JP2003090876A - Fw-cw distance measuring device - Google Patents
Fw-cw distance measuring deviceInfo
- Publication number
- JP2003090876A JP2003090876A JP2001281673A JP2001281673A JP2003090876A JP 2003090876 A JP2003090876 A JP 2003090876A JP 2001281673 A JP2001281673 A JP 2001281673A JP 2001281673 A JP2001281673 A JP 2001281673A JP 2003090876 A JP2003090876 A JP 2003090876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- distance
- measuring
- measuring device
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、FW−CW距離測
定装置に関し、特に、車間距離の測定、目標物の検知等
に使用されるFW−CW距離測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FW-CW distance measuring device, and more particularly to an FW-CW distance measuring device used for measuring an inter-vehicle distance, detecting a target, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、CWレーダ(Continuous Wave レ
ーダ)の送信信号にFM変調(周波数変調)を行ったF
M−CWレーダを使用した距離の測定は、例えば、特開
平7−20233号公報に記載のように、放射周波数と
反射周波数とを差分した残差周波数を、DSP LSI
(Digital Signal Processor Large Scale Integratio
n)内にプログラムされているFFT(Fast Fourier Tr
ansform)周波数解析によって行う方法が主流である。2. Description of the Related Art Conventionally, an F signal obtained by performing FM modulation (frequency modulation) on a transmission signal of a CW radar (Continuous Wave Radar)
The distance measurement using the M-CW radar is performed, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-20233, by using a DSP LSI to calculate the residual frequency difference between the radiation frequency and the reflection frequency.
(Digital Signal Processor Large Scale Integratio
n) is programmed in FFT (Fast Fourier Tr
Ansform) Frequency analysis is the main method.
【0003】また、特開平5−297119号公報に記
載のビートカウント型FM−CW距離測定装置のよう
に、VCO(電圧制御発振器)の発振を信号発生器によ
って制御し、放射周波数と反射周波数とを差分した残差
周波数をカウンタ回路によって求めて距離を測定するこ
とが提案されている。Further, as in the beat count type FM-CW distance measuring device described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-297119, the oscillation of a VCO (voltage controlled oscillator) is controlled by a signal generator so that a radiation frequency and a reflection frequency can be obtained. It has been proposed to measure the distance by obtaining the residual frequency obtained by subtracting by the counter circuit.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平7
−20233号公報に記載されているようなFFT方式
による距離測定方法においては、距離測定装置の不具合
を判断するにあたって、パーソナルコンピュータ(P
C)やDSP LSIのプログラムデータを読み込む装
置等を距離測定装置の設置場所に持ち込むか、これらを
備えた施設等に距離測定装置を持ち込まなければならな
いため、利便性に欠けるという問題があった。However, the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Publication No.
In the distance measuring method by the FFT method as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 20233, a personal computer (P
C) or a device for reading the program data of the DSP LSI, or the like, must be brought to the installation location of the distance measuring device, or the distance measuring device must be brought to a facility or the like equipped with these, which is not convenient.
【0005】また、測定範囲や測定分解能に関しては、
FFT方式の場合、DSP LSIのデータバスの数に
よって測定分解能及び測定範囲が制限されてしまうとい
う問題があった。一方、カウンタ回路を使用した場合で
も、入力される残差周波数が小数を含むデータである場
合には、小数部を何桁までカウントするかはVCOの発
振周波数による。その上、カウンタ回路での周波数カウ
ントは、1秒間でのカウントでは整数部までの周波数測
定になり、10秒間でのカウントでは0.1Hzまでの
周波数測定になるといった具合に、測定周波数の精度を
上げて行くためには、周波数測定に時間がかかるという
問題があった。この対策として、残差周波数を逓倍器に
かけて周波数を上げる方法も考えるが、逓倍器の逓倍数
が数十から数千となり、製造的、保守的観点から根本的
な解決策にならない。Regarding the measuring range and measuring resolution,
In the case of the FFT method, there is a problem that the measurement resolution and the measurement range are limited by the number of data buses of the DSP LSI. On the other hand, even when the counter circuit is used, when the input residual frequency is data containing a decimal, the number of digits of the decimal part depends on the oscillation frequency of the VCO. In addition, the frequency count in the counter circuit is such that the frequency measurement up to the integer part when counting for 1 second, the frequency measurement up to 0.1 Hz when counting for 10 seconds, and so on. There is a problem that it takes time to measure the frequency in order to raise the frequency. As a countermeasure for this, a method of increasing the frequency by applying the residual frequency to a multiplier is considered, but the multiplication number of the multiplier becomes several tens to several thousands, which is not a fundamental solution from the viewpoint of manufacturing and maintenance.
【0006】さらに、VCOの温度補償として、ROM
データによる出力周波数制御電圧波形を乗算器によって
上下させる方法があるが、この場合、出力周波数制御電
圧と出力周波数の関係が線形条件でないと残差周波数か
ら導き出された距離データに誤りが生じる。また、VC
Oを選ぶ時の制限条件にもなるという問題があった。。Further, as temperature compensation of the VCO, ROM is used.
There is a method of raising and lowering the output frequency control voltage waveform based on the data by a multiplier. In this case, unless the relationship between the output frequency control voltage and the output frequency is a linear condition, the distance data derived from the residual frequency has an error. Also, VC
There was a problem that it also became a limiting condition when selecting O. .
【0007】そこで、本発明は、上記従来のFW−CW
距離測定装置における問題点に鑑みてなされたものであ
って、利便性が良く、測定分解能及び測定範囲が制限さ
れることなく、短時間で測定でき、測定精度の高いFW
−CW距離測定装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention is based on the above conventional FW-CW.
This is a FW that has been made in view of the problems in the distance measuring device, is convenient, can measure in a short time without limiting the measurement resolution and the measurement range, and has high measurement accuracy.
-To provide a CW distance measuring device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、FW−CW波を放射し、測
定対象物からの反射波を受信して測定対象物までの距離
を測定するFW−CW距離測定装置において、基準距離
における放射周波数と反射周波数の差分である残差周波
数1周期中にカウントされるサンプリングクロック周波
数のカウント数を、任意の測定距離における残差周波数
1周期中にカウントされるサンプリングクロック周波数
のカウント数で除した商に、前記基準距離を乗じて測定
距離を算出することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 radiates a FW-CW wave and receives a reflected wave from the object to be measured to determine the distance to the object to be measured. In the FW-CW distance measuring device for measurement, the count number of sampling clock frequencies counted in one cycle of the residual frequency, which is the difference between the radiation frequency and the reflection frequency at the reference distance, The measurement distance is calculated by multiplying the quotient obtained by dividing the quotient of the sampling clock frequencies counted therein by the reference distance.
【0009】そして、請求項1記載の発明によれば、F
FT方式によるのではなく、任意の測定距離における残
差周波数1周期中にカウントされるサンプリングクロッ
ク周波数のカウント数をカウンタ回路によって求めるこ
とにより測定距離を算出することができるため、短時間
で測定が可能となるとともに、FW−CW距離測定装置
の不具合を判断するにあたって、ハンディ型の電圧計等
が存在すれば、PCやDSP LSIのプログラムデー
タを読み込む装置等を距離測定装置の設置場所に持ち込
む必要がなく、これらを備えた施設等に距離測定装置を
持ち込む必要もなくなるため、利便性が向上する。According to the invention of claim 1, F
The measurement distance can be calculated in a short time because the counter circuit calculates the number of counts of the sampling clock frequency counted in one cycle of the residual frequency at an arbitrary measurement distance instead of using the FT method. In addition, if there is a handheld voltmeter, etc., in determining the malfunction of the FW-CW distance measuring device, it is necessary to bring a device for reading the program data of PC or DSP LSI to the installation place of the distance measuring device. Since there is no need to bring a distance measuring device to a facility equipped with these, convenience is improved.
【0010】また、FW−CW距離測定装置のメモリに
記憶させる基準距離における放射周波数と反射周波数の
差分である残差周波数1周期中にカウントされるサンプ
リングクロック周波数のカウント数を変化させることに
より、FW−CW距離測定装置の測定分解能及び測定範
囲を自由に変更することができる。例えば、測定分解能
をmm単位で変更することができ、測定範囲を1〜数百
mとすることができる。Further, by changing the count number of the sampling clock frequency counted in one cycle of the residual frequency which is the difference between the radiation frequency and the reflection frequency at the reference distance stored in the memory of the FW-CW distance measuring device, The measurement resolution and measurement range of the FW-CW distance measuring device can be freely changed. For example, the measurement resolution can be changed in units of mm, and the measurement range can be set to 1 to several hundred m.
【0011】請求項2記載の発明は、前記FW−CW波
を放射する電圧制御発振器の発振周波数制御電圧と発振
周波数との関係を周囲温度の範囲毎に記憶した複数のメ
モリと、前記周囲温度を測定する温度センサーと、該温
度センサーの測定値に基づいて前記複数のメモリのいず
れかを選択するメモリ選択器とを備えることを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, a plurality of memories storing the relationship between the oscillation frequency control voltage and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator that radiates the FW-CW wave for each ambient temperature range, and the ambient temperature. And a memory selector that selects one of the plurality of memories based on the measured value of the temperature sensor.
【0012】請求項2記載の発明によれば、電圧制御発
振器の温度変動の補償をメモリを切り替えることによっ
て行うことができるため、周囲温度の変化に対応して安
定した発振周波数を得ることができ、測定精度が向上す
るとともに、電圧制御発振器の発振に不具合が生じても
ROM等のメモリの交換だけで済むので保守性が向上す
る。According to the second aspect of the present invention, since the temperature fluctuation of the voltage controlled oscillator can be compensated by switching the memory, it is possible to obtain a stable oscillation frequency corresponding to the change of the ambient temperature. In addition to improving the measurement accuracy, the maintainability is improved because the memory such as the ROM only needs to be replaced even if the oscillation of the voltage controlled oscillator occurs.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかるFW−CW
距離測定装置の実施の形態の具体例を図面を参照しなが
ら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the FW-CW according to the present invention.
A specific example of the embodiment of the distance measuring device will be described with reference to the drawings.
【0014】図1は、本発明にかかるFW−CW距離測
定装置の一実施例を示し、このFW−CW距離測定装置
は、大別して、RF発振ユニット1と、VCO制御用R
OMユニット2と、制御ユニット3と、周波数カウント
ユニット4とで構成される。FIG. 1 shows an embodiment of an FW-CW distance measuring device according to the present invention. This FW-CW distance measuring device is roughly classified into an RF oscillation unit 1 and a VCO controlling R.
It is composed of an OM unit 2, a control unit 3, and a frequency counting unit 4.
【0015】RF発振ユニット1は、FM-CWを発振
するVCO10と、VCO用アイソレータ11と、放射
信号の一部をロ−カル信号として取り出す方向性結合器
12と、RF用AGCアンプ13と、RF用アイソレー
タ15と、サーキュレータ17と、アンテナ19とを備
え、VCO10から、VCO用アイソレータ11、方向
性結合器12、RF用AGCアンプ13、RF用アイソ
レータ15、サーキュレータ17、アンテナ19を経て
測定対象物9へ信号を放射する。The RF oscillating unit 1 includes a VCO 10 for oscillating an FM-CW, a VCO isolator 11, a directional coupler 12 for extracting a part of a radiation signal as a local signal, and an RF AGC amplifier 13. An RF isolator 15, a circulator 17, and an antenna 19 are provided, and the measurement target is passed from the VCO 10 through the VCO isolator 11, the directional coupler 12, the RF AGC amplifier 13, the RF isolator 15, the circulator 17, and the antenna 19. The signal is emitted to the object 9.
【0016】また、RF発振ユニット1は、LO用AG
Cアンプ14と、LO用アイソレータ16と、ミキサ1
8と、IF用アンプ110と、ローパスフィルタ111
とを備え、測定対象物9からの反射波を、アンテナ1
9、サーキュレータ17、ミキサ18を経て受信する。
さらに、方向性結合器12で分波したロ−カル信号は、
LO用AGCアンプ14、LO用アイソレータ16を経
由してミキサ18に入力され、ミキサ18が出力する残
差信号は、IF用アンプ110、ローパスフィルタ11
1を経て周波数カウントユニット4へ出力される。Further, the RF oscillation unit 1 is an AG for LO.
C amplifier 14, LO isolator 16, and mixer 1
8, IF amplifier 110, and low-pass filter 111
And a reflected wave from the measurement object 9 is provided to the antenna 1
9, the circulator 17, and the mixer 18, and it receives.
Further, the local signal demultiplexed by the directional coupler 12 is
The residual signal input to the mixer 18 via the LO AGC amplifier 14 and the LO isolator 16 and output from the mixer 18 is an IF amplifier 110 and a low-pass filter 11.
It is output to the frequency counting unit 4 via 1.
【0017】VCO制御用ROMユニット2は、メモリ
選択器21と、高温用VCO制御用ROM22と、常温
用VCO制御用ROM23と、低温用VCO制御用RO
M24と、ディジタル−アナログ変換器(D/A)25
とを備え、メモリ選択器21によって選択されたROM
22〜24のディジタルデータをD/A25でアナログ
データに変換してVCO10の出力周波数を制御する。The VCO control ROM unit 2 includes a memory selector 21, a high temperature VCO control ROM 22, a room temperature VCO control ROM 23, and a low temperature VCO control RO.
M24 and digital-analog converter (D / A) 25
And a ROM selected by the memory selector 21
The digital data 22 to 24 are converted into analog data by the D / A 25 to control the output frequency of the VCO 10.
【0018】制御ユニット3は、CPU31と、RAM
32と、ROM33とで構成される。CPU31は、温
度センサ6、基準データ格納用メモリ5、残差周波数カ
ウント用カウント回路(カウンタ)46、サンプリング
クロックカウント用カウント回路(カウンタ)47、残
差周波数カウント用ゲート回路44、サンプリングクロ
ックカウント用ゲート回路45を管理、制御するととも
に、表示器7に測定距離を表示し、外部インターフェイ
ス8を介して外部装置に測定距離データを送信する。ま
た、RAM32は、入出力されたデータを一時的に保存
する。ROM33には、システムの動作内容が記載され
ている。The control unit 3 includes a CPU 31 and a RAM.
32 and ROM 33. The CPU 31 includes a temperature sensor 6, a reference data storage memory 5, a residual frequency count count circuit (counter) 46, a sampling clock count count circuit (counter) 47, a residual frequency count gate circuit 44, and a sampling clock count. The gate circuit 45 is managed and controlled, the measured distance is displayed on the display 7, and the measured distance data is transmitted to an external device via the external interface 8. Further, the RAM 32 temporarily stores the input / output data. The ROM 33 describes the operation contents of the system.
【0019】周波数カウントユニット4は、方形波整形
用コンパレータ41と、サンプリングクロック用発振器
42と、サンプリングクロック測定用1秒タイマー43
と、残差周波数カウント用ゲート回路44と、サンプリ
ングクロックカウント用ゲート回路45と、残差周波数
カウント用カウント回路46(カウンタ)と、サンプリ
ングクロックカウント用カウント回路47(カウンタ)
とで構成される。The frequency counting unit 4 includes a square wave shaping comparator 41, a sampling clock oscillator 42, and a sampling clock measuring 1 second timer 43.
A residual frequency count gate circuit 44, a sampling clock count gate circuit 45, a residual frequency count count circuit 46 (counter), and a sampling clock count count circuit 47 (counter).
Composed of and.
【0020】尚、サンプリングクロック測定用1秒タイ
マー43による1秒タイマーt1secの生成方法は、以下
のとおりである。The method of generating the 1-second timer t1sec by the sampling clock measuring 1-second timer 43 is as follows.
【0021】この1秒タイマーは、OCXO(Oven Con
trolled Crystal Oscillator)等の高精度であるが出力
周波数が低い発振器の出力周波数を基に生成する。例え
ば、発振周波数5MHzのOCXOを1秒タイマーの基準
周波数とすると、図2に示すように、1秒という時間
は、OXCOが500万周期したのに相当する。OCX
Oの1周期目の立ち上がりをt1secの立ち上がりとし、
500万1周期目の立ち上がりでt1secを立ち下げれ
ば、t1secの立ち上がりから立ち下りの時間が1秒とな
る。この方法で1秒タイマーを生成する。This one second timer is an OCXO (Oven Con
trolled Crystal Oscillator) etc., but it is generated based on the output frequency of an oscillator with high accuracy but low output frequency. For example, when an OCXO having an oscillation frequency of 5 MHz is used as a reference frequency of a 1-second timer, a time of 1 second corresponds to 5 million cycles of OXCO, as shown in FIG. OCX
The rising edge of the first cycle of O is t1 sec.
If t1sec is lowered at the rising edge of the 5,000,000th cycle, the time from the rising edge of t1sec to the falling edge is 1 second. This method creates a 1 second timer.
【0022】次に、上記構成を有するFW−CW距離測
定装置の動作について、図1及び図3を主に参照しなが
ら説明する。Next, the operation of the FW-CW distance measuring device having the above configuration will be described mainly with reference to FIGS. 1 and 3.
【0023】FW−CW距離測定装置の電源をONした
後、ステップS1において、周囲温度を温度センサ6で
測定し、ステップS2において、温度センサ6の測定温
度情報から、メモリ選択器21によって、VCO発振制
御用ROM22〜24を高温用、常温用、低温用のどれ
かを選択後、VCO発振制御用ROM22〜24の開始
アドレスの変更を行う。After the power of the FW-CW distance measuring device is turned on, the ambient temperature is measured by the temperature sensor 6 in step S1, and the VCO is selected by the memory selector 21 from the measured temperature information of the temperature sensor 6 in step S2. After selecting one of the oscillation control ROMs 22 to 24 for high temperature, room temperature, or low temperature, the start address of the VCO oscillation control ROMs 22 to 24 is changed.
【0024】ここで、VCO10の出力周波数対出力周
波数制御電圧の温度特性は、図4に示すように、温度変
化によって波形が上下移動している。ある出力周波数制
御電圧値において温度が変化した場合には、出力周波数
のドリフトを略々線形移動する必要がある。そのため、
温度センサ6で感知した温度によって、その温度に対応
したVCO制御用ROM22〜24が選択され、VCO
10の発振を安定させる。任意のVCO制御用ROM2
2〜24における温度の補正は、VCO制御用ROM2
2〜24の開始アドレスをシフトして発振させることで
VCO10の発振を安定させる。Here, in the temperature characteristic of the output frequency of the VCO 10 versus the output frequency control voltage, as shown in FIG. 4, the waveform moves up and down due to the temperature change. When the temperature changes at a certain output frequency control voltage value, it is necessary to move the drift of the output frequency substantially linearly. for that reason,
Depending on the temperature sensed by the temperature sensor 6, the VCO control ROMs 22 to 24 corresponding to the temperature are selected.
Stabilize the oscillation of 10. Optional VCO control ROM2
The correction of the temperature in 2 to 24 is performed by the VCO control ROM 2
The oscillation of the VCO 10 is stabilized by shifting and oscillating the start addresses 2 to 24.
【0025】以上の変更作業の後、ステップS3におい
て、VCO10を動作してRF信号を発振させる。ステ
ップS4における入射波と測定対象物9からの反射波と
の残差周波数fbのカウントは、残差信号を検知した時
点から行う。ステップS5において、1周期が経過した
か否かを判断した後、1周期が経過していれば、ステッ
プS6において、残差周波数fbのカウントを終了し、
ステップS7において、残差周波数fbのカウントを読
み込む。After the above changing work, in step S3, the VCO 10 is operated to oscillate the RF signal. The counting of the residual frequency fb between the incident wave and the reflected wave from the measurement object 9 in step S4 is performed from the time when the residual signal is detected. After determining whether or not one cycle has elapsed in step S5, if one cycle has elapsed, in step S6, the counting of the residual frequency fb is terminated,
In step S7, the count of the residual frequency fb is read.
【0026】次に、残差周波数fbを表すサンプリング
パルスカウント数Fbc、サンプリングクロック周波数f
cを計測する。ステップS8において、サンプリングク
ロック周波数fcのカウントを開始し、ステップS9に
おいて、1秒経過したか否かを判断し、1秒が経過して
いる場合には、ステップS10において、サンプリング
クロック周波数fcのカウントを停止し、ステップS1
1において、サンプリングクロック周波数fcのカウン
トを読み込む。Next, the sampling pulse count number Fbc representing the residual frequency fb and the sampling clock frequency f
Measure c. In step S8, the counting of the sampling clock frequency fc is started. In step S9, it is determined whether or not 1 second has elapsed. If 1 second has elapsed, in step S10, the sampling clock frequency fc is counted. Stop, step S1
At 1, the count of the sampling clock frequency fc is read.
【0027】ここで、測定したサンプリングクロック周
波数fcが基準距離データ格納メモリ5に記録されてい
る製品出荷時のサンプリングクロック周波数fcREFと異
なる場合には、基準距離データ格納メモリ5に記録され
ている基準距離データFbcREFのデータ値をサンプリン
グクロック周波数fcの時の値に変更して基準距離デー
タ格納メモリ5に基準距離データFbcREFとして再記録
する。Here, if the measured sampling clock frequency fc is different from the sampling clock frequency fcREF at the time of product shipment recorded in the reference distance data storage memory 5, the reference recorded in the reference distance data storage memory 5 is used. The data value of the distance data FbcREF is changed to the value at the sampling clock frequency fc and is re-recorded in the reference distance data storage memory 5 as the reference distance data FbcREF.
【0028】次に、ステップS12において、基準距離
DREFと残差周波数fbとを読み込むが、残差周波数fb
は、以下のようにして算出する。Next, in step S12, the reference distance DREF and the residual frequency fb are read.
Is calculated as follows.
【0029】図5に示すように、サンプリングパルスカ
ウント数Fbcは、残差周波数fbの周期tb中にサンプリ
ングクロック周波数fcの周期tcが何周期したかを示し
ている。すなわち、サンプリングパルスカウント数Fbc
は、式1のようになる。As shown in FIG. 5, the sampling pulse count number Fbc indicates how many cycles tc of the sampling clock frequency fc occur during the cycle tb of the residual frequency fb. That is, the sampling pulse count number Fbc
Is as in Equation 1.
【0030】[0030]
【式1】
また、図5に示すように、測定時におけるサンプリング
クロック周波数fcは、1秒中に何カウントしたかで求
められるので、式1より、サンプリングクロック周波数
fcをサンプリングパルスカウント数Fbcで割った商で
残差周波数fbが求められる。[Formula 1] Further, as shown in FIG. 5, since the sampling clock frequency fc at the time of measurement is obtained by how many times it is counted in 1 second, it is a quotient obtained by dividing the sampling clock frequency fc by the sampling pulse count number Fbc from the formula 1. The residual frequency fb is obtained.
【0031】そして、測定距離Dにおける残差周波数f
bを示すサンプリングパルスカウント数Fbcは、以下の
ようにして求められる。Then, the residual frequency f at the measurement distance D
The sampling pulse count number Fbc indicating b is obtained as follows.
【0032】まず、測定距離D(m)における残差周波
数fb(Hz)は、式2のようになる。First, the residual frequency fb (Hz) at the measurement distance D (m) is given by the equation (2).
【0033】[0033]
【式2】
ここで、Cは、光速であって、C=3×108(m/se
c)、fwは、変調周波数帯域(Hz)、τは、変調周期
(sec)である。そして、式1、式2より、測定距離D
とサンプリングパルスカウント数Fbcとの関係式は、式
3のようになる。[Formula 2] Here, C is the speed of light, and C = 3 × 10 8 (m / se
c) and fw are modulation frequency bands (Hz), and τ is a modulation cycle (sec). Then, from Equation 1 and Equation 2, the measurement distance D
The relational expression between the sampling pulse count number Fbc and the sampling pulse count number is as shown in Expression 3.
【0034】[0034]
【式3】
尚、int( )は、かっこ内の整数値を返す式であ
る。[Formula 3] Note that int () is an expression that returns an integer value in parentheses.
【0035】式3より、サンプリングパルスカウント数
Fbcとサンプリングクロック周波数fcとは比例関係に
あり、先に述べたサンプリングクロック周波数fcREFと
サンプリングクロック周波数fcとが異なる場合に、基
準距離データFbcREFをサンプリングクロック周波数fc
の時の値に変更する理由は、サンプリングクロック周波
数fcの値で基準距離DREFが異なって測定誤差を生じる
ので、それを防止するためである。From Equation 3, the sampling pulse count number Fbc and the sampling clock frequency fc are in a proportional relationship, and when the sampling clock frequency fcREF and the sampling clock frequency fc are different from each other, the reference distance data FbcREF is set to the sampling clock. Frequency fc
The reason for changing to the value at the time is to prevent the measurement error due to the difference in the reference distance DREF depending on the value of the sampling clock frequency fc.
【0036】また、サンプリングパルスカウント数Fbc
と測定距離Dとは反比例の関係であるので、基準距離D
REFの何倍かで測定距離Dを算出するためには、基準距
離データFbcREFを測定したサンプリングパルスカウン
ト数Fbcで割った商を求める必要がある。但し、この商
は、測定距離Dが基準距離DREFの何倍であるかしか示
していない。この商に基準距離DREFを乗じた積が測定
距離Dとなって求められる。従って、測定距離Dと基準
距離DREFの関係は、式4のようになる。Further, the sampling pulse count number Fbc
Since the measurement distance D is inversely proportional to the measurement distance D, the reference distance D
In order to calculate the measurement distance D by the multiple of REF, it is necessary to obtain the quotient obtained by dividing the reference distance data FbcREF by the measured sampling pulse count number Fbc. However, this quotient only shows how many times the measured distance D is the reference distance DREF. The product of this quotient and the reference distance DREF is obtained as the measurement distance D. Therefore, the relationship between the measurement distance D and the reference distance DREF is as shown in Expression 4.
【0037】[0037]
【式4】
以上より、ステップS13において、基準距離データF
bcREFを測定したサンプリングパルスカウント数Fbcで
割り、その商に基準距離DREFを乗じた積が測定距離D
となる。そして、ステップS14において、残差周波数
fbのカウントを消去し、ステップS15において、V
CO10の発振を停止する。[Formula 4] From the above, in step S13, the reference distance data F
Divide bcREF by the measured sampling pulse count Fbc and multiply the quotient by the reference distance DREF to obtain the measured distance D.
Becomes Then, in step S14, the count of the residual frequency fb is erased, and in step S15, V
The oscillation of CO10 is stopped.
【0038】ここで、サンプリングパルスカウント数F
bcを算出するまでは、カウンタ回路によって求められ、
基準距離データFbcREFをサンプリングパルスカウント
数Fbcで割った商は、卓上電卓、または浮動小数点の四
則演算ができるCPUを用いれば容易に求めることがで
きるので、FW−CW距離測定装置の設置場所での測定
誤差の確認ができる。Here, the sampling pulse count number F
Until calculating bc, it is calculated by the counter circuit,
The quotient obtained by dividing the reference distance data FbcREF by the sampling pulse count number Fbc can be easily obtained by using a desk calculator or a CPU capable of performing four arithmetic operations of floating point. You can check the measurement error.
【0039】測定距離の算出後、ステップS17におい
て、表示器7に測定距離を表示し、ステップS18にお
いて、外部インターフェイスから測定距離データの要求
があった場合のみ、ステップS19において、測定距離
データを外部インターフェイス8を介して送信する。After the measurement distance is calculated, the measurement distance is displayed on the display 7 in step S17, and the measurement distance data is externally output in step S19 only when the measurement distance data is requested from the external interface in step S18. Send via interface 8.
【0040】外部インターフェイス8からの要求による
測定距離データ送信後、または、ステップS18におい
て、外部インターフェイス8からの要求がない場合に
は、ステップS1の周囲温度の測定動作に戻り、電源が
切れるまで同一動作を繰り返し続ける。After transmitting the measured distance data according to the request from the external interface 8 or when there is no request from the external interface 8 in step S18, the operation returns to the ambient temperature measuring operation in step S1 and the same operation is performed until the power is turned off. Repeat the operation.
【0041】次に、上記FW−CW距離測定装置の測定
分解能について説明する。測定分解能ADは、式4より
以下のようになる。Next, the measurement resolution of the FW-CW distance measuring device will be described. The measurement resolution AD is as follows from Equation 4.
【0042】[0042]
【式5】 式5に式3を代入するとことにより、式6が得られる。[Formula 5] By substituting the equation 3 into the equation 5, the equation 6 is obtained.
【0043】[0043]
【式6】
式6より、測定分解能ADは、測定距離Dの2乗に比例
しているため、ある分解能における測定距離に上限があ
ることがわかる。本発明における測定分解能は、1mm
としているので、測定分解能1mmにおける測定距離の
上限は、式7のようになる。[Formula 6] From the equation 6, it can be seen that the measurement resolution AD is proportional to the square of the measurement distance D, and therefore the measurement distance at a certain resolution has an upper limit. The measurement resolution in the present invention is 1 mm.
Therefore, the upper limit of the measurement distance at the measurement resolution of 1 mm is expressed by Expression 7.
【0044】[0044]
【式7】
従って、変調周期τ、変調周波数帯域fw、サンプリン
グクロック周波数fcの値を変更することによって測定
距離の上限を変更することができる。また、変調周期
τ、変調周波数帯域fw、サンプリングクロック周波数
fcの値を変更することによって測定分解能も容易に変
更することができる。[Formula 7] Therefore, the upper limit of the measurement distance can be changed by changing the values of the modulation period τ, the modulation frequency band fw, and the sampling clock frequency fc. Further, the measurement resolution can be easily changed by changing the values of the modulation period τ, the modulation frequency band fw, and the sampling clock frequency fc.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
利便性が良く、測定分解能及び測定範囲が制限されるこ
となく、短時間で測定でき、測定精度の高いFW−CW
距離測定装置を提供することができる。As described above, according to the present invention,
FW-CW, which is convenient and can measure in a short time without limiting the measurement resolution and measurement range and has high measurement accuracy.
A distance measuring device can be provided.
【図1】本発明にかかるFW−CW距離測定装置の一実
施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of an FW-CW distance measuring device according to the present invention.
【図2】図1のFW−CW距離測定装置のサンプリング
クロック測定用1秒タイマーの動作説明図である。2 is an operation explanatory diagram of a sampling clock measuring 1 second timer of the FW-CW distance measuring device of FIG. 1;
【図3】図1のFW−CW距離測定装置の動作を示すフ
ローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the FW-CW distance measuring device of FIG.
【図4】図1のFW−CW距離測定装置のVCO出力周
波数対出力周波数制御電圧の温度特性図である。FIG. 4 is a temperature characteristic diagram of VCO output frequency vs. output frequency control voltage of the FW-CW distance measuring device of FIG.
【図5】図1のFW−CW距離測定装置の残差周波数カ
ウントのタイミングチャートである。5 is a timing chart of residual frequency count of the FW-CW distance measuring device of FIG.
1 RF発振ユニット 2 VCO制御用ROMユニット 3 制御ユニット 4 周波数カウントユニット 5 基準データ格納用メモリ 6 温度センサ 7 表示器 8 外部インターフェイス 9 測定対象物 10 VCO 11 VCO用アイソレータ 12 方向性結合器 13 RF用AGCアンプ 14 LO用AGCアンプ 15 RF用アイソレータ 16 LO用アイソレータ 17 サーキュレータ 18 ミキサ 19 アンテナ 21 メモリ選択器 22 高温用VCO制御用ROM 23 常温用VCO制御用ROM 24 低温用VCO制御用ROM 25 D/A 31 CPU 32 RAM 33 ROM 41 方形波整形用コンパレータ 42 サンプリングクロック用発振器 43 サンプリングクロック測定用1秒タイマー 44 残差周波数カウント用ゲート回路 45 サンプリングクロックカウント用ゲート回路 46 残差周波数カウント用カウント回路 47 サンプリングクロックカウント用カウント回路 110 IF用アンプ 111 ローパスフィルタ 1 RF oscillation unit 2 VCO control ROM unit 3 control unit 4 Frequency counting unit 5 Reference data storage memory 6 Temperature sensor 7 Display 8 External interface 9 Object to be measured 10 VCO 11 VCO Isolator 12-way coupler 13 RF AGC amplifier 14 LO AGC amplifier 15 RF Isolator 16 LO Isolator 17 Circulator 18 mixer 19 antennas 21 memory selector 22 High temperature VCO control ROM 23 Room temperature VCO control ROM 24 Low temperature VCO control ROM 25 D / A 31 CPU 32 RAM 33 ROM 41 Square wave shaping comparator 42 Sampling clock oscillator 43 1 second timer for sampling clock measurement 44 Residual frequency counting gate circuit 45 Sampling clock counting gate circuit 46 Counting circuit for residual frequency count 47 Counting circuit for sampling clock count 110 IF amplifier 111 Low-pass filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H180 AA01 CC12 CC14 LL01 LL02 LL04 LL06 5J070 AB17 AC02 AD01 AE01 AF03 AH31 AK22 BA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 5H180 AA01 CC12 CC14 LL01 LL02 LL04 LL06 5J070 AB17 AC02 AD01 AE01 AF03 AH31 AK22 BA01
Claims (2)
の反射波を受信して測定対象物までの距離を測定するF
W−CW距離測定装置において、 基準距離における放射周波数と反射周波数の差分である
残差周波数1周期中にカウントされるサンプリングクロ
ック周波数のカウント数を、任意の測定距離における残
差周波数1周期中にカウントされるサンプリングクロッ
ク周波数のカウント数で除した商に、前記基準距離を乗
じて測定距離を算出することを特徴とするFW−CW距
離測定装置。1. An F for radiating an FW-CW wave and receiving a reflected wave from a measurement target to measure a distance to the measurement target.
In the W-CW distance measuring device, the count number of sampling clock frequencies counted in one cycle of the residual frequency, which is the difference between the radiation frequency and the reflection frequency at the reference distance, is calculated in one cycle of the residual frequency at any measurement distance. An FW-CW distance measuring device, characterized in that a quotient obtained by dividing a counted sampling clock frequency by a count is multiplied by the reference distance to calculate a measured distance.
振器の発振周波数制御電圧と発振周波数との関係を周囲
温度の範囲毎に記憶した複数のメモリと、 前記周囲温度を測定する温度センサーと、 該温度センサーの測定値に基づいて前記複数のメモリの
いずれかを選択するメモリ選択器とを備えることを特徴
とする請求項1記載のFW−CW距離測定装置。2. A plurality of memories that store the relationship between the oscillation frequency control voltage and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator that radiates the FW-CW wave for each ambient temperature range, and a temperature sensor that measures the ambient temperature. The FW-CW distance measuring device according to claim 1, further comprising: a memory selector that selects one of the plurality of memories based on a measurement value of the temperature sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001281673A JP2003090876A (en) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | Fw-cw distance measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001281673A JP2003090876A (en) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | Fw-cw distance measuring device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003090876A true JP2003090876A (en) | 2003-03-28 |
Family
ID=19105455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001281673A Pending JP2003090876A (en) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | Fw-cw distance measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003090876A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5474240B1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-04-16 | 株式会社ソニック | Pulse compression correlation coefficient generation circuit and pulse compression ultrasonic detector |
JP5474241B1 (en) * | 2013-07-26 | 2014-04-16 | 株式会社ソニック | Pulse compression correlation coefficient generation circuit and pulse compression ultrasonic detector |
KR20160000279A (en) * | 2014-06-24 | 2016-01-04 | 엘지이노텍 주식회사 | Radar sensor and radar apparatus comprising the same for vehicle |
US9882573B2 (en) | 2013-06-28 | 2018-01-30 | Denso Corporation | Method of fabricating electronic device and limit value setting apparatus |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5227395A (en) * | 1975-08-26 | 1977-03-01 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Distance measuring device |
JPS58173474A (en) * | 1982-04-06 | 1983-10-12 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Microwave range finder |
JPS62112084A (en) * | 1985-11-11 | 1987-05-23 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Microwave range finder |
JPS62177467A (en) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | Kobe Steel Ltd | Microwave distance measuring instrument |
JPS6340884A (en) * | 1986-08-06 | 1988-02-22 | Mitsubishi Electric Corp | Microwave range finder |
JPH01189579A (en) * | 1988-01-22 | 1989-07-28 | Furuno Electric Co Ltd | Measuring method of distance by using microwave |
JPH05297119A (en) * | 1992-04-21 | 1993-11-12 | Japan Radio Co Ltd | Beat count type fm-cw distance measuring device |
JPH10197625A (en) * | 1997-01-08 | 1998-07-31 | Honda Motor Co Ltd | Voltage-controlled oscillator and fmcw radar |
-
2001
- 2001-09-17 JP JP2001281673A patent/JP2003090876A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5227395A (en) * | 1975-08-26 | 1977-03-01 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Distance measuring device |
JPS58173474A (en) * | 1982-04-06 | 1983-10-12 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Microwave range finder |
JPS62112084A (en) * | 1985-11-11 | 1987-05-23 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Microwave range finder |
JPS62177467A (en) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | Kobe Steel Ltd | Microwave distance measuring instrument |
JPS6340884A (en) * | 1986-08-06 | 1988-02-22 | Mitsubishi Electric Corp | Microwave range finder |
JPH01189579A (en) * | 1988-01-22 | 1989-07-28 | Furuno Electric Co Ltd | Measuring method of distance by using microwave |
JPH05297119A (en) * | 1992-04-21 | 1993-11-12 | Japan Radio Co Ltd | Beat count type fm-cw distance measuring device |
JPH10197625A (en) * | 1997-01-08 | 1998-07-31 | Honda Motor Co Ltd | Voltage-controlled oscillator and fmcw radar |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5474240B1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-04-16 | 株式会社ソニック | Pulse compression correlation coefficient generation circuit and pulse compression ultrasonic detector |
US9882573B2 (en) | 2013-06-28 | 2018-01-30 | Denso Corporation | Method of fabricating electronic device and limit value setting apparatus |
JP5474241B1 (en) * | 2013-07-26 | 2014-04-16 | 株式会社ソニック | Pulse compression correlation coefficient generation circuit and pulse compression ultrasonic detector |
KR20160000279A (en) * | 2014-06-24 | 2016-01-04 | 엘지이노텍 주식회사 | Radar sensor and radar apparatus comprising the same for vehicle |
KR102251122B1 (en) | 2014-06-24 | 2021-05-13 | 엘지이노텍 주식회사 | Radar sensor and radar apparatus comprising the same for vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7639177B2 (en) | Method and device for correcting non-ideal intermediate-frequency signals in distance sensing device according to the FMCW principle | |
CN101115979B (en) | Electronic thermometer | |
US3978650A (en) | Electric timepiece | |
US3900259A (en) | Time interval phase detection in distance measuring apparatus | |
JPH112571A (en) | Temperature measuring method and temperature measuring device operated at low-consumed current | |
JP4679782B2 (en) | Temperature sensor | |
EP0091665A2 (en) | Optical distance-measuring method and apparatus therefor | |
US9134406B2 (en) | Method and device for measuring a change in distance | |
JP2003232851A (en) | Radar and method for adjusting characteristic thereof | |
JP2675733B2 (en) | Chemical sensing equipment | |
JP2003090876A (en) | Fw-cw distance measuring device | |
RU2188399C2 (en) | Pulse-phase meter for measurement of thickness of layers of different liquids and their relative change at enhanced accuracy | |
US5157402A (en) | Method and apparatus for calculating motional characteristics | |
RU2129703C1 (en) | Process of compensation of errors of acoustic location level indicators and device for its implementation | |
Molanes et al. | Field-Programmable System-on-Chip for high-accuracy frequency measurements in QCM sensors | |
US3844166A (en) | Method and device for the measurement of thickness by ultrasonic resonance | |
JPH0693025B2 (en) | FM-CW distance measurement method | |
JP2504753B2 (en) | Electronic thermometer | |
JPS6215819B2 (en) | ||
JPS6396582A (en) | Microwave level gauge | |
JP3642219B2 (en) | Electronic device and method for adjusting electronic device | |
JP2935197B2 (en) | Display control device | |
Zhou et al. | An MCXO test system and its function in MCXO performances | |
JP2561461B2 (en) | Frequency sweep signal generator | |
JP2003106906A (en) | Temperature measuring method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080815 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101014 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101019 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110302 |