JPS6180082A - Ultrasonic range finder - Google Patents
Ultrasonic range finderInfo
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- JPS6180082A JPS6180082A JP20340584A JP20340584A JPS6180082A JP S6180082 A JPS6180082 A JP S6180082A JP 20340584 A JP20340584 A JP 20340584A JP 20340584 A JP20340584 A JP 20340584A JP S6180082 A JPS6180082 A JP S6180082A
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- 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
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
- G01S15/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
- G01S15/14—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves wherein a voltage or current pulse is initiated and terminated in accordance respectively with the pulse transmission and echo reception
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は超音波パルスの伝搬時間を測定することによっ
て距離計測を行なう超音波距離計測装置に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an ultrasonic distance measuring device that measures distance by measuring the propagation time of ultrasonic pulses.
従来例の構成とその問題点
第1図に本発明の基本となる超音波距離計測装置のブロ
ック図を示す。第1図において、1は超音波パルスを送
受波する超音波センサ、2は超音波センサに印加する送
信パルスを発生する送信回路、3は被測定物9によって
反射され超音波センサ1によって受波された受信信号の
増幅・検波等の信号処理を行なう受信回路、4は受信回
路3の出力が基準電圧VT以上のときに出力パルスを発
生する振幅比較回路、5は送信回路2において発生され
た送信パルスと振幅比較回路4の出力パルスによってゲ
ートパルスを発生するゲート回路でアリ、ゲートパルス
はカウンタ6に加えられカウンタ6の動作を制御する。1. Configuration of conventional example and its problems FIG. 1 shows a block diagram of an ultrasonic distance measuring device which is the basis of the present invention. In FIG. 1, 1 is an ultrasonic sensor that transmits and receives ultrasonic pulses, 2 is a transmission circuit that generates a transmission pulse to be applied to the ultrasonic sensor, and 3 is a wave reflected by an object to be measured 9 and received by the ultrasonic sensor 1. 4 is an amplitude comparison circuit that generates an output pulse when the output of the receiving circuit 3 is equal to or higher than the reference voltage VT; A gate circuit generates a gate pulse using a transmission pulse and an output pulse of the amplitude comparison circuit 4. The gate pulse is applied to the counter 6 to control the operation of the counter 6.
基準周波数発生回路7において発生された基準パルスは
上記ゲートパルスによって定められる期間だけ基準パル
スの数をカラ/り6によりカウントする。8は距離演算
回路であり、基準パルスのカウント数を超音波センサ1
、被測定物9間の距離に変換する。The number of reference pulses generated in the reference frequency generating circuit 7 is counted by a color/counter 6 only during a period determined by the gate pulse. 8 is a distance calculation circuit, which calculates the count number of the reference pulse by the ultrasonic sensor 1.
, converted into a distance between the objects to be measured 9.
第1図の主要部における出力波形を第2図に示す。第2
図(4)は送信回路2において発生される送信パルス波
形、(b)は受信回路3の出力波形でありvTは振幅比
較回路4における基準電圧である。FIG. 2 shows the output waveforms in the main parts of FIG. 1. Second
FIG. 4 (4) shows a transmission pulse waveform generated in the transmission circuit 2, (b) shows the output waveform of the reception circuit 3, and vT is a reference voltage in the amplitude comparison circuit 4.
(c)はゲート回路5に加えられた送信パルスと振幅比
較回路4の出力によって発生するゲートパルスであり、
このゲートパルス幅をTsecとする。(c) is a gate pulse generated by the transmission pulse applied to the gate circuit 5 and the output of the amplitude comparison circuit 4;
Let this gate pulse width be Tsec.
ここで基準パルス周波数をfO田、超音波センサ1と被
測定物9との距離をd、ゲートパルス幅Tの期間におい
てカウンタ6に入力されて計数される基準パルスのパル
ス数をN、空気の音速をVm/secとすると次式が成
立する。Here, the reference pulse frequency is fO, the distance between the ultrasonic sensor 1 and the object to be measured 9 is d, the number of reference pulses input to the counter 6 and counted during the period of gate pulse width T is N, If the speed of sound is Vm/sec, the following equation holds true.
従ってパルス数Nを超音波センサ1と被測定物9との距
離dに変換するためには距離演算回路8において
4=2foxN〔“〕G2)
なる演算を必要とするが、カウンタ6がM進カウンタで
ある場合、従来は N/2f0 の値とMとの間の関
係を特に設定することなく基準周波数f0を定めていた
ので距離演算回路8においてパルス数Nを距離dK変換
するとき、煩雑な演算が必要とされた。例えばfO=1
00KHz のとき、V=343 m/ sI とし
て(2)式より距離dはd = 0.001715XN
[m]となり、煩雑な演算を行なわねばならず、演
算に要する時間も長くなるという欠点を有していた。Therefore, in order to convert the number of pulses N into the distance d between the ultrasonic sensor 1 and the object to be measured 9, the distance calculation circuit 8 requires the calculation 4=2foxN["]G2), but the counter 6 is In the case of a counter, conventionally the reference frequency f0 was determined without setting the relationship between the value of N/2f0 and M, so when converting the number of pulses N to the distance dK in the distance calculation circuit 8, a complicated process was required. calculation was required, e.g. fO=1
At 00KHz, distance d is d = 0.001715XN from equation (2) as V = 343 m/sI.
[m], which requires complicated calculations and requires a long time.
発明の目的
本発明は以上のような従来の問題点を解決するためにな
されたもので標準パルスのパルス数をカウントするカウ
ンタ出力から距離を求める距離演算回路における演算を
容易にすることを目的とするものである。Purpose of the Invention The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to facilitate calculation in a distance calculation circuit that calculates distance from the output of a counter that counts the number of standard pulses. It is something to do.
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、送信パルスと受信
パルスによって与えられる時間内に計数される基準パル
スのパルス数を用いて距離計測を行うに際し、基準パル
スをカウントするためのカラ/りがM進カウンタである
とき基準パルスの周波数f0を
、、un (但しV:音速、n:整数)2fO
に選ぶことによって距離演算回路におけるパルス数−距
離変換の演算を極めて容易に行うものである。Structure of the Invention To achieve this object, the present invention provides a column for counting reference pulses when distance measurement is performed using the number of reference pulses counted within the time given by the transmitted pulse and the received pulse. When / is an M-adic counter, the frequency f0 of the reference pulse is selected as , un (where V: sound velocity, n: an integer) 2fO, which makes it extremely easy to calculate the pulse number-distance conversion in the distance calculation circuit. It is.
実施例の説明 以下に本発明の実施例を具体的数値を用いて説明する。Description of examples Examples of the present invention will be described below using specific numerical values.
構成は第1図と全く同様である。本発明の特徴は基準周
波数発生回路7における箒卆号發基準周波数の設定の仕
方に
ある。The configuration is exactly the same as that shown in FIG. The feature of the present invention lies in the way the reference frequency is set in the reference frequency generation circuit 7.
第1実施例としてカウンタ6に2進カウンタをとなるよ
うに基準周波数発生回路7の周波数を設定すれば距離d
は基準パルス数Nに対してd=2°xN ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
3)なる関係式で与えられる。(3)式の計算は2進カ
ウンタ6の出力をnの正負に応じておのおのnピットだ
け左シフト又は右シフトするだけでよいので基準パルス
数Nから距離dを求める演算を極めて容易に行なうこと
ができる。In the first embodiment, if the frequency of the reference frequency generation circuit 7 is set so that the counter 6 is a binary counter, the distance d
is d=2°xN for the reference pulse number N...
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
3) is given by the relational expression. Calculation of equation (3) requires only shifting the output of the binary counter 6 to the left or right by n pits depending on the sign or negative of n, making it extremely easy to calculate the distance d from the reference pulse number N. I can do it.
第2実施例としてカウンタ6に10進カウンタを用いる
場合について説明する。本実施例においてu、 (v
/2f ) =10” 即ち fO=2X1゜・ とな
るように基準周波数f0を設定すれば、距離dは上記パ
ルス数Nに対して
d=1o”xN ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(4)なる関係式で与えら
れる。(4)式の計算は1o進カウンタ6の出力をnの
正負に応じておのおのn桁だけ右/フト又は左シフトす
るだけでよいので第1実施例と同様に基準パルス数Nか
ら距離dを容易に求めることができる。As a second embodiment, a case where a decimal counter is used as the counter 6 will be described. In this example, u, (v
/2f) = 10", that is, fO = 2X1°・ If the reference frequency f0 is set, the distance d will be d = 1o"xN for the above pulse number N. ...
It is given by the relational expression (4). To calculate equation (4), it is only necessary to shift the output of the 1o-adic counter 6 by n digits to the right or left depending on whether n is positive or negative. can be easily determined.
一般にカウンタ6にM進カウンタを用いるとき基準周波
数発生回路6において発生される基準パルス周波数f0
を。Generally, when an M-ary counter is used as the counter 6, the reference pulse frequency f0 generated in the reference frequency generation circuit 6
of.
fo= 2XM” ““整数 °−−−゛°°゛
°−(6)となるように設定することにより基準パルス
数Nと、距離dの関係は
d=An−N ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(6)なる関係式で与えら
れるのでnの正負に応じてM進カウンタ6の出力の桁を
n桁だけ移動するだけでよいので、複雑な演算を行なう
ことなしに、極めて容易に距離dを求めることができる
。fo = 2・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・ Since it is given by the relational expression (6), it is only necessary to shift the output digit of the M-ary counter 6 by n digits depending on the sign of n, so it is not complicated. The distance d can be found very easily without any calculations.
発明の詳細
な説明したように本発明の超音波距離計測装置は、基準
周波数発生回路で発生される基準パルスを計数するため
に用いられるカウンタがM4カウンタであるとき、基準
パルス周波数f0をfO=2XM”
となるように設定したもので、基準パルス数Nから距離
dを求める演算が極めて簡単化され、演算時間を大幅に
短縮することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As described above, in the ultrasonic distance measuring device of the present invention, when the counter used to count the reference pulses generated by the reference frequency generation circuit is an M4 counter, the reference pulse frequency f0 is set as fO= 2XM'', the calculation for determining the distance d from the reference pulse number N is extremely simplified, and the calculation time can be significantly shortened.
第1図は本発明の基本となる超音波距離計測装置のブロ
ック図、第2図は超音波距離計測装置の主要部における
出力波形図である。
1・・・・・・超音波センサ、2・・・・・・送信回路
、3・・・・・・受信回路、4・・・・・・振幅比較回
路、6・・・・・・ゲート回路、e・・・・・・カウン
タ、7・・・・・・基準周波数発生回路、8・・・・・
・距離演算回路。FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic distance measuring device which is the basis of the present invention, and FIG. 2 is an output waveform diagram of the main parts of the ultrasonic distance measuring device. 1... Ultrasonic sensor, 2... Transmission circuit, 3... Receiving circuit, 4... Amplitude comparison circuit, 6... Gate Circuit, e...Counter, 7...Reference frequency generation circuit, 8...
・Distance calculation circuit.
Claims (1)
センサに印加する送信パルスを発生する送信回路と、前
記超音波センサにより受波された受信信号の処理を行う
受信回路と、前記受信回路の出力と基準電圧とを比較し
、基準電圧以上のときに出力パルスを発生する比較回路
と、基準パルスを発生する基準周波数発生回路と、前記
送信回路において発生された送信パルスと比較回路の出
力パルスによりゲートパルスを発生するゲート回路と、
前記ゲート回路のゲートパルスによって定められた期間
だけ基準パルスを計数するカウンタと、前記カウンタの
カウント数を距離に変換する距離演算回路とを備え、前
記カウンタにM進カウンタを用いたとき、基準周波数発
生回路の基準周波数f_Oを v/(2f_O)=M^n(但しv:音速、n=整数)
なる関係を満足するように設定したことを特徴とする超
音波距離計測装置。[Claims] An ultrasonic sensor that transmits and receives ultrasonic pulses, a transmitting circuit that generates a transmitting pulse to be applied to the ultrasonic sensor, and a receiver that processes a received signal received by the ultrasonic sensor. a comparison circuit that compares the output of the receiving circuit with a reference voltage and generates an output pulse when the output is equal to or higher than the reference voltage; a reference frequency generating circuit that generates the reference pulse; and a transmission generated in the transmitting circuit. a gate circuit that generates a gate pulse using the pulse and the output pulse of the comparison circuit;
A counter that counts reference pulses for a period determined by the gate pulse of the gate circuit, and a distance calculation circuit that converts the count number of the counter into a distance, and when an M-ary counter is used as the counter, the reference frequency The reference frequency f_O of the generation circuit is v/(2f_O) = M^n (where v: speed of sound, n = integer)
An ultrasonic distance measuring device characterized by being set to satisfy the following relationship.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20340584A JPS6180082A (en) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | Ultrasonic range finder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20340584A JPS6180082A (en) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | Ultrasonic range finder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6180082A true JPS6180082A (en) | 1986-04-23 |
JPH0159553B2 JPH0159553B2 (en) | 1989-12-18 |
Family
ID=16473510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20340584A Granted JPS6180082A (en) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | Ultrasonic range finder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6180082A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02144787U (en) * | 1989-05-08 | 1990-12-07 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4949511A (en) * | 1972-09-14 | 1974-05-14 | ||
JPS509307A (en) * | 1973-03-01 | 1975-01-30 | ||
JPS576067A (en) * | 1980-06-14 | 1982-01-12 | Matsushita Electric Works Ltd | Fence |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP20340584A patent/JPS6180082A/en active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4949511A (en) * | 1972-09-14 | 1974-05-14 | ||
JPS509307A (en) * | 1973-03-01 | 1975-01-30 | ||
JPS576067A (en) * | 1980-06-14 | 1982-01-12 | Matsushita Electric Works Ltd | Fence |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02144787U (en) * | 1989-05-08 | 1990-12-07 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0159553B2 (en) | 1989-12-18 |
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