JPH08201513A - 超音波距離計測装置 - Google Patents

超音波距離計測装置

Info

Publication number
JPH08201513A
JPH08201513A JP7010568A JP1056895A JPH08201513A JP H08201513 A JPH08201513 A JP H08201513A JP 7010568 A JP7010568 A JP 7010568A JP 1056895 A JP1056895 A JP 1056895A JP H08201513 A JPH08201513 A JP H08201513A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
distance
wave
amplitude
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7010568A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Yamaguchi
健 山口
Masahiro Takada
雅弘 高田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7010568A priority Critical patent/JPH08201513A/ja
Publication of JPH08201513A publication Critical patent/JPH08201513A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波距離計測装置において、受信波の振幅
がコンパレータのスレシホールド以下であっても対象と
の距離計測を行う超音波距離計測装置を提供する。 【構成】 連続ｎ回の計測の受信時間の差が所定値以下
ある場合、上記連続ｎ回のいずれかの計測で検出した受
信時間近傍に注目し、ｎ＋１回目以降の計測毎で上記近
傍における受信波の振幅の大きさをもとに距離計測を行
う。また連続ｎ回の計測の受信時間の差が所定値以下あ
る場合、風速を計測し上記計測した風速を受信波の振幅
の変動率と風速の関係を示すマップと照合し上記受信波
の変動による振幅の最小値を予測し、距離計測を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して距離
計測対象との距離を計測する超音波距離計測装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】以下従来の超音波距離計測装置について
図面を用いて説明する。図１１は超音波距離計測装置の
構成図で、１１０は超音波送信器、１１１は超音波受信
器、１１２は送信回路、１１３は受信回路、１１４はコ
ンパレータ、１１５は距離算出部である。そして超音波
送信器１１０と送信回路１１２で送信部を、超音波受信
器１１１と受信回路１１３で受信部を構成する。
【０００３】次に、以上のように構成された超音波距離
計測装置の動作について、上記距離計測装置の前方に位
置する物体との距離計測を行う場合を例にとり説明す
る。
【０００４】まず上記送信部にて送信回路１１２より超
音波送信器１１０に交流電圧のバースト波を印加し、超
音波送信器１１０より上記前方物体へ向けて超音波を送
信する。
【０００５】すると上記超音波は上記前方物体で衝突し
反射するので、上記反射波を超音波受信器１１１で受信
する。
【０００６】一方受信回路１１３では超音波受信器１１
１で受信した受信波について、上記受信波の振幅を増幅
し、バンドパスフィルタを用いて上記受信波のうち上記
送信した超音波の周波数成分のみを検出し、検波回路を
用いて上記バンドパスフィルタを通過した受信波を検波
する。
【０００７】次にコンパレータ１１４を用い、上記検波
した受信波より上記前方物体からの反射波を検出する方
法について図１２を参照しながら説明する。
【０００８】図１２で縦軸は上記振幅を検波した受信波
の大きさで横軸は超音波受信器１１１で受信した上記受
信波の受信時刻であり、１２１は上記検波した受信波、
１２２は超音波送信以降の時間の関数として与えるスレ
シホールド、Ｐ0は上記前方物体からの反射波、Ｔ0は超
音波送信器１１０で超音波を送信してから超音波受信器
１１１で上記受信波を受信するまでの受信時間である。
【０００９】コンパレータ１１４では、受信波１２１と
スレシホールド１２２を比較し、スレシホールド１２２
以上の振幅を有する上記受信波のうち上記受信時刻時刻
の最も早い受信波Ｐ0を上記前方物体からの反射波と判
断する。そして距離算出部１１５にて受信時間Ｔ0を計
測し、上記受信時間に上記超音波の音速を掛けてを２で
割ることにより、上記前方物体との距離を算出する。
【００１０】そして実際の距離計測は、上記超音波のバ
ースト波の各バーストに対応して上記操作を繰り返すこ
とにより上記前方物体との距離計測を繰り返して行う。
【００１１】ここで、上記操作ではあくまでもコンパレ
ータ１１４のスレシホールド１２２以上の振幅を有する
受信波に対して距離算出を行うので、例えば空気中を進
行する超音波が風などの影響を受けて上記超音波の受信
振幅が変動し、上記変動により上記前方物体からの反射
波がコンパレータ１１４のスレシホールド１２２以下と
なる場合があり、上記場合には上記前方物体との距離を
算出できない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成では、超音波の送信に対して空気中を進行する上記超
音波の振幅が風などの影響を受けて変動し、上記変動の
程度によっては距離計測対象からの反射波の振幅がコン
パレータで定めたスレシホールド以下となって距離計測
ができず、一方で上記スレシホールドを低くすると上記
反射波以外の受信ノイズが上記スレシホールド以上とな
り上記距離計測対象との計測ができなくなるという課題
を有していた。
【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、空気中を進行する超音波の振幅が変動しても距離計
測対象との計測を確実に行うための超音波距離計測装置
を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
(1)この目的を達成するために本発明の超音波距離計測
装置は、圧電効果を示す材料の複合体からなる超音波送
信器に交流電圧のバースト波を印加して前記超音波送信
器より超音波のバースト波を放射する送信部と、距離計
測対象物体へ向けて放射した前記超音波のバースト波の
前記距離計測対象物体からの反射波を受信し増幅・検波
する受信部と、前記検波した受信波の振幅と前記超音波
送信以降の時間の関数として与えるスレシホールドを比
較し前記受信波の受信時刻を計測するコンパレータと、
前記超音波を送信してから前記受信波を受信するまでの
時間を受信時間として算出し前記受信時間に前記超音波
の音速を掛けて二で割ることにより前記超音波送受信器
から前記距離計測対象物体までの距離を算出する距離算
出部を備え、連続ｎ回の計測で前記ｎ回の計測毎に算出
した前記受信時間の差が所定値以下となる場合でかつｎ
＋１回目以降の計測毎のあらゆる前記受信時刻内で前記
スレシホールド以上の振幅を有する前記受信波が存在し
ない場合、前記連続ｎ回の計測のいずれかの計測で検出
した受信時間近傍に注目し、前記近傍で前記ｎ＋１回目
以降の計測毎の受信波の振幅が所定値以上であれば、前
記ｎ＋１回目以降の計測毎時と前記ｎ回目以前の計測時
で前記距離計測対象との距離が等距離であると判断し、
前記距離算出部にて前記連続ｎ回の計測のうちのいずれ
かの計測で算出した距離を出力する構成を有している。
【００１５】また、連続ｎ回の計測で前記ｎ回の計測毎
の受信時間の差が所定値以下となる場合でかつｎ＋１回
目以降の計測毎のある受信時刻でスレシホールド以上の
振幅を有する受信波が存在する場合、前記ｎ＋１回目以
降の計測毎で算出した前記受信波の受信時間が前記連続
ｎ回の計測で算出した受信時間以上である場合のみ、前
記連続ｎ回の計測のいずれかの計測で検出した受信時間
近傍に注目し、前記近傍で前記ｎ＋１回目以降の計測毎
の前記受信波の振幅が所定値以上であれば、前記ｎ＋１
回目以降の計測毎時と前記ｎ回目以前の計測時で前記距
離計測対象との距離が等距離であると判断し、前記距離
算出部にて前記連続ｎ回の計測のうちのいずれかの計測
で算出した距離を出力する構成を有している。
【００１６】(2)さらに、圧電効果を示す材料の複合体
からなる超音波送信器に交流電圧のバースト波を印加し
て前記超音波送信器より超音波のバースト波を放射する
送信部と、距離計測対象物体へ向けて放射した前記超音
波のバースト波の前記距離計測対象物体からの反射波を
受信し増幅・検波する受信部と、前記検波した受信波の
振幅と前記超音波送信以降の時間の関数として与えるス
レシホールドを比較し前記受信波の受信時刻を計測する
コンパレータと、前記超音波を送信してから前記受信波
を受信するまでの時間を受信時間として算出し前記受信
時間に前記超音波の音速を掛けて二で割ることにより前
記超音波送受信器から前記距離計測対象物体までの距離
を算出する距離算出部と、風速計測部と、前記受信波の
振幅の変動率と風速の関係を示すマップを備え、連続ｎ
回の計測で前記ｎ回の計測毎に算出した受信時間の差が
所定値以下となる場合、前記風速計測部より風速を計測
し前記計測した風速を前記マップに照合し前記受信波の
振幅の変動による前記振幅の最小値を予測し、ｎ＋１回
目以降の計測毎のあらゆる前記受信時刻で前記スレシホ
ールド以上の振幅を有する前記受信波が存在しない場
合、前記連続ｎ回の計測のうちのいずれかの計測で検出
した受信時間近傍に注目し、前記ｎ＋１回目以降の計測
毎の前記近傍における前記受信波の振幅の最大値が前記
予測した受信波の振幅の最小値以上でかつ前記予測した
受信波の振幅の最小値が受信ノイズレベル以上であれ
ば、前記ｎ＋１回目以降の計測毎時と前記ｎ回目以前の
計測時で前記距離計測対象との距離が等距離であると判
断し、前記連続ｎ回のいずれかの計測で算出した距離を
出力する構成を有している。
【００１７】また、連続ｎ回の計測で前記ｎ回の計測毎
に算出した受信時間の差が所定値以下となる場合、風速
計測部より風速を計測し前記計測した風速をマップに照
合し前記受信波の振幅の変動による前記振幅の最小値を
予測し、ｎ＋１回目以降の計測毎のある受信時刻で前記
スレシホールド以上の振幅を有する前記受信波が存在す
る場合で前記ｎ＋１回目以降の計測毎に算出した受信時
間が前記連続ｎ回のうちのいずれかの計測で算出した受
信時間以上である場合のみ、前記連続ｎ回の計測のうち
のいずれかの計測で検出した受信時間近傍に注目し、前
記ｎ＋１回目以降の計測毎の前記近傍における前記受信
波の振幅の最大値が前記予測した受信波の振幅の最小値
以上でかつ前記予測した受信波の振幅の最小値が受信ノ
イズレベル以上であれば、前記ｎ＋１回目以降の計測毎
時と前記ｎ回目以前の計測時で前記距離計測対象との距
離が等距離であると判断し、前記連続ｎ回のいずれかの
計測で算出した距離を出力する構成を有している。
【００１８】
【作用】
(1)本発明の超音波距離計測装置により、連続ｎ回の計
測で上記計測毎の受信時間の差が所定値以下でかつ、ｎ
＋１回目以降の計測で上記計測毎にコンパレータのスレ
シホールド以上の振幅を有する受信波が存在しない場
合、上記ｎ回の計測のいずれか計測で検出した受信時間
近傍において、上記ｎ＋１回目以降の計測毎の受信波の
振幅の最大が所定値以上であれば上記ｎ回目以前の計測
時と上記ｎ＋１回目以降の計測毎時で距離計測対象との
距離が等距離であると判断し、上記連続ｎ回のいずれか
の計測で算出した距離を出力する。
【００１９】また、ｎ＋１回目以降の計測で上記計測毎
にコンパレータのスレシホールド以上の振幅を有する受
信波が存在する場合、上記ｎ＋１回目以降の計測毎に算
出した受信波の受信時間が上記連続ｎ回の計測で算出し
た受信時間以上である場合のみ、上記ｎ回の計測のいず
れか計測で検出した受信時間近傍において、上記ｎ＋１
回目以降の計測の上記計測毎の受信波の振幅の最大が所
定値以上であれば上記ｎ回目以前の計測時と上記ｎ＋１
回目以降の計測毎時で距離計測対象との距離が等距離で
あると判断し、上記連続ｎ回のいずれかの計測で算出し
た距離を出力する。
【００２０】(2)さらに、連続ｎ回の計測の計測毎の計
測時間の差が所定値以下の場合、風速を計測し上記計測
した風速を風速と受信波の振幅の変動率の関係を示すマ
ップに照合し上記変動による受信波の振幅の最小値を予
測し、ｎ＋１回目以降の計測毎でコンパレータのスレシ
ホールド以上の振幅を有する受信波が存在しない場合、
上記連続ｎ回の計測のいずれかの計測で検出した受信時
間近傍に注目し、上記ｎ＋１回目以降の計測毎の上記近
傍における受信振幅の最大値が上記予測した振幅の最小
値以上でかつ上記予測した振幅の最小値が受信ノイズレ
ベル以上であれば、上記ｎ＋１回目以降の計測毎時と上
記ｎ回目以前の計測時で距離計測対象との距離が等距離
であると判断し、上記連続ｎ回のいずれかの計測で算出
した距離を出力する。
【００２１】また、ｎ＋１回目以降の計測毎で上記コン
パレータのスレシホールド以上の振幅を有する受信波が
存在する場合で上記ｎ＋１回目以降の計測毎で算出した
受信時間が上記連続ｎ回のいずれかの計測で算出した受
信時間以上である場合のみ、上記連続ｎ回の計測のいず
れかの計測で検出した受信時間近傍に注目し、上記ｎ＋
１回目以降の計測毎の上記近傍における受信振幅の最大
値が上記予測した振幅の最小値以上でかつ上記予測した
振幅の最小値が受信ノイズレベル以上であれば、上記ｎ
＋１回目以降の計測毎時と上記ｎ回目以前の計測時で距
離計測対象との距離が等距離であると判断し、上記連続
ｎ回のいずれかの計測で算出した距離を出力する。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）以下本発明の第一の実施例について図面を
参照しながら説明する。図１は本発明の超音波距離計測
装置のアルゴリズムで、また上記超音波距離計測装置の
構成を図１１に示す。図１１で、１１０は超音波送信
器、１１１は超音波受信器、１１２は送信回路、１１３
は受信回路、１１４はコンパレータ、１１５は距離算出
部である。そして超音波送信器１１０と送信回路１１２
で送信部を、超音波受信器１１１と受信回路１１３で受
信部を構成する。また図２、図３、図４、図５、図６、
図７は上記超音波距離計測装置の計測による受信波の計
測時刻と受信波の振幅の関係を示した図で、２１は受信
波形の例で、２２はコンパレータ波形の例である。
【００２３】次に上記超音波距離計測装置の動作につい
て、上記超音波距離計測装置の前方に位置する物体まで
の距離を計測する場合を例にとり説明する。なお図１に
示すｎについて、ｎが２の場合について説明する。
【００２４】まずＳ１０１で、距離計測回数を０回目に
セットする。以後上記距離計測回数は、超音波送信器１
１０に電圧のバースト波を印加する時のトリガ信号を距
離算出部１１５にて検出することによりカウントする。
【００２５】すなわち一回目の計測は、Ｓ１０２で送信
回路１１２より超音波送信器１１０に最初の電圧のバー
ストを印加する時のトリガ信号を距離算出部１１５で検
出することによりカウントする。そして従来のコンパレ
ータ１１４を用いた方式により距離計測を行う。
【００２６】すなわち、上記電圧のバーストにより超音
波送信器１１０より送信した超音波のバーストに対して
上記超音波のバーストの上記前方物体からの反射波を超
音波受信器１１１で受信する。
【００２７】一方受信回路１１３では、超音波受信器１
１１で受信する受信波の振幅を増幅し、バンドパスフィ
ルタを用いて上記送信した超音波の周波数成分のみを検
出し、さらに検波回路を用いて上記受信波の振幅を検波
する。そしてコンパレータ１１４にて上記受信波と上記
超音波送信以降の時間の関数として与えるスレシホール
ドを比較し、上記受信波より上記前方物体からの反射波
を検出する。
【００２８】そしてＳ１０８で上記スレシホールド以上
の振幅を有する受信波が存在しなければ上記前方物体が
存在しないと判断し、Ｓ１１２で計測対象なしと出力
し、Ｓ１１３で計測回数を０回目にクリアしＳ１０２で
次回の計測を行う。
【００２９】一方Ｓ１０８で上記受信波が存在する場合
すなわち一例として図２に示す場合には、上記受信波の
中で上記計測時刻の最も早い受信波Ｐ0を上記前方物体
からの反射波と判断し、Ｓ１０９で距離算出部１１５に
て超音波の送信から上記受信波の受信時刻までの時間を
受信時間Ｔ1として計測し、上記受信時間に超音波の音
速を掛けて２で割って上記前方物体との距離Ｌ1を算出
する。そしてＳ１１０で１回目の計測と判断されるの
で、Ｓ１０２で次回の計測を行う。
【００３０】次に二回目の計測を行うため、送信回路１
１２より超音波送信器１１０に電圧のバーストを印加し
て超音波のバーストを出力する。この時Ｓ１０２で二回
目の計測であることを判断する。そしてＳ１０８で上記
コンパレータを用いた距離計測を上記１回目の計測と同
様に行う。
【００３１】そしてＳ１０８でコンパレータ１１４にて
上記スレシホールド以上の振幅を有する受信波が存在し
なければ前記前方物体が存在しないと判断し、Ｓ１１２
で計測対象なしと出力しＳ１１３で計測回数を０回目に
クリアしてＳ１０２で次回の計測を行う。
【００３２】一方Ｓ１０８で上記受信波が存在する場合
すなわち一例として図３に示す場合には、上記受信波の
中で上記計測時刻の最も早い受信波Ｐ0を上記前方物体
からの反射波と判断し、Ｓ１０９で距離算出部１１５に
て受信時間Ｔ2を計測し上記前方物体との距離Ｌ2を算出
する。
【００３３】そしてＳ１１０で二回目の計測と判断され
るので、Ｓ１１１で上記一回目の計測で算出した受信時
間Ｔ1と上記二回目の計測で算出した受信時間Ｔ2を比較
する。そして上記二つの受信時間の差が所定値以上であ
ればＳ１１３で計測回数を０回目にクリアしＳ１０２で
次回の計測を行う。一方上Ｓ１１１で上記二つの受信時
間の差が所定値以下であれば、三回目の計測を行う。
【００３４】三回目の計測も上記コンパレータを用いた
方式で上記１回目の計測と同様に行う。すなわちＳ１０
２で三回目の計測と判断されると、Ｓ１０３でコンパレ
ータ４４にて上記スレシホールド以上の振幅を有する受
信波が存在するかどうかを判定する。
【００３５】そして上記受信波が存在しない場合すなわ
ち一例として図４に示す場合には、Ｓ１０４で上記一回
目の計測で検出した受信時刻ｔ1の近傍εに注目する。
そして、上記近傍における受信波の振幅の最大が所定の
値以下であれば前記前方物体が存在しないと判断し、Ｓ
１１２で計測対象なしと出力しＳ１１３で計測回数を０
回目にクリアしＳ１０２で次回の計測を行う。
【００３６】一方Ｓ１０４で上記受信時間ｔ1の近傍ε
における受信波の振幅の最大が所定の値以上である場合
すなわち一例として図５に示す場合には、上記一回目の
計測時と等距離の位置に上記前方物体が存在すると判断
し、Ｓ１０５で上記一回目の計測で算出した距離Ｌ1を
出力し、四回目以降の計測を上記三回目の計測と同様に
行う。
【００３７】次にＳ１０３でコンパレータ１１４にて上
記スレシホールド以上の振幅を有する受信波が存在する
場合は、上記受信波の受信時間Ｔ3に注目する。そして
Ｓ１０６で上記一回目の計測で算出した受信時間Ｔ1と
上記三回目の計測で算出した受信時間Ｔ3を比較し、受
信時間Ｔ3が受信時間Ｔ1以下である場合すなわち一例と
して図６に示す場合には、上記一回目の計測で算出した
距離より前方に物体が存在すると判断し、Ｓ１１４で距
離算出部１１５にて上記三回目の計測で算出した受信時
間Ｔ3を計測し距離Ｌ3を算出し、Ｓ１１５で計測回数を
０回目にクリアしＳ１０２で次回の計測を行う。
【００３８】一方Ｓ１０６で上記受信時間Ｔ3が受信時
間Ｔ1以上であれば、次にＳ１０７で上記一回目の計測
で検出した受信時刻ｔ1の近傍εにおける受信波の振幅
の最大が所定値以上であるかどうかを判定する。そして
Ｓ１０７で上記受信波の振幅の最大が所定値以下であれ
ば、上記一回目の計測で算出した距離より後方に物体が
存在すると判断し、Ｓ１１４で上記三回目の計測で算出
した受信時間Ｔ3を用いて距離算出部１１５にて距離Ｌ3
を出力し、Ｓ１１５で計測回数を０回目にクリアしてＳ
１０２で次回の計測を行う。
【００３９】一方上記受信波の振幅の最大が所定値以上
である場合すなわち一例として図７に示す場合には、上
記前方物体との距離が上記一回目の計測で算出した距離
と等距離であると判断し、Ｓ１０５で距離Ｌ1を算出す
る。
【００４０】そして四回目以降の計測は上記三回目の計
測と同様に行う。以上のように本実施例によれば、連続
ｎ回の計測の計測毎の受信時間の差が所定値以下であり
かつｎ＋１回目以降の計測毎でコンパレータのスレシホ
ールド以上の振幅を有する受信波が存在しない場合、ま
たは上記スレシホールド以上の振幅を有する受信波の受
信時間が上記一回目の計測で算出した受信時間以上であ
る場合、上記一回目の計測で検出した受信時間近傍に注
目し、上記近傍において距離計測対象からの反射波の有
無を判定することにより、上記距離計測対象からの反射
波の振幅が上記コンパレータのスレシホールド以下であ
っても上記距離計測対象との計測を確実に行うことがで
きる。
【００４１】なおＳ１０４、Ｓ１０７で、一回目の計測
で検出した受信時間近傍における距離計測対象からの反
射波の有無の判定は、上記近傍内の受信波の振幅の最大
と上記以外のの受信振幅との比率で判定するなどの方法
でもよい。またＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０
７で、上記反射波の有無の判定及び距離算出は、上記連
続ｎ回のどの計測の結果を用いてもよい。
【００４２】（実施例２）以下本発明の第二の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図８は本発明の第
二の実施例の超音波距離計測装置のアルゴリズムで、ま
た上記超音波距離計測装置の構成図を図９に示す。図９
で、９０は超音波送信器、９１は超音波受信器、９２は
送信回路、９３は受信回路、９４はコンパレータ、９５
は距離算出部、９６は風速計測部、９７は風速と超音波
の振幅の変動率の関係を示すマップである。そして超音
波送信器９０と送信回路９２は送信部を、超音波受信器
９１と受信回路９３は受信部を構成する。
【００４３】次に上記超音波距離計測装置の動作につい
て、上記距離計測装置の前方に位置する物体との距離を
計測する場合について説明する。なお図８に示すｎにつ
いて、ｎが３の場合を例にとり説明する。
【００４４】まずＳ８０１で距離計測回数を０回にセッ
トする。以後上記距離計測回数は、超音波送信器９０に
電圧のバースト波を印加する時のトリガ信号を検出する
ことによりカウントする。
【００４５】すなわち一回目の計測は、Ｓ８０２で送信
回路９２より超音波送信器９０に電圧のバーストを印加
する時のトリガ信号を距離算出部９５で検出することに
よりカウントする。
【００４６】そして実施例１で説明したように、コンパ
レータ９４を用いた従来の方式で距離計測を行う。ここ
で、Ｓ８０９でコンパレータ９４にて超音波受信器９１
で受信する受信波と超音波送信以降の時間の関数として
与えるスレシホールドを比較し、上記受信波の振幅が上
記スレシホールド値以下であれば前記前方物体が存在し
ないと判断し、Ｓ８１４で計測対象なしと出力しＳ８１
５で計測回数を０回にクリアしＳ８０２で次回の計測を
行う。
【００４７】一方Ｓ８０９で上記スレシホールド以上の
振幅の受信波が存在すれば、上記受信波の中で最も受信
時刻の早い受信波を上記前方物体からの反射波と判断
し、Ｓ８１０で距離算出部９５にて上記受信波の受信時
間より前方物体との距離Ｌ1を出力する。そしてＳ８１
１で１回目の計測であると判断され、Ｓ８０２で次回の
計測を行う。
【００４８】次に二回目の計測を上記コンパレータを用
いて上記一回目の計測と同様に行う。そしてＳ８０９で
コンパレータ９４の上記スレシホールド以上の振幅の受
信波が存在しなければ前記前方物体が存在しないと判断
し、Ｓ８１４で計測対象なしと出力しＳ８１５で計測回
数を０回目ににクリアしＳ８０２で次回の計測を行う。
【００４９】一方Ｓ８０９で上記スレシホールド以上の
振幅の受信波が存在すれば、上記受信波の中で最も受信
時刻の早い受信波を上記前方物体からの反射波と判断
し、Ｓ８１０で距離算出部９５にて上記受信波の受信時
間より上記前方物体との距離Ｌ 2を出力する。そしてＳ
８１１で二回目の計測と判断されるので、Ｓ８１１で上
記一回目と上記二回目の計測で算出した受信時間の差が
所定値以下であるかどうかを判定する。そして上記所定
値以上であれば、Ｓ８１５で計測回数を０回目にクリア
しＳ８０２で次回の計測を行う。
【００５０】一方Ｓ８１２で上記所定値以下であれば、
次にＳ８１３で上記一回目と二回目の計測で検出した上
記受信波の振幅の大きい方をＶ0として記憶し、三回目
の計測を行う。次に上記三回目の計測を、上記二回目の
計測と全く同様に行う。そしてＳ８１２にて上記二回目
と三回目の計測で算出した受信時間の差が所定値以下で
あれば、Ｓ８１３で上記三回の計測で検出した受信波の
振幅を比較しの最大値をＶ0として記憶し、Ｓ８０２で
次回の計測を行う。
【００５１】次にＳ８０２で四回目の計測と判断される
と、Ｓ８０３で風速計測部９６より風速を計測する。そ
して上記計測した風速を、マップ９７に照合し、受信振
幅の変動率ａ（a＜１）を算出する。上記マップは図１
０に示すように、風速の大きさと受信波の振幅の変動率
の関係を事前に計測し図示したもので、ある関係を与え
る。
【００５２】そして上記過去三回の計測で検出した受信
波の振幅の最大Ｖ0が上記予測した変動率を受けて変動
した時の振幅の最小値Ｖ0’が、変動率ａ及び上記受信
波の振幅の最大Ｖ0を用いて以下の（１式）で表され
る。
【００５３】Ｖ0’＝（１ーａ）Ｖ0 … （１式） 以上の操作の後、Ｓ８０２で次回の計測を行う。
【００５４】そして四回目の計測を、コンパレータ９４
を用いた方式で行い、Ｓ８０４で上記受信波の振幅とコ
ンパレータ９４のスレシホールドを比較する。そして上
記スレシホールド以上の振幅を有する受信波が存在しな
ければ、Ｓ８０５で、上記一回目の計測で検出した受信
時刻近傍に注目し、上記近傍における受信振幅の最大Ｖ
maxと上記Ｖが0予測した変動率を受けて変動した時の振
幅の最小値Ｖ0’を比較する。そしてＳ８０５で上記
Ｖ0’が受信ノイズレベルδ以下かまたは上記Ｖm axが上
記Ｖ0’以下であれば前記前方物体が存在しないと判断
し、Ｓ８１４で計測対象なしと出力しＳ８１５でで計測
回数を０回にクリアしてＳ８０２で次回の計測を行う。
【００５５】一方、Ｓ８１５で上記Ｖ0’が受信ノイズ
レベルδ以上でかつ上記Ｖmaxが上記Ｖ0’以上であれば
上記前方物体が上記四回目の計測時で上記一回目の計測
時と等距離に位置すると判断し、Ｓ８０６で上記一回目
の計測で算出した距離Ｌ1を出力し、５回目の計測を行
う。
【００５６】一方Ｓ８０４で上記スレシホールド以上の
振幅を有する受信波が存在すれば、Ｓ８０７で上記四回
目の計測で算出した受信時間と上記一回目の計測で算出
した受信時間を比較する。そして上記四回目の計測で算
出した受信時間が上記一回目の計測で算出した受信時間
以下であれば上記一回目の計測で算出した距離より前方
に物体が存在すると判断し、Ｓ８１６でで距離算出部９
５にて上記四回目の計測で算出した受信時間Ｔ4より上
記前方物体との距離Ｌ4を算出する。そしてＳ８１７で
計測回数を０回目にクリアしＳ８０２で計測を行う。
【００５７】一方Ｓ８０７で上記四回目の計測で算出し
た受信時間が上記一回目の計測で算出した受信時間以上
であれば、Ｓ８０８で、上記一回目の計測で検出した受
信時間近傍に注目し、上記近傍における受信振幅の最大
Ｖmaxと上記Ｖ0が予測した変動率を受けて変動した時の
振幅の最小値Ｖ0’を比較する。
【００５８】そして、上記Ｖ0’が受信ノイズレベルδ
以下であるかまたは上記Ｖmaxが上記Ｖ0’以下であれば
上記一回目の計測で算出した距離より後方に物体が存在
すると判断し、Ｓ８１６で距離算出部９５にて上記四回
目の計測で算出した受信時間Ｔ4より上記前方物体との
距離Ｌ4を算出する。そしてＳ８１７で計測回数を０回
目にクリアしＳ８０２で次回の計測を行う。
【００５９】一方、Ｓ８０８で上記Ｖ0’が受信ノイズ
レベルδ以上でかつ上記Ｖmaxが上記Ｖ0’以上であれば
上記前方物体が上記四回目の計測時と上記一回目の計測
時で等距離にあると判断し、Ｓ８０６で上記一回目の計
測で算出した距離Ｌ1を出力しする。そして５回目以降
の計測は、上記４回目の計測と全く同様に行う。
【００６０】以上のように本実施例によれば、受信波の
振幅の変動率と風速の関係を示すマップを用い風速の計
測値より上記変動による上記受信波の振幅の最小値を予
測することにより、距離計測対象からの反射波の振幅が
コンパレータのスレシホールド以下であっても距離計測
を確実に行うことができる。
【００６１】なおＳ８１６における距離出力は、二回目
または三回目の計測で算出した距離値でもよい。
【００６２】
【発明の効果】
(1)以上のように本発明は、連続ｎ回の計測の上記計測
毎の受信時間の差が所定値以下である時、上記ｎ回のい
ずれかの計測で算出した受信時間近傍に注目し上記近傍
における上記ｎ＋１回目以降の計測毎の受信波の有無を
判定することにより、超音波が空気中で風などの影響を
うけて上記超音波の振幅が変動しても距離計測対象との
計測を確実に行うことができる。
【００６３】(2)また風速を計測し上記計測した風速を
受信波の振幅の変動率と風速の関係を示すマップに照合
し上記変動を受けた受信波の振幅の最小値を予測するこ
とにより、超音波が空気中で風などの影響をうけて上記
超音波の振幅が変動しても距離計測対象との計測を確実
に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例における超音波距離計測
装置における距離計測のアルゴリズムの説明図
【図２】同実施例におけるコンパレータの受信波の振幅
と受信時刻の関係図
【図３】同実施例におけるコンパレータの受信波の振幅
と受信時刻の関係図
【図４】同実施例におけるコンパレータの受信波の振幅
と受信時刻の関係図
【図５】同実施例におけるコンパレータの受信波の振幅
と受信時刻の関係図
【図６】同実施例におけるコンパレータの受信波の振幅
と受信時刻の関係図
【図７】同実施例におけるコンパレータの受信波の振幅
と受信時刻の関係図
【図８】本発明の第二の実施例における超音波距離計測
装置における距離計測のアルゴリズムの説明図
【図９】第二の実施例における超音波距離計測装置の構
成図
【図１０】受信波の振幅の変動率と風速の関係図
【図１１】従来の超音波距離計測装置の構成図
【図１２】コンパレータにおける受信波の振幅と受信時
刻の関係図
【符号の説明】
９０、１１０ 超音波送信器 ９１、１１１ 超音波受信器 ９２、１１２ 送信回路 ９３、１１３ 受信回路 ９４、１１４ コンパレータ ９５、１１５ 距離算出部 ９６ 風速計 ９７ マップ ２１、１２１ 受信波 ２２、１２２ スレシホールド Ｐ0 距離計測対 象からの反射波 Ｔ0、Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3 反射波受信時間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 15/93

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧電効果を示す材料の複合体からなる超音
    波送信器に交流電圧のバースト波を印加して前記超音波
    送信器より超音波のバースト波を放射する送信部と、距
    離計測対象物体へ向けて放射した前記超音波のバースト
    波の前記距離計測対象物体からの反射波を受信し増幅・
    検波する受信部と、前記検波した受信波の振幅と前記超
    音波送信以降の時間の関数として与えるスレシホールド
    を比較し前記受信波の受信時刻を計測するコンパレータ
    と、前記超音波を送信してから前記受信波を受信するま
    での時間を受信時間として算出し前記受信時間に前記超
    音波の音速を掛けて二で割ることにより前記超音波送受
    信器から前記距離計測対象物体までの距離を算出する距
    離算出部を備え、連続ｎ回の計測で前記ｎ回の計測毎に
    算出した前記受信時間の差が所定値以下となる場合でか
    つｎ＋１回目以降の計測毎のあらゆる前記受信時刻内で
    前記スレシホールド以上の振幅を有する前記受信波が存
    在しない場合、前記連続ｎ回の計測のいずれかの計測で
    検出した受信時間近傍に注目し、前記近傍で前記ｎ＋１
    回目以降の計測毎の受信波の振幅が所定値以上であれ
    ば、前記ｎ＋１回目以降の計測毎時と前記ｎ回目以前の
    計測時で前記距離計測対象との距離が等距離であると判
    断し、前記距離算出部にて前記連続ｎ回の計測のうちの
    いずれかの計測で算出した距離を出力することを特徴と
    する超音波距離計測装置。
  2. 【請求項２】連続ｎ回の計測で前記ｎ回の計測毎の受信
    時間の差が所定値以下となる場合でかつｎ＋１回目以降
    の計測毎のある受信時刻でスレシホールド以上の振幅を
    有する受信波が存在する場合、前記ｎ＋１回目以降の計
    測毎で算出した前記受信波の受信時間が前記連続ｎ回の
    計測で算出した受信時間以上である場合のみ、前記連続
    ｎ回の計測のいずれかの計測で検出した受信時間近傍に
    注目し、前記近傍で前記ｎ＋１回目以降の計測毎の前記
    受信波の振幅が所定値以上であれば、前記ｎ＋１回目以
    降の計測毎時と前記ｎ回目以前の計測時で前記距離計測
    対象との距離が等距離であると判断し、前記距離算出部
    にて前記連続ｎ回の計測のうちのいずれかの計測で算出
    した距離を出力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。
  3. 【請求項３】圧電効果を示す材料の複合体からなる超音
    波送信器に交流電圧のバースト波を印加して前記超音波
    送信器より超音波のバースト波を放射する送信部と、距
    離計測対象物体へ向けて放射した前記超音波のバースト
    波の前記距離計測対象物体からの反射波を受信し増幅・
    検波する受信部と、前記検波した受信波の振幅と前記超
    音波送信以降の時間の関数として与えるスレシホールド
    を比較し前記受信波の受信時刻を計測するコンパレータ
    と、前記超音波を送信してから前記受信波を受信するま
    での時間を受信時間として算出し前記受信時間に前記超
    音波の音速を掛けて二で割ることにより前記超音波送受
    信器から前記距離計測対象物体までの距離を算出する距
    離算出部と、風速計測部と、前記受信波の振幅の変動率
    と風速の関係を示すマップを備え、連続ｎ回の計測で前
    記ｎ回の計測毎に算出した受信時間の差が所定値以下と
    なる場合、前記風速計測部より風速を計測し前記計測し
    た風速を前記マップに照合し前記受信波の振幅の変動に
    よる前記振幅の最小値を予測し、ｎ＋１回目以降の計測
    毎のあらゆる前記受信時刻で前記スレシホールド以上の
    振幅を有する前記受信波が存在しない場合、前記連続ｎ
    回の計測のうちのいずれかの計測で検出した受信時間近
    傍に注目し、前記ｎ＋１回目以降の計測毎の前記近傍に
    おける前記受信波の振幅の最大値が前記予測した受信波
    の振幅の最小値以上でかつ前記予測した受信波の振幅の
    最小値が受信ノイズレベル以上であれば、前記ｎ＋１回
    目以降の計測毎時と前記ｎ回目以前の計測時で前記距離
    計測対象との距離が等距離であると判断し、前記連続ｎ
    回のいずれかの計測で算出した距離を出力することを特
    徴とする超音波距離計測装置。
  4. 【請求項４】連続ｎ回の計測で前記ｎ回の計測毎に算出
    した受信時間の差が所定値以下となる場合、風速計測部
    より風速を計測し前記計測した風速をマップに照合し前
    記受信波の振幅の変動による前記振幅の最小値を予測
    し、ｎ＋１回目以降の計測毎のある受信時刻で前記スレ
    シホールド以上の振幅を有する前記受信波が存在する場
    合で前記ｎ＋１回目以降の計測毎に算出した受信時間が
    前記連続ｎ回のうちのいずれかの計測で算出した受信時
    間以上である場合のみ、前記連続ｎ回の計測のうちのい
    ずれかの計測で検出した受信時間近傍に注目し、前記ｎ
    ＋１回目以降の計測毎の前記近傍における前記受信波の
    振幅の最大値が前記予測した受信波の振幅の最小値以上
    でかつ前記予測した受信波の振幅の最小値が受信ノイズ
    レベル以上であれば、前記ｎ＋１回目以降の計測毎時と
    前記ｎ回目以前の計測時で前記距離計測対象との距離が
    等距離であると判断し、前記連続ｎ回のいずれかの計測
    で算出した距離を出力することを特徴とする請求項３記
    載の超音波距離計測装置。
JP7010568A 1995-01-26 1995-01-26 超音波距離計測装置 Pending JPH08201513A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7010568A JPH08201513A (ja) 1995-01-26 1995-01-26 超音波距離計測装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7010568A JPH08201513A (ja) 1995-01-26 1995-01-26 超音波距離計測装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08201513A true JPH08201513A (ja) 1996-08-09

Family

ID=11753855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7010568A Pending JPH08201513A (ja) 1995-01-26 1995-01-26 超音波距離計測装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08201513A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015025712A (ja) * 2013-07-25 2015-02-05 パナソニック株式会社 超音波センサ
JP2022141415A (ja) * 2021-03-15 2022-09-29 株式会社アイシン 物体検出装置及び移動体制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015025712A (ja) * 2013-07-25 2015-02-05 パナソニック株式会社 超音波センサ
JP2022141415A (ja) * 2021-03-15 2022-09-29 株式会社アイシン 物体検出装置及び移動体制御装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9121934B2 (en) Radar system and detection method
US12259469B2 (en) Object detection device
US6661370B2 (en) Radar data processing apparatus and data processing method
US11158192B2 (en) Method and system for detecting parking spaces which are suitable for a vehicle
KR101760907B1 (ko) 차량용 레이더 장치 및 그의 타겟 측정 방법
JPH06347545A (ja) 車両障害物検出装置
EP2583116B1 (en) Radar system and detection method
JPH0830734B2 (ja) 視界を決定する方法
US20040246169A1 (en) Target determination apparatus, target judgement apparatus, and determination aid apparatus
US20190317202A1 (en) Ultrasonic sensor
EP1079241B1 (en) Inter-vehicle distance measuring apparatus measuring time difference between each detection time of same road surface condition
US7680545B2 (en) System and method for speed measurement verification
JPH09257930A (ja) 超音波距離測定装置
JPH08136643A (ja) 超音波距離測定装置
JPH08201514A (ja) 超音波距離測定装置
JPH10105878A (ja) 交通信号制御装置
JP3171767B2 (ja) 衝突予知システム
KR20180044661A (ko) 차량용 물체감지 센서의 노이즈 제거 장치 및 방법
JP7716345B2 (ja) 障害物検出装置
JPH0628595A (ja) 交通流計測方法
JP2513125Y2 (ja) 対地速度検出装置
JP2011069638A (ja) レーダ装置
JP3326130B2 (ja) 障害物検出方法
JPH06208696A (ja) 超音波式車種判別装置
JP4079802B2 (ja) 移動体測定装置