JPH0368355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超音波を用いて車両周辺の障害物を
検出し、障害物までの距離を表示すると共に設定
距離以内に近づいたときには警報を発する車両周
辺監視装置に関する。

本願発明者等は、この種の車両周辺サーチアイ
装置として例えば第１図に示すようなものを提案
している。

第１図において、１は基準クロツク発振器であ
り、この基準クロツク発振器１よりのクロツクパ
ルスに基づいて発振タイミング制御回路２で一定
周期T_Pの発信タイミングパルスを作り出して超
音波発振回路３に与え、一定周期T_P毎に超音波
発信器４より超音波パルスを車両の後方又は側方
の警戒領域に向けて繰り返えし発射している。こ
のように発射された超音波パルスは障害物で反射
されて超音波受信器５に入射し、電気信号に変換
されて受信増幅回路６で増幅した後に、フイルタ
付の検波回路７で受信信号成分のみが取り出され
てコンパレータ８に与えられる。

一方、発信タイミング制御回路２のタイミング
パルスはフリツプフロツプ９のセツト端子Ｓに与
えられてフリツプフロツプ９をセツトしており、
このセツト出力によりカウンタ１０が基準クロツ
クパルスの計数を行なつている。この状態でコン
パレータ８に入力している受信信号レベルが予め
定めた閾値Thに達すると、コンパレータ８がＨ
レベル出力を生じてフリツプフロツプ９をリセツ
トし、カウンタ１０の計数が停止される。このと
きカウンタ１０の計数値は、超音波パルスを反射
してから受信されまでの伝搬時間であり、超音波
の伝搬速度は定数として与えられ、結局カウンタ
１０の計数値が障害物までの距離を与える。この
カウンタ１０の計数値はラツチ回路１０でラツチ
され、次のカウンタ計数値が得られるまでの間、
表示部１２及び警報部１３の各々に出力される。

表示部１２はドライバ１２ａと、セブンセグメ
ントの距離表示器１２ｂを有し、検出距離を例え
ばメートル単位で数値表示する。また、警報部１
３は、デジタルコンパレータ１３ａと、警報距離
設定器１３ｂを有し、デジタルコンパレータ１３
ａで検出距離が設定距離以下になることを判別す
ると警報回路１３ｃを作動してスピーカ１３ｄよ
り音響警報を出して障害物が警報設定距離に入つ
たことを知らせるようにしている。

ところで、車両の周辺に存在する障害物として
は、ガードレール、壁、電柱、他の車両、人等さ
まざまであり、障害物の種類によつて超音波パル
スの反射率が異なるために受信信号レベルが変
り、また同じ障害物であつても超音波パルスの入
射角によつて受信信号レベルが変る。

例えば、第２図に示すように、障害物１４の反
射率が充分に高かつた場合には、第３図の受信信
号Ａに示すように、充分高い受信信号レベルの受
信波形が得られ、コンパレータ８の閾値Thに達
したときにカウンタ１０の計数を停止して超音波
パルスの伝搬時間を得る。この場合、真の伝搬時
間は発信パルスの立上りから受信波形の立上りま
での時間Tnであるが、閾値Thに達するまでの時
間△T₁が誤差として含まれる。しかし、△T₁に
よる誤差は受信信号レベルが高く、信号波形の立
上りも早いので、極くわずかであり、実用上は問
題にならない。

ところが、障害物１４の反射率が小さい場合に
は、第３図の受信信号Ｂに示すように、受信信号
レベルが小さく、しかも信号波形の立上りが小さ
いため、閾値Thに達するまでの時間△T₂が長く
なり、その結果検出距離と実際の距離との誤差が
大きくなる。

特に、第２図において障害物１４′に示すよう
に、超音波送受信器４，５までの距離が近い場合
には、障害物１４′の反射率が高くとも障害物１
４′に対する超音波パルスの入射角が大きくなる
ため、受信信号レベルの低下が大きく、このとき
に第３図の受信信号Ｂに示す誤差△T₂が生じ、
検出距離に含まれる誤差の割合が大きくなり、障
害物までの正しい距離が表示できなくなるという
問題点があつた。

この本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、超音波パルスを発射してから
障害物で反射されて受信されるまでの伝搬時間に
基づいて、障害物までの距離を検出する装置に於
いて、検出誤差を低減するため、超音波パルスを
発射した時から、超音波パルスの受信信号レベル
が第１の閾値に達するまでの時間を第１の検出手
段で検出する一方、超音波パルスの受信信号レベ
ルが前記第１の閾値を越えた時から前記第１の閾
値より高い第２の閾値に達するまでの時間を第２
の検出手段で検出し、前記第１の検出手段の検出
時間から前記第２の検出手段の検出時間を減算し
て得られた検出時間に応じて障害物までの距離を
算出するようにして上記問題点を解決することを
目的としている。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第４図は、本発明の一実施例を示した回路ブロ
ツク図である。

まず、構成を説明すると、１は所定周波数の基
準クロツクパルスを発振する基準クロツク発振
器、２は基準クロツクパルスを分周して一定周期
T_P毎に一定パルス幅となる発信タイミングパル
スを出力する発信タイミング制御回路、３は発信
タイミングパルスに基づいて超音波パルス信号を
発振出力する超音波発信回路、４は所定の警戒領
域に向けて超音波パルスを発射する超音波発信器
である。

このような超音波パルスの送信系に加えて超音
波パルスの受信系として以下のようなものが使用
される。すなわち、５は警戒領域に存在する障害
物で反射された超音波パルスを受信して電気信号
に変換する超音波受信器、６は超音波パルスの受
信信号を増幅する受信増幅回路、７は超音波受信
信号に含まれる不要信号成分を除去して受信成分
のみを取り出すフイルタ付の検波回路である。こ
のフイルタ付検波回路７で取り出された受信信号
はコンパレータ１５，１６のそれぞれに与えられ
ている。コンパレータ１５は閾値TLを有し、受
信信号レベルが閾値TL以上となつた時にＨレベ
ル出力を生ずる。又、コンパレータ１６はコンパ
レータ１５の閾値TLを上回る閾値THを有し、
受信信号レベルがこの閾値TH以上となつた時に
Ｈレベルで出力を生ずる。小さいレベルの閾値
TLを有するコンパレータ１５の出力は、フリツ
プフロツプ９のリセツト端子Ｒに与えられてお
り、このフリツプフロツプ９のセツト端子Ｓには
発信タイミング制御回路２よりの発信タイミング
パルスが与えられており、発信タイミング制御回
路２の発信タイミングパルスでフリツプフロツプ
９はセツトされ、コンパレータ１５のＨレベル出
力によりリセツトされるように構成している。一
方、レベルの高い閾値THを有するコンパレータ
１６の出力は、オアゲート１８を介してフリツプ
フロツプ１９のリセツト端子Ｒに与えられてお
り、このフリツプフロツプ１９のセツト端子Ｓに
は低いレベルの閾値TLを有するコンパレータ１
５の出力が与えられている。従つて、フリツプフ
ロツプ１９は、コンパレータ１５のＨレベル出力
でセツトされ、このコンパレータ１５のＨレベル
出力に続いて出力されるコンパレータ１６のＨレ
ベル出力でリセツトされるように構成している。

すなわち、フリツプフロツプ１９は超音波パル
スの受信信号レベルがコンパレータ１５の閾値
TLに達してからコンパレータ１６の閾値THに
達するまでの時間を検出してＨレベルを生ずるよ
うに構成している。

尚、コンパレータ１５の出力はワンシヨツトマ
ルチ１７にも与えられており、このワンシヨツト
マルチ１７の出力するパルス幅は、発信タイミン
グ制御回路２の出力する発信タイミングパルスの
パルス幅1/2となる時間幅のパルスを出力し、受
信信号レベルがコンパレータ１６の閾値THに達
せずにＨレベル出力を生じない時に強制的にフリ
ツプフロツプ１９をリセツトできるようにしてい
る。

一方、発信タイミングパルスの立ち上りでセツ
トされ、コンパレータ１５のＨレベル出力でリセ
ツトされるフリツプフロツプ９の出力は、オアゲ
ート２１を介してアツプダウンカウンタ２２のエ
ンナブル端子２２ａに与えられており、このエン
ナブル端子２２ａがＨレベルとなるとアツプ／ダ
ウン端子２２ｂがＬレベルにある時、基準クロツ
ク発振器１より与えられるクロツクパルスをアツ
プカウントし、一方、アツプ／ダウン端子２２ｂ
がＨレベルにある時は、クロツクパルスのダウン
カウントを行なう。

このアツプダウンカウンタ２２のアツプカウン
ト及びダウンカウントを制御するため、フリツプ
フロツプ１９の出力がオアゲート２０を介してア
ツプダウンカウンタのアツプ／ダウン端子２２ｂ
に与えられ、又、オアゲート２０の出力は、オア
ゲート２１を介してアツプダウンカウンタ２２の
エンナブル端子２２ａにも与えられている。この
ためアツプダウンカウンタ２２は、まずフリツプ
フロツプ９がＨレベル出力を生ずるセツト状態に
ある間、クロツクパルスをアツプカウントし、フ
リツプフロツプ９のリセツトと同時にフリツプフ
ロツプ１９がセツトされてＨレベル出力を生ずる
とオアゲート２０を介して出力されるアツプ／ダ
ウン端子２２ｂへのＨレベル入力により予めアツ
プカウントした計数値のダウンカウントをフリツ
プフロツプ１９がセツト出力を生じているあいだ
行なつて超音波パルスの伝搬時間の計数値を補正
するようにしている。

アツプダウンカウンタ２２の出力は、ラツチ回
路１１に与えられて、超音波パルスの発射周期
T_P毎にカウンタ計数値、すなわち、障害物まで
の距離に相当する計数値をラツチ出力し、表示部
１２及び警報部１３に与えるようにしている。

この表示部１２及び警報部１３の構成は、第１
図の従来装置に示したと同様に、表示部１２につ
いてはドライバーとセブンセグメントによる距離
表示器が設けられ、一方、警報部１３については
デジタルコンパレータ、警報距離設定器及び音響
警報を発する警報回路が備えられている。

次に第５図の信号波形図を参照して作用を説明
する。

まず、超音波発振回路３は、発信タイミング制
御回路２の発信タイミングパルスに基づいて一定
周期T_P毎に超音波発信器４によりパルス幅T₀の
超音波パルスを繰り返し発射しており、このよう
に発射された超音波パルスは警戒領域に存在する
障害物により反射され、所定時間後に超音波受信
器５で受信され、受信増幅回路６及びフイルタ付
検波回路７を介して第５図ｂに示すような受信信
号波形がコンパレータ１５，１６のそれぞれに入
力する。

一方、発信タイミングパルスの立ち上りによ
り、フリツプフロツプ９がセツトされ、アンドゲ
ート２１を介してアツプダウンカウンタのエンナ
ブル端子２２２をＨレベルとし、この時、アツプ
ダウン端子２２ｂはＬレベルにあるので、アツプ
ダウンカウンタ２２は、アツプカウント状態とな
り、発信タイミングパルスの立ち上りに同期して
基準クロツク発振器１よりのクロツクパルスのア
ツプカウントを開始している。

この状態でフイルタ付検波回路７により受信信
号がまずコンパレータ１５の閾値TLに達すると、
コンパレータ１５がＨレベル出力を生じ、それま
でセツト状態にあるフリツプフロツプ９をリセツ
トし、アツプダウンカウンタ２２のアツプカウン
トを停止する。

この時、アツプダウンカウンタ２２の計数値
は、超音波パルスを発射してから障害物で反射し
た反射パルスが超音波受信器５で受信されるまで
の伝搬時間Tn、すなわち、障害物までの距離を
計数した状態にある。

尚、コンパレータ１５のＨレベル出力はワンシ
ヨツトマルチ１７を起動して、その出力をＬレベ
ルとしており、このワンシヨツトマルチ１７は
T₀／２時間後に作動を停止してその出力をＨレベル に戻す。

又、フリツプフロツプ９をリセツトしたコンパ
レータ１５のＨレベル出力は、フリツプフロツプ
１９にも同時に与えられて、フリツプフロツプ１
９をセツトし、このため、フリツプフロツプ１９
のＨレベル出力がオアゲート２０を介してアツプ
ダウンカウンタ２２のアツプ／ダウン端子２２ｂ
をＨレベルとし、合わせてオアゲート２１を介し
てエンナブル端子２２ａもＨレベルとすることに
より、フリツプフロツプ９のリセツトと同時にア
ツプダウンカウンタ２２はダウンカウント状態と
なり、フリツプフロツプ９のセツト出力により、
アツプカウントした計数値のダウンカウントを開
始する。

次いで、フイルタ付検波回路７よりの受信信号
レベルがコンパレータ１６の閾値THに達する
と、コンパレータ１６がＨレベル出力を生じ、オ
アゲート１８を介してセツト状態にあるフリツプ
フロツプ１９をリセツトする。

このフリツプフロツプ１９のリセツトでオアゲ
ート２０，２１の各出力はＬレベルとなり、その
結果、ダウンカウントを行なつていたアツプダウ
ンカウンタ２２の動作が停止する。このようなア
ツプカウント後のダウンカウントにより、第５図
ｆに示すように、ダウンカウントを行なつた時間
に相当する斜線で示す計数値が差し引かれたこと
に相当し、そのため、アツプダウンカウンタ２２
の計数値は、第５図ｂに示す受信信号のOVから
の立ち上り部分ａに相当する超音波パルスの伝搬
時間Tn′に補正される。

このように補正されたアツプダウンカウンタ２
２の計数値はラツチ回路１１に与えられ、ラツチ
回路１１のラツチ出力により、表示部１２に障害
物までの距離をデジタル数値表示し、又、警報部
１３に於いて検出距離が警報設定距離内に入つて
いるかどうかを判別し、警報設定距離内に入つて
いる時には、音響警報を発するようになる。

次に障害物の反射率が低いかあるいは障害物ま
での距離が近すぎて超音波パルスの入射角が大き
く、受信信号レベルがコンパレータ１６の閾値
THまで達しない場合には、第６図の信号波形に
示すように、受信信号レベルが閾値TLに達した
時に同様にコンパレータ１５がＨレベル出力を生
じ、フリツプフロツプ９のリセツトによりアツプ
カウントを停止するとともにフリツプフロツプ１
９のセツトによりダウンカウントを開始し、同時
にワンシヨツトマルチ１７が起動されてT₀／２時間 の間Ｌレベル出力を生じ、受信信号レベルがコン
パレータ１６の閾値THに達しなくてもT₀／２時間 後にワンシヨツトマルチ１７が作動を停止してＨ
レベル出力を生ずることでオアゲート１８を介し
てフリツプフロツプ１９を強制的にリセツトし、
ワンシヨツトマルチ１７の作動時間T₀／２の間ダウ ンカウントを行なつてアツプダウンカウンタ２２
の計数値を補正するようになる。従つて、超音波
パルスの受信信号レベルが小さい場合にも、最大
T₀／２に亘る超音波パルスの伝搬時間の差し引きに よる計数値の補正が行なわれ、受信信号が受信さ
れてから閾値TLに達するまでの立ち上り時間が
長くなつてもアツプダウンカウンタ２２の計数値
は受信信号のOVからの立ち上り部分となる計数
時間に補正され、距離の検出誤差を大幅に低減す
る。

以上説明してきたように、本発明によれば、超
音波パルスを発射してから障害物で反射されて受
信されるまでの伝搬時間に基づいて障害物までの
距離を検出する装置に於いて、超音波パルスを発
射した時から、超音波パルスの受信信号レベルが
第１の閾値に達するまでの時間を第１の検出手段
で検出する一方、超音波パルスの受信信号レベル
が前記第１の閾値を越えた時から前記第１の閾値
より高い第２の閾値に達するまでの時間を第２の
検出手段で検出し、前記第１の検出手段の検出時
間から前記第２の検出手段の検出時間を減算して
得られた検出時間に応じて障害物までの距離を算
出するようにしたため、警戒領域に存在する障害
物の超音波反射率が小さいか、あるいは障害物ま
での距離が近づいて超音波パルスの入射角が大き
くなることにより、受信信号レベルが小さくと
も、信号レベルに応じた検出距離の補正が行なわ
れることから常に障害物までの距離をより正しく
検出することができ、精度の高い距離検出が行な
えることから、装置を信頼性を大幅に向上するこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願出願人の先行技術の一例を示した
ブロツク図、第２図は障害物の検出状態を示した
説明図、第３図は受信信号レベルの大きさによる
検出誤差を示した信号波形図、第４図は本発明の
一実施例を示した回路ブロツク図、第５，６図は
本発明の作用を示した信号波形図である。 １……基準クロツク発振器、２……発信タイミ
ング制御回路、３……超音波発振回路、４……超
音波発信器、５……超音波受信器、６……受信増
幅回路、７……検波回路（フイルタ付）、９，１
９……フリツプフロツプ、１１……ラツチ回路、
１２……表示部、１３……警報部、１５，１６…
…コンパレータ、１７……ワンシヨツトマルチ、
１８，２０，２１……オアゲート、２２……アツ
プダウンカウンタ、２２ａ……エンナブル端子、
２２ｂ……アツプ／ダウン端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 超音波パルスを発射してから障害物で反射さ
   れて受信されるまでの伝搬時間に基づいて、障害
   物までの距離を検出する車両周辺監視装置に於い
   て、 超音波パルスを発射した時から、超音波パルス
   の受信信号レベルが第１の閾値に達するまでの時
   間を検出する第１の検出手段と、 超音波パルスの受信信号レベルが前記第１の閾
   値を越えた時から前記第１の閾値より高い第２の
   閾値に達するまでの時間を検出する第２の検出手
   段と、 前記第１の検出手段の検出時間から前記第２の
   検出手段の検出時間を減算する減算手段と、 該減算手段で得られた検出時間に応じて障害物
   までの距離を算出する距離算出手段とを有するこ
   とを特徴とする車両周辺監視装置。