JP2940324B2 - 超音波距離計 - Google Patents
超音波距離計Info
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- JP2940324B2 JP2940324B2 JP1693A JP1693A JP2940324B2 JP 2940324 B2 JP2940324 B2 JP 2940324B2 JP 1693 A JP1693 A JP 1693A JP 1693 A JP1693 A JP 1693A JP 2940324 B2 JP2940324 B2 JP 2940324B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波信号を送出し、
該超音波信号の物体による反射信号を受信して、物体ま
での距離を算出する超音波距離計に関する。
該超音波信号の物体による反射信号を受信して、物体ま
での距離を算出する超音波距離計に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の超音波距離計は、例えば
図４に示すように、ＣＰＵ１から送出される送信タイミ
ング信号によって駆動信号発生器２を駆動し、該駆動信
号発生器２からの駆動信号をドライバを介して超音波送
波器４に供給し、これにより超音波送波器４から所定の
周波数の超音波信号を所定パルス幅および所定パルス間
隔で送出する。この超音波信号は、超音波信号の送出方
向に存在する例えば先行車両等の図示しない物体で反射
され、超音波受波器５で受信される。超音波受波器５で
受信された反射信号は増幅器６で増幅され、所定の周波
数特性を有する帯域フィルタ７で濾波された後、検波回
路８に供給される。検波回路８は帯域フィルタ７で濾波
された反射信号から包絡線検波し、この包絡線検波した
信号をゲート回路９に供給する。このゲート回路９は、
前記超音波送波器４から超音波受波器５に直接伝達され
る回り込み波の影響を防止するためのものであり、これ
らの信号が継続する所定期間（すなわち、反射波検出不
能時間）、検波回路８からの検波信号をマスキングす
る。図５（ａ）はＣＰＵ１から送信される送信タイミン
グ信号を示しているが、ゲート回路９による波形マスキ
ングは図５（ｂ）に示すように出力され、斜線で示す前
記回り込み信号をマスクし、この期間が反射波検出不能
時間となっている。
図４に示すように、ＣＰＵ１から送出される送信タイミ
ング信号によって駆動信号発生器２を駆動し、該駆動信
号発生器２からの駆動信号をドライバを介して超音波送
波器４に供給し、これにより超音波送波器４から所定の
周波数の超音波信号を所定パルス幅および所定パルス間
隔で送出する。この超音波信号は、超音波信号の送出方
向に存在する例えば先行車両等の図示しない物体で反射
され、超音波受波器５で受信される。超音波受波器５で
受信された反射信号は増幅器６で増幅され、所定の周波
数特性を有する帯域フィルタ７で濾波された後、検波回
路８に供給される。検波回路８は帯域フィルタ７で濾波
された反射信号から包絡線検波し、この包絡線検波した
信号をゲート回路９に供給する。このゲート回路９は、
前記超音波送波器４から超音波受波器５に直接伝達され
る回り込み波の影響を防止するためのものであり、これ
らの信号が継続する所定期間（すなわち、反射波検出不
能時間）、検波回路８からの検波信号をマスキングす
る。図５（ａ）はＣＰＵ１から送信される送信タイミン
グ信号を示しているが、ゲート回路９による波形マスキ
ングは図５（ｂ）に示すように出力され、斜線で示す前
記回り込み信号をマスクし、この期間が反射波検出不能
時間となっている。
【０００３】ゲート回路９による波形マスキングによる
反射波検出不能時間の終了後にゲート回路９はゲート開
となるゲート信号を図５（ｃ）に示すように発生し、こ
のゲート信号で前記超音波受波器５で受信される反射信
号をゲートし、コンパレータ１０に供給する。コンパレ
ータ１０は、前記ゲート信号でゲートされた反射信号を
しきい値設定手段１１からの所定のしきい値信号と比較
し、例えば反射信号のレベルがしきい値信号のレベルよ
りも大きい場合、ＣＰＵ１に高レベル信号を供給する。
ＣＰＵ１は、前記送信タイミング信号の発生時点からコ
ンパレータ１０の高出力レベル信号が供給される時点ま
での時間を計測し、この時間に基づいて物体までの距離
を演算し、距離表示器１２に表示する。
反射波検出不能時間の終了後にゲート回路９はゲート開
となるゲート信号を図５（ｃ）に示すように発生し、こ
のゲート信号で前記超音波受波器５で受信される反射信
号をゲートし、コンパレータ１０に供給する。コンパレ
ータ１０は、前記ゲート信号でゲートされた反射信号を
しきい値設定手段１１からの所定のしきい値信号と比較
し、例えば反射信号のレベルがしきい値信号のレベルよ
りも大きい場合、ＣＰＵ１に高レベル信号を供給する。
ＣＰＵ１は、前記送信タイミング信号の発生時点からコ
ンパレータ１０の高出力レベル信号が供給される時点ま
での時間を計測し、この時間に基づいて物体までの距離
を演算し、距離表示器１２に表示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の超音波
距離計では、予め設定した送信時間および超音波送波器
の残響時間に依存する超音波受波器への図５（ｂ）に示
す回り込み波の継続時間中に、反射超音波信号を受信で
きず、この結果近距離の計測が困難であるという問題が
ある。
距離計では、予め設定した送信時間および超音波送波器
の残響時間に依存する超音波受波器への図５（ｂ）に示
す回り込み波の継続時間中に、反射超音波信号を受信で
きず、この結果近距離の計測が困難であるという問題が
ある。
【０００５】また、極力近距離の計測を行うためには、
マスキング時間を短くするとともに、前記しきい値設定
手段で設定されるしきい値レベルを図６（ａ）に示すよ
うに残響回り込み波を検出しない程度にまで増大する必
要があるが、このようにすると、図６（ｂ）に示すよう
に、低レベルである遠距離からの反射波を検出すること
ができなくなるという問題がある。
マスキング時間を短くするとともに、前記しきい値設定
手段で設定されるしきい値レベルを図６（ａ）に示すよ
うに残響回り込み波を検出しない程度にまで増大する必
要があるが、このようにすると、図６（ｂ）に示すよう
に、低レベルである遠距離からの反射波を検出すること
ができなくなるという問題がある。
【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、近距離から遠距離までの測定
を適確に行うことができる超音波距離計を提供すること
にある。
その目的とするところは、近距離から遠距離までの測定
を適確に行うことができる超音波距離計を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の超音波距離計は、超音波信号を送出する送
出手段と、該送出手段から送出される超音波信号が物体
に当たって反射された反射信号を受信する受信手段と、
近距離物体からの反射信号を検出すべく前記超音波信号
の送出タイミングの後の比較的接近した時刻に近距離ゲ
ート信号を発生する近距離ゲート手段と、２次反射波を
検出すべく前記近距離ゲート信号の後に２次波相当信号
監視ゲート信号を発生する２次波相当信号監視ゲート手
段と、遠距離物体からの反射信号を検出すべく前記２次
波相当監視ゲート信号の後に遠距離ゲート信号を発生す
る遠距離ゲート手段と、前記近距離ゲート信号、２次波
相当信号監視ゲート信号および遠距離ゲート信号の発生
中における前記反射信号の有無および信号幅に基づいて
前記物体からの反射信号を識別し、この識別した反射信
号に基づいて物体までの距離を算出する識別算出手段と
を有することを要旨とする。
め、本発明の超音波距離計は、超音波信号を送出する送
出手段と、該送出手段から送出される超音波信号が物体
に当たって反射された反射信号を受信する受信手段と、
近距離物体からの反射信号を検出すべく前記超音波信号
の送出タイミングの後の比較的接近した時刻に近距離ゲ
ート信号を発生する近距離ゲート手段と、２次反射波を
検出すべく前記近距離ゲート信号の後に２次波相当信号
監視ゲート信号を発生する２次波相当信号監視ゲート手
段と、遠距離物体からの反射信号を検出すべく前記２次
波相当監視ゲート信号の後に遠距離ゲート信号を発生す
る遠距離ゲート手段と、前記近距離ゲート信号、２次波
相当信号監視ゲート信号および遠距離ゲート信号の発生
中における前記反射信号の有無および信号幅に基づいて
前記物体からの反射信号を識別し、この識別した反射信
号に基づいて物体までの距離を算出する識別算出手段と
を有することを要旨とする。
【０００８】
【作用】本発明の超音波距離計では、近距離ゲート信
号、２次波相当信号監視ゲート信号および遠距離ゲート
信号を発生し、これらのゲート信号の発生中における反
射信号の有無および信号幅に基づいて物体からの反射信
号を識別し、この識別した反射信号に基づいて物体まで
の距離を算出している。
号、２次波相当信号監視ゲート信号および遠距離ゲート
信号を発生し、これらのゲート信号の発生中における反
射信号の有無および信号幅に基づいて物体からの反射信
号を識別し、この識別した反射信号に基づいて物体まで
の距離を算出している。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１０】図１は、本発明の一実施例に係わる超音波
距離計の回路構成を示すブロック図である。同図に示す
超音波距離計は、図４に示した超音波距離計においてゲ
ート回路９とコンパレータ１０との間に近距離ゲート回
路１４、２次波相当信号監視ゲート回路１５、遠距離ゲ
ート回路１６を新たに設けるとともに、これらを制御す
るＣＰＵの機能が異なり、ＣＰＵ１３として設けられて
いる点が異なるのみであり、その他の構成および作用は
図４と同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付され
ている。
距離計の回路構成を示すブロック図である。同図に示す
超音波距離計は、図４に示した超音波距離計においてゲ
ート回路９とコンパレータ１０との間に近距離ゲート回
路１４、２次波相当信号監視ゲート回路１５、遠距離ゲ
ート回路１６を新たに設けるとともに、これらを制御す
るＣＰＵの機能が異なり、ＣＰＵ１３として設けられて
いる点が異なるのみであり、その他の構成および作用は
図４と同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付され
ている。
【００１１】前記近距離ゲート回路１４は、近距離物体
からの反射信号を検出すべく前記超音波信号の送出タイ
ミングの後の比較的接近した時刻に近距離ゲート信号を
発生する。また、２次波相当信号監視ゲート回路１５
は、２次反射波を検出すべく前記近距離ゲート信号の後
に２次波相当信号監視ゲート信号を発生する。更に、遠
距離ゲート回路１６は、遠距離物体からの反射信号を検
出すべく前記２次波相当監視ゲート信号の後に遠距離ゲ
ート信号を発生する。そして、ＣＰＵ１３は、前記近距
離ゲート回路１４からの近距離ゲート信号、２次波相当
信号監視ゲート回路１５からの２次波相当信号監視ゲー
ト信号および遠距離ゲート回路１６からの遠距離ゲート
信号の発生中における物体からの反射信号の有無および
その信号幅に基づいて物体からの反射信号を識別し、こ
の識別した反射信号に基づいて物体までの距離を算出す
る。なお、前記近距離ゲート信号、２次波相当信号監視
ゲート信号および遠距離ゲート信号は、詳しくは後述す
る図２に示されている。
からの反射信号を検出すべく前記超音波信号の送出タイ
ミングの後の比較的接近した時刻に近距離ゲート信号を
発生する。また、２次波相当信号監視ゲート回路１５
は、２次反射波を検出すべく前記近距離ゲート信号の後
に２次波相当信号監視ゲート信号を発生する。更に、遠
距離ゲート回路１６は、遠距離物体からの反射信号を検
出すべく前記２次波相当監視ゲート信号の後に遠距離ゲ
ート信号を発生する。そして、ＣＰＵ１３は、前記近距
離ゲート回路１４からの近距離ゲート信号、２次波相当
信号監視ゲート回路１５からの２次波相当信号監視ゲー
ト信号および遠距離ゲート回路１６からの遠距離ゲート
信号の発生中における物体からの反射信号の有無および
その信号幅に基づいて物体からの反射信号を識別し、こ
の識別した反射信号に基づいて物体までの距離を算出す
る。なお、前記近距離ゲート信号、２次波相当信号監視
ゲート信号および遠距離ゲート信号は、詳しくは後述す
る図２に示されている。
【００１２】次に、図２に示す波形図を参照しながら、
図３に示すフローチャートに従って作用を説明する。
図３に示すフローチャートに従って作用を説明する。
【００１３】ＣＰＵ１から送出される送信タイミング信
号によって駆動信号発生器２を駆動し、該駆動信号発生
器２からの駆動信号をドライバを介して超音波送波器４
に供給し、これにより超音波送波器４から所定の周波数
の超音波信号を所定パルス幅および所定パルス間隔で送
出する（図３のステップ１１０）。この超音波信号は、
回り込み信号として超音波送波器４から直接超音波受波
器５に到達する他に、超音波信号の送出方向に存在する
例えば先行車両等の図示しない物体で反射され、超音波
受波器５で受信される（ステップ１２０）。超音波受波
器５で受信された反射信号は増幅器６で増幅され、所定
の周波数特性を有する帯域フィルタ７で濾波された後、
検波回路８に供給される。検波回路８は帯域フィルタ７
で濾波された反射信号から包絡線検波し、この包絡線検
波した信号をゲート回路９に供給する（ステップ１３
０）。このゲート回路９は、超音波送波器４から超音波
受波器５に直接伝達される回り込み波を検出しないよう
に波形マスキングを行うものであり、これはＣＰＵ１３
により制御される。
号によって駆動信号発生器２を駆動し、該駆動信号発生
器２からの駆動信号をドライバを介して超音波送波器４
に供給し、これにより超音波送波器４から所定の周波数
の超音波信号を所定パルス幅および所定パルス間隔で送
出する（図３のステップ１１０）。この超音波信号は、
回り込み信号として超音波送波器４から直接超音波受波
器５に到達する他に、超音波信号の送出方向に存在する
例えば先行車両等の図示しない物体で反射され、超音波
受波器５で受信される（ステップ１２０）。超音波受波
器５で受信された反射信号は増幅器６で増幅され、所定
の周波数特性を有する帯域フィルタ７で濾波された後、
検波回路８に供給される。検波回路８は帯域フィルタ７
で濾波された反射信号から包絡線検波し、この包絡線検
波した信号をゲート回路９に供給する（ステップ１３
０）。このゲート回路９は、超音波送波器４から超音波
受波器５に直接伝達される回り込み波を検出しないよう
に波形マスキングを行うものであり、これはＣＰＵ１３
により制御される。
【００１４】詳しくは、このマスキングは、従来の方法
では、図５（ｂ）に示すように回り込み波レベルがしき
い値設定手段１１で設定されるしきい値レベルよりも下
回るまで継続されているが、本実施例では、そこまで継
続せずに、図２（ａ）に示すように、回り込み波レベル
があるレベルまで低下すると想定する時点でマスキング
を終了するように設定されている。この結果、従来より
も更に近距離の計測が可能となる。また、本実施例で
は、後述するようにしきい値レベルを従来よりもかなり
低く設定することができるので、従来よりも遠距離の計
測が可能となっている。
では、図５（ｂ）に示すように回り込み波レベルがしき
い値設定手段１１で設定されるしきい値レベルよりも下
回るまで継続されているが、本実施例では、そこまで継
続せずに、図２（ａ）に示すように、回り込み波レベル
があるレベルまで低下すると想定する時点でマスキング
を終了するように設定されている。この結果、従来より
も更に近距離の計測が可能となる。また、本実施例で
は、後述するようにしきい値レベルを従来よりもかなり
低く設定することができるので、従来よりも遠距離の計
測が可能となっている。
【００１５】ゲート回路９で回り込み波をマスキングさ
れた後、ゲート回路９から出力される反射信号は、前記
近距離ゲート回路１４、２次波相当信号監視ゲート回路
１５、遠距離ゲート回路１６に供給される。近距離ゲー
ト回路１４は、ＣＰＵ１３からの近距離ゲート回路制御
信号によって制御され、図２（ａ），（ｃ），（ｅ），
（ｇ）に示すように、前記ゲート回路９によるマスキン
グ時間の直後に回り込み波の末端部を含む所定の近距離
ゲート信号を発生し、この近距離ゲート信号の間ゲート
を開き、反射信号を通過させる。通常、検知体、すなわ
ち物体が存在しない場合でも、図２（ａ）に示すように
回り込み信号の末端部が近距離ゲート回路１４を通過す
ることになるが、何らかの原因で回り込み信号が検出さ
れないレベルまで低下した場合には、この近距離ゲート
回路１４には何等の信号も通過しないことになる。但
し、ここでは回り込み信号のレベルは十分検出され得る
レベルのものであるとする。
れた後、ゲート回路９から出力される反射信号は、前記
近距離ゲート回路１４、２次波相当信号監視ゲート回路
１５、遠距離ゲート回路１６に供給される。近距離ゲー
ト回路１４は、ＣＰＵ１３からの近距離ゲート回路制御
信号によって制御され、図２（ａ），（ｃ），（ｅ），
（ｇ）に示すように、前記ゲート回路９によるマスキン
グ時間の直後に回り込み波の末端部を含む所定の近距離
ゲート信号を発生し、この近距離ゲート信号の間ゲート
を開き、反射信号を通過させる。通常、検知体、すなわ
ち物体が存在しない場合でも、図２（ａ）に示すように
回り込み信号の末端部が近距離ゲート回路１４を通過す
ることになるが、何らかの原因で回り込み信号が検出さ
れないレベルまで低下した場合には、この近距離ゲート
回路１４には何等の信号も通過しないことになる。但
し、ここでは回り込み信号のレベルは十分検出され得る
レベルのものであるとする。
【００１６】近距離ゲート回路１４を通過した反射信号
は、コンパレータ１０に供給され、しきい値設定手段１
１からのしきい値信号と比較される。近距離ゲート回路
１４を通過した反射信号がしきい値信号よりも大きい場
合、コンパレータ１０は高レベル信号を発生し、この信
号をＣＰＵ１３に供給する。そして、ＣＰＵ１３は、こ
の近距離ゲート信号の間にコンパレータ１０からの出力
信号が存在するか否かをチェックする（ステップ１４
０）。近距離ゲート信号の間にコンパレータ１０の出力
信号がある場合には、この出力信号が複数あるか否かを
チェックする（ステップ１５０）。なお、物体が存在し
ない場合には、図２（ｂ）に示すように、通常回り込み
波の末端部に相当するパルス信号のみが近距離ゲート信
号の間に存在する。また、コンパレータ１０からの出力
信号が複数ある場合には、後述するようにパルス幅が最
長のパルス信号に相当する反射波を１次波と判定する
（ステップ１６０）。
は、コンパレータ１０に供給され、しきい値設定手段１
１からのしきい値信号と比較される。近距離ゲート回路
１４を通過した反射信号がしきい値信号よりも大きい場
合、コンパレータ１０は高レベル信号を発生し、この信
号をＣＰＵ１３に供給する。そして、ＣＰＵ１３は、こ
の近距離ゲート信号の間にコンパレータ１０からの出力
信号が存在するか否かをチェックする（ステップ１４
０）。近距離ゲート信号の間にコンパレータ１０の出力
信号がある場合には、この出力信号が複数あるか否かを
チェックする（ステップ１５０）。なお、物体が存在し
ない場合には、図２（ｂ）に示すように、通常回り込み
波の末端部に相当するパルス信号のみが近距離ゲート信
号の間に存在する。また、コンパレータ１０からの出力
信号が複数ある場合には、後述するようにパルス幅が最
長のパルス信号に相当する反射波を１次波と判定する
（ステップ１６０）。
【００１７】次に、近距離ゲート信号の間に存在する反
射信号が回り込み波に相当する信号であるかどうかを判
定するために、２次波相当信号監視ゲート回路１５をＣ
ＰＵ１３からの２次波相当信号監視ゲート回路制御信号
によって制御し、２次波相当信号監視ゲート信号を発生
し、この２次波相当信号監視ゲート信号の間ゲートを開
いて、反射信号を通過させ、この間に反射信号があるか
否かをＣＰＵ１３でチェックする（ステップ１７０）。
なお、２次波相当信号監視ゲート信号は近距離ゲート信
号の間に存在する反射信号に基づいてＣＰＵ１３により
その発生タイミングが制御される。すなわち、近距離ゲ
ート信号の間に存在する反射信号が近距離物体に起因す
るものである場合には、検出され得るレベルの２次反射
信号（すなわち、１次反射信号が超音波受波器５により
反射され、更にもう１度近距離物体によって反射され、
超音波受波器５により検出される反射信号）が存在する
はずである。しかしながら、その反射信号が前記回り込
み信号に相当するものである場合には、２次反射信号は
検出されないはずである。近距離に物体が存在しない場
合には、後者に相当するので、図２（ｂ）に示すよう
に、２次波相当信号監視ゲート信号の間にコンパレータ
１０の出力信号は存在しない。従って、ＣＰＵ１３は物
体を検出せず、反射信号は回り込み信号であると判定す
る（ステップ１８０）。
射信号が回り込み波に相当する信号であるかどうかを判
定するために、２次波相当信号監視ゲート回路１５をＣ
ＰＵ１３からの２次波相当信号監視ゲート回路制御信号
によって制御し、２次波相当信号監視ゲート信号を発生
し、この２次波相当信号監視ゲート信号の間ゲートを開
いて、反射信号を通過させ、この間に反射信号があるか
否かをＣＰＵ１３でチェックする（ステップ１７０）。
なお、２次波相当信号監視ゲート信号は近距離ゲート信
号の間に存在する反射信号に基づいてＣＰＵ１３により
その発生タイミングが制御される。すなわち、近距離ゲ
ート信号の間に存在する反射信号が近距離物体に起因す
るものである場合には、検出され得るレベルの２次反射
信号（すなわち、１次反射信号が超音波受波器５により
反射され、更にもう１度近距離物体によって反射され、
超音波受波器５により検出される反射信号）が存在する
はずである。しかしながら、その反射信号が前記回り込
み信号に相当するものである場合には、２次反射信号は
検出されないはずである。近距離に物体が存在しない場
合には、後者に相当するので、図２（ｂ）に示すよう
に、２次波相当信号監視ゲート信号の間にコンパレータ
１０の出力信号は存在しない。従って、ＣＰＵ１３は物
体を検出せず、反射信号は回り込み信号であると判定す
る（ステップ１８０）。
【００１８】次に、近距離に物体が存在する場合の動作
について説明する。近距離に物体が存在する場合には、
図２（ｃ）に示すように、近距離ゲート回路１４からの
近距離ゲート信号の間に回り込み波の端末部と物体から
の反射信号の２種類の信号が存在することになる。この
結果、近距離ゲート信号の間には、図２（ｄ）に示すよ
うに、コンパレータ１０から２種類の信号が出力される
（ステップ１４０，１５０）。ここで、近距離物体から
の反射信号のレベルは回り込み波の端末部のレベルより
も大きいので、コンパレータ１０の出力信号の幅もそれ
に応じて大きくなる。ＣＰＵ１３はこの２つの信号の継
続時間を計数し、その長い方の信号を物体からの１次反
射パルスであると判定する（ステップ１６０）。この判
定された１次反射パルスのパルス幅の値はＣＰＵ１３内
のメモリに記憶される。
について説明する。近距離に物体が存在する場合には、
図２（ｃ）に示すように、近距離ゲート回路１４からの
近距離ゲート信号の間に回り込み波の端末部と物体から
の反射信号の２種類の信号が存在することになる。この
結果、近距離ゲート信号の間には、図２（ｄ）に示すよ
うに、コンパレータ１０から２種類の信号が出力される
（ステップ１４０，１５０）。ここで、近距離物体から
の反射信号のレベルは回り込み波の端末部のレベルより
も大きいので、コンパレータ１０の出力信号の幅もそれ
に応じて大きくなる。ＣＰＵ１３はこの２つの信号の継
続時間を計数し、その長い方の信号を物体からの１次反
射パルスであると判定する（ステップ１６０）。この判
定された１次反射パルスのパルス幅の値はＣＰＵ１３内
のメモリに記憶される。
【００１９】それから、ＣＰＵ１３は、前記判定した反
射信号のタイミングに基づいて、超音波信号の送出から
この反射信号の立ち上がりまでの時間の２倍付近におい
て２次波相当信号監視ゲート信号を発生するように２次
波相当信号監視ゲート回路１５を制御し、２次波相当信
号監視ゲート回路１５から２次波相当信号監視ゲート信
号を出力させる。そして、この２次波相当信号監視ゲー
ト信号でゲート回路９からの反射信号をゲートし、近距
離物体からの２次反射波を図２（ｃ）に示すように検出
する（ステップ１７０）。この場合、コンパレータ１０
は、２次波相当信号監視ゲート信号の間に図２（ｄ）に
示すようにパルス信号を出力する。
射信号のタイミングに基づいて、超音波信号の送出から
この反射信号の立ち上がりまでの時間の２倍付近におい
て２次波相当信号監視ゲート信号を発生するように２次
波相当信号監視ゲート回路１５を制御し、２次波相当信
号監視ゲート回路１５から２次波相当信号監視ゲート信
号を出力させる。そして、この２次波相当信号監視ゲー
ト信号でゲート回路９からの反射信号をゲートし、近距
離物体からの２次反射波を図２（ｃ）に示すように検出
する（ステップ１７０）。この場合、コンパレータ１０
は、２次波相当信号監視ゲート信号の間に図２（ｄ）に
示すようにパルス信号を出力する。
【００２０】ＣＰＵ１３はこのパルス信号、すなわち２
次反射パルスの継続時間を計測し、この２次反射パルス
の継続時間が前記１次反射パルスの継続時間よりも短い
か否か判定する（ステップ１９０）。通常、この２次反
射パルスは、１次反射パルスよりも小さいレベルである
ので、２次反射パルスの継続時間は１次反射パルスの継
続時間よりも短い。実際に短いと判定された場合には、
１次反射パルスが物体からの反射信号であると判定し、
ＣＰＵ１３は近距離ゲート信号の間に発生する１次反射
信号に相当するパルスの立ち上がりから該１次反射パル
スの立ち上がりまでの時間から物体までの距離を算出
し、距離表示器１２に表示する（ステップ２００）。
次反射パルスの継続時間を計測し、この２次反射パルス
の継続時間が前記１次反射パルスの継続時間よりも短い
か否か判定する（ステップ１９０）。通常、この２次反
射パルスは、１次反射パルスよりも小さいレベルである
ので、２次反射パルスの継続時間は１次反射パルスの継
続時間よりも短い。実際に短いと判定された場合には、
１次反射パルスが物体からの反射信号であると判定し、
ＣＰＵ１３は近距離ゲート信号の間に発生する１次反射
信号に相当するパルスの立ち上がりから該１次反射パル
スの立ち上がりまでの時間から物体までの距離を算出
し、距離表示器１２に表示する（ステップ２００）。
【００２１】次に、物体が比較的遠距離に存在し、２次
波相当信号監視ゲート回路１５から出力される２次波相
当信号監視ゲート信号の間に物体からの１次反射信号が
発生する場合について説明する。
波相当信号監視ゲート回路１５から出力される２次波相
当信号監視ゲート信号の間に物体からの１次反射信号が
発生する場合について説明する。
【００２２】この場合には、近距離ゲート回路１４から
の近距離ゲート信号の間には、図２（ｅ）および（ｆ）
に示すように回り込み波に起因するコンパレータ１０の
出力信号しか存在しない（ステップ１５０）。また、こ
の出力信号のタイミングに基づいて、ＣＰＵ１３は超音
波信号の送出からこの出力信号の立ち上がりまでの時間
の２倍付近において２次波相当信号監視ゲート信号を発
生するように２次波相当信号監視ゲート回路１５を制御
する。そして、この２次波相当信号監視ゲート信号の間
に反射信号があるか否かをチェックする（ステップ１７
０）。この場合には、２次波相当信号監視ゲート信号の
間に、図２（ｅ）に示すように物体からの１次反射信号
が到来するので、この信号に応答してコンパレータ１０
は２次波相当信号監視ゲート信号の間に図２（ｆ）に示
すように出力パルスを発生する。この出力パルスの継続
時間はＣＰＵ１３で計数される。この場合、該２次波相
当信号監視ゲート信号の間に発生する反射波は、それほ
ど遠方にある物体からのものではないので、その強度も
回り込み波の端末信号のレベルよりも十分大きい。従っ
て、２次波相当信号監視ゲート信号の間に検出される物
体の１次反射信号に起因するコンパレータ１０からの出
力信号の継続時間は回り込み波に起因するパルス信号よ
りも長くなる。そして、実際に長いと判定された場合に
は（ステップ１９０）、２次波相当信号監視ゲート信号
に検出された反射信号が物体からの１次反射信号である
と判断し、その反射信号の立ち上がりタイミングから距
離を算出し、距離表示器１２に表示する（ステップ２１
０）。
の近距離ゲート信号の間には、図２（ｅ）および（ｆ）
に示すように回り込み波に起因するコンパレータ１０の
出力信号しか存在しない（ステップ１５０）。また、こ
の出力信号のタイミングに基づいて、ＣＰＵ１３は超音
波信号の送出からこの出力信号の立ち上がりまでの時間
の２倍付近において２次波相当信号監視ゲート信号を発
生するように２次波相当信号監視ゲート回路１５を制御
する。そして、この２次波相当信号監視ゲート信号の間
に反射信号があるか否かをチェックする（ステップ１７
０）。この場合には、２次波相当信号監視ゲート信号の
間に、図２（ｅ）に示すように物体からの１次反射信号
が到来するので、この信号に応答してコンパレータ１０
は２次波相当信号監視ゲート信号の間に図２（ｆ）に示
すように出力パルスを発生する。この出力パルスの継続
時間はＣＰＵ１３で計数される。この場合、該２次波相
当信号監視ゲート信号の間に発生する反射波は、それほ
ど遠方にある物体からのものではないので、その強度も
回り込み波の端末信号のレベルよりも十分大きい。従っ
て、２次波相当信号監視ゲート信号の間に検出される物
体の１次反射信号に起因するコンパレータ１０からの出
力信号の継続時間は回り込み波に起因するパルス信号よ
りも長くなる。そして、実際に長いと判定された場合に
は（ステップ１９０）、２次波相当信号監視ゲート信号
に検出された反射信号が物体からの１次反射信号である
と判断し、その反射信号の立ち上がりタイミングから距
離を算出し、距離表示器１２に表示する（ステップ２１
０）。
【００２３】次に、物体が遠方に存在する場合の動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２４】近距離ゲート信号の間に発生する反射信号
が回り込み波によるものであると判定するまでの処理
は、上述したステップ１１０〜１８０で説明した処理と
同じである。ステップ１８０で回り込み波と判定される
と、ＣＰＵ１３は遠距離ゲート回路制御信号を遠距離ゲ
ート回路１６に供給して、遠距離ゲート信号を発生し、
この遠距離ゲート信号でゲート回路９からの反射信号を
ゲートする。この遠距離ゲート信号は、図２（ｇ）に示
すように、次の超音波信号が超音波送波器４から送出さ
れるまで継続する。この遠距離ゲート信号の間に反射信
号が発生すると、図２（ｈ）に示すようにこの反射信号
に応じてコンパレータ１０から出力パルスが出力され
る。なお、本実施例では、上述したように、しきい値レ
ベルをかなり低く設定することができるので、より遠方
の物体からの反射信号も検出することができる。
が回り込み波によるものであると判定するまでの処理
は、上述したステップ１１０〜１８０で説明した処理と
同じである。ステップ１８０で回り込み波と判定される
と、ＣＰＵ１３は遠距離ゲート回路制御信号を遠距離ゲ
ート回路１６に供給して、遠距離ゲート信号を発生し、
この遠距離ゲート信号でゲート回路９からの反射信号を
ゲートする。この遠距離ゲート信号は、図２（ｇ）に示
すように、次の超音波信号が超音波送波器４から送出さ
れるまで継続する。この遠距離ゲート信号の間に反射信
号が発生すると、図２（ｈ）に示すようにこの反射信号
に応じてコンパレータ１０から出力パルスが出力され
る。なお、本実施例では、上述したように、しきい値レ
ベルをかなり低く設定することができるので、より遠方
の物体からの反射信号も検出することができる。
【００２５】ＣＰＵ１３は前記遠距離ゲート信号の間に
発生するパルス信号をその長短に関わらず物体からの１
次反射信号であると判定し、その立ち上がりタイミング
に基づいて物体までの距離を算出し、距離表示器１２に
表示する（ステップ２２０）。
発生するパルス信号をその長短に関わらず物体からの１
次反射信号であると判定し、その立ち上がりタイミング
に基づいて物体までの距離を算出し、距離表示器１２に
表示する（ステップ２２０）。
【００２６】なお、本発明の上述した超音波距離計は、
例えば車両に搭載され、先行車との車間距離を測定する
のに利用されるが、これに限定されるものでない。
例えば車両に搭載され、先行車との車間距離を測定する
のに利用されるが、これに限定されるものでない。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
近距離ゲート信号、２次波相当信号監視ゲート信号およ
び遠距離ゲート信号を発生し、これらのゲート信号の発
生中における反射信号の有無および信号幅に基づいて物
体からの反射信号を識別し、この識別した反射信号に基
づいて物体までの距離を算出しているので、近距離に存
在する物体も遠距離に存在する物体も適確かつ高い精度
をもって検出し、該物体までの距離を適確に計測するこ
とができる。
近距離ゲート信号、２次波相当信号監視ゲート信号およ
び遠距離ゲート信号を発生し、これらのゲート信号の発
生中における反射信号の有無および信号幅に基づいて物
体からの反射信号を識別し、この識別した反射信号に基
づいて物体までの距離を算出しているので、近距離に存
在する物体も遠距離に存在する物体も適確かつ高い精度
をもって検出し、該物体までの距離を適確に計測するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例に係わる超音波距離計の回路
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す超音波距離計の各部の信号波形を示
す波形図である。
す波形図である。
【図３】図１に示す超音波距離計の作用を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】従来の超音波距離計の回路構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】図４に示す超音波距離計の信号検出の様子を示
す波形図である。
す波形図である。
【図６】回り込み信号と物体からの反射信号との関係を
示す波形図である。
示す波形図である。
４ 超音波送波器 ５ 超音波受波器 ９ ゲート回路 １０ コンパレータ １３ ＣＰＵ １４ 近距離ゲート回路 １５ ２次波相当信号監視ゲート回路 １６ 遠距離ゲート回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 15/00 - 15/96
Claims (2)
- 【請求項１】 超音波信号を送出する送出手段と、 該送出手段から送出される超音波信号が物体に当たって
反射された反射信号を受信する受信手段と、 近距離物体からの反射信号を検出すべく前記超音波信号
の送出タイミングの後の比較的接近した時刻に近距離ゲ
ート信号を発生する近距離ゲート手段と、 ２次反射波を検出すべく前記近距離ゲート信号の後に２
次波相当信号監視ゲート信号を発生する２次波相当信号
監視ゲート手段と、 遠距離物体からの反射信号を検出すべく前記２次波相当
監視ゲート信号の後に遠距離ゲート信号を発生する遠距
離ゲート手段と、 前記近距離ゲート信号、２次波相当信号監視ゲート信号
および遠距離ゲート信号の発生中における前記反射信号
の有無および信号幅に基づいて前記物体からの反射信号
を識別し、この識別した反射信号に基づいて物体までの
距離を算出する識別算出手段とを有することを特徴とす
る超音波距離計。 - 【請求項２】 前記識別算出手段は、 前記近距離ゲート信号の発生中に前記受信手段からの出
力信号が存在し、前記２次波相当監視ゲート信号の発生
中および前記遠距離ゲート信号の発生中に前記受信手段
からの出力信号がない場合、前記超音波信号の送出方向
に物体がないと判断する判断手段と、 前記近距離ゲート信号の発生中に前記受信手段からの出
力信号が複数存在する場合、最も幅の長い信号を選択
し、前記超音波信号の送出から前記選択信号の立ち上が
りまでの時間の２倍付近において前記２次波相当信号監
視ゲート信号を発生し、該２次波相当信号監視ゲート信
号の発生中に前記受信手段からの出力信号が存在し、該
出力信号の信号幅が前記選択信号の信号幅よりも短い場
合、前記超音波信号の送出から前記選択信号の立ち上が
りまでの時間に基づいて物体までの距離を算出する第１
の算出手段と、 前記近距離ゲート信号の発生中に前記受信手段からの出
力信号が存在し、前記超音波信号の送出から前記受信手
段からの出力信号の立ち上がりまでの時間の２倍付近に
おいて前記２次波相当信号監視ゲート信号を発生し、該
２次波相当信号監視ゲート信号の発生中に前記受信手段
からの出力信号が存在し、該出力信号の信号幅が前記近
距離ゲート信号の発生中に存在する前記受信手段からの
出力信号の信号幅よりも長い場合、前記超音波信号の送
出から前記２次波相当信号監視ゲート信号の発生中に存
在する前記受信手段からの出力信号の立ち上がりまでの
時間に基づいて物体までの距離を算出する第２の算出手
段と、前記近距離ゲート信号の発生中に前記受信手段からの出
力信号が存在するとき、前記超音波信号の送出から前記
受信手段からの出力信号の立ち上がりまでの時間の２倍
付近において前記２次波相当信号監視ゲート信号を発生
し、該２次波相当信号監視ゲート信号の発生中に前記受
信手段からの出力信号が存在しない場合に、前記２次波
相当監視ゲート信号の後に遠距離ゲート信号を発生し、
この遠距離ゲート信号の発生中に前記受信手段からの出
力信号が存在するときには、前記超音波信号の送出から
前記遠距離ゲート信号の発生中に存在する前記受信手段
からの出力信号の立ち上がりまでの時間に基づいて物体
までの距離を算出する第３の算出手段と を有することを
特徴とする請求項１記載の超音波距離計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1693A JP2940324B2 (ja) | 1993-01-04 | 1993-01-04 | 超音波距離計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1693A JP2940324B2 (ja) | 1993-01-04 | 1993-01-04 | 超音波距離計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201824A JPH06201824A (ja) | 1994-07-22 |
| JP2940324B2 true JP2940324B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=11462634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1693A Expired - Fee Related JP2940324B2 (ja) | 1993-01-04 | 1993-01-04 | 超音波距離計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940324B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6262943B2 (ja) * | 2013-05-30 | 2018-01-17 | 本田技研工業株式会社 | 物体検出装置 |
-
1993
- 1993-01-04 JP JP1693A patent/JP2940324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06201824A (ja) | 1994-07-22 |
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