JPH03148083A - 超音波障害物センサ - Google Patents
超音波障害物センサInfo
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- JPH03148083A JPH03148083A JP1287348A JP28734889A JPH03148083A JP H03148083 A JPH03148083 A JP H03148083A JP 1287348 A JP1287348 A JP 1287348A JP 28734889 A JP28734889 A JP 28734889A JP H03148083 A JPH03148083 A JP H03148083A
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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]
この発明は、自動車等に利用される超音波障害物センサ
に関するものである。
に関するものである。
特に、前方の路面状態を事前に感知して車体のショック
を緩和する自動車用サスペンション制御装置の超音波障
害物センサに関するものである。
を緩和する自動車用サスペンション制御装置の超音波障
害物センサに関するものである。
[従来の技術]
従来の超音波を使用した障害物センサとしては、例えば
特公平1−30436号公報に示された車両のまわりの
障害物を検知するための装置がある。
特公平1−30436号公報に示された車両のまわりの
障害物を検知するための装置がある。
また、例えば特開昭62−131813号公報に示され
た前方の路面状態を事前に感知して車体のショックを緩
和するためのサスペンション装置がある。
た前方の路面状態を事前に感知して車体のショックを緩
和するためのサスペンション装置がある。
従来、超音波で物体(障害物)を検知しようとする場合
は、超音波によりまわりの物体との距離を算出する方式
が多く、短距離(数cm)から長距離(数m)までの物
体を正確に測定するための工夫が種々提案されている。
は、超音波によりまわりの物体との距離を算出する方式
が多く、短距離(数cm)から長距離(数m)までの物
体を正確に測定するための工夫が種々提案されている。
しかしながら、この方式では、所定の前方の路面からの
反射波も障害■ 物として検知してしまうため、例えばホーンの指向性を
工夫するなどして、路面からの反射波を検知しないよう
に工夫しているのが一般的で、逆に路面の反射波信号の
みを積極的に検出し、その信号の中から路上の障害物を
有効に検出するための信号処理についての提案は無いの
が現状である。
反射波も障害■ 物として検知してしまうため、例えばホーンの指向性を
工夫するなどして、路面からの反射波を検知しないよう
に工夫しているのが一般的で、逆に路面の反射波信号の
みを積極的に検出し、その信号の中から路上の障害物を
有効に検出するための信号処理についての提案は無いの
が現状である。
さらに、従来の装置では駐車場等の低速で走行する場合
に使用するのが主目的であったため、超音波パルスの発
信周期Tが長くても、その間に移動する車体の距離りは D=V、xT より、車速v8が小さければ小さいほど距離りが小さく
なり移動距離が少なく障害物を検知する以前に、自動車
が早く長い距離を走行してぶつかるというような心配は
不要であった。ところが、車速■8が高速になり、従来
のパルス送信のように1つのパルスの反射波の到達を待
って次にのパルスを出すのでは発信周期Tを超音波の往
復時間以下には短くできないため、距離りを小さくでき
ない矛盾があった。つまり、障害物からの超音波の反射
波を検知しようとする場合、反射波の強度を確保し、さ
らに不要なタイミングでの受信超音波の影響を除去する
ためには間欠的なパルス発信による検知方式が望ましい
が、走行中で車速が高速になってくると、超音波の往復
時間を待って次のパルスを出していたのでは障害物の検
知が間に合わない不具合があった。
に使用するのが主目的であったため、超音波パルスの発
信周期Tが長くても、その間に移動する車体の距離りは D=V、xT より、車速v8が小さければ小さいほど距離りが小さく
なり移動距離が少なく障害物を検知する以前に、自動車
が早く長い距離を走行してぶつかるというような心配は
不要であった。ところが、車速■8が高速になり、従来
のパルス送信のように1つのパルスの反射波の到達を待
って次にのパルスを出すのでは発信周期Tを超音波の往
復時間以下には短くできないため、距離りを小さくでき
ない矛盾があった。つまり、障害物からの超音波の反射
波を検知しようとする場合、反射波の強度を確保し、さ
らに不要なタイミングでの受信超音波の影響を除去する
ためには間欠的なパルス発信による検知方式が望ましい
が、走行中で車速が高速になってくると、超音波の往復
時間を待って次のパルスを出していたのでは障害物の検
知が間に合わない不具合があった。
一方、連続波を前方の路上に照射し、連続的に受信波を
観察し、路上の障害物を検知する方法も提案されている
が、連続波では次のような多くの欠点があった。
観察し、路上の障害物を検知する方法も提案されている
が、連続波では次のような多くの欠点があった。
■ 送信子の発熱により、超音波のエネルギーを高くす
ることができない。
ることができない。
■ 送受波の干渉、定在波の影響を受ける。
■ 所定の前方の路面からの反射波かそれ以外の信号か
の区別がつかない。
の区別がつかない。
■ 凹凸以外の反射波の強度変化要因、例えば、風、温
度むらの影響を区別するよりどころがない。
度むらの影響を区別するよりどころがない。
[発明が解決しようとする課題]
上述したような従来の超音波障害物センサでは、路面か
らの反射波も障害物として検知してしまうため、ホーン
の指向性を工夫しなければならないという問題点があっ
た。
らの反射波も障害物として検知してしまうため、ホーン
の指向性を工夫しなければならないという問題点があっ
た。
また、車速が変化した場合、特に高速の場合、障害物を
検知できないという問題点があった。
検知できないという問題点があった。
さらに、連続波を照射する場合には、送信子の発熱によ
り、超音波のエネルギーを高くすることができない等の
問題点があった。
り、超音波のエネルギーを高くすることができない等の
問題点があった。
この発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、車速に応じて発信周期の異なる超音波を斜め前
方の路面にパルスで発射し、その反射波から路上の障害
物を低速から高速まで広い範囲にわたって有効に区別し
て判別することができる超音波障害物センサを得ること
を目的とする。
もので、車速に応じて発信周期の異なる超音波を斜め前
方の路面にパルスで発射し、その反射波から路上の障害
物を低速から高速まで広い範囲にわたって有効に区別し
て判別することができる超音波障害物センサを得ること
を目的とする。
[課題を解決するための手段]
この発明に係る超音波障害物センサは、以下に述べるよ
うな手段を備えたものである。
うな手段を備えたものである。
(i)、車の速度を検出する車速検出手段。
(ii ) 、この車速検出手段の出力に基づいて間欠
的に超音波を発生させるための指令信号を発生するタイ
ミング指令手段。
的に超音波を発生させるための指令信号を発生するタイ
ミング指令手段。
(iii ) 、上記指令信号に基づいて超音波信号を
発生する超音波信号発生手段。
発生する超音波信号発生手段。
(iv ) 、上記超音波信号に基づいて上記超音波を
路面へ送信する超音波送信手段。
路面へ送信する超音波送信手段。
(V)、上記超音波の反射波を受信し受信信号を発生す
る超音波受信手段。
る超音波受信手段。
(vi)、上記受信信号をAM検波しAM検波信号を出
力する受信信号処理手段。
力する受信信号処理手段。
(vii)、上記車速検出手段の出力及び上記指令信号
に基づいてタイミングパルス信号を発生する第2のタイ
ミング指令手段。
に基づいてタイミングパルス信号を発生する第2のタイ
ミング指令手段。
(咄)、上記タイミングパルス信号に基づいて判別信号
を発生する判別信号発生手段。
を発生する判別信号発生手段。
(ix>、上記AM検波信号と上記判別信号とを比較し
て上記路面上の障害物の検出信号を出力する比較回路。
て上記路面上の障害物の検出信号を出力する比較回路。
[作用]
この発明においては、車速検出手段によって車の速度が
検出され、タイミング指令手段によって上記車速検出手
段の出力に基づいて間欠的に超音波を発生させるための
指令信号が発生される。
検出され、タイミング指令手段によって上記車速検出手
段の出力に基づいて間欠的に超音波を発生させるための
指令信号が発生される。
また、超音波信号発生手段によって上記指令信号に基づ
いて超音波信号が発生され、超音波送信手段によって上
記超音波信号に基づいて上記超音波が路面へ送信される
。
いて超音波信号が発生され、超音波送信手段によって上
記超音波信号に基づいて上記超音波が路面へ送信される
。
さらに、超音波受信手段によって上記超音波の反射波が
受信されて受信信号が発生され、受信信号処理手段によ
って上記受信信号がAM検波されAM検波信号が出力さ
れる。
受信されて受信信号が発生され、受信信号処理手段によ
って上記受信信号がAM検波されAM検波信号が出力さ
れる。
またさらに、第2のタイミング指令手段によって上記車
速検出手段の出力及び上記指令信号に基づいてタイミン
グパルス信号が発生され、判別信号発生手段によって上
記タイミングパルス信号に基づいて判別信号が発生され
る。
速検出手段の出力及び上記指令信号に基づいてタイミン
グパルス信号が発生され、判別信号発生手段によって上
記タイミングパルス信号に基づいて判別信号が発生され
る。
そして、比較回路によって、上記AM検波信号と上記判
別信号とが比較されて、上記路面上の障害物の検出信号
が出力される。
別信号とが比較されて、上記路面上の障害物の検出信号
が出力される。
[実施例]
この発明の実施例の構成を第1図、第2図、第3図、第
4図及び第5図を参照しながら説明する。
4図及び第5図を参照しながら説明する。
第1図は、この発明の一実施例を示すブロック図である
7 第1図において、この発明の一実施例は、タイミング指
令手段(1)と、このタイミング指令手段(1)に接続
された超音波信号発生手段(2)と、この超音波信号発
生手段(2)に接続されかつ車体のバンパ付近に設置さ
れた超音波マイクロホンなどの超音波送信手段(3)と
、同様に車体のバンパ付近に設置された超音波マイクロ
ホンなどの超音波受信手段(4)と、この超音波受信手
段(4)に接続された受信信号処理手段(5)と、タイ
ミング指令手段(1)に接続された第2のタイミング指
令手段(6)と、この第2のタイミング指令手段(6)
に接続された判別信号発生手段(7)と、受信信号処理
手段(5)及び判別信号発生手段(7)に接続された比
較回路(8)と、タイミング指令手段(1)、受信信号
処理手段(5)及び第2のタイミング指令手段(6)に
接続された車速検出手段(9)とから構成されてい− る。
7 第1図において、この発明の一実施例は、タイミング指
令手段(1)と、このタイミング指令手段(1)に接続
された超音波信号発生手段(2)と、この超音波信号発
生手段(2)に接続されかつ車体のバンパ付近に設置さ
れた超音波マイクロホンなどの超音波送信手段(3)と
、同様に車体のバンパ付近に設置された超音波マイクロ
ホンなどの超音波受信手段(4)と、この超音波受信手
段(4)に接続された受信信号処理手段(5)と、タイ
ミング指令手段(1)に接続された第2のタイミング指
令手段(6)と、この第2のタイミング指令手段(6)
に接続された判別信号発生手段(7)と、受信信号処理
手段(5)及び判別信号発生手段(7)に接続された比
較回路(8)と、タイミング指令手段(1)、受信信号
処理手段(5)及び第2のタイミング指令手段(6)に
接続された車速検出手段(9)とから構成されてい− る。
第2図は、この発明の一実施例のタイミング指令手段(
1)及び車速検出手段(9)を示す回路図である。
1)及び車速検出手段(9)を示す回路図である。
第2図において、タイミング指令手段(1)は、例えば
日立製HD63BOIYのマイクロコンピュータ(10
)と、このマイクロコンピュータ(10)に接続された
水晶発振器(11)と、マイクロコンピュータ(10)
に接続された起動回路(12)とから構成されている。
日立製HD63BOIYのマイクロコンピュータ(10
)と、このマイクロコンピュータ(10)に接続された
水晶発振器(11)と、マイクロコンピュータ(10)
に接続された起動回路(12)とから構成されている。
なお、起動回路(12)は、自動車の運転席に設置され
た自己復帰式常開型起動スイッチ(13)と、この起動
スイッチ(13)に接続された整形回路(14)とから
構成されている。
た自己復帰式常開型起動スイッチ(13)と、この起動
スイッチ(13)に接続された整形回路(14)とから
構成されている。
また、車速検出手段(9)は、車輪の回転に対応して回
転する回転磁石(90)と、リードスイッチ(91)と
、このリードスイッチ(91)に接続された抵抗(92
)と、リードスイッチ(91)及び抵抗(92)に接続
された波形整形回路(93)とから構成されている。
転する回転磁石(90)と、リードスイッチ(91)と
、このリードスイッチ(91)に接続された抵抗(92
)と、リードスイッチ(91)及び抵抗(92)に接続
された波形整形回路(93)とから構成されている。
第3図は、この発明の一実施例の超音波信号発生手段(
2)を示す回路図である。
2)を示す回路図である。
第3図において、超音波信号発生手段(2)は、超音波
発振回路(20)と、この超音波発振回路(20)及び
タイミング指令手段(1)のマイクロコンピュータ(1
0)に接続されたNANDゲーI・(21)と、このN
ANDゲート(21)に接続されたインバータ(22)
と、このインバータ(Z2)に接続された増幅回路(2
3)と、この増幅回路(23)に接続された昇圧トラン
ス(24)とから構成されている。
発振回路(20)と、この超音波発振回路(20)及び
タイミング指令手段(1)のマイクロコンピュータ(1
0)に接続されたNANDゲーI・(21)と、このN
ANDゲート(21)に接続されたインバータ(22)
と、このインバータ(Z2)に接続された増幅回路(2
3)と、この増幅回路(23)に接続された昇圧トラン
ス(24)とから構成されている。
第4図は、この発明の一実施例の受信信号処理手段(5
)を示す回路図である。
)を示す回路図である。
第4図において、受信信号処理手段(5)は、超音波受
信手段(4)に接続された増幅回路(50)と、この増
幅回路(50)に接続されたAM検波可変増幅回路(5
1)とから構成されている。
信手段(4)に接続された増幅回路(50)と、この増
幅回路(50)に接続されたAM検波可変増幅回路(5
1)とから構成されている。
なお、AM検波可変増幅回路(51)は、増幅回路(5
0)に接続されたAM検波回路と、車速検出手段(9)
に接続されたPET(52)と、AM検一 10 波回路及びFET(52)に接続された可変増幅回路(
53)とから構成されている。
0)に接続されたAM検波回路と、車速検出手段(9)
に接続されたPET(52)と、AM検一 10 波回路及びFET(52)に接続された可変増幅回路(
53)とから構成されている。
第5図は、この発明の一実施例の第2のタイミング指令
手段(6)及び判別信号発生手段(7)を示す回路図で
ある。
手段(6)及び判別信号発生手段(7)を示す回路図で
ある。
第5図において、第2のタイミング指令手段(6)は、
タイミング指令手段(1)のマイクロコンピュータ(1
0)に接続された単安定マルチパルス発生回路(60)
と、車速検出手段(9)に接続されFET及び抵抗から
なるパルス修正回路(61)と、このパルス修正回路(
61)及び単安定マルチパルス発生回路(60)に接続
された単安定マルチパルス発生回路(62)と、この単
安定マルチパルス発生回路(62)に接続された単安定
マルチパルス発生回路(63)とから構成されている。
タイミング指令手段(1)のマイクロコンピュータ(1
0)に接続された単安定マルチパルス発生回路(60)
と、車速検出手段(9)に接続されFET及び抵抗から
なるパルス修正回路(61)と、このパルス修正回路(
61)及び単安定マルチパルス発生回路(60)に接続
された単安定マルチパルス発生回路(62)と、この単
安定マルチパルス発生回路(62)に接続された単安定
マルチパルス発生回路(63)とから構成されている。
また、判別信号発生手段(7)は、単安定マルチパルス
発生回路(63)に接続された充電回路(70)と、こ
の充電回路(70)に並列接続された放電回路(71)
と、充電回路(70)及び放電回路(71)に接続され
たコンデンサ(72)とから構成されている。
発生回路(63)に接続された充電回路(70)と、こ
の充電回路(70)に並列接続された放電回路(71)
と、充電回路(70)及び放電回路(71)に接続され
たコンデンサ(72)とから構成されている。
つぎに、上述した実施例の動作を第6図及び第7図を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
第6図はこの発明の一実施例の低速時における各部の信
号波形を示すタイミングチャート図、第7図はこの発明
の一実施例の高速時における各部の信号波形を示すタイ
ミングチャート図である。
号波形を示すタイミングチャート図、第7図はこの発明
の一実施例の高速時における各部の信号波形を示すタイ
ミングチャート図である。
第6図において、voは指令信号、vlは駆動信号、■
2は大きな障害物の無い路面からの反射波である受信信
号、v2*は障害物の存在する路面からの反射波である
受信信号、v3oはAM検波信号、V 4 s + V
4b及び■、はタイミングパルス信号、v5、v6は
判別信号、■、は検出信号である。
2は大きな障害物の無い路面からの反射波である受信信
号、v2*は障害物の存在する路面からの反射波である
受信信号、v3oはAM検波信号、V 4 s + V
4b及び■、はタイミングパルス信号、v5、v6は
判別信号、■、は検出信号である。
上述した受信信号V2の時間1+の区間は直接波や回り
込みによる不要な反射波の成分であり、超音波マイクロ
ホンのレイアウト、指向性、保持の工夫で改善される。
込みによる不要な反射波の成分であり、超音波マイクロ
ホンのレイアウト、指向性、保持の工夫で改善される。
時間t、は超音波の送受信手段が隣接し指向性も路間−
の場合には、第1図に示した検出最短経路sbの往復時
間に相当する。
の場合には、第1図に示した検出最短経路sbの往復時
間に相当する。
同様に、t8は中央の経路Sa、tcは最遠の経路Sc
に相当し、音速をCとすると、 t、=2sa/C1 tb=2Sb/C1 te=2Sc/C となる。
に相当し、音速をCとすると、 t、=2sa/C1 tb=2Sb/C1 te=2Sc/C となる。
まず、車速検出手段(9)は、リードスイッチ(91)
及び抵抗(92)とにより車輪の回転に対応した車速パ
ルス信号を発生し、波形整形回路(93)により波形整
形して出力する。
及び抵抗(92)とにより車輪の回転に対応した車速パ
ルス信号を発生し、波形整形回路(93)により波形整
形して出力する。
タイミング指令手段(1)は、車速検出手段(9)の車
速パルス信号に基づいて、所定の間隔毎に、所定の時間
、超音波をパルス発信するための、第6図に示す指令信
号V。を超音波信号発生手段(2)に供給する。
速パルス信号に基づいて、所定の間隔毎に、所定の時間
、超音波をパルス発信するための、第6図に示す指令信
号V。を超音波信号発生手段(2)に供給する。
このタイミング指令手段(1)は、マイクロコンピュー
タ(10)に内蔵されたプログラマブルタイマーにより
構成してもよいし、市販のタイマー用ICを使用しても
容易に実現できる。タイミング指令手段(1)の起動ス
イッチ(13)は、その−時的な閉成によりローレベル
信号を生じ、また整形回路(14)はローレベル信号を
反転整形し起動信号として発生する。マイクロコンピュ
ータ(10)は、直流電源からの給電に応答して定電圧
回路から定電圧を受けて作動状態となるもので、水晶発
振器(]1)の発振作用に基づき一連のクロック信号を
発生し、これら各クロック信号に応答してその内部にあ
らかじめ記憶したコンピュータプログラムを実行し、指
令信号v0を出力する。
タ(10)に内蔵されたプログラマブルタイマーにより
構成してもよいし、市販のタイマー用ICを使用しても
容易に実現できる。タイミング指令手段(1)の起動ス
イッチ(13)は、その−時的な閉成によりローレベル
信号を生じ、また整形回路(14)はローレベル信号を
反転整形し起動信号として発生する。マイクロコンピュ
ータ(10)は、直流電源からの給電に応答して定電圧
回路から定電圧を受けて作動状態となるもので、水晶発
振器(]1)の発振作用に基づき一連のクロック信号を
発生し、これら各クロック信号に応答してその内部にあ
らかじめ記憶したコンピュータプログラムを実行し、指
令信号v0を出力する。
超音波信号発生手段(2)は、指令信号V。に基づいて
、所定の時間、所定の電圧、周波数である、第6図に示
す駆動信号v、により超音波送信手段(3)を駆動する
。
、所定の時間、所定の電圧、周波数である、第6図に示
す駆動信号v、により超音波送信手段(3)を駆動する
。
この超音波信号発生手段(2)は、超音波発振回路(2
0)から所定の高周波数にて生ずる一連の超音波発振パ
ルスを、マイクロコンピュータ(10)からの指令信号
v0の発生中においてNANDゲート(21)を通じて
インバータ(22)に付与すると共に、このインバータ
(22)から順次生ずる超音波パルスを増幅回路(23
)により一連の発振パルスとして増幅され、昇圧トラン
ス(24)により13 4 昇圧されて超音波送信手段く3)に付与される。
0)から所定の高周波数にて生ずる一連の超音波発振パ
ルスを、マイクロコンピュータ(10)からの指令信号
v0の発生中においてNANDゲート(21)を通じて
インバータ(22)に付与すると共に、このインバータ
(22)から順次生ずる超音波パルスを増幅回路(23
)により一連の発振パルスとして増幅され、昇圧トラン
ス(24)により13 4 昇圧されて超音波送信手段く3)に付与される。
超音波送信手段(3)は、超音波パルスを斜め前方の下
方の路面に照射し、超音波受信手段(4)は、路面から
の反射波である受信信号V2(V2”)を受信する。
方の路面に照射し、超音波受信手段(4)は、路面から
の反射波である受信信号V2(V2”)を受信する。
これら超音波送信手段(3)及び超音波受信手段〈4)
の指向特性から、路面からの反射波の強度は、第6図に
示すように、時間t8に相当する時点で最大値をとり、
時間t6、tcに相当する時点で消失することになる。
の指向特性から、路面からの反射波の強度は、第6図に
示すように、時間t8に相当する時点で最大値をとり、
時間t6、tcに相当する時点で消失することになる。
その間の強度の変化は、指向特性と幾何学レイアウトに
より定められる。
より定められる。
第6図に示すように、時間t8でピークを示す略山形の
波形になる。
波形になる。
第6図に示す受信信号V2’は、障害物Oが路面上に存
在している場合の観測波形を示したものである。路面だ
けの略山形の観測波形に、障害物Oによる反射波成分が
重畳して観測される。時間t2は、超音波送受信手段(
3)、(4)と、障害物0との最短経路の往復時間に相
当する。
在している場合の観測波形を示したものである。路面だ
けの略山形の観測波形に、障害物Oによる反射波成分が
重畳して観測される。時間t2は、超音波送受信手段(
3)、(4)と、障害物0との最短経路の往復時間に相
当する。
障害物○が路上に静止し、超音波障害物センサを搭載し
た自動車が路」二を走行して障害物0に近付き行きすぎ
る場合を考えると、時間tcの時点で障害物0を捕捉し
、時間先〇を経て時間tbの時点で捕捉したのち検知不
能となって、その後自動車は障害物0を乗り越えて行き
すぎることになり、時間t2は1cm+1ゎ→t、と変
化してゆく。
た自動車が路」二を走行して障害物0に近付き行きすぎ
る場合を考えると、時間tcの時点で障害物0を捕捉し
、時間先〇を経て時間tbの時点で捕捉したのち検知不
能となって、その後自動車は障害物0を乗り越えて行き
すぎることになり、時間t2は1cm+1ゎ→t、と変
化してゆく。
次に、障害物Oに対応する反射波のピークは、各時間t
2に示す時刻に応じた路面からの反射波強度に所定の倍
率を乗じた値に略相当するので、障害物○のピークを時
間t2に応じてなぞっていくと、路面だけの反射波の強
度の場合と同様に山形となることが解る。
2に示す時刻に応じた路面からの反射波強度に所定の倍
率を乗じた値に略相当するので、障害物○のピークを時
間t2に応じてなぞっていくと、路面だけの反射波の強
度の場合と同様に山形となることが解る。
受信信号処理手段(5)は、受信レベルを処理しやすく
するために、受信信号v2(v2’)を増幅し、AM検
波してAM検波信号■3を出力する。
するために、受信信号v2(v2’)を増幅し、AM検
波してAM検波信号■3を出力する。
路面が平坦であれば、AM検波信号■、は路面だけの受
信波V、。、から成り、障害物Oが路面にあれば、障害
物Oに対応した受信波V3fBlの成分も重畳されてA
M検波信号として、 V 3”t V 3+A+十V s++zが得られる。
信波V、。、から成り、障害物Oが路面にあれば、障害
物Oに対応した受信波V3fBlの成分も重畳されてA
M検波信号として、 V 3”t V 3+A+十V s++zが得られる。
この受信信号処理手段(5)は、AM検波と同時に不要
信号区間t2の信号はマスクしているので、tb〜tc
の必要な区間のみの信号のみがAM検波されてAM検波
信号■3が得られる。
信号区間t2の信号はマスクしているので、tb〜tc
の必要な区間のみの信号のみがAM検波されてAM検波
信号■3が得られる。
そして、車速パルス信号ζこよってFET(52)のゲ
ート電圧が制御されることにより、増幅度が制御される
可変増幅回路(53)により車速に対応して増幅された
AM検波信号V、。が比較回路(8)に出力される。
ート電圧が制御されることにより、増幅度が制御される
可変増幅回路(53)により車速に対応して増幅された
AM検波信号V、。が比較回路(8)に出力される。
一方、第2のタイミング指令手段(6)は、指令信号V
oをトリガーとして、次のサイクルまでの間にt、〜t
cに相当する時刻を演算するか、あるいは第6図に示す
タイミングパルス信号v4.。
oをトリガーとして、次のサイクルまでの間にt、〜t
cに相当する時刻を演算するか、あるいは第6図に示す
タイミングパルス信号v4.。
V4b及びVaeを作成して判別信号発生手段(7)を
作動させる。
作動させる。
この第2のタイミング指令手段(6)は、マイクロコン
ピュータ(10)のプログラマブルタイマーで指令信号
V。と同等に作成してもよいし、この指令信号Y0によ
りトリガーされて、所定の時間幅のパルス信号を出力す
るタイマーICにより単安定マルチバイブレーク回路を
構成してもよい。
ピュータ(10)のプログラマブルタイマーで指令信号
V。と同等に作成してもよいし、この指令信号Y0によ
りトリガーされて、所定の時間幅のパルス信号を出力す
るタイマーICにより単安定マルチバイブレーク回路を
構成してもよい。
このようにして得られたタイミングパルス信号V4.及
びV4bの時間幅はtb/2に相当し、V4eの時間幅
はt−tbに相当する。
びV4bの時間幅はtb/2に相当し、V4eの時間幅
はt−tbに相当する。
判別信号発生手段(7)は、タイミングパルス信号V
a cのL−+Hに対応して充電口F#r(70)とコ
ンデンサ(72)とにより所定の経過時間まで単調増加
している判別信号(充電電圧信号)v5を発生する。こ
の判別信号v5は、時刻t、で最大値を示した後、タイ
ミングパルス信号V4cがH→Lに切り替わると、放電
回路(71)とコンデンサ(72)とにより時刻tcで
最小値となるように、放電波形を作成して判別信号(放
電電圧信号)V6を発生する。
a cのL−+Hに対応して充電口F#r(70)とコ
ンデンサ(72)とにより所定の経過時間まで単調増加
している判別信号(充電電圧信号)v5を発生する。こ
の判別信号v5は、時刻t、で最大値を示した後、タイ
ミングパルス信号V4cがH→Lに切り替わると、放電
回路(71)とコンデンサ(72)とにより時刻tcで
最小値となるように、放電波形を作成して判別信号(放
電電圧信号)V6を発生する。
そして、比較回路(8)は、受信信号処理手段(5)か
らのAM検波信号V、。と、判別信号発生手段(7)か
らの判別信号v5、v6とを、比較して検出信号■、を
出力する。 次に、車速か所定の速度以上の高速走行時
の場合について第7図を8 参照しながら説明する。
らのAM検波信号V、。と、判別信号発生手段(7)か
らの判別信号v5、v6とを、比較して検出信号■、を
出力する。 次に、車速か所定の速度以上の高速走行時
の場合について第7図を8 参照しながら説明する。
車速か速いので、タイミング指令手段(1)の指令信号
V。の繰り返し周期は、第7図に示すように、反射波の
到達の中心時間t、より短い時間t6に短縮される。
V。の繰り返し周期は、第7図に示すように、反射波の
到達の中心時間t、より短い時間t6に短縮される。
第7図において、反射波の受信信号v2は大きな障害物
のない路面だけの例を示し、受信信号■2寧は大きな障
害物の上を通過した時の波形の例である。
のない路面だけの例を示し、受信信号■2寧は大きな障
害物の上を通過した時の波形の例である。
受信信号V、の時間t1、t5及びtcは、車速の上昇
に伴い多少の変動はあるものの基本的には第6図で説明
した性、質をうけついでおり、指令信号v0の繰り返し
周期tdにより変化するものではない。
に伴い多少の変動はあるものの基本的には第6図で説明
した性、質をうけついでおり、指令信号v0の繰り返し
周期tdにより変化するものではない。
第7図のV、。は、AM検波波形を適正に増幅したAM
検波信号である。
検波信号である。
第2のタイミング指令手段(6)からのタイミングパル
ス信号V 4 a、V4b、V4cは、指令信号v0の
変更に伴いトリガー間隔が変化しても、出力時間幅t5
/2、tb/2.1、−1 、を略一定に維持するよう
に構成されているので、第7図に示すような波形を出力
する。
ス信号V 4 a、V4b、V4cは、指令信号v0の
変更に伴いトリガー間隔が変化しても、出力時間幅t5
/2、tb/2.1、−1 、を略一定に維持するよう
に構成されているので、第7図に示すような波形を出力
する。
判別信号発生手段(7)は、タイミングパルス信号V
4cに基づいて、第7図に示すように周期的で、しかも
指令信号■。を基準にして遅延時間tbないしt、を略
一定に維持しているので、A、 M検波信号V、。と位
相のずれがほとんどない判別信号v5、V6(充電電圧
信号と放電電圧信号)を出力する。したがって、比較回
路(8)は安定した比較が実行でき、検出信号v7を出
力できる。
4cに基づいて、第7図に示すように周期的で、しかも
指令信号■。を基準にして遅延時間tbないしt、を略
一定に維持しているので、A、 M検波信号V、。と位
相のずれがほとんどない判別信号v5、V6(充電電圧
信号と放電電圧信号)を出力する。したがって、比較回
路(8)は安定した比較が実行でき、検出信号v7を出
力できる。
また、車速の上昇に伴う避けがたい超音波の送受の伝達
時間のずれが発生するとしても、それは車速に対応して
知り得る値なので、例えば第5図に示す第2のタイミン
グ指令手段(6)のパルス修正回路(61)を、車速検
出手段(9)により制御することで必要に応じて遅延時
間と伝達時間差をより正確に一致させることができるの
はいうまでもない。
時間のずれが発生するとしても、それは車速に対応して
知り得る値なので、例えば第5図に示す第2のタイミン
グ指令手段(6)のパルス修正回路(61)を、車速検
出手段(9)により制御することで必要に応じて遅延時
間と伝達時間差をより正確に一致させることができるの
はいうまでもない。
この発明の一実施例は、上述したように、超音波パルス
の発信間隔を高速時に短くなるように変更すると共に、
パルス発信間隔変更前後であっても、反射波の受信信号
の繰り返し周期に同期し、かつ超音波の送信から受信ま
での到達時間遅れに相当する遅延時間をもった判別信号
を発生させるように動作するタイミング指令手段(1)
、第2のタイミング指令手段(6)、判別信号発生手段
(7)などを備えた装置である。
の発信間隔を高速時に短くなるように変更すると共に、
パルス発信間隔変更前後であっても、反射波の受信信号
の繰り返し周期に同期し、かつ超音波の送信から受信ま
での到達時間遅れに相当する遅延時間をもった判別信号
を発生させるように動作するタイミング指令手段(1)
、第2のタイミング指令手段(6)、判別信号発生手段
(7)などを備えた装置である。
したがって、低速時には、発信した超音波パルスの到着
をまっな十分に長い発信間隔でもって超音波を送受信し
、この発信タイミングに合わせた判別信号を発生して受
信信号のレベルを比較することで、パルス発信方式のも
つ技術的なメリットを有効に利用することを可能にする
。
をまっな十分に長い発信間隔でもって超音波を送受信し
、この発信タイミングに合わせた判別信号を発生して受
信信号のレベルを比較することで、パルス発信方式のも
つ技術的なメリットを有効に利用することを可能にする
。
一方、高速時には、検知ミスを防止するのに必要な反射
波の到達を待たない短いパルス間隔に変更することで、
高速時の検知ぬけの発生を防止するだけでなく、高速時
においても送信から受信までの往復時間は基本的には大
きく変化しないので、発信タイミングの変更にかかわら
ず、略一定の遅延時間を有した周期的な判別信号を発生
して受信信号のレベルを比較することで、高速時におい
てもパルス発信方式の良さを損なうことの少ない車載に
最適な超音波障害物センサを提供できるという効果を奏
する。
波の到達を待たない短いパルス間隔に変更することで、
高速時の検知ぬけの発生を防止するだけでなく、高速時
においても送信から受信までの往復時間は基本的には大
きく変化しないので、発信タイミングの変更にかかわら
ず、略一定の遅延時間を有した周期的な判別信号を発生
して受信信号のレベルを比較することで、高速時におい
てもパルス発信方式の良さを損なうことの少ない車載に
最適な超音波障害物センサを提供できるという効果を奏
する。
なお、上記実施例ではタイミング指令手段(1)をマイ
クロコンピュータ(10)等で構成し、第2のタイミン
グ指令手段(6)及び判別信号発生手段(7)を個別回
路で構成したが、これら3つの回路全てをマイクロコン
ピュータで構成しても同様の動作を期待できる。
クロコンピュータ(10)等で構成し、第2のタイミン
グ指令手段(6)及び判別信号発生手段(7)を個別回
路で構成したが、これら3つの回路全てをマイクロコン
ピュータで構成しても同様の動作を期待できる。
また、上記実施例では判別信号発生手段(7)をアナロ
グのCRを使用した充電回路、放電回路により構成し山
形の単調増加、単調減少の判別信号(比較電圧)につい
て説明したが、デジタル回路又はマイコンにより構成し
階段上に上昇し下降する判別信号を採用しても所期の目
的を達成し得ることはいうまでもない。
グのCRを使用した充電回路、放電回路により構成し山
形の単調増加、単調減少の判別信号(比較電圧)につい
て説明したが、デジタル回路又はマイコンにより構成し
階段上に上昇し下降する判別信号を採用しても所期の目
的を達成し得ることはいうまでもない。
さらに、上記実施例では判別信号発生手段(7)を2つ
の電子回路で構成したが、所定の経過時間の前後でそれ
ぞれ異なった所定の判別信号(比較2 電圧)を発生しさえすれば他の回路構成、例えば単一回
路でもかまわない。
の電子回路で構成したが、所定の経過時間の前後でそれ
ぞれ異なった所定の判別信号(比較2 電圧)を発生しさえすれば他の回路構成、例えば単一回
路でもかまわない。
さらに、上記実施例では超音波送信手段(3)及び超音
波受信手段(4)をそれぞれ別の構成としたが、単一の
超音波マイクロホンを時分割で使用するようにしても所
期の目的を達成し得ることはいう丈でもない。
波受信手段(4)をそれぞれ別の構成としたが、単一の
超音波マイクロホンを時分割で使用するようにしても所
期の目的を達成し得ることはいう丈でもない。
またさらに、上記実施例では遅延時間t、を判別信号v
6の切換の前後で一定にしたが、第6図に示すように、
判別信号(比較電圧)vs、V6とAM検波信号V30
とは共に規則的な周期波形なので、t、bとtbf:N
Xt、+との遅延時間の違いがあっても効果は同じなの
で、第2のタイミング指令手段(6)はそのように変更
された指令信号V。を出力しても同様の効果が得られる
ことはいうまでもない。つまり、一致していなくても、
相当であればよい。この指令信号■。の変更は、2段で
説明したが、多段連続的変更であっても同様の効果が得
られることはいうまでもない。
6の切換の前後で一定にしたが、第6図に示すように、
判別信号(比較電圧)vs、V6とAM検波信号V30
とは共に規則的な周期波形なので、t、bとtbf:N
Xt、+との遅延時間の違いがあっても効果は同じなの
で、第2のタイミング指令手段(6)はそのように変更
された指令信号V。を出力しても同様の効果が得られる
ことはいうまでもない。つまり、一致していなくても、
相当であればよい。この指令信号■。の変更は、2段で
説明したが、多段連続的変更であっても同様の効果が得
られることはいうまでもない。
[発明の効果コ
この発明は、以上説明したとおり、車の速度を検出する
車速検出手段と、この車速検出手段の出力に基づいて間
欠的に超音波を発生させるための指令信号を発生するタ
イミング指令手段と、上記指令信号に基づいて超音波信
号を発生する超音波信号発生手段と、上記超音波信号に
基づいて上記超音波を路面へ送信する超音波送信手段と
、上記超音波の反射波を受信し受信信号を発生する超音
波受信手段と、上記受信信号をAM検波しAM検波信号
を出力する受信信号処理手段と、上記車速検出手段の出
力及び上記指令信号に基づいてタイミングパルス信号を
発生する第2のタイミング指令手段と、上記タイミング
パルス信号に基づいて判別信号を発生する判別信号発生
手段と、上記AM検波信号と上記判別信号とを比較して
上記路面上の障害物の検出信号を出力する比較回路とを
備えたので、車速に応じて発信周期の異なる超音波を斜
め前方の路面にパルスで発射し、その反射波から路上の
障害物を低速から高速まで広い範囲にわたって有効に区
別して判別することができるという効果を奏する。
車速検出手段と、この車速検出手段の出力に基づいて間
欠的に超音波を発生させるための指令信号を発生するタ
イミング指令手段と、上記指令信号に基づいて超音波信
号を発生する超音波信号発生手段と、上記超音波信号に
基づいて上記超音波を路面へ送信する超音波送信手段と
、上記超音波の反射波を受信し受信信号を発生する超音
波受信手段と、上記受信信号をAM検波しAM検波信号
を出力する受信信号処理手段と、上記車速検出手段の出
力及び上記指令信号に基づいてタイミングパルス信号を
発生する第2のタイミング指令手段と、上記タイミング
パルス信号に基づいて判別信号を発生する判別信号発生
手段と、上記AM検波信号と上記判別信号とを比較して
上記路面上の障害物の検出信号を出力する比較回路とを
備えたので、車速に応じて発信周期の異なる超音波を斜
め前方の路面にパルスで発射し、その反射波から路上の
障害物を低速から高速まで広い範囲にわたって有効に区
別して判別することができるという効果を奏する。
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
はこの発明の一実施例のタイミング指令手段及び車速検
出手段を示す回路図、第3図はこの発明の一実施例の超
音波信号発生手段を示す回路図、第4図はこの発明の一
実施例の受信信号処理手段を示す回路図、第5図はこの
発明の一実施例の第2のタイミング指令手段及び判別信
号発生手段を示す回路図、第6図はこの発明の一実施例
の低速時における各部の信号波形を示すタイミングチャ
ート図、第7図この発明の一実施例の高速時における各
部の信号波形を示すタイミングチャート図である。 図において、 (1) ・・・ タイミング指令手段、(2) ・・・
超音波信号発生手段、(3) ・・・ 超音波送信手
段、 (4) ・・・ 超音波受信手段、 (5) ・・・ 受信信号処理手段、 (6) (7) (8) (9) なお、 を示す。 ・・・ 第2のタイミング指令手段、 ・・・ 判別信号発生手段、 比較回路、 ・・・ 車速検出手段である。
はこの発明の一実施例のタイミング指令手段及び車速検
出手段を示す回路図、第3図はこの発明の一実施例の超
音波信号発生手段を示す回路図、第4図はこの発明の一
実施例の受信信号処理手段を示す回路図、第5図はこの
発明の一実施例の第2のタイミング指令手段及び判別信
号発生手段を示す回路図、第6図はこの発明の一実施例
の低速時における各部の信号波形を示すタイミングチャ
ート図、第7図この発明の一実施例の高速時における各
部の信号波形を示すタイミングチャート図である。 図において、 (1) ・・・ タイミング指令手段、(2) ・・・
超音波信号発生手段、(3) ・・・ 超音波送信手
段、 (4) ・・・ 超音波受信手段、 (5) ・・・ 受信信号処理手段、 (6) (7) (8) (9) なお、 を示す。 ・・・ 第2のタイミング指令手段、 ・・・ 判別信号発生手段、 比較回路、 ・・・ 車速検出手段である。
Claims (1)
- 車の速度を検出する車速検出手段、この車速検出手段の
出力に基づいて間欠的に超音波を発生させるための指令
信号を発生するタイミング指令手段、上記指令信号に基
づいて超音波信号を発生する超音波信号発生手段、上記
超音波信号に基づいて上記超音波を路面へ送信する超音
波送信手段、上記超音波の反射波を受信し受信信号を発
生する超音波受信手段、上記受信信号をAM検波しAM
検波信号を出力する受信信号処理手段、上記車速検出手
段の出力及び上記指令信号に基づいてタイミングパルス
信号を発生する第2のタイミング指令手段、上記タイミ
ングパルス信号に基づいて判別信号を発生する判別信号
発生手段、並びに上記AM検波信号と上記判別信号とを
比較して上記路面上の障害物の検出信号を出力する比較
回路を備えたことを特徴とする超音波障害物センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1287348A JPH03148083A (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | 超音波障害物センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1287348A JPH03148083A (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | 超音波障害物センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03148083A true JPH03148083A (ja) | 1991-06-24 |
Family
ID=17716206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1287348A Pending JPH03148083A (ja) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | 超音波障害物センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03148083A (ja) |
-
1989
- 1989-11-06 JP JP1287348A patent/JPH03148083A/ja active Pending
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