JPS5968688A - 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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- JPS5968688A JPS5968688A JP17959082A JP17959082A JPS5968688A JP S5968688 A JPS5968688 A JP S5968688A JP 17959082 A JP17959082 A JP 17959082A JP 17959082 A JP17959082 A JP 17959082A JP S5968688 A JPS5968688 A JP S5968688A
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- reflected signal
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- 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)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- 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２例えば車両等の後方物体の検知装置等に関する。
あり２例えば車両等の後方物体の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、その期間をカント
させていた。即ち、これを第２図で説明すると、送波器
５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となって戻ってくるが、わずかではあ
るが直接送波器３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５と受波器６が近い為
に検出電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
極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う 本発明は上記問題点を解決するものであり２本発明の目
的は極めて近距離迄検出できる超音波物体検出装置を提
供するにちる。すなわち、４準電圧を時間の経過ととも
に変化させる回路と、その出力電圧と反射信号の電圧と
を比較する比較回路とを備えたものである。
時間のみ受信回路の動作を中断させ、その期間をカント
させていた。即ち、これを第２図で説明すると、送波器
５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となって戻ってくるが、わずかではあ
るが直接送波器３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５と受波器６が近い為
に検出電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
極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う 本発明は上記問題点を解決するものであり２本発明の目
的は極めて近距離迄検出できる超音波物体検出装置を提
供するにちる。すなわち、４準電圧を時間の経過ととも
に変化させる回路と、その出力電圧と反射信号の電圧と
を比較する比較回路とを備えたものである。
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６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１
１へ信号を供給する。波形整形回路５は超音波発射後か
ら。
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６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１
１へ信号を供給する。波形整形回路５は超音波発射後か
ら。
基準電圧を時間の経過とともに変化させる回路である。
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、前記超音波の反射信号電圧と波形整
形回路５の出力電圧を比較して大少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の出力でセットされ、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。
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、前記超音波の反射信号電圧と波形整
形回路５の出力電圧を比較して大少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の出力でセットされ、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。
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６図は検出しようとする物体１５と送、受波器の距離
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、（２）５０ｍｍ Ｘ （Ａ １０００ｍｍ
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、（２）５０ｍｍ Ｘ （Ａ １０００ｍｍ
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はそれと並列の抵抗、２１は電圧ＶＴＩ（の電池を
各示し、それらは直列に接続される。
各示し、それらは直列に接続される。
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たものである。図において
（ａ）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たものである。図において
（ａ）はタイミング回路１の出力波形。
Ｃｂ）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
りＶＴＲは直流電圧である。（θ）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。「）は検波回路日の出力波形であり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（ロ）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（６）および（ｆｌの電圧の大小
関係を判断して（ｆｌ電圧の方が大きい場合に出力を「
高」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。
４の出力波形、（イ）は波形整形回路５の出力波形であ
りＶＴＲは直流電圧である。（θ）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。「）は検波回路日の出力波形であり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（ロ）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（６）および（ｆｌの電圧の大小
関係を判断して（ｆｌ電圧の方が大きい場合に出力を「
高」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（ａｌ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
器乙に入る廻り込み波１７のため、これによる出力電圧
が第５図（ｅｌ （ｆ）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（ａｌ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
器乙に入る廻り込み波１７のため、これによる出力電圧
が第５図（ｅｌ （ｆ）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（Ｔ１）だけ受信回
路系を殺していたため、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５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
力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の入力端子に大刀電圧基準として、第５図（イ）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（へ）の様な波形を作る回路としては
例えば第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２ｏ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。
路系を殺していたため、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５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
力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の入力端子に大刀電圧基準として、第５図（イ）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（へ）の様な波形を作る回路としては
例えば第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２ｏ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（イ）の様にな
る。一方、検波回路８の出力とじて得られる反射信号も
距離により第３図の様な傾向があるから。
る。一方、検波回路８の出力とじて得られる反射信号も
距離により第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（イ）の様に変化さ
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。
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（
０のｃ′ｌに示すように電圧も小ζ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
ＶＴＨ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。
くともよい程度の小さい物体による反射信号は第５図（
０のｃ′ｌに示すように電圧も小ζ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
ＶＴＨ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による信号電圧は第５図（ｆ＋の（
イ）の波形の如くなるが、（イ）波形は送波器６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（社）波形は超音波発射
直後は、コンデンサ１９の電圧が放電直後のため高く、
（Ｊ波形の方が（幻の（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６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（社）波形は超音波発射
直後は、コンデンサ１９の電圧が放電直後のため高く、
（Ｊ波形の方が（幻の（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（支）波形と（ｆ１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
（ｆ）（ホ）は、第５図ｆ波形において物体１５からの
反射信号−）がさらに装置へ近づいた様子を示しだもの
で、波高値が大きくなっている。この時、（ｆＨイ）波
形は（イ）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ω）（ホ）波形は（へ）波形より太
きいだめ電圧比較回路９は動作して「高」出力となる。
５図の（支）波形と（ｆ１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
（ｆ）（ホ）は、第５図ｆ波形において物体１５からの
反射信号−）がさらに装置へ近づいた様子を示しだもの
で、波高値が大きくなっている。この時、（ｆＨイ）波
形は（イ）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ω）（ホ）波形は（へ）波形より太
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とができる。ここ
でコンデン＋１′１９の放電曲線は。
でコンデン＋１′１９の放電曲線は。
コンデンサ１９と抵抗２ｏ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。
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。
一方、第５図（ｆ１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Ｏ 以上述べた如く２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のみを検出すること
ができ、又、基準電圧が時間の経過とともに除々に変化
している為、受信回路系の感度が急激に変化することが
なく、送波器。
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Ｏ 以上述べた如く２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のみを検出すること
ができ、又、基準電圧が時間の経過とともに除々に変化
している為、受信回路系の感度が急激に変化することが
なく、送波器。
受波器の近傍にある物体に対しても確実に検出でき、非
検出範囲がないようにできる等工業上浸れた効果を有す
る。
検出範囲がないようにできる等工業上浸れた効果を有す
る。
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。 １７・・廻り込み波。 出願人 日立熱器具株式会社 第１図 第２図 第３図 ０２！０１１０６０滅／７２） １２０ ／４０ ／ｌ
ｌＩ ／６０旺無１ （ｃｍ） 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。 １７・・廻り込み波。 出願人 日立熱器具株式会社 第１図 第２図 第３図 ０２！０１１０６０滅／７２） １２０ ／４０ ／ｌ
ｌＩ ／６０旺無１ （ｃｍ） 第４図
Claims (1)
- 超音波発射後から、基準電圧を時間の経過とともに変化
させる波形整形回路（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、該回路（５）の出力電圧によって廻り込み波（１７
）の電圧をマスクするとともに反射信号電圧のみを取り
出す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 |
|---|---|---|---|
| JP17959082A JPS5968688A (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 |
|---|---|---|---|
| JP17959082A JPS5968688A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5968688A true JPS5968688A (ja) | 1984-04-18 |
Family
ID=16068383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17959082A Pending JPS5968688A (ja) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | 超音波物体検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5968688A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1541273A4 (en) * | 2002-07-20 | 2007-01-17 | Yoshitaka Aoyama | WELDING ELECTRODE BY BOSSAGES |
-
1982
- 1982-10-13 JP JP17959082A patent/JPS5968688A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1541273A4 (en) * | 2002-07-20 | 2007-01-17 | Yoshitaka Aoyama | WELDING ELECTRODE BY BOSSAGES |
| US7291801B2 (en) | 2002-07-20 | 2007-11-06 | Yoshitaka Aoyama | Electrode for projection welding |
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