JPS6314308B2 - - Google Patents
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- JPS6314308B2 JPS6314308B2 JP56178796A JP17879681A JPS6314308B2 JP S6314308 B2 JPS6314308 B2 JP S6314308B2 JP 56178796 A JP56178796 A JP 56178796A JP 17879681 A JP17879681 A JP 17879681A JP S6314308 B2 JPS6314308 B2 JP S6314308B2
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- JP
- Japan
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- signal
- distance
- obstacle
- wave
- doppler radar
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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)
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精度よく行なえ
るものを提供することにある。
的とするところは障害物の検出が精度よく行なえ
るものを提供することにある。
従来、この種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り合つて近接領域内には
障害物を検出できない不感帯があり、精度よく障
害物を検出できないものである。
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り合つて近接領域内には
障害物を検出できない不感帯があり、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こ
とによつて、上記問題点を回避したものであつ
て、以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。
超音波信号からドプラーレーダ信号に切換えるこ
とによつて、上記問題点を回避したものであつ
て、以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。
１はキヤリア周波数f0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、増幅器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、前記送波器３から送波されて障害物
〔図示せず〕によつて反射された反射波を受波す
る。５は増幅器、６は前記周波数f0に同調した同
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は切換スイツチ８，９，１０
に切換えを指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。１１は
切換スイツチ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、１２は検波回路１１の検
波出力と前記信号発生器１から得られる送波タイ
ミング信号とにより障害物までの距離を算出する
第１の演算器、１３は距離表示器で、例えば前記
切換スイツチ９を介して第１の演算器１２から距
離データが入力され、この距離データを表示す
る。１４は前記切換スイツチ１０を介して信号発
生器１出力信号が入力されるπ／２移相器で、入
力信号の位相をπ／２だけ遅らせる。１５は第１
の乗算器で、切換スイツチ８を介して入力された
同調回路６出力信号と切換スイツチ１０を介して
入力された信号発生器１出力信号とを掛け合せ
る。１６は第２の乗算器で、π／２移相器１４出
力信号と切換スイツチ８を介して入力された同調
回路６出力とを掛け合せる。１７，１８はそれぞ
れ第１、第２の乗算器１５，１６の出力に接続さ
れたローパスフイルタ、１９はローパスフイルタ
１７と１８の出力信号を入力して障害物が近づい
ているか遠ざかつているかを判別する方向弁別回
路、２０は方向弁別回路１９の出力信号でアツ
プ／ダウンが指示され第１の乗算器１５出力を計
数入力としたアツ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
リセツトされる。２１は第２の演算器で、設定回
路２２に予め設定された規定値と前記アツプダウ
ンカウンタ２０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
前記切換スイツチ９を介して第１の演算器１２出
力の距離データに代わるものとして距離表示器１
３に入力される。２３は第１の演算器１２または
第２の演算器２１の距離データが規定距離に達し
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。
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、増幅器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、前記送波器３から送波されて障害物
〔図示せず〕によつて反射された反射波を受波す
る。５は増幅器、６は前記周波数f0に同調した同
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は切換スイツチ８，９，１０
に切換えを指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。１１は
切換スイツチ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、１２は検波回路１１の検
波出力と前記信号発生器１から得られる送波タイ
ミング信号とにより障害物までの距離を算出する
第１の演算器、１３は距離表示器で、例えば前記
切換スイツチ９を介して第１の演算器１２から距
離データが入力され、この距離データを表示す
る。１４は前記切換スイツチ１０を介して信号発
生器１出力信号が入力されるπ／２移相器で、入
力信号の位相をπ／２だけ遅らせる。１５は第１
の乗算器で、切換スイツチ８を介して入力された
同調回路６出力信号と切換スイツチ１０を介して
入力された信号発生器１出力信号とを掛け合せ
る。１６は第２の乗算器で、π／２移相器１４出
力信号と切換スイツチ８を介して入力された同調
回路６出力とを掛け合せる。１７，１８はそれぞ
れ第１、第２の乗算器１５，１６の出力に接続さ
れたローパスフイルタ、１９はローパスフイルタ
１７と１８の出力信号を入力して障害物が近づい
ているか遠ざかつているかを判別する方向弁別回
路、２０は方向弁別回路１９の出力信号でアツ
プ／ダウンが指示され第１の乗算器１５出力を計
数入力としたアツ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
リセツトされる。２１は第２の演算器で、設定回
路２２に予め設定された規定値と前記アツプダウ
ンカウンタ２０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
前記切換スイツチ９を介して第１の演算器１２出
力の距離データに代わるものとして距離表示器１
３に入力される。２３は第１の演算器１２または
第２の演算器２１の距離データが規定距離に達し
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７と切換スイツチ８，９，
１０の関係に基づいて検出動作を詳細に説明す
る。
１０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１には
超音波信号の出力を指示し、切換スイツチ８には
同調回路６出力を検波回路１１と第１の乗算器１
５のうちの検波回路１１への印加を指示し、切換
スイツチ９には第１の演算器１２の距離データの
距離表示器１３への供給を指示し、切換スイツチ
１０にはオフ状態となるよう指示する。切換スイ
ツチ８，９，１０の切換状態において送波器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と切換スイツチ８および
検波回路１１を介して第１の演算器１２に入力さ
れる。第１の演算器１２では送波タイミング信号
を基準に検波回路１１の出力信号が立上がるまで
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ツチ９を介して距
離表示器１３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
１２の距離データが規定距離に達すると前記検出
回路２３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
を超音波信号からドプラーレーダ信号に切換え、
切換スイツチ８を同調回路６出力を第１、第２の
乗算器１５，１６に印加する切換え状態とし、切
換スイツチ９を第２の演算器２１の距離データを
選択する切換え状態とし、切換スイツチ１０をオ
ン状態にする。このモード反転によつて送波器３
から前記超音波信号に代つ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と切換スイツチ
８を介して第１、第２の乗算器１５，１６へ印加
される。またこのモード反転によつて切換スイツ
チ１０を介してπ／２移相器１４と第１の乗算器
１５には信号発生器１から連続波が供給されてお
り、第２の乗算器１６にはπ／２移相器１４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１５，１６の出力は次のようになる。
超音波信号の出力を指示し、切換スイツチ８には
同調回路６出力を検波回路１１と第１の乗算器１
５のうちの検波回路１１への印加を指示し、切換
スイツチ９には第１の演算器１２の距離データの
距離表示器１３への供給を指示し、切換スイツチ
１０にはオフ状態となるよう指示する。切換スイ
ツチ８，９，１０の切換状態において送波器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と切換スイツチ８および
検波回路１１を介して第１の演算器１２に入力さ
れる。第１の演算器１２では送波タイミング信号
を基準に検波回路１１の出力信号が立上がるまで
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ツチ９を介して距
離表示器１３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
１２の距離データが規定距離に達すると前記検出
回路２３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
を超音波信号からドプラーレーダ信号に切換え、
切換スイツチ８を同調回路６出力を第１、第２の
乗算器１５，１６に印加する切換え状態とし、切
換スイツチ９を第２の演算器２１の距離データを
選択する切換え状態とし、切換スイツチ１０をオ
ン状態にする。このモード反転によつて送波器３
から前記超音波信号に代つ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と切換スイツチ
８を介して第１、第２の乗算器１５，１６へ印加
される。またこのモード反転によつて切換スイツ
チ１０を介してπ／２移相器１４と第１の乗算器
１５には信号発生器１から連続波が供給されてお
り、第２の乗算器１６にはπ／２移相器１４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１５，１６の出力は次のようになる。
送波信号＝A0sinω0t（但し、ω0＝2πf0）
受波信号＝Asin（ω0t−Ｔ）
π／２移相器14出力＝A0sin（ω0t−π／２）
第１の乗算器15出力＝A1｛cosT
−cos（2ωt−Ｔ）｝
第２の乗算器16出力＝−A1｛sinT
＋sin（2ωt−Ｔ）｝
この第１、第２の乗算器１５，１６出力をそれ
ぞれローパスフイルタ１８，１７に通すと、上式
は次のようになる。
ぞれローパスフイルタ１８，１７に通すと、上式
は次のようになる。
ローパスフイルタ17出力＝A1cosT ロー
パスフイルタ18出力＝−A1sinT この２式の成分Ｔは、障害物の位置により変動
する量であり、接近してきた時と遠ざかる時とで
符号が異なるので、これを方向弁別回路１９で弁
別してアツプダウンカウンタ２０の加算と減算を
切換える。アツプダウンカウンタ２０ではこの方
向弁別回路１９の指示に従つて第１の乗算器１５
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、アツプダウンカウンタ２０は障害物が
規定距離になつた時にタイミング回路７によつて
初期値にリセツトされる。第２の演算器２１では
アツプダウンカウンタ２０の計算値〔ビート数〕
ｎをもとに次式で障害物との現在の距離L′が算出
される。
パスフイルタ18出力＝−A1sinT この２式の成分Ｔは、障害物の位置により変動
する量であり、接近してきた時と遠ざかる時とで
符号が異なるので、これを方向弁別回路１９で弁
別してアツプダウンカウンタ２０の加算と減算を
切換える。アツプダウンカウンタ２０ではこの方
向弁別回路１９の指示に従つて第１の乗算器１５
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、アツプダウンカウンタ２０は障害物が
規定距離になつた時にタイミング回路７によつて
初期値にリセツトされる。第２の演算器２１では
アツプダウンカウンタ２０の計算値〔ビート数〕
ｎをもとに次式で障害物との現在の距離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ツチ９を介して距離表
示器１３に供給され距離表示される。ここで、障
害物が規定距離Ｌ以内に入つた後、再び規定距離
Ｌの地点に戻つた場合には、検知回路２３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
再度発生し、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。
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ツチ９を介して距離表
示器１３に供給され距離表示される。ここで、障
害物が規定距離Ｌ以内に入つた後、再び規定距離
Ｌの地点に戻つた場合には、検知回路２３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
再度発生し、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、これから障
害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
検出できなかつた近接領域内の障害物も検知する
ことができる。
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、これから障
害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
検出できなかつ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、トーンバースト状超音波を用いただ
けでは直接波の影響のために検知できなかつた近
接領域内の障害物を検知でき、検知性能を高める
ことができ、障害物検出に対する信頼性を向上さ
せることができるものである。
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、トーンバースト状超音波を用いただ
けでは直接波の影響のために検知できなかつた近
接領域内の障害物を検知でき、検知性能を高める
ことができ、障害物検出に対する信頼性を向上さ
せることができるものである。
図面は本発明の一実施例の超音波障害物検出装
置の構成図である。 １……信号発生器、２……増幅器、３……送波
器、４……受波器、５……増幅器、６……同調回
路、７……タイミング回路、８，９，１０……切
換スイツチ、１１……検波回路、１２……第１の
演算器、１３……距離表示器、１４……π／２移
相器、１５……第１の乗算器、１６……第２の乗
算器、１７，１８……ローパスフイルタ、１９…
…方向弁別回路、２０……アツプダウンカウン
タ、２１……第２の演算器、２２……設定回路、
２３……検知回路。
置の構成図である。 １……信号発生器、２……増幅器、３……送波
器、４……受波器、５……増幅器、６……同調回
路、７……タイミング回路、８，９，１０……切
換スイツチ、１１……検波回路、１２……第１の
演算器、１３……距離表示器、１４……π／２移
相器、１５……第１の乗算器、１６……第２の乗
算器、１７，１８……ローパスフイルタ、１９…
…方向弁別回路、２０……アツプダウンカウン
タ、２１……第２の演算器、２２……設定回路、
２３……検知回路。
Claims (1)
- １ 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 JPS5880582A (ja) | 1983-05-14 |
| JPS6314308B2 true 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) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2771892B2 (ja) * | 1990-06-11 | 1998-07-02 | 松下電工株式会社 | 人体検知装置 |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP56178796A patent/JPS5880582A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5880582A (ja) | 1983-05-14 |
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