[发明专利]距离测定装置以及距离测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及测定距测定对象物的距离的距离测定装置以及距离测定方法。

背景技术

WO2009/050831A1公开了如下的距离测定装置，其为了测定距测定对象物的距离，向对象物发送电磁波(例如，微波)的信号，接收对象物反射的信号，来测定电磁波往返对象物的时间，另外检测其间的相位变化(相位差)，使用上述时间来实施粗略距离测定，使用上述相位差来实施精密距离测定，并组合它们求出最终的距离测定值。根据上述装置，组合使用时间的粗略距离测定和使用相位差的精密距离测定，所以能够在较宽的范围内实施精度较高的距离测定。

但是，在上述装置中，如后所述，基于相位差检测的精密距离测定的精度受到使用时间的粗略距离测定的精度的制约。

发明内容

发明所要解决的问题

因此，存在对不受使用时间的粗略距离测定的精度制约的距离测定装置以及距离测定方法的需求。

解决问题的手段

本发明的距离测定装置具备：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。

本发明的距离测定装置还具备：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21Q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，运算离上述对象物的距离。

本发明的距离测定装置除了具有检测第1频率的调制接收信号的相位的第1相位检测部之外，还具备检测比第1频率低的第2频率的调制接收信号的相位的第2相位检测部，所以可实施使用2个以上的波长的电磁波的相位检测。因此，本发明的距离测定装置能够在不受时间测定部的测定精度制约的情况下实施高精度的距离测定。