JPS59111077A - 位置検出装置 - Google Patents

位置検出装置

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JPS59111077A
JPS59111077A JP22232582A JP22232582A JPS59111077A JP S59111077 A JPS59111077 A JP S59111077A JP 22232582 A JP22232582 A JP 22232582A JP 22232582 A JP22232582 A JP 22232582A JP S59111077 A JPS59111077 A JP S59111077A
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JP
Japan
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distance
ultrasonic
target object
transducer
distance information
Prior art date
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Pending
Application number
JP22232582A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisanori Otsuki
大槻 寿則
Teruo Maruyama
照雄 丸山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (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】 産業上の利用分野 本発明は超音波パルスを使用した装置に関する。
従来例の構成とその問題点 第1図は従来の超音波距離測定装置の概略の構成を示す
システム図である。第2図は従来の装置の動作波形を示
す図である。従来の装置では、超音波送波素子に第2図
に示す高電圧・ぐルス1を印加すると媒体(空気中また
は水中)に所定の周波数の超音波パルスが発射される。
この超音波ノ<ルスが対象物体で反射され反射信号が超
音波受波素子に致達し受信信号増巾器で増[1]された
後、所定の時間間隔でアナログ−デジタル変換されてメ
モリに記憶される。従来の装置では受波信号を超音波パ
ルスが発射された直後からメモリに記憶している。第2
図にメモリに記憶された受波信号を示す。2は対象物体
からの反射信号を示す。つぎにメモリに記憶された受波
信号は、小型電子計算機に転送され、第2図に示した反
射信号2の所定の位置がゼロクロスする点3を検出して
反則信号の伝播時間4をfAIJ定し、それによって対
象物体までの距離を4川定していた。
また第3図に示すようにパルスモータ9の出力軸11に
超音波トランステー−ザ10を結合し、矢印A、B方向
へ回転スキャンしながら、超音波パルスを送受波して得
られた受波信号を波形処理して対象物体6の位置を検出
するものがある。第4図は超音波トランスデユーサ10
を回転スキャンして得た受波信号を波形処理したもので
12゜13.14(はそれぞれ対象物体5の辺6,7,
8からの反射信号を示す。反射信号音圧が最大値を示す
超音波トランスデー−サ10の回転角から辺6、ア、8
の方向を求め、さらに従来の装置と同様の方法を距離情
報を求めることにより、対象物体5の環6.ア、8の位
置を検出している。
しかしながら従来の方法で、対象物体の位置を検出する
ためには、超音波トランスデユーサ10を回転しながら
繰返して対象物体5との距離を上述の手順で測定する必
要があり、位置検出時間の高速化をはかるうえで大きな
問題となっていた。
また、対象物体5の位置検出においては第4図に示すよ
うに対象物体5の辺6,7.8の方向情報は、それぞれ
の反射信号音圧12,13.14が最大値を示す超音波
トランスデー−サ10の回転スキャン角を細かくする必
要があり、これに伴い距離測定回数も増大するので、高
速高精度の位置検出を行なううえで大きな問題点となっ
ていた。
発明の目的 本発明は上述の欠点をなくシ、高速高精度で対象物体の
位置検出ができる超音波位置検出装置を提供することを
目的とする。
発明の構成 本発明は超音波パルスを用いて、第1の超音波パルス送
受波手段で得た対象物体からの受波信号と第2の超音波
パルス送受波手段で得た対象物体からの受波信号と、前
記第1の超音波パルス送受波手段の送波手段を用(Qて
送波し、前記第2の超音波パルス送受波手段の受波手段
を用いて得た対象物体からの受波信号の3つの受波信号
を波形処理して対象物体の位置を検出するものであり、
従来に比して高速・高精度で対象物体の位置を検出する
装置症を得るものである。
実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
第5図は本発明の第1の実施列における位置検出装置の
概略の構成を示すシステム図であ′る。第5図において
15.20は送受兼用型の超音波トランスデー−サであ
りそれぞれの発振器16.21により高電圧パルスを印
加されて所定の周波数の超音波パルスを発射する。この
超音波・くルスを対象物体に向けて得られる反射信号を
送受兼用型の超音波トランスデー−サ15 、20で受
波している。超音波トランスデー−サ15 、20が出
力する受波信号はそれぞれ受波信号増幅器17.22を
経て、それぞれのアナログ−デジタル変換器(以下A/
D変換器という。)18.23によってデジタル値に変
換され、メモリ19.24に記憶される。さらに、デー
タ処理制御装置25が設けられるが、このデータ処理制
御装置25はインタフェースコントロールユニット21
JU下Icσという。)フロッピディスクドライブ装置
2了(以下FDDという。)および小型電子計算機28
(以下CPUという。)から構成される。ICU26は
FDD27およびCPU28に接続されるとともに、上
述した発振器16,21.A/D変換器18 、23お
よ〃メそり19 、24に接続される。FDD27は本
装置を用いて位置検出を行なうためのプログラムあるい
は諸条件を入力する。
このデータ処理制御装置25においては、発振器16.
21を動作させるための制御信号の出力、A/D変換器
18 、23の条件設定および動作させるための制御信
号の出力、メモリ19.24を動作させるための制御信
号の出力を行なうとともにメモIJ 19 、24から
転送された変波信号を入力とし、工Cσ26から予め入
カスドアされているプログラムに従って、CPU28に
て反射信号伝播時間の検出、対象物体との距離の演算を
行なう。
次に」二記のように構成した位置検出装置の動作を説明
する。なお本実施例ではgl、第2の超音波トランステ
ー−ザ15 、20は対象物体29と第6図に示すイ目
対位置関係にあり、超音波トランステー−サ15,20
と対象物件29の距離が約50α以内で、超音波トラン
ステー−ザ15,20の概略の距離検出範囲が100 
cnrとした場合について説明する。
位置検出はFDi:)27から予め入カスドアされた第
7図のフローチャートに示す位置検出プログラムの手順
に従って行なわれる。第7図のフローチャートにおいて
、まずステップ1でデータ処理制御装置25からの制御
信号により、A/D変換器18の受波信号サンプリング
時間間隔゛t1  たとえば、1μsec )を設定す
る。次にステップ2でデータ処理制御装置26からの制
御信号により発振器16を動作させる超音波トランスデ
ユーサ15で所定の周波数の超音波パルスを発射すると
同時にA / D変換器18、メモリ19を動作させて
、超音波トランスデユーサ15の受波信号をメモリ19
に記憶する。第8図にはメモリ19に記憶された受波信
号を示す。33は第6図に示した対象物体29の各辺か
らの反射信号を示す。廿だ34.35はそれぞれ第6図
の対象物体29の辺31.32からの反射信号を示す。
つき゛にステップ3でメモリ19に記憶された受波信号
をIC[J26を介してCPU28に転送する。CP 
’U 28では、FDD27から予め入カスドアされて
いるプログラムに従って、反射信号伝播時間36.37
.38を検出しさらに第6図の対象物体29までの距離
39,40,41を演算する。
つき゛にステップ4でステップ1と同様の手順でA /
 D変換器23を設定し、ステップ5でステップ2と同
様の手順で発振器16を動作させ超音波トランスデー−
サ16で所定の周波数の超音波パルスを発射すると同時
にA/D変換器23、メモリ24を動作させて超音波ト
ランスデー−サ20の受波信号をメモリ24に記憶する
。第9図にはメモリ24に記憶された受波信号を示す。
42゜43は第6図に示した対象物体290辺から反射
信号である。
つぎにステップ6でメモリ24に記憶された受波信号を
ICU26を介してCPU28に転送する。CPU28
では、FDD27から予め人カスドアされているプログ
ラムに従って反射信号伝播時間44.45を検出する。
さらに反射信号伝播時間44.45から距離情報を得て
おく。ここでいう距離情報は前述のステップ3後述のス
テップ9で求める対象物体とその距離ではなく、超音波
パルスを送波後、超音波トランスデー−サ20で反射信
号を受波するまでの時間から得られるものである。
つき゛にステップ7でステップ1と同様の手順でA/D
変換器23を設定し、ステップ8でステップ2と同様の
手順で発振器21を動作させ超音波トランスデー−サ2
0で所定の周波数の超音波パルスを発射すると同時にA
/D変換器23、メモリ24を動作させて超音波トラン
スデユーサ20の受波信号をメモリ24に記憶する。メ
モリ24に記憶した受波信号では48.49の反射信号
が得られる。
つきにステップ9でメモリ24に記憶された受波信号を
ICU26を介してCPU28に転送する。CPO28
ではFDD27から予め入カスドアされたプログラム(
でよって反射信号伝播時間50.51と対象物体29ま
での距離情報を検出する。
つき′にステップ10で、上記ステップ3,6゜9で得
られた距離情報をもとにして、第6図の対象物体29の
30.31点の位置を求める。
第6図の対象物体29の30の点の位置は第6図に示す
距離39と距離46の交点により求する。
距離39はステップ3ですでに求めており、距離46に
ついてはステップ6で求めた反射信号42.43で得た
距離情報とステップ9で求めた反射信号48.49から
求まる対象物体29との距離情報の差が距離39になる
ステップ9での対象物体29との距離情報から求める。
以上をCP U 28により、FDD27から入カスド
アされたグログラムにより求める。同様に対象物体29
の31の点についても求める。なお本実施例では対象物
体29の30の点の位置は距離39と距/446の交点
により、また31の点の位置は距離4Qと距離47の交
点によりそれぞれ求まる。
つぎにCPO28でFDL)27から予め入カスドアさ
れている検出対象物体に関するデータベースとステップ
10で求めた30;31の点めマノチンクをとり対象物
体の位置を検出することかできる。
以上のように本実施例によれば、2台の送受波兼用超音
波トランスデユーサ15 、20を用い、超音波トラン
スデー−サ15で送受波して得られる対象物体との距離
情報、超音波トランスデーーサ15で送波し超音波トラ
ンスデー−サ20で受波して得られる距離情報、超音波
トランスデーーサ20で送受波して得られる対象物体と
の距離情報の3つの距離情報を用いて、対象物体29の
位置を検出することができる。3つの距離情報を得るた
めには3回の距離測定を行なうだけでよ〈従来例に比し
て1/10 と大幅な検出時間の短縮化がはかれた。ま
た対象物体の位置検出精度は2台の超音波トランスデー
−サ15 、20で得た距離情報の交点から求めており
、従来のトランスデユーサの回転スキャン角に精度依存
する方法に比して約10倍の高精度化を達成することが
できた。
発明の効果 以上のように本発明は、超音波パルスを用いて第1の超
音波パルス送受波手段で得た対象物体からの受波信号と
第2の超音波パルス送受波手段で得た対象物体からの受
波信号と、第1の超音波パルス送受波手段の送波手段を
用いて送波し、第2の超音波パルス送受波手段の受波手
段を用いて得た対象物体からの受波信号の3つの受波信
号を波形処理して対象物体の位置を検出するので、従来
に比して高速高精度で対象物体の位置を検出することが
でき、その実用的効果は犬なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の超音波距離測定装置の概略の構成を示す
システム図、第2図は従来の装置の動作波形を示す図、
第3図は従来の超音波形状測定装置の概略の構成を示す
斜視図、第4図は従来の装置の動作波形を示す図、第5
図は本発明の一実施例に2ける装置の構成を示すブロッ
ク図、第6図は本発明の一実施例における装置の対象物
体の形1s 、26・・・・・・超音波トランスデユー
サ、29・・・・・・対象物体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第4図 走!T’fJトランステ1−すス今Yン河(贋)第5図 獣 第6図 2 第7図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の超音波パルス送受波手段により対象物体間
    の距離を検出する第1検出手段と、第2の超音波パルス
    送受波手段により対象物体間の距離を検出する第2検出
    手段と、前記第1の超音波パルス送受波手段の送波手段
    から発射した超音波パルスを前記第2の超音波パルス送
    波手段の受波手段で受波して対象物体間の距離を検出す
    る第3検出手段と、少なくとも第1検出手段、第2検出
    手段、第3検出手段の3つの検出手段からの対象物体間
    の距離から対象物体の位置を検出する手段とからなる位
    置検出装置。
  2. (2)前記第1〜第3検出手段は、前記送受波手段が出
    力する受波信号を所定時間間隔毎に記憶する受波信号記
    憶手段と、前記受波信号記憶手段が記憶した受波信号か
    ら反射信号の伝播時間を検出する手段とからなる特許請
    求の範囲第1項記載の位置検出装置。
JP22232582A 1982-12-17 1982-12-17 位置検出装置 Pending JPS59111077A (ja)

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JP22232582A JPS59111077A (ja) 1982-12-17 1982-12-17 位置検出装置

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JPS59111077A true JPS59111077A (ja) 1984-06-27

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ID=16780579

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5356061A (en) * 1976-10-30 1978-05-22 Kanji Satake Obstacle detector using ultrasonic wave

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5356061A (en) * 1976-10-30 1978-05-22 Kanji Satake Obstacle detector using ultrasonic wave

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