JPS60211383A - 超音波エコー信号の評価方法 - Google Patents
超音波エコー信号の評価方法Info
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- JPS60211383A JPS60211383A JP60053217A JP5321785A JPS60211383A JP S60211383 A JPS60211383 A JP S60211383A JP 60053217 A JP60053217 A JP 60053217A JP 5321785 A JP5321785 A JP 5321785A JP S60211383 A JPS60211383 A JP S60211383A
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- signal
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
- B25J19/026—Acoustical sensing devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/526—Receivers
- G01S7/527—Extracting wanted echo signals
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (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。
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、送出器、受信器、アナログ・デジタル変換器
およびメモリを備え、超音波送出信号および超音波エコ
ー信号にて対象の位置決めを行なうべくその都度複数の
送出および受信経過から得られ記憶された信号値を評価
する装置における超音波エコー信号の走行時間評価方法
に関する。
およびメモリを備え、超音波送出信号および超音波エコ
ー信号にて対象の位置決めを行なうべくその都度複数の
送出および受信経過から得られ記憶された信号値を評価
する装置における超音波エコー信号の走行時間評価方法
に関する。
従来技術（***特許出願公開第２．９３８．９６９号明
細書、同第３．１３８．７２３号明細書、同第３゜１３
８．９６４号明細書、同第３，１３８，９６５号明細書
）から侵入者の検知のための超音波エコー信号の種々の
評価方法が知られている。受信された超音波エコー信号
に基づく電気信号のエコープロフィル記憶が行なわれる
。次々と受信されるそれぞれの超音波送出パルスのエコ
ー信号は時間的に直列な順序で記憶され、相次ぐ送出パ
ルスに対して記憶されたエコー信号の対応する記憶結果
が互いに比較される。それぞれ差形成が行なわれろこと
によって、静止している物体の超音波エコーに基づく受
信信号が消去される。これに対して、該当する監視すべ
き空間内で動く侵入者のエコー信号が記録される。とい
うのは、この動く対象に対応する相次ぐ種々のそれぞれ
記憶すべきエコープロフィルが生じ、これらの個々の記
憶は差形成の際に相殺され得ないからである。
細書、同第３．１３８．７２３号明細書、同第３゜１３
８．９６４号明細書、同第３，１３８，９６５号明細書
）から侵入者の検知のための超音波エコー信号の種々の
評価方法が知られている。受信された超音波エコー信号
に基づく電気信号のエコープロフィル記憶が行なわれる
。次々と受信されるそれぞれの超音波送出パルスのエコ
ー信号は時間的に直列な順序で記憶され、相次ぐ送出パ
ルスに対して記憶されたエコー信号の対応する記憶結果
が互いに比較される。それぞれ差形成が行なわれろこと
によって、静止している物体の超音波エコーに基づく受
信信号が消去される。これに対して、該当する監視すべ
き空間内で動く侵入者のエコー信号が記録される。とい
うのは、この動く対象に対応する相次ぐ種々のそれぞれ
記憶すべきエコープロフィルが生じ、これらの個々の記
憶は差形成の際に相殺され得ないからである。
これらの公知の方法では、超音波エコー信号により得ら
れる電気的な受信信号の包絡線の評価が行なわれる。と
くに、記憶については、包結線の対応せるデジタル値が
個々のメモリ場所に直列の順序にて記憶されるように、
包結線の信号を前もってデジタル化する手段が用意され
ている。
れる電気的な受信信号の包絡線の評価が行なわれる。と
くに、記憶については、包結線の対応せるデジタル値が
個々のメモリ場所に直列の順序にて記憶されるように、
包結線の信号を前もってデジタル化する手段が用意され
ている。
本出願人による提案（特願昭５９−２０１４００）にお
いては、エコープロフィル記憶の原理にしたかって移動
するロボット腕によって検出すべき静止対象が位置確認
されるような超音波式位置確認方法が記載されている。
いては、エコープロフィル記憶の原理にしたかって移動
するロボット腕によって検出すべき静止対象が位置確認
されるような超音波式位置確認方法が記載されている。
この場合にもそれぞれの超音波送出パルスのエコーに基
づく受信信号が直列順序で記憶され、同様に受信信号の
包絡線がデジタル値に変換される。デジタル化された受
信信号包結線の値の個々の直列な記憶列、即ちそれぞれ
の超音波送出パルスのデジタル化されたエコープロフィ
ルが互いに比較される。しかしながら、この場合には、
先に述べた従来技術と違って、該当する超音波送出パル
スのそれぞれのエコープロフィルが時間的に互いにシフ
トされ、そのシフトの尺度にはその都度瞬間において対
象検出を行なうべき方向におけろロボット腕上の超音波
変換器の取付は場所の相対速度が関係する。この先願の
方法の場合には、積分、即ち記憶された個々のエコープ
ロフィルの加算が行なわれ、それによりエコー信号の雑
音消去が達成される。これに関しても最初に述べた従来
技術の方法に比べて著しい相違が存在する。
づく受信信号が直列順序で記憶され、同様に受信信号の
包絡線がデジタル値に変換される。デジタル化された受
信信号包結線の値の個々の直列な記憶列、即ちそれぞれ
の超音波送出パルスのデジタル化されたエコープロフィ
ルが互いに比較される。しかしながら、この場合には、
先に述べた従来技術と違って、該当する超音波送出パル
スのそれぞれのエコープロフィルが時間的に互いにシフ
トされ、そのシフトの尺度にはその都度瞬間において対
象検出を行なうべき方向におけろロボット腕上の超音波
変換器の取付は場所の相対速度が関係する。この先願の
方法の場合には、積分、即ち記憶された個々のエコープ
ロフィルの加算が行なわれ、それによりエコー信号の雑
音消去が達成される。これに関しても最初に述べた従来
技術の方法に比べて著しい相違が存在する。
本発明に至る研究の道程において、上述の従来技術およ
び以前の出願の方法により、超音波変換器と検出対象と
の間に非常に大きな間隔が存在するかぎりにおいて、即
ち検出範囲が最小値を有するかぎりにおいて、申し分の
ない対象検出を行ない得ることが分った。上述の方法に
は、遠視的な面力５あり、即ち接近した範囲では対象識
別が不正確になる。
び以前の出願の方法により、超音波変換器と検出対象と
の間に非常に大きな間隔が存在するかぎりにおいて、即
ち検出範囲が最小値を有するかぎりにおいて、申し分の
ない対象検出を行ない得ることが分った。上述の方法に
は、遠視的な面力５あり、即ち接近した範囲では対象識
別が不正確になる。
本発明の目的は、従来の方法に内在する遠視的な点を除
去して従来の方法を改善すること、即ち短い距離でも検
出感度の高い精度が得られろように改善することにある
。
去して従来の方法を改善すること、即ち短い距離でも検
出感度の高い精度が得られろように改善することにある
。
上記目的は本発明によれば、超音波の波長の約２００倍
以下の距離範囲における空中での近接範囲検出のために
、その都度１つのパルスにより波列の超音波パルス送出
のために励振される広帯域の超音波変換器を使用し、超
音波エコー信号のデジタル化を超音波周波の受信信号の
波列に適用することによって達成される。
以下の距離範囲における空中での近接範囲検出のために
、その都度１つのパルスにより波列の超音波パルス送出
のために励振される広帯域の超音波変換器を使用し、超
音波エコー信号のデジタル化を超音波周波の受信信号の
波列に適用することによって達成される。
本発明は、空中における超音波を用いた位置決めにとっ
て、使用された電子技術に関する唯一の改善が上述の遠
視性を効果的に除去できるためには十分でないという認
識に基づいている。むしろ、受信信号の電子的評価に関
する所定の措置に関連させて、特許請求の範囲に記載の
超音波送出変換器に関する（空気中における送出運転に
関する）措置も必要である。
て、使用された電子技術に関する唯一の改善が上述の遠
視性を効果的に除去できるためには十分でないという認
識に基づいている。むしろ、受信信号の電子的評価に関
する所定の措置に関連させて、特許請求の範囲に記載の
超音波送出変換器に関する（空気中における送出運転に
関する）措置も必要である。
本発明により、空気中における超音波波長λの２００倍
の対象距離以下においても正確な対象検知もしくは距離
検出を行彦うことかできる。
の対象距離以下においても正確な対象検知もしくは距離
検出を行彦うことかできる。
以下、図面を参照しながら本発明をさらに実施例につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
第１図は、横軸に時間ｔをとり、縦軸に送出の振動振幅
および受信の電圧Ｕをとって、送出パルスおよびエコー
受信パルスの時間推移を示している。これから明らかな
ように、超音波送出パルスは零通過の成る周期性と減衰
してゆく振幅とを有する非常に短い波列からなる。全体
のパルスは僅かの周期の長さしかなく、即ち超音波送出
パルスは時間的に非常に短い。本発明にとって重要な送
出パルス波形は広帯域幅の招音波変換器り使用によって
得られ、この超音波変換器は送出過程でその都度それぞ
れの時間的に短いパルスにて励振される。したがって、
送出を起こす超音波変換器はほとんど突発的に振動して
激しく減衰する。それ故、超音波変換器はかかる超音波
パルスの送出を許す広い帯域幅を有する。２はある時間
（ｔ−ｔｏ’）後に受信すべきエコー信号を示し、これ
はほとんど送出パルス１に対応する。受信のために、送
出に使用されたのと同一の超音波変換器が使用されろこ
とが好ましい。受信変換器も２で示されたアナログ信号
の受信を可能にする広帯域幅を有する。
および受信の電圧Ｕをとって、送出パルスおよびエコー
受信パルスの時間推移を示している。これから明らかな
ように、超音波送出パルスは零通過の成る周期性と減衰
してゆく振幅とを有する非常に短い波列からなる。全体
のパルスは僅かの周期の長さしかなく、即ち超音波送出
パルスは時間的に非常に短い。本発明にとって重要な送
出パルス波形は広帯域幅の招音波変換器り使用によって
得られ、この超音波変換器は送出過程でその都度それぞ
れの時間的に短いパルスにて励振される。したがって、
送出を起こす超音波変換器はほとんど突発的に振動して
激しく減衰する。それ故、超音波変換器はかかる超音波
パルスの送出を許す広い帯域幅を有する。２はある時間
（ｔ−ｔｏ’）後に受信すべきエコー信号を示し、これ
はほとんど送出パルス１に対応する。受信のために、送
出に使用されたのと同一の超音波変換器が使用されろこ
とが好ましい。受信変換器も２で示されたアナログ信号
の受信を可能にする広帯域幅を有する。
第１図に示されているように、互いに時間Ｍ ｌｉｉΔ
を次て受信パルス２の瞬間値の走査が行なわれる。
を次て受信パルス２の瞬間値の走査が行なわれる。
第２図て示されている走査されたアナログ値はデジタル
変換されて記′濾される。これは（それぞれの送出パル
スに基づく）各受信パルスについて行なわれ、これら受
信パルスは性質上２で示された受信パルスに対応し、そ
の都度の送出変換器から受信変換器までの超音波走行時
間に応じて相応の種々の時点ｔで受信される（送出変換
器と受信変換器とは１つの同一の変換器であってよ（）
）。
変換されて記′濾される。これは（それぞれの送出パル
スに基づく）各受信パルスについて行なわれ、これら受
信パルスは性質上２で示された受信パルスに対応し、そ
の都度の送出変換器から受信変換器までの超音波走行時
間に応じて相応の種々の時点ｔで受信される（送出変換
器と受信変換器とは１つの同一の変換器であってよ（）
）。
走査は走査理論に応じて決められろ時間間隔Δｔにて行
なわれる。直列なメモリにおいて第２図による走査のア
ナログ値に対応する値がデジタル化されて第３図に示さ
れているようにデジタル形式で該当するメモリ場所に記
憶されるべきである。
なわれる。直列なメモリにおいて第２図による走査のア
ナログ値に対応する値がデジタル化されて第３図に示さ
れているようにデジタル形式で該当するメモリ場所に記
憶されるべきである。
送出された超音波パルス１が短いほど、対象におけるエ
コーに基づく受信波列２は短い。しかしながら、例えば
識別すべき後で把持すべき工具である静止している対象
に対する例えばロボット腕に固定された送出変換器の位
置が変化するならば、（相次ぐ送出パルスの）それぞれ
の送出パルスに対して受信されろ信号値が第２図もしく
は第３図にしたがって、それぞれの送出時点を基準とし
て、時間的に互いに移動されろ。これは、前述の先願に
詳細に記載されている。それにしたがって、第３図の２
番目の行に同一の対象からのし力化次の送出パルスに対
するエコーの受信波列２の該当走査の個々の信号値の列
が示されている。この場合に、第３図の表示には既に送
出変換器り相対移動に対応する軸の時間シフトが含まれ
ている。前述の先願の方式におけるように行なわれろ積
分が３番目に示されている。
コーに基づく受信波列２は短い。しかしながら、例えば
識別すべき後で把持すべき工具である静止している対象
に対する例えばロボット腕に固定された送出変換器の位
置が変化するならば、（相次ぐ送出パルスの）それぞれ
の送出パルスに対して受信されろ信号値が第２図もしく
は第３図にしたがって、それぞれの送出時点を基準とし
て、時間的に互いに移動されろ。これは、前述の先願に
詳細に記載されている。それにしたがって、第３図の２
番目の行に同一の対象からのし力化次の送出パルスに対
するエコーの受信波列２の該当走査の個々の信号値の列
が示されている。この場合に、第３図の表示には既に送
出変換器り相対移動に対応する軸の時間シフトが含まれ
ている。前述の先願の方式におけるように行なわれろ積
分が３番目に示されている。
本発明＋／Ｃおいては走査、記憶および積分による受信
信号評価り＝僅かの波列そけ持続するそれぞれのエコー
信号に適用させられるということをもう一度強調してお
く。受信されたエコー信号２のそれぞれの波列の短い時
間間隔のおかげで、即ち受信信号振動（時間的に相応に
長い受信信号の包絡線ではない）の直接評価のおがげで
、本発明てより工業オートメーションにとって非常に良
い位置分解能が得られる。この場合に、もう一度強調し
ておくが、受信信号の短さは送出信号の相応の短さに基
づいており、さらに送出信号の短さは本発明の特徴にし
たがって選択された送出用超音波変換器の使用に基づい
ている。超音波の波長の２００倍以下の近接範囲におい
ても良好な位置分解能は、空気中における超音波送出時
にも得られ、つまり、工業オートメーション、例えばロ
ボット運転のために不可欠な前提として考慮すべき伝播
媒体における超音波送出の場合にも得られる。即ち、空
気中における運転は全く特別の要求をし、これは水中に
おける超音波位置決めまたは音速もしくは音波インピー
ダンスに関して比較し得る人体組織の如ぎ媒体の中にお
ける超音波位置決めの場合には生じない。本発明におい
て使用すべき特許請求の範囲に記載の特徴を有する超音
波変換器は空気媒体中における音波伝達の高い効率を保
証する。
信号評価り＝僅かの波列そけ持続するそれぞれのエコー
信号に適用させられるということをもう一度強調してお
く。受信されたエコー信号２のそれぞれの波列の短い時
間間隔のおかげで、即ち受信信号振動（時間的に相応に
長い受信信号の包絡線ではない）の直接評価のおがげで
、本発明てより工業オートメーションにとって非常に良
い位置分解能が得られる。この場合に、もう一度強調し
ておくが、受信信号の短さは送出信号の相応の短さに基
づいており、さらに送出信号の短さは本発明の特徴にし
たがって選択された送出用超音波変換器の使用に基づい
ている。超音波の波長の２００倍以下の近接範囲におい
ても良好な位置分解能は、空気中における超音波送出時
にも得られ、つまり、工業オートメーション、例えばロ
ボット運転のために不可欠な前提として考慮すべき伝播
媒体における超音波送出の場合にも得られる。即ち、空
気中における運転は全く特別の要求をし、これは水中に
おける超音波位置決めまたは音速もしくは音波インピー
ダンスに関して比較し得る人体組織の如ぎ媒体の中にお
ける超音波位置決めの場合には生じない。本発明におい
て使用すべき特許請求の範囲に記載の特徴を有する超音
波変換器は空気媒体中における音波伝達の高い効率を保
証する。
本発明のために使用すべき広帯域を有し、それにもかか
わらず好都合な変換器空気量超音波伝達尺度を有する空
気超音波変換器は本出願人により別途提案されている。
わらず好都合な変換器空気量超音波伝達尺度を有する空
気超音波変換器は本出願人により別途提案されている。
第３図に関係して相次ぐ受信エコーパルスの積分につい
て述べた。かかる不発明罠したがった変形は、特に工業
オートメーションおよびとりわけ該当する超音波変換器
がセンサとして設げられたロボット腕の制御に適してい
る。雑音を除去された積分された受信信号の評価はロボ
ットのセンサ制御運転に使用される。
て述べた。かかる不発明罠したがった変形は、特に工業
オートメーションおよびとりわけ該当する超音波変換器
がセンサとして設げられたロボット腕の制御に適してい
る。雑音を除去された積分された受信信号の評価はロボ
ットのセンサ制御運転に使用される。
第３図による積分の代わりに、相次ぐ送出パルスのそれ
ぞれのエコー信号波列２の個別デジタルサンプル値の差
形成も、即ち冒頭に述べた部屋保護機器用の従来技術の
原理に従った差形成も行うことかできろ。しかし、従来
技術では受信信号包結線が評価された。本発明の教えに
したがって変形された機器は移動対象と（関係のない）
移動しない対象、即ち動かない背景との間の短い距離も
判別するために使用することかできる。かかる用途は、
例えば搬送ベルト上での部品移送の監視であり、この場
合には搬送ベルト自身は特別な輪郭がないので静止対象
として現れる。
ぞれのエコー信号波列２の個別デジタルサンプル値の差
形成も、即ち冒頭に述べた部屋保護機器用の従来技術の
原理に従った差形成も行うことかできろ。しかし、従来
技術では受信信号包結線が評価された。本発明の教えに
したがって変形された機器は移動対象と（関係のない）
移動しない対象、即ち動かない背景との間の短い距離も
判別するために使用することかできる。かかる用途は、
例えば搬送ベルト上での部品移送の監視であり、この場
合には搬送ベルト自身は特別な輪郭がないので静止対象
として現れる。
本発明てよる空気中の超音波運転のために特に適した超
音波周波数範囲は３０〜５００ ｋＨｚ、特に１００
ｋＨｚである。それから、空中波長λは数■であり、即
ち１０ ’ＯｋＨｚについては２００ ｘ ＝６０ｃｔ
ｎである。しかし、例えば６０ ｃｍ頃下の距離範囲は
工業オートメーション、例えば超音波センサ機器によっ
て制御されるロボット腕案内にとって重要な範囲である
。
音波周波数範囲は３０〜５００ ｋＨｚ、特に１００
ｋＨｚである。それから、空中波長λは数■であり、即
ち１０ ’ＯｋＨｚについては２００ ｘ ＝６０ｃｔ
ｎである。しかし、例えば６０ ｃｍ頃下の距離範囲は
工業オートメーション、例えば超音波センサ機器によっ
て制御されるロボット腕案内にとって重要な範囲である
。
第４図はロボット腕の把持部２０のセンサ制御のために
本発明？適用するための原理図である。
本発明？適用するための原理図である。
２１は短い波列１の送出のためのパルス衝撃励起で運転
される、本発明にしたがって使用すべき広帯域の変換器
である。変換器２１は特に受信変換器でもある。２２は
超音波発射の状態を表し、２３は把持部２０の運動方向
の相対速度を表す。加算の前に互いにその都度記憶すべ
き受信信号（第３図の１，２行目）をその相対速度に応
じてシフトを行なうならば、最大の信号増大が（先に挙
げた先願により）得られる。
される、本発明にしたがって使用すべき広帯域の変換器
である。変換器２１は特に受信変換器でもある。２２は
超音波発射の状態を表し、２３は把持部２０の運動方向
の相対速度を表す。加算の前に互いにその都度記憶すべ
き受信信号（第３図の１，２行目）をその相対速度に応
じてシフトを行なうならば、最大の信号増大が（先に挙
げた先願により）得られる。
本発明は実際位置と目標位置との間の比較を行なうため
に、特に近接範囲用に使用するのにも適している。この
場合に、受取った目標像の言己憶値に対する瞬時受信信
号評価の記憶値の差が確認される。差がＯならば実際位
置と目標位置とが一致する。このようにして、（例えば
ロボット腕パＣ取付けられた）センサによって、正しい
工具が存在するかどうか、および／または正しい位置な
いしは正しい姿勢にあるかどうかが確認される。この場
合に極めて僅かの距離の支配が大切である。なぜならば
、工具の姿勢の判別にとって、それぞれの工具の輪郭の
識別が重要であるからである。評価の相応の変形では、
この原理にしたがって、実際位置を問題の工具の目標像
のカタログと比較することにより、種々の工具の定性的
な判別な行なうこともできる。かかるカタログには該当
する工具の種々の外観が目標像として記゛億されている
ならば、先の原理にしたがって、それぞれの工具に関す
る（既述の）姿勢識別を行なうことができる１不発明策
より可能な非常に近距離の検出のおかげで、距離偏差の
定性的な検出のほかに定量的な検出も行なうことができ
る。該当の距離偏差は、記憶された受信信号のそれぞれ
の直列な列の補償実行のために行なうべき相互のシフト
から検出することかできる（第３図もしくは先願の記載
参照）。
に、特に近接範囲用に使用するのにも適している。この
場合に、受取った目標像の言己憶値に対する瞬時受信信
号評価の記憶値の差が確認される。差がＯならば実際位
置と目標位置とが一致する。このようにして、（例えば
ロボット腕パＣ取付けられた）センサによって、正しい
工具が存在するかどうか、および／または正しい位置な
いしは正しい姿勢にあるかどうかが確認される。この場
合に極めて僅かの距離の支配が大切である。なぜならば
、工具の姿勢の判別にとって、それぞれの工具の輪郭の
識別が重要であるからである。評価の相応の変形では、
この原理にしたがって、実際位置を問題の工具の目標像
のカタログと比較することにより、種々の工具の定性的
な判別な行なうこともできる。かかるカタログには該当
する工具の種々の外観が目標像として記゛億されている
ならば、先の原理にしたがって、それぞれの工具に関す
る（既述の）姿勢識別を行なうことができる１不発明策
より可能な非常に近距離の検出のおかげで、距離偏差の
定性的な検出のほかに定量的な検出も行なうことができ
る。該当の距離偏差は、記憶された受信信号のそれぞれ
の直列な列の補償実行のために行なうべき相互のシフト
から検出することかできる（第３図もしくは先願の記載
参照）。
上述のことを更に説明するために第５図および第６図を
参照する。変換器２０には、送出変換器２】と、これに
対して対称的に（例えば互いに２０ｍｍつ間隔で）２つ
の受信変換６１２１．２２１とが取けけられている。送
出変換器２１の音前面シま工具２４にぶつかり、受信変
換器１２１，２２１によってその都度エコーが受信され
る。送出は送出器５１からのパルス励起により行なわれ
、受信変換器１２１．２２１の受信信号は例えば切換ス
イッチ５２を介して受信器５３に達する。アナログ／デ
ジタル変換器５４により受信信号はデジタル量に変換さ
れ、評価装置５５にて記憶され、比較される。
参照する。変換器２０には、送出変換器２】と、これに
対して対称的に（例えば互いに２０ｍｍつ間隔で）２つ
の受信変換６１２１．２２１とが取けけられている。送
出変換器２１の音前面シま工具２４にぶつかり、受信変
換器１２１，２２１によってその都度エコーが受信され
る。送出は送出器５１からのパルス励起により行なわれ
、受信変換器１２１．２２１の受信信号は例えば切換ス
イッチ５２を介して受信器５３に達する。アナログ／デ
ジタル変換器５４により受信信号はデジタル量に変換さ
れ、評価装置５５にて記憶され、比較される。
把持部２０に対する工具２４の図示の如き非対称な位置
により、変換器１２１，２２１においてそれぞれのエコ
ー信号の受信が互いに僅かに時間的にずれて行なわれる
。第６図は受信変換器１２】。
により、変換器１２１，２２１においてそれぞれのエコ
ー信号の受信が互いに僅かに時間的にずれて行なわれる
。第６図は受信変換器１２】。
２２１の受信信号１２１’、２２１’を示す。工具の非
対称な位置に応じた距離差にしたがって、受信信号１２
１′と２２１′とは互いに僅かに尺度ｄｔだけ時間的に
ずれている。このｄｔから距離差の尺度ｄｘ、即ち工具
２４と把持部２０との（正しくない、なおも修正される
べき）非対称な位置のための尺度ｄｘが生じる。
対称な位置に応じた距離差にしたがって、受信信号１２
１′と２２１′とは互いに僅かに尺度ｄｔだけ時間的に
ずれている。このｄｔから距離差の尺度ｄｘ、即ち工具
２４と把持部２０との（正しくない、なおも修正される
べき）非対称な位置のための尺度ｄｘが生じる。
この場合においても本発明の重要点は受信信号の包結線
ではなくて、受信信号の振動経過が直接に評価されるこ
とにある。受信信号１２１’、 ２２１’は送出側では
同一の送出変換器２１に基づいているので、受信信号１
２１’、２２１’のそれぞれの波列つ形もほぼ同じであ
る。したがって、殆ど任意に小さい時間間隔ｄｉ（これ
は送出された超音波信号もしくは受信信号自身の波列よ
りも遥かに短い）を検出することができる。
ではなくて、受信信号の振動経過が直接に評価されるこ
とにある。受信信号１２１’、 ２２１’は送出側では
同一の送出変換器２１に基づいているので、受信信号１
２１’、２２１’のそれぞれの波列つ形もほぼ同じであ
る。したがって、殆ど任意に小さい時間間隔ｄｉ（これ
は送出された超音波信号もしくは受信信号自身の波列よ
りも遥かに短い）を検出することができる。
第１図ないし第３図は本発明によるデジタル化および積
分のための信号波形図、第４図は本発明方法に使用され
る把持装置の概略図、第５図は本発明置去の一適用例紮
示すブロック図、第６図は第５図の適用例についての動
作説明のための波形図である。 】・・・送出パルス、２・・・エコー信号、２０・・・
把持部、１１２１・・・送出変換器、２４・・・工具、
１２１．。 ２２１・・・受信変換器。 嘲り ・Ａ１１１１）代理人弁理士富村 −県衿一
分のための信号波形図、第４図は本発明方法に使用され
る把持装置の概略図、第５図は本発明置去の一適用例紮
示すブロック図、第６図は第５図の適用例についての動
作説明のための波形図である。 】・・・送出パルス、２・・・エコー信号、２０・・・
把持部、１１２１・・・送出変換器、２４・・・工具、
１２１．。 ２２１・・・受信変換器。 嘲り ・Ａ１１１１）代理人弁理士富村 −県衿一
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）送出器、受信器、アナログ・デジタル変換器および
メモリを備え、超音波送出信号および超音波エコー信号
にて対象の位置決めを行なうべくその都度複数の送出お
よび受信経過から得られ記憶された信号値を評価する装
置における超音波エコー信号の走行時間評価方法におい
て、超音波の波長の約２００倍以下の距離範囲における
空気中での近接範囲検出のために、 （イ）その都度１つのパルスにより波列（１）の超音波
パルス送出のために励振される広帯域の超音波変換器を
使用すること、 （０）超音波エコー信号のデジタル化が超音波周波の受
信信号の波列（２）に適用されること を特徴とする超音波エコー信号の評価方法。 ２）超音波の波長の１００倍以下の距離範囲における近
接範囲検出が行なわれろことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の方法。 ３）移動対象の検出のために相次ぐ送出経過の超音波エ
コー受信信号の差形成が行なわれることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４）その都度の相対速度に応じた時間シフトを施された
相次ぐ送出経過による受信信号の積分が行なわれること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
方法。 ５）工業オートメーションに用いられることを特徴とす
る特許請求の範囲第１″項ないし第４項のいずれかに記
載の方法。 ６）超音波変換器をセンサとして装備されたロボット腕
の運動の検出制御に用いられることを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の方法。 ７）超音波変換器をセンサとして装備された口ポット腕
に対する工具の識別ないしは姿勢検出に用いられること
を特徴とする特許諸求の範囲第５項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3409767.8 | 1984-03-16 | ||
| DE19843409767 DE3409767A1 (de) | 1983-09-29 | 1984-03-16 | Verfahren zur auswertung der laufzeit von ultraschall-echosignalen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60211383A true JPS60211383A (ja) | 1985-10-23 |
Family
ID=6230765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60053217A Pending JPS60211383A (ja) | 1984-03-16 | 1985-03-15 | 超音波エコー信号の評価方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0164444B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60211383A (ja) |
| DE (1) | DE3480022D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007322225A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 障害物検出装置および位置特定方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4236436A1 (de) * | 1992-10-28 | 1994-07-07 | Mesys Gmbh | Meßverfahren zur berührungslosen Bestimmung des Flächengewichtes von dünnem Material mittels Ultraschall |
| DE10140346B4 (de) * | 2001-08-17 | 2012-04-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Entfernungsmessung |
| DE102010062930A1 (de) * | 2010-12-13 | 2012-06-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Erfassung eines Objekts in einem Umfeld und Vorrichtung zur Erzeugung eines Ultraschallsignals |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4058001A (en) * | 1976-08-02 | 1977-11-15 | G. D. Searle & Co. | Ultrasound imaging system with improved scan conversion |
| DE2938969C2 (de) * | 1979-09-26 | 1984-12-13 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Ultraschall-Raumüberwachungssystem nach dem Impuls-Echo-Verfahren |
| DE3138723A1 (de) * | 1981-09-29 | 1983-04-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Echosignal-auswerteverfahren zur einbruchssicherung nach dem ultraschall-dopplerverfahren und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des echosignal-auswerteverfahrens |
| DE3138964A1 (de) * | 1981-09-30 | 1983-04-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur unterdrueckung von stoerungen bei dem phasenvergleich zweier wechselspannungssignale, insbesondere bei dem phasenvergleich in ultraschall-echosignal-phasendetektoranordnungen fuer raumueberwachungsgeraete |
| DE3138965A1 (de) * | 1981-09-30 | 1983-04-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur taubstellenunterdrueckung und zur bestimmung der bewegungsrichtung eines bewegten reflexionsobjektes fuer doppler-bewegungs-detektoren, insbesondere fuer ultraschall-doppler-alarmeinrichtungen |
-
1984
- 1984-12-12 DE DE8484115191T patent/DE3480022D1/de not_active Expired
- 1984-12-12 EP EP84115191A patent/EP0164444B1/de not_active Expired
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60053217A patent/JPS60211383A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007322225A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 障害物検出装置および位置特定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3480022D1 (en) | 1989-11-09 |
| EP0164444A1 (de) | 1985-12-18 |
| EP0164444B1 (de) | 1989-10-04 |
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