JP2002236175A - 変調光による距離測定装置 - Google Patents
変調光による距離測定装置Info
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- JP2002236175A JP2002236175A JP2001031088A JP2001031088A JP2002236175A JP 2002236175 A JP2002236175 A JP 2002236175A JP 2001031088 A JP2001031088 A JP 2001031088A JP 2001031088 A JP2001031088 A JP 2001031088A JP 2002236175 A JP2002236175 A JP 2002236175A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 拡散光によるトランスポンダ方式により、例
えば圃場内や工場内などを移動する移動体の位置計測、
または２台の移動体間の距離計測を高精度かつ低コスト
で行う。 【解決手段】 第１の周波数で変調された第１の変調光
（８０）を所定の角度範囲にわたって放射可能に配置さ
れた複数の発光ダイオード（３３）を有する光送信部
（６８）と、第２の周波数で変調された第２の変調光を
所定の角度範囲にわたって受信可能に配置された光受信
部（７０）とを備えた光送受信器（３７）を具備する光
トランスポンダ方式による距離測定装置。
えば圃場内や工場内などを移動する移動体の位置計測、
または２台の移動体間の距離計測を高精度かつ低コスト
で行う。 【解決手段】 第１の周波数で変調された第１の変調光
（８０）を所定の角度範囲にわたって放射可能に配置さ
れた複数の発光ダイオード（３３）を有する光送信部
（６８）と、第２の周波数で変調された第２の変調光を
所定の角度範囲にわたって受信可能に配置された光受信
部（７０）とを備えた光送受信器（３７）を具備する光
トランスポンダ方式による距離測定装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は距離測定手段に関す
るもので、詳しくは変調された拡散光によるトランスポ
ンダ方式の距離測定手段に関するものである。本発明は
例えば圃場内の農用車両や工場内の無人搬送車のよう
な、限られた範囲内を移動する物体の位置認識に利用す
ることができ、また２台の車両間の距離を計測、制御す
るシステムに利用することもできる。
るもので、詳しくは変調された拡散光によるトランスポ
ンダ方式の距離測定手段に関するものである。本発明は
例えば圃場内の農用車両や工場内の無人搬送車のよう
な、限られた範囲内を移動する物体の位置認識に利用す
ることができ、また２台の車両間の距離を計測、制御す
るシステムに利用することもできる。
【０００２】
【従来の技術】従来から固定点と移動体間の距離、ある
いは二つの移動体間の距離を電磁波により非接触で測定
する方法として、(1)追尾方式光波測距儀による測定方
法、(2レーザスキャナによる測定方法、(3)光ビームを
用いたトランスポンダによる測定方法、および(4)電波
を用いたトランスポンダによる測定等が知られている。
なおトランスポンダとは一般に呼び掛け機からの呼び掛
け信号を受信し適当な応答を自動的に送信することので
きる送受信システムをいう。
いは二つの移動体間の距離を電磁波により非接触で測定
する方法として、(1)追尾方式光波測距儀による測定方
法、(2レーザスキャナによる測定方法、(3)光ビームを
用いたトランスポンダによる測定方法、および(4)電波
を用いたトランスポンダによる測定等が知られている。
なおトランスポンダとは一般に呼び掛け機からの呼び掛
け信号を受信し適当な応答を自動的に送信することので
きる送受信システムをいう。
【０００３】(1)の方法では、図９に示すように光波測
距儀１２１から移動体１２２に取付けたリフレクタ１２
３に光ビーム１２４を照射し、反射光１２５を受信し
て、送受信波の変調位相差から光の往復時間を検出して
距離を測定する。光ビーム１２４の照射方向は移動体１
２２の移動にともない移動するリフレクタ１２３を追尾
して上下左右に変化させる必要があるため、移動体１２
２を追尾するための自動追尾装置（図示せず）の使用が
不可欠である。
距儀１２１から移動体１２２に取付けたリフレクタ１２
３に光ビーム１２４を照射し、反射光１２５を受信し
て、送受信波の変調位相差から光の往復時間を検出して
距離を測定する。光ビーム１２４の照射方向は移動体１
２２の移動にともない移動するリフレクタ１２３を追尾
して上下左右に変化させる必要があるため、移動体１２
２を追尾するための自動追尾装置（図示せず）の使用が
不可欠である。
【０００４】(2)の方法はレーダを用いる方法である。
図１０に示すように距離測定器１２６からレーザビーム
もしくはマイクロ波１２７を発信して走査し、移動体１
２２の反射板１２８で反射させて往復時間を測定する。
近距離ではレーザを照射する装置が用いられることが多
く、レーザスキャナ、レーザレーダまたはライダーと呼
ばれる。この場合反射位置を特定するため測定対象の移
動体１２２に反射板１２８を装着する場合がある。
図１０に示すように距離測定器１２６からレーザビーム
もしくはマイクロ波１２７を発信して走査し、移動体１
２２の反射板１２８で反射させて往復時間を測定する。
近距離ではレーザを照射する装置が用いられることが多
く、レーザスキャナ、レーザレーダまたはライダーと呼
ばれる。この場合反射位置を特定するため測定対象の移
動体１２２に反射板１２８を装着する場合がある。
【０００５】(3)の光ビームトランスポンダによる測距
方法は、２つの距離測定装置１２９からそれぞれ光ビー
ム１３０、１３１を発信して相互に受信する方式であ
る。この方法は図１１に示すように、固定点にそれぞれ
距離測定装置１２９を配置し、それらの間の距離を精密
に測定するために開発された方法である。
方法は、２つの距離測定装置１２９からそれぞれ光ビー
ム１３０、１３１を発信して相互に受信する方式であ
る。この方法は図１１に示すように、固定点にそれぞれ
距離測定装置１２９を配置し、それらの間の距離を精密
に測定するために開発された方法である。
【０００６】(4)の方法では図１２に示すように、定位
置にある距離測定器１３４と移動体１２２間で電波１３
２、１３３を相互に送受信して距離を測定する。
置にある距離測定器１３４と移動体１２２間で電波１３
２、１３３を相互に送受信して距離を測定する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記(1)の
方法は高精度の測定が可能であるが、光波測距儀１２１
からの光ビームが常に移動体のリフレクタ１２３を照射
していなければならず、複雑で高価な自動追尾装置が必
要となり、システムのコストが高くなるという問題点が
あった。また、上記(2)の走査方式を用いた方法では、
光ビームまたはマイクロ波ビーム５７を左右に振るか、
または全周方向に回転させて走査する必要があるため、
複数の対象を測定できる利点があるが、距離の測定精度
が低いという問題点があった。一方、上記(３)の光ビー
ムトランスポンダ方法は固定点間の距離を精密に測定す
るために開発された方法であり、移動体に利用する場合
は２台の追尾装置を必要とし、実用性が低いという問題
点があった。これに対し(4)の電波トランスポンダ方法
においては、無指向性の電波を用いた場合には特に追尾
装置を必要とせず低コストとなる。しかし地面反射など
の電波のマルチパスによる測定誤差が問題となる。また
電波法の規制のもとでシステムを構成しなければなら
ず、制約が多いという問題点があった。
方法は高精度の測定が可能であるが、光波測距儀１２１
からの光ビームが常に移動体のリフレクタ１２３を照射
していなければならず、複雑で高価な自動追尾装置が必
要となり、システムのコストが高くなるという問題点が
あった。また、上記(2)の走査方式を用いた方法では、
光ビームまたはマイクロ波ビーム５７を左右に振るか、
または全周方向に回転させて走査する必要があるため、
複数の対象を測定できる利点があるが、距離の測定精度
が低いという問題点があった。一方、上記(３)の光ビー
ムトランスポンダ方法は固定点間の距離を精密に測定す
るために開発された方法であり、移動体に利用する場合
は２台の追尾装置を必要とし、実用性が低いという問題
点があった。これに対し(4)の電波トランスポンダ方法
においては、無指向性の電波を用いた場合には特に追尾
装置を必要とせず低コストとなる。しかし地面反射など
の電波のマルチパスによる測定誤差が問題となる。また
電波法の規制のもとでシステムを構成しなければなら
ず、制約が多いという問題点があった。
【０００８】このように従来から知られている距離測定
方法には、それぞれ以上のような特有の問題が種々あ
り、これらの問題点が解決された高精度かつ低コストの
計測法を開発することが求められてきた。
方法には、それぞれ以上のような特有の問題が種々あ
り、これらの問題点が解決された高精度かつ低コストの
計測法を開発することが求められてきた。
【０００９】したがって、本発明は、上記従来技術にお
ける問題点に鑑みてなされたもので、例えば圃場内や工
場内などの、比較的狭い限られた範囲内を移動する物体
の位置計測、または２台の移動体間の距離計測におい
て、上記種々の問題点を解決することを目的とする。
ける問題点に鑑みてなされたもので、例えば圃場内や工
場内などの、比較的狭い限られた範囲内を移動する物体
の位置計測、または２台の移動体間の距離計測におい
て、上記種々の問題点を解決することを目的とする。
【００１０】このため、本発明は、拡散光によるトラン
スポンダ方式により、高精度の距離測定を低コストで行
う手段を提供することをその目的とする。
スポンダ方式により、高精度の距離測定を低コストで行
う手段を提供することをその目的とする。
【００１１】本発明は、農用車両や工場内搬送車の位置
認識システム、無人車両の走行制御、先行車と伴走車の
相対位置の計測および制御システムなどを含め、応用範
囲の適用が期待できるものである。
認識システム、無人車両の走行制御、先行車と伴走車の
相対位置の計測および制御システムなどを含め、応用範
囲の適用が期待できるものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば圃場内
や工場内など限られた範囲を移動する移動体と所定の固
定点との間の距離、もしくは二つの移動体間の距離を正
確に測定する方法および装置を提供するものである。こ
のため、拡散光を照射する複数の発光ダイオードを備
え、複数もしくは単数の光センサで構成された概略水平
全方向に送受信可能な光送受信器を両測定対象に取り付
けることにより、対象物の位置関係がどのように変化し
ても距離測定を可能とした、光トランスポンダ方式の距
離測定装置または方法である。
や工場内など限られた範囲を移動する移動体と所定の固
定点との間の距離、もしくは二つの移動体間の距離を正
確に測定する方法および装置を提供するものである。こ
のため、拡散光を照射する複数の発光ダイオードを備
え、複数もしくは単数の光センサで構成された概略水平
全方向に送受信可能な光送受信器を両測定対象に取り付
けることにより、対象物の位置関係がどのように変化し
ても距離測定を可能とした、光トランスポンダ方式の距
離測定装置または方法である。
【００１３】本発明は光トランスポンダ方式による距離
測定装置であって、第１の周波数で変調された第１の変
調光を所定の角度範囲にわたって放射可能に配置された
複数の発光ダイオードを有する光送信部と、第２の周波
数で変調された第２の変調光を所定の角度範囲にわたっ
て受信可能に配置された光受信部とを備えた光送受信器
を具備する距離測定装置である。
測定装置であって、第１の周波数で変調された第１の変
調光を所定の角度範囲にわたって放射可能に配置された
複数の発光ダイオードを有する光送信部と、第２の周波
数で変調された第２の変調光を所定の角度範囲にわたっ
て受信可能に配置された光受信部とを備えた光送受信器
を具備する距離測定装置である。
【００１４】さらに、前記複数の発光ダイオードは前記
第１の変調光を水平方向の全円周方向に放射することが
可能なように配置されている距離測定装置であり、前記
光送信部が柱状の発光ダイオード保持部材を有し、前記
複数の発光ダイオードが前記発光ダイオード保持部材の
側面に配置されている距離測定装置である。
第１の変調光を水平方向の全円周方向に放射することが
可能なように配置されている距離測定装置であり、前記
光送信部が柱状の発光ダイオード保持部材を有し、前記
複数の発光ダイオードが前記発光ダイオード保持部材の
側面に配置されている距離測定装置である。
【００１５】また、前記光受信部は複数の光センサを有
し、前記複数の光センサは水平方向の全円周方向からの
光を受信可能なように配置されている距離測定装置であ
り、前記光受信部が柱状の光センサ保持部材を有し、前
記複数の光センサが前記光センサ保持部材の側面に配置
されている距離測定装置であり、前記光受信部が反射板
と前記反射板により反射された反射光を受信する光セン
サとを有し、前記光受信部が前記第２の変調光が前記反
射板により反射されて前記反射光を受信する光センサの
表面に収束するように形成されている距離測定装置であ
る。
し、前記複数の光センサは水平方向の全円周方向からの
光を受信可能なように配置されている距離測定装置であ
り、前記光受信部が柱状の光センサ保持部材を有し、前
記複数の光センサが前記光センサ保持部材の側面に配置
されている距離測定装置であり、前記光受信部が反射板
と前記反射板により反射された反射光を受信する光セン
サとを有し、前記光受信部が前記第２の変調光が前記反
射板により反射されて前記反射光を受信する光センサの
表面に収束するように形成されている距離測定装置であ
る。
【００１６】また本発明は、光トランスポンダ方式によ
る距離測定装置であって、第１の周波数で変調された第
１の変調光を所定の角度範囲にわたって水平に放射可能
に配置された複数の発光ダイオードを有する第１の光送
信部と、第２の周波数で変調された第２の変調光を所定
の角度範囲にわたって受信可能に配置された第１の光受
信部とを備えた第１の光送受信器と、前記第２の周波数
で変調された第２の変調光を所定の角度範囲にわたって
水平に放射可能に配置された複数の発光ダイオードを有
する第２光送信部と、前記第１の周波数で変調された第
１の変調光を所定の角度範囲にわたって受信可能に配置
された第２光受信部とを備えた第２の光送受信器とを具
備距離測定装置である。
る距離測定装置であって、第１の周波数で変調された第
１の変調光を所定の角度範囲にわたって水平に放射可能
に配置された複数の発光ダイオードを有する第１の光送
信部と、第２の周波数で変調された第２の変調光を所定
の角度範囲にわたって受信可能に配置された第１の光受
信部とを備えた第１の光送受信器と、前記第２の周波数
で変調された第２の変調光を所定の角度範囲にわたって
水平に放射可能に配置された複数の発光ダイオードを有
する第２光送信部と、前記第１の周波数で変調された第
１の変調光を所定の角度範囲にわたって受信可能に配置
された第２光受信部とを備えた第２の光送受信器とを具
備距離測定装置である。
【００１７】また本発明は、第１の測定ユニットと第２
の測定ユニットを有する光トランスポンダ方式による距
離測定装置であって、前記第１の測定ユニットは、第１
周波数の電気信号を生成する第１の電気信号生成手段
と、前記第１の電気信号生成手段に接続され前記第１周
波数の電気信号により変調された第１の変調光を第１の
角度範囲で水平方向に放射する第１の光送信手段を有
し、前記第２の測定ユニットは、第２周波数の電気信号
を生成する第２の電気信号生成手段と、前記第１の変調
光を受信し電気信号に復調する第２の光受信手段と、前
記第２周波数の電気信号と前記第２の光受信手段により
復調された電気信号とを混合し第２のビート信号を生成
する第２のビート信号生成手段と、第２周波数の電気信
号と前記第２のビート信号を加算し加算信号を生成する
第２の加算手段と、前記加算信号により変調された第２
の変調光を第２の角度範囲で水平方向に放射する第２の
光送信手段を有し、前記第１の測定ユニットは、さら
に、前記第２の変調光を受信し電気信号に復調する第１
の光受信手段と、前記第１周波数の電気信号と前記第１
の光受信手段により復調された電気信号とを混合し第１
のビート信号を生成する第１のビート信号生成手段と、
前記第１の光受信手段により復調された電気信号から、
復調された第２のビート信号を生成する復調手段と、前
記第１のビート信号と前記復調された第２のビート信号
との位相差を検出し出力する位相比較手段とを有する距
離測定装置である。
の測定ユニットを有する光トランスポンダ方式による距
離測定装置であって、前記第１の測定ユニットは、第１
周波数の電気信号を生成する第１の電気信号生成手段
と、前記第１の電気信号生成手段に接続され前記第１周
波数の電気信号により変調された第１の変調光を第１の
角度範囲で水平方向に放射する第１の光送信手段を有
し、前記第２の測定ユニットは、第２周波数の電気信号
を生成する第２の電気信号生成手段と、前記第１の変調
光を受信し電気信号に復調する第２の光受信手段と、前
記第２周波数の電気信号と前記第２の光受信手段により
復調された電気信号とを混合し第２のビート信号を生成
する第２のビート信号生成手段と、第２周波数の電気信
号と前記第２のビート信号を加算し加算信号を生成する
第２の加算手段と、前記加算信号により変調された第２
の変調光を第２の角度範囲で水平方向に放射する第２の
光送信手段を有し、前記第１の測定ユニットは、さら
に、前記第２の変調光を受信し電気信号に復調する第１
の光受信手段と、前記第１周波数の電気信号と前記第１
の光受信手段により復調された電気信号とを混合し第１
のビート信号を生成する第１のビート信号生成手段と、
前記第１の光受信手段により復調された電気信号から、
復調された第２のビート信号を生成する復調手段と、前
記第１のビート信号と前記復調された第２のビート信号
との位相差を検出し出力する位相比較手段とを有する距
離測定装置である。
【００１８】また本発明は移動体の位置を測定する方法
であって、第1の測定ユニットを第1の固定位置に配置
し、第２の測定ユニットを移動体に配置し、そして第３
の測定ユニットを第1の測定ユニットから所定の距離離
隔した第２の固定位置に配置するステップと、前記第1
の測定ユニットが周波数ｆ１の第1の高周波信号を生成
し、第2の測定ユニットが周波数ｆ２の第2の高周波信号
を生成するステップと、前記第1の測定ユニットが前記
第１の高周波信号で変調された第1の変調光を生成し水
平方向に放射するステップと、前記第２の測定ユニット
が前記第２の高周波信号で変調された第２の変調光を生
成し水平方向に放射するステップと、前記第1の測定ユ
ニットが前記第２の変調光を受信し周波数ｆ１−ｆ２の
第１の低周波ビート信号を生成し、前記第２の測定ユニ
ットが前記第１の変調光を受信し周波数ｆ１−ｆ２の第
2の低周波ビート信号を生成するステップと、前記第2の
測定ユニットが前記第2の低周波ビート信号を前記第２
の変調光に乗せて放射するステップと、前記第2の低周
波ビート信号を有する前記第2の変調光を前記第３の測
定ユニットが受信するステップと、前記第1の測定ユニ
ットが前記第1の低周波ビート信号を前記第１の高周波
信号に乗せて前記第３の測定ユニットにのみ送信するス
テップと、前記第1の低周波ビート信号を含む前記第１
の高周波信号を前記第３の測定ユニットが受信するステ
ップと、前記第3の測定ユニットが、前記第１の測定ユ
ニットから送られた前記第1の高周波信号を復調し、ま
た前記第２の測定ユニットから送られた前記第２の変調
光を復調して、これらの２つの復調信号に基づき、周波
数ｆ１−ｆ２の第３の低周波ビート信号を生成するステ
ップと、前記第3の測定ユニットが前記第1、第２および
第3の低周波ビート信号の位相比較を行うステップと、
前記位相差から第1と第2の測定ユニット間および第２と
第３の測定ユニット間の距離を求め、前記第２の測定ユ
ニットの位置を得るステップを有する移動体の位置を測
定する方法である。
であって、第1の測定ユニットを第1の固定位置に配置
し、第２の測定ユニットを移動体に配置し、そして第３
の測定ユニットを第1の測定ユニットから所定の距離離
隔した第２の固定位置に配置するステップと、前記第1
の測定ユニットが周波数ｆ１の第1の高周波信号を生成
し、第2の測定ユニットが周波数ｆ２の第2の高周波信号
を生成するステップと、前記第1の測定ユニットが前記
第１の高周波信号で変調された第1の変調光を生成し水
平方向に放射するステップと、前記第２の測定ユニット
が前記第２の高周波信号で変調された第２の変調光を生
成し水平方向に放射するステップと、前記第1の測定ユ
ニットが前記第２の変調光を受信し周波数ｆ１−ｆ２の
第１の低周波ビート信号を生成し、前記第２の測定ユニ
ットが前記第１の変調光を受信し周波数ｆ１−ｆ２の第
2の低周波ビート信号を生成するステップと、前記第2の
測定ユニットが前記第2の低周波ビート信号を前記第２
の変調光に乗せて放射するステップと、前記第2の低周
波ビート信号を有する前記第2の変調光を前記第３の測
定ユニットが受信するステップと、前記第1の測定ユニ
ットが前記第1の低周波ビート信号を前記第１の高周波
信号に乗せて前記第３の測定ユニットにのみ送信するス
テップと、前記第1の低周波ビート信号を含む前記第１
の高周波信号を前記第３の測定ユニットが受信するステ
ップと、前記第3の測定ユニットが、前記第１の測定ユ
ニットから送られた前記第1の高周波信号を復調し、ま
た前記第２の測定ユニットから送られた前記第２の変調
光を復調して、これらの２つの復調信号に基づき、周波
数ｆ１−ｆ２の第３の低周波ビート信号を生成するステ
ップと、前記第3の測定ユニットが前記第1、第２および
第3の低周波ビート信号の位相比較を行うステップと、
前記位相差から第1と第2の測定ユニット間および第２と
第３の測定ユニット間の距離を求め、前記第２の測定ユ
ニットの位置を得るステップを有する移動体の位置を測
定する方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光送受信器と
それを用いた測距システムを、添付の図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。以下の説明は本発明に
関する一実施例であり、本発明の一般的原理を図解する
ことを目的とするものである。したがって、本発明をこ
の実施の形態に具体的に記載された構成のみに限定する
ものではない。以下の詳細な説明および図面の記載にお
いて、同様の要素は同様の参照番号により表される。
それを用いた測距システムを、添付の図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。以下の説明は本発明に
関する一実施例であり、本発明の一般的原理を図解する
ことを目的とするものである。したがって、本発明をこ
の実施の形態に具体的に記載された構成のみに限定する
ものではない。以下の詳細な説明および図面の記載にお
いて、同様の要素は同様の参照番号により表される。
【００２０】本発明は２局間で光信号のやりとりをする
光トランスポンダ方式の測距装置に係るもので、特に変
調された拡散光を広範囲に放射することにより、広い角
度範囲で光の送受信を行うことを可能とするものであ
る。このため光送信器および光センサの向きを制御せず
に相対移動する２局間の距離測定を可能とする。
光トランスポンダ方式の測距装置に係るもので、特に変
調された拡散光を広範囲に放射することにより、広い角
度範囲で光の送受信を行うことを可能とするものであ
る。このため光送信器および光センサの向きを制御せず
に相対移動する２局間の距離測定を可能とする。
【００２１】光トランスポンダ方式による測距システム
の基本原理図１に本発明に係る光トランスポンダ方式に
よる測距システムの基本原理を説明するための概略図を
示す。図１の測距システム１はＡ、Ｂ２つの局２、３か
ら成り、これらの局は距離を測定する必要のある２つの
点にそれぞれ取り付けられる。Ａ局２およびＢ局３に配
置される測定ユニット４および測定ユニット５は、それ
ぞれ発振器Ａ６および発振器Ｂ７を有し、この発振器Ａ
６および発振器Ｂ７はそれぞれ周波数ｆ１およびｆ２の
高周波信号を生成し、光送信器Ａ８および光送信器Ｂ９
に送る。光送信器Ａ８および光送信器Ｂ９はこれらの高
周波信号を光変調して変調光１２および変調光１３とし
て相手局に向け発信する。
の基本原理図１に本発明に係る光トランスポンダ方式に
よる測距システムの基本原理を説明するための概略図を
示す。図１の測距システム１はＡ、Ｂ２つの局２、３か
ら成り、これらの局は距離を測定する必要のある２つの
点にそれぞれ取り付けられる。Ａ局２およびＢ局３に配
置される測定ユニット４および測定ユニット５は、それ
ぞれ発振器Ａ６および発振器Ｂ７を有し、この発振器Ａ
６および発振器Ｂ７はそれぞれ周波数ｆ１およびｆ２の
高周波信号を生成し、光送信器Ａ８および光送信器Ｂ９
に送る。光送信器Ａ８および光送信器Ｂ９はこれらの高
周波信号を光変調して変調光１２および変調光１３とし
て相手局に向け発信する。
【００２２】ここで周波数ｆ１とｆ２は相互に近いが異
なる値とする。どちらが大きくてもかまわないが、ここ
では仮にｆ１＞ｆ２とする。これらの高周波電気信号
（時間の関数）をそれぞれｙ１、ｙ２とし、 y1=sin(ω1t-φ1) y2=sin(ω2t-φ2) （１） とおく。原理的に振幅を考慮しなくてよいので振幅は１
とする。ω１、ω２は角周波数であり、 ω1=2πf1 ω2=2πf2 （２） である。なお、φ１、φ２は位相をあらわす。これらは
未知数である。Ａ局２およびＢ局３は、ｙ１とｙ２の電
気信号を光変調信号として光に乗せた変調光１２および
１３を互いに相手の局に向けて照射する。
なる値とする。どちらが大きくてもかまわないが、ここ
では仮にｆ１＞ｆ２とする。これらの高周波電気信号
（時間の関数）をそれぞれｙ１、ｙ２とし、 y1=sin(ω1t-φ1) y2=sin(ω2t-φ2) （１） とおく。原理的に振幅を考慮しなくてよいので振幅は１
とする。ω１、ω２は角周波数であり、 ω1=2πf1 ω2=2πf2 （２） である。なお、φ１、φ２は位相をあらわす。これらは
未知数である。Ａ局２およびＢ局３は、ｙ１とｙ２の電
気信号を光変調信号として光に乗せた変調光１２および
１３を互いに相手の局に向けて照射する。
【００２３】変調光１２，１３はＢ局３およびＡ局２の
光受信器Ｂ１１および光受信器Ａ１０で受信され、電気
信号に復調される。復調された電気信号をそれぞれ、ｙ
１’、ｙ２’とする。Ａ、Ｂ２局間の距離をＤ、光速を
Ｃとすると光がこれら２局間を伝わるのに、Ｄ／Ｃの時
間を要するので、ｙ１’、ｙ２’は次式で表される。
光受信器Ｂ１１および光受信器Ａ１０で受信され、電気
信号に復調される。復調された電気信号をそれぞれ、ｙ
１’、ｙ２’とする。Ａ、Ｂ２局間の距離をＤ、光速を
Ｃとすると光がこれら２局間を伝わるのに、Ｄ／Ｃの時
間を要するので、ｙ１’、ｙ２’は次式で表される。
【００２４】 y1’=sin{ω1(t-D/C)-φ1} y2’=sin{ω2(t-D/C)-φ2} （３） やはり振幅は１としている。
【００２５】Ｂ局３では受信した信号ｙ１’と、Ｂ局３
の発振器Ｂ７で発生させた信号ｙ２を混合器１５で混合
する。混合器１５は一般的なアナログ積算回路であり、
次式で示すように信号y1’およびy2の積が出力される。
の発振器Ｂ７で発生させた信号ｙ２を混合器１５で混合
する。混合器１５は一般的なアナログ積算回路であり、
次式で示すように信号y1’およびy2の積が出力される。
【００２６】 y1’・y2=sin{ω1(t-D/C)-φ1}・sin(ω2t-φ2) =−[cos{(ω1+ω2)t-(φ1+φ2)-ω1D/C}]/2+[cos{(ω1-ω2)t-(φ1-φ2)-ω 1 D/C}]/2 （４） この信号は式（４）からわかるように、周波数ｆ１＋ｆ
２の高周波信号と、周波数ｆ１−ｆ２の低周波信号の和
となる。
２の高周波信号と、周波数ｆ１−ｆ２の低周波信号の和
となる。
【００２７】これをローパスフィルタ１７に通すと低周
波のビート信号のみを取り出すことができる。それをy3
とおくとy3は次式で表される。
波のビート信号のみを取り出すことができる。それをy3
とおくとy3は次式で表される。
【００２８】 y3=cos{(ω1-ω2)t-(φ1-φ2)-ω1D/C} （５） ここでも振幅の変化は無視している。
【００２９】Ａ局２でも同様に内部で発生させた信号y1
と受信した信号y2’を混合し、ビート信号y4を次式のよ
うに生成する。
と受信した信号y2’を混合し、ビート信号y4を次式のよ
うに生成する。
【００３０】 y1・y2’=・sin(ω１t-φ１)・sin{ω２(t-D/C)-φ２} =−[cos{(ω1+ω2)t-(φ1+φ2)-ω２D/C}]/2+[cos{(ω1-ω2)t-(φ1-φ2)- ω２D/C}]/2 （６） これをローパスフィルタ１６に通すと同様に低周波のビ
ート信号のみが取り出される。
ート信号のみが取り出される。
【００３１】これをy4とおくとy4は次式で表される。
【００３２】 y４=cos{(ω1-ω2)t-(φ1-φ2)-ω２D/C} （７） ここでも振幅の変化は無視している。
【００３３】次にB局で得られたビート信号をＡ局に送
り各ビート信号の位相を比較する。このためＢ局で生成
した低周波ビート信号y3を光または電波２２でＢ局から
Ａ局に送る。例えば、信号y3はＢ局のビート信号送信器
１９から光または電波２２に乗せてＡ局のビート信号受
信器１８に送られる。なお、ビート信号y3を変調光１３
に乗せて光送信器Ｂ９から送信することも可能である。
り各ビート信号の位相を比較する。このためＢ局で生成
した低周波ビート信号y3を光または電波２２でＢ局から
Ａ局に送る。例えば、信号y3はＢ局のビート信号送信器
１９から光または電波２２に乗せてＡ局のビート信号受
信器１８に送られる。なお、ビート信号y3を変調光１３
に乗せて光送信器Ｂ９から送信することも可能である。
【００３４】信号y3がＡ局からＢ局に伝播するのにD/C
の時間を要するので、（５）式のｔにｔ−D/Cを代入す
ると、Ａ局で受信されるビート信号y3’の式が次のよう
に得られる。
の時間を要するので、（５）式のｔにｔ−D/Cを代入す
ると、Ａ局で受信されるビート信号y3’の式が次のよう
に得られる。
【００３５】 y3’=cos{(ω1-ω2)(t-D/C)-(φ1-φ2)-ω1D/C} =cos{(ω1-ω2)t-(φ1-φ2)-2ω1D/C+ω2D/C} （８） Ａ局において（８）式の信号y3’と（７）のy４とを比
較するため、位相比較器２０を用いて信号y3’と信号y
４の位相差を求める。この位相差をΔφとすると、 Δφ=２ω1D/C （９） が得られる。
較するため、位相比較器２０を用いて信号y3’と信号y
４の位相差を求める。この位相差をΔφとすると、 Δφ=２ω1D/C （９） が得られる。
【００３６】ビート信号y４およびのy3’間の位相差Δ
φからＡ局およびＢ局間の距離Ｄが D=ΔφC/２ω1 （１０） として求められることがわかる。
φからＡ局およびＢ局間の距離Ｄが D=ΔφC/２ω1 （１０） として求められることがわかる。
【００３７】このように、検出される位相差Δφと距離
Dの関係は、原理的にはφ1およびφ 2には関係せず、Ａ
局の発信周波数ω1のみに依存する。即ち式（９）にお
いては未知数φ1およびφ2は消去されている。従って、
信号y3’と信号y４の位相差Δφを測定することによ
り、Ａ局およびＢ局間の距離Ｄを正確に測定することが
できる。
Dの関係は、原理的にはφ1およびφ 2には関係せず、Ａ
局の発信周波数ω1のみに依存する。即ち式（９）にお
いては未知数φ1およびφ2は消去されている。従って、
信号y3’と信号y４の位相差Δφを測定することによ
り、Ａ局およびＢ局間の距離Ｄを正確に測定することが
できる。
【００３８】上記光トランスポンダ方式を用い、少なく
とも一方が移動する２局間の距離の正確な測定を継続し
て行うためには、変調光１２、１３および光、電波２２
などの送受信および信号処理を小電力で安定に行い、且
つ２局間の不規則な相互移動に容易に追随して継続して
光送受信を行い得る送受信器および信号処理システムを
必要とする。
とも一方が移動する２局間の距離の正確な測定を継続し
て行うためには、変調光１２、１３および光、電波２２
などの送受信および信号処理を小電力で安定に行い、且
つ２局間の不規則な相互移動に容易に追随して継続して
光送受信を行い得る送受信器および信号処理システムを
必要とする。
【００３９】図２に本発明による光送受信器３７の実施
の形態の一例を示す。光送受信器３７は、支柱３１によ
って鉛直に保持された発光ダイオード保持部材である円
柱３２の側面に、信号処理回路（図示せず）に接続され
てそれぞれ制御される複数の発光ダイオード３３を所望
の照射方向に向けるようにして取り付ける。図２は水平
方向の全円周方向に放射可能に配置した例である。発光
ダイオード保持部材は円柱に限定されるものではなく、
その断面を例えば正６角形や正８角形等の多角形とする
こともできる。
の形態の一例を示す。光送受信器３７は、支柱３１によ
って鉛直に保持された発光ダイオード保持部材である円
柱３２の側面に、信号処理回路（図示せず）に接続され
てそれぞれ制御される複数の発光ダイオード３３を所望
の照射方向に向けるようにして取り付ける。図２は水平
方向の全円周方向に放射可能に配置した例である。発光
ダイオード保持部材は円柱に限定されるものではなく、
その断面を例えば正６角形や正８角形等の多角形とする
こともできる。
【００４０】例えば、図２に示すように複数発光ダイオ
ード３３の光照射方向を水平かつ全方位（角度範囲が３
６０度）に向けることにより、互いに移動する他方の測
定ユニットに向けて、変調光１２、１３または２２をほ
ぼ水平方向に照射可能にすることができる。なお、発光
ダイオード３３を円柱３２の所定の角度範囲のみに取付
け、全方位ではなく所定の角度（例えば角度範囲が１８
０度、９０度など）にのみ変調光を照射することも可能
である（図４参照）。
ード３３の光照射方向を水平かつ全方位（角度範囲が３
６０度）に向けることにより、互いに移動する他方の測
定ユニットに向けて、変調光１２、１３または２２をほ
ぼ水平方向に照射可能にすることができる。なお、発光
ダイオード３３を円柱３２の所定の角度範囲のみに取付
け、全方位ではなく所定の角度（例えば角度範囲が１８
０度、９０度など）にのみ変調光を照射することも可能
である（図４参照）。
【００４１】発光ダイオード３３の波長は特に限定はし
ないが、周囲光や塵埃等によるノイズ等の影響をできる
だけ回避するため近赤外線の使用が望ましく、特に波長
０．８〜１．５μ程度が望ましい。そして、測定ユニッ
ト４，５における信号処理周波数（例えば１２．８ＭＨ
z）に容易に応答可能なように、例えば１０ＭＨｚオー
ダで光出力の変調が可能な高速度タイプの発光ダイオー
ドの使用が望ましい。
ないが、周囲光や塵埃等によるノイズ等の影響をできる
だけ回避するため近赤外線の使用が望ましく、特に波長
０．８〜１．５μ程度が望ましい。そして、測定ユニッ
ト４，５における信号処理周波数（例えば１２．８ＭＨ
z）に容易に応答可能なように、例えば１０ＭＨｚオー
ダで光出力の変調が可能な高速度タイプの発光ダイオー
ドの使用が望ましい。
【００４２】光信号受信のために、上記円柱３２と同軸
に形成された光センサ保持部材である円柱３４の側面に
複数の光センサ３５を取り付け、例えば水平全方向（角
度範囲が３６０度）からの変調光を受光可能にする。光
センサ３５としては高速度の光応答が可能なアバランシ
ェフォトダイオードを使用するのが望ましい。なお、光
センサ３５を円柱３４の所定の角度範囲のみに取付け、
全方位ではなく所望の角度（例えば角度範囲が１８０
度、９０度など）からの変調光のみを受信可能にするこ
とも可能である（図４参照）。また、光センサ保持部材
は円柱に限定されるものではなく、その断面を例えば正
６角形や正８角形等の多角形とすることもできる。
に形成された光センサ保持部材である円柱３４の側面に
複数の光センサ３５を取り付け、例えば水平全方向（角
度範囲が３６０度）からの変調光を受光可能にする。光
センサ３５としては高速度の光応答が可能なアバランシ
ェフォトダイオードを使用するのが望ましい。なお、光
センサ３５を円柱３４の所定の角度範囲のみに取付け、
全方位ではなく所望の角度（例えば角度範囲が１８０
度、９０度など）からの変調光のみを受信可能にするこ
とも可能である（図４参照）。また、光センサ保持部材
は円柱に限定されるものではなく、その断面を例えば正
６角形や正８角形等の多角形とすることもできる。
【００４３】発光ダイオード３３と光センサ３５の個数
および配列は、それらの配光特性と必要とする光出力等
の使用条件によって決めればよい。光センサ３５として
は指向性が５０°〜６０°の受光範囲を有する通常の光
センサを使用することができる。測定ユニット４、５を
ハウジング構造となるように形成した保持部材３２また
は３４内に収容することも可能である。
および配列は、それらの配光特性と必要とする光出力等
の使用条件によって決めればよい。光センサ３５として
は指向性が５０°〜６０°の受光範囲を有する通常の光
センサを使用することができる。測定ユニット４、５を
ハウジング構造となるように形成した保持部材３２また
は３４内に収容することも可能である。
【００４４】発光ダイオード３３から放射された光が光
センサ３５に直接伝わる恐れがある場合は、図２に示す
ように発光ダイオード３３と光センサ３５の中間に遮光
部材３６を取り付けるのが望ましい。
センサ３５に直接伝わる恐れがある場合は、図２に示す
ように発光ダイオード３３と光センサ３５の中間に遮光
部材３６を取り付けるのが望ましい。
【００４５】光送受信器３７の寸法（例えば円柱３２、
３４の直径）は使用されるそれぞれの送受信器間（局
間）の間隔に依存し、その間隔が大きいほど例えば光出
力や受光面積を大きくする等のために大きくする必要が
ある。圃場内や工場内など送受信器間の間隔が１０ｍオ
ーダの場合には直径５ｃｍから１５ｃｍ程度に構成可能
である。
３４の直径）は使用されるそれぞれの送受信器間（局
間）の間隔に依存し、その間隔が大きいほど例えば光出
力や受光面積を大きくする等のために大きくする必要が
ある。圃場内や工場内など送受信器間の間隔が１０ｍオ
ーダの場合には直径５ｃｍから１５ｃｍ程度に構成可能
である。
【００４６】上記のように構成された光送受信器３７
を、互いの距離測定を行う二点にそれぞれ取り付ける。
二点は一方のみが移動する場合の他に、双方とも移動す
る場合があろう。図３に双方とも移動する場合として、
車両Ａ４１と車両Ｂ４２に光送受信器４３、４４を取り
付けた実施の形態を示す。図中の矢印ａ４５，ｂ４６は
それぞれ車両Ａ４１および車両Ｂ４２から照射される変
調光信号を示す。光は水平全方向に放射されるため、車
両の向きや位置関係が水平面上でどのように変化して
も、常時互いに変調光の送受信を行うことが出来る。
を、互いの距離測定を行う二点にそれぞれ取り付ける。
二点は一方のみが移動する場合の他に、双方とも移動す
る場合があろう。図３に双方とも移動する場合として、
車両Ａ４１と車両Ｂ４２に光送受信器４３、４４を取り
付けた実施の形態を示す。図中の矢印ａ４５，ｂ４６は
それぞれ車両Ａ４１および車両Ｂ４２から照射される変
調光信号を示す。光は水平全方向に放射されるため、車
両の向きや位置関係が水平面上でどのように変化して
も、常時互いに変調光の送受信を行うことが出来る。
【００４７】なお、例えば測定対象物相互の向きと位置
関係が限定されており、全方向の光送受信を行う必要が
ない場合は、図４に示すように発光ダイオードと光セン
サの一部を省いた光送受信器５７を形成してもよい。支
柱５１によって鉛直に保持された円柱５２の限定された
側面に複数の発光ダイオード５３が取り付けられ、限定
された角度で光を照射する。また、円柱５２と同軸の円
柱５４の側面一部に光センサ５５を取り付け、光照射方
向に対応する限定された方向からの光のみを受光可能に
する。図２の例と同様に、発光ダイオード５３と光セン
サ５５の中間に遮光板５６を取り付けてもよい。
関係が限定されており、全方向の光送受信を行う必要が
ない場合は、図４に示すように発光ダイオードと光セン
サの一部を省いた光送受信器５７を形成してもよい。支
柱５１によって鉛直に保持された円柱５２の限定された
側面に複数の発光ダイオード５３が取り付けられ、限定
された角度で光を照射する。また、円柱５２と同軸の円
柱５４の側面一部に光センサ５５を取り付け、光照射方
向に対応する限定された方向からの光のみを受光可能に
する。図２の例と同様に、発光ダイオード５３と光セン
サ５５の中間に遮光板５６を取り付けてもよい。
【００４８】本発明に係る上記光トランスポーダ方式の
原理のみを考えると、発信周波数ｆ １が安定していさえ
すればよく、他の要素は距離測定に影響しないことにな
る。しかし、実際に高精度の測定を行うには、他の要件
も必要である。
原理のみを考えると、発信周波数ｆ １が安定していさえ
すればよく、他の要素は距離測定に影響しないことにな
る。しかし、実際に高精度の測定を行うには、他の要件
も必要である。
【００４９】まずΔφの検出分解能を一定とすると、距
離測定の分解能は式（１０）からわかるように、ω1即
ち発信周波数ｆ１に反比例する。従って距離測定の分解
能を細かくするには、発信周波数ｆ１を高くする必要が
ある。本実施の形態においては、ｆ１を１２．８０１Ｍ
Ｈｚに設定した。この場合、位相差検出の分解能を周期
の１／１００００とすると、距離測定の分解能は約１．
２ｍｍとなる。
離測定の分解能は式（１０）からわかるように、ω1即
ち発信周波数ｆ１に反比例する。従って距離測定の分解
能を細かくするには、発信周波数ｆ１を高くする必要が
ある。本実施の形態においては、ｆ１を１２．８０１Ｍ
Ｈｚに設定した。この場合、位相差検出の分解能を周期
の１／１００００とすると、距離測定の分解能は約１．
２ｍｍとなる。
【００５０】ｆ２は原理的にはどのように設定してもよ
いように考えられるが、実際にはｆ １との関係で制限さ
れる。ビート信号の伝送、増幅、位相比較などを正確に
行うためには、ビート信号の周波数ｆ１−ｆ２を電気的
に取扱いやすい周波数に設定しなければならない。本実
施の形態においては、ｆ２を１２．８ＭＨｚとし、ビー
ト信号が１ｋＨｚとなるように設定する。
いように考えられるが、実際にはｆ １との関係で制限さ
れる。ビート信号の伝送、増幅、位相比較などを正確に
行うためには、ビート信号の周波数ｆ１−ｆ２を電気的
に取扱いやすい周波数に設定しなければならない。本実
施の形態においては、ｆ２を１２．８ＭＨｚとし、ビー
ト信号が１ｋＨｚとなるように設定する。
【００５１】ビート信号の周波数が変動しても原理的に
は測定に影響しないが、実際にはローパスフィルタや位
相差検出回路などでの信号処理に支障が生じるおそれが
ある。従ってｆ１−ｆ２の値が変動しないようにする必
要がある。ＡＢ両局での発信信号を、互いに独立した発
振器で発生させた場合、温度等の影響により、ｆ１かｆ
２が僅かに変化しただけでもその差であるｆ１−ｆ２は
大きい割合で変化する。例えば本実施の形態の場合で
は、ｆ２の１ｐｐｍの変化によりｆ１−ｆ２は１．２８
％変化する。これを回避するため本実施の形態ではＢ局
の発振器８７を周波数変動の少ない温度補償型水晶発振
器（周波数変動：±１ｐｐｍ）とし、Ａ局ではビート信
号の周波数が常に１ｋＨｚとなるように発信周波数ｆ１
をコントロールするようにした。
は測定に影響しないが、実際にはローパスフィルタや位
相差検出回路などでの信号処理に支障が生じるおそれが
ある。従ってｆ１−ｆ２の値が変動しないようにする必
要がある。ＡＢ両局での発信信号を、互いに独立した発
振器で発生させた場合、温度等の影響により、ｆ１かｆ
２が僅かに変化しただけでもその差であるｆ１−ｆ２は
大きい割合で変化する。例えば本実施の形態の場合で
は、ｆ２の１ｐｐｍの変化によりｆ１−ｆ２は１．２８
％変化する。これを回避するため本実施の形態ではＢ局
の発振器８７を周波数変動の少ない温度補償型水晶発振
器（周波数変動：±１ｐｐｍ）とし、Ａ局ではビート信
号の周波数が常に１ｋＨｚとなるように発信周波数ｆ１
をコントロールするようにした。
【００５２】図５に本発明に係るＡ、Ｂ局間の測距シス
テム６１における信号処理回路の実施の形態をブロック
図として示す。この実施の形態において、測距システム
６１はＡ、Ｂ局に少なくとも２つの測定ユニット６４、
６５をそれぞれ有する。Ｂ局６３からＡ局６２へのビー
ト信号の伝送には、図１のビート信号送信器１９のよう
に独立した伝送系を用いてもよいが、実際には光信号ｙ
２の光送信器９０を併用することが多い。図５に示す実
施の形態においても１ｋＨｚのビート信号を変調光８１
にのせてｙ２の信号とともに光送信器９０から送信す
る。
テム６１における信号処理回路の実施の形態をブロック
図として示す。この実施の形態において、測距システム
６１はＡ、Ｂ局に少なくとも２つの測定ユニット６４、
６５をそれぞれ有する。Ｂ局６３からＡ局６２へのビー
ト信号の伝送には、図１のビート信号送信器１９のよう
に独立した伝送系を用いてもよいが、実際には光信号ｙ
２の光送信器９０を併用することが多い。図５に示す実
施の形態においても１ｋＨｚのビート信号を変調光８１
にのせてｙ２の信号とともに光送信器９０から送信す
る。
【００５３】基本的にはＡ局６２とＢ局６３からそれぞ
れ、１２．８０１ＭＨｚと１２．８ＭＨｚの電気信号で
強度変調した赤外線変調光８０、８１を光送信器６８、
９０を用いて相互に伝送する。光送信器６８、９０には
一般に光信号の生成に使われる高速赤外ＬＥＤ（発光ダ
イオード）を、光受信器７０、８２には高周波数の強度
変調を感知できる通常使用されているＡＰＤ（アバラン
シェフォトダイオード）を用いるのが良い。
れ、１２．８０１ＭＨｚと１２．８ＭＨｚの電気信号で
強度変調した赤外線変調光８０、８１を光送信器６８、
９０を用いて相互に伝送する。光送信器６８、９０には
一般に光信号の生成に使われる高速赤外ＬＥＤ（発光ダ
イオード）を、光受信器７０、８２には高周波数の強度
変調を感知できる通常使用されているＡＰＤ（アバラン
シェフォトダイオード）を用いるのが良い。
【００５４】Ｂ局６３では１２．８ＭＨｚの信号を発生
させるのに発振器８７として温度補償型の水晶発振器を
用いるのが望ましい。この１２．８ＭＨｚの送信信号と
Ａ局６２からの受信信号を混合器８３で混合し、ＬＰＦ
（ローパスフィルタ）８４で低周波のビート信号である
１ｋＨｚの信号のみを取り出す。これを波形整形器８５
で整形し、ＶＣＯ（電圧制御型発振器）８６に入力し
て、１ｋＨｚで周波数変調された４５０ｋＨｚの信号を
発生させる。次に加算器８８により１２．８ＭＨｚと４
５０ｋＨｚの電圧変動を加算して、４５０ｋＨｚでオフ
セット変調された１２．８ＭＨｚの信号を生成し、光送
信器９０により変調光８１に乗せてＢ局６３からＡ局６
２に送る。
させるのに発振器８７として温度補償型の水晶発振器を
用いるのが望ましい。この１２．８ＭＨｚの送信信号と
Ａ局６２からの受信信号を混合器８３で混合し、ＬＰＦ
（ローパスフィルタ）８４で低周波のビート信号である
１ｋＨｚの信号のみを取り出す。これを波形整形器８５
で整形し、ＶＣＯ（電圧制御型発振器）８６に入力し
て、１ｋＨｚで周波数変調された４５０ｋＨｚの信号を
発生させる。次に加算器８８により１２．８ＭＨｚと４
５０ｋＨｚの電圧変動を加算して、４５０ｋＨｚでオフ
セット変調された１２．８ＭＨｚの信号を生成し、光送
信器９０により変調光８１に乗せてＢ局６３からＡ局６
２に送る。
【００５５】Ａ局６２ではＢ局から送られた変調光８１
を光受信器（ＡＰＤ）により受信して二つに分配し、一
方を４５０ｋＨｚのＢＰＦ（バンドパスフィルタ）７１
に他方を混合器６９に入力する。ＢＰＦ７１を通過する
４５０ｋＨｚ近傍の信号をＦＭ復調器７２により復調し
て、Ｂ局から送られる１ｋＨｚの信号を再生する。一
方、混合器６９ではＡ局で発生させた１２．８０１ＭＨ
ｚの信号と、Ｂ局からの１２．８ＭＨｚの受信信号が混
合され、ＬＰＦ７５を通すことで１ｋＨｚのビート信号
が得られる。このようにして得られた二つのビート信号
は波形整形器７３、７６によりそれぞれ整形され、位相
が比較される。この位相差から前述した原理に基づいて
距離が求められる。
を光受信器（ＡＰＤ）により受信して二つに分配し、一
方を４５０ｋＨｚのＢＰＦ（バンドパスフィルタ）７１
に他方を混合器６９に入力する。ＢＰＦ７１を通過する
４５０ｋＨｚ近傍の信号をＦＭ復調器７２により復調し
て、Ｂ局から送られる１ｋＨｚの信号を再生する。一
方、混合器６９ではＡ局で発生させた１２．８０１ＭＨ
ｚの信号と、Ｂ局からの１２．８ＭＨｚの受信信号が混
合され、ＬＰＦ７５を通すことで１ｋＨｚのビート信号
が得られる。このようにして得られた二つのビート信号
は波形整形器７３、７６によりそれぞれ整形され、位相
が比較される。この位相差から前述した原理に基づいて
距離が求められる。
【００５６】ビート信号の周波数を正確に１ｋＨｚに維
持するため、Ａ局６２で発生させる高周波信号の周波数
は制御される。２ＭＨｚの水晶発振器７７の信号を分周
器７８により分周し、１ｋＨｚの参照信号を得る。この
参照信号と波形整形器７６からのビート信号を周波数が
一致するようにＰＬＬ（フェイズロックループ）７９で
ＶＣＯ６６を制御し１２．８０１ＭＨｚを発生させる。
これによりＢ局での発信周波数が変動しても、ビート信
号は１ｋＨｚに維持される。
持するため、Ａ局６２で発生させる高周波信号の周波数
は制御される。２ＭＨｚの水晶発振器７７の信号を分周
器７８により分周し、１ｋＨｚの参照信号を得る。この
参照信号と波形整形器７６からのビート信号を周波数が
一致するようにＰＬＬ（フェイズロックループ）７９で
ＶＣＯ６６を制御し１２．８０１ＭＨｚを発生させる。
これによりＢ局での発信周波数が変動しても、ビート信
号は１ｋＨｚに維持される。
【００５７】図６は光送信器６８、９０に係る部分の実
施の形態の回路例である。電気信号が同調部９２を介し
て入力され、増幅部９３を経て発光部９４の発光ダイオ
−ド９５を駆動し光送信を行う。この例では５個の発光
ダイオ−ド９５が直列接続されて１つの組を形成し、２
組を並列に動作させている。
施の形態の回路例である。電気信号が同調部９２を介し
て入力され、増幅部９３を経て発光部９４の発光ダイオ
−ド９５を駆動し光送信を行う。この例では５個の発光
ダイオ−ド９５が直列接続されて１つの組を形成し、２
組を並列に動作させている。
【００５８】図７に光受信器の他の実施の形態を示す。
光受信部は、図２に示すように円柱３４の全周にわたっ
て配置された多数の光センサ３５を用いる代わりに、反
射板を用いて広い受信角を得ても良い。図７は一つの光
センサと反射板を用いて水平全方向からの光を受信する
光受信器１０１の断面図を示す。
光受信部は、図２に示すように円柱３４の全周にわたっ
て配置された多数の光センサ３５を用いる代わりに、反
射板を用いて広い受信角を得ても良い。図７は一つの光
センサと反射板を用いて水平全方向からの光を受信する
光受信器１０１の断面図を示す。
【００５９】光センサ１０２を配置した容器１０６は例
えばノイズ遮蔽のための光フィルタからなる受光窓１０
３を有する。なお受光窓１０３は光フィルタに限定され
るわけではなく通常のガラスやプラスチックなどの透明
板で形成されてもよい。受光窓１０３の上部に支柱１０
４を介して反射板１０５を取付けられる。反射板１０５
の形状は送信された各方向からの変調光が光センサ１０
２に集光できれば良く特に限定はしないが、以下説明す
る図７に示すような放物線からなる形状がより望まし
い。
えばノイズ遮蔽のための光フィルタからなる受光窓１０
３を有する。なお受光窓１０３は光フィルタに限定され
るわけではなく通常のガラスやプラスチックなどの透明
板で形成されてもよい。受光窓１０３の上部に支柱１０
４を介して反射板１０５を取付けられる。反射板１０５
の形状は送信された各方向からの変調光が光センサ１０
２に集光できれば良く特に限定はしないが、以下説明す
る図７に示すような放物線からなる形状がより望まし
い。
【００６０】図７において鉛直上方向に直交座標系のｚ
軸をとり、水平面内の任意の方向にｘ軸をとる。ｚ軸は
装置の中心線に一致し、光センサ１０２の受光面の中心
は座標の原点に位置するようにする。反射板１０５の反
射面は座標の原点を焦点とし、ｘ軸方向に開口する放物
線ｄの一部をｚ軸のまわりに回転させてできる回転面の
形状となっている。放物線ｄは次式で表される。
軸をとり、水平面内の任意の方向にｘ軸をとる。ｚ軸は
装置の中心線に一致し、光センサ１０２の受光面の中心
は座標の原点に位置するようにする。反射板１０５の反
射面は座標の原点を焦点とし、ｘ軸方向に開口する放物
線ｄの一部をｚ軸のまわりに回転させてできる回転面の
形状となっている。放物線ｄは次式で表される。
【００６１】 ｘ＝ａｚ２−１／（４ａ） （１１） ａは（長さ）−１の次元を持つ定数である。図示したよ
うに放物線の頂点から焦点まで距離は１／（４ａ）、放
物線とｚ軸の交点から焦点までの距離は１／（２ａ）、
である。本発明の実施の形態ではこの距離１／（２ａ）
が５〜１０ｃｍとなる。
うに放物線の頂点から焦点まで距離は１／（４ａ）、放
物線とｚ軸の交点から焦点までの距離は１／（２ａ）、
である。本発明の実施の形態ではこの距離１／（２ａ）
が５〜１０ｃｍとなる。
【００６２】以上説明した距離計測方法を応用すること
により、移動体との距離の測定のみならず、移動体の位
置測定を行うことができる。図８に位置測定システム１
１１としての本発明の実施の形態を示す。
により、移動体との距離の測定のみならず、移動体の位
置測定を行うことができる。図８に位置測定システム１
１１としての本発明の実施の形態を示す。
【００６３】上に述べた距離測定装置のうちＡ器（Ａ
局）１１２を固定し、Ｂ器（Ｂ局）１１４を測定しよう
とする移動体１１５に搭載する。更にＡ器またはＢ器と
同等の光受信器と信号処理装置を有するＣ器１１３をＡ
器１１２とは別にＡ器から離隔した位置に固定する。
局）１１２を固定し、Ｂ器（Ｂ局）１１４を測定しよう
とする移動体１１５に搭載する。更にＡ器またはＢ器と
同等の光受信器と信号処理装置を有するＣ器１１３をＡ
器１１２とは別にＡ器から離隔した位置に固定する。
【００６４】Ａ器１１２とＢ器１１４の間では上に述べ
た様に周波数ｆ１とｆ２の高周波信号により変調された
変調光ａ、ｂを交換し、周波数ｆ１−ｆ２の低周波ビー
ト信号をそれぞれ生成する。
た様に周波数ｆ１とｆ２の高周波信号により変調された
変調光ａ、ｂを交換し、周波数ｆ１−ｆ２の低周波ビー
ト信号をそれぞれ生成する。
【００６５】Ｂ器で得られた低周波ビート信号はＢ器１
１４から送信される変調光ｂに乗せて全方向に送られ
る。このようにしてＢ器１１４からの低周波ビート信号
をＡ器のみならずＣ器１１３でも受信する。
１４から送信される変調光ｂに乗せて全方向に送られ
る。このようにしてＢ器１１４からの低周波ビート信号
をＡ器のみならずＣ器１１３でも受信する。
【００６６】一方、Ａ器１１２で得られた低周波ビート
信号は周波数ｆ１の高周波信号にのせてＣ器１１３に送
られる。Ａ器１１２からＣ器１１３へのこの信号の伝送
は、例えばＣ器１１３の方向のみに向けられた光ビーム
もしくは有線等を用いてＣ器１１３のみに行う。このた
め、Ｂ器１１４の信号受信には影響しない。このように
して、Ａ器１１２とＢ器１１４でそれぞれ得られたビー
ト信号はＣ器１１３に送られる。更にＣ器１１３ではＡ
器１１２から送られる高周波信号ｆとＢ器から送られる
高周波信号ｂを混合して独自にビート信号を作る。
信号は周波数ｆ１の高周波信号にのせてＣ器１１３に送
られる。Ａ器１１２からＣ器１１３へのこの信号の伝送
は、例えばＣ器１１３の方向のみに向けられた光ビーム
もしくは有線等を用いてＣ器１１３のみに行う。このた
め、Ｂ器１１４の信号受信には影響しない。このように
して、Ａ器１１２とＢ器１１４でそれぞれ得られたビー
ト信号はＣ器１１３に送られる。更にＣ器１１３ではＡ
器１１２から送られる高周波信号ｆとＢ器から送られる
高周波信号ｂを混合して独自にビート信号を作る。
【００６７】以上の方法によりＣ器１１３では３つのビ
ート信号が得られ、それらの位相差からＡＢ間およびＢ
Ｃ間に係る２つの距離情報が得られる。ＡＣ間の距離を
既知とすると、ＡＢ間およびＢＣ間の距離が得られたこ
とから水平面上でのＢ器の位置が求められる。
ート信号が得られ、それらの位相差からＡＢ間およびＢ
Ｃ間に係る２つの距離情報が得られる。ＡＣ間の距離を
既知とすると、ＡＢ間およびＢＣ間の距離が得られたこ
とから水平面上でのＢ器の位置が求められる。
【００６８】以上、本発明のいくつかの実施例について
図示しまた説明したが、ここに記載された本発明の実施
例は単なる一例であり、本発明の技術的範囲を逸脱せず
に、種々の変形が可能であることは明らかである。
図示しまた説明したが、ここに記載された本発明の実施
例は単なる一例であり、本発明の技術的範囲を逸脱せず
に、種々の変形が可能であることは明らかである。
【００６９】なお、本願発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない
範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実
施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示され
る複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の
発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成
要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決
しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが
解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少な
くとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除さ
れた効果が発明として抽出され得る。
れるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない
範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実
施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示され
る複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の
発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成
要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決
しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが
解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少な
くとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除さ
れた効果が発明として抽出され得る。
【００７０】
【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よれば、広い角度範囲に放射される拡散光を用いた光ト
ランスポンダ方式によって２点間の距離測定を行う場合
において下記の利点を有するものである。
よれば、広い角度範囲に放射される拡散光を用いた光ト
ランスポンダ方式によって２点間の距離測定を行う場合
において下記の利点を有するものである。
【００７１】（1）距離測定を求められている２物体の
相対方位が変化しても、送受信器を相手方に向けて動か
す必要がないため自動追尾装置を必要とせず、また走査
装置も必要としないので、従来の光測距装置と比べて構
造が簡単であり低コストで製造可能である。
相対方位が変化しても、送受信器を相手方に向けて動か
す必要がないため自動追尾装置を必要とせず、また走査
装置も必要としないので、従来の光測距装置と比べて構
造が簡単であり低コストで製造可能である。
【００７２】（2）連続する波形の位相差を計測するこ
とにより距離を求めるため、高精度の距離測定が可能と
なる。
とにより距離を求めるため、高精度の距離測定が可能と
なる。
【００７３】（3）光強度の高いレーザービームを用い
る方式と比べて操作上安全であり取扱いも容易である。
る方式と比べて操作上安全であり取扱いも容易である。
【００７４】（4）電波を使用しないので電波法等の規
制を受けず、システム構成の自由度が大きい。
制を受けず、システム構成の自由度が大きい。
【００７５】従って、本発明によれば高精度で安価、か
つ取り扱いの容易な測距装置が提供される。これにより
移動体の位置計測、制御システムの高精度化と低コスト
化の効果が得られる。
つ取り扱いの容易な測距装置が提供される。これにより
移動体の位置計測、制御システムの高精度化と低コスト
化の効果が得られる。
【図１】本発明の光トランスポンダ方式測距システムの
基本原理を説明するためのブロック図である。
基本原理を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明による光送受信器の実施の形態の一例を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明による光送受信器を移動体である車両
Ａ、Ｂに取り付けた実施の形態を示す図である。
Ａ、Ｂに取り付けた実施の形態を示す図である。
【図４】発光ダイオードと光センサが円周の一部のみに
配置された光送受信機を示す図である。
配置された光送受信機を示す図である。
【図５】本発明の光測距装置における信号処理を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】光送信器に係る部分の回路例を示す図である。
【図７】反射板を有する光受信器の実施の形態を示す断
面図である。
面図である。
【図８】本発明の一実施形態である移動体の位置測定に
係る概略図である。
係る概略図である。
【図９】従来の追尾方式光波測距儀による距離測定方法
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図１０】従来のレーザスキャナによる距離測定方法を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図１１】従来の光ビームトランスポンダによる距離測
定方法を示す概略図である。
定方法を示す概略図である。
【図１２】従来の電波を相互に送受信して距離を測定す
る距離測定方法を示す概略図である。
る距離測定方法を示す概略図である。
１ … 測距システム、 ２ … Ａ局、 ３ … Ｂ
局、 ４ … 測定ユニット、 ５ … 測定ユニッ
ト、 ６ … 発振器Ａ、 ７ … 発振器Ｂ、８ …
光送信器Ａ、 ９ … 光送信器Ｂ、 １０ … 光
受信器Ａ、 １１ … 光受信器Ｂ、 １２ … 変調
光、 １３ … 変調光、 １４ …混合器、 １５
… 混合器、 １６ … ローパスフィルタ、 １７
… ローパスフィルタ、 １８ … ビート信号受信
器、 １９ … ビート信号送信器、 ２０ … 位相
比較器、 ３１ … 支柱、 ３２ … 発光ダイオー
ド保持部材、 ３３ … 発光ダイオード、 ３４ …
光センサ保持部材、 ３５ … 光センサ、 ３６
… 遮光部材、 ３７ … 光送受信器、 ４１… 車
両、 ４２ … 車両、 ４３ … 光送受信器、 ４
４ … 光送受信器、 ４５ … 変調光信号、 ４６
… 変調光信号、 ５１ … 支柱、５２ … 円
柱、 ５３ … 発光ダイオード、 ５４ … 円柱、
５５ …光センサ、 ５６ … 遮光板、 ５７ …
光送受信器、 ６１ … 測距システム、 ６２ …
Ａ局、 ６３ … Ｂ局、 ６４ … 測定ユニッ
ト、６５ … 測定ユニット、 ６６ … ＶＣＯ、
６７ … 増幅器、 ６８… 光送信器、 ６９ …
混合器、 ７０ … 光受信器、 ７１ … ＢＰＦ、
７２ … ＦＭ復調器、 ７３ … 波形整形器、
７５ … ＬＰＦ、 ７６ … 波形整形器、 ７７
… 水晶発振器、 ７８ … 分周器、７９ … ＰＬ
Ｌ、 ８０ … 変調光、 ８１ … 変調光、 ８２
… 光受信器、 ８３ … 混合器、 ８４ … Ｌ
ＰＦ、 ８５ … 波形整形器、８６ … ＶＣＯ、
８７ … 発振器、 ８８ … 加算器、 ８９ …増
幅器、 ９０ … 光送信器、 ９２ … 同調部、
９３ … 増幅部、９４ … 発光部、 １０１ …
光受信器、 １０２ … 光センサ、 １０３ … 受
光窓、 １０４ … 支柱、 １０５ … 反射板、
１０６ …容器、 １１１ … 位置測定システム、
１１２ … Ａ器、 １１３ …Ｃ器、 １１４ …
Ｂ器、 １１５ … 移動体、 １２１ … 光波測距
儀、 １２２ … 移動体、 １２３ … リフレク
タ、 １２４ … 光ビーム、 １２５ … 反射光、
１２６ … 距離測定器、 １２７ … マイクロ
波、 １２８ … 反射板、 １２９ … 距離測定装
置、 １３０ … 光ビーム、 １３１ … 光ビー
ム、 １３２ … 電波、 １３３ … 電波、１３４
… 距離測定器、
局、 ４ … 測定ユニット、 ５ … 測定ユニッ
ト、 ６ … 発振器Ａ、 ７ … 発振器Ｂ、８ …
光送信器Ａ、 ９ … 光送信器Ｂ、 １０ … 光
受信器Ａ、 １１ … 光受信器Ｂ、 １２ … 変調
光、 １３ … 変調光、 １４ …混合器、 １５
… 混合器、 １６ … ローパスフィルタ、 １７
… ローパスフィルタ、 １８ … ビート信号受信
器、 １９ … ビート信号送信器、 ２０ … 位相
比較器、 ３１ … 支柱、 ３２ … 発光ダイオー
ド保持部材、 ３３ … 発光ダイオード、 ３４ …
光センサ保持部材、 ３５ … 光センサ、 ３６
… 遮光部材、 ３７ … 光送受信器、 ４１… 車
両、 ４２ … 車両、 ４３ … 光送受信器、 ４
４ … 光送受信器、 ４５ … 変調光信号、 ４６
… 変調光信号、 ５１ … 支柱、５２ … 円
柱、 ５３ … 発光ダイオード、 ５４ … 円柱、
５５ …光センサ、 ５６ … 遮光板、 ５７ …
光送受信器、 ６１ … 測距システム、 ６２ …
Ａ局、 ６３ … Ｂ局、 ６４ … 測定ユニッ
ト、６５ … 測定ユニット、 ６６ … ＶＣＯ、
６７ … 増幅器、 ６８… 光送信器、 ６９ …
混合器、 ７０ … 光受信器、 ７１ … ＢＰＦ、
７２ … ＦＭ復調器、 ７３ … 波形整形器、
７５ … ＬＰＦ、 ７６ … 波形整形器、 ７７
… 水晶発振器、 ７８ … 分周器、７９ … ＰＬ
Ｌ、 ８０ … 変調光、 ８１ … 変調光、 ８２
… 光受信器、 ８３ … 混合器、 ８４ … Ｌ
ＰＦ、 ８５ … 波形整形器、８６ … ＶＣＯ、
８７ … 発振器、 ８８ … 加算器、 ８９ …増
幅器、 ９０ … 光送信器、 ９２ … 同調部、
９３ … 増幅部、９４ … 発光部、 １０１ …
光受信器、 １０２ … 光センサ、 １０３ … 受
光窓、 １０４ … 支柱、 １０５ … 反射板、
１０６ …容器、 １１１ … 位置測定システム、
１１２ … Ａ器、 １１３ …Ｃ器、 １１４ …
Ｂ器、 １１５ … 移動体、 １２１ … 光波測距
儀、 １２２ … 移動体、 １２３ … リフレク
タ、 １２４ … 光ビーム、 １２５ … 反射光、
１２６ … 距離測定器、 １２７ … マイクロ
波、 １２８ … 反射板、 １２９ … 距離測定装
置、 １３０ … 光ビーム、 １３１ … 光ビー
ム、 １３２ … 電波、 １３３ … 電波、１３４
… 距離測定器、
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J084 AA05 AB01 AC02 AD02 BA02 BA05 BA36 BA38 BA60 CA05 CA24 CA26 CA27 CA42 CA45 CA50 DA01 DA04 DA07 DA10 EA04 EA31
Claims (9)
- 【請求項１】 光トランスポンダ方式による距離測定装
置であって、 第１の周波数で変調された第１の変調光を所定の角度範
囲にわたって放射可能に配置された複数の発光ダイオー
ドを有する光送信部と、 第２の周波数で変調された第２の変調光を所定の角度範
囲にわたって受信可能に配置された光受信部とを備えた
光送受信器を具備することを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項２】 前記複数の発光ダイオードは前記第１の
変調光を水平方向の全円周方向に放射することが可能な
ように配置されていることを特徴とする請求項１記載の
距離測定装置。 - 【請求項３】 前記光送信部が柱状の発光ダイオード保
持部材を有し、前記複数の発光ダイオードが前記発光ダ
イオード保持部材の側面に配置されていることを特徴と
する請求項１記載の距離測定装置。 - 【請求項４】 前記光受信部は複数の光センサを有し、
前記複数の光センサは水平方向の全円周方向からの光を
受信可能なように配置されていることを特徴とする請求
項１記載の距離測定装置。 - 【請求項５】 前記光受信部が柱状の光センサ保持部材
を有し、前記複数の光センサが前記光センサ保持部材の
側面に配置されていることを特徴とする請求項４記載の
距離測定装置。 - 【請求項６】 前記光受信部が反射板と前記反射板によ
り反射された反射光を受信する光センサとを有し、 前記光受信部が前記第２の変調光が前記反射板により反
射されて前記反射光を受信する光センサの表面に収束す
るように形成されていることを特徴とする請求項１記載
の距離測定装置。 - 【請求項７】 光トランスポンダ方式による距離測定装
置であって、 第１の周波数で変調された第１の変調光を所定の角度範
囲にわたって水平方向に放射可能に配置された複数の発
光ダイオードを有する第１の光送信部と、 第２の周波数で変調された第２の変調光を所定の角度範
囲にわたって受信可能に配置された第１の光受信部とを
備えた第１の光送受信器と前記第２の周波数で変調され
た第２の変調光を所定の角度範囲にわたって水平方向に
放射可能に配置された複数の発光ダイオードを有する第
２光送信部と、 前記第１の周波数で変調された第１の変調光を所定の角
度範囲にわたって受信可能に配置された第２光受信部と
を備えた第２の光送受信器とを具備することを特徴とす
る距離測定装置。 - 【請求項８】 第１の測定ユニットと第２の測定ユニッ
トを有する光トランスポンダ方式による距離測定装置で
あって、 前記第１の測定ユニットは、 第１周波数の電気信号を生成する第１の電気信号生成手
段と、 前記第１の電気信号生成手段に接続され前記第１周波数
の電気信号により変調された第１の変調光を第１の角度
範囲で水平方向に放射する第１の光送信手段を有し、 前記第２の測定ユニットは、 第２周波数の電気信号を生成する第２の電気信号生成手
段と、 前記第１の変調光を受信し電気信号に復調する第２の光
受信手段と、 前記第２周波数の電気信号と前記第２の光受信手段によ
り復調された電気信号とを混合し第２のビート信号を生
成する第２のビート信号生成手段と、 第２周波数の電気信号と前記第２のビート信号を加算し
加算信号を生成する第２の加算手段と、 前記加算信号により変調された第２の変調光を第２の角
度範囲で水平方向に放射する第２の光送信手段を有し、 前記第１の測定ユニットは、さらに、 前記第２の変調光を受信し電気信号に復調する第１の光
受信手段と、 前記第１周波数の電気信号と前記第１の光受信手段によ
り復調された電気信号とを混合し第１のビート信号を生
成する第１のビート信号生成手段と、 前記第１の光受信手段により復調された電気信号から、
復調された第２のビート信号を生成する復調手段と、 前記第１のビート信号と前記復調された第２のビート信
号との位相差を検出し出力する位相比較手段とを有する
ことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項９】移動体の位置を測定する方法であって、 第1の測定ユニットを第1の固定位置に配置し、第２の測
定ユニットを移動体に配置し、そして第３の測定ユニッ
トを第1の測定ユニットから所定の距離離隔した第２の
固定位置に配置するステップと、 前記第1の測定ユニットが周波数ｆ１の第1の高周波信号
を生成し、第2の測定ユニットが周波数ｆ２の第2の高周
波信号を生成するステップと、 前記第1の測定ユニットが前記第１の高周波信号で変調
された第1の変調光を生成し水平方向に放射するステッ
プと、 前記第２の測定ユニットが前記第２の高周波信号で変調
された第２の変調光を生成し水平方向に放射するステッ
プと、 前記第1の測定ユニットが前記第２の変調光を受信し周
波数ｆ１−ｆ２の第１の低周波ビート信号を生成し、前
記第２の測定ユニットが前記第１の変調光を受信し周波
数ｆ１−ｆ２の第2の低周波ビート信号を生成するステ
ップと、 前記第2の測定ユニットが前記第2の低周波ビート信号を
前記第２の変調光に乗せて放射するステップと、 前記第2の低周波ビート信号を有する前記第2の変調光を
前記第３の測定ユニットが受信するステップと、 前記第1の測定ユニットが前記第1の低周波ビート信号を
前記第１の高周波信号に乗せて前記第３の測定ユニット
にのみ送信するステップと、 前記第1の低周波ビート信号を含む前記第１の高周波信
号を前記第３の測定ユニットが受信するステップと、 前記第3の測定ユニットが、前記第１の測定ユニットか
ら送られた前記第1の高周波信号を復調し、また前記第
２の測定ユニットから送られた前記第２の変調光を復調
して、これらの２つの復調信号に基づき、周波数ｆ１−
ｆ２の第３の低周波ビート信号を生成するステップと、 前記第3の測定ユニットが前記第1、第２および第3の低
周波ビート信号の位相比較を行うステップと、 前記位相差から第1と第2の測定ユニット間および第２と
第３の測定ユニット間の距離を求め、前記第２の測定ユ
ニットの位置を得るステップを有することを特徴とする
移動体の位置を測定する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001031088A JP3427187B2 (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | 変調光による距離測定装置および測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001031088A JP3427187B2 (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | 変調光による距離測定装置および測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002236175A true JP2002236175A (ja) | 2002-08-23 |
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ID=18895218
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