JPH028773A - 超音波物体検知器 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波パルスを用いて物体を検知する超音波
物体検知器に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、超音波パルスを送波して、物体からの反射波を
受波信号として受け、前記受波信号の有無及び送波時刻
からの時間遅れから、物体の存在や検知器と物体との距
離を測定する（以下、これら一連の信号処理を総して検
知処理と呼ぶ）超音波物体検知器は、別途決められた時
間間隔で前記検知処理を繰り返している（１回検知方式
）。前記検知処理の繰り返し時間間隔は、固定値のもの
もあるが、ランダムな値をとるものもある。

また、市街地ノイズなどの雑音等による誤検知を防ぐた
めに、前記検知処理の繰り返しにおいて、物体の存在を
示す検知信号が出力されていない場合は、受波信号があ
らかじめ設定された回数以上続けて得られた場合に初め
て検知信号を出力し、また検知信号が出力されている場
合は受波信号があらかじめ設定された回数以上続けてな
かった場合に初めて検知信号を停止する複数回連続検知
の方式が提案されている（特開昭６１−１０７１７９号
、特開昭６１−１０７１８０号）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述の１回検知方式では、市街地ノイズ等によ
り誤動作したり、送波間隔が長いと失報したりするとい
う問題点があった。

また、前記市街地ノイズ等による誤動作を低減するため
の複数回連続検知方式においても、常時、ノイズが検知
器に混入するような場合は非常に稀であり、通常はノイ
ズの混入は短時間の間と考えて良いので、ノイズが混入
していない場合でも、常時前記複数回連続検知方式を用
いると、検知時間遅れが大きくなってしまい、特に検知
エリア外から検知エリア内に入ってきて、短時間のうち
に再び検知エリア外に移動するような物体の検知におい
ては、検知エリア内で前記複数回連続検知方式で設定さ
れた所定の回数の検知処理が行えず、検知器が失報して
しまうという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑みて成したものであって、移動
する物体であっても確実に検知でき、さらに、複数回連
続検知方式の場合は、物体検知に必要な時間を削減でき
る超音波物体検知器を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、超音波パルスを送波し物体からの反射波を受
波し、受波ゲート設定部により設定された所定の検知距
離範囲を示す受波ゲート内の受波信号により物体の検知
を行うパルス式超音波物体検知器において、前記受波ゲ
ート内に受波信号が含まれる時間割合を算出する受波割
合算出部と、前記時間割合に応じてひとつの送波から次
の送波までの時間間隔を可変にする制御信号を出力する
送波パルス制御部を具備したことを特徴とし、更には、
前記受波ゲート以外に常時受波信号を監視する監視ゲー
トを設け、前記受波割合算出部では、前記受波ゲート内
および監視ゲート内に受波信号が含まれる時間割合を算
出し、前記送波パルス制御部では、前記時間割合に応じ
て、ひとつの送波から次の送波までの時間間隔を可変に
するようにしたことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の超音波物体検知器においては、超音波パルスを
間欠的に送波し、物体からの反射波を連続的に受波し、
予め設定された受波ゲート内に入った受波信号の受波ゲ
ート全体に対する時間的な割合を算出して、この時間割
合により、送波時間間隔を可変するようにしている。

また、前記時間割合は、別途設けた監視ゲートと受波ゲ
ートを加えた時間全体に対する受波信号の占める割合と
してもよい。

〔実施例〕

以下、本発明を一実施例として掲げた図面に基づき説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
同上に係るタイムチャートである。■は超音波振動子で
、後述の送波回路からの送波信号により超音波パルス１
１を送波するとともに、物体からの反射波を受波し、後
述の受波回路に超音波パルス反射波信号１２を送るもの
である。２は送波回路で、超音波振動子１を駆動するた
めの送波信号を送るものである。３は受波回路で、超音
波振動子ｌから出力された超音波パルス反射波信号１２
を増幅検波し、受波信号１３を得るものである。４は検
知距離算出部で、受波回路３で得られた受波信号の前記
超音波パルスからの時間遅れを求めて物体から超音波検
知器までの距離を算出するものである。５は検知距離比
較部で、検知距離算出部４で得られた物体までの距離と
予め設定された検知距離の範囲とを比較して、所定の条
件（例えば、前者が後者以下になる等）を満足した場合
のみ検知信号を出力するものである。５ａは受波ゲート
設定部で、前記予め設定された検知距離に相当する受波
ゲート１４を設定するものである。検知出力制御部６は
、検知距離比較部５から検知信号が出力された場合に、
所定の検知出力信号を作成するものである。７は検知出
力駆動回路で、前記検知出力信号により、後述の報知器
に駆動信号を送出するものである。８はランプ、ブザー
等の報知器で、前記駆動信号により、物体の存在を外部
に報知するものである。

９は受波割合算出部で、受波回路３で得られた受波信号
が受波ゲート設定部５ａで予め設定された受波ゲート１
４の範囲内で、どれくらいの時間的割合存在するかを求
めるものである。

１０は送波パルス制御部で、受波割合算出部９により得
られた受波信号の占める割合から、次の超音波パルスを
送波する時刻を、予め設定された関係（後述）に基づき
決定し、決定された時刻に超音波パルスが送波されるよ
うに制御信号を送波回路２に送るのである。

ここで前記予め設定された関係について説明する。

■通常、物体が存在しなければ受波ゲー目４内に受波信
号１３は現れないので、受波割合算出部９の出力は受波
割合がＯとなる。このような場合、超音波振動子ｌの寿
命を延ばすためや、超音波パルス反射波信号１２の多重
回反射の影響を防ぐために、超音波パルスの送波間隔は
比較的長くとっておくのがよい。

■物体が存在すれば受波ゲート１４内に受波信号１３が
現れ受波割合は０でなくなる。この場合、送波パルス制
御部１０は超音波パルスの送波間隔を短縮する。このよ
うにすることで、複数回連続検知方式を用いた場合、物
体検知までの時間遅れを短縮することができる。これに
よって、検知距離範囲内を移動する物体をより確実に検
知することができる。

■街中に存在するノイズは、実際の波形観測から超音波
パルスに比べて継続時間の長いものが多く、ノイズの混
入時間は■の場合の送波間隔に比べて比較的長いことが
確かめられたので、このようなノイズが混入する場合、
受波ゲート１４内の大半に受波信号１３が存在し、■の
場合に比べ受波割合が著しく増大する。この場合、送波
パルス制御部１０は超音波パルスの送波間隔を受波割合
に応じて伸張する。

上記■〜■の状態を考慮して、受波割合に対する送波間
隔の関係を決定するのである。具体的には、例えば、第
３図のように連続関数と考えても良いし、第４図のよう
に受波割合をいくつかの範囲に分けて考えても良い。但
し、これらはあくまでも−例に過ぎず、これに限るもの
ではない。

次に、本実施例の動作を説明する。

送波回路２からの駆動信号により、超音波振動子１から
超音波パルス１１が間欠的に送波され、物体からの反射
波が超音波振動子１により受波され、超音波パルス反射
波信号１２が出力される。

この超音波パルス反射波信号１２は受波回路２で増幅検
波され、受波信号１３が得られる。受波信号１３は、検
知距離算出部４で超音波パルス１１と比較され、超音波
パルス１１との時間遅れが算出される。この時間遅れの
信号は、検知距離比較部５で、受波ゲート設定部５ａに
記憶された検知距離範囲を示す受波ゲート１４と比較さ
れ、受波ゲート１４の範囲内に有るか否かにより、検知
信号を出力する。この検知信号は、検知出力制御部６、
検知出力駆動回路７および報知器８を介して外部に報知
される。

一方、受波割合算出部９では、受波回路３と受波ゲート
設定部５ａからの信号を取り込んで、受波信号１３の受
波ゲート１４内に占める割合を算出する。送波パルス制
御部１０では、この受波割合と、予め設定された受波割
合と送波時間間隔の関係とにより送波時間間隔が決定さ
れ、送波回路２に送波時間を示す制御信号を送る。この
制御信号により、送波回路２を介して超音波振動子１に
駆動信号が送られ、次の超音波パルスが送波される。

本実施例によれば、受波信号１３が受波ゲート１４内に
ないときは、比較的ゆっくり送波し、受波信号１３が受
波ゲート１４内に存在するときは、早（送波するので、
複数回連続検知方式の場合は物体検知に必要な時間が短
くなり、失報なく確実に検知できるとともに、受波割合
が大きいときはノイズが入力されていると判断して送波
間隔を長くするので、ノイズによる誤動作が低減できる
。

また、本発明の他の実施例を説明する。

第５図は本発明の他の実施例の説明のためのタイムチャ
ートである。本実施例では、受波割合算出部９が受波割
合を求める区間を受波ゲート１４だけでなく、第５図に
示した監視ゲート１５をも含めている。監視ゲー目５は
受波ゲート１４終了後、次の送波時刻までを占めており
、受波ゲー目４および監視ゲート１５で時間的にほぼ常
時受波信号を取り込むことができる。従来、偶然受波ゲ
ー目４に雑音が混入しなかった場合は、雑音が全（ない
としか判断できなかったが、監視ゲー目５を設けること
で、常時受波信号が含まれる時間割合を求めることがで
き、超音波パルスの送波間隔を適切に判断することがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明の超音波物体検知器によれば、超音波パルスを送
波し物体からの反射波を受波し、受波ゲート設定部によ
り設定された所定の検知距離範囲を示す受波ゲート内の
受波信号により物体の検知を行うパルス式超音波物体検
知器において、前記受波ゲート内に受波信号が含まれる
時間割合を算出する受波割合算出部と、前記時間割合に
応じてひとつの送波から次の送波までの時間間隔を可変
にする制御信号を出力する送波パルス制御部を具備し、
更には、前記受波ゲート以外に常時受波信号を監視する
監視ゲートを設け、前記受波割合算出部では、前記受波
ゲート内および監視ゲート内に受波信号が含まれる時間
割合を算出し、前記送波パルス制御部では、前記時間割
合に応じて、ひとつの送波から次の送波までの時間間隔
を可変にするようにしたので、物体検知に必要な時間を
削減し、移動する物体においても確実に検知できる超音
波物体検知器が提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、同上の動作を説明するためのタイムチャート、 第３図および第４図は、受波割合と送波時間間隔の関係
を示すグラフ、 第５図は、本発明の他の実施例の動作を説明するイムチ
ャート、 超音波振動子 送波回路 受波回路 検知距離算出部 検知距離比較部 受波ゲート設定部 検知出力制御部 検知出力駆動回路 報知器 受波割合算出部 送波パルス制御部 超音波送波パルス 超音波パルス反射波信号 受波信号 受波ゲート 監視ゲート 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波パルスを送波し物体からの反射波を受波し
   、受波ゲート設定部により設定された所定の検知距離範
   囲を示す受波ゲート内の受波信号により物体の検知を行
   うパルス式超音波物体検知器において、前記受波ゲート
   内に受波信号が含まれる時間割合を算出する受波割合算
   出部と、前記時間割合に応じてひとつの送波から次の送
   波までの時間間隔を可変にする制御信号を出力する送波
   パルス制御部を具備したことを特徴とする超音波物体検
   知器。
2. （２）前記受波ゲート以外に常時受波信号を監視する監
   視ゲートを設け、前記受波割合算出部では、前記受波ゲ
   ート内および監視ゲート内に受波信号が含まれる時間割
   合を算出し、前記送波パルス制御部では、前記時間割合
   に応じて、ひとつの送波から次の送波までの時間間隔を
   可変にするようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の超音波物体検知器。