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測距装置、及び測距方法 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P160013126
整理番号 P15-060
掲載日 2016年7月20日
出願番号 特願2016-048959
公開番号 特開2017-161484
出願日 平成28年3月11日(2016.3.11)
公開日 平成29年9月14日(2017.9.14)
発明者
  • 飯山 宏一
  • 五十嵐 彬宏
出願人
  • 国立大学法人金沢大学
発明の名称 測距装置、及び測距方法 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】より高速な測距装置、及び測距方法を提供する。
【解決手段】FMCW方式によって距離を測定する測距装置であって、周波数掃引された電磁波を送信波として生成する信号源2と、送信波を対象物6に向けて出射し、対象物6での反射によって得られる反射波と送信波とを干渉させてビート信号を生成する干渉部3と、ビート信号が入射する領域内に配置され、ビート信号の強度を検出する複数の検出器4aと、複数の検出器4aから出力されるビート信号の強度を示す複数の検出信号のそれぞれに対して信号処理を施すことで、(1)当該測距装置から、複数の検出器4aに対応する対象物6の表面における複数の箇所までの距離、及び(2)当該測距装置から複数の箇所までの距離における差分の少なくとも一方を算出する信号処理部5とを備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来、対象物までの距離を測定する方式として、FMCW方式が用いられている。FMCWレーダでは、対象物に対し連続的な電波に周波数掃引を加えた送信波を送信し、送信波の一部と、対象物から反射してきた反射波とを干渉させることでビート信号を生成し、このビート信号に対し周波数分析を行い、対象物までの距離を算出している(例えば、特許文献1参照)。特許文献1によると、測定分解能を向上させるために、バンドパスフィルタを用い、バンドパスフィルタの選択度を高く(バンドパスフィルタのバンド幅を狭く)している。

産業上の利用分野


本発明は、FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって対象物までの距離を測定する測距装置、及び測距方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって対象物までの距離を測定する測距装置であって、
周波数が掃引された電磁波を送信波として生成する信号源と、
前記信号源で生成された前記送信波を前記対象物に向けて出射し、前記対象物での反射によって得られる反射波を受信し、前記送信波と前記反射波とを干渉させることでビート信号を生成する干渉部と、
前記干渉部で生成された前記ビート信号が入射する領域内に配置され、入射した前記ビート信号の強度を検出する複数の検出器と、
前記複数の検出器から出力される前記ビート信号の強度を示す複数の検出信号のそれぞれに対して信号処理を施すことで、(1)当該測距装置から前記複数の検出器に対応する前記対象物の表面における複数の箇所までの距離、及び(2)当該測距装置から前記複数の箇所までの距離における差分の少なくとも一方を算出する信号処理部と
を備える測距装置。

【請求項2】
前記信号処理部は、前記複数の検出信号のそれぞれの周波数を特定し、特定した前記周波数に基づいて、当該測距装置から前記複数の箇所までの距離を算出する
請求項1に記載の測距装置。

【請求項3】
前記信号処理部は、前記複数の検出信号における位相差を特定し、特定した前記位相差に基づいて、当該測距装置から前記複数の箇所までの距離における差分を算出する
請求項1に記載の測距装置。

【請求項4】
前記信号処理部は、
前記複数の検出信号のうちの第1検出信号の周波数を特定し、特定した前記周波数に基づいて、当該測距装置から、前記第1検出信号に対応する前記対象物の表面における第1箇所までの距離である第1距離を算出し、
前記複数の検出信号のうちの前記第1検出信号を除く第2検出信号について、前記第1検出信号との位相差を特定し、特定した前記位相差に基づいて、前記第1距離と、前記第2検出信号に対応する前記対象物の表面における第2箇所までの距離である第2距離との差分を算出し、前記第1距離に前記差分を加算することで、前記第2距離を算出する
請求項1に記載の測距装置。

【請求項5】
前記複数の検出器は、前記領域内に直線状に並んで配置されている
請求項1~4のいずれか1項に記載の測距装置。

【請求項6】
前記電磁波はレーザー光である
請求項1~5のいずれか1項に記載の測距装置。

【請求項7】
FMCW方式によって対象物までの距離を測定する測距方法であって、
送信波として周波数が掃引された電磁波を生成するステップと、
前記送信波と前記対象物の反射によって得られる反射波とを干渉させることでビート信号を生成するステップと、
生成された前記ビート信号が入射する領域内に配置され、入射した前記ビート信号の強度を検出する複数の検出器を用いて複数の検出信号を生成するステップと、
前記複数の検出信号のそれぞれに対して信号処理を施すことで、(1)測距装置から前記複数の検出器に対応する前記対象物の表面における複数の箇所までの距離、及び(2)前記測距装置から前記複数の箇所までの距離における差分の少なくとも一方を算出するステップと、を含む、
測距方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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