(57)【要約】  【課題】  例えば建設・土木作業における重機車両と周辺作業員との接触事故を防止する目的で使用され、親子局間の危険を検出する超音波送受信装置において、複数の親局が存在する場合においても、各親局において不規則な警報を発生することのないようにする。  【解決手段】  発振局３から所定の周期で電波が送信され、各親局１の電波受信手段においてこの電波が受信されると、各親局１は、この電波受信タイミングに基づいた送信タイミングで、第１の超音波を送信する。こうして、すべての親局１の第１の超音波の送信タイミングはほぼ同期がとられることとなる。親局１からの第１の超音波に応答して子局２から第２の超音波が送信される。この第２の超音波を親局１が受信する際に、その第２の超音波は他の親局１の第１の超音波に応答して子局２が送信したものであったとしても、それは、他の親局１からのほぼ同期した第１の超音波に応答したものであるため、不規則な警報の発生を防ぐことができる。【選択図】  図１
2005164441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の超音波を危険領域をカバーするように送信する第１送信センサと、第１の周波数と異なる周波数の第２の超音波を受信する第１受信センサと、制御回路とを備えた複数の親局と、
親局から送信された第１の超音波を受信するための第２受信センサと、前記第２の超音波を送信する第２送信センサと、第１の超音波を受信したときに第２送信センサに第２の超音波を送信させる応答回路とを備えた子局と、
所定の周期で電波を送信する電波送信手段を備えた発振局と、からなり、
前記親局は、さらに発振局からの電波を受信する電波受信手段を備え、前記親局の送信センサは、前記電波を受信したタイミングに基づき第１の超音波を送信し、前記親局の制御回路は、第１の超音波の送信から第２の超音波の受信までの時間差から子局が前記危険領域に存在するかどうかを検出することを特徴とする親子局危険検出超音波送受信装置。
【請求項２】
親局は子局が前記危険領域に存在すると検出した場合に、第３の超音波を送信し、子局の応答回路は、第１の超音波と第３の超音波の選別を行い、この第３の超音波の受信に基づき危険領域に存在することを検出することを特徴とする請求項１記載の親子局危険検出超音波送受信装置。
【請求項３】
前記発振局は、標準電波発信局またはＧＰＳ衛星であることを特徴とする請求項１または２記載の親子局危険検出超音波送受信装置。
【請求項４】
前記各親局は、所定の周期で電波を送信すると共に電波を受信する電波送受信手段を備えており、いずれかの親局に備えられた電波送受信手段が他のいずれかの親局に対する前記発振局となることを特徴とする請求項１または２記載の親子局危険検出超音波送受信装置。
【請求項５】
前記電波送受信手段は発振局を決めるための情報を包含する電波を送信し、その電波を受信する他の親局の電波送受信手段は、該送信された電波に包含された発振局を決めるための情報から予め定められた規則に基づき送信元の親局の電波送受信手段が発振局となるかどうかを判定することを特徴とする請求項４記載の親子局危険検出超音波送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建設・土木作業における重機車両と周辺作業員との接触事故を防止する目的等で使用され、親子局間の危険を検出する超音波送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設・土木作業において使用されている親子局危険検出超音波送受信装置としては、親局が、第１送信センサ、第１受信センサ、制御回路及び第１警報装置を備え、子局が、第２受信センサ、第２送信センサ、応答回路及び第２警報装置を備えており、親局は例えば重機車両に設置され、子局は作業員のヘルメット、ベスト等に設置されるものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００３】
例えば特許文献２に記載の親子局危険検出超音波送受信装置では、親局の第１送信センサが第１の超音波を危険領域をカバーするように送信し、子局の第２受信センサが第１の超音波を受信すると第２送信センサが第２の超音波を送信し、親局の第１受信センサが第２の超音波を受信し、子局が危険領域に存在すると検出した場合に親局は第３の超音波を送信する。子局で受信された第３の超音波は、子局の選別回路で第１の超音波か第３の超音波かが選別される。子局は、第３の超音波を受信したことを選別することで、自分が危険領域に存在することを検出して、警報作動信号を出力するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１２２８５号公報
【特許文献２】特許第３２０２８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の装置は、通常、親局が設置された１つの重機車両の周りで、子局が設置された複数の作業員が作業をしている状況において使用されることが多いが、親局が設置された複数の重機車両が互いに近くで作業している場合には、それぞれが別々に非同期で第１の超音波を送信しているために、ある親局から送信された第１の超音波に対して子局が応答して送信した第２の超音波が、別の親局によっても受信されてしまい、そのタイミングによっては別の親局にとっての危険領域に対応し、子局が実際には危険領域に存在しないにもかかわらず、不規則に警報を発生するおそれがあるという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、その目的は、複数の親局が存在する場合においても、各親局において不規則に警報を発生することなく、各親局の危険領域に子局が存在することをより正確に検出することができる親子局危険検出超音波送受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、第１の超音波を危険領域をカバーするように送信する第１送信センサと、第１の周波数と異なる周波数の第２の超音波を受信する第１受信センサと、制御回路とを備えた複数の親局と、
親局から送信された第１の超音波を受信するための第２受信センサと、前記第２の超音波を送信する第２送信センサと、第１の超音波を受信したときに第２送信センサに第２の超音波を送信させる応答回路とを備えた子局と、
所定の周期で電波を送信する電波送信手段とを備えた発振局と、からなり、
前記親局は、さらに発振局からの電波を受信する電波受信手段を備え、前記親局の送信センサは、前記電波を受信したタイミングに基づき第１の超音波を送信し、前記親局の制御回路は、第１の超音波の送信から第２の超音波の受信までの時間差から子局が前記危険領域に存在するかどうかを検出することを特徴とする。
【０００８】
発振局から所定の周期で電波が送信され、各親局において受信されると、各親局は、この電波受信タイミングに基づいた送信タイミングで、第１の超音波を送信する。これにより、すべての親局の第１の超音波の送信タイミングはほぼ同期がとられる。親局からの第１の超音波に応答して子局から送信される第２の超音波を親局が受信する際に、その第２の超音波は他の親局の第１の超音波に応答して子局が送信したものであったとしても、それは、他の親局からのほぼ同期した第１の超音波に応答しているものであるため、不規則に発生しているものではない。よって、その親局の第１の超音波の送信から第２の超音波の受信までの時間差に基づいて子局が危険領域に存在するかどうかを判断する際に、従来よりも正確に判断することができ、不規則な警報の発生を防ぐことができる。
【０００９】
尚、親局の第１の超音波の送信タイミングとしては、電波を受信したタイミング毎に第１の超音波を送信してもよいが、これに限らず、電波を受信したタイミングに基づき親局で所定の周期で第１の超音波を送信し、次の電波を受信するまで、その所定の周期で第１の超音波を送信するようにしてもよく、後者は、電波の送信周期が、親局から第１の超音波を送信するべき周期よりも長いときに、有効である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、親局は子局が前記危険領域に存在すると検出した場合に、第３の超音波を送信し、子局の応答回路は、第１の超音波と第３の超音波の選別を行い、この第３の超音波の受信に基づき危険領域に存在することを検出することを特徴とする。これにより、子局は、第３の超音波を受信したことを選別することで、自分が危険領域に存在することを認識することができる。従って、必要に応じて警報作動信号を出力することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の前記発振局が、標準電波発信局またはＧＰＳ衛星であることを特徴とする。このような汎用の発振局を用いることにより、発振局の設置の手間が省け、簡易に構成することができ、確実に電波を受信することができる。この場合、発振局から送信される電波は、時刻情報が包含された電波とすることができる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の前記各親局が、所定の周期で電波を送信すると共に電波を受信する電波送受信手段を備えており、いずれかの親局に備えられた電波送受信手段が他のいずれかの親局に対する前記発振局となることを特徴とする。このようにすべての親局に電波送受信手段を備えておくことにより、別途の発振局の設置の手間が省け、どのような状況でも複数の親局の中のいずれかの親局の電波送受信手段が他のいずれかの親局に対する発振局となることができる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の前記電波送受信手段が発振局を決めるための情報を包含する電波を送信し、その電波を受信する他の親局の電波送受信手段は、該送信された電波に包含された発振局を決めるための情報から予め定められた規則に基づき送信元の親局の電波送受信手段が発振局となるかどうかを判定することを特徴とする。複数の親局の相対位置関係がどのように変化しても、発振局を決めるための情報から予め定められた規則に基づき、発振局を決めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、親局は、電波受信タイミングに基づいた送信タイミングで、第１の超音波を送信するようにしているため、すべての親局の第１の超音波の送信タイミングの同期をほぼとることができるようになり、従って、親局からの第１の超音波に応答して子局から送信される第２の超音波を親局が受信する際に、その第２の超音波は他の親局の第１の超音波に応答するものであったとしても、それは、他の親局からのほぼ同期した第１の超音波に応答しているものであるため、不規則に発生しているものではなくなり、不規則な警報の発生を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は本発明の親子局危険検出超音波送受信装置が適用される現場の一例を表す説明図であり、図２は本発明の実施形態に係る親子局危険検出超音波送受信装置の全体ブロック図である。図において、従来例と同様に、親局１は例えば重機車両のような移動体に設置され、子局２は作業員のヘルメット、ベスト等に設置される。親局１が設置される移動体は複数存在し、該複数の親局１は互いに、同一の子局２からの超音波を受信することができる近距離範囲内に接近することがあるものとする。
【００１７】
親局１は、送信センサ１１、受信センサ１２、送信センサ１１及び受信センサ１２の制御を行う制御回路１３、警報装置１４及び電波受信部（電波受信手段）１５を備える。送信センサ１１及び受信センサ１２は、必要に応じて複数個のセンサからなり、全センサで形成される音場がその移動体の危険領域をカバーするように配置される。
【００１８】
一方の子局２は、受信センサ１６、送信センサ１７、応答回路１８及び警報装置１９を備える。子局２の受信センサ１６及び送信センサ１７も、必要に応じて複数個のセンサからなり、作業員がどのような姿勢にあっても親局１からの超音波を受信することができるように配置される。応答回路１８は受信センサ１６、送信センサ１７を制御し、親局からの超音波を受信したときに送信センサに第２の超音波を送信させるものである。
【００１９】
親局１及び子局２とは別に発振局３が備えられる。発振局３は、現場において固定的に設置されるか、または親局１が設置される重機車両または別の移動体に設置されていてもよい。発振局３は、周期Ｔ毎の基準パルスを発振する発振器を有する送信機１００と、該送信機１００からの信号を電波パルスに変換して送信する送信アンテナ１０２とからなる電波送信手段、を備えている。
【００２０】
親局１の制御回路１３と電波受信部１５の詳細ブロック図を図３に示す。電波受信部１５は、前記送信アンテナ１０２からの電波パルスを受信する受信アンテナ１２０と、該受信アンテナ１２０からの信号から基準パルスを出力する受信機１２２と、を備える。受信機１２２からの基準パルスは、制御回路１３の送信パルス発生回路２２に送られる。
【００２１】
送信パルス発生回路２２では、前記受信機１２２からの基準パルスと周波数ｆ１の基準発信器２４から基準パルスのタイミング毎に周波数ｆ１の送信信号を発生し、この送信信号が増幅回路２３で増幅されて送信センサ１１を駆動する。帯域通過フィルタ／ＡＭＰ２５は、受信センサ１２からの受信信号を受けて、周波数ｆ２を中心とする周波数帯域の信号をろ波して、距離測定ゲート回路２７へと送るものである。また、遅延回路２６は、受信機１２２からの基準パルスを受けて所定時間遅延された信号を出力し、距離測定ゲート回路２７へと送る。距離測定ゲート回路２７は、遅延回路２６からの信号に基づいて、危険距離、注意距離等の監視距離に対応する数種類のゲート信号を作る。信号判別回路２８では、帯域通過フィルタ／ＡＭＰ２５からの信号に対してシュレシホールド値との比較、信号幅の所定値との比較等を行ってノイズカットをすると共に、これらの通過信号と距離測定ゲート回路２７からのゲート信号とのＡＮＤを取り、このＡＮＤ信号を警報信号出力回路２９へと送る。警報信号出力回路２９では、出力されたゲートから子局との距離に関する情報を得て、危険距離、注意距離等の危険度に応じて警報音の周波数や、警報音のインターバルを分別して警報音発生信号を出力する。警報音発生信号の他、警報表示発生信号及び制御用外部出力信号を含む警報作動信号が生成されて、警報装置１４及び外部へと出力される。同時に警報信号出力回路２９は遅延回路３０へも警報作動信号を送る。遅延回路３０では、所定時間（ｔ３）遅延された信号を出力し、確認信号生成回路３１は遅延回路３０からの信号でトリガ信号を送信パルス発生回路２２へと送る。
【００２２】
図２に戻り、警報装置１４は、前記警報音発生信号を受けて警報音を発生し、警報表示発生信号を受けて警報表示を行い、重機車両運転者に危険を喚起する。また、制御用外部出力信号を重機車両の駆動回路に入力して、重機車両の作動を停止させることもできる。但し、監視距離は１種類とし、警報音も１種類とすることもできる。
【００２３】
子局２の応答回路１８の詳細ブロック図を図４に示す。図４において、帯域通過フィルタ／ＡＭＰ４２は、受信センサ１６からの受信信号を受けて、周波数ｆ１を中心とする周波数帯域の信号を通過して、信号判別回路４３へと送るものである。信号判別回路４３は、シュレシホールド値との比較、信号幅の所定値との比較等を行ってノイズカットを行い、通過した信号を信号選別回路４４へと送る。信号選別回路４４では、親局１からの超音波が第１の超音波か第３の超音波かの選別を行い、第１の超音波であるときには返信パルス発生回路４７に信号を送り、第３の超音波であるときには警報信号出力回路４５へ信号を送るものである。
【００２４】
信号選別回路４４は、図５に示したように、信号判別回路４３からの第１の超音波の受信信号に基づいて、所定時間（ｔ２＋ｔ３）遅延された確認ゲート信号を生成する確認ゲート信号生成回路５０と、信号判別回路４３からの第１の超音波の受信信号に基づいて所定時間（ｔ２）遅延されたトリガ信号を生成して、返信パルス発生回路４７へと送る返信信号生成回路５１と、確認ゲート信号と信号判別回路４３からの信号のＡＮＤをとるＡＮＤゲート５２とを備える。
【００２５】
返信パルス発生回路４７では、信号選別回路４４からのトリガパルスを受けて、基準発信器４６から周波数ｆ２の返信信号を発生し、この返信信号が増幅回路４８で増幅されて送信センサ１７を駆動するようになっている。
【００２６】
以上のように構成された親子局危険検出超音波送受信装置の送信及び受信のタイミングを図６に基づいて説明する。
【００２７】
まず、発振局３の送信アンテナ１０２からは周期Ｔ毎に電波パルスＯが送信されて（図６（ａ））、各親局１の受信アンテナ１２０によって受信される。このとき、すべての親局１は同時とみなせるタイミングで電波パルスを受信する。そして、この電波パルスをトリガとして、各親局１の送信センサ１１から周波数ｆ１でパルス幅ｗ１の第１の超音波が送信される。この親局１の第１の超音波のための送信信号をＭＴ１で表す。第１の超音波は、親局１と子局２の距離に比例した伝搬時間ｔ１だけ遅れて子局２により受信される。この受信信号をＲＲ１で表す。ＲＲ１の受信から子局２は、信号の残響や干渉を避けるために信号選別回路４４で設定される遅延時間ｔ２を経た後に周波数ｆ２でパルス幅ｗ２の第２の超音波を親局１に対して返信する。この第２の超音波のための返信信号をＲＴ１で表す。第２の超音波は伝搬時間ｔ１だけ遅れて親局１により受信される。この受信信号をＭＲ１で表す。
【００２８】
この受信信号ＭＲ１は、距離測定ゲート回路２７で設定された監視距離に対応する監視ゲート信号（尚、ここでは危険距離、注意距離のそれぞれの距離に対応するゲート信号を代表して監視ゲート信号として表す）（図６（ｄ））とのＡＮＤがとられる。ＡＮＤ信号が出力された場合には（図６（ｅ））、警報信号出力回路２９から警報作動信号が出力される。同時に、さらに、残響や干渉を避けるために遅延回路３０で設定される遅延時間ｔ３の後、再び周波数ｆ１でパルス幅ｗ１の第３の超音波を送信する。この親局１の第３の超音波のための送信信号をＭＴ２で表す。第３の超音波は、伝搬時間ｔ１の後に子局２によって受信される。この受信信号をＲＲ２で表す。この受信信号ＲＲ２を受けたということは、子局２が親局１に捕捉されていることを、言い換えれば、子局２が親局１の監視領域内にあることを意味しており、伝搬時間の遅れはあるものの（距離１０ｍのとき約０．０３秒）、遅延時間を含め０．１秒以内には親局１の危険情報を子局２で認識することができる。子局２の信号選別回路４４にて、確認ゲート信号（図６（ｆ））と受信信号ＲＲ２とのＡＮＤがとられ、ＡＮＤ信号が出力された場合には（図６（ｇ））、警報信号出力回路４５から警報作動信号が出力される。
【００２９】
次に、図９に示すように、複数の親局１−１、１−２が互いに近距離に接近しており、子局２がその周辺に存在する場合を考える。親局１−１と子局２との距離をＬ１、親局１−２と子局２との距離をＬ１’とし、Ｌ１＞Ｌ１’であるとする。
【００３０】
まず、発振局３の送信アンテナ１０２からは周期Ｔ毎に電波パルスＯが送信されて（図７（ａ））、各親局１の受信アンテナ１２０によって受信される。親局１−１、１−２は、同期したタイミングで送信信号ＭＴ１に従い第１の超音波を送信する。子局２は、親局１−１よりも親局１−２の近傍にあるため、親局１−２との距離Ｌ１’に比例した伝搬時間ｔ１’（＝Ｌ１’／ｖ）だけ遅れて親局１−２からの超音波を先に受信し、これに応答して、遅延時間ｔ２遅れた返信信号ＲＴ１を生成する。子局２の信号選別回路４４の確認ゲート信号生成回路５０は、親局１−２からの超音波を受信した後、一定の時間は受信信号を受け付けないため、親局１−１との距離Ｌ１に比例した伝搬時間ｔ１（＝Ｌ１／ｖ＞ｔ１’）だけ遅れて受信される親局１−１から送られた第１の超音波は無視される。子局２は返信信号ＲＴ１に従い第２の超音波を送信する。第２の超音波は、伝搬時間ｔ１’後に親局１−２によって受信されるが、このときの処理は、先に説明した親局と子局が１：１の場合と同様であり、Ｌ１’が親局１−２の監視領域内の距離である場合には、親局１−２からは第３の超音波が送信されて、子局２にて警報作動信号が出力される。
【００３１】
また、第２の超音波は、伝搬時間ｔ１後に親局１−１によって受信信号ＭＲ１として受信される。この場合の親局１−１での処理は、（ｔ１＋ｔ１’）／２の伝搬時間に相当する距離Ｌ１１’（＝（ｔ１＋ｔ１’）・ｖ／２）に子局２がいる場合の処理と同じとなる。即ち、仮に、距離Ｌ１１’が親局１−１の監視領域外の距離である場合には、親局１−１の監視ゲート信号（図７（ｄ））と受信信号ＭＲ１とのＡＮＤ信号がとられても、ＡＮＤ信号が出力されず（図７（ｅ））、警報作動信号が出力されることはない。この場合、実際に子局２の存在している距離Ｌ１は必ず監視領域外であり、誤検出となることはない。
【００３２】
これに対して、距離Ｌ１１’ （＝（ｔ１＋ｔ１’）・ｖ／２）が親局１−１の監視領域内の距離である場合、親局１−１の監視ゲート信号（図８（ｄ））と受信信号ＭＲ１とのＡＮＤ信号が出力され（図８（ｅ））、警報作動信号が出力される。この場合は、実際に子局２の存在している距離Ｌ１は、監視領域内である場合と監視領域外となる場合とがあり得る。子局２が実際に監視領域内にいる場合には、警報作動信号は出力されるべきであり、誤警報にはならない。一方、子局２が実際には監視領域外に存在している場合について、さらに検討する。この場合、親局１−１にて設定された監視領域に対応する距離をＭとすると、
【００３３】
【数１】
2005164441.tif 000003
が成り立ち、Ｌ１１’＝（Ｌ１＋Ｌ１’）／２と置き換えることができるから、上式は、
【００３４】
【数２】
2005164441.tif 000004
と書き直せる。言い換えれば、一方の親局１−１と子局２との距離Ｌ１と他方の親局１−２と子局２との距離Ｌ２との合計が、監視距離の２倍以下である場合で且つ、Ｌ１＞Ｍである場合、さらに言い換えれば親局１−１と子局２との実際の距離Ｌ１が監視距離Ｍよりも大きい場合に、誤警報となる。しかしながら、誤警報になる場合は、上記関係が成り立つ規則的な場合のみである。子局２が監視距離内にいる場合には、必ず監視ゲート信号と受信信号とのＡＮＤ信号が出力され、警報は出力される。よって不規則な誤警報・誤検出を防ぐことができる。
【００３５】
（第２実施形態）
次に、図１０は、本発明の第２実施形態を表す親子局危険検出超音波送受信装置の全体ブロック図である。図において第１実施形態と同じ部分は同じ符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００３６】
この実施形態においては、クロックパルスを出力するクロックパルス発生回路２１を備えており、この発生回路２１からのクロックパルスは、送信パルス発生回路２２へと送られる。
【００３７】
電波受信部１５は、発振局３からの時刻情報を包含する電波を受信し、これに基づき、基準パルスを出力する。送信パルス発生回路２２では、クロックパルス発生回路２１からのクロックパルスを計数する計数回路を備えており、所定パルス計数毎に、基準発信器２４からの周波数ｆ１の送信信号を発生する。この送信信号は、増幅回路２３で増幅されて送信センサ１１を駆動し、第１の超音波が送信される。
【００３８】
電波受信部１５が次の電波を受信するまでは、送信パルス発生回路２２の計数回路がクロックパルスを所定パルス計数するタイミングで、第１の超音波が送信される。電波受信部１５から次の基準パルスが出力されると、送信パルス発生回路２２の計数回路がリセットされて、この基準パルスを基準にして、再びクロックパルスの計数を開始する。
【００３９】
こうして、すべての親局１から送信される第１の超音波の送信タイミングを、電波の受信毎に同期させることができる。発振局３からの電波の送信周期が親局から第１の超音波を送信するべき周期よりも長いときには、その間は、各親局１におけるクロックパルスのタイミングで第１の超音波が送信されることになり、送信タイミングのずれが親局１間で発生するおそれがあるが、次の電波によって再び同期がとられるために、送信タイミングのずれは小さいもので収まり、すべての親局１からほぼ同期したタイミングで第１の超音波を送信することができる。
【００４０】
この第２実施形態によれば、発振局３として専用の発振局のみならず、言い換えれば、第１の超音波を送信するべき周期Ｔごとに電波パルスを出力する発振局のみならず、任意の発振局を使用することができるようになる。従って、親局１及び子局２が存在する現場付近に設置される発振局３だけではなく、汎用の公共的な発振局３を使用することもできる。具体的には、汎用の発振局３として、電波時計で用いられる標準電波を送信する標準電波発信局やＧＰＳ電波を送信するＧＰＳ衛星を使用することができる。このような汎用の発振局３は、時刻情報を包含する電波を定期的に送信しており、この電波に基づいたタイミングで、すべての親局が第１の超音波を送信することができる。汎用の発振局３を使用すれば、発振局３の設定の手間が不要となり、現場での作業が容易になる。一方、トンネル内での作業のような標準電波発信局やＧＰＳ衛星からの電波が届かない現場では、現場に発振周期が任意の発振局３を置いて、使用すればよい。こうして、現場の状況にあわせて柔軟な使用が可能となる。
【００４１】
（第３実施形態）
次に、図１１は、本発明の第３実施形態を表す親子局危険検出超音波送受信装置の全体ブロック図である。図において第１実施形態と同じ部分は同じ符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００４２】
この実施形態においては、各親局１が電波受信部１５の代わりに電波送受信手段である電波送受信部１５−１を備えており、複数の親局１が互いに電波送受信が可能な領域にある場合に、予め決められた規則に従いその中のいずれかの親局１の電波送受信手段が発振局３となり、その領域にある親局１は、その発振局３からの電波に同期して、各親局１の送信センサ１１から周波数ｆ１でパルス幅ｗ１の第１の超音波を送信するようにしたものである。
【００４３】
電波送受信部１５−１は、送受信アンテナ１３０と、送受信機１３２と、クロックパルス発生回路１３４と、制御部１３６と、ＩＤ番号を記憶するメモリ１３８と、を備える。ＩＤ番号は、各親局１に固有の番号が予め割り当てられている。メモリ１３８は、その固有ＩＤ番号と、その後に取得した取得ＩＤ番号の両方のＩＤ番号を記憶しており、このＩＤ番号が、どの親局１の電波送受信手段１５−１が発振局３となるかを決めるための情報となる。尚、取得ＩＤ番号の初期値は固有ＩＤ番号である。
【００４４】
電波送受信部１５−１の制御部１３６は、クロックパルス発生回路１３４で発生されるクロックパルスを元に周期Ｔ毎にＩＤ情報を包含する信号を作成して送受信機１３２へと送出し、送受信アンテナ１３０から電波を送信する（図１２のステップＳ１２）。この包含されるＩＤ情報はメモリ１３８に記録された送信元の親局１の取得ＩＤ番号である。制御部１３６から送受信機１３２へと信号が送出されるのと同時に、電波送受信部１５−１の制御部１３６からの信号は、親局１の制御回路１３の送信パルス発生回路２２へと送られ、このタイミングで、第１の超音波が送信される（図１２のステップＳ１４）。
【００４５】
また、電波送受信部１５−１は、互いに電波の送受信が可能な領域にある他の親局１からその親局１の固有のタイミングで発信されるコード情報を包含する電波を任意の時間に受信する（図１２のステップＳ１６）。この受信信号に含まれるＩＤ情報は、制御部１３６でデコードされて、メモリ１３８に記憶されたその親局１の取得ＩＤ番号との比較を行う（図１２のステップＳ１８）。ここで、前記予め決められた規則は、ＩＤ番号が小さい方の番号を採用するという規則とする。これは、常に固有ＩＤ番号が小さい方の親局１に従うことを意味し、固有ＩＤ番号が小さい方の親局１の電波送受信部１５−１が発振局３となることを意味する。
【００４６】
具体的には、仮に、受信したＩＤ情報が現在の取得ＩＤ番号よりも小さい場合には、受信したＩＤ番号を新たな取得ＩＤ番号として、メモリ１３８の取得ＩＤ番号を書き換える（図１２のステップＳ２０）と共に、その受信タイミングを元にして、周期Ｔ毎に取得ＩＤ情報を包含する電波を送受信アンテナ１３０から送信し始める（図１２のステップＳ２４）。同時にそのタイミングで、第１の超音波を送信する（図１２のステップＳ２６）。反対に、受信したＩＤ情報が現在の取得ＩＤ番号よりも大きい場合には、取得ＩＤ番号は書き換えずに、現在の取得ＩＤ番号のままで、自己の制御部１３６から周期Ｔ毎に送出される信号に基づき（図１２のステップＳ１２）、第１の超音波を送信する（図１２のステップＳ１４）。
【００４７】
今、２つの親局１同士が互いに送受信可能に接近している場合を考える（図１３を参照）。この場合、小さな固有ＩＤ番号Ｎ１を持つ親局１の電波送受信部１５−１が発振局３となり、大きな固有ＩＤ番号Ｎ２（Ｎ２＞Ｎ１）を持つ親局１は、この発振局３からの電波を受信したタイミングに基づき、第１の超音波を送信することになる。また、固有ＩＤ番号Ｎ１を持つ親局１は、固有ＩＤ番号Ｎ２を持つ親局１からの電波を受信するものの、その電波の受信には関係なく、自己の電波送受信部１５−１を発振局３として、第１の超音波を送信する。よって、２つの親局１は同時に発振局３の電波の受信のタイミングに基づき、第１の超音波を送信することになる。また、固有ＩＤ番号Ｎ２を持つ親局１は、固有ＩＤ番号Ｎ１を持つ親局１とほぼ同期して、取得ＩＤ番号Ｎ１をコード情報として包含する電波を送信するようになる。
【００４８】
次に、別の固有ＩＤ番号Ｎ３（Ｎ２＞Ｎ３＞Ｎ１）を持つ親局１が固有ＩＤ番号Ｎ２を持つ親局１に接近し、互いに電波送受信可能に接近したものとする。但し、固有ＩＤ番号Ｎ３を持つ親局１と固有ＩＤ番号Ｎ１を持つ親局１とは、互いに電波送受信可能には接近していないものとする。この場合、固有ＩＤ番号Ｎ３を持つ親局１は、固有ＩＤ番号Ｎ２を持つ親局１からの取得ＩＤ番号Ｎ１をコード情報として包含する電波を受信するので、固有ＩＤ番号Ｎ２を持つ親局１の電波送受信部１５−１が発振局３となり、固有ＩＤ番号Ｎ３を持つ親局１は、この発振局３からの電波を受信したタイミングに基づき、第１の超音波を送信することになる。さらに、固有ＩＤ番号Ｎ３を持つ親局１は、固有ＩＤ番号Ｎ１を持つ親局１とほぼ同期して、取得ＩＤ番号Ｎ１をコード情報として包含する電波を送信するようになる。結果として、多数の親局１の中である集合を考え、その集合は、当該集合に属する親局１が当該集合に属する親局１のいずれかと電波を送受信できる関係にある親局１の集まりであるとすると、その集合に属する親局１はすべてその集合中で最も小さな固有ＩＤ番号を持つ親局１と同期して第１の超音波を送信し、且つ、その最も小さな固有ＩＤ番号を取得ＩＤ番号として同期して電波を出力することとなる。
【００４９】
この実施形態によれば、すべての親局１が電波送受信部１５−１を備えているため、別途の発振局３の設置の手間が省け、また、複数の親局１の相対位置関係がどのようになっていても、いずれかの親局１の電波送受信部１５−１が他のいずれかの親局１の発振局３として動作することができる。
【００５０】
尚、以上の各実施形態において、親局、子局それぞれの送信センサ及び受信センサは、別体のものを使用することができるが、広帯域の送受信一体型のセンサとすることも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の親子局危険検出超音波送受信装置が適用される現場の一例を表す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る親子局危険検出超音波送受信装置の全体ブロック図である。
【図３】親局の制御回路の詳細ブロック図である。
【図４】子局の応答回路の詳細ブロック図である。
【図５】子局の応答回路の信号選別回路のブロック図である。
【図６】親子局危険検出超音波送受信装置の送信及び受信のタイミングチャートである。
【図７】親子局危険検出超音波送受信装置の送信及び受信のタイミングチャートである。
【図８】親子局危険検出超音波送受信装置の送信及び受信のタイミングチャートである。
【図９】親局と子局との配置を表す説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る親子局危険検出超音波送受信装置の全体ブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る親子局危険検出超音波送受信装置の全体ブロック図である。
【図１２】第３実施形態におけるある一つの親局の動作を表すフローチャート図である。
【図１３】第３実施形態における複数の親局の関係を表す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  親局
２  子局
３  発振局
１１  送信センサ（第１送信センサ）
１２  受信センサ（第２受信センサ）
１３  制御回路
１５  電波受信部（電波受信手段）
１５−１  電波送受信部（電波送受信手段）
１６  受信センサ（第２受信センサ）
１７  送信センサ（第１送信センサ）
１８  応答回路
１００  送信機
１０２  送信アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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