JPS6193970A - 移動物体の移動方向検出装置 - Google Patents

移動物体の移動方向検出装置

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JPS6193970A
JPS6193970A JP21486384A JP21486384A JPS6193970A JP S6193970 A JPS6193970 A JP S6193970A JP 21486384 A JP21486384 A JP 21486384A JP 21486384 A JP21486384 A JP 21486384A JP S6193970 A JPS6193970 A JP S6193970A
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Toshihiro Fukushima
福島 敏弘
Shinichi Onishi
真一 大西
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Omron Corp
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Omron Tateisi Electronics Co
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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
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50Systems of measurement, based on relative movement of the target

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】 (発明の分野) 本発明は、超音波のドツプラー効果を利用して車両など
の移動物体の移動方向を検出する装置に関し、詳しくは
、移動物体に超音波を投射する発信器と、移動物体から
反射された超音波を受信する受信器とを設け、前記発信
器による投射超音波の発射周波数と前記受信器による反
射超音波の反射周波数との比較から移動物体の移動方向
を判別する移動物体の移動方向検出装置に関する。
(従来技術とその問題点) 超音波のパルスドツプラーにより物体の移動方向の判別
を行うには、装置から発射された超音波の発射周波数と
物体で反射された反射周波数との大小関係を検出すると
よいことが知られている。
即ち、発射周波数より高い周波数の反射波を検出すれば
装置に接近する物体の検出ができ、発射周波数より低い
周波数の反射波を検出すれば装置から遠ざかる物体の検
出ができる。前者はバイパスフィルタにより、後者はロ
ーパスフィルタによりそれぞれ実現することができる。
しかしながら、物体の移動速度が遅くなってくると、ド
ツプラー周波数が低くなり、このためフィルタには遮断
特性が急峻なものを使用する必要がある。遮断特性が急
峻なフィルタは、比較的高価であるので、装置のコスト
を低減する上では余り望ましくない。
そこで、この点を解決するための従来のこの種の装置と
しては、第4図に示すものがある。第4図に示ケ装置で
は、発信器4aと受信器4bとから成る超音波送受器4
からの反射超音波を増幅器5で増幅して乗算回路8に入
力し、内部発振回路07からの前記投射超音波の発射周
波数よりも設定値だけ大きいかまたは小さい比較発振周
波数を乗算して周波数変換を行ない、しかる後にフィル
タ09を通過させて出力し、その出力を物体の移動方向
の検出出力として出力ゲート回路lO1出力回路11を
介して得られるようにし、これによりフィルタ09には
遮断特性が急峻なものを使用する必要をなくすようにし
ている。
その理由を説明する。即ち、発信器4aの超音波の発射
周波数f(0)を25 kHzとして移動速度Vが5k
mの移動物体の移動方向を検出する場合を例にすれば、
そのドツプラー効果により受信器4bに受信され一反射
周波数f(d)出力を乗算回路8を介さないで直接フィ
ルタ09に与えた場合即ち、周波数変換を行わない場合
は、下記関係式に基づいて、 f(d)−2f(o) ・v/c= 204 Hzただ
し、C:超音波の伝播速度 となり、フィルタ09の遮断特性の急峻さを示すパラメ
ータには、下記関係式、 K = f(p)/ f(a) f(p):通過域上限周波数 f(a):減衰域下限周波数 に基づき、それにf(p)−24、8kHz、 r(a
)= 25 。
OkHzを代入してに〜0.992となる。
これに対し、反射周波数「(d)出力を乗算回路8の一
方の入力部に与え、比較発振周波数を2okl(、+2
としてこれを乗算回路8の他方の入力部に与えて周波数
変換を行なった場合は、f(p)−4、8kHz。
f(a)−5、0kllzとなって、K=0.96とな
り、その急峻さが緩和されている。
このような急峻さKの緩和は、比較発振周波数の値を発
射周波数に近付けばそれだけ小さくなるので、前記フィ
ルタ09の比較発振周波数を予め前記発射周波数に近付
けておくことが考えられるが、このような場合では移動
物体の移動速度が高速の場合にもその移動方向を検出し
なければならず、比較発振周波数の設定に制約があった
即ち、移動物体の移動速度が5〜100ka/H1発射
周波数が25 kllzの場合について考えて見れば、
ドツプラー効果による反射周波数f (d)および移動
物体からの反射周波数f(r)は、夫々、f(d)=±
(204〜4100)Hzlf(r)= 20 、9〜
24.8および25.2〜29゜  kHz となり、この反射周波数のものを通過させる上で、前記
比較発振周波数が特定され、その比較発振周波数を前記
発射周波数に単純に近付けることができないのである。
(発明の目的) 本発明の移動物体の移動方向検出装置は、このような事
情に鑑みてなされたものであって、移動速度が高速の場
合はもちろんのこと、低速であってもそのフィルタの遮
断特性の急峻さに影響されることなく、移動方向を精度
良く検出できるように、かつ、それを安価にして提供す
ることを目的とする。
(発明の構成と効果) 本発明の移動物体の移動方向検出装置は、このような目
的を達成するために、反射周波数と、発射周波数よりも
夫々第1および第2設定値(ただし、第1設定値〉第2
設定値)だけ大きいかまたは小さい第1および第2比較
発振周波数との間で、夫々第1および第2ビート出力を
出すビート回路手段と、前記第1および第2ビート出力
を夫々通過すせる第1および第2ローパスフィルタとを
含み、前記第2ローパスフィルタは第1ローパスフィル
タよりも通過域上限周波数が小さくなるように構成して
いる。
即ち、第2ローパスフィルタを第1ローパスフィルタよ
りも通過域上限限界周波数を小さくして、高速や普通の
速度の移動物体に対しては第1ローパスフィルタを通過
させることにより、そして、低速の移動物体に対しては
第2ローパスフィルタを通過させることにより、夫々急
峻さを緩和してその物体の移動方向が装置から遠ざかる
又は近付く方向であることを検出するのである。
したがって、第1ローパスフィルタとしては、低速の移
動物体にまで対応させずに済み、構成簡単なフィルタを
使用でき、他方、第2ローパスフィルタとしては、高速
側を配慮せずに済み、狭帯域で構成簡単なフィルタを使
用でき、フィルタを2個必要とするものの、従来に比べ
、いずれも安価かつ簡単に入手可能なフィルタを用いる
ことができ、移動物体の移動速度の高低いかんにかかわ
らず、その移動方向を精度良く検出できるものを安価に
して搗供できるようになった。
(実施例の説明) 以下、本発明の移動物体の移動方向検出装置を図面に示
す実施例に基づいて詳細jこ説明する。
第1図は、本発明の実施例を示す回路図であり、図中符
号lは超音波発振回路、2は送波ゲート回路、3はj波
増幅回路、4は、発信器4aと受信器4bとから成る超
音波送受波器、5は受波増幅回路、6はビート回路手段
である。
前記ビート回路手段6は、前記発信器4aからの発射周
波数よりも第1設定値だけ小さい第1比較発振周波数の
出力を出す第1内部発振回路7aと、前記第1比較発振
周波数よりも大きく、かつ、前記発射周波数よりも第2
設定値だけ小さい第2比較発振周波数の出力を出す第2
内部発振回路7bと、両発振回路夫々に対応するゲート
回路7c。
7d、第1OR回路7eおよび乗算回路8から構成され
、前記受信器4bからの反射周波数と前記第■および第
2比較発振周波数夫々との間で夫々の第1および第2ビ
ート出力を出すように構成されている。
9aはitローパスフィルタ、9bは第20−パ   
      !スフィルタであり、前記第1および第2
ビート出力を通過させ、第2OR回路9cおよび出力ゲ
ート回路10を介して出力回路11に取り出すように構
成されている。前記第2ローパスフィルタ9bは第1ロ
ーパスフィルタ9aよりもその通過域上限周波数を小さ
く設定され、そして、前記第1ローパスフィルタ9aか
らの出力をゲート回路9dを介して前記第2OR回路9
cに人力するように構成されている。
前記送波ゲート回路2および出力ゲート回路10夫々は
送受切替パル゛ス発振回路12からの指令信号によって
作動され、そして、他の3個のゲート回路7 c、 7
 d、 9 dは前記送受切替パルス回路12から2進
計数回路13を介しての指令信号によって作動されるよ
うになっている。
これにより、前記第1および第2内部発振回路7 a、
7 b、ならびに、第1および第20−パスフィルタ9
a、9bを、送波周期ごとに交互に切り替えて周波数変
換を行なうのである。
次に、この実施例の作用について説明する。
以下の説明では、第1内部発振回路7aの第1比較発振
周波数f(1,)、第2内部発振回路7bの第2比較発
振周波数r(+り、第10−パスフィルタ9aの通過域
上限周波数f(p+)および減衰域下限周波数r(al
)、第2ローパスフィルタ9bの通過域上限周波数f(
pt)および減衰域下限周波数f(a)夫々を下記のよ
うに設定する。
f(1+)= 20 kHz%f(It)= 24 k
Hzf(p、)= 4 k)lz、  ’ r(a+)
= 5 kllzr(pt)= 0 、8 kHz、r
(a、)= l kllz上記設定により、ドツプラー
効果による反射周波数0.2〜4 、1 kllzを分
割して2個の第1および第2ローパスフィルタ9 a、
 9 bで分担させる。
即ち、第1内部発振回路7aと反射超音波との乗算によ
り、(20,9〜24.8)−20=0.9〜4.8k
llzを得、第2図に示すように(ただし、出力の取り
出し位置A−Fは第1図に示す)、第1周期T、では、
前記第1ローパスフイルタ9aにより0.・9〜4 、
0 kHzを取り出す。この時、第2ローパスフィルタ
9bからの出力は無く、反射周波数24〜24.8kl
lzに対応する出力は得られない。そして、第2周期T
、では、第2内部発振回路7hと反射超音波との乗算に
より、24 kl(zと209〜24.8kHzとの差
0〜3 、1 kHzを得、前記第2ローパスフィルタ
9bによりθ〜0 、8 k)lzを取り出す。この時
、第1ローパスフィルタ9aからの出力はゲート回路9
dにより出力を禁止される。この周期T、では反射周波
数24〜24.8kHzおよび23.2〜24 kHz
に対応する出力のみが得られる。したがって、第2OR
回路9cからは209〜24.8kHzの反射超音波に
対応して出力が得られる。232〜24 kllzの反
射超音波に対しては、第1および第2周期T 、、T 
tいずれにおいても出力が得られる。
静止物体または反対方向の近付く側に移動する移動物体
からの250〜29 、 l kHzの反射超音波は第
1内部発振回路7aとの乗算により50〜9 、 l 
kHzに変換されるが、第1ローパスフィルタ9 aC
rca、)= 5 kllz)および第2ローパスフィ
ルタ9 b (r(at)= I kHz )のいずれ
しこの出力を遮断する。第2内部発振回路7bとの乗算
からはlO〜5 、1 kllzが得られるが第1ロー
パスフィルタ9aからの出力はゲート回路9dによって
禁止され、かつ、第2ローパスフィルタ9bからの出力
も遮断される。
本発明によれば、移動物体にたいする検出間隔が発射周
期の2倍になるため、発射周期および検知領域を同一と
すれば検出可能速度が1/2になるが、例えば、発射周
期を5011sec1検知領域を2m、移動物体の進行
方向長さを2mとすれば、1441v/Hの速度まで検
出可能であり、上記5〜100kg/H0)1囲の速度
は十分にカバーでき、実用上なんら支障は無い。
上記実施例における第1および第2ローパスフィルタ9
 a、 9 bの遮断特性の急峻さに、、に、は夫々下
記のようになる。(第3図参照) K l= f(pI)/ f(at)= 4 / 5 
= 0 、8に2=f(pt)/ r(at)= 0.
8/ 1.0 = 0.8即ち・いずれにおいても・急
峻さが小さく・第          11および第2
ローパスフィルタ9 a、 9 bのいずれをら構成筒
中なもので済むことが明らかである。
上記実施例では、移動物体が検出装置から遠ざかる場合
について説明したが、本発明としては、移動物体が検出
装置に近付く場合についても適用でき、その場合であれ
ば、例えば、前記第1比較発振周波数を30 kHz、
第2比較発訃周波数を26kllzと、夫々前記発射周
波数よりも第1および第2設定値だけ大きく設定すれば
良い。
本発明は、例えば、交差点での信号制御のため・に、交
差点に進入してくる車両を検出するとか、製造工場など
で搬送されてくる製品を検出するなど各種の用途に適用
できる。
前記ビート回路手段6としては、上述実施例のように1
個の乗算回路8に対し、第1OR回路7eを介して択一
的にビート出力を取り出すのに限らず、例えば、前記受
波増幅回路5からの超音波を2個の乗算回路に選択的に
入力し、その両乗算回路夫々に前記第1および第2内部
発振回路7a。
7b夫々を接続し、更に、両乗算回路夫々に前記第1お
よび第2ローパスフィルタ9 a、 9 bを接続する
ようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の移動物体の移動方向検出装置の実施
例を示す回路図、第2図はタイムチャート、第3図はロ
ーパスフィルタの特性図、第4図は従来構成を示す回路
図である。 4a・・・発信器、4b・・・受信器、6・・・ビート
回路手段、9a・・11ローパスフィルタ、9b・・第
2ローパスフィルタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)移動物体に超音波を投射する発信器と、移動物体
    から反射された超音波を受信する受信器とを設け、前記
    発信器による投射超音波の発射周波数と前記受信器によ
    る反射超音波の反射周波数との比較から移動物体の移動
    方向を判別する移動物体の移動方向検出装置であって、 前記反射周波数と、前記発射周波数よりも夫々第1およ
    び第2設定値(ただし、第1設定値>第2設定値)だけ
    大きいかまたは小さい第1および第2比較発振周波数と
    の間で、夫々第1および第2ビート出力を出すビート回
    路手段と、 前記第1および第2ビート出力を夫々通過させる第1お
    よび第2ローパスフィルタとを含み、前記第2ローパス
    フィルタは前記第1ローパスフィルタよりも通過域上限
    周波数が小さいことを特徴とする移動物体の移動方向検
    出装置。
JP21486384A 1984-10-13 1984-10-13 移動物体の移動方向検出装置 Granted JPS6193970A (ja)

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JPH0558146B2 JPH0558146B2 (ja) 1993-08-25

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008145255A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Matsushita Electric Works Ltd 移動物体検出装置
JP2013160634A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Denso Corp 超音波センサ
US8576664B2 (en) 2006-11-20 2013-11-05 Panasonic Corporation Moving object detection system

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2013160634A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Denso Corp 超音波センサ

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