JPS5858411A - 超音波利用障害物検出装置の距離表示方法 - Google Patents

超音波利用障害物検出装置の距離表示方法

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JPS5858411A
JPS5858411A JP56158371A JP15837181A JPS5858411A JP S5858411 A JPS5858411 A JP S5858411A JP 56158371 A JP56158371 A JP 56158371A JP 15837181 A JP15837181 A JP 15837181A JP S5858411 A JPS5858411 A JP S5858411A
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JP
Japan
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distance
receiver
obstacle
transmitter
circuit
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JP56158371A
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Fujio Nakamae
富士男 中前
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Indicating Measured Values (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

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】 本発明は超音波を利用して障害物を検出する装置の障害
物までの距離表示方法に関するものである。
従来、この種の装置の障害物までの距離表示方法として
、グラフやブラウン管上で表わすものやメータにて指示
するもの、あるいは音の音色にて表わすものがあるが、
グラフ、ブラウン管、メータにて表わすものはそれを注
視しなければ障害物の有無及び障害物までの距離を認識
゛できず、音色で表わすものは連続音であるため、耳さ
れりであり、騒音中では聴き取り難く、かつ、特定の距
離を表示できないという欠点があった。また一定距離以
内に障害物がある場合にブザーやランプで知らせるもの
もあるが設定値を変化させなければ障害物までの距離が
分らないという欠点があった。
本発明はこれらの欠点を改良したもので、障害物と送受
信子までの距離が一定値以内であれば、発音体からの連
続音あるいはランプの点灯でその距離を知らせ、一定値
を超えた場合断続音の周期の変化、ランプの点滅の周期
の変化あるいは断続音の音色の変化によりその距離を表
示したものである。これは自動車等の後退時の障害物の
検出において特に便利なものである。
以下、本発明を実施例の図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の送受信子(送信子と受信子のこと)よ
り障害物までの距離が一定値以内であれば発音体からの
音が連続音として、一定値を超えると断続音となり、そ
の周期が障害物までの距離に対応して変化することによ
り距離を表示する超音波利用障害物検出装置のブロック
図を示している。1は超音波送信機であり、実施例にお
いては基準パルス発生回路6と送信パルス発生回路7に
より構成されている。基準パルス発生回路6は第3図A
に示す如く、一定周期T1にて幅T2なるパルスを発生
し、これを送信パルス発生回路7に供給して圧電または
電歪素子よりなる送信子4を駆動するための超音波信号
パルスを発生させている。この送信パルス発生回路7よ
り作り出される超音波信号パルスの信号幅T3(図6の
Bに示す)は基準パルス発生回路乙の出力パルス幅T2
(第6図のAに示す)より短かくしておく0これは実施
例においてはこの基準パルス発生回路6の信号パルスを
超音波受信機の処理信号として使用しているためである
この送信パルス発生回路7に接続されている送信子4よ
り超音波が発生し、障害物6に反射して圧電あるいは電
歪素子よりなる受信子5で受信される。この受信子5の
出力波形を第6図Cに示している。この図においてT4
が超音波の障害物までの伝播距離に対応した時間となる
。同図のQは送信子と受信子を近接して設置した場合あ
るいは送信子と受信子を兼用させて同じ振動子(圧電あ
るいは電歪素子のこと)を使用した場合に生ずる波形で
ある。これは送信子から受信子へ′直接信号が伝わるた
めである。
受信子5で受信された超音波は電気信号に変換され、超
音波受信機2に加えられてその出力として障害物までの
距離に対応した電気量に変換される。この受信機2の構
成の実施例について以下°に説明する。この受信子5の
信号は増幅回路8で所定の大きさまで増幅した後、検波
回路9にて信号分を取り出し遅延回路10を通しフリッ
プフロップ回路11に接続されている。この遅延回路1
0を通すのは超音波の短かい雑音と信号分を区別するた
めである。第3図のDに遅延回路10の出力を示してい
る。同図aと比較した場合、遅延回路10を通したので
T5だけ前の部分が削られている。この出力と基準パル
ス発生回路6の信号をフリ、プフロップ回路の入力、す
なわちセ、/)及びリセット端子に接続するとその出力
の一方は障害物からの反射信号で1となり、基準パルス
発生回路乙の信号で0となる。第6図Eにこれを示す。
この信号を反転回路を通せば第6図Fの如くなる。この
信号(第6図に示すEもしくはFの信号)を積分回路1
1によりその信号の幅に応じた抵抗、電圧または電流な
どの電気量に変換する。こわらの電気量は送受信子より
障害物の距離が変化するとフリップフロップ回路11の
パルス幅が変化するのでこれによって受信機2の出力で
ある電気量は変化する(例えば距離が大きくなるにつれ
て電気量も大きくなる、またはその反対)こととなる。
この受信機2の出力を発振回路16と比較回路14に供
給する。発振回路13は発振周波数が人力とする受信機
の電気量によって変化し、その発信周波数は断続音にし
た場合、聴き分けられる周波数(例えば0,2〜5 H
z程度)にしておく。この回路は入力が電圧の場合は電
圧周波数変換回路となる。比較回路14は受信機2の出
力の電気信号の大きさが一定値より大きく (または小
さく)なった場合にその出力が1となる回路である。こ
れにより送受信子より障害物までの距離が一定値を超え
るとその出力を1とすることができる。
比較回路14の出力と発振回路13の出力は論理和回路
15に入れられ、その論理和が出力となりこれをアンプ
16で必要な大きさまで増幅して発音体17を作動させ
る。この場合、発振回路13に入力電圧が一定値以上(
または以内)になると発信しないでその出力が1となる
ものを使用すれば、比較回路14と論理和回路15は不
用となる。発音体17はブザーやスピーカの如く電気信
号によって音を発するものである(ただし、通常のスピ
ーカを使用する場合は音の周波数の発振器が別に必要で
ある)。
本回路により、送受信子より障害物までの距離が一定値
以内であれば、受信機2の出力が一定値以内(または以
上)となるので、比較回路14の出力が1となり、これ
により発音体からの音は連続音となる。さらに送受信子
より障害物までの距離が一定値を超えると、発振回路1
6が働きその距離に応じて発振周波数が変化しこのため
、発音体17からの音は断続音となり、距離によって断
続音の周期が変わることとなる。よってその距離が長く
なると断続音の周期も長くすることもできる。(この反
対にすることもできる。)次に発音体17の代りにまた
は発音体とともにランプを接続すると、送受信子より障
害物までの距離が一定値以内であればランプの点灯とな
り、一定値を超えるとランプは点滅へと変わり、その障
害物までの距離に対応して点滅の周期が変わり、送受信
子より障害物までの距離が長くなればランプの点滅の周
期も長くなることとなる。 。
第2図はその距離表示方法が送受信子から障害物までの
距離が一定値以内であれば連続音であり、一定値を超え
ると断続音となり、かつ、その距離に応じて音色の変化
する断続音であるところの超音波利用障害物検出装置の
実施例のブロック図である。第2図の1〜12のところ
は第1図のそれと全く同一であるので、受信機2の出力
は送受信子より障害物までの距離に対応した電気量とな
る。今、説明のため実施例においては受信機2の出力は
電圧とし、障害物までの距離が長くなるとこの電圧も大
きくなるものとする。他の場合であっても基本的には同
様に処理できる。
18は比較回路であり、受信機2の出力電圧が一定値を
超えるとその出力が1になるものとする。19はtU電
圧周波数変換回路利111シた可聴周波数?°を発振回
路であり、人カ′fu圧によ・】で発振局θし数が変化
するようにしておく。2oは非安定マルチバイブレータ
であり断続音を発生させるためのものであるから、その
周期は0.2〜2sec 程度としておく。これらを2
1の論理積回路に加える。
22は反転回路であり18の比較回路の入力電圧が一定
値以下のときは反転回路22の出方は1となる。23は
【げ聴周波数の発振回路であり、一定周波数の発振をし
ている。24は論理積回路で、ν)す、この人力に第2
図に示す如くこれらを接続しておく。25は論理和回路
であり、21の論理積回路の出力と24の論理積回路の
出力を入力としている。27は比較回路であり18の比
較回路の比較電圧(基準電圧のことをいう)より十分大
7きい電圧に設定しておく。この電圧は結局は送受信子
より障害物までの距離に対応しているので、検出する距
離の最大値に対応する電圧に設定しておく。比較回路2
7の出力は入力電圧が一定値より小さいときは1、大き
いときは0になるように設−ぢしておく。26は論理積
回路であり、25の論理和回路の出力と27の比較回路
の出力を人力としている。2日はアンプであり29は発
音体であるがこの場合はスピーカを使用している。
これらの回路構成より送受信子より障害物までの距離が
一定値以内であれば受信機2の出力電圧が18の比較回
路の設定電圧より小さくなるのでその出力は0となり、
21の論理積回路の出力も0となる。しかるに22の反
転回路の出力は1となるので、論理積回路24の出力に
23の可聴j#波数発振回路の出力パルスが表われ、2
5の論理和回路の出力にも同様の出力が出てくる。27
の比較回路の出力はこの場合1となっているので、26
の論理積回路の出力にも可聴周波数°の信号が出てくる
ことになり、これをアンプ28で増幅し発音体29を駆
動する。よってこの場合は連続音となる。
次に、送受信子より障害物までの距離が一定値を超えて
長くなると、受信機2の出力電圧が比較回路18の比較
電圧より大きくなり、その出力は1となる。この時、1
9の可聴周波数発振回路の出力は発振周波数が送受信子
より障害物までの距離に対応して変わり、20の非安定
マルチバイブレータの出力とともに・21の論理積回路
に加えられているので、その出力は送受信子より障害物
までの距離に対応した音色の断続音の信号源となる。2
4の論理積回路の出力は22の反転回路の出力が0であ
るのでOとなる。27の比較回路の出力はこの場合は1
であるので26の論理積回路の出力にはこの断続音の信
号が表われ、アンプ28により所定の大きさに増幅され
、発音体29よ1りこの断続音を発することになる。
さらに送受信子より障害物までの距離が長くなると受信
機2の出力電圧が大きくなり、27の比較回路の出力が
0になると発音体よ゛り音は出なくなる。この回路は送
受信子より障害物の距離が一定値を超えた場合、発音体
がらの音を止める必要がある時に使用する。その必要が
ない場合には比較回路27の出力を常に1にしておく。
なお第3図においてそれぞれの波形図の横軸は時間を表
わし、縦軸は信号の大きさあるいは有無を表わしている
本発明の距離表示方法によれば送受信子より障害物の距
離が一定値以内であれば連続音あるいはランプの点灯と
して障害物のあることを知らせるので容易にそれを知覚
でき、その距離が一定値を超えると断続音あるいはラン
プの点滅に変わり、かつ、その距離に対応して断続音の
音色が変わり、あるいはその距離が長くなるにつれて断
続音の周期またはランプの点滅の周期が長くなるので、
きわめて容易に障害物までの距離を知ることができ、予
備的に障害物を知ることができる。また送受信子より障
害物までの距離が一定値以内にあれば連続音あるい、は
ランプの点灯となるので、予備的警告である断続音ある
いはランプの点滅とは容易に区別できる。これは自動車
等の後退時の障害物の検出において運転車が他の物を見
ていなければならない場合、または障害物を見ることが
できない場合、特に便利なものである。
なお、本説明において送受信子・より障害物までの距離
とは厳密には送信子より障害物を経由して受信子までの
距離であり、ランプには発光ダイオード等も含むもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の超音波利用障害物検出装置
の距離表示方法を用いた実施例のプロ。 り図であり、第6図は各部の波形図である。 1は超音波送信機、2は超音波受信機、6は障害物、4
は送信子、5は受信子、6は基準パルス発生回路、7は
送信パルス発生回路、8は増幅回路、9は検波回路、1
0は遅延回路、11はフリ7プフロ、プ回路、12は積
分回路、16は発振回路、14は比較回路、15は論理
和回路、16はアンプ、17は発音体、18は比較回路
、19は1fIa!!!周波数発振回路、20は非安定
マルチパイプ、レータ、21は論理積回路、22は反転
回路、23は可m周波数発振回路、24は論理積回路、
25は論理和回路、26は論理積回路、27は比較回路
、28はアンプ、29は発音体である。 特許出願人  中前富士男

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)送信子より超音波を発生させて障害物に反射させ
    、これを受信子により受信して障害物を検出し、その距
    離を発音体からの音で表示する障害物検出装置の距離表
    示方法において、送受信子より障害物までの距離が一定
    値以内であれば連続音となり、一定値を超えると断続音
    に変わり、かつ、その断続音の周期が送受信子より障害
    物までの距離に対応して変わり、その距離が長くなるこ
    とに対応して断続音の周期も長くなることを特徴とする
    距離表示方法。
  2. (2)送信子より超音波を発生させて障害物に反射させ
    、これを受信子により受信して障害物を検出し、その距
    離を発音体からの音で表示する障害物検出装置の距離表
    示方法において、送受信子より障害物までの距離が一定
    値以内であれば連続音となり、一定値を超えると断続音
    に変わり、かつ、断続音の音の周波数が送受信子より障
    害物までの距離に対応して変化することを特徴とする距
    離表示方法。
  3. (3)送信子より超音波を発生させて障害物に反射させ
    、これを受信子により受信して障害物を検出し、その距
    離をランプの点滅にて表示する障害物検出装置の距離表
    示方法において、送受信子より障害物までの距離が一定
    値以内であればランプが点灯しっばなしとなり、一定値
    を超えるとランプの点滅に変わり、かつ、その点滅の周
    期が送受信子より障害物までの距離が長くなることに対
    応して長くなることを特徴とする距離表示方法。
  4. (4)超音波の送信子と受信子を兼用させて同じ振動子
    を使用することとした特許請求の範囲(1)の距離表示
    方法。
  5. (5)超音波の送信子と受信子を兼用させて同じ振動子
    を使用することとした特許請求の範囲(2)の距離表示
    方法。
  6. (6)超音波の送信子と受信子を兼用させて同じ振動子
    を使用することとした特許請求の範囲(3)の距離表示
    方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2019012007A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 竹中エンジニアリング株式会社 検知装置

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