JPH09145839A - 障害物検出装置 - Google Patents
障害物検出装置Info
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- JPH09145839A JPH09145839A JP7323804A JP32380495A JPH09145839A JP H09145839 A JPH09145839 A JP H09145839A JP 7323804 A JP7323804 A JP 7323804A JP 32380495 A JP32380495 A JP 32380495A JP H09145839 A JPH09145839 A JP H09145839A
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- ultrasonic
- ultrasonic wave
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 受波器の間隔をｄ、超音波の波長をλとした
とき、検出精度を損なうことなく、ｄ≧λ／２を実現す
る。 【解決手段】 障害物検出装置１０は、電気信号を超音
波に変換して互いに異なる測定領域へ送信する送波器１
２，１４と、送波器１２，１４から超音波を異なる時間
に送信させる超音波送信手段１６と、超音波を電気信号
に変換する受波器８６１〜８６８が配設された受波器ア
レイ１８と、受波器８６１〜８６８で変換された電気信
号を所定の受信データとして記憶する超音波受信手段９
０と、超音波受信手段９０に記憶された受信データに基
づき障害物の位置を算出する演算手段２０とを備えてい
る。
とき、検出精度を損なうことなく、ｄ≧λ／２を実現す
る。 【解決手段】 障害物検出装置１０は、電気信号を超音
波に変換して互いに異なる測定領域へ送信する送波器１
２，１４と、送波器１２，１４から超音波を異なる時間
に送信させる超音波送信手段１６と、超音波を電気信号
に変換する受波器８６１〜８６８が配設された受波器ア
レイ１８と、受波器８６１〜８６８で変換された電気信
号を所定の受信データとして記憶する超音波受信手段９
０と、超音波受信手段９０に記憶された受信データに基
づき障害物の位置を算出する演算手段２０とを備えてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車等に
搭載され、超音波によって障害物を検出する障害物検出
装置に関する。
搭載され、超音波によって障害物を検出する障害物検出
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、従来の障害物検出装置を示すブ
ロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
ロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０００３】従来の障害物検出装置８０は、電気信号を
超音波に変換する送波器８２と、送波器８２から超音波
を送信させる超音波送信手段８４と、超音波を電気信号
に変換する受波器８６１〜８６８が配設された受波器ア
レイ８８と、受波器８６１〜８６８で変換された電気信
号を所定の受信データとして記憶する超音波受信手段９
０と、超音波受信手段９０に記憶された受信データに基
づき障害物の位置を算出する演算手段９２とを備えたも
のである。受波器８６１〜８６８の間隔ｄは、超音波の
波長をλとすると、ｄ＜λ／２となっている。
超音波に変換する送波器８２と、送波器８２から超音波
を送信させる超音波送信手段８４と、超音波を電気信号
に変換する受波器８６１〜８６８が配設された受波器ア
レイ８８と、受波器８６１〜８６８で変換された電気信
号を所定の受信データとして記憶する超音波受信手段９
０と、超音波受信手段９０に記憶された受信データに基
づき障害物の位置を算出する演算手段９２とを備えたも
のである。受波器８６１〜８６８の間隔ｄは、超音波の
波長をλとすると、ｄ＜λ／２となっている。
【０００４】超音波送信手段８４は、バースト波発生回
路である。超音波受信手段９０は、フィルタ回路９３１
〜９３８、増幅回路９４１〜９４８、Ａ／Ｄ変換回路９
５１〜９５８、メモリ９６１〜９６８等によって構成さ
れている。演算手段９２は、マイクロコンピュータであ
る。演算手段９２とメモリ９６１〜９６８とは、バス９
７によって接続されている。
路である。超音波受信手段９０は、フィルタ回路９３１
〜９３８、増幅回路９４１〜９４８、Ａ／Ｄ変換回路９
５１〜９５８、メモリ９６１〜９６８等によって構成さ
れている。演算手段９２は、マイクロコンピュータであ
る。演算手段９２とメモリ９６１〜９６８とは、バス９
７によって接続されている。
【０００５】送波器８２から送信された超音波は、図示
しない障害物で反射し、受波器８６１〜８６８に入射
し、アナログ信号に変換される。このアナログ信号は、
フィルタ回路９３１〜９３８でノイズ等が除去され、増
幅回路９４１〜９４８で増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路
９５１〜９５８でデジタル信号に変換される。このデジ
タル信号は、メモリ９６１〜９６８に受信データとして
格納される。演算手段９２では、送波器８２から送信し
てから受波器８６１〜８６８で受信するまでの時間に基
づき障害物までの距離を算出し、受波器８６１〜８６８
での受信の位相差に基づき障害物の方向を算出する。
しない障害物で反射し、受波器８６１〜８６８に入射
し、アナログ信号に変換される。このアナログ信号は、
フィルタ回路９３１〜９３８でノイズ等が除去され、増
幅回路９４１〜９４８で増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路
９５１〜９５８でデジタル信号に変換される。このデジ
タル信号は、メモリ９６１〜９６８に受信データとして
格納される。演算手段９２では、送波器８２から送信し
てから受波器８６１〜８６８で受信するまでの時間に基
づき障害物までの距離を算出し、受波器８６１〜８６８
での受信の位相差に基づき障害物の方向を算出する。
【０００６】図９は、演算手段９２のビームフォーミン
グ処理で作成される特性データの例を示すグラフであ
る。以下、図８及び図９に基づき説明する。ここで、図
８において、ｘ軸の正方向をヨー角０°、ｙ軸の正方向
をヨー角90°、ｙ軸の負方向をヨー角−90°とする
グ処理で作成される特性データの例を示すグラフであ
る。以下、図８及び図９に基づき説明する。ここで、図
８において、ｘ軸の正方向をヨー角０°、ｙ軸の正方向
をヨー角90°、ｙ軸の負方向をヨー角−90°とする
【０００７】図９において、横軸は超音波の入射角度で
あり、縦軸は超音波に対する受信感度である。（ａ）に
示す特性データ１００は、ヨー角60°から入射する超音
波に対してメインローブ１０１を有する。（ｂ）に示す
特性データ１０２は、ヨー角30°から入射する超音波に
対してメインローブ１０３を有する。（ｃ）に示す特性
データ１０４は、ヨー角０°から入射する超音波に対し
てメインローブ１０５を有する。破線で示す特性データ
１０６は、受波器８６１〜８６８の単体での指向性を示
している。メインローブ１０１，１０３，１０５はヨー
角に応じて特性データ１０６に沿って変化する。なお、
特性データ１００，１０２，１０４，１０６は、ヨー角
０°における受信強度が一致するように正規化してい
る。
あり、縦軸は超音波に対する受信感度である。（ａ）に
示す特性データ１００は、ヨー角60°から入射する超音
波に対してメインローブ１０１を有する。（ｂ）に示す
特性データ１０２は、ヨー角30°から入射する超音波に
対してメインローブ１０３を有する。（ｃ）に示す特性
データ１０４は、ヨー角０°から入射する超音波に対し
てメインローブ１０５を有する。破線で示す特性データ
１０６は、受波器８６１〜８６８の単体での指向性を示
している。メインローブ１０１，１０３，１０５はヨー
角に応じて特性データ１０６に沿って変化する。なお、
特性データ１００，１０２，１０４，１０６は、ヨー角
０°における受信強度が一致するように正規化してい
る。
【０００８】このような特性データを有する関数が、ビ
ームフォーミング処理において各方向に対して作成され
る。そして、メモリ９６１〜９６８に格納されている受
信データを各関数に入力することにより、各関数に対す
る合成信号出力を得る。この合成信号出力がピークを持
ち、そのレベルが予め決められた一定値よりも高けれ
ば、その関数の特性データのメインローブに対応するヨ
ー角が障害物の方向である。
ームフォーミング処理において各方向に対して作成され
る。そして、メモリ９６１〜９６８に格納されている受
信データを各関数に入力することにより、各関数に対す
る合成信号出力を得る。この合成信号出力がピークを持
ち、そのレベルが予め決められた一定値よりも高けれ
ば、その関数の特性データのメインローブに対応するヨ
ー角が障害物の方向である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】受波器８６１〜８６８
の間隔ｄは、前述したとおり、ｄ＜λ／２となってい
る。それは、ｄ≧λ／２とすると、次のような問題を生
じるからである。図１０は、ｄ＝λとした場合の、演算
手段９２のビームフォーミング処理で作成される特性デ
ータの例を示すグラフである。以下、図８及び図１０に
基づき説明する。ただし、図９と同一部分は同一符号を
付すことにより重複説明を省略する。
の間隔ｄは、前述したとおり、ｄ＜λ／２となってい
る。それは、ｄ≧λ／２とすると、次のような問題を生
じるからである。図１０は、ｄ＝λとした場合の、演算
手段９２のビームフォーミング処理で作成される特性デ
ータの例を示すグラフである。以下、図８及び図１０に
基づき説明する。ただし、図９と同一部分は同一符号を
付すことにより重複説明を省略する。
【００１０】（ａ）に示す特性データ１０８は、ヨー角
60°から入射する超音波に対してメインローブ１０１を
有するとともに、ヨー角−30°から入射する超音波に対
してグレーティングローブ１０９を有する。（ｂ）に示
す特性データ１１０は、ヨー角30°から入射する超音波
に対してメインローブ１０３を有するとともに、ヨー角
−60°から入射する超音波に対してグレーティングロー
ブ１１１を有する。（ｃ）に示す特性データ１１２は、
ヨー角０°から入射する超音波に対してメインローブ１
０５を有するとともに、ヨー角±85°から入射する超音
波に対してグレーティングローブ１１３，１１４を有す
る。グレーティングローブ１１３，１１４は小さいので
特に問題はない。グレーティングローブ１０９，１１１
は、メインローブ１０８，１１０に匹敵する程度に大き
い。これは、例えば（ｂ）で説明すると、ヨー角30°か
ら入射する超音波を検出しようとすると、ヨー角−60°
から入射する超音波も検出してしまうことになる。した
がって、障害物の検出精度が大きく低下する。
60°から入射する超音波に対してメインローブ１０１を
有するとともに、ヨー角−30°から入射する超音波に対
してグレーティングローブ１０９を有する。（ｂ）に示
す特性データ１１０は、ヨー角30°から入射する超音波
に対してメインローブ１０３を有するとともに、ヨー角
−60°から入射する超音波に対してグレーティングロー
ブ１１１を有する。（ｃ）に示す特性データ１１２は、
ヨー角０°から入射する超音波に対してメインローブ１
０５を有するとともに、ヨー角±85°から入射する超音
波に対してグレーティングローブ１１３，１１４を有す
る。グレーティングローブ１１３，１１４は小さいので
特に問題はない。グレーティングローブ１０９，１１１
は、メインローブ１０８，１１０に匹敵する程度に大き
い。これは、例えば（ｂ）で説明すると、ヨー角30°か
ら入射する超音波を検出しようとすると、ヨー角−60°
から入射する超音波も検出してしまうことになる。した
がって、障害物の検出精度が大きく低下する。
【００１１】一方、受波器８６１〜８６８の間隔ｄは、
次の理由から、できるだけ大きいことすなわちｄ≧λ／
２とすることが望まれている。
次の理由から、できるだけ大きいことすなわちｄ≧λ／
２とすることが望まれている。
【００１２】．特に空中では、超音波の波長λが極め
て短い。そのため、間隔ｄも極めて小さくする必要があ
る。したがって、受波器８６１〜８６８は、小型で高感
度のものとしなければならない。ところが、このような
条件を満たす受波器８６１〜８６８を開発することは、
現在の技術ではたいへん難しいためコスト高となる。
て短い。そのため、間隔ｄも極めて小さくする必要があ
る。したがって、受波器８６１〜８６８は、小型で高感
度のものとしなければならない。ところが、このような
条件を満たす受波器８６１〜８６８を開発することは、
現在の技術ではたいへん難しいためコスト高となる。
【００１３】．受波器８６１から受波器８６８までの
長さを、受波器アレイ８８の開口長という。高い分解能
で障害物を検出するには、開口長を大きくすることによ
り、受信感度のメインローブのビーム幅を狭くする必要
がある。ところが、開口長を大きくすると、ｄ＜λ／２
であるから受波器８６１，…の個数を増やす必要が生じ
る。これは、受波器８６１，…のみならず超音波受信手
段９０のフィルタ回路９３１，…等の増加も伴うので、
装置の大型化及び高コスト化を招く。
長さを、受波器アレイ８８の開口長という。高い分解能
で障害物を検出するには、開口長を大きくすることによ
り、受信感度のメインローブのビーム幅を狭くする必要
がある。ところが、開口長を大きくすると、ｄ＜λ／２
であるから受波器８６１，…の個数を増やす必要が生じ
る。これは、受波器８６１，…のみならず超音波受信手
段９０のフィルタ回路９３１，…等の増加も伴うので、
装置の大型化及び高コスト化を招く。
【００１４】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、受波器８６１
〜８６８の間隔ｄをｄ≧λ／２とできる障害物検出装置
を提供することにある。
〜８６８の間隔ｄをｄ≧λ／２とできる障害物検出装置
を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の障害物検
出装置は、電気信号を超音波に変換して互いに異なる測
定領域へ送信する複数の送波器と、これらの送波器から
超音波を異なる時間に送信させる超音波送信手段と、超
音波を電気信号に変換する受波器が複数配設された受波
器アレイと、前記各受波器で変換された電気信号を所定
の受信データとして記憶する超音波受信手段と、この超
音波受信手段に記憶された受信データに基づき障害物の
位置を算出する演算手段とを備えたものである。
出装置は、電気信号を超音波に変換して互いに異なる測
定領域へ送信する複数の送波器と、これらの送波器から
超音波を異なる時間に送信させる超音波送信手段と、超
音波を電気信号に変換する受波器が複数配設された受波
器アレイと、前記各受波器で変換された電気信号を所定
の受信データとして記憶する超音波受信手段と、この超
音波受信手段に記憶された受信データに基づき障害物の
位置を算出する演算手段とを備えたものである。
【００１６】請求項２記載の障害物検出装置は、電気信
号を超音波に変換する送波器と、この送波器を回動させ
る送波器回動手段と、この送波器回動手段を介して前記
送波器を回動させ異なる測定領域へ超音波を送信させる
超音波送信手段と、超音波を電気信号に変換する受波器
が複数配設された受波器アレイと、前記各受波器で変換
された電気信号を所定の受信データとして記憶する超音
波受信手段と、この超音波受信手段に記憶された受信デ
ータに基づき障害物の位置を算出する演算手段とを備え
たものである。
号を超音波に変換する送波器と、この送波器を回動させ
る送波器回動手段と、この送波器回動手段を介して前記
送波器を回動させ異なる測定領域へ超音波を送信させる
超音波送信手段と、超音波を電気信号に変換する受波器
が複数配設された受波器アレイと、前記各受波器で変換
された電気信号を所定の受信データとして記憶する超音
波受信手段と、この超音波受信手段に記憶された受信デ
ータに基づき障害物の位置を算出する演算手段とを備え
たものである。
【００１７】請求項３記載の障害物検出装置は、請求項
１又は２記載の障害物検出装置において、前記送波器の
代わりに、当該送波器が複数配設された送波器アレイと
したものである。
１又は２記載の障害物検出装置において、前記送波器の
代わりに、当該送波器が複数配設された送波器アレイと
したものである。
【００１８】請求項４記載の障害物検出装置は、電気信
号を超音波に変換する送波器と、この送波器から超音波
を送信させる超音波送信手段と、超音波を電気信号に変
換する受波器が複数配設されるとともに互いに異なる測
定領域を有する複数の受波器アレイと、前記各受波器で
変換された電気信号を所定の受信データとして記憶する
超音波受信手段と、この超音波受信手段に記憶された受
信データに基づき障害物の位置を算出する演算手段とを
備えたものである。
号を超音波に変換する送波器と、この送波器から超音波
を送信させる超音波送信手段と、超音波を電気信号に変
換する受波器が複数配設されるとともに互いに異なる測
定領域を有する複数の受波器アレイと、前記各受波器で
変換された電気信号を所定の受信データとして記憶する
超音波受信手段と、この超音波受信手段に記憶された受
信データに基づき障害物の位置を算出する演算手段とを
備えたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る障害物検出
装置の第一実施形態を示すブロック図である。図２は、
図１の障害物検出装置における送波器の測定領域を示す
概略平面図である。以下、これらの図面に基づき説明す
る。ただし、図８と同一部分は同一符号を付して重複説
明を省略する。
装置の第一実施形態を示すブロック図である。図２は、
図１の障害物検出装置における送波器の測定領域を示す
概略平面図である。以下、これらの図面に基づき説明す
る。ただし、図８と同一部分は同一符号を付して重複説
明を省略する。
【００２０】本発明に係る障害物検出装置１０は、電気
信号を超音波に変換して互いに異なる測定領域１２ａ，
１４ａ（図２）へ送信する送波器１２，１４と、送波器
１２，１４から超音波を異なる時間に送信させる超音波
送信手段１６と、超音波を電気信号に変換する受波器８
６１〜８６８が配設された受波器アレイ１８と、受波器
８６１〜８６８で変換された電気信号を所定の受信デー
タとして記憶する超音波受信手段９０と、超音波受信手
段９０に記憶された受信データに基づき障害物の位置を
算出する演算手段２０とを備えている。受波器８６１〜
８６８の間隔ｄは、超音波の波長をλとすると、ｄ≧λ
／２となっている。
信号を超音波に変換して互いに異なる測定領域１２ａ，
１４ａ（図２）へ送信する送波器１２，１４と、送波器
１２，１４から超音波を異なる時間に送信させる超音波
送信手段１６と、超音波を電気信号に変換する受波器８
６１〜８６８が配設された受波器アレイ１８と、受波器
８６１〜８６８で変換された電気信号を所定の受信デー
タとして記憶する超音波受信手段９０と、超音波受信手
段９０に記憶された受信データに基づき障害物の位置を
算出する演算手段２０とを備えている。受波器８６１〜
８６８の間隔ｄは、超音波の波長をλとすると、ｄ≧λ
／２となっている。
【００２１】送波器１２の軸を測定領域１２ａへ向け、
送波器１４の軸を測定領域１４ａへ向けることにより、
送波器１２，１４に対して異なる測定領域１２ａ，１４
ａを付与している。超音波送信手段１６は、例えば、送
波器１２，１４に対応する二つのバースト波発生回路か
らなる。演算手段２０は、例えばマイクロコンピュー
タ、ＤＳＰ等である。図１及び図２において、ｘ軸の正
方向をヨー角０°、ｙ軸の正方向をヨー角90°、ｙ軸の
負方向をヨー角−90°とする。測定領域１２ａはおおよ
そヨー角０〜90°、測定領域１４ａはおおよそヨー角０
〜−90°である。
送波器１４の軸を測定領域１４ａへ向けることにより、
送波器１２，１４に対して異なる測定領域１２ａ，１４
ａを付与している。超音波送信手段１６は、例えば、送
波器１２，１４に対応する二つのバースト波発生回路か
らなる。演算手段２０は、例えばマイクロコンピュー
タ、ＤＳＰ等である。図１及び図２において、ｘ軸の正
方向をヨー角０°、ｙ軸の正方向をヨー角90°、ｙ軸の
負方向をヨー角−90°とする。測定領域１２ａはおおよ
そヨー角０〜90°、測定領域１４ａはおおよそヨー角０
〜−90°である。
【００２２】次に、障害物検出装置１０の動作の一例を
説明する。
説明する。
【００２３】まず、演算手段２０は、送波器１２から超
音波を発生させるための信号を、超音波送信手段１６へ
出力する。送波器１２から発生した超音波は、測定領域
１２ａへ向けて送信され、図示しない障害物で反射して
受波器８６１〜８６８に入射する。受波器８６１〜８６
８に入射した超音波は、電気信号に変換され受信データ
としてメモリ９６１〜９６８に格納される。続いて、受
信データに基づき、演算手段２０で測定領域１２ａにお
ける障害物の位置が算出される。例えば、送波器１２か
ら送信してから受波器８６１〜８６８で受信するまでの
時間に基づき障害物までの距離が算出され、受波器８６
１〜８６８での受信の位相差に基づき障害物の方向が算
出される。次に、演算手段２０は、送波器１４から超音
波を発生させるための信号を、超音波送信手段１６へ出
力する。以下、同様にして、測定領域１４ａにおける障
害物の位置が算出される。
音波を発生させるための信号を、超音波送信手段１６へ
出力する。送波器１２から発生した超音波は、測定領域
１２ａへ向けて送信され、図示しない障害物で反射して
受波器８６１〜８６８に入射する。受波器８６１〜８６
８に入射した超音波は、電気信号に変換され受信データ
としてメモリ９６１〜９６８に格納される。続いて、受
信データに基づき、演算手段２０で測定領域１２ａにお
ける障害物の位置が算出される。例えば、送波器１２か
ら送信してから受波器８６１〜８６８で受信するまでの
時間に基づき障害物までの距離が算出され、受波器８６
１〜８６８での受信の位相差に基づき障害物の方向が算
出される。次に、演算手段２０は、送波器１４から超音
波を発生させるための信号を、超音波送信手段１６へ出
力する。以下、同様にして、測定領域１４ａにおける障
害物の位置が算出される。
【００２４】図３は、ｄ＝λとした場合の、演算手段２
０のビームフォーミング処理で作成される特性データの
例を示すグラフである。以下、図１乃至図３に基づき説
明する。ただし、図１０と同一部分は同一符号を付すこ
とにより重複説明を省略する。
０のビームフォーミング処理で作成される特性データの
例を示すグラフである。以下、図１乃至図３に基づき説
明する。ただし、図１０と同一部分は同一符号を付すこ
とにより重複説明を省略する。
【００２５】特性データ１０８，１１０，１１２は、図
１０に示すものと同一形状であり、メインローブ１０
１，…とともにグレーティングローブ１０９，…を有す
る。（ａ），（ｂ），（ｃ）には、それぞれ送波器１２
の指向性１２ｂが書き加えられている。指向性１２ｂの
範囲は測定領域１２ａとほぼ等しい。指向性１２ｂの範
囲内では、メインローブ１０１，…のみが存在し、グレ
ーティングローブ１０９，…は存在しない。例えば
（ｂ）で説明すると、ヨー角30°から入射する超音波を
検出しようとして、ヨー角−60°から入射する超音波を
検出したとする。このときヨー角−60°から入射する超
音波は、指向性１２ｂの範囲外であるので、虚像である
と容易に判断できる。送波器１４についても、同様に虚
像を容易に判断できる。したがって、ｄ＝λとしても障
害物を正確に検出できる。
１０に示すものと同一形状であり、メインローブ１０
１，…とともにグレーティングローブ１０９，…を有す
る。（ａ），（ｂ），（ｃ）には、それぞれ送波器１２
の指向性１２ｂが書き加えられている。指向性１２ｂの
範囲は測定領域１２ａとほぼ等しい。指向性１２ｂの範
囲内では、メインローブ１０１，…のみが存在し、グレ
ーティングローブ１０９，…は存在しない。例えば
（ｂ）で説明すると、ヨー角30°から入射する超音波を
検出しようとして、ヨー角−60°から入射する超音波を
検出したとする。このときヨー角−60°から入射する超
音波は、指向性１２ｂの範囲外であるので、虚像である
と容易に判断できる。送波器１４についても、同様に虚
像を容易に判断できる。したがって、ｄ＝λとしても障
害物を正確に検出できる。
【００２６】本実施形態では、ｄ＝λとしたことによ
り、グレーティングローブ１０９，…がメインローブ１
０１，…から約90°離れて生ずるので、測定領域１２
ａ，１２ｂを二つとしている。ｄ＞λとしたことによ
り、グレーティングローブがメインローブから90°以内
に生ずる場合には、それに応じて測定領域を増やせばよ
い。
り、グレーティングローブ１０９，…がメインローブ１
０１，…から約90°離れて生ずるので、測定領域１２
ａ，１２ｂを二つとしている。ｄ＞λとしたことによ
り、グレーティングローブがメインローブから90°以内
に生ずる場合には、それに応じて測定領域を増やせばよ
い。
【００２７】図４は、本発明に係る障害物検出装置の第
二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に
基づき説明する。ただし、図１と同一部分は同一符号を
付して重複説明を省略する。
二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に
基づき説明する。ただし、図１と同一部分は同一符号を
付して重複説明を省略する。
【００２８】本発明に係る障害物検出装置３０は、電気
信号を超音波に変換する送波器３２と、送波器３２を回
動させる送波器回動手段３４と、送波器回動手段３４を
介して送波器３２を回動させ測定領域１２ａ，１４ａ
（図２）へ超音波を送信させる超音波送信手段３６と、
超音波を電気信号に変換する受波器８６１〜８６８が複
数配設された受波器アレイ１８と、受波器８６１〜８６
８で変換された電気信号を所定の受信データとして記憶
する超音波受信手段９０と、超音波受信手段９０に記憶
された受信データに基づき障害物の位置を算出する演算
手段２０とを備えている。
信号を超音波に変換する送波器３２と、送波器３２を回
動させる送波器回動手段３４と、送波器回動手段３４を
介して送波器３２を回動させ測定領域１２ａ，１４ａ
（図２）へ超音波を送信させる超音波送信手段３６と、
超音波を電気信号に変換する受波器８６１〜８６８が複
数配設された受波器アレイ１８と、受波器８６１〜８６
８で変換された電気信号を所定の受信データとして記憶
する超音波受信手段９０と、超音波受信手段９０に記憶
された受信データに基づき障害物の位置を算出する演算
手段２０とを備えている。
【００２９】送波器回動手段３４は、送波器３２をヨー
角方向に回動させる、例えば回転雲台である。超音波送
信手段３６は、例えば、送波器３２のバースト波発生回
路と、回転雲台の駆動回路とからなる。本実施形態は、
送波器回動手段３４を介して送波器３２を回動させ、測
定領域１２ａ，１４ａ（図２）へ超音波を送信させる点
が、第一実施形態と異なる。つまり、送波器３２の軸を
測定領域１２ａへ向けて超音波を送信し、続いて送波器
３２の軸を測定領域１４ａへ向けて超音波を送信する。
したがって、本実施形態も第一実施形態と同様の作用・
効果を奏する。
角方向に回動させる、例えば回転雲台である。超音波送
信手段３６は、例えば、送波器３２のバースト波発生回
路と、回転雲台の駆動回路とからなる。本実施形態は、
送波器回動手段３４を介して送波器３２を回動させ、測
定領域１２ａ，１４ａ（図２）へ超音波を送信させる点
が、第一実施形態と異なる。つまり、送波器３２の軸を
測定領域１２ａへ向けて超音波を送信し、続いて送波器
３２の軸を測定領域１４ａへ向けて超音波を送信する。
したがって、本実施形態も第一実施形態と同様の作用・
効果を奏する。
【００３０】図５は、本発明に係る障害物検出装置の第
三実施形態を示すブロック図である。図６は、図５の障
害物検出装置における送波器の測定領域を示す概略図で
ある。以下、これらの図面に基づき説明する。ただし、
図１と同一部分は同一符号を付して重複説明を省略す
る。
三実施形態を示すブロック図である。図６は、図５の障
害物検出装置における送波器の測定領域を示す概略図で
ある。以下、これらの図面に基づき説明する。ただし、
図１と同一部分は同一符号を付して重複説明を省略す
る。
【００３１】本発明に係る障害物検出装置４０は、電気
信号を超音波に変換する送波器４２１〜４２５，４４１
〜４４５が配設されるとともに互いに異なる測定領域４
２ａ，４４ａ（図６）へ超音波を送信する送波器アレイ
４２，４４と、送波器アレイ４２，４４から超音波を異
なる時間に送信させる超音波送信手段４６と、超音波を
電気信号に変換する受波器８６１〜８６８が配設された
受波器アレイ１８と、受波器８６１〜８６８で変換され
た電気信号を所定の受信データとして記憶する超音波受
信手段９０と、超音波受信手段９０に記憶された受信デ
ータに基づき障害物の位置を算出する演算手段４８とを
備えている。受波器８６１〜８６８の間隔ｄは、超音波
の波長をλとすると、ｄ≧λ／２となっている。
信号を超音波に変換する送波器４２１〜４２５，４４１
〜４４５が配設されるとともに互いに異なる測定領域４
２ａ，４４ａ（図６）へ超音波を送信する送波器アレイ
４２，４４と、送波器アレイ４２，４４から超音波を異
なる時間に送信させる超音波送信手段４６と、超音波を
電気信号に変換する受波器８６１〜８６８が配設された
受波器アレイ１８と、受波器８６１〜８６８で変換され
た電気信号を所定の受信データとして記憶する超音波受
信手段９０と、超音波受信手段９０に記憶された受信デ
ータに基づき障害物の位置を算出する演算手段４８とを
備えている。受波器８６１〜８６８の間隔ｄは、超音波
の波長をλとすると、ｄ≧λ／２となっている。
【００３２】送波器アレイ４２の軸を測定領域４２ａへ
向け、送波器アレイ４４の軸を測定領域４４ａへ向ける
ことにより、送波器アレイ４２，４４に対して異なる測
定領域４２ａ，４４ａを付与している。超音波送信手段
４６は、例えば、送波器アレイ４２，４４に対応する二
つのバースト波発生回路４６１，４６２からなる。演算
手段４８は、例えばマイクロコンピュータ、ＤＳＰ等で
ある。
向け、送波器アレイ４４の軸を測定領域４４ａへ向ける
ことにより、送波器アレイ４２，４４に対して異なる測
定領域４２ａ，４４ａを付与している。超音波送信手段
４６は、例えば、送波器アレイ４２，４４に対応する二
つのバースト波発生回路４６１，４６２からなる。演算
手段４８は、例えばマイクロコンピュータ、ＤＳＰ等で
ある。
【００３３】図５及び図６において、ｘ軸の正方向をヨ
ー角０°、ｙ軸の正方向をヨー角90°、ｙ軸の負方向を
ヨー角−90°、ｘ軸の正方向をピッチ角０°、ｚ軸の正
方向をピッチ角90°、ｚ軸の負方向をピッチ角−90°と
する。測定領域４２ａはおおよそヨー角０〜90°、測定
領域４４ａはおおよそヨー角０〜−90°である。送波器
アレイ４２，４４は、それぞれ測定領域４２ａ，４４ａ
として示す扇形の超音波ビームを送信する。これらの超
音波ビームは、送波ファンビームと呼ばれ、送波器４２
１〜４２８，４４１〜４４８に加えるバースト波の位相
制御により、矢印４２ｕ，４２ｄ，４４ｕ，４４ｄに示
す方向に自在に移動する。したがって、測定領域４２
ａ，４４ａは、おおよそピッチ角−90°〜90の範囲で振
ることができる。
ー角０°、ｙ軸の正方向をヨー角90°、ｙ軸の負方向を
ヨー角−90°、ｘ軸の正方向をピッチ角０°、ｚ軸の正
方向をピッチ角90°、ｚ軸の負方向をピッチ角−90°と
する。測定領域４２ａはおおよそヨー角０〜90°、測定
領域４４ａはおおよそヨー角０〜−90°である。送波器
アレイ４２，４４は、それぞれ測定領域４２ａ，４４ａ
として示す扇形の超音波ビームを送信する。これらの超
音波ビームは、送波ファンビームと呼ばれ、送波器４２
１〜４２８，４４１〜４４８に加えるバースト波の位相
制御により、矢印４２ｕ，４２ｄ，４４ｕ，４４ｄに示
す方向に自在に移動する。したがって、測定領域４２
ａ，４４ａは、おおよそピッチ角−90°〜90の範囲で振
ることができる。
【００３４】自動車等の移動体において、障害物を検出
すべき領域を円錐状とすると、車高よりも高い障害とな
らない物、例えばトンネルの天井、街灯等のエコーを拾
ってしまう。また、このようなエコーを拾わないように
超音波のビーム幅を絞ってしまうと、左右方向の情報が
少なくなるため、カーブを曲がろうとする場合等に支障
が生ずる。したがって、障害物を検出すべき領域は、移
動体から見てヨー方向に広くなる（すなわち上下方向が
狭く左右方向が広い）楕円錐状とすることが好ましい。
本実施形態の障害物検出装置４０は、このような楕円錐
状の送波ファンビームを容易に送信できるので、自動車
用として好適である。
すべき領域を円錐状とすると、車高よりも高い障害とな
らない物、例えばトンネルの天井、街灯等のエコーを拾
ってしまう。また、このようなエコーを拾わないように
超音波のビーム幅を絞ってしまうと、左右方向の情報が
少なくなるため、カーブを曲がろうとする場合等に支障
が生ずる。したがって、障害物を検出すべき領域は、移
動体から見てヨー方向に広くなる（すなわち上下方向が
狭く左右方向が広い）楕円錐状とすることが好ましい。
本実施形態の障害物検出装置４０は、このような楕円錐
状の送波ファンビームを容易に送信できるので、自動車
用として好適である。
【００３５】本実施形態は、図１の第一実施形態におけ
る送波器１２，１４を送波器アレイ４２，４４に置き換
えたものである。もちろん、図４の第二実施形態におけ
る送波器３２を送波器アレイ４２に置き換えてもよい。
る送波器１２，１４を送波器アレイ４２，４４に置き換
えたものである。もちろん、図４の第二実施形態におけ
る送波器３２を送波器アレイ４２に置き換えてもよい。
【００３６】図７は、本発明に係る障害物検出装置の第
四実施形態を示すブロック図である。以下、これらの図
面に基づき説明する。ただし、図１及び図８と同一部分
は同一符号を付して重複説明を省略する。
四実施形態を示すブロック図である。以下、これらの図
面に基づき説明する。ただし、図１及び図８と同一部分
は同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３７】本発明に係る障害物検出装置５０は、電気
信号を超音波に変換する送波器８２と、送波器８２から
超音波を送信させる超音波送信手段８４と、超音波を電
気信号に変換する受波器５１１〜５１８，５２１〜５２
８が配設されるとともに互いに異なる測定領域１２ａ，
１４ａ（図２）を有する受波器アレイ５１，５２と、受
波器５１１〜５１８，５２１〜５２８で変換された電気
信号を所定の受信データとして記憶する超音波受信手段
９０１，９０２と、超音波受信手段９０１，９０２に記
憶された受信データに基づき障害物の位置を算出する演
算手段５４とを備えている。受波器５１１〜５１８，５
２１〜５２８の間隔ｄは、超音波の波長をλとすると、
ｄ≧λ／２となっている。
信号を超音波に変換する送波器８２と、送波器８２から
超音波を送信させる超音波送信手段８４と、超音波を電
気信号に変換する受波器５１１〜５１８，５２１〜５２
８が配設されるとともに互いに異なる測定領域１２ａ，
１４ａ（図２）を有する受波器アレイ５１，５２と、受
波器５１１〜５１８，５２１〜５２８で変換された電気
信号を所定の受信データとして記憶する超音波受信手段
９０１，９０２と、超音波受信手段９０１，９０２に記
憶された受信データに基づき障害物の位置を算出する演
算手段５４とを備えている。受波器５１１〜５１８，５
２１〜５２８の間隔ｄは、超音波の波長をλとすると、
ｄ≧λ／２となっている。
【００３８】受波器アレイ５１の軸を測定領域１２ａへ
向け、受波器アレイ５２の軸を測定領域１４ａへ向ける
ことにより、受波器アレイ５１，５２に対して異なる測
定領域１２ａ，１４ａを付与している。超音波受信手段
９０１，９０２は、図１の超音波受信手段９０と同じ構
成である。演算手段５４は、例えばマイクロコンピュー
タ、ＤＳＰ等である。
向け、受波器アレイ５２の軸を測定領域１４ａへ向ける
ことにより、受波器アレイ５１，５２に対して異なる測
定領域１２ａ，１４ａを付与している。超音波受信手段
９０１，９０２は、図１の超音波受信手段９０と同じ構
成である。演算手段５４は、例えばマイクロコンピュー
タ、ＤＳＰ等である。
【００３９】
【発明の効果】請求項１記載の障害物検出装置によれ
ば、複数の送波器を設け、これらの送波器から異なる測
定領域及び時間に超音波を送信することにより、測定領
域外の虚像を容易に排除できる。請求項２記載の障害物
検出装置によれば、送波器を回動させる送波器回動手段
を設け、送波器から異なる測定領域及び時間に超音波を
送信することにより、測定領域外の虚像を容易に排除で
きる。請求項４記載の障害物検出装置によれば、異なる
測定領域を有する複数の受波器アレイを設けたことによ
り、測定領域外の虚像を容易に排除できる。
ば、複数の送波器を設け、これらの送波器から異なる測
定領域及び時間に超音波を送信することにより、測定領
域外の虚像を容易に排除できる。請求項２記載の障害物
検出装置によれば、送波器を回動させる送波器回動手段
を設け、送波器から異なる測定領域及び時間に超音波を
送信することにより、測定領域外の虚像を容易に排除で
きる。請求項４記載の障害物検出装置によれば、異なる
測定領域を有する複数の受波器アレイを設けたことによ
り、測定領域外の虚像を容易に排除できる。
【００４０】そのため、本発明に係る障害物検出装置に
よれば、検出精度を落とすことなく受波器の間隔を大き
くできる。したがって、受波器の小型化を図る必要がな
くなるので、既存の受波器を使用できる。また、受波器
の増加を伴わずに受波器アレイの開口長を大きくできる
ので、信号処理回路等の増加を伴わずに分解能を向上で
きる。
よれば、検出精度を落とすことなく受波器の間隔を大き
くできる。したがって、受波器の小型化を図る必要がな
くなるので、既存の受波器を使用できる。また、受波器
の増加を伴わずに受波器アレイの開口長を大きくできる
ので、信号処理回路等の増加を伴わずに分解能を向上で
きる。
【００４１】請求項３記載の障害物検出装置によれば、
送波器をアレイ化したことにより、測定領域を上下方向
が狭く左右方向が広い楕円錐状にできるので、自動車等
に好適に用いることができる。
送波器をアレイ化したことにより、測定領域を上下方向
が狭く左右方向が広い楕円錐状にできるので、自動車等
に好適に用いることができる。
【図１】本発明に係る障害物検出装置の第一実施形態を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】図１の障害物検出装置における送波器の測定領
域を示す概略平面図である。
域を示す概略平面図である。
【図３】図１の障害物検出装置における、演算手段のビ
ームフォーミング処理で作成される特性データの例を示
すグラフである。
ームフォーミング処理で作成される特性データの例を示
すグラフである。
【図４】本発明に係る障害物検出装置の第二実施形態を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】本発明に係る障害物検出装置の第三実施形態を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図６】図５の障害物検出装置における送波器の測定領
域を示す概略図であり、図６（イ）は正面図、図６
（ロ）は平面図である。
域を示す概略図であり、図６（イ）は正面図、図６
（ロ）は平面図である。
【図７】本発明に係る障害物検出装置の第四実施形態を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図８】従来の障害物検出装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図９】図８の障害物検出装置における、演算手段のビ
ームフォーミング処理で作成される特性データの例を示
すグラフである。
ームフォーミング処理で作成される特性データの例を示
すグラフである。
【図１０】従来の障害物検出装置における、演算手段の
ビームフォーミング処理で作成される特性データの例を
示すグラフである。
ビームフォーミング処理で作成される特性データの例を
示すグラフである。
１０，３０，４０，５０ 障害物検出装置 １２，１４，３２，８２，４２１〜４２５，４４１〜４
４５ 送波器 １２ａ，１４ａ，４２ａ，４４ａ 測定領域 １６，３６，４６，８４ 超音波送信手段 １８，５１，５２ 受波器アレイ ２０，４８，５４ 演算手段 ３４ 送波器回動手段 ４２，４４ 送波器アレイ ５１１〜５１８，５２１〜５２８，８６１〜８６８ 受
波器 ９０，９０１，９０２ 超音波受信手段 ｄ 受波器の間隔
４５ 送波器 １２ａ，１４ａ，４２ａ，４４ａ 測定領域 １６，３６，４６，８４ 超音波送信手段 １８，５１，５２ 受波器アレイ ２０，４８，５４ 演算手段 ３４ 送波器回動手段 ４２，４４ 送波器アレイ ５１１〜５１８，５２１〜５２８，８６１〜８６８ 受
波器 ９０，９０１，９０２ 超音波受信手段 ｄ 受波器の間隔
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０１Ｓ 15/93
Claims (4)
- 【請求項１】 電気信号を超音波に変換して互いに異な
る測定領域へ送信する複数の送波器と、これらの送波器
から超音波を異なる時間に送信させる超音波送信手段
と、超音波を電気信号に変換する受波器が複数配設され
た受波器アレイと、前記各受波器で変換された電気信号
を所定の受信データとして記憶する超音波受信手段と、
この超音波受信手段に記憶された受信データに基づき障
害物の位置を算出する演算手段とを備えた障害物検出装
置。 - 【請求項２】 電気信号を超音波に変換する送波器と、
この送波器を回動させる送波器回動手段と、この送波器
回動手段を介して前記送波器を回動させ異なる測定領域
へ超音波を送信させる超音波送信手段と、超音波を電気
信号に変換する受波器が複数配設された受波器アレイ
と、前記各受波器で変換された電気信号を所定の受信デ
ータとして記憶する超音波受信手段と、この超音波受信
手段に記憶された受信データに基づき障害物の位置を算
出する演算手段とを備えた障害物検出装置。 - 【請求項３】 前記送波器の代わりに、当該送波器が複
数配設された送波器アレイとした請求項１又は２記載の
障害物検出装置。 - 【請求項４】 電気信号を超音波に変換する送波器と、
この送波器から超音波を送信させる超音波送信手段と、
超音波を電気信号に変換する受波器が複数配設されると
ともに互いに異なる測定領域を有する複数の受波器アレ
イと、前記各受波器で変換された電気信号を所定の受信
データとして記憶する超音波受信手段と、この超音波受
信手段に記憶された受信データに基づき障害物の位置を
算出する演算手段とを備えた障害物検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7323804A JPH09145839A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 障害物検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7323804A JPH09145839A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 障害物検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145839A true JPH09145839A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=18158801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7323804A Pending JPH09145839A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 障害物検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09145839A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1020034A (ja) * | 1996-07-02 | 1998-01-23 | Hitachi Ltd | 安全運転支援システム及び安全運転支援方法 |
| JP2007127455A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Nippon Soken Inc | 物体位置検出装置 |
| JP2007127503A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Nippon Soken Inc | 物体位置検出装置 |
| DE102010027972A1 (de) * | 2010-04-20 | 2011-10-20 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zur Bestimmung der Entfernung und der Richtung zu einem Objekt |
| JP2012185029A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Fujitsu Ten Ltd | レーダ装置 |
| JP2014178320A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Navico Holding As | ソナートランスデューサ組立体 |
| JP2020134422A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 日本特殊陶業株式会社 | 超音波装置、および、物体検出装置 |
-
1995
- 1995-11-17 JP JP7323804A patent/JPH09145839A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1020034A (ja) * | 1996-07-02 | 1998-01-23 | Hitachi Ltd | 安全運転支援システム及び安全運転支援方法 |
| JP2007127455A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Nippon Soken Inc | 物体位置検出装置 |
| JP2007127503A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Nippon Soken Inc | 物体位置検出装置 |
| DE102010027972A1 (de) * | 2010-04-20 | 2011-10-20 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zur Bestimmung der Entfernung und der Richtung zu einem Objekt |
| US9274223B2 (en) | 2010-04-20 | 2016-03-01 | Robert Bosch Gmbh | System for determining the distance from and the direction to an object |
| JP2012185029A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Fujitsu Ten Ltd | レーダ装置 |
| US9128174B2 (en) | 2011-03-04 | 2015-09-08 | Fujitsu Ten Limited | Radar apparatus |
| JP2014178320A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Navico Holding As | ソナートランスデューサ組立体 |
| JP2020134422A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 日本特殊陶業株式会社 | 超音波装置、および、物体検出装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021210 |