JP2001056370A - Real time phase difference range-finding system - Google Patents

Real time phase difference range-finding system

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JP2001056370A
JP2001056370A JP11232039A JP23203999A JP2001056370A JP 2001056370 A JP2001056370 A JP 2001056370A JP 11232039 A JP11232039 A JP 11232039A JP 23203999 A JP23203999 A JP 23203999A JP 2001056370 A JP2001056370 A JP 2001056370A
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JP
Japan
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signal
lpf
transmission
phase difference
reception
Prior art date
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Application number
JP11232039A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromichi Murai
弘道 村井
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B Core Inc
Original Assignee
B Core Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a measurement error based on the strength change of a reception signal and to reduce distance measurement time by obtaining distance from the ratio of the DC component of the multiplication signal of transmission and reception signals to that of the multiplication signal of a signal where the transmission signal has been subjected to specific phase shift and the reception signal. SOLUTION: The oscillation (transmission) signals of both oscillators 10 and 15 are multiplied by a mixer 14 and are inputted to a multiplier 3 and a phase shifter 2. Also, the multiplication signal of a receiver 19 is multiplied by the oscillation signal of the oscillator 15 by a mixer 20, which is inputted to the multipliers 3 and 4 via an LPF 21. The multiplier 3 multiplies an input (transmission) signal from an LPF 17 by a signal (the multiplication value of the reception signal of the receiver 19 and the oscillation signal of the oscillator 15) from the LPF 21 before inputting to an LPF 5. On the other hand, a multiplier 4 multiplies a (transmission) signal obtained by phase-shifting by a specific amount using the phase shifter 2 by a signal from the LPF 21 before outputting to an LPF 6. A divider 7 obtains the ratio of the DC components of the signal where the passage of the AC components is rejected by the LPFs 5 and 6. Distance is calculated based on the ratio.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、送信信号により変
調された搬送波を用いる位相差測距方式に係るものであ
り、特に距離計測に要する時間が短い、高速測距方式に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase difference ranging system using a carrier wave modulated by a transmission signal, and more particularly to a high-speed ranging system in which the time required for distance measurement is short.

【0002】[0002]

【従来の技術】縦波または横波を用いる測距方式を大別
すると、パルス式と位相差式に分類される。一般にパル
ス式とは、パルス波を目標へ送信し、その目標で反射さ
れたパルス波を受信し、パルス波の送信時から受信時ま
での往復時間を計測することによって行う測距方式をい
う。一方、位相差式とは、送信信号により変調された搬
送波を目標へ送信し、その目標で反射された搬送波を受
信し、送信時と受信時の変調信号の位相差が目標までの
距離に起因することを利用する測距方式をいう。
2. Description of the Related Art A distance measuring method using a longitudinal wave or a transverse wave is roughly classified into a pulse method and a phase difference method. In general, the pulse method refers to a distance measurement method in which a pulse wave is transmitted to a target, a pulse wave reflected by the target is received, and a round trip time from transmission to reception of the pulse wave is measured. On the other hand, the phase difference method is to transmit a carrier modulated by a transmission signal to a target, receive a carrier reflected by the target, and determine the phase difference between the modulated signal at the time of transmission and that at the time of reception due to the distance to the target. This is a distance measurement method that utilizes

【0003】図2は、従来の位相差測距方式により距離
計測する為のブロック図である。送信波と受信波の位相
検出手段としての位相検出部30は零交差検出部31、
32を有している。位相検出手段は、零交差点(ゼロク
ロスポイント)における送信信号と受信信号との時間差
を計測することによって、送信信号と受信信号の位相差
を求める。
FIG. 2 is a block diagram for measuring a distance by a conventional phase difference ranging method. A phase detector 30 as a phase detector for transmitting and receiving waves includes a zero-crossing detector 31,
32. The phase detection means obtains a phase difference between the transmission signal and the reception signal by measuring a time difference between the transmission signal and the reception signal at a zero crossing point (zero cross point).

【0004】しかしながら、実際の回路においては、零
交差点が厳密には0[V]ではなく、数[mV]から数十
[mV]程度のしきい値で動作している。このため、目標
までの実距離が一定であっても、受信信号の強度変化に
よって送信信号と受信信号との時間差にばらつきが生じ
てしまう。一例として、図4に示すように、受信信号の
強度Sが4.0から4.2、4.5、5.0、5.3
と変化するに従って、送信信号と受信信号との時間差は
長くなる。例えば、時間差が100[μsec]のとき測定
値を4[m]と出力させると設定した場合に、受信信号の
強度SがS2=4.2であるとしたときには、実距離
4[m]に対して正確な測定値を出力することができる。
しかし、S=5.3であるときに時間差が100[μs
ec]と出力されれば、測定距離は4[m]と出力される
が、図4を参照すれば分かるように実距離は3[m]であ
り、誤差1[m]の測定となってしまう。また、S
4.0であるときに時間差が100[μsec]と出力され
れば、測定距離は4[m]と出力されるが、図4を参照す
れば分かるように実距離は5[m]であり、誤差1[m]の
測定となってしまう。従って、受信信号の強度が変化す
る場合には正確な距離計測を行うことができなかった。
However, in an actual circuit, the zero-crossing point is not strictly 0 [V], but rather several [mV] to several tens.
It operates at a threshold of about [mV]. For this reason, even if the actual distance to the target is constant, the time difference between the transmission signal and the reception signal varies due to the change in the intensity of the reception signal. As an example, as shown in FIG. 4, the intensity of the received signal S 2 from 4.0 4.2,4.5,5.0,5.3
, The time difference between the transmission signal and the reception signal becomes longer. For example, if the time difference is set to be output as 100 [μsec] 4 [m] measurements when, when the intensity S 2 of the received signal has to be S2 = 4.2, the actual distance 4 [m] Can output accurate measurement values.
However, when S 2 = 5.3, the time difference is 100 μs
If [ec] is output, the measurement distance is output as 4 [m], but as can be seen with reference to FIG. 4, the actual distance is 3 [m], and the measurement has an error of 1 [m]. I will. Also, S 2 =
If the time difference is output as 100 [μsec] at 4.0, the measured distance is output as 4 [m], but as can be seen from FIG. 4, the actual distance is 5 [m]. , The error is 1 [m]. Therefore, when the intensity of the received signal changes, accurate distance measurement cannot be performed.

【0005】この受信信号の強度変化によって生じる時
間計測の誤差を低減するために、受信波の強度調整部4
0を付加して距離計測する技術が知られている。かかる
技術によれば、受信波の強度調整機能によって、受信波
の強度を調整して一定強度の受信信号を得ることによ
り、強度変化に基づく測定誤差を軽減していた。すなわ
ち、図4において、受信信号の強度Sの値がいずれか
一の値となり、その結果、零交差点における送信信号と
受信信号との時間差(位相差)と実距離との関係は線形
(一対一対応)となるため、正確な距離計測を実現して
いた。例えば、強度調整部40にカメラの絞りに相当す
る機構を用いて強度調整を行う。
In order to reduce the time measurement error caused by the change in the received signal strength, the received wave strength adjusting unit 4
There is known a technique of measuring distance by adding 0. According to such a technique, the intensity of the received wave is adjusted by the intensity adjustment function of the received wave to obtain a received signal having a constant intensity, thereby reducing the measurement error based on the intensity change. That is, in FIG. 4, the value of the intensity S 2 of the received signal becomes any one of the values, so that the relationship between the time difference between the transmitted and received signals at the zero crossing point (the phase difference) between the actual distance linear (pair One correspondence), so that accurate distance measurement was realized. For example, the intensity adjustment is performed using a mechanism corresponding to the aperture of the camera in the intensity adjustment unit 40.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
受信波の強度調整部40を付加して距離計測するという
従来の技術では次のような問題があった。すなわち、か
かる技術では受信信号の強度変化によって生じる時間計
測の誤差を低減するために、受信信号の強度調整を行う
ので、一回の距離計測に要する時間は、数秒程度もかか
ってしまう。
However, the conventional technique of measuring the distance by adding the received-wave intensity adjusting unit 40 has the following problems. That is, in such a technique, the intensity of the received signal is adjusted in order to reduce the error of the time measurement caused by the change in the intensity of the received signal, so that the time required for one distance measurement takes about several seconds.

【0007】さらに、受信信号の強度調整を要する時間
中に、その受信信号の強度は一定でなければ正確な距離
計測ができないという問題点があった。例えば、強度調
整部40を付加した従来の測距装置を歩道橋に設置し、
その歩道橋の下にある道路上を移動する車を被測定物と
し、被測定物までの距離計測を行う場合を考える。歩道
橋に設置された測距装置は、その歩道橋の下に向かって
搬送波を送信し、搬送波が照射されるポイント(以下、
「測定ポイント」という。)で反射された搬送波を受信
している。被測定物である車が測定ポイントに入り、測
定ポイントから過ぎ去る前に被測定物までの距離計測を
強行するとしても、被測定物が移動するため、受信信号
の強度調整を要する時間中に測定ポイントの反射率が変
化する。従って、受信信号の強度調整が適切に行われ
ず、受信信号の強度を一定に調整することができない。
つまり、受信信号の強度調整を要する時間中に、その受
信信号の強度が変化している場合には、正確な距離計測
を行うことができないという問題点があった。
Another problem is that accurate distance measurement cannot be performed unless the intensity of the received signal is constant during the time required for adjusting the intensity of the received signal. For example, a conventional distance measuring apparatus to which the strength adjusting unit 40 is added is installed on a pedestrian bridge,
Consider a case where a vehicle moving on a road under the pedestrian bridge is set as an object to be measured, and a distance to the object to be measured is measured. The ranging device installed on the pedestrian bridge transmits the carrier wave under the pedestrian bridge, and the point where the carrier wave is irradiated (hereinafter, referred to as
It is called "measurement point". ) Is received. Even if the car under test enters the measurement point and measures the distance to the test object before passing by the measurement point, the test object moves, so measurement is performed during the time required for adjusting the strength of the received signal. The reflectivity of the point changes. Therefore, the strength of the received signal is not properly adjusted, and the strength of the received signal cannot be constantly adjusted.
That is, if the intensity of the received signal changes during the time required for adjusting the intensity of the received signal, there is a problem that accurate distance measurement cannot be performed.

【0008】本発明は以上のような従来技術における問
題に鑑みてなされたものであって、本発明が解決しよう
とする課題は、送信信号により変調された搬送波を用い
る位相差式測距を行う際、受信信号の強度変化に依存し
ない測距方式を提供することである。また、かかる測距
方式により、受信信号の強度変化に基づく測定誤差を削
減し、かつ、距離計測に要する時間を短縮化することを
課題とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and an object of the present invention is to perform a phase difference type distance measurement using a carrier modulated by a transmission signal. In this case, it is an object of the present invention to provide a distance measuring method which does not depend on a change in received signal strength. Another object of the present invention is to reduce a measurement error based on a change in the intensity of a received signal and to shorten the time required for distance measurement by using the distance measurement method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本出願第1の発明の実時間位相差測距方式は、送信
信号により変調された搬送波を目標に向けて送信し、目
標で反射された前記搬送波を受信して受信信号を得、送
信信号と受信信号の位相差に基づき目標までの距離を算
出する実時間位相差測距方式において、前記送信信号及
び前記受信信号のうちいずれか一方を第1の信号とし、
他方を第2の信号とし、第1の信号を所定位相シフトし
その所定位相シフトした信号を第3の信号として出力す
る手段と、第1の信号と第2の信号とを乗算しその乗算
した信号を第4の信号として出力する手段と、第3の信
号と第2の信号とを乗算しその乗算した信号を第5の信
号として出力する手段と、第4の信号と第5の信号との
直流成分の比を求める手段とを備えることを特徴とする
実時間位相差測距方式である。
In order to solve the above-mentioned problems, a real-time phase difference ranging method according to the first invention of the present application transmits a carrier modulated by a transmission signal toward a target and reflects the carrier at the target. In the real-time phase difference ranging method that receives the carrier wave, obtains a received signal, and calculates a distance to a target based on a phase difference between the transmitted signal and the received signal, any one of the transmitted signal and the received signal One is the first signal,
Means for outputting the other signal as a second signal, shifting the first signal by a predetermined phase and outputting the signal shifted by the predetermined phase as a third signal, and multiplying and multiplying the first signal and the second signal Means for outputting the signal as a fourth signal, means for multiplying the third signal and the second signal and outputting the multiplied signal as a fifth signal, and means for outputting the fourth signal and the fifth signal. And a means for calculating the ratio of the DC components of the real-time phase difference ranging method.

【0010】本出願第2の発明の実時間位相差測距方式
は、送信信号により変調された搬送波を目標に向けて送
信し、目標で反射された前記搬送波を受信して受信信号
を得、送信信号と受信信号の位相差に基づき目標までの
距離を算出する実時間位相差測距方式において、前記送
信信号及び前記受信信号のうちいずれか一方を第1の信
号とし、他方を第2の信号とし、第1の信号を所定位相
シフトしその所定位相シフトした信号を第3の信号とし
て出力する手段と、第1の信号と第2の信号とを乗算し
その乗算した信号を第4の信号として出力する手段と、
第3の信号と第2の信号とを乗算しその乗算した信号を
第5の信号として出力する手段と、第4の信号の交流成
分の通過を阻止し直流成分を通過させる手段と、第5の
信号の交流成分の通過を阻止し直流成分を通過させる手
段と、前記両直流成分を入力信号として除算する手段と
を備えることを特徴とする実時間位相差測距方式であ
る。
The real-time phase difference ranging method according to the second invention of the present application transmits a carrier modulated by a transmission signal toward a target, receives the carrier reflected by the target, and obtains a reception signal. In a real-time phase difference ranging method that calculates a distance to a target based on a phase difference between a transmission signal and a reception signal, one of the transmission signal and the reception signal is a first signal, and the other is a second signal. Means for shifting the first signal by a predetermined phase and outputting the signal shifted by the predetermined phase as a third signal; multiplying the first signal by the second signal; Means for outputting as a signal,
Means for multiplying the third signal by the second signal and outputting the multiplied signal as a fifth signal; means for blocking the passage of the AC component of the fourth signal and passing the DC component; A real-time phase difference ranging method comprising: means for blocking the passage of the AC component of the signal and passing the DC component; and means for dividing both DC components as an input signal.

【0011】本出願第3の発明の実時間位相差測距方式
は、送信信号により変調された搬送波を目標に向けて送
信し、目標で反射された前記搬送波を受信して受信信号
を得、送信信号と受信信号の位相差に基づき目標までの
距離を算出する実時間位相差測距方式において、前記送
信信号及び前記受信信号のうちいずれか一方を第1の信
号とし、他方を第2の信号とし、第1の信号を所定位相
シフトしその所定位相シフトした信号を第3の信号とし
て出力する手段と、第1の信号と第2の信号とを乗算し
その乗算した信号を第4の信号として出力する手段と、
第3の信号と第2の信号とを乗算しその乗算した信号を
第5の信号として出力する手段と、第4の信号と第5の
信号とを入力信号として除算しその除算した信号を第6
の信号として出力する手段と、第6の信号の交流成分の
通過を阻止し直流成分を通過させる手段とを備えること
を特徴とする実時間位相差測距方式である。
The real-time phase difference ranging method according to the third invention of the present application transmits a carrier modulated by a transmission signal toward a target, receives the carrier reflected by the target, and obtains a reception signal. In a real-time phase difference ranging method that calculates a distance to a target based on a phase difference between a transmission signal and a reception signal, one of the transmission signal and the reception signal is a first signal, and the other is a second signal. Means for shifting the first signal by a predetermined phase and outputting the signal shifted by the predetermined phase as a third signal; multiplying the first signal by the second signal; Means for outputting as a signal,
Means for multiplying the third signal and the second signal and outputting the multiplied signal as a fifth signal; dividing the fourth signal and the fifth signal as input signals; 6
And a means for blocking the passage of the alternating current component of the sixth signal and passing the direct current component of the sixth signal.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実時間位相差測距
方式を実施の形態に即して説明する。図1は実施の形態
のブロック図である。実施の形態送の構成は、送信系、
受信系、位相検出部1を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a real-time phase difference ranging method according to the present invention will be described with reference to an embodiment. FIG. 1 is a block diagram of the embodiment. The configuration of the embodiment transmission is a transmission system,
It has a receiving system and a phase detector 1.

【0013】送信系としては、発振器10、分配器1
1、送信器12、トランスデュサー13、ミキサ14、
発振器15、分配器16、LPF(ローパスフィルタ)
17を有する。発振器10は周波数fの送信信号を出力
し、発振器10の出力信号は分配器11に入力される。
例えば、発振器10の周波数f=10[MHz]とする。
分配器11は入力信号を2つの出力信号に分配するもの
で、分配器11は発振器10からの入力信号を送信器1
2とミキサ14とに分配する。送信器12は分配器11
からの入力信号(発振器10から入力される周波数fの
送信信号)により変調された搬送波をトランスデュサー
13から目標に向けて送信する。トランスデュサー13
は送信器12から入力される電気信号を搬送波に変換す
る。例えば、搬送波を超音波とする場合にはトランスデ
ュサー13として超音波スピーカを用いればよい。ま
た、搬送波を電波とする場合にはトランスデュサー13
として送信アンテナを用いればよい。また、搬送波を光
波とする場合にはトランスデュサー13として発光装置
を用いればよい。発光装置としては、例えば、LED
(発光ダイオード)、LD(レーザダイオード)を用い
ることができる。また、発振器15は発振器10の周波
数fより微少の差を持つ周波数(f+Δf)で発振信号を
出力する。但し、Δf≠0[MHz]とする。例えば、発
振器10の周波数f=10[MHz]とすると、発振器1
5の周波数(f+Δf)=10.001[MHz]または
9.999[MHz]とし、周波数fの微小差周波数Δf
の絶対値|Δf|=0.001[MHz]=1[KHz]と
する。発振器15の出力信号は分配器16に入力され
る。分配器16は発振器15からの入力信号をミキサ1
4とミキサ20とに分配する。その結果、ミキサ14に
は、発振器10と発振器15とからの入力信号が入力さ
れることとなる。ミキサ14は発振器10と発振器15
とからの入力信号を乗算して、LPF17に出力する。
LPF17は入力信号の周波数(2f+Δf)以上の周波
数帯の通過を阻止し、LPF17の出力信号は、第1の
基本信号として乗算器3と位相器2とに入力される。
As a transmission system, an oscillator 10, a distributor 1
1, transmitter 12, transducer 13, mixer 14,
Oscillator 15, distributor 16, LPF (low-pass filter)
Seventeen. The oscillator 10 outputs a transmission signal having a frequency f, and the output signal of the oscillator 10 is input to the distributor 11.
For example, the frequency f of the oscillator 10 is set to 10 [MHz].
The splitter 11 splits the input signal into two output signals, and the splitter 11 splits the input signal from the oscillator 10 into the transmitter 1
2 and the mixer 14. The transmitter 12 is a distributor 11
A carrier wave modulated by an input signal (a transmission signal of a frequency f input from the oscillator 10) is transmitted from the transducer 13 to a target. Transducer 13
Converts an electric signal input from the transmitter 12 into a carrier. For example, when the carrier is an ultrasonic wave, an ultrasonic speaker may be used as the transducer 13. If the carrier is radio waves, the transducer 13
May be used as the transmission antenna. When the carrier wave is a light wave, a light emitting device may be used as the transducer 13. As the light emitting device, for example, an LED
(Light emitting diode) and LD (laser diode) can be used. Further, the oscillator 15 outputs an oscillation signal at a frequency (f + Δf) having a smaller difference than the frequency f of the oscillator 10. However, Δf ≠ 0 [MHz]. For example, if the frequency f of the oscillator 10 is 10 [MHz], the oscillator 1
5 (f + Δf) = 10.001 [MHz] or 9.999 [MHz], and the small difference frequency Δf of the frequency f
Absolute value | Δf | = 0.001 [MHz] = 1 [KHz]. The output signal of the oscillator 15 is input to the distributor 16. The distributor 16 converts the input signal from the oscillator 15 into the mixer 1
4 and the mixer 20. As a result, input signals from the oscillators 10 and 15 are input to the mixer 14. The mixer 14 includes the oscillator 10 and the oscillator 15
, And outputs the result to the LPF 17.
The LPF 17 blocks the input signal from passing through a frequency band equal to or higher than the frequency (2f + Δf), and the output signal of the LPF 17 is input to the multiplier 3 and the phase shifter 2 as a first basic signal.

【0014】受信系としては、トランスデュサー18、
受信器19、ミキサ20、LPF21、発振器15、分
配器16を有する。受信器19は目標で反射された搬送
波をトランスデュサー18で受信し受信信号を出力す
る。ここで、受信信号は搬送波が目標を往復する距離に
対応する位相差ψだけ送信信号に対してシフトすること
となる。受信信号はトランスデュサー18で反射された
搬送波を電気信号に変換する。例えば、搬送波を超音波
とする場合にはトランスデュサー18として超音波マイ
クを用いればよい。また、搬送波を電波とする場合には
トランスデュサー18として受信アンテナを用いればよ
い。また、搬送波を光波とする場合にはトランスデュサ
ー18として受光装置を用いればよい。受光装置として
は、例えば、PD(ピンフォトダイオード)、APD
(アバランシェフォトダイオード)を用いることができ
る。受信器19の出力信号はミキサ20へ入力される。
また、ミキサ20には前述したように、発振器15から
の入力信号が分配器16を通して入力されている。ミキ
サ20は受信器19と発振器15とからの入力信号を乗
算して、LPF21に出力する。LPF21は入力信号
の周波数(2f+Δf)以上の周波数帯の通過を阻止し、
LPF21の出力信号は、第2の基本信号として乗算器
3と乗算器4とに入力される。
The receiving system includes a transducer 18,
It has a receiver 19, a mixer 20, an LPF 21, an oscillator 15, and a distributor 16. The receiver 19 receives the carrier reflected by the target by the transducer 18 and outputs a received signal. Here, the received signal is shifted with respect to the transmitted signal by a phase difference す る corresponding to the distance that the carrier travels to and from the target. The received signal converts the carrier reflected by the transducer 18 into an electric signal. For example, when a carrier wave is an ultrasonic wave, an ultrasonic microphone may be used as the transducer 18. When a carrier is radio waves, a receiving antenna may be used as the transducer 18. When the carrier wave is a light wave, a light receiving device may be used as the transducer 18. As the light receiving device, for example, PD (pin photodiode), APD
(Avalanche photodiode). The output signal of the receiver 19 is input to the mixer 20.
As described above, the input signal from the oscillator 15 is input to the mixer 20 through the distributor 16. The mixer 20 multiplies the input signals from the receiver 19 and the oscillator 15 and outputs the result to the LPF 21. The LPF 21 blocks the input signal from passing through a frequency band higher than the frequency (2f + Δf),
The output signal of the LPF 21 is input to the multiplier 3 and the multiplier 4 as a second basic signal.

【0015】位相検出部1は、位相器2、乗算器3、乗
算器4、LPF5、LPF6、除算器7を有する。位相
器2はLPF17からの入力信号(第1の基本信号)を
所定位相γシフトして、乗算器4へ入力する。但し、0
<γ<2πとする。例えば、所定位相γ=π/2とす
る。乗算器3はLPF17からの入力信号(第1の基本
信号)とLPF21からの入力信号(第2の基本信号)
とを乗算して、LPF5に出力する。乗算器4は位相器
2からの入力信号(所定位相γシフトした第1の基本信
号)とLPF21からの入力信号(第2の基本信号)と
を乗算して、LPF6に出力する。LPF5は乗算器3
からの入力信号の交流成分の通過を阻止し直流成分を通
過させ、除算器7に出力する。LPF6は乗算器4から
入力信号の交流成分の通過を阻止し直流成分を通過さ
せ、直流成分を除算器7に入力する。除算器7はLPF
5からの入力される直流成分とLPF6からの入力され
る直流成分とを入力信号として除算する。すなわち、除
算器7はLPF5からの入力信号をLPF6からの入力
信号で除算するか、または、LPF6からの入力信号を
LPF5からの入力信号で除算する。以上のように、L
PF5とLPF6と除算器7との構成により、乗算器3
の出力信号と乗算器4の出力信号との直流成分の比を求
めることができる。除算器7の出力信号を送信信号と受
信信号との位相差の関数として、これに基づいて距離を
求めることができる。
The phase detector 1 includes a phase shifter 2, a multiplier 3, a multiplier 4, an LPF 5, an LPF 6, and a divider 7. The phase shifter 2 shifts the input signal (first basic signal) from the LPF 17 by a predetermined phase γ and inputs the signal to the multiplier 4. Where 0
<Γ <2π. For example, the predetermined phase γ is set to π / 2. The multiplier 3 includes an input signal (first basic signal) from the LPF 17 and an input signal (second basic signal) from the LPF 21.
And outputs the result to the LPF 5. The multiplier 4 multiplies the input signal from the phase shifter 2 (the first basic signal shifted by a predetermined phase γ) with the input signal from the LPF 21 (the second basic signal), and outputs the result to the LPF 6. LPF5 is a multiplier 3
Block the input signal from the AC component from passing, and pass the DC component to output to the divider 7. The LPF 6 blocks the input signal from the multiplier 4 from passing the AC component, passes the DC component, and inputs the DC component to the divider 7. Divider 7 is LPF
5 is divided by the input DC signal from the LPF 6 as an input signal. That is, the divider 7 divides the input signal from the LPF 5 by the input signal from the LPF 6, or divides the input signal from the LPF 6 by the input signal from the LPF 5. As described above, L
Due to the configuration of PF5, LPF6 and divider 7, multiplier 3
And the DC component ratio of the output signal of the multiplier 4 and the output signal of the multiplier 4 can be obtained. Based on the output signal of the divider 7 as a function of the phase difference between the transmitted signal and the received signal, the distance can be determined.

【0016】次に、数式を用いて実施の形態の動作を説
明する。発振器10の出力信号の振幅をAt、角周波数
をω=2πf、初期位相をαとする。このとき、発振器
10が出力する送信信号Tx(t)は Tx(t)=(At/2)[exp{j(ωt+α)}+exp{−j(ωt+α)}] =Atcos(ωt+α) と表される。ここで、tは時間を、jは虚数を意味す
る。送信器12は発振器10から出力される周波数fの
送信信号により変調された搬送波を目標に向けて送信す
る。
Next, the operation of the embodiment will be described using mathematical expressions. The amplitude of the output signal of the oscillator 10 is At, the angular frequency is ω = 2πf, and the initial phase is α. At this time, the transmission signal Tx (t) output from the oscillator 10 is expressed as Tx (t) = (At / 2) [exp {j (ωt + α)} + exp {−j (ωt + α)}] = Atcos (ωt + α). You. Here, t means time, and j means an imaginary number. The transmitter 12 transmits a carrier modulated by a transmission signal of the frequency f output from the oscillator 10 to a target.

【0017】受信器19は目標で反射された搬送波をト
ランスデュサー18で受信し受信信号を出力する。この
とき、受信機19が出力する受信信号Rx(t)は Rx(t)=(Ar/2)[exp{j(ωt+α+ψ)}+exp{−
j(ωt+α+ψ)}] と表される。受信信号Rx(t)は搬送波が目標を往復
する距離に対応する位相差ψの情報を含むこととなる。
The receiver 19 receives the carrier reflected by the target by the transducer 18 and outputs a received signal. At this time, the received signal Rx (t) output from the receiver 19 is Rx (t) = (Ar / 2) [exp {j (ωt + α + ψ)} + exp {−
j (ωt + α + ψ)}]. The received signal Rx (t) will include information on the phase difference 対 応 corresponding to the distance that the carrier travels to and from the target.

【0018】発振器15の出力信号の振幅をAl、角周
波数をω+Δω=2π(f+Δf)、初期位相をβとす
る。このとき、発振器15の出力信号Lo(t)は Lo(t)=(Al/2)[exp[j{(ω+Δω)t+β}]+ex
p[−j{(ω+Δω)t+β}]] と表される。発振器15は発振器10の周波数fより微
少の差を持つ周波数f+Δfで発振信号を出力すること
となる。
The amplitude of the output signal of the oscillator 15 is Al, the angular frequency is ω + Δω = 2π (f + Δf), and the initial phase is β. At this time, the output signal Lo (t) of the oscillator 15 is Lo (t) = (Al / 2) [exp [j {(ω + Δω) t + β}] + ex
p [−j {(ω + Δω) t + β}]]. The oscillator 15 outputs an oscillation signal at a frequency f + Δf having a smaller difference than the frequency f of the oscillator 10.

【0019】ミキサ14は発振器10からの入力信号T
x(t)と発振器15とからの入力信号Lo(t)を乗算
する。このとき、ミキサ14の出力信号Tx(t)×Lo
(t)は Tx(t)×Lo(t)=(At/2)[exp{j(ωt+α)}+exp{−j(ωt+ α)}]×(Al/2)[exp[j{(ω+Δω)t+β}]+exp[−j{(ω+Δω)t+β}]] =(AtAl/4)[exp[j{(2ω+Δω)t+α+β}]+exp[−j{(2ω+Δ ω)t+α+β}] +exp{j(Δωt−α+β)}+exp{−j(Δωt−α+β)}] と表される。ミキサ14は異なる角周波数の信号を乗算
することにより、(2ω+Δω)とΔωとの2つの角周波
数を含む信号を出力する。
The mixer 14 receives the input signal T from the oscillator 10
x (t) is multiplied by the input signal Lo (t) from the oscillator 15. At this time, the output signal Tx (t) × Lo of the mixer 14
(t) is Tx (t) × Lo (t) = (At / 2) [exp {j (ωt + α)} + exp {−j (ωt + α)}] × (Al / 2) [exp [j {(ω + Δω) t + β}] + exp [−j {(ω + Δω) t + β}]] = (AtAl / 4) [exp [j {(2ω + Δω) t + α + β}] + exp [−j {(2ω + Δω) t + α + β}] + exp {j (Δωt−α + β)} + exp {−j (Δωt−α + β)}]. The mixer 14 outputs a signal including two angular frequencies of (2ω + Δω) and Δω by multiplying signals having different angular frequencies.

【0020】LPF17はミキサ14から入力される信
号Tx(t)×Lo(t)の角周波数(2ω+Δω)以上の周
波数帯の通過を阻止する。このとき、LPF17の出力
する基本信号S(t)は S(t)=(AtAl/4)[exp{j(Δωt−α+β)}+
exp{−j(Δωt−α+β)}] と表される。LPF17は角周波数Δωのみを含む信号
を出力することとなる。
The LPF 17 prevents the signal Tx (t) × Lo (t) input from the mixer 14 from passing through a frequency band equal to or higher than the angular frequency (2ω + Δω). At this time, the basic signal S 1 (t) output from the LPF 17 is S 1 (t) = (AtAl / 4) [exp {j (Δωt−α + β)} +
exp {−j (Δωt−α + β)}]. The LPF 17 outputs a signal including only the angular frequency Δω.

【0021】ミキサ14と同様に、ミキサ20は受信器
19からの入力信号Rx(t)と発振器15とからの入力
信号Lo(t)を乗算する。このとき、ミキサ20の出
力信号Rx(t)×Lo(t)は Rx(t)×Lo(t)=(Ar/2)[exp{j(ωt+α+ψ)}+exp{−j(ω t+α+ψ)}]×(Al/2)[exp[j{(ω+Δω)t+β}]+exp[−j{(ω+Δω)t +β}]] =(ArAl/4)[exp[j{(2ω+Δω)t+α+β+ψ}]+exp[−j{(2 ω+Δω)t+α+β+ψ}] +exp{j(Δωt−α+β−ψ)}+exp{−j(Δωt−α+β−ψ)}] と表される。ミキサ20は異なる角周波数の信号を乗算
することにより、(2ω+Δω)とΔωとの2つの角周波
数を含む信号を出力する。
Similarly to the mixer 14, the mixer 20 multiplies the input signal Rx (t) from the receiver 19 by the input signal Lo (t) from the oscillator 15. At this time, the output signal Rx (t) × Lo (t) of the mixer 20 is Rx (t) × Lo (t) = (Ar / 2) [exp {j (ωt + α + ψ)} + exp {−j (ωt + α + ψ)} ] × (Al / 2) [exp [j {(ω + Δω) t + β}] + exp [−j {(ω + Δω) t + β}]] = (ArAl / 4) [exp [j {(2ω + Δω) ) t + α + β + ψ}] + exp [−j {(2ω + Δω) t + α + β + ψ}] + exp {j (Δωt−α + β−ψ)} + exp {−j (Δωt−α + β−ψ)}]. The mixer 20 multiplies signals having different angular frequencies to output a signal including two angular frequencies of (2ω + Δω) and Δω.

【0022】LPF21は、ミキサ20から入力される
信号Tx(t)×Ro(t)の角周波数(2ω+Δω)以上の
周波数帯の通過を阻止する。このとき、LPF21の出
力する基本信号S(t)は S(t)=(ArAl/4)[exp{j(Δωt−α+β−
ψ)}+exp{−j(Δωt−α+β−ψ)}] と表される。LPF21は角周波数Δωのみを持つ信号
を出力する。
The LPF 21 prevents the signal Tx (t) × Ro (t) input from the mixer 20 from passing through the frequency band equal to or higher than the angular frequency (2ω + Δω). At this time, the basic signal S 2 (t) output from the LPF 21 is S 2 (t) = (ArAl / 4) [exp {j (Δωt−α + β−
ψ)} + exp {−j (Δωt−α + β−ψ)}]. The LPF 21 outputs a signal having only the angular frequency Δω.

【0023】乗算器3はLPF17からの入力信号S
(t)(第1の基本信号)とLPF21からの入力信号S
(t)(第2の基本信号)とを乗算する。このとき、乗
算器3の出力信号S(t)×S(t)は S(t)×S(t)=(AtAl/4)[exp{j(Δωt−α+β)}+exp{− j(Δωt−α+β)}]×(ArAl/4)[exp{j(Δωt−α+β−ψ)}+exp{− j(Δωt−α+β−ψ)}] =(AtArAl/16)[exp[j{2(Δωt−α+β)−ψ}]+exp[−j {2(Δωt−α+β)−ψ}] +exp(jψ)+exp(−jψ)] と表される。乗算器3の出力信号の振幅は、送信信号の
振幅Atと受信信号の振幅Arと発振信号の振幅Alの
二乗との積になる。
The multiplier 3 receives the input signal S 1 from the LPF 17.
(t) (first basic signal) and input signal S from LPF 21
2 (t) (second basic signal). At this time, the output signal S 1 (t) × S 2 (t) of the multiplier 3 is S 1 (t) × S 2 (t) = (AtAl / 4) [exp {j (Δωt−α + β)} + exp { - j (Δωt-α + β )}] × (ArAl / 4) [exp {j (Δωt-α + β-ψ)} + exp {- j (Δωt-α + β-ψ)}] = (AtArAl 2/16) [exp [ j {2 (Δωt−α + β) −ψ}] + exp [−j {2 (Δωt−α + β) −ψ}] + exp (jψ) + exp (−jψ)]. The amplitude of the output signal of the multiplier 3 is a product of the amplitude At of the transmission signal, the amplitude Ar of the reception signal, and the square of the amplitude Al of the oscillation signal.

【0024】LPF5は、乗算器3からの入力信号S
(t)×S(t)の交流成分の通過を阻止し直流成分を通
過さる。このとき、LPF5の出力信号DC1は DC1=(AtArAl/16){exp(jψ)+exp(−j
ψ)} と表される。LPF5の出力信号DC1は、発振器10
の初期位相αと発振器15の初期位相βとに依存しなく
なる。
The LPF 5 receives the input signal S 1 from the multiplier 3.
It blocks the passage of the (t) × S 2 (t) AC component and passes the DC component. At this time, the output signal DC1 of the LPF 5 is DC1 = (AtArAl 2/16) {exp (jψ) + exp (−j
ψ)}. The output signal DC1 of the LPF 5 is
And the initial phase β of the oscillator 15.

【0025】位相器2はLPF17からの入力信号S
(t)(第1の基本信号)を所定位相γシフトする。但
し、0<γ<2πとする。このとき、位相器2の出力信
号S(t)(第3の基本信号)は S(t)=(AtAl/4)[exp{j(Δωt−α+β−
γ)}+exp{−j(Δωt−α+β−γ)}] と表される。第3の基本信号S(t)の振幅は第1の基
本信号S(t)の振幅を維持する。
The phase shifter 2 receives the input signal S 1 from the LPF 17.
(t) The (first basic signal) is shifted by a predetermined phase γ. However, it is assumed that 0 <γ <2π. At this time, the output signal S 3 (t) (third basic signal) of the phase shifter 2 is S 3 (t) = (AtAl / 4) [exp {j (Δωt−α + β−)
γ)} + exp {−j (Δωt−α + β−γ)}]. The amplitude of the third basic signal S 3 (t) maintains the amplitude of the first basic signal S 1 (t).

【0026】乗算器4は位相器2からの入力信号S
(t)(所定位相γシフトした第1の基本信号)とLP
F21からの入力信号S(t)(第2の基本信号)とを
乗算する。このとき、乗算器4の出力信号S(t)×S
(t)は S(t)×S(t)=(AtAl/4)[exp{j(Δωt−α+β−γ)}+ex p{−j(Δωt−α+β−γ)}]×(ArAl/4)[exp{j(Δωt−α+β−ψ)} +exp{−j(Δωt−α+β−ψ)}] =(AtArAl/16)[exp[j{2(Δωt−α+β)−γ−ψ}]+exp[ −j{2(Δωt−α+β)−γ−ψ}] +exp{j(ψ−γ)}+exp{−j(ψ−γ)}] と表される。乗算器4の出力信号の振幅は、送信信号の
振幅Atと受信信号の振幅Arと発振信号の振幅Alの
二乗との積になる。
The multiplier 4 receives the input signal S from the phase shifter 2
3 (t) (first basic signal shifted by a predetermined phase γ) and LP
The input signal S 2 (t) (second basic signal) from F21 is multiplied. At this time, the output signal S 3 (t) × S of the multiplier 4
2 (t) is S 3 (t) × S 2 (t) = (AtAl / 4) [exp {j (Δωt−α + β−γ)} + exp {−j (Δωt−α + β−γ)}] × ( ArAl / 4) [exp {j (Δωt-α + β-ψ)} + exp {-j (Δωt-α + β-ψ)}] = (AtArAl 2/16) [exp [j {2 (Δωt-α + β) -γ- ψ}] + exp [−j {2 (Δωt−α + β) −γ−ψ}] + exp {j (ψ−γ)} + exp {−j (ψ−γ)}]. The amplitude of the output signal of the multiplier 4 is the product of the amplitude At of the transmission signal, the amplitude Ar of the reception signal, and the square of the amplitude Al of the oscillation signal.

【0027】LPF6は、乗算器4からの入力信号S
(t)×S(t)の交流成分の通過を阻止し直流成分を通
過さる。このとき、LPF6の出力信号DC2は DC2=(AtArAl/16)[exp{j(ψ−γ)}+ex
p{−j(ψ−γ)}] と表される。LPF6の出力信号DC2は、発振器10
の初期位相αと発振器15の初期位相βとに依存しなく
なる。
The LPF 6 receives the input signal S 3 from the multiplier 4
It blocks the passage of the (t) × S 2 (t) AC component and passes the DC component. At this time, the output signal DC2 of the LPF 6 is DC2 = (AtArAl 2/16) [exp {j (ψ−γ)} + ex
p {−j (ψ−γ)}]. The output signal DC2 of the LPF 6 is
And the initial phase β of the oscillator 15.

【0028】除算器7はLPF5からの入力信号DC1
をLPF6からの入力信号DC2で除算するか、また
は、LPF6の出力信号DC2をLPF5の出力信号D
C1で除算する。除算器7がLPF6の出力信号DC2
をLPF5の出力信号DC1で除算する場合には、除算
器7の出力信号Rは R=DC2/DC1 =(AtArAl/16)[exp{j(ψ−γ)}+exp{−j(ψ−γ)}]/( AtArAl/16){exp(jψ)+exp(−jψ)} =[exp{j(ψ−γ)}+exp{−j(ψ−γ)}]/{exp(jψ)+exp(−jψ)} と表される。除算器7の出力信号Rは、送信信号の振幅
Atと受信信号の振幅Arと発振信号の振幅Alとに依
存しなくなる。ここで、所定位相γは既知なので、除算
器7の出力信号Rは送信信号と受信信号の位相差ψその
ものに依存する。特に、位相部2がLPF17からの入
力信号S(t)を所定位相γ=π/2シフトする場合に
は、除算器7の出力信号Rは R=[exp{j(ψ−π/2)}+exp{−j(ψ−π/2)}]/{exp(jψ)+exp( −jψ)} =tanψ と表される。所定位相γ=π/2としたとき、除算器7
の出力信号Rは簡単な式で表すことができ、位相差ψか
ら距離に簡単に算術できる。また、図3に示すように、
送信信号と受信信号の位相差ψと目標までの正規化距離
の関係は一対一対応である。従って、受信信号の強度が
変化しても、正確な距離計測が可能である。
The divider 7 receives the input signal DC1 from the LPF 5
Is divided by the input signal DC2 from the LPF 6, or the output signal DC2 of the LPF 6 is
Divide by C1. The divider 7 outputs the output signal DC2 of the LPF 6.
When dividing the output signal DC1 of LPF5, the output signal R of the divider 7 is R = DC2 / DC1 = (AtArAl 2/16) [exp {j (ψ-γ)} + exp {-j (ψ- γ)}] / (AtArAl 2 /16) {exp (jψ) + exp (-jψ)} = [exp {j (ψ-γ)} + exp {-j (ψ-γ)}] / {exp (jψ) + Exp (−jψ)}. The output signal R of the divider 7 does not depend on the amplitude At of the transmission signal, the amplitude Ar of the reception signal, and the amplitude Al of the oscillation signal. Here, since the predetermined phase γ is known, the output signal R of the divider 7 depends on the phase difference ψ between the transmission signal and the reception signal. In particular, when the phase section 2 shifts the input signal S 1 (t) from the LPF 17 by a predetermined phase γ = π / 2, the output signal R of the divider 7 becomes R = [exp {j (ψ−π / 2). )} + Exp {−j (ψ−π / 2)}] / {exp (jψ) + exp (−jψ)} = tanψ. When the predetermined phase γ = π / 2, the divider 7
Can be expressed by a simple equation, and the distance can be easily calculated from the phase difference ψ. Also, as shown in FIG.
The relationship between the phase difference の between the transmission signal and the reception signal and the normalized distance to the target is one-to-one. Therefore, even if the intensity of the received signal changes, accurate distance measurement can be performed.

【0029】実施の形態の構成として、LPF17と乗
算器4の間に位相器2を備え、位相器2はLPF17か
らの入力信号(第1の基本信号)を所定位相γシフトす
るが、他の実施の形態の構成として、LPF21と乗算
器4の間に位相器2を備え、位相器2はLPF21から
の入力信号(第2の基本信号)を所定位相γシフトする
ことによっても、本発明は実施できる。また、実施の形
態の構成として、乗算器3と除算器7の間にLPF5を
備え、乗算器4と除算器7の間にLPF6を備え、除算
器7は乗算器3と乗算器4から入力される直流成分を入
力信号として除算するが、他の実施の形態の構成とし
て、LPF5及びLPF6を備えず、除算器7は乗算器
3からの直接入力される信号と乗算器4からの直接入力
される信号とを入力信号として除算し、除算器7の出力
信号の交流成分の通過を阻止し直流成分を通過させるL
PFを備えることによっても、本発明は実施できる。
As a configuration of the embodiment, the phase shifter 2 is provided between the LPF 17 and the multiplier 4, and the phase shifter 2 shifts the input signal (first basic signal) from the LPF 17 by a predetermined phase γ. As a configuration of the embodiment, a phase shifter 2 is provided between the LPF 21 and the multiplier 4, and the phase shifter 2 shifts an input signal (second basic signal) from the LPF 21 by a predetermined phase γ. Can be implemented. Further, as a configuration of the embodiment, an LPF 5 is provided between the multiplier 3 and the divider 7, an LPF 6 is provided between the multiplier 4 and the divider 7, and the divider 7 receives an input from the multiplier 3 and the multiplier 4. Is divided as an input signal. However, as another embodiment, the LPF 5 and the LPF 6 are not provided, and the divider 7 has a direct input signal from the multiplier 3 and a direct input signal from the multiplier 4. Is divided as an input signal, and the output signal of the divider 7 is blocked by passing an AC component and passing a DC component.
The present invention can also be implemented by providing a PF.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、送信信号
により変調された搬送波を用いる位相差式測距を行う
際、強度変化に起因する信号を受信信号から除去する手
段を実現したため、対象物の反射率変動に強く、強度変
化に基づく測定誤差を払拭することができたという効果
がある。また、従来必要であった受信信号の強度調整を
要しないので、強度調整期間を省き、一回の距離計測に
要する時間を従来の1/1000程度(数ミリ秒)にま
で短縮化することができたという効果がある。さらに、
一回の計測に要する時間を極めて短時間としたことによ
り、高速連続計測を可能としたという効果がある。
As described above, the present invention realizes a means for removing a signal caused by a change in intensity from a received signal when performing phase difference type ranging using a carrier modulated by a transmitted signal. There is an effect that the measurement error based on the change in the intensity can be wiped off because of the strong change in the reflectance of the object. In addition, since it is not necessary to adjust the intensity of the received signal, which is conventionally required, the period of the intensity adjustment can be omitted, and the time required for one distance measurement can be reduced to about 1/1000 (several milliseconds) of the conventional one. This has the effect of being done. further,
Since the time required for one measurement is extremely short, there is an effect that high-speed continuous measurement is enabled.

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

【図1】 本発明の実時間位相差測距方式のブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram of a real-time phase difference ranging method of the present invention.

【図2】 従来の位相差測距方式のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a conventional phase difference ranging method.

【図3】 本発明の実時間位相差測距方式における正規
化距離と位相差の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a normalized distance and a phase difference in the real-time phase difference ranging method of the present invention.

【図4】 従来の位相差測距方式における距離と位相差
の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a distance and a phase difference in a conventional phase difference ranging method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、30 位相検出部 2 位相器 3、4 乗算器 5、6、17、21 LPF 7 除算器 10、15 発振器 11、16 分配器 12 送信器 13、18 トランスデュサー 14、20 ミキサ 31、32 零交差検出部 33 カウンタ 40 強度調整部 S、S 受信信号の強度1, 30 Phase detector 2 Phaser 3, 4 Multiplier 5, 6, 17, 21 LPF 7 Divider 10, 15 Oscillator 11, 16 Divider 12 Transmitter 13, 18 Transducer 14, 20 Mixer 31, 32 Zero crossing detector 33 Counter 40 Strength adjuster S 1 , S 2 Received signal strength

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J070 AB15 AC02 AD02 AE01 AF01 AH34 AH39 AH50 AJ05 AK40 5J083 AA02 AC30 AD04 AE01 AF01 BA11 BE02 BE04 BE17 BE53 BE60 CA02 5J084 AA05 AB01 AC10 AD02 BA02 BA04 CA04 CA24 CA26 CA41 CA42 CA76 DA09 EA05  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F-term (reference) EA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送信信号により変調された搬送波を目標
に向けて送信し、目標で反射された前記搬送波を受信し
て受信信号を得、送信信号と受信信号の位相差に基づき
目標までの距離を算出する実時間位相差測距方式におい
て、前記送信信号及び前記受信信号のうちいずれか一方
を第1の信号とし、他方を第2の信号とし、第1の信号
を所定位相シフトしその所定位相シフトした信号を第3
の信号として出力する手段と、第1の信号と第2の信号
とを乗算しその乗算した信号を第4の信号として出力す
る手段と、第3の信号と第2の信号とを乗算しその乗算
した信号を第5の信号として出力する手段と、第4の信
号と第5の信号との直流成分の比を求める手段とを備え
ることを特徴とする実時間位相差測距方式。
1. A carrier wave modulated by a transmission signal is transmitted toward a target, the carrier wave reflected by the target is received to obtain a reception signal, and a distance to the target is determined based on a phase difference between the transmission signal and the reception signal. In the real-time phase difference ranging method, one of the transmission signal and the reception signal is set as a first signal, the other is set as a second signal, and the first signal is phase-shifted by a predetermined amount. The phase-shifted signal is
Means for multiplying the first signal by the second signal and means for outputting the multiplied signal as a fourth signal; multiplying the third signal by the second signal; A real-time phase difference ranging method comprising: means for outputting the multiplied signal as a fifth signal; and means for calculating a ratio of a DC component between the fourth signal and the fifth signal.
【請求項2】 送信信号により変調された搬送波を目標
に向けて送信し、目標で反射された前記搬送波を受信し
て受信信号を得、送信信号と受信信号の位相差に基づき
目標までの距離を算出する実時間位相差測距方式におい
て、前記送信信号及び前記受信信号のうちいずれか一方
を第1の信号とし、他方を第2の信号とし、第1の信号
を所定位相シフトしその所定位相シフトした信号を第3
の信号として出力する手段と、第1の信号と第2の信号
とを乗算しその乗算した信号を第4の信号として出力す
る手段と、第3の信号と第2の信号とを乗算しその乗算
した信号を第5の信号として出力する手段と、第4の信
号の交流成分の通過を阻止し直流成分を通過させる手段
と、第5の信号の交流成分の通過を阻止し直流成分を通
過させる手段と、前記両直流成分を入力信号として除算
する手段とを備えることを特徴とする実時間位相差測距
方式。
2. A method of transmitting a carrier modulated by a transmission signal toward a target, receiving the carrier reflected by the target, obtaining a reception signal, and determining a distance to the target based on a phase difference between the transmission signal and the reception signal. In the real-time phase difference ranging method, one of the transmission signal and the reception signal is set as a first signal, the other is set as a second signal, and the first signal is phase-shifted by a predetermined amount. The phase-shifted signal is
Means for multiplying the first signal by the second signal and means for outputting the multiplied signal as a fourth signal; multiplying the third signal by the second signal; Means for outputting the multiplied signal as a fifth signal, means for blocking the passage of the AC component of the fourth signal and passing the DC component, and means for blocking the passage of the AC component of the fifth signal and passing the DC component And a means for dividing the both DC components as an input signal.
【請求項3】 送信信号により変調された搬送波を目標
に向けて送信し、目標で反射された前記搬送波を受信し
て受信信号を得、送信信号と受信信号の位相差に基づき
目標までの距離を算出する実時間位相差測距方式におい
て、前記送信信号及び前記受信信号のうちいずれか一方
を第1の信号とし、他方を第2の信号とし、第1の信号
を所定位相シフトしその所定位相シフトした信号を第3
の信号として出力する手段と、第1の信号と第2の信号
とを乗算しその乗算した信号を第4の信号として出力す
る手段と、第3の信号と第2の信号とを乗算しその乗算
した信号を第5の信号として出力する手段と、第4の信
号と第5の信号とを入力信号として除算しその除算した
信号を第6の信号として出力する手段と、第6の信号の
交流成分の通過を阻止し直流成分を通過させる手段とを
備えることを特徴とする実時間位相差測距方式。
3. A carrier wave modulated by a transmission signal is transmitted toward a target, the carrier wave reflected by the target is received to obtain a reception signal, and a distance to the target is determined based on a phase difference between the transmission signal and the reception signal. In the real-time phase difference ranging method, one of the transmission signal and the reception signal is set as a first signal, the other is set as a second signal, and the first signal is phase-shifted by a predetermined amount. The phase-shifted signal is
Means for multiplying the first signal by the second signal and means for outputting the multiplied signal as a fourth signal; multiplying the third signal by the second signal; Means for outputting the multiplied signal as a fifth signal, means for dividing the fourth signal and the fifth signal as input signals, and outputting the divided signal as a sixth signal; Means for blocking the passage of an alternating current component and passing a direct current component.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006098099A (en) * 2004-09-28 2006-04-13 Secom Co Ltd Moving body detection device
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