JPS5999376A - 障害物検知装置 - Google Patents

障害物検知装置

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JPS5999376A
JPS5999376A JP57210173A JP21017382A JPS5999376A JP S5999376 A JPS5999376 A JP S5999376A JP 57210173 A JP57210173 A JP 57210173A JP 21017382 A JP21017382 A JP 21017382A JP S5999376 A JPS5999376 A JP S5999376A
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JP
Japan
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signal
circuit
output
gain
counter
Prior art date
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Pending
Application number
JP57210173A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Kodera
小寺 正夫
Tadashi Hattori
正 服部
Minoru Nishida
実 西田
Hiroyuki Sakakibara
啓之 榊原
Nobuyoshi Sakakibara
伸義 榊原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Publication of JPS5999376A publication Critical patent/JPS5999376A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/04Systems determining the presence of a target

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両から障害物までの距離を検知する障害物検
知装置であって、レーザ光、電波あるいは超音波等をパ
ルス的に晃信し、その反射時間より障害物への接近距離
を検知する障害物検知装置に関するものである。
上記レーザ光等の反射波は発信手段における遅れや途中
の減衰により通常矩形状のノ<μスとしては得られず、
ピーク値を有する山形のノ(μヌとなる。そこで、反射
波の大小にかかわらず受信時点を一義的に決定するため
に、通常反射波のピークを検出することが行なわれてい
る。
ところが、受信回路の増幅利得は一定であるために、大
きな反射波入力に対しては出力が飽和してしまい、ピー
ク検出が不可能となる。これを防止するには受信回路の
ダイナミックレンジを大きくする必要があるが、これは
装置のコストアップと大形化をもたらす。
本発明は上記問題点に鑑み、送信回路および受信回路の
いずれかに可変利得の増幅器を設け、上記増幅器の利得
を増大あるいは低下せしめて受信回路の出力レベルを適
正にするとと、もに、出力の飽和時には距離算出を休止
するようにして、受信回路のダイナミックレンジを広く
することなく、低価−格かつコンパクトで、しかも精度
の高い障害物検知装置を提供することを目的とするもの
である。
すなわち、本発明の障害物検知装置は司変利得増幅器と
、上記増幅器の利得変更信号を発する利得変更信号発生
回路と、受信回路の出力飽和を検知する飽和検知回路と
より成る。
以下、図示の実施例によシ本発明を説明する。
第1図ないし第5図は本発明の第1の実施例で、以下、
各回路の構成、しよび作動を述べる。
第1図にレーザ光を使用して障害物検知を行なう場合の
装置構成を示す。図中1はトリガ回路、2はレーザ発光
器、3は送光用レンズ、4は受光用レンズ、5は受光器
、6はパルス11号元生kg、qは信号処理回路、8は
演算回路、9は距離表示器、10はクロック信号発生器
である。
トリガ回路1はクロツク1d号発生6g 10からのク
ロックパルス信号gK基づき所定周期でトリガ1g号f
(第5図(2)参照)を出力する。レーザ発光器2は上
記トリガ1d号1°にハづき送光用レンズ3を介してレ
ーザ光LP’を亢奮する一方、発光信号e(第5図(3
)参照)を出力する。受光器5は受光用レンズ4で集光
された反射光LBを電気信号に父換し、受光信号Oを発
する。<12号処理回路7は上記受光信号すを増幅し、
受光ピーク検知信号C(第5図(7)参照)を発すると
ともに、内蔵した増幅器の出力内81!i号d(第5図
(9)参照)をグこする。演算回路8では上g[3完光
信号eを入力してから受光ピーク検知信号Cを入力する
までの時間に基づき障害物までの距離を演算し、距離デ
ータXをデータラッチ信号Wのタイミングで表示器9上
に表示する。パルス信号発生器6からはタイミング信号
a(第5図(5)参照)が出力される。
第2図は上記信号処理回路7の回路構成を示すもので、
図中71は可変利得増幅回路、72は微分器、73.7
4は比較器である。75は飽和検知回路で、比較器’7
5a、ANDゲート75b、NORゲート75(3およ
びインバータ75C1よ構成る。
何便利得増幅゛回路71はタイミング信号aが入力する
毎に順次その利得が減少する。比較器73は入力が負電
圧の場合にrlJVぺμ出力を発する。反対に比較器7
5aは入力が正電圧の場合に「1」レベル出力を発する
。比、較器74は入力が所定電圧Vr以上の場合に「1
」レベル出力を発する。
受光信号すは増幅回路71で増幅されて信号h(第5図
(4)参照)となり、微分器72で微分されて信号S(
第5図(6)参照)となる。受光ピーク検知信号Cは増
幅回路71の出力信号りの電圧が所定電圧Vr以上で、
かつ、信号Sが負電圧の場合に「1」レベルとなり、第
5図(7)に示す如く、その立上りタイミングは出力信
号りが飽和していない場合(第5図(4)の2,3番目
のパルス)にのみ信号りのピーク時点と一致害る。
信号jは第5図(8)に示す如く、信+jhの電圧が所
定′准圧Vr以上で、かつ、46号Sが正電圧の場合に
「1」レベルとなる。そして、出力飽和信号dは上記出
力信号りの電圧が所定電圧Vr以上で、かつ受光ピーク
信号Cと上記16号jがともに「0」レベルの時、すな
わち、信号りが飽和シている時(第5図(4)の最初の
パルス)に「1」レベルとなる。
第3図は上記可変利得増幅回路71の回路構成を示すも
ので、図中71a、’71bはそれぞれ利得G1、G2
を有する増幅器、710,71(1,71e、71f、
71g、71hはアナログスイッチ、+zl:l、71
jはそれぞれ減衰準/ml、A2の減皺器、71mはバ
イナリカウンタである。ここで上記減皺率A1は減設率
A2より大きくしである。
アナログスイッチ71(3〜’71hは11i+a 子
Gに「1」レバ1vi=号が入力すると端子S、D間が
導通する。カウンタ71mは2ビツトのカウンタで、そ
の端子CPに入力するタイミング信号aをカウントする
。そして、上記アナログスイッチ71C〜71hはカウ
ンタ71mの端子Q1、G2より光せ゛られるカウント
出力により開閉する。例えばカウント出力がいずれもr
OJレベルの場合にはアナログスイッチ71d、71g
が閉成し、アナログスイッチ710.’i’le。
りlf、71hは開成する。これにより、町変利4増幅
回路71全体の利得はG1・G2となる。以降、カウン
タ’71mに信号aが入力する毎に、すなわち、レーザ
光が発1gされる毎に各アナログスイッチ710〜71
hが作動して、れを繰シ返す。したがって、受光信号【
)を増幅したイa号りはレーザ光の発侶毎に順次電圧が
低くなる(第5図(4)参照)。
第4図に演算回路8の回路Bli成を示す。図中81は
”):/Vヨツト、82a、821)、820はフリッ
プ7oツブ、83a、、83b、85.86はカウンタ
、84はデジタルコンパレータ、87は平均化回路、8
8は信号発生器である。
上記デジタ7レコンパレータは入力データが等しいと端
子Eの出力が「0」レベルになる。
フリップフロップ82aの出力1d−号nは発光信号e
によってセットされ、受光ピーク検知1d号Cによって
りセットされる(第5図(13)参照)。
そして、信号nによってANDゲー)89aが開いてい
る間、クロックパルス信″/j′gが信+Lt(第5図
(14)  参照)としてカウンタ[33aに入力され
て発光から受光までの時間に比例した4ビツトの距離デ
ータに1に反換される。
ワンショット81の出力信号qは第5図(1)に示す如
く、発光信号eの立上り後所定時間t2で立上シ、所定
時間t1  で立下る。時間ts、tsはそれぞれ最小
距離検出時間、最大距離検出時間に対応している。
フリップフロップ82bの出力信号lは発光信号eでリ
セットされ、その端子りに上記信号qが入力していると
、受光ピーク検知信号Cでセットされる(第5図(11
)参照)。すなわち、信号lは検出時間(ts −tx
 )外の誤信号による距離データを排除する信号である
フリップ7oツブ820の出力信号には発光信号eでセ
ットされ、その端子りに信号qが入力していると、出力
飽和信号dでリセットされる。(第5図(10)参照)
信号mは上記信号kSlの論理積で、検知信号Cが所定
の検出時間(js  js)内にあり、かつ、可変利得
増幅回路71の出力信号りが飽和していない時に「1」
レベ!となる。
さて、カウンタ83′bは発光サイクルの最初に発光信
号eでリセットされ、そのカウントデータに2は0であ
る。一方、カウンタ83aからは上記の如く距離データ
に1が出力されているから、コンパン−夕84の端子E
の出力は「1」レベルとなる。ここでA N Dゲート
89bにタイミングパルス信号aが入力すると、ゲート
89bが開いてクロックパルス信号gがANDゲート8
9Cおよびカウンタ831)に入力される。
増幅回路71の出力信号りが飽和していなければ信号m
は「l」レベルとなシ、ゲー)89Cが開いてクロック
パルス信り°gは信号pとしてカウンタ85に入力され
る。信号pはカウントデータに2が距離データに1と等
しくなってゲ−)891)が閉じるまで続く(第5図(
15)参照)0これによシ、カウンタ85には上記距離
データに1が積算される。
カウンタ86は信号mが「1」レベルの時のタイミング
パルス信号aをカウントする。すなわち、このカウント
値は距離データに1が上記カウンタ85に積算された回
数を示す。
平均化回路87ではカウンタ85に積算された距離デー
タをカウンタ86の出力である積算回数で割って距嫌の
平均値データXを算出する。
信号発生器88は上記積算回数が所定回数に達するとデ
ータラッチ信号Wを発し、表示器上に上記データXを表
示する。
かくの如く、本発明の障害物検知装置はレーザ光の発信
毎に出力されるタイミングパルス信号aに応じて、1百
号処理回路7中の可変利得増幅回路71の利得を順次低
下せしめることにより、その出力憤号りの゛電圧レペp
を過正にするとともに、上記増m1=号りが飽和してい
る間は出力剛号1d号dにより演算回wr8における距
離信号の算出を休止せしめるものである。
これによシ、受光1d号用増幅器のダイナミックレンジ
を大きくすることなく広いレベμにわたって受光信号の
ピーク検出ができ、装置の大型化とコストアップを招く
ことなく、障害物の正確な位置構出が可能である。
第6図、第7図に本発明の第2の実施例を示す。
第6図の可変利得増幅回路71において、71nはアッ
プダウンカウンタで、端子U/DK入る信号が「0」レ
ベルの場合には端子CPの入力パルスをダウンカウント
し、rlJレベルの場合にはアップカウントする。これ
Kより、増幅器71の出力信号りが飽和している場合、
すなわち信号kが「0」レベル、かつ信号lが「l」レ
ベルの場合にはタイミングパルス信号aが入力する毎に
カウンタ71nがアップカウントし、増幅回路71の利
得は順次低下する。
反対に増幅回路71の出力信号りが小さい場合、すなわ
ち信号kが「l」レベル、かつ信号lが「0」レベルの
場合にはタイミングパルス信号aが入力する毎にカウン
タ71 nがカウントダウンし、増幅回路71の利得は
順次増大する。
出力信号りが適当な大きさである場合、すなワチ信号m
が「1」レベルの場合にはタイミングパルス信号aが禁
止され、増幅回路71の利得は変化しない。
上記増幅回路71から′は増幅器71bの入力側より信
号rが出力される。第7図の信号処理回路りにおいて、
比較器76は基準電圧と上記信号rとを比較し、信号r
が基準電圧よシ大きい場合には信号dを発する。上記基
準電圧は増幅器71bの溺和″電圧v satをその利
得G2で割った値とする。
上記のような構成によっても第1の実施例と同様な効果
がある。
以上の各実施例では受信回路の増幅器の利得を制御した
が、送信回路の増幅器の利得を制御して送信電力を可変
としても良い。
以上の如く、本発明の障害物検知装置は受信回路の出力
が飽和することのないように送イa回路あるいは受信回
路に設けた可変利得増幅器の利得を制御するとともに、
受信回路の出力が飽和した場合は距離演算を休止するこ
とにより、受信回路のダイナミックレンジを広くするこ
となく、正確、な障害物の距離検出が可能であシ、装置
の大型化とコストアップを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図は本究明の第1の実施例を示し、第
1図は装置の構成を示すブロック図、第2図は信号処理
回路の回路図、第31は可変利得増幅回路の回路図、第
4図は演算回路の回路図、第5図は上記各回路の信号タ
イムチャートである。第6図、第7図は本発明の882
の実施例を示し、第6図は可変利得増幅回路の回路図、
第7図は1ば号処理回路の回路図である。 1・・・・・・トリガ回路 2・・・・・・レーザ発光器  5・・・・・・受光器
7・−・−信号処理回路 71−−−・・可変利得増幅回路 8・・・・・・演算回路    9・・・・・・表示器
代理人 弁理士 伊藤求馬

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定空間へ波動を送信する送波用発信回路と、障
    害物反射波動受信用受信回路と、発信から受信までの時
    間に基づいて障害物までの距離を算出する距離演算回路
    と、上記距離を表示する表示器を具備する障害物検知装
    置であって、上記受信回路ないし発信回路には利得を外
    部信号により変更できる可変利得増幅器と、上記増幅器
    の利得変更1酊号を発する利得変更信号発生回路を設け
    るとともに受信回路の出力飽和を検知する飽和検知回路
    を設け、上記受信回路の出力が飽和している場合には距
    離演算を休止するようにしたことを特徴とする障害物検
    知装置。
  2. (2)上記利得変更信号発生回路は送波毎に順次上記可
    変利得増幅器の利得を増大ないしは低下せしめる信号を
    発する特許請求の範囲第1項記載の障害物検知装置。
  3. (3)  主起利得変更信号発生回路は上記受信回路の
    出力が飽和している場合には送波毎に11頂次上記可変
    利得増幅器の利得を低下せしめ、上記受信回路の出力が
    低い場合には送波毎に順次上記可変利得増幅器の利得を
    増大せしめる信号を発する特許請求の範囲第1項記載の
    障害物検知装置。
JP57210173A 1982-11-30 1982-11-30 障害物検知装置 Pending JPS5999376A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03189584A (ja) * 1989-12-19 1991-08-19 Omron Corp 距離測定装置
US5485155A (en) * 1993-11-25 1996-01-16 Nippondenso Co., Ltd. Radar system detecting plural obstacles and measuring distance based on full gain and automatic gain control
JP2007198910A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Matsushita Electric Works Ltd 距離計測装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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