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JPH0157313B2 - - Google Patents
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JPH0157313B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0157313B2
JPH0157313B2 JP59060335A JP6033584A JPH0157313B2 JP H0157313 B2 JPH0157313 B2 JP H0157313B2 JP 59060335 A JP59060335 A JP 59060335A JP 6033584 A JP6033584 A JP 6033584A JP H0157313 B2 JPH0157313 B2 JP H0157313B2
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JP
Japan
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ultrasonic
waves
wave
sensitivity
level
Prior art date
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JP59060335A
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Japanese (ja)
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JPS60203876A (en
Inventor
Yoshihiro Naruse
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Shinsangyo Kaihatsu KK
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Shinsangyo Kaihatsu KK
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Shinsangyo Kaihatsu KK filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP59060335A priority Critical patent/JPS60203876A/en
Priority to SE8500681A priority patent/SE461060B/en
Priority to FR8504680A priority patent/FR2562265B1/en
Publication of JPS60203876A publication Critical patent/JPS60203876A/en
Publication of JPH0157313B2 publication Critical patent/JPH0157313B2/ja
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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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523Details of pulse systems
    • G01S7/526Receivers

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

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[技術分野] 本発明は超音波を利用して物体を検出する反射
型の物体検出装置に関する。 [従来技術] たとえば車輌において、ドライバの視野を外れ
る位置にある障害物を検出してドライバを誘導す
る装置として、物体検出装置が知られている。こ
の種の物体検出装置においては、一般に超音波を
利用している。そしてこの種の装置では、超音波
発信器から所定強度の超音波を所定方向に向けて
発射し、超音波受信器をそれと同じ方向に向けて
おき、超音波受信器で受信される信号の強度およ
び信号の発生したタイミングから、反射波の存在
すなわち障害物の存在を検出している。 ところで、一般に反射波の強度は、物体と検出
装置との距離が大きくなる程小さくなる。従つて
遠距離の物体をも検出するには装置の感度を高く
しなければならない。しかし、あまり感度を高く
すると反射波以外の波、例えば超音波発信器から
出る直接波を反射波とまちがえて検出する恐れが
ある。そこで、本出願人は、検出する距離範囲を
複数に分割し、各々の距離範囲毎に感度を設定
し、近距離では感度を低くし、遠距離では感度を
高くする方式を提案した。これによれば、直接波
を受信する可能性のある領域では感度が低いの
で、誤検出はなくなる。 ところが、反射波の強度は、検出すべき物体の
材質、形状、傾き、および検出装置に対する向き
に応じて大きく変化する。このため、対象物体の
条件によつては、近距離であつても非常に弱い反
射波しか得られない場合もある。そのような場合
に感度が低いと、その物体は検出できない。しか
し前記のように、誤検出を防止するには少なくと
も近距離では感度を高くできないので、いずれに
しても近距離で反射波の弱い物体は検出すること
ができなかつた。 [目的] 本発明は、超音波発信器から出る直接波、誘導
ノイズ等の不要波と目的とする反射波とを識別し
て、レベルの低い反射波とか得られない近距離の
物体をも検出することを目的とする。 [構成] 超音波発信器と超音波受信器との距離は一般に
一定であるから、超音波発信器を付勢してからそ
れによる超音波の直接波が超音波受信器に受信さ
れるまでの時間は一定であり、また、誘導ノイズ
等についても、超音波発信器付勢のタイミングか
ら所定時間後に現われるのが普通である。 そこで、直接波等が現われる可能性のある所定
のタイミングにおいて受信出力をチエツクし、こ
のタイミングでもし波を検出している状態ならそ
れが検出されなくなるまで反射波の検出を禁止
し、波を検出していない状態なら直ちに反射波の
検出を開始するようにすれば、直接波と反射波と
を識別しうる。すなわち、感度が低く不要波のレ
ベルが低い場合には直ちに反射波の検出が開始さ
れるので、感度を徐々に大きくするように制御す
れば、例えば物体が検出器から数cm程度の極めて
近い距離にある場合のように、不要波の現われる
タイミングと反射波の現われるタイミングとが重
なつていても、この場合には反射波のレベルが不
要波よりも確実に大きいので低い感度で物体が検
出できる。また、物体と検出器の距離が20cm程度
と比較的小さく、しかも反射波のレベルが不要波
のレベルに近いかもしくはそれ以下の場合であつ
ても、不要波がなくなるまでは反射波を検出しな
いので、不要波と反射波とが現われる時間が少し
でもずれていれば、不要波と反射波とが識別され
る。しかも、このようにすれば、検出を禁止する
時間が自動的に設定されるので、この種のパラメ
ータを検出回路の設計変更の度に実験等によつて
決定する必要がなくなる。 ところが、実際の不要波は第7d図に示すよう
に2つ以上の山(W1、W2)を有することがあ
る。これは直接波、誘導ノイズ等が重畳して生ず
るものと考えられる。この種の不要波において
は、直接波による影響がそれ以外のものよりもか
なり大きいため、山と谷とのレベル差はそれ程大
きくはないが、複数の山と谷の間のレベルにしき
い値レベルが一致したような場合には、不要波を
2回以上検出することがある。このような場合、
前記のように所定タイミングで波の有無を判別し
て、波を検出しなくなつたらそれ以降を反射波と
見なすような制御を行なうと、2つ目の山W2を
反射波とまちがえることがある。 そこで本発明においては、検出感度を複数にス
テツプ状に変更可能にするとともに、このステツ
プ間の感度比を、前記不要波に現われうる山と谷
とのレベル比以上にする。そして、波が検出され
たら、感度を少なくとも1段階変えて再度測定を
行ない、その前に検出した波が不要波か否かを判
別する。つまり、しきい値レベルが不要波の山と
谷の間に入つた場合でも、ステツプ間の感度が前
記のように設定されていれば、感度を1段上に設
定すれば、不要波の谷のレベルが前回の不要波の
山のレベルより高いレベルになるから、不要波レ
ベルがしきい値レベルより下がるタイミングは不
要波の全ての山が現われた後であり、次に現われ
る波は反射波のものであると判別しうる。 [実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 第1図に、障害物検出装置を装着した自動車の
外観を示す。第1図を参照して説明すると、この
実施例においては、自動車1の後部バンパ2の両
端部にそれぞれ超音波発信器20a,30aおよ
び超音波受信器20b,30bが装着されてい
る。この実施例では、超音波発信器20aと超音
波受信器20bおよび超音波発信器30aと超音
波受信器30bを、それぞれ3cmの間隔で互いに
平行に配置してある。この実施例で用いている超
音波発信器20a,30aおよび超音波受信器2
0b,30bは、それぞれ松下電気製の超音波セ
ラミツクマイクロホンEFR−OSB40K2および
EFR−RSB40K2である。 例えば第2図に示すようにこの自動車1の後方
に障害物3があると、超音波発信器から出る超音
波が障害物3で反射し、その反射波が超音波受信
器に到達する。従つて、超音波を発射してからそ
れによつて得られる反射波が受信されるまでの時
間を測定すれば、検出装置と障害物3との距離を
測定できる。 第3図に、第1図の自動車に搭載した障害物検
出装置の電気回路のブロツク図を示す。第3図を
参照して説明する。前記の超音波発信器20aお
よび30aは、それぞれ駆動回路50および70
の出力端に接続されており、超音波受信器20b
および30bの出力端には、それぞれ判別回路6
0および80が接続されている。駆動回路50お
よび70と判別回路60および80は、それぞれ
マイクロコンピユータ90に接続されている。こ
の実施例で用いているマイクロコンピユータ90
は、インテル社の8ビツトシングルチツプマイク
ロコンピユータ8748である。90aはマイク
ロコンピユータの動作の基本となるクロツクパル
スを発生するための水晶振動子である。40は起
動回路であり、起動スイツチ41および波形整形
回路42で構成されている。起動スイツチ41は
自己復帰型で接点がノーマリオープンタイプのも
のである。起動スイツチ41は、運転席の操作パ
ネルに配置されている。100はブザー回路であ
り、それを構成するブザー102が、ブザー駆動
回路101を介してマイクロコンピユータ90の
出力ポートに接続されている。110は車体と障
害物との距離を表示する距離表示回路である。距
離表示回路110は、3桁の7セグメント表示器
111を備えている。表示器111は、セグメン
ト駆動回路112と桁駆動回路113でダイナミ
ツク表示駆動される。120は警告回路である。 第4図に第3図の駆動回路50の具体的な構成
を示す。なお、第3図において駆動回路50と7
0は同一の構成にしてあるので、駆動回路70の
構成の説明は省略する。第4図を参照すると、こ
の回路にはインバータ53、駆動用トランジス
タ、昇圧トランスT等が備わつている。インバー
タ53の入力端子は、マイクロコンピユータ90
の所定の出力ポートに接続されている。この信号
ラインには、超音波発信器20aの付勢を制御す
るパルス信号Spが印加される。このパルス信号
Spは、駆動用トランジスタを介して、昇圧トラ
ンスTの一次側に印加される。トランスTの一次
側にパルス信号が印加されると、その二次側には
100V程度の振幅の信号が生ずる。この昇圧され
た40KHzの信号が超音波発信器20aに印加され
る。 後述するように、パルス信号Spは、マイクロ
コンピユータ90がソフトウエアによつて生成す
る。特にこの例では、ソフトウエアにより、超音
波発信器を付勢するパルス信号Spの1回の測定
あたりのパルス数を設定感度に応じて調整する。
つまり、パルス数が少ない場合、超音波発信器か
ら出力される超音波の振幅は、信号Spのパルス
数に応じて大きく変化する(第7b図および第1
表参照)。そこで、この実施例においては、感度
のデータが偶数の時と奇数の時とで信号Spのパ
ルス数を変え、これによつて超音波発信器から出
力される超音波のレベルを2段階に調整して検出
感度を調整している。この例では検出感度は信号
Spのパルス数調整による2段階調整と、後述す
る可変ゲイン増幅器62の4段階のゲイン調整と
の組み合わせによつて、8段階に調整可能になつ
ている。
[Technical Field] The present invention relates to a reflection-type object detection device that detects an object using ultrasonic waves. [Prior Art] For example, in a vehicle, an object detection device is known as a device that detects an obstacle located outside the driver's field of vision and guides the driver. This type of object detection device generally uses ultrasonic waves. In this type of device, an ultrasonic transmitter emits ultrasonic waves with a predetermined intensity in a predetermined direction, an ultrasonic receiver is oriented in the same direction, and the intensity of the signal received by the ultrasonic receiver is The presence of a reflected wave, that is, the presence of an obstacle, is detected from the timing at which the signal is generated. By the way, the intensity of the reflected wave generally decreases as the distance between the object and the detection device increases. Therefore, in order to detect even distant objects, the sensitivity of the device must be increased. However, if the sensitivity is made too high, there is a risk that waves other than reflected waves, such as direct waves emitted from an ultrasonic transmitter, may be mistakenly detected as reflected waves. Therefore, the present applicant has proposed a method in which the distance range to be detected is divided into a plurality of parts, and the sensitivity is set for each range, with the sensitivity being lowered at short distances and higher at long distances. According to this, the sensitivity is low in areas where there is a possibility of receiving direct waves, so false detections are eliminated. However, the intensity of the reflected wave varies greatly depending on the material, shape, inclination, and orientation of the object to be detected with respect to the detection device. Therefore, depending on the conditions of the target object, only a very weak reflected wave may be obtained even at a short distance. In such cases, if the sensitivity is low, the object cannot be detected. However, as described above, in order to prevent false detection, the sensitivity cannot be increased at least at short distances, so in any case objects with weak reflected waves at short distances could not be detected. [Purpose] The present invention distinguishes unnecessary waves such as direct waves emitted from an ultrasonic transmitter and induced noise from target reflected waves, and detects even low-level reflected waves or objects at a short distance that cannot be obtained. The purpose is to [Configuration] Since the distance between the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver is generally constant, the distance from when the ultrasonic transmitter is energized until the direct ultrasonic wave is received by the ultrasonic receiver is The time is constant, and induced noise and the like usually appear after a predetermined time from the timing of energizing the ultrasonic transmitter. Therefore, the reception output is checked at a predetermined timing when a direct wave etc. may appear, and if a wave is being detected at this timing, the detection of reflected waves is prohibited until it is no longer detected, and the wave is detected. If the detection of the reflected waves is started immediately if the detection is not performed, direct waves and reflected waves can be distinguished. In other words, if the sensitivity is low and the level of unnecessary waves is low, detection of reflected waves will start immediately, so if the sensitivity is controlled to gradually increase, for example, if the object is extremely close to the detector, on the order of several centimeters, Even if the timing at which the unwanted waves appear overlaps with the timing at which the reflected waves appear, as in the case shown in Figure 2, the level of the reflected waves is definitely higher than the unwanted waves, so the object can be detected with low sensitivity. . Also, even if the distance between the object and the detector is relatively small, about 20 cm, and the level of the reflected wave is close to or lower than the level of unnecessary waves, the reflected waves will not be detected until the unnecessary waves are gone. Therefore, if the times at which the unwanted waves and reflected waves appear are even slightly different, the unwanted waves and reflected waves can be distinguished. Moreover, in this way, the time period during which detection is prohibited is automatically set, so there is no need to determine this type of parameter through experiments or the like every time the design of the detection circuit is changed. However, an actual unnecessary wave may have two or more peaks (W1, W2) as shown in FIG. 7d. This is thought to be caused by the superposition of direct waves, induced noise, and the like. In this type of unnecessary waves, the influence of direct waves is much larger than other waves, so the level difference between peaks and troughs is not that large, but the level between multiple peaks and troughs is at a threshold level. If the two match, the unnecessary waves may be detected more than once. In such a case,
If the control is performed in such a way that the presence or absence of waves is determined at a predetermined timing as described above, and once no waves are detected, subsequent waves are considered as reflected waves, the second peak W2 may be mistaken for a reflected wave. . Therefore, in the present invention, the detection sensitivity can be changed in a plurality of steps, and the sensitivity ratio between the steps is set to be higher than the level ratio between peaks and troughs that may appear in the unnecessary waves. When a wave is detected, the sensitivity is changed by at least one step and measurement is performed again to determine whether the previously detected wave is an unnecessary wave. In other words, even if the threshold level falls between the peak and trough of the unwanted wave, if the sensitivity between steps is set as described above, setting the sensitivity one step higher will allow the trough to fall between the unwanted waves. Since the level of the unwanted waves is higher than the level of the previous unwanted wave peaks, the timing when the unwanted wave level falls below the threshold level is after all the unnecessary wave peaks have appeared, and the next wave to appear is a reflected wave. It can be determined that it is from. [Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the appearance of an automobile equipped with an obstacle detection device. Referring to FIG. 1, in this embodiment, ultrasonic transmitters 20a, 30a and ultrasonic receivers 20b, 30b are attached to both ends of a rear bumper 2 of an automobile 1, respectively. In this embodiment, an ultrasonic transmitter 20a and an ultrasonic receiver 20b, and an ultrasonic transmitter 30a and an ultrasonic receiver 30b are arranged parallel to each other with an interval of 3 cm. Ultrasonic transmitters 20a, 30a and ultrasonic receiver 2 used in this example
0b and 30b are ultrasonic ceramic microphones EFR-OSB40K2 and Matsushita Electric, respectively.
It is EFR-RSB40K2. For example, as shown in FIG. 2, if there is an obstacle 3 behind the automobile 1, the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transmitter are reflected by the obstacle 3, and the reflected waves reach the ultrasonic receiver. Therefore, the distance between the detection device and the obstacle 3 can be measured by measuring the time from when the ultrasonic wave is emitted until the resulting reflected wave is received. FIG. 3 shows a block diagram of the electric circuit of the obstacle detection device mounted on the vehicle of FIG. 1. This will be explained with reference to FIG. The ultrasonic transmitters 20a and 30a are driven by drive circuits 50 and 70, respectively.
is connected to the output end of the ultrasonic receiver 20b.
A discriminating circuit 6 is provided at the output terminal of 30b and 30b, respectively.
0 and 80 are connected. Drive circuits 50 and 70 and discrimination circuits 60 and 80 are connected to microcomputer 90, respectively. Microcomputer 90 used in this example
is Intel's 8-bit single-chip microcomputer 8748. 90a is a crystal oscillator for generating clock pulses which are the basis of the operation of the microcomputer. Reference numeral 40 denotes a starting circuit, which is composed of a starting switch 41 and a waveform shaping circuit 42. The start switch 41 is of a self-reset type and has normally open contacts. The start switch 41 is arranged on the operation panel of the driver's seat. 100 is a buzzer circuit, and a buzzer 102 constituting the buzzer circuit is connected to an output port of a microcomputer 90 via a buzzer drive circuit 101. 110 is a distance display circuit that displays the distance between the vehicle body and an obstacle. The distance display circuit 110 includes a 7-segment display 111 with three digits. The display 111 is dynamically driven by a segment drive circuit 112 and a digit drive circuit 113. 120 is a warning circuit. FIG. 4 shows a specific configuration of the drive circuit 50 shown in FIG. 3. In addition, in FIG. 3, the drive circuits 50 and 7
0 have the same configuration, a description of the configuration of the drive circuit 70 will be omitted. Referring to FIG. 4, this circuit includes an inverter 53, a driving transistor, a step-up transformer T, and the like. The input terminal of the inverter 53 is connected to the microcomputer 90.
is connected to a predetermined output port of the A pulse signal Sp that controls the activation of the ultrasonic transmitter 20a is applied to this signal line. This pulse signal
Sp is applied to the primary side of the step-up transformer T via the driving transistor. When a pulse signal is applied to the primary side of the transformer T, the secondary side is
A signal with an amplitude of about 100V is generated. This boosted 40KHz signal is applied to the ultrasonic transmitter 20a. As will be described later, the pulse signal Sp is generated by the microcomputer 90 using software. In particular, in this example, the software adjusts the number of pulses per measurement of the pulse signal Sp that energizes the ultrasonic transmitter in accordance with the set sensitivity.
In other words, when the number of pulses is small, the amplitude of the ultrasonic wave output from the ultrasonic transmitter changes greatly depending on the number of pulses of the signal Sp (Fig. 7b and 1).
(see table). Therefore, in this embodiment, the number of pulses of the signal Sp is changed depending on whether the sensitivity data is an even number or an odd number, and thereby the level of the ultrasound output from the ultrasound transmitter is adjusted in two stages. to adjust the detection sensitivity. In this example, the detection sensitivity is the signal
By combining the two-step adjustment by adjusting the number of pulses of Sp and the four-step gain adjustment of the variable gain amplifier 62, which will be described later, adjustment is possible in eight steps.

【表】【table】

【表】 第5図に、第3図の判別回路60の具体的な構
成を示す。なお、判別回路60と80は同一の構
成であるので判別回路80の説明を省略する。第
5図を参照して説明する。超音波受信器20b
は、判別回路60の増幅回路61に接続されてい
る。増幅回路61は、カスケード接続された3段
の狭帯域増幅器A1,A2およびA3で構成され
ている。各増幅器A1,A2およびA3は、それ
ぞれ演算増幅器で構成した反転増幅器になつてお
り、それぞれの帰還路に、40KHzに共振させたコ
ンデンサと電気コイルでなる並列共振回路が接続
されている。 62は可変ゲイン増幅器である。この可変ゲイ
ン増幅器62は演算増幅器62a、アナログスイ
ツチ(アナログマルチプレクサ)ASおよび多数
の抵抗器で構成されている。可変ゲイン増幅器6
2を簡単に説明すると、この回路は、アナログス
イツチASの2ビツトの制御入力端C0およびC
1に印加されるマイクロコンピユータ90からの
信号に応じて選択された抵抗器が、演算増幅器6
2aに帰還抵抗として接続され、その抵抗器と入
力抵抗rinにより定まる増幅度で信号を増幅する。
つまり、この回路62の増幅度Gは、演算増幅器
62aの反転入力端と出力端の間に接続される帰
還抵抗の合成抵抗をrtとすれば、次式で表わされ
る。 G=−rt/rin ……(1) アナログスイツチASは、そのポートX0,X
1,X2およびX3のいずれか1つを制御入力端
C0およびC1に印加される2ビツトのゲイン設
定信号で選択し、そのポートと共通ポートY0を
電気的に接続する。たとえばゲイン設定信号のデ
ータが、入力端C0およびC1に対してそれぞれ
LおよびLとなる「0」である場合には、ポート
X0が選択されて、合成抵抗rtがr0となるので
ゲインGは−r0/rinとなる。同様に、ゲイン設
定信号のデータが「1」、「2」および「3」のと
きには、それぞれポートX1,X2およびX3が
選択されて合成抵抗rtはそれぞれ、r0+r1、r0+
r1+r2およびr0+r1+r2+r3になる。したがつ
て、可変ゲイン増幅器62のゲインGはゲイン設
定信号により4段階に設定しうる。この実施例に
おいては、ゲイン設定信号のデータが「0」のと
きの最小ゲインに対し、ゲイン設定信号のデータ
が「3」のときの最大ゲインを128倍程度に設定
してある。 63は、信号処理回路であり、交流のアナログ
電気信号の有無を判別して、その結果に応じた二
値信号を、マイクロコンピユータ90の所定の入
力ポートに印加する。回路各部の信号波形は、第
7a図に示すようになる。つまり、演算増幅器
OP1は普通の増幅器であり、超音波を受信する
と、OP1の出力端子には超音波波形に応じた
40KHzの周波数の電気信号V1が現われる。 演算増幅器OP2はアナログ比較器であり、信
号V1のレベルを所定のしきい値レベルと比較し
て、それらの大小に応じた二値信号V2を出力す
る。この二値信号は、演算増幅器OP2の出力端
に接続された、ダイオード、コンデンサおよび抵
抗器でなる整流・平滑回路で平滑される。これに
よつて得られる信号V3は、演算増幅器OP3で
なるアナログ比較器で所定のしきい値と比較さ
れ、その大小に応じた二値信号V4がOP3から
出力される。演算増幅器OP3の出力端子に接続
された回路は、信号V4のレベルをマイクロコン
ピユータ90の入力レベルに一致させるために備
わつたインターフエース回路である。 第6a図、第6b図、第6c図および第6d図
に、マイクロコンピユータ90の動作を示す。ま
ず、第6a図を参照して概略動作を説明する。電
源がオンすると、出力ポートの所定の初期レベル
(非付勢レベル)に設定し、メモリをクリアする。
入力ポートの状態をチエツクして、起動スイツチ
41がオンになるのを待つ。起動スイツチ41が
オンすると、障害物検出サブルーチンを実行す
る。このサブルーチンを実行すると、障害物が存
在する場合には、レジスタRBに測定した距離デ
ータが格納されるので、距離データがある場合に
は、そのデータを表示器110に表示する。ま
た、必要に応じてブザー102およびランプ12
1を付勢する。 次に、障害物検出サブルーチンを説明する。概
略でいうと、まず感度Gを最低にセツトし、超音
波を発射して、判別回路60又は80が「超音波
受信あり」と判別するのを待つ。「超音波受信あ
り」になると、超音波を発射してからの時間デー
タを読み取る。 超音波の発射は、第6d図に示す超音波発射サ
ブルーチンを実行することにより行なう。超音波
発射サブルーチンを説明する。レジスタRCに、
感度データGをストアする。この例では感度は8
段階に調整しうるので、感度データGは0〜7の
範囲の値をとる。レジスタRCのデータを下位ビ
ツトに向かつて1ビツトシフトする。つまり、デ
ータの値を2で割る。 これを行なうと、最下位ビツトのデータがキヤ
リーフラグにセツトされる。感度データGが偶数
ならキヤリーフラグは“0”になるが、奇数なら
キヤリーフラグが“1”になる。キヤリーフラグ
が“0”すなわち偶数なら、レジスタRDに数値
N(Spのパルス数)をセツトし、キヤリーフラグ
が“1”すなわち奇数なら、レジスタRDに数値
N+γをセツトする。 レジスタRCのデータ(感度データの1/2)を出
力ポートにセツトして、可変ゲイン増幅器62の
アナログスイツチASに、ゲインデータをセツト
する。例えば、感度データが6なら数値3(信号
ラインC0およびC1が共に“1”)が可変ゲイ
ン増幅器62にセツトされ、増幅器62のゲイン
は最大になる。 次に信号ライン(Sp)をレベルHに設定し、
12.5μsecの時間待ちを行なつた後、信号ライン
(Sp)を低レベルLに設定し、12.5μsecの時間待
ちを行なつてレジスタRDの内容を−1し、この
処理をRDの内容が0になるまで繰り返す。つま
り、周期が25μsecでデユーテイが50%のパルス信
号を、レジスタRDに格納された値に対応する波
数だけ出力する。 従つて、感度データGが奇数の場合には、それ
が偶数の場合よりも多くのパルスSpが一回の超
音波発射処理で出力される。前述のように、信号
Spのパルス数の大小に応じて超音波発信器から
出力される超音波のレベルが変化するので、感度
データGが奇数の場合には、それが偶数の場合よ
りも感度が高くなる。 この例では、可変ゲイン増幅器62の、各ステ
ツプ間のゲイン比は一定にしてあり、パルス信号
Spの数がNの場合とN+γの場合との感度比K
が、可変ゲイン増幅器62の各ステツプ間のゲイ
ン比の1/2乗になるように設定してある。つまり、
感度データGが0の時の装置全体の感度をGoと
すると、感度データGが1、2、3、4、5、6
および7の時の装置全体の感度は、それぞれ
Go・K、Go・K2、Go・K3、Go・K4、Go・K5
Go・K6およびGo・K7と、互いにK倍になる。 超音波を発射したら、まずインターバルタイマ
をセツトして、超音波を発射してからの経過時間
を計数する。 超音波を発射すると、可変ゲイン増幅器62の
出力端子には、所定のタイミングで反射によらな
い直接波等によつて比較的レベルの低いノイズ波
が現われる。また、所定の位置に物体があると、
それによつて反射する超音波によつて、物体と検
出装置との距離に応じたタイミングで反射波が現
われる。 反射波のレベルは、距離、物体の材質、形状等
に応じて大きく変化する。反射波のレベルが直接
波等のノイズ波よりも明らかに大きい場合には、
ノイズ波が現われる前に、低い感度で反射波によ
る波のレベルがしきい値レベルVth(OP2の−側
入力端子に印加される電圧)を越えるので、最初
にしきい値レベルVthを越えた波が現われた時間
から物体の距離を判別できるが、例えば第7c図
に示すように反射波のレベルがノイズ波よりも小
さい場合、ノイズ波が誤検出される可能性があ
る。 そこでこの実施例では、ノイズ波の現われるタ
イミングTKLを予め定めておき、このタイミング
になつたら、しきい値レベルVthを越える波があ
るか否かをチエツクし、越える場合には、それが
越えなくなるまで(点P1まで)待つ。またこの
実施例では、ゲイン(感度)Gが所定値Gc以上
の場合にはタイミングTKLにかえてTKH(TKLより
も僅かに大きい)を使用する。 また、ノイズ波には、複数の波の重畳により第
7d図に示すよう複数の山(W1、W2)が現われ
ることが多い。この場合、しきい値レベルVthが
2つの山のレベルとその間の谷のレベルの間に入
ると、上記のようにタイミングTKLで現われた波
がなくなつた後で2番目のノイズ波の山W2が現
われ、これを点P2のタイミングで検出する可能
性がある。 そこでこの実施例においては、各感度ステツプ
間の感度の比率Kを、ノイズ波に生じうる最大の
山のレベルVHと最低の谷のレベルVLとの比率
(VH/VL)よりも大きく設定し、異なる感度で
複数回の時間測定を行なうことでノイズ波と反射
波とを識別している。 すなわち、第7d図に実線で示すように、ノイ
ズ波の山と谷がしきい値レベルVthをまたぐ状態
になつたとしても、感度を1段上げれば、その感
度では1点鎖線で示すようにノイズ波の谷のレベ
ルがしきい値レベルVthよりも大きくなるので、
タイミングTKLで現われたノイズ波がしきい値レ
ベルよりも低下すれば、ノイズ波の2番目以降の
山も検出されることはなくなる。従つて、これら
の結果として得られる時間データを比較すれば、
それらの大小およびその差から有効なデータか否
かを判別しうる。 また、時間データはインターバルタイマをスタ
ートしてから反射波W3(第7e図参照)のレベル
がしきい値レベルVthを越えるまでの時間として
検出されるが、第7e図に示すように、反射波
W3のレベルが異なると、反射波W3が初めて致来
するタイミングt0から、反射波のレベルがしきい
値レベルVthを越えるまでに要する立ち上がり時
間(t1−t0又はt2−t0)が異なるので、第7e図
に実線で示されるように反射波レベルがしきい値
レベルVthを僅かに越える場合に得られる時間デ
ータと、反射波レベルがしきい値レベルよりも十
分に大きい場合に得られた時間データとでは、測
定結果が大きく異なり、これが距離の測定誤差に
なる。 そこで、この実施例においては、反射波が検出
された場合でも、感度を更新して複数回の測定を
行ない、その結果が同一の物体によつて反射され
た反射波によるものであると判別した場合には、
その中で感度の高い時に得られたデータを選択
し、そのデータから距離を求める。つまり、感度
が高い時には立ち上がりに要す時間が小さくなる
ので、常に感度の高い時のデータを選択すること
で、各時間データに含まれる立ち上がり時間相互
間の差すなわち距離測定誤差が小さくなる。 第6b図および第6c図を参照して、障害物検
出サブルーチンの具体的動作を説明するが、その
前にこのルーチンで使用する代表的なレジスタ類
の機能を説明する。 CN1…ノイズ波検出タイミング(TKL、TKH)で
波が検出された回数を計数するカウンタ CN2…ノイズ波検出タイミング以外で波が検出
された回数を計数するカウンタ Tg max…物体測定周期 RA…有効な時間データを保持するレジスタ RB…距離データ(測定結果)を保持するレジス
タ Tw…信号に含まれるノイズ、リツプル等の影響
を避けるための待ち時間 α…同一の物体からの反射波であるか否かを判別
するための参照時間データであり、CN2の値
に応じて設定される。この値は立ち上がり時間
の最大値、すなわち反射波の最大振幅がしきい
値レベルぎりぎりの場合に初めて波が受信器に
到達してからそのレベルがしきい値レベルに達
するまでに要する時間より小さい。tnとtn-1
の差をこれで比較する。 β…直接波等のノイズ波と反射波とを識別するた
めの参照時間データ tn…今回測定して得られた時間データ tn-1…前回測定して得られた時間データ Gmax…感度データの最大値(7) CN2max…CN2の最大値 インターバルタイマをセツトした後、そのタイ
マの値がTKLに達するまで待つ。TKLに達したら、
信号処理回路63の出力レベルを参照し、超音波
の受信レベルがしきい値レベルVthを越えている
か否かチエツクする。もしVthを越えている場合
には、カウンタCN1の値を+1し、超音波受信
レベルがしきい値レベルVthより下がるまで待
つ。タイミングTKLで受信レベルがVth以下なら、
直ちに次の処理に進む。 タイマの値に待ち時間Twを加算した値をレジ
スタTmaxにセツトし、タイマの値がTmaxの値
を越えるまで待つ。次に、信号処理回路63の出
力レベルを参照し、超音波を受信したか否か(受
信レベルがしきい値レベルVthを越えたか否か)
をチエツクする。受信していない場合には、タイ
マの値がTg maxに達するまでの間は、このチエ
ツクを繰り返す。もし超音波を受信する前にタイ
マの値がTg maxに達すると、ゲインデータGの
感度を大きくする方に1段大きくして、再度、超
音波発射以降の処理を実行する。 超音波を受信したら、まずカウンタCN2の内
容をチエツクする。初回はカウンタCN2の内容
が0にクリアされているので、その時のタイマの
値をレジスタRAに格納する。超音波が検出され
たので、カウンタCN2の内容を+1する。カウ
ンタCN2の値がCN2maxより大きくなければ、
タイマの値がTg maxに達するまで待つて、ゲイ
ンGを感度が高くなる方に1段更新して、再度超
音波発射以降の処理を実行する。 ステツプS42で超音波を受信したときにカウン
タCN2の内容が1以上であると、CN2の内容に
応じてメモリテーブルの値αを読み取る。なお、
カウンタCN2の値1、2、3…、nに対応付け
られるメモリテーブルに格納された値α1、α2、
α3…αnは、次の関係を満たすように設定してあ
る。 α1>α2>α3>…>αn つまり、反射波レベルが初めてしきい値レベル
Vthを越えた時の時間データとその次のゲインで
測定される時間データとでは比較的大きな差が生
ずる可能性があるので、カウンタCN2の値が1
の場合の参照値α1は比較的大きくし、CN2の値
が大きくなるにつれて、時間データの差が小さく
なるので参照値も小さくしている。 前回の測定(感度が現在より低い状態)で得ら
れた時間データtn-1と今回得られた時間データtn
とを比較する。 tn<tn-1で、しかもtn+α>tn-1であれば、例
えば第7e図に示す時間データt1をtn-1に、t2を
tnにそれぞれ対応付けると理解できるように、同
一の物体で反射した波を受信したことによる時間
データであると判別できる。この条件Aを満たす
場合には、今回のデータの方が立ち上がり時間が
短いので、レジスタRAの内容を今回の時間デー
タに更新する。 また、カウンタCN2の内容が2であると、次
の条件Bを満たすかどうか判定する。つまり、カ
ウンタCN2の値が2であれば、前回測定した時
間データtn-1(RAの内容)が、例えば第7d図に
実線で示す不要波W2を検出した、点P2に対応
する無効とすべき時間データである可能性があ
る。そこで、CN2の内容が2であると、 tn−β>tn-1(条件B)を満たすかどうか判定
する。もし時間データtn-1が点P2に対応するも
のであれば、今回測定した時間データtnは、点P
3に対応するので、tn-1よりも所定値以上大きい
はずである。この所定値が参照値βである。条件
Bを満たす場合には、レジスタRAの内容を今回
の時間データ(タイマ値)に更新する。 また、条件A、Bのいずれも満たさずにしかも
今回の時間データが前回よりも小さい場合には、
例えばレベルの大きな反射波を生ずる物体が比較
的遠くに存在し、それよりも近くに小さな反射波
しか生じない物体が存在する場合が考えられるの
で、その場合この実施例では、今回の時間データ
を有効と見なし、カウンタCN2をクリアし、レ
ジスタRAの内容を今回の時間データに更新して
測定を続行する。但し、カウンタCN1の値が1
の場合には、今回の時間データtnが例えば第7d
図に示す点P2に対応するデータである可能性が
あるのでこの条件を無視する。 条件A、Bおよびtn<tn-1のいずれの条件も満
たさない場合、カウンタCN2の値がその最大値
を越えた場合、およびゲインGがその最大値を越
えてしかもレジスタRAに有効なデータが存在す
る場合、レジスタRAに格納された時間データか
ら物体の距離を計算し、その結果をレジスタRB
にストアする。 前記実施例では、受信側増幅器のゲイン調整と
超音波発信側の発信レベル調整との組み合わせで
多段に感度を調整可能にしているが、超音波発信
側の発信レベル調整だけでも所定ステツプの感度
調整を行ないうる。その場合、細かい発信レベル
調整が必要になるが、上記のようなパルス数の調
整のみでは比較的感度調整の自由度が低い。その
ような場合、例えば超音波発振器、超音波受信
器、増幅器等の周波数特性を利用すると細かい感
度調整を行ないうる。つまり、第8a図および第
8b図に示すように、超音波発信器の出力レベル
および超音波受信器の感度は、その信号の周波数
に応じて大きく変化する。従つて、超音波発信器
を付勢する信号の周波数を調整すれば、送信レベ
ルすなわち感度を調整しうる。 これを実施するには、例えば前記実施例の超音
波発射サブルーチンを第8c図に示すように変更
すればよい。なお、第8c図に示すサブルーチン
では、前記実施例と同様に超音波発信レベルの調
整が2段階のみになつている。第8c図を参照す
ると、レジスタREに周波数に応じた値(パルス
幅データ)が格納され、この値に応じた時間が制
御パルスSpの高レベルの期間および低レベルの
期間になる。この例では、数値Nを超音波発信器
の中心周波数に一致するように設定し、数値N+
γが中心周波数から所定量偏移した周波数に一致
するように設定して、感度データが偶数の時には
超音波発射レベルが低く、奇数の時には超音波発
射レベルが高くなるようにしている。 また、前記実施例では連続するパルスの数を調
整して超音波発射レベルを調整しているが、所定
数の連続するパルスからその中央部の一部を抜い
たり、パルスの間隔、高レベル期間と低レベル期
間とのデユーテイを調整しても同様に超音波発射
レベルを調整しうる。また、これらの手段、例え
ばパルス数調整と周波数調整とを組み合わせて調
整するようにしてもよい。 [効果] 以上のとおり、本発明によれば反射波と直接波
等の不要波とを識別しうるので、誤検出がなく、
しかも近距離に存在する物体でも確実に検出しう
る。
[Table] FIG. 5 shows a specific configuration of the discrimination circuit 60 shown in FIG. 3. Note that since the discrimination circuits 60 and 80 have the same configuration, a description of the discrimination circuit 80 will be omitted. This will be explained with reference to FIG. Ultrasonic receiver 20b
is connected to the amplifier circuit 61 of the discrimination circuit 60. The amplifier circuit 61 includes three stages of cascade-connected narrowband amplifiers A1, A2, and A3. Each of the amplifiers A1, A2, and A3 is an inverting amplifier composed of an operational amplifier, and a parallel resonant circuit composed of a capacitor and an electric coil resonating at 40 KHz is connected to each feedback path. 62 is a variable gain amplifier. This variable gain amplifier 62 is composed of an operational amplifier 62a, an analog switch (analog multiplexer) AS, and a large number of resistors. variable gain amplifier 6
2, this circuit connects the 2-bit control inputs C0 and C of the analog switch AS.
The resistor selected according to the signal from the microcomputer 90 applied to the operational amplifier 6
2a as a feedback resistor, and amplifies the signal with an amplification degree determined by the resistor and the input resistor rin.
That is, the amplification degree G of this circuit 62 is expressed by the following equation, where rt is the combined resistance of the feedback resistors connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 62a. G=-rt/rin...(1) Analog switch AS has its ports X0,
1, X2 and X3 is selected by a 2-bit gain setting signal applied to control input terminals C0 and C1, and the selected port and common port Y0 are electrically connected. For example, if the data of the gain setting signal is "0" which becomes L and L for input terminals C0 and C1, respectively, port X0 is selected and the combined resistance rt becomes r0, so the gain G is - It becomes r0/rin. Similarly, when the data of the gain setting signal is "1", "2" and "3", ports X1, X2 and X3 are selected respectively, and the combined resistances rt are r0+r1 and r0+
They become r1+r2 and r0+r1+r2+r3. Therefore, the gain G of the variable gain amplifier 62 can be set in four stages by the gain setting signal. In this embodiment, the maximum gain when the gain setting signal data is "3" is set to about 128 times the minimum gain when the gain setting signal data is "0". 63 is a signal processing circuit that determines the presence or absence of an AC analog electric signal and applies a binary signal according to the result to a predetermined input port of the microcomputer 90. The signal waveforms of each part of the circuit are as shown in FIG. 7a. In other words, operational amplifier
OP1 is a normal amplifier, and when it receives ultrasonic waves, the output terminal of OP1 has a signal corresponding to the ultrasonic waveform.
An electrical signal V1 with a frequency of 40KHz appears. The operational amplifier OP2 is an analog comparator, and compares the level of the signal V1 with a predetermined threshold level, and outputs a binary signal V2 according to the magnitude thereof. This binary signal is smoothed by a rectifier/smoothing circuit including a diode, a capacitor, and a resistor connected to the output terminal of the operational amplifier OP2. The signal V3 thus obtained is compared with a predetermined threshold value by an analog comparator consisting of an operational amplifier OP3, and a binary signal V4 corresponding to the magnitude thereof is outputted from OP3. A circuit connected to the output terminal of the operational amplifier OP3 is an interface circuit provided to match the level of the signal V4 with the input level of the microcomputer 90. The operation of the microcomputer 90 is shown in FIGS. 6a, 6b, 6c, and 6d. First, the general operation will be explained with reference to FIG. 6a. When the power is turned on, the output port is set to a predetermined initial level (non-energized level) and the memory is cleared.
Check the status of the input port and wait for the activation switch 41 to be turned on. When the start switch 41 is turned on, an obstacle detection subroutine is executed. When this subroutine is executed, if an obstacle exists, the measured distance data is stored in the register RB, so if there is distance data, that data is displayed on the display 110. In addition, the buzzer 102 and lamp 12 may be installed as necessary.
1 is energized. Next, the obstacle detection subroutine will be explained. Roughly speaking, first, the sensitivity G is set to the lowest level, ultrasonic waves are emitted, and the process waits until the discrimination circuit 60 or 80 determines that "ultrasonic waves are being received." When "ultrasonic waves are being received", the time data from when the ultrasound was emitted is read. The ultrasonic waves are emitted by executing the ultrasonic emitting subroutine shown in FIG. 6d. The ultrasonic emission subroutine will be explained. to register RC,
Store sensitivity data G. In this example the sensitivity is 8
Since it can be adjusted in stages, the sensitivity data G takes values in the range of 0 to 7. Shift the data in register RC one bit toward the lower bit. In other words, divide the data value by 2. When this is done, the least significant bit data is set to the carry flag. If the sensitivity data G is an even number, the carry flag becomes "0", but if it is an odd number, the carry flag becomes "1". If the carry flag is "0", that is, an even number, a numerical value N (the number of pulses of Sp) is set in the register RD, and if the carry flag is "1", that is, an odd number, a numerical value N+γ is set in the register RD. Set the data of the register RC (1/2 of the sensitivity data) to the output port, and set the gain data to the analog switch AS of the variable gain amplifier 62. For example, if the sensitivity data is 6, a value of 3 (both signal lines C0 and C1 are "1") is set in the variable gain amplifier 62, and the gain of the amplifier 62 is maximized. Next, set the signal line (Sp) to level H,
After waiting for 12.5 μsec, set the signal line (Sp) to low level L, waiting for 12.5 μsec, and decrement the contents of register RD by 1. Repeat until. In other words, a pulse signal with a period of 25 μsec and a duty of 50% is output for the number of waves corresponding to the value stored in the register RD. Therefore, when the sensitivity data G is an odd number, more pulses Sp are output in one ultrasonic emission process than when it is an even number. As mentioned above, the signal
Since the level of the ultrasonic wave output from the ultrasonic transmitter changes depending on the number of pulses of Sp, when the sensitivity data G is an odd number, the sensitivity is higher than when it is an even number. In this example, the gain ratio between each step of the variable gain amplifier 62 is kept constant, and the pulse signal
Sensitivity ratio K between when the number of Sp is N and when the number of Sp is N+γ
is set to be the 1/2 power of the gain ratio between each step of the variable gain amplifier 62. In other words,
If the sensitivity of the entire device is Go when the sensitivity data G is 0, then the sensitivity data G is 1, 2, 3, 4, 5, 6.
The sensitivity of the entire device at 7 and 7 is, respectively.
Go・K, Go・K 2 , Go・K 3 , Go・K 4 , Go・K 5 ,
Go・K 6 and Go・K 7 , which are K times each other. After emitting ultrasonic waves, first set an interval timer to count the time that has elapsed since the ultrasonic waves were emitted. When an ultrasonic wave is emitted, a relatively low-level noise wave appears at a predetermined timing at the output terminal of the variable gain amplifier 62 due to a direct wave or the like that is not caused by reflection. Also, if there is an object in a certain position,
Due to the ultrasonic waves reflected thereby, reflected waves appear at a timing corresponding to the distance between the object and the detection device. The level of reflected waves varies greatly depending on the distance, material, shape, etc. of the object. If the level of the reflected wave is clearly higher than the noise wave such as the direct wave,
Before the noise wave appears, the level of the reflected wave with low sensitivity exceeds the threshold level Vth (voltage applied to the negative input terminal of OP2), so the wave that exceeds the threshold level Vth first Although the distance of the object can be determined from the time it appears, for example, if the level of the reflected wave is lower than the noise wave as shown in FIG. 7c, there is a possibility that the noise wave will be erroneously detected. Therefore, in this embodiment, the timing T KL at which a noise wave appears is determined in advance, and when this timing comes, a check is made to see if there is a wave that exceeds the threshold level Vth. Wait until it runs out (to point P1). Furthermore, in this embodiment, when the gain (sensitivity) G is greater than or equal to the predetermined value Gc, timing T KH (slightly larger than T KL ) is used instead of timing T KL . Further, in the noise wave, a plurality of peaks (W1, W2) often appear as shown in FIG. 7d due to the superposition of a plurality of waves. In this case, if the threshold level Vth falls between the two peak levels and the valley level between them, the peak of the second noise wave will appear after the wave that appeared at timing T KL disappears as described above. There is a possibility that W2 will appear and be detected at the timing of point P2. Therefore, in this embodiment, the sensitivity ratio K between each sensitivity step is set to be larger than the ratio (VH/VL) between the maximum peak level VH and the lowest valley level VL that can occur in a noise wave. Noise waves and reflected waves are distinguished by performing time measurements multiple times with different sensitivities. In other words, even if the peaks and troughs of the noise wave cross the threshold level Vth, as shown by the solid line in Figure 7d, if the sensitivity is increased by one level, the sensitivity will be as shown by the dashed line. Since the level of the trough of the noise wave becomes larger than the threshold level Vth,
If the noise wave appearing at timing T KL falls below the threshold level, the second and subsequent peaks of the noise wave will no longer be detected. Therefore, if we compare these resulting time data, we get
It is possible to determine whether the data is valid or not based on their magnitude and the difference between them. In addition, the time data is detected as the time from when the interval timer is started until the level of the reflected wave W3 (see Figure 7e) exceeds the threshold level Vth.
If the level of W3 is different, the rise time (t1 - t0 or t2 - t0) required from the timing t0 when the reflected wave W3 first arrives until the level of the reflected wave exceeds the threshold level Vth will be different. As shown by the solid line in Figure 7e, time data obtained when the reflected wave level slightly exceeds the threshold level Vth, and time data obtained when the reflected wave level is sufficiently larger than the threshold level. The measurement results differ greatly between the two, and this results in a distance measurement error. Therefore, in this embodiment, even if a reflected wave is detected, the sensitivity is updated and measurements are performed multiple times, and the results are determined to be due to reflected waves reflected by the same object. in case of,
Among them, the data obtained when the sensitivity is high is selected and the distance is calculated from that data. That is, when the sensitivity is high, the time required for rise is short, so by always selecting data when the sensitivity is high, the difference between the rise times included in each time data, that is, the distance measurement error, becomes small. The specific operation of the obstacle detection subroutine will be described with reference to FIGS. 6b and 6c, but before that, the functions of typical registers used in this routine will be explained. CN1...Counter that counts the number of times a wave is detected at the noise wave detection timing (T KL , T KH ) CN2...Counter that counts the number of times that a wave is detected at times other than the noise wave detection timing Tg max...Object measurement period RA... Register RB that holds valid time data...Register Tw that holds distance data (measurement results)...Waiting time α to avoid the effects of noise, ripples, etc. included in the signal...Is the wave reflected from the same object? This is reference time data for determining whether or not the CN2 value is set. This value is smaller than the maximum value of the rise time, ie, the time required from when the wave first reaches the receiver until its level reaches the threshold level when the maximum amplitude of the reflected wave is just around the threshold level. Now compare the difference between tn and tn -1 . β...Reference time data for distinguishing between noise waves such as direct waves and reflected waves tn...Time data obtained from the current measurement tn -1 ...Time data obtained from the previous measurement Gmax...Maximum of sensitivity data Value (7) CN2max...Maximum value of CN2 After setting the interval timer, wait until the timer value reaches T KL . Once you reach T KL ,
Referring to the output level of the signal processing circuit 63, it is checked whether the received level of the ultrasonic wave exceeds the threshold level Vth. If it exceeds Vth, the value of counter CN1 is incremented by 1 and the ultrasonic reception level waits until it falls below the threshold level Vth. If the reception level is below Vth at timing T KL ,
Proceed immediately to the next process. Set the value obtained by adding the wait time Tw to the timer value in the register Tmax, and wait until the timer value exceeds the value of Tmax. Next, with reference to the output level of the signal processing circuit 63, it is determined whether or not ultrasound is received (whether or not the reception level exceeds the threshold level Vth).
Check. If not received, this check is repeated until the timer value reaches Tg max. If the timer value reaches Tg max before ultrasonic waves are received, the sensitivity of gain data G is increased by one step and the processing after ultrasonic emission is executed again. When ultrasonic waves are received, first check the contents of counter CN2. Since the contents of the counter CN2 are cleared to 0 for the first time, the value of the timer at that time is stored in the register RA. Since ultrasonic waves have been detected, the contents of counter CN2 are incremented by 1. If the value of counter CN2 is not greater than CN2max,
Wait until the timer value reaches Tg max, update the gain G by one step to increase the sensitivity, and execute the processing after ultrasonic emission again. If the contents of counter CN2 are 1 or more when ultrasonic waves are received in step S42, the value α of the memory table is read according to the contents of CN2. In addition,
The values α1, α2, and
α3...αn are set to satisfy the following relationship. α1>α2>α3>…>αn In other words, the reflected wave level is at the threshold level for the first time.
There is a possibility that there will be a relatively large difference between the time data when Vth is exceeded and the time data measured at the next gain, so the value of counter CN2 is 1.
In the case of , the reference value α1 is set relatively large, and as the value of CN2 becomes larger, the difference in time data becomes smaller, so the reference value is also set smaller. Time data tn -1 obtained in the previous measurement (with lower sensitivity than the current one) and time data tn obtained this time
Compare with. If tn<tn -1 and tn+α>tn -1 , for example, the time data t1 shown in Fig. 7e should be changed to tn -1 and t2 to
As can be understood by associating them with tn, it can be determined that the time data is the result of receiving waves reflected by the same object. If this condition A is satisfied, the current data has a shorter rise time, so the contents of the register RA are updated to the current time data. Further, if the content of the counter CN2 is 2, it is determined whether the following condition B is satisfied. In other words, if the value of counter CN2 is 2, the previously measured time data tn -1 (contents of RA) is invalid, which corresponds to point P2, where unnecessary wave W2 was detected, as shown by the solid line in Figure 7d. There is a possibility that the data is the actual time data. Therefore, if the content of CN2 is 2, it is determined whether tn-β>tn -1 (condition B) is satisfied. If the time data tn -1 corresponds to point P2, the time data tn measured this time corresponds to point P
3, it should be larger than tn -1 by a predetermined value or more. This predetermined value is the reference value β. If condition B is satisfied, the contents of register RA are updated to the current time data (timer value). Also, if neither conditions A nor B are satisfied and the current time data is smaller than the previous time,
For example, there may be a case where an object that generates a large level of reflected waves exists relatively far away, and an object that only generates small reflected waves exists closer to it.In this case, in this example, the current time data is It is regarded as valid, clears counter CN2, updates the contents of register RA to the current time data, and continues measurement. However, if the value of counter CN1 is 1
In this case, the current time data tn is, for example, the 7th d.
Since there is a possibility that the data corresponds to point P2 shown in the figure, this condition is ignored. If none of conditions A, B and tn < tn -1 are satisfied, if the value of counter CN2 exceeds its maximum value, or if gain G exceeds its maximum value and there is no valid data in register RA. If it exists, calculate the distance of the object from the time data stored in register RA and send the result to register RB.
Store in. In the embodiment described above, the sensitivity can be adjusted in multiple steps by combining the gain adjustment of the receiving side amplifier and the transmission level adjustment of the ultrasound transmitting side, but the sensitivity can be adjusted in a predetermined step by just adjusting the transmission level of the ultrasound transmitting side. can be carried out. In that case, fine transmission level adjustment is required, but only adjusting the number of pulses as described above provides a relatively low degree of freedom in sensitivity adjustment. In such a case, fine sensitivity adjustment can be made by using the frequency characteristics of an ultrasonic oscillator, ultrasonic receiver, amplifier, etc., for example. That is, as shown in FIGS. 8a and 8b, the output level of the ultrasonic transmitter and the sensitivity of the ultrasonic receiver vary greatly depending on the frequency of the signal. Therefore, by adjusting the frequency of the signal that energizes the ultrasonic transmitter, the transmission level, or sensitivity, can be adjusted. To implement this, for example, the ultrasonic emission subroutine of the above embodiment may be modified as shown in FIG. 8c. Note that in the subroutine shown in FIG. 8c, the ultrasonic transmission level is adjusted in only two stages, similar to the embodiment described above. Referring to FIG. 8c, a value (pulse width data) corresponding to the frequency is stored in the register RE, and the time corresponding to this value becomes the high level period and the low level period of the control pulse Sp. In this example, the number N is set to match the center frequency of the ultrasonic transmitter, and the number N+
γ is set to match a frequency shifted by a predetermined amount from the center frequency, so that when the sensitivity data is an even number, the ultrasonic emission level is low, and when the sensitivity data is an odd number, the ultrasonic emission level is high. In addition, in the above embodiment, the ultrasonic emission level is adjusted by adjusting the number of consecutive pulses, but it is also possible to remove a part of the central part from a predetermined number of consecutive pulses, change the interval between pulses, and change the high-level period. The ultrasonic emission level can be similarly adjusted by adjusting the duty between the low level period and the low level period. Furthermore, the adjustment may be made by combining these means, for example, pulse number adjustment and frequency adjustment. [Effects] As described above, according to the present invention, reflected waves and unnecessary waves such as direct waves can be distinguished, so there is no false detection.
Moreover, it can reliably detect objects that are located at close range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、実施例の物体検出装置を搭載した自
動車を後方から見た斜視図である。第2図は、第
1図に示す自動車の後部を示す平面図である。第
3図は、物体検出装置の概略構成を示すブロツク
図である。第4図は、第3図に示す駆動回路50
の構成を示す電気回路図である。第5図は、第3
図に示す判別回路60の構成を示す電気回路図で
ある。第6a図、第6b図、第6c図および第6
d図は、第3図に示すマイクロコンピユータ90
の概略動作を示すフローチヤートである。第7a
図は第5図に示す電気回路の各部の信号波形を示
す波形図、第7b図は付勢パルスSpのパルス数
と反射波レベルとの相関を示す波形図、第7c
図、第7d図および第7e図は、超音波の受信レ
ベルの変化例を示すタイミングチヤートである。
第8a図および第8b図は、それぞれ超音波発信
器および超音波受信器の周波数特性例を示すグラ
フ、第8c図はもう1つの実施例における超音波
発射サブルーチンのフローチヤートである。 1:自動車、2:後部バンパ、3:障害物、2
0a,30a:超音波発信器(超音波発生手段)、
20b,30b:超音波受信器(超音波受信手
段)、40:起動回路、50,70:駆動回路、
60,80:判別回路、61:狭帯域増幅器(増
幅手段)、62:可変ゲイン増幅器、63:信号
処理回路、90:マイクロコンピユータ(電子制
御手段)、111:表示器。
FIG. 1 is a perspective view of an automobile equipped with an object detection device according to an embodiment, viewed from the rear. 2 is a plan view showing the rear part of the automobile shown in FIG. 1. FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the object detection device. FIG. 4 shows the drive circuit 50 shown in FIG.
FIG. Figure 5 shows the third
FIG. 2 is an electrical circuit diagram showing the configuration of a discrimination circuit 60 shown in the figure. Figures 6a, 6b, 6c and 6
Figure d shows the microcomputer 90 shown in Figure 3.
1 is a flowchart showing a schematic operation of the Chapter 7a
The figure is a waveform diagram showing the signal waveform of each part of the electric circuit shown in Figure 5, Figure 7b is a waveform diagram showing the correlation between the number of pulses of the energizing pulse Sp and the reflected wave level, and Figure 7c is a waveform diagram showing the correlation between the number of pulses of the energizing pulse Sp and the reflected wave level.
7d and 7e are timing charts showing examples of changes in the reception level of ultrasonic waves.
FIGS. 8a and 8b are graphs showing examples of frequency characteristics of an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver, respectively, and FIG. 8c is a flowchart of an ultrasonic emission subroutine in another embodiment. 1: Car, 2: Rear bumper, 3: Obstacle, 2
0a, 30a: Ultrasonic transmitter (ultrasonic generating means),
20b, 30b: Ultrasonic receiver (ultrasonic receiving means), 40: Starting circuit, 50, 70: Drive circuit,
60, 80: Discrimination circuit, 61: Narrowband amplifier (amplification means), 62: Variable gain amplifier, 63: Signal processing circuit, 90: Microcomputer (electronic control means), 111: Display.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 超音波を発生する超音波発生手段; 前記超音波発生手段を付勢する手勢手段; 前記超音波発生手段の近傍に配置された超音波
受信手段; 前記超音波受信手段からの信号を増幅する増幅
手段;および 超音波付勢手段に印加する信号の振幅、超音波
付勢手段に印加する信号の周波数、超音波付勢手
段に印加する信号の波数、超音波付勢手段に印加
するパルス信号のデユーテイ、超音波付勢手段に
印加するパルス信号の間隔、前記増幅手段の増幅
度、および超音波の受信の有無を判別するレベ
ル、の少なくとも1つを調整する感度調整手段を
備え、検出指示があると、超音波発生手段を付勢
し、超音波の発射から受信までの時間に応じて物
体の有無および物体の検出装置との距離を判別す
るとともに、超音波発生手段を付勢してから所定
時間後の不要波検出タイミングで、前記超音波受
信手段の出力信号を監視し、このタイミングで波
検出状態ならそれが非検出になるまでの反射波の
検出を禁止し、その後で波検出状態になつたらそ
の時に得られる第1の時間データを読み、少なく
とも不要波に生じうる山と谷のレベル比以上の予
め定めた感度上げを行なつた後で再度波検出を行
ない、その結果得られる第2の時間データと前記
第1の時間データとを比較して不要波と反射波と
を識別する、電子制御手段; を備える反射型物体検出装置。 2 電子制御手段は、物体検出指示があると、最
低感度から徐々に感度を上げる、前記特許請求の
範囲第1項記載の反射型物体検出装置。 3 電子制御手段は、前記不要波検出タイミング
を検出感度に応じて設定する、前記特許請求の範
囲第1項又は第2項記載の反射型物体検出装置。
[Claims] 1. Ultrasonic wave generating means for generating ultrasonic waves; Force means for energizing the ultrasonic wave generating means; Ultrasonic wave receiving means disposed near the ultrasonic wave generating means; Said ultrasonic wave receiving means Amplifying means for amplifying the signal from; and the amplitude of the signal applied to the ultrasonic energizing means, the frequency of the signal applied to the ultrasonic energizing means, the wave number of the signal applied to the ultrasonic energizing means, and the ultrasonic energizing means. Sensitivity adjustment for adjusting at least one of the duty of the pulse signal applied to the ultrasonic wave energizing means, the interval of the pulse signal applied to the ultrasonic energizing means, the degree of amplification of the amplification means, and the level for determining whether or not ultrasonic waves are received. When a detection instruction is received, the ultrasonic generation means is activated, and the presence or absence of an object and the distance from the object detection device are determined according to the time from emission to reception of ultrasonic waves, and the ultrasonic wave generation means is provided. The output signal of the ultrasonic receiving means is monitored at an unnecessary wave detection timing a predetermined time after the means is energized, and if a wave is detected at this timing, detection of reflected waves is prohibited until it becomes non-detected. After that, when the wave detection state is reached, read the first time data obtained at that time, raise the sensitivity to a predetermined level at least higher than the peak-to-trough level ratio that can occur in unnecessary waves, and then detect waves again. electronic control means for comparing second time data obtained as a result with the first time data to identify unnecessary waves and reflected waves; 2. The reflective object detection device according to claim 1, wherein the electronic control means gradually increases the sensitivity from the lowest sensitivity upon receiving an object detection instruction. 3. The reflective object detection device according to claim 1 or 2, wherein the electronic control means sets the unnecessary wave detection timing according to detection sensitivity.
JP59060335A 1984-03-28 1984-03-28 Reflection type substance detector Granted JPS60203876A (en)

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