図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(1996年1月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

目的

音波を受信してから次の超音波送信までの待機時間を常に短くして、測定から次の測定までの時間をできるだけ短くする。

構成

送受波器2から超音波を送信し、被測定物反射した反射波を送受波器2で受信する。カウンタ回路5において、超音波送信から反射波受信までの時間をカウントし、マイコン6において、このカウント値に基づいて被測定物までの距離を算出する。超音波を送信してから一定の限度時間が経過するまでに反射波を受信しなかったときは、限度時間が経過したときに次の超音波を送信し、限度時間が経過するまでに反射波を受信したときは、反射波を受信した直後に次の超音波を送信する。

概要

背景

超音波式距離測定装置として、一定の時間間隔で超音波を送信し、超音波を送信してから被測定物反射した反射波を受信するまでの時間を測定することにより被測定物までの距離を測定するものが知られている。超音波の送信時間間隔は、測定装置測定範囲内最大測定距離を超音波が往復する時間より少し長い一定の値に固定される。

このような測定装置は、たとえば、車両に搭載されて他の車両との車間距離を測定するために使用される。

概要

超音波を受信してから次の超音波送信までの待機時間を常に短くして、測定から次の測定までの時間をできるだけ短くする。

送受波器2から超音波を送信し、被測定物で反射した反射波を送受波器2で受信する。カウンタ回路5において、超音波送信から反射波受信までの時間をカウントし、マイコン6において、このカウント値に基づいて被測定物までの距離を算出する。超音波を送信してから一定の限度時間が経過するまでに反射波を受信しなかったときは、限度時間が経過したときに次の超音波を送信し、限度時間が経過するまでに反射波を受信したときは、反射波を受信した直後に次の超音波を送信する。

目的

この発明の目的は、上記の問題を解決し、超音波を受信してから次の超音波送信までの待機時間を常に短くして、測定から次の測定までの時間をできるだけ短くできる超音波式距離測定装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

音波を送信してから被測定物反射した反射波を受信するまでの時間を測定することにより被測定物までの距離を測定する超音波式距離測定装置において、超音波を送信してから一定の限度時間が経過するまでに反射波を受信しなかったときは、上記限度時間が経過したときに次の超音波を送信し、上記限度時間が経過するまでに反射波を受信したときは、反射波を受信した直後に次の超音波を送信するようになされていることを特徴とする超音波式距離測定装置。

技術分野

0001

この発明は、超音波式距離測定装置に関する。

背景技術

0002

超音波式距離測定装置として、一定の時間間隔で超音波を送信し、超音波を送信してから被測定物反射した反射波を受信するまでの時間を測定することにより被測定物までの距離を測定するものが知られている。超音波の送信時間間隔は、測定装置測定範囲内最大測定距離を超音波が往復する時間より少し長い一定の値に固定される。

0003

このような測定装置は、たとえば、車両に搭載されて他の車両との車間距離を測定するために使用される。

発明が解決しようとする課題

0004

上記のような従来の測定装置では、超音波の送信時間間隔が一定の値に固定されており、反射波を受信しても、送信時間間隔で決まる次の送信時点までは、待機状態となり、超音波の送信は行われず、したがって、距離の測定も行われない。そして、超音波の送信時間間隔は最大測定距離に対応する比較的長い値に固定されているので、測定装置が搭載された物体と被測定物が相対的に移動するような場合、被測定物までの距離が短いときに、反射波を受信して距離を測定してから次の超音波を送信するまでの待機時間が比較的長くなり、この間に、測定装置が搭載された物体と被測定物が異常に接近したり衝突したりするおそれがある。

0005

この発明の目的は、上記の問題を解決し、超音波を受信してから次の超音波送信までの待機時間を常に短くして、測定から次の測定までの時間をできるだけ短くできる超音波式距離測定装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

この発明による超音波式距離測定装置は、超音波を送信してから被測定物で反射した反射波を受信するまでの時間を測定することにより被測定物までの距離を測定する超音波式距離測定装置において、超音波を送信してから一定の限度時間が経過するまでに反射波を受信しなかったときは、上記限度時間が経過したときに次の超音波を送信し、上記限度時間が経過するまでに反射波を受信したときは、反射波を受信した直後に次の超音波を送信するようになされていることを特徴とするものである。

0007

たとえば、距離測定装置は、超音波を送信するための超音波送信手段、被測定物で反射した反射波を受信するための超音波受信手段、および超音波送信手段を制御し超音波を送信してから反射波を受信するまでの時間を測定して被測定物までの距離を求める処理手段を備えている。超音波送信手段は、送信パルス信号電気信号)を出力するための送信パルス発生手段、およびこの送信パルス信号を超音波として送信するための送波手段を備えている。超音波受信手段は、反射波を受信してこれを受信信号(電気信号)に変換するための受波手段を備えている。送信パルス発生手段としては、公知のパルス発生器を用いることができる。送波手段としては、公知の送波器を用いることができる。受波手段としては、公知の受波器を用いることができる。また、送波手段および受波手段として、送波と受波の両方を行う送受波器超音波センサ)を用いることもできる。処理手段は、受波手段からの受信信号を処理して反射波を受信したことを検知するための反射波検知手段、および超音波を送信してから反射波を受波するまでの時間をカウントするためのカウント手段を備えている。処理手段には、測定装置の測定範囲内の最大測定距離を超音波が往復する時間より少し長い一定の値が、限度時間として設定されている。処理手段は、超音波送信手段を駆動して超音波を送信させ、これと同時に、カウント手段をリセットしてカウントを開始させる。超音波を送信してから限度時間が経過するまでに反射波を受信しなかったときは、限度時間が経過したときに次の超音波を送信させる。限度時間が経過するまでに反射波を受信したときは、カウント手段のカウント値から被測定物までの距離を求め、その直後に、次の超音波を送信させる。

0008

被測定物が測定範囲内にない場合、超音波を送信してから限度時間が経過しても、反射波を受信することがない。このため、限度時間が経過したときに、次の超音波を送信する。被測定物が測定範囲内にある場合、超音波を送信してから限度時間が経過するまでに、反射波が受信され、その直後に次の超音波を送信する。このため、超音波を受信してから次の超音波を送信するまでの待機時間が常に短くなる。

0009

以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明する。

0010

図1は超音波式距離測定装置の主要部の構成の1例を示し、図2はその各部の信号波形の1例を示している。

0011

図1において、測定装置は、送信パルス発生器(1) 、送受波器(2) 、トリガパルス発生器(3) 、比較器(4) 、カウンタ回路(5) およびマイコンマイクロコンピュータ)(6) を備えている。

0012

送信パルス発生器(1) は、後述する制御入力立下りエッジで一定周波数の送信パルス信号Aを一定時間出力するための送信パルス発生手段を構成しており、公知のパルス発生器によって構成することができる。送受波器(2) は、送信パルス信号Aを超音波として送波するための送波手段と、被測定物(図示略)で反射した反射波を受波してこれを受信信号Cに変換するための受波手段とを構成するものであり、公知の超音波センサによって構成することができる。送信パルス発生器(1) と送受波器(2) の送波手段により、超音波を送信するための超音波送信手段が構成されている。送受波器(2) の受波手段により、反射波を受信するための超音波受信手段が構成されている。

0013

トリガパルス発生器(3) は、送信パルス信号Aが出力されているときに一定時間幅トリガパルス信号Bを出力するためのものであり、このトリガパルス信号Bは、後に詳しく説明するように、カウンタ回路(5) に入力する。比較器(4) は、受信信号Cから反射波を受信したことを検知するための反射波検知手段を構成している。比較器(4) は、受信信号Cのレベルが一定のしきい値を越えたときに一定時間幅の反射波検知信号Dを出力する。反射波検知信号Dは、後に詳しく説明するように、送信パルス発生器(1) 、カウンタ回路(5) およびマイコン(6) に入力する。カウンタ回路(5) は、超音波を送信してから反射波を受波するまでの時間をカウントするためのカウント手段を構成している。トリガパルス発生器(3) からのトリガパルス信号Bがカウンタ回路(5) のリセット端子(R) およびスタート端子(S) に入力し、カウンタ回路(5) は、トリガパルス信号Bの立上りエッジでリセットされ、トリガパルス信号Bの立下りエッジでカウントを開始し、一定のクロックパルスが入力するたびにそのカウント値Eが1ずつ増加する。また、比較器(4) からの反射波検知信号Dがカウンタ回路(5) のホールド端子(H) に入力し、カウンタ回路(5) の出力であるカウント値Eは反射波検知信号Dの立上りエッジでホールドされる。カウンタ回路(5) のカウント値Eは、マイコン(6)に入力する。マイコン(6) は、比較器(4) からの反射波検知信号Dおよびカウンタ回路(5) のカウント値Eの監視、カウント値Eの処理および送信パルス発生器(1) への起動信号Fの出力を行うためのものである。マイコン(6) には、測定装置の測定範囲内の最大測定距離を超音波が往復する時間より少し長い一定の値が、限度時間として設定されている。マイコン(6) は、超音波を送信するために起動信号Fを一定時間オンにする。その後、反射波検知信号Dおよびカウント値Eを監視し、カウント値Eが限度時間になるまでに反射波検知信号Dがオンにならないときは、次の超音波を送信するために起動信号Fをオンにする。カウント値Eが限度時間になるまでに反射波検知信号Dがオンになったときは、そのときのカウント値Eから被測定物までの距離を算出する。送信パルス発生器(1) は、制御入力であるマイコン(6) からの起動信号Fの立下りエッジあるいは比較器(4)からの反射波検知信号Dの立下りエッジで超音波送信のための送信パルス信号Aを出力する。トリガパルス発生器(3) 、比較器(4) 、カウンタ回路(5) およびマイコン(6) により、処理手段が構成されている。処理手段は、送信パルス発生器(1) を制御し、超音波を送信してから反射波を受信するまでの時間を測定して被測定物までの距離を求めるためのものである。さらに詳しく説明すると、処理手段は、送信パルス発生器(1) を駆動して超音波を送信させ、これと同時に、カウンタ回路(5) をリセットしてカウントを開始させる。そして、超音波を送信してから限度時間が経過するまでに反射波を受信しなかったときは、限度時間が経過したときに次の超音波を送信させる。また、限度時間が経過するまでに反射波を受信したときは、カウンタ回路(5) のカウント値から被測定物までの距離を求め、その直後に、次の超音波を送信させる。

0014

次に、図2タイミングチャートを参照して、上記の測定装置の動作の1例について説明する。

0015

図2において、トリガパルス信号Bおよび反射波検知信号Dは、H(High)レベルがオン状態、L(Low) レベルがオフ状態である。起動信号Fは、Lレベルがオン状態、Hレベルがオフ状態である。

0016

測定装置が起動されると、まず、マイコン(6) が起動信号Fを一定時間の間(時点T1 〜T3 )オンにする。時点T1 における起動信号Fの立下りにより、送信パルス発生器(1) が駆動されて、一定時間の間(時点T1 〜T2 )送信パルス信号Aが出力され、送受波器(2) より測定範囲内に超音波が送信される。また、送信パルス信号Aが出力されている間、トリガパルス発生器(3) からのトリガパルス信号Bがオンになり、トリガパルス信号Bの立上り(時点T1 )によりカウンタ回路(5) がリセットされ、トリガパルス信号Bの立下り(時点T2 )によりカウンタ回路(5) がカウントを開始し、カウント値Eが増加する。一方、マイコン(6) は、起動信号Fをオンにした後、反射波検知信号Dおよびカウント値Eを一定時間おき読込み、反射波検知信号Dがオンになったかどうかを調べるとともに、カウント値Eが限度時間Xになったかどうかを調べる。送受波器(2) から超音波が送信されても、送受波器(2) が反射波を受信していないときは、受信信号Cのレベルはしきい値Yより小さく、比較器(4) の出力である反射波検知信号Dはオフになっている。カウント値Eが限度時間Xになるまでに反射波検知信号Dがオンにならなかった場合、カウント値Eが限度時間Xになった時点T4 において、マイコン(6) は、測定範囲内に被測定物が存在しないと判断して、距離の算出を行わず、次の超音波送信のために、起動信号Fを一定時間の間(時点T4〜T6 )オンにする。これにより、時点T1 、T2 、T3 について説明したのと全く同様に、一定時間の間(時点T4 〜T5 )、送信パルス信号Aが出力されて超音波が送信されるとともに、トリガパルス信号Bがオンになり、時点T4 においてカウンタ回路(5) がリセットされ、時点T5 においてカウンタ回路(5) がカウントを開始する。送受波器(2) から超音波が送信された後に送受波器(2) が反射波を受信すると、受信信号Cのレベルがしきい値Yを越え、一定時間の間(時点T7 〜T8 )反射波検知信号Dがオンになる。カウント値Eが限度時間Xになるまでに反射波を受信した場合、反射波検知信号Dの立上り(時点T7 )によりカウント回路(5) のカウント値Eがホールドされる。また、反射波検知信号Dがオンになることにより、マイコン(6) は、ホールドされたカウント値Eを読込み、これに基づいて被測定物までの距離を算出する。そして、反射波検知信号Dの立下り(時点T8 )により送信パルス信号Aが一定時間の間(時点T8 〜T9 )出力されて超音波が送信され、時点T1 、T2 について説明したのと全く同様に、一定時間の間(時点T8 〜T9 )トリガパルス信号Bがオンになり、時点T8においてカウンタ回路(5) がリセットされ、時点T9 においてカウンタ回路(5)がカウントを開始する。この後、カウント値Eが限度時間Xになるまでに時点T10において反射波を受信した場合も、これと全く同様に、時点T10においてカウント値Eがホールドされて、マイコン(6) により距離が算出され、時点T11〜T12の間に超音波が送信され、時点T11においてカウント値Eがリセットされ、時点T12においてカウンタ回路(6) がカウントを開始する。この後、カウント値Eが限度時間Xになるまでに反射波を受信しなかった場合は、カウント値Eが限度時間Xになった時点T13において、マイコン(6) が次の超音波送信のために、起動信号Fをオンにする。時点T13以降の動作は、時点T1 あるいはT4 以降の動作と同じである。

0017

上記の測定装置では、超音波を送信してから限度時間が経過するまでに反射波を受信した場合に、その直後に次の超音波を送信するので、反射波を受信してから次の超音波を送信するまでの待機時間が常に短くなる。このため、測定から次の測定までの時間をできるだけ短くすることができ、測定装置が搭載された物体と被測定物が相対的に移動するような場合であって、被測定物までの距離が短いときでも、測定の間に測定装置が搭載された物体と被測定物が異常に接近したり衝突したりする危険を回避するために、たとえば車両に搭載される距離測定装置として有効である。

発明の効果

0018

この発明の超音波式距離測定装置によれば、超音波を送信してから限度時間が経過するまでに反射波を受信したときに、反射波を受信した直後に次の超音波を送信するようになされているので、反射波を受信してから次の超音波を送信するまでの待機時間が常に短くなり、したがって、測定から次の測定までの時間をできるだけ短くすることができ、測定装置が搭載された物体と被測定物が相対的に移動するような場合であっても、測定の間に測定装置と被測定物が異常に接近したり衝突したりする危険を回避するために、たとえば車両に搭載される距離測定装置として有効である。

図面の簡単な説明

0019

図1この発明の実施例を示す超音波式距離測定装置の概略構成図である。
図2図1の超音波式距離測定装置の各部の信号を示すタイミングチャートである。

--

0020

(1)送信パルス発生器
(2)送受波器
(3)トリガパルス発生器
(4)比較器
(5)カウンタ回路
(6) マイクロコンピュータ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ