JP2006242619A - Ultrasonic sensor signal processing system - Google Patents

Ultrasonic sensor signal processing system Download PDF

Info

Publication number
JP2006242619A
JP2006242619A JP2005055820A JP2005055820A JP2006242619A JP 2006242619 A JP2006242619 A JP 2006242619A JP 2005055820 A JP2005055820 A JP 2005055820A JP 2005055820 A JP2005055820 A JP 2005055820A JP 2006242619 A JP2006242619 A JP 2006242619A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reflected wave
ultrasonic sensor
threshold
maximum amplitude
calculation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005055820A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kyoko Ikoma
京子 生駒
Michio Nishimura
三千雄 西村
Toshinori Inoue
敏範 井上
Hiroshi Yamanaka
山中　　浩
Koji Inoue
幸二 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PROASSIST KK
Osaka Prefecture
Proassist Ltd
Original Assignee
PROASSIST KK
Osaka Prefecture
Proassist Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PROASSIST KK, Osaka Prefecture, Proassist Ltd filed Critical PROASSIST KK
Priority to JP2005055820A priority Critical patent/JP2006242619A/en
Publication of JP2006242619A publication Critical patent/JP2006242619A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic sensor signal processing system capable of accurately detecting reflected wave without requiring a blind time even when the waveforms of the reflected waves overlap, even when the distance from a pulse generator to an object is long, or even when the distance is short but the object has small reflectivity. <P>SOLUTION: The ultrasonic sensor signal processing system 1 comprises a reflected wave recognition section 2 that recognizes an input signal exceeding a set threshold as a reflected wave and sends the reflected wave signal to the reflected wave signal calculation section 4, a maximum amplitude value detector 3 for detecting the maximum amplitude value of the input signal at the time when the reflected wave recognition section 2 recognizes it as the reflected wave, and a threshold calculation setting section 5. The threshold calculation setting section 5 performs calculation for changing the threshold set based on the maximum amplitude value detected by the maximum amplitude value detector 3 to a low value approximate to a decay curve of an ultrasonic sensor signal every determined time, and sets the threshold obtained by the calculation in the reflected wave recognition section 2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、超音波センサからの信号を解析して、対象物までの距離や方向を測定する超音波センサ信号処理システムに関する。   The present invention relates to an ultrasonic sensor signal processing system that analyzes a signal from an ultrasonic sensor and measures a distance and direction to an object.

パルス発生器から超音波を発信し、対象物からの反射波を超音波センサで受信して、その信号を解析することにより、対象物までの距離や方向を測定することが一般に行われている。従来、このような超音波センサ信号を解析するシステムでは、例えば、図４のブロック図に示すような、増幅器と、閾値設定部１０１と、反射波認識部１０２と、反射波信号演算部１０３を備えた超音波センサ信号処理システム１００が利用されている。   It is common to measure the distance and direction to an object by transmitting an ultrasonic wave from a pulse generator, receiving a reflected wave from the object with an ultrasonic sensor, and analyzing the signal. . Conventionally, in a system for analyzing such an ultrasonic sensor signal, for example, an amplifier, a threshold setting unit 101, a reflected wave recognition unit 102, and a reflected wave signal calculation unit 103 as shown in the block diagram of FIG. The provided ultrasonic sensor signal processing system 100 is used.

閾値設定部１０１は、反射波認識部１０２に対して一定のレベルの閾値を設定する。反射波認識部１０２は、増幅器を介して入力された超音波センサ信号Ｓ１０の内、閾値設定部１０１により設定された閾値を超える信号のみを反射波として認識し、これを反射信号演算部１０３に出力する。反射波信号演算部１０３は、反射波として入力された信号に対して所定の演算を行い、外部に信号処理結果信号Ｓ１１を出力する。   The threshold setting unit 101 sets a certain level of threshold for the reflected wave recognition unit 102. The reflected wave recognition unit 102 recognizes only the signal exceeding the threshold set by the threshold setting unit 101 among the ultrasonic sensor signal S10 input through the amplifier as a reflected wave, and sends this to the reflected signal calculation unit 103. Output. The reflected wave signal calculation unit 103 performs a predetermined calculation on the signal input as the reflected wave, and outputs the signal processing result signal S11 to the outside.

図５は、図４の従来の超音波センサ信号処理システム１００が受信した反射波Ｆ１０，Ｆ２０，Ｆ３０の波形と、閾値設定部１０１により設定される閾値ラインＧ１０の関係を説明する図である。いま、図５では、パルス発生器から送信された送信パルスに対して、パルス発生器からの距離が異なる３つの対象物から反射波Ｆ１０，Ｆ２０，Ｆ３０を受信している。パルス発生器から対象物までの距離は、Ｆ１０，Ｆ２０，Ｆ３０の順に長くなっている。   FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the waveforms of the reflected waves F10, F20, and F30 received by the conventional ultrasonic sensor signal processing system 100 of FIG. 4 and the threshold line G10 set by the threshold setting unit 101. In FIG. 5, the reflected waves F10, F20, and F30 are received from three objects having different distances from the pulse generator with respect to the transmission pulse transmitted from the pulse generator. The distance from the pulse generator to the object increases in the order of F10, F20, and F30.

超音波は、伝搬中に減衰し、その減衰の度合いは伝搬距離が長いほど大きくるので、受信した反射波のレベルは、図５に示すように、パルス発生器からの距離が長いＦ３０に向かうほど小さいものとなっている。また、対象物が異なると反射率も異なるので、反射率が小さいものでは反射波は小さくなる。   The ultrasonic wave attenuates during propagation, and the degree of attenuation increases as the propagation distance increases. Therefore, as shown in FIG. 5, the level of the received reflected wave is directed to F30 where the distance from the pulse generator is long. It is so small. In addition, since the reflectance is different when the object is different, the reflected wave is small when the reflectance is small.

図５に示すような一定の閾値ラインＧ１０を利用した従来の超音波センサ信号処理システム１００は、例えば下記特許文献において公知となっている。
特開平５−１０００２３号公報 A conventional ultrasonic sensor signal processing system 100 using a certain threshold line G10 as shown in FIG. 5 is known, for example, in the following patent document.
JP-A-5-100023

従来の超音波センサ信号処理システム１００は、閾値を常に一定のレベルに設定するものであったため、その設定が高すぎると、図５に示すように、遠距離にある対象物からの反射波Ｆ３０のレベルが閾値よりも小さくなり、この反射波Ｆ３０を検出できなくなるという問題があった。また、近距離であっても、反射率の小さい対象物だと、反射波が小さいため、閾値よりも小さくなり、検出できない。そのため、閾値ラインＧ１０は、小さな反射波を認識させるため、低いレベルに設定する必要がある。   Since the conventional ultrasonic sensor signal processing system 100 always sets the threshold value to a certain level, if the setting is too high, as shown in FIG. Has a problem that the reflected wave F30 cannot be detected. Even at a short distance, an object with a low reflectance has a smaller reflected wave and is smaller than the threshold, and cannot be detected. Therefore, the threshold line G10 needs to be set to a low level in order to recognize a small reflected wave.

ところが、閾値ライン１０をかなり低いレベルに設定すると、近距離の対象物からの反射波Ｆ１０では、図５に示すように、閾値ラインＧ１０を一旦超えた後も、Ｔ１０で示す区間は、反射波Ｇ１０の信号が閾値よりも大きくなる状態が続いてしまう。そのため、従来の超音波センサ信号処理システム１００では、例えば、このＴ１０で示す時間は、ブラインドタイムとして、反射波として認識しないように構成していた。   However, when the threshold line 10 is set to a considerably low level, the reflected wave F10 from the object at a short distance, as shown in FIG. The state where the signal of G10 becomes larger than the threshold value continues. Therefore, in the conventional ultrasonic sensor signal processing system 100, for example, the time indicated by T10 is configured not to be recognized as a reflected wave as a blind time.

しかしながら、上記のようなブラインドタイムを設けると、図５において、例えば反射波Ｆ２０の波形が、Ｔ１０で示す区間の反射波Ｆ１０の波形と重なるような位置に検出される場合などは、異なる２つの対象物からの信号が入射しているにもかかわらず、これを検出できないという問題が生じてしまう。   However, when the blind time as described above is provided, in FIG. 5, for example, when the waveform of the reflected wave F20 is detected at a position where it overlaps with the waveform of the reflected wave F10 in the section indicated by T10, Even though a signal from the object is incident, there arises a problem that it cannot be detected.

さらに、従来の超音波センサ信号処理システム１００は、複数の対象物からの反射波同士や、反射波と直接波が重なってしまうと、両者を分離して取り出して解析するのは困難という問題もあった。   Furthermore, the conventional ultrasonic sensor signal processing system 100 has a problem that when reflected waves from a plurality of objects or reflected waves and direct waves overlap, it is difficult to separate and analyze them. there were.

特に、反射波を受信する超音波センサ素子を数個並べた超音波センサと、各超音波センサ素子からの入力信号を一定の時間ずつ遅延させて出力する遅延処理部と、この遅延処理部からの出力信号を加算処理する加算処理部を備えた超音波センサ信号処理システムなどにおいては、複数の重なった反射波を分離したり、直接波と反射波を分離したりする処理を行うことが不可欠となる。   In particular, an ultrasonic sensor in which several ultrasonic sensor elements that receive reflected waves are arranged, a delay processing unit that delays and outputs an input signal from each ultrasonic sensor element, and a delay processing unit. In an ultrasonic sensor signal processing system equipped with an addition processing unit that adds the output signals of the output signal, it is essential to separate the multiple reflected waves or separate the direct and reflected waves It becomes.

本発明は、このような従来のシステムの問題点に鑑みてなされたものであり、ブラインドタイムを設ける必要がなく、反射波の波形が重なり合う場合や、パルス発生器と対象物の距離が遠い場合、さらに、近距離であっても反射率の小さい対象物の場合でも、正確に反射波を検出することができる超音波センサ信号処理システムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the problems of such a conventional system, and it is not necessary to provide a blind time, and when the reflected wave waveforms overlap or the distance between the pulse generator and the object is long. Furthermore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic sensor signal processing system that can accurately detect a reflected wave even in the case of an object with a low reflectance even at a short distance.

上記の問題点を解決するため、本発明の超音波センサ信号処理システムは、
設定された閾値を越える入力信号を反射波として認識し、反射波信号演算部に該反射波信号を送る反射波認識部と、
前記反射波認識部が反射波と認識した時点の入力信号の最大振幅値を検出する最大振幅値検出部と、
前記最大振幅値検出部により検出された最大振幅値に基づいて設定した閾値を、所定の時間毎に超音波センサ信号の減衰曲線に近似させた低い値に変更するための演算を行うとともに、該演算により得られた閾値を前記反射認識部に設定する閾値演算設定部と、
を備えた点を最も主要な特徴としている。 In order to solve the above problems, the ultrasonic sensor signal processing system of the present invention is:
A reflected wave recognition unit that recognizes an input signal that exceeds a set threshold as a reflected wave, and sends the reflected wave signal to the reflected wave signal calculation unit;
A maximum amplitude value detection unit for detecting a maximum amplitude value of an input signal when the reflected wave recognition unit recognizes the reflected wave;
The threshold value set based on the maximum amplitude value detected by the maximum amplitude value detection unit is calculated for changing to a low value approximated to the attenuation curve of the ultrasonic sensor signal every predetermined time, and A threshold value calculation setting unit for setting a threshold value obtained by calculation in the reflection recognition unit;
The main feature is the point with

本発明によれば、最大振幅値検出部が、反射波と認識した時点の入力信号の最大振幅値を検出し、閾値演算設定部が、前記最大振幅値検出部により検出された最大振幅値に基づいて設定した閾値を、所定の時間毎に超音波センサ信号の減衰曲線に近似させた低い値に変更するための演算を行い、該演算により得られた閾値を反射認識部に設定するので、反射波の波形が重なり合う場合や、パルス発生器から対象物までの距離が長い場合、さらに、近距離であっても反射率の小さい対象物の場合でも、正確に反射波を検出することができる。従って、重なり合う反射波同士や、反射波と直接波を分離して取り出すことも可能となる。   According to the present invention, the maximum amplitude value detection unit detects the maximum amplitude value of the input signal at the time when it is recognized as a reflected wave, and the threshold calculation setting unit sets the maximum amplitude value detected by the maximum amplitude value detection unit. Since the threshold value set based on the calculation is changed to a low value approximated to the attenuation curve of the ultrasonic sensor signal every predetermined time, and the threshold value obtained by the calculation is set in the reflection recognition unit, It is possible to accurately detect reflected waves even when the waveforms of the reflected waves overlap, when the distance from the pulse generator to the object is long, and even when the object is a short distance or a low reflectance. . Therefore, it is possible to separate and extract the reflected waves that overlap each other and the reflected wave and the direct wave.

以下、本発明の実施形態の一例について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本実施例の超音波センサ信号処理システムの構成を説明するブロック図である。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic sensor signal processing system according to the present embodiment.

１は、設定された閾値を超える入力信号を反射波として認識し、反射波信号演算部４に該反射波信号を送る反射波認識部２と、この反射波認識部２が反射波と認識した時点の入力信号の最大振幅値を検出する最大振幅値検出部３と、この最大振幅値検出部３により検出された最大振幅値に基づいて設定した閾値を、所定の時間毎に超音波センサ信号の減衰曲線に近似させた低い値に変更するための演算を行うとともに、該演算により得られた閾値を反射波認識部２に設定する閾値演算設定部５とを備えた本実施例の超音波センサ信号処理システムを示している。なお、６は、入力信号Ｓ１を増幅する増幅器を、Ｓ２は、反射波信号演算部４から出力される信号処理結果信号を示している。   1 recognizes an input signal exceeding a set threshold value as a reflected wave, and transmits the reflected wave signal to the reflected wave signal calculation unit 4; and the reflected wave recognition unit 2 recognizes the reflected wave as a reflected wave. The maximum amplitude value detection unit 3 for detecting the maximum amplitude value of the input signal at the time point, and a threshold value set based on the maximum amplitude value detected by the maximum amplitude value detection unit 3 are set for each predetermined time. The ultrasonic wave according to the present embodiment is provided with a threshold value calculation setting unit 5 for performing a calculation for changing to a low value approximated to the attenuation curve and setting a threshold value obtained by the calculation in the reflected wave recognition unit 2 1 shows a sensor signal processing system. Reference numeral 6 denotes an amplifier that amplifies the input signal S1, and S2 denotes a signal processing result signal output from the reflected wave signal calculation unit 4.

入力信号Ｓ１は、本実施例では、複数の超音波センサ素子からの信号を遅延加算処理した後の信号が使用されている。遅延加算演算を利用した超音波センサ信号処理システムでは、各波形のピーク値を正確に検出する必要があるところ、本実施例の超音波センサ信号処理システムを用いれば、反射波が重なり合う場合や、対象物が遠距離にある場合でも、正確に各波形のピーク値を検出することができるからである。   In this embodiment, the input signal S1 is a signal after delay-adding signals from a plurality of ultrasonic sensor elements. In the ultrasonic sensor signal processing system using the delay addition operation, it is necessary to accurately detect the peak value of each waveform.If the ultrasonic sensor signal processing system of the present embodiment is used, the reflected waves overlap, This is because the peak value of each waveform can be accurately detected even when the object is at a long distance.

反射波認識部２は、入力信号Ｓ１の内、閾値演算設定部５によって設定されたその時点の閾値を超える信号のみを反射波として認識する。本実施例の超音波センサ信号処理システム１では、後述するように、超音波センサ信号の減衰曲線に近似させて、閾値のレベルの設定が動的に変更される。反射波信号演算部４は、反射波として入力された信号に対して所定の演算を行い、外部に信号処理結果信号Ｓ２を出力する。   The reflected wave recognition unit 2 recognizes only a signal that exceeds the current threshold set by the threshold calculation setting unit 5 from the input signal S1 as a reflected wave. In the ultrasonic sensor signal processing system 1 of the present embodiment, as described later, the threshold level setting is dynamically changed by approximating the attenuation curve of the ultrasonic sensor signal. The reflected wave signal calculation unit 4 performs a predetermined calculation on the signal input as the reflected wave, and outputs the signal processing result signal S2 to the outside.

図２は、図１の本実施例の超音波センサ信号処理システム１が入力した反射波Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の波形と、閾値演算設定部５により設定される閾値ラインＧの関係を説明する図である。いま、図２では、パルス発生器からの送信波に対して、パルス発生器からの距離が異なる３つの対象物から反射波Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が入射している。   FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the waveforms of the reflected waves F1, F2, and F3 input by the ultrasonic sensor signal processing system 1 of this embodiment shown in FIG. 1 and the threshold line G set by the threshold calculation setting unit 5. It is. In FIG. 2, reflected waves F1, F2, and F3 are incident on three transmission objects having different distances from the pulse generator with respect to the transmission wave from the pulse generator.

パルス発生器と対象物の間の距離は、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の順に長くなっており、かつ、Ｆ１，Ｆ２間の距離が近いため、図２に示すように、反射波Ｆ１とＦ２は重なりあったものとなっている。また、超音波の減衰の度合いは、伝搬距離が長いほど大きくなるので、各反射波のレベルは、図２に示すように、パルス発生器からの距離が長いＦ３に向かうほど小さいものとなっている。   Since the distance between the pulse generator and the object becomes longer in the order of F1, F2, and F3, and the distance between F1 and F2 is shorter, the reflected waves F1 and F2 overlap as shown in FIG. It has become. In addition, since the degree of attenuation of the ultrasonic wave increases as the propagation distance increases, the level of each reflected wave decreases as the distance from the pulse generator increases toward F3 as shown in FIG. Yes.

閾値演算設定部５は、初期値としては低いレベルの閾値を反射波認識部２に設定しているため、最初の反射波Ｆ１は、反射波認識部２よって反射波として認識され、これを入力した反射波信号演算部４は所定の演算処理を行う。   Since the threshold calculation setting unit 5 sets a low-level threshold value as an initial value in the reflected wave recognition unit 2, the first reflected wave F1 is recognized as a reflected wave by the reflected wave recognition unit 2, and this is input. The reflected wave signal calculation unit 4 performs a predetermined calculation process.

反射波認識部２が反射波として認識した時点の反射波Ｆ１の入力信号は、最大振幅値検出部３によって反射波Ｆ１の最大振幅値Ｆ１ａとして検出され、その値は、閾値演算設定部５を介して、反射波認識部２において閾値として設定される。すなわち、この時点で、反射波認識部２において設定されていた閾値の初期値は、図２のＦ１ａに示す値に変更される。   The input signal of the reflected wave F1 at the time when the reflected wave recognition unit 2 recognizes it as a reflected wave is detected by the maximum amplitude value detection unit 3 as the maximum amplitude value F1a of the reflected wave F1, and the value is input to the threshold calculation setting unit 5. Accordingly, the reflected wave recognition unit 2 sets the threshold value. That is, at this time, the initial value of the threshold value set in the reflected wave recognition unit 2 is changed to the value indicated by F1a in FIG.

Ｔ１で示す区間において、閾値演算設定部５は、最大振幅値Ｆ１ａに基づいて、後述する演算手段を実行し、反射波Ｆ１の超音波センサ信号の減衰曲線に近似させるように閾値を決定し、反射波認識部２に設定されている閾値を段階的に低いレベルに変更する。   In the section indicated by T1, the threshold value calculation setting unit 5 executes a calculation unit to be described later based on the maximum amplitude value F1a, determines the threshold value so as to approximate the attenuation curve of the ultrasonic sensor signal of the reflected wave F1, The threshold value set in the reflected wave recognition unit 2 is changed to a low level step by step.

次に、反射波Ｆ１と重なり合うように、反射波Ｆ２が検出されたとき、図２に示すように、反射波Ｆ２の波形は、その時点の閾値ラインＧを越えるので、反射波認識部２は、これを反射波として認識する。そして、最大振幅値検出部３は、波形Ｆ２の最大振幅値Ｆ２ａを検出し、これを新たな閾値として反射波認識部２に設定する。   Next, when the reflected wave F2 is detected so as to overlap with the reflected wave F1, as shown in FIG. 2, the waveform of the reflected wave F2 exceeds the threshold line G at that time. This is recognized as a reflected wave. Then, the maximum amplitude value detection unit 3 detects the maximum amplitude value F2a of the waveform F2, and sets this in the reflected wave recognition unit 2 as a new threshold value.

Ｔ２で示す区間において、閾値演算設定部５は、最大振幅値Ｆ２ａに基づいて、演算手段を実行し、段階的に閾値の値を小さくする。このようにしたので、本実施例の超音波センサ信号処理システム１では、各波形の最大振幅値を出発点として段階的に小さくなる閾値ラインＧが得られ、図２に示すように、反射波Ｆ１とＦ２が重なり合う場合でも、両者を区別して認識することができるのである。   In the section indicated by T2, the threshold calculation setting unit 5 executes the calculation means based on the maximum amplitude value F2a, and decreases the threshold value step by step. Since it did in this way, in the ultrasonic sensor signal processing system 1 of the present embodiment, a threshold line G that gradually decreases starting from the maximum amplitude value of each waveform is obtained. As shown in FIG. Even when F1 and F2 overlap, both can be distinguished and recognized.

また、パルス発生器から遠い位置にある対象物から反射波Ｆ３ａが入射した場合でも、その時点では、閾値ラインＧは十分低い値に変更されているから、図２に示すように、反射波Ｆ３の最大振幅値Ｆ３ａを検出することができる。   Further, even when the reflected wave F3a is incident from an object located far from the pulse generator, the threshold line G is changed to a sufficiently low value at that time, so that the reflected wave F3 is shown in FIG. The maximum amplitude value F3a can be detected.

図３は、本実施例の超音波センサ信号処理システム１の閾値演算設定部５において用いる演算手段の一例の詳細を説明する図である。本実施例の演算手段では、例えば図２の反射波Ｆ１とほぼ同様の波形を基準の波形として定める。基準波形Ｆ１の上下に振幅する最高値と最小値の軌跡は、図３に示すように、時間と共に減衰する曲線となっている。   FIG. 3 is a diagram illustrating details of an example of a calculation unit used in the threshold value calculation setting unit 5 of the ultrasonic sensor signal processing system 1 of the present embodiment. In the calculation means of this embodiment, for example, a waveform that is substantially the same as the reflected wave F1 in FIG. 2 is determined as a reference waveform. As shown in FIG. 3, the locus of the maximum value and the minimum value that swings up and down of the reference waveform F1 is a curve that decays with time.

図３では、基準波形Ｆ１の２倍のサイズの曲線Ｇ１、３倍のサイズの曲線Ｇ２、４倍のサイズの曲線Ｇ４が想像線で描かれている。本実施例の演算手段は、このような、基準波形Ｆ１と相似形の波形を利用して、閾値ラインＧのレベルを変更するものである。   In FIG. 3, a curve G1 that is twice the size of the reference waveform F1, a curve G2 that is 3 times the size, and a curve G4 that is 4 times the size are drawn with imaginary lines. The calculation means of the present embodiment changes the level of the threshold line G using such a waveform similar to the reference waveform F1.

いま、例えば、図３に示すように、反射波と認識された時点の最大振幅値Ｇ（ｘ，ｙ）が、基準波形Ｆ１の４倍の振幅値を有するものであった場合、演算手段は、想像線Ｇ３を選択し、その曲線に基づいて閾値の変更を行う。なお、ｘは時間を、ｙは設定する閾値を示している。   Now, for example, as shown in FIG. 3, when the maximum amplitude value G (x, y) when recognized as a reflected wave has an amplitude value four times that of the reference waveform F1, the calculation means The imaginary line G3 is selected, and the threshold value is changed based on the curve. Note that x indicates time, and y indicates a threshold value to be set.

Ｇ１〜Ｇ３のような超音波センサ信号の減衰曲線に近似させて、図２のように、閾値を徐々に低く設定する方法は、種々の方法が考えられる。例えば、一定の単位時間毎にその時間ｘにおける閾値ｙの値を曲線Ｇ３から求めるようにしても良い。また、例えば、図３に示すように、閾値の変更を行う時間ｘの間隔を徐々に長くして、閾値ｙの変更幅の方がほぼ一定になるように構成しても良い。   Various methods can be considered as a method of gradually setting the threshold value low as shown in FIG. 2 by approximating the attenuation curve of the ultrasonic sensor signal such as G1 to G3. For example, the value of the threshold value y at the time x may be obtained from the curve G3 every fixed unit time. Further, for example, as shown in FIG. 3, the interval of the time x for changing the threshold value may be gradually increased so that the change width of the threshold value y becomes substantially constant.

以上説明したように、本発明の超音波センサ信号処理システム１は、反射波認識部２が反射波と認識した時点の入力信号の最大振幅値を検出する最大振幅値検出部３と、最大振幅値検出部３により検出された最大振幅値に基づいて設定した閾値を、所定の時間毎に超音波センサ信号の減衰曲線に近似させた低い値に変更するための演算を行うとともに、該演算により得られた閾値を反射認識部２に設定する閾値演算設定部５を設けたので、反射波Ｆ１，Ｆ２のように波形が重なり合う場合や、パルス発生器と対象物の距離が遠い反射波Ｆ３のような場合、さらに、近距離であっても反射率の小さい対象物の場合でも、正確に反射波を検出することができる。そのため、重なり合う反射波や、反射波と直接波を分離して取り出すことも可能となる。   As described above, the ultrasonic sensor signal processing system 1 of the present invention includes the maximum amplitude value detection unit 3 that detects the maximum amplitude value of the input signal when the reflected wave recognition unit 2 recognizes the reflected wave, and the maximum amplitude. A calculation for changing the threshold set based on the maximum amplitude value detected by the value detection unit 3 to a low value approximated to the attenuation curve of the ultrasonic sensor signal every predetermined time is performed. Since the threshold value calculation setting unit 5 for setting the obtained threshold value in the reflection recognition unit 2 is provided, when the waveforms overlap like the reflected waves F1 and F2, or when the reflected wave F3 has a long distance between the pulse generator and the object. In such a case, the reflected wave can be accurately detected even in the case of an object having a low reflectance even at a short distance. For this reason, it is possible to separate and extract overlapping reflected waves or reflected waves and direct waves.

本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことはいうまでもない。例えば、入力信号は、複数の超音波センサ素子からの信号を遅延加算処理した後の信号に限らず、必要に応じて、超音波センサ素子からの生信号とすることも可能である。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described examples, and the embodiments may be appropriately changed within the scope of the technical idea described in each claim. For example, the input signal is not limited to a signal after delay addition processing of signals from a plurality of ultrasonic sensor elements, but may be a raw signal from the ultrasonic sensor elements as necessary.

本発明の超音波センサ信号処理システムは、入力信号の種類を問わず、種々の超音波センサに適用可能なものである。   The ultrasonic sensor signal processing system of the present invention is applicable to various ultrasonic sensors regardless of the type of input signal.

本発明の超音波センサ信号処理システムの構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the ultrasonic sensor signal processing system of this invention. 図１の本発明の超音波センサ信号処理システムにおける反射波の波形と、閾値演算設定部により設定される閾値ラインの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the waveform of the reflected wave in the ultrasonic sensor signal processing system of this invention of FIG. 1, and the threshold value line set by the threshold value calculation setting part. 本発明の超音波センサ信号処理システムの閾値演算設定部における演算手段の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the calculating means in the threshold value calculation setting part of the ultrasonic sensor signal processing system of this invention. 従来の超音波センサ信号処理システムの構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the conventional ultrasonic sensor signal processing system. 図４の従来の超音波センサ信号処理システムにおける反射波の波形と、閾値設定部により設定される閾値ラインの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the waveform of the reflected wave in the conventional ultrasonic sensor signal processing system of FIG. 4, and the threshold value line set by the threshold value setting part.

符号の説明Explanation of symbols

１ 超音波センサ信号処理システム
２ 反射波認識部
３ 最大振幅値検出部
４ 反射波信号演算部
５ 閾値演算設定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic sensor signal processing system 2 Reflected wave recognition part 3 Maximum amplitude value detection part 4 Reflected wave signal calculation part 5 Threshold calculation setting part

Claims (2)

設定された閾値を越える入力信号を反射波として認識し、反射波信号演算部に該反射波信号を送る反射波認識部と、
前記反射波認識部が反射波と認識した時点の入力信号の最大振幅値を検出する最大振幅値検出部と、
前記最大振幅値検出部により検出された最大振幅値に基づいて設定した閾値を、所定の時間毎に超音波センサ信号の減衰曲線に近似させた低い値に変更するための演算を行うとともに、該演算により得られた閾値を前記反射認識部に設定する閾値演算設定部と、
を備えたことを特徴とする超音波センサ信号処理システム。 A reflected wave recognition unit that recognizes an input signal that exceeds a set threshold as a reflected wave, and sends the reflected wave signal to the reflected wave signal calculation unit;
A maximum amplitude value detection unit for detecting a maximum amplitude value of an input signal when the reflected wave recognition unit recognizes the reflected wave;
The threshold value set based on the maximum amplitude value detected by the maximum amplitude value detection unit is calculated for changing to a low value approximated to the attenuation curve of the ultrasonic sensor signal every predetermined time, and A threshold value calculation setting unit for setting a threshold value obtained by calculation in the reflection recognition unit;
An ultrasonic sensor signal processing system comprising: 前記入力信号が、複数の超音波センサ素子からの信号を遅延加算処理した後の信号であることを特徴とする請求項１記載の超音波センサ信号処理システム。
The ultrasonic sensor signal processing system according to claim 1, wherein the input signal is a signal after delay addition processing of signals from a plurality of ultrasonic sensor elements.
JP2005055820A 2005-03-01 2005-03-01 Ultrasonic sensor signal processing system Pending JP2006242619A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005055820A JP2006242619A (en) 2005-03-01 2005-03-01 Ultrasonic sensor signal processing system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005055820A JP2006242619A (en) 2005-03-01 2005-03-01 Ultrasonic sensor signal processing system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006242619A true JP2006242619A (en) 2006-09-14

Family

ID=37049199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005055820A Pending JP2006242619A (en) 2005-03-01 2005-03-01 Ultrasonic sensor signal processing system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006242619A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008180531A (en) * 2007-01-23 2008-08-07 Mitsubishi Electric Corp Distance-measuring device
JP2010230427A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Denso Corp Obstacle detector
JP2010281603A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Denso Corp Ultrasonic sensor
GB2530374A (en) * 2014-07-07 2016-03-23 Bosch Gmbh Robert Device and method for sound-based environment detection
JP2016166767A (en) * 2015-03-09 2016-09-15 三菱電機株式会社 Sensitivity adjustment device for sonar sensor system
KR101790888B1 (en) * 2016-08-09 2017-10-26 서울대학교산학협력단 Distance Measuring Method Using Ultrasonic Wave And Apparatus Using The Same
CN107390203A (en) * 2016-05-16 2017-11-24 杭州海康机器人技术有限公司 A kind of ultrasonic ranging method, apparatus and system

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008180531A (en) * 2007-01-23 2008-08-07 Mitsubishi Electric Corp Distance-measuring device
JP2010230427A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Denso Corp Obstacle detector
JP2010281603A (en) * 2009-06-02 2010-12-16 Denso Corp Ultrasonic sensor
GB2530374A (en) * 2014-07-07 2016-03-23 Bosch Gmbh Robert Device and method for sound-based environment detection
GB2530374B (en) * 2014-07-07 2019-02-13 Bosch Gmbh Robert Device and method for sound-based environment detection
JP2016166767A (en) * 2015-03-09 2016-09-15 三菱電機株式会社 Sensitivity adjustment device for sonar sensor system
CN107390203A (en) * 2016-05-16 2017-11-24 杭州海康机器人技术有限公司 A kind of ultrasonic ranging method, apparatus and system
CN107390203B (en) * 2016-05-16 2019-10-22 杭州海康机器人技术有限公司 A kind of ultrasonic ranging method, apparatus and system
KR101790888B1 (en) * 2016-08-09 2017-10-26 서울대학교산학협력단 Distance Measuring Method Using Ultrasonic Wave And Apparatus Using The Same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006242619A (en) Ultrasonic sensor signal processing system
JP5634404B2 (en) Ultrasonic detector
JP2007500348A (en) Distance measuring method and apparatus using ultrasonic waves
JP2009265009A (en) Ultrasonic measuring device
CN112835050A (en) Time-varying template with improved short-range performance in coded ultrasound ranging
JP2014006234A (en) Obstruction detection device
JP3849394B2 (en) Ultrasonic level meter
JP6383237B2 (en) User detection method, user detection apparatus, and image forming apparatus
JP4552799B2 (en) Autonomous traveling device
JP2008089460A (en) Pulse radar system
WO2023106133A1 (en) Optical ranging device
JPH11325823A (en) Distance measuring apparatus, object detecting apparatus using the same, and light receiving signal processing circuit
JP5784789B1 (en) Obstacle detection device for vehicle
JP2566286B2 (en) Ultrasonic object detector
JPH03180794A (en) Method and instrument for ultrasonic distance measurement
JP3221395B2 (en) Parked vehicle detection device
JP3521763B2 (en) Radar system, object detection method, and recording medium
US20240027613A1 (en) Object detection apparatus and object detection method
JPS6345575A (en) Body detector using ultrasonic wave
JP5457693B2 (en) Object detection device
JPS62161072A (en) Obstacle detection sensor
JP3388660B2 (en) Underwater position measurement method and device
KR20220083461A (en) System and method for measuring ultrasonic based on optimization time of flight cycle
JPS6252478A (en) Acoustic depth sounder
JP2005049302A (en) Method for detecting build up of acoustic wave signal

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20070619

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20070703

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071106