JPS6076678A - 超音波ドツプラ速度計 - Google Patents
超音波ドツプラ速度計Info
- Publication number
- JPS6076678A JPS6076678A JP18435883A JP18435883A JPS6076678A JP S6076678 A JPS6076678 A JP S6076678A JP 18435883 A JP18435883 A JP 18435883A JP 18435883 A JP18435883 A JP 18435883A JP S6076678 A JPS6076678 A JP S6076678A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- speed
- doppler
- ultrasonic wave
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S15/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）技術分野
本発明に超音波の照射方向を変えて速度の計測範囲を広
げるようにした超音波ドツプラ速度計に関する。
げるようにした超音波ドツプラ速度計に関する。
（ロ）従来技術
従来、自動車などの車両にドラグラレーダ装置を搭載し
、走行中にそのレーダアンテナから大地にｍ波や超音波
を送信し、その反射波の周波数が送信波の周波数からず
れる現象いわゆるドツプラ効果を利用して車両の走行速
度を検出するドツプラ速度計が知られている（たとえば
特開昭５６−６６５号）。第１図に超音波を用いたこの
柚のドツプラ速度側のブロック線図であり、ＩＶｉ超音
波スピーカ２の共珈ｆＩｄ波数ｆ０の高周波信号を発振
する発振器で、超音波スピーカ２は高周波信号により励
振され反射面３に対して角度θで基本周波数ｆ。の超音
波を照射する。
、走行中にそのレーダアンテナから大地にｍ波や超音波
を送信し、その反射波の周波数が送信波の周波数からず
れる現象いわゆるドツプラ効果を利用して車両の走行速
度を検出するドツプラ速度計が知られている（たとえば
特開昭５６−６６５号）。第１図に超音波を用いたこの
柚のドツプラ速度側のブロック線図であり、ＩＶｉ超音
波スピーカ２の共珈ｆＩｄ波数ｆ０の高周波信号を発振
する発振器で、超音波スピーカ２は高周波信号により励
振され反射面３に対して角度θで基本周波数ｆ。の超音
波を照射する。
反射面３により反射された超音波は超音波マイク４によ
り受信でれ、アンプ５Ｇこより増幅された後周波数検出
器６によって送信基本周波数ｆ０との周波数差分検出す
る。この周波数差ｆｄは周知のように次の式で表わされ
る。
り受信でれ、アンプ５Ｇこより増幅された後周波数検出
器６によって送信基本周波数ｆ０との周波数差分検出す
る。この周波数差ｆｄは周知のように次の式で表わされ
る。
ｆｄ ＝２ Ｖ ｆｏｃＯｓθ７ｃ −＝＝＝ （ｉ）
（ただし、Ｃは音速） この周波数差ｆｄを検出することにより車速Ｖをめるこ
とができる。
（ただし、Ｃは音速） この周波数差ｆｄを検出することにより車速Ｖをめるこ
とができる。
超音波マイク４は圧電体を用いた共振マイクであり、そ
の共振の幅を表わすＱ値は通常３０〜１００程度である
。そのために受信帯域に共振ＦＭ波数の１〜３％しか確
保できないために、車速Ｖが大きくなると受信周波数（
ｆｏ ＋ｆｄ）が受波帯域から外れてしまい車速か計測
できなくなる七いう問題がある。たとえば反射面３に対
する超音波の照射角が３０°になると車速は±３ ｍ
／ ５ＩＩＩＣ程度までしか測定できなくなる。一方、
超音波の照射角θを大きくとると軍ｉＶに対応したドツ
プラ周波数を小芒くすることにできるが、その反面取付
は上の誤差や振動による誤差が非常に大きくなるという
問題がある。
の共振の幅を表わすＱ値は通常３０〜１００程度である
。そのために受信帯域に共振ＦＭ波数の１〜３％しか確
保できないために、車速Ｖが大きくなると受信周波数（
ｆｏ ＋ｆｄ）が受波帯域から外れてしまい車速か計測
できなくなる七いう問題がある。たとえば反射面３に対
する超音波の照射角が３０°になると車速は±３ ｍ
／ ５ＩＩＩＣ程度までしか測定できなくなる。一方、
超音波の照射角θを大きくとると軍ｉＶに対応したドツ
プラ周波数を小芒くすることにできるが、その反面取付
は上の誤差や振動による誤差が非常に大きくなるという
問題がある。
（ハ）発明の目的および構成
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、その目
的とするところに、超音波の照射方向を変えて速度の計
測範囲？広げた超音波ドツプラ速腋計を提供することに
ある。
的とするところに、超音波の照射方向を変えて速度の計
測範囲？広げた超音波ドツプラ速腋計を提供することに
ある。
かかる目的を達成するため、本発明によれば、超音波を
、反射面に平行な向上で移動物体の前後方向に対して一
定角度傾けるとともに・移動物体の横方向にも一定角度
傾けて超音波を照射するように構成したものである。
、反射面に平行な向上で移動物体の前後方向に対して一
定角度傾けるとともに・移動物体の横方向にも一定角度
傾けて超音波を照射するように構成したものである。
に）実施例
以下図面に基づいて本発明分説明する。
第２図は本発明による超音波ドツプラ速度計の超音波の
照射方向を示しており、超音波スピーカ２からの超音波
の照射方向に反射１７Ｊ７３と水平速度方向に対しであ
る角度δをなすとともに反射面３と垂直なｌに対してθ
をなすようにする。
照射方向を示しており、超音波スピーカ２からの超音波
の照射方向に反射１７Ｊ７３と水平速度方向に対しであ
る角度δをなすとともに反射面３と垂直なｌに対してθ
をなすようにする。
第３図はｘｉｌｌＩＩＩを反射面に平行な速度方向、ｙ
軸を反射面に平行で且つＸ軸に直角な方向、ｚ軸を反射
面に垂直な方向にとって従来の超音波の照射方向Ａと本
発明による超音波の照射方向Ｂとを３次元的に表わして
いる。この図において、従来の照射方向Ａと本発明によ
る照射方向Ｂとのなす角度（照射偏向角）をβとすると
、車速■の照射方向の速度成分ｖＩは次式で表わされる
。
軸を反射面に平行で且つＸ軸に直角な方向、ｚ軸を反射
面に垂直な方向にとって従来の超音波の照射方向Ａと本
発明による超音波の照射方向Ｂとを３次元的に表わして
いる。この図において、従来の照射方向Ａと本発明によ
る照射方向Ｂとのなす角度（照射偏向角）をβとすると
、車速■の照射方向の速度成分ｖＩは次式で表わされる
。
Ｖ”” Ｖ’ａβ＝ ｖ ｃｏｓ ａ ｃｎｓβ・・−
−−−（２）従ってこのときのドツプラ周波数ｆ’、Ｉ
Ｈ次式で表わされる。
−−−（２）従ってこのときのドツプラ周波数ｆ’、Ｉ
Ｈ次式で表わされる。
ｒ ２ＶｆＯｃｏｓθいβ ０９９１．。
ｔｄ−、（３）
に
こで従来と本発明とを比較するために、車速Ｖ ＝ １
ｍ ／ ｓｅｃ ｓ照射角θ−３０°、照射偏向角β
−６０、音速Ｃ＝ ３４０ ｍ ７式とすると、従来の
ドツプラ周波数ｆ、ｄは（１）式より ｆｄ＝ ５ Ｘ １Ｏ−３ｆ０ となり、送信基本［Ｍ波数ｆ。の釣０．５％の周波数の
推移となる。
ｍ ／ ｓｅｃ ｓ照射角θ−３０°、照射偏向角β
−６０、音速Ｃ＝ ３４０ ｍ ７式とすると、従来の
ドツプラ周波数ｆ、ｄは（１）式より ｆｄ＝ ５ Ｘ １Ｏ−３ｆ０ となり、送信基本［Ｍ波数ｆ。の釣０．５％の周波数の
推移となる。
これに対して本発明におけるドツプラ周波数１／ｄの（
３）式より ｆ’（１＝ ２．５ Ｘ １Ｏ−３ｆ０となり、送信基
本周波数ｆ。の約０．２５％の周波数推移となる。従っ
て、同じ車速を検出するために必要な受信帯域は本発明
の場合従来の半分となる。このことを利用すれば、車速
の計測範囲を２倍に広げることができる。
３）式より ｆ’（１＝ ２．５ Ｘ １Ｏ−３ｆ０となり、送信基
本周波数ｆ。の約０．２５％の周波数推移となる。従っ
て、同じ車速を検出するために必要な受信帯域は本発明
の場合従来の半分となる。このことを利用すれば、車速
の計測範囲を２倍に広げることができる。
計測範囲は照射角θと照射偏向角βの大きさを変えるこ
とにより任意に調整することができる０ （ホ）発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明におい
てに、超音波を、反射面に平行な面上で移動物体の前後
方向に対して一定角度傾けるとともに、移動物体の横方
向にも一定角朋傾けて超音波を照射するようにしたので
、送信基本周波数に対する周波数推移が小でくなり、計
測可能な速度範囲を広けることができる。従って本発明
による速厩泪を車両の対地速度計に用いた場合は車両の
上下動による速度の計測誤差が少ない。さらに、工場の
ライン上の物品の械送速肢や、父通廿制のための一般道
路での車両速度の検出に用いても同様の効果が得られる
ことにもちろんである。
とにより任意に調整することができる０ （ホ）発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明におい
てに、超音波を、反射面に平行な面上で移動物体の前後
方向に対して一定角度傾けるとともに、移動物体の横方
向にも一定角朋傾けて超音波を照射するようにしたので
、送信基本周波数に対する周波数推移が小でくなり、計
測可能な速度範囲を広けることができる。従って本発明
による速厩泪を車両の対地速度計に用いた場合は車両の
上下動による速度の計測誤差が少ない。さらに、工場の
ライン上の物品の械送速肢や、父通廿制のための一般道
路での車両速度の検出に用いても同様の効果が得られる
ことにもちろんである。
第１喝は超音波ドツプラＷｉ Ｉ＆計のブロック線図、
第２図は本発明による超音波ドツプラ速度計の超音波の
照射方向を示す模式図、第３図は本発明による超音波の
照射方向を従来の照射方向とともに示す線図である。 】・・・発振器、２・・・超音波スピーカ、３・・・反
射面、４・・・超音波マイク、５・・・アンプ、６・・
・周波数検出器 特Ｈ’ｌ出願人 ［１産自！！ＩＩ軍株式会社代１８Ｊ
ｉ 人 弁理士 鈴 木 弘 男第１図 第２図 第３図
第２図は本発明による超音波ドツプラ速度計の超音波の
照射方向を示す模式図、第３図は本発明による超音波の
照射方向を従来の照射方向とともに示す線図である。 】・・・発振器、２・・・超音波スピーカ、３・・・反
射面、４・・・超音波マイク、５・・・アンプ、６・・
・周波数検出器 特Ｈ’ｌ出願人 ［１産自！！ＩＩ軍株式会社代１８Ｊ
ｉ 人 弁理士 鈴 木 弘 男第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 物体の移動面と平行な反射面に超音波を照射し、該超音
波の送信波と反射波とのドツプラ効果による周波数差に
基いて移動物体の速度を計測する超音波ドツプラ速朋計
において、上記反射面に平行な面上で移動物体の前後方
向に対して一定角度傾けるとともに、移動物体の横方向
にも一定角度傾けて超き波を照射するようにしたことを
特徴とする超音波ドツプラ速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18435883A JPS6076678A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 超音波ドツプラ速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18435883A JPS6076678A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 超音波ドツプラ速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6076678A true JPS6076678A (ja) | 1985-05-01 |
Family
ID=16151843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18435883A Pending JPS6076678A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 超音波ドツプラ速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6076678A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5097453A (en) * | 1989-04-28 | 1992-03-17 | Nissan Motor Company, Ltd. | Ultrasonic ground speedometer utilizing doppler effect |
| JP2016138882A (ja) * | 2010-06-03 | 2016-08-04 | シェブロン ユー．エス．エー．インコーポレイテッドＣｈｅｖｒｏｎ Ｕ．Ｓ．Ａ．Ｉｎｃ． | ボアホールにおいて音響エネルギーのビームを生成する装置及び方法並びにそれらの応用 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP18435883A patent/JPS6076678A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5097453A (en) * | 1989-04-28 | 1992-03-17 | Nissan Motor Company, Ltd. | Ultrasonic ground speedometer utilizing doppler effect |
| JP2016138882A (ja) * | 2010-06-03 | 2016-08-04 | シェブロン ユー．エス．エー．インコーポレイテッドＣｈｅｖｒｏｎ Ｕ．Ｓ．Ａ．Ｉｎｃ． | ボアホールにおいて音響エネルギーのビームを生成する装置及び方法並びにそれらの応用 |
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