CN110412075B - 对象物判定装置、程序、对象物判定方法和半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对象物判定装置、程序、对象物判定方法和半导体装置。在不接收示出第一信号和第二信号的发送的定时的信号的情况下判定对象物的性质。根据由电极202经由土以重叠的状态接收到的频率f1、f2的第一正弦波信号和第二正弦波信号，求取与各个的振幅对应的功率值的差ΔP1（或ΔP2）和与相位对应的角度的差Δθ1（或Δθ2），基于求取的功率差和角度差以及功率差和角度差与土的多个性质L1、L2的关系来判定土的性质L1。

Description

对象物判定装置、程序、对象物判定方法和半导体装置

技术领域

本发明涉及对象物判定装置、程序和对象物判定方法。

背景技术

以往，作为土的性质的阻抗的测量被用于土的水分量的测定、土的离子浓度的测定。以往的第一土地判定装置将电极放入到土之中，从一个电极发送期望的频率的信号，使用另一个电极接收所发送的信号（期望的频率），基于接收到的信号来测量土的阻抗。

土的阻抗除了电阻分量之外还包括电容分量/感应分量，成为以复数（complex）表现的值。当接收侧在取得复数的值时不知晓上述信号的发送侧的期望的频率的信号的相位定时时，不知晓接收侧的相位相对于发送侧旋转了多少（相位延迟）。因此，在以往的阻抗测量装置中，从发送侧向接收侧另外发送信号，以使接收侧能够知晓发送侧的定时信息或定时。

此外，在以往的第二土地判定装置中，不使用相位信息，而接收侧预先使用某些方法知晓发送侧以怎样的电平发送，由此，测量测定的频率中的土的衰减特性。

像这样，在以往的第一土地判定装置和第二土地判定装置中，需要能够知晓发送侧的定时信息或定时的某些信号和示出信号的电平的信号。因此，在分离发送侧和接收侧而在连接于发送侧和接收侧的各个的2个传感器之间测量土地的性质的情况下，需要通过有线或无线发送与发送侧的相位有关的定时信号或示出发送侧的电平的信号的构造。

例如，以往，提出了图10（A）或图10（B）所示的结构的土地判定装置/系统。在这些土地判定装置/系统中，接收侧所包括的DFT206输出将发送的信号的相位和振幅变换为向量后的结果，但是，如上述那样从发送侧输入定时信号。

再有，作为关联的专利文献，存在专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-200193。

发明要解决的课题

可是，作为将与发送侧的相位有关的定时信号或示出发送侧的电平的信号向接收侧发送的构造，在有线的情况下，使用线材连结发送侧与接收侧之间，产生了失去发送侧与接收侧的各自的装置的设置的自由度、在屋外设置时避免由于落下物或到来物造成的断线、需要防止落雷的感应的某些构造等许多制约，设置成本或维持成本增大。在测量对象的土壤中布线电缆这样的对于土壤的异物增加，因此，还必须考虑由电缆敷设造成的向测量结果的影响。由此，还产生了不会得到本来想要测量的结果的风险。

此外，在利用无线的构造中，虽然能够排除电缆，但是，为了确保由无线通信造成的传送延迟或无线通信频带的制约所操纵的定时信息的时间精度，难以使用便宜的无线装置来实现。

发明内容

本公开的技术是鉴于上述的方面而完成的，其目的在于提供能够在不接收示出第一信号和第二信号的发送的定时的信号的情况下判定对象物的性质的对象物判定装置、程序和对象物判定方法。

用于解决课题的方案

本公开的技术的第一方式的对象物判定装置具备：计算部，根据由接收部经由对象物以重叠的状态或分别接收到的、第一频率的第一信号和与所述第一频率不同的第二频率的第二信号，计算表示所述第一信号和所述第二信号的各自的特征的、第一特征量和与所述第一特征量不同的第二特征量；以及判定部，基于所述第一信号和所述第二信号的各自的所述第一特征量的不同和所述第二特征量的不同、及所述第一特征量的多个不同和所述第二特征量的多个不同与对象物的多个性质的关系，判定所述对象物的性质。

本公开的技术的第二方式的对象物判定方法具备：根据由接收部经由对象物以重叠的状态或分别接收到的、第一频率的第一信号和与所述第一频率不同的第二频率的第二信号来计算表示所述第一信号和所述第二信号的各自的特征的、第一特征量和与所述第一特征量不同的第二特征量的步骤；以及基于所述第一信号和所述第二信号的各自的所述第一特征量的不同和所述第二特征量的不同、及所述第一特征量的多个不同和所述第二特征量的多个不同与对象物的多个性质的关系来判定所述对象物的性质的步骤。

本公开的技术的第3方式的程序使计算机执行方案5所述的对象物判定方法。

本公开的技术的第4方式的对象物判定装置具备：存储装置，存储有用于使处理装置执行方案5所述的对象物判定方法的程序；以及处理装置，执行在所述存储装置中存储的所述程序。

发明效果

根据本公开，能够在不接收示出第一信号和第二信号的发送的定时的信号的情况下判定对象物的性质。

附图说明

图1是第一实施方式的土地性质判定系统的框图。

图2是利用向量示出对经由第一性质L1的土和第二性质L2的土地发送的第一频率f1的信号和第二频率f2的信号分别进行了第一DFT处理和第二DFT处理的情况下的振幅A11~A22和相位θ11~θ22的关系的图。

图3是示出信号的频率与将该信号的振幅自乘而得到的功率的关系的图表。

图4是示出信号的频率与该信号的相位的角度的关系的图表。

图5是示出根据2个不同的频率的信号的功率（振幅的平方）的差（ΔP1、ΔP2）和2个不同的频率的信号的相位的角度的差（Δθ1、Δθ2）来特别指定并存储土的性质（L1、L2）的表的图。

图6是第二实施方式的土地性质判定系统的框图。

图7A是示出计算机110C的CPU122的功能部的图。

图7B是示出计算机220C的CPU222的功能部的图。

图8是发送装置100B的计算机110C生成正弦波的处理程序的流程图。

对于图9是利用测定装置200B的判定土的性质的判定处理程序的流程图。

图10的（A）是土地判定装置的框图，（B）是土地判定系统的框图。

具体实施方式

以下，参照附图并说明公开的技术的实施方式的一个例子。再有，在各附图中对同一或等效的结构要素和部分标注同一参照附图标记，适当省略重复的说明。

［第一实施方式］

在图1中，示出了土地性质判定系统。如图1所示，土地性质判定系统具备发送装置100A和测定装置200A。发送装置100A具备生成装置110和电极108。测定装置200A具备电极202和判定装置220。再有，电极108和电极202分离固定距离（例如，几十厘米~几米），在电极108与电极202之间存在土。生成装置110和判定装置220由半导体装置构成。

判定装置220是本公开的技术的对象物判定装置和半导体装置的一个例子。

生成装置110具备正弦波生成电路102A和正弦波生成电路102B。正弦波生成电路102A生成与第一频率f1的第一正弦波对应的数字信号（以下，称为“第一正弦波信号”）。正弦波生成电路102B生成与第二频率f2的第二正弦波对应的数字信号（以下，称为“第二正弦波信号”）。在第一实施方式中，第二频率f2是第一频率f1的N倍。正弦波生成电路102A和正弦波生成电路102B被连接于切换加法运算电路104，所述切换加法运算电路104选择性地切换第一正弦波信号和第二正弦波信号来输出或者将第一正弦波信号和第二正弦波信号相加来同时输出。再有，在第一实施方式中，切换加法运算电路104将第一正弦波信号和第二正弦波信号相加来作为加法运算信号输出。切换加法运算电路104被连接于将加法运算信号模拟变换来作为电信号输出的DAC（Digital to Analog Converter，数模转换器）106。DAC106被连接于电极108。电极108将来自DAC106的信号（模拟电信号）向土发送。

测定装置200A具备：经由土接收由电极108发送的信号的电极202、以及对由电极202接收到的信号进行处理来判定土的性质的判定装置220。判定装置220具备被连接于电极202并且对由电极202接收到的信号进行数字变换的ADC（Analog-to-DigitalConverter，模数转换器）204。在ADC204连接有对来自ADC204的信号进行离散傅里叶变换而输出与第一正弦波（频率f1）对应的振幅和相位的DFT（Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换）206A、以及对来自ADC204的信号进行离散傅里叶变换而输出与第二正弦波（频率f2）对应的振幅和相位的DFT206B。

功率变换电路208A和角度变换电路210A被连接于DFT206A。功率变换电路208B和角度变换电路210B被连接于DFT206B。功率变换电路208A通过将来自DFT206A的振幅自乘而变换为功率。角度变换电路210A将来自DFT206A的相位变换为角度。功率变换电路208B通过将来自DFT206B的振幅自乘而变换为功率。角度变换电路210B将来自DFT206B的相位变换为角度。

功率变换电路208A和功率变换电路208B被连接于功率差计算电路212。功率差计算电路212计算来自功率变换电路208A和功率变换电路208B的各个的功率差。角度变换电路210A和角度变换电路210B被连接于角度差计算电路214。角度差计算电路214计算来自角度变换电路210A和角度变换电路210B的各个的角度差。

对于功率差计算电路212，被连接于对由功率差计算电路212计算出的功率差进行平均化的平均化电路216A。角度差计算电路214被连接于对由角度差计算电路214计算出的角度差进行平均化的平均化电路216B。平均化电路216A和平均化电路216B被连接于判定电路218。判定电路218具备示出详细后述的功率差和角度差与土的性质的关系的表（也参照图5）。

判定电路218基于由平均化电路216A和平均化电路216B平均化后的功率差和角度差以及处于表的功率差和角度差与土的性质的关系，判定处于电极108与电极202之间的土的性质。作为土的性质，在第一实施方式中，例如存在土的pH和土的每单位体积的水分量。再有，土的性质不限定于这些pH或水分量，也可以代替pH或水分量判定例如离子浓度或者判定pH或水分量以及例如离子浓度来作为土的性质。

DFT206A~平均化电路216B是本公开的技术的计算部的一个例子。判定电路是本公开的技术的判定部的一个例子。

接着，说明第一实施方式的作用。

首先，说明发送装置100A的作用。生成装置110的正弦波生成电路102A生成第一正弦波信号，正弦波生成电路102B生成第二正弦波信号。正弦波生成电路102A开始生成第一正弦波信号的定时与正弦波生成电路102B开始生成第二正弦波信号的定时相同。第一正弦波信号的振幅与第二正弦波信号的振幅相同。切换加法运算电路104将从正弦波生成电路102A和正弦波生成电路102B输出的第一正弦波和第二正弦波相加而作为加法运算信号输出。DAC106将来自切换加法运算电路104的加法运算信号变换为模拟信号，并将其向电极108输出。电极108将从DAC106输出的信号向土发送。

接着，说明测定装置200A的作用。如上述那样，发送给土的信号被测定装置200A的电极202接收，电极202将接收到的信号向ADC204输出。ADC204将接收到的信号数字变换，将信号向DFT206A和DFT206B输出。

DFT206A和DFT206B对在固定期间内接收到的信号进行DFT变换。用于使用DFT206A和DFT206B进行DFT变换的信号的个数根据DFT206A和DFT206B的各个而不同，但是，DFT206A和DFT206B使用在相同的固定期间的期间内接收到的信号。该固定期间为由第一频率f1的第一正弦波信号的波长确定的期间与由第二频率f2的第二正弦波信号的波长确定的期间的最小公倍数。像这样，假设DFT206A和DFT206B使用在相同的固定期间的期间内接收到的信号是为了使干扰噪声的影响小。例如，假设DFT206A使用在第一期间的期间内接收到的信号，DFT206B使用在比第一期间长的第二期间的期间内接收到的信号。是因为：当在经过第一期间后、经过第二期间前产生干扰噪声时，干扰噪声仅对由DFT206B得到的振幅和相位造成影响。

此外，DFT206A和DFT206B使用在相同的固定期间的期间内接收到的信号是为了使得难以受到噪声的影响。当更详细地进行说明时，例如，设想看看DFT206A使用在某个第一规定期间的期间内接收到的信号而DFT206B使用在继该第一规定时间之后的第二规定时间的期间内接收到的信号的情况。当将此与DFT206A和DFT206B均使用在相同的该第一规定时间的期间内接收到的信号的情况比较时，上述设想的情况的时间更长第二规定时间的量，相应地，受到干扰噪声的影响的概率变高。可是，在本实施方式中，由于DFT206A和DFT206B使用在相同的固定期间的期间内接收到的信号，所以，能够与上述设想的情况相比难以受到噪声的影响。

此外，虽然在后面详细地进行叙述，但是，在本实施方式中，使用了将来自DFT206A和DFT206B的各个的振幅变换后的功率的差以及来自DFT206A和DFT206B的各个的相位的角度的差。由于DFT206A和DFT206B使用在相同的固定期间的期间内接收到的信号，所以，即使在该相同的固定期间内存在干扰噪声，也同样地计算噪声造成影响的各功率的差和各角度的差，因此，能够使噪声的影响小。

DFT206A每当储存了规定个数来自ADC204的信号时使用规定个数的信号来进行第一DFT处理，将示出第一频率f1的第一正弦波信号的振幅和相位的信号分别向功率变换电路208A和角度变换电路210A输出。DFT206B每当储存了规定个数来自ADC204的信号时使用规定个数的信号来进行第二DFT处理，将示出第二频率f2的第二正弦波信号的振幅和相位的信号分别向功率变换电路208B和角度变换电路210B输出。

再有，第一DFT处理和第二DFT处理的各个包括DFT变换以及求取振幅和相位的处理。

如上述那样，生成装置110的正弦波生成电路102A开始生成第一正弦波信号的定时与正弦波生成电路102B开始生成第二正弦波信号的定时相同。DFT206A和DFT206B的各自的工作定时相同。

功率变换电路208A和功率变换电路208B通过计算接收到的振幅的平方来将振幅变换为功率值。角度变换电路210A和角度变换电路210B将接收到的相位变换为角度。

功率差计算电路212计算来自功率变换电路208A的功率值与来自功率变换电路208B的功率值的差。角度差计算电路214计算来自角度变换电路210A的角度与来自角度变换电路210B的角度的差。

如上述那样，DFT206A和DFT206B每当储存了规定个数来自ADC204的信号时将示出振幅和相位的信号向功率变换电路208A、208B和角度变换电路210A、210B输出。因此，DFT206~角度差计算电路214每当使用DFT206A和DFT206B储存了规定个数信号时即按每规定时间与上述同样地进行工作。按每规定时间从功率差计算电路212向平均化电路216A输入功率值的差，按每规定时间向平均化电路216B输入来自角度差计算电路214的角度的差。平均化电路216A在来自功率差计算电路212的功率值的差到达固定个数时计算功率值的差的平均值。平均化电路216B在来自角度差计算电路214的角度的差到达固定个数时计算角度的差的平均值。

判定电路218基于来自平均化电路216A的功率值的差的平均值和来自平均化电路216B的角度的差的平均值来判定土的性质（pH和水分量）。

接着，说明能够基于功率值的差和角度的差来判定土的性质（pH和水分量）的原理。

在图2中，利用向量示出了对经由第一性质L1的土和第二性质L2的土地发送的第一频率f1的信号和第二频率f2的信号分别进行第一DFT处理和第二DFT处理的情况下的振幅A11~A22和相位θ11~θ22的关系。

如图2所示，振幅A11~A22和相位θ11~θ22由实数+j×虚数的向量确定。通过第一DFT处理和第二DFT处理的各DFT变换求取向量（实数、虚数）。实数是振幅×COS（相位），虚数是振幅×SIN（相位），功率是实数²+虚数²，振幅是√（功率）=√（实数²+虚数²）。像这样，通过√（实数²+虚数²）求取振幅。

此外，如上述那样，由于实数=振幅×COS（相位），所以COS（相位）=（实数/振幅）。因此，相位是ACOS（实数/振幅）。此外，由于虚数=振幅×SIN（相位），所以SIN（相位）=（虚数/振幅）。因此，相位也是ASIN（虚数/振幅）。像这样，通过ACOS（实数/振幅）或ASIN（虚数/振幅）求取相位。相位θ11~θ22以实数轴为基准表示从发送装置100A发送信号的定时。

像这样，根据通过DFT得到的向量（实数、虚数）求取振幅A11~A22和相位θ11~θ22。在本实施方式的第一DFT处理和第二DFT处理中，根据通过DFT得到的向量（实数、虚数）进一步求取振幅和相位。

当在电极108与电极202之间的土为第一性质L1的情况下对第一频率f1的信号执行第一DFT处理时，输出振幅A11、相位θ11，当对第二频率f2的电信号执行第二DFT处理时，输出振幅A21、相位θ21。在电极108与电极202之间的土为第二L2的情况下，通过第一DFT处理输出振幅A12、相位θ12，通过第二DFT处理输出振幅A22、相位θ22。

像这样，即使为相同的频率且执行相同的DFT处理，振幅和相位的角度也如（A11、A12）、（A21、A22）、（θ11、θ12）、（θ21、θ22）那样不同是因为土的性质不同。

在图3中示出了信号的频率与将该信号的振幅自乘而得到的功率的关系。如图3所示，将振幅自乘而得到的功率值根据频率和电极108与电极202之间的土的性质L1、L2而不同。再有，图3的纵轴是取对数后的值。在图4中示出了信号的频率与该信号的相位的角度的关系。如图4所示，信号的相位的角度根据频率和电极108与电极202之间的土的性质L1、L2而不同。

相反地，2个不同的频率f1、f2的信号的功率（振幅的平方）的差ΔP1（P11-P21）、ΔP2（P12-P22）根据土的性质L1、L2不同。此外，2个不同的频率f1、f2的信号的相位的角度的差Δθ1（θ11-θ21）、Δθ2（θ12-θ22）根据土的性质L1、L2不同。

也就是说，当土的性质不同时，2个不同的频率f1、f2的信号的功率（振幅的平方）的差和相位的角度的差不同，因此，当2个不同的频率f1、f2的信号的功率（振幅的平方）的差和相位的角度的差确定时，特别指定土的性质。在图5中示出了根据2个不同的频率的信号的功率（振幅的平方）的差（ΔP1、ΔP2）和2个不同的频率的信号的相位的角度的差（Δθ1、Δθ2）来特别指定并存储土的性质（L1、L2）的表。

像这样，能够基于2个不同的频率的信号的功率值（振幅的平方）的差（ΔP1、ΔP2）和2个不同的频率的信号的相位的角度的差（Δθ1、Δθ2）以及表来判定电极108与电极202之间的土的性质。

再有，在求取的功率值的差或角度的差不符合在表中规定的值的情况下，选择最接近的值，根据选择的值来判定土地的性质。

如以上说明那样，在第一实施方式中，能够判定土地的性质。

当在作为土地的性质而判定上述水分量（每单位体积的）的情况下将电极108和电极202埋入到山的悬崖等中时，能够根据判定的水分量判定悬崖崩塌的发生的可能性，第一实施方式能够用作当判定的水分量超过阈值时进行警报等的泥沙灾害（sedimentdisaster）的预防系统。此外，当将电极108和电极202埋入到埋入有农作物的种子等的场所中时，知晓种子等的周围的土地的水分量，能够用作在水分量低于阈值的情况下使喷水器工作等植物育成系统。

此外，DFT206A进行第一DFT处理，输出第一频率f1的第一正弦波信号的振幅和相位，DFT206B进行第二DFT处理，输出第二频率f2的第二正弦波信号的振幅和相位。像这样，利用DFT206A、206B求取第一正弦波信号的振幅和第二正弦波信号的振幅，因此，不需要在生成装置110与判定装置220之间收发发送信号的电平的信息的信号。此外，自从发送装置100A发送信号时起的、信号被测定装置200A接收时的时间差（定时延迟）与相位差对应。如上述那样，利用DFT206A、206B求取第一正弦波信号的相位和第二正弦波信号的相位，因此，也知晓第一正弦波信号和第二正弦波信号的各个被测定装置200A接收时的时间差（定时延迟）。因此，不需要在生成装置110与判定装置220之间收发与生成装置110生成的信号的相位有关的定时信号。由以上，在第一实施方式中，即使没有对与生成装置110生成的信号的相位有关的定时信号或发送信号的电平的信息的信号进行收发的通信路径，也能够判定土的性质。

然而，当将与第一正弦波信号对应的第一发送信号和与第二正弦波信号对应的第二发送信号以在时间上偏离的方式分别收发而外来噪声对第一发送信号或第二发送信号造成影响时，在功率差和相位差产生较大的误差。可是，在第一实施方式中，发送装置100A的切换加法运算电路104将第一正弦波信号和第二正弦波信号相加而作为加法运算信号输出。即使外来噪声对加法运算信号造成影响，在功率差和相位差产生的误差也比较小。因此，在第一实施方式中，即使外来噪声对收发的信号造成影响，也能够更精度高地判定土的性质。

此外，发送装置100A的切换加法运算电路104将第一正弦波信号和第二正弦波信号相加而作为加法运算信号输出，因此，能够不需要第一正弦波信号和第二正弦波信号间的定时控制等。

［第二实施方式］

接着，说明第二实施方式。在图6中示出了土地性质判定系统。发送测定系统具备发送装置100B和测定装置200B。发送装置100B具备电极108、DAC106、存储装置132和计算机110C。通过总线130将CPU122、ROM124、RAM126和输入输出（I/O）端口128彼此连接来构成计算机110C。存储装置132和DAC106被连接于I/O128，电极108被连接于DAC106。在存储装置132中，存储有后述的生成正弦波的处理程序、以及第一频率f1的正弦波信号和第二频率f2的正弦波信号的各个的波形的信息。

测定装置200B具备电极202、ADC204、存储装置206和计算机220C。通过总线230将CPU222、ROM224、RAM226和输入输出（I/O）端口228彼此连接来构成计算机220C。ADC204和存储装置206被连接于输入输出（I/O）端口228。电极202被连接于ADC204。在存储装置206中存储有后述的判定处理程序。

计算机220C是本公开的技术的对象物判定装置的一个例子。判定处理程序是本公开的技术的程序的一个例子。

在图7A中示出了计算机110C的CPU122的功能部。CPU122具备处理部152、读出部154、加法运算部156、输出部158。

图7B示出了计算机220C的CPU222的功能部。CPU222的功能部具备处理部252、DFT处理部254、功率变换部256、角度变换部258、功率差计算部260、角度差计算部262、平均化部264、判定部266。

在图8中示出了发送装置100B的计算机110C生成正弦波的处理程序的流程图。再有，根据图8所示的生成正弦波的处理程序的处理内容与第一实施方式中的生成装置110的生成内容同样，因此，省略其详细的说明。

在步骤162中，处理部152判断从本处理程序开始起或从输出后述的信号起是否经过了规定期间。在判断为未经过规定期间的情况下，进行待机直到经过规定期间。

在判断为经过了规定期间的情况下，在步骤164中，读出部154从存储装置132读出与该定时对应的第一正弦波的信号的值，在步骤166中，读出部154从存储装置132读出与该定时对应的第二正弦波的信号的值。

在步骤168中，加法运算部156将在步骤164、166中读出的各值相加，在步骤170中，输出部158将相加后的值向DAC106输出。DAC106将相加后的信号模拟变换并向电极108输出。电极108将信号向土输出（发送）。

在步骤172中，处理部152判断是否从未图示的输入部输入了结束指示。如果未被输入结束指示，则返回到步骤162，执行以上的处理（步骤162~172）。当被输入了结束指示时，生成正弦波的处理程序的执行结束。

如上述那样，从电极108输出的信号经由土被测定装置200B的电极202接收。ADC204每当电极202接收信号时将接收到的信号数字变换并向计算机220C输入。

在图9中示出了由测定装置200B进行的判定土的性质的判定处理程序的流程图。通过执行判定处理程序来执行的判定处理是本公开的技术的对象物判定方法的一个例子。根据图9所示的判定处理程序的处理内容与第一实施方式中的判定装置220的DFT~判定的内容同样，因此，省略其详细的说明。

在步骤270中，处理部252将示出计算了功率差和角度差的次数的变量n设置为0，在步骤272中，处理部252使变量n增加1。

在步骤274中，处理部252判断是否储存有规定个数由ADC204输入到计算机220C中后的信号。如果未储存规定个数的信号，则执行步骤274的判断直到储存了规定个数的信号。

在储存有规定个数的信号的情况下，在步骤步骤276中，DFT处理部254对规定个数的信号执行第一DFT处理，求取第一频率f1的第一正弦波信号的振幅和相位。在下一步骤278中，对规定个数的信号执行第二DFT处理，求取第二频率f2的第二正弦波信号的振幅和相位。

在步骤280中，功率变换部256将第一频率f1的信号的振幅变换为功率值，在步骤282中，角度变换部258将第一频率f1的信号的相位变换为角度。在步骤284中，功率变换部256将第二频率f2的信号的振幅变换为功率值，在步骤286中，角度变换部258将第二频率f2的信号的相位变换为角度。在步骤288中，功率差计算部260计算将第一频率f1的信号的振幅变换后的功率值与将第二频率f2的信号的振幅变换后的功率值的差。在步骤290中，角度差计算部262计算将第一频率f1的信号的相位变换后的角度与将第二频率f2的信号的相位变换后的角度的差。

在步骤292中，处理部252判断变量n是否与总数N相等。在判断为变量n不与总数相等的情况下，判定处理返回到步骤272。在判断为变量n与总数N相等的情况下，在步骤294中，平均化部264将功率差平均化，在296中，平均化部264将角度差平均化。

在步骤298中，判定部266根据功率差和角度差以及图5所示的表来判定土的性质。

如以上说明那样，在第二实施方式中，能够判定土地的性质。

在第二实施方式中，能够用作泥沙灾害的预防系统或植物育成系统。

在第二实施方式中，即使在发送装置100B与测定装置200B之间没有对与发送装置100B生成的信号的相位有关的定时信号或发送信号的电平的信息的信号进行收发的通信路径，也能够特别指定土的性质。

在第二实施方式中，即使外来噪声对收发的信号造成影响，也能够更高精度地判定土的性质。

［变形例］

接着，说明本公开的技术的变形例。

<第一变形例>

在第一实施方式和第二实施方式中，使用了功率值的差或相位的差，但是，例如，也可以使用功率值的比或相位的比。

<第二变形例>

在第一实施方式和第二实施方式中，使用了功率值（振幅）或相位，但是，例如，也可以使用振幅的变化率或与相位对应的时间差。

<第3变形例>

在第一实施方式和第二实施方式中，开始生成第一正弦波信号的定时与开始生成第二正弦波信号的定时相同，各DFT的定时也相同，但是，也可以分别不同。

<第4变形例>

在第一实施方式和第二实施方式中，第一正弦波信号的振幅与第二正弦波信号的振幅相同，但是，也可以不同。在该情况下计算功率差时，基于不同的振幅的大小来调整功率值，之后，计算功率值的差。

<第5变形例>

在第一实施方式和第二实施方式中，为了使误差少而将功率值的差和角度差的各个平均化。即，为了各DFT而使用在固定期间的期间内接收到的信号来取得振幅和相位，分别求取固定个的平均，但是，在各DFT中，使用在固定期间×固定个的期间的期间内接收到的信号来分别取得1个振幅和相位也可。在该情况下，在第一实施方式中，省略平均化电路216A、216，省略第二实施方式中的步骤270、272、292~296的处理。

<第6变形例>

在第一实施方式和第二实施方式中，使判定性质的对象为土，但是，也可以为另外的对象。例如，也可以为皮肤等。

<第7变形例>

在第一实施方式和第二实施方式中，将振幅变换为功率值，但是，这在起因于装置的电阻较大的情况下振幅的值变小，但是，将振幅自乘来做成功率值，由此，能够使误差的影响变少。作为第7变形例，也可以不变换为功率而使用振幅。

<第8变形例>

在第一实施方式和第二实施方式中，使用了第一正弦波信号和第二正弦波信号，但是，也可以代替它们而使用以高的比例包括了分别不同的特有的频率分量的信号，而不是使用正弦波信号。

<第9变形例>

在第一实施方式和第二实施方式中，使用第一频率f1的信号和第二频率f2的信号来判定了土的性质（第一性质）。本公开的技术不限定于此。也可以进一步使用与第一频率f1和第二频率f2的各个不同的第3频率f3、以及与第一频率f1~第3频率f3不同的第4频率f4。在该情况下，预先具备根据这些2个不同的频率f3、f4的信号的功率（振幅的平方）的差和这些2个不同的频率f3、f4的信号的相位的角度的差来特别指定并存储了土的性质的第二表。使用这些2个不同的频率f3、f4的信号，与第一实施方式和第二实施方式同样地判定土的性质（第二性质）。然后，也可以基于使用第一频率f1的信号和第二频率f2的信号而判定出的土的第一性质以及使用第3频率f3的信号和第4频率f4的信号而判定出的土的第二性质来决定土的最终的性质。例如，也可以求取第一性质和第二性质的平均来决定土的最终的性质。

像这样，也可以使用分别不同的2个频率的多个组的各自的信号来决定土的性质。

再有，在2个频率的多个组中，存在如下的情况。在2组的情况下，例如存在（第一频率f1、第二频率f2）的组和（第3频率f3、第4频率f4）的组。再有，也可以为（第一频率f1、第二频率f2）的组和（第一频率f1、第3频率f3）的组的情况。

此外，在3组的情况下，例如存在（第一频率f1、第二频率f2）的组、（第3频率f3、第4频率f4）的组、以及（第5频率f5、第6频率f6）的组。再有，也可以为（第一频率f1、第二频率f2）的组、（第一频率f1、第3频率f3）的组、以及（第一频率f1、第4频率f4）的组的情况。

进而，在4组的情况下，例如存在（第一频率f1、第二频率f2）的组、（第3频率f3、第4频率f4）的组、（第5频率f5、第6频率f6）的组、以及（第7频率f7、第8频率f8）的组。再有，也可以为（第一频率f1、第二频率f2）的组、（第一频率f1、第3频率f3）的组、（第一频率f1、第4频率f4）的组、以及（第一频率f1、第5频率f5）的情况。

再有，不限定于2组~4组，也可以为5组以上。

附图标记的说明

100A 发送装置

200A 测定装置

208A 功率变换电路

208B 功率变换电路

210A 角度变换电路

210B 角度变换电路

212 功率差计算电路

214 角度差计算电路

216A 平均化电路

216B 平均化电路

218 判定电路

100B 发送装置

200B 测定装置

222 CPU

206 存储装置

252 处理部

254 处理部

256 功率变换部

258 角度变换部

260 功率差计算部

262 角度差计算部

264 平均化部

266 判定部。

Claims (8)

1.一种对象物判定装置，其中，具备：

计算部，根据由接收部经由对象物以重叠的状态在相同期间接收到的、第一频率的第一信号进行离散傅里叶变换处理后的信号的相位及振幅和与所述第一频率不同的第二频率的第二信号进行离散傅里叶变换处理后的信号的相位及振幅，计算表示所述第一信号和所述第二信号的各自的特征的、第一特征量和与所述第一特征量不同的第二特征量，所述第一特征量是所述第一信号和所述第二信号的所述振幅或与所述振幅相关联的物理量，所述第二特征量是所述第一信号和所述第二信号的所述相位或与所述相位相关联的物理量；以及

判定部，基于所述第一信号和所述第二信号的各自的所述第一特征量的不同和所述第二特征量的不同、及所述第一特征量的多个不同和所述第二特征量的多个不同与所述对象物的多个性质的关系，判定所述对象物的性质，

所述计算部在所述第一特征量为功率值的情况下，计算所述第一信号的所述第一特征量与所述第二信号的所述第一特征量的差或比，

所述计算部在所述第一特征量为所述振幅的情况下，计算所述第一信号的所述第一特征量与所述第二信号的所述第一特征量的比或所述振幅的变化率，

所述计算部计算所述第一信号的所述第二特征量与所述第二信号的所述第二特征量的差。

2.根据权利要求1所述的对象物判定装置，其特征在于，所述第一特征量的不同和所述第二特征量的不同分别是所述功率值的差以及所述相位或与所述相位相关联的所述物理量的差。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的对象物判定装置，其中，

所述第一特征量包含所述振幅及所述功率值，所述第二特征量包含所述相位、所述相位的角度及与所述相位对应的时间差。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的对象物判定装置，其中，

所述计算部根据在多个第一期间的各个内接收到的所述第一信号和所述第二信号的各个来计算所计算出的所述第一特征量的平均值和所述第二特征量的平均值，或者，

所述计算部将所述多个第一期间的整体作为第二期间，根据在所述第二期间内接收到的所述第一信号和所述第二信号的各个来计算所述第一特征量的平均值和所述第二特征量。

5.一种对象物判定方法，其中，具备：

根据由接收部经由对象物以重叠的状态在相同期间接收到的、第一频率的第一信号进行离散傅里叶变换处理后的信号的相位及振幅和与所述第一频率不同的第二频率的第二信号进行离散傅里叶变换处理后的信号的相位及振幅来计算表示所述第一信号和所述第二信号的各自的特征的、第一特征量和与所述第一特征量不同的第二特征量的步骤；

在所述第一特征量为功率值的情况下计算所述第一信号的所述第一特征量与所述第二信号的所述第一特征量的差或比，在所述第一特征量为所述振幅的情况下计算所述第一信号的所述第一特征量与所述第二信号的所述第一特征量的比或所述第一特征量的变化率的步骤；

计算所述第一信号的所述第二特征量与所述第二信号的所述第二特征量的差的步骤；以及

基于所述第一信号和所述第二信号的各自的所述第一特征量的不同和所述第二特征量的不同、及所述第一特征量的多个不同和所述第二特征量的多个不同与所述对象物的多个性质的关系来判定所述对象物的性质的步骤，

所述第一特征量是所述第一信号和所述第二信号的所述振幅或与所述振幅相关联的物理量，所述第二特征量是所述第一信号和所述第二信号的所述相位或与所述相位相关联的物理量。

6.一种存储有程序的计算机可读取的记录介质，其中，所述程序用于使计算机执行根据权利要求5所述的对象物判定方法。

7.一种对象物判定装置，其中，具备：

存储装置，存储有用于使处理装置执行根据权利要求5所述的对象物判定方法的程序；以及

处理装置，执行在所述存储装置中存储的所述程序。

8.一种半导体装置，其中，具备：

计算部，根据由接收部经由对象物以重叠的状态在相同期间接收到的、第一频率的第一信号进行离散傅里叶变换处理后的信号的相位及振幅和与所述第一频率不同的第二频率的第二信号进行离散傅里叶变换处理后的信号的相位及振幅，计算表示所述第一信号和所述第二信号的各自的特征的、第一特征量和与所述第一特征量不同的第二特征量，所述第一特征量是所述第一信号和所述第二信号的所述振幅或与所述振幅相关联的物理量，所述第二特征量是所述第一信号和所述第二信号的所述相位或与所述相位相关联的物理量；以及

判定部，基于所述第一信号和所述第二信号的各自的所述第一特征量的不同和所述第二特征量的不同、及所述第一特征量的多个不同和所述第二特征量的多个不同与所述对象物的多个性质的关系，判定所述对象物的性质，

所述计算部在所述第一特征量为功率值的情况下，计算所述第一信号的所述第一特征量与所述第二信号的所述第一特征量的差或比，

所述计算部在所述第一特征量为所述振幅的情况下，计算所述第一信号的所述第一特征量与所述第二信号的所述第一特征量的比或所述振幅的变化率，

所述计算部计算所述第一信号的所述第二特征量与所述第二信号的所述第二特征量的差。