JPS58154683A - 障害物検出装置 - Google Patents

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】 本発明は超音波を利用して障害物を検出する障害物検出
装置に関するものである。

従来、この種の装置においては、超音波送波器から発射
した超音波パルスにより障害物にて反射した超音波反射
波を超音波受波器にて受信し、受信回路にて受信パルス
を発生させるとともに、前記超音波パルスの発射タイミ
ングに応じて発生する障害物検出範囲の基準信号と前記
受信パルスとを比較して前記障害物検出範囲内に障害物
が存在するか否かを検出ｙるようにしたものがある。

しかしながら、そのような装置で障害物を検出゛する場
合、障害物が前記障害物検出範囲の境界骨（２） 近にあると、超音波の乱反射等により障害物検出に対し
てちらつきが生じてしまうという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、前記基準信号と受信
パルスの比較により障害物の存在を検出した時には、前
記基準信号をその対応する距離範囲を増大させるべく変
化させ、この時点から前記障害物の存在を検出しなくな
ると前記基準信号をもとの距離範囲に対応したものに復
帰させるようにすることによって、障害物がその検出距
離範囲の境界付近にあっても障害物に対するちらつきを
なくすことができる障害物検出装置を提供することを目
的とするものである。

以下本発明を添付図面に示す実施例について説明する。

本発明の一実施例の全体構成を示すブロック図を図示し
た！８１図において、１は超音波の搬送波および距離別
信号など全ての信号の基本となる基準発振信号ａを発生
する基準発振回路、２は基準発振回路１０基準発振信号
ａをクロック入力信号（３） として送信用搬送波パルス信号す、ｃ、ｄ、ｅ。

受信用センサ切換信号ｆ、ｇ、受信波形整形信号り、ｔ
、表示ゾーン選択信号ｊ、　　ｋ、　　ｚ、距離比較基
準信号ｍ、ｎ、ｐ、警報基準信号Ｔ、ｉを発生し、受信
判別回路９より障害物距離信号Ｑ、Ｒ。

Ｓを受け、距離比較基準信号ｍ、ｎ、ｐにヒステリシス
を発生させる基準パルス発生回路、３は送信用搬送波パ
ルス信号す、ｃ、ｄ、ｅを受けて送信センサ４−ａ、４
〜ｂ（超音波送波器）をドライブさせる送信ドライブ回
路、５−ａ、５−ｂは障害物よりの超音波反射波を受信
する超音波受波器としての受信センサ、６は受信センサ
５−ａ。

５−ｂよりの受信波を受信用センサ切換信号ｆ。

ｇにより選択する受信切換回路、７は受信切換回路６よ
りの受信波信号を受けて増巾、信号選択、検波、レベル
比較し受信パルスを発生する受信回路、８は受信回路７
よりの受信パルスと基準パルス発生回路２よりの表示ゾ
ーン選択信号ｊ；　ｋ。

ｌを受けて受信表示信号を発生するゲート回路、９はゲ
ート回路８よりの受信表示信号と基準パル（４） ス発生回路２よりの距離比較基準信号ｍ、ｎ、ｐを受け
て受信パルスによる障害物までの距離を判別し、障害物
ゾーンに表示出力を分ける受信判別回路（受信判別手段
）、１０は受信判別回路９よりの表示信号を受けて表示
する表示回路、１１は受信判別回路９よりの障害物距離
信号Ｑ、　Ｒ，Ｓを受けて聴覚による警告信号を発生し
警報する警報回路である。そして、表示回路１０、警報
回路１１にて報知手段を構成している。１２は本装置の
センサ４−ａ、　　４−ｂ、　　５−ａ、　　５−ｂを
除（回路部分、１３は自動車の後退時、リバースギヤー
と連動して動作する本装置全体の電源スィッチ、１４は
ヒユーズ、１５は自動車に搭載されているバッテリであ
る。

基準発振回路ｌの詳細電気結線を第２図に図示しである
。基準発振回路１は、基本発振周波数６４０　Ｋ　ＨＺ
であるセラミック振動子１ａ、コンデンサｌｂ、ｌｃ、
レジスタｌｄ、インバータ回路ｌｅ、ｉｆから構成され
ており、基準発振信号ａを発生する。

（５） 送信ドライブ回路３の詳細電気結線を第３図に図示しで
ある。送信ドライブ回路３は、電源端子３−１、トラン
ジスタで結線された５ＥＰＰドライブ回路２組から構成
されており、基準パルス発生回路２からの送信用の信号
す、ｃあるいはｄ。

ｅを受けて送信センサ４−ａあるいは４−ｂから超音波
パルスを発射させる。

受信切換回路６の詳細電気結線を第４図に図示しである
。この図において、６−１は電源端子、６−２は受信波
信号出力端子である。また端子６−３．６−４は受信セ
ンサ５−ａ、５−ｂにそれぞれ接続されている。そして
、基準パルス発生回路２からの切換信号ｆ、ｇにより受
信センサ５−ａ、５−ｂのいずれかで受信した信号を出
力端子６−２から出力するようにしている。

受信回路７の詳細電気結線を第５図に図示しである。受
信回路７は、増幅器７−ａ、帯域通過フィルタ？−ｂ、
検波器７−０ルベル判別器７−ｄ、Ｒ／Ｓフリップフロ
ップ回路７−ｆ１インバータ回路７−ｇから構成されて
おり、基準パルス（６） 発生回路２からの受信波形整形信号り、、ｉと入力端子
７−１にて入力した受信切換回路６からの出力信号によ
り受信パルスを発生する。

ゲート回路８の詳細電気結線を第６図に図示してる。ゲ
ート回路８は、２ゲートのアンド回路８−ａ、　　８−
ｂ、　　８−ｃ３組から構成サレテオリ、基準パルス発
生回路２からの表示ゾーン選択信号ｊ、に、ｎに応じて
入力端子８−１から入力した受信パルスを出力端子Ｅ１
２．８−３．８−４のいずれかから受信表示信号として
発生する。

受信判別回路９および表示回路１０の詳細電気結線を第
７図に図示しである。受信判別回路９は、Ｄ型フリップ
フロップ９−ａ〜９−４，３ゲートのノア回路９−ｊ、
　　９−に、　　９−１から構成されており、ゲート回
路８の出力端子８−２．８−３゜８−４と接続された入
力端子９−２．９−３．９−４のいずれかからの受信表
示信号を基準パルス発生回路２からの距離比較基準信号
ｍ、ｎ、ｐと比較し、それぞれの信号ｍ、ｎ、ｐに対応
する距離内に障害物があるか否かを判別する。表示回路
（７） １０はインバータ回路ｌ０−ａ〜１０−ｉ、　ランプ１
０　　ｊ、　１０−に、　１Ｏ−Ｉｔ、　１０−ｍ、　
１０−ｎ、　　１０−ｐ、　　１０−Ｑ、　　１０−Ｒ
，１０−８から構成されており、３分割した領域におけ
る障害物までの距離を表示する。

警報回路１１の詳細電気結線を第８図に図示しである。

警報回路１１はＪ−にフリップフロ・ノブ１１−ａ、１
１−ｂ、３ゲートのアンド回路１１−Ｃ，インバータ回
路１１−ｅ、）ランジスタで構成される５ＥＰＰ回路、
および警報を発するブザー１１−ｄから構成されており
、受信判別回路９からの障害物距離信号Ｑ、Ｒ，Ｓに応
じて警告を発生する。すなわち、基準パルス発生回路２
からブザー１１−ｄを鳴らす周波数の信号Ｔと、クロッ
ク信号ｉを入力しており、上記各回路の作動により第１
４図（１１、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）
に示すように、Ｑ、Ｒ，Ｓが全て１”の時ブザー１１−
ｄを鳴らさず、Ｑが“０″でＲ，Ｓが１″の時ブザー１
１−ｄをデユーティ１／４で鳴らせ、Ｑ。

Ｒが０”でＳが“１”の時ブザー１１−ｄをデ（８） ューティ１／２で鳴らせ、Ｑ、Ｒ，’ｓが“Ｏ”の時ブ
ザー１１−ｄを連続して鳴らせる。

基準パルス発生回路２の詳細電気結線を第９図に図示し
である。基準パルス発生回路２は、７ステージバイナリ
カウンタ２−ａ、１４ステージバイナリカウンタ２−ｂ
、２ゲートのアンド回路２−Ｃ〜２−ｊ、３ゲートのア
ンド回路２−に１インバ一タ回路２−ＩＲ／Ｓフリップ
フロップ２−ｍ、　　２−ｎ、　　２−ｐ、　　２−Ｑ
、　　２−Ｒ，Ｊ−にフリップフロップ２−ｓ、２−Ｔ
、オア回路２−Ｕ、２−Ｖ、２−Ｗから構成されており
、基準発振回路１からの基準発振信号ａに基づいて上記
した各部回路への信号を第１３図に示すように作り出し
、各部回路に送出する。なお、Ｒ／Ｓフリップフロップ
２−ｍ、　　２−ｎ、　　２−ｐ、　　２−Ｑ、　　２
−Ｒ，アンド回路２−に、　　２−ｈ、　　２−ｉにて
基準信号を発生する基準信号発生手段を構成し、オア回
路２７Ｕ、２−Ｖ、２−Ｗにて前記基準信号を変化させ
る変化手段を構成している。

本実施例において、送信センサ４−ａ、４−ｂ。

（９） 受信センサ５−ａ、５−ｂの自動車における取付状態を
第１０図に示す。１６はリアバンパーで、各センサは図
の如＜４　　ｂ、　　５−ｂ、　　４−ａ、　　５−ａ
の順に配列されてリヤバンパー１６に取付けられている
。

なお、各センサの指向特性は第１０図のような特性を示
す図示しないホーンで作り出されている。

そして、この指向特性は送信センサ４−ｂと受信センサ
５−ｂとの重なる部分（領域Ｂ）において障害物Ａが検
知でき、送信センサ４−ｂから障害物を経なくて受信セ
ンサ５−ｂに直接受信波が入らないような特性となって
いる。また、送信センサ４−ａと受信センサ５−ｂ、送
信センサ４−ａと受信センサ５−ａにおいても上記と同
様に領域Ｃ，Ｄ内の障°害物を直接波に関係なく検出で
きるような指向特性となっている。従って、送信センサ
４−ａ、４−ｂに対する受゛信を受信センサ５−すで行
ない、送信センサ４−ａの送信に対する受信を受信セン
サ５−ａ、５−ｂで切換えて行なうことにより、領域Ｂ
、Ｃ，Ｄ間の検出もれをなく（１０） 引ことができる。

表示器１７は第１１図に示すようにランプが２次元的に
取り付けられ、さらにブザー１１−ｄのユニノ１ととも
に運転者が見、ることのできる後部庫席の後位置に設置
しである。

次に、上記構成においてその作動を説明する。

まず、障害物検出の概略作動説明を行なう。第１２図（
１１、（２）、（３）、（４）において、Ｔ１は送信セ
ンサ４−ｂの超音波パルスを示し、Ｔ２は送信センサ４
−　ａの超音波パルスを示し、Ｒ１は受信センサ５−ｂ
の障害物からの反射波波形を示し、Ｒ２は受信センサ５
−ａの障害物からの反射波波形を示す。さらに同図中の
ｔｌからｔａは各時刻を示し、ｔｌからｔａまでの時間
を単位障害物検出作動すなわち送信センサ４−ｂから超
音波パルスを発射して障害物からの反射波を受信センサ
５−、　ｂで受け、次に送信センサ４−ａから超音波パ
ルスを発射して、障害物からの反射波を受信センサ５−
ｂで受け、さらに送信センサ４−ｂから超音波パルスを
発射して障害物からの反射波を受信センサ５−ａで受け
、次に再び送信センサ４−ｂから超音波パルスを発射す
るまでの時間とする。そして、この時間ｔ８以降は上記
作動を繰返す。

この超音波送受信作動において、送信センサ４−すの送
信時点から受信センサ５−ｂの受信時点までの時間ｔａ
−ｔｌにて領域Ｂにおける障害物までの距離を検出し、
送信センサ４−ａの送信時点から受信センサ５−ｂの受
信時点までの時間ｔｂ−ｔ　６にて領域Ｃにおける障害
物までの距離を検出し、送信センサ４−ａの送信時点か
ら受信センサ５−ａの受信時点までの時間ｔｃ−ｔ７に
て領域りにおける障害物までの距離を検出している。

次に・、障害物検出の全体作動を行なう。

今、時刻ｔ１において、第１３図（１）、（２）に示す
送信用の信号す、ｃが基準パルス発生回路２から送信ド
ライブ回路３に印加されると、送信センサ４−ｂより超
音波パルスＴＩが自動車後方に発射される。また、その
時刻ｔ１において、受信用センサ切換信号ｆが“１”に
反転するため、受信センサ５−ｂにて受信可能状態にな
っている。

そして、自動車後方の障害物よりの反射波が受信センサ
５−ｂに時刻ｔａで受信されたとすると、受信波は受信
センサ５−ｂから第４図の端子６−４に入力され受信用
センサ切換信号ｆによりトランジスタ６−ａが能動状態
となり端子６−２より増１１されて出力される。そこで
、受信波は受信回路７の端子７−１に入力され、増幅器
７−ａ、帯域通過フィルタ７−ｂを通って雑音が除去さ
れ、検出器７−ｃで検波され、レベル判別器７−ｄに入
力される。ここで、いま検波された受信波のレベルが障
害物からの反射波であると、レベル判別器？−ｄの出力
は０”から”１”となる。これにより受信波は受信波パ
ルスに変換されオア回路７−ｅを介してフリップフロッ
プ７−ｆのリセツト端子に入力される。なお、時刻ｔ１
までに基準パルス発生回路２からの信号ｈ（第１３図（
７））によりフリップフロップ７−ｆがリセツトされ、
時刻１．で基準パルス発生回路２からの信号ｉ　（第１
３図（８））によりフリップフロップ７−ｆがセントさ
れ、その出力Ｑが“１”となっている。従つ（１３） て、上記受信波パルスのりセントによりフリップフロッ
プ７−ｆの出力は、時刻１．から受信波パルスの発生す
る時刻ｔａまで１”になる。このことにより、インバー
タ７−ｇを介した受信回路７の出力は、時刻ｔ１からｔ
ａまで“０′で、その後“１″になる信号（受信パルス
）となる。

この受信パルスはゲート回路８の入力端子８−１に入力
され基準パルス発生回路２の表示ゾーン選択信号ｊ、に
、ｌ　（第１３図（９）、α呻、（１１）　）により表
示ゾーンの選択をする。い、ま時刻ｔａにおいての受信
パルス“１”は表示ゾーン選択信号βによりゲート回路
８のアンド回路ｆ３−ｃより時刻ｔａにて１”で出力さ
れる。そのｌ”の受信表示信号は受信判別回路９の入力
端子９−２に入力され、Ｄ型フリップフロップ９−ｇ、
９−ｈ。

９−ｉのクロック入力信号となる。そして、そのＤ型フ
リップフロップ９−ｇ、９７Ｌ、９−ｉにて基準パルス
発生回路２からの距離比較基準信号ｍ、ｎ、ｐが前記受
信表示信号により比較される。

その距離比較基準信号ｍ、ｎ、ｐは第１３図（１（１４
） ２）、（１３）、（１４）に示すもので、それぞれのパ
ルス幅は車両後部から第１、第２、第３の所定距離に対
応させである。今、時刻ｔａが第１３図においてｔ３と
ｔ４の間にあるとするとＤ型フリップフロップ９　　ｇ
、　　９−ｈ、　　９−ｉのうち９−ｈ、９−ｉはＤ入
力がｔ３とｔ４の間は１であるためそれぞれの出力が１
″、となる。そして、前記り型フリップフロップ９−ｈ
、９−４の出力が“１”となるため表示回路１０のイン
バータ回路１０−ｈ、１０−ｉの出力がＯＳとなりラン
プ１０−Ｒ，１０−３が点灯する。従って、表示器１７
は第８図に示すように、ランプ１０−３．１０−Ｒが点
灯して障害物が右側領域における第２から第３の所定距
離の範囲内にあることを表示する。

また、第７図に示す受信判別回路９において、ノア回路
９−ｊ、９−にの出力Ｑ、　Ｒが０″になるため、警報
回路１１においては、第１４図に示す時刻ｔ３′からｔ
４′の間の状態にあることになり１、ブザー１１−ｄを
デユーティ１／２で間欠的に鳴らす。

他方、前記ノア回路９−ｊ、ｌ−にの“０”出力は第９
図に示す基準パルス発生回路２のオア回路２−Ｗ、２−
Ｖに人力される。そして、オア回路２−Ｗ、２−Ｖへの
信号Ｑ、　Ｒが０′になることにより、分周器２−ｂの
出力Ｑ９、Ｑ８がオア回路２−Ｗ、２−Ｖの出力として
出され、さらにアンド回路２−ｉ、２−ｈに入力され分
周器２−ｂの出力Ｑ１２、Ｑ＋、とのアンド論理により
フリップフロップ２−Ｒ，ｌ−Ｑのリセットを行なう。

このフリップフロップ２−Ｑ、２−Ｒはフリップフロッ
プ２−ｍの出力Ｑにより時刻１．でセットされ、出力Ｒ
，Ｑがそれぞれ“１″である時は、分周器２−ｂの出力
ＱＩＩ％Ｑ＋２によりリセットされて、第１３図（１３
）、（１４）のに示す信号ｎ、ｐを発生するものである
が、出力Ｒ，Ｑがそれぞれ“０″になったことにより、
それぞれのりセントが分周器２−ｂの出力Ｑｌ、とＱＢ
、Ｑ１０とＱ９のアンド論理により行なわれることによ
り、その結果としてリセットタイミングがＱｅ、Ｑｑの
分だけ遅れることになる。従って、第１３図（１３）、
（１４）に示す信号ｎ。

ｐの“１”期間が長くなり、それぞれの境界領域での障
害物検出に対するちらつきを防止する。すなわち、受信
判別回路９の出力Ｑ、Ｒを距離比較基準信号ｎ、ｐへフ
ィードバックして障害物検出に対するヒステリシスを設
け、障害物が境界領域で多少移動または風等により受信
までの時間が変動してもランプのちらつきを防止するこ
とができる。

なお、以上の動作において、送信センサ４−ｂより超音
波パルスＴｌを発射し、受信センサ５−ｂで受信した場
合を説明したが、同様に４−ａ。

５−ｂのベア、４−ａ、５−ａのベアでも同じように動
作し、表示器１７におけるランプにて対応する領域での
障害物までの距離を点灯表示する。

また、上記の障害物検出において、車両後方の最近接部
の障害物を検出し、受信判別回路９からの信号Ｓが“０
″になった時には、その信号Ｓが基準パルス発生回路２
におけるオア回路２−ｕに（１７） 入力されるため、フリップフロップ２−Ｐのリセットタ
イミングが分周器２−ｂの０７分だけ遅れることになり
、従ってフリップフロップ２−ｐの″１″１″が長くな
る。

なお、上記実施例において、距離比較基準信号ｍ、ｎ、
ｐは３出力であるが多出力でも距離比較をどこにするか
で決定されるため変えることが可能である。さらに、送
信センサ、受信センサを４つ交互に並べて配列したがこ
の配列は逆でもよ（、またセンサ間の３つのゾーンで表
示しているがセンサの数に応じて検出ゾーンを変えるよ
うにしてもよい。また、電源スィッチ１３は自動車の後
退時、リバースギヤーと連動して動作する本装置全体の
電源スィッチであるが、リバースギヤーと連動しないよ
う任意に操作出来るようにすることにより自動車の停車
時に後続車との距離もしくは、接近物体の検出が出来る
ようにしてもよい。また、各センサ４−ａ、　　４−ｂ
、　　５−ａ、　　５−ｂを自動車の後方に取り付けた
が、前方または側方、上方に取り付け、前方、または側
方、上方からの障害（１８） 物または接近物体の検出ができるようにしてもよい。

以上述べたように本発明では、超音波送波器による超音
波パルスの発射タイミングに応じて障害物検出範囲の基
準信号を発生させ、その基準信号と受信回路からの受信
パルスとを比較して障害物の存在を判別するとともに、
障害物の存在を判別した時には前記基準信号をその対応
する距離範囲を増大させるべく変化させ、この時点から
前記障害物の存在を判別しなくなると前記基準信号をも
との距１１１＠囲に対応したものに復帰させるようにし
ているから、障害物がその検出能Ｍ＠囲の境界付近にあ
っても障害物検出に対するちらつきをなくすことができ
、従って障害物報知もちらつくことなく行なうことがで
きるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図中の基準発振回路の詳細電気結線図、第３図は第
１図中の送信ドライブ回路の詳細電気結線図、第４図は
８１図中の受信切換回路の詳細電気結線図、第５図は第
１図中の受信回路の詳細電気結線図、第６図は第１図中
のゲート回路の詳細電気結線図、第７図は第１図中の受
信判別回路および表示回路の詳細電気結線図、第８図は
第１図中の警報回路の詳細電気結線図、第９図は第１図
中の基準パルス発生回路の詳細電気結線図、第１０図は
送信センサおよび受信センサの取付図、第１１図は表示
器の外観図、第１２図、第１３図、第１４図は各部各路
における信号波形図である。 １・・・基準発振回路１２・・・基準パルス発生回路。 ３・・・送信ドライブ回路、　　４−ａ、　　４−ｂ・
・・送信センサ、５−ａ、５−ｂ・・・受信センサ、６
・・・受信切換回路、７・・・受信回路、８・・・ゲー
ト回路、９・・・受信判別回路、１０・・・表示回路、
１１・・・警報回路。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 第３図 １ 第４図 第７図 第８図 １ 第１０図 第Ｉ［４ 第１２図 ／Ｔ１ 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一定周波数の搬送波パルスを受けて超音波パルスを所定
   方向に発射する超音波送波器と、この超音波送波器から
   発射された超音波パルスにより前記所定方向に存在する
   障害物にて反射した超音波反射波を受信する超音波受波
   器と、この超音波受波器にて受信した信号により受信パ
   ルスを生ずる受信回路と、前記超音波送波器による超音
   波パルスの発射タイミングに応じて前記所定方向におけ
   る所定の距離範囲に対応した基準信号を発生する基準信
   号発生手段と、この基準信号発生手段からの基準信号と
   前記受信回路からの受信パルスを比較し前記障害物が前
   記所定の距離範囲に存在する力ぐ否かを判別し、存在す
   ると判別した時に障害物検出信号を保持して発生し、存
   在しないと判別した時に障害物検出信号の発生を解除す
   る受信判別手段と、この受信判別手段からの障害物検出
   信号（１） により前記障害物の存在を報知する報知手段と、前記受
   信判別手段から障害物検出信号が発生すると前記基準信
   号をその対応する距離範囲を増大させるべく変化させ、
   この時点から前記障害物検出信号の発生が解除されると
   前記基準信号を前記所定の距離範囲に対応したものに復
   帰させる変化手段とを備えた障害物検出装置。