JPS5880582A - 超音波障害物検出装置 - Google Patents
超音波障害物検出装置Info
- Publication number
- JPS5880582A JPS5880582A JP56178796A JP17879681A JPS5880582A JP S5880582 A JPS5880582 A JP S5880582A JP 56178796 A JP56178796 A JP 56178796A JP 17879681 A JP17879681 A JP 17879681A JP S5880582 A JPS5880582 A JP S5880582A
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- JP
- Japan
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- distance
- signal
- obstacle
- ultrasonic
- doppler radar
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波障害物検出装置に関し、その目的とする
ところは障害物の検出が積度よく行なえるものを提供す
ることにある。
ところは障害物の検出が積度よく行なえるものを提供す
ることにある。
従来、この細の装置はトーンバースト状の超音波を送波
器で送波して障害物からの反射波が受波器で受信される
までの時間を障害物までの距離として換算して用いられ
ている。しかしこの場合、送波器からの直接波と前記反
射波とが共に受波器で受波されるため、近接領域内の障
害物からの反射波は前記直接波と重なシ合って近接領域
内には障害物を検出できない不感帯があシ、精度よく障
害物を検出できないものである。
器で送波して障害物からの反射波が受波器で受信される
までの時間を障害物までの距離として換算して用いられ
ている。しかしこの場合、送波器からの直接波と前記反
射波とが共に受波器で受波されるため、近接領域内の障
害物からの反射波は前記直接波と重なシ合って近接領域
内には障害物を検出できない不感帯があシ、精度よく障
害物を検出できないものである。
そこで本発明は近接領域内になると送波信号を超音波信
号からドプラーレーダ信号に切換えるξとによって、上
記問題点を回避したものであって、以下本発明の一実施
例を図面に基づいて説明する。
号からドプラーレーダ信号に切換えるξとによって、上
記問題点を回避したものであって、以下本発明の一実施
例を図面に基づいて説明する。
（１）はキャリア周波数ｆＯのトーンバースト状超音波
信号と周波数ｆ０のドプラーレーダ信号〔連続波〕とを
切換えて出力できる信号発生器、（２）は増幅器、（３
）は送波器で、増幅！ （２）を介した前記超音波信号
またはドプラーレーダ信号を送波する。（４）は受波器
で、前配送波器（３）から送波されて障肖り〔１ボせず
〕によって反射された反射波を受波する。ｔｂ）は増幅
器、（６）は前記周波数ｆｏに同調したＨ調回路で、増
幅器（５）を介した前記受波器（４）出力が入力されて
いる。（７）は切換スイッチ（８） （９） Ｏｎに切
換えを４ｕ示するタイミング回路で、このタイミング回
路（７）は前記信号発生器（１）の超音波信号とドプラ
ーレーダ信号との切換えも指示する。Ｑυは切換スイッ
チ（８）を介して前記同調回路（６）出力信号が入力さ
れる検波回路、ＱＩは検波回路（２）の検波出力と１１
記信号発生器（１）から得られる送波タイミング信号と
によシ障書物までの距離を算出する娼１の演算器、０は
距離表示器で、例えば前記切換スイッチ（９）を介して
第１の演算器（２）から距離データが入力され。
信号と周波数ｆ０のドプラーレーダ信号〔連続波〕とを
切換えて出力できる信号発生器、（２）は増幅器、（３
）は送波器で、増幅！ （２）を介した前記超音波信号
またはドプラーレーダ信号を送波する。（４）は受波器
で、前配送波器（３）から送波されて障肖り〔１ボせず
〕によって反射された反射波を受波する。ｔｂ）は増幅
器、（６）は前記周波数ｆｏに同調したＨ調回路で、増
幅器（５）を介した前記受波器（４）出力が入力されて
いる。（７）は切換スイッチ（８） （９） Ｏｎに切
換えを４ｕ示するタイミング回路で、このタイミング回
路（７）は前記信号発生器（１）の超音波信号とドプラ
ーレーダ信号との切換えも指示する。Ｑυは切換スイッ
チ（８）を介して前記同調回路（６）出力信号が入力さ
れる検波回路、ＱＩは検波回路（２）の検波出力と１１
記信号発生器（１）から得られる送波タイミング信号と
によシ障書物までの距離を算出する娼１の演算器、０は
距離表示器で、例えば前記切換スイッチ（９）を介して
第１の演算器（２）から距離データが入力され。
この距離データを表示する。 ９４は前記切換スイッチ
（イ）を介して信号発生器（１）出力信号が入力される
φ移相器で、入力信号の位相をπ／２だけ遅らせ、す る、（ｕ９は第１の乗算器で、切換スイッチ（８）を介
して入力された同調回路（６）出力信号と切換スイッチ
αＱを介して入力された信号発生ｍ （１）出力信号と
を掛は合せる。０時は嶋２の乗算器で、π／２移相器α
→出力信号と切換スイッチ（８）を介して入力された同
調回路（６）出力とを掛は合せる。（ロ）（至）はそれ
ぞれ第１、第２の乗算８＝、 Ｍ（至）の出力に接続さ
れたローパスフィルタ、四はローパスフィルタ（ロ）と
（至）の出力信号を入力して障害物が近づいているか遠
ざかっているかを制別する方向弁別回路、（イ）は方向
弁別回路Ｏ呻の出力信号でアップ／ダウンが指示され第
１の乗算器（至）出力を計数入力としたアップダウンカ
ウンタで、適当なタイミングに前記タイミング回路（７
）出力で初期値にリセットされる。ＱＯは第２の演算器
で、設定回路勾に予め設定された規定値と前記アップダ
ウンカウンタ曽の計数値とを入力信号として障害物まで
の距離を算出し、算出された距離データは前記切換スイ
ッチ（９）を介して第１の演算器（６）出力の距離デー
タに代わるものとして距離表示器に）に入力される。（
ハ）は第１の演算１１（ロ）または＠２の演算器（２）
の距離データが規定距離に １達したことを検出する
検知回路で、検知出力は前記タイミング回路（７）に切
換え指示信号として入力されている。
（イ）を介して信号発生器（１）出力信号が入力される
φ移相器で、入力信号の位相をπ／２だけ遅らせ、す る、（ｕ９は第１の乗算器で、切換スイッチ（８）を介
して入力された同調回路（６）出力信号と切換スイッチ
αＱを介して入力された信号発生ｍ （１）出力信号と
を掛は合せる。０時は嶋２の乗算器で、π／２移相器α
→出力信号と切換スイッチ（８）を介して入力された同
調回路（６）出力とを掛は合せる。（ロ）（至）はそれ
ぞれ第１、第２の乗算８＝、 Ｍ（至）の出力に接続さ
れたローパスフィルタ、四はローパスフィルタ（ロ）と
（至）の出力信号を入力して障害物が近づいているか遠
ざかっているかを制別する方向弁別回路、（イ）は方向
弁別回路Ｏ呻の出力信号でアップ／ダウンが指示され第
１の乗算器（至）出力を計数入力としたアップダウンカ
ウンタで、適当なタイミングに前記タイミング回路（７
）出力で初期値にリセットされる。ＱＯは第２の演算器
で、設定回路勾に予め設定された規定値と前記アップダ
ウンカウンタ曽の計数値とを入力信号として障害物まで
の距離を算出し、算出された距離データは前記切換スイ
ッチ（９）を介して第１の演算器（６）出力の距離デー
タに代わるものとして距離表示器に）に入力される。（
ハ）は第１の演算１１（ロ）または＠２の演算器（２）
の距離データが規定距離に １達したことを検出する
検知回路で、検知出力は前記タイミング回路（７）に切
換え指示信号として入力されている。
次にタイミング回路（υと切換スイッチ（８バＱ） ０
１）の関係に基づいて検出動作を詳細に説明する。
１）の関係に基づいて検出動作を詳細に説明する。
先ず、タイミング回路（７）は、信号発生器（］）には
超音波信号の出力を指示し、切換スイッチ（８）には同
調回ｔｋ−（６）出力を検波回路的と第１の乗算器０５
のうちの検波回路■への印加を指示し、切換スインｆ−
（１）には第１の演算器（２）の距離データの距離表示
器（２）への供給を指示し、切換スイッチＱ１にはオフ
状態となるよう指示する。切換スイッチ（８） （９）
００の切換状皺において送波器（３）から発射されて
反射してきた超音波信号は受波器（４）で受信され、同
調回路（６）と切換スイッチ（８）および検波回路Ｈを
介１７て＠１の演算器■に入力される。第１の演算器＠
では送波タイミング信号を基準に検波回路（ロ）の出力
信号が立上がる才での時間を求めてこれが距離データに
変換され、算出された距離データは切換スイッチ（１１
１）を介して距離表示器（ハ）に供給されて障害物まで
の距離が表示される。また、障害物が近接して第１の演
算器（２）の距離データが規定距離に遍すると１記検出
回路（２）がこれを検出してタイミング回路（７）に切
換え指示信号を送る。切換え指示信号が入力されたタイ
ミング回路（７）は、信号発生器（１）の出力信号をｋ
１４＠波信号からドプラーレーダ信号に切換え、切換ス
イッチ（８）を同調回路（６）出力を第１、第２の乗算
器Ｑυ０１９に印加する切換え状態とし、切換スイッチ
（９）を鉋２の演算器ｅｌＤの距離データを選択する切
換え状帳とし、切換スイッチ（Ｋ）をオン状態にする。
超音波信号の出力を指示し、切換スイッチ（８）には同
調回ｔｋ−（６）出力を検波回路的と第１の乗算器０５
のうちの検波回路■への印加を指示し、切換スインｆ−
（１）には第１の演算器（２）の距離データの距離表示
器（２）への供給を指示し、切換スイッチＱ１にはオフ
状態となるよう指示する。切換スイッチ（８） （９）
００の切換状皺において送波器（３）から発射されて
反射してきた超音波信号は受波器（４）で受信され、同
調回路（６）と切換スイッチ（８）および検波回路Ｈを
介１７て＠１の演算器■に入力される。第１の演算器＠
では送波タイミング信号を基準に検波回路（ロ）の出力
信号が立上がる才での時間を求めてこれが距離データに
変換され、算出された距離データは切換スイッチ（１１
１）を介して距離表示器（ハ）に供給されて障害物まで
の距離が表示される。また、障害物が近接して第１の演
算器（２）の距離データが規定距離に遍すると１記検出
回路（２）がこれを検出してタイミング回路（７）に切
換え指示信号を送る。切換え指示信号が入力されたタイ
ミング回路（７）は、信号発生器（１）の出力信号をｋ
１４＠波信号からドプラーレーダ信号に切換え、切換ス
イッチ（８）を同調回路（６）出力を第１、第２の乗算
器Ｑυ０１９に印加する切換え状態とし、切換スイッチ
（９）を鉋２の演算器ｅｌＤの距離データを選択する切
換え状帳とし、切換スイッチ（Ｋ）をオン状態にする。
このモード反転によって送波器（３）から前記超音波信
号に代って送波されたドプラーレーダ信号は、障害物で
反射して同様に受波器（４）で受信され、その後、同調
回路（６）と切換スイッチ（８）を介して第１．＠２０
乗算器ａＯｂ印加される。
号に代って送波されたドプラーレーダ信号は、障害物で
反射して同様に受波器（４）で受信され、その後、同調
回路（６）と切換スイッチ（８）を介して第１．＠２０
乗算器ａＯｂ印加される。
またこのモード反転によって切換スイッチ曽を介してπ
／２移相器α◆と第１の乗算器（ト）には信号発生器（
１）から連続波が供給されておシ１．第３の乗算器α呻
にはに／２移相器ａ４でπ／２位相が遅れたドプラーレ
ーダ信号が供給される。この動作モードにおける第１．
第２の乗算器ＱｉＱｆｌの出力は次のようになる。
／２移相器α◆と第１の乗算器（ト）には信号発生器（
１）から連続波が供給されておシ１．第３の乗算器α呻
にはに／２移相器ａ４でπ／２位相が遅れたドプラーレ
ーダ信号が供給される。この動作モードにおける第１．
第２の乗算器ＱｉＱｆｌの出力は次のようになる。
送波信号＝Ａ４−ωｏｔ（但し、ｏａｏ ＝ ２ｘｔｏ
）受波信号＝Ａ癲（＊ｏｔＴ） Ｘ力移相器α◆出力＝ Ａｓ Ｓｉｎ （ｓｏ ｔ
” ）第１の乗算器（至）出力＝ ＡＩ（ｃｏｓＴ ０
ＩＩＳ（２＊ｔ Ｔ））第２の乗算器曽出力＝−ん（
ｓｉｎＴ＋５ｉｎ（Ｈａ＋ｔ −Ｔ））この第１．第！
の乗算器（至）（２）出力をそれぞれローパスフィルタ
ｏｓｏｆ）に通すと、上式は次のようになる。
）受波信号＝Ａ癲（＊ｏｔＴ） Ｘ力移相器α◆出力＝ Ａｓ Ｓｉｎ （ｓｏ ｔ
” ）第１の乗算器（至）出力＝ ＡＩ（ｃｏｓＴ ０
ＩＩＳ（２＊ｔ Ｔ））第２の乗算器曽出力＝−ん（
ｓｉｎＴ＋５ｉｎ（Ｈａ＋ｔ −Ｔ））この第１．第！
の乗算器（至）（２）出力をそれぞれローパスフィルタ
ｏｓｏｆ）に通すと、上式は次のようになる。
ローパスフィルタ（ロ）出力＝ Ａ、 （ＸＩ！Ｔロー
パスフィルタ（至）出力＝ −Ａｌｓｉｎ’ｌ”この２
式の成分子は、障害物の位置によシ変動する量でＴｏ）
、接近してきた時と遠ざかる時とで符号が異なるので、
ξれを方向弁別回路■で弁別してアップダウンカウンタ
曽の加算と減算を切換える。アップダウンカウンタ曽で
は仁の方向弁別回路軸の指示に従ってＷＸｌの乗算器（
至）出力のビート信号のビートが加算または減算される
。なお、アップダウンカウンタ員は障害物が規定距離に
なった時にタイミング回路（７）によって初期値にリセ
ットされる。第２の演算器（２）ではアップダウンカウ
ンタ…の計数値〔ビート数〕ｎをもヒに次式で障害物と
の現在の距ｆｔ、 Ｌ／が算出される。
パスフィルタ（至）出力＝ −Ａｌｓｉｎ’ｌ”この２
式の成分子は、障害物の位置によシ変動する量でＴｏ）
、接近してきた時と遠ざかる時とで符号が異なるので、
ξれを方向弁別回路■で弁別してアップダウンカウンタ
曽の加算と減算を切換える。アップダウンカウンタ曽で
は仁の方向弁別回路軸の指示に従ってＷＸｌの乗算器（
至）出力のビート信号のビートが加算または減算される
。なお、アップダウンカウンタ員は障害物が規定距離に
なった時にタイミング回路（７）によって初期値にリセ
ットされる。第２の演算器（２）ではアップダウンカウ
ンタ…の計数値〔ビート数〕ｎをもヒに次式で障害物と
の現在の距ｆｔ、 Ｌ／が算出される。
Ｌ’ ＝ Ｌ −ｎλ
但し、Ｌは規定距離、λは空気中でのドプラーレーダ信
号の波長である。この算出された距離Ｌ′の距離データ
は切換スイッチ（９）を介して距離表示器（至）に供給
され距離表示される。ここで、陣ｌｉＦ物が規定距離り
以内に入った後、再び規定距離りの地点に戻った場合に
は、検知回路（至）がこれを検出してタイミング回路（
７）に切換え指示信号が再度発午し、ドプラーレーダ信
号から超音波信号に切換えて障害物の検知が行われる。
号の波長である。この算出された距離Ｌ′の距離データ
は切換スイッチ（９）を介して距離表示器（至）に供給
され距離表示される。ここで、陣ｌｉＦ物が規定距離り
以内に入った後、再び規定距離りの地点に戻った場合に
は、検知回路（至）がこれを検出してタイミング回路（
７）に切換え指示信号が再度発午し、ドプラーレーダ信
号から超音波信号に切換えて障害物の検知が行われる。
このように障害物が近接領域内に近づくと送波を超音波
信号からドプラーレーダ信号波に切換えて送波してドプ
ラー周波数を計数し、これら障書へ 物との距離を求めるため、トーンバースト状超音波信号
を用いただけでは直接波の影響のために検出できなかっ
た近接領域内の障害物も検知することができる。
信号からドプラーレーダ信号波に切換えて送波してドプ
ラー周波数を計数し、これら障書へ 物との距離を求めるため、トーンバースト状超音波信号
を用いただけでは直接波の影響のために検出できなかっ
た近接領域内の障害物も検知することができる。
以上説明のように本発明によると、トーンバースト状超
音波信号とドプラーレーダ信号とを切換えて送波自在の
送波手段と、この送波手段から送波された信号の障害物
からの反射波を受波する受波手段と、超音波信号送波期
間には送波から受波までの時間で障害物との距離を算出
しドプラーレーダ信号送波期間にはドプラー周波数を計
数して障害物との距離を算出する信号処理手段と、超音
波送波信号送波期間における検出距離が規定距離に達し
たことを検出して前記超音′波送波手段の送波信号を超
音波信号からドプラーレーダ信号に切換える指示手段と
を設け、前記規定距離内の障害物までの距離をドプラー
レーダ信号を送波して検出するため、トーンバースト吠
超音波を用いただけでは直゛接波の影響のために検知で
きなかった近接領域内の障害物を検知でき、検知性能を
高めることがでり、障害物検出に対する信頼性を向上さ
せることがで曇るものである。
音波信号とドプラーレーダ信号とを切換えて送波自在の
送波手段と、この送波手段から送波された信号の障害物
からの反射波を受波する受波手段と、超音波信号送波期
間には送波から受波までの時間で障害物との距離を算出
しドプラーレーダ信号送波期間にはドプラー周波数を計
数して障害物との距離を算出する信号処理手段と、超音
波送波信号送波期間における検出距離が規定距離に達し
たことを検出して前記超音′波送波手段の送波信号を超
音波信号からドプラーレーダ信号に切換える指示手段と
を設け、前記規定距離内の障害物までの距離をドプラー
レーダ信号を送波して検出するため、トーンバースト吠
超音波を用いただけでは直゛接波の影響のために検知で
きなかった近接領域内の障害物を検知でき、検知性能を
高めることがでり、障害物検出に対する信頼性を向上さ
せることがで曇るものである。
図面は本発明の一実施例の超音波障害物検出装置Ｑ構成
図である。 （１）−信号発生器、（２）・・・増幅器、（３）・・
・送波器、（旬−・受波器、（５）−・増幅器、（６）
・−・同調回路、（７）・・・タイミング回路、 （＠
） （ｌ？） （１０−切換スイッチ、Ｏ珍・・・検波
回路、（２）−＠１の演算器、０＊−・・距離表示器、
α４・・・φ移相器、（至）−第１の乗算器、（２）・
°・第２の乗算器、ａ＊Ｗ−・・ローパスフィルタ、
ＱＧＧ・・・方向弁別回路、（ホ）・−アップダウンカ
ウンタ、■・・・第２の演算器、（２）−設定回路、＠
−・検知回路 代理人 森本義弘
図である。 （１）−信号発生器、（２）・・・増幅器、（３）・・
・送波器、（旬−・受波器、（５）−・増幅器、（６）
・−・同調回路、（７）・・・タイミング回路、 （＠
） （ｌ？） （１０−切換スイッチ、Ｏ珍・・・検波
回路、（２）−＠１の演算器、０＊−・・距離表示器、
α４・・・φ移相器、（至）−第１の乗算器、（２）・
°・第２の乗算器、ａ＊Ｗ−・・ローパスフィルタ、
ＱＧＧ・・・方向弁別回路、（ホ）・−アップダウンカ
ウンタ、■・・・第２の演算器、（２）−設定回路、＠
−・検知回路 代理人 森本義弘
Claims (1)
- Ｌ トーンバースト状超音波信号とドプラーレーダ信号
とを切換えて送波自在の送波手段と、ξの送波手段から
送波された信号の障害物からの反射波を受波する受波手
段と、超音波信号送波期間には送波から受波までの時間
で障害物との距離を算出しドプラーレーダ信号送波期間
にはドプラー局波数を計数して障害物との距１！ｌＪを
算出する信号処理手段と、超音波送波信号送波期間にお
ける検出距離が規定距離に達した仁とを検出して前記超
音波送波手段の送波信号を超音波信号からドプラーレー
ダ信号に切換える指示手段とを設け、前記規定距離内の
障害物までの距離をドプラーレーダ信号を送波して検出
する超音波障害物検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56178796A JPS5880582A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 超音波障害物検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56178796A JPS5880582A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 超音波障害物検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5880582A true JPS5880582A (ja) | 1983-05-14 |
| JPS6314308B2 JPS6314308B2 (ja) | 1988-03-30 |
Family
ID=16054790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56178796A Granted JPS5880582A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 超音波障害物検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5880582A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0443987A (ja) * | 1990-06-11 | 1992-02-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 人体検知装置 |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP56178796A patent/JPS5880582A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0443987A (ja) * | 1990-06-11 | 1992-02-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 人体検知装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6314308B2 (ja) | 1988-03-30 |
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