CN107250839A - 移动距离计测装置 - Google Patents

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CN107250839A CN201680011230.5A CN201680011230A CN107250839A CN 107250839 A CN107250839 A CN 107250839A CN 201680011230 A CN201680011230 A CN 201680011230A CN 107250839 A CN107250839 A CN 107250839A
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Abstract

发送天线(12a)将发送信号作为电波照射到导轨(2)。接收天线(12b)接收从发送天线(12a)照射到固定面并被固定面反射的电波，作为反射信号而取得。IQ解调器(14)将发送信号用作基准信号对反射信号进行正交检波，取得表示IQ平面上的反射信号的坐标的IQ信号。相位旋转中心检测电路(15)根据由IQ解调器(14)取得的至少2个IQ信号，检测IQ平面上的反射信号的相位旋转中心的坐标。移动距离运算电路(16)根据IQ平面上的反射信号的坐标和相位旋转中心的坐标计算反射信号相对于发送信号的相位差，根据相位差计算轿厢(3)的移动距离。

Description

移动距离计测装置
技术领域
本发明涉及计测移动体的移动距离的移动距离计测装置和移动距离计测方法。本发明还涉及具有移动距离计测装置的电梯和车辆。
背景技术
例如，在专利文献1、2公开有移动距离计测装置，该移动距离计测装置安装于电梯的轿厢、车辆等移动体，使用电波计测移动体的移动距离和/或速度。
专利文献1公开有如下内容：将发送信号作为电波从移动体(车辆)照射到固定面(地面)，根据反射信号相对于发送信号的相位差计算移动体的移动距离。由于不使用反射信号的振幅信息而根据相位差的累计值(累计相位)计算移动距离，因而即使在固定面的电波的反射状态急剧变动的情况下，也能够正确地计测移动距离。
专利文献2公开有电梯的安全装置，该安全装置从电梯的轿厢向导轨或者壁照射电波，根据反射波的多普勒频移量计算轿厢的速度，该安全装置将2个多普勒传感器安装成相对于行进方向前后对称或者左右对称且成为大致相同的照射角度，根据两者的检测信号校正照射角度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/105359号
专利文献2：日本特开2010-105754号公报
发明内容
发明要解决的课题
移动距离计测装置进行反射信号的正交检波(IQ检波)，计算IQ平面上的反射信号的坐标，以便计算反射信号相对于发送信号的相位差。但是，由于产生发送信号的振荡器和天线的温度特性和制造偏差引起的DC偏置，并且由于从发送天线直接入射到接收天线的直接波，反射信号的相位旋转中心即IQ平面上的反射信号的坐标旋转中心有时偏离原点。在该情况下，不能正确地求出相位差，存在移动距离的计算结果产生误差的问题。
根据专利文献1，不使用反射波的振幅信息而根据相位差累计值计算移动距离，因而即使电波的反射状态由于金属物体的存在而变动，也能够正确地计算移动距离。但是，不具备在反射信号的相位旋转中心偏离IQ平面的原点时进行校正的手段。
专利文献2具有2个多普勒传感器，根据两者的检测信号校正照射角度，因而能够容易地校正传感器的安装误差引起的照射角度的偏差。但是，不具备在反射信号的相位旋转中心偏离IQ平面的原点时进行校正的手段。
本发明的目的在于解决上述课题，提供移动距离计测装置和移动距离计测方法，即使在反射信号的相位旋转中心偏离IQ平面的原点的情况下，也能够正确地计测移动体的移动距离。本发明的目的还在于，提供具有移动距离计测装置的电梯和车辆。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的移动距离计测装置设置于沿着固定面移动的移动体，计测该移动体的移动距离，其特征在于，所述移动距离计测装置具有：
振荡器，其跨越多个单位时间区间产生具有无线频率的发送信号；
发送天线，其将所述发送信号作为电波照射到所述固定面；
接收天线，其接收从所述发送天线照射到所述固定面并被所述固定面反射的电波，作为与所述发送信号对应的反射信号而取得；
IQ信号取得单元，其在所述多个单位时间区间的各个单位时间区间内将所述发送信号用作基准信号对所述反射信号进行正交检波，取得与所述多个单位时间区间分别对应的多个IQ信号，该多个IQ信号分别表示IQ平面上的所述反射信号的坐标；
相位旋转中心检测单元，其根据由所述IQ信号取得单元取得的多个IQ信号中的至少2个IQ信号，检测所述IQ平面上的所述反射信号的相位旋转中心的坐标；以及
移动距离运算单元，其根据所述IQ平面上的所述反射信号的坐标和所述相位旋转中心的坐标，计算所述反射信号相对于所述发送信号的相位差，根据所述相位差计算所述移动体的移动距离。
发明效果
根据本发明的移动距离计测装置，构成为根据取得的至少2个IQ信号计算反射信号的相位旋转中心相对于原点的偏差，根据正确的相位旋转中心求出发送信号与反射信号的相位差而计算移动距离，因而即使在反射信号的相位旋转中心偏离原点的情况下，也能够正确地计测移动体的移动距离。
附图说明
图1是示意地示出安装有本发明的实施方式1的移动距离计测装置10的电梯的结构的图。
图2是示出本发明的实施方式1的移动距离计测装置10的内部结构的图。
图3是示出本发明的实施方式1的移动距离计测装置10的天线12的配置例的图。
图4是说明本发明的实施方式1的随着轿厢3的移动而产生的IQ解调器14的输出信号的变化的图。
图5是说明本发明的实施方式1的IQ解调器14的输出信号与轿厢3的移动距离的关系的图。
图6是说明本发明的实施方式1的相位差的计算的图。
图7是说明比较例的相位差的计算的图。
图8是示出本发明的实施方式1的移动距离计测装置10的动作的流程图。
图9是详细地示出图8的步骤S1的停止判定处理的流程图。
图10是详细地示出图8的步骤S3的相位旋转中心检测处理的流程图。
图11是说明本发明的实施方式1的反射信号的相位旋转中心的坐标的检测方法的图。
图12是说明本发明的实施方式1的相位旋转中心检测处理中的发送信号的频率决定方法的图。
图13是详细地示出图8的步骤S4的移动距离运算处理的流程图。
图14是说明本发明的实施方式1的IQ信号的校正方法的图。
图15是示出本发明的实施方式2的移动距离计测装置10的动作的流程图。
图16是详细地示出图15的步骤S42的相位旋转中心检测处理的流程图。
图17是详细地示出本发明的实施方式3的相位旋转中心检测处理的流程图。
图18是说明本发明的实施方式3的反射信号的相位旋转中心的坐标的检测方法的图。
图19是说明本发明的实施方式3的反射信号的相位旋转中心的坐标的检测方法的图。
图20是示意地示出安装有本发明的实施方式4的移动距离计测装置10的列车的结构的图。
图21是说明本发明的实施方式5的反射信号的相位旋转中心的坐标的检测方法的图。
图22是说明本发明的实施方式5的反射信号的相位旋转中心的坐标的检测方法的图。
图23是说明本发明的实施方式5的反射信号的相位旋转中心的坐标的检测方法的图。
具体实施方式
实施方式1
在实施方式1中示出将移动距离计测装置安装于电梯的轿厢的情况。在该情况下，电梯的井道是固定面，电梯的轿厢是移动体，移动距离计测装置计测沿着井道移动的轿厢的移动距离。
图1是示意地示出安装有本发明的实施方式1的移动距离计测装置10的电梯的结构的图。在图1中，在井道1内设置有一对导轨2。轿厢3由导轨2引导着在井道1内升降。轿厢3由挂于驱动装置4的主绳索5吊挂着，对重6吊挂于主绳索5的相反侧。移动距离计测装置10经由安装夹具7安装于轿厢3的上表面。另外，移动距离计测装置10也可以安装于轿厢3的侧面或者底面。
图2是示出本发明的实施方式1的移动距离计测装置10的内部结构的图。移动距离计测装置10计测轿厢3的移动距离。在图2中，移动距离计测装置10构成为具有振荡器11、发送天线12a、接收天线12b、放大器13、IQ解调器14、相位旋转中心检测电路15、移动距离运算电路16、输入端子17、输出端子18、停止判定电路19以及控制电路20。
振荡器11产生射频信号。在此，振荡器11通过使PLL(Phase Locked Loop：锁相环)与石英振荡器等温度特性良好的基准信号源同步，稳定地产生连续波的射频信号。振荡器11跨越多个单位时间区间产生具有由相位旋转中心检测电路15设定的无线频率的射频信号。由振荡器11跨越多个单位时间区间产生的射频信号作为分别与多个单位时间区间对应的多个发送信号被发送给发送天线12a和IQ解调器14。为了计测移动距离，振荡器11也可以产生例如10GHz频带、24GHz频带、60GHz频带、77GHz频带等微波频带的射频信号。
发送天线12a是将由振荡器11产生的多个发送信号作为电波(发送波)照射到固定面的发送单元。在此，固定面是指与轿厢3的移动方向大致平行且与发送天线12a和接收天线12b相对的面。发送天线12a照射电波的固定面可以是导轨2，也可以是井道1的壁。另外，也可以在固定面设置反射体，向反射体照射电波。
接收天线12b是设置在发送天线12a的附近，接收从发送天线12a照射到固定面并被固定面反射的电波(反射波)，作为与发送信号对应的反射信号而取得的接收单元。由接收天线12b取得的反射信号被发送给放大器13。
发送天线12a和接收天线12b的极化方向是水平极化。即，与导轨2的短边方向平行且与导轨2的长边方向垂直。另外，也可以将发送天线12a和接收天线12b的极化方向设为垂直极化。
发送天线12a和接收天线12b也可以构成为形成在同一基板上的贴片天线(patchantenna)。在该情况下，作为部件能够当作1个天线12，作为功能1个天线12能够包含发送天线12a和接收天线12b。另外，发送天线12a和接收天线12b也可以设于移动距离计测装置10的不同位置。在该情况下，从发送天线12a到固定面的电波的传播距离和从固定面到接收天线12b的电波的传播距离有可能不同。下面，在本说明书中，以发送天线12a和接收天线12b设置在彼此的附近，朝向固定面的往返的传播距离彼此相等的情况为例进行说明。
放大器13将从接收天线12b发送的反射信号放大至规定的振幅水平。由放大器13放大后的反射信号被发送给IQ解调器14。
IQ解调器14是对反射信号进行正交检波(IQ检波)而取得多个IQ信号的IQ信号取得单元。如前所述，发送信号是连续波，因而反射信号也是连续波。但是，IQ解调器14通过按照每个单位时间区间采样反射信号并进行正交检波，将连续波的反射信号作为与多个单位时间区间(即多个发送信号)分别对应的多个反射信号进行处理。IQ解调器14在多个单位时间区间的各个单位时间区间内将由振荡器11产生的发送信号用作基准信号，对从放大器13发送的与该发送信号对应的反射信号进行正交检波。由此，IQ解调器14取得与多个单位时间区间分别对应的多个IQ信号，该多个IQ信号分别表示IQ平面上的反射信号的坐标。将由IQ解调器14取得的IQ信号发送给相位旋转中心检测电路15、移动距离运算电路16以及停止判定电路19。
相位旋转中心检测电路15是根据由IQ解调器14取得的多个IQ信号中的至少3个IQ信号，检测IQ平面上的反射信号(即至少3个IQ信号)的相位旋转中心的坐标的相位旋转中心检测单元。相位旋转中心检测电路15按照来自控制电路20的指示执行相位旋转中心检测处理，将表示由相位旋转中心检测电路15检测出的相位旋转中心的坐标的信号发送给移动距离运算电路16，将表示相位旋转中心检测处理已完成的信号发送给控制电路20。并且，相位旋转中心检测电路15对振荡器11设定要产生的发送信号的频率。并且，相位旋转中心检测电路15将通知对振荡器11设定的发送信号的频率的信号发送给停止判定电路19。
移动距离运算电路16是根据IQ平面上的反射信号的坐标和相位旋转中心的坐标，计算反射信号相对于发送信号的相位差，根据相位差计算轿厢3的移动距离的移动距离运算单元。也可以是，移动距离运算电路16在计算相位差之前，根据相位旋转中心的坐标校正IQ平面上的反射信号的坐标，根据校正后的坐标计算反射信号相对于发送信号的相位差。移动距离运算电路16按照来自控制电路20的指示执行移动距离运算处理，将表示在该移动距离运算电路16计算出的移动距离的信号发送给控制电路20和输出端子18。另外，移动距离运算电路16在经由输入端子17从外部输入了复位信号的情况下，使移动距离返回到零。
停止判定电路19是根据从IQ解调器14发送的IQ信号和从相位旋转中心检测电路15通知的发送信号的频率，判定轿厢3是否停止着的停止判定单元。停止判定电路19在判定为轿厢3停止着时，将表示该情况的停止中信号发送给控制电路20。
控制电路20控制相位旋转中心检测电路15和移动距离运算电路16。控制电路20从停止判定电路19接收停止中信号。另外，控制电路20将指示执行相位旋转中心检测处理的信号发送给相位旋转中心检测电路15，并且从相位旋转中心检测电路15接收表示相位旋转中心检测处理已完成的信号。另外，控制电路20将指示执行移动距离运算处理的信号发送给移动距离运算电路16，并且从移动距离运算电路16接收表示计算出的移动距离的信号。
图3是示出本发明的实施方式1的移动距离计测装置10的天线12的配置例的图。图3是从侧面观察移动距离计测装置10的示意图。在图3中，虚线21是相对于固定面(导轨2的面)的垂线。虚线21也可以对称地将移动距离计测装置10的上下二等分。另外，虚线22是沿轿厢3的行进方向的斜上方向相对于虚线21倾斜角度θ的线。角度θ例如为45度。如图3所示，天线12以使电波的照射方向与虚线22一致的方式配置。此时，从天线12的中点到固定面的距离为图3所示的长度h。另外，从天线12到固定面的电波的传播距离为图3所示的长度L。h与L的关系用下式(1)表示。
L＝h/cosθ……(1)
在此，对根据IQ解调器14的输出信号的变化计算轿厢3的移动距离的方法和此时产生的课题进行说明。
图4是说明本发明的实施方式1的随着轿厢3的移动而产生的IQ解调器14的输出信号的变化的图。首先，参照图4说明随着轿厢3的移动而产生的IQ解调器14的输出信号的变化和基于该变化的轿厢3的移动距离的计算方法。在此，对根据以与电波的照射方向(虚线22的方向)相同的角度到来的反射信号计算轿厢3的移动距离的情况进行说明，但是，也可以求出反射信号的强度最大的方向，根据从该方向到来的反射信号进行计算。反射信号的强度最大的方向能够根据天线12的指向性模式、从天线12到固定面的距离h以及天线12的安装角度θ求出。
在图4中，向量△s表示作为固定面的导轨2在每微小单位时间内表观上的行进方向和大小。实际上，移动距离计测装置10随着轿厢3的移动而移动，但是，在此以移动距离计测装置10为基准来考虑。另外，微小单位时间是指在轿厢3为最高速度时行进的距离成为与发送信号的波长相比足够小的值(例如1/10以下)的时间间隔。另外，从天线12到固定面的电波的传播距离的变化量△L用下式2表示。
△L＝△s·sinθ……(2)
另外，在设发送信号的波长为λ时，微小单位时间内的反射信号的相位变化量△φ用下式3表示。
△φ＝2(2π/λ)·△L……(3)
该相位变化量△φ表现为IQ解调器14的输出信号的变化。此时，IQ解调器14通过反射信号与发送信号的正交检波，输出具有由I分量(同相分量)和Q分量(正交分量)构成的2个分量的IQ信号。另外，移动距离运算电路16求出arctan(Q/I)，由此能够得到该IQ信号的相位。arctan是反正切函数。另外，在求出与微小单位时间前之间的相位的差分时，该值成为△φ，因而能够根据式(2)和式(3)求出每微小单位时间的移动距离△s。
通过利用上述方法求出每微小单位时间的移动距离△s并进行积分，能够求出在一定时间内轿厢3的移动距离s。另一方面，还能够求出将每微小单位时间的相位变化量△φ累计而成的累计相位，根据累计相位直接求出移动距离s。参照图5说明该方法。
图5是说明本发明的实施方式1的IQ解调器14的输出信号与轿厢3的移动距离的关系的图。图5示出IQ解调器14的输出信号的I分量(x轴)和Q分量(y轴)与轿厢3的移动距离(z轴)的关系。在图5中，圆31表示xy平面(IQ平面)上的相位的旋转轨迹。螺旋32是将圆31沿z轴拉伸而示出的螺旋。另外，相位顺时针旋转，设顺时针的相位旋转为正。
将根据IQ解调器14的输出信号求出的相位变化量△φ累计而成的累计相位成为螺旋31上的1点。在设累计相位为φ时，移动距离s用下式(4)求出。
s＝φ·λ/(4π·sinθ)……(4)
在图5中，螺旋32上的点33是相位在螺旋32上从0旋转一圈到2π的点。在此，假设在螺旋32上继续旋转一圈时，并非从2π返回到0再行进到2π，而是直接从2π行进到4π来计算相位。这样不产生相位的不连续点而连续累积作为相位展开(フェーズアンラップ)是已知的，在此采用该方法。即，跨越2π以上累计相位变化量，根据该累计相位求出移动距离。另外，移动距离运算电路16在经由输入端子17从外部输入了复位信号的情况下，使累计相位返回到零。
在利用上述方法求出轿厢3的移动距离时，在反射信号的相位旋转中心偏离IQ平面上的原点O时，不能正确地求出相位变化量和累计相位，移动距离的计算结果产生误差。实际上，由于振荡器11和天线12的温度特性和制造偏差引起的DC偏置，并且由于从发送天线12a直接入射到接收天线12b的直接波，反射信号的相位旋转中心有时偏离原点O。参照图6和图7，说明在反射信号的相位旋转中心偏离原点O的情况下产生的移动距离的计测误差。
图6是说明本发明的实施方式1的相位差的计算的图。图7是说明比较例的相位差的计算的图。在图6和图7中，点P11～点P14表示由IQ解调器14取得的IQ信号。在该例中，IQ信号的相位以与原点O不同的点P10为中心旋转，点P11～点P14位于以点P10为中心的圆41的圆周上。假设在从取得点P11的IQ信号到取得点P12的IQ信号的期间内轿厢3移动的距离，与在从取得点P13的IQ信号到取得点P14的IQ信号的期间内轿厢3移动的距离相等。
如图6所示，在以点P10为相位旋转中心求出相位差的情况下，点P11与点P12之间的相位差φ1和点P13与点P14之间的相位差φ2相等。因此，利用上述方法根据相位差φ1计算出的移动距离和根据相位差φ2计算出的移动距离也相等，能够正确地计测移动距离。
但是，在如图7所示以原点O为相位旋转中心求出相位差的情况下，点P11与点P12之间的相位差φ1’和点P13与点P14之间的相位差φ2’不相等。因此，利用上述方法根据相位差φ1’计算出的移动距离和根据相位差φ2’计算出的移动距离也不相等，移动距离的计测结果产生误差。
这样，在相位旋转中心偏离IQ平面上的原点O的情况下，当在移动距离运算电路16中直接使用从IQ解调器14发送的IQ信号，将原点O视为相位旋转中心求出相位变化量和累计相位时，存在移动距离的计测结果产生误差这样的问题。为了解决该问题，实施方式1的移动距离计测装置10构成为具有：相位旋转中心检测电路15，其检测反射信号的相位旋转中心的坐标；以及移动距离运算电路16，其根据检测出的相位旋转中心的坐标校正从IQ解调器14发送的IQ信号，根据校正后的IQ信号计算轿厢3的移动距离。根据这种结构，即使在反射信号的相位旋转中心偏离原点O的情况下，也能够降低计测误差，高精度地计测轿厢3的移动距离。
下面，说明实施方式1的移动距离计测装置10的动作。
图8是示出本发明的实施方式1的移动距离计测装置10的动作的流程图。首先，停止判定电路19执行停止判定处理，在判定为轿厢3停止着时，向控制电路20发送表示该情况的停止中信号(步骤S1)。控制电路20判定轿厢3是否停止着(步骤S2)，在“是”时进入步骤S3，在“否”时进入步骤S4。控制电路20如果从停止判定电路19接收到停止中信号，则判定为轿厢3停止着。在判定为轿厢3停止着的情况下，控制电路20指示相位旋转中心检测电路15执行相位旋转中心检测处理(步骤S3)。在从相位旋转中心检测电路15接收到表示处理已完成的信号，判定为轿厢3正在移动时，控制电路20指示移动距离运算电路16执行移动距离运算处理(步骤S4)。
另外，也可以在轿厢3停止着的情况下不始终执行步骤S3的相位旋转中心检测处理。例如，也可以在轿厢3停止着的状态下按照规定的时间间隔执行相位旋转中心检测处理。
图9是详细地示出图8的步骤S1的停止判定处理的流程图。图9示出停止判定电路19的动作。
首先，停止判定电路19判断是否正在执行相位旋转中心检测处理(步骤S11)，在“是”时进入图8的步骤S2，在“否”时进入图9的步骤S12。为了判断是否正在执行相位旋转中心检测处理，停止判定电路19确认从相位旋转中心检测电路15通知的发送信号的频率是否是在相位旋转中心检测处理中使用的预定的频率。在未正在执行相位旋转中心检测处理的情况下(例如，对振荡器11设定了在移动距离运算处理中使用的频率的情况下)，停止判定电路19从IQ解调器14取得第1IQ信号(步骤S12)，在经过预定的时间(时间期间)后，从IQ解调器14取得第2IQ信号(步骤S13)，计算IQ信号的变化量(步骤S14)。然后，停止判定电路19确认跨越预定的时间期间的IQ信号的变化量是否为预定的阈值以下(步骤S15)，在“是”时进入步骤S16，在“否”时进入图8的步骤S2。在IQ信号的变化量为预定的阈值以下的情况下，停止判定电路19判定为移动体停止着，向控制电路20发送停止中信号(步骤S16)。
如后面详细说明的那样，相位旋转中心检测电路15在相位旋转中心检测处理中，对振荡器11依次设定多个频率。为了不将在相位旋转中心检测处理的执行中取得的IQ信号用于停止判定处理，停止判定电路19在步骤S11中确认从相位旋转中心检测电路15通知的发送信号的频率，仅在对振荡器11设定了在移动距离运算处理中使用的频率的情况下，取得IQ信号并进行停止判定。
由于在轿厢3停止着时固定面的状态不变，因而从IQ解调器14发送的IQ信号大致固定。因此，停止判定电路19计算跨越预定的时间期间的IQ信号的变化量，如果变化量在预定的阈值以下，则判定为轿厢3停止着。通过这样进行停止判定，即使在反射信号的相位旋转中心偏离原点的情况下，也能够正确地判定轿厢3是否停止着。
另外，也可以构成为，停止判定电路19经由输入端子17从外部(例如电梯控制装置)接收表示轿厢3停止着的信号，根据该信号进行停止判定。此外，也可以构成为，经由输入端子17从外部向控制电路20直接输入停止中信号。在这样构成的情况下，将不需要停止判定电路19。另外，也可以构成为，控制电路20根据由移动距离运算电路16计算出的移动距离计算轿厢3的速度，如果轿厢3的速度为零或者小于规定速度，则判定为停止着。通过将计算出的移动距离除以其移动时间，计算轿厢3的速度。
图10是详细地示出图8的步骤S3的相位旋转中心检测处理的流程图。
首先，相位旋转中心检测电路15对振荡器11设定预定的多个频率中的一个频率，作为要产生的发送信号的频率(步骤S21)。相位旋转中心检测电路15对振荡器11依次设定至少3个彼此不同的频率。此时，相位旋转中心检测电路15向停止判定电路19发送通知对振荡器11设定的频率的信号。要设定的频率的决定方法在后面详细说明。
然后，振荡器11产生具有已设定的频率的发送信号，发送天线12a将由振荡器11产生的发送信号作为电波照射到导轨2(步骤S22)。然后，发送天线12b接收从发送天线12a照射到导轨2并被导轨2反射的电波，作为反射信号而取得，放大器13将该反射信号放大至规定的振幅水平(步骤S23)。然后，IQ解调器14将由振荡器11产生的发送信号用作基准信号，对从放大器13发送的反射信号进行正交检波(IQ检波)，取得IQ信号(步骤S24)。
相位旋转中心检测电路15取得从IQ解调器14发送的IQ信号。然后，相位旋转中心检测电路15对于预定的全部频率产生发送信号，判定是否取得了与发送信号对应的反射信号的IQ信号(步骤S25)，在“是”时进入步骤S26，在“否”时返回到步骤S21。相位旋转中心检测电路15取得在从对振荡器11设定频率的时刻起经过时间t以后取得的IQ信号，作为与该频率对应的IQ信号。在此，时间t是指时间t1与时间t2的合计时间，时间t1是从对振荡器11设定频率的时刻起到由发送天线12a照射电波为止所需要的时间，时间t2是被照射的电波往复传播距离L所需要的时间。在设电波的速度为c时，时间t2用下式(5)表示。
t2＝2L/c……(5)
在对预定的全部频率未能取得IQ信号的情况下，返回到步骤S21，相位旋转中心检测电路15对振荡器11设定下一个频率。振荡器11产生具有彼此不同的无线频率的至少3个发送信号，发送天线12a将至少3个发送信号作为电波照射到导轨2，接收天线12b取得与至少3个发送信号对应的至少3个反射信号，IQ解调器14取得与至少3个反射信号对应的至少3个IQ信号。另一方面，在已对预定的全部频率取得IQ信号的情况下，相位旋转中心检测电路15根据取得的至少3个IQ信号，检测IQ平面上的反射信号的相位旋转中心的坐标(步骤S26)。
相位旋转中心检测电路15在相位旋转中心的坐标的检测完成时，对振荡器11设定预定的一个频率(步骤S27)。该频率是与在步骤S21～S25中对振荡器11设定的频率不同的频率，是在步骤S4的移动距离运算处理中使用的频率。然后，相位旋转中心检测电路15向移动距离运算电路16发送表示检测出的相位旋转中心的坐标的信号(步骤S28)，进而向控制电路20发送表示相位旋转中心检测处理已完成的信号(步骤S29)。
图11是说明本发明的实施方式1的反射信号的相位旋转中心的坐标的检测方法的图。图11示出在轿厢3停止着时，在IQ平面上绘制使发送信号的频率以0.01GHz刻度从24.05GHz变化到24.25GHz而依次取得的IQ信号的例子。在发送信号的频率变化时波长变化，因而如果传播距离固定，则能够得到相位不同的IQ信号。在图11中，点P24.05GHz表示将频率设定为24.05GHz而取得的IQ信号的坐标，点P24.06GHz表示将频率设定为24.06GHz而取得的IQ信号的坐标，以后相同。在反射信号的强度固定的情况下，使发送信号的频率变化而依次取得的IQ信号的轨迹51成为圆弧或者圆。并且，圆弧51的中心52与相位旋转中心相当。
圆的中心能够根据已取得的3个以上的IQ信号求出。设3个IQ信号在IQ平面上的坐标为P1(x1，y1)、P2(x2，y2)、P3(x3，y3)。在设圆的中心的坐标为P0(x0，y0)，设半径为r，设圆周上的点的坐标为(x，y)时，圆的方程式用下式(6)表示。
(x-x0)2+(y-y0)2＝r2……(6)
为了求出通过3个点P1、P2、P3的圆的中心的坐标，求解将3个点的坐标代入式(6)的x、y而得到的三元二次方程式，即可求出x0、y0。另外，圆的中心的求解方法不限于该方法，也可以使用求出线段P1-P2的垂直二等分线和P2-P3的垂直二等分线，再求出这两条垂直二等分线的交点的方法，或者也可以使用霍夫变换(Hough Transform)等进行图像上的圆检测的普通方法。
在轿厢3停止着时固定面的状态不变，因而可以期待反射信号的强度是固定的。因此，在轿厢3停止着时，根据与预定的至少3个彼此不同频率的发送信号对应的至少3个IQ信号，通过应用上述方法，能够正确地检测反射信号的相位旋转中心的坐标。
图12是说明本发明的实施方式1的相位旋转中心检测处理中的发送信号的频率决定方法的图。参照图12说明利用上述方法检测相位旋转中心的坐标后的发送信号的频率决定方法。在图12中，点P21、点P22表示将发送信号的频率分别设定为f1、f2而取得的IQ信号的坐标。在设电波的速度为c时，频率f1的发送信号的波长λ1和频率f2的发送信号的波长λ2分别用下式(7)、(8)表示。
λ1＝c/f1……(7)
λ2＝c/f2……(8)
点P21与P22之间的相位差φ用下式(9)表示。
φ＝(2L/λ1)·2π-(2L/λ2)·2π……(9)
其中，L是从天线12到导轨2的电波的传播距离。在将式(1)、式(7)以及式(8)代入式(9)进行整理时，得到下式(10)。
f2＝f1-c·φ·cosθ/(4π·h)……(10)
在利用上述方法求出通过3个点的圆的中心的坐标时，在以各2个点之间的相位差非常小的3个点即接近的3个点为基准时，有可能不能正确地求出圆的中心的坐标。因此，使用式(10)选择发送信号的频率。通过使用式(10)，根据发送天线12a和接收天线12b的主波束方向以及从发送天线12a和接收天线12b到导轨2的距离决定至少3个发送信号的无线频率，使得至少3个IQ信号彼此具有预定的相位差。任意地决定第1频率和适当的相位差(例如π/3)，选择将它们分别代入式(10)的f1、φ而求出的f2作为第2频率。同样，根据第1频率f1或者第2频率f2和适当的相位差，使用式(10)选择第3频率。通过这样选择发送信号的频率，能够取得具有适度的相位差的3个以上的IQ信号，因而通过根据这些IQ信号应用上述方法，能够正确地检测相位旋转中心的坐标。
图13是详细地示出图8的步骤S4的移动距离运算处理的流程图。
在图13中，步骤S31～S33的处理与图10所示的流程图的步骤S22～S24的处理相同，因而省略这些处理的说明。首先，移动距离运算电路16产生发送信号并取得反射信号的IQ信号(步骤S31～S33)。如前所述，在相位旋转中心检测处理完成时，相位旋转中心检测电路15对振荡器11设定预定的一个频率(图10的步骤S27)，因而在移动距离运算处理中，振荡器11始终产生该频率的发送信号。
然后，移动距离运算电路16根据从相位旋转中心检测电路15刚刚接收到的表示相位旋转中心的坐标的信号，校正IQ平面上的反射信号的坐标(步骤S34)。然后，移动距离运算电路16根据校正后的坐标计算反射信号相对于发送信号的相位差，根据计算出的相位差计算轿厢3的移动距离(步骤S35)。然后，移动距离运算电路16将表示计算出的移动距离的信号输出给控制电路20和输出端子18(步骤S36)。
另外，在图13的移动距离运算处理中，移动距离运算电路16在计算相位差之前，根据相位旋转中心的坐标校正IQ平面上的反射信号的坐标(步骤S34)，但是，也可以不校正反射信号的坐标，而是根据反射信号的坐标和相位旋转中心的坐标直接计算相位差。如果相位旋转中心的坐标是已知的，则能够正确地计算IQ平面上的反射信号的坐标，因此，能够计算出正确的相位变化量和累计相位。
图14是说明本发明的实施方式1的IQ信号的校正方法的图。参照图14说明移动距离运算电路16校正IQ信号的方法。在图14中，点P表示由IQ解调器14取得的校正前的IQ信号。在该例中，IQ信号的相位以与原点不同的点P0为中心旋转，点P是以点P0为中心的圆61的圆周上的点。
相位旋转中心检测电路15通过前述的相位旋转中心检测处理检测相位旋转中心即点P0的坐标(x0，y0)，将该坐标通知给移动距离运算电路16。移动距离运算电路16根据接收到的点P0的坐标校正P的坐标。在设校正前的点P的坐标为(x，y)，设校正后的点P’的坐标为(x’，y’)时，x’、y’分别用下式(11)、(12)表示，
x’＝x-x0……(11)
y’＝y-y0……(12)
表示校正后的IQ信号的点P’成为以原点为中心的虚线圆62的圆周上的点。因此，由于在使用校正后的IQ信号时可正确地求出相位变化量和累计相位，因而能够正确地计测轿厢3的移动距离。根据IQ信号计算相位变化量和累计相位来计算轿厢3的移动距离的方法的详细情况如前所述。
在图8的移动距离计测处理中，只要轿厢3正在移动，就反复执行步骤S4的移动距离运算处理。
根据如上所述的实施方式1的移动距离计测装置10，构成为根据取得的至少3个IQ信号计算反射信号的相位旋转中心相对于原点的偏差，根据正确的相位旋转中心的坐标和IQ信号的坐标求出发送信号与反射信号的相位差来计算移动距离，因而即使在反射信号的相位旋转中心偏离原点的情况下，也能够正确地计测轿厢3的移动距离。
另外，构成为根据IQ信号的变化量判定轿厢3是否停止着，因而即使在反射信号的相位旋转中心偏离原点的情况下，也能够正确地判定轿厢3是否停止着。因此，能够正确地检测与轿厢3的状态对应的相位旋转中心的坐标，能够提高轿厢3的移动距离的计测精度。
另外，构成为在轿厢3停止着时根据与预定的至少3个频率的发送信号对应的至少3个IQ信号，检测反射信号的相位旋转中心的坐标，因而能够正确地检测反射信号的相位旋转中心的坐标，能够提高轿厢3的移动距离的计测精度。
另外，构成为决定至少3个发送信号的无线频率，使得至少3个IQ信号彼此具有预定的相位差，因而能够正确地检测反射信号的相位旋转中心的坐标，能够提高轿厢3的移动距离的计测精度。
另外，在电梯领域中，能够使用电波以非接触的方式正确地计测轿厢3的移动距离和速度，因而能够废弃以往由编码器和跨越井道全长的绳索构成的调速机，能够抑制设置成本和维护成本。
实施方式2
实施方式1的移动距离计测装置10构成为，相位旋转中心检测电路15在轿厢3停止着时根据与预定的至少3个频率的发送信号对应的至少3个IQ信号，检测反射信号的相位旋转中心的坐标。与此相对，在本发明的实施方式2中示出如下的结构：在轿厢正在移动时，根据在产生固定频率的发送信号时取得的至少3个IQ信号，检测反射信号的相位旋转中心的坐标。
实施方式2的移动距离计测装置10的内部结构与图2所示的实施方式1的移动距离计测装置10的内部结构相同，因而省略说明。
图15是示出本发明的实施方式2的移动距离计测装置10的动作的流程图。在实施方式2的移动距离计测装置10中，相位旋转中心检测电路15始终对振荡器11设定预定的固定无线频率。
首先，控制电路20判定轿厢3是否正在以预定的阈值以上的速度移动(步骤S41)，在“是”时进入步骤S42，在“否”时进入步骤S43。轿厢3的速度是通过将移动距离运算电路16计算出的移动距离除以其移动时间而计算出的。另外，也可以是，如果计算出的速度为预定的阈值以上且未从停止判定电路19接收到停止中信号，则判定为轿厢3正在以预定的阈值以上的速度移动。
在判定为轿厢3正在以预定的阈值以上的速度移动的情况下，控制电路20指示相位旋转中心检测电路15执行相位旋转中心检测处理(步骤S42)。步骤S42的相位旋转中心检测处理的详细情况将在后面参照图16进行说明。
控制电路20判断轿厢3是否停止着(步骤S43)，在“是”时结束移动距离计测处理，在“否”时进入步骤S44。控制电路20在从相位旋转中心检测电路15接收到表示处理已完成的信号且判断为轿厢3正在移动时，指示移动距离运算电路16执行移动距离运算处理(步骤S44)。步骤S44的移动距离运算处理的详细情况与图13所示的流程图相同，因而省略说明。
另外，也可以在轿厢3正在以预定的阈值以上的速度移动的情况下不始终进行步骤S42的相位旋转中心检测处理。例如，也可以在轿厢3正在以预定的阈值以上的速度移动的状态下按照规定的时间间隔执行相位旋转中心检测处理。
图16是详细地示出图15的步骤S42的相位旋转中心检测处理的流程图。
首先，相位旋转中心检测电路15对振荡器11设定预定的一个频率作为要产生的发送信号的频率(步骤S51)。在图16中，步骤S52～S54的处理与图10所示的流程图的步骤S22～S24的处理相同，因而省略这些处理的说明。
相位旋转中心检测电路15取得从IQ解调器14发送的IQ信号。然后，相位旋转中心检测电路15在预定个数(至少3个)的不同时刻(即轿厢3移动到不同距离的时刻)分别判断是否已取得IQ信号(步骤S55)，在“是”时进入步骤S55，在“否”时返回到步骤S52。
在未取得预定个数的IQ信号的情况下，相位旋转中心检测电路15返回到步骤S52，反复进行步骤S52～S55。振荡器11跨越至少3个单位时间区间产生具有相同无线频率的发送信号，发送天线12a将与这些单位时间区间分别对应的发送信号(至少3个发送信号)作为电波照射到导轨2，接收天线12b取得与至少3个发送信号对应的至少3个反射信号，IQ解调器14取得与至少3个单位时间区间(即至少3个反射信号)分别对应的至少3个IQ信号。另一方面，在已取得预定个数的IQ信号的情况下，相位旋转中心检测电路15根据刚刚取得的至少3个IQ信号检测IQ平面上的反射信号的相位旋转中心的坐标(步骤S56)。
相位旋转中心检测电路15在相位旋转中心的坐标的检测完成时，将检测出的相位旋转中心的坐标通知给移动距离运算电路16(步骤S57)，进而将相位旋转中心检测处理已完成通知给控制电路20(步骤S58)。
下面说明反射信号的相位旋转中心的坐标的检测方法。在轿厢3正在移动时，在产生固定频率的发送信号时依次取得的多个IQ信号的轨迹成为圆或者圆弧。并且，该圆或者圆弧的中心相当于相位旋转中心。即，与在实施方式1中说明的、在轿厢3停止着时使发送信号的频率变化而依次取得的IQ信号的轨迹相同。因此，根据轿厢3正在以预定的阈值以上的速度移动时刚刚取得的3个以上的IQ信号，应用在实施方式1中说明的求出圆的中心的方法，由此能够检测相位旋转中心的坐标。
在此，对图15的步骤S41的阈值的决定方法进行说明。如在实施方式1中说明的那样，在求出通过3个点的圆的中心的坐标时，在将各2个点之间的相位差非常小的3个点即接近的3个点作为基准时，有可能不能正确地求出圆的中心的坐标。因此，作为执行步骤S42的相位旋转中心检测处理的条件的、轿厢3的速度的阈值，是使用在实施方式1中示出的式(4)决定的。式(4)表示累计相位(相位差)φ与移动距离s的关系。通过使用式(4)，根据发送天线12a和接收天线12b的主波束方向以及发送信号的电波的波长决定步骤S41的阈值，使得至少3个IQ信号彼此具有预定的相位差。任意地决定适当的相位差(例如π/3)，将其代入式(4)的累计相位φ求出移动距离s。并且，按照取得IQ信号的每单位时间，将轿厢3移动距离s以上的距离的速度决定为速度的阈值。在轿厢3正在以这样设定的阈值以上的速度移动时取得的3个以上的IQ信号彼此具有适度的相位差，因此，通过根据这些IQ信号应用上述方法，能够正确地检测相位旋转中心的坐标。
在图15的移动距离计测处理中，只要轿厢3正在移动，就反复执行步骤S44的移动距离运算处理。
根据如上所述的实施方式2的移动距离计测装置10，构成为在轿厢3正在移动时，根据在产生固定频率的发送信号时取得的至少3个IQ信号检测反射信号的相位旋转中心的坐标，因而即使轿厢3正在移动，也能够正确地检测反射信号的相位旋转中心的坐标，能够提高轿厢3的移动距离的计测精度。
另外，构成为决定执行相位旋转中心检测处理时的轿厢3的速度的阈值，使得至少3个IQ信号彼此具有预定的相位差，因而能够正确地检测反射信号的相位旋转中心的坐标，能够提高轿厢3的移动距离的计测精度。
另外，也可以构成为与实施方式1所示的相位旋转中心检测处理组合，在轿厢3停止着的情况下以及正在以小于预定的阈值的速度移动的情况下，根据在停止中检测到的相位旋转中心的坐标计算移动距离，在轿厢3正在以预定的阈值以上的速度移动的情况下，根据在移动中检测到的相位旋转中心的坐标计算移动距离。
实施方式3
实施方式2的移动距离计测装置10构成为，相位旋转中心检测电路15在轿厢正在以预定的阈值以上的速度移动时，根据在产生固定频率的发送信号时取得的至少3个IQ信号在IQ平面上的轨迹，检测反射信号的相位旋转中心的坐标。与此相对，在本发明的实施方式3中示出如下的结构：在轿厢正在以预定的阈值以上的速度移动时，根据在产生固定频率的发送信号时取得的反射信号的功率谱检测反射信号的相位旋转中心的坐标。
实施方式3的移动距离计测装置10的内部结构与图2所示的实施方式1的移动距离计测装置10的内部结构相同，因而省略说明。
实施方式3的移动距离计测装置10的动作与图15所示的流程图相同，步骤S42的相位旋转中心检测处理的详细情况与实施方式2不同。
图17是详细地示出本发明的实施方式3的相位旋转中心检测处理的流程图。在图17中，步骤S61～S65的处理与图16所示的流程图的步骤S51～S55的处理相同，因而省略这些处理的说明。相位旋转中心检测电路15通过对刚刚取得的至少3个IQ信号进行FFT(FastFourier Transform：快速傅里叶变换)处理，计算至少3个反射信号的功率谱(步骤S66)。在此，为了计算反射信号的功率谱而使用的IQ信号是在轿厢3正在以预定的阈值以上的速度移动时在最近的规定时间期间内取得的信号。然后，相位旋转中心检测电路15根据计算出的功率谱检测反射信号的直接波分量(步骤S67)。然后，相位旋转中心检测电路15根据IQ平面上的反射信号的直接波分量的坐标，与实施方式1、2同样地检测反射信号的相位旋转中心的坐标(步骤S68)。相位旋转中心检测电路15在相位旋转中心的坐标的检测完成时，将检测出的相位旋转中心的坐标通知给移动距离运算电路16(步骤S69)，进而将相位旋转中心检测处理已完成通知给控制电路20(步骤S70)。
参照图18和图19，对根据反射信号的功率谱检测反射信号的相位旋转中心的坐标的方法进行说明。图18和图19是说明本发明的实施方式3的反射信号的相位旋转中心的坐标的检测方法的图。在图18和图19中，横轴表示频率，纵轴表示反射信号强度。图18示出轿厢3停止中的反射信号的功率谱，图19示出轿厢3移动中的反射信号的功率谱的波形。在轿厢3停止中的情况下，反射波的频率与从发送天线12a直接入射到接收天线12b的直接波f0的频率一致，因而功率谱成为仅频率f0的信号强度较高的波形。另一方面，在轿厢3移动中的情况下，反射波的频率成为反映轿厢3的移动速度的多普勒频率fd，因而反射波分量和直接波分量的频率分离，功率谱成为2个频率的信号强度较高的波形。因此，在功率谱的波形中，提取除了多普勒频率fd以外信号强度较高的频率作为直接波分量。并且，根据提取出的直接波分量在IQ平面上的坐标，检测反射信号的相位旋转中心的坐标。
在轿厢3正在移动时，反射信号的强度有可能由于轿厢3的振动等而变化。因此，通过根据在轿厢3正在移动时取得的至少3个IQ信号应用上述方法，即使轿厢3正在移动，也能够正确地检测反射信号的相位旋转中心的坐标。
根据如上所述的实施方式3的移动距离计测装置10，能够得到与实施方式2的效果相同的效果。
另外，构成为在轿厢3正在移动时，根据在产生固定频率的发送信号时取得的反射信号的功率谱检测反射信号的相位旋转中心的坐标，因而即使在反射信号的强度由于轿厢3的振动等而变化的情况下，也能够正确地检测反射信号的相位旋转中心的坐标，能够提高轿厢3的移动距离的计测精度。
另外，也可以构成为，与实施方式1所示的相位旋转中心检测处理组合，在轿厢3停止着的情况下以及正在以小于预定的阈值的速度移动的情况下，根据在停止中检测到的相位旋转中心的坐标计算移动距离，在轿厢3正在以预定的阈值以上的速度移动的情况下，根据在移动中检测到的相位旋转中心的坐标计算移动距离。
实施方式4
在实施方式4中示出将移动距离计测装置安装于列车的车辆的情况。在该情况下，列车的车辆是移动体，移动距离计测装置计测车辆的移动距离。
图20是示意地示出安装有本发明的实施方式4的移动距离计测装置10的列车的结构的图。在图20中，在车辆71行驶的轨道上铺设有铁轨72，在铁轨72的下面以规定的间隔铺设支撑铁轨72的枕木73。并且，在枕木73之间填满铺设有碎石(道砟)74。另一方面，在车辆71的底面的前后经由连接轴75与台车76连接，在台车76安装有车轮77。并且，移动距离计测装置10经由舣装夹具78安装在车辆71的底面的大致中央。
实施方式4的移动距离计测装置10的内部结构与图2所示的实施方式1的移动距离计测装置10的内部结构相同，因而省略说明。另外，发送天线12a向作为固定面的轨道(地面)照射电波(发送波)。
实施方式4的移动距离计测装置10的动作与图8所示的流程图相同，因而省略说明。
根据如上所述的实施方式4的移动距离计测装置10，能够得到与实施方式1的效果相同的效果。
另外，在铁道领域中，能够正确地计测车辆71的移动距离，因而能够削减或者全部废止为了校正移动距离而设置的地面部件的个数，能够抑制设置成本和维护成本。
另外，移动距离计测装置不限于列车，也可以安装于沿着固定面移动的移动体例如汽车的车辆。
实施方式5
在实施方式1中说明了在移动体停止着时，根据与预定的至少3个频率的发送信号对应的至少3个IQ信号检测反射信号的相位旋转中心的坐标的情况。与此相对，在实施方式5中说明在移动体停止着时，根据与预定的至少2个彼此不同频率的发送信号对应的至少2个IQ信号检测反射信号的相位旋转中心的坐标的情况。
实施方式5的移动距离计测装置10的内部结构与图2所示的实施方式1的移动距离计测装置10的内部结构相同，因而省略说明。
实施方式5的移动距离计测装置10的动作与图8所示的流程图相同，步骤S3的相位旋转中心检测处理的详细情况与实施方式1不同。实施方式5的相位旋转中心检测处理与图10所示的流程图相同，要设定的频率的个数(即要取得的IQ信号的个数)和相位旋转中心的坐标的检测方法与实施方式1不同。在实施方式5的移动距离计测装置10中，相位旋转中心检测电路15在步骤S21中对振荡器11依次设定预定的至少2个彼此不同的频率。并且，在步骤S26中，相位旋转中心检测电路15根据取得的至少2个IQ信号检测IQ平面上的反射信号的相位旋转中心的坐标。
图21～图23是说明实施方式5的反射信号的相位旋转中心的坐标的检测方法的图。在图21中，点P31、点P32表示将发送信号的频率设定成预定的2个频率f1、f2而取得的IQ信号的坐标。频率f1、f2的关系是f1<f2。点P31与点P32之间的相位差φ能够使用在实施方式1示出的式(9)求出。
如果知道圆周上的2个点的坐标且知道连接这2个点和圆的中心的2条半径形成的中心角，则圆的中心坐标确定有2种。通过点P31、点P32这2个点且连接点P31、点P32和中心的2条半径形成的中心角为φ(0°<φ<180°)的圆，是以点Pa为中心的圆81和以点Pb为中心的圆82。
如实施方式1的图11所示，当在移动体停止着时使发送信号的频率以依次增大的方式变化的情况下，以各频率取得的IQ信号的轨迹呈顺时针(向右旋转)。因此，根据f1<f2，从点P31到点P32的轨迹呈顺时针。
如图22所示，在圆81的圆周上，从点P31到点P32的顺时针的轨迹在相位差为φ时是妥当的。另一方面，如图23所示，在圆82的圆周上，从点P31到点P32的顺时针的轨迹在相位差为360°-φ时是不妥当的。因此，检测圆81的中心Pa作为反射信号的相位旋转中心的坐标。
在上述方法中，为了根据与2个彼此不同频率的发送信号对应的2个IQ信号检测相位旋转中心的坐标，需要将发送信号的频率设定成使2个IQ信号的相位差φ达到0°<φ<180°。因此，使用在实施方式1中说明的发送信号的频率决定方法选择第1频率和第2频率，使得2个IQ信号具有大于0°且小于180°的相位差。
根据如上所述构成的实施方式5的移动距离计测装置，构成为在轿厢3停止着时，根据与预定的至少2个彼此不同频率的发送信号对应的至少2个IQ信号检测反射信号的相位旋转中心的坐标，因而能够进一步减少发送电波的次数，迅速且正确地检测反射信号的相位旋转中心的坐标。
标号说明
1井道；2导轨；3轿厢；4驱动装置；5主绳索；6对重；7安装夹具；10移动距离计测装置；11振荡器；12天线；12a发送天线；12b接收天线；13放大器；14IQ解调器；15相位旋转中心检测电路；16移动距离运算电路；17输入端子；18输出端子；19停止判定电路；20控制电路；71车辆；72铁轨；73枕木；74碎石(道砟)；75连接轴；76台车；77车轮；78舣装夹具。

Claims (12)

1.一种移动距离计测装置，其设置于沿着固定面移动的移动体，计测该移动体的移动距离，其特征在于，所述移动距离计测装置具有：
振荡器，其跨越多个单位时间区间产生具有无线频率的发送信号；
发送天线，其将所述发送信号作为电波照射到所述固定面；
接收天线，其接收从所述发送天线照射到所述固定面并被所述固定面反射的电波，作为与所述发送信号对应的反射信号而取得；
IQ信号取得单元，其在所述多个单位时间区间中的各个单位时间区间内将所述发送信号用作基准信号对所述反射信号进行正交检波，取得与所述多个单位时间区间分别对应的多个IQ信号，该多个IQ信号分别表示IQ平面上的所述反射信号的坐标；
相位旋转中心检测单元，其根据由所述IQ信号取得单元取得的多个IQ信号中的至少2个IQ信号，检测所述IQ平面上的所述反射信号的相位旋转中心的坐标；以及
移动距离运算单元，其根据所述IQ平面上的所述反射信号的坐标和所述相位旋转中心的坐标，计算所述反射信号相对于所述发送信号的相位差，根据所述相位差计算所述移动体的移动距离。
2.根据权利要求1所述的移动距离计测装置，其特征在于，
所述移动距离运算单元根据所述相位旋转中心的坐标校正所述IQ平面上的所述反射信号的坐标，根据所述校正后的坐标计算所述反射信号相对于所述发送信号的相位差，根据所述相位差计算所述移动体的移动距离。
3.根据权利要求1或2所述的移动距离计测装置，其特征在于，
在所述移动体停止着时，
所述振荡器产生具有彼此不同的无线频率的至少2个发送信号，
所述发送天线将所述至少2个发送信号作为电波照射到所述固定面，
所述接收天线取得与所述至少2个发送信号对应的至少2个反射信号，
所述IQ信号取得单元取得与所述至少2个反射信号对应的至少2个IQ信号，
所述相位旋转中心检测单元根据所述至少2个IQ信号，检测所述IQ平面上的所述反射信号的相位旋转中心的坐标。
4.根据权利要求3所述的移动距离计测装置，其特征在于，
根据所述发送天线和所述接收天线的主波束方向以及从所述发送天线和所述接收天线到所述固定面的距离，决定所述至少2个发送信号的无线频率，使得所述至少2个IQ信号彼此具有预定的相位差。
5.根据权利要求4所述的移动距离计测装置，其特征在于，
决定所述至少2个发送信号的无线频率，使得所述至少2个IQ信号具有大于0度且小于180度的相位差。
6.根据权利要求3～5中的任意一项所述的移动距离计测装置，其特征在于，
所述移动距离计测装置还具有停止判定单元，该停止判定单元根据所述IQ信号判定所述移动体是否停止着，
在跨越预定的时间期间的所述IQ信号的变化量为预定的第1阈值以下的情况下，所述停止判定单元判定为所述移动体停止着。
7.根据权利要求1或2所述的移动距离计测装置，其特征在于，
在所述移动体以预定的第2阈值以上的速度移动着时，
所述振荡器跨越至少3个单位时间区间产生具有相同无线频率的发送信号，
所述IQ信号取得单元取得与所述至少3个单位时间区间分别对应的至少3个IQ信号，
所述相位旋转中心检测单元根据所述至少3个IQ信号，检测所述IQ平面上的所述反射信号的相位旋转中心的坐标。
8.根据权利要求7所述的移动距离计测装置，其特征在于，
根据所述发送天线和所述接收天线的主波束方向以及所述发送信号的电波波长决定所述第2阈值，使得所述至少3个IQ信号彼此具有预定的相位差。
9.根据权利要求7或8所述的移动距离计测装置，其特征在于，
所述相位旋转中心检测单元根据所述至少3个IQ信号计算所述反射信号的功率谱，根据所述计算出的功率谱检测所述IQ平面上的所述反射信号的相位旋转中心的坐标。
10.一种电梯，其特征在于，所述电梯具有权利要求1～9中的任意一项所述的移动距离计测装置。
11.一种车辆，其特征在于，所述车辆具有权利要求1～9中的任意一项所述的移动距离计测装置。
12.一种移动距离计测方法，使用设置于沿着固定面移动的移动体的移动距离计测装置计测所述移动体的移动距离，其特征在于，所述移动距离计测方法包含以下步骤：
跨越多个单位时间区间产生具有无线频率的发送信号；
将所述发送信号作为电波照射到所述固定面；
接收照射到所述固定面并被所述固定面反射的电波，作为与所述发送信号对应的反射信号而取得；
在所述多个单位时间区间中的各个单位时间区间内将所述发送信号用作基准信号对所述反射信号进行正交检波，取得与所述多个单位时间区间分别对应的多个IQ信号，该多个IQ信号分别表示IQ平面上的所述反射信号的坐标；
根据由所述IQ信号取得单元取得的多个IQ信号中的至少2个IQ信号，检测所述IQ平面上的所述反射信号的相位旋转中心的坐标；以及
根据所述IQ平面上的所述反射信号的坐标和所述相位旋转中心的坐标，计算所述反射信号相对于所述发送信号的相位差，根据所述相位差计算所述移动体的移动距离。
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