JPH04339285A - 超音波センサ - Google Patents

超音波センサ

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JPH04339285A
JPH04339285A JP16603791A JP16603791A JPH04339285A JP H04339285 A JPH04339285 A JP H04339285A JP 16603791 A JP16603791 A JP 16603791A JP 16603791 A JP16603791 A JP 16603791A JP H04339285 A JPH04339285 A JP H04339285A
Authority
JP
Japan
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reflected wave
ultrasonic
distance
data
wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP16603791A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Hashimoto
貴 橋本
Kenjiro Birei
美麗 賢次郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04339285A publication Critical patent/JPH04339285A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は超音波パルスの伝播時
間を利用して被検出物体までの距離を計測する超音波セ
ンサに係り、特に誤動作防止法に関する。
【0002】
【従来の技術】超音波振動子より周期的に超音波パルス
を発射し、この超音波パルスが被検出物体に当たって反
射し、この反射波が前記超音波振動子に戻るまでの経過
時間を計測し、その計測したデータに基づいて被検出物
体までの距離を検出し、この距離に比例したアナログ電
圧を出力し、外部より設定した距離範囲でスイッチ出力
を出力する超音波センサは、従来使用される周囲温度の
如何に拘らず超音波振動子の駆動電圧値と駆動電圧のパ
ルス幅および超音波受信回路の増幅率を一定に固定して
おり超音波パルスの発射時間間隔も一率に固定していた
。また一周期内で複数個の反射波があっても一番最初の
反射波で処理していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】超音波振動子から発射
される超音波は空気中を伝播する間に空気に吸収されて
減衰する。その減衰度は図5に示すように周辺の空気の
温度と湿度とによって変化する。そのため前記減衰度が
大きい時と小さい時とで図6に示すように超音波センサ
の最大検出距離に大きな差ができ減衰度が小さい時は検
出範囲外の物体を検知することがある。また超音波セン
サの背面が大きな壁状であってかつ被検出物体の面積も
大きい使用条件で超音波の減衰が小さい環境では図7に
示すような多重反射が生じる。すなわち超音波振動子1
からの超音波パルスは送波Aとなって被検出物体10に
当たり反射されて第1反射波Aとなり、これが超音波振
動子1のケース面または背部の壁面に当たり反射されて
第2反射波Aとなる。この第2反射波Aが再び被検出物
体10に当たりこれが第3反射波Aとなって超音波振動
子1に入射して誤動作を起こす。空中を伝播するときは
減衰させられるので第1反射波Aより第2反射波Aが小
さくなり、第2反射波Aより第3反射波Aが小さくなる
が、この第3反射波Aの大きさ如何により前述した誤動
作が生じる。これを図8で説明すると送波Aの第1反射
波Aと同一時間間隔で第2反射波Aが発生し、さらに同
一時間間隔で第3反射波Aが発生している。この場合次
の送波Bは第2反射波Aと第3反射波Aの時間間隔の途
中より発射されその第1反射波B, 第2反射波B, 
第3反射波Bも図示の位置にある。この際送波Bと第1
反射波Bとの時間計測が行われると正常な動作となるが
、図示の場合第1反射波Bの前にある第3反射波Aとの
時間計測が行われ、このため誤動作してしまうという問
題があった。この問題を解決するために多重反射での反
射波 (図では第3反射波Bが該当する) がなくなる
までの時間以降につぎの送波 (図では送波Cが該当す
る)を出さないようにすると送波の時間間隔 (図では
送波Aと送波Bとの時間間隔Mより送波Bと送波Cとの
時間間隔Nの方が大きい) が長くなり応答速度が遅く
なるという欠点がある。
【0004】またこの超音波センサの近隣に他の超音波
機器があってそこから漏れる超音波がノイズとなって前
記超音波センサの超音波振動子に入り込むと図9にて示
すように送波1による反射波1の代りにノイズ1 (送
波2による反射波2の代りにノイズ3) を検出して処
理をするという誤動作が発生した。
【0005】この発明の目的は上述した問題に鑑み、送
波の時間間隔を延ばすことなく (応答速度を遅くする
ことなく) 多重反射による誤動作を防止し、超音波ノ
イズが超音波振動子に侵入しても誤動作しない超音波セ
ンサを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明では上記目的達
成のため超音波振動子より周期的に超音波パルスを発射
し、この超音波パルスが被検出物体に当たって反射し、
この反射波が前記超音波振動子に戻るまでの経過時間を
計測してその計測データによって被検出物体までの距離
を検出し、この距離に比例したアナログ電圧を出力し、
外部より設定した距離範囲でスイッチ出力を出力する超
音波センサにおいて、超音波パルス発射の1周期内に複
数の反射波が存在するときは、この各反射波の大きさを
比較して最も大きい反射波をその周期内での第1反射波
として処理することを特徴とする。これには超音波振動
子から送波信号を発射しこれを受波信号として受けるま
での時間を距離換算したデータをメモリに記憶させ、タ
イマがタイムアップした時に前記メモリに格納したデー
タを比較して最も大きいデータを抽出して出力する。ま
た超音波パルス発射の一周期内に外部からの超音波ノイ
ズが存在するときは、それぞれの波形の大きさを比較し
て最も大きい (図10のt2 ) 波形のみを正規の
反射波とみなして第1回目の反射波としての距離計測を
行い次の周期内でも最も大きい波形を正規の発射部とみ
なして第2回目の反射波として距離計測を行い、第1回
目の距離計測データと第2回目の距離計測データが一致
している場合のみ出力し、また次の周期内で第1回目の
反射波と同じ大きさの反射波がある場合(図11のt8
 =t11) 第2回目の反射波としての距離計測を行
い、第1回目の距離計測データと第2回目の距離計測デ
ータが一致している場合 (図11のT8 =T11)
 のみ出力する。
【0007】
【作用】超音波パルス発射の一周期内に複数の反射波が
存在するとき受波信号があった数だけその距離計測デー
タと受波の大きさの情報をそれぞれメモリに格納し、一
周期内での最大の受波をメモリ内から選び出しその受波
に対する距離情報を出力するので一周期内での最も時間
の近い受波に対する距離情報を出力するような誤動作は
起こらない。また超音波パルス発射の一周期内に外部か
らの超音波ノイズが存在するときは一周期内で最大反射
波をメモリ内から選び出し次の周期内での最大反射波を
選びその両距離計測距離データが一致する場合のみ出力
するので超音波ノイズを検出するような誤動作は起こら
ない。
【0008】
【実施例】図1はこの発明の一実施例である超音波セン
サの回路ブロック図で超音波振動子1, 送信回路2,
 受信回路3, マイコン4および出力回路5を備えて
おり、マイコン4はROM, RAM, タイマ4A,
 メモリ4B, 4C, レジスタ4D, 4E, 4
F,4Gおよびカウンタを備え各部を制御する。送信回
路2はマイコン4の指令で超音波周波を発振し、超音波
周波を発射するように接続されている。また受信回路3
は被検出物体10からの超音波発射波を超音波振動子1
が受けて変換した電気信号を増幅してマイコン4に入力
するように接続されている。
【0009】このような超音波センサにおいて、大気の
温度によって多重反射による誤動作を防止するときの動
作を図2で示すフローチャートに基づいて説明する。図
におけるS番号はフローチャートの各段階の番号を示す
。まずマイコン4を駆動して送波信号を発射させ (S
1) 、マイコン4のタイマ4Aをスタートさせる (
S2) 。 次にマイコン4を受波信号受付け状態とし、受波信号が
有る場合 (S3) は送波信号を発射してからの時間
を距離情報に換算してメモリ4Bに入れる (S4) 
。次にこの受波信号の大きさの情報をメモリ4Cに入れ
 (S5) 、メモリ4B, 4Cのアドレスを+1進
めて (S6), (S3) に戻り受波信号およびタ
イマ4Aのタイムアップ割込みを待つ。ここでタイマ4
Aのタイムアップが発生した場合 (S7) 、受波信
号があった数のメモリ4Cの内容 (データ) を比較
して最も大きいデータを選びそのデータに対するメモリ
4Bの距離情報をレジスタ4Dに格納した (S8)後
レジスタ4Dの内容 (データ) を出力する (S9
) 。出力が完了すればまた (S1) に戻り送波信
号を発射する。
【0010】この超音波センサの近隣の他の超音波機器
があってそこから漏れる超音波がノイズとなり超音波振
動子に侵入して起こる誤動作を防止するときの動作を図
3で示すフローチャートに基づいて説明する。まずマイ
コン4を駆動して送波信号を発射させて (S11)、
タイマ4Aをスタートさせる (S12)。次にマイコ
ン4を受波信号受付け状態にしておき受波信号がある場
合は送波信号を発射してからの時間を距離情報に換算し
てメモリ4Bに入れる (S14)。次にその受波信号
の大きさを換算してメモリ4Cに入れ (S15)、メ
モリ4B, 4Cのアドレスを+1進めた(S16)の
ち(S13) に戻り受波信号およびタイムアップ割込
みを待つ。タイマ4Aからのタイムアップ割込みが発生
した場合 (S17)、レジスタ4Dの内容をレジスタ
4Fに入れ、レジスタ4Eの内容をレジスタ4Gに入れ
る (S18)。メモリ4Cに格納されたデータの大き
さを比較して最も大きいデータをレジスタ4Eに入れそ
のメモリ4Cに対応するメモリ4Bの距離情報をレジス
タ4Dに入れる (S19)。次にレジスタ4Eの内容
とレジスタ4Gの内容を比較して (S20)同じでな
ければ(S11) に戻り、同じであればレジスタ4D
とレジスタ4Fを比較して (S21)同じでなければ
 (S11)に戻り、同じであればレジスタ4Dの内容
を出力する。
【0011】また図3と異なる実施例の動作を図4で示
すフローチャートに基づいて説明する。 (S31)な
いし (S36)は図3における(S11)ないし (
S16)と同じであるので説明を省略するが、前周期に
受波が無かった場合 (S38)、メモリ4Cに格納さ
れたデータの大きさを比較して最も大きいデータを選び
その内容をレジスタ4Eに入れそのメモリ4Cに対応す
るメモリ4Bの距離情報をレジスタ4Dに入れる (S
39)。前周期に受波が有った場合 (S38)レジス
タ4Eと同じメモリ4Cを探し無い場合 (S40)は
 (S31)に戻り、有る場合 (S40)は (S4
1)に進んでレジスタ4Dと同じメモリ4Bが有るかを
探す。 (S41)で無い場合は (S31)に戻り、
 (S41)で有る場合はレジスタ4Dの内容を出力し
、 (S1) に戻る。
【0012】
【発明の効果】前述したような本発明によれば超音波セ
ンサの背面が大きな壁状であってかつ被検出物体の面積
が大きい使用条件で冬期などにおける超音波減衰がなく
なる時期に発生する多重反射による誤動作がなくなり、
しかも送波の時間間隔を延ばすことなく (応答速度を
落とすことなく)安定した検出動作が可能となり、また
超音波センサの近隣に他の超音波機器があってそこから
漏れる超音波がノイズとなって前記超音波センサの超音
波振動子に入り込んでも前述した手段により超音波ノイ
ズの影響による誤動作がなくなり安定した検出動作が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例である超音波センサの回路
ブロック図
【図2】多重反射による誤動作を防止する超音波センサ
の動作フローチャート図
【図3】超音波ノイズ侵入による誤動作を防止する超音
波センサの動作フローチャート図
【図4】図3とは異なる実施例の動作をする超音波セン
サの動作フローチャート図
【図5】超音波の空気の吸収による減衰度の温度・湿度
による変化を示す曲線図
【図6】超音波の検出距離と相対感度の関係を示す曲線
【図7】超音波振動子と被検出物体との間で発生する多
重反射を示す図
【図8】超音波センサが多重反射による誤動作を示す図
【図9】超音波ノイズによる誤動作を示す図
【図10】
超音波ノイズの対策を示す図
【図11】超音波ノイズの
対策を示す図
【符号の説明】
1    超音波振動子 2    送信回路 3    受信回路 4    マイコン 5    出力回路 10    被検出物体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超音波振動子より周期的に超音波パルスを
    発射し、この超音波パルスが被検出物体に当たって反射
    し、この反射波が前記超音波振動子に戻るまでの経過時
    間を計測してその計測データによって被検出物体までの
    距離を検出し、この距離に比例したアナログ電圧を出力
    し、外部より設定した距離範囲でスイッチ出力を出力す
    る超音波センサにおいて、超音波パルス発射の1周期に
    複数の反射波が存在するときは、この各反射波の大きさ
    を比較して最も大きい反射波をその周期内での第1反射
    波として処理することを特徴とする超音波センサ。
  2. 【請求項2】請求項1記載のものにおいて、超音波振動
    子から送波信号を発射しこれを受波信号として受けるま
    での時間を距離換算したデータをマイコンのメモリに記
    憶させ、タイマがタイムアップした時に前記メモリに格
    納したデータを比較して最も大きいデータを抽出して出
    力することを特徴とする超音波センサ。
  3. 【請求項3】請求項1記載のものにおいて、それぞれの
    波形の大きさを比較して最も大きい波形のみを正規の反
    射波と見なし、第1回目の反射板として距離計測を行い
    、次の周期内でも最も大きい波形を正規の反射波と見な
    して第2回目の反射波として距離計測を行い、第1回目
    の距離計測データと第2回目の距離計測データが一致し
    ている時のみ出力することを特徴とする超音波センサ。
  4. 【請求項4】請求項3記載のものにおいて、次の周期内
    で第1回目の反射波と同じ大きさの反射波がある場合第
    2回目の反射波として距離計測を行い第1回目の距離計
    測データと第2回目の距離データが一致している時のみ
    出力することを特徴とする超音波センサ。
JP16603791A 1990-11-05 1991-07-08 超音波センサ Pending JPH04339285A (ja)

Priority Applications (1)

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JP16603791A JPH04339285A (ja) 1990-11-05 1991-07-08 超音波センサ

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29914890 1990-11-05
JP2-299148 1990-11-05
JP16603791A JPH04339285A (ja) 1990-11-05 1991-07-08 超音波センサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04339285A true JPH04339285A (ja) 1992-11-26

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ID=26490561

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16603791A Pending JPH04339285A (ja) 1990-11-05 1991-07-08 超音波センサ

Country Status (1)

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JP (1) JPH04339285A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5128006B2 (ja) * 2010-05-19 2013-01-23 三菱電機株式会社 障害物検知装置
JP2015121955A (ja) * 2013-12-24 2015-07-02 Necフィールディング株式会社 電子機器及び電源誤切断防止方法

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JP5128006B2 (ja) * 2010-05-19 2013-01-23 三菱電機株式会社 障害物検知装置
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