JPH0339610A - Information processing device and its information processing method - Google Patents

Information processing device and its information processing method

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JPH0339610A
JPH0339610A JP1173961A JP17396189A JPH0339610A JP H0339610 A JPH0339610 A JP H0339610A JP 1173961 A JP1173961 A JP 1173961A JP 17396189 A JP17396189 A JP 17396189A JP H0339610 A JPH0339610 A JP H0339610A
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phase
group
calculation
sensor
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Toshiyuki Sekiya
関谷 利幸
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  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は超音波距離計測装置、あるいは超音波の伝播を
利用する距離計測技術を取り入れた各種応用装置一般に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention generally relates to an ultrasonic distance measuring device or various applied devices incorporating a distance measuring technique that utilizes the propagation of ultrasonic waves.

[従来の技術] 超音波距離計測の応用装置として考案されたものの一つ
に超音波座標入力装置がある。以下、この装置を例にと
って本発明の説明を行う。
[Prior Art] One of the devices devised as an applied device for ultrasonic distance measurement is an ultrasonic coordinate input device. The present invention will be explained below using this device as an example.

第8図は一般に考案されている超音波座標入力装置の概
略図である。1は座標指示具(以後ペンと呼ぶ)であり
、内部に圧電素子が組み込まれており、先端より所望の
超音波信号を発信する発振具である。2a〜2Cはセン
サであり、ペンから発せられた超音波信号を伝播体を介
して受信する受信具である。3は伝播体で、超音波の伝
播媒体となり、ガラス、アルミ板等が用いられる。4は
防振材で、センサ2a〜2Cにペン1からの波以外の反
射波等が混入しないようにする目的で設定されている0
以上のような構成をとる超音波座標入力装置において、
2個以上の複数の各センサと指示点の距離より指示点の
座標が計算される。
FIG. 8 is a schematic diagram of a commonly devised ultrasonic coordinate input device. Reference numeral 1 denotes a coordinate indicating tool (hereinafter referred to as a pen), which is an oscillating tool that has a piezoelectric element incorporated therein and emits a desired ultrasonic signal from its tip. 2a to 2C are sensors, which are receivers that receive ultrasonic signals emitted from a pen via a propagating body. 3 is a propagation body, which serves as a propagation medium for ultrasonic waves, and is made of glass, aluminum plate, or the like. 4 is a vibration isolating material, which is set to prevent reflected waves other than those from the pen 1 from entering the sensors 2a to 2C.
In the ultrasonic coordinate input device having the above configuration,
The coordinates of the indicated point are calculated from the distances between each of the two or more plurality of sensors and the indicated point.

センサと指示点の距離算出方法はさまざまなものが考案
されているが、基本的にはペンから発せられた超音波信
号のセンサへの到達時間によって算出する0群速度と位
相速度とが異なる横波超音波を用いる場合は、受信波形
に対しエンベロープをとって群到達時間を求めて大まか
な距離計測等を行い、さらに精度を求められる場合には
、適当な位置の位相を検知して位相到達時間を求め、よ
り細かい精度を出している。
Various methods have been devised to calculate the distance between the sensor and the indicated point, but the basic method is to use a transverse wave whose zero group velocity and phase velocity differ, which is calculated based on the time it takes for the ultrasonic signal emitted from the pen to reach the sensor. When using ultrasonic waves, roughly measure the distance by taking the envelope of the received waveform and finding the group arrival time, and if more precision is required, detect the phase at an appropriate position and calculate the phase arrival time. In order to achieve even finer precision.

次に、群到達時間と位相到達時間との2つの時間情報か
らペンとセンサ間距離rを算出する手順を説明する。ま
ず、第9図で示すような電圧をペン内の圧電素子に印加
した場合、センサの受信信号は第10図で示すようにな
る。これに対してそのピーク位置を群到達時間t3とし
て検出する場合、第11図に示すようにセンサ出力信号
に対して初段増幅器5.全波整流器6.ローパスフィル
タ7、微分回路8の各回路を通してから、微分信号のゼ
ロクロスをコンパレータ9によって検出し、その時刻を
群到達時間tgとじて認識する。
Next, a procedure for calculating the distance r between the pen and the sensor from the two time information of the group arrival time and the phase arrival time will be explained. First, when a voltage as shown in FIG. 9 is applied to the piezoelectric element in the pen, the signal received by the sensor becomes as shown in FIG. 10. On the other hand, when the peak position is detected as the group arrival time t3, as shown in FIG. 11, the first stage amplifier 5. Full wave rectifier6. After passing through the low-pass filter 7 and the differentiating circuit 8, the zero crossing of the differentiated signal is detected by the comparator 9, and the time is recognized as the group arrival time tg.

これにより、群速度をυ、とすれば、 r=υ、・tg でr算出する事ができるが、エンベロープをもとに時間
を検出するという方法によるため、信号出力の大きさや
フィルタ特性の影響で、どうしてもある程度のゆらぎΔ
tが発生する。一般には、特定の位相ゼロクロスポイン
トを検出して時間を決定する方が、よりゆらぎの少ない
値を得ることができる。
As a result, if the group velocity is υ, then r can be calculated as r=υ,・tg. However, since the method detects time based on the envelope, it is affected by the magnitude of the signal output and the filter characteristics. So, there is inevitably a certain amount of fluctuation Δ
t occurs. Generally, it is possible to obtain a value with less fluctuation by detecting a specific phase zero-crossing point to determine the time.

そこで、群到達時間1.決定直後の位相ゼロクロスとい
うように検出ポイントを規定すると、υ、≠υ、である
がために距離rと共に群の中の位相がずれるため、位相
到達時間tgとして第12図に示すような段階状のもの
が観測される。この段は位相の検出ポイントの移動を示
すもので、各段のつなぎ目は信号の周期Tだけ平行移動
したものとなる。υ、とυ、が等しく常に一定の位相検
出ポイントを観測できる場合には、このような段階はで
きず直線aのような位相到達時間tgが得られる。
Therefore, group arrival time 1. If the detection point is defined as the phase zero crossing immediately after the determination, the phase in the group will shift with the distance r because υ, ≠υ, so the phase arrival time tg will be in a stepwise manner as shown in Fig. 12. are observed. This stage indicates the movement of the phase detection point, and the joint between each stage is a parallel shift by the period T of the signal. If υ and υ are equal and a constant phase detection point can always be observed, such a step is not possible and a phase arrival time tg like a straight line a is obtained.

従って、段階状に得らえる位相到達時間tgを元の直線
aに変換すればよい。
Therefore, it is sufficient to convert the phase arrival time tg obtained stepwise into the original straight line a.

つまり、 tp@4(υ、/υp)tx  t6t(t or :
オフセット値) であるが、群到達時間tgはゆらぎが大きいので、 tg、=nT4(υg/Vp)  tヨ  toe  
tp(nは整数) という性質を利用して、 t pa” t p  + T X Int(t pt
/T + O。
In other words, tp@4(υ, /υp)tx t6t(t or:
offset value) However, since the group arrival time tg has large fluctuations, tg, = nT4 (υg/Vp) tyo toe
Using the property of tp (n is an integer), t pa” t p + T X Int (t pt
/T+O.

5) =tl  +TXInt[((υ、/vp  )  t
gtor  to  )/T+0. 5]としてtpを
求め、 結局rを次式より計算する。
5) =tl +TXInt[((υ,/vp) t
gtor to )/T+0. 5] to find tp, and finally calculate r using the following formula.

で与えらえる。It can be given by

r=Vp”tpa−rar Crot:オフセット値)
=Atg+BXInt(Ctg+Dtg+E+0.5)
  +F A : υp B : υ、 ・ T=λ C: (υf/υ、)/T=f(υ、/υ、)D  :
 −1/T=−f E  :  −tgr/T F:  −rot [発明が解決しようとしている課題] しかしながら、以上のような方法でペンとセンサ間距離
rを精度よく算出するには、正確な計算定数(A、B、
C,D、E、F)を用いることが当然大前提となる。と
ころが、このような計算定数は超音波の伝播を利用する
という方式の性質上、個々の製品の各種の物理定数、調
整具合等の影響で微妙な変動が起こることが必至であり
、このために安定した座標精度を確保した製品を大量生
産することは事実上困難となっている。
r=Vp”tpa-rar Crot: offset value)
=Atg+BXInt(Ctg+Dtg+E+0.5)
+F A: υp B: υ, ・T=λ C: (υf/υ,)/T=f(υ, /υ,) D:
-1/T=-f E: -tgr/TF: -rot [Problems to be Solved by the Invention] However, in order to accurately calculate the distance r between the pen and the sensor using the above method, it is necessary to Calculation constants (A, B,
Naturally, the use of C, D, E, F) is a major premise. However, due to the nature of the method that utilizes the propagation of ultrasonic waves, such calculation constants are inevitably subject to slight fluctuations due to the influence of various physical constants and adjustment conditions of individual products. It is virtually difficult to mass produce products with stable coordinate accuracy.

本発明は、前記従来の欠点を除去し、個々の製品の各種
の物理定数、調整具合等の影響による微妙な変動に関わ
りなく、正確に距離を計測する超音波距離計測装置を提
供する。
The present invention eliminates the above-mentioned conventional drawbacks and provides an ultrasonic distance measuring device that accurately measures distance regardless of subtle fluctuations due to the effects of various physical constants, adjustment conditions, etc. of individual products.

[発明が解決しようとしている手段] この課題を解決するために、本発明の超音波距離計測装
置は、群速度と位相速度とが異なる超音波を発振源より
発射した後に超音波センサによりこれを受信して、その
到達時間を基に発振源とセンサ間の距離を算出する超音
波距離計測装置であって、 距離の算出に先立って、予め定められた麹振源の操作に
基づいて、距離算出の補正を行う補正手段を備えること
を特徴と、する。
[Means to be Solved by the Invention] In order to solve this problem, the ultrasonic distance measuring device of the present invention emits ultrasonic waves having different group velocities and phase velocities from an oscillation source, and then transmits them using an ultrasonic sensor. This is an ultrasonic distance measuring device that calculates the distance between the oscillation source and the sensor based on the arrival time of the oscillation source. The present invention is characterized by comprising a correction means for correcting the calculation.

ここで、補正手段は、予め定められた位置での群到達時
間t1及び位相到達時間tgを所定の演算式に代入して
、発振源とセンサ間の距離の算出に用いる計算パラメー
タの群速度υ、1位相速度υp、周波数fを求めること
を特徴とする。
Here, the correction means substitutes the group arrival time t1 and the phase arrival time tg at a predetermined position into a predetermined calculation formula, and calculates the group velocity υ of the calculation parameter used to calculate the distance between the oscillation source and the sensor. , one-phase velocity υp, and frequency f.

又、補正手段は、任意の連続的な複数位置で観測される
群到達時間t5及び位相到達時間tpによる所定の統計
計算によって、計算パラメータの群速度υ、1位相速度
υp、周波数fを求めることを特徴とする。
Further, the correction means calculates the calculation parameters group velocity υ, 1-phase velocity υp, and frequency f by a predetermined statistical calculation based on the group arrival time t5 and phase arrival time tp observed at arbitrary continuous positions. It is characterized by

又、補正手段は、予め定められた適当な位置での群到達
時間tg及び位相到達時間tgを所定の演算式に代入し
て計算パラメータの位相速度υp求め、任意の連続的な
複数位置で得られる群到達時間tg及び位相到達時間t
gによる所定の統計計算によって計算パラメータの群速
度υ、を求めることを特徴とする。
Further, the correction means calculates the phase velocity υp of the calculation parameter by substituting the group arrival time tg and phase arrival time tg at a predetermined appropriate position into a predetermined calculation formula, and calculates the phase velocity υp of the calculation parameter. group arrival time tg and phase arrival time t
The method is characterized in that the group velocity υ, which is a calculation parameter, is determined by a predetermined statistical calculation using g.

又、補正手段は、予め定められた適当な位置での群到達
時間t6及び位相到達時間tgを基に初期設定された計
算パラメータの群速度υg、位相速度υp、周波数fを
用いてセンサの取り付け位置を計算して、正規の位置か
らのズレ量を算出し、通常動作時における距離計算にお
ける補正量を新たに設定して較正することを特徴とする
Further, the correction means corrects the mounting of the sensor using calculation parameters initially set based on the group arrival time t6 and phase arrival time tg at a predetermined appropriate position. The present invention is characterized in that the position is calculated, the amount of deviation from the normal position is calculated, and the correction amount for distance calculation during normal operation is newly set and calibrated.

[作用] かかる構成において、予め定められた適当な位置もしく
は任意の連続的な複数位置で観測される群到達時間tg
n位梱到達時間tgを基に、計算定数を新たに設定して
較正できるようにし、個々の製品ごとに個別に最適な計
算定数を設定・較正できるようにしたものである。
[Effect] In such a configuration, the group arrival time tg observed at a predetermined appropriate position or any consecutive multiple positions
Calibration is made possible by newly setting calculation constants based on the n-pack arrival time tg, and the optimum calculation constants can be individually set and calibrated for each product.

[実施例] 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

く第1実施例〉 第1図は本発明の第1実施例における較正用指示ポイン
ト及び超音波座標入力装置の構成例を示す図である。必
中、1は振動ペン、2はセンサ、3は振動板、4は防振
材であり、振動ペンはペン制御部lOによりその制御を
され、センサ制御部20には第11図に示す各回路が含
まれていても良い。lOOは演算制御用のCPU。
First Embodiment> FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a calibration pointing point and an ultrasonic coordinate input device in a first embodiment of the present invention. 1 is a vibrating pen, 2 is a sensor, 3 is a diaphragm, and 4 is a vibration isolating material. may be included. lOO is a CPU for calculation control.

101は制御プログラムを格納するROM。101 is a ROM that stores a control program.

102は補助記憶用RAMで、例えば本例の定数A、B
、C,D、Eを記憶す6.103は入力座標を表示画面
等に出力する出力部である。
102 is an auxiliary storage RAM, for example, constants A and B in this example.
, C, D, and E. 6.103 is an output unit that outputs input coordinates to a display screen or the like.

前述したようにペンとセンサ間距離rは、r=Atg 
+BInt(Ctg+Dtg+E+0.5)+Fで求め
られるが、本式の第2項は() 内 を整数化する項で
あり、整数化によって整数値がずれてしまう程の物理定
数の変動が起きない限りは、予め決めた点における整数
値nに変動はないはずである。したがって、例えばP2
.P3゜P4の3点での(tg、tp)がわかれば、既
知のn ”、、 n ”、 n ”に対しCtg”+D
 tg”+ E = n ”Ctg”+ D tg”+
 E = n p3Ctg”+ D tg”+ E =
 n ”より、C,D、Eを求めることが可能となる。
As mentioned above, the distance r between the pen and the sensor is r=Atg
+BInt(Ctg+Dtg+E+0.5)+F, but the second term in this equation is a term that converts () into an integer, and unless the physical constant changes to the extent that the integer value shifts due to integer conversion, , there should be no variation in the integer value n at a predetermined point. Therefore, for example P2
.. If you know (tg, tp) at the three points P3゜P4, then Ctg''+D for the known n'', , n'', n''
tg"+ E = n "Ctg"+ D tg"+
E = n p3Ctg”+ D tg”+ E =
n'', it becomes possible to obtain C, D, and E.

また、rに関しても同様に既知のn p2  n p3
1111’、  tp2.  r ps、  r94に
対しA tg”+ B n ”+ F = r ”A 
tg”+ B n ”+ F = r p3A tg”
+ B n ”十F = r ”より、 A。
Similarly, regarding r, the known n p2 n p3
1111', tp2. r ps, A tg”+ B n ”+ F = r ”A for r94
tg”+ B n ”+ F = r p3A tg”
+ B n From “10F = r”, A.

B。B.

Fを求めることが可能となる。It becomes possible to obtain F.

本実施例を行う上で注意することは、言うまでもなく各
較正用指示ポイントとr、nとが正確に対応しているこ
とである。そのため、較正用指示ポイントの場所は第3
図で示すような位相到達時間tg対rの関係のうちで段
差が生じる近辺からずらした場所に設定する必要がある
。尚、位相到達時間tgの段差は、おおむね λ ν g ν g −ν p ごとに発生する。
Needless to say, when carrying out this embodiment, care must be taken to ensure that each calibration instruction point corresponds accurately to r and n. Therefore, the location of the calibration indication point is
It is necessary to set it at a location shifted from the vicinity where a step occurs in the relationship of phase arrival time tg vs. r as shown in the figure. Note that a step in the phase arrival time tg occurs approximately every λ ν g ν g −ν p .

例として、λ=3mm 、  v、 =2350m/s
 、  tl、 =1350m/sとすれば、約7mm
ごとに位相到達時間tgの段差が生じることになるので
、その近辺をうまくはずしてポイントを設定する。
As an example, λ=3mm, v, =2350m/s
, tl, = 1350m/s, approximately 7mm
Since a step in the phase arrival time tg will occur at each step, points are set by carefully removing the vicinity of this step.

以上の動作を実現するためのシステムの流れを第2図の
フローチャートに示す、まず、何らかのスイッチ動作に
よりシステムを較正モードにする。その後、ステップS
2で3点を入力して、ステップS2.S3で計算パラメ
ータを算出し、ステップS4で定数の切り替えを行う、
なお、定数の切り替えは、バックアップされるRAM上
での書き変えや、何らかの手段でマイコンが読み込み可
能なデイツプ・スイッチ等の設定切り替えなとの手段を
とればよい。
The flow of the system for realizing the above operation is shown in the flowchart of FIG. 2. First, the system is placed in a calibration mode by some switch operation. Then step S
Input 3 points in step S2. Calculate calculation parameters in S3, and switch constants in step S4.
Note that the constants may be changed by rewriting them in a backed-up RAM or by changing the settings of a dip switch or the like that can be read by the microcomputer by some means.

く第2実施例〉 次に本発明の第2実施例について説明する。Second embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described.

r算出式の中で Intn数が正しい値を出していれば
絶対精度を出すものはA、B、Fである。
In the r calculation formula, A, B, and F provide absolute precision if the Intn number is correct.

ところで、A、B、Fは位相速度υ、及び周波数fに関
与するパラメータであり、これらはrと位相到達時間t
gとの関係より求められるが、一般に位相ゼロクロス検
出により位相到達時間tgを求めると、第3図で示すよ
うにrと位相到達時間tgの関係においては各階段ごと
に直線性がよく、またそれぞれの傾きυ、もほぼ一致す
る。また、階段ごとの切れ目が示すT(=1/f)も全
体にほぼ一様である。したがって、これらA、B、Fは
前記第1実施例で述べたような方法で決定しても、おお
むね真値に近い値が得られ実用上問題ない。
By the way, A, B, and F are parameters related to the phase velocity υ and frequency f, and these are related to r and phase arrival time t.
Generally, when the phase arrival time tg is determined by phase zero cross detection, the relationship between r and phase arrival time tg has good linearity for each step, as shown in Figure 3. The slope υ of is also almost the same. Furthermore, T (=1/f), which indicates the break between each staircase, is almost uniform throughout. Therefore, even if these A, B, and F are determined by the method described in the first embodiment, values that are generally close to the true values are obtained and there is no problem in practical use.

しかしながら、Int関数内のC,D、Eは群速度υ、
に関与するパラメータであり、一般にr対群到達時1間
tgの関係が第3図で示すように観測される以上、前記
第1実施例のようにこのうちの数点をとることによりC
,D、Eを決定することは大変危険である。つまり、第
3図のようにr対群到達時間tgの関係が得られるとき
、例えば図中のような2点よりυ、を決定することが全
く無意味であることに対応する。そこで、一般にC,D
、Eを決定するには、前記方法に加え何らかの統計処理
をすることが必要となる。
However, C, D, and E in the Int function are the group velocity υ,
Since the relationship between r and group arrival time tg is generally observed as shown in FIG. 3, by taking several of these points as in the first embodiment, C
, D, and E is very dangerous. In other words, when the relationship between r and group arrival time tg is obtained as shown in FIG. 3, it is completely meaningless to determine υ from two points as shown in the figure, for example. Therefore, generally C, D
, E, it is necessary to perform some statistical processing in addition to the above method.

そこで、本実施例においては次にような手段をとる。ま
ず、伝播体上の任意の場所で入力ペンにより第4図で示
すような任意の曲線を適当な速度で描き、(tg、t9
)を連続入力する。すると、第5図で示すような(tg
、tp)対rの関係図が得られる。これに対し、開始点
Aにおける整数値の初期値nを適当に決め(例えばO)
、その後ペンがセンサから遠ざかる方向で位相到達時間
tgの段差が生じた場合は+1、近づく方向では−1を
して各段差ごとに整数値nを対応させる。その結果、第
6図で示すようなデータ群ができる。これをもとにして
独立変数を群到達時間tg1位相到達時間t9.従属変
数をnとしたn==ctg+Dtg 十E’ (E’=IEI−Int  (lEI+o、5)n+n
t) なる関係式による多重回帰を行い、最適定数C1D、E
を統計的に決定する。
Therefore, in this embodiment, the following measures are taken. First, draw an arbitrary curve as shown in Figure 4 with an input pen at an arbitrary location on the propagator at an appropriate speed (tg, t9
) continuously. Then, (tg
, tp) versus r is obtained. On the other hand, the initial value n of the integer value at the starting point A is determined appropriately (for example, O).
, if a step of phase arrival time tg occurs in the direction in which the pen moves away from the sensor, then +1 is added, and -1 is added in the direction in which the pen approaches the sensor, and an integer value n is assigned to each step. As a result, a data group as shown in FIG. 6 is created. Based on this, the independent variables are set as group arrival time tg1 phase arrival time t9. n = = ctg + Dtg where the dependent variable is n
t) Perform multiple regression using the relational expression, and calculate the optimal constants C1D, E
Determine statistically.

く第3実施例〉 以上説明した実施例のいわば逆の適用例として、センサ
位置のずれ量検出をあげることができる。前記第1.第
2実施例は、適当な位置を指示したときの(tg、tt
)をもとに距離計算の際の定数であるυg+  e+ 
fを逆算し、RAMυ バックアップなりデイツプ・スイッチなりの手段により
較正を行うというものであった。ところが、υg. い
、fは伝播体の厚みのばらつき。
Third Embodiment> As a so-called reverse application of the embodiments described above, detection of a displacement amount of a sensor position can be cited. Said 1st. In the second embodiment, (tg, tt
) is a constant for distance calculation, υg+ e+
The method was to calculate f backwards and calibrate using means such as RAM υ backup or dip switches. However, υg. , f is the variation in the thickness of the propagator.

υ 超音波発信ペンの周波数特性の影響に大きく依存してお
り、個別の製品ごとに一度設定を行えばその後は安定し
ていると考えられ、逆に使用により経時変化が出やすい
のはセンサ位置である。
υ It is highly dependent on the influence of the frequency characteristics of the ultrasonic emitting pen, and once the settings are made for each individual product, it is considered to be stable thereafter.On the other hand, it is the sensor position that is likely to change over time due to use. It is.

特に、製品自体が静的な安定した環境になく、頻繁に衝
撃を与えられるような場合にはなおさらである。従って
、適当な位置を指示したときの(tg、tp)をもとに
初期設定されたυg、υ2.fを用いてセンサ位置を逆
算し、その結果を距離計算式にフィードバックする方法
をとることにより、センサ位置のずれ補正を行うことが
できる。
This is especially true when the product itself is not in a static, stable environment and is subject to frequent shocks. Therefore, υg, υ2, which are initialized based on (tg, tp) when an appropriate position is specified. By back calculating the sensor position using f and feeding back the result to the distance calculation formula, it is possible to correct the deviation of the sensor position.

以下、第7図を使って説明する。まず、何らかのスイッ
チ動作によりシステムの動作モードを較正モードにする
と、ステップS75からステップS76に進む、ここで
、絶対座標X軸上のP、、Pl点をポイントする。その
際のPlとセンサS2間+P2とセンサS2間の距離を
、予め初期設定されたυM*  l+ fを用いて、υ ステップS77で取り込んだ(tg11k 、 tg9
1)。
This will be explained below using FIG. First, when the operating mode of the system is set to the calibration mode by some switch operation, the process proceeds from step S75 to step S76, where points P, , Pl on the absolute coordinate X axis are pointed. At that time, the distance between Pl and sensor S2 + between P2 and sensor S2 was captured in υ step S77 using υM*l+f that was initialized in advance (tg11k, tg9
1).

(t 、p2 、  t 、pl)をもとにステップS
78で計算し、その結果をもとにセンサS2の絶対座標
のX成分を算出する。同様に絶対座標y軸上のPa、P
?点をポイントし、その際の(tgPat pPa)、
  (t 、P? 、  t pP?)をもとに、セン
サS2の絶対座標のy成分を算出する。このようにして
、全てのセンサの絶対座標を求め、本来あるべき位置か
らのずれ量を読みとり、ステップS79でこの結果を通
常の動作モードにおける座標計算式にフィードバックす
る。
Step S based on (t, p2, t, pl)
78, and based on the result, the X component of the absolute coordinates of the sensor S2 is calculated. Similarly, Pa and P on the absolute coordinate y-axis
? Point at the point and at that time (tgPat pPa),
The y component of the absolute coordinate of sensor S2 is calculated based on (t, P?, t pP?). In this way, the absolute coordinates of all the sensors are determined, the amount of deviation from the original position is read, and in step S79 this result is fed back to the coordinate calculation formula in the normal operation mode.

通常モードでは、ステップS72でペンとセンサ間距離
算出、ステップS73で指示座標算出の後、ステップS
74でステップS79で設定されたセンサずれ補正量に
よる補正を行う。
In the normal mode, after calculating the distance between the pen and the sensor in step S72 and calculating the indicated coordinates in step S73, step S
In step S74, correction is performed using the sensor deviation correction amount set in step S79.

[発明の効果] 本発明による、個々の製品の各種の物理定数。[Effect of the invention] Various physical constants of the individual products according to the invention.

調整具合等の影響による微妙な変動に関わりなく、正確
に距離を計測する超音波距離計測装置を提供できる。
It is possible to provide an ultrasonic distance measuring device that accurately measures distance regardless of subtle fluctuations caused by adjustment conditions and the like.

すなわち、予め定められた適当な位置もしくは任意の連
続的な複数位置で観測される群到達時間tg9位相到達
時間1pを基に、係数定数を新たに設定して較正できる
ようなシステム構成をとることにより、個々の製品ごと
に個別に最適な計算定数を設定・較正できるようになり
、製品を構成する各部材の物理定数のバラツキ、取り付
け具合のバラツキまた経時変化などによる最適計算定数
の変動を工場出荷時のみならず、サービスマン。
In other words, a system configuration is adopted in which the coefficient constant can be newly set and calibrated based on the group arrival time tg9 phase arrival time 1p observed at a predetermined appropriate position or arbitrary consecutive multiple positions. This makes it possible to individually set and calibrate optimal calculation constants for each product, and to eliminate fluctuations in optimal calculation constants due to variations in the physical constants of each component of the product, variations in installation conditions, and changes over time at the factory. Not only at the time of shipment, but also as a service person.

ユーザらが市場で較正を行うことで簡便に吸収すること
が可能となり、安定した精度を確保した超音波距離計測
の応用製品が実用化する。
By calibrating on the market, users will be able to easily absorb the data, and applications of ultrasonic distance measurement that ensure stable accuracy will be put into practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本実施例較正用指示ポイント及び超音波座標入
力装置の構成を示す図、 第2図は第1実施例における処理手順を示すフローチャ
ート図、 第3図は距離rと群到達時間tg、位相到達時間1pと
の関係を示す図、 第4図は第2実施例における較正用入力例を示す図、 第5図は第2実施例におけろデー′夕番号と群到達時間
tg1位相到達時間tgの関係例を示す図、 第6図は第2実施例における較正用データ群を示す図、 第7図は第3実施例における処理手順を示すフローチャ
ート、 第8図は座標入力装置の概略図、 第9図は指示用ペンの駆動電圧を示す図、第1O図はセ
ンサ出力波形を示す図、 第11図は信号処理回路の構成例を示す図、第12図は
距離計算を説明する図である。 図中、1・・・座標指示具、2.2a〜2C・・・セン
サ、3・・・伝播体、4・・・防振材、5・・・初段増
幅器、6・・・全波整流器、7・・・ローパスフィルタ
、8・・・微分回路、9・・・コンパレータ、10・・
・ペン制御部、20・・・センサ制御部、100・・・
CPU、101・・・ROM、102・・・RAM、1
03・・・出力部である。 9 第6図 C 第8図 p 第7図 第9図 第10図
Fig. 1 is a diagram showing the configuration of the pointing point for calibration and the ultrasonic coordinate input device of this embodiment, Fig. 2 is a flowchart showing the processing procedure in the first embodiment, and Fig. 3 is the distance r and group arrival time tg. FIG. 4 is a diagram showing an example of calibration input in the second embodiment. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the date number and the group arrival time tg1 phase in the second embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a calibration data group in the second embodiment. FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure in the third embodiment. Schematic diagram, Figure 9 shows the drive voltage of the pointing pen, Figure 1O shows the sensor output waveform, Figure 11 shows an example of the configuration of the signal processing circuit, and Figure 12 explains distance calculation. This is a diagram. In the figure, 1...coordinate indicator, 2.2a to 2C...sensor, 3...propagator, 4...vibration isolating material, 5...first stage amplifier, 6...full wave rectifier , 7...Low pass filter, 8...Differential circuit, 9...Comparator, 10...
- Pen control unit, 20...Sensor control unit, 100...
CPU, 101...ROM, 102...RAM, 1
03... Output section. 9 Figure 6 C Figure 8 p Figure 7 Figure 9 Figure 10

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)群速度と位相速度とが異なる超音波を発振源より
発射した後に超音波センサによりこれを受信して、その
到達時間を基に発振源とセンサ間の距離を算出する超音
波距離計測装置であつて、 距離の算出に先立つて、予め定められた発振源の操作に
基づいて、距離算出の補正を行う補正手段を備えること
を特徴とする超音波距離計測装置。
(1) Ultrasonic distance measurement in which ultrasonic waves with different group velocities and phase velocities are emitted from an oscillation source and then received by an ultrasonic sensor, and the distance between the oscillation source and the sensor is calculated based on the arrival time. What is claimed is: 1. An ultrasonic distance measuring device comprising: a correction means for correcting distance calculation based on operation of a predetermined oscillation source prior to distance calculation.
(2)補正手段は、予め定められた位置での群到達時間
t_g及び位相到達時間t_pを所定の演算式に代入し
て、発振源とセンサ間の距離の算出に用いる計算パラメ
ータの群速度υ_g、位相速度υ_p、周波数fを求め
ることを特徴とする請求項1記載の超音波距離計算装置
(2) The correction means substitutes the group arrival time t_g and phase arrival time t_p at a predetermined position into a predetermined arithmetic expression, and calculates the group velocity υ_g of the calculation parameter used to calculate the distance between the oscillation source and the sensor. , phase velocity υ_p, and frequency f.
(3)補正手段は、任意の連続的な複数位置で観測され
る群到達時間t_g及び位相到達時間t_pによる所定
の統計計算によつて、計算パラメータの群速度υ_g、
位相速度υ_p、周波数fを求めることを特徴とする請
求項1記載の超音波距離計測装置。
(3) The correction means calculates the calculation parameters group velocity υ_g,
The ultrasonic distance measuring device according to claim 1, characterized in that a phase velocity υ_p and a frequency f are determined.
(4)補正手段は、予め定められた適当な位置での群到
達時間t_g及び位相到達時間t_pを所定の演算式に
代入して計算パラメータの位相速度υ_p求め、任意の
連続的な複数位置で得られる群到達時間t_g及び位相
到達時間t_pによる所定の統計計算によつて計算パラ
メータの群速度υ_gを求めることを特徴とする請求項
1記載の超音波距離計測装置。
(4) The correction means calculates the phase velocity υ_p of the calculation parameter by substituting the group arrival time t_g and phase arrival time t_p at a predetermined appropriate position into a predetermined arithmetic expression, 2. The ultrasonic distance measuring device according to claim 1, wherein the calculation parameter group velocity υ_g is determined by a predetermined statistical calculation using the obtained group arrival time t_g and phase arrival time t_p.
(5)補正手段は、予め定められた適当な位置での群到
達時間t_g及び位相到達時間t_pを基に初期設定さ
れた計算パラメータの群速度υ_g、位相速度υ_p、
周波数fを用いてセンサの取り付け位置を計算して、正
規の位置からのズレ量を算出し、通常動作時における距
離計算における補正量を新たに設定して較正することを
特徴とする請求項1記載の超音波距離計測装置。
(5) The correction means calculates the group velocity υ_g, phase velocity υ_p, which are initialized calculation parameters based on the group arrival time t_g and phase arrival time t_p at a predetermined appropriate position.
Claim 1 characterized in that the mounting position of the sensor is calculated using the frequency f, the amount of deviation from the normal position is calculated, and the correction amount for distance calculation during normal operation is newly set and calibrated. The ultrasonic distance measuring device described.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62281023A (en) * 1986-05-30 1987-12-05 Canon Inc coordinate input device
JPS63100531A (en) * 1986-10-17 1988-05-02 Canon Inc input device

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