JP6996141B2 - Distance measurement system - Google Patents

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Description

本開示は、2つの周波数の無線信号を送受信することによって、ターゲットとの距離を検出する測距システムに関する。 The present disclosure relates to a distance measuring system that detects a distance to a target by transmitting and receiving radio signals of two frequencies.

従来、例えば特許文献1に開示されているように2周波CW(Continuous Wave)方式の測距システムがある。2周波CW方式の測距システムでは、測距装置が2周類の周波数f1、f2の信号を交互に送信し、それらがターゲットで反射されて返ってきた2種類の周波数の反射信号を受信する。そして、第1周波数f1の信号に対する受信信号の位相差と、第2周波数f2の送信信号に対する受信信号の位相差との差(以降、2周波位相差)に基づいてターゲットまでの距離を計算する。 Conventionally, for example, as disclosed in Patent Document 1, there is a dual frequency CW (Continuous Wave) type ranging system. In a dual-frequency CW distance measuring system, the ranging device alternately transmits signals of frequencies f1 and f2 of two laps, and receives reflected signals of two types of frequencies reflected by the target and returned. .. Then, the distance to the target is calculated based on the difference between the phase difference of the received signal with respect to the signal of the first frequency f1 and the phase difference of the received signal with respect to the transmission signal of the second frequency f2 (hereinafter referred to as the two-frequency phase difference). ..

特開平11-183602号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-183602

上述したように構成によれば、ターゲットとの距離が、第1周波数f1と第2周波数f2の差である差分周波数Δfの波長である差分波長λd以下である場合には、ターゲットとの距離を測定することができる。例えば、第1周波数f1=2428MHz、第2周波数f2=2468MHzである場合には、差分周波数Δf=40MHz、差分波長=7.5mとなる。つまり、上記の例ではターゲットとの距離が7m未満である場合にはターゲットと距離を推定することができる。 According to the configuration as described above, when the distance to the target is equal to or less than the difference wavelength λd which is the wavelength of the difference frequency Δf which is the difference between the first frequency f1 and the second frequency f2, the distance to the target is determined. Can be measured. For example, when the first frequency f1 = 2428 MHz and the second frequency f2 = 2468 MHz, the difference frequency Δf = 40 MHz and the difference wavelength = 7.5 m. That is, in the above example, when the distance to the target is less than 7 m, the distance to the target can be estimated.

しかしながら、2周波位相差の値は、差分周波数Δfの波長λdで1回転してしまうため、2周波位相差がφとなる距離をLaとすれば、その地点から片道距離として0.5λd(往復距離としてλd)だけ離れる毎に、2周波位相差はφとなる。つまり、2周波位相差が任意の値φとなりうる距離は複数存在しうる。 However, since the value of the two-frequency phase difference makes one rotation at the wavelength λd of the difference frequency Δf, if the distance at which the two-frequency phase difference becomes φ is La, the one-way distance from that point is 0.5λd (reciprocating). Every time the distance is λd), the two-frequency phase difference becomes φ. That is, there may be a plurality of distances at which the two-frequency phase difference can be an arbitrary value φ.

故に、測距装置から0.5λd以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信しうる状況においては、測距装置は、ターゲットとの距離が分からなくなる。具体的には、0.5λd以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信しうる状況においては、ターゲットとの距離が「La」であるのか「La+n・0.5λd」(nは自然数)であるのかが判別できなくなる。何れの場合も2周波位相差は同一の値φとなるためである。 Therefore, in a situation where a signal from a target located at a distance of 0.5λd or more from the range measuring device can be received, the range measuring device cannot know the distance to the target. Specifically, in a situation where a signal from a target located at a distance of 0.5λd or more can be received, whether the distance to the target is "La" or "La + n · 0.5λd" (n is a natural number). It becomes impossible to determine whether or not. This is because the two-frequency phase difference has the same value φ in each case.

そこで、一般的な2周波CW方式では、0.5λd以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信しないように測距装置での電波の送信電力が調整されている。しかしながら、このような対策を施したからと言って必ずしも差分波長λd以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信しないとは限らない。偶発的に、0.5λd以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信してしまった場合には、ターゲットとの距離は0.5λd以内において2周波位相差に対応する距離であると誤判定してしまう。 Therefore, in the general dual-frequency CW method, the transmission power of the radio wave in the ranging device is adjusted so as not to receive the signal from the target existing at a distance of 0.5λd or more. However, even if such measures are taken, it does not necessarily mean that the signal from the target existing at a distance of the difference wavelength λd or more is not received. If a signal from a target located at a distance of 0.5λd or more is accidentally received, it is erroneously determined that the distance to the target is within 0.5λd and corresponds to the two-frequency phase difference. Will end up.

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、ターゲットとの距離を誤判定する恐れを低減できる測距システムを提供することにある。 The present disclosure has been made based on this circumstance, and an object thereof is to provide a distance measuring system capable of reducing the risk of erroneously determining the distance to a target.

その目的を達成するための第1の測距システムは、所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号をそれぞれ送信する送信部(11)を備える測距装置(1)と、測距装置から送信されてくる第1周波数信号を受信した場合には当該第1周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第1応答信号を第1周波数で返送するとともに、測距装置から送信されてくる第2周波数信号を受信した場合には当該第2周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第2応答信号を第2周波数で返送するターゲットとしての被測距側装置(2)と、を備える測距システムであって、測距装置は、被測距側装置から返送されてくる第1応答信号及び第2応答信号を受信する受信部(12)と、送信信号としての第1周波数信号に対する受信部が受信した第1応答信号の位相の差である第1位相差を検出するとともに、送信信号としての第2周波数信号に対する受信部が受信した第2応答信号の位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、位相差検出部が検出した第1位相差と第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部(133)と、を備え、第1周波数と第2周波数はそれぞれ、第1周波数と第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、距離推定部は、推定距離に応じた第1位相差の期待値である位相期待値と、位相差検出部が実際に検出した第1位相差である実検出値とを比較することによって推定距離が正しいか否かを判定するものであって、ターゲットとの距離が差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合のターゲットとの距離と位相期待値との対応関係を示す距離対応テーブルを記憶しているテーブル記憶部(M1)を備え、距離推定部は、ターゲットとの距離が差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を推定距離として取得し、テーブル記憶部が記憶している距離対応テーブルにおいて最小距離と対応付けられている位相期待値と実検出値とが一致している場合に、推定距離としての最小距離はターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離をターゲットとの距離として採用することを特徴とする。
上記目的を達成するための第2の測距システムは、所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号をそれぞれ送信する送信部(11)を備える測距装置(1)と、測距装置から送信されてくる第1周波数信号を受信した場合には当該第1周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第1応答信号を第1周波数で返送するとともに、測距装置から送信されてくる第2周波数信号を受信した場合には当該第2周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第2応答信号を第2周波数で返送するターゲットとしての被測距側装置(2)と、を備える測距システムであって、測距装置は、被測距側装置から返送されてくる第1応答信号及び第2応答信号を受信する受信部(12)と、送信信号としての第1周波数信号に対する受信部が受信した第1応答信号の位相の差である第1位相差を検出するとともに、送信信号としての第2周波数信号に対する受信部が受信した第2応答信号の位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、位相差検出部が検出した第1位相差と第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部(133)と、を備え、第1周波数と第2周波数はそれぞれ、第1周波数と第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、距離推定部は、ターゲットとの距離が差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を推定距離として取得し、当該推定距離に応じた第1位相差の期待値である位相期待値と、位相差検出部が実際に検出した第1位相差である実検出値とを比較することによって推定距離が正しいか否かを判定するものであり、推定距離としての最小距離と第1周波数に基づいて、当該推定距離に応じた位相期待値を算出する位相期待値算出部(134)を備え、距離推定部は、位相期待値算出部が算出した位相期待値と、実検出値とが一致している場合に、推定距離としての最小距離はターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離をターゲットとの距離として採用することを特徴とする。
The first ranging system for achieving the purpose transmits a first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency. When the distance measuring device (1) provided with the transmitting unit (11) and the first frequency signal transmitted from the distance measuring device are received, at least a part thereof becomes the same signal sequence as the first frequency signal. When the first response signal is returned at the first frequency and the second frequency signal transmitted from the ranging device is received, at least a part of the second frequency signal has the same signal sequence as the second frequency signal. 2 A distance measuring system including a distance measuring device (2) as a target for returning a response signal at a second frequency, wherein the range measuring device is a first response returned from the distance measuring device. The first phase difference, which is the phase difference between the receiving unit (12) that receives the signal and the second response signal and the first response signal received by the receiving unit with respect to the first frequency signal as the transmission signal, is detected and transmitted. The phase difference detecting unit (132) that detects the second phase difference, which is the phase difference of the second response signal received by the receiving unit with respect to the second frequency signal as a signal, and the first phase difference detected by the phase difference detecting unit. A distance estimation unit (133) that acquires an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the two-frequency phase difference, which is the difference between the second frequency and the second frequency, is provided, and the first frequency and the second frequency are respectively. , The frequency is set to a frequency different from the integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, and the distance estimation unit uses the phase expected value, which is the expected value of the first phase difference according to the estimated distance. , Whether or not the estimated distance is correct is determined by comparing with the actual detection value, which is the first phase difference actually detected by the phase difference detection unit , and the distance to the target is the wavelength of the difference frequency. A table storage unit (M1) that stores a distance correspondence table showing the correspondence between the distance to the target and the expected phase value when the difference frequency is less than half of a certain difference wavelength is provided, and the distance estimation unit is the distance to the target. The minimum distance, which is the distance when is less than half of the difference frequency, is acquired as the estimated distance, and the phase expected value and the actual detection value associated with the minimum distance in the distance correspondence table stored in the table storage unit are used. When is the same, it is determined that the minimum distance as the estimated distance is correct as the distance to the target, and the estimated distance is adopted as the distance to the target .
The second ranging system for achieving the above object transmits a first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency. When the distance measuring device (1) provided with the transmitting unit (11) and the first frequency signal transmitted from the distance measuring device are received, at least a part thereof becomes the same signal sequence as the first frequency signal. When the first response signal is returned at the first frequency and the second frequency signal transmitted from the ranging device is received, at least a part of the second frequency signal has the same signal sequence as the second frequency signal. 2 A distance measuring system including a distance measuring device (2) as a target for returning a response signal at a second frequency, wherein the range measuring device is a first response returned from the distance measuring device. The first phase difference, which is the phase difference between the receiving unit (12) that receives the signal and the second response signal and the first response signal received by the receiving unit with respect to the first frequency signal as the transmission signal, is detected and transmitted. The phase difference detecting unit (132) that detects the second phase difference, which is the phase difference of the second response signal received by the receiving unit with respect to the second frequency signal as a signal, and the first phase difference detected by the phase difference detecting unit. A distance estimation unit (133) for acquiring an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the two-frequency phase difference which is the difference between the first frequency and the second phase difference is provided, and the first frequency and the second frequency are respectively. , The frequency is set to a frequency different from an integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, and the distance estimation unit has a distance to the target less than half of the difference wavelength, which is the wavelength of the difference frequency. The minimum distance, which is the distance in the case, is acquired as the estimated distance, and the phase expected value, which is the expected value of the first phase difference according to the estimated distance, and the actual first phase difference, which is actually detected by the phase difference detection unit. Whether or not the estimated distance is correct is determined by comparing with the detected value, and the phase expectation that calculates the phase expected value according to the estimated distance based on the minimum distance as the estimated distance and the first frequency. A value calculation unit (134) is provided, and the distance estimation unit determines that the minimum distance as an estimated distance is the distance to the target when the phase expected value calculated by the phase expected value calculation unit and the actual detected value match. It is characterized in that it is determined to be correct and the estimated distance is adopted as the distance to the target.

以上の構成では、第1周波数は、第1周波数と第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されている。このような設定によれば、同一の2周波位相差を提供する各距離における位相期待値は、それぞれ異なる値となる。例えば2周波位相差が任意の値となる最小距離をLaとした場合に、距離がLaである場合の位相期待値と、距離がLa+0.5λd(λdは差分周波数の波長とする)である場合の位相期待値とは異なる値となる。故に、実際の検出値としての第1位相差と推定距離に対応する位相期待値とを比較することによって、推定距離が正しいか否かを判定することができる。 In the above configuration, the first frequency is set to a frequency different from an integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency. With such a setting, the expected phase values at each distance that provide the same two-frequency phase difference will be different. For example, when the minimum distance at which the two-frequency phase difference is an arbitrary value is La, the phase expected value when the distance is La and the distance is La + 0.5λd (λd is the wavelength of the difference frequency). The value is different from the expected phase value of. Therefore, it is possible to determine whether or not the estimated distance is correct by comparing the first phase difference as the actual detected value with the expected phase value corresponding to the estimated distance.

このような構成によれば仮に測距装置が、測距装置から0.5λd以上離れた地点に位置するターゲットからの信号を受信した場合であっても、ターゲットとの距離が「La」であるのか「La+n×0.5λd」(nは自然数)であるのかを判別できる。つまり、測距装置から0.5λd以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信することによって、ターゲットとの距離を誤判定する恐れを低減することができる。 According to such a configuration, even if the distance measuring device receives a signal from a target located at a point separated from the distance measuring device by 0.5λd or more, the distance to the target is “La”. It can be determined whether it is "La + n × 0.5λd" (n is a natural number). That is, by receiving the signal from the target located at a distance of 0.5λd or more from the distance measuring device, it is possible to reduce the risk of erroneously determining the distance to the target.

また、上記目的を達成するための第測距システムは、所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号を送信するとともに、第1周波数信号がターゲットで反射されて返ってくる信号である第1帰還信号と、第2周波数信号がターゲットで反射されて返ってくる信号である第2帰還信号をそれぞれ受信することによってターゲットとの距離を推定する測距装置(1)を備える測距システムであって、測距装置は、第1周波数信号及び第2周波数信号を送信する送信部(11)と、第1帰還信号及び第2帰還信号を受信する受信部(12)と、送信信号としての第1周波数信号と受信部が受信した第1帰還信号の位相の差である第1位相差を検出するとともに、送信信号としての第2周波数信号と受信部が受信した第2帰還信号の位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、位相差検出部が検出した第1位相差と第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部(133)と、を備え、第1周波数と第2周波数はそれぞれ、第1周波数と第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、距離推定部は、推定距離に応じた第1位相差の期待値である位相期待値と、位相差検出部が実際に検出した第1位相差である実検出値とを比較することによって推定距離が正しいか否かを判定するものであって、ターゲットとの距離が差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合のターゲットとの距離と位相期待値との対応関係を示す距離対応テーブルを記憶しているテーブル記憶部(M1)を備え、距離推定部は、ターゲットとの距離が差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を推定距離として取得し、テーブル記憶部が記憶している距離対応テーブルにおいて最小距離と対応付けられている位相期待値と実検出値とが一致している場合に、推定距離としての最小距離はターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離をターゲットとの距離として採用することを特徴とする。
上記目的を達成するための第4の測距システムは、所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号を送信するとともに、第1周波数信号がターゲットで反射されて返ってくる信号である第1帰還信号と、第2周波数信号がターゲットで反射されて返ってくる信号である第2帰還信号をそれぞれ受信することによってターゲットとの距離を推定する測距装置(1)を備える測距システムであって、測距装置は、第1周波数信号及び第2周波数信号を送信する送信部(11)と、第1帰還信号及び第2帰還信号を受信する受信部(12)と、送信信号としての第1周波数信号と受信部が受信した第1帰還信号の位相の差である第1位相差を検出するとともに、送信信号としての第2周波数信号と受信部が受信した第2帰還信号の位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、位相差検出部が検出した第1位相差と第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部(133)と、を備え、第1周波数と第2周波数はそれぞれ、第1周波数と第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、距離推定部は、ターゲットとの距離が差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を推定距離として取得し、当該推定距離に応じた第1位相差の期待値である位相期待値と、位相差検出部が実際に検出した第1位相差である実検出値とを比較することによって推定距離が正しいか否かを判定するものであり、推定距離としての最小距離と第1周波数に基づいて、当該推定距離に応じた位相期待値を算出する位相期待値算出部(134)を備え、距離推定部は、位相期待値算出部が算出した位相期待値と、実検出値とが一致している場合に、推定距離としての最小距離はターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離をターゲットとの距離として採用することを特徴とする。
Further, the third ranging system for achieving the above object uses a first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency. At the same time as transmitting, the first feedback signal, which is a signal in which the first frequency signal is reflected by the target and returned, and the second feedback signal, which is a signal in which the second frequency signal is reflected by the target and returned, are received. A distance measuring system including a distance measuring device (1) for estimating the distance to the target, wherein the distance measuring device includes a transmission unit (11) for transmitting a first frequency signal and a second frequency signal, and a first. The first phase difference, which is the phase difference between the receiving unit (12) for receiving the feedback signal and the second feedback signal, and the first frequency signal as the transmission signal and the first feedback signal received by the receiving unit, is detected, and the first phase difference is detected. The phase difference detection unit (132) that detects the second phase difference, which is the phase difference between the second frequency signal as the transmission signal and the second feedback signal received by the reception unit, and the first place detected by the phase difference detection unit. A distance estimation unit (133) that acquires an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the two-frequency phase difference that is the difference between the phase difference and the second phase difference is provided, and the first frequency and the second frequency are Each is set to a frequency different from an integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, and the distance estimation unit is a phase expected value which is an expected value of the first phase difference according to the estimated distance. And the actual detection value, which is the first phase difference actually detected by the phase difference detection unit, is compared to determine whether or not the estimated distance is correct , and the distance from the target is the wavelength of the difference frequency. It is provided with a table storage unit (M1) that stores a distance correspondence table showing the correspondence relationship between the distance to the target and the phase expected value when the difference frequency is less than half of the difference wavelength, and the distance estimation unit is the same as the target. The minimum distance, which is the distance when the distance is less than half of the difference wavelength, is acquired as the estimated distance, and the phase expected value and the actual detection value associated with the minimum distance in the distance correspondence table stored in the table storage unit are obtained. When the above is the same, it is determined that the minimum distance as the estimated distance is correct as the distance to the target, and the estimated distance is adopted as the distance to the target .
The fourth ranging system for achieving the above object transmits a first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency. At the same time, by receiving the first feedback signal, which is a signal in which the first frequency signal is reflected by the target and returned, and the second feedback signal, which is a signal in which the second frequency signal is reflected and returned by the target, respectively. A distance measuring system including a distance measuring device (1) for estimating a distance to a target, wherein the distance measuring device includes a transmission unit (11) for transmitting a first frequency signal and a second frequency signal, and a first feedback signal. The first phase difference, which is the phase difference between the receiving unit (12) that receives the second feedback signal and the first frequency signal as the transmission signal and the first feedback signal received by the receiving unit, is detected, and the transmission signal is detected. The phase difference detecting unit (132) that detects the second phase difference, which is the phase difference between the second frequency signal and the second feedback signal received by the receiving unit, and the first phase difference detected by the phase difference detecting unit. It is provided with a distance estimation unit (133) that acquires an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the two-frequency phase difference that is the difference of the second phase difference, and the first frequency and the second frequency are respectively. When the frequency is set to a frequency different from an integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, and the distance to the target is less than half of the difference wavelength, which is the wavelength of the difference frequency. The minimum distance, which is the distance of, is acquired as the estimated distance, and the phase expected value, which is the expected value of the first phase difference according to the estimated distance, and the actual detection, which is the first phase difference actually detected by the phase difference detector. It is determined whether or not the estimated distance is correct by comparing with the value, and the phase expected value for calculating the phase expected value according to the estimated distance based on the minimum distance as the estimated distance and the first frequency. A calculation unit (134) is provided, and the distance estimation unit sets the minimum distance as the estimated distance as the distance to the target when the phase expected value calculated by the phase expected value calculation unit and the actual detected value match. It is characterized in that it is determined to be correct and the estimated distance is adopted as the distance to the target.

以上の構成においても、第1の開示と同様に、第1周波数は、第1周波数と第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されている。故に、このような構成によれば、位相期待値と実検出値とを比較することで、ターゲットとの距離を誤判定する恐れを低減することができる。 Also in the above configuration, as in the first disclosure, the first frequency is set to a frequency different from an integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency. Therefore, according to such a configuration, it is possible to reduce the possibility of erroneously determining the distance to the target by comparing the expected phase value and the actual detected value.

さらに、上記目的を達成するための第測距システムは、所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号を逐次送信するターゲットとしての被測距側装置(2)と、被測距側装置から送信される第1周波数信号と第2周波数信号を受信することによって被測距側装置との距離を推定する測距装置(1)と、を備える測距システムであって、被測距側装置と同期した時間情報を保持する同期時刻情報保持部(135)と、ターゲットから送信されてきた第1周波数信号及び第2周波数信号を受信する受信部(12)と、同期時刻情報保持部が保持している時間情報に基づいて、被測距側装置が第1周波数信号を送信してから受信部が当該第1周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第1位相差を取得するとともに、被測距側装置が第2周波数信号を送信してから受信部が当該第2周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、位相差検出部が検出した第1位相差と第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、ターゲットとの距離の推定値を推定距離として算出する距離推定部(133)と、を備え、第1周波数と第2周波数はそれぞれ、第1周波数と第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、距離推定部は、推定距離に応じた第1位相差の期待値である位相期待値と、位相差検出部が実際に検出した第1位相差である実検出値とを比較することによって推定距離が正しいか否かを判定するものであって、ターゲットとの距離が差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合のターゲットとの距離と位相期待値との対応関係を示す距離対応テーブルを記憶しているテーブル記憶部(M1)を備え、距離推定部は、ターゲットとの距離が差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を推定距離として取得し、テーブル記憶部が記憶している距離対応テーブルにおいて最小距離と対応付けられている位相期待値と実検出値とが一致している場合に、推定距離としての最小距離はターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離をターゲットとの距離として採用することを特徴とする。
上記目的を達成するための第6の測距システムは、所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号を逐次送信するターゲットとしての被測距側装置(2)と、被測距側装置から送信される第1周波数信号と第2周波数信号を受信することによって被測距側装置との距離を推定する測距装置(1)と、を備える測距システムであって、被測距側装置と同期した時間情報を保持する同期時刻情報保持部(135)と、ターゲットから送信されてきた第1周波数信号及び第2周波数信号を受信する受信部(12)と、同期時刻情報保持部が保持している時間情報に基づいて、被測距側装置が第1周波数信号を送信してから受信部が当該第1周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第1位相差を取得するとともに、被測距側装置が第2周波数信号を送信してから受信部が当該第2周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、位相差検出部が検出した第1位相差と第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、ターゲットとの距離の推定値を推定距離として算出する距離推定部(133)と、を備え、第1周波数と第2周波数はそれぞれ、第1周波数と第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、距離推定部は、ターゲットとの距離が差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を推定距離として取得し、当該推定距離に応じた第1位相差の期待値である位相期待値と、位相差検出部が実際に検出した第1位相差である実検出値とを比較することによって推定距離が正しいか否かを判定するものであり、推定距離としての最小距離と第1周波数に基づいて、当該推定距離に応じた位相期待値を算出する位相期待値算出部(134)を備え、距離推定部は、位相期待値算出部が算出した位相期待値と、実検出値とが一致している場合に、推定距離としての最小距離はターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離をターゲットとの距離として採用することを特徴とする。
Further, the fifth distance measuring system for achieving the above object uses a first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency. The distance between the distance-measured side device (2) as a target to be sequentially transmitted and the distance-measured side device is estimated by receiving the first frequency signal and the second frequency signal transmitted from the distance-measured side device. A distance measuring system including a distance measuring device (1), a synchronized time information holding unit (135) that holds time information synchronized with the distance measured side device, and a first frequency signal transmitted from a target. Based on the time information held by the receiving unit (12) that receives the second frequency signal and the synchronization time information holding unit, the receiving unit receives the first frequency signal after the distance-measured device transmits the first frequency signal. The first phase difference, which is the phase difference generated until the first frequency signal is received, is acquired, and the second frequency signal is received by the receiving unit after the measured distance side device transmits the second frequency signal. The phase difference detection unit (132) that detects the second phase difference, which is the difference in phase that has occurred until then, and the two-frequency phase difference, which is the difference between the first phase difference and the second phase difference detected by the phase difference detection unit. A distance estimation unit (133) that calculates an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the above, and the first frequency and the second frequency are differences between the first frequency and the second frequency, respectively. The frequency is set to a frequency different from an integral multiple of the frequency, and the distance estimation unit has the phase expected value, which is the expected value of the first phase difference according to the estimated distance, and the first position actually detected by the phase difference detection unit. Whether or not the estimated distance is correct is determined by comparing with the actual detection value which is the phase difference, and the distance from the target is less than half of the difference frequency which is the wavelength of the difference frequency. A table storage unit (M1) for storing a distance correspondence table showing a correspondence relationship between a distance and a phase expected value is provided, and the distance estimation unit is a distance when the distance to the target is less than half of the difference frequency. When the minimum distance is acquired as the estimated distance and the phase expected value associated with the minimum distance and the actual detected value match in the distance correspondence table stored in the table storage unit, the minimum as the estimated distance. It is characterized in that the distance is determined to be correct as the distance to the target, and the estimated distance is adopted as the distance to the target .
The sixth ranging system for achieving the above object sequentially transmits a first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency. Distance measurement that estimates the distance between the distance-measured side device (2) as the target to be measured and the distance-measured side device by receiving the first frequency signal and the second frequency signal transmitted from the distance-measured side device. A ranging system including the device (1), the synchronized time information holding unit (135) that holds the time information synchronized with the device on the distanced side, and the first frequency signal and the first frequency signal transmitted from the target. Based on the time information held by the receiving unit (12) that receives the two-frequency signal and the synchronization time information holding unit, the distance-measured side device transmits the first frequency signal, and then the receiving unit performs the first. While acquiring the first phase difference which is the phase difference generated until the frequency signal is received, from the transmission of the second frequency signal by the distance-measured side device to the reception of the second frequency signal by the receiving unit. Based on the phase difference detection unit (132) that detects the second phase difference, which is the difference in phase generated in, and the two-frequency phase difference, which is the difference between the first phase difference and the second phase difference detected by the phase difference detection unit. It also has a distance estimation unit (133) that calculates the estimated value of the distance to the target as the estimated distance, and the first frequency and the second frequency are the difference frequencies that are the difference between the first frequency and the second frequency, respectively. The frequency is set to a frequency different from an integral multiple, and the distance estimation unit acquires the minimum distance, which is the distance when the distance to the target is less than half of the difference wavelength, which is the wavelength of the difference frequency, as the estimated distance. Whether or not the estimated distance is correct by comparing the phase expected value, which is the expected value of the first phase difference according to the estimated distance, with the actual detected value, which is the first phase difference actually detected by the phase difference detection unit. A phase expectation value calculation unit (134) for calculating a phase expected value according to the estimated distance based on the minimum distance as an estimated distance and the first frequency is provided, and the distance estimation unit is a phase. When the phase expected value calculated by the expected value calculation unit and the actual detected value match, it is determined that the minimum distance as the estimated distance is correct as the distance to the target, and the estimated distance is used as the distance to the target. It is characterized by being adopted.

以上の構成においても、第1周波数は、第1、第2の開示と同様に、第1周波数と第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されている。故に、このような構成によれば、位相期待値と実検出値とを比較することで、ターゲットとの距離を誤判定する恐れを低減することができる。 Also in the above configuration, the first frequency is set to a frequency different from an integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, as in the first and second disclosures. Therefore, according to such a configuration, it is possible to reduce the possibility of erroneously determining the distance to the target by comparing the expected phase value and the actual detected value.

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。 The reference numerals in parentheses described in the claims indicate, as one embodiment, the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present disclosure. is not it.

第1実施形態の測距システム100の概略的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the ranging system 100 of 1st Embodiment. 距離対応テーブルの構成を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the structure of the distance correspondence table. 第1実施形態の測距側制御部13が実施する測距演算処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the distance measurement calculation processing performed by the distance measurement side control unit 13 of 1st Embodiment. 第2実施形態の測距側制御部13が実施する測距演算処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the distance measurement calculation processing performed by the distance measurement side control unit 13 of the 2nd Embodiment. 変形例1の測距側制御部13の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the distance measuring side control part 13 of the modification 1. FIG. 変形例2の測距システム100の作動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation of the ranging system 100 of the modification 2. FIG. 第3実施形態の測距システム100の概略的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the ranging system 100 of 3rd Embodiment. 第4実施形態の測距システム100の概略的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the ranging system 100 of 4th Embodiment.

[第1実施形態]
以下、本開示の第1の実施形態について図を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る測距システム100の概略的な構成の一例を示す図である。測距システム100は、図1に示すように、測距装置1と、被測距側装置2とを備える。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a distance measuring system 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the distance measuring system 100 includes a distance measuring device 1 and a distance measuring side device 2.

測距装置1は、概略的には、2周波CW方式を援用してなる方法によってターゲットとしての被測距側装置2との距離Lを推定する装置である。測距装置1は、例えば車両等の移動体に搭載したり、任意の位置(例えば道路沿いや、施設の出入り口付近)に設置して使用することができる。ここでは一例として測距装置1は車両に搭載されているものとする。 The distance measuring device 1 is a device that estimates the distance L from the distance measured side device 2 as a target by a method using a dual frequency CW method. The distance measuring device 1 can be mounted on a moving body such as a vehicle, or installed at an arbitrary position (for example, along a road or near the entrance / exit of a facility) for use. Here, as an example, it is assumed that the distance measuring device 1 is mounted on a vehicle.

被測距側装置2は、例えば測距装置1が搭載された車両のユーザによって携帯される通信装置(いわゆる携帯端末)である。すなわち、スマートフォンや、タブレット端末、ウェアラブルデバイス、携帯用音楽プレーヤ、携帯用ゲーム機、車両用携帯機等の携帯端末を、被測距側装置2として採用することができる。ここでの車両用携帯機とは、車両と対応付けられてあって、車両と無線通信を実施することで車両のドアの施開錠等を制御する鍵として機能する通信装置を指す。 The distance-measured side device 2 is, for example, a communication device (so-called mobile terminal) carried by a user of a vehicle equipped with the range-finding device 1. That is, a mobile terminal such as a smartphone, a tablet terminal, a wearable device, a portable music player, a portable game machine, or a portable device for a vehicle can be adopted as the distance-measured side device 2. The vehicle portable device here refers to a communication device that is associated with the vehicle and functions as a key for controlling the locking / unlocking of the door of the vehicle by performing wireless communication with the vehicle.

本実施形態のように測距装置1が車両に搭載されており、かつ、被測距側装置2をユーザによって携帯される携帯端末とする場合には、本開示の測距システム100は、車両とユーザとの距離Lを推定するシステムとして機能する。また、仮に測距装置1がユーザの自宅の玄関に設置されており、かつ、被測距側装置2をユーザによって携帯される携帯端末とした場合には、本開示の測距システム100は、自宅玄関とユーザとの距離Lを推定するシステムとして機能する。 When the distance measuring device 1 is mounted on a vehicle and the distance measured side device 2 is a mobile terminal carried by a user as in the present embodiment, the distance measuring system 100 of the present disclosure is a vehicle. It functions as a system for estimating the distance L between the user and the user. Further, if the distance measuring device 1 is installed at the entrance of the user's home and the distance measured side device 2 is a mobile terminal carried by the user, the distance measuring system 100 of the present disclosure is: It functions as a system for estimating the distance L between the home entrance and the user.

なお、他の態様として被測距側装置2は、車両等の移動体に搭載されていてもよい。ただし、仮に測距装置1と被測距側装置2の両方を移動体に搭載された態様とする場合には、それぞれは別の移動体に搭載されているものとする。 As another aspect, the distance-measured side device 2 may be mounted on a moving body such as a vehicle. However, if both the distance measuring device 1 and the distance measured side device 2 are mounted on the moving body, it is assumed that each of them is mounted on another moving body.

この測距装置1と被測距側装置2とは、所定の第1周波数f1と第2周波数のそれぞれの電波を用いて、直接的に双方向通信可能に構成されている。第1周波数f1及び第2周波数f2の具体的な値は適宜設計されれば良い。ただし、第1周波数f1及び第2周波数f2は互い異なる周波数であって、且つ、何れも第1周波数f1と第2周波数f2の差である差分周波数Δfの整数倍とは異なる周波数に設定されているものとする。例えば第1周波数f1や、第2周波数f2は、差分周波数Δfの整数倍となる周波数から、差分周波数Δfの1/4以上離れた周波数とすることが好ましい。ここでは一例として差分周波数Δfを7MHzに設定し、第1周波数f1=921MHz、第2周波数f2=928MHzに設定している。 The distance measuring device 1 and the distance measured side device 2 are configured to be capable of direct bidirectional communication using radio waves of predetermined first frequencies f1 and second frequencies, respectively. Specific values of the first frequency f1 and the second frequency f2 may be appropriately designed. However, the first frequency f1 and the second frequency f2 are different frequencies from each other, and both are set to frequencies different from the integral multiple of the difference frequency Δf, which is the difference between the first frequency f1 and the second frequency f2. It is assumed that there is. For example, the first frequency f1 and the second frequency f2 are preferably frequencies separated from a frequency that is an integral multiple of the difference frequency Δf by 1/4 or more of the difference frequency Δf. Here, as an example, the difference frequency Δf is set to 7 MHz, the first frequency f1 = 921 MHz, and the second frequency f2 = 928 MHz.

なお、或る周波数(以降、基準周波数)とは異なる周波数であると見なせる周波数の範囲は、測距システム100(より具体的には測距装置1)の分解能によって定まる。例えば測距装置1の分解能が100kHzである場合には、基準周波数から100kHz以上離れている周波数が、基準周波数とは異なる周波数と見なすことができる。故に、差分周波数Δfの整数倍とは異なる周波数とは、差分周波数の整数倍となる周波数から、測距装置1の周波数の分解能以上離れた周波数である。 The range of frequencies that can be regarded as a frequency different from a certain frequency (hereinafter referred to as a reference frequency) is determined by the resolution of the distance measuring system 100 (more specifically, the distance measuring device 1). For example, when the resolution of the ranging device 1 is 100 kHz, a frequency separated from the reference frequency by 100 kHz or more can be regarded as a frequency different from the reference frequency. Therefore, the frequency different from the integral multiple of the difference frequency Δf is a frequency separated from the frequency which is an integral multiple of the difference frequency by the resolution of the frequency of the distance measuring device 1 or more.

測距装置1と被測距側装置2とが通信する際の規格としては、例えば通信範囲が最大でも数十メートル程度となる所定の近距離無線通信規格を採用することができる。ここでの近距離無線通信規格とは、例えば、Bluetooth Low Energy(Bluetoothは登録商標)や、Wi-Fi(登録商標)等である。もちろん、測距装置1と被測距側装置2との通信に用いられる通信規格としては、上記以外の通信規格も採用することができる。以下、被測距側装置2及び測距装置1の構成の一例について、より具体的に説明する。 As a standard for communication between the distance measuring device 1 and the distance measured side device 2, for example, a predetermined short-range wireless communication standard having a maximum communication range of about several tens of meters can be adopted. The short-range wireless communication standard here is, for example, Bluetooth Low Energy (Bluetooth is a registered trademark), Wi-Fi (registered trademark), and the like. Of course, communication standards other than the above can also be adopted as the communication standard used for communication between the distance measuring device 1 and the distance measured side device 2. Hereinafter, an example of the configuration of the distance-measured side device 2 and the distance-measuring device 1 will be described more specifically.

<測距装置1の構成について>
ここでは測距装置1の構成について述べる。測距装置1は図1に示すように、測距側送信部11、測距側受信部12、及び測距側制御部13を備える。測距側送信部11及び測距側受信部12はそれぞれ測距側制御部13と相互通信可能に接続されている。なお、測距側送信部11と測距側受信部12は1つの通信機として一体的に構成されていても良い。
<About the configuration of the distance measuring device 1>
Here, the configuration of the distance measuring device 1 will be described. As shown in FIG. 1, the distance measuring device 1 includes a distance measuring side transmitting unit 11, a distance measuring side receiving unit 12, and a distance measuring side control unit 13. The ranging side transmitting unit 11 and the ranging side receiving unit 12 are connected to the ranging side control unit 13 so as to be able to communicate with each other. The ranging side transmitting unit 11 and the ranging side receiving unit 12 may be integrally configured as one communication device.

測距側送信部11は、測距側制御部13からの指示に基づき、第1周波数の信号を送信したり、第2周波数の信号を送信したりする通信モジュールである。測距側送信部11は、ベースバンド信号から、第1周波数の信号及び第2周波数の信号(つまり搬送波信号)を生成する変調回路や、増幅回路、アンテナなどを用いて構成されている。なお、第1周波数と第2周波数の信号送信は、共通の1つのアンテナを用いて実現されても良いし、第1周波数用のアンテナと第2周波数用のアンテナを別々に備えていても良い。 The distance measuring side transmission unit 11 is a communication module that transmits a signal of the first frequency or a signal of the second frequency based on an instruction from the distance measuring side control unit 13. The ranging side transmission unit 11 is configured by using a modulation circuit, an amplification circuit, an antenna, or the like that generates a first frequency signal and a second frequency signal (that is, a carrier wave signal) from a baseband signal. It should be noted that the signal transmission of the first frequency and the second frequency may be realized by using one common antenna, or the antenna for the first frequency and the antenna for the second frequency may be separately provided. ..

測距側受信部12は、第1周波数の信号及び第2周波数の信号を受信するための通信モジュールである。測距側受信部12は、搬送波信号をベースバンド信号に復調する復調回路や、増幅回路、アンテナなどを用いて構成されている。なお、第1周波数の電波と第2周波数の電波は、1つのアンテナを用いて受信するように構成されていても良いし、第1周波数の電波を受信するためのアンテナと第2周波数の電波を受信するためのアンテナとして別々に設けられていても良い。第1周波数の電波と第2周波数の電波を1つのアンテナを用いて受信する場合には、受信信号から第1周波数の信号と第2周波数の信号とを分離するためのフィルタ回路などを備えていればよい。測距側受信部12が受信した信号は測距側制御部13に出力される。 The ranging side receiving unit 12 is a communication module for receiving a signal of the first frequency and a signal of the second frequency. The distance measuring side receiving unit 12 is configured by using a demodulation circuit that demodulates a carrier wave signal into a baseband signal, an amplifier circuit, an antenna, and the like. The radio wave of the first frequency and the radio wave of the second frequency may be configured to be received by using one antenna, or the antenna for receiving the radio wave of the first frequency and the radio wave of the second frequency. It may be provided separately as an antenna for receiving the radio wave. When receiving the first frequency radio wave and the second frequency radio wave using one antenna, it is equipped with a filter circuit for separating the first frequency signal and the second frequency signal from the received signal. Just do it. The signal received by the ranging side receiving unit 12 is output to the ranging side control unit 13.

測距側制御部13は、測距側送信部11及び測距側受信部12の動作を制御するとともに、測距側受信部12での被測距側装置2からの信号の受信状況に基づいて被測距側装置2との距離Lを推定する構成である。例えば測距側制御部13は、所定の周期で測距側送信部11に対し、第1周波数の応答要求信号と、第2周波数の応答要求信号を順に送信するように指示する。これにより、測距側送信部11は第1周波数の応答要求信号と第2周波数の応答要求信号を所定の周期で送信する。なお、ここでの応答要求信号とは、被測距側装置2に対して応答信号の返送を要求する信号である。応答要求信号の具体的な信号系列(換言すればビットパターン)は適宜設計されれば良い。第1周波数の応答要求信号が請求項に記載の第1周波数信号に相当し、第2周波数の応答要求信号が請求項に記載の第2周波数信号に相当する。 The distance measuring side control unit 13 controls the operation of the distance measuring side transmitting unit 11 and the distance measuring side receiving unit 12, and is based on the reception status of the signal from the distance measuring side device 2 in the distance measuring side receiving unit 12. The configuration is such that the distance L from the distance-measured side device 2 is estimated. For example, the ranging side control unit 13 instructs the ranging side transmitting unit 11 to transmit the response request signal of the first frequency and the response request signal of the second frequency in order at a predetermined cycle. As a result, the ranging side transmission unit 11 transmits the response request signal of the first frequency and the response request signal of the second frequency in a predetermined cycle. The response request signal here is a signal requesting the device 2 on the distance-measured side to return the response signal. A specific signal sequence (in other words, a bit pattern) of the response request signal may be appropriately designed. The response request signal of the first frequency corresponds to the first frequency signal according to the claim, and the response request signal of the second frequency corresponds to the second frequency signal according to the claim.

そして測距側制御部13は、応答要求信号に対する被測距側装置2から応答信号の測距側受信部12での受信状況に基づいて、被測距側装置2との距離Lを推定する。この測距側制御部13が備える機能の詳細については別途後述する。 Then, the distance measuring side control unit 13 estimates the distance L from the distance measuring side device 2 to the distance measuring side device 2 based on the reception status of the response signal by the distance measuring side receiving unit 12 for the response request signal. .. The details of the function of the distance measuring side control unit 13 will be described later.

この測距側制御部13は、例えばコンピュータを用いて実現されている。すなわち、測距側制御部13は、CPUや、RAM、フラッシュメモリなどを備える。CPUは、種々の演算処理を実行する演算処理装置である。CPUの代わりにMPUやGPUが用いられていても良い。RAMは揮発性の記憶媒体であり、フラッシュメモリは、書き換え可能な不揮発性の記憶媒体である。フラッシュメモリには、通常のコンピュータを測距側制御部13として機能させるためのプログラム(以降、測距プログラム)等が格納されている。なお、他の態様として、測距側制御部13は、1つ又は複数のICを用いてハードウェアとして実現されていても良い。 The distance measuring side control unit 13 is realized by using, for example, a computer. That is, the distance measuring side control unit 13 includes a CPU, RAM, flash memory, and the like. The CPU is an arithmetic processing unit that executes various arithmetic processing. MPU or GPU may be used instead of CPU. RAM is a volatile storage medium and flash memory is a rewritable non-volatile storage medium. The flash memory stores a program (hereinafter referred to as a distance measuring program) for causing a normal computer to function as a distance measuring side control unit 13. As another aspect, the distance measuring side control unit 13 may be realized as hardware by using one or a plurality of ICs.

<被測距側装置2について>
次に、被測距側装置2の構成について述べる。被測距側装置2は、図1に示すように、被測距側受信部21、被測距側制御部22、及び被測距側送信部23を備える。被測距側受信部21は、第1周波数の信号及び第2周波数の信号を受信するための通信モジュールである。被測距側受信部21の構成は、測距側受信部12と同様の構成とすることができるため詳細な説明は省略する。被測距側受信部21は、図示しないアンテナを介して測距装置1が送信した応答要求信号を受信し、整形、増幅、周波数変換等の所定の処理を施して被測距側制御部22に出力する。
<About the distance-measured side device 2>
Next, the configuration of the distance-measured side device 2 will be described. As shown in FIG. 1, the distance-measured side device 2 includes a distance-measured side receiving unit 21, a distance-measured side control unit 22, and a distance-measured side transmitting unit 23. The distance-measured side receiving unit 21 is a communication module for receiving a signal of the first frequency and a signal of the second frequency. Since the configuration of the ranging side receiving unit 21 can be the same as that of the ranging side receiving unit 12, detailed description thereof will be omitted. The distance-measured side receiving unit 21 receives a response request signal transmitted by the distance-finding device 1 via an antenna (not shown), performs predetermined processing such as shaping, amplification, and frequency conversion, and is subjected to predetermined processing such as shaping, amplification, and frequency conversion. Output to.

被測距側制御部22は、被測距側受信部21が第1周波数の応答要求信号を受信した場合に、被測距側送信部23に対して、第1周波数の応答信号を送信するように指示する。また、被測距側受信部21が第2周波数の応答要求信号を受信した場合に、被測距側送信部23に対して、第2周波数の応答信号を送信するように指示する。この被測距側制御部22は、MPUやRAM等を用いて実現されればよい。被測距側制御部22は、1つ又は複数のICを用いて実現されていても良い。 When the distance-measured side receiving unit 21 receives the response request signal of the first frequency, the distance-measured side control unit 22 transmits the first-frequency response signal to the distance-measured side transmitting unit 23. Instruct. Further, when the distance-measured side receiving unit 21 receives the second frequency response request signal, the distance-measured side transmitting unit 23 is instructed to transmit the second frequency response signal. The distance-measured side control unit 22 may be realized by using an MPU, RAM, or the like. The distance-measured side control unit 22 may be realized by using one or a plurality of ICs.

なお、本実施形態の被測距側装置2は、測距装置1から送信されてきた応答要求信号に対する応答信号として、当該応答要求信号と同様の信号系列となっている信号を返送するように構成されているものとする。つまり、被測距側装置2は受信した応答要求信号と同様の信号をそのまま或いは増幅及び整形して返送するように構成されているものとする。 The distance-measured side device 2 of the present embodiment returns a signal having the same signal sequence as the response request signal as a response signal to the response request signal transmitted from the range-finding device 1. It shall be configured. That is, it is assumed that the distance-measured side device 2 is configured to return the same signal as the received response request signal as it is or after amplifying and shaping it.

被測距側送信部23は、被測距側制御部22からの指示に基づいて、第1周波数の信号及び第2周波数の信号を送信するための通信モジュールである。例えば被測距側送信部23は、被測距側制御部22からの指示に基づいて、第1周波数の応答信号を送信する。また、被測距側制御部22からの指示に基づいて第2周波数の応答信号を送信する。被測距側送信部23の構成は、測距側送信部11と同様の構成とすることができるため詳細な説明は省略する。第1周波数の応答信号が請求項に記載の第1応答信号に相当し、第2周波数の応答信号が請求項に記載の第2応答信号に相当する。 The distance-measured side transmission unit 23 is a communication module for transmitting a first frequency signal and a second frequency signal based on an instruction from the distance-measured side control unit 22. For example, the distance-measured side transmission unit 23 transmits a response signal of the first frequency based on an instruction from the distance-measured side control unit 22. Further, the response signal of the second frequency is transmitted based on the instruction from the distance-measured side control unit 22. Since the configuration of the distance measuring side transmitting unit 23 can be the same as that of the distance measuring side transmitting unit 11, detailed description thereof will be omitted. The response signal of the first frequency corresponds to the first response signal according to the claim, and the response signal of the second frequency corresponds to the second response signal according to the claim.

以上のように構成された被測距側装置2において、被測距側受信部21が応答要求信号を受信してから被測距側送信部23が応答信号を送信するまでには、所定の時間(以降、応答処理時間)τを要する。ただし、この応答処理時間τは、被測距側装置2のハードウェア構成に応じて定まる。そのため、応答処理時間τの想定値は、試験等によって予め特定しておくことができる。被測距側装置2での応答処理時間τの想定値は測距プログラムの一部として測距装置1に予め登録されているものとする。 In the distance-measured side device 2 configured as described above, a predetermined time is obtained from the time when the distance-measured side receiving unit 21 receives the response request signal to the time when the distance-measured side transmitting unit 23 transmits the response signal. It takes time (hereinafter, response processing time) τ. However, this response processing time τ is determined according to the hardware configuration of the distance-measured side device 2. Therefore, the assumed value of the response processing time τ can be specified in advance by a test or the like. It is assumed that the assumed value of the response processing time τ in the distance-measured side device 2 is registered in advance in the distance-finding device 1 as a part of the distance-finding program.

<測距装置1の機能について>
次に、測距側制御部13が備える機能について説明する。測距側制御部13は、CPUが測距プログラムを実行することによって発現される機能として、図1に示す機能ブロックに対応する機能を備える。すなわち、測距側制御部13は機能ブロックとして、送信制御部131、位相差検出部132、及び距離推定部133を備える。また、不揮発性の記憶媒体(例えばフラッシュメモリ)を用いて実現される構成として、テーブル記憶部M1を備える。テーブル記憶部M1は、測距装置1から被測距側装置2までの距離L毎の、後述する2周波位相差θdと、第1位相差θ1の期待値(位相期待値)θmを示すデータ(以降、距離対応テーブル)を記憶している記憶装置である。距離対応テーブルについての詳細は後述する。
<About the function of the distance measuring device 1>
Next, the functions provided by the distance measuring side control unit 13 will be described. The distance measuring side control unit 13 has a function corresponding to the functional block shown in FIG. 1 as a function expressed by the CPU executing the distance measuring program. That is, the distance measuring side control unit 13 includes a transmission control unit 131, a phase difference detection unit 132, and a distance estimation unit 133 as functional blocks. Further, the table storage unit M1 is provided as a configuration realized by using a non-volatile storage medium (for example, a flash memory). The table storage unit M1 is data showing the two-frequency phase difference θd, which will be described later, and the expected value (phase expected value) θm of the first phase difference θ1 for each distance L from the distance measuring device 1 to the distanced side device 2. It is a storage device that stores (hereinafter referred to as a distance correspondence table). Details of the distance correspondence table will be described later.

送信制御部131は、測距側送信部11と協働して上述した応答要求信号の送信制御を実施する構成である。すなわち送信制御部131は、所定の周期で第1周波数の応答要求信号と第2周波数の応答要求信号を順に又は同時に送信させる。なお、被測距側装置2での処理負荷を時間的に平準化する観点においては、第1周波数の応答要求信号と第2周波数の応答要求信号の送信間隔は、被測距側装置2での応答処理時間τだけ離していることが好ましい。 The transmission control unit 131 is configured to perform transmission control of the response request signal described above in cooperation with the distance measuring side transmission unit 11. That is, the transmission control unit 131 transmits the response request signal of the first frequency and the response request signal of the second frequency in order or at the same time in a predetermined cycle. From the viewpoint of temporally leveling the processing load of the distance-measured side device 2, the transmission interval between the response request signal of the first frequency and the response request signal of the second frequency is set by the distance-measured side device 2. It is preferable that the response processing times τ are separated from each other.

位相差検出部132は、測距側受信部12が第1周波数の応答信号を受信した場合、測距側受信部12から入力される当該応答信号を示す電気信号に基づいて、送信済みの第1周波数の応答要求信号に対する当該応答信号の位相差(以降、第1位相差)θ1を検出する。また、位相差検出部132は、測距側受信部12が第2周波数の応答信号を受信した場合には、測距側受信部12から入力される当該応答信号を示す電気信号に基づいて、第2周波数の応答要求信号に対する位相差(以降、第2位相差)θ2を検出する。送信信号としての応答要求信号に対する応答信号の位相差は、例えば、応答要求信号を送信してから応答信号を受信するまでの経過時間をクロック信号等でカウントしておき、当該カウント値と搬送波信号の周期(換言すれば周波数の逆数)基づいて位相差を判定すればよい。位相差を検出するための構成としては、周知の構成を採用することができる。 When the ranging side receiving unit 12 receives the response signal of the first frequency, the phase difference detecting unit 132 has already transmitted the first, based on the electric signal indicating the response signal input from the ranging side receiving unit 12. The phase difference (hereinafter, the first phase difference) θ1 of the response signal with respect to the response request signal of one frequency is detected. Further, when the ranging side receiving unit 12 receives the response signal of the second frequency, the phase difference detecting unit 132 is based on the electric signal indicating the response signal input from the ranging side receiving unit 12. The phase difference (hereinafter referred to as the second phase difference) θ2 with respect to the response request signal of the second frequency is detected. For the phase difference of the response signal with respect to the response request signal as the transmission signal, for example, the elapsed time from the transmission of the response request signal to the reception of the response signal is counted by a clock signal or the like, and the count value and the carrier wave signal are counted. The phase difference may be determined based on the period of (in other words, the inverse of the frequency). A well-known configuration can be adopted as the configuration for detecting the phase difference.

距離推定部133は、位相差検出部132から提供された第1位相差θ1と第2位相差θ2の差(以降、2周波位相差)θdを算出し、当該2周波位相差θdに基づいて、測距装置1から被測距側装置2との距離Lの推定値を取得(具体的には算出又は読み出し)する構成である。本実施形態では一例として距離推定部133は、テーブル記憶部M1に保存されている距離対応テーブルを用いて距離Lを推定するものとする。すなわち、距離推定部133は、位相差検出部132から算出した2周波位相差θdに対応付けられている距離Lの値を読み出すことで、距離Lを推定する。 The distance estimation unit 133 calculates the difference (hereinafter, two-frequency phase difference) θd between the first phase difference θ1 and the second phase difference θ2 provided by the phase difference detection unit 132, and based on the two-frequency phase difference θd. , The configuration is such that an estimated value of the distance L from the distance measuring device 1 to the distance measured side device 2 is acquired (specifically, calculated or read out). In the present embodiment, as an example, the distance estimation unit 133 estimates the distance L using the distance correspondence table stored in the table storage unit M1. That is, the distance estimation unit 133 estimates the distance L by reading the value of the distance L associated with the two-frequency phase difference θd calculated from the phase difference detection unit 132.

ここで用いられる距離対応テーブルは、例えば図2に示すように、距離Lが0から差分周波数Δfの波長(以降、差分波長)λdの0.5倍までの場合の、距離Lに応じた2周波位相差θdと、検出されるべき第1位相差θ1の期待値との対応関係を示すテーブル(換言すればデータセット)を備える。また、より好ましい態様として、本実施形態の距離対応テーブルは、距離Lが0.5λdよりも大きい場合の距離Lに応じた2周波位相差θdと、第1位相差θ1の期待値との対応関係を示すデータセットも備えるものとする。差分波長λdは電波の伝搬速度C(3×10^8m/sec)を差分周波数Δfで除算したものである。0.5λdは、差分波長λdの半分の長さである。 As shown in FIG. 2, for example, the distance correspondence table used here is 2 according to the distance L when the distance L is from 0 to 0.5 times the wavelength of the difference frequency Δf (hereinafter, the difference wavelength) λd. A table (in other words, a data set) showing the correspondence between the frequency phase difference θd and the expected value of the first phase difference θ1 to be detected is provided. Further, as a more preferable embodiment, in the distance correspondence table of the present embodiment, the correspondence between the two-frequency phase difference θd corresponding to the distance L when the distance L is larger than 0.5λd and the expected value of the first phase difference θ1. A dataset showing the relationship shall also be provided. The difference wavelength λd is the propagation speed C (3 × 10 ^ 8 m / sec) of the radio wave divided by the difference frequency Δf. 0.5λd is half the length of the difference wavelength λd.

なお、距離Lが0から0.5λdまでの間である場合の2周波位相差θdに対する距離Lは、下記に式1によって定まるものである。

Figure 0006996141000001
The distance L with respect to the two-frequency phase difference θd when the distance L is between 0 and 0.5λd is determined by Equation 1 below.
Figure 0006996141000001

また、距離Lが0.5λdよりも大きい場合の2周波位相差θdに対する距離Lは、距離Lが0から0.5λdまでの間である場合の2周波位相差θdに対する距離Lに、0.5λdの整数倍を加えた値となる。片道距離が0.5λd増える毎に往復距離としてはλd増え、往復距離としてλd増える毎に2周波位相差θdは1周り(つまり360度)するためである。 Further, the distance L with respect to the two-frequency phase difference θd when the distance L is larger than 0.5λd is 0. It is the value obtained by adding an integral multiple of 5λd. This is because every time the one-way distance increases by 0.5λd, the round-trip distance increases by λd, and each time the round-trip distance increases by λd, the two-frequency phase difference θd makes one circumference (that is, 360 degrees).

さらに、或る距離Lに対する第1位相差θ1の期待値(つまり位相期待値)θmは、下記式2によって定まるパラメータKを、式3に代入することによって定まる。

Figure 0006996141000002

Figure 0006996141000003
Further, the expected value (that is, the expected phase value) θm of the first phase difference θ1 with respect to a certain distance L is determined by substituting the parameter K determined by the following equation 2 into the equation 3.
Figure 0006996141000002

Figure 0006996141000003

式2によって定まるパラメータKは、(2L/C+τ)を1/f1で割った余り(つまり剰余)である。式中のmodは、C言語等で使用される剰余演算子「%」と同様の意味を有する記号である。 The parameter K determined by Equation 2 is the remainder (that is, the remainder) obtained by dividing (2L / C + τ) by 1 / f1. The mod in the formula is a symbol having the same meaning as the remainder operator "%" used in C language and the like.

ところで、図2にも示すように、第1周波数f1を差分周波数Δfの整数倍とは異なる周波数に設定している。そのため、2周波位相差θdが1回転又は複数回転して再びφとなるケースであっても、各ケースにおける位相期待値θmは距離Lに応じてそれぞれ異なる値となる。例えば2周波位相差θd=φとなる場合であっても、距離Lが0.5λd未満である場合の位相期待値θmの値はθaとなる一方、距離Lが0.5λd~λd未満である場合には位相期待値θmの値はθbとなる。また、距離Lがλd~1.5λd未満である場合には位相期待値θmの値はθcとなる。なお、θa、θb、θcは何れも異なる値とする。 By the way, as shown in FIG. 2, the first frequency f1 is set to a frequency different from an integral multiple of the difference frequency Δf. Therefore, even in the case where the two-frequency phase difference θd makes one rotation or a plurality of rotations and becomes φ again, the expected phase value θm in each case becomes a different value depending on the distance L. For example, even when the two-frequency phase difference θd = φ, the value of the expected phase value θm when the distance L is less than 0.5λd is θa, while the distance L is less than 0.5λd to λd. In this case, the expected phase value θm is θb. When the distance L is less than λd to 1.5λd, the value of the expected phase value θm is θc. Note that θa, θb, and θc all have different values.

このように2周波位相差θdが同じ値となる場合であっても位相期待値θmは距離Lに応じて異なる値となるため、2周波位相差θdから推定される距離Lに対応する位相期待値θmと実際の第1位相差θ1とを照合することで、被測距側装置2が0.5λd以上遠方に存在するのか、差分波長λd以内に存在するのかを切り分けることができる。 In this way, even when the two-frequency phase difference θd is the same value, the phase expected value θm is different depending on the distance L, so that the phase expectation corresponding to the distance L estimated from the two-wavelength phase difference θd By collating the value θm with the actual first phase difference θ1, it is possible to distinguish whether the distance-measured device 2 exists at a distance of 0.5λd or more or within the difference wavelength λd.

<測距演算処理>
次に、図3に示すフローチャートを用いて、測距側制御部13が被測距側装置2との距離Lを推定するために実施する一連の処理(以降、測距演算処理)について説明する。図3に示すフローチャートは、所定の周期で(例えば100ミリ秒毎に)実施されれば良い。また、図3のフローチャートは所定のイベントが発生したことをトリガとして実行されても良い。
<Distance measurement calculation processing>
Next, a series of processes (hereinafter referred to as distance measurement calculation processing) performed by the distance measurement side control unit 13 to estimate the distance L from the distance measurement side device 2 will be described using the flowchart shown in FIG. .. The flowchart shown in FIG. 3 may be performed at a predetermined cycle (for example, every 100 milliseconds). Further, the flowchart of FIG. 3 may be executed triggered by the occurrence of a predetermined event.

まずステップS101では送信制御部131が測距側送信部11と協働して、第1周波数の応答要求信号を送信してステップS102に移る。ステップS102では測距側受信部12が被測距側装置2から返送されてくる第1周波数の応答信号を受信してステップS103に移る。なお、ステップS102に移ってから所定の応答待機時間経過しても被測距側装置2からの応答信号を受信しなかった場合には、被測距側装置2は測距装置1の検出エリア外に存在するものと見なして、本フローを終了すれば良い。 First, in step S101, the transmission control unit 131 cooperates with the distance measuring side transmission unit 11 to transmit a response request signal of the first frequency, and the process proceeds to step S102. In step S102, the distance measuring side receiving unit 12 receives the response signal of the first frequency returned from the distance measuring side device 2 and proceeds to step S103. If the response signal from the distance-measured side device 2 is not received even after the predetermined response standby time has elapsed after moving to step S102, the distance-measured side device 2 has the detection area of the range-finding device 1. It is sufficient to consider that it exists outside and end this flow.

応答待機時間は、応答処理時間τよりも長い範囲において適宜設計されれば良い。例えば応答待機時間は、所定の検出限界距離を2倍した値を電波の伝搬速度Cで除算してなる最大飛行時間を、応答処理時間τに加えた値とすればよい。検出限界距離は、測距装置1が算出可能な被測距側装置2との距離Lの最大値を示すパラメータであって、システム要件として適宜設定される。上述の検出エリアは測距装置1から検出限界距離以内となる範囲である。ステップS103では位相差検出部132が、測距側受信部12から入力される第1周波数の受信信号に基づいて第1位相差θ1を検出し、ステップS104に移る。 The response waiting time may be appropriately designed in a range longer than the response processing time τ. For example, the response standby time may be a value obtained by adding the maximum flight time obtained by dividing the value obtained by doubling the predetermined detection limit distance by the propagation speed C of the radio wave to the response processing time τ. The detection limit distance is a parameter indicating the maximum value of the distance L from the distance-measured side device 2 that can be calculated by the distance-measuring device 1, and is appropriately set as a system requirement. The above-mentioned detection area is a range within the detection limit distance from the distance measuring device 1. In step S103, the phase difference detection unit 132 detects the first phase difference θ1 based on the reception signal of the first frequency input from the distance measuring side receiving unit 12, and proceeds to step S104.

ステップS104では送信制御部131が、測距側送信部11と協働して、第2周波数の応答要求信号を送信してステップS105に移る。ステップS105では測距側受信部12が被測距側装置2から返送されてくる第2周波数の応答信号を受信してステップS106に移る。なお、ステップS105に移ってから所定の応答待機時間経過しても被測距側装置2からの応答信号を受信しなかった場合には本フローを終了すればよい。 In step S104, the transmission control unit 131 cooperates with the distance measuring side transmission unit 11 to transmit a response request signal of the second frequency, and proceeds to step S105. In step S105, the distance measuring side receiving unit 12 receives the response signal of the second frequency returned from the distance measuring side device 2 and proceeds to step S106. If the response signal from the distance-measured side device 2 is not received even after the predetermined response standby time has elapsed after moving to step S105, this flow may be terminated.

また、他の態様として、ステップS105に移ってから所定の応答待機時間経過しても被測距側装置2からの応答信号を受信しなかった場合には、第2周波数の応答要求信号を再送しても良い。第1周波数の応答要求信号に対する応答信号は受信できたにも関わらず、第2周波数の応答要求信号に対する応答信号を受信できなかった場合とは、偶発的なノイズによって第2周波数の信号の送受信に失敗した可能性があるためである。 Further, as another embodiment, if the response signal from the distance-measured side device 2 is not received even after the predetermined response standby time has elapsed since the process proceeds to step S105, the response request signal of the second frequency is retransmitted. You may. When the response signal for the response request signal of the second frequency cannot be received even though the response signal for the response request signal of the first frequency can be received, the signal of the second frequency is transmitted and received due to accidental noise. This is because it may have failed.

ステップS106では位相差検出部132が、測距側受信部12から入力される第2周波数の受信信号に基づいて第2位相差θ2を検出し、ステップS107に移る。ステップS107では距離推定部133が、位相差検出部132から提供された第1位相差θ1から第2位相差θ2を減算することで2周波位相差θdを算出する。そして、距離対応テーブルのうち、距離Lが0から0.5λdまでの値である場合のデータセットを参照し、本ステップで算出した2周波位相差θdに対応付けられている距離Lの値を読み出す。例えば2周波位相差θdがφである場合には、距離L=αであると推定する。 In step S106, the phase difference detection unit 132 detects the second phase difference θ2 based on the reception signal of the second frequency input from the distance measuring side receiving unit 12, and proceeds to step S107. In step S107, the distance estimation unit 133 calculates the dual frequency phase difference θd by subtracting the second phase difference θ2 from the first phase difference θ1 provided by the phase difference detection unit 132. Then, in the distance correspondence table, the value of the distance L associated with the two-frequency phase difference θd calculated in this step is referred to with reference to the data set when the distance L is a value from 0 to 0.5λd. read out. For example, when the two-frequency phase difference θd is φ, it is estimated that the distance L = α.

なお、本実施形態では一例として、距離対応テーブルを用いて距離Lを推定するものとするが、これに限らない。距離推定部133は前述の式1を演算することで距離Lを推定しても良い。距離Lの推定が完了するとステップS108に移る。 In this embodiment, as an example, the distance L is estimated using the distance correspondence table, but the present invention is not limited to this. The distance estimation unit 133 may estimate the distance L by calculating the above-mentioned equation 1. When the estimation of the distance L is completed, the process proceeds to step S108.

ステップS108では距離推定部133が、ステップS107で推定した距離Lに対応付けられている位相期待値θmを距離対応テーブルから読み出すことで、位相期待値θmの値を取得する。例えば、距離L=αである場合には位相期待値θm=θaであると判定する。ステップS108での処理が完了するとステップS109に移る。 In step S108, the distance estimation unit 133 reads the phase expected value θm associated with the distance L estimated in step S107 from the distance correspondence table to acquire the value of the phase expected value θm. For example, when the distance L = α, it is determined that the expected phase value θm = θa. When the process in step S108 is completed, the process proceeds to step S109.

ステップS109では、ステップS103において実際に検出(換言すれば観測)された第1位相差θ1が、ステップS108で取得した位相期待値θmと一致しているか否かを判定する。実検出値としての第1位相差θ1が位相期待値θmと一致している場合にはステップS109を肯定判定してステップS110に移る。一方、実検出値としての第1位相差θ1が位相期待値θmと一致していない場合にはステップS109を否定判定してステップS111に移る。 In step S109, it is determined whether or not the first phase difference θ1 actually detected (in other words, observed) in step S103 matches the expected phase value θm acquired in step S108. If the first phase difference θ1 as the actual detected value matches the expected phase value θm, the affirmative determination is made in step S109, and the process proceeds to step S110. On the other hand, if the first phase difference θ1 as the actual detected value does not match the expected phase value θm, step S109 is negatively determined and the process proceeds to step S111.

なお、ここでの一致とは完全な一致に限らない。実検出値としての第1位相差θ1が、位相期待値θmを中心とする所定の誤差範囲(例えば±5度以内)に位置している場合に、実検出値としての第1位相差θ1は推定距離Lに応じた位相期待値θmと一致していると判定すればよい。実検出値としての第1位相差θ1が位相期待値θmと一致しているか否かを判定することは、実検出値としての第1位相差θ1が、推定距離Lに応じた位相期待値θmと整合しているか否かを判定することに相当する。 The match here is not limited to a perfect match. When the first phase difference θ1 as the actual detected value is located within a predetermined error range (for example, within ± 5 degrees) centered on the expected phase value θm, the first phase difference θ1 as the actual detected value is It may be determined that the phase expected value θm corresponding to the estimated distance L is the same. Determining whether or not the first phase difference θ1 as the actual detected value matches the expected phase value θm means that the first phase difference θ1 as the actual detected value is the expected phase value θm according to the estimated distance L. Corresponds to determining whether or not it is consistent with.

ステップS110では、ステップS107で推定した距離Lは正しい(換言すれば妥当である)と判定して、本フローを終了する。この場合、ステップS107で推定された距離Lが、測距装置1から被測距側装置2までの距離として採用される。一方、ステップS111では、ステップS107で推定した距離Lは誤りであると判定して本フローを終了する。この場合、ステップS107で推定された距離Lは破棄される。つまり、ステップS107で推定した距離Lは、測距装置1から被測距側装置2までの距離として採用されない。 In step S110, it is determined that the distance L estimated in step S107 is correct (in other words, it is appropriate), and this flow ends. In this case, the distance L estimated in step S107 is adopted as the distance from the distance measuring device 1 to the distance measured side device 2. On the other hand, in step S111, it is determined that the distance L estimated in step S107 is an error, and this flow ends. In this case, the distance L estimated in step S107 is discarded. That is, the distance L estimated in step S107 is not adopted as the distance from the distance measuring device 1 to the distance measured side device 2.

<実施形態の効果>
ターゲットとしての被測距側装置2との距離Lが0.5λdだけ離れる毎に(往復距離としてはλd離れる毎に)、2周波位相差θdは1回転してしまう。そのため、片道距離Lが0.5λd増える毎(往復距離としてはλd増える毎)に、2周波位相差θdは同じ値となる。換言すれば、2周波位相差θdが任意の値φとなる地点は、0.5λd間隔で(往復距離としてはλd間隔で)存在する。故に、特許文献1に代表される一般的な2周波CW技術においては、仮に0.5λd以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信することを許容すると、ターゲットとの距離Lが「α」であるのか「n×0.5λd+α」(nは自然数)であるのかが判別できなくなる。
<Effect of embodiment>
Every time the distance L from the distance-measured device 2 as a target is separated by 0.5λd (every time the reciprocating distance is separated by λd), the two-frequency phase difference θd makes one rotation. Therefore, every time the one-way distance L increases by 0.5λd (every time the round-trip distance increases by λd), the two-frequency phase difference θd becomes the same value. In other words, the points where the two-frequency phase difference θd becomes an arbitrary value φ exist at intervals of 0.5λd (as a round trip distance at intervals of λd). Therefore, in the general dual-frequency CW technology represented by Patent Document 1, if it is allowed to receive a signal from a target located at a distance of 0.5λd or more, the distance L from the target is “α”. It becomes impossible to determine whether it is present or "n × 0.5λd + α" (n is a natural number).

そのような課題に対し、本実施形態の構成では、まず、第1周波数f1を差分周波数Δfの整数倍とは異なる周波数に設定した。これにより、2周波位相差θdが1回転又は複数回転して再びφとなる複数地点においても、位相期待値θm自体は距離Lに応じてそれぞれ異なる値となる。そして、距離推定部133は、距離Lが0.5λd未満であることを想定した場合の2周波位相差θdから推定される距離Lに対応付けられている位相期待値θmと、実際の検出値としての第1位相差θ1とを比較することによって、推定距離Lが正しいか否かを判定する。 In response to such a problem, in the configuration of the present embodiment, first, the first frequency f1 is set to a frequency different from an integral multiple of the difference frequency Δf. As a result, the expected phase value θm itself becomes a different value according to the distance L even at a plurality of points where the two-frequency phase difference θd makes one rotation or a plurality of rotations and becomes φ again. Then, the distance estimation unit 133 has the phase expected value θm associated with the distance L estimated from the two-frequency phase difference θd when the distance L is assumed to be less than 0.5λd, and the actual detection value. By comparing with the first phase difference θ1 as the above, it is determined whether or not the estimated distance L is correct.

このような構成によれば仮に測距装置1から「α+n×0.5λd」(nは自然数)以上離れた地点に位置する被測距側装置2からの信号を受信した場合であっても、ターゲットとの距離が「α」であるのか「α+n×0.5λd」であるのかを判別できる。つまり、仮に0.5λd以上遠方に存在する被測距側装置2からの信号を受信した場合でも、測距対象物が近くにあるのかどうかを識別できる。故に、0.5λd以上遠方に存在する被測距側装置2からの信号を受信することによって、被測距側装置2との距離を誤判定する恐れを低減することができる。 According to such a configuration, even if a signal is received from the distance-measured side device 2 located at a point separated from the distance-finding device 1 by "α + n × 0.5λd" (n is a natural number) or more. It is possible to determine whether the distance to the target is "α" or "α + n × 0.5λd". That is, even if a signal from the distance-measured side device 2 existing at a distance of 0.5λd or more is received, it is possible to identify whether or not the distance-finding object is nearby. Therefore, by receiving the signal from the distance-measured side device 2 existing at a distance of 0.5λd or more, it is possible to reduce the possibility of erroneously determining the distance to the distance-measured side device 2.

また、本実施形態の距離推定部133は、予め用意されている距離Lに応じた位相期待値θmを示すテーブルを用いて、推定距離Lの妥当性を判定する。このような構成によれば、測距側制御部13での演算負荷を低減することができる。その結果、応答性も高めることができる。 Further, the distance estimation unit 133 of the present embodiment determines the validity of the estimated distance L by using a table showing the phase expected value θm corresponding to the distance L prepared in advance. According to such a configuration, the calculation load on the distance measuring side control unit 13 can be reduced. As a result, the responsiveness can be improved.

以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の第1実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる第2~第4実施形態、及び種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-mentioned first embodiment, and the second to fourth embodiments described below and various modifications are also the techniques of the present disclosure. It is included in the target range, and can be changed and implemented in various ways within the range other than the following that does not deviate from the gist.

なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。 The members having the same functions as those described in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Further, when only a part of the configuration is referred to, the configuration of the embodiment described above can be applied to the other parts.

[第2実施形態]
上述した第1実施形態では、被測距側装置2が測距装置1から0.5λd以内に存在する場合を想定し、位相期待値θmから推定した被測距側装置2との推定距離Lが正しいか否かを判定するために位相期待値θmを用いる構成を開示した。一方、距離Lに応じた位相期待値θmを用いれば、被測距側装置2が測距装置1から0.5λd以上離れている場合であっても、その距離Lを推定することができる。以下、そのような技術的思想に基づく実施形態を第2実施形態として以下に開示する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment described above, it is assumed that the distance-measured device 2 exists within 0.5λd from the range-finding device 1, and the estimated distance L from the distance-measured device 2 estimated from the expected phase value θm. We have disclosed a configuration in which the expected phase value θm is used to determine whether or not is correct. On the other hand, if the expected phase value θm corresponding to the distance L is used, the distance L can be estimated even when the distance-measured side device 2 is separated from the distance-finding device 1 by 0.5λd or more. Hereinafter, an embodiment based on such a technical idea will be disclosed below as a second embodiment.

第2実施形態における測距システム100の概略的な構成は第1実施形態と同様である。ただし、第2実施形態の測距側制御部13は、測距演算処理として、図3に示すフローチャートの代わりに、図4に例示するフローチャートに沿った処理を実施する。図4に示すフローチャートの実行条件は前述の実施形態での測距演算処理の実行条件と同様の条件とすることができる。 The schematic configuration of the ranging system 100 in the second embodiment is the same as that in the first embodiment. However, the distance measuring side control unit 13 of the second embodiment performs the processing according to the flowchart illustrated in FIG. 4 instead of the flowchart shown in FIG. 3 as the distance measuring calculation processing. The execution conditions of the flowchart shown in FIG. 4 can be the same as the execution conditions of the distance measurement calculation processing in the above-described embodiment.

なお、図4に示すステップS201~S207までの一連の処理は図3に示すステップS101~S107までの一連の処理と同様であるため説明は省略する。ただし、以降では便宜上、ステップS207において推定される距離を、最小距離Laと記載する。ステップS207で推定される距離は、2周波位相差θdが、第1位相差θ1と第2位相差θ2から算出された値(便宜上、算出値φとする)となる距離のうち、距離Lが0から差分波長λdの間である場合を想定して推定される距離、すなわち、2周波位相差θdが算出値φとなりうる距離のうち、最も小さい値であるためである。 Since the series of processes from steps S201 to S207 shown in FIG. 4 is the same as the series of processes from steps S101 to S107 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted. However, hereinafter, for convenience, the distance estimated in step S207 will be referred to as the minimum distance La. The distance estimated in step S207 is such that the distance L is the distance in which the two-frequency phase difference θd is a value calculated from the first phase difference θ1 and the second phase difference θ2 (for convenience, the calculated value φ). This is because the distance estimated assuming the case of being between 0 and the difference wavelength λd, that is, the two-frequency phase difference θd is the smallest value among the distances that can be the calculated value φ.

ステップS208では、以降の処理で用いる演算用の変数パラメータNを0に設定してステップS209に移る。Nは0以上の整数が設定されるパラメータである。ステップS209では距離推定部133が、テーブル記憶部M1に保存されている距離対応データを参照し、距離L=La+N・0.5λdに対応付けられている位相期待値θmを読み出す。なお、本フロー開始後に初めてステップS209を実施する場合にはN=0であるため、ステップS207で推定された最小距離Laに対応付けられている位相期待値θmが読み出される。ステップS209での処理が完了するとステップS210に移る。 In step S208, the variable parameter N for calculation used in the subsequent processing is set to 0, and the process proceeds to step S209. N is a parameter in which an integer of 0 or more is set. In step S209, the distance estimation unit 133 refers to the distance correspondence data stored in the table storage unit M1 and reads out the phase expected value θm associated with the distance L = La + N · 0.5λd. Since N = 0 when step S209 is performed for the first time after the start of this flow, the phase expected value θm associated with the minimum distance La estimated in step S207 is read out. When the process in step S209 is completed, the process proceeds to step S210.

ステップS210では、ステップS203において実際に検出(換言すれば観測)された第1位相差θ1が、ステップS209で読み出された位相期待値θmと一致しているか否かを判定する。実検出値としての第1位相差θ1が位相期待値θmと一致している場合にはステップS210を肯定判定してステップS211に移る。一方、実検出値としての第1位相差θ1が位相期待値θmと一致していない場合にはステップS210を否定判定してステップS212に移る。なお、一致しているか否かの判断基準としては前述のステップS109と同様の概念を適用可能である。 In step S210, it is determined whether or not the first phase difference θ1 actually detected (in other words, observed) in step S203 matches the expected phase value θm read in step S209. If the first phase difference θ1 as the actual detected value matches the expected phase value θm, affirmative determination is made in step S210, and the process proceeds to step S211. On the other hand, if the first phase difference θ1 as the actual detected value does not match the expected phase value θm, the step S210 is negatively determined and the process proceeds to step S212. It should be noted that the same concept as in step S109 described above can be applied as a criterion for determining whether or not they match.

ステップS211では、測距装置1から被測距側装置2までの距離LはLa+N・0.5λdであると判定して本フローを終了する。一方、ステップS212では距離推定部133がパラメータNの値を1つ増加させて(つまりインクリメントして)ステップS209を再び実行する。La+N・0.5λdとなる距離が請求項に記載の距離候補に相当する。 In step S211 it is determined that the distance L from the distance measuring device 1 to the distance measured side device 2 is La + N · 0.5λd, and this flow ends. On the other hand, in step S212, the distance estimation unit 133 increases (that is, increments) the value of the parameter N by one, and executes step S209 again. The distance of La + N · 0.5λd corresponds to the distance candidate described in the claims.

このような構成によれば、距離LがLa+N・0.5λdである場合の位相期待値θmと、実検出値としての第1位相差θ1とをNをインクリメントしつつ順次比較していき、実検出値と一致する位相期待値θmに対応付けられている距離を、最終的に被測距側装置2までの距離として採用する。 According to such a configuration, the phase expected value θm when the distance L is La + N · 0.5λd and the first phase difference θ1 as the actual detection value are sequentially compared while incrementing N. The distance associated with the expected phase value θm that matches the detected value is finally adopted as the distance to the distance-measured side device 2.

<第2実施形態の効果>
前述の通り、特許文献1に代表される一般的な2周波CW技術においては、0.5λd以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信することを許容すると、ターゲットとの距離Lが「α」であるのか「α+n×0.5λd」(nは自然数)であるのかが判別できなくなる。そのため、一般的な2周波CW技術においては、0.5λd以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信しないように測距装置での電波の送信電力が調整されている。つまり、換言すれば、一般的な2周波CW技術における検出限界距離は、0.5λdに設定されている。
<Effect of the second embodiment>
As described above, in the general dual-frequency CW technology represented by Patent Document 1, if the signal from the target existing at a distance of 0.5λd or more is allowed to be received, the distance L from the target is “α”. It becomes impossible to determine whether it is "α + n × 0.5λd" (n is a natural number). Therefore, in the general dual-frequency CW technology, the transmission power of the radio wave in the ranging device is adjusted so as not to receive the signal from the target existing at a distance of 0.5λd or more. That is, in other words, the detection limit distance in the general dual-frequency CW technique is set to 0.5λd.

これに対し、第2実施形態の構成によれば、被測距側装置2が測距装置1から0.5λd以上離れた地点に位置する場合であっても、被測距側装置2との距離Lを特定することができる。つまり、本実施形態の構成によれば、検出限界距離を0.5λd以上に設定することができる。また、その副次的な効果として、検出限界距離と差分周波数Δfとの関係性が弱まるため、差分周波数Δfを設計する際の自由度を高めることができる。 On the other hand, according to the configuration of the second embodiment, even when the distance-measured side device 2 is located at a point separated from the distance-finding device 1 by 0.5λd or more, the distance-measured side device 2 is used. The distance L can be specified. That is, according to the configuration of the present embodiment, the detection limit distance can be set to 0.5λd or more. Further, as a secondary effect, since the relationship between the detection limit distance and the difference frequency Δf is weakened, the degree of freedom in designing the difference frequency Δf can be increased.

[変形例1]
上述した第1、第2実施形態では、距離推定部133はテーブル記憶部M1に保存されている距離対応テーブルを参照することで推定距離Lに応じた位相期待値θmを取得するものとしたが、これに限らない。
[Modification 1]
In the first and second embodiments described above, the distance estimation unit 133 acquires the expected phase value θm according to the estimated distance L by referring to the distance correspondence table stored in the table storage unit M1. , Not limited to this.

例えば図5に示すように測距側制御部13は、テーブル記憶部M1に代わって、推定距離Lに応じた位相期待値θmを算出する位相期待値算出部134を備えていても良い。距離Lに応じた位相期待値θmは、前述の式2、式3を用いて算出することができる。なお、第2実施形態において位相期待値θmを求める際に式2に代入するLは、La+N・0.5λdとすればよい。また、2周波位相差θdに応じた最小距離Laは、式1によって算出することができる。 For example, as shown in FIG. 5, the distance measuring side control unit 13 may include a phase expected value calculation unit 134 that calculates the phase expected value θm according to the estimated distance L instead of the table storage unit M1. The expected phase value θm according to the distance L can be calculated by using the above-mentioned equations 2 and 3. In the second embodiment, L to be substituted into the equation 2 when obtaining the expected phase value θm may be La + N · 0.5λd. Further, the minimum distance La corresponding to the two-frequency phase difference θd can be calculated by Equation 1.

このような構成によれば、測距装置1に距離L毎の位相期待値θmを示す距離対応テーブルが保存されているテーブル記憶部M1を設けておく必要はなくなる。また、被測距側装置2のモデルチェンジ等で応答処理時間τが変化した場合であっても、測距側制御部13に登録されている応答処理時間τの値を書き換えるだけで対応させることができる。 According to such a configuration, it is not necessary to provide the distance measuring device 1 with a table storage unit M1 in which a distance correspondence table showing the expected phase value θm for each distance L is stored. Further, even if the response processing time τ changes due to a model change of the distance measuring side device 2, the response processing time τ can be dealt with simply by rewriting the value of the response processing time τ registered in the distance measuring side control unit 13. Can be done.

[変形例2]
上述した第1、第2実施形態のように、測距装置1と被測距側装置2とが双方向通信可能に構成されている場合には、応答要求信号や応答信号として、所定の情報を含めた信号を送受信するように構成されていても良い。ただし、応答要求信号及び応答信号の先頭部分には、図6に示すように、これからデータが送られてくることを相手側に知らせるための一定の信号波形を有するプリアンブル区間が配置されており、位相差検出部132は当該プリアンブル区間を用いて位相差を検出するものとする。
[Modification 2]
When the distance measuring device 1 and the distanced side device 2 are configured to enable bidirectional communication as in the first and second embodiments described above, predetermined information is used as a response request signal or a response signal. It may be configured to send and receive signals including. However, as shown in FIG. 6, a preamble section having a constant signal waveform for notifying the other party that data is to be sent is arranged at the head portion of the response request signal and the response signal. The phase difference detection unit 132 shall detect the phase difference using the preamble section.

このような構成によれば、測距演算処理と同時にデータ通信もできる。その結果、測距装置1が被測距側装置2と通信を実施することで所定のサービス(例えば車両制御)を実施するように構成されている場合には、ユーザの車両への接近に対するサービスの応答性を向上させることができる。なお、測距装置1と被測距側装置2とが無線通信する際の変調方式としては、周知の変調方式、例えばAM変調や、ASK変調、FSK変調を採用することができる。 According to such a configuration, data communication can be performed at the same time as the distance measurement calculation process. As a result, when the distance measuring device 1 is configured to perform a predetermined service (for example, vehicle control) by communicating with the distance measured side device 2, the service for the user's approach to the vehicle is performed. The responsiveness of the vehicle can be improved. As the modulation method when the distance measuring device 1 and the distance measured side device 2 wirelessly communicate with each other, a well-known modulation method such as AM modulation, ASK modulation, or FSK modulation can be adopted.

[変形例3]
上述した実施形態等では距離推定部133は第1位相差θ1に対する距離Lに応じた期待値を用いて、推定距離Lの妥当性を判定したり、距離Lを推定したりする構成を開示したが、これに限らない。第1位相差θ1の期待値の代わりに、第2位相差θ2の期待値を用いて推定距離Lの妥当性を判定したり、距離Lを推定したりしても良い。第1周波数と第2周波数は入れ替え可能である。
[Modification 3]
In the above-described embodiment and the like, the distance estimation unit 133 discloses a configuration in which the validity of the estimated distance L is determined and the distance L is estimated by using the expected value corresponding to the distance L with respect to the first phase difference θ1. However, it is not limited to this. Instead of the expected value of the first phase difference θ1, the validity of the estimated distance L may be determined by using the expected value of the second phase difference θ2, or the distance L may be estimated. The first frequency and the second frequency are interchangeable.

[第3実施形態]
上述した第1、第2実施形態、及び種々の変形例では測距装置1と被測距側装置2とが双方向通信するように構成されているものとしたが、これに限らない。図7に示すように、被測距側装置2が保持している時間情報と同期している時間情報を保持している同期時刻情報保持部135を備える場合には、被測距側装置2から測距装置1への単方向通信によっても、距離Lを推定することができる。
[Third Embodiment]
In the first and second embodiments described above, and various modifications, the distance measuring device 1 and the distance measured side device 2 are configured to communicate in both directions, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 7, when the synchronized time information holding unit 135 holding the time information synchronized with the time information held by the distance measured side device 2 is provided, the distance measured side device 2 is provided. The distance L can also be estimated by unidirectional communication from the distance measuring device 1 to the distance measuring device 1.

具体的は、被測距側装置2は所定のタイミングで第1周波数の信号と、第2周波数の信号を順次送信する。測距装置1の位相差検出部132は、同期時刻情報保持部135が保持している時間情報と、測距側受信部12から入力される受信信号とに基づいて、第1位相差θ1及び第2位相差θ2を検出する。 Specifically, the distance-measured side device 2 sequentially transmits a signal of the first frequency and a signal of the second frequency at a predetermined timing. The phase difference detection unit 132 of the distance measuring device 1 has the first phase difference θ1 and the first phase difference θ1 based on the time information held by the synchronization time information holding unit 135 and the received signal input from the distance measuring side receiving unit 12. The second phase difference θ2 is detected.

なお、同期時刻情報保持部135が保持する被測距側装置2と同期した時間情報は、例えば、測距装置1の製造過程において登録されれば良い。また、測距装置1の製造時以外にも、測距装置1と被測距側装置2とを有線又は無線接続した状態において、時間情報を同期させるための所定の同期処理を実行させることで、各装置での時間情報を同期させても良い。測距装置1と被測距側装置2との同期には、例えば路側機や外部サーバなどの第3の通信装置が介在していても良い。さらに、測距装置1及び被測距側装置2が、GPS受信機が発するPPS信号(Pulse-Per-Second Signal)を取得可能に構成されている場合には、PPS信号を基準として同期を行っても良い。 The time information synchronized with the distance-measured side device 2 held by the synchronization time information holding unit 135 may be registered, for example, in the manufacturing process of the distance-measuring device 1. Further, other than when the distance measuring device 1 is manufactured, a predetermined synchronization process for synchronizing the time information is executed in a state where the distance measuring device 1 and the distance measured side device 2 are connected by wire or wirelessly. , The time information in each device may be synchronized. A third communication device such as a roadside unit or an external server may intervene in the synchronization between the distance measuring device 1 and the distance measured side device 2. Further, when the distance measuring device 1 and the distance measured side device 2 are configured to be able to acquire the PPS signal (Pulse-Per-Second Signal) emitted by the GPS receiver, synchronization is performed with reference to the PPS signal. May be.

このような第3実施形態によれば、測距装置1は測距側送信部11や送信制御部131を備えていなくとも良い。また、被測距側装置2は被測距側受信部21を備えていなくとも良い。さらに、この第3実施形態によれば被測距側装置2での応答処理時間τを考慮しなくてもよくなるため、設計上の応答処理時間τと実際の応答処理時間τとの誤差による測距誤差を抑制することができる。つまり、測距精度を高精度化することができる。なお、当然この第3実施形態においても、第1、第2実施形態や、種々の変形例で述べた構成を適用することができる。この第3実施形態においては被測距側装置2が送信する第1周波数の信号が請求項に記載の第1周波数信号に相当し、被測距側装置2が送信する第2周波数の信号が請求項に記載の第2周波数信号に相当する。 According to such a third embodiment, the distance measuring device 1 does not have to include the distance measuring side transmission unit 11 and the transmission control unit 131. Further, the distance-measured side device 2 does not have to include the distance-measured side receiving unit 21. Further, according to the third embodiment, it is not necessary to consider the response processing time τ in the distance-measured side device 2, so that the measurement is based on the error between the design response processing time τ and the actual response processing time τ. The distance error can be suppressed. That is, the distance measurement accuracy can be improved. Of course, also in this third embodiment, the configurations described in the first and second embodiments and various modifications can be applied. In the third embodiment, the signal of the first frequency transmitted by the distance-measured side device 2 corresponds to the first frequency signal according to the claim, and the signal of the second frequency transmitted by the distance-measured side device 2 corresponds to the signal of the first frequency. Corresponds to the second frequency signal according to the claim.

[第4実施形態]
上述した第1~第3実施形態及び種々の変形例では、ターゲットとしての被測距側装置2を、第1周波数f1及び第2周波数f2の信号を送信可能に構成されているものとしたが、これに限らない。
[Fourth Embodiment]
In the first to third embodiments and various modifications described above, the distance-measured side device 2 as a target is configured to be capable of transmitting signals of the first frequency f1 and the second frequency f2. , Not limited to this.

図8に示すように測距装置1が測距対象とする物体(つまりターゲット)は、測距装置1と通信するための機能を備えず、測距装置1から送信されてきた信号を反射することによって、測距装置1に送信信号を反射波として帰還させる物体(以降、反射物)2Aであっても良い。つまり、測距装置1は、ターゲットとしての反射物2Aで反射されて帰還してきた信号と送信信号との位相差によって距離を推定するものであってもよい。 As shown in FIG. 8, the object (that is, the target) targeted by the ranging device 1 does not have a function for communicating with the ranging device 1 and reflects the signal transmitted from the ranging device 1. Thereby, it may be an object (hereinafter, a reflecting object) 2A that returns the transmitted signal to the distance measuring device 1 as a reflected wave. That is, the distance measuring device 1 may estimate the distance from the phase difference between the signal reflected by the reflecting object 2A as the target and returned and the transmission signal.

この場合、反射物2Aは、例えば車両などの金属体や人体など、第1周波数及び第2周波数の電波を反射する性質を有する物体であればよい。第4実施形態における測距側送信部11や測距側受信部12は、所定の方向に向けて電波を送受信するように構成されていることが好ましい。仮に測距側送信部11を無指向性とすると、何れの方向に存在する物体との距離を検出しているのかが不明となるためである。測距装置1が送信した第1周波数の信号が反射物2Aで反射されて測距装置1に返ってきた信号が請求項に記載の第1帰還信号に相当する。また、測距装置1が送信した第2周波数の信号が反射物2Aで反射されて測距装置1に返ってきた信号が請求項に記載の第2帰還信号に相当する。 In this case, the reflecting object 2A may be an object having a property of reflecting radio waves of the first frequency and the second frequency, such as a metal body such as a vehicle or a human body. It is preferable that the distance measuring side transmitting unit 11 and the distance measuring side receiving unit 12 in the fourth embodiment are configured to transmit and receive radio waves in a predetermined direction. This is because if the distance measuring side transmitting unit 11 is omnidirectional, it is unclear in which direction the distance to the existing object is detected. The signal of the first frequency transmitted by the ranging device 1 is reflected by the reflector 2A and returned to the ranging device 1, which corresponds to the first feedback signal according to claim. Further, the signal of the second frequency transmitted by the ranging device 1 is reflected by the reflector 2A and returned to the ranging device 1, which corresponds to the second feedback signal according to claim.

なお、測距側送信部11や測距側受信部12の指向性は、機械的に又はソフトウェア的に変更可能に構成されていてもよい。そのような構成によれば、測距対象とする方向を回動させることによって、各測距方向に存在する電波反射物との距離を測定することができる。なお、当然この第4実施形態においても、第1、第2実施形態や、変形例1、3で述べた構成を適用することができる。 The directivity of the distance measuring side transmitting unit 11 and the distance measuring side receiving unit 12 may be configured to be mechanically or software-changeable. According to such a configuration, the distance to the radio wave reflecting object existing in each distance measuring direction can be measured by rotating the direction to be measured. Of course, also in this fourth embodiment, the configurations described in the first and second embodiments and the modifications 1 and 3 can be applied.

100 測距システム、1 測距装置、2 被測距側装置、11 測距側送信部、12 測距側受信部、13 測距側制御部、21 被測距側受信部、22 被測距側制御部、23 被測距側送信部 100 ranging system, 1 ranging device, 2 ranging device, 11 ranging side transmitting unit, 12 ranging side receiving unit, 13 ranging side control unit, 21 ranging side receiving unit, 22 measuring distance Side control unit, 23 Ranged side transmitter

Claims (10)

所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び前記第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号をそれぞれ送信する送信部(11)を備える測距装置(1)と、
前記測距装置から送信されてくる前記第1周波数信号を受信した場合には当該第1周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第1応答信号を前記第1周波数で返送するとともに、前記測距装置から送信されてくる前記第2周波数信号を受信した場合には当該第2周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第2応答信号を前記第2周波数で返送するターゲットとしての被測距側装置(2)と、を備える測距システムであって、
前記測距装置は、
前記被測距側装置から返送されてくる前記第1応答信号及び前記第2応答信号を受信する受信部(12)と、
送信信号としての前記第1周波数信号に対する前記受信部が受信した前記第1応答信号の位相の差である第1位相差を検出するとともに、送信信号としての前記第2周波数信号に対する前記受信部が受信した前記第2応答信号の位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、
前記位相差検出部が検出した前記第1位相差と前記第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、前記ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部(133)と、を備え、
前記第1周波数と前記第2周波数はそれぞれ、前記第1周波数と前記第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、
前記距離推定部は、前記推定距離に応じた前記第1位相差の期待値である位相期待値と、前記位相差検出部が実際に検出した前記第1位相差である実検出値とを比較することによって前記推定距離が正しいか否かを判定するものであって、
前記ターゲットとの距離が前記差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の前記ターゲットとの距離と前記位相期待値との対応関係を示す距離対応テーブルを記憶しているテーブル記憶部(M1)を備え、
前記距離推定部は、前記ターゲットとの距離が前記差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を前記推定距離として取得し、
前記テーブル記憶部が記憶している前記距離対応テーブルにおいて前記最小距離と対応付けられている前記位相期待値と前記実検出値とが一致している場合に、前記推定距離としての前記最小距離は前記ターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
A distance measuring device (1) including a transmission unit (11) for transmitting a first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency. When,
When the first frequency signal transmitted from the distance measuring device is received, the first response signal having at least a part of the same signal sequence as the first frequency signal is returned at the first frequency. When the second frequency signal transmitted from the distance measuring device is received, the second response signal having at least a part of the same signal sequence as the second frequency signal is returned at the second frequency. It is a distance measuring system including a distance measuring side device (2) as a target.
The distance measuring device is
A receiving unit (12) that receives the first response signal and the second response signal returned from the distance-measured side device, and the receiving unit (12).
While detecting the first phase difference which is the phase difference of the first response signal received by the receiving unit with respect to the first frequency signal as a transmission signal, the receiving unit with respect to the second frequency signal as a transmission signal. A phase difference detecting unit (132) for detecting a second phase difference, which is a phase difference of the received second response signal, and a phase difference detecting unit (132).
A distance estimation unit (133) that acquires an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the two-frequency phase difference that is the difference between the first phase difference and the second phase difference detected by the phase difference detection unit. ) And, with
The first frequency and the second frequency are set to frequencies different from the integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, respectively.
The distance estimation unit compares the phase expected value, which is the expected value of the first phase difference according to the estimated distance, with the actual detection value, which is the first phase difference actually detected by the phase difference detection unit. By doing so, it is determined whether or not the estimated distance is correct .
A table storage unit that stores a distance correspondence table showing the correspondence between the distance to the target and the expected phase value when the distance to the target is less than half of the difference wavelength which is the wavelength of the difference frequency. Equipped with M1)
The distance estimation unit acquires the minimum distance, which is the distance when the distance to the target is less than half of the difference wavelength, as the estimated distance.
When the phase expected value associated with the minimum distance and the actual detected value match in the distance correspondence table stored in the table storage unit, the minimum distance as the estimated distance is A distance measuring system characterized in that it is determined that the distance to the target is correct and the estimated distance is adopted as the distance to the target .
所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び前記第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号をそれぞれ送信する送信部(11)を備える測距装置(1)と、
前記測距装置から送信されてくる前記第1周波数信号を受信した場合には当該第1周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第1応答信号を前記第1周波数で返送するとともに、前記測距装置から送信されてくる前記第2周波数信号を受信した場合には当該第2周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第2応答信号を前記第2周波数で返送するターゲットとしての被測距側装置(2)と、を備える測距システムであって、
前記測距装置は、
前記被測距側装置から返送されてくる前記第1応答信号及び前記第2応答信号を受信する受信部(12)と、
送信信号としての前記第1周波数信号に対する前記受信部が受信した前記第1応答信号の位相の差である第1位相差を検出するとともに、送信信号としての前記第2周波数信号に対する前記受信部が受信した前記第2応答信号の位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、
前記位相差検出部が検出した前記第1位相差と前記第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、前記ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部(133)と、を備え、
前記第1周波数と前記第2周波数はそれぞれ、前記第1周波数と前記第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、
前記距離推定部は、前記ターゲットとの距離が前記差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を前記推定距離として取得し、当該推定距離に応じた前記第1位相差の期待値である位相期待値と、前記位相差検出部が実際に検出した前記第1位相差である実検出値とを比較することによって前記推定距離が正しいか否かを判定するものであり、
前記推定距離としての前記最小距離と前記第1周波数に基づいて、当該推定距離に応じた前記位相期待値を算出する位相期待値算出部(134)を備え、
前記距離推定部は、前記位相期待値算出部が算出した前記位相期待値と、前記実検出値とが一致している場合に、前記推定距離としての前記最小距離は前記ターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
A distance measuring device (1) including a transmission unit (11) for transmitting a first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency. When,
When the first frequency signal transmitted from the distance measuring device is received, the first response signal having at least a part of the same signal sequence as the first frequency signal is returned at the first frequency. When the second frequency signal transmitted from the distance measuring device is received, the second response signal having at least a part of the same signal sequence as the second frequency signal is returned at the second frequency. It is a distance measuring system including a distance measuring side device (2) as a target.
The distance measuring device is
A receiving unit (12) that receives the first response signal and the second response signal returned from the distance-measured side device, and the receiving unit (12).
While detecting the first phase difference which is the phase difference of the first response signal received by the receiving unit with respect to the first frequency signal as a transmission signal, the receiving unit with respect to the second frequency signal as a transmission signal. A phase difference detecting unit (132) for detecting a second phase difference, which is a phase difference of the received second response signal, and a phase difference detecting unit (132).
A distance estimation unit (133) that acquires an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the two-frequency phase difference that is the difference between the first phase difference and the second phase difference detected by the phase difference detection unit. ) And, with
The first frequency and the second frequency are set to frequencies different from the integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, respectively.
The distance estimation unit acquires the minimum distance, which is the distance when the distance to the target is less than half of the difference wavelength, which is the wavelength of the difference frequency, as the estimated distance, and the first first distance according to the estimated distance. It is determined whether or not the estimated distance is correct by comparing the expected phase value, which is the expected value of the phase difference, with the actual detected value, which is the first phase difference actually detected by the phase difference detecting unit . And
A phase expected value calculation unit (134) for calculating the phase expected value according to the estimated distance based on the minimum distance as the estimated distance and the first frequency is provided.
In the distance estimation unit, when the phase expected value calculated by the phase expected value calculation unit and the actual detected value match, the minimum distance as the estimated distance is correct as the distance to the target. A distance measuring system characterized in that the estimated distance is adopted as the distance to the target .
所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び前記第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号を送信するとともに、前記第1周波数信号がターゲットで反射されて返ってくる信号である第1帰還信号と、前記第2周波数信号が前記ターゲットで反射されて返ってくる信号である第2帰還信号をそれぞれ受信することによって前記ターゲットとの距離を推定する測距装置(1)を備える測距システムであって、
前記測距装置は、
前記第1周波数信号及び前記第2周波数信号を送信する送信部(11)と、
前記第1帰還信号及び前記第2帰還信号を受信する受信部(12)と、
送信信号としての前記第1周波数信号と前記受信部が受信した前記第1帰還信号の位相の差である第1位相差を検出するとともに、送信信号としての前記第2周波数信号と前記受信部が受信した前記第2帰還信号の位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、
前記位相差検出部が検出した前記第1位相差と前記第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、前記ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部(133)と、を備え、
前記第1周波数と前記第2周波数はそれぞれ、前記第1周波数と前記第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、
前記距離推定部は、前記推定距離に応じた前記第1位相差の期待値である位相期待値と、前記位相差検出部が実際に検出した前記第1位相差である実検出値とを比較することによって前記推定距離が正しいか否かを判定するものであって、
前記ターゲットとの距離が前記差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の前記ターゲットとの距離と前記位相期待値との対応関係を示す距離対応テーブルを記憶しているテーブル記憶部(M1)を備え、
前記距離推定部は、前記ターゲットとの距離が前記差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を前記推定距離として取得し、
前記テーブル記憶部が記憶している前記距離対応テーブルにおいて前記最小距離と対応付けられている前記位相期待値と前記実検出値とが一致している場合に、前記推定距離としての前記最小距離は前記ターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
A first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency are transmitted, and the first frequency signal is reflected and returned by the target. A distance measuring device that estimates the distance to the target by receiving the first feedback signal, which is an incoming signal, and the second feedback signal, which is a signal that the second frequency signal is reflected by the target and returned. A ranging system provided with (1).
The distance measuring device is
A transmission unit (11) for transmitting the first frequency signal and the second frequency signal, and
A receiving unit (12) for receiving the first feedback signal and the second feedback signal,
The first phase difference, which is the phase difference between the first frequency signal as a transmission signal and the first feedback signal received by the reception unit, is detected, and the second frequency signal as a transmission signal and the reception unit receive the first frequency signal. A phase difference detecting unit (132) for detecting a second phase difference, which is a phase difference of the received second feedback signal, and a phase difference detecting unit (132).
A distance estimation unit (133) that acquires an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the two-frequency phase difference that is the difference between the first phase difference and the second phase difference detected by the phase difference detection unit. ) And, with
The first frequency and the second frequency are set to frequencies different from the integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, respectively.
The distance estimation unit compares the phase expected value, which is the expected value of the first phase difference according to the estimated distance, with the actual detection value, which is the first phase difference actually detected by the phase difference detection unit. By doing so, it is determined whether or not the estimated distance is correct .
A table storage unit that stores a distance correspondence table showing the correspondence between the distance to the target and the expected phase value when the distance to the target is less than half of the difference wavelength which is the wavelength of the difference frequency. Equipped with M1)
The distance estimation unit acquires the minimum distance, which is the distance when the distance to the target is less than half of the difference wavelength, as the estimated distance.
When the phase expected value associated with the minimum distance and the actual detected value match in the distance correspondence table stored in the table storage unit, the minimum distance as the estimated distance is A distance measuring system characterized in that it is determined that the distance to the target is correct and the estimated distance is adopted as the distance to the target .
所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び前記第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号を送信するとともに、前記第1周波数信号がターゲットで反射されて返ってくる信号である第1帰還信号と、前記第2周波数信号が前記ターゲットで反射されて返ってくる信号である第2帰還信号をそれぞれ受信することによって前記ターゲットとの距離を推定する測距装置(1)を備える測距システムであって、
前記測距装置は、
前記第1周波数信号及び前記第2周波数信号を送信する送信部(11)と、
前記第1帰還信号及び前記第2帰還信号を受信する受信部(12)と、
送信信号としての前記第1周波数信号と前記受信部が受信した前記第1帰還信号の位相の差である第1位相差を検出するとともに、送信信号としての前記第2周波数信号と前記受信部が受信した前記第2帰還信号の位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、
前記位相差検出部が検出した前記第1位相差と前記第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、前記ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部(133)と、を備え、
前記第1周波数と前記第2周波数はそれぞれ、前記第1周波数と前記第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、
前記距離推定部は、前記ターゲットとの距離が前記差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を前記推定距離として取得し、当該推定距離に応じた前記第1位相差の期待値である位相期待値と、前記位相差検出部が実際に検出した前記第1位相差である実検出値とを比較することによって前記推定距離が正しいか否かを判定するものであり、
前記推定距離としての前記最小距離と前記第1周波数に基づいて、当該推定距離に応じた前記位相期待値を算出する位相期待値算出部(134)を備え、
前記距離推定部は、前記位相期待値算出部が算出した前記位相期待値と、前記実検出値とが一致している場合に、前記推定距離としての前記最小距離は前記ターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
A first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency are transmitted, and the first frequency signal is reflected and returned by the target. A distance measuring device that estimates the distance to the target by receiving the first feedback signal, which is an incoming signal, and the second feedback signal, which is a signal that the second frequency signal is reflected by the target and returned. A ranging system provided with (1).
The distance measuring device is
A transmission unit (11) for transmitting the first frequency signal and the second frequency signal, and
A receiving unit (12) for receiving the first feedback signal and the second feedback signal,
The first phase difference, which is the phase difference between the first frequency signal as a transmission signal and the first feedback signal received by the reception unit, is detected, and the second frequency signal as a transmission signal and the reception unit receive the first frequency signal. A phase difference detecting unit (132) for detecting a second phase difference, which is a phase difference of the received second feedback signal, and a phase difference detecting unit (132).
A distance estimation unit (133) that acquires an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the two-frequency phase difference that is the difference between the first phase difference and the second phase difference detected by the phase difference detection unit. ) And, with
The first frequency and the second frequency are set to frequencies different from the integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, respectively.
The distance estimation unit acquires the minimum distance, which is the distance when the distance to the target is less than half of the difference wavelength, which is the wavelength of the difference frequency, as the estimated distance, and the first first distance according to the estimated distance. It is determined whether or not the estimated distance is correct by comparing the expected phase value, which is the expected value of the phase difference, with the actual detected value, which is the first phase difference actually detected by the phase difference detecting unit . And
A phase expected value calculation unit (134) for calculating the phase expected value according to the estimated distance based on the minimum distance as the estimated distance and the first frequency is provided.
In the distance estimation unit, when the phase expected value calculated by the phase expected value calculation unit and the actual detected value match, the minimum distance as the estimated distance is correct as the distance to the target. A distance measuring system characterized in that the estimated distance is adopted as the distance to the target .
所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び前記第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号を逐次送信するターゲットとしての被測距側装置(2)と、
前記被測距側装置から送信される前記第1周波数信号と前記第2周波数信号を受信することによって前記被測距側装置との距離を推定する測距装置(1)と、を備える測距システムであって、
前記被測距側装置と同期した時間情報を保持する同期時刻情報保持部(135)と、
前記ターゲットから送信されてきた前記第1周波数信号及び前記第2周波数信号を受信する受信部(12)と、
前記同期時刻情報保持部が保持している時間情報に基づいて、前記被測距側装置が前記第1周波数信号を送信してから前記受信部が当該第1周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第1位相差を取得するとともに、前記被測距側装置が前記第2周波数信号を送信してから前記受信部が当該第2周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、
前記位相差検出部が検出した前記第1位相差と前記第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、前記ターゲットとの距離の推定値を推定距離として算出する距離推定部(133)と、を備え、
前記第1周波数と前記第2周波数はそれぞれ、前記第1周波数と前記第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、
前記距離推定部は、前記推定距離に応じた前記第1位相差の期待値である位相期待値と、前記位相差検出部が実際に検出した前記第1位相差である実検出値とを比較することによって前記推定距離が正しいか否かを判定するものであって、
前記ターゲットとの距離が前記差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の前記ターゲットとの距離と前記位相期待値との対応関係を示す距離対応テーブルを記憶しているテーブル記憶部(M1)を備え、
前記距離推定部は、前記ターゲットとの距離が前記差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を前記推定距離として取得し、
前記テーブル記憶部が記憶している前記距離対応テーブルにおいて前記最小距離と対応付けられている前記位相期待値と前記実検出値とが一致している場合に、前記推定距離としての前記最小距離は前記ターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
A distance-measured side device (2) as a target for sequentially transmitting a first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency.
Distance measurement including a distance measuring device (1) that estimates the distance between the distance measured side device and the distance measured side device by receiving the first frequency signal and the second frequency signal transmitted from the distance measured side device. It ’s a system,
A synchronization time information holding unit (135) that holds time information synchronized with the distance-measured side device, and
A receiving unit (12) for receiving the first frequency signal and the second frequency signal transmitted from the target, and
Based on the time information held by the synchronization time information holding unit, it occurs from the transmission of the first frequency signal by the distance-measured side device to the reception of the first frequency signal by the receiving unit. The first phase difference, which is the phase difference, is acquired, and the phase difference generated from the transmission of the second frequency signal by the distance-measured side device to the reception of the second frequency signal by the receiving unit. The phase difference detection unit (132) for detecting the second phase difference, which is
A distance estimation unit (133) that calculates an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the two-frequency phase difference that is the difference between the first phase difference and the second phase difference detected by the phase difference detection unit. ) And, with
The first frequency and the second frequency are set to frequencies different from the integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, respectively.
The distance estimation unit compares the phase expected value, which is the expected value of the first phase difference according to the estimated distance, with the actual detection value, which is the first phase difference actually detected by the phase difference detection unit. By doing so, it is determined whether or not the estimated distance is correct .
A table storage unit that stores a distance correspondence table showing the correspondence between the distance to the target and the expected phase value when the distance to the target is less than half of the difference wavelength which is the wavelength of the difference frequency. Equipped with M1)
The distance estimation unit acquires the minimum distance, which is the distance when the distance to the target is less than half of the difference wavelength, as the estimated distance.
When the phase expected value associated with the minimum distance and the actual detected value match in the distance correspondence table stored in the table storage unit, the minimum distance as the estimated distance is A distance measuring system characterized in that it is determined that the distance to the target is correct and the estimated distance is adopted as the distance to the target .
所定の第1周波数の信号である第1周波数信号、及び前記第1周波数とは異なる第2周波数の信号である第2周波数信号を逐次送信するターゲットとしての被測距側装置(2)と、
前記被測距側装置から送信される前記第1周波数信号と前記第2周波数信号を受信することによって前記被測距側装置との距離を推定する測距装置(1)と、を備える測距システムであって、
前記被測距側装置と同期した時間情報を保持する同期時刻情報保持部(135)と、
前記ターゲットから送信されてきた前記第1周波数信号及び前記第2周波数信号を受信する受信部(12)と、
前記同期時刻情報保持部が保持している時間情報に基づいて、前記被測距側装置が前記第1周波数信号を送信してから前記受信部が当該第1周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第1位相差を取得するとともに、前記被測距側装置が前記第2周波数信号を送信してから前記受信部が当該第2周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第2位相差を検出する位相差検出部(132)と、
前記位相差検出部が検出した前記第1位相差と前記第2位相差の差である2周波位相差に基づいて、前記ターゲットとの距離の推定値を推定距離として算出する距離推定部(133)と、を備え、
前記第1周波数と前記第2周波数はそれぞれ、前記第1周波数と前記第2周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、
前記距離推定部は、前記ターゲットとの距離が前記差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を前記推定距離として取得し、当該推定距離に応じた前記第1位相差の期待値である位相期待値と、前記位相差検出部が実際に検出した前記第1位相差である実検出値とを比較することによって前記推定距離が正しいか否かを判定するものであり、
前記推定距離としての前記最小距離と前記第1周波数に基づいて、当該推定距離に応じた前記位相期待値を算出する位相期待値算出部(134)を備え、
前記距離推定部は、前記位相期待値算出部が算出した前記位相期待値と、前記実検出値とが一致している場合に、前記推定距離としての前記最小距離は前記ターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
A distance-measured side device (2) as a target for sequentially transmitting a first frequency signal which is a predetermined first frequency signal and a second frequency signal which is a second frequency signal different from the first frequency.
Distance measurement including a distance measuring device (1) that estimates the distance between the distance measured side device and the distance measured side device by receiving the first frequency signal and the second frequency signal transmitted from the distance measured side device. It ’s a system,
A synchronization time information holding unit (135) that holds time information synchronized with the distance-measured side device, and
A receiving unit (12) for receiving the first frequency signal and the second frequency signal transmitted from the target, and
Based on the time information held by the synchronization time information holding unit, it occurs from the transmission of the first frequency signal by the distance-measured side device to the reception of the first frequency signal by the receiving unit. The first phase difference, which is the phase difference, is acquired, and the phase difference generated from the transmission of the second frequency signal by the distance-measured side device to the reception of the second frequency signal by the receiving unit. The phase difference detection unit (132) for detecting the second phase difference, which is
A distance estimation unit (133) that calculates an estimated value of the distance to the target as an estimated distance based on the two-frequency phase difference that is the difference between the first phase difference and the second phase difference detected by the phase difference detection unit. ) And, with
The first frequency and the second frequency are set to frequencies different from the integral multiple of the difference frequency, which is the difference between the first frequency and the second frequency, respectively.
The distance estimation unit acquires the minimum distance, which is the distance when the distance to the target is less than half of the difference wavelength, which is the wavelength of the difference frequency, as the estimated distance, and the first first distance according to the estimated distance. It is determined whether or not the estimated distance is correct by comparing the expected phase value, which is the expected value of the phase difference, with the actual detected value, which is the first phase difference actually detected by the phase difference detecting unit . And
A phase expected value calculation unit (134) for calculating the phase expected value according to the estimated distance based on the minimum distance as the estimated distance and the first frequency is provided.
In the distance estimation unit, when the phase expected value calculated by the phase expected value calculation unit and the actual detected value match, the minimum distance as the estimated distance is correct as the distance to the target. A distance measuring system characterized in that the estimated distance is adopted as the distance to the target .
請求項1に記載の測距システムであって、
前記ターゲットは前記第1周波数及び前記第2周波数を用いて前記測距装置と相互通信可能に構成されており、
前記ターゲットは前記第1周波数信号及び前記第2周波数信号を受信した場合に、所定のデータを含む信号を前記第1応答信号及び前記第2応答信号として返送するものであって、
前記第1周波数信号、前記第2周波数信号、前記第1応答信号、及び前記第2応答信号は何れも信号系列の先頭に、予め定められた信号波形を有するプリアンブル区間を備え、
前記位相差検出部は、前記プリアンブル区間を用いて前記第1位相差及び前記第2位相差を検出することを特徴とする測距システム。
The ranging system according to claim 1.
The target is configured to be intercommunication with the ranging device using the first frequency and the second frequency.
When the target receives the first frequency signal and the second frequency signal, the target returns a signal containing predetermined data as the first response signal and the second response signal.
The first frequency signal, the second frequency signal, the first response signal, and the second response signal all have a preamble section having a predetermined signal waveform at the head of the signal sequence.
The phase difference detection unit is a distance measuring system characterized in that the first phase difference and the second phase difference are detected using the preamble section.
請求項1、3、5及び7の何れか1項に記載の測距システムであって、
前記テーブル記憶部が記憶している前記距離対応テーブルは、前記ターゲットとの距離が前記差分波長の半分未満である場合の前記ターゲットとの距離と前記位相期待値との対応関係に加えて、前記ターゲットとの距離が前記差分波長の半分以上である場合の前記ターゲットとの距離と前記位相期待値との対応関係も示すデータであって、
前記距離推定部は、
前記距離対応テーブルにおいて前記最小距離と対応付けられている前記位相期待値と前記実検出値が一致しなかった場合には、前記差分波長の半分の長さを整数倍した長さを前記最小距離に加えた距離を、前記ターゲットとの距離候補として少なくとも1つ取得し、
少なくとも1つの前記距離候補のうち、前記距離対応テーブルにおいて前記実検出値と一致する前記位相期待値と対応付けられている前記距離候補を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
The distance measuring system according to any one of claims 1, 3, 5 and 7 .
The distance correspondence table stored in the table storage unit has the correspondence relationship between the distance to the target and the phase expected value when the distance to the target is less than half of the difference wavelength. The data also shows the correspondence between the distance to the target and the expected phase value when the distance to the target is half or more of the difference wavelength.
The distance estimation unit is
When the phase expected value associated with the minimum distance and the actual detected value do not match in the distance correspondence table, the length obtained by multiplying half the length of the difference wavelength by an integral multiple is the minimum distance. At least one distance added to the target is acquired as a distance candidate with the target.
Of the at least one distance candidate, the distance candidate associated with the phase expected value that matches the actual detection value in the distance correspondence table is adopted as the distance to the target. system.
請求項1、3、5及び7の何れか1項に記載の測距システムであって、
前記距離推定部は、前記距離対応テーブルにおいて前記最小距離と対応付けられている前記位相期待値と前記実検出値が一致しなかった場合には、前記差分波長の半分の長さを整数倍した長さを前記最小距離に加えた距離を、前記ターゲットとの距離候補として少なくとも1つ算出するものであって、
前記距離推定部が算出する前記距離候補毎に、当該距離候補に応じた前記位相期待値を前記第1周波数に基づいて算出する位相期待値算出部(134)を備え、
前記距離推定部は、少なくとも1つの前記距離候補のうち、前記位相期待値算出部によって算出されている前記位相期待値が前記実検出値と一致している前記距離候補を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
The distance measuring system according to any one of claims 1, 3, 5 and 7 .
When the phase expected value associated with the minimum distance and the actual detected value do not match in the distance correspondence table, the distance estimation unit multiplied the length of half of the difference wavelength by an integral multiple. At least one distance obtained by adding the length to the minimum distance is calculated as a distance candidate with the target.
For each of the distance candidates calculated by the distance estimation unit, a phase expected value calculation unit (134) for calculating the phase expected value according to the distance candidate based on the first frequency is provided.
Of the at least one distance candidate, the distance estimation unit uses the distance candidate whose phase expected value calculated by the phase expected value calculation unit matches the actual detected value as the distance to the target. A distance measuring system characterized by being adopted.
請求項2、4、及び6の何れか1項に記載の測距システムであって、
前記距離推定部は、前記位相期待値算出部が算出した前記最小距離に対する前記位相期待値と前記実検出値が一致しなかった場合には、前記差分波長の半分の長さを整数倍した長さを前記最小距離に加えた距離を、前記ターゲットとの距離候補として少なくとも1つ算出し、
前記位相期待値算出部は、前記距離推定部が算出する前記距離候補毎に前記位相期待値を算出し、
前記距離推定部は、少なくとも1つの前記距離候補のうち、前記位相期待値算出部によって算出されている前記位相期待値が前記実検出値と一致している前記距離候補を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
The distance measuring system according to any one of claims 2, 4, and 6 .
When the phase expected value and the actual detected value do not match the minimum distance calculated by the phase expected value calculation unit, the distance estimation unit has a length obtained by multiplying the length of half of the difference wavelength by an integral multiple. At least one distance obtained by adding the above to the minimum distance is calculated as a distance candidate with the target.
The phase expected value calculation unit calculates the phase expected value for each of the distance candidates calculated by the distance estimation unit.
Of the at least one distance candidate, the distance estimation unit uses the distance candidate whose phase expected value calculated by the phase expected value calculation unit matches the actual detected value as the distance to the target. A distance measuring system characterized by being adopted.
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