JPS61133886A - 角度検出装置 - Google Patents
角度検出装置Info
- Publication number
- JPS61133886A JPS61133886A JP59256347A JP25634784A JPS61133886A JP S61133886 A JPS61133886 A JP S61133886A JP 59256347 A JP59256347 A JP 59256347A JP 25634784 A JP25634784 A JP 25634784A JP S61133886 A JPS61133886 A JP S61133886A
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- JP
- Japan
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- angle
- plane
- detected
- circuit
- transducer
- Prior art date
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- Pending
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- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば車両と路面との角度の検出に有用な角
度検出装置に関する。
度検出装置に関する。
近年自動車等の車両の制御において、車両の発進、停止
時に車両が路面に対して傾くのを防止することが望まれ
ており、そのために車両と路面との角度を検出する装置
が必要になってきている。
時に車両が路面に対して傾くのを防止することが望まれ
ており、そのために車両と路面との角度を検出する装置
が必要になってきている。
Ｃ発明の目的〕
本発明は上記所望に鑑みてなされたもので、小型で容易
に車両等に設置可能な角度検出装置を提供することを目
的とする。
に車両等に設置可能な角度検出装置を提供することを目
的とする。
本発明装置は路面等の被検出平面に向けて所定波を発射
する発射手段と、相互に隔離設置されて前記被検出平面
にて反射される前記所定波の反射波を受信する第１、第
２受信手段と、この第１、第２受信手段からの第１、第
２受信信号を受けて両者の位相差に対応したパルス幅を
有し前記被検出平面と前記第１、第２受信手段の設置面
との角度を示す角度パルスを出力する角度パルス出力回
路とを備える。
する発射手段と、相互に隔離設置されて前記被検出平面
にて反射される前記所定波の反射波を受信する第１、第
２受信手段と、この第１、第２受信手段からの第１、第
２受信信号を受けて両者の位相差に対応したパルス幅を
有し前記被検出平面と前記第１、第２受信手段の設置面
との角度を示す角度パルスを出力する角度パルス出力回
路とを備える。
被検出面と第１、第２受信手段の設置面とが平行である
時には発射手段と第１、第２受信手段との間の路長が同
一であるため、第１、第２受信手段での反射波の受信時
点が同一であり受信信号に位相差は生じない。一方、設
置面と被検出面が平行でなく角度がある時には路長が異
なるため、反射波の受信時点が異なり、受信信号に位相
差が生じ、その位相差は設置面と被検出面との角度に対
応する。
時には発射手段と第１、第２受信手段との間の路長が同
一であるため、第１、第２受信手段での反射波の受信時
点が同一であり受信信号に位相差は生じない。一方、設
置面と被検出面が平行でなく角度がある時には路長が異
なるため、反射波の受信時点が異なり、受信信号に位相
差が生じ、その位相差は設置面と被検出面との角度に対
応する。
第１図は本発明になる角度検出装置の一実施例全体の構
成を示す図であり、図中４０は超音波を一定時間発射し
、かつ受信する振動子（以後送受波器と称する）であり
、５０は超音波を受信する振動子（以後受波器と称する
）である。送受波器４０及び受波器５０は、水平面２０
０に対して平行な位置に距離βだけ離れて例えば車両に
固定されており、送受波器４９と受波器５０とは隣接す
るが所定の間隔ａだけ隔離設置されている。３００は水
平面２００、即ち送受波器４０と受波器５０の設置面、
との角度θが検出されるべき被検出平面（例えば地面等
）であり、４００は角度信号を出力する検出回路部であ
る。
成を示す図であり、図中４０は超音波を一定時間発射し
、かつ受信する振動子（以後送受波器と称する）であり
、５０は超音波を受信する振動子（以後受波器と称する
）である。送受波器４０及び受波器５０は、水平面２０
０に対して平行な位置に距離βだけ離れて例えば車両に
固定されており、送受波器４９と受波器５０とは隣接す
るが所定の間隔ａだけ隔離設置されている。３００は水
平面２００、即ち送受波器４０と受波器５０の設置面、
との角度θが検出されるべき被検出平面（例えば地面等
）であり、４００は角度信号を出力する検出回路部であ
る。
第２図は前記検出回路部４００の電気結線図であり、１
０は一定電圧を検出回路部へ供給するための電源端子、
２０は角度信号出力端子、３０はアース端子である。１
００は発振回路であり、インバータ１０１、水晶振動子
１０２、抵抗１０３、コンデンサ１０４．１０５とによ
り構成される公知の水晶発振回路と、波形成形用インバ
ータ１０６及びカウンタ１０７、ＡＮＤゲート１０８と
により構成されている。１１０は、ＮＡＮＤゲート１１
１、インバータ１１２１．１１３、アナログスイッチ１
１４とによって構成される超音波出力回路であり、アナ
ログスイッチ１１４の出力端子を介して一定時間送受波
器４０にパルス信号が出力されるようになっている。
０は一定電圧を検出回路部へ供給するための電源端子、
２０は角度信号出力端子、３０はアース端子である。１
００は発振回路であり、インバータ１０１、水晶振動子
１０２、抵抗１０３、コンデンサ１０４．１０５とによ
り構成される公知の水晶発振回路と、波形成形用インバ
ータ１０６及びカウンタ１０７、ＡＮＤゲート１０８と
により構成されている。１１０は、ＮＡＮＤゲート１１
１、インバータ１１２１．１１３、アナログスイッチ１
１４とによって構成される超音波出力回路であり、アナ
ログスイッチ１１４の出力端子を介して一定時間送受波
器４０にパルス信号が出力されるようになっている。
１２０は、インバータ１２１及びアナログスイッチ１２
２とによって構成される入力回路であり、前記送受波器
４０にパルス信号が出力されない時間だけ後述する第１
増幅回路１４０に送受波器４０の受信波形を伝達するよ
うになっている。１４０は第１増幅回路であり、抵抗１
４１．１４２．１４４及びコンデンサ１４３、演算増幅
器１４５とによって構成されるフィルタ段及び抵抗１４
６．１４７及び演算増幅器」４８とによって構成される
増幅段とによって構成されている。１３０は抵抗１３１
．１３４、ダイオード１３２、コンデンサ１３３からな
る積分段、抵抗１３５．１３７、コンデンサ１３６、比
較器１３８からなる比較段及びＤフリップフロップ１３
９を有する反射波検出回路であり、前記第１増幅回路１
３０のフィルタ段の出力信号が一定振幅以上になったと
き、Ｄタイプフリップフロップ１３９から“１ルベルの
信号が出力される。１５０は前記第１増幅回路１４０と
同一構成の回路により構成されている第２増幅回路であ
り受波器５０からの受信信号を受けるようになっている
。１６０及び１７０はそれぞれＡＮＤゲート１６１．１
７１およびカウンタ１６２．１７２からなり、前記送受
波器４０または受波器５０の受信波形が一定レベルに達
したとき、反射波を１パルス分だけ取り出すための第１
反射出力回路及び第２反射波出力回路である。１８０は
インバータ１８１、ＡＮＤゲート１８２からなり、前記
第１、第２反射波出力回路１６０．１７０の波形出力の
時間差を取り出すための角度信号出力回路である。また
１９０は抵抗１９１．１９２．１９３、増幅器１９４か
らなり一定電圧Ｖａを出力する定電圧回路である。
２とによって構成される入力回路であり、前記送受波器
４０にパルス信号が出力されない時間だけ後述する第１
増幅回路１４０に送受波器４０の受信波形を伝達するよ
うになっている。１４０は第１増幅回路であり、抵抗１
４１．１４２．１４４及びコンデンサ１４３、演算増幅
器１４５とによって構成されるフィルタ段及び抵抗１４
６．１４７及び演算増幅器」４８とによって構成される
増幅段とによって構成されている。１３０は抵抗１３１
．１３４、ダイオード１３２、コンデンサ１３３からな
る積分段、抵抗１３５．１３７、コンデンサ１３６、比
較器１３８からなる比較段及びＤフリップフロップ１３
９を有する反射波検出回路であり、前記第１増幅回路１
３０のフィルタ段の出力信号が一定振幅以上になったと
き、Ｄタイプフリップフロップ１３９から“１ルベルの
信号が出力される。１５０は前記第１増幅回路１４０と
同一構成の回路により構成されている第２増幅回路であ
り受波器５０からの受信信号を受けるようになっている
。１６０及び１７０はそれぞれＡＮＤゲート１６１．１
７１およびカウンタ１６２．１７２からなり、前記送受
波器４０または受波器５０の受信波形が一定レベルに達
したとき、反射波を１パルス分だけ取り出すための第１
反射出力回路及び第２反射波出力回路である。１８０は
インバータ１８１、ＡＮＤゲート１８２からなり、前記
第１、第２反射波出力回路１６０．１７０の波形出力の
時間差を取り出すための角度信号出力回路である。また
１９０は抵抗１９１．１９２．１９３、増幅器１９４か
らなり一定電圧Ｖａを出力する定電圧回路である。
第２図において、全１辰回路１００、超音波出力回路１
１０、及び送受波器４０により発射手段を、送受波器４
０、入力回路１２０及び第１増幅回路１４０により第１
受信手段を、受波器５０及び第２増幅回路１５０により
、第２受信手段を、第１、第２反射波出力回路１６０．
１７０、反射波検出回路１３０及び角度信号出力回路１
８０とにより角度パルス出力回路をそれぞれ構成してい
る。
１０、及び送受波器４０により発射手段を、送受波器４
０、入力回路１２０及び第１増幅回路１４０により第１
受信手段を、受波器５０及び第２増幅回路１５０により
、第２受信手段を、第１、第２反射波出力回路１６０．
１７０、反射波検出回路１３０及び角度信号出力回路１
８０とにより角度パルス出力回路をそれぞれ構成してい
る。
以上述べた構成により、本発明装置の動作を第１図乃至
第３図を用いて詳細に説明する。
第３図を用いて詳細に説明する。
第２図において、発振回路１００からの発振信号を受け
て前記超音波出力回路１１０から一定時間ｔだけ一定周
期の信号６０ （第３図（ａ））が出力されると、送受
波器４０から信号６０に対応して超音波が発射される。
て前記超音波出力回路１１０から一定時間ｔだけ一定周
期の信号６０ （第３図（ａ））が出力されると、送受
波器４０から信号６０に対応して超音波が発射される。
いま第１図において、被検小平面２００が水平面２００
と一致しているとすると、送受波器４０から発射された
超音波は水平面２００に到達し、反射して、送受波器４
０及び受波器５０に入力される。このとき、超音波が送
受波器４〇−水平面２０〇−送受波器４０の距離りを伝
達されるから、ｌｌ、 −２ｘ ｌである。また、送受
波器４〇−水平面２０〇−受波器５０を伝達する距離Ｌ
′は、Ｌ’＝２Ｘ Ａ ＋ ａ／２）で示される
。いま、ｌ＞ａ／’ｌとするとＬ′＃２ｆｆ＝Ｌとなり
、はぼ均しい距離を伝達することになる。換言すれば、
超音波の伝達時間は実質的に均しいこととなり、角度信
号出力回路１８０からは出力信号が生じない。
と一致しているとすると、送受波器４０から発射された
超音波は水平面２００に到達し、反射して、送受波器４
０及び受波器５０に入力される。このとき、超音波が送
受波器４〇−水平面２０〇−送受波器４０の距離りを伝
達されるから、ｌｌ、 −２ｘ ｌである。また、送受
波器４〇−水平面２０〇−受波器５０を伝達する距離Ｌ
′は、Ｌ’＝２Ｘ Ａ ＋ ａ／２）で示される
。いま、ｌ＞ａ／’ｌとするとＬ′＃２ｆｆ＝Ｌとなり
、はぼ均しい距離を伝達することになる。換言すれば、
超音波の伝達時間は実質的に均しいこととなり、角度信
号出力回路１８０からは出力信号が生じない。
次に被検出平面３００が水平面２００と角度θをなす位
置にある場合を第２図図示回路の各都電圧波形を示す第
３図を用いて説明する。
置にある場合を第２図図示回路の各都電圧波形を示す第
３図を用いて説明する。
超音波出力回路１１Ｏからの信号６０に対応して送受波
器４０から発射された超音波は、被検出平面３００によ
り反射されて、送受波器４０及び受波器５０へ到達する
。この際、第１図に示す如く、被検出面３００は角度θ
だけ水平面２００から傾いているため、２×Δβだけ送
受波器４〇−角度検出平面３０〇−受波器５０の距離が
長くなる。つまり、第１増幅回路１４０のフィルタ段の
出力が第３図（ｂｌの位置にあるとすると、受波器５０
へ超音波が到達するまでに２×Δβだけ長い距離を進む
ことになるので、第２増幅回路１５０のフィルタ段の出
力は第３図（ｂｌとは時間Δｔだけ遅れた信号（第３図
（ｅ））となる。第２図において、信号６２（第３図（
ｂ））は前記反射波検出回路１３０に伝達され、抵抗１
３４？、コンデンサ１３３とで構成される積分段にＸよ
って決まる電圧値（第３図（ｂ）波形６１）と比較段で
比較されて、Ｄタイプフリップフロップ１３９によりＰ
点（第３図（ｂｌに図示）より“１”レベルの信号が第
１反射波出力回路１６０へ出力される。また信号６１は
増幅器１４８に伝達され、増幅されて第１反射波出力回
路１６０へ伝達される。つまり第１反射波出力回路１６
０のＡＮＤゲート１６１の出力端子には第３図（Ｃ１で
示される波形６３が現われ、カウンタ１６２により第３
図（ｄ１波形６４に波形変換される。
器４０から発射された超音波は、被検出平面３００によ
り反射されて、送受波器４０及び受波器５０へ到達する
。この際、第１図に示す如く、被検出面３００は角度θ
だけ水平面２００から傾いているため、２×Δβだけ送
受波器４〇−角度検出平面３０〇−受波器５０の距離が
長くなる。つまり、第１増幅回路１４０のフィルタ段の
出力が第３図（ｂｌの位置にあるとすると、受波器５０
へ超音波が到達するまでに２×Δβだけ長い距離を進む
ことになるので、第２増幅回路１５０のフィルタ段の出
力は第３図（ｂｌとは時間Δｔだけ遅れた信号（第３図
（ｅ））となる。第２図において、信号６２（第３図（
ｂ））は前記反射波検出回路１３０に伝達され、抵抗１
３４？、コンデンサ１３３とで構成される積分段にＸよ
って決まる電圧値（第３図（ｂ）波形６１）と比較段で
比較されて、Ｄタイプフリップフロップ１３９によりＰ
点（第３図（ｂｌに図示）より“１”レベルの信号が第
１反射波出力回路１６０へ出力される。また信号６１は
増幅器１４８に伝達され、増幅されて第１反射波出力回
路１６０へ伝達される。つまり第１反射波出力回路１６
０のＡＮＤゲート１６１の出力端子には第３図（Ｃ１で
示される波形６３が現われ、カウンタ１６２により第３
図（ｄ１波形６４に波形変換される。
一方、受波器５０の出力に対応した第２増幅回路１５０
の信号（第３図（ｅ））は、第２反射波出力回路１７０
のＡＮＤゲート１７１により、第３図（ｆｌで示される
波形６６及びカウンタ１７２により第３図ｆｇｌに示さ
れる波形６７に波形変換され、角度信号出力回路１８０
へそれぞれ伝達される。ここでＡＮＤゲート１８２によ
って信号６８ （第３図（ｈ））なり角度信号出力端子
２０へ出力される。
の信号（第３図（ｅ））は、第２反射波出力回路１７０
のＡＮＤゲート１７１により、第３図（ｆｌで示される
波形６６及びカウンタ１７２により第３図ｆｇｌに示さ
れる波形６７に波形変換され、角度信号出力回路１８０
へそれぞれ伝達される。ここでＡＮＤゲート１８２によ
って信号６８ （第３図（ｈ））なり角度信号出力端子
２０へ出力される。
この信号６８のパルス幅は、第３図信号６２と信号６５
の時間遅れΔｔに相当し、換言すれば、被検出平面３０
０の水平面２００からの角度θに対応した幅となる。
の時間遅れΔｔに相当し、換言すれば、被検出平面３０
０の水平面２００からの角度θに対応した幅となる。
かくして、角度信号出力端子２０のパルス幅を計測すれ
ば、送受波器４０と受波器５０の設置面と対向する被検
出平面との角度θが検出できる。
ば、送受波器４０と受波器５０の設置面と対向する被検
出平面との角度θが検出できる。
なお上記実施例では送受波器４０を用いて送信および受
信を同一振動子で行ったが、例えば送信用と受信用を別
々な振動子で構成してもよい。この場合、望ましくは第
４図に示す如く送信用振動子４１を中央に配置し、受信
用振動子４２及び５０を送信用振動子４１の両側に等間
隔で固定すれば、受信用振動子４１．５０と平行な面へ
の伝達距離は等しくなる。この場合、第２図において、
アナログスイッチ１１４及び１２２ば不要であり、送信
用振動子４１の一端をインバータ１１２．１１３の出力
端子に接続し、受信用振動子４２の一端を抵抗１４１へ
接続すればよい。また、第４図の構成とした場合は、超
音波を連続的に発射して、反射波の位相を連続的に検出
してもよい。
信を同一振動子で行ったが、例えば送信用と受信用を別
々な振動子で構成してもよい。この場合、望ましくは第
４図に示す如く送信用振動子４１を中央に配置し、受信
用振動子４２及び５０を送信用振動子４１の両側に等間
隔で固定すれば、受信用振動子４１．５０と平行な面へ
の伝達距離は等しくなる。この場合、第２図において、
アナログスイッチ１１４及び１２２ば不要であり、送信
用振動子４１の一端をインバータ１１２．１１３の出力
端子に接続し、受信用振動子４２の一端を抵抗１４１へ
接続すればよい。また、第４図の構成とした場合は、超
音波を連続的に発射して、反射波の位相を連続的に検出
してもよい。
また上記実施例では、送受波器４０、及び５０を水平面
と平行に配置したが、第５図に示す如くΔＬだけ水平面
とずらして配置しても、被検出平面の角度検出は可能で
あることは明らかである。
と平行に配置したが、第５図に示す如くΔＬだけ水平面
とずらして配置しても、被検出平面の角度検出は可能で
あることは明らかである。
この場合、送受波器４０．５０が水平面に対向した場合
は、上記実施例とは逆に角度出力端子２０の出力信号は
一定幅のパルス信号が出力されることになる。
は、上記実施例とは逆に角度出力端子２０の出力信号は
一定幅のパルス信号が出力されることになる。
更には、上記実施例では超音波を用いて角度検出平面の
角度を検出したが、例えば電磁波を用いでも同様の回路
構成で被検出平面の角度検出が可能である。
角度を検出したが、例えば電磁波を用いでも同様の回路
構成で被検出平面の角度検出が可能である。
以上の通り本発明によれば、第１、第２の受信手段を相
互に所定間隔だけ隔離して近接設置して設置面と被検出
面との角度を検出でき、小型で容易に車両等に設置でき
る。
互に所定間隔だけ隔離して近接設置して設置面と被検出
面との角度を検出でき、小型で容易に車両等に設置でき
る。
第１図は本発明装置の一実施例の概要を示す模式図、第
２図は第１図図示の実施例の詳細を示す電気結線図、第
３図は第２図図示の回路の作動説明に用いる信号波形図
１．第４図および第５図は本発明装置の他の実施例の概
要を示す模式図である。 １００．１．１０．４０・・・発射手段としての発振回
路、超音波出力回路、送受波器、４０，１２０゜１４０
・・・第１受信手段としての送受波器、入力回路、第１
増幅回路、５０，１５０・・・第２受信手段としての受
波器、第２増幅回路、１６０，１７０゜１３０．１．８
０・・・角度パルス出力回路としての第１反射波出力回
路、第２反射波出力回路２反射波検出回路、角度信号出
力回路。
２図は第１図図示の実施例の詳細を示す電気結線図、第
３図は第２図図示の回路の作動説明に用いる信号波形図
１．第４図および第５図は本発明装置の他の実施例の概
要を示す模式図である。 １００．１．１０．４０・・・発射手段としての発振回
路、超音波出力回路、送受波器、４０，１２０゜１４０
・・・第１受信手段としての送受波器、入力回路、第１
増幅回路、５０，１５０・・・第２受信手段としての受
波器、第２増幅回路、１６０，１７０゜１３０．１．８
０・・・角度パルス出力回路としての第１反射波出力回
路、第２反射波出力回路２反射波検出回路、角度信号出
力回路。
Claims (1)
- 被検出平面に向けて所定波を発射する発射手段と、相互
に隔離設置されて前記被検出平面にて反射される前記所
定波の反射波を受信する第１、第２受信手段と、この第
１、第２受信手段からの第１、第２受信信号を受けて両
者の位相差に対応したパルス幅を有し前記被検出平面と
前記第１、第２受信手段の設置面との角度を示す角度パ
ルスを出力する角度パルス出力回路とを備えたことを特
徴とする角度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59256347A JPS61133886A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 角度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59256347A JPS61133886A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 角度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61133886A true JPS61133886A (ja) | 1986-06-21 |
Family
ID=17291412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59256347A Pending JPS61133886A (ja) | 1984-12-03 | 1984-12-03 | 角度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61133886A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH022612U (ja) * | 1988-06-17 | 1990-01-09 |
-
1984
- 1984-12-03 JP JP59256347A patent/JPS61133886A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH022612U (ja) * | 1988-06-17 | 1990-01-09 |
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