JPH01217508A - 障害物の位置決め方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、送信器から進行方向に出射し、障害物があ
る場合検出器によって検出した反射超音波によって移動
・旋回可能な無人車両と共に移動する座標系で障害物を
位置決めし、受信信号に応じて衝突を避けるため、旋回
信号及び／又は制動信号をこの車両に与える方法、及び
障害物の位置に対する位置決め系に関する。

***特許第３５１８６１３号公報には、超音波送信器を
励起する一つの装置と、進行方向にある障害物及び、場
合によって存在する横の設置基に関する情報を出力する
受信解析装置とを装備し、進行方法側に一列にして隣合
わせに配設した超音波パルス送信器と、少なくともこの
列の中心に超音波受信器を有する旋回可能な自動走行車
両用の障害物検出系が開示されている。この検出系は、
多数の送信器が一個の受信器にだけ割当てあり、同じ周
期の励起が同時に始動し、第一動作方式でこの受信器に
隣接した送信器は最大数のパルスを出射し、これ等の送
信器に隣接する送信器は受信機から距離が増加すると共
に減少する数のパルスを出射することによって卓越して
いる。次いで、前記列の最後にある送信器は第二動作様
式で最大数のパルスを出射し、他の送信器はこの送信器
から距離を増すと共に前記列の端部にある送信器は減少
した数のパルスを出射し、次いで第三駆動方式では列の
他端にある送信器が最大数のパルスを出射するが、他の
送信器はこの送信器から距離が増加すると共に列のいず
れの端部にある送信器も減少する数のパルスを出射する
。こうして、予め指向させた超音波によって一度中央領
域及び両方の領域が一定位置でのみ走査される位置決め
系が開示されている。こうすると、無人車両の前方の走
行空間の常時監視が不可能である。一つの信号を得るた
めには、常時多数の超音波パルスを出射する必要がある
。このことは、経費を掛けることになり、誤りの無い監
視と解析をもたらさない。

***特許第３０３４５１１号公報には、車両用の障害物
検出器が開示しである。この検出器は光信号の助けで車
両前方の空間を監視し、音波が障害物で反射して現れた
障害物の前で車両を正しい時間で制動をかけている。こ
れによっても、無人車両の前方の空間を誤りないし監視
することは不可能である。

このように公知となった従来技術には、外部光源又は外
部超音波送信器のような外部の影響に対する保護処置が
認められない。これ等の外部の影響は、監視結果を悪化
させるか、無効にする。多数の送信器から出射したパル
スをただ一個の受信器で監視することも費用がかかる。

更に、ただ−個の超音波受信器が故障したとき、全体の
超音波監視装置が故障する。

上記の事項を出発点にして、この発明の課題は移動及び
旋回可能な無人車両と共に移動する座標系に関して障害
物の位置を正確に決めることにある。上記の課題は、こ
の発明の特許請求の範囲第１項の構成により解決されて
いる。超音波送信器として隣接設置した二個の超音波変
換器の双方から同じ位相と同じ周波数の超音波パルスを
出射し、この超音波パルスを出射した位置で場合によっ
て存在する障害物のところで反射した超音波を受信し、
更に受信した情報を周波数解析し、この解析に続く新た
な第二音波源から超音波を継続して送信し、送信位置か
ら同じ様に反射した超音波を受信しその値を同じ様に周
波数解析にかけ、車両の全幅にわたって継続することに
よって、無人車両の前方の空間を確実に監視できる。こ
の監視は受信した超音波パルスの周波数解析によって確
実にされている。更に、超音波パルスを対にし、同じ位
相と同じ周波数で出射することにより、−個の送信器か
ら個別パルスを出射することに反して、　　　　′この
発明により個別パルスのより長い到達距離に導く増幅が
達成される。

この発明による検出方法の構成は、特許請求の範囲第２
項に提示しである。送信器の次の対に接続する場合周波
数を変えて、検出する対象の表面による反射波の分解能
への悪影響を排除される。

このことは、例えば材料の網目幅によって生じる吸収度
の異なる衣服を付けた人物がこの無人車両の走行領域に
達した時、特に意義がある。

この発明の内容の他の構成は、特許請求の範囲第３項に
記載されている。ここでは、先ず車両の前方の走行空間
をある周波数で走査する。次の走査では、別な周波数で
、また更に次の走査では更に別な周波数で走査する。三
種の超音波を使用することで無人車両前方の走行空間を
確実に監視するのに実用上充分であるが分かっている。

特許請求の範囲第４項及び第５項には、対にして出射す
る超音波パルスの接続が記載されている。

これ等の種々の接続剤が重要な意義を有する場合は、無
人車両が倉庫中で比較的狭い通路に沿って走行する時、
又は両側に障害物、例えば人又は他の無人車両がいる広
い土地を走行する時、又は走行空間の乱れが片側にのみ
生じる壁に沿って無人車両が通行する場合である。

特許請求の範囲第６項に記載した反射した音波が送信位
置に達する伝播時間の測定は、両方の伝播時間の差を形
成して座標原点に対する障害物の正確な位置を確定させ
る。

特許請求の範囲第７項によるこの発明の方法、即ち、少
なくとも一つの伝播時間のしきい値を準備しておく方法
によって、障害物が二つの受信器の中央か、一方の側に
近いか、他方の側に近いか、あるいは障害物が走行空間
の外にあるのか、車両の安全領域内にあるのか、あるい
は車両の前方の走行空間にある壁まで延びた車体が問題
になるかどうかを確認できる。

この発明の課題は、特許請求の範囲第８項の構成による
車両の前側に設置した超音波送信器と超音波受信器を備
え、この無人車両と共に移動する座標系で障害物の位置
決めをするための位置決め系によっても解決されている
。この無人車両の前側に切り換えて超音波受信器として
使用できる等間隔に保った少な（とも三個の超音波送信
器を配設して、車両前方の空間の超音波走査が行える。

この超音波の情報は、解析するため電算機に導入される
。このようにして出来た車両前方の超音波ラスターを所
望の車両幅に合わせ、場合によって存在する障害物の正
確な超音波像を与えることができる。変換器間の間隔を
変更しても、監視条件に応じて超音波ラスターを狭くに
も広くにもできる。少なくとも二個の部材を用いて拡張
する必要のある公知の監視装置とは逆に、この発明によ
る位置決め系は超音波送信器としても、超音波受信器と
しても使用できるただ一個の変換器で拡張できる。

特許請求の範囲第９項には、送信器にも、受信器にも切
り換わる変換器に対する特別な回路構成が記載しである
。この回路を用いて、それぞれ奇数個の受信器と偶数個
の受信器を一個の記憶器の入力端に接続できる。

特許請求の範囲第１０項には、静電変換器を無塵ケース
の中に入れた装置が記載されているが、特許請求の範囲
第１１項には、ケースを含めてピエゾ変換器が記載しで
ある。以下の記述には、この発明が図面に示した実施例
に基づきより詳しく説明されている。

第１図には、良く理解するため細線で囲んだ超音波位置
決め領域２を有する無人車両ｌが平面図にして示しであ
る。この超音波位置決め領域２は、無人車両１のその時
の進行方向に向けて必ず延びている。それ以外では、座
標系には座標原点３がある。この実施例では、直交座標
系が問題になり、この座標原点３は車両１の中心線上に
ある。この場合、上記座標系のＸ軸は進行方向に延び、
Ｙ軸はこれに対して垂直である。この座標系で指定する
障害物４は、その位置を座標ＸとＹで定義される。

第１図から更に読み取れるように、超音波位置決め領域
２は無人車両１の車幅以上に拡がっているので、車幅の
外の障害物も識別できる。このことは、流れている横の
往来、又は歩行者を考慮する場合、特に重要である。こ
れによって、無人車両の前方の領域の前記の乱れに対し
て適切な時期に、例えば無人車両１の移動のずれをもた
らすようにこの乱れを早めに認識しする。

第２図には、荷を積んだ状態の無人車両１が斜視図にし
て示しである。この場合、超音波位置決め装置４を、図
示しであるように、前側５、又は必要であれば無人車両
ｌの他の前側５′に設置できる。矢印６で、正のＸ方向
に向く瞬間的な走行方向が示しである。超音波位置決め
装置４には、車幅に応じて所定の数の超音波変換器７，
８，９゜１０が一列に隣合わせにして設置しである。こ
れ等の超音波変換器７，８，９．１０は、所謂「単一変
成モード」で動作している。即ち、個々の超音波変換器
７又は８又は９又は１０は、いずれも送信器であり、ま
た受信器である。送信器としても受信器としても働き、
車両前方の空間を確実に監視するために必要な超音波変
換器の数は、大体車幅に依存していて、次の式によって
決まる。即ち、 ここで、Ｎは、超音波変換器の数を表し、車幅は、ミリ
メートルで代入される、 αは、車両の端部幅に対する定数で、実施例では１００
に設定しである。

βは、切れ目のない確実な監視ができるための二つの超
音波変換器の間隔 に対する一定の定数で、しがもｍ ｍ単位で、実施例ではこの数値は ３００ｍｍに設定しである。

位置決め装置４の制御回路１１を第３ａ図と第３ｂ図に
基づき説明する。第３ａ図には、制御回路のデジタル成
分が、また第３ｂ図にはアナログ成分が示しである。こ
の場合、第３ａ図には中央ユニット１２　（ＣＰＵ）　
はデータ・アドレスバス１３を経由して、データの出力
回路１６を含めた制御回路１１の制御プログラムを無人
車両に出方し、この車両から受け取る固定値記憶器１５
（ＥＰＲＯＭ）と直接アクセス部１４（ＲＡＭ）を有す
る記憶器に接続している。データ・アドレスバス】３を
経由して、ＣＰＵ１２は別な入出力回路１７と１８及び
タイマー・計数回路１９に接続している。これ等の回路
要素は、一方で制御信号をデータバス２からデジタル周
辺器２０に出力し、他方で信号をデジタル周辺器２０か
らデータバス２に伝送する。更に、乱れがある場合制御
回路１１の制御始動を自動的に新規に始めることを保証
する見張りタイマー２１が設置しである。ＣＰＵ１２と
タイマー・計数回路１９は、発振器回路２２によって同
期タイミング駆動している。結合導線２３を経由して、
デジタル成分はデジタル周辺器２０を通過して制御回路
１１のアナログ成分（第３ｂ図）に接続している。

アナログ成分中では、実施例によると各超音波変換器７
又は８又は９又は１０に対して一個の送信回路２４又は
２５又は２６又は２７が配設しである。送信回路の数は
、基本的には使用する超音波変換器の数に一致している
。これに対して、実施例の超音波変換器７，８，９．１
０は、受信方式に応じて受信結合器２８．２９．３０．
３１を経由し、分離したアナログマルチプレクサ３２と
３３を介して分離した二つの受信増幅器３４と３５に多
重化処理して接続される。この場合、実施例の奇数の超
音波変換器７と９は受信増幅器３４に、また実施例の偶
数の超音波変換器８と１０は受信増幅器３５に導入され
ている。受信増幅器３４．３５の内容は、それぞれ−個
のゼロクス検出器に導入され、そこでデジタル化される
。この様に受信してデジタル化した出射超音波パルスの
エコーは、ゼロクロス検出器３６．３７から制御回路１
１のデジタル部分に伝送される。制御回路１１のデジタ
ル部分で、受信エコーの値をそこに出力した値と比較し
て障害物の座標を決定する場合、制御回路１１から入出
力回路１６を経由して無人車両１に制御指令が、例えば
旋回及び／又は制動ユニットに導入される。

シフトレジスタ３８は、制御回路１１のデジタル部分に
よって制御され、動作する超音波変換器７．８．９をそ
れぞれ送信及び受信合わせて選択する。

第４図に示したフローチャートに基づき、この方法を詳
しく説明する。超音波測定を始動させるスタート信号３
９によって、先ず中央ユニットＣＰＵ１２がリセットさ
れる。引き続いて、初期化期間４０が定まる。この期間
の動作様式では、バス結線に適合する回路１６．１７．
１８．１９が動作する。即ち、入出力回路１６，１７．
１８が入力・出力位置に分割される。その他の点では、
対外に無関係な数個のタイマー・計数器を有するタイマ
ー・計数回路１９に、各動作様式が決まり、この場合、
計数器、プログラマブル・モノマチ・パイブレーク及び
矩形波発生器が問題になる。次いで、初期化期間４０で
制御特有なデータ記憶がＲＡＭ１４に対して行われる。

即ち、例えばＥＰＲＯＭに記憶した超音波変換方式（静
電的か又はピエゾ電気的か）に応じて、この方式に特有
な値、送信電圧、送信周波数、送信パルス列、及び後振
動時間のような値をＲＡＭ１４に記憶して置き、ここか
ら測定過程の時タイマー・計数回路１９を介して制御回
路１１のアナログ部分に伝送される。

初期化が終了した後、自己検査ループ４２中で出力回路
１６．１７．１８の出力指令を介して、マルチプレクサ
、フリップ・フロップ、モノステーブルマルチバイブレ
ーク及びゲート回路のようなデジタル周辺回路２０の切
換回路が予め指定された状態に持ち込まれる。

入力回路１６，１７．１８によって引き続く読取指令を
介して、前記状態が呼掛される。この状態が所定のパタ
ーンに一致すれば、重要な自己検査パターンが出力回路
１６を介して無人車両ｌに伝送される。その外、この自
己検査ループ４２中では車両から超音波位置決めが要請
されているかどうか周期的に問い合わせされている。も
し要請されていれば、パラメータ計算４３を用いた測定
方法が始動する。この場合、利用固有に変更できる量は
それ応じて換算され、別な方法のためにＲＡＭ１４にフ
ァイルされる。前記の量は、とりわけ超音波変換器の数
、超音波変換器の方式−それは静電変換器でもピエゾ変
換器でもよい一進行方向（Ｘ座標）での到達距離、進行
方向に垂直な向き（Ｙ座標）での到達距離、超音波変換
器７．８゜９．１０の間隔、超音波変換器’７．８．９
．１０の床面上の高さ等である。これ等から、送信電圧
、送信周波数、阻止距離、それぞれの測定サイクル間の
待ち時間の様な方法開存の特性量が算出される。次のプ
ログラムステップ４４では、送信及び受信のパターンを
シフトレジスタ３日に印加することが行われる。かくし
て、どの超音波変換器７゜８．９．１０が直列入力・並
列出力レジスタを介して次の測定サイクルに対して動作
させられるが確定する。つまり、データが制御回路１１
のデジタル部分と制御回路１１のアナログ部分間で導線
２３を経由して直列に伝送される。このようにして、一
方で導線が、また他方で出方回路が節約される。個々の
超音波変換器７，８，９．１０が接続・遮断される順番
とそのパターンは、プログラムテーブルに収納されてい
る。即ち、継続接続様式は、簡単に変更できる。前記接
続様式は、主に無人車両１の左前方端部から右前方端部
に、又はこの逆で、あるいは両者を交互に行われる。こ
の送信準備の後、送信プログラム４５中で超音波パルス
の固有な出射が始まる。

この場合、変換器のタイプに応じて多数の正弦振動から
成るただ一個のパルスが送信器に切り換えである隣合わ
せにした二つの超音波変換器７゜８又は８，９又は９，
１０に同時に同じ周波数と同じ位相で並列に印加される
。両度換器は、電気パルスを超音波パルスに変換し、変
換したパルスを進行方向に出射させる。超音波変換器を
並列駆動させると、出射領域で超音波が重畳し、その結
果決定的な到達距離の向上が行える。それ故、無人車両
の前方約８メ一トル程度で超音波監視が行える。

更に、障害物の材料及び表面形態に応じて、反射音波の
位相が変わる。ある前提の下では、主として繊維−人間
の場合は衣服−の時、超音波変換器から送信した波の位
相は障害物によって反射した超音波に対して１８０°異
なっている。このことは、後に超音波の消滅を意味する
ので、この場合には障害物を発見できなくなる。この発
明に提唱するように、送信周波数を恒久的に変えると、
前記欠点を回避できる。何故なら、全ての周波数を一個
の同じ反射体によって消滅させることができないからで
ある。

送信周波数でできる限り強いスペクトルを簡単に発生で
きるために、種々の送信周波数をもっばらソフトウェヤ
・アルゴリズムによって発生させる。この場合、入出力
回路１６の出力指令を介してタイマー・計数回路１９中
のプログラムできるモノステーブルマルチパイプレーク
（以下、モノマルチと略記する）をトリガーする。この
モノマルチの出力は、デジタル周辺器２ｏの種々の回路
を介してシフトレジスタ３８で選び出した送信回路２４
，２５，２６．２７を駆動する。これ等の回路を介して
超音波を出射する変換器７，８，９゜１０が駆動される
。障害の種類に応じてできる限り強い出射レベルのスペ
クトルを得るため、送信電圧を簡単な方法で、即ちモノ
マルチのプログラムなしで広い限界内に可変できる。従
って、主に障害物が車両の近くに存在している場合に生
じる多重エコーが効果的に抑制される。

変換器に電力を導入し終わった後、振動は直ちに止まな
い。変換器は「後Ｊ振動をする。この場合、振動振幅は
ｅ関数に従って減衰する。それ故、この後振動時間内で
は反射したエコーを利用できない。この場合、上記後振
動時間は次の量に依存している。即ち、 ａ）変換器のタイプ：ピエゾ変換器は大きい質量のため
、静電変換器より長く後振動する。

ｂ）送信電圧。

Ｃ）受信回路の増幅率。

オンライン駆動で前記後振動時間を各送信パルス時に測
定すると、変換器のグレードが恒久的に決まり、従って
この発明により送信器及び受信器としての超音波変換器
の確実な監視、自己監視が実現する。このことは、プロ
グラム区間４６で生じる。後振動時間を測定するため、
タイマー・計数回路１９中の計数器が使用される。後振
動時間が所定の測定範囲から外れると、無人車両に誤差
表示が与えられる。この表示は、どの変換器に生じてい
るか、可能な誤差原因の証拠を与える情報を含む。

後振動の振幅が消滅した後には、反射した超音波を受信
する全体の電子回路が始動する。受信器として接続され
ている変換器７，８．９．１０に上記のことが生じると
、波はアナログ電気信号に逆変換される。この信号は、
受信結合部を介して各アナログマルチプレクサ３２又は
３３に、そしてこの回路から対応する受信増幅器３４又
は３５に導入される。この増幅器には、特殊な点として
ソフトウェヤで始動できる高品位で能動的な帯域濾波器
がある。従って、良い信号雑音比（Ｓ／Ｎ）、つまり高
い感度が達成できるだけでなく、送信する周波数のみを
狭い帯域で濾波できる。それ故、妨害エコーを抑制する
第一段階が行える。

信号を増幅した後、この信号をしきい値を越えた時動作
する比較器に導入する。比較器の出力端は、周辺器２０
の個々の回路を経由して出力回路１７又は１８及びタイ
マー計数回路１９に接続している。こうして、送信パル
スの始めからエコーの返りまでの時間τが測定される。

この過程はプログラム過程４７（エコー計数）で行われ
る。前記時間に空気の音速を掛け、係数「２」で割算す
る。

この結果は、車両から障害物までの隔たり（Ｘ座標）で
ある。係数「２」は、往きと戻りを考慮したものである
。

産業分野では、種々の状況で超音波を発生させることが
知られている。この波はレベルとしてどうしても送信波
と同じになるので、固有のエコーを妨害エコーから確実
に区別できる備えが必要である。上記のことは、この発
明によりプログラム過程４８．４９で解析されるただ一
回の測定で達成される。この方法を用いて、変換器部た
り２０Ｈｚの測定レートが達成される。車幅が１メート
ルで超音波変換器を装備している車両に対して、上記の
レートは１５０　ｍ５ｅｃの応答時間になる。

このことは、制動操作又は回避操作時に車両の急激な応
答にとって重要である。

次いで、エコー周波数をリアルタイムで測定し、エコー
周波数の解析にかけるプログラム過程４８と４９に従っ
て真のエコーを妨害エコーから区別することが第３図に
記載されている。受信増幅器３４と３５の出力端には、
それぞれゼロクロス検出器３６．３７が接続しである。

これ等の検出器を用いて、入って来たエコー振動をデジ
タル化する。デジタル化した振動は、それからデジタル
周辺器２０の回路を経由してタイマー・計数回路１９の
計数器に導入される。この計数器を用いて、第二のエコ
ー振動がそれぞれ高タイミング周期で正確にリアルタイ
ム測定され、ＣＰＵ１２の読取指令を介して更に伝送さ
れるか、あるいはＲＡＭ１４に記憶される。

エコーパルスの終わりで直ちに始動するエコー周波数解
析（プログラム過程４９）では、デジタル化したエコー
振動が所定の周波数範囲内にあるかどうを調べる。範囲
内にあり、測定した振動の数が所定の最低数より多けれ
ば、このエコーを真のエコーと評価する。これに反して
、一定数のエコー振動が周波数の枠外にあれば、又は前
記最低数を下回れば、測定したエコーを妨害エコーと解
釈し、解析から外す。この場合、過程４７−エコー計数
−に戻す。この過程では、もしかすると後にいる真のエ
コーをリアルタイムで待ち合わせする。従って、この方
法を用いて短い妨害エコーでも、振幅増幅した長い妨害
エコーでも経費の掛かるバードウエヤ積分回路なしで殆
ど見通せる。更に、この発明により帯域の広い静電変換
器の場合多数の周波数を一つの送信パルスに詰め込むこ
とができ、このことが更にエコー解析に重要な補助策を
もたらす。従って、この方法はプログラム過程４８と４
９から、この発明により一回の測定で正確で高い信頼性
をもって真のエコーと妨害エコーの区別ができることが
分かる。このことは、他の超音波方法に対立するもので
、ここでは多数の測定から時間のかかる平均値形成によ
って妨害エコーの抑圧が行われ、従って無人車両への導
入は条件材でのみ可能である。

この方法過程の次には、別な評価に対して以下の情報が
使用される。即ち、 ａ）車両から障害物までの進行方向（Ｘ座標）の隔たり
の認識。

ｂ）正しいエコーであることの認識。

これによって、障害物の正確な位置に関する指定ができ
、別なプログラム過程５０と５１でＹ座標、即ち車両を
横断する向きで車両の中心線からの障害物の間隔を測定
する必要がある。このことは、この発明により伝播時間
の差Δτの測定で行われる。

音が入って来る方向を決めるため、この装置は更に隣合
わせの変換器に入射する音波の時間差を評価する。

一列に隣接した二つの変換器、例えば７，８に同時に送
信パルスを印加するだけなく、両度換器が同時に受信器
としても駆動される。両方の変換器に送信パルスを印加
することは、同じ時刻、同じ周波数及び同じ位相で行わ
れる。受信器としての両方の変換器７．８は、別々の二
つの受信増幅器３４．３５に接続される。エコー入射の
時間差は、これ等別々の増幅器によってアナログ的に検
出され、その後デジタル化してタイマー・計数回路１９
の計数器に入力される。上記の過程は、プログラム過程
５０で行われが、時間的に平行してプログラム過程４８
と４９と共に進行する必要がある。この場合、エコー周
波数解析が終わった後初めて評価が始まるので、ＣＰＵ
１２の読取命令を介して測定した伝播時間の差を問い合
わせ、次にＲＡＭ１４に中間記憶しておく。伝播時間差
Δτの評価は、第５図に示した原理に基づく。この図か
ら而単に分かることは、障害物Ｈが両方の変換器７，８
と共に直角三角形を形成することである。従って、入射
したエコーの伝播時間差はその図に与えた公式から導け
る。同じ考えを用いて、障害物Ｈが変換器７，８と共に
鋭角三角形を形成している場合、伝播時間差を決めるこ
とができる。

その他の点ではＸ座標を既に測定し、Δτを直接測定し
て、音速が既知であることから、Ｙ座標の算出ができ、
このことはプログラム過程５１で生じる０図示した実施
例では、Ｙ座標に関する正確な表現が直ちに行える。両
受信器間に伝播時間差が生じないなら、その障害物は両
方の受信器の中間に正確に位置するか、車両を横切る平
坦な反射体（例えば、壁）が存在している。反射能の異
なる表面、例えば衣服、箱等のある障害物も識別するに
は、プログラム５２で更に処理過程が必要である。

第一測定（例えば、変換器７と変換器８）の結果をＲＡ
Ｍ１４に記憶することを前提として、この結果は次の変
換器９を算入した測定によって精密化できる。即ち、第
二測定では変換器８．９を動作させる。この場合、測定
過程は再び既に述べた過程に完全に一致する。その後、
プログラム過程５２で第一測定と第二測定の結果を比較
し、このプログラム過程５２で障害物の座標表示（Ｘ／
±Ｙ）が準備され、妥当な場合、車両にその後引き渡す
ため、ＲＡＭ１４に印加される。妥当な場合には、例え
ば車両の前方端部に平行に延びる壁があるとき、変換器
７．９及び変換器８．９を用いた測定で同じＸ間隔が生
じる筈である。この間隔は、小さい点状の障害物の場合
、ただ一つの座標表示（Ｘ／±Ｙ）となるか、あるいは
大きくて幅の広い障害物の場合多数の座標表示（ＸＮ／
±ＹＮ）にもなる。別な測定過程では、逐次隣にある変
換器が測定に導入される。即ち、次の過程では変換器９
と１０が位置決めのため導入される。

この場合、その都度前に説明した方法で新たに得た測定
結果が前の結果と比較され、新しい認識の場合、それに
応じて前記結果がＲＡＭ１４に印加される。

全車幅にわたって完全に処理を実行した後、可能性のあ
る障害物の位置と拡がりに関する像が生じる。この像を
最終的に丸めるため、この像を、ここで全体像を全幅に
わたって考慮して、もう−度妥当性に関して調べる。こ
うして、初めてこれ等のデニタを車両に引き渡す。例え
ば、変換器７゜８又は１０．９によって始動する次の処
理を実行する場合、古い像を新しく得た像と比較する。

こうして、新しい値を得たら、新たに対応するデータの
車両への引き渡しが行われる。新しく得た像が古い像と
一致していれば、新たなデータの引き渡しを行わない。

かくして、この発明により車両の左右に残る安全領域も
障害物位置決めに一緒に組み入れることができる。

既に述べた様に、この方法は高い測定レート−２０Ｈｚ
　／変換器で動作するので、障害物を非常に速やかに検
出できる（例えば、車幅１メ一トル＝検出時間！：１１
５０　ｍ５ｅｃ　）　、このことは、データを再び非常
に早（車両に引き渡し、この引き渡しが時期を失わずに
応答を行わせることを意味する。

この場合、障害物が車両の全幅にわたって延びているな
ら、それに対応した画像情報により車両の制動を始めさ
せる。車幅にわたって部分的にのみ延びているか、ある
いは主として点状又は線状の障害物の場合には、制御指
令を介して車両はこの障害物を迂回する。

上記の方法は、高い位置決め精度によるだけでなく、高
い位置決め感度によっても優れている。

つまり、例えば車両から２．５ｍ離れて地上に置かれた
懐中電灯の電池を位置決めできる。車両前方で、たまた
まカバーの下に垂れ下がった、例えば直径３１ＩＩ１１
のケーブルも３ｍ以内の距離で検出できる。

第６図には、円筒ケース６１に超音波変換器６２が配設
しである。この場合、静電変換器が取り扱われている。

この超音波変換器６２から出射した超音波は楕円反射鏡
６３を経由し、円錐状円筒の出口通路６４を経由して出
射される。こうすると、一方で出射した時の好ましくな
いサイドビームを除去し、主ビームを集束させることが
できる。

そして、他方で超音波変換器６２を周囲の影嘗に対して
安全に設置している。

第７図には、図示していない無人車両の前方端部にネジ
７１で固定するピエゾ超音波変換器が示しである。この
変換器７２の前方にはホーン７３が取り付けである。こ
のホーンによって、同じ様に超音波の良好な集束、従っ
て良好な指向作用が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、移動・旋回可能な無人車両の前方の超音波位
置決め領域の平面図。 第２図は、この発明による超音波位置決め系を装備して
いる無人車両の斜視図。 第３ａ図は、位置決め装置を制御する制御装置のブロッ
ク回路図。 第３ｂ図は、位置決め装置を制御する制御装置のブロッ
ク回路図。 第４図は、この発明による方法を説明するフローチャー
ト図。 第５図は、伝播時間の差を検出して算出する原理図。 第６図は、超音波送信器と受信器としての静電変換器の
配置図。 第７図は、超音波送信器と受信器としてのピエゾ変換器
の配置図。 図中引用記号： ！・・・無人車両、 ４・・・超音波位置決め装置、 ７．８，９．１０・・・超音波変換器、１１・・・制御
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受信情報に応じて、衝突を避けるため旋回及び／又
   は制動信号を車両に出力し、送信器から進行方向に出射
   して障害物がある場合検出器で受信した反射超音波によ
   って、移動旋回可能な無人車両と共に移動する座標系に
   関して障害物の位置決めを行う方法において、超音波パ
   ルスを隣合った二個の音源から出射し、反射した超音波
   を超音波パルスの出射位置で受け止め、受信した情報の
   解析を行い、第一音源を切り離した後一個の音源だけ進
   めて、第二音源がこの音源の隣にある第三の音源と共に
   同じ位相でしかも同じ周波数で超音波パルスを出射し、
   発生した反射音波を超音波のその時の送信位置で受信し
   、受信した値の周波数解析を行い、パルス送信とエコー
   受信のこの切換を車幅の全体にわたって実行することを
   特徴とする方法。 ２、次の二つの送信器に継続接続する場合、同時に同じ
   位相で出射した超音波の周波数を変更することを特徴と
   する請求項１記載の方法。 ３、幅に関する第二の実行で、別な周波数のパルスを出
   射し、他の周波数の更に別なパルスを出射する少なくと
   も一回の実行が上記の実行に継続していることを特徴と
   する請求項１記載の方法。 ４、車幅にわたって左から右にパルスを実行することが
   行われることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の
   方法。 ５、個別パルスの第一の実行及びそれに続く全ての奇数
   番目の実行が車幅にわたって行われ、継続する全ての偶
   数番面の実行が車幅にわたって行われることを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 ６、種々の反射超音波が送信位置に達するまでの伝播時
   間を測定し、それ等の伝播時間から差を形成し、車両の
   座標原点までの障害物の位置が決まることを特徴とする
   請求項１〜５項のいずれか１項に記載の方法。 ７、伝播時間にたいする少なくとも一つのしきい値を準
   備し、反射超音波の送信位置までの伝播時間、及び次の
   送信の第二位置までの伝播時間が決定され、それから障
   害物の横方向の延び及び別な障害物の車両までの位置が
   決まることを特徴とする請求項６記載の方法。 ８、車両の前方端部に配設した超音波送信器と超音波受
   信器を装備し、無人車両と共に移動する座標系に対して
   障害物を位置決めし、前記特許請求項の方法を実行する
   位置決め系において、二個以上の変換器が超音波送信器
   と超音波受信器として構成され、二つの第一変換器が先
   ず同じ周波数と同じ位相のパルスを出射し、次いで両変
   換器は出射した音波周波数の消滅時間の後、所定の時間
   間隔にわたって超音波受信器として接続され、この時間
   間隔は反射した超音波の安全領域を含めて所定の監視区
   間の二倍の距離に相当し、全ての情報は周波数解析する
   電算機に導入され、次いで第一変換器が切り離され、第
   二変換器が第一変換器までの距離と同じ様に、第二変換
   器まで同じ距離を有する第三変換器が、第二変換器と一
   緒に二重送信器として同じ周波数で同じ位相のパルスを
   送信して、しかも受信し、この継続経過が監視すべき車
   幅の全体にわたって実行されることを特徴とする位置決
   め系。 ９、変換器は、送信器としてそれぞれ一個が一個の送信
   回路に接続していて、受信器としては奇数個の変換器の
   場合少なくとも二個の変換器が一個の受信増幅器に多重
   接続してあることを特徴とする請求項８記載の位置決め
   系。 １０、静電変換器は、円錐状の音波開口を有する湾曲し
   た円筒ケースに配設してあり、音波開口には反射体とし
   て４５°傾いた楕円状の壁が接続し、前記変換器を漏斗
   の中に配設し、その入口は音波開口の出口面に垂直であ
   り、超音波は反射体によって９０°偏向され、変換器の
   音波出射面は漏斗の入口面に平行であることを特徴とす
   る請求項９記載の位置決め系。 １１、ピエゾ変換器は音波開口を有する円筒状のケース
   の底部を形成し、ピエゾ変換器の音波出射面は音波開口
   の出口面に平行していることを特徴とする請求項９記載
   の位置決め系。