JPS5968685A - 超音波物体検出装置 - Google Patents
超音波物体検出装置Info
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- JPS5968685A JPS5968685A JP17959182A JP17959182A JPS5968685A JP S5968685 A JPS5968685 A JP S5968685A JP 17959182 A JP17959182 A JP 17959182A JP 17959182 A JP17959182 A JP 17959182A JP S5968685 A JPS5968685 A JP S5968685A
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- Japan
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- voltage
- reflected signal
- waveform
- wave
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- Pending
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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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/526—Receivers
- G01S7/527—Extracting wanted echo signals
- G01S7/5276—Extracting wanted echo signals using analogue techniques
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (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】
本発明は超音波を使用した物体検出装置に関するもので
あり９例えば車両等の後方物体検知装置等に関する。
あり９例えば車両等の後方物体検知装置等に関する。
従来超音波パルスを空間に発射して、特定空間に存在す
る物体を検出することを目的とした超音波物体検出装置
は多数提案されている。この方式は送波器より発射した
超音波パルスが物体に当たり反射した反射波を受波器に
て受信し、電気信号に変換し、超音波発射時からの時間
遅れを測定することにより、物体迄の距離を測る方式の
ものが多い。然るに、従来方式の問題点として送波器か
ら出るパルスを直接受波器で受信してしまう、いわゆる
直接波廻り込み現象があり、受信回路が誤動作する問題
があった。即ち一般的に、送波器と受波器は近接して配
置されることが多く、さらに機器を小形に構成すること
は極めて困難であった。
る物体を検出することを目的とした超音波物体検出装置
は多数提案されている。この方式は送波器より発射した
超音波パルスが物体に当たり反射した反射波を受波器に
て受信し、電気信号に変換し、超音波発射時からの時間
遅れを測定することにより、物体迄の距離を測る方式の
ものが多い。然るに、従来方式の問題点として送波器か
ら出るパルスを直接受波器で受信してしまう、いわゆる
直接波廻り込み現象があり、受信回路が誤動作する問題
があった。即ち一般的に、送波器と受波器は近接して配
置されることが多く、さらに機器を小形に構成すること
は極めて困難であった。
これを解決する方法として従来は廻り込み波の存在する
時間のみ受信回路の動作を中断させ、その期間をカット
させていた。即ちこれを第２図で説明すると、送波器３
から発射された超音波は物体１５に反射して再び受波器
６へ反射波１６と彦っで戻ってくるが、わずかではある
が直接送波器５から受波器６へ廻り込み波１７がある。
時間のみ受信回路の動作を中断させ、その期間をカット
させていた。即ちこれを第２図で説明すると、送波器３
から発射された超音波は物体１５に反射して再び受波器
６へ反射波１６と彦っで戻ってくるが、わずかではある
が直接送波器５から受波器６へ廻り込み波１７がある。
この量は送波器５から発射される全エネルギーに対して
ごくわずかではあるが、送波器３と受波器６が近い為に
検出心気信号としては相当大きく正規の反射信号電圧に
対して無視できない。従ってこの廻り込み波１７を模力
減少させる様な構造とするとともに電気的にも廻り込み
波１７を除去する必要がある。
ごくわずかではあるが、送波器３と受波器６が近い為に
検出心気信号としては相当大きく正規の反射信号電圧に
対して無視できない。従ってこの廻り込み波１７を模力
減少させる様な構造とするとともに電気的にも廻り込み
波１７を除去する必要がある。
本発明は上記問題点を解決するものであり、木発明の目
的は極めて近距離布検出できる超音波物体検出装置を提
供するにある。すなわち２時間の経過とともに電圧が指
数関数的に減少する波形整形回路と、その出力電圧と反
射信号電圧とを比較する電圧比較回路とを備え、波形整
形回路はダイオード、抵抗、コンデンサで構成したもの
である。
的は極めて近距離布検出できる超音波物体検出装置を提
供するにある。すなわち２時間の経過とともに電圧が指
数関数的に減少する波形整形回路と、その出力電圧と反
射信号電圧とを比較する電圧比較回路とを備え、波形整
形回路はダイオード、抵抗、コンデンサで構成したもの
である。
次に本発明について一実施例を以下図で説明する。第１
図は本発明のブロック図であり１はタイミング回路であ
り一定周期のパルス電圧を発生する。２は増幅回路で送
波器３を充分駆動するように電力増幅する。４はタイミ
ング回路１の信号によって所定時間のみ動作するタイマ
ー回路であり。
図は本発明のブロック図であり１はタイミング回路であ
り一定周期のパルス電圧を発生する。２は増幅回路で送
波器３を充分駆動するように電力増幅する。４はタイミ
ング回路１の信号によって所定時間のみ動作するタイマ
ー回路であり。
波形整形回路５およびゲート回路１１へ信号を供給する
。波形整形回路５は時間の経過とともに電圧が指数関数
的に減少する回路である。６，７゜８は各受波器、増幅
回路、検波回路であり超音波の信号を電圧に変換し増幅
した後検波する。９は電圧比較回路であり、前記超音波
信号電圧と波形整形回路５の出力電圧を比較して大小関
係を判別する回路、１０はフリップフロップ回路であり
。
。波形整形回路５は時間の経過とともに電圧が指数関数
的に減少する回路である。６，７゜８は各受波器、増幅
回路、検波回路であり超音波の信号を電圧に変換し増幅
した後検波する。９は電圧比較回路であり、前記超音波
信号電圧と波形整形回路５の出力電圧を比較して大小関
係を判別する回路、１０はフリップフロップ回路であり
。
タイミング回路１の出力で化ノドされ、電圧比較回路９
の出力でリセットされる。１１はゲート回路１２は出力
回路、１３はスピーカーである。
の出力でリセットされる。１１はゲート回路１２は出力
回路、１３はスピーカーである。
第２図は超音波による物体の検出状況を図示したもので
あり、第１図と同じものは同一番号を付しである。１４
は送、受波器の指向性および保護を兼用したホーン、１
５は検出しようとする物体。
あり、第１図と同じものは同一番号を付しである。１４
は送、受波器の指向性および保護を兼用したホーン、１
５は検出しようとする物体。
１６は送波器３から発射された超音波パルスが物体１５
へ当たり反射してくる反射信号、１７は物体１５とは無
関係に直接送波器３から受波器６へ入りこむ廻り込み波
である。
へ当たり反射してくる反射信号、１７は物体１５とは無
関係に直接送波器３から受波器６へ入りこむ廻り込み波
である。
第３図は検出しようとする物体１５と送、受渡器の距離
が変化した時の反射信号電圧の強度との関係を実測した
ものであり、に）５０ｍｍ×（哨１０１００Ｑのパイプ
を使用している。物体の形状によって若干差があるが、
いずれも距離が増大するに従って受波器６で受信する電
圧は反比例的に減少し、この関係は物体の大きさが変っ
ても同様な傾向を示す。
が変化した時の反射信号電圧の強度との関係を実測した
ものであり、に）５０ｍｍ×（哨１０１００Ｑのパイプ
を使用している。物体の形状によって若干差があるが、
いずれも距離が増大するに従って受波器６で受信する電
圧は反比例的に減少し、この関係は物体の大きさが変っ
ても同様な傾向を示す。
第４図は本発明による具体的な回路例であり。
前記と同一番号のものは同じものを示している。
図において、１８はダイオード、１９はコンデンサ。
２０は抵抗、２１は電圧ＶＴＨの電池で、コンデンサ１
９と抵抗２０は並列にし、他は各直列に接続される。
９と抵抗２０は並列にし、他は各直列に接続される。
第５図は前記第１図および第４図の回路を作動させた時
の各部の電圧波形等を図示しだものである。図において
ｆａ）はタイミング回路１の出力波形。
の各部の電圧波形等を図示しだものである。図において
ｆａ）はタイミング回路１の出力波形。
働は増幅回路２の出力波形、（Ｃ）はタイマー回路４の
出力波形、（イ）は波形整形回路５の出力波形であ！ｌ
） ＶＴＲは直流電圧である。ｆｅ）は受波器６で受信
した信号を増幅回路７で増幅した後の出力波形で反射信
号電圧である。（幻は検波回路８の出力波形であ抄２図
中（イ）は第２図の廻り込み波１７によるもの（ロ）は
物体１５から反射してきた反射信号１６によるもの、（
ハ）は−）より遠方にある小さい物体によるもの、に）
はさらに遠方に存在する物体によるものであるが、不必
要な信号である。（ロ）は電圧比較回路９の出力波形で
あり、前記第５図の（イ）およびｆｆ＋の電圧の大小関
係を判断して「）電圧の方が大きい場合に出力を「高Ｊ
状態にする。（社）はフリップフロップ回路１０の出力
波形である。
出力波形、（イ）は波形整形回路５の出力波形であ！ｌ
） ＶＴＲは直流電圧である。ｆｅ）は受波器６で受信
した信号を増幅回路７で増幅した後の出力波形で反射信
号電圧である。（幻は検波回路８の出力波形であ抄２図
中（イ）は第２図の廻り込み波１７によるもの（ロ）は
物体１５から反射してきた反射信号１６によるもの、（
ハ）は−）より遠方にある小さい物体によるもの、に）
はさらに遠方に存在する物体によるものであるが、不必
要な信号である。（ロ）は電圧比較回路９の出力波形で
あり、前記第５図の（イ）およびｆｆ＋の電圧の大小関
係を判断して「）電圧の方が大きい場合に出力を「高Ｊ
状態にする。（社）はフリップフロップ回路１０の出力
波形である。
次に本発明による動作を説明する。タイミング回路１に
より第５図ｆａｌのようなパルスが発生されると増幅さ
れた波形は送波器３に印加され、空間へ超音波パルスと
なって発射される。発射された超音波パルスは直接受波
器６に入る廻り込み波１７のだめ、これによる出力電圧
が第５図ｆｅ） （ｆｌの（イ）として現われる。従っ
てこれを物体からの反射信号と判断して回路が誤動作す
るのを防止するため。
より第５図ｆａｌのようなパルスが発生されると増幅さ
れた波形は送波器３に印加され、空間へ超音波パルスと
なって発射される。発射された超音波パルスは直接受波
器６に入る廻り込み波１７のだめ、これによる出力電圧
が第５図ｆｅ） （ｆｌの（イ）として現われる。従っ
てこれを物体からの反射信号と判断して回路が誤動作す
るのを防止するため。
従来はこの電圧が無くなる迄の時間（ＴＩ）だけ受信回
路系を殺していただめ、この期間に反射して返ってくる
近接物体は検知することが出来なかった。
路系を殺していただめ、この期間に反射して返ってくる
近接物体は検知することが出来なかった。
本発明ではこれを改良して近接物体でも支障なく検知で
きるものである。即ち、第３図に示すように検出装置と
物体との距離が近くなると物体から反射してくる反射信
号１５の出方は急激に大きくなる。従って、小さい物体
でも、近接時にはその反射信号は相当大きくなる。ここ
で電圧比較回路９の入力端子に入力電圧基準として第５
図（Ｊの様な波形を加え、他の入力端子に検波回路８の
出力波形を加える。第５図（Ｊの様な波形を作る回路と
しては［＋１１えば第４図に示す５の様な回路構成で実
現することができる。即ち、タイマー回路４の出力が波
形整形回路５に印加されると、波形整形回路５内のダイ
オード１８を通してコンデンサ１９は瞬間的に充電され
る。一方コンデンサ１９と並列に抵抗２０が接続されて
いる為に、コンデンサ１９の両端電圧は指数関数的に減
少してゆく。ここで直流電圧ＶＴＲが図示の様に接続さ
れている為、結局波形整形回路の出力波形は第５図（山
の様１でなる。
きるものである。即ち、第３図に示すように検出装置と
物体との距離が近くなると物体から反射してくる反射信
号１５の出方は急激に大きくなる。従って、小さい物体
でも、近接時にはその反射信号は相当大きくなる。ここ
で電圧比較回路９の入力端子に入力電圧基準として第５
図（Ｊの様な波形を加え、他の入力端子に検波回路８の
出力波形を加える。第５図（Ｊの様な波形を作る回路と
しては［＋１１えば第４図に示す５の様な回路構成で実
現することができる。即ち、タイマー回路４の出力が波
形整形回路５に印加されると、波形整形回路５内のダイ
オード１８を通してコンデンサ１９は瞬間的に充電され
る。一方コンデンサ１９と並列に抵抗２０が接続されて
いる為に、コンデンサ１９の両端電圧は指数関数的に減
少してゆく。ここで直流電圧ＶＴＲが図示の様に接続さ
れている為、結局波形整形回路の出力波形は第５図（山
の様１でなる。
一方検波回路８の出力として得られる反射信号も距離て
より第３図の様な傾向があるから、電圧比較回路９の基
準電圧を第５図（山の様に変化ζせ。
より第３図の様な傾向があるから、電圧比較回路９の基
準電圧を第５図（山の様に変化ζせ。
受信回路系の感度を近接時程悪くしておいても。
相対的には関係なくなり、物体が遠くでも、近くでも同
じ程度に検出することができることになる。
じ程度に検出することができることになる。
又検出しなくともよい程度の小さい物体による反射信号
は第５図＋ｆ）の（ハ）に示すように電圧も小さく。
は第５図＋ｆ）の（ハ）に示すように電圧も小さく。
直流電圧ＶＴＲを適当に調整すれば検出することがない
。この直流電圧ＶＴＲは雑音等の微少入力電圧による誤
動作や電圧変動による微かな変動によって作動しない為
に極めて重要なものである。
。この直流電圧ＶＴＲは雑音等の微少入力電圧による誤
動作や電圧変動による微かな変動によって作動しない為
に極めて重要なものである。
一方廻り込み波１７ Ｋよる信号電圧は第５図（りの（
イ）の波形の如くなるが、（イ）波形は送波器３と受波
器６との距離が一般には近接して設置されている為、超
音波の経路も第２図の１７の如く極めて短かく、従って
超音波発射直後に現れる。一方ｆｉｌ波形は超音波発射
直後は、コンデンサ１９の電圧が放に直後のだめ高く７
ロ波形の方が（ｆ＋の（イ）波形より大きく、電圧比較
回路９の出力としては廻り込み波１７はマスクされた形
となり出力されない。
イ）の波形の如くなるが、（イ）波形は送波器３と受波
器６との距離が一般には近接して設置されている為、超
音波の経路も第２図の１７の如く極めて短かく、従って
超音波発射直後に現れる。一方ｆｉｌ波形は超音波発射
直後は、コンデンサ１９の電圧が放に直後のだめ高く７
ロ波形の方が（ｆ＋の（イ）波形より大きく、電圧比較
回路９の出力としては廻り込み波１７はマスクされた形
となり出力されない。
この関係をさらに詳細に示したものが第６図であり、第
５図の（山波形と（ｆ）波形とを波高値及び時系列的に
合せて図示しである。同図において点線で示した波形ω
）（ホ）は、第５図で波形において物体１５からの反射
信号（ロ）がさらに装置へ近づいた様子を示したもので
、波高値が犬きくなっている。この時、（ｆ）（イ）波
形は（Ｊ波形より小さいだめ電圧比較回路９はマスクさ
れて検知しないが＋ｆｌ（ホ）波形は■波形より大きい
だめ電圧比較回路９は動作して「高」出力となる。従っ
て物体１５の存在を検出することができる。ここで、コ
ンデンサ１９の放電曲線は、コンデンサ１９と抵抗２０
の値で決定されるから、廻り込み波１７の大きさにより
前記コンデンサ１９．又は抵抗２０の値を連続的に可変
できる様にすれば、前に述べたような動作をさせること
は可能である。それらはコンデンサ、抵抗の最小単位で
構成されているので極めて容易に実施することができる
。
５図の（山波形と（ｆ）波形とを波高値及び時系列的に
合せて図示しである。同図において点線で示した波形ω
）（ホ）は、第５図で波形において物体１５からの反射
信号（ロ）がさらに装置へ近づいた様子を示したもので
、波高値が犬きくなっている。この時、（ｆ）（イ）波
形は（Ｊ波形より小さいだめ電圧比較回路９はマスクさ
れて検知しないが＋ｆｌ（ホ）波形は■波形より大きい
だめ電圧比較回路９は動作して「高」出力となる。従っ
て物体１５の存在を検出することができる。ここで、コ
ンデンサ１９の放電曲線は、コンデンサ１９と抵抗２０
の値で決定されるから、廻り込み波１７の大きさにより
前記コンデンサ１９．又は抵抗２０の値を連続的に可変
できる様にすれば、前に述べたような動作をさせること
は可能である。それらはコンデンサ、抵抗の最小単位で
構成されているので極めて容易に実施することができる
。
一方、第５図（ｆ）波形において、遠方にある物体から
、の反射信号はに）として検知されるが、所望の検出距
離外にあるだめ、タイマー回路４の出力波形にマスクさ
れて電圧比較回路９には出力されない０ 以上述べた如く９本発明によれば廻り込み波に接近した
物体からの反射信号が存在していても廻り込み波はマス
クされるため、物体からの反射信号を検出することがで
き、又、電圧が時間の経過とともに指数関数的に減少す
るように変化し、その変化が反射信号の大きさの距離に
応じた変化の状態と類似しているので、物体が遠くでも
近くでも同じ程度の反射信号の大きさとして取り出すこ
とができ、更にその変化する回路はダイオード。
、の反射信号はに）として検知されるが、所望の検出距
離外にあるだめ、タイマー回路４の出力波形にマスクさ
れて電圧比較回路９には出力されない０ 以上述べた如く９本発明によれば廻り込み波に接近した
物体からの反射信号が存在していても廻り込み波はマス
クされるため、物体からの反射信号を検出することがで
き、又、電圧が時間の経過とともに指数関数的に減少す
るように変化し、その変化が反射信号の大きさの距離に
応じた変化の状態と類似しているので、物体が遠くでも
近くでも同じ程度の反射信号の大きさとして取り出すこ
とができ、更にその変化する回路はダイオード。
抵抗、コンデンサの最小単位の簡単な回路構成であるの
で、簡単に変化の状態を調整するととができ、実用的な
効果を有するっ
で、簡単に変化の状態を調整するととができ、実用的な
効果を有するっ
第１図は本発明の一実施例による超音波物体検出装置の
ブロック図、第２図は同送波器、受波器と物体間の超音
波伝送経路説明図、第３図は同装置と物体間距離と超音
波強度の関係図、第４図は同要部の具体的回路図、第５
図は同装置各部の電圧波形図、第６図は同電圧波形図の
詳細図である。 ５・・・波形整形回路、 ９・・・電圧比較回路。 １８・・・ダイオード、１９・・コンデンサ。 ２０−・・抵抗。 出願人 日立熱器具株式会社 第１図 第２図 第３図 ０ ２０ ４０ ６０ δθ ／ｌＤ ／２０
／４７） ／６０ ／３６７距 離 （ｃｒｎ） 第４図
ブロック図、第２図は同送波器、受波器と物体間の超音
波伝送経路説明図、第３図は同装置と物体間距離と超音
波強度の関係図、第４図は同要部の具体的回路図、第５
図は同装置各部の電圧波形図、第６図は同電圧波形図の
詳細図である。 ５・・・波形整形回路、 ９・・・電圧比較回路。 １８・・・ダイオード、１９・・コンデンサ。 ２０−・・抵抗。 出願人 日立熱器具株式会社 第１図 第２図 第３図 ０ ２０ ４０ ６０ δθ ／ｌＤ ／２０
／４７） ／６０ ／３６７距 離 （ｃｒｎ） 第４図
Claims (1)
- 超音波発射後９時間の経過とともに電圧が指数関数的に
減少する波形整形回路（５）と、該回路（５）の出力電
圧と反射信号電圧とを比較する電圧比較回路（９）とを
備え、前記回路（５）は、ダイオード（１Ｂ） １抵抗
（２０） ｌコンデンサ（１９）で構成したことを特徴
とする超音波物体検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17959182A JPS5968685A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17959182A JPS5968685A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5968685A true JPS5968685A (ja) | 1984-04-18 |
Family
ID=16068399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17959182A Pending JPS5968685A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5968685A (ja) |
-
1982
- 1982-10-13 JP JP17959182A patent/JPS5968685A/ja active Pending
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