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JPH0432351B2 - - Google Patents
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JPH0432351B2 - - Google Patents

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JPH0432351B2
JPH0432351B2 JP61311813A JP31181386A JPH0432351B2 JP H0432351 B2 JPH0432351 B2 JP H0432351B2 JP 61311813 A JP61311813 A JP 61311813A JP 31181386 A JP31181386 A JP 31181386A JP H0432351 B2 JPH0432351 B2 JP H0432351B2
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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、接岸しようとする船舶の岸壁からの
距離、速度等を超音波により計測して、当該船舶
に通知し、適切に減速して接岸できるよう支援す
るシステムにおける超音波計測系のトラツキング
ゲート設定装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention uses ultrasonic waves to measure the distance, speed, etc. from a quay of a ship that is about to berth, and notifies the ship so that it can slow down appropriately. This invention relates to a tracking gate setting device for an ultrasonic measurement system in a system that supports berthing.

[従来の技術] この種の接岸支援システムにおいては、船舶の
接岸速度は、一般に、超音波測距計を使用して、
所定のサンプリング周期で距離を検出し、この距
離の時間変化から計測している。
[Prior Art] In this type of berthing support system, the berthing speed of a ship is generally determined using an ultrasonic range finder.
The distance is detected at a predetermined sampling period, and the distance is measured based on the change in this distance over time.

上記超音波測距計は、パルス状送信波の送信と
検出目標物からの反射波受信との時間間隔を計測
し、この時間情報から目的とする情報を得る構成
となつている。この種の計測器では、本来の受信
波の前後に、障害物、媒質の密度変化、多重反射
等によるノイズを受信することが頻繁に起きる。
The ultrasonic range finder is configured to measure the time interval between the transmission of a pulsed transmission wave and the reception of a reflected wave from a detection target, and obtain target information from this time information. In this type of measuring instrument, noise due to obstacles, medium density changes, multiple reflections, etc. is frequently received before and after the original received wave.

その一例として、超音波測距計において受信さ
れる受信波形を第7図aに示す。同図において、
の波形は送信漏れ信号分を示し、,はノイ
ズ信号分を示し、は当該超音波測距計が目標と
する測定対象物からの反射エコー信号分を示し、
は多重反射エコー分を示す。
As an example, a received waveform received by an ultrasonic range finder is shown in FIG. 7a. In the same figure,
The waveform indicates the transmission leakage signal, , indicates the noise signal, and indicates the reflected echo signal from the measurement object targeted by the ultrasonic range finder.
indicates the multiple reflection echo.

同図に示すように、目的とする反射エコー信号
の前にノイズ信号分が存在すると、超音波測
距計は、該ノイズ信号分を目的とする反射エコ
ー信号と誤認し、誤計測する。
As shown in the figure, if a noise signal exists before the target reflected echo signal, the ultrasonic range finder misidentifies the noise signal as the target reflected echo signal and makes an erroneous measurement.

こうした誤計測を防止するため、超音波測距計
では、計測の初期の時点で、目的とする反射エコ
ー信号を一度捕捉した後、ノイズ信号分を除去す
るため、上記第7図bに示すようなマスク信号に
よるマスクゲートをかけることがある。
In order to prevent such erroneous measurements, the ultrasonic range finder captures the desired reflected echo signal at the initial point of measurement and then removes the noise signal, as shown in Figure 7b above. A mask gate may be applied using a mask signal.

このマスクゲートは、目的とする反射エコー信
号の予測される受信時の直前で開き、以後の信号
成分を受信可能とするよう作用する。第7図c
は、この場合に得られる信号波形を示す。
This mask gate opens just before the expected reception of the desired reflected echo signal, and operates to enable subsequent signal components to be received. Figure 7c
shows the signal waveform obtained in this case.

また、このマスク信号は、目的とする反射エコ
ー信号の予測到来時のみマスクゲートを開き、そ
の後再び閉じるように設定されることもある。こ
の例を、第7図bにおいて破線で示す。この場
合、同図cに示す,の信号分はなくなる。
Further, this mask signal may be set so that the mask gate is opened only when the target reflected echo signal is expected to arrive, and then closed again. This example is shown in dashed lines in Figure 7b. In this case, the signal portion shown in c in the same figure disappears.

上記したマスク信号は、目標とする反射エコー
信号の移動(到来時間の移動)に同期して移動す
るように制御されるため、トラツキングゲートと
称され、常に、目標とする反射エコー信号の到来
直前で開くように制御される。
The mask signal described above is controlled to move in synchronization with the movement of the target reflected echo signal (movement of the arrival time), so it is called a tracking gate, and it always detects the arrival of the target reflected echo signal. It is controlled to open just before.

超音波測距装置等の計測器では、目標とする反
射エコー信号の前に存在するノイズ分のみが誤計
測の原因となるため、上記第7図bに示すような
マスク信号によるマスクゲートをかけることによ
り、同図cに示すような信号波形が得られ、極め
て安定に計測を行なえることが期待できる。
In measuring instruments such as ultrasonic range finders, only the noise that exists before the target reflected echo signal causes erroneous measurements, so a mask gate is applied using a mask signal as shown in Figure 7b above. As a result, a signal waveform as shown in FIG.

第8図に示す回路は、このような従来のゲート
機能を有する計測器用ノイズ除去回路の一例であ
る。このノイズ除去回路は、入力信号を増幅する
増幅器1と、マスク信号を形成するマスク信号発
生回路2と、該マスク信号を制御信号として開閉
するアナログスイツチ3とを備えて構成される。
このアナログスイツチ3は、上記第7図bに示す
マスク信号がハイレベルとなつているマスク信号
発生期間に閉となり、入力信号の出力を阻止す
る。
The circuit shown in FIG. 8 is an example of such a conventional noise removal circuit for a measuring instrument having a gate function. This noise removal circuit includes an amplifier 1 that amplifies an input signal, a mask signal generation circuit 2 that generates a mask signal, and an analog switch 3 that opens and closes using the mask signal as a control signal.
This analog switch 3 is closed during the mask signal generation period when the mask signal shown in FIG. 7b is at a high level, and prevents output of the input signal.

[発明が解決しようとする問題点] 従来のゲート設定機能は、上記したように、ノ
イズ除去について一応の効果が期待できるが、計
測の状態によつては、次のような点に問題があつ
た。
[Problems to be solved by the invention] As mentioned above, the conventional gate setting function can be expected to have some effect on noise removal, but depending on the measurement state, it may have the following problems. Ta.

即ち、計測の目標物が急激に変位する等の原因
で、第7図aにおいて波形として示す反射エコ
ー信号が、同図dに示すように、bのマスク信号
の内側(近距離側)に入つてしまうと、同図eに
示すように、出力信号波形が0、即ち、目標とす
る反射エコー信号を捕捉できないことになる。ま
た、なんらかの原因により、受信波が到達しない
ため、出力信号波形が0となることがある。
In other words, due to a sudden displacement of the measurement target, the reflected echo signal shown as a waveform in FIG. If this happens, the output signal waveform will be 0, as shown in FIG. Further, for some reason, the received wave does not arrive, so the output signal waveform may become 0.

このような場合、次回の計測時のトラツキング
ゲートの基準に今回の計測データを使用できない
ので、前々回使用した計測データを使用して次の
計測における予測到来時を算定し、これに基づい
て、トラツキングゲートを設定しなければならな
いこととなる。そのため、それだけ誤差が大きく
なり、次回の計測時にも、反射エコー信号を捕捉
できないことになるおそれがある。そして、この
ような状態を継続すればするほど、誤差が大きく
なるという悪循環に陥り、ひいては、船舶の接岸
支援にも支障を来すことになるという問題があつ
た。
In such a case, the current measurement data cannot be used as the basis for the tracking gate for the next measurement, so the predicted arrival time for the next measurement is calculated using the measurement data used the day before last, and based on this, This means that a tracking gate must be set. Therefore, the error increases accordingly, and there is a possibility that the reflected echo signal may not be captured even during the next measurement. The longer this situation continues, the more the error increases, creating a vicious cycle, which in turn poses a problem in berthing support for ships.

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたも
ので、トラツキングゲート内において反射エコー
信号を捕捉できないとき、見失つた反射エコー信
号を再捕捉して、後のトラツキングゲート設定の
基準とすることができ、トラツキングゲートの誤
差増大の悪循環を断ち切り、常に精度よくトラツ
キングゲートを設定できて、船舶の接岸支援に対
し支障を来すことのない、接岸支援システムのト
ラツキングゲート設定装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above problem, and when a reflected echo signal cannot be captured within the tracking gate, the lost reflected echo signal is recaptured and used as a reference for later tracking gate setting. A tracking gate setting device for a berthing support system that can break the vicious cycle of increased tracking gate errors, always set the tracking gate accurately, and do not interfere with ship berthing support. The purpose is to provide

[問題点を解決するための手段] 本願第1発明は、接岸しようとする船舶の岸壁
からの距離を超音波により計測して、当該船舶に
通知し、適切に減速して接岸できるよう支援する
システムにおける超音波計測系のトラツキングゲ
ート設定装置であつて、第1図に示すように、 前回までの計測値により算出された岸壁から船
舶までの距離、速度および超音波送信周期を基に
して予測到達距離を求め、該予測到達距離と音速
とから、次計測時における送信波送信後の受信波
予測到来時を算出して、該予測到来時を基準とし
て予め設定した時間幅のトラツキングゲート信号
を形成するトラツキングゲート信号形成手段と、
上記設定したトラツキングゲート内で反射波を
受波できなかつたことを検出して、受波オフ信号
を出力する受波オフ検出手段と、 上記トラツキングゲート信号を受けて、受信信
号に対しゲートを設定すると共に、上記受波オフ
信号を受けて、受信信号に対するゲートを全開す
るゲート設定手段とを備えて構成することを特徴
とする。
[Means for solving the problem] The first invention of the present application uses ultrasonic waves to measure the distance from the quay of a ship that is attempting to berth, and notifies the ship of the distance, thereby assisting the ship to appropriately slow down and berth. It is a tracking gate setting device for the ultrasonic measurement system in the system, and as shown in Figure 1, it is a tracking gate setting device for the ultrasonic measurement system. The predicted arrival distance is calculated, and the predicted arrival time of the received wave after the transmitted wave is transmitted at the next measurement time is calculated from the predicted arrival distance and the speed of sound, and a tracking gate with a preset time width is calculated based on the predicted arrival time. tracking gate signal forming means for forming a signal;
reception off detection means for detecting that the reflected wave could not be received within the tracking gate set above and outputting a reception off signal; and gate setting means for fully opening the gate for the received signal upon receiving the reception off signal.

また、本願第2発明は、第1図に示すように、
上記第1発明に、さらに別の構成要件として、船
舶の岸壁からの距離を検出して、上記トラツキン
グゲートの時間幅の広狭を変更するゲート幅変更
手段を付加することを特徴とする。
Further, the second invention of the present application, as shown in FIG.
The first aspect of the present invention is characterized in that, as a further feature, gate width changing means is added, which detects the distance of the ship from the quay and changes the time width of the tracking gate.

[作用] 上記のような構成において、トラツキングゲー
ト信号形成手段は、先ず、前回までの計測値によ
り算出された岸壁から船舶までの距離、速度およ
び超音波送信周期を基にして予測到達距離を求め
る。ここで、距離およ速度は、支援システムの計
測データ処理手段において、求めたデータをその
まま利用する。もつとも、別途計算してもよい。
予測到達距離は、船舶の速度が次計測時まで一定
であることを仮定して、速度と送信周期とから船
舶の予想移動距離を算出し、この結果と、前回計
測時の船舶の位置とから算出する。
[Function] In the above configuration, the tracking gate signal forming means first calculates the predicted travel distance based on the distance from the quay to the ship, the speed, and the ultrasonic transmission period calculated from the previous measurement values. demand. Here, for the distance and speed, the obtained data is used as is in the measurement data processing means of the support system. However, it may be calculated separately.
The predicted travel distance is calculated by calculating the expected travel distance of the ship from the speed and transmission period, assuming that the ship's speed remains constant until the next measurement, and using this result and the position of the ship at the time of the previous measurement. calculate.

予測到来時は、上記算出した予測到達距離を超
音波パルスが往復するに必要な時間を算出するこ
とにより求める。トラツキングゲート信号は、該
予測到来時を基準として、予め設定した時間幅を
考慮して設定する。即ち、算出された予測到来時
より短い時間または長い時間で到来することもあ
るため、実際のゲートは、予測到来時より設定時
間幅分短くして設定する。
The predicted arrival time is determined by calculating the time required for the ultrasonic pulse to travel back and forth based on the predicted arrival distance calculated above. The tracking gate signal is set in consideration of a preset time width based on the predicted arrival time. That is, since the gate may arrive in a shorter or longer time than the calculated predicted arrival time, the actual gate is set to be shorter than the predicted arrival time by a set time width.

この時間幅は、一定でもよいが、船舶の岸壁か
らの距離により幅を変えるとより好ましい結果を
得る。例えば、遠距離では幅を広くし、近距離で
は幅を狭くする。幅の変更は、単純には、遠距離
と近距離の2段階とすることができ、また、距離
と共に順次狭くするようにしてもよい。
Although this time width may be constant, more preferable results can be obtained if the width is varied depending on the distance of the ship from the quay. For example, make the width wider for long distances and narrower for short distances. The width can be simply changed in two stages: long distance and short distance, or it may be made to gradually become narrower as the distance increases.

トラツキングゲート信号は、例えば、受信可能
時間領域のときと、受信不可とするときとで、ハ
イ・ロウのレベルを異ならしめる構成とする。例
えば、前者のときロウレベル、後者のときハイレ
ベルとする。
The tracking gate signal is configured to have different high and low levels, for example, depending on when it is in the receivable time domain and when it is not receivable. For example, the former is set to low level, and the latter is set to high level.

受波オフ検出手段は、上記設定したトラツキン
グゲート内で反射波を受波できなかつたことを検
出して、受波オフ信号を出力する。受波オフの検
出は、支援システムのフロントエンドにおける受
信信号の有無を調べることにより行なう。
The reception off detection means detects that the reflected wave cannot be received within the tracking gate set above and outputs a reception off signal. Detection of reception off is performed by checking the presence or absence of a reception signal at the front end of the support system.

ゲート設定手段は、上記トラツキングゲート信
号を受けて、受信信号に対しゲートを設定する。
即ち、トラツキングゲート信号が受信可能時間領
域のとき、例えば、ロウレベルの間、ゲートを開
く。一方、トラツキングゲート信号が受信不可時
間領域のとき、例えば、ハイレベルの間、ゲート
を閉じる。
The gate setting means receives the tracking gate signal and sets a gate for the received signal.
That is, when the tracking gate signal is in the receivable time domain, for example, the gate is opened while the tracking gate signal is at a low level. On the other hand, when the tracking gate signal is in the unreceivable time region, for example, the gate is closed while it is at a high level.

また、ゲート設定手段は、上記受波オフ信号を
受けて、次の計測時におけるトラツキングゲート
信号が受信不可時間領域のときに、受信信号に対
するゲートを全開する。これにより、受波オフ時
の次の計測時に、新たな反射波エコーの捕捉を可
能とする。そして、以後は、この新たに捕捉した
反射波エコーを基準として、トラツキングゲート
を設定することができる。従つて、トラツキング
ゲートの精度を悪くすることがない。
Further, the gate setting means receives the receiving off signal and fully opens the gate for the received signal when the tracking gate signal at the time of the next measurement is in the unreceivable time region. This makes it possible to capture a new reflected wave echo during the next measurement when wave reception is off. Thereafter, a tracking gate can be set based on this newly captured reflected wave echo. Therefore, the accuracy of the tracking gate is not deteriorated.

[実施例] 本発明の実施例について、図面を参照して説明
する。
[Example] An example of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施例の構成> 第2図に、本発明トラツキングゲート設定装置
の一実施例の構成を示す。
<Configuration of First Embodiment> FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the tracking gate setting device of the present invention.

同図に示すトラツキングゲート設定装置は、ト
ラツキングゲート信号形成手段、ゲート幅変更手
段および受波オフ検出手段として機能するマイク
ロコンピユータ30と、ゲート設定手段40とを
備えて構成される。
The tracking gate setting device shown in the figure includes a microcomputer 30 that functions as a tracking gate signal forming means, a gate width changing means, and a reception off detection means, and a gate setting means 40.

マイクロコンピユータ30は、マイクロプロセ
ツサ31と、カウンタ32と、メモリ33と、
I/Oポート34と、これらを接続するバス35
とを備えている。I/Oポート34には、上記ゲ
ート設定手段40の他、フロントエンドの一部を
構成する受信回路50、時間計測回路60、およ
び、タイミング信号発生回路70が接続してあ
る。
The microcomputer 30 includes a microprocessor 31, a counter 32, a memory 33,
I/O port 34 and bus 35 connecting these
It is equipped with In addition to the gate setting means 40, the I/O port 34 is connected with a receiving circuit 50, a time measuring circuit 60, and a timing signal generating circuit 70, which constitute part of the front end.

ゲート設定手段40は、第3図に示すように、
トラツキングゲートを開くゲート開信号によりセ
ツトされ、該ゲートを閉じるゲート閉信号により
リセツトされるフリツプフロツプ回路41と、受
波オフ検出信号によりセツトされ、受信入力信号
によりリセツトされるフリツプフロツプ回路42
と、上記フリツプフロツプ回路41,42の出力
の論理和をとるオアゲート43と、該オアゲート
43の出力と、送信マスク信号の反転信号との論
理積をとるアンドゲート44と、該アンドゲート
44の出力と受信入力信号との論理積をとるアン
ドゲート45とを備えて構成される。このゲート
設定手段40は、アンドゲート45が受信入力信
号に対するゲートとなり、他の回路要素は、その
ためのゲート制御要素である。なお、アンドゲー
ト44に入力される送信マスク信号は、送信波送
信時およびその直後の残響時間領域における漏洩
入力による誤動作を防ぐためのマスク信号であ
る。
The gate setting means 40, as shown in FIG.
A flip-flop circuit 41 that is set by a gate open signal that opens a tracking gate and reset by a gate close signal that closes the tracking gate; and a flip-flop circuit 42 that is set by a reception off detection signal and reset by a reception input signal.
, an OR gate 43 that takes the logical sum of the outputs of the flip-flop circuits 41 and 42, an AND gate 44 that takes the logical product of the output of the OR gate 43, and the inverted signal of the transmission mask signal, and the output of the AND gate 44. and an AND gate 45 that performs logical product with the received input signal. In this gate setting means 40, an AND gate 45 serves as a gate for a received input signal, and other circuit elements are gate control elements therefor. Note that the transmission mask signal input to the AND gate 44 is a mask signal for preventing malfunctions due to leakage input in the reverberation time region during and immediately after transmission of the transmission wave.

受信回路50は、第4図に示すように、送信指
令パルス信号によりセツトされ、受信入力信号パ
ルスまたは受波オフ信号によりリセツトされるフ
リツプフロツプ回路51と、該フリツプフロツプ
回路51の出力とクロツクパルスとの論理積をと
るアンドゲート52と、受信入力信号パルスと受
波オフ信号との論理和をとるオアゲート53とを
有して構成される。
As shown in FIG. 4, the reception circuit 50 includes a flip-flop circuit 51 that is set by a transmission command pulse signal and reset by a reception input signal pulse or reception off signal, and a logic circuit between the output of the flip-flop circuit 51 and a clock pulse. It is configured to include an AND gate 52 that takes the product, and an OR gate 53 that takes the logical sum of the reception input signal pulse and the reception off signal.

時間計測回路60は、第4図に示すように、送
信指令パルスで計数を開始し、上記アンドゲート
52を介して出力されるクロツクパルスを計数す
るカウンタ61を有して構成される。
As shown in FIG. 4, the time measuring circuit 60 includes a counter 61 that starts counting with a transmission command pulse and counts clock pulses outputted via the AND gate 52.

タイミング信号発生回路70は、送信指令パル
ス信号、送信マスク信号、クロツクパルス等のタ
イミング信号を出力する。送信指令パルスは予め
設定した送信周期に従つて出力される。この送信
周期は、1種類に限らず、複数種設定でき、船舶
の位置に応じて最適の送信周期を選べる。本実施
例の場合、マイクロプロセツサ31が、計測値か
ら算出した船舶の位置が予め設定した距離圈にあ
るか否かで送信周期を選定している。例えば、送
信周期を、船舶が岸壁から30mの位置より遠いと
き、1.0秒とし、それより近い距離圏にあるとき
0.5秒としている。
The timing signal generation circuit 70 outputs timing signals such as a transmission command pulse signal, a transmission mask signal, and a clock pulse. The transmission command pulse is output according to a preset transmission cycle. This transmission cycle is not limited to one type, but can be set in multiple types, and the optimum transmission cycle can be selected according to the position of the ship. In the case of this embodiment, the microprocessor 31 selects the transmission cycle based on whether the position of the ship calculated from the measured value is within a preset distance range. For example, the transmission cycle is set to 1.0 seconds when the ship is farther than 30m from the quay, and when the ship is closer than 30m from the quay.
It is set to 0.5 seconds.

なお、フロントエンドには、図示してないが、
この他、送信波としてバーストパルスを出力する
送信器受信信号を増幅する増幅器、バーストパル
スからパルスエンベロープを取出す検波器、ノイ
ズを除去するノイズ除去回路等を有すると共に、
送受波器が接続されている。
Although not shown on the front end,
In addition, it has a transmitter that outputs burst pulses as a transmission wave, an amplifier that amplifies the received signal, a detector that extracts the pulse envelope from the burst pulse, a noise removal circuit that removes noise, etc.
The transducer is connected.

<第1実施例の作用> 上記のように構成される本実施例の作用につい
て、上記各図と、第5図および第6図とを参照し
て説明する。
<Operation of the first embodiment> The operation of the present embodiment configured as described above will be explained with reference to the above-mentioned figures and FIGS. 5 and 6.

マイクロプロセツサ31は、先ず、トラツキン
グゲート信号を設定する(ステツプ1)。この設
定は、例えば、第6図に示す手順により行なわれ
る。
The microprocessor 31 first sets a tracking gate signal (step 1). This setting is performed, for example, by the procedure shown in FIG.

即ち、マイクロプロセツサ31は、メモリ33
に格納されている前回の計測値(超音波往復所要
時間)を読み出して、該計測値と水中音速とから
対象となる船舶の距離を算出する(ステツプ11)。
メモリ33は、予め設定した領域に、時間計測回
路60から送られてくる計測値がマイクロプロセ
ツサ31により格納される。その際、その前の計
測値は、新たな計測値により更新される。
That is, the microprocessor 31 uses the memory 33
The previous measured value (time required for ultrasonic round trip) stored in is read out, and the distance to the target ship is calculated from the measured value and the underwater sound speed (step 11).
In the memory 33, the microprocessor 31 stores the measurement values sent from the time measurement circuit 60 in a preset area. At that time, the previous measured value is updated with the new measured value.

なお、本実施例では、計測値として前回値を使
用しているが、複数回の計測についての移動平均
値を計算し、この移動平均値を上記算出のための
計測値としてもよい。
Note that in this embodiment, the previous value is used as the measured value, but a moving average value for a plurality of measurements may be calculated and this moving average value may be used as the measured value for the above calculation.

次に、マイクロプロセツサ31は、上記算出さ
れた距離の数値をメモリ33の特定領域に格納す
る。その後、該距離と、超音波の送信周期とから
船舶の速度を算出する(ステツプ12)。なお、超
音波の送信周期は、定数として予めメモリまたは
プログラム中に格納しておくが、本実施例では、
メモリ33に2種の送信周期のデータが格納して
ある。従つて、ここでは、当該計測に使用された
送信周期のデータにより計算される。この送信周
期の選定については後述する。
Next, the microprocessor 31 stores the calculated distance value in a specific area of the memory 33. Thereafter, the speed of the ship is calculated from the distance and the transmission period of the ultrasonic waves (step 12). Note that the ultrasonic transmission cycle is stored in advance as a constant in memory or in a program, but in this example,
The memory 33 stores data for two types of transmission cycles. Therefore, here, it is calculated based on the data of the transmission cycle used for the measurement. The selection of this transmission cycle will be described later.

次に、マイクロプロセツサ31は、上記算出さ
れた速度と、次の計測時の送信周期とから船舶の
予測移動距離を求め、この予測移動距離と、上記
メモリ33に格納されている算出距離とから予測
到達距離(船舶と岸壁との距離)を計算する(ス
テツプ13〜16)。
Next, the microprocessor 31 calculates the predicted moving distance of the ship from the above-mentioned calculated speed and the transmission cycle at the next measurement, and combines this predicted moving distance with the calculated distance stored in the above-mentioned memory 33. Calculate the predicted reach distance (distance between the ship and the quay) from (Steps 13 to 16).

この場合、マイクロプロセツサ31は、先ず、
前回の計測による船舶の岸壁からの距離が、予め
設定した近距離圏であるか否かを判断し(ステツ
プ13)、その結果により、予めメモリ33に設定
してある2種の送信周期から対応するものを選択
して(ステツプ14a,14b)、船舶の予測移動距離
を求める(ステツプ15a,15b)。この予測移動距
離に基づいて、予測到達距離を計算する(ステツ
プ16)。
In this case, the microprocessor 31 first
It is determined whether the distance from the ship's quay according to the previous measurement is within the preset short range (step 13), and based on the result, one of the two types of transmission cycles preset in the memory 33 is selected. (steps 14a, 14b), and calculate the predicted travel distance of the ship (steps 15a, 15b). A predicted travel distance is calculated based on this predicted travel distance (step 16).

また、この時、船舶が近距離圏に進入して、前
回と異なる送信周期が選択されることとなると、
タイミング信号発生回路に対して、送信周期の変
更を指令する(ステツプ17)。
Also, at this time, if the ship enters a short distance area and a different transmission cycle than the previous one is selected,
A command is given to the timing signal generation circuit to change the transmission cycle (step 17).

さらに、この予測到達距離の計算結果と音速と
により、次の送信時における超音波パルスの往復
所要時間を計算して、受信波予測到来時を求める
(ステツプ17)。
Furthermore, based on the calculation result of the predicted travel distance and the speed of sound, the round trip time required for the ultrasonic pulse at the time of next transmission is calculated to determine the predicted arrival time of the received wave (step 17).

マイクロプロセツサ31は、上記受信波予測到
来時を中心として、一定の幅でゲート開タイミン
グと閉タイミングとを設定することによりトラツ
キングゲートを形成する(ステツプ18)。この幅
は、受信波予測到来時の前後に各々許容幅として
設定される。本実施例では、前後対称に設定して
あるが、必ずしも対称とする必要はない。
The microprocessor 31 forms a tracking gate by setting gate open timing and gate close timing with a constant width around the predicted arrival time of the received wave (step 18). This width is set as an allowable width before and after the predicted arrival of the received wave. In this embodiment, the front and back are set to be symmetrical, but it does not necessarily have to be symmetrical.

この許容幅は、本実施例では、船舶の位置が上
記の近距離圏の内外いずれかで異なるようにして
ある。即ち、遠距離圏では、船舶の速度が大きい
もので、誤差が大きくなりやすく、対応して許容
幅も大きく設定しておく。一方、近距離圏では、
船舶の速度が小さいことと、誤計測の影響が大き
いことから、許容幅を狭く設定しておく。
In this embodiment, this allowable width is made to differ depending on whether the position of the ship is inside or outside the above-mentioned short distance range. That is, in a long-distance area, where the speed of the ship is high, the error tends to be large, and the allowable range is correspondingly set large. On the other hand, in a short distance area,
Because the speed of the ship is low and the influence of erroneous measurements is large, the allowable range is set narrowly.

この許容幅を考慮すると、ゲート開タイミング
は、許容幅が大きくなるほど、送信後、短時間で
ゲートが開くようになる。
Considering this permissible width, the larger the permissible width is, the shorter the gate will open after transmission.

上記設定されたトラツキングゲートの設定数値
は、メモリ33の予め設定した領域に格納してお
く。なお、本実施例では、このゲートの設定値
は、後述するカウンタ32の計数値に対応する数
値により目標値として設定しておく。そして、マ
イクロプロセツサ31は、カウンタ32をリセツ
トし、新たな計数の準備を行なう。以上の処理
は、前回の計測終了後に行なう。
The set numerical value of the tracking gate set above is stored in a preset area of the memory 33. In this embodiment, the set value of this gate is set as a target value by a numerical value corresponding to the counted value of the counter 32, which will be described later. The microprocessor 31 then resets the counter 32 and prepares for a new count. The above processing is performed after the previous measurement is completed.

この後、マイクロプロセツサ31は、タイミン
グ信号発生回路70から送信指令パルスが入力し
た時、カウンタ32にクロツクイネーブルを送
り、マイクロプロセツサ31内部のクロツク発振
器(図示せず)からりクロツクの計数を開始させ
る(ステツプ2)。
Thereafter, when the transmission command pulse is input from the timing signal generation circuit 70, the microprocessor 31 sends a clock enable signal to the counter 32, and the clock oscillator (not shown) inside the microprocessor 31 starts counting clocks. (Step 2).

ついで、計数値が目標値(超音波パルス送信
後、トラツキングゲート開タイミングに至る時
間)に達したか否かを調べ(ステツプ3)、目標
値に達していないときは、このステツプを繰り返
す。目標値に達したときは、ゲート開信号を出力
する(ステツプ4)。
Next, it is checked whether the count value has reached the target value (the time from transmitting the ultrasonic pulse to the tracking gate opening timing) (step 3), and if it has not reached the target value, this step is repeated. When the target value is reached, a gate open signal is output (step 4).

この後、マイクロプロセツサ31は、カウンタ
32をリセツトすると共に、クロツクイネーブル
を送り、マイクロプロセツサ31内部のクロツク
発振器(図示せず)からのクロツクの計数を開始
される(ステツプ5)。
After this, the microprocessor 31 resets the counter 32 and sends a clock enable signal to start counting clocks from a clock oscillator (not shown) inside the microprocessor 31 (step 5).

次に、マイクロプロセツサ31は、上記受信回
路のフリツプフロツプ回路51の出力レベルを調
べて、受信信号有無を検出する。受信信号がある
場合には、ステツプ9に移る。一方、受信信号が
ない場合には、ステツプ7に移る。該ステツプ7
では、計数値が目標値(トラツキングゲート開タ
イミングから閉タイミングに至る時間)に達した
か否かを調べる。目標値に達するまでは、ステツ
プ6に戻る。この後、受信信号が入力するか、計
数値が目標値に達するまで、ステツプ6,7を繰
り返す。
Next, the microprocessor 31 checks the output level of the flip-flop circuit 51 of the receiving circuit to detect the presence or absence of a received signal. If there is a received signal, proceed to step 9. On the other hand, if there is no received signal, the process moves to step 7. Step 7
Now, it is checked whether the count value has reached the target value (the time from the tracking gate opening timing to the tracking gate closing timing). The process returns to step 6 until the target value is reached. Thereafter, steps 6 and 7 are repeated until a received signal is input or the count value reaches the target value.

この状態で、受信信号が入力せずに、計数値が
目標値に達したときは、マイクロプロセツサ31
は、受波できなかつたと判断して、受波オフ信号
を出力し(ステツプ8)、引続いてゲート閉信号
を出力する(ステツプ9)。
In this state, when the count value reaches the target value without receiving a received signal, the microprocessor 31
determines that the wave cannot be received and outputs a reception off signal (step 8), followed by a gate close signal (step 9).

一方、計数値が目標値に達する前に、受信信号
が入力したときは、ゲート閉信号を出力する(ス
テツプ9)。
On the other hand, if the received signal is input before the count value reaches the target value, a gate close signal is output (step 9).

本実施例によれは、上記のようにして、トラツ
キングゲート信号が形成される。このゲート信号
によるトラツキングゲートの設定は、第3図に示
す回路により行なわれる。
According to this embodiment, the tracking gate signal is formed as described above. Setting of the tracking gate using this gate signal is performed by the circuit shown in FIG.

同図において、まず、フリツプフロツプ回路4
1および42が共にリセツト状態であるとき、オ
アゲート43の出力はロウレベル状態にある。従
つて、アンドゲート44の出力がロウレベルとな
り、アンドゲート45が閉状態のままで、受信入
力信号の入力が阻止される。
In the figure, first, the flip-flop circuit 4
When both 1 and 42 are in the reset state, the output of OR gate 43 is at a low level. Therefore, the output of the AND gate 44 becomes low level, the AND gate 45 remains closed, and the input of the received input signal is blocked.

次に、上記したようにマイクロプロセツサ31
からI/Oポート34を介してゲート開信号が出
力されると、フリツプフロツプ回路41がセツト
される。この時、送信マスク信号がロウレベルで
あれば、アンドゲート44の出力がハイレベルと
なり、アンドゲート45のゲートが受信入力信号
を入力可能とする。この状態で、受信信号が入力
すると、アンドゲート45の出力がハイレベルと
なる。
Next, as described above, the microprocessor 31
When a gate open signal is output from the I/O port 34, the flip-flop circuit 41 is set. At this time, if the transmission mask signal is at a low level, the output of the AND gate 44 becomes a high level, and the gate of the AND gate 45 enables input of the reception input signal. In this state, when a received signal is input, the output of the AND gate 45 becomes high level.

一方、上記マイクロプロセツサ31からゲート
閉信号が出力されると、フリツプフロツプ回路4
1がリセツトされ、その出力がロウレベルとな
り、アンドゲート45のゲートを閉じることとな
る。
On the other hand, when the gate close signal is output from the microprocessor 31, the flip-flop circuit 4
1 is reset, its output becomes low level, and the gate of AND gate 45 is closed.

上記のようにしてトラツキングゲートが設定さ
れると、受信回路50のフリツプフロツプ回路5
1は、送信指令パルスによりセツトされて、ハイ
レベルとなり、アンドゲート52のゲートを開
き、クロツクパルスの入力を可能とする。これに
より、時間計測回路60のカウンタ61におい
て、超音波パルス送信から反射波受信までの所要
時間を計測する。
When the tracking gate is set as described above, the flip-flop circuit 5 of the receiving circuit 50
1 is set by the transmission command pulse and becomes high level, opening the AND gate 52 and allowing input of the clock pulse. As a result, the counter 61 of the time measurement circuit 60 measures the time required from transmitting the ultrasonic pulse to receiving the reflected wave.

ここで、ある送信周期のとき、受波オフ信号が
出力されると、この信号によりフリツプフロツプ
回路42がセツトされる。この時、第4図に示す
フリツプフロツプ51がリセツトされ、時間計測
が停止される。なお、この時、時間計測回路で計
測された結果は、無意味であるから、計測値とし
て採用されない。
Here, when a reception off signal is output during a certain transmission period, the flip-flop circuit 42 is set by this signal. At this time, the flip-flop 51 shown in FIG. 4 is reset and time measurement is stopped. Note that at this time, the results measured by the time measurement circuit are meaningless and are therefore not adopted as measurement values.

このような状態で次の送信サイクルに進むと、
フリツプフロツプ回路42がセツト状態にあるの
で、アンドゲート44の一方の入力にはハイレベ
ル信号が入力されている。しかし、送信マスク信
号が入力している間は、反転されて、ロウレベル
入力となつているので、アンドゲート44の出力
はロウレベルである。送信マスク信号がロウレベ
ルに転じた時点から、アンドゲート44の出力が
ハイレベルとなり、受信信号が入力可能となる。
従つて、以後、何等かの信号が入力すれば、受信
回路で受信されることとなる。
If you proceed to the next transmission cycle in this state,
Since the flip-flop circuit 42 is in the set state, one input of the AND gate 44 receives a high level signal. However, while the transmission mask signal is being input, it is inverted and input at a low level, so the output of the AND gate 44 is at a low level. From the time the transmission mask signal changes to low level, the output of the AND gate 44 becomes high level, and the reception signal can be input.
Therefore, if any signal is input from now on, it will be received by the receiving circuit.

このようにして、反射波が受信されると、時間
計測回路60での計測結果を使用して、次の送信
サイクルにおけるトラツキングゲートの設定を行
なう。
In this way, when the reflected wave is received, the measurement result by the time measurement circuit 60 is used to set the tracking gate for the next transmission cycle.

<実施例の変形> 上記実施例では、トラツキングゲートを設定す
る際の許容幅を、船舶の岸壁からの距離の遠近に
より異ならせている例を示したが、距離によら
ず、一定としてもよい。また、遠近に2段階に限
らず、さらに、許容幅の広狭を細かく変更しても
よい。
<Modification of the embodiment> In the above embodiment, an example was shown in which the allowable width when setting the tracking gate is varied depending on the distance from the quay of the ship, but even if it is constant regardless of the distance good. In addition, the distance is not limited to two levels, and the allowable width may be finely changed.

[発明の効果] 以上説明したように本発明は、トラツキングゲ
ート内において反射エコー信号を捕捉できないと
き、見失つた反射エコー信号を再捕捉して、後の
トラツキングゲート設定の基準とすることがで
き、トラツキングゲートの誤差増大の悪循環を断
ち切り、常に精度よくトラツキングゲートを設定
できて、船舶の接岸支援に対し支障を来すことの
ない、接岸支援システムのトラツキングゲートの
設定ができる効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention is capable of re-capturing the lost reflected echo signal when it is not possible to capture the reflected echo signal within the tracking gate, and using it as a reference for later setting of the tracking gate. It is possible to break the vicious cycle of increased tracking gate errors, to always set the tracking gate accurately, and to set the tracking gate of the berthing support system without interfering with ship berthing support. effective.

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

第1図は本発明接岸支援システムのトラツキン
グゲート設定装置の構成を示すブロツク図、第2
図は本発明トラツキングゲート設定装置の一実施
例の構成を示すブロツク図、第3図は上記実施例
に使用するゲート設定手段の構成の一例を示す回
路図、第4図は上記実施例に使用する受信回路お
よび時間計測回路の構成例を示す回路図、第5図
は上記実施例の作用を示すフロチヤート、第6図
は該フローチヤートの細部を示すフローチヤー
ト、第7図は従来の計測器用ノイズ除去回路の作
用を示す波形図、第8図は従来の計測器用ノイズ
除去回路を示すブロツク図である。 30……マイクロコンピユータ、31……マイ
クロプロセツサ、32,61……カウンタ、33
……メモリ、34……I/Oポート、40……ゲ
ート設定手段、50……受信回路、60……時間
計測回路、70……タイミング信号発生回路、4
1,42,51……フリツプフロツプ回路、4
3,53……オアゲート、44,45,52……
アンドゲート。
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of the tracking gate setting device of the berthing support system of the present invention;
The figure is a block diagram showing the structure of one embodiment of the tracking gate setting device of the present invention, FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the structure of the gate setting means used in the above embodiment, and FIG. A circuit diagram showing an example of the configuration of a receiving circuit and a time measuring circuit to be used, FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the above embodiment, FIG. 6 is a flowchart showing details of the flowchart, and FIG. 7 is a conventional measurement FIG. 8 is a waveform diagram showing the operation of the dexterity noise removal circuit, and FIG. 8 is a block diagram showing the conventional noise removal circuit for measuring instruments. 30... Microcomputer, 31... Microprocessor, 32, 61... Counter, 33
... Memory, 34 ... I/O port, 40 ... Gate setting means, 50 ... Receiving circuit, 60 ... Time measurement circuit, 70 ... Timing signal generation circuit, 4
1, 42, 51...Flip-flop circuit, 4
3,53...Orgate, 44,45,52...
And gate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 接岸しようとする船舶の岸壁からの距離を超
音波により計測して、当該船舶に通知し、適切に
減速して接岸できるよう支援するシステムにおけ
る超音波計測系のトラツキングゲート設定装置で
あつて、 前回までの計測値により算出された岸壁から船
舶までの距離、速度および超音波送信周期を基に
して予測到達距離を求め、該予測到来距離と音速
とから、次計測時における送信波送信後の受信波
予測到来時を算出して、該予測到来時を基準とし
て予め設定した時間幅のトラツキングゲート信号
を形成するトラツキングゲート信号形成手段と、 上記設定したトラツキングゲート内で反射波を
受波できなかつたことを検出して、受波オフ信号
を出力する受波オフ検出手段と、 上記トラツキングゲート信号を受けて、受信信
号に対しゲートを設定すると共に、上記受波オフ
信号を受けて、受信信号に対するゲートを全開す
るゲート設定手段とを備えて構成することを特徴
とする接岸支援システムのトラツキングゲート設
定装置。 2 接岸しようとする船舶の岸壁からの距離を超
音波により計測して、当該船舶に通知し、適切に
減速して接岸できるよう支援するシステムにおけ
る超音波計測系のトラツキングゲート設定装置で
あつて、 前回までの計測値により算出された岸壁から船
舶までの距離、速度および超音波送信周期を基に
して予測到達距離を求め、該予測到達距離と音速
とから、次計測時における送信波送信後の受信波
予測到来時を算出して、該予測到来時を基準とし
て予め設定した時間幅のトラツキングゲート信号
を形成するトラツキングゲート信号形成手段と、 船舶の岸壁からの距離を検出して、上記トラツ
キングゲートの時間幅の広狹を変更するゲート幅
変更手段と、 上記設定したトラツキングゲート内で反射波を
受波できなかつたことを検出して、受波オフ信号
を出力する受波オフ検出手段と、 上記トラツキングゲート信号を受けて、受信信
号に対しゲートを設定すると共に、上記受波オフ
信号を受けて、受信信号に対するゲートを全開す
るゲート設定手段とを備えて構成することを特徴
とする接岸支援システムのトラツキングゲート設
定装置。
[Claims] 1. Tracking of an ultrasonic measurement system in a system that uses ultrasonic waves to measure the distance of a ship attempting to berth from a quay, notifies the ship, and supports the ship to appropriately decelerate and berth. This is a gate setting device that calculates the predicted arrival distance based on the distance from the quay to the ship calculated from the previous measurement values, the speed, and the ultrasonic transmission cycle, and then calculates the next measurement based on the predicted arrival distance and sound speed. a tracking gate signal forming means for calculating a predicted arrival time of a received wave after transmission of a transmitted wave at a given time, and forming a tracking gate signal having a preset time width based on the predicted arrival time; Receiving off detection means for detecting that the reflected wave could not be received within the gate and outputting a receiving off signal; receiving the tracking gate signal and setting a gate for the received signal; A tracking gate setting device for a berthing support system, comprising gate setting means for fully opening a gate for the received signal in response to the reception off signal. 2. A tracking gate setting device for an ultrasonic measurement system in a system that measures the distance from a quay of a vessel attempting to berth using ultrasonic waves, notifies the vessel, and assists the vessel in appropriately decelerating and berthing. , Calculate the predicted travel distance based on the distance from the quay to the ship, the speed, and the ultrasonic transmission cycle calculated from the previous measurement values, and use the predicted travel distance and sound speed to determine the distance after transmitting waves at the time of the next measurement. a tracking gate signal forming means for calculating a predicted arrival time of a received wave and forming a tracking gate signal having a preset time width based on the predicted arrival time; detecting a distance from a quay of a ship; Gate width changing means for changing the time width of the tracking gate; and a wave receiving unit for detecting that the reflected wave cannot be received within the set tracking gate and outputting a reception off signal. and gate setting means for receiving the tracking gate signal and setting a gate for the received signal, and for receiving the receiving off signal and fully opening the gate for the received signal. A tracking gate setting device for a berthing support system featuring:
JP31181386A 1986-12-27 1986-12-27 Tracking gate setting system for berthing support system Granted JPS63167289A (en)

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JPS63167289A JPS63167289A (en) 1988-07-11
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