JPH07107549B2 - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JPH07107549B2 JPH07107549B2 JP26177386A JP26177386A JPH07107549B2 JP H07107549 B2 JPH07107549 B2 JP H07107549B2 JP 26177386 A JP26177386 A JP 26177386A JP 26177386 A JP26177386 A JP 26177386A JP H07107549 B2 JPH07107549 B2 JP H07107549B2
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- Japan
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- azimuth
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- delay amount
- delay
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は船舶等（以下、目標という）の発する航走音を
用いて、目標までの距離を測定する測距装置に関する。
用いて、目標までの距離を測定する測距装置に関する。
（従来の技術） 第４図は従来の測距装置の構成を示すブロック図であ
る。同図において、41は目標、42,43,44は受波器、45,4
6は相関器、47,48はピーク点推定器、49は距離計算器、
50は出力端子である。ここで、受波器42,43,44はほぼ一
直線上に配置されているものとする。
る。同図において、41は目標、42,43,44は受波器、45,4
6は相関器、47,48はピーク点推定器、49は距離計算器、
50は出力端子である。ここで、受波器42,43,44はほぼ一
直線上に配置されているものとする。
このような構成からなる従来の測距装置によれば、以下
に説明する動作を行って目標41までの距離を測定する。
に説明する動作を行って目標41までの距離を測定する。
先ず、目標41から放射されて伝搬して来た音波は受波器
42,43,44によって電気信号に変換される。そして、相関
器45,46は、各々の２入力として与えられる受波器42,4
3,44の出力信号の一方の時間をずらして（時間差の変数
として）相互相関を計算することによって相互相関関数
φ12（τ），φ23（τ）を算出し、ピーク点推定器47,4
8は相互相関関数φ12（τ），φ23（τ）のピーク点を
検出してそのピーク点の位置（ピーク点に対応する時間
差）τ12,τ23を出力する。このピーク点の位置である
時間差τ12,τ23は、目標41から放射された音波が受波
器42,43,44に到達するまでの伝搬遅延時間の差に対応す
る。距離計算器49は、音波の伝搬媒質が均一で音波が球
面状に拡散するものとして、また受波器43,43,44の配列
位置が分かっているので、時間差τ12,τ23及び音速ｃ
から双曲線測位法などの幾何学計算により、目標41まで
の距離ｒを計算して出力端子50から出力し、さらには同
時に方位θも計算し出力する。
42,43,44によって電気信号に変換される。そして、相関
器45,46は、各々の２入力として与えられる受波器42,4
3,44の出力信号の一方の時間をずらして（時間差の変数
として）相互相関を計算することによって相互相関関数
φ12（τ），φ23（τ）を算出し、ピーク点推定器47,4
8は相互相関関数φ12（τ），φ23（τ）のピーク点を
検出してそのピーク点の位置（ピーク点に対応する時間
差）τ12,τ23を出力する。このピーク点の位置である
時間差τ12,τ23は、目標41から放射された音波が受波
器42,43,44に到達するまでの伝搬遅延時間の差に対応す
る。距離計算器49は、音波の伝搬媒質が均一で音波が球
面状に拡散するものとして、また受波器43,43,44の配列
位置が分かっているので、時間差τ12,τ23及び音速ｃ
から双曲線測位法などの幾何学計算により、目標41まで
の距離ｒを計算して出力端子50から出力し、さらには同
時に方位θも計算し出力する。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような装置では、目標41が移動した
ときまたは受波器42,43,44を備えた自艦が航走して移動
したとき、受波器42,43,44に到達する信号成分の伝搬遅
延時間が変化するため、相関器45,46の出力すなわち相
互相関関数φ12（τ），φ23（τ）のピーク点が移動
し、相関関数を算出するために必要な積分時間を余り長
くできず、受波器42,43,44で受信する信号のS/N比が低
いときには相互相関関数φ12（τ），φ23（τ）に顕著
なピーク点が生じなくなり、伝搬遅延時間差の推定には
大きな誤差が生じ、またピーク点の移動が早いと、平均
化の作用によりピーク点がつぶれ、顕著なピークが現れ
なくなるという問題があった。このような影響を避ける
ためには、積分時間を短くすればよいが、そうすると雑
音に対する平滑化の効果が低くなり、弱い信号は検出で
きなくなり、測距も不能になるという問題があった。
ときまたは受波器42,43,44を備えた自艦が航走して移動
したとき、受波器42,43,44に到達する信号成分の伝搬遅
延時間が変化するため、相関器45,46の出力すなわち相
互相関関数φ12（τ），φ23（τ）のピーク点が移動
し、相関関数を算出するために必要な積分時間を余り長
くできず、受波器42,43,44で受信する信号のS/N比が低
いときには相互相関関数φ12（τ），φ23（τ）に顕著
なピーク点が生じなくなり、伝搬遅延時間差の推定には
大きな誤差が生じ、またピーク点の移動が早いと、平均
化の作用によりピーク点がつぶれ、顕著なピークが現れ
なくなるという問題があった。このような影響を避ける
ためには、積分時間を短くすればよいが、そうすると雑
音に対する平滑化の効果が低くなり、弱い信号は検出で
きなくなり、測距も不能になるという問題があった。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、相関器の
積分時間を長くすることが可能になり、測距精度を大幅
に改善できると共に、低いS/N比の信号に対しても測距
機能を保持できる測距装置を提供することを目的とす
る。
積分時間を長くすることが可能になり、測距精度を大幅
に改善できると共に、低いS/N比の信号に対しても測距
機能を保持できる測距装置を提供することを目的とす
る。
（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために複数の受波手段の
出力信号の相互間で生じる伝搬遅延時間差を測定するこ
とにより音波を発する目標までの距離を計測する測距装
置において、互いに異なる組み合わせとなるように選択
された２つの受波手段に対応して設けられ、可変遅延手
段を介して与えられた１つの受波手段の出力信号と、可
変遅延手段を介さずして与えられた他の受波手段の出力
信号とを入力として、両入力信号の時間差を変数として
相互相関関数を算出する相関手段と、相互相関関数のピ
ーク点を検出し、当該ピーク点に対応した時間差変数を
ピーク点遅延量として出力するピーク点推定手段と、目
標の方位を推定し、複数の受波手段の出力信号の相互間
における当該方位に対応した伝搬遅延時間差を算出し、
算出した当該伝搬遅延時間差を方位遅延量として出力す
る方位遅延量推定手段と、受波手段の出力信号を、方位
遅延量に応じて遅延させて相関手段へ与える複数の可変
遅延手段と、方位遅延量とピーク遅延量とを加算し、そ
の加算値を受波手段の出力信号の相互間で生じる伝搬遅
延時間差として目標までの距離を幾何学的計算により計
算する計算手段とを具備することに特徴がある。
出力信号の相互間で生じる伝搬遅延時間差を測定するこ
とにより音波を発する目標までの距離を計測する測距装
置において、互いに異なる組み合わせとなるように選択
された２つの受波手段に対応して設けられ、可変遅延手
段を介して与えられた１つの受波手段の出力信号と、可
変遅延手段を介さずして与えられた他の受波手段の出力
信号とを入力として、両入力信号の時間差を変数として
相互相関関数を算出する相関手段と、相互相関関数のピ
ーク点を検出し、当該ピーク点に対応した時間差変数を
ピーク点遅延量として出力するピーク点推定手段と、目
標の方位を推定し、複数の受波手段の出力信号の相互間
における当該方位に対応した伝搬遅延時間差を算出し、
算出した当該伝搬遅延時間差を方位遅延量として出力す
る方位遅延量推定手段と、受波手段の出力信号を、方位
遅延量に応じて遅延させて相関手段へ与える複数の可変
遅延手段と、方位遅延量とピーク遅延量とを加算し、そ
の加算値を受波手段の出力信号の相互間で生じる伝搬遅
延時間差として目標までの距離を幾何学的計算により計
算する計算手段とを具備することに特徴がある。
（作用） 以上のような構成からなる本発明によれば、次のように
作用する。
作用する。
複数の互いに異なる組み合わせとなるように選択された
２つの受波手段に着目してみると、１つの受波手段の出
力信号は直線に、他方の受波手段の出力信号は可変遅延
手段を介した後に各々相関手段に入力される。この相関
手段では相互相関関数を、２入力信号間の時間差を変数
として算出する。そして、この相互相関関数のピーク点
を求め、このピーク点に対応した２入力信号の時間差変
数（ピーク点遅延量）を求める。他方、方位遅延量推定
手段によって、目標の方位を推定し、この方位に対応し
かつ目標の距離を十分大きな値に仮定した場合の伝搬遅
延時間差（方位遅延量）を算出する。
２つの受波手段に着目してみると、１つの受波手段の出
力信号は直線に、他方の受波手段の出力信号は可変遅延
手段を介した後に各々相関手段に入力される。この相関
手段では相互相関関数を、２入力信号間の時間差を変数
として算出する。そして、この相互相関関数のピーク点
を求め、このピーク点に対応した２入力信号の時間差変
数（ピーク点遅延量）を求める。他方、方位遅延量推定
手段によって、目標の方位を推定し、この方位に対応し
かつ目標の距離を十分大きな値に仮定した場合の伝搬遅
延時間差（方位遅延量）を算出する。
計算手段による目標の距離の計算は、方位遅延量とピー
ク遅延量との加算値に基づいて行う。具体的には、加算
値を受波手段の出力信号の相互間で生じる伝搬遅延時間
差とみなすことが相違するのみで、従来と同様に、目標
までの距離を幾何学的計算より算出する。
ク遅延量との加算値に基づいて行う。具体的には、加算
値を受波手段の出力信号の相互間で生じる伝搬遅延時間
差とみなすことが相違するのみで、従来と同様に、目標
までの距離を幾何学的計算より算出する。
また、その際、方位遅延量は可変遅延手段にも与えら
れ、可変遅延手段において、受波手段の出力信号を方位
遅延量に応じて遅延させる。複数の受波手段の出力信号
の相互間で生じる伝搬遅延時間差は、目標の方位が変化
した場合は大きく変化するが、目標の距離のみが変化し
た場合の変動は小さいので、可変遅延手段によって方位
遅延量を相殺して相関手段に与えることにより、結果と
して相互相関関数のピーク点の位置（ピーク点における
時間差変数）の変動が少なくなるように制御される。
れ、可変遅延手段において、受波手段の出力信号を方位
遅延量に応じて遅延させる。複数の受波手段の出力信号
の相互間で生じる伝搬遅延時間差は、目標の方位が変化
した場合は大きく変化するが、目標の距離のみが変化し
た場合の変動は小さいので、可変遅延手段によって方位
遅延量を相殺して相関手段に与えることにより、結果と
して相互相関関数のピーク点の位置（ピーク点における
時間差変数）の変動が少なくなるように制御される。
なお、方位遅延量推定手段における方位遅延量は、受波
器配列及び音速がわかっているので、方位と距離を仮定
すれば、幾何学的計算により求めることができる。
器配列及び音速がわかっているので、方位と距離を仮定
すれば、幾何学的計算により求めることができる。
したがって、本発明は前記問題点を解決することがで
き、相関器の積分時間を長くすることができるので測距
精度を大幅に改善できると共に低いS/N比の信号に対し
ても測距機能を保持できる測距装置を提供できる。
き、相関器の積分時間を長くすることができるので測距
精度を大幅に改善できると共に低いS/N比の信号に対し
ても測距機能を保持できる測距装置を提供できる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。同図において、1,2は受波器、３は受波器アレイ、
４はビームフォーマ、5,6は可変遅延回路、７は方位推
定器、８は遅延量推定器、9,10は相関器、11,12はピー
ク点推定器、13は距離計算器、14は出力端子である。こ
こで、受波アレイ３及びビームフォーマ４はその出力信
号のS/N比の改善を図ると共に方位推定のための必要な
方位別に信号を得るためのものであり、新しく設けた可
変遅延回路5,6、方位推定器７、及び遅延量推定器８を
仮に除いた場合、第１図の測距装置は、次に説明する従
来の同様の動作を行って、目標（図示せず）までの距離
ｒを測定する。まず、目標から放射されて伝搬して来た
音波は受波器1,2及び受波器アレイ３によって電気信号
に変換され、相関器９は受波器１と受波器アレイ３の出
力信号の相互相関関数φ13（τ）を時間差τの変数とし
て算出し、相関器10は受波器２と受波器アレイ３の出力
信号の相互相関関数φ32（τ）を算出し、ピーク点推定
器11,12は相互相関関数φ13（τ），φ32（τ）のピー
ク点を検出してそのピーク点における時間差τ13,τ32
を出力し、距離計算器13は、その時間差τ13,τ32、音
速ｃ、並びに受波器1,2及び受波器アレイ３の配列位置
から、目標までの距離ｒを双曲線測位法によって計算し
て出力端子14から出力し、さらには同時に方位θも計算
し出力する。相関器９とピーク点推定器11並びに相関器
10とピーク点推定器12は、相関器9,10の各々の２入力と
して与えられた信号に１つの音源（目標）から発生した
同じ信号成分が含まれているとその出力信号（相互相関
関数）は２つの入力信号における同じ信号成分の時間差
に等しい時点にピークが生じるという原理に基づいて伝
搬遅延時間差を推定するものであり、相互相関関数φ13
（τ），φ32（τ）のピークとなる時間差τ13,τ
32は、目標から放射された音波が受波器1,2、及び受波
器アレイ３に到達するまでに要する伝搬遅延時間を各々
τ1,τ2,τ３とすると、伝搬遅延時間差τ１−τ3,τ３
−τ２の推定値となる。よって、距離計算器13におい
て、時間差τ13,τ32、音速ｃ、並びに受波器1,2及び受
波器アレイ３の配列位置に基づいて、等しい伝搬距離差
を表す２本の双曲線の交点として目標の位置を求めるこ
とにより、受波器配列を基準として目標までの距離ｒを
得ることができ、同時に方位θも出力できる。
る。同図において、1,2は受波器、３は受波器アレイ、
４はビームフォーマ、5,6は可変遅延回路、７は方位推
定器、８は遅延量推定器、9,10は相関器、11,12はピー
ク点推定器、13は距離計算器、14は出力端子である。こ
こで、受波アレイ３及びビームフォーマ４はその出力信
号のS/N比の改善を図ると共に方位推定のための必要な
方位別に信号を得るためのものであり、新しく設けた可
変遅延回路5,6、方位推定器７、及び遅延量推定器８を
仮に除いた場合、第１図の測距装置は、次に説明する従
来の同様の動作を行って、目標（図示せず）までの距離
ｒを測定する。まず、目標から放射されて伝搬して来た
音波は受波器1,2及び受波器アレイ３によって電気信号
に変換され、相関器９は受波器１と受波器アレイ３の出
力信号の相互相関関数φ13（τ）を時間差τの変数とし
て算出し、相関器10は受波器２と受波器アレイ３の出力
信号の相互相関関数φ32（τ）を算出し、ピーク点推定
器11,12は相互相関関数φ13（τ），φ32（τ）のピー
ク点を検出してそのピーク点における時間差τ13,τ32
を出力し、距離計算器13は、その時間差τ13,τ32、音
速ｃ、並びに受波器1,2及び受波器アレイ３の配列位置
から、目標までの距離ｒを双曲線測位法によって計算し
て出力端子14から出力し、さらには同時に方位θも計算
し出力する。相関器９とピーク点推定器11並びに相関器
10とピーク点推定器12は、相関器9,10の各々の２入力と
して与えられた信号に１つの音源（目標）から発生した
同じ信号成分が含まれているとその出力信号（相互相関
関数）は２つの入力信号における同じ信号成分の時間差
に等しい時点にピークが生じるという原理に基づいて伝
搬遅延時間差を推定するものであり、相互相関関数φ13
（τ），φ32（τ）のピークとなる時間差τ13,τ
32は、目標から放射された音波が受波器1,2、及び受波
器アレイ３に到達するまでに要する伝搬遅延時間を各々
τ1,τ2,τ３とすると、伝搬遅延時間差τ１−τ3,τ３
−τ２の推定値となる。よって、距離計算器13におい
て、時間差τ13,τ32、音速ｃ、並びに受波器1,2及び受
波器アレイ３の配列位置に基づいて、等しい伝搬距離差
を表す２本の双曲線の交点として目標の位置を求めるこ
とにより、受波器配列を基準として目標までの距離ｒを
得ることができ、同時に方位θも出力できる。
第１図において、方位推定器７は、具体的に後述する
が、ビームフォーマ４の出力に基づいて、目標の方位θ
の概略を得るためのものであり、また、遅延量推定器８
は、方位θの概略からこの方位θに基づく受波器1,2と
受波器アレイ３との間の概略の伝搬遅延時間差d13,d32
を算出するものであり、可変遅延回路5,6は、具体的に
は後述するが、この伝搬遅延時間差d13,d32に応じて遅
延量（遅延時間）を変えて相関器9,10へ与えるものであ
り、その結果相関器9,10へ与えられる２入力の音源信号
成分はこの伝搬遅延時間差d13,d32だけ接近したものと
なる（方位θに基づいて伝搬遅延時間差を相殺する）。
従って、相関器9,10の出力である相互相関関数φ
13（τ），φ32（τ）は、可変遅延回路5,6を設けない
場合のピーク点の位置（時間差）を差τ13,τ32とした
場合、τ13−d13,τ32−d32なる時間差でピークが生じ
るようになり、ピーク点推定器11,12はτ１−τ３−
d13,τ３−τ２−d32なる伝搬遅延時間差を推定して出
力する。
が、ビームフォーマ４の出力に基づいて、目標の方位θ
の概略を得るためのものであり、また、遅延量推定器８
は、方位θの概略からこの方位θに基づく受波器1,2と
受波器アレイ３との間の概略の伝搬遅延時間差d13,d32
を算出するものであり、可変遅延回路5,6は、具体的に
は後述するが、この伝搬遅延時間差d13,d32に応じて遅
延量（遅延時間）を変えて相関器9,10へ与えるものであ
り、その結果相関器9,10へ与えられる２入力の音源信号
成分はこの伝搬遅延時間差d13,d32だけ接近したものと
なる（方位θに基づいて伝搬遅延時間差を相殺する）。
従って、相関器9,10の出力である相互相関関数φ
13（τ），φ32（τ）は、可変遅延回路5,6を設けない
場合のピーク点の位置（時間差）を差τ13,τ32とした
場合、τ13−d13,τ32−d32なる時間差でピークが生じ
るようになり、ピーク点推定器11,12はτ１−τ３−
d13,τ３−τ２−d32なる伝搬遅延時間差を推定して出
力する。
このように、目標の方位に対応した伝搬遅延時間差を可
変遅延回路5,6によって相殺した後相互相関関数φ
13（τ），φ32（τ）のピーク点の位置（ピーク点にお
ける時間差）を検出するため、及び受波器1,2と受波器
アレイ３との間の伝搬遅延時間差τ１−τ3,τ３−τ２
は目標の方位が変化した場合には大きく変化するが目標
の距離のみが変化した場合は変化が小さいので、その結
果ピーク点変動が少なくなり、伝搬遅延時間差の推定が
改善される。距離計算器13では、ピーク点推定器11,12
の出力と遅延量推定器８の出力とを加算することによ
り、伝搬遅延時間差τ１−τ3,τ３−τ２の推定である
時間差τ13,τ32を求め、これを用いて距離ｒを計算す
る。更に、相関器9,10は例えばFETアルゴリズムを用い
た高速コンボリューションによる通常のデジタル相関器
であり、二つの入力端子から入力される入力信号の相互
相関関数の標本値を算出するものである。
変遅延回路5,6によって相殺した後相互相関関数φ
13（τ），φ32（τ）のピーク点の位置（ピーク点にお
ける時間差）を検出するため、及び受波器1,2と受波器
アレイ３との間の伝搬遅延時間差τ１−τ3,τ３−τ２
は目標の方位が変化した場合には大きく変化するが目標
の距離のみが変化した場合は変化が小さいので、その結
果ピーク点変動が少なくなり、伝搬遅延時間差の推定が
改善される。距離計算器13では、ピーク点推定器11,12
の出力と遅延量推定器８の出力とを加算することによ
り、伝搬遅延時間差τ１−τ3,τ３−τ２の推定である
時間差τ13,τ32を求め、これを用いて距離ｒを計算す
る。更に、相関器9,10は例えばFETアルゴリズムを用い
た高速コンボリューションによる通常のデジタル相関器
であり、二つの入力端子から入力される入力信号の相互
相関関数の標本値を算出するものである。
第２図は第１図の可変遅延回路5,6の構成を示すブロッ
ク図である。同図において、21は信号入力端子、22はRA
M、23はROM、24は乗算器、25,26は加算器、27は累積レ
ジスタ、28はデータ入力端子、29はデータレジスタ（以
下、Ｄ−REGと略す）、30はライトアドレスカウンタ
（以下、WACと略す）、31はクロックカウンタ（以下、C
Cと略す）、32は減算器、33は２−１スイッチ、34は出
力端子である。ここで、第１図の遅延量推定器８から送
られる遅延量データはデータ入力端子28を通してＤ−RE
G29に入力され、第１図の受波器２またはビームフォー
ム４の出力信号の標本値は信号入力端子21を通してRAM2
2のWAC30で与えられるアドレス（以下、（WAC）と表
す）の位置に順次に書込まれる。Ｄ−REG29に与えられ
る遅延量データは、信号の標本化周期を単位に２進数で
表現されているものとし、その整数部（dI）は加算器26
に、小数部（dF）はROM23のアドレス（Ａ）入力部の上
位部に送られる。なお、遅延量データを（dI,dF）と表
すものとする。信号入力端子21に与えられた１つの信号
の標本値がRM22に書き込まれてから、所定の遅延量を持
った信号の標本値が出力端子34から出力されるまでの動
作は、以下の通りである。
ク図である。同図において、21は信号入力端子、22はRA
M、23はROM、24は乗算器、25,26は加算器、27は累積レ
ジスタ、28はデータ入力端子、29はデータレジスタ（以
下、Ｄ−REGと略す）、30はライトアドレスカウンタ
（以下、WACと略す）、31はクロックカウンタ（以下、C
Cと略す）、32は減算器、33は２−１スイッチ、34は出
力端子である。ここで、第１図の遅延量推定器８から送
られる遅延量データはデータ入力端子28を通してＤ−RE
G29に入力され、第１図の受波器２またはビームフォー
ム４の出力信号の標本値は信号入力端子21を通してRAM2
2のWAC30で与えられるアドレス（以下、（WAC）と表
す）の位置に順次に書込まれる。Ｄ−REG29に与えられ
る遅延量データは、信号の標本化周期を単位に２進数で
表現されているものとし、その整数部（dI）は加算器26
に、小数部（dF）はROM23のアドレス（Ａ）入力部の上
位部に送られる。なお、遅延量データを（dI,dF）と表
すものとする。信号入力端子21に与えられた１つの信号
の標本値がRM22に書き込まれてから、所定の遅延量を持
った信号の標本値が出力端子34から出力されるまでの動
作は、以下の通りである。
まず、CC31は−Ｎ＋１から＋Ｎまでの整数を順次発生
し、加算器26およびROM23のアドレス（Ａ）入力部の下
位部に送る。これい従い、RAM22からはアドレス（WAC）
−dIを中心にその前後のアドレスから2N語を順次に読み
出し、ROM23からは遅延量の小数部dFに対応する補間フ
ィルタの係数2N語を順次に読み出し、それらの積和を乗
算器24,加算器25,累積レジスタ27によって算出し、出力
端子34に送り出す。補間フィルタの係数は、補間フィル
タのインパルス応答を中心からdFだけずれた点を中心に
標本化周期で標本化したものである。以上の動作が終わ
ると、CC31からキャリを発生し、WAC30を歩進させ、次
の入力信号の標本値をRAM22に書き込む。
し、加算器26およびROM23のアドレス（Ａ）入力部の下
位部に送る。これい従い、RAM22からはアドレス（WAC）
−dIを中心にその前後のアドレスから2N語を順次に読み
出し、ROM23からは遅延量の小数部dFに対応する補間フ
ィルタの係数2N語を順次に読み出し、それらの積和を乗
算器24,加算器25,累積レジスタ27によって算出し、出力
端子34に送り出す。補間フィルタの係数は、補間フィル
タのインパルス応答を中心からdFだけずれた点を中心に
標本化周期で標本化したものである。以上の動作が終わ
ると、CC31からキャリを発生し、WAC30を歩進させ、次
の入力信号の標本値をRAM22に書き込む。
以上の動作により、入力信号の標本値を、遅延量データ
（dI,dF）で表現される遅延量に等しい遅延時間を持つ
遅延線に通し、その出力信号を入力信号と同じ標本化周
期で標本化したのと同様の効果が得られる。
（dI,dF）で表現される遅延量に等しい遅延時間を持つ
遅延線に通し、その出力信号を入力信号と同じ標本化周
期で標本化したのと同様の効果が得られる。
第３図は第１図の方位推定器７の構成を示すブロック図
である。同図において、41−1,……,41−ｋは入力端
子、42−1,……,42−ｋは自乗器、43−1,……,43−ｋは
積分器、44は補間器、45はピーク検出器、46は追尾フィ
ルタ、47は出力端子である。第１図におけるビームフォ
ーマ４はｋ個の方位θ1,θ2,……，θｋに対応する信号
成分を出力信号として送り出すものである。第１図の方
位推定器７はこれらの出力信号をそれぞれ入力端子41−
1,……,41−ｋで受け、自乗器42−１と積分器43−1,自
乗器42−２と積分器43−2,……，自乗器42−ｋと積分器
43−ｋによって自乗積分した後、方位推定精度をビーム
フォームの方位の刻み幅よりも細かくするために補間器
44によって方位方向の補間を行い、方位θに対する受信
信号電力の関係Ｐ（θ）を求める。ついで、ピーク検出
器45は補間器44から送られるＰ（θ）をオペレータに対
し表示し、オペレータの指示するピーク点を選び、その
正確な位置を求める。追尾フィルタ46は１次の多項式フ
ィルタであり、ピーク検出器45の出力を平滑化して出力
端子47に送り出すとともに、ピーク点の追尾のためにそ
の予測値をピーク検出器45に送り返す。
である。同図において、41−1,……,41−ｋは入力端
子、42−1,……,42−ｋは自乗器、43−1,……,43−ｋは
積分器、44は補間器、45はピーク検出器、46は追尾フィ
ルタ、47は出力端子である。第１図におけるビームフォ
ーマ４はｋ個の方位θ1,θ2,……，θｋに対応する信号
成分を出力信号として送り出すものである。第１図の方
位推定器７はこれらの出力信号をそれぞれ入力端子41−
1,……,41−ｋで受け、自乗器42−１と積分器43−1,自
乗器42−２と積分器43−2,……，自乗器42−ｋと積分器
43−ｋによって自乗積分した後、方位推定精度をビーム
フォームの方位の刻み幅よりも細かくするために補間器
44によって方位方向の補間を行い、方位θに対する受信
信号電力の関係Ｐ（θ）を求める。ついで、ピーク検出
器45は補間器44から送られるＰ（θ）をオペレータに対
し表示し、オペレータの指示するピーク点を選び、その
正確な位置を求める。追尾フィルタ46は１次の多項式フ
ィルタであり、ピーク検出器45の出力を平滑化して出力
端子47に送り出すとともに、ピーク点の追尾のためにそ
の予測値をピーク検出器45に送り返す。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、伝搬遅延時間差
の推定を可変遅延回路と相関器とを用い、可変遅延回路
の遅延時間を相関器の出力信号のピーク点の変動を少な
くなるように制御したので、相関器の積分時間を長くす
ることができることにより、測距精度を大幅に改善でき
ると共に低いS/N比の信号に対しても測距機能を保持で
き、その適用範囲を大幅に拡大できる測距装置を提供で
きる。
の推定を可変遅延回路と相関器とを用い、可変遅延回路
の遅延時間を相関器の出力信号のピーク点の変動を少な
くなるように制御したので、相関器の積分時間を長くす
ることができることにより、測距精度を大幅に改善でき
ると共に低いS/N比の信号に対しても測距機能を保持で
き、その適用範囲を大幅に拡大できる測距装置を提供で
きる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図の可変遅延回路の構成を示すブロック図、
第３図は第１図の方位推定器の構成を示すブロック図、
第４図は従来の測距装置の構成を示すブロック図であ
る。 1,2……受波器、３……受波器アレイ、 ４……ビームフォーマ、5,6……可変遅延回路、 ７……方位推定器、８……遅延量推定器、 9,10……相関器、11,12……ピーク点推定器、 13……距離計算器、14……出力端子。
２図は第１図の可変遅延回路の構成を示すブロック図、
第３図は第１図の方位推定器の構成を示すブロック図、
第４図は従来の測距装置の構成を示すブロック図であ
る。 1,2……受波器、３……受波器アレイ、 ４……ビームフォーマ、5,6……可変遅延回路、 ７……方位推定器、８……遅延量推定器、 9,10……相関器、11,12……ピーク点推定器、 13……距離計算器、14……出力端子。
Claims (1)
- 【請求項１】複数の受波手段の出力信号の相互間で生じ
る伝搬遅延時間差を測定することにより音波を発する目
標までの距離を計測する測距装置において、 互いに異なる組み合わせとなるように選択された２つの
前記受波手段に対応して設けられ、可変遅延手段を介し
て与えられた１つの前記受波手段の出力信号と、可変遅
延手段を介さずして与えられた他の前記受波手段の出力
信号とを入力として、両入力信号の時間差を変数として
相互相関関数を算出する相関手段（9,10）と、 前記相互相関関数のピーク点を検出し、当該ピーク点に
対応した前記時間差変数をピーク点遅延量として出力す
るピーク点推定手段（11,12）と、 前記目標の方位を求め、複数の前記受波手段の出力信号
の相互間における当該方位に対応した伝搬遅延時間差を
推定し、推定した当該伝搬遅延時間差を方位遅延量とし
て出力する方位遅延量推定手段（3,4,7,8）と、 前記受波手段の出力信号を、前記方位遅延量に応じて遅
延させて前記相関手段へ与える複数の前記可変遅延手段
（5,6）と、 前記方位遅延量と前記ピーク遅延量とを加算し、その加
算値を前記受波手段の出力信号の相互間で生じる伝搬遅
延時間差として前記目標までの距離を幾何学的計算によ
り計算する計算手段（13）とを具備することを特徴とす
る測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26177386A JPH07107549B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26177386A JPH07107549B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63117284A JPS63117284A (ja) | 1988-05-21 |
| JPH07107549B2 true JPH07107549B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=17366495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26177386A Expired - Lifetime JPH07107549B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107549B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8873730B2 (en) | 2001-02-27 | 2014-10-28 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Method and apparatus for calendared communications flow control |
| US9392120B2 (en) | 2002-02-27 | 2016-07-12 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Methods and systems for call management with user intervention |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5280457A (en) * | 1992-07-31 | 1994-01-18 | The Administrators Of The Tulane Educational Fund | Position detecting system and method |
-
1986
- 1986-11-05 JP JP26177386A patent/JPH07107549B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8873730B2 (en) | 2001-02-27 | 2014-10-28 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Method and apparatus for calendared communications flow control |
| US9392120B2 (en) | 2002-02-27 | 2016-07-12 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Methods and systems for call management with user intervention |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63117284A (ja) | 1988-05-21 |
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