距离测定装置以及距离测定方法

摘要

距离测定装置包含：第1脉冲产生单元(135)，其产生基准信号；第2脉冲产生单元(137)，其产生对象物检测信号；时间测定部(139)，其测定从第1脉冲的产生时刻到第2脉冲的产生时刻的时间；第1相位检测部(141)，其使用第1频率的信号检测接收到的信号的第1相位；第2相位检测部(163)，其使用第2频率的信号检测接收到的信号的第2相位；以及距离运算部(165)，其根据上述时间测定部、第1相位检测部以及第2相位检测部的输出，运算到达上述对象物的距离。

主权项

一种距离测定装置，其具备：第1伪随机信号产生部，其产生时钟频率为f1的第1伪随机信号；第2伪随机信号产生部，其产生与第1伪随机信号相同模式、且时钟频率为比上述时钟频率f₁稍低的f₂的第2伪随机信号；第1乘法器，其使第1伪随机信号与第2伪随机信号相乘；第1载波产生部，其产生第1频率的载波；第1调制部，其利用第1伪随机信号来调制第1频率的载波；第1发送部，其将调制后的第1频率的载波作为第1频率的调制发送信号向对象物发送；第1接收部，其接收从上述对象物反射的第1频率的调制发送信号，作为第1频率的接收信号；第2乘法器，其使第1频率的接收信号与第2伪随机信号相乘，以求出第1频率的调制接收信号；第1混合耦合器，其接收第1频率的一部分载波，输出作为相位彼此正交的2个成分的第1I信号和第1Q信号；第3乘法器，其使第2乘法器的输出信号与第1I信号相乘；第4乘法器，其使第2乘法器的输出信号与第1Q信号相乘；第1低通滤波器，其对第1乘法器的输出信号进行低频滤波处理；第2低通滤波器，其对第3乘法器的输出信号进行低频滤波处理；第3低通滤波器，其对第4乘法器的输出信号进行低频滤波处理；第1平方器以及第2平方器，它们分别单独对第2低通滤波器以及第3低通滤波器的输出信号进行平方运算；加法器，其使第1平方器和第2平方器的输出信号相加；第1脉冲产生部，其在检测到第1低通滤波器的输出信号的最大振幅值时，产生第1脉冲；第2脉冲产生部，其在检测到上述加法器的输出信号的最大振幅值时，产生第2脉冲；时间测定部，其测定从第1脉冲的产生时刻到第2脉冲的产生时刻的时间；第1相位检测部，其根据第2低通滤波器以及第3低通滤波器的输出，检测第1频率的调制接收信号的相位；第2载波产生部，其产生比第1频率低的第2频率的载波；第2调制部，其利用第1伪随机信号来调制第2频率的载波；第2发送部，其将调制后的第2频率的载波作为第2频率的调制发送信号向对象物发送；第2接收部，其接收从上述对象物反射的第2频率的调制发送信号，作为第2频率的接收信号；第5乘法器，其使第2频率的接收信号与第2伪随机信号相乘，以求出第2频率的调制接收信号；第2混合耦合器，其接收第2频率的一部分载波，输出作为相位彼此正交的2个成分的第2I信号和第2Q信号；第6乘法器，其使第5乘法器的输出信号与第2I信号相乘；第7乘法器，其使第5乘法器的输出信号与第2Q信号相乘；第4低通滤波器，其对第6乘法器的输出信号进行低频滤波处理；第5低通滤波器，其对第7乘法器的输出信号进行低频滤波处理；第2相位检测部，其根据第4低通滤波器以及第5低通滤波器的输出，检测第2频率的调制接收信号的相位；以及距离运算部，其根据从检测出第1伪随机信号以及第2伪随机信号的相乘值的峰值的时刻到检测出上述加法器的结果的峰值的时刻的时间，求出离上述对象物的粗略距离测定值，根据第1频率的调制接收信号以及第2频率的调制接收信号的I成分以及Q成分，求出第1频率的调制接收信号的第1相位测定值以及第2频率的调制接收信号的第2相位测定值，在根据基准距离、预先求出的与上述基准距离对应的第2频率的调制信号的第2基准相位测定值、以及第2相位测定值而求出的第2组的多个精密距离候选值内，将与上述粗略距离测定值最接近的精密距离候选值作为代表值，在根据上述基准距离、预先求出的与上述基准距离对应的第1频率的调制信号的第1基准相位测定值、以及第1相位测定值而求出的第1组的多个精密距离候选值内，将与上述代表值最接近的精密距离候选值设为距离测定值，其中，关于在基于相位的精密距离测定中使用的多个频率的信号，设定为：与最低频率对应的最长波长的1/4大于粗略距离测定的精度，与相邻的两个频率中较高一方的频率对应的波长的1/4大于使用相邻的两个频率中较低一方的频率的信号的相位测定的距离测定精度。