JP2006337328A - 測距装置、測距方法、および測距装置の制御用プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】当該装置が送出する送信波と他の伝搬波との混信を防止して正確な測距を行うことができる測距装置、測距方法、および測距装置の制御用プログラムを提供する。
【解決手段】外部から送出される同期信号を受信し、この同期信号に同期するパルス信号を発生し、このパルス信号の位相を変化させた後、そのパルス信号に基づいて変調した電磁波を外部へ送信し、電磁波を送信してからその電磁波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、電磁波を反射した物体までの距離を算出する。
【選択図】 図1
【解決手段】外部から送出される同期信号を受信し、この同期信号に同期するパルス信号を発生し、このパルス信号の位相を変化させた後、そのパルス信号に基づいて変調した電磁波を外部へ送信し、電磁波を送信してからその電磁波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、電磁波を反射した物体までの距離を算出する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、所定の送信波を用いて該送信波を反射する物体までの距離を求める測距装置、測距方法、および測距装置の制御用プログラムに関する。
従来、四輪自動車等の車両が道路を走行する時に前方を走行する車両や障害物を検知するための技術として、レーダを用いた測距装置が知られている。この測距装置は、電磁波(電波またはレーザ光)を外部に放射し、この放射した電磁波が外部にある物体に反射して戻ってくる反射波を受信し、電磁波を放射してからその電磁波の反射波を受信するまでの時間差を用いてその物体までの距離等を測定する(例えば、特許文献1および2を参照)。
しかしながら、上述した測距装置を搭載した車両が道路を走行する際、同様の測距装置を搭載する車両が近傍領域を走行している場合には、各車両から外部に放射される電磁波が干渉して混信を生じ、正確な測距を行う上での障害となる恐れがあった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、当該装置が送出する送信波と他の伝搬波との混信を防止して正確な測距を行うことができる測距装置、測距方法、および測距装置の制御用プログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1記載の発明に係る測距装置は、外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信手段と、前記同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生手段と、前記パルス信号発生手段で発生したパルス信号の位相を変化させる位相変化手段と、前記位相変化手段で位相を変化させたパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信手段と、前記送信手段で送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信手段と、前記送信手段で送信波を送信してから前記受信手段で前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明に係る測距装置は、外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信手段と、前記同期信号の位相を変化させる位相変化手段と、前記位相変化手段で位相を変化させた同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生手段と、前記パルス信号発生手段で発生したパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信手段と、前記送信手段で送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信手段と、前記送信手段で送信波を送信してから前記受信手段で前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、前記受信手段で受信した受信波が前記送信波の反射波であるか否かを識別する識別手段をさらに備え、当該識別手段において、前記受信波が前記送信波の反射波であると識別した場合、前記測距演算手段は、前記送信手段で前記送信波を送信してから前記受信手段で前記受信波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項記載の発明において、乱数を発生する乱数発生手段をさらに備え、前記位相変化手段は、前記乱数発生手段で発生した乱数の値に応じて前記パルス信号または前記同期信号の位相を変化させることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項記載の発明において、前記位相変化手段で変化させる位相の変化量を前記パルス信号の角振動数で割った値は、前記パルス信号の送受信時間よりも大きいことを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項3〜5のいずれか一項記載の発明において、前記識別手段は、前記受信波の波長、周波数、および強度のうち少なくとも一つの量を用いることによって前記受信波の識別を行うことを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項記載の発明において、移動体に搭載されることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、前記移動体は車両であることを特徴とする。
請求項9記載の発明に係る測距方法は、外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信ステップと、前記同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生ステップと、前記パルス信号発生ステップで発生したパルス信号の位相を変化させる位相変化ステップと、前記位相変化ステップで位相を変化させたパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信ステップと、前記送信ステップで送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信ステップと、前記送信ステップで送信波を送信してから前記受信ステップで前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算ステップと、を有することを特徴とする。
請求項10記載の発明に係る測距方法は、外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信ステップと、前記同期信号の位相を変化させる位相変化ステップと、前記位相変化ステップで位相を変化させた同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生ステップと、前記パルス信号発生ステップで発生したパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信ステップと、前記送信ステップで送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信ステップと、前記送信ステップで送信波を送信してから前記受信ステップで前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算ステップと、を有することを特徴とする。
請求項11記載の発明に係る測距装置の制御用プログラムは、所定の送信波を用いて該送信波を反射する物体までの距離を求める測距装置に、外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信ステップと、前記同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生ステップと、前記パルス信号発生ステップで発生したパルス信号の位相を変化させる位相変化ステップと、前記位相変化ステップで位相を変化させたパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信ステップと、前記送信ステップで送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信ステップと、前記送信ステップで送信波を送信してから前記受信ステップで前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算ステップと、を実行させることを特徴とする。
請求項12記載の発明に係る測距装置の制御用プログラムは、所定の送信波を用いて該送信波を反射する物体までの距離を求める測距装置に、外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信ステップと、前記同期信号の位相を変化させる位相変化ステップと、前記位相変化ステップで位相を変化させた同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生ステップと、前記パルス信号発生ステップで発生したパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信ステップと、前記送信ステップで送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信ステップと、前記送信ステップで送信波を送信してから前記受信ステップで前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算ステップと、を実行させることを特徴とする。
本発明によれば、当該装置が送出する送信波と他の伝搬波との混信を防止して正確な測距を行うことができる測距装置、測距方法、および測距装置の制御用プログラムを提供することが可能となる。
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態(以後、「実施の形態」と称する)を説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る測距装置の構成を示すブロック図である。同図に示す測距装置1は、所定の周波数を有する電磁波を搬送波として用いるレーダ方式によって検知物体までの測距を行うものであり、移動体、特に四輪自動車等の車両に搭載される。この測距装置1は、外部にある同期信号発生装置100が発生する同期信号を受信し、その同期信号に同期するパルス信号を発生し、この発生したパルス信号の位相をランダムに変化させる機能を備える。
図1は、本発明の実施の形態1に係る測距装置の構成を示すブロック図である。同図に示す測距装置1は、所定の周波数を有する電磁波を搬送波として用いるレーダ方式によって検知物体までの測距を行うものであり、移動体、特に四輪自動車等の車両に搭載される。この測距装置1は、外部にある同期信号発生装置100が発生する同期信号を受信し、その同期信号に同期するパルス信号を発生し、この発生したパルス信号の位相をランダムに変化させる機能を備える。
測距装置1の具体的な構成を説明する。測距装置1は、外部に電磁波を送信する送信部2、この送信部2が送信した電磁波(送信電磁波)が外部にある物体に反射した反射波を含む電磁波を受信する受信部3、同期信号発生装置100から送出された同期信号を受信する同期信号受信部4、同期信号受信部4で受信した同期信号に同期するパルス信号を発生し、この発生したパルス信号の位相を変化させる一方、受信部3で受信した電磁波を復調した信号の成分を解析する信号処理部5、測距装置1の制御を行うとともに送信電磁波を反射した物体までの測距演算等を行う制御・演算部6、測距演算の結果等を出力する出力部7、および各種データを記憶する記憶部8を有する。
送信部2は、所定の周波数の電磁波を発振し、この電磁波を信号処理部5で発生したパルス信号に基づいて変調して外部に送信する。この変調により、発振した電磁波はパルス信号が励起している期間だけ振動を行うパルス状の信号になる。送信部2が発振する電磁波がミリ波やマイクロ波等の電波の場合、送信部2は指向性を有する送信用のアンテナを備える。
受信部3は、送信部2から送信した電磁波が物体(例えば先行または対向する車両C)に反射した反射波を含む電磁波を受信する。電波レーダの場合、受信部3は指向性を有し送信した電波の反射波を受信可能な受信用アンテナを備える。この場合、受信部3は、受信した電波を増幅、検波することによって復調する機能を有する。
同期信号受信部4は、同期信号発生装置100から送出される同期信号を受信して復調する機能を備える。ここで同期信号発生装置100は、所定の領域に同じ同期信号を伝達可能なものであれば如何なるものであっても構わない。例えば、道路の路肩に所定距離ごとに設けられ、全て同じ位相の同期信号を出力するように調整されている電波ビーコンや光ビーコンでもよいし、より広範囲で受信可能なFM多重放送を用いて同期信号を送信してもよい。また、GPS(Global Positioning System)衛星からの電波を同期信号としてもよいし、電波時計の標準電波を同期信号としてもよい。さらに、同期信号発生装置100の機能を高速道路におけるETC(Electric Toll Collection System)に具備させ、ETC料金所から送信する電波とともに同期信号を送信してもよい。
信号処理部5は、同期信号受信部4で受信した同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生部51と、このパルス信号発生部51で発生したパルス信号の位相を変化させる調整信号を生成し、この生成した調整信号によってパルス信号の位相を変化させる位相変化部52とを有する。
制御・演算部6は、送信電磁波を反射した物体までの距離、その物体の測距装置1に対する相対速度、相対加速度、または方向等を求める測距演算部61と、位相変化部52で調整信号を生成する際のパラメータとなる乱数を発生する乱数発生部62とを備える。このような制御・演算部6は、演算および制御機能を有するCPU(Central Processing Unit)等によって実現され、後述する記憶部8が記憶、格納する制御用プログラムを読み出すことによって測距装置1の制御を行う。
出力部7は、レーダで検知した物体に係る画像や文字情報等を表示出力するものであり、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等によって実現される。また、出力部7として、音声情報を外部に出力するスピーカをさらに設けることもできる。
記憶部8は、所定のOS(Operation System)を起動するプログラムや測距装置1の制御用プログラム等が予め記憶されたROM(Read Only Memory)と、信号処理部5や制御・演算部6が行う各種処理の演算パラメータやデータ等を記憶するRAM(Random Access Memory)とを用いて実現される。
なお、上述した測距装置1の制御用プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、CD−ROM,CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD±R、DVD±RW、DVD−RAM、MOディスク、PCカード、xDピクチャーカード、スマートメディア等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。
次に、以上の構成を有する測距装置1が行う測距方法について、図2に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。まず、同期信号受信部4が同期信号を受信する(ステップS1でYes)と、同期信号受信部4は、受信した同期信号を復調して信号処理部5に送出する。同期信号受信部4が同期信号を受信しない場合(ステップS1でNo)には、同期信号を受信するまで待機する。
信号処理部5では、同期信号受信部4から送出される同期信号をトリガとしてパルス信号発生部51が同期信号に同期するパルス信号を発生する(ステップS2)。図3は、このステップS3で発生するパルス信号P0と同期信号Sの位相の関係をに示す図であり、横軸tは時間を表す。同図に示す場合、パルス信号P0の励起するタイミングは、正弦波をなす同期信号Sが決まった方向(図3では正の方向)に変位し始めるタイミングと一致している。また、同期信号Sとパルス信号P0の周期は等しく、ともにTである。なお、この図3に示す同期信号Sの波形およびこの同期信号Sに同期するパルス信号P0の周期はあくまでも一例に過ぎない。
その後、位相変化部52は、パルス信号発生部51で発生したパルス信号P0の位相を変化させる(ステップS3)。この際に位相変化部52は、乱数発生部62が発生する乱数に基づく調整信号を発生してパルス信号P0の位相をΔφだけ変化させ、パルス信号P1を生成する。図4は、位相が変化する前後のパルス信号P0およびP1の波形を模式的に示す図であり、横軸tは時間を表す。この図4に示すように、無次元の量である位相変化量Δφをパルス信号P0の角振動数ωで割った値Δφ/ωは、パルス信号P0の送受信時間wよりも大きい。なお、位相変化量Δφは乱数そのものの値としてもよいし、乱数をパラメータとして所定の演算を行って得られる値としてもよい。
乱数発生部62は、同期信号受信部4が同期信号を受信したのを契機として乱数を発生してもよいし、同期信号受信部4が同期信号Sを受信したかどうかに関わらず、一定の時間間隔で乱数を発生してもよい。後者の場合、位相変化部52は、最新の乱数を次の乱数発生時まで一時的に記憶しておく。
送信部2は、搬送波である電磁波を発振し、この電磁波をパルス信号P1で変調して外部へ送信する(ステップS4)。このステップS4における変調により、送信部2で発振した電磁波は、パルス信号P1が励起するタイミングで振動を行うパルス状の信号となる。なお、発振する電磁波の周波数を10〜100GHz程度の高周波(ミリ波)とする場合には、測距装置1を搭載する車両(自車両)から100〜200m程度前方までの物体を検知することが可能となる。
この後、受信部3が電磁波を受信すると(ステップS5でYes)、制御・演算部6の測距演算部61が、ステップS4で電磁波を送信してからステップS5でその反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、送信電磁波を反射した物体までの距離等を算出する測距演算を行う(ステップS6)。このステップS6における測距演算には、電磁波を反射した物体の自車両に対する相対速度や相対加速度、方向等を求める演算も含まれる。測距演算の結果は、出力部7で表示出力してもよいし、データとして記憶部8に格納してもよい。
なお、受信部3が電磁波を受信しない場合(ステップS5でNo)には、ステップS5に戻って電磁波の受信を待機する。
ここまで説明した測距方法は、同期信号の受信から測距演算までの一連の処理の概要を説明したものである。したがって、ステップS6で測距演算終了後、再びステップS5まで戻って電磁波の受信を待機するようにしてもよいし、ステップS1まで戻って新たな同期信号の受信を待機するようにしてもよい。この場合には、ステップS6が終了してからステップS1に戻るまでの時間(周期)がその都度変わるような構成にしてもよい。
以上説明した本発明の実施の形態1によれば、外部から送出される同期信号を受信し、この同期信号に同期するパルス信号を発生し、このパルス信号の位相を変化させた後、そのパルス信号に基づいて変調した電磁波を外部へ送信することにより、当該装置が送出する送信波と他の伝搬波との混信を防止して正確な測距を行うことが可能となる。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2は、外部から受信する同期信号の位相を変化させた後、この変化させた信号に同期するパルス信号を発生することを特徴とするものである。この実施の形態2に係る測距装置の構成は、上記実施の形態1に係る測距装置1と同様である(図1を参照)。ただし、信号処理部5の位相変化部52は、同期信号受信部4で受信した同期信号の位相を変化させる機能を有する。また、信号処理部5のパルス信号発生部51は、位相変化部52で位相が変化した同期信号に同期するパルス信号を発生する。
本発明の実施の形態2は、外部から受信する同期信号の位相を変化させた後、この変化させた信号に同期するパルス信号を発生することを特徴とするものである。この実施の形態2に係る測距装置の構成は、上記実施の形態1に係る測距装置1と同様である(図1を参照)。ただし、信号処理部5の位相変化部52は、同期信号受信部4で受信した同期信号の位相を変化させる機能を有する。また、信号処理部5のパルス信号発生部51は、位相変化部52で位相が変化した同期信号に同期するパルス信号を発生する。
この発明の実施の形態2に係る測距方法について、図5に示すフローチャートを参照して説明する。まず、待機状態にある同期信号受信部4が同期信号を受信する(ステップS11でYes)と、同期信号受信部4は、受信した同期信号を復調して信号処理部5に送出する。同期信号受信部4が同期信号を受信しない場合(ステップS11でNo)には、同期信号を受信するまで待機する。
信号処理部5の位相変化部52は、同期信号受信部4から送出される同期信号の位相を変化させる(ステップS12)。この際に位相変化部52は、乱数発生部62が発生する乱数に基づく調整信号を発生して同期信号の位相をΔφ2だけ変化させる。なお、乱数発生部62は、同期信号受信部4における同期信号の受信に応じて乱数を発生してもよいし、一定の時間間隔で乱数を発生してもよい。後者の場合、位相変化部52は、最新の乱数を次の乱数発生時まで一時的に記憶する。
次に、パルス信号発生部51が、ステップS12で位相を変化させた同期信号に同期するパルス信号を発生する(ステップS13)。図6は、同期信号S、位相が変化した同期信号S2、およびこのステップS13で発生したパルス信号P2の関係を示す図であり、横軸tは時間を表す。同図において、パルス信号P2の励起するタイミングは、同期信号S2が正の方向に変位し始めるタイミングと一致している。また、同期信号S2とパルス信号P2の周期は等しく、ともにTである。なお、同期信号Sから同期信号S2への位相変化量Δφ2をパルス信号P2の角振動数ωで割った値Δφ2/ωは、パルス信号P2の送受信時間w2よりも大きくなるように設定されている。
送信部2は、搬送波である電磁波を発振し、この電磁波をパルス信号P2で変調して外部へ送信する(ステップS14)。その後、受信部3が電磁波を受信すると(ステップS15でYes)、制御・演算部6の測距演算部61は、ステップS14で電磁波を送信してからステップS15で反射波を受信するまでの時間差を用いることによって送信電磁波を反射した物体までの距離、自車両に対する相対速度や相対加速度、および方向を算出する測距演算を行う(ステップS16)。
なお、受信部3が電磁波を受信しない場合(ステップS15でNo)には、ステップS15に戻って電磁波の受信を待機する。
また、上記実施の形態1と同様に、ステップS16で測距演算終了後、再びステップS15まで戻って電磁波の受信を待機するようにしてもよいし、ステップS11まで戻って新たな同期信号の受信を待機するようにしてもよい。
以上説明した本発明の実施の形態2によれば、外部から送出される同期信号を受信し、この同期信号の位相を変化させ、この位相が変化した同期信号に同期するパルス信号を発生し、このパルス信号に基づいて変調した電磁波を外部へ送信することにより、上記実施の形態1と同様に、当該装置が送出する送信波と他の伝搬波との混信を防止して正確な測距を行うことが可能となる。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3は、外部から伝搬してくる受信波が測距用の送信波の反射波であるか否かを識別することを特徴とする。図7は、本実施の形態3に係る測距装置の構成を示すブロック図である。同図に示す測距装置2は、受信した信号の成分を解析する信号処理部5に、外部から受信した受信波が、当該測距装置2から送出された送信波の反射波であるか否かを識別する識別部53を備える。この点を除く測距装置2の構成は、上記実施の形態1で説明した測距装置1の構成と同じなので、対応する部位については測距装置1と同じ符号をそれぞれ付してある。
本発明の実施の形態3は、外部から伝搬してくる受信波が測距用の送信波の反射波であるか否かを識別することを特徴とする。図7は、本実施の形態3に係る測距装置の構成を示すブロック図である。同図に示す測距装置2は、受信した信号の成分を解析する信号処理部5に、外部から受信した受信波が、当該測距装置2から送出された送信波の反射波であるか否かを識別する識別部53を備える。この点を除く測距装置2の構成は、上記実施の形態1で説明した測距装置1の構成と同じなので、対応する部位については測距装置1と同じ符号をそれぞれ付してある。
次に、本実施の形態3に係る測距方法について、図8に示すフローチャートを参照して説明する。同図に示す処理のうち、同期信号の受信(ステップS21でYes)、受信した同期信号に同期するパルス信号の発生(ステップS22)、パルス信号の位相変化(ステップS23)、および位相が変化したパルス信号に基づく電磁波の外部への送信(ステップS24)は、上記実施の形態1に係る測距方法で詳述したステップS1(Yes)、S2、S3、およびS4とそれぞれ同じ処理である。
この後、受信部3が電磁波を受信すると(ステップS25でYes)、その受信した電磁波を復調し、この復調した電磁波に係る信号を信号処理部5へ送出する。識別部53は、受信した電磁波に係る信号を解析し、受信した電磁波がステップS4で送信した電磁波の反射波か否かを識別する(ステップS26)。このステップS26における識別の際には、電磁波の波長、周波数、および強度のうち少なくともいずれか一つの量を用いることによって電磁波の識別を行う。識別の結果、受信した電磁波を反射波と識別した場合(ステップS27でYes)、その反射波のデータを制御・演算部6に送出する。
反射波のデータを受信した制御・演算部6では、ステップS24で電磁波を送信してからステップS25でその反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、送信電磁波を反射した物体までの距離等を算出する測距演算を行う(ステップS28)。
以上説明した本発明の実施の形態3によれば、外部から送出される同期信号を受信し、この同期信号に同期するパルス信号を発生し、このパルス信号の位相を変化させた後、そのパルス信号に基づいて変調した電磁波を外部へ送信し、その後受信した電磁波が送信した電磁波の反射であるか否かを識別し、この識別の結果、受信した電磁波が送信した電磁波の反射波である場合に測距演算を行うことにより、当該装置が送出する送信波と他の伝搬波との混信を防止して正確な測距を行うことが可能となる。
また、本実施の形態3によれば、例えば交通量が多い道路を走行中の場合のように、他車から送信される多数の電磁波を受信する可能性がある場合にも、測距に必要な電磁波(反射波)とそれ以外の反射波を識別してから測距演算を行うので、車両や障害物の検知を一段と適確に行うことができ、走行時の安全性を向上させることができる。
なお、上記実施の形態2で説明した場合のように、外部から受信する同期信号の位相を変化させた後、この変化させた信号に同期するパルス信号を発生する場合にも、その発生したパルス信号に基づく電磁波を外部へ送信後に受信した電磁波に対し、上記ステップS26と同じ識別処理を施してもよい。この場合にも、上記同様の効果を得ることができるのはいうまでもない。
(その他の実施の形態)
ここまで、本発明を実施する上で最良と思われる形態を実施の形態1〜3として詳述してきたが、本発明はそれら二つの実施の形態によってのみ限定されるものではない。例えば、車両の製造番号や自車速度等の車両に固有な情報を用いて電磁波または同期信号の位相を変化させてもよい。この場合には、固有情報を直接的に位相変化量に関係付けてもよいし、その固有情報をパラメータとして乱数発生部が乱数を発生し、この発生した乱数を用いてパルス信号または同期信号の位相を変化させてもよい。
ここまで、本発明を実施する上で最良と思われる形態を実施の形態1〜3として詳述してきたが、本発明はそれら二つの実施の形態によってのみ限定されるものではない。例えば、車両の製造番号や自車速度等の車両に固有な情報を用いて電磁波または同期信号の位相を変化させてもよい。この場合には、固有情報を直接的に位相変化量に関係付けてもよいし、その固有情報をパラメータとして乱数発生部が乱数を発生し、この発生した乱数を用いてパルス信号または同期信号の位相を変化させてもよい。
また、本発明に係る測距装置を、レーザ光を用いたレーザレーダ方式によって実現してもよい。この場合、送信部はレーザダイオード(LD)または発光ダイオード(LED)等の発光素子を有し、信号処理部で発生したパルス信号をレーザビームに変換し、そのレーザビームを所定の方向に走査して送信する。他方、受信部はフォトダイオード等の受光素子を有し、受信した光信号を電気信号に変換し、この変換した電気信号を復調する。
さらに、予め同期信号から位相が変化した信号を車両ごとの同期信号として各車両に対して送信するようにしてもよい。この例として、ETCを備えた高速道路において、一般的なレーダ照射可能範囲を勘案して決定される検知範囲にビーコンを設けておき、その検知範囲内を走行する車両の数をビーコンによって検知する場合を挙げることができる。この場合、検知結果に応じてETCサーバが位相を電波の位相を互いに重ならないように変化させ、この変化させた電波をETCアンテナから個々の車両に対して送信する。このように、ETCは同期信号発生装置と位相変化手段の機能を兼備する。
ところで、以上の説明では、測距装置が電磁波を用いたレーダ測距装置である場合を説明してきたが、例えば超音波を用いたレーダ測距装置を用いて本発明を構成してもよい。また、本発明に係る測距装置として、レーダ以外の測距装置を適用することも可能である。
また、本発明に係る測距装置を、四輪自動車以外の車両、例えば電動車椅子等に搭載してもよいし、人やロボット等の移動体に搭載してもよい。
以上の説明からも明らかなように、本発明は、ここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的事項を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
1、2 測距装置
2 送信部(送信手段)
3 受信部(受信手段)
4 同期信号受信部(同期信号受信手段)
5 信号処理部
6 制御・演算部
7 出力部
8 記憶部
51 パルス信号発生部(パルス信号発生手段)
52 位相変化部(位相変化手段)
53 識別部(識別手段)
61 測距演算部(測距演算手段)
62 乱数発生部(乱数発生手段)
100 同期信号発生装置
C 車両
P0、P1、P2 パルス信号
S、S2 同期信号
Δφ、Δφ2 位相変化量
2 送信部(送信手段)
3 受信部(受信手段)
4 同期信号受信部(同期信号受信手段)
5 信号処理部
6 制御・演算部
7 出力部
8 記憶部
51 パルス信号発生部(パルス信号発生手段)
52 位相変化部(位相変化手段)
53 識別部(識別手段)
61 測距演算部(測距演算手段)
62 乱数発生部(乱数発生手段)
100 同期信号発生装置
C 車両
P0、P1、P2 パルス信号
S、S2 同期信号
Δφ、Δφ2 位相変化量
Claims (12)
- 外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信手段と、
前記同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生手段と、
前記パルス信号発生手段で発生したパルス信号の位相を変化させる位相変化手段と、
前記位相変化手段で位相を変化させたパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信手段と、
前記送信手段で送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信手段と、
前記送信手段で送信波を送信してから前記受信手段で前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算手段と、
を備えたことを特徴とする測距装置。 - 外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信手段と、
前記同期信号の位相を変化させる位相変化手段と、
前記位相変化手段で位相を変化させた同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生手段と、
前記パルス信号発生手段で発生したパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信手段と、
前記送信手段で送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信手段と、
前記送信手段で送信波を送信してから前記受信手段で前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算手段と、
を備えたことを特徴とする測距装置。 - 前記受信手段で受信した受信波が前記送信波の反射波であるか否かを識別する識別手段をさらに備え、
当該識別手段において、前記受信波が前記送信波の反射波であると識別した場合、前記測距演算手段は、前記送信手段で前記送信波を送信してから前記受信手段で前記受信波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出することを特徴とする請求項1または2記載の測距装置。 - 乱数を発生する乱数発生手段をさらに備え、
前記位相変化手段は、前記乱数発生手段で発生した乱数の値に応じて前記パルス信号または前記同期信号の位相を変化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の測距装置。 - 前記位相変化手段で変化させる位相の変化量を前記パルス信号の角振動数で割った値は、前記パルス信号の送受信時間よりも大きいことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の測距装置。
- 前記識別手段は、
前記受信波の波長、周波数、および強度のうち少なくとも一つの量を用いることによって前記受信波の識別を行うことを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項記載の測距装置。 - 移動体に搭載されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の測距装置。
- 前記移動体は車両であることを特徴とする請求項7記載の測距装置。
- 外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信ステップと、
前記同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生ステップと、
前記パルス信号発生ステップで発生したパルス信号の位相を変化させる位相変化ステップと、
前記位相変化ステップで位相を変化させたパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信ステップと、
前記送信ステップで送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信ステップと、
前記送信ステップで送信波を送信してから前記受信ステップで前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算ステップと、
を有することを特徴とする測距方法。 - 外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信ステップと、
前記同期信号の位相を変化させる位相変化ステップと、
前記位相変化ステップで位相を変化させた同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生ステップと、
前記パルス信号発生ステップで発生したパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信ステップと、
前記送信ステップで送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信ステップと、
前記送信ステップで送信波を送信してから前記受信ステップで前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算ステップと、
を有することを特徴とする測距方法。 - 所定の送信波を用いて該送信波を反射する物体までの距離を求める測距装置に、
外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信ステップと、
前記同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生ステップと、
前記パルス信号発生ステップで発生したパルス信号の位相を変化させる位相変化ステップと、
前記位相変化ステップで位相を変化させたパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信ステップと、
前記送信ステップで送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信ステップと、
前記送信ステップで送信波を送信してから前記受信ステップで前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算ステップと、
を実行させることを特徴とする測距装置の制御用プログラム。 - 所定の送信波を用いて該送信波を反射する物体までの距離を求める測距装置に、
外部から送出される同期信号を受信する同期信号受信ステップと、
前記同期信号の位相を変化させる位相変化ステップと、
前記位相変化ステップで位相を変化させた同期信号に同期するパルス信号を発生するパルス信号発生ステップと、
前記パルス信号発生ステップで発生したパルス信号に基づく送信波を外部に送信する送信ステップと、
前記送信ステップで送信した送信波が物体に反射した反射波を受信する受信ステップと、
前記送信ステップで送信波を送信してから前記受信ステップで前記送信波の反射波を受信するまでの時間差を用いることにより、少なくとも前記送信波を反射した物体までの距離を算出する測距演算ステップと、
を実行させることを特徴とする測距装置の制御用プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005165695A JP2006337328A (ja) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | 測距装置、測距方法、および測距装置の制御用プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005165695A JP2006337328A (ja) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | 測距装置、測距方法、および測距装置の制御用プログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006337328A true JP2006337328A (ja) | 2006-12-14 |
Family
ID=37558001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005165695A Withdrawn JP2006337328A (ja) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | 測距装置、測距方法、および測距装置の制御用プログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006337328A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008152115A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Yamaha Corp | 鍵盤楽器 |
JP2012522972A (ja) * | 2009-04-06 | 2012-09-27 | コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 送信信号と受信信号とを分離しかつ妨害放射を抑制する装置を持つレーダシステム及び方法 |
CN105425233A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-23 | 上海酷哇机器人有限公司 | 用于移动设备的测距与跟随定位的装置及方法 |
JP2016191194A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | Toto株式会社 | 吐水装置及びトイレ装置 |
CN109709570A (zh) * | 2017-10-25 | 2019-05-03 | 奥特润株式会社 | Lidar信号处理装置及方法 |
-
2005
- 2005-06-06 JP JP2005165695A patent/JP2006337328A/ja not_active Withdrawn
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CN109709570A (zh) * | 2017-10-25 | 2019-05-03 | 奥特润株式会社 | Lidar信号处理装置及方法 |
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