JPH04250390A - 超音波式物体検知器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を送受波する複
数のセンサ部と、これらセンサ部から超音波を送波させ
ると共に夫々のセンサ部の物体による反射波の受波出力
から物体の存在を検知する本体部とからなり、本体部が
各センサ部から順次超音波を送波させて夫々のセンサ部
の物体検知処理を時系列に実行する超音波式物体検知器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波を用いて物体を検知する超音波式
物体検知器としては、超音波パルスを送波すると共に物
体による反射波を受波し、送受波に要する時間から物体
までの距離を求めて、検知エリア内の物体の存在を検知
するものがあり、この種の超音波式物体検知器は光や電
波を用いたものに比べて超音波の伝搬速度が遅いため、
比較的に容易に物体までの距離を測定できる利点がある
。

【０００３】この種の超音波式物体検知器は、車両用の
障害物検知装置（クリアランスソナー）として用いられ
、車両の前後のバンパーの両端部に夫々超音波を送受波
するセンサ部を配置し、これらセンサ部から超音波を送
波させると共に夫々のセンサ部の物体による反射波の受
波出力から物体の存在を検知する物体検知処理を行う本
体部を備え、本体部が各センサ部から順次超音波を送波
させて夫々のセンサ部の物体検知処理を時系列に実行し
、バンパー付近の障害物を検知するようにしたものがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこの
種の超音波式物体検知器では雑音により誤動作し、物体
が存在しないにもかかわらず、物体が存在するという誤
検知出力を生じたり、雑音により物体までの距離を誤っ
て検出したりする問題がある。そこで、特願昭５９−２
２８７６３号において、所定回数連続して物体が検知さ
れた場合に初めて物体が存在すると判定することにより
、雑音による誤動作を防止する複数回連続検知方式を採
用し、且つ超音波パルスの送波間隔をランダムとした超
音波式物体検知器が提案されている。この超音波式物体
検知器によれば、雑音による誤検知の確率を著しく低く
できる。

【０００５】上述の超音波式物体検知器においては、正
規乱数や一様乱数等の一連の乱数列をＲＯＭやＲＡＭな
どのメモリに予め記憶しておき、乱数要求信号が発生し
た場合にポインタによりどれを出力するかを指示して乱
数を得え、これにより超音波パルスの送波間隔をランダ
ムとしてある。しかしながら、上記車両用の障害物検知
装置のように複数のセンサ部を備える超音波式物体検知
器では、センサ部の数だけ乱数列を必要とするため、メ
モリの記憶容量が多くなる問題があった。

【０００６】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、超音波パルスの送波間
隔をランダムとするための乱数列を記憶するメモリの容
量を少なくすることができる超音波式物体検知器を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、１つの乱数列を記憶する記憶手段と、
この記憶手段から乱数を読み出して夫々のセンサ部から
超音波をランダムに送波させる送波制御手段とを上記本
体部に設けてある。

【０００８】

【作用】本発明は、上述のように構成することにより、
本体部が各センサ部毎に乱数列を記憶しなくて済むよう
にして、乱数列を記憶するメモリの容量を少なくするよ
うにしたものである。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例の超音波式物体検知器を図
１に示す。本実施例の超音波式物体検知器は例えば車両
用の障害物検知装置に用いられるもので、超音波を送受
波する複数のセンサ部Ａと、これらセンサ部Ａから超音
波を送波させると共に夫々のセンサ部Ａの物体による反
射波の受波出力から物体の存在を検知する物体検知処理
を行う本体部Ｂとで構成されている。

【００１０】各センサ部Ａは送受波兼用の超音波振動子
１を備えており、例えば車両の右前左前、右後及び左後
（以下、ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬと呼ぶ）の４ヶ所に設
置されている。但し、センサ部Ａを上記場所以外の箇所
に設置してもよいことは言うまでもなく、またセンサ部
Ａは超音波振動子を送波及び受波毎に備えるものであっ
てもよい。

【００１１】本体部Ｂは、超音波振動子１から超音波パ
ルスを送波させる送波回路２と、超音波振動子１の受波
出力から物体による反射波を検出する受波回路３と、送
波回路２を間欠的に動作させると共に、受波回路３出力
から検知エリアに物体が存在するかどうかを判別するＣ
ＰＵからなる制御回路４と、物体の存在が検知された場
合に制御回路４の出力に応じて表示器や警報器を駆動す
る出力回路７とを備えている。ここで、送波回路２及び
受波回路３は図５に示すように各センサ部Ａ毎に複数設
けてもよいのであるが、回路構成を簡素化するために、
本実施例では夫々を１個とし、切換回路８を用いて切換
的に各センサ部Ａに送波回路２及び受波回路３を接続す
るようにしてあり、上記切換回路８には制御回路４から
切換制御信号を与えるようにしてある。

【００１２】なお、この超音波式物体検知器では、送波
回路２の出力を残響吸収回路５を介して超音波振動子１
に与え、超音波振動子１による受波出力を増幅回路６を
介して受波回路３に入力するようにしてあり、超音波振
動子１、残響吸収回路５及び増幅回路６をセンサ部Ａに
一体に設けてある。まず、本実施例の超音波式物体検知
器の基本動作を説明する。制御回路４は一定周期で送波
回路２に制御信号を送って送波回路２により超音波振動
子１を駆動させる。これにより図４（ａ）に示す超音波
パルスＰが送波される。なお、このように超音波振動子
１を駆動した際には超音波振動子１には残響Ｚが発生す
るので、この残響Ｚを吸収する残響吸収回路５を設けて
ある。そして、物体が存在する場合にはその物体による
反射波を超音波振動子１で受波する。この際の受波信号
波形を図４（ａ）のＲで示す。この受波信号Ｒは増幅回
路６で増幅されて受波回路３に入力され、受波回路３で
は受波信号Ｒを検波（エンベロープ検波）すると共に、
レベルの小さい雑音成分（例えばホワイトノイズなど）
を除去し（この雑音成分の除去を図４（ａ）に示すしき
い値Ｖｔｈを用いて行う）、そして検出された受波信号
Ｒを図４（ｂ）のＳ２　で示すように波形整形して制御
回路４に出力する。なお、図４（ｂ）中のＳ１　は超音
波パルスＰを波形整形した信号波形を示す。制御回路４
ではその受波回路３の出力Ｓ２　に基づいてその物体に
よる反射波が検知エリア内の物体からのものであるかど
うかの判定を行う。この判定は、検知エリアの距離に相
当する受波ゲート期間を設定し、受波回路３の出力Ｓ２
　が受波ゲート期間内にあるかどうかで検知エリア内に
物体が存在するかどうかの判定を行う。

【００１３】ところで、この超音波式物体検知器では上
記物体検知動作で直ぐに制御回路４が物体が存在すると
判定するのではなく、所定回数（例えば、３回）連続し
て物体が検知された場合に初めて物体が存在すると判断
する複数回連続検知方式を採用してある。つまり、本実
施例の超音波式物体検知器では、例えばＦＲのセンサ部
Ａを用いた１回の物体検知動作が終了すると、制御回路
４の制御に応じて切換回路８がＦＬのセンサ部Ａを送波
回路２及び受波回路３に接続し、上述の場合と同様にし
て物体検知動作を行い、次にＲＲ、ＲＬ、そしてさらに
ＦＲからというように、サイクリックに切換回路８によ
り各センサ部Ａを送波回路２及び受波回路３に接続して
、物体検知動作を行う。そして、各センサ部Ａに関する
３回の物体検知動作において夫々物体が検知された場合
に、制御回路４はそのセンサ部Ａに関して物体が存在す
ると判定し、出力回路７を通して警報を発するなどの動
作を行わせる。

【００１４】さらに、本実施例では超音波パルスの送波
タイミングをランダムにして、周期的に発生する雑音に
対する誤動作の確率を少なくしてある。ところで、従来
では制御回路４のＲＯＭ９に図２（ａ）に示すように各
センサ部Ａ毎に夫々ｎ個からなる乱数列（要素の総計は
４ｎ個）を記憶して、この乱数列を読み出すことにより
、図３（ａ）に示すように送波タイミングをランダムに
設定していた。このため、ＲＯＭ９として容量の大きな
ものを必要とし、例えばこの種の超音波式物体検知器の
制御回路４として用いられるＲＯＭやＲＡＭを内蔵する
１チップマイクロコンピュータでは、記憶容量が不足す
るという問題があった。

【００１５】そこで、本実施例では図２（ｂ）に示す要
素ｎ個の乱数列を制御回路４のＲＯＭ９に記憶しておき
、この乱数列を各センサ部Ａ毎に共通で用いるようにし
てある。そして、ポインタの示す位置から乱数を出力し
、超音波パルスを送波する毎にポインタの値をインクリ
メントして、図３（ｂ）に示すように乱数列に従って順
次センサ部Ａから超音波パルスを送波していく。そして
、乱数列のｎ番目の位置まで来ると、ポインタの値をリ
セットし、１番目から乱数の読出しを行う。このように
すれば、センサ部Ａが１つのものと同じ乱数列を用いて
超音波パルスをランダムに送波することができる。しか
も、ＲＯＭ９の記憶する乱数列の要素の数が少なくなる
ので、例えば１チップマイクロコンピュータの内蔵する
ＲＯＭでも十分に乱数列を記憶することができる。

【００１６】なお、上述の場合には各センサ部Ａで超音
波パルスを送波する毎に、送波間隔を可変するようにし
てあったが、例えば図３（ｃ）に示すように、４個のセ
ンサ部Ａは夫々同じ送波間隔で超音波パルスを送波し、
一巡する毎に送波間隔を異ならせるようにしてもよい。 また、図５に示すようにセンサ部Ａ毎に送波回路２及び
受波回路３を設けた超音波式物体検知器であって、各セ
ンサ部Ａから順次超音波パルスを送波するものにも、本
発明を適用できることは言うまでもない。

【００１７】

【発明の効果】本発明は上述のように、１つの乱数列を
記憶する記憶手段と、この記憶手段から乱数を読み出し
て夫々のセンサ部から超音波をランダムに送波させる送
波制御手段とを上記本体部に設けてあるので、各センサ
部毎に本体部が乱数列を記憶しなくて済み、乱数列を記
憶するメモリの容量を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路構成を示すブロック図
である。

【図２】本実施例の乱数列の記憶方法を従来のものと比
較した説明図である。 （ａ）は従来の乱数列の記憶方法を示す説明図である。 （ｂ）は本実施例の乱数列の記憶方法を示す説明図であ
る。

【図３】本実施例の超音波パルスの送波間隔設定方法を
従来と比較した場合の動作説明図である。 （ａ）は従来の送波間隔設定方法を示す説明図である。 （ｂ）は本実施例の送波間隔設定方法を示す説明図であ
る。 （ｃ）は別の送波間隔設定方法を示す説明図である。

【図４】同上の物体検知動作の説明図である。

【図５】他の実施例の回路構成を示すブロック図である
。

【符号の説明】

Ａ　　センサ部 Ｂ　　本体部 ４　　制御回路 ９　　ＲＯＭ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　超音波を送受波する複数のセンサ部と
   、これらセンサ部から超音波を送波させると共に夫々の
   センサ部の物体による反射波の受波出力から物体の存在
   を検知する本体部とからなり、本体部が各センサ部から
   順次超音波を送波させて夫々のセンサ部の物体検知処理
   を時系列に実行する超音波式物体検知器において、１つ
   の乱数列を記憶する記憶手段と、この記憶手段から乱数
   を読み出して夫々のセンサ部から超音波をランダムに送
   波させる送波制御手段とを上記本体部に設けて成ること
   を特徴とする超音波式物体検知器。