JP2005326345A - 距離測定装置、距離測定方法および距離測定プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 発信部12は、周波数制御部14により所定の送信周波数fの信号を出力する。送信部20は、発信部12の出力信号と同一周波数fの電磁波を計測軸(x軸)方向に放出する。検出部30はx軸上の複数の観測点(x=0,x1,x2)にそれぞれ配置される複数の検出器を含む。各検出器は対応する観測点における定在波Sの受信パワー信号p(f,0),p(f,x1),p(f,x2)を検知する。解析信号生成部42は受信パワー信号p(f,0),p(f,x1),p(f,x2)から定数成分、振幅変化成分および位相変化成分を抽出して解析信号を生成する。フーリエ変換部44は、解析信号をフーリエ変換してプロファイルP(x)を算出し、測定対象物までの距離を求める。
【選択図】 図1
Description
図1は、この発明の実施の形態1に従う距離測定装置の基本構成を示す回路図である。
先の実施の形態では、距離0mから正確に測距可能な距離測定装置について提案した。本願発明の距離測定装置によれば、さらに、従来において問題視されてきた移動する測定対象物の距離の計測についても高精度に行なうことができる。本実施の形態では、本願発明の距離測定装置を用いた移動する測定対象物の測距について詳細に説明する。
Claims (12)
- 測定対象物までの距離を計測する距離測定装置であって、
所定の送信周波数と所定の帯域幅とを有する信号を出力する発信源と、
前記信号と同一周波数の電磁波を発生し、前記測定対象物に対して放射する送信部と、
前記電磁波と前記電磁波の反射波とによって前記測定対象物との間に形成される定在波のパワー信号を検出する検出部と、
検出した前記定在波のパワー信号と前記送信周波数との関係を演算処理することによって前記測定対象物までの距離を算出する信号処理部とを備え、
前記検出部は、
前記電磁波の進行方向を検出軸として、前記検出軸上に設けられた複数の観測点の各々に対応して配置され、各々が対応する観測点での前記定在波のパワー信号を検出する複数の検出器を含み、
前記信号処理部は、
前記複数の検出器で検出された複数の前記定在波のパワー信号から定数成分、振幅変化成分および位相変化成分を算出して解析信号を生成する解析信号生成手段と、
前記解析信号を、前記定数成分を除去してフーリエ変換してプロファイルを算出し、前記プロファイルの極大値から前記測定対象物までの距離を求めるフーリエ変換手段とを含む、距離測定装置。 - 前記複数の観測点は、前記検出軸上であって、前記送信部と前記測定対象物との間の任意の位置にそれぞれ設けられる、請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記測定対象物は、少なくとも1個以上とする、請求項2に記載の距離測定装置。
- 前記発信源は、
前記所定の送信周波数を前記所定の帯域幅で所定のステップで上昇させて掃引する上昇掃引手段と、
前記所定の送信周波数を前記所定の帯域幅で所定のステップで下降させて掃引する下降掃引手段とを含み、
前記信号処理部は、
前記上昇掃引手段に応じて前記フーリエ変換手段にて得られる前記測定対象物までの距離を第1の位置情報とし、前記下降掃引手段に応じて前記フーリエ変換手段にて得られる前記測定対象物までの距離を第2の位置情報として保持する手段と、
保持された前記第1および第2の位置情報を平均化して真の前記測定対象物までの距離を導出する補正手段とをさらに含む、請求項3に記載の距離測定装置。 - 測定対象物までの距離を計測する距離測定方法であって、
所定の送信周波数と所定の帯域幅とを有する信号を出力するステップと、
前記信号と同一周波数の電磁波を発生し、前記測定対象物に対して放射するステップと、
前記電磁波と前記電磁波の反射波とによって前記測定対象物との間に形成される定在波のパワー信号を検出するステップと、
検出した前記定在波のパワー信号と前記送信周波数との関係を演算処理することによって前記測定対象物までの距離を算出するステップとを備え、
前記定在波のパワー信号を検出するステップは、
前記電磁波の進行方向を検出軸として、前記検出軸上に設けられた複数の観測点の各々に対応して配置される複数の検出器において、対応する観測点での前記定在波のパワー信号を検出するステップを含み、
前記測定対象物までの距離を算出するステップは、
複数の前記定在波のパワー信号から定数成分、振幅変化成分および位相変化成分を算出して解析信号を生成するステップと、
前記解析信号を前記定数成分を除去してフーリエ変換してプロファイルを算出し、前記プロファイルの極大値から前記測定対象物までの距離を求めるステップとを含む、距離測定方法。 - 前記複数の観測点は、前記検出軸上であって、前記送信部と前記測定対象物との間の任意の位置にそれぞれ設けられる、請求項5に記載の距離測定方法。
- 前記測定対象物は、少なくとも1個以上とする、請求項6に記載の距離測定方法。
- 前記所定の送信周波数と所定の帯域幅とを有する信号を出力するステップは、
前記所定の送信周波数を前記所定の帯域幅で所定のステップで上昇させて掃引するステップと、
前記所定の送信周波数を前記所定の帯域幅で所定のステップで下降させて掃引するステップとを含み、
前記測定対象物までの距離を算出するステップは、
前記上昇掃引したときに前記フーリエ変換にて得られる前記測定対象物までの距離を第1の位置情報とし、前記下降掃引したときに前記フーリエ変換にて得られる前記測定対象物までの距離を第2の位置情報として保持するステップと、
保持された前記第1および第2の位置情報を平均化して真の前記測定対象物までの距離を導出するステップとをさらに含む、請求項7に記載の距離測定方法。 - 測定対象物までの距離を計測する距離測定プログラムであって、
コンピュータに、
所定の送信周波数と所定の帯域幅とを有する信号を出力するステップと、
前記信号と同一周波数の電磁波を発生し、前記測定対象物に対して放射するステップと、
前記電磁波と前記電磁波の反射波とによって前記測定対象物との間に形成される定在波のパワー信号を検出するステップと、
検出した前記定在波のパワー信号と前記送信周波数との関係を演算処理することによって前記測定対象物までの距離を算出するステップとを実行させ、
前記定在波のパワー信号を検出するステップは、
前記電磁波の進行方向を検出軸として、前記検出軸上に設けられた複数の観測点の各々に対応して配置される複数の検出器において、対応する観測点での前記定在波のパワー信号を検出するステップを含み、
前記測定対象物までの距離を算出するステップは、
複数の前記定在波のパワー信号から定数成分、振幅変化成分および位相変化成分を算出して解析信号を生成するステップと、
前記解析信号を前記定数成分を除去してフーリエ変換してプロファイルを算出し、前記プロファイルの極大値から前記測定対象物までの距離を求めるステップとをさらにコンピュータに実行させる、距離測定プログラム。 - 前記複数の観測点は、前記検出軸上であって、前記送信部と前記測定対象物との間の任意の位置にそれぞれ設けられる、請求項9に記載の距離測定プログラム。
- 前記測定対象物は、少なくとも1個以上とする、請求項10に記載の距離測定プログラム。
- 前記所定の送信周波数と所定の帯域幅とを有する信号を出力するステップは、
前記所定の送信周波数を前記所定の帯域幅で所定のステップで上昇させて掃引するステップと、
前記所定の送信周波数を前記所定の帯域幅で所定のステップで下降させて掃引するステップとをコンピュータに実行させ、
前記測定対象物までの距離を算出するステップは、
前記上昇掃引したときに前記フーリエ変換にて得られる前記測定対象物までの距離を第1の位置情報とし、前記下降掃引したときに前記フーリエ変換にて得られる前記測定対象物までの距離を第2の位置情報として保持するステップと、
保持された前記第1および第2の位置情報を平均化して真の前記測定対象物までの距離を導出するステップとをさらにコンピュータに実行させる、請求項11に記載の距離測定プログラム。
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