距離測定裝置以及距離測定方法制造方法及圖紙

距離測定裝置包含：第1脈沖產生單元(135)，其產生基準信號；第2脈沖產生單元(137)，其產生對象物檢測信號；時間測定部(139)，其測定從第1脈沖的產生時刻到第2脈沖的產生時刻的時間；第1相位檢測部(141)，其使用第1頻率的信號檢測接收到的信號的第1相位；第2相位檢測部(163)，其使用第2頻率的信號檢測接收到的信號的第2相位；以及距離運算部(165)，其根據上述時間測定部、第1相位檢測部以及第2相位檢測部的輸出，運算到達上述對象物的距離。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及測定距測定對象物的距離的。
技術介紹
W02009/050831A1公開了如下的距離測定裝置，其為了測定距測定對象物的距離，向對象物發送電磁波(例如，微波)的信號，接收對象物反射的信號，來測定電磁波往返對象物的時間，另外檢測其間的相位變化(相位差)，使用上述時間來實施粗略距離測定，使用上述相位差來實施精密距離測定，并組合它們求出最終的距離測定值。根據上述裝置，組合使用時間的粗略距離測定和使用相位差的精密距離測定，所以能夠在較寬的范圍內實施精度較高的距離測定。 但是，在上述裝置中，如后所述，基于相位差檢測的精密距離測定的精度受到使用時間的粗略距離測定的精度的制約。
技術實現思路
專利技術所要解決的問題因此，存在對不受使用時間的粗略距離測定的精度制約的的需求。解決問題的手段本專利技術的距離測定裝置具備第I偽隨機信號產生部，其產生時鐘頻率為的第I偽隨機信號；第2偽隨機信號產生部，其產生與第I偽隨機信號相同模式、且時鐘頻率為比上述時鐘頻率稍低的f2的第2偽隨機信號；第I乘法器，其使第I偽隨機信號與第2偽隨機信號相乘;第I載波產生部，其產生第I頻率的載波；第I調制部，其利用第I偽隨機信號來調制第I頻率的載波；第I發送部，其將調制后的第I頻率的載波作為第I頻率的調制發送信號向對象物發送；第I接收部，其接收從上述對象物反射的第I頻率的調制發送信號，作為第I頻率的接收信號；第2乘法器，其使第I頻率的接收信號與第2偽隨機相乘，以求出第I頻率的調制接收信號；第I混合耦合器，其接收第I頻率的一部分載波，輸出作為相位彼此正交的2個成分的第II信號和第IQ信號;第3乘法器，其使第2乘法器的輸出信號與第II信號相乘；第4乘法器，其使第2乘法器的輸出信號與第IQ信號相乘;第I低通濾波器，其對第I乘法器的輸出信號進行低頻濾波處理；第2低通濾波器，其對第3乘法器的輸出信號進行低頻濾波處理；第3低通濾波器，其對第4乘法器的輸出信號進行低頻濾波處理；第I平方器以及第2平方器，它們分別單獨對第2低通濾波器以及第3低通濾波器的輸出信號進行平方運算；加法器，其使第I平方器和第2平方器的輸出信號相加；第I脈沖產生部，其在檢測到第I低通濾波器的輸出信號的最大振幅值時，產生第I脈沖；第2脈沖產生部，其在檢測到上述加法器的輸出信號的最大振幅值時，產生第2脈沖；時間測定部，其測定從第I脈沖的產生時刻到第2脈沖的產生時刻的時間。本專利技術的距離測定裝置還具備第I相位檢測部，其根據第2低通濾波器以及第3低通濾波器的輸出，檢測第I頻率的調制接收信號的相位；第2載波產生部，其產生比第I頻率低的第2頻率的載波；第2調制部，其利用第I偽隨機信號來調制第2頻率的載波；第2發送部，其將調制后的第2頻率的載波作為第2頻率的調制發送信號向對象物發送;第2接收部，其接收從上述對象物反射的第2頻率的調制發送信號，作為第2頻率的接收信號；第5乘法器，其使第2頻率的接收信號與第2偽隨機相乘，以求出第2頻率的調制接收信號；第2混合耦合器，其接收第2頻率的一部分載波，輸出作為相位彼此正交的2個成分的第21信號和第21Q信號；第6乘法器,其使第5乘法器的輸出信號與第21信號相乘；第7乘法器，其使第5乘法器的輸出信號與第2Q信號相乘；第4低通濾波器,其對第6乘法器的輸出信號進行低頻濾波處理;第5低通濾波器，其對第7乘法器的輸出信號進行低頻濾波處理;第2相位檢測部，其根據第4低通濾波器以及第5低通濾波器的輸出，檢測第2頻率的調制接收信號的相位；以及距離運算部，其根據上述時間測定部、第I相位檢測部以及第2相位檢測部的輸出，運算離上述對象物的距離。本專利技術的距離測定裝置除了具有檢測第I頻率的調制接收信號的相位的第I相位檢測部之外，還具備檢測比第I頻率低的第2頻率的調制接收信號的相位的第2相位檢測部，所以可實施使用2個以上的波長的電磁波的相位檢測。因此，本專利技術的距離測定裝置能 夠在不受時間測定部的測定精度制約的情況下實施高精度的距離測定。本專利技術的距離測定方法包括如下步驟產生時鐘頻率為的第I偽隨機信號以及與第I偽隨機信號相同模式、且時鐘頻率為比上述時鐘頻率fi稍低的f2的第2偽隨機信號；向對象物發送利用第I偽隨機信號調制第I頻率的載波而得到的第I頻率的調制發送信號、以及利用第I偽隨機信號調制比第I頻率低的第2頻率的載波而得到的第2頻率的調制發送信號；接收從上述對象物反射的第I頻率以及第2頻率的調制發送信號，作為第I頻率的接收信號以及第2頻率的接收信號；使接收到的第I頻率的接收信號以及第2頻率的接收信號與第2偽隨機相乘，求出第I頻率的調制接收信號以及第2頻率的調制接收信號；使第I頻率的調制接收信號以及第2頻率的調制接收信號與第I頻率的載波以及第2頻率的載波的作為相位彼此正交的2個成分的第I信號以及Q信號相乘，求出第I頻率的調制接收信號以及第2頻率的調制接收信號的I成分以及Q成分；求出第I頻率的調制接收信號的I成分以及Q成分的平方和信號；根據從檢測出第I偽隨機信號以及第2偽隨機信號的相乘值的峰值的時刻到檢測出上述平方和信號的峰值的時刻的時間，求出離上述對象物的粗略距離測定值。本專利技術的距離測定方法還包括如下步驟根據第I頻率的調制接收信號以及第2頻率的調制接收信號的I成分以及Q成分，求出第I頻率的調制接收信號以及第2頻率的調制接收信號的第I相位測定值以及第2相位測定值；在根據基準距離、預先求出的與上述基準距離對應的第2頻率的調制信號的第2基準相位測定值、以及第2相位測定值而求出的第2組的多個精密距離候選值內，將與上述粗略距離測定值最接近的精密距離候選值作為代表值；以及在根據上述基準距離、預先求出的與上述基準距離對應的第I頻率的調制信號的第I基準相位測定值、以及第I相位測定值而求出的第I組的多個精密距離候選值內，將與上述代表值最接近的精密距離候選值設為距離測定值。關于在基于相位的精密距離測定中使用的多個頻率的信號，設定為與最低頻率對應的最長波長的1/4大于粗略距離測定的精度，與相鄰的兩個頻率中較高一方的頻率對應的波長的1/4大于使用相鄰的兩個頻率中較低一方的頻率的信號的相位測定的距離測定精度。如上所述，本專利技術的距離測定方法在基于相位的精密距離測定中使用多個頻率的信號，這多個頻率的信號設定為，與最低頻率對應的最長波長的1/4大于粗略距離測定的精度，與相鄰2個頻率中的較高一方的頻率對應的波長的1/4大于使用相鄰2個頻率中的較低一方的頻率的信號的相位測定的距離測定精度。因此，根據本專利技術的距離測定方法，可不受粗略距離測定精度的制約，實現更高精度的距離測定。在本專利技術一實施方式的距離測定方法中，使用包含第I以及第2頻率的調制發送信號在內的頻率不同的3個以上的頻率的發送信號，根據包含第I以及第2組在內的3個以上的組的精密距離候選值來確定距離測定值。在本實施方式的距離測定方法內，在基于相位的精密距離測定中使用3個以上的不同頻率的信號，這3個以上的不同頻率的信號設定為，與最低頻率對應的最長的波長的1/4大于粗略距離測定的精度，與相鄰2個頻率中的較高一方的頻率對應的波長的1/4大于 使用相鄰2個頻率中的較低一方的頻率的信號的相位測定的距離測定精度。 因此，根據本實施方式的距離測定方法，可通過使用3個以上的頻率的信號，來實本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：松本幸一，加藤裕雅，
申請(專利權)人：株式會社尼利可，
類型：
國別省市：