JP2870545B2 - 超音波式距離測定装置 - Google Patents
超音波式距離測定装置Info
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- JP2870545B2 JP2870545B2 JP1182794A JP18279489A JP2870545B2 JP 2870545 B2 JP2870545 B2 JP 2870545B2 JP 1182794 A JP1182794 A JP 1182794A JP 18279489 A JP18279489 A JP 18279489A JP 2870545 B2 JP2870545 B2 JP 2870545B2
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パルス列からなる超音波を親器と子器との
間で送受波して距離を測定する超音波式距離測定装置に
関するものである。
間で送受波して距離を測定する超音波式距離測定装置に
関するものである。
［従来の技術］ この種の超音波を用いた距離測定装置としては、親器
と子器との間で超音波パルスを送受波して、送受波に要
する時間から距離を測定するものがあり、この超音波式
距離測定装置は、光や電波を用いた距離測定装置に比べ
て伝送速度が遅いため、比較的に容易に距離を測定でき
ることが知られている。
と子器との間で超音波パルスを送受波して、送受波に要
する時間から距離を測定するものがあり、この超音波式
距離測定装置は、光や電波を用いた距離測定装置に比べ
て伝送速度が遅いため、比較的に容易に距離を測定でき
ることが知られている。
このような超音波式距離測定装置の一方式を第３図及
び第４図に従って説明する。第３図の超音波式距離測定
装置は、車両A1,A2の車間間隔を測定するために用いた
もので、両車両A1,A2に超音波センサー1,2を設けてい
る。尚、以下の説明においては、便宜上車両A1の超音波
センサー１を親器と呼び、車両A2の超音波センサー２を
子器と呼ぶ。また、親器１と子器２の間の送受波はパル
ス列からなる超音波を用いて行っている。親器１から送
波される第４図（ａ）に示すパルス列からなる超音波P1
は、空気中を伝搬して同図（ｂ）に示すように時間t1だ
け遅れて子器２に受波される（R1）。子器２は、受波後
に時間t0だけ待って同図（ｃ）に示すようにパルス列か
らなる超音波P2を送波し、同図（ｄ）に示すように時間
t2だけ遅れて親器１に受波される（R2）。親器１には子
器２の送波待ち時間t0が予め与えられているので、親器
１及び子器２の間の距離ｄは、 ｄ＝（t-t0）÷２×ｃ または、 ｄ＝（t1＋t2）÷２×ｃ で求められる。但し、上記ｃは音速を示す。尚、この
距離ｄの求め方は特開平1-101487号公報（特願昭62-260
034号）に記載されている。
び第４図に従って説明する。第３図の超音波式距離測定
装置は、車両A1,A2の車間間隔を測定するために用いた
もので、両車両A1,A2に超音波センサー1,2を設けてい
る。尚、以下の説明においては、便宜上車両A1の超音波
センサー１を親器と呼び、車両A2の超音波センサー２を
子器と呼ぶ。また、親器１と子器２の間の送受波はパル
ス列からなる超音波を用いて行っている。親器１から送
波される第４図（ａ）に示すパルス列からなる超音波P1
は、空気中を伝搬して同図（ｂ）に示すように時間t1だ
け遅れて子器２に受波される（R1）。子器２は、受波後
に時間t0だけ待って同図（ｃ）に示すようにパルス列か
らなる超音波P2を送波し、同図（ｄ）に示すように時間
t2だけ遅れて親器１に受波される（R2）。親器１には子
器２の送波待ち時間t0が予め与えられているので、親器
１及び子器２の間の距離ｄは、 ｄ＝（t-t0）÷２×ｃ または、 ｄ＝（t1＋t2）÷２×ｃ で求められる。但し、上記ｃは音速を示す。尚、この
距離ｄの求め方は特開平1-101487号公報（特願昭62-260
034号）に記載されている。
［発明が解決しようとする課題］ 第３図のように車両A1と車両A2との間の距離を求める
ときは、車両A1だけとか車両A2だけとかではなく、両車
両A1,A2共、車間の距離を知りたい場合が多い。ところ
が、前記の方式を用いると、親器１では、親器１と子器
２との間の距離ｄを求めることができるが、子器２では
距離を求めることができないという問題があった。
ときは、車両A1だけとか車両A2だけとかではなく、両車
両A1,A2共、車間の距離を知りたい場合が多い。ところ
が、前記の方式を用いると、親器１では、親器１と子器
２との間の距離ｄを求めることができるが、子器２では
距離を求めることができないという問題があった。
本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、
親器及び子器の両方で距離を求めることができるように
した超音波式距離測定装置を提供することを目的とした
ものである。
親器及び子器の両方で距離を求めることができるように
した超音波式距離測定装置を提供することを目的とした
ものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、子器が親器からの超音波を受波して親器へ
超音波を返信するまでの子器の送波待ち時間を親器が既
知とし、親器が子器からの超音波を受波して子器へ超音
波を返信するまでの親器の送波待ち時間を子器が既知と
し、超音波を送波してから受波するまでの時間から両者
間の距離を測定する測定手段を親器及び子器に夫々設
け、送波してから受波を開始するまでの受波待ち時間を
親器及び子器で同一にして、親器と子器との構成を同一
にしたものである。なお、子器は親器からの超音波を受
波することにより超音波を返信する点で親器と動作が若
干異なるが構成は実質的に同一である。この意味におい
て親器と子器との構成は同一である。
超音波を返信するまでの子器の送波待ち時間を親器が既
知とし、親器が子器からの超音波を受波して子器へ超音
波を返信するまでの親器の送波待ち時間を子器が既知と
し、超音波を送波してから受波するまでの時間から両者
間の距離を測定する測定手段を親器及び子器に夫々設
け、送波してから受波を開始するまでの受波待ち時間を
親器及び子器で同一にして、親器と子器との構成を同一
にしたものである。なお、子器は親器からの超音波を受
波することにより超音波を返信する点で親器と動作が若
干異なるが構成は実質的に同一である。この意味におい
て親器と子器との構成は同一である。
［作用］ 上記構成により、親器及び子器が夫々送波待ち時間を
既知として、測定手段により、超音波を送波してから受
波するまでの時間から両者間の距離を測定するようにし
ている。
既知として、測定手段により、超音波を送波してから受
波するまでの時間から両者間の距離を測定するようにし
ている。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。本
発明は、パルス列からなる超音波を親器より送波し、上
記超音波を子器にて受波して、予め設定した所定時間だ
け経過した後に、子器から親器にパルス列からなる超音
波を返信し、上記親器からの超音波の送波時点から子器
から返信された超音波を親器が受波するまでの要する時
間によって親器と子器との間の距離を測定するようにし
ているものである。そして、本発明の超音波式距離測定
装置においては、超音波パルスを自ら能動的に送波する
親器１と、親器１からの受波パルス信号により親器１に
向けて返信のパルスを送波する子器２との親子式として
用いることで初めて距離が測定できるものである。親器
１が送波するタイミングは、本発明では子器２からの受
波パルス信号を次の送波タイミングとし、受波がなけれ
ば一定時間間隔で送波することを原則としているが、一
定ではなく例えば、ランダムな時間間隔でも良いもので
ある。
発明は、パルス列からなる超音波を親器より送波し、上
記超音波を子器にて受波して、予め設定した所定時間だ
け経過した後に、子器から親器にパルス列からなる超音
波を返信し、上記親器からの超音波の送波時点から子器
から返信された超音波を親器が受波するまでの要する時
間によって親器と子器との間の距離を測定するようにし
ているものである。そして、本発明の超音波式距離測定
装置においては、超音波パルスを自ら能動的に送波する
親器１と、親器１からの受波パルス信号により親器１に
向けて返信のパルスを送波する子器２との親子式として
用いることで初めて距離が測定できるものである。親器
１が送波するタイミングは、本発明では子器２からの受
波パルス信号を次の送波タイミングとし、受波がなけれ
ば一定時間間隔で送波することを原則としているが、一
定ではなく例えば、ランダムな時間間隔でも良いもので
ある。
以下、具体的に構成を詳述する。第１図において、ま
ず親器１から説明する。送波回路４は、予め設定された
継続時間のトーンバースト波なる超音波パルス信号を生
成する回路である。送波駆動回路５は、送波回路４で得
られた超音波パルス信号が超音波振動子６を充分に駆動
できるように増幅する回路である。尚、本実施例では、
超音波振動子６は送受一体型のものを用いているが、送
波専用、受波専用の２つの超音波振動子を用いても何等
差し支えない。受波ゲート回路７は、超音波パルス送波
後に受波信号の取り込みを開始する時刻及び終了する時
刻を設定する回路である。受波回路８は、受波された超
音波パルスを増幅して受波回路８の内部にある距離算出
部81は、親器１及び子器２の間の距離を求める部分であ
り、両者間の距離を測定する測定手段を構成している。
また、送波タイミング設定回路３は、受波回路８より超
音波パルスの受波があった旨を受け、次回の送波タイミ
ングを決める回路である。
ず親器１から説明する。送波回路４は、予め設定された
継続時間のトーンバースト波なる超音波パルス信号を生
成する回路である。送波駆動回路５は、送波回路４で得
られた超音波パルス信号が超音波振動子６を充分に駆動
できるように増幅する回路である。尚、本実施例では、
超音波振動子６は送受一体型のものを用いているが、送
波専用、受波専用の２つの超音波振動子を用いても何等
差し支えない。受波ゲート回路７は、超音波パルス送波
後に受波信号の取り込みを開始する時刻及び終了する時
刻を設定する回路である。受波回路８は、受波された超
音波パルスを増幅して受波回路８の内部にある距離算出
部81は、親器１及び子器２の間の距離を求める部分であ
り、両者間の距離を測定する測定手段を構成している。
また、送波タイミング設定回路３は、受波回路８より超
音波パルスの受波があった旨を受け、次回の送波タイミ
ングを決める回路である。
次に、動作を説明する。第２図に本発明の実施例の動
作タイミングチャートを示す。第２図（ａ）に示すよう
に、親器１の送波回路４は、送波タイミング設定回路３
より送波のタイミング信号を受けて、パルス列からなる
超音波P1を送波する。ただし、例えば距離が遠くて子器
２との送受波ができないような場合、送波タイミング設
定回路３からはタイミング信号が来ないので、送波回路
４は自分自身で予め設定された送波時間間隔で超音波パ
ルスP1を送波する。
作タイミングチャートを示す。第２図（ａ）に示すよう
に、親器１の送波回路４は、送波タイミング設定回路３
より送波のタイミング信号を受けて、パルス列からなる
超音波P1を送波する。ただし、例えば距離が遠くて子器
２との送受波ができないような場合、送波タイミング設
定回路３からはタイミング信号が来ないので、送波回路
４は自分自身で予め設定された送波時間間隔で超音波パ
ルスP1を送波する。
次に、親器１は送波開始時刻から時間tr（受波待ち時
間）だけ待って受波を開始するように受波ゲート回路７
により受波ゲートを設ける。この時間trだけ待つ理由
は、親器１と子器２とが互いに接近している場合、超音
波の伝搬の時間遅れが少ないので、送波タイミング設定
回路３が頻繁にタイミング信号を出力し、それによって
送波時間間隔が短くなってしまうので、それだけ多重回
反射の影響を受けやすくなるからである。時間trの値
は、本超音波式距離測定装置を設置する場所や、まわり
の環境によって最適値を決める。
間）だけ待って受波を開始するように受波ゲート回路７
により受波ゲートを設ける。この時間trだけ待つ理由
は、親器１と子器２とが互いに接近している場合、超音
波の伝搬の時間遅れが少ないので、送波タイミング設定
回路３が頻繁にタイミング信号を出力し、それによって
送波時間間隔が短くなってしまうので、それだけ多重回
反射の影響を受けやすくなるからである。時間trの値
は、本超音波式距離測定装置を設置する場所や、まわり
の環境によって最適値を決める。
送波された超音波パルスは空気中を伝搬して第２図
（ｂ）に示すように時間t1だけ遅れて子器２にR1として
受波される。子器２はR1の受波後に時間ts′（送波待ち
時間）だけ待って同図（ｂ）に示すようにパルス列から
なる超音波P2を送波し、同図（ａ）に示すように時間t2
だけ遅れて親器１にR2として受波回路８で受波される。
親器１には子器２の送波待ち時間ts′が既知であるか
ら、親器１及び子器２の間の距離ｄは、次式で示され、
距離算出部81において演算される。
（ｂ）に示すように時間t1だけ遅れて子器２にR1として
受波される。子器２はR1の受波後に時間ts′（送波待ち
時間）だけ待って同図（ｂ）に示すようにパルス列から
なる超音波P2を送波し、同図（ａ）に示すように時間t2
だけ遅れて親器１にR2として受波回路８で受波される。
親器１には子器２の送波待ち時間ts′が既知であるか
ら、親器１及び子器２の間の距離ｄは、次式で示され、
距離算出部81において演算される。
ｄ＝（t-ts′）÷２×ｃ ただし、ｔは超音波を開始してから、返信の超音波を
受波するまでの時間であり、ｃは音速である。尚、親器
１と子器２との相対距離が変わらない場合は、t1＝t2と
なるが、変化している場合は、（t1＋t2）/2の平均の距
離となる。
受波するまでの時間であり、ｃは音速である。尚、親器
１と子器２との相対距離が変わらない場合は、t1＝t2と
なるが、変化している場合は、（t1＋t2）/2の平均の距
離となる。
次に、子器２の送波P2から始めると、子器２は送波開
始時刻から時間tr′（受波待ち時間）だけ待って受波を
開始するように受波ゲートを設ける。送波された超音波
パルスは空気中を伝搬して第２図（ａ）に示すように時
間t2だけ遅れて親器１にR2として受波される。親器１は
R2受波後に時間ts（送波待ち時間）だけ待って同図
（ａ）に示すようにパルス列からなる超音波P3を送波
し、同図（ｂ）に示すように時間t3だけ遅れて子器２に
R3として受波される。子器２には親器１の送波待ち時間
tsが既知であるから、親器１及び子器２の間の距離ｄは
次式で示される。
始時刻から時間tr′（受波待ち時間）だけ待って受波を
開始するように受波ゲートを設ける。送波された超音波
パルスは空気中を伝搬して第２図（ａ）に示すように時
間t2だけ遅れて親器１にR2として受波される。親器１は
R2受波後に時間ts（送波待ち時間）だけ待って同図
（ａ）に示すようにパルス列からなる超音波P3を送波
し、同図（ｂ）に示すように時間t3だけ遅れて子器２に
R3として受波される。子器２には親器１の送波待ち時間
tsが既知であるから、親器１及び子器２の間の距離ｄは
次式で示される。
ｄ＝（ｔ′‐ts）÷２×ｃ ただし、ｃは音速である。尚、親器１と子器２との相
対距離が変わらない場合はt2＝t3となるが、変化してい
る場合は、（t2＋t3）/2の平均の距離となる。
対距離が変わらない場合はt2＝t3となるが、変化してい
る場合は、（t2＋t3）/2の平均の距離となる。
以上のように、親器１が送波してから受波を始めるま
での受波待ち時間を子器２が既知で、子器２が送波して
から受波を始めるまでの受波待ち時間を親器１が既知と
していることで、親器１及び子器２の両方で距離を求め
ることができるものである。
での受波待ち時間を子器２が既知で、子器２が送波して
から受波を始めるまでの受波待ち時間を親器１が既知と
していることで、親器１及び子器２の両方で距離を求め
ることができるものである。
また、親器１及び子器２の両器において、受波待ち時
間及び送波待ち時間を夫々同一にしても前記の動作には
何等差し障りがないし、同一にすることで、親器１と子
器２とが同一構成の装置で実現できるものである。これ
は、例えば、上記時間tsとts′とがそれぞれ別の値をと
るならば、回路が変わったり、プログラムやデータが変
わってしまい、親器，子器それぞれ専用のものを作らな
くてはならなくなる。
間及び送波待ち時間を夫々同一にしても前記の動作には
何等差し障りがないし、同一にすることで、親器１と子
器２とが同一構成の装置で実現できるものである。これ
は、例えば、上記時間tsとts′とがそれぞれ別の値をと
るならば、回路が変わったり、プログラムやデータが変
わってしまい、親器，子器それぞれ専用のものを作らな
くてはならなくなる。
［発明の効果］ 本発明は上述のように、子器が親器からの超音波を受
波して親器へ超音波を返信するまでの子器の送波待ち時
間を親器が既知とし、親器が子器からの超音波を受波し
て子器へ超音波を返信するまでの親器の送波待ち時間を
子器が既知とし、超音波を送波してから受波するまでの
時間から両者間の距離を測定する測定手段を親器及び子
器に夫々設け、送波してから受波を開始するまでの受波
待ち時間を親器及び子器で同一にし、受波してから次の
送波を開始するまでの送波待ち時間を親器及び子器で同
一にして、親器と子器との構成を同一にしたものである
から、親器及び子器が夫々送波待ち時間を既知として、
測定手段により、超音波を送波してから受波するまでの
時間から両者間の距離を測定するようにしているもので
あり、そのため、親器及び子器の両方で距離を測定する
ことができ、しかも、送波してから受波を開始するまで
の受波待ち時間を親器及び子器で同一にし、受波してか
ら次の送波を開始するまでの送波待ち時間を親器及び子
器で同一にして、親器と子器との構成を同一にしている
ことで、親器，子器それぞれ専用のものを作らなくても
よいので、低コスト化が図れる。
波して親器へ超音波を返信するまでの子器の送波待ち時
間を親器が既知とし、親器が子器からの超音波を受波し
て子器へ超音波を返信するまでの親器の送波待ち時間を
子器が既知とし、超音波を送波してから受波するまでの
時間から両者間の距離を測定する測定手段を親器及び子
器に夫々設け、送波してから受波を開始するまでの受波
待ち時間を親器及び子器で同一にし、受波してから次の
送波を開始するまでの送波待ち時間を親器及び子器で同
一にして、親器と子器との構成を同一にしたものである
から、親器及び子器が夫々送波待ち時間を既知として、
測定手段により、超音波を送波してから受波するまでの
時間から両者間の距離を測定するようにしているもので
あり、そのため、親器及び子器の両方で距離を測定する
ことができ、しかも、送波してから受波を開始するまで
の受波待ち時間を親器及び子器で同一にし、受波してか
ら次の送波を開始するまでの送波待ち時間を親器及び子
器で同一にして、親器と子器との構成を同一にしている
ことで、親器，子器それぞれ専用のものを作らなくても
よいので、低コスト化が図れる。
第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は同上の
タイミングチャート、第３図は従来例の説明図、第４図
は同上のタイミングチャートである。 １は親器、２は子器である。
タイミングチャート、第３図は従来例の説明図、第４図
は同上のタイミングチャートである。 １は親器、２は子器である。
Claims (1)
- 【請求項１】パルス列からなる超音波を親器より送波
し、上記超音波を子器にて受波して、予め設定した送波
待ち時間だけ経過した後に子器から親器にパルス列から
なる超音波を返信し、上記親器からの超音波の送波時点
から子器から返信された超音波を親器が受波するまでに
要する時間によって親器と子器との間の距離を測定する
超音波式距離測定装置において、子器が親器からの超音
波を受波して親器へ超音波を返信するまでの子器の送波
待ち時間を親器が既知とし、親器が子器からの超音波を
受波して子器へ超音波を返信するまでの親器の送波待ち
時間を子器が既知とし、超音波を送波してから受波する
までの時間から両者間の距離を測定する測定手段を親器
及び子器に夫々設け、送波してから受波を開始するまで
の受波待ち時間を親器及び子器で同一にし、受波してか
ら次の送波を開始するまでの送波待ち時間を親器及び子
器で同一にして、親器と子器との構成を同一にしたこと
を特徴とする超音波式距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182794A JP2870545B2 (ja) | 1989-07-15 | 1989-07-15 | 超音波式距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182794A JP2870545B2 (ja) | 1989-07-15 | 1989-07-15 | 超音波式距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0346587A JPH0346587A (ja) | 1991-02-27 |
| JP2870545B2 true JP2870545B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=16124537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1182794A Expired - Fee Related JP2870545B2 (ja) | 1989-07-15 | 1989-07-15 | 超音波式距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870545B2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-15 JP JP1182794A patent/JP2870545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0346587A (ja) | 1991-02-27 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |