JP2009210372A - Distance measuring device - Google Patents

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JP2009210372A JP2008052919A JP2008052919A JP2009210372A JP 2009210372 A JP2009210372 A JP 2009210372A JP 2008052919 A JP2008052919 A JP 2008052919A JP 2008052919 A JP2008052919 A JP 2008052919A JP 2009210372 A JP2009210372 A JP 2009210372A
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Mitsunori Kono
実則 河野
Kiminori Kono
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To receive the high frequency signal transmitted from a single transmitter by a single receiver and precisely measure the relative distance between both. <P>SOLUTION: High frequency signals, light signals or ultrasonic signals modulated and/or spectrum-spread by a plurality of measuring signals, which have at least different frequencies, transmitted from a single transmitter are received by a single receiver to be modulated and/or reverse-spread. While the synchronism between a measurement signal having the lowest frequency and a synchronizing oscillator 33 is established and kept, the relative distance between both is precisely measured by detecting a part or whole of the phase and/or frequency of the plurality of the measurement signals with a phase-frequency detector 34 using a clock signal outputted from the synchronizing oscillator 33. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、単一の送信機から少なくとも周波数が異なる複数の測定信号によって変調されかつ/またはスペクトル拡散された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を単一の受信機で受信することによって、両者間の相対距離を高い精度で測定するためのものである。
The present invention provides an ultrasonic signal, a high-frequency signal, or an optical signal modulated and / or spread spectrum by at least a plurality of measurement signals having different frequencies from a single transmitter. It is for measuring the relative distance between them with high accuracy.

従来から、複数の異なる周波数の無線信号を用いて距離を測定するシステムが提案されている。(例えば、特許文献1、2参照)
米国特許第4087816号公報 特開2001−051044号
Conventionally, a system for measuring a distance by using a plurality of radio signals having different frequencies has been proposed. (For example, see Patent Documents 1 and 2)
U.S. Pat. No. 4,087,816 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-051044

図4は、特許文献1に記載されている従来の「VLF帯無線位置検知装置」の実施例である。図4において、「米国海軍VLF通信局」から発信されるVLF信号(20msec周期でf0とf0+50Hzの間でFSKされる電波)をアンテナ10で受信し増幅器11で増幅し、VCXO22に同期したシンセサイザ23の信号とミキサ16でミキシングして中間周波信号を生成し、中間周波増幅器12で増幅しリミッタ18でリミットした後、前記VCXO22の信号を分周器24でP分の1に分周したものと位相比較器20で比較し、その結果をループフイルタ21に入力し、ループフイルタ21の出力でVCXO22の発振周波数を制御している。   FIG. 4 shows an example of a conventional “VLF band wireless position detection device” described in Patent Document 1. In FIG. 4, a synthesizer 23 that receives a VLF signal (a radio wave FSK between f0 and f0 + 50 Hz in a period of 20 msec) transmitted from the “US Navy VLF communication station”, amplified by an amplifier 11 and synchronized with a VCXO 22. And the mixer 16 are mixed to generate an intermediate frequency signal, amplified by the intermediate frequency amplifier 12 and limited by the limiter 18, and then the VCXO 22 signal is divided by P by the divider 24. The phase comparator 20 makes a comparison, and the result is input to the loop filter 21, and the oscillation frequency of the VCXO 22 is controlled by the output of the loop filter 21.

一方、リミッタ18の出力は遅延時間測定器25で分周器24の出力を分周器27で20分周したタイミングで分周器24の出力と比較する。検出した遅延時間から前記通信局までの距離を測定することができる。
図11に示す従来の技術では、VLF信号の周波数が(f0とf0+50Hz)の間で変化するタイミングを受信側で正確に検出することが難しく誤差を生じるため、長距離で概略の測定は可能であるが、そのままでは300m以内の比較的に近い距離を高精度で測定するのが難しい問題点があった。
On the other hand, the output of the limiter 18 is compared with the output of the frequency divider 24 at the timing when the output of the frequency divider 24 is divided by 20 by the frequency divider 27 by the delay time measuring device 25. The distance from the detected delay time to the communication station can be measured.
In the conventional technique shown in FIG. 11, since it is difficult to accurately detect the timing at which the frequency of the VLF signal changes between (f0 and f0 + 50 Hz) on the receiving side, an approximate measurement is possible over a long distance. However, there is a problem that it is difficult to measure a relatively close distance within 300 m with high accuracy.

特許文献2に記載されている従来の「距離計測装置」では、距離測定対象に取り付けられる送信装置1aは、発振器2からの搬送波信号を分周して、ミキサ4で搬送波信号と混合し、AMの送信信号を作って送信しており、この送信信号には周波数fの搬送波信号と周波数f±Δfの2つの信号が含まれる。
受信装置1bは、バンドパスフィルタ8、9、10で受信信号から周波数がf−Δf、f、f+Δfの3つの信号を分離して検出し、周波数がf−Δfの信号を基準として、ミキサ14、15で周波数fと周波数f+Δfの信号とのビート信号を得る。
距離演算器16は、2つのビート信号の位相を検出するとともに、その位相差に基づいて距離測定対象との距離を演算するとされている。
しかしながら、前記搬送波信号の周波数と変調信号の周波数との比が大きくなると両者を直交させあるいは両者の同期を取ることが難しくなり、あるいは前記2つのビート信号の位相を検出するタイミングは任意のタイミングではなく、両者の直交点を基準として厳密に管理しなければ高精度の距離測定ができないなどの問題点があった。
In the conventional “distance measuring device” described in Patent Document 2, the transmission device 1a attached to the distance measurement object divides the carrier wave signal from the oscillator 2, mixes it with the carrier wave signal by the mixer 4, and AM This transmission signal includes a carrier signal having a frequency f and two signals having a frequency f ± Δf.
The receiving apparatus 1b separates and detects three signals having frequencies of f−Δf, f, and f + Δf from the received signal by the bandpass filters 8, 9, and 10, and uses the signal having the frequency of f−Δf as a reference to the mixer 14 15, a beat signal of frequency f and a signal of frequency f + Δf is obtained.
The distance calculator 16 detects the phases of the two beat signals and calculates the distance to the distance measurement object based on the phase difference.
However, if the ratio between the frequency of the carrier signal and the frequency of the modulation signal increases, it becomes difficult to make the two orthogonal or synchronize the two, or the timing for detecting the phase of the two beat signals is arbitrary timing. In addition, there is a problem that high-precision distance measurement cannot be performed unless the two orthogonal points are managed strictly.

この発明は、単一の送信機から発信される同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の測定信号により変調されかつ/またはスペクトル拡散された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を単一の受信機で受信することによって相対距離を測定するシステムにおいて、前記受信機に設けられた同期発振器と前記複数の測定信号の内最も周波数が低い測定信号との同期を確立して保持し、前記同期発振器から出力されるクロック信号を用いて前記複数の測定信号の一部あるいは全部の位相および/あるいは周波数を検出することによって、両者間の相対距離を高い精度で測定できる距離測定装置を安価に実現するためのものである。
The present invention provides a single reception of an ultrasonic signal, a high-frequency signal or an optical signal which is modulated and / or spread spectrum by a plurality of measurement signals which are synchronized or orthogonal and which are at least different in frequency and transmitted from a single transmitter. In a system for measuring a relative distance by receiving by a machine, the synchronization oscillator provided in the receiver and the measurement signal having the lowest frequency among the plurality of measurement signals are established and held, and the synchronous oscillator By detecting the phase and / or frequency of some or all of the plurality of measurement signals using the clock signal output from the signal, a distance measuring device that can measure the relative distance between the two with high accuracy is realized at low cost. Is for.

この発明に係わる距離測定装置は、単一の送信機から発信される同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の測定信号によって変調されかつ/またはスペクトル拡散された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を受信するための受信機と、前記受信機の出力信号から前記複数の測定信号を復調しかつ/または逆拡散するための復調器と、前記復調しかつ/または逆拡散した複数の測定信号の内最も周波数が低い測定信号との同期を確立して保持するための同期発振器と、前記同期発振器から出力されるクロック信号を用いて前記複数の測定信号の一部あるいは全部の位相および/あるいは周波数を検出するため位相・周波数検出器とから構成されている。   The distance measuring apparatus according to the present invention is an ultrasonic signal, a high-frequency signal, or an optical signal that is modulated and / or spectrum-spread by a plurality of measurement signals that are synchronized or orthogonally transmitted from a single transmitter and have at least different frequencies. A receiver for receiving a signal, a demodulator for demodulating and / or despreading the plurality of measurement signals from an output signal of the receiver, and a plurality of the demodulated and / or despread measurement signals A synchronous oscillator for establishing and maintaining synchronization with a measurement signal having the lowest frequency, and a phase and / or a frequency of a part or all of the plurality of measurement signals using a clock signal output from the synchronous oscillator It is composed of a phase / frequency detector.

前記復調器には同期検波器あるいは遅延検波器が用いられ、前記同期発振器は少なくともデジタル位相比較器と、チャージポンプ回路と、積分回路あるいはフエイズラグフイルタと、前記積分回路あるいはフエイズラグフイルタからの出力をデジタル信号に変換するためのアナログ・デジタル変換器と、前記アナログ・デジタル変換器のデータ出力によって位相および/あるいは周波数が制御される数値制御発振器と、同期確立・保持手段とから構成されている。
前記位相・周波数検出器は、前記複数の測定信号の一部あるいは全部の周波数および/あるいは位相を検出するために、前記同期発振器から出力されるクロック信号を用いて前記複数の測定信号を別に設けたアナログ・デジタル変換器によりデジタル信号に変換し、Sinのルックアップテーブルとして0、1、0、−1を単位とし、Cosinのルックアップテーブルとして1、0、−1、0を単位とし、前記デジタル信号との積和演算を行っている。
As the demodulator, a synchronous detector or a delay detector is used, and the synchronous oscillator includes at least a digital phase comparator, a charge pump circuit, an integration circuit or a phase lag filter, and the integration circuit or the phase lag filter. An analog-to-digital converter for converting the output of the signal into a digital signal, a numerically controlled oscillator whose phase and / or frequency is controlled by the data output of the analog-to-digital converter, and synchronization establishment / holding means ing.
The phase / frequency detector separately provides the plurality of measurement signals using a clock signal output from the synchronous oscillator in order to detect a part or all of the frequency and / or phase of the plurality of measurement signals. The analog signal is converted into a digital signal by an analog-digital converter, and 0, 1, 0, -1 is used as the Sin lookup table, and 1, 0, -1, 0 is used as the Cosin lookup table. Performs product-sum operations with digital signals.

前記同期発振器の同期確立・保持手段によって、基準となる最も低い周波数の測定信号と前記同期発振器とを同期状態とし、当該同期状態を保持し、少なくとも周波数が異なる測定信号の一部あるいは全部の周波数および/あるいは位相を検出し、前記検出結果から前記送信機と受信機との間の相対距離を高精度で測定するものである。
The measurement signal having the lowest frequency serving as a reference is synchronized with the synchronization oscillator by the synchronization establishment / holding means of the synchronization oscillator, the synchronization state is maintained, and at least some or all frequencies of measurement signals having different frequencies And / or a phase is detected and the relative distance between the said transmitter and a receiver is measured with high precision from the said detection result.

本発明の距離測定装置では、単一の送信機から発信された同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の測定信号によって変調されかつ/またはスペクトル拡散された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を単一の受信機によって受信し、しかも前記送信機から前記受信機の方向に単方向の発信を行なうことによって、両者間の相対距離を高い精度で測定し、しかも安価に実現できるなどの利点がある。
In the distance measuring device of the present invention, an ultrasonic signal, a high-frequency signal, or an optical signal that is modulated and / or spectrum-spread by a plurality of measurement signals that are synchronized or orthogonally transmitted from a single transmitter and are at least different in frequency is used. By receiving a single receiver and transmitting in one direction from the transmitter to the receiver, the relative distance between the two can be measured with high accuracy and can be realized at low cost. is there.

この発明に係わる距離測定装置は、図1および請求項1に本発明の第1の形態を示すように、受信機のリミッター18の出力を復調しかつ/または逆拡散するための復調器32と、同期発振器33と、位相・周波数検出器34から構成され、復調器32により復調しかつ/または逆拡散された複数の測定信号の内最も周波数が低い測定信号と同期発振器33との同期を確立して保持し、前記同期発振器33から出力されるクロック信号を用い、位相・周波数検出器34によって前記測定信号の位相および/あるいは周波数を測定する。   The distance measuring apparatus according to the present invention comprises a demodulator 32 for demodulating and / or despreading the output of the limiter 18 of the receiver, as shown in FIG. 1 and claim 1 of the first embodiment of the present invention. The synchronization oscillator 33 and the phase / frequency detector 34, and the synchronization signal 33 is synchronized with the measurement signal having the lowest frequency among the plurality of measurement signals demodulated and / or despread by the demodulator 32. The phase / frequency detector 34 measures the phase and / or frequency of the measurement signal using the clock signal output from the synchronous oscillator 33.

図2および請求項2あるいは請求項3に本発明の第2の形態を示すように、同期発振器33は、位相比較器103、フエイズラグフイルタ104、数値制御発振器105、分周期106、および同期保持手段102から構成される。
前記復調器32には同期検波器あるいは遅延検波器が用いられ、前記復調器32により復調しかつ/または逆拡散された測定信号の内周波数が低い0.5MHzの信号を同期確立信号として前記同期発振器33に入力し、周波数が高い2MHzの信号は距離測定信号として帯域通過フイルタ101を介して位相・周波数検出器34に接続されている。
As shown in FIG. 2 and claim 2 or claim 3, the synchronous oscillator 33 includes a phase comparator 103, a phase lag filter 104, a numerically controlled oscillator 105, a division period 106, and synchronization. The holding means 102 is configured.
As the demodulator 32, a synchronous detector or a delay detector is used, and a 0.5 MHz signal having a low internal frequency of the measurement signal demodulated and / or despread by the demodulator 32 is used as the synchronization establishment signal. A 2 MHz signal having a high frequency input to the oscillator 33 is connected to the phase / frequency detector 34 via the band pass filter 101 as a distance measurement signal.

(実施の形態1)
図1は本発明の第1の形態による距離測定装置の構成図である。図1において、10はアンテナ、11は高周波増幅器、16はミキサ、17は中間周波増幅器、18はリミッター、23はシンセサイザ、31は基準発振器、32は復調器、33は同期発振器、34は位相・周波数検出器、35は接続端子である。
アンテナ10で受信された高周波信号は、高周波増幅器11によって増幅され、基準発振器31に同期したシンセサイザ23の出力信号とミキサ16によって中間周波信号に変換され、中間周波増幅器17によって増幅され、リミッタ18によって振幅が抑圧されて復調器32に入力されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 10 is an antenna, 11 is a high frequency amplifier, 16 is a mixer, 17 is an intermediate frequency amplifier, 18 is a limiter, 23 is a synthesizer, 31 is a reference oscillator, 32 is a demodulator, 33 is a synchronous oscillator, 34 is a phase oscillator A frequency detector 35 is a connection terminal.
The high frequency signal received by the antenna 10 is amplified by the high frequency amplifier 11, converted into an intermediate frequency signal by the output signal of the synthesizer 23 synchronized with the reference oscillator 31 and the mixer 16, amplified by the intermediate frequency amplifier 17, and then by the limiter 18. The amplitude is suppressed and input to the demodulator 32.

復調器32には同期検波器あるいは遅延検波器のいずれかが用いられ、受信した高周波信号から複数の測定信号を復調しかつ/または逆拡散して同期発振器33あるいは位相・周波数検出器34のいずれかに入力される。
まず、複数の測定信号の内周波数が低い同期確立信号(0.5MHz)を復調しかつ/または逆拡散すると同期発振器33に入力し、同期発振器33が前記同期確立信号との同期を確立し同期を保持する。
次に、複数の測定信号の内周波数が高い距離測定信号(2MHz)を復調しかつ/または逆拡散すると位相・周波数検出器34に入力し、前記同期発振器33から出力されるクロック信号(8MHz)を基準として位相および/あるいは周波数が検出され、位相・周波数検出器34のデータ出力が接続端子35から外部に出力される。
Either a synchronous detector or a delay detector is used as the demodulator 32, and a plurality of measurement signals are demodulated and / or despread from the received high-frequency signal, and either the synchronous oscillator 33 or the phase / frequency detector 34 is used. Is input.
First, when a synchronization establishment signal (0.5 MHz) having a low internal frequency among a plurality of measurement signals is demodulated and / or despread, it is input to the synchronization oscillator 33, and the synchronization oscillator 33 establishes synchronization with the synchronization establishment signal and synchronizes. Hold.
Next, when a distance measurement signal (2 MHz) having a high internal frequency among a plurality of measurement signals is demodulated and / or despread, the signal is input to the phase / frequency detector 34 and output from the synchronous oscillator 33 (8 MHz). As a reference, the phase and / or frequency is detected, and the data output of the phase / frequency detector 34 is output from the connection terminal 35 to the outside.

前記接続端子35から出力されるデータはRS232Cなどのインターフエイスを介して外部のPDAなどに転送され、前記PDAによって相対距離が演算され、演算結果が表示される。
同期確立信号が0.5MHzであり、距離測定信号が2MHzの場合、周波数の差が1.5MHzであるため、距離が200mの時に位相差が360°となるので、位相差を検出することによって相対距離が高精度で測定できる。
前記位相差の測定精度が±0.5°程度が容易に実現できるので、相対距離の測定誤差は±30cm程度以下となる。
Data output from the connection terminal 35 is transferred to an external PDA or the like via an interface such as RS232C, the relative distance is calculated by the PDA, and the calculation result is displayed.
When the synchronization establishment signal is 0.5 MHz and the distance measurement signal is 2 MHz, the difference in frequency is 1.5 MHz. Therefore, the phase difference is 360 ° when the distance is 200 m. Relative distance can be measured with high accuracy.
Since the measurement accuracy of the phase difference can be easily realized about ± 0.5 °, the measurement error of the relative distance is about ± 30 cm or less.

(実施の形態2)
図2は本発明の第2の形態による距離測定装置の構成図である。図2において、18はリミッター、32は復調器、33は同期発振器、34は位相・周波数検出器、35は接続端子、101は帯域通過フイルタ、102は同期保持手段、103は位相比較器、104は積分回路あるいはフエイズラグフイルタ、105は数値制御発振器、106は分周期、111〜114は接続端子である。
復調器32には同期検波器あるいは遅延検波器のいずれかが用いられるが、同期検波器の方が復調信号のSN比が良好であるが回路が複雑であり、移動通信では通常遅延検波が用いられている。
前記復調器32により復調しかつ/または逆拡散された前記複数の測定信号の内、周波数が低い同期確立信号(0.5MHz)は接続端子111を介して同期保持手段102に入力され、同期保持手段102の出力は位相比較器103の片方の入力端子に入力される。
一方、数値制御発振器105の出力は分周期106によって16分周されて同期保持手段102を介して位相比較器103のもう一方の入力端子に入力される。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a block diagram of a distance measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 18 is a limiter, 32 is a demodulator, 33 is a synchronous oscillator, 34 is a phase / frequency detector, 35 is a connection terminal, 101 is a band-pass filter, 102 is synchronization holding means, 103 is a phase comparator, 104 Is an integrating circuit or phase lag filter, 105 is a numerically controlled oscillator, 106 is a fractional period, and 111 to 114 are connection terminals.
As the demodulator 32, either a synchronous detector or a delay detector is used. The synchronous detector has a better signal-to-noise ratio of the demodulated signal, but the circuit is more complicated. It has been.
Of the plurality of measurement signals demodulated and / or despread by the demodulator 32, a synchronization establishment signal (0.5 MHz) having a low frequency is input to the synchronization holding means 102 via the connection terminal 111 and held in synchronization. The output of the means 102 is input to one input terminal of the phase comparator 103.
On the other hand, the output of the numerically controlled oscillator 105 is frequency-divided by 16 by the dividing period 106 and input to the other input terminal of the phase comparator 103 via the synchronization holding means 102.

位相比較器103の出力信号はチャージポンプ回路を介して積分回路あるいはフエイズラグフイルタ104に接続されて積分され直流電圧となり、アナログ・デジタルコンバータによってデジタル信号に変換されて数値制御発振器105に入力され、前記数値制御発振器105の位相および/あるいは周波数を制御する。
最初、位相比較器103に入力される信号と分周期106の信号出力との間に周波数差および/あるいは位相差が生じており、前記周波数差および/あるいは位相差に応じたパルス信号が前記チャージポンプ回路から出力され、積分回路あるいはフエイズラグフイルタ104によって積分されて直流電圧に変換される。
The output signal of the phase comparator 103 is connected to an integrating circuit or a phase lag filter 104 via a charge pump circuit and integrated into a DC voltage, converted into a digital signal by an analog / digital converter, and input to the numerically controlled oscillator 105. The phase and / or frequency of the numerically controlled oscillator 105 is controlled.
First, there is a frequency difference and / or phase difference between the signal input to the phase comparator 103 and the signal output of the division period 106, and a pulse signal corresponding to the frequency difference and / or phase difference is transferred to the charge. It is output from the pump circuit, integrated by the integrating circuit or the phase lag filter 104, and converted into a DC voltage.

一方、数値制御発振器105から出力されるクロック信号を分周期106によって16分周した時の周波数が前記同期確立信号の周波数より高いときには、前記直流電圧は数値制御発振器105の周波数を下げる方向に変化し、逆に前記周波数が低い時には逆の方向に変化する。
同期が確立すると、接続端子113から同期確立信号が出力されるので、接続端子112に同期保持信号を入力することで同期が保持される。
同期が保持された状態で復調器32によって周波数が2MHzの距離測定信号が復調しかつ/または逆拡散されると、帯域通過フイルタ101を介して位相・周波数検出器34に入力され、前記数値制御発振器105から出力されるクロック信号を用いて前記距離測定信号の位相および/あるいは周波数が検出され、接続端子35を介してデータ信号として外部に出力される。
On the other hand, when the frequency when the clock signal output from the numerically controlled oscillator 105 is divided by 16 by the dividing period 106 is higher than the frequency of the synchronization establishment signal, the DC voltage changes in a direction to decrease the frequency of the numerically controlled oscillator 105. On the contrary, when the frequency is low, it changes in the opposite direction.
When synchronization is established, a synchronization establishment signal is output from the connection terminal 113, so that synchronization is maintained by inputting a synchronization hold signal to the connection terminal 112.
When the distance measurement signal having a frequency of 2 MHz is demodulated and / or despread by the demodulator 32 in a state where synchronization is maintained, the signal is input to the phase / frequency detector 34 via the band-pass filter 101, and the numerical control is performed. The phase and / or frequency of the distance measurement signal is detected using the clock signal output from the oscillator 105 and output to the outside as a data signal via the connection terminal 35.

位相・周波数検出器34は、例えば、アナログ・デジタル変換器と積和演算器から構成され、前記同期発振器33から出力される2MHzの距離測定信号に対しては周波数が4倍の8MHzのクロック信号を用い、前記アナログ・デジタル変換器によりデジタル信号に変換し、Sinのルックアップテーブルとして0、1、0、−1を単位とし、Cosinのルックアップテーブルとして1、0、−1、0を単位とし、前記アナログ・デジタル変換器によって変換されたデジタル信号との積和演算を行うことによって、前記距離測定信号の周波数および/あるいは位相を検出する。
前記アナログ・デジタル変換器には、通常、8ビットから10ビットの規模のものが用いられる。
The phase / frequency detector 34 includes, for example, an analog / digital converter and a product-sum calculator, and an 8-MHz clock signal having a frequency four times as high as the 2-MHz distance measurement signal output from the synchronous oscillator 33. Is converted into a digital signal by the analog / digital converter, and 0, 1, 0, -1 is used as the Sin lookup table, and 1, 0, -1, 0 is used as the Cosin lookup table. The frequency and / or phase of the distance measurement signal is detected by performing a product-sum operation with the digital signal converted by the analog / digital converter.
The analog-to-digital converter usually has a scale of 8 bits to 10 bits.

前記送信機(記載せず)から発信される少なくとも周波数が異なり直交する2つの測定信号をASin(2πf1t)、ASin(2πf2t)とすると、前記復調器32により復調しかつ/または逆拡散される測定信号は、BSin{2πf1(t+t0)+(2πD/λ1)+Φ}、BSin{2πf2(t+t0)+(2πD/λ2)+Φ}で表される。
ここで、t0=前記送信機から発信される時間と前記復調器32によって復調しかつ/または逆拡散される時間との間の時間差とする。
前記2つの測定信号を比較すると、前記時間差t0が生じない時、すなわち相対距離がD=0のとき、2πf1t=2πf2t=0°となるよう前記2つの測定信号が直交する時間を基準点として位相差を測定すると、位相差ΔΦ=0が測定できることになる。
Assuming that two measurement signals transmitted from the transmitter (not shown) having different frequencies and orthogonal to each other are ASin (2πf1t) and ASin (2πf2t), the measurement is demodulated and / or despread by the demodulator 32. The signal is represented by BSin {2πf1 (t + t0) + (2πD / λ1) + Φ}, BSin {2πf2 (t + t0) + (2πD / λ2) + Φ}.
Here, t0 = the time difference between the time transmitted from the transmitter and the time demodulated and / or despread by the demodulator 32.
When the two measurement signals are compared, when the time difference t0 does not occur, that is, when the relative distance is D = 0, the time at which the two measurement signals are orthogonal to each other is set so that 2πf1t = 2πf2t = 0 °. When the phase difference is measured, the phase difference ΔΦ = 0 can be measured.

しかし、相対距離がD>0となると前記時間差t0が生じるので、2πf1(t+t0)=2πf2(t+t0)=0°が成立するように制御できれば、位相差ΔΦ=(2πD/λ1)−2πD/λ2)が検出できるが、このような制御は非常に難しい。
そこで、前記同期発振器33に同期確立・保持手段を設け前記2つの測定信号の内周波数の低い測定信号と同期させると、前記周波数の低い測定信号と前記同期発振器33との間で{2πf1(t+t0)+(2πD/λ1)+Φ}=0となる直交点で同期が確立できるので、前記同期発振器33から出力されるクロック信号で前記距離測定信号の位相を測定すると、位相差ΔΦ=(2πD/λ1)−(2πD/λ2)が検出できることになる。
However, since the time difference t0 occurs when the relative distance becomes D> 0, the phase difference ΔΦ = (2πD / λ1) −2πD / λ2 if the control can be performed so that 2πf1 (t + t0) = 2πf2 (t + t0) = 0 °. ) Can be detected, but such control is very difficult.
Therefore, when synchronization establishment / holding means is provided in the synchronous oscillator 33 to synchronize with the measurement signal with the lower frequency of the two measurement signals, {2πf1 (t + t0) between the measurement signal with the lower frequency and the synchronous oscillator 33. ) + (2πD / λ1) + Φ} = 0, the synchronization can be established. Therefore, when the phase of the distance measurement signal is measured with the clock signal output from the synchronous oscillator 33, the phase difference ΔΦ = (2πD / λ1) − (2πD / λ2) can be detected.

位相差ΔΦ=(2πD/λ1)−(2πD/λ2)=2πD{(1/λ1)−(1/λ2)}=(D/C){2π(f1−f2)}となり、前記送信機と受信機との間の相対距離D(m)は、D=(C×ΔΦ)/{2π(f1−f2)}から求めることができる。ここで、Cは光の速度とする。
例えば、f1−f2=1.5MHzとすると、両者間の距離が200mのとき、位相差はΔΦ=360°となるので、前記位相差の測定精度を±0.5°とすると、距離の測定精度は±30cmとなり、高精度の距離の測定が可能となる。
Phase difference ΔΦ = (2πD / λ1) − (2πD / λ2) = 2πD {(1 / λ1) − (1 / λ2)} = (D / C) {2π (f1−f2)} The relative distance D (m) to the receiver can be obtained from D = (C × ΔΦ) / {2π (f1−f2)}. Here, C is the speed of light.
For example, assuming that f1-f2 = 1.5 MHz, the phase difference is ΔΦ = 360 ° when the distance between the two is 200 m. Therefore, when the measurement accuracy of the phase difference is ± 0.5 °, the distance is measured. The accuracy is ± 30 cm, and high-precision distance measurement is possible.

同様に、周波数の異なる複数の測定信号を並列に発信する場合の例として、前記送信機から搬送波信号(周波数f0)を変調信号(周波数fm)で振幅変調して生成した次の3つの送信信号、Asin(2π(f0―fm)t−φ)、Asin(2πf0t)、Asin(2π(f0+fm)t+φ)を発信するものとする。ここで、f0=搬送波信号の周波数、fm=変調信号の周波数、φ=搬送波信号と変調信号との位相差とする。
そこで、前記送信信号の内、所定の第1の信号を基準として他の第2、第3の信号との2つのビート信号を考えると、周波数が低い測定信号として、Bsin((2πfm)t―φ)、周波数が高い測定信号として、Bsin(2((2πfm)t―φ))を得る。
Similarly, as an example of transmitting a plurality of measurement signals having different frequencies in parallel, the following three transmission signals generated by amplitude-modulating a carrier signal (frequency f0) from the transmitter with a modulation signal (frequency fm): , Asin (2π (f0−fm) t−φ), Asin (2πf0t), and Asin (2π (f0 + fm) t + φ) are transmitted. Here, f0 = the frequency of the carrier signal, fm = the frequency of the modulation signal, and φ = the phase difference between the carrier signal and the modulation signal.
Therefore, considering two beat signals with the other second and third signals based on a predetermined first signal among the transmission signals, Bsin ((2πfm) t− φ), Bsin (2 ((2πfm) t−φ)) is obtained as a measurement signal having a high frequency.

前記低い周波数の測定信号と高い周波数の測定信号とは直交関係にあるので、直交点では、Bsin((2πfm)t―φ)=0、Bsin(2((2πfm)t―φ))=0となり、従って、((2πfm)t―φ)=(2((2πfm)t―φ))=2(N−1)π の関係になっている。ここで、Nは正の整数とする。
前記受信機において前記送信機から発信された測定信号をD(m)離れた地点で受信すると、前記低い周波数の測定信号はBsin((2πfm)t―φ)+(2πDfm/C))となり、前記高い周波数の測定信号はBsin(2((2πfm)t―φ)+2(2πDfm/C))となる。ここで、C=光の速度とする。
Since the low frequency measurement signal and the high frequency measurement signal are orthogonal to each other, Bsin ((2πfm) t−φ) = 0 and Bsin (2 ((2πfm) t−φ)) = 0 at the orthogonal point. Therefore, the relationship is ((2πfm) t−φ) = (2 ((2πfm) t−φ)) = 2 (N−1) π. Here, N is a positive integer.
When the receiver receives the measurement signal transmitted from the transmitter at a point D (m) away, the low frequency measurement signal is Bsin ((2πfm) t−φ) + (2πDfm / C)), The high frequency measurement signal is Bsin (2 ((2πfm) t−φ) +2 (2πDfm / C)). Here, C = speed of light.

前記同期発振器33と前記低い周波数の測定信号との同期をとると、前記同期発振器33のクロック信号と前記低い周波数の測定信号との位相差がなくなるので、((2πfm)t―φ)+(2πDfm/C))=0°となることから、((2πfm)t―φ)=−(2πDfm/C)となる。
一方、前記低い周波数の測定信号と前記高い周波数の測定信号とは直交関係にあるので、((2πfm)t―φ)=2((2πfm)t―φ)=−(2πDfm/C)となる。
When the synchronous oscillator 33 and the low frequency measurement signal are synchronized, there is no phase difference between the clock signal of the synchronous oscillator 33 and the low frequency measurement signal, so ((2πfm) t−φ) + ( Since 2πDfm / C)) = 0 °, ((2πfm) t−φ) = − (2πDfm / C).
On the other hand, since the low-frequency measurement signal and the high-frequency measurement signal are orthogonal, ((2πfm) t−φ) = 2 ((2πfm) t−φ) = − (2πDfm / C). .

前記同期発振器33の同期を保持した状態で、前記同期発振器33から出力されるクロック信号を用いて前記高い周波数の測定信号の位相を測定すると、前記高い周波数の測定信号の位相ΔΦは、ΔΦ=−(2πDfm/C)+2(2πDfm/C))=(2πDfm/C)となって、前記搬送波信号の位相と前記変調信号の位相との差φが消去され、従って、相対距離の測定誤差を削減することができる。
このことは、前記搬送波信号(周波数f0)と変調信号(周波数fm)とを直交させあるいは両者の同期を取る必要がないことを意味する。
When the phase of the high frequency measurement signal is measured using the clock signal output from the synchronous oscillator 33 while the synchronization of the synchronous oscillator 33 is maintained, the phase ΔΦ of the high frequency measurement signal is ΔΦ = − (2πDfm / C) +2 (2πDfm / C)) = (2πDfm / C), the difference φ between the phase of the carrier signal and the phase of the modulation signal is eliminated, and therefore the measurement error of the relative distance is reduced. Can be reduced.
This means that the carrier signal (frequency f0) and the modulation signal (frequency fm) do not need to be orthogonal or synchronized.

なお、前記同期発振器33が前記復調しかつ/または逆拡散した複数の測定信号の内最も周波数が低い測定信号のゼロクロス点あるいは直交点のいずれか一方あるいは両方を検出し、前記検出結果に基づいて前記数値制御発振器の位相および/あるいは周波数を制御してクロック信号を生成することでも同様な効果が得あられる。
また、前記同期発振器33がDSPを含み、前記復調しかつ/または逆拡散した複数の測定信号の内最も周波数が低い測定信号のゼロクロス点あるいは直交点のいずれか一方あるいは両方と同期したクロック信号を生成することでも同様な効果が得られる。
The synchronous oscillator 33 detects one or both of the zero cross point and the orthogonal point of the measurement signal with the lowest frequency among the plurality of measurement signals demodulated and / or despread, and based on the detection result. A similar effect can be obtained by generating a clock signal by controlling the phase and / or frequency of the numerically controlled oscillator.
In addition, the synchronous oscillator 33 includes a DSP, and a clock signal synchronized with one or both of the zero cross point and the orthogonal point of the measurement signal having the lowest frequency among the plurality of demodulated and / or despread measurement signals. The same effect can be obtained by generating.

図3は本発明の距離測定装置のタイミングチャートである。図3において、201、202は2つの測定信号の直交点、203a〜203dは時間軸、204は低い周波数の測定信号の遅延時間、205は同期確立時点、206は低い周波数の測定信号と高い周波数の測定信号との位相差、211a、211bは低い周波数の測定信号、211c、211dは低い周波数のクロック信号、212a、212bは高い周波数の測定信号、212c、212dは高い周波数のクロック信号である。
送信機側(記載せず)において、低い周波数の測定信号211aと高い周波数の測定信号212aとは直交点201、202においてお互いに直交しているものとする。
FIG. 3 is a timing chart of the distance measuring device of the present invention. In FIG. 3, 201 and 202 are orthogonal points of two measurement signals, 203a to 203d are time axes, 204 is a delay time of a low frequency measurement signal, 205 is a synchronization establishment point, 206 is a low frequency measurement signal and a high frequency. , 211a and 211b are low frequency clock signals, 211c and 211d are low frequency clock signals, 212a and 212b are high frequency measurement signals, and 212c and 212d are high frequency clock signals.
On the transmitter side (not shown), it is assumed that the low-frequency measurement signal 211a and the high-frequency measurement signal 212a are orthogonal to each other at orthogonal points 201 and 202.

受信側(記載せず)において、低い周波数の測定信号211bは前記直交点201から遅延時間204だけ遅れて復調しかつ/または逆拡散されているものとする。
前記直交点201において低い周波数のクロック信号211cは低い周波数の測定信号211bと同期がずれており、遅延時間204後から同期確立制御を開始し、同期確立時点205において同期を確立し、同期を保持して低い周波数のクロック信号212cを継続して出力しているものとする。
On the receiving side (not shown), it is assumed that the low-frequency measurement signal 211b is demodulated and / or despread after a delay time 204 from the orthogonal point 201.
The low-frequency clock signal 211c is out of synchronization with the low-frequency measurement signal 211b at the orthogonal point 201, and synchronization establishment control is started after the delay time 204, and synchronization is established and synchronization is maintained at the synchronization establishment time point 205. It is assumed that the low-frequency clock signal 212c is continuously output.

高い周波数のクロック信号211dおよび212dは完全に同期しているので、同期を確立し、同期を保持している高い周波数のクロック信号212dを用いて復調しかつ/または逆拡散された高い周波数の測定信号212bの位相を位相・周波数検出器(記載せず)を用いて検出すると、前記検出結果が復調しかつ/または逆拡散された低い周波数の測定信号211bと高い周波数の測定信号212bとの位相差206となる。
前記同期確立点205において、低い周波数のクロック信号212cは低い周波数の測定信号211bは±0.1°以内の高い精度で同期を確立することが可能であるので、これと同期している高い周波数のクロック信号211dを用いて復調しかつ/または逆拡散された高い周波数の測定信号212bの位相を測定することで、前記位相差206を高い精度で検出することが可能となる。
Since the high frequency clock signals 211d and 212d are fully synchronized, a high frequency measurement that is demodulated and / or despread using the high frequency clock signal 212d that establishes synchronization and maintains synchronization. When the phase of the signal 212b is detected using a phase / frequency detector (not shown), the level of the low frequency measurement signal 211b and the high frequency measurement signal 212b demodulated and / or despread is detected. The phase difference 206 is obtained.
At the synchronization establishment point 205, the low frequency clock signal 212c and the low frequency measurement signal 211b can establish synchronization with high accuracy within ± 0.1 °, so that the high frequency synchronized with this can be achieved. By measuring the phase of the high-frequency measurement signal 212b demodulated and / or despread using the clock signal 211d, the phase difference 206 can be detected with high accuracy.

以上の説明では、ハードウエアを用いた積和演算器を用いて位相および/あるいは周波数を検出しているが、DSPあるいはマイクロコンピュータを用いてFFT演算を行ない、あるいはその他の既存の技術を採用することでも実現できる。ただし、ソフトウエアによるFFT演算では処理時間が長くかかるのでリアルタイムでの処理が難しくなることから、ハードウエアにより処理する方が処理時間、電流消費の面、およびコストの面などの点から望ましい。   In the above description, the product and sum calculator using hardware is used to detect the phase and / or frequency. However, FFT calculation is performed using a DSP or microcomputer, or other existing techniques are employed. Can also be realized. However, since FFT processing by software takes a long processing time and real-time processing becomes difficult, processing by hardware is preferable from the viewpoint of processing time, current consumption, and cost.

また、前記送信機から超音波トランスデューサーあるいは超音波送波器を用いて超音波信号を発信し、前記受信機において超音波トランスデューサーあるいは超音波受波器を用いて超音波信号を受信し、あるいは前記送信機において発光ダイオードあるいはレーザーダイオードを用いて光信号を発信し、前記受信機においてホトダイオードを用いて光信号を受信することでも同様な効果が得られる。   Further, an ultrasonic signal is transmitted from the transmitter using an ultrasonic transducer or an ultrasonic transmitter, and an ultrasonic signal is received using an ultrasonic transducer or an ultrasonic receiver in the receiver, Alternatively, a similar effect can be obtained by transmitting an optical signal using a light emitting diode or laser diode in the transmitter and receiving an optical signal using a photodiode in the receiver.

また、前記送信機において、基準発振器に同期しあるいは直交した変調信号あるいはベースバンド信号を生成し、超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号の搬送波信号あるいは副搬送波を変調して発信することでも同様な効果が得られる。
また、前記送信機から同期しあるいは直交し少なくともチップレートが異なる複数のデジタル信号かつ/またはスペクトル拡散符号により変調されあるいは拡散されて発信されている場合には、前記受信機において複数の周波数が異なる測定信号に変換することができる。
また、前記送信機においてウルトラワイドバンド(UWB)のスペクトル拡散符号を発信しても同様な効果が得られる。
In the transmitter, a modulated signal or baseband signal synchronized or orthogonal to a reference oscillator is generated, and a carrier wave signal or subcarrier wave of an ultrasonic signal, a high frequency signal, or an optical signal is modulated and transmitted. An effect is obtained.
Further, when a plurality of digital signals that are synchronized or orthogonal from the transmitter and at least have different chip rates and / or are modulated or spread by a spread spectrum code, a plurality of frequencies are different in the receiver. It can be converted into a measurement signal.
The same effect can be obtained by transmitting an ultra wide band (UWB) spread spectrum code in the transmitter.

本発明は、上記のように構成されているため、単一の送信機あるいは単一の受信機との間の相対距離を高精度で測定することが可能となり、方向あるいは向かっている方向の測定と合わせれば、位置の標定が高精度で行なえることになる。
また、前記送信機および/あるいは受信機が、移動体に装着され、あるいは歩行者によって携帯されると、いつでもどこでもお互いの位置関係が即座に測定できることから、ユビキタスモバイルネットワークに適用可能となる。
相対距離の測定あるいは位置の標定が高精度で行なえることから、歩行者が交差点などの横断歩道を渡る場合に、横断歩道から逸脱しないように誘導し、あるいは歩行者の接近を車の運転者に警告するなどのシステムに利用可能である。
また、移動無線システムにおいて単一の基地局と携帯端末との間で方向と距離が測定可能となるので、高精度なカーナビゲーションシステムあるいは歩行者ナビゲーションシステムを実現することが可能となる。
Since the present invention is configured as described above, it becomes possible to measure the relative distance between a single transmitter or a single receiver with high accuracy, and to measure the direction or the direction in which it is heading. In combination with this, the position can be determined with high accuracy.
In addition, when the transmitter and / or the receiver is mounted on a mobile body or carried by a pedestrian, the positional relationship between the transmitter and the receiver can be immediately measured anytime and anywhere, so that it can be applied to a ubiquitous mobile network.
Relative distance measurement and position location can be performed with high accuracy, so when a pedestrian crosses a pedestrian crossing such as an intersection, it is guided not to deviate from the pedestrian crossing, or the pedestrian approaches the driver. It can be used for systems such as warning.
In addition, since the direction and distance can be measured between a single base station and a mobile terminal in the mobile radio system, a highly accurate car navigation system or pedestrian navigation system can be realized.

また、送信機をアクテイブタグとし、複数の受信機をネットワークで結ぶことで、アクテイブタグの正確な位置が検知できることから、マーケットなどで顧客の移動経路を調査するための動線管理、貨物の移動集積を効率化するための物流管理、あるいは迷子の探索などに用いることができる。
また、前記アクテイブタグを家畜あるいは野生動物に携帯させて正確な位置が検知することで、バイオテレメトリなどに用いることができる。
In addition, since the active tag can be used as a transmitter and multiple receivers are connected via a network, the exact location of the active tag can be detected. It can be used for physical distribution management for efficient collection or searching for lost children.
In addition, the active tag can be carried by domestic animals or wild animals to detect the exact position, and can be used for biotelemetry.

また、送受信機を走行中の車両に装着することで、相互間の相対位置が高精度で測定できるので、高速道路での協調運転などに利用できる。
また、航行中の複数の船舶間、飛行中の複数の航空機間、あるいは走行中の複数の車両間などの間隔および方向を正確に測定できるので、衝突防止あるいは相互間の距離を維持するなどのシステムに活用することができる。
In addition, by mounting the transceiver on a running vehicle, the relative position between them can be measured with high accuracy, so that it can be used for cooperative driving on a highway.
In addition, the distance and direction between multiple navigating vessels, multiple flying aircraft, or multiple running vehicles can be accurately measured, preventing collisions and maintaining the distance between each other. Can be used in the system.

また、移動体と操縦者相互間の1対1の通信によって移動体との相対的な位置関係が正確に測定できることから、移動体のリモコンなどが安価な装置で可能となる。
また、本発明の距離測定技術は基盤技術であり、その他の多分野での応用が期待できる。
In addition, since the relative positional relationship with the moving body can be accurately measured by one-to-one communication between the moving body and the pilot, a remote control of the moving body can be realized with an inexpensive device.
Further, the distance measurement technique of the present invention is a basic technique and can be expected to be applied in other fields.

実施の形態1による距離測定装置の構成図Configuration diagram of distance measuring apparatus according to Embodiment 1 実施の形態2による距離測定装置の構成図Configuration diagram of distance measuring apparatus according to Embodiment 2 本発明の距離測定装置のタイミングチャートTiming chart of distance measuring apparatus of the present invention 従来の実施例を示す構成図Configuration diagram showing a conventional example

符号の説明Explanation of symbols

10 アンテナ
11 高周波増幅器
16 ミキサ
17 中間周波増幅器
23 シンセサイザ
31 基準発振器
32 復調器
33 同期発振器
34 位相・周波数検出器
35 接続端子
10 antenna 11 high frequency amplifier 16 mixer 17 intermediate frequency amplifier 23 synthesizer 31 reference oscillator 32 demodulator 33 synchronous oscillator 34 phase / frequency detector 35 connection terminal

101 帯域通過フイルタ
102 同期保持手段
103 位相比較器
104 フエイズラグフイルタ
105 数値制御発振器
106 分周器
111〜114 接続端子
101 Band-pass filter 102 Synchronization holding means 103 Phase comparator 104 Phase lag filter 105 Numerically controlled oscillator 106 Dividers 111 to 114 Connection terminal

201、202 測定信号の直交点
203a〜203d 時間軸
204 遅延時間
205 同期確立時点
206 位相差
211a、211b 低い周波数の測定信号
211c、211d 低い周波数のクロック信号
212a、212b 高い周波数の測定信号
212c、212d 高い周波数のクロック信号
201, 202 Orthogonal points 203a to 203d of measurement signal Time axis 204 Delay time 205 Synchronization establishment time point 206 Phase difference 211a, 211b Low frequency measurement signal 211c, 211d Low frequency clock signal 212a, 212b High frequency measurement signal 212c, 212d High frequency clock signal

Claims (5)

超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を用いて距離を測定するシステムにおいて、
同期しあるいは直交し少なくとも周波数が異なる複数の測定信号によって変調されかつ/またはスペクトル拡散された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を受信するための受信機と、前記受信機の出力信号から前記複数の測定信号を復調しかつ/または逆拡散するための復調器と、前記復調しかつ/または逆拡散した複数の測定信号の内最も周波数が低い測定信号との同期を確立して保持するための同期発振器と、前記同期発振器から出力されるクロック信号を用いて前記複数の測定信号の一部あるいは全部の位相および/あるいは周波数を検出するための位相・周波数検出器とから構成され、前記位相および/あるいは周波数の検出結果から相対距離を測定することを特徴とする距離測定装置
In a system that measures distance using ultrasonic signals, high-frequency signals, or optical signals,
A receiver for receiving an ultrasonic signal or a high-frequency signal or an optical signal modulated and / or spread spectrum by a plurality of measurement signals which are synchronized or orthogonal and at least different in frequency; and a plurality of the output signals from the receiver For establishing and maintaining synchronization between a demodulator for demodulating and / or despreading a plurality of measurement signals and a measurement signal having the lowest frequency among the demodulated and / or despread measurement signals A synchronous oscillator, and a phase / frequency detector for detecting a phase and / or a frequency of a part or all of the plurality of measurement signals using a clock signal output from the synchronous oscillator, / Or distance measuring device characterized by measuring relative distance from frequency detection result
前記同期発振器が、少なくとも位相比較器と、チャージポンプ回路と、積分回路あるいはフエイズラグフイルタと、前記積分回路あるいはフエイズラグフイルタからの出力信号をデジタル信号に変換するためのアナログ・デジタル変換器と、数値制御発振器と、前記数値制御発振器の出力周波数を分周するための分周器と、同期確立・保持手段とから構成され、前記アナログ・デジタル変換器のデータ出力を用いて前記数値制御発振器の位相および/あるいは周波数を制御してクロック信号を生成することを特徴とする請求項第1項に記載する距離測定装置
The synchronous oscillator includes at least a phase comparator, a charge pump circuit, an integration circuit or a phase lag filter, and an analog / digital converter for converting an output signal from the integration circuit or the phase lag filter into a digital signal. And a numerical control oscillator, a frequency divider for dividing the output frequency of the numerical control oscillator, and synchronization establishment / holding means, and the numerical control using the data output of the analog / digital converter 2. The distance measuring device according to claim 1, wherein the clock signal is generated by controlling the phase and / or frequency of the oscillator.
前記同期発振器が、前記復調しかつ/または逆拡散した複数の測定信号の内最も周波数が低い測定信号のゼロクロス点あるいは直交点のいずれか一方あるいは両方を検出し、前記検出結果に基づいて前記数値制御発振器の位相および/あるいは周波数を制御してクロック信号を生成することを特徴とする請求項第1項に記載する距離測定装置
The synchronous oscillator detects one or both of a zero cross point and an orthogonal point of the measurement signal having the lowest frequency among the plurality of demodulated and / or despread measurement signals, and the numerical value is determined based on the detection result. The distance measuring device according to claim 1, wherein the clock signal is generated by controlling the phase and / or frequency of the controlled oscillator.
前記同期発振器が、少なくともDSPを含み、前記復調しかつ/または逆拡散した複数の測定信号の内最も周波数が低い測定信号のゼロクロス点あるいは直交点のいずれか一方あるいは両方と同期したクロック信号を生成することを特徴とする請求項第3項に記載する距離測定装置
The synchronous oscillator includes at least a DSP and generates a clock signal synchronized with one or both of a zero cross point and an orthogonal point of the measurement signal having the lowest frequency among the demodulated and / or despread measurement signals. The distance measuring device according to claim 3, wherein
前記位相・周波数検出器において、前記複数の測定信号の位相および/あるいは周波数を検出するために、前記同期発振器から出力されるクロック信号を用いて前記複数の測定信号をアナログ・デジタル変換器によりデジタル信号に変換し、Sinのルックアップテーブルとして0、1、0、−1を単位とし、Cosinのルックアップテーブルとして1、0、−1、0を単位とし、前記デジタル信号との積和演算を行うことを特徴とする請求項第1項に記載する距離測定装置   In the phase / frequency detector, in order to detect phases and / or frequencies of the plurality of measurement signals, the plurality of measurement signals are digitally converted by an analog / digital converter using a clock signal output from the synchronous oscillator. The signal is converted into a signal, the unit of 0, 1, 0, -1 as the lookup table of Sin, the unit of 1, 0, -1, 0 as the lookup table of Cosin, and the product-sum operation with the digital signal The distance measuring device according to claim 1, wherein
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011117880A (en) * 2009-12-04 2011-06-16 Rcs:Kk Wide area position specifying system
KR101330530B1 (en) 2012-04-09 2013-11-18 재단법인대구경북과학기술원 Hybrid radar using rf-optical signal, and method for detecting distance using the hybrid radar
JP2019020217A (en) * 2017-07-14 2019-02-07 株式会社Soken Distance measuring system
US11125874B2 (en) 2017-12-21 2021-09-21 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Obstacle detection sensor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011117880A (en) * 2009-12-04 2011-06-16 Rcs:Kk Wide area position specifying system
KR101330530B1 (en) 2012-04-09 2013-11-18 재단법인대구경북과학기술원 Hybrid radar using rf-optical signal, and method for detecting distance using the hybrid radar
JP2019020217A (en) * 2017-07-14 2019-02-07 株式会社Soken Distance measuring system
JP6996141B2 (en) 2017-07-14 2022-01-17 株式会社Soken Distance measurement system
US11125874B2 (en) 2017-12-21 2021-09-21 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Obstacle detection sensor

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