JP2007064655A - Moving body measuring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体の位置等を測定する移動体測定システムに関する。 The present invention relates to a moving body measuring system that measures the position and the like of a moving body.
建造物内への不審者の侵入等を検出する装置として、従来から様々な技術がある。
例えば、マイクロ波等の電波を室内に照射し、反射してきた反射波と予め記憶手段に記憶した反射波の基本波形とを比較し、反射波のレベルの減衰により双方の波形間に差異が認められた場合に、侵入者が室内に潜んでいると判断する技術が提案されている。
For example, a microwave or other radio wave is irradiated into the room, the reflected wave reflected is compared with the basic waveform of the reflected wave stored in advance in the storage means, and there is a difference between the two waveforms due to the attenuation of the level of the reflected wave. A technique has been proposed for determining that an intruder is lurking in a room when an intruder is hidden.
しかしながら、上述した技術では、被測定物である移動体までの距離を測定する技術にすぎず、このため、被測定物の位置、移動方向を検知することができないという問題がある。
このため、電波の照射を走査させることで、その走査方向と距離との関係から被測定物の位置、移動方向を検知する技術も提案されているが、電波を走査するための特別な装置が必要となり、システムコストの上昇を招いてしまうという問題がある。
However, the above-described technique is merely a technique for measuring the distance to the moving object that is the object to be measured, and there is a problem that the position and moving direction of the object to be measured cannot be detected.
For this reason, a technique for detecting the position and moving direction of the object to be measured from the relationship between the scanning direction and the distance by scanning the irradiation of the radio wave has been proposed, but a special device for scanning the radio wave has been proposed. There is a problem that it becomes necessary and causes an increase in system cost.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成により、被測定物までの距離及び位置を容易に測定することが可能な移動体測定システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a moving body measurement system capable of easily measuring the distance and position to a measurement object with a simple configuration.
本発明に係る移動体測定システムでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明の移動体測定システムは、被測定物までの距離を電波によって測定する複数の距離センサと、前記複数の距離センサのそれぞれからの測定情報及び前記複数の距離センサ同士の配置情報に基づいて、前記被測定物の位置を求める演算部、を備えるようにした。
この発明によれば、複数の距離センサを設けることで、移動体である被測定物の距離のみならず、位置等も容易に求められる。
The moving body measurement system according to the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The mobile body measurement system of the present invention is based on a plurality of distance sensors that measure the distance to an object to be measured by radio waves, measurement information from each of the plurality of distance sensors, and arrangement information of the plurality of distance sensors. And an arithmetic unit for obtaining the position of the object to be measured.
According to the present invention, by providing a plurality of distance sensors, not only the distance of the object to be measured, which is a moving body, but also the position and the like can be easily obtained.
また、前記複数の距離センサとして、非直線上に配置された三つの距離センサを備えるものでは、複数の移動体(被測定物)が存在する場合であっても、これらの位置等を容易に求めることが可能となる。
また、前記被測定物の位置を記憶する記憶部を備えるものでは、移動体(被測定物)の位置等を記録することで、容易に移動体の移動軌跡を求めることが可能となる。
また、前記複数の距離センサは、前記被測定物の距離測定を交互に行うものでは、各距離センサの計測が干渉してしまう不都合を容易かつ確実に回避することができる。
また、前記距離センサは、前記被測定物の距離測定を行う際に、直前の測定情報に基づいて、測定範囲を切り替えるものでは、直線の測定により移動体の位置が求められているので、距離センサの測定範囲を移動体の存在する周辺に絞り込む(所定方向に指向を合わせる)ことで、確実な距離測定を実現することができる。
In addition, in the case where the plurality of distance sensors includes three distance sensors arranged on a non-straight line, even when there are a plurality of moving bodies (objects to be measured), their positions and the like can be easily obtained. It can be obtained.
In addition, with a storage unit that stores the position of the object to be measured, it is possible to easily obtain the movement locus of the moving object by recording the position of the moving object (object to be measured).
Further, when the plurality of distance sensors alternately measure the distance of the object to be measured, it is possible to easily and reliably avoid the disadvantage that the measurement of each distance sensor interferes.
Further, when the distance sensor switches the measurement range based on the immediately preceding measurement information when measuring the distance of the object to be measured, the position of the moving body is obtained by measuring a straight line. By narrowing the measurement range of the sensor to the periphery of the moving body (adjusting the directivity in a predetermined direction), reliable distance measurement can be realized.
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
本発明の移動体測定システムは、被測定物までの距離を電波によって測定する複数の距離センサと、前記複数の距離センサのそれぞれからの測定情報及び前記複数の距離センサ同士の配置情報に基づいて、前記被測定物の位置を求める演算部と、を備えるようにしたので、特別な装置等を用いることなく、複数の距離センサを設けるだけで、移動体である被測定物の位置等を容易に求めることが可能となる。
したがって、システムコストの上昇を最小限に抑えつつ、高性能な移動体測定システムを構築することが可能となる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
The mobile body measurement system of the present invention is based on a plurality of distance sensors that measure the distance to an object to be measured by radio waves, measurement information from each of the plurality of distance sensors, and arrangement information of the plurality of distance sensors. And a calculation unit for obtaining the position of the object to be measured, so that the position of the object to be measured, which is a moving body, can be easily achieved by providing a plurality of distance sensors without using a special device or the like. It becomes possible to ask for.
Therefore, it is possible to construct a high-performance mobile measurement system while minimizing an increase in system cost.
以下、本発明の移動体測定システムの実施形態について図を参照して説明する。
[第一実施形態]
図1は、移動体測定システムS1の概略構成を示す図である。図2は、距離センサ10の回路構成を示す図である。
移動体測定システムS1は、2つの距離センサ10(10a,10b)と、演算部21や記憶部22等を有する制御装置20と、を備える。
Hereinafter, an embodiment of a moving body measurement system of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the moving body measurement system S1. FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the
The moving body measurement system S1 includes two distance sensors 10 (10a, 10b) and a
距離センサ10は、図2に示すように、ミリ波レーダ方式の電波センサであって、アンテナ11、サーキュレータ12、カップラ13、発信器14、ミキサ15、増幅器16、A/D変換器17、DSP18等を備える。
そして、アンテナ11からミリ波を発信し、被測定物である移動体Zからの反射波を受信することで、移動体Zまでの距離を測定するものである。
ミリ波とは,一般に30GHz〜300GHz(波長10mm〜1mm)の周波数帯であり,波長が非常に短い電波である。例えば、76GHz帯電波を使用したレーダ方式がよく知られおり、霧の中や降雨、降雪時でも使用できるという特徴を有する。ミリ波レーダには、FM−CW(Frequency−Modulated Continuous Waves)、2周波CW,パルス,スペクトラム拡散方式等、様々な変調方式がある。特に、2周波CWレーダは、至近距離での検知が可能で、他のレーダとの干渉も起こしにくいという特徴を有する。
本実施形態においては、2周波CWレーダ方式を用い、また、ドップラーレーダを用いることで、移動体Zの速度も測定することが可能であるが、測定条件に応じて、他の方式のレーダを用いてもよい。
As shown in FIG. 2, the
Then, a millimeter wave is transmitted from the
A millimeter wave is a radio wave having a very short wavelength, generally in a frequency band of 30 GHz to 300 GHz (
In the present embodiment, it is possible to measure the speed of the moving object Z by using a two-frequency CW radar system and also using a Doppler radar. It may be used.
図1に示すように、移動体測定システムS1は、2つの距離センサ10a,10bを備え、それぞれの距離センサ10a,10bから移動体Zまでの距離L1,L2が測定される。また、距離センサ10a,10bの距離L0は既知の情報である。したがって、制御装置20の演算部21は、これらの距離L0,L1,L2の情報に基づいて、移動体Zの位置(図1における測定領域の平面位置)を求めることができる。
As shown in FIG. 1, the moving body measurement system S1 includes two
ところで、距離センサ10a,10bからのミリ波の発信及び受信が同時に行われると、距離センサ10a,10b同士の干渉が発生してしまい、誤測定を引き起こす虞がある。そこで、距離センサ10a,10bの距離測定を時分割方式に行う。すなわち、距離センサ10a,10bによる移動体Zの距離計測を短時間毎に交互に切り替えて行うことで、距離センサ10a,10b同士の干渉を容易かつ確実に回避することが可能となる。
By the way, if transmission and reception of millimeter waves from the
そして、制御装置20の記憶部22には、演算部21において求めた移動体Zの位置情報が時時刻刻と記憶される。したがって、記憶部22に記憶された情報から、移動体Zの移動軌跡を求めることが可能となる。
Then, in the
このように、移動体測定システムS1が2つの距離センサ10a,10bを備えることで、移動体Zの位置を容易かつ確実に測定することが可能となる。特に、距離センサ10からのミリ波の発信方向をスキャンさせる等の方法を用いなくとも、移動体Zの位置を測定することが可能となり、システムコストの低減を図ることができる。
Thus, since the moving body measurement system S1 includes the two
なお、距離センサ10a,10bには、ミリ波の発信方向を所定方向に指向させる機能、すなわち、測定範囲を切り替える機能を具備させることで、移動体Zまでの距離測定の精度を向上させることも可能である。
つまり、測定当初は、距離センサ10a,10bの測定範囲を限定することなく、広範囲に向けてミリ波を発信する。そして、移動体Zが検出された後には、記憶部22に記憶された移動体Zの直前の位置情報に基づいて、距離センサ10a,10bの測定範囲(ミリ波の発信方向)を移動体Zが存在する方向に限定する。そして更に、移動体Zの移動に伴って、距離センサ10a,10bからのミリ波の発信方向を移動体Zに追従させる。これにより、他の領域からの反射波の影響を受けることがなくなるので、移動体Zまでの距離や移動速度を高精度に測定することができる。したがって、移動体Zの位置や移動軌跡も高精度に測定することが可能となる。
The
That is, at the beginning of measurement, the millimeter waves are transmitted over a wide range without limiting the measurement ranges of the
[第二実施形態]
次に、本発明の移動体測定システムの第二実施形態について図を参照して説明する。
図3は、移動体測定システムS2の概略構成を示す図である。なお、移動体測定システムS1と同一の構成要素等については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the moving body measurement system of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the moving body measurement system S2. In addition, about the component etc. which are the same as the mobile body measurement system S1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
移動体測定システムS2は、3つの距離センサ10(10a,10b、10c)と、制御装置20(不図示)とを備える。
移動体測定システムS2は、3つの距離センサ10a,10b、10cを備えているので、複数の移動体Z1、Z2、Z3の位置を測定することが可能である。
The moving body measurement system S2 includes three distance sensors 10 (10a, 10b, 10c) and a control device 20 (not shown).
Since the moving body measurement system S2 includes the three
ここで、図4を用いて、複数の移動体Z1、Z2、Z3の位置を測定する際に、3つの距離センサ10a,10b、10cを用いる理由について説明する。
まず、2つの距離センサ10a,10bを用いて複数の移動体Z1,Z2の位置を測定しようとする場合には、各距離センサ10a,10bから移動体Z1及びZ2までの距離La1,La2,Lb1,Lb2を求める。そして、これらの距離情報と、距離センサ10a,10b同士の距離L0との関係から、移動体Z1,Z2の位置を求める。
しかし、距離La1,La2,Lb1,Lb2を測定したとしても、移動体Z1,Z2の位置を確定することはできない。移動体Z1,Z2が存在する可能性のある場所が複数存在するからである
Here, the reason why the three
First, when the positions of a plurality of moving bodies Z1, Z2 are to be measured using the two
However, even if the distances La1, La2, Lb1, and Lb2 are measured, the positions of the moving bodies Z1 and Z2 cannot be determined. This is because there are a plurality of places where the mobile bodies Z1 and Z2 may exist.
それは、距離センサ10a,10bは、それぞれアンテナ11からミリ波を発信し、移動体Z1,Z2からの反射波を受信することで、移動体Z1,Z2までの距離を測定しているので、移動体Z1,Z2からの反射波は、区別することができないことに起因する。
つまり、距離センサ10aは、距離La1,La2の地点に被測定物が存在することは認識できるが、その被測定物が移動体Z1なのか移動体Z2なのかを認識することはできない。距離センサ10bも同様に、距離Lb1,Lb2の地点に存在する被測定物が移動体Z1なのか移動体Z2なのかを認識することはできない。このため、移動体Z1,Z2が存在する場所を確定できない。
The
That is, the
具体的には、図4に示すように、移動体Z1の位置を求める場合には、距離センサ10aを中心とする半径La1の円Ca1と、距離センサ10bを中心とする半径Lb1の円Cb1との交点Aを移動体Z1の位置と認定する必要がある。
同様に、移動体Z2の位置を求める場合には、距離センサ10aを中心とする半径La2の円Ca2と、距離センサ10bを中心とする半径LB2の円Cb2との交点Bを移動体Z2の位置と認定する必要がある。
Specifically, as shown in FIG. 4, when determining the position of the moving body Z1, a circle Ca1 having a radius La1 centered on the
Similarly, when the position of the moving body Z2 is obtained, an intersection B between a circle Ca2 having a radius La2 centered on the
しかし、距離センサ10a,10bは、単に距離La1,La2,Lb1,Lb2の地点に被測定物が存在することしか認識できない。このため、図4に示すように、円Ca1と円Cb2との交点Cや、円Ca2と円Cb1との交点Dにも被測定物が存在する可能性を否定できない。すなわち、移動体Z1,Z2が交点A〜Dのいずれに存在するのかを確定することができない。
However, the
このように、2つの距離センサ10a,10bを用いた場合には、複数の移動体Z1,Z2の位置を測定することはできない。
そこで、図3に示すように、3つの距離センサ10a,10b、10cを備えることで、上述したような不都合を回避でき、同時に複数の移動体Z1、Z2、Z3の位置を測定することが可能となる。なお、3つの距離センサ10a,10b、10cの位置関係は、既知であるものとする。
すなわち、被測定物の位置を求める場合に、3つの距離センサ10a,10b、10cを中心とする3つ円の交点を求めることで、確実に物体の位置を認識できる。
したがって、被測定物である移動体が複数存在する場合であっても、これらの位置を確実に求めることができる。
Thus, when the two
Therefore, as shown in FIG. 3, by providing the three
That is, when obtaining the position of the object to be measured, the position of the object can be reliably recognized by obtaining the intersection of three circles centered on the three
Therefore, even when there are a plurality of moving bodies that are measured objects, these positions can be obtained reliably.
なお、複数の移動体Z1、Z2、Z3の位置を高精度に測定するためには、距離センサ10a,10b,10cが同一直線上に位置するような配置は避けるべきである。図3に示すように、被測定物である測定移動体Z1〜Z3が、3つの距離センサ10a,10b,10cで囲まれた領域内に存在するように、距離センサ10a,10b,10cを配置することで、測定移動体Z1〜Z3の位置測定等を良好に行うことが可能となる。
In order to measure the positions of the plurality of moving bodies Z1, Z2, and Z3 with high accuracy, an arrangement in which the
また、移動体測定システムS2においても、距離センサ10a,10b,10cによる距離測定を時分割方式にて行うことで、距離センサ10a,10b,10c同士の干渉を回避することが好ましい。
また、移動体測定システムS2は、制御装置20の記憶部22に記憶された移動体Z1〜Z3の位置情報から、移動体Z1〜Z3の移動軌跡を求めることも可能である。
Also in the moving body measurement system S2, it is preferable to avoid interference between the
In addition, the moving body measurement system S2 can also obtain the movement locus of the moving bodies Z1 to Z3 from the position information of the moving bodies Z1 to Z3 stored in the
また、距離センサ10a,10b,10cにミリ波の発信方向を所定方向に指向させる機能を具備させてもよい。移動体までの距離測定の精度を向上させることが可能となるからである。特に、被測定物が複数存在する場合に、そのうちの特定の被測定物に向けて各距離センサ10a,10b,10cからミリ波を発信することで、その被測定物の位置や軌跡等を高精度に測定することが可能となる。
Further, the
このように、移動体測定システムS2が3つの距離センサ10a,10b,10cを備えることで、複数の移動体Z1〜Z3の位置を容易かつ確実に測定することが可能となる。特に、距離センサ10からのミリ波の発信方向をスキャンさせる等の方法を用いなくとも、移動体Zの位置を測定することが可能となり、システムコストの低減を図ることができる。
As described above, since the moving body measurement system S2 includes the three
上述した移動体測定システムS1,S2の用途としては、建造物内の侵入者の検知システム(防犯システム)や、港湾における船舶監視システム等があるが、これに限られるものではなく、移動体の位置を計測するものであればよい。
また、移動体測定システムS1,S2に対して、被測定物の位置が変化する場合に限らず、被測定物に対して移動体測定システムS1,S2の位置が変化する場合、或いは被測定物と移動体測定システムS1,S2とが共に移動する場合であってもよい。このような場合には、移動体測定システムS1,S2に対する被測定物の相対的な位置が求められる。
Applications of the mobile body measurement systems S1 and S2 described above include an intruder detection system (security system) in a building, a ship monitoring system in a harbor, etc., but are not limited to this. Any device that measures the position may be used.
Further, not only when the position of the object to be measured changes with respect to the moving object measuring systems S1 and S2, but also when the position of the moving object measuring systems S1, S2 changes with respect to the object to be measured, And the moving body measurement systems S1 and S2 may move together. In such a case, the relative position of the object to be measured with respect to the moving body measurement systems S1 and S2 is obtained.
S1,S2…移動体測定システム
Z、Z1〜Z3…移動体(被測定物)
10(10a〜10c)…距離センサ
20…制御装置
21…演算部
22…記憶部
S1, S2 ... Moving body measurement system Z, Z1-Z3 ... Moving body (object to be measured)
10 (10a to 10c):
Claims (5)
前記複数の距離センサのそれぞれからの測定情報及び前記複数の距離センサ同士の配置情報に基づいて、前記被測定物の位置を求める演算部、
を備えることを特徴とする移動体測定システム。 A plurality of distance sensors that measure the distance to the object to be measured by radio waves;
A calculation unit for determining the position of the object to be measured based on measurement information from each of the plurality of distance sensors and arrangement information of the plurality of distance sensors.
A moving body measuring system comprising:
5. The distance sensor according to claim 1, wherein the distance sensor switches a measurement range based on the immediately preceding measurement information when measuring the distance of the object to be measured. 6. Mobile measurement system.
Priority Applications (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008111246A1 (en) | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fiber structure and particulate-filter-type exhaust gas clean-up catalyst |
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2005
- 2005-08-29 JP JP2005247504A patent/JP2007064655A/en active Pending
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