TWI300851B - Distance measuring device, distance measuring method and signal processing device - Google Patents

Description

1300851 - 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 . 本發明係關於一種距離測定裝置、距離測定方法及距 離測定程式，更特定而言，係關於一種從對被測定對象物 發射之電磁波計測與測定對象物之距離的距離測定裝置、 距離測定方法及距離測定程式。 【先前技術】 用現在通用之微波測定與被檢測對象物的距離之距 離測定方法，大致可區分為FMCW(調頻連續波：Fre輯ncy modulated continu〇us —方式與脈波雷達㈣％ radar)方式。 所謂贿方式，係指發出頻率拂掠（sweep)之連續 :二從發射信號與反射信號之頻率差求出至被檢測對象 為止之距離（例如參照日本專利特開平7]59522號公

力 波卢之後t 脈波雷達方式，係指藉由計測發出朋 至該信號在測定對象反射並送回為止的時 W〇94/2；5 79 ^ ^ ^ Μ . ^ 另一兩者均具有較高的計測精確度， 則刀別具有以下所示問題點。 百先，就FMCW方式而言，計 頻率之拂掠寬度來決定， 、二崔度’由於係由發射 必要使用較寬的頻帶寬；X侍較高的精確度而有 4俾〜由計_確度=光速/(2

3J83M 5 1300851 1頻^拂掠寬度）之_式來表示。然而，在距離測定裝 通吊所使用之作為移動體檢知感測器用而由電波法所區 分的24 15GH7嗎* λ 册〜 厅區 -線電之Ρ·Λ 寬之使用，係受到特定小功率無 ^ 〈 而叉限於有效頻率24.1至24.2GHz之0.1 z。十因此，就贿方式之微波式位準測量計在屋外之使 泛，由於其無法獲得足夠的帶寬， 度上發生極限，又，报難進行=二：：："在5十測精確 其次，就脈波雷達方式而言’由於發射 電性脈波’所以在成分上需要較寬的電波帶寬。』 施=之；生2"秒之脈衝(一1se)而所需的帶寬為 此匱況下，亦受到電波法所規定之帶寬限 制，屋外之得用# 5丨 I I良 艮制，且因無法使用更短之電 所以报難it行近距離計I 电性脈波 2 ’為了解決該㈣題，需要滿足電波法所規定之 電波π或發射增益，且無關於計測距離， >距離敎中亦㈣較高的計測精確度。 U使在近 上述二個計測方式中，雖然因使用帶寬較寬益 t作電波法所分類之特^小功率無線電來利用，_是;二 作抑：輸出功率之微弱功率無線電來利用。然而，因降； 么射仏號之輸出功率，而反射信號之功率亦會變得非- 之問題。 進心距離之相時容易受到雜訊影響 更且’最近H種即使是近 定精確度的距離測定裝置之方案(例如參照曰本有專 318311 6 .1300851 -2002-357656 號公報）。 . 冑1 G ®係顯示日本專利特開2GG2-357656號公報中所 '•提案的距離測定裝置之構成的概略方塊目。 參照第10®，距離測定裝置具備··輸出 之發信源、60 ;發出與發信源6〇之輸出信號相车羊之。號 磁波的發送部U以檢知從發送部7Q所發射之電磁= (以下’亦％為進们皮D)與在測定對象物為 反^^^干擾所形成的駐波S之振幅的檢^ 8 〇，及…0之檢測信號算出至測定 η以下之▲自然數）為止之距離的信號處理部9〇。 發信源60，包含發信部62及頻率控制部64。發 ，係對發送部7〇輸㈣率㈣部64所控制之頻 ί的信號。頻率控制部64，亦對严啼泠饰a ’、率 至發信部62之頻率f的資訊Κ錢理^輸出關於送 在此’就第10圖之距離測定裝置中 理，加以簡單說明。 〗万式的原 百先’如第1〇圖所示，藉由從發送部7〇所發射推 行波D與在測定對象物μ 、 進 發送邱7f) i f & k 、 射波R間的干擾，而在 7二7〇與測定對象物Mk間之傳輸介質中形 (standing wave)S。 、皮s而二，°又在x轴上之觀測‘點xs之檢測部80觀_ :皮S而件的接收功率信號ρ(ί，χ)，相對於進行波心= ί成為正弦波函數（cos函數）。尤其是 2率 射守，成為對應各測定對象物而合成複數個 3】831】 7 1300851 正弦波。各正弦波之週期，與從觀測點至測定 之距離處於反比例的關係。帛10圖之距離測定 4置，係利用該性質而測定至敎對象物Mk為止之距離。 =即’駐波S，係、依從發送部7G發射之進行波D、盘 依對象物Mk而得之反射波R的加法合成所產生 率信號P(f，X)，可以下式表示。 /、 (數式1)

P(/^)-^+22^cosM 糾 I C J …式C1) 其中’e為光速’ f為發送頻率，A為進行^之 ^物dk為至測定對象物^為止之距離。又，”為測定 中之相移^反射係數的大小且包含傳輸損失。^為反射 第11圖係測定對象物Mk位於距離dk之位置時，在 X =置所觀測的接收功率信號P(f，G)之波形圖。 # if照弟11圖’可明白接收功率信號P(f，G)相對於發 达:員率f具有週期性。又，可明白其週期為c/2d，且與至 二：：象物為止之距離廿成反比例。因而’若對該接收功 I P(f’o)進行傅立葉轉換並抽出週期資訊，則可求 :測，對象物為止之距離d。另外，在式⑴之接收功率作 = p(f，〇)中適用傳立葉轉換而得的特性曲線（pr〇i MX)，係成為式（2)〇 (數式2) 318311 .1300851 +Σ^- c }st f And, L/〇+^* fw c (x + dk) •••式（2) 其中， (數式3) sa(2)^^l 2 ·••式（3) f〇為發送頻率帶之中間頻率，fw為發送頻率之帶寬。 如此，在第10圖之距離測定裴置中，由於至 t ^為止之距離dk，僅依存於接收功率信號p(f進 二之發送頻率f的變動週期，且不受到從依發送部”〇仃 :出電磁部之後至回到檢測部8〇為止之時間的影 =於目叙膽方式及脈波雷達方式，即使在近距離中， 亦可以更鬲的精確度來測定。 在此，由於在第10圖所示之習知的距離測定裝置 :利用式⑵對駐波s之接收功率㈣p(f，G)進行傅立 =，所以在發送頻帶寬W，若接收功率信號p(f，w、 π 2週期以上之週期性，則無法抽出正確的週期資訊。

第 12 圖係在 fo=24.0375GHz、ftf=75MHz、^=〇 W Γ定:=，使用式⑴、⑵並利用數㈣ ± }象物Mk之距離dk在⑽Sdd5m之範圍内產生變化 4的接收功率信號之特性曲線大小丨p⑴丨。另外，由於 31833] 9 1300851

…第12圖，特性曲線之大小丨ρ(χ)丨，對應式（？） -項的成刀與第3項的成分，成為在χ為正之區域與 …叙區域分別具有極大值的波形。在習知之距離測定 :中由於測疋對象物Mk必定位於X為正之區域，所以 =抽出該波形中之—方區域（χ>())的極大值，並將對應極 大值之X的值當作測定對象物Mk之位置。 然而，當距離d小時，如帛12圖所示，特性曲線之大 小| Ρ(χ) I的峰值不會顯示正確的測定對象物心之位置。 此係伴隨距離d變小，而因二個極大值互相干擾，以致波 二夂此亂之故。第12圖之情況，可明白雖然距離d為& 以上可正確測出距離，但是當距離3在2m以下時，就無法 獲得正確的計測值。 亦即’在習知之距離測定裝置中，起因於出現在χ為 鲁負之區域的極大值，會給出現在乂為正之區域的極大值帶 來影響（以下’亦稱為負頻率之影響），故近距離之計測誤 差的增加會造成問題。 第13圖係顯示從測定對象物Mk之距離心為近距離位 準（〜10m)時之特性曲線P(x)求得的計測值與至實際的測 定對象物Mk為止之距離的關係示意圖。另外，該圖之關係， 作為測定條件，係在從發送部70所發射之進行波D中，將 發送頻率f之中心頻率f。設為24· 15GHz，將發送頻帶寬 fw設為75MHz時所得者。 318311 10 .1300851 麥照第13圖’可明白在從習知之距離測定裝置所 的計測值與至實際的測定對象物Mk為止之距離&之間戶= 生的計測誤差’係至測定對象㈣為止之距離越短則越 大。具體而言’在至測定對象物Mk為止之距離為4m以上， 計測值雖正確地與至實際的測定對象物Mk為止之距離一 致’但是當在4m以下時’計測誤差就開始急遽增加。然後， 可明白在至測定f十象物^為止之距離變成&以下的區 計測誤差達到l_ram左右，而呈現敎精確度顯著變 差。此係因近距離之特性曲線ρ(χ)的錯亂所致，顯示Μ 為可量測距離之距離界限。 、詳言之，當距離dk=2ni時，由於接收功率信號p(f，〇) 之週期，Μ成c/(2x2) = 75MHz，所以發送頻帶寬f 7 正好相當於接收功率信號机心^週期份的波帶。^ 而，右其如為比此短之週期之更長的距離dk則由於可獲得 正確的計測值，所以最小檢測距離dmin，可以 又 •(數式4)

式（4) 來表示。 在此，如前面所述’使用f知之距離測定農置作為特 2功率無線電時，可使用之頻帶寬係受到如電波法之法 M]例如’在日本電波法之「移動體檢知感測器」 規〜1使7用24.15GHz帶之頻帶時，佔有頻帶寬之容許值被 、疋為76MHz。因而，與第13圖之情況相同，在約化以 318311 11 •1300851 下之近距離的位置計測中，計測結果會產生較大的誤差。 • 以上所述的計測誤差，雖係接收功率信號p(f，x)成為 1週期成分以下之近距離中特有的問題點，但是即使包含 有1週期成分以上之週期性的距離（中距離及遠距離）之情 /兄’亦如下所示可能產生數mm左右之計測誤差。 第14圖係顯示從測定對象物Mk之距離dk為遠距離位 準（〜20m)時之特性曲線p(x)求得的計測值與至實際的測 鲁定對象物Mk為止之距離的關係示意圖。另外，該圖之關係， 作為測定條件，係在從發送部70所發射之進行波D中，將 發送頻率f之中心頻率f〇設為24· 15GHz，將發送頻帶寬 fw設為75MHz時所得者。 參照第14圖，可明白在使測定對象物Mk之位置從遠 距離位準之距離dk=i〇m至距離dk=20m產生變化時，會在 计測結果中產生最大Kmm左右之誤差。作為該誤差之一個 原因，可列舉傅立葉轉換中之窗函數之窗長並未變成接收 _功率信號P(f，〇)之波長的整數倍。 又，在中距離及遠距離中，雖然在接收功率信號〆f，〇) 中存在具有週期性，但是在測定對象物^之位置產生微小 變化時，亦會產生計測誤差。 第15圖係顯示以距離dk=1〇m之位置為基準，使測定 對象物1在±10龍之範圍内位置作微小變化時的計測誤差 之示意圖。 從第15圖可明白，從該距離測定裝置算起，測定對象 物^為退距離’即使在位於接收功率信號可看見足 318311 12 1300851 ===Η — 在此’作為減低該計測誤差之 對接收功率信號p(U)進行傅立苹轉換8士 、可列舉在 成分以上之範圍，重複從接收η轉換^在至少半週期 率信號p(f，G)抽出至少包 J週期成分的信號範圍並進行傅立葉轉換，且從，= 進行傅立葉轉換的資料中求出各時間區域之和。"被 至少=:== = 初期頻率所得的接收功率信號 被朴傅立葉轉換的資料中求出各時間區域之和且攸-亥各 Ρσ 係顯轉照料手段多重處理接收功率⑼ p，之處理結果。從第16圖可明 羊:: 左係在移位到一範，可改 理，=在包含複數個傅立葉轉換處 途上有不相稱的問題點/ &間’且在需要適應性之用 更且’在弟10圖之距雜、、目丨6壯 物“等速移動於計測轴二裝 發生誤差的問題。 了在汁測結果上亦有 測出:,二s ==:: Mk移動中時’檢測部8。所檢 相對於發送頻率f僅偏中’會發生接收頻率 僅偏私與傳輪介質之時間性變化成正比 31831] 13 .1300851 r旦率之二明的多卜勒偏移（Doppler shift)。此時之偏 里’ m對象物Mk接近時係作用於降低接收頻率之 ^向而在敎對象物Mk離開時則係作用於提昇接收頻率之 心指ί:離:::1 °:之測定對象物M係以固 部”，分別進行在使用帶;：= === —一面拂的上升拂掠、及在使用帶寬内使發送= 面下降而一面拂掠的下降拂掠。 、 此時’因測定對象物仏之移動方向與發送頻率 二；丄:使::功率信峨。)在週期性上發 灸長❿田測疋對象物^遠離時週 方面’，掠時，當測定對象㈣ = 紐，而當測定對象物Mk遠離時週期性會變長 J曰交 發=:即使在哪個拂掠方向中，當週期 發达頻帶寬中，無法在接收功率信號以 ^、在 以上之週期性，而會使因受到上述負頻率 ^付週期 差增加。 、之衫響的計測誤 更且，此時之計測誤差，因上面所 影響，即使在上升拂掠與下降拂掠之哪個插=偏移之 隨著測定對象物Mk之移動速度增加， :方向’亦會 象物Mk之位置（10n〇相對的誤差變大。”貫際的測定對 作為該種減低計測誤差之手段， 牛错由求出對上 318311 14 1300851 送頻率m得的純功率㈣p(f，啦行傅立葉 下降拂：：相結果(以θ下’亦稱為第1位置資訊)、與對 葦棘/ '运頻率f所得的接收功率信號p(f，G)進行傅立 :轉：：得的計測結果(以下’亦稱為第2位置資訊)，且 :吏弟1及弟2位置資訊平均化的校正處理，以 移動之測定對象物之位置的方法。 ，‘、、、該方法而進灯校正處理的結果顯示於第I?圖 二照第π圖，在拂掠時間為1〇m秒時，移動速度大約 =2,以下之範圍内，計測誤差保持於⑽。然而，可 ^者移動速度超過該範圍而增加會使計測誤差變大。 :!'=於上面所述之負頻率的影響。亦即，習知之距離 2裝置，由於在特性曲線之大小丨p(x)丨的波形中，一 mx成為正之區域的極大值，所以會高速朝測定對 卜圖示雖然省略，但是藉由更縮短拂掠時間，即 =1°擴大可獲得測定對象物^之正確位置時的移動速度 之範圍。 然而，該種方法中’由於可進行校正處理之測 物移動速度之範圍，依存於發送頻率f之拂掠時間， 所以當以高速移動之測定對象物^為對象時，就必須 短拂掠時間’亦即使拂掠速度更加高速。因此，形成兩 要既穩定又可進行高速可變的振盪器。 而 【發明内容】 318311 15 1300851 册本毛明之一目的，係在於提供一種即使在狹窄之發射 頻π中’亦可精韻佳地計測近距離的距離測定裝置、距 離測定方法及距離測定程式。 ―本U之另-目的，係在於提供—種即使在移動之測 疋 象物中’,亦0]*正確地測出距離的距離測定裝置、距離 測定方法及距離測定程式。 、依據本發明’―種計測至敎對象物為止之距離的距 離測疋裝置，係包含：發信源，其輸出頻率為可變之發送 信號；發送部，其產生與發送信號相同頻率之電磁波且 對測定對象物發射；檢測部，其檢測電磁波之反射波；及 L號處理部，其藉由運算處理被檢測出之反射波與發送頻 率的關係以异出至測定對象物為止之距離。檢測部，係包 含利用發送信號對被檢測出之反射波進行 反射波之相位變化成分的檢波部。信號處理部係包含 率轉換部，其使被抽出的相位變化成分之變動頻率，只做 Μ目應於預定距離之頻率變化；解析信號產生部，其將利用 頻率轉換部所得的上側波帶及下側波帶中之一方當作解析 信號；及傅立葉轉換部，其對解析信號進行傅立 算出特性曲線(Pr〇file)，且根據特性曲線之極大值盘預 距離求出至測定對象物為止之距離。 /、 較佳為’發信源包含：上升拂掠部，其使預定發送頻 ^骸帶寬在預定步財上升並拂掠；及下降拂掠部， ”使預w頻率以預定帶寬在預定步料下降並拂掠。 仏號處理部更包含··資訊保持部，其將按照上升拂掠部而 318311 16 1300851 在傅^葉轉換部所得的至測㈣象物為止之距離 位置資訊，而將按昭下降挑仿立 至射斟m 在傅立葉轉換部所得的 w對象物為止之距離當作第2位置資訊並予以保持； 及丨父正部，其使被保持之第 矛1及弟2位置貧訊平均化並導 出真正的至測定對象物為止之距離。

號對反射波進行同步檢 ，且利用與發送信號相 步檢波以抽出相位變 較it為，檢波部係利用發送信 波以抽出相位變化成分之同相成分 差疋/2相位之信號對反射波進行同 化成分之正交成分。 以預定帶 較佳為，預定距離， 寬拂掠時之分割數而設為 係按照使預定發送頻率 可變。 ，佳為’預定距離’係將由預定帶寬與分㈣所決定 的取切檢測距離之大致—半設定成為最大值。 較佳為，檢波部，係藉由從經包絡線檢波（envei〇pe

=ectlGn)後之反射波中扣除發送信號之直流成分以抽出 反射波之相位變化成分。 康本發明’ 一種計測至測定對象物為止之距離的距 =方法，係包含如下步驟：輸出頻率為可變之信號； 產號相同頻率之電磁波，且對測㈣象物發射；檢 ^電磁波之反射波；及藉由運算處理所檢測出之反射波與 以之頻率的_以算出至測定對象物為止之距離。檢測 反射波之步驟’係包含利用信號對被檢測出之反射波進行 :“双波以抽出反射波之相位變化成分的步驟。算出至測 定對象物為止之距離的步驟包含如下步驟：使被抽出的相 318311 .1300851 位又化成/刀之變動頻率，只做相應於預定距離之頻率纖 化；將使頻率變化所得的上侧波帶及下侧波帶中之—^ =解析信號；及對解析信號進行傅立葉轉換以算出特性: 且’#據# 1±曲線之極大值與預定距離求出至測定 物為止之距離。 豕 較佳為，輸出頻率為可變之信號的步驟包含如下步 驟：使預定發送頻率以預定帶寬在預定步驟中上升並拂 籲掠；^使預定發送頻率以預定帶寬在預定步驟中下降並拂 掠。算出至測定對象物為止之距離的步驟更包含如下步 驟：將上升拂掠時在傅立葉轉換所得的至測定對象物為止 之，離當作第1位置資訊，而將下降拂掠時在傅立葉轉換 所得的至測定對象物為止之距離當作第2位置資訊並予以 保持；及使被保持之第！及第2位置資訊平均化並導出真 正的至測定對象物為止之距離。 〃 車乂佳為，抽出反射波之相位變化成分的步驟，係利用 _發送信號對反射波進行同步檢波以抽出相位變化成分之同 相成分，且利用與發送信號相差冗/2相位之信號對反射波 進行同步檢波以抽出相位變化成分之正交成分。 較佳為，預定距離，係按照使預定發送頻率以預定帶 寬拂掠時之分割數而設為可變。 較佳為，預定距離，係將由預定帶寬與分割數所決定 的最大可檢測距離之大致一半設定成為最大值。 較佳為，抽出反射波之相位變化成分的步驟，係藉由 從經包絡線檢波後之反射波中扣除發送信號之直流成分以 318311 18 J300851 式配設。方向性麵合器32,係從發送部2〇之天線所接收 的信號檢測出反射波R，且將其所檢測出之反射波r分別 輪出至乘法器34、35之一方輸入端。 在乘法器34、35之另一方輸入端，從作為發信部」2 之VC0分別接收發送頻率f之發送信號。此時，在乘法器 35之另一方輸入端，接收以冗/2移相器扣只將來自發信 部12之發送信號之相位偏移疋/2而所得的信號。 藉此，在乘法器34、35中，進行對反射波1^及與發送 信號同步之信號做乘法運算的檢波，所謂的同步檢波。然 後，從乘法器34’輸出檢波信號之同相（1相）成分i(f， 以作為該等二個輸入信號之乘法運算結果。又，從乘法器 35，輸出檢波信號之正交㈧相）成分Q(f，t)，以作為該等 二個輸入信號之乘法運算結果。 然後，當檢波信號之同相成分I(f，t)與正交成分Q (⑶分別提供至⑽36、37時，高頻成分會被除去，而 鲁直/瓜成分1⑴、Q⑴會被抽出。被抽出之直流成分i(f)、 Q(f) ’輸出至信號處理部4〇。 k號處理部40，連接在檢測部3〇，且接受反射波R 之直流成分1(f)、。 k號處理部40,包含從反射波R之直流成分I(f)、Q(f) 產生解析彳a號p( f )的解析信號產生部42、及對所產生之解 2信號P(f)進行傅立葉轉換以算出特性曲線ρ(χ)的傅立 葉轉換44 °另外’解析信號產生部與傅立葉轉換部 44，例如由數位信號處理器（Dsp : Digitai 318311 22 1300851 ’ Pr〇ceSsor)而一體構成。藉此，各部之運算處理，係按月召 事先記憶之程式而以軟體方式執行。 如同上述，本實施形態之距離測定裝置的構成，相對 •於第10圖所示之習知的距離測定裝置，基本構成相同。然 而，在檢測部30檢測反射波R之點、及在信號處理部4〇' 包含解析信號產生部42之點，與習知之距離測定裝置不 同。以下，就依據本實施形態之距離測定方法加以詳細說 鲁明，且就上述差異點所帶來的效果加以明示。 首先’就本實施形態之距離測定方法的測定原理加以 說明。 第1圖所示之距離測定裝置中，當從發送部2〇發射之 進行波D在時刻t，以 只 (數式5) …式（5) “义不蚪，若將至各測定對象物之距離當作dk，則各測定 _對象物Mk之反射波R，就可表示如下。 (數式6) R(f^) = AykeJ*k ^e~^2dk\eA^f)t ·••式⑻ 其^為光速，f為發送頻率，A為進行w之振幅位準， :為：：定對象物^為止之距離。又，”為測定對象物 反射係數的大小且包含傳輸損失。0k為反射之相位偏 然後’在檢測部3 〇之桊法哭、Q / 。r i 惑；/去态34、35中，藉由以發送 318311 23 I3〇〇851 頻率f之發送信號及與之相差π /2相位的發送信號之正交 ^號’分別對式（6 )之反射波R進行同步檢波，即可獲得下 式所不的檢波信號之同相成分I (f，t)與正交成分Q(f，七）。 (數式7) ，

Inf r+i J*k J~r(2dk) Q{fj)^Ae\ “.ArkeJh …式（7)

更且，藉由從式（7)之同相成分I(f，t)及正交成分Q (一f，t)’利用LPF 36、37去除高頻成分（相當於發送信號之 —倍波成分），而抽出直流成分i(f)、Q(f)。 (數式8) l(f)^A\e^dkHk) •••式（8) Q(f> 在此，參照式⑻，可明白直流成分la)、Qa)，係 伙以式⑺所表示之反射波R的檢波信號中，

=對象物Mk反射時之相位偏移仏的變化份皮D :==成分)者。亦即，式⑻之直流成分，成為 相=至：對象物Mk為止之距離.心的週期而變動的函 :二=’猎由對該直流成分進行傅立葉轉換而 成分的活，即得知距離心。 ^ 31831] 24 1300851 式（8)所示之直流成分，係以下式所示之cos函數與 sin函數來表示，分別作為實信號。 (數式9) 式（9)

Q(f)=A2rk c〇J^JLdk +(^k+E …式（10) 因而’可預測將以式（9)、（ίο)為同相成分及正交成分 之複數正弦波函數當作接收功率信號p(f)，且可根據對此 進行傅立葉轉換而得的特性曲線之大小丨ρ(χ)丨的極大值 來獲得至測定對象物Mk為止之距離心。 然而，在對式（9)、（10)所構成之複數正弦波函數進行 傅立葉轉換的特性曲線P⑴，係與上述式⑵ ⑹同樣’發生起因於π⑴之第2項與起因於 第3項（Θ⑴係相位變化成分）。因此，與第i2圖示 =樣’在距離d小時，特性曲線之大小|p⑴丨方面， 叶;：im及第3項之二個極大值互相干擾，而使 無、去魅^、^即，由於無法迴避負頻率之影響，所以 _在測疋對象物位於近距離時、及測定對象物為移 動體時之計測誤差。 了豕物為私 因：’本發明之距離測定裝置’其特 ⑽所構成的複數正弦波 式⑻ 到負頻率影響之距離的週期性之艾成相應於不受 性之方式，使之進行頻率轉換。 318311 25 1300851 评δ之’將以式（9)、（1〇)為同相成分及正交成分之且 有相應於距離dk之性的實㈣、與相應於航設定之 預定距離d。之週期性的信號Wf)、Q◦⑴予以混合 (mixing)。當將信號、卩。（〇分別設為 (數式10) 式（11) ^〇(/) = COS^^t^〇j % Go(/) = sin[^i^〇 ] ^ c J …式（12) 時，藉由將式（9)、（10)之實信號與式⑴）、（12)予以混合， 即可產生下式所示之解析信號p(f)。 (數式11) p(fhHfyi〇(/)+Q(fyQ0{f) = A,c〇si^to)/ + ^ l c j …式（13) 亦即，式（13)之解析信號p(f)，相對於發送頻率f為 週期性，且其週期性，變成比相應於預定距離d。之週期性 只咼相應於距離dk之週期信的信號。 在此，在將相應於距離d。之信號Ic)(f)、Qc)(f)、與相 應於測定對象物Mk之距離心的實信號1(f)、Q(f)予以混 合時，除了式（13)所示的兩信號頻率之和的成分外，亦同 時產生兩信號頻率之差的成分。以下，亦將頻率之和的成 刀稱為上側波帶（USB ·· Upper Side Band)，亦將頻率之差 的成分稱為下側波帶（LSB : Lower Side Band)。 318311 26 1300851 、^後，當對該等之上側波帶USB與下側波帶LSB所構 成的=就進行傅立葉轉換時，在所得的特性曲線之波形， 以預定距離d。為中心，將在只偏移他之位置㈣。⑷、 ” 偏移dk之位置（x=d〇-dk)分別出現極大值。 此與在第12圖之特性曲線Ρ(χ)中所見到的，以χ=〇 為中、，在X為正之區域與χ為負之區域分別產生極大值 的現象相等。因此’以x=d。為中心而出現於負之區域 (x-ci〇-dk)的極大值，實f上會給出現於正之區域（^。他） 的極大值帶來負頻率之影響，而使計測誤差增加。 广即’隨著㈣dk接& Gm’二個極大值就會同時接近 心值d。，且因互相干擾而造成增大計測誤差之結果。又， 在測定對象物M,高速移動中時，將會發生出現於正之區域 ==Γ大值出現在負之區域(x=‘d〇，且出現於負 5 、和大值出現在正之區域的逆轉現象。結果，很難 判別真正的極大值為哪個，且會增加計測誤差。 *下Γ二tr月之距離測定裝置’只利用上側波帶㈣ ::側波⑽中之任一方作為解析信號p⑴來構成，作 為抑制该種貫質的負頻率之影響的手段。 解析^在利用上側波帶USB作為解析信號p⑴時， 解析㈣P⑴’係以上述之式（13)來表現。另— :二：波帶LSB作為解析信號p⑴時，解析 例如將式⑽之上做帶#作解⑽ 適用於傅立葉轉換之公式 艾將此 318311 27 1300851 (數式12) lZ^yja>tdi ···式（14) 中所得的距離χ之特性曲線p(x)，係變成下式。 (數式13) p{x)sCp(fyj2~^lxcif /0'~ 、 c k) J …式（15) 其中，f。為發送頻帶之中心頻率，fff為發送頻率之帶寬。 依據此，式（15)之特性曲線P(x)係成為在（x=(L+dk) 之位置具有極大值’結果形成絲因位於（m)之極大 值造成實質的負頻率之影響。 w⑴在此，在將具有相應於距離士之週期性的實信號 二:)、與具有相應於預定距離廿。之週期性的信號二)、 二=時’所適用之式⑽的⑽ 得。另-方面式（11)、（12)所示之算術式來獲 數）可從所接收之反射波R導出一 數成刀（C〇S函 函數）則無法導出。 W但是’有關虛數成分㈤ 方、、^般從咖函數導出複數正弦波函數〆⑴之 tr:nsi :周知者有希伯特轉換〇mbert transf0rm)。依據此，藉由 函數即可獲得複數正弦波㈣^數求出與之正交的^ 特轉換而產生複數正弦波函數 要1而’為了依希伯 β 乂要在基本之cos函數 338311 28 J300851 '中包含足夠的週期性。因而，如本實施形態，在距離d短， 均數中不被6忍為有足夠週期性的情況下，可以說很 '難適用希伯特轉換。 、、，▲相對於此，本實施形態中，如式（7)所示，因藉由以發 遽之同相#號與正交信號分別對反射波r進行同步檢 波以抽出直流成分，即可獲得實數成分之同相成分I(f)、 與虛數成分之正交成分Q⑴，故可導出複數正弦波函數 ⑴。 、亦即，依據本發明之距離測定裝置，則藉由進行反射 波R之同步;^波而導出具有相應於距離心之週期性的實信 j且攸异術式中導出具有相應於預定距離&之週期性的 乜唬即可產生貫質的負頻率之影響被去除的解析信號 P⑴。 在此，就解析信號p(f)之產生中成為重要的預定距離 d。之設定方法加以說明。 鲁 #式（13)之解析信號p⑴進行傅立葉轉換而得的特 性曲線P(x)，與第12圖所示之習知的特性曲線ρ(χ)同樣， 對應第2項及第3項之成分，可在χ為正之區域（㈣。他）、 與X為負之區域（m)分別出現極大值。因而，在預定 距離d。之設定，其條件為，即使在距離dk變成0m時，二 個極大值亦不會互相干擾。具體而言，在測定對象物心靜 止中時，即使最低，亦有必要設定成可碟保式⑷之最小檢 測距離dnlin。另外，當考慮傅立葉轉換之窗函數時，預定 距離d。，更被設定在最小檢測距離心^為二倍之距離。 318311 29 1300851 物Μ ^ ^敎對象物M k移料，有必要根據至測定對象 物 '為^之距離dk與移動速度之關係來設定。十象 —帶寬t二況拂，’在以n個分割數拂掠 & A ,7夂理中導出的最大檢測距離dmax， 挪”然後，在測定對象 未出對上升拂掠發送頻率 错由 葉轉換而得的計測結果（第解析信!£ρ⑴進行傅立 =Λ的解析信號p⑴進行傅立葉轉換而得的二 :=二)，且進行使第1及第2位置資訊平均 此日士^ 檢㈣所移動之測定對象物^的位置。 :b:的：1及第2位置資訊，成為以校正值為中心而分別 變越大。4 π X偏移I，係移動速度越高就 口而’右Μ大檢測距離1之1/2變成最大值 =方式設定預定㈣㈣話，則可進行上面所述之校正處 然後，當測定對象物Mk之移動速度變大時，由於 T帶寬h之反射波㈣波長數會增加，所以發生使發送頻 率f之職中的分割㈣更增加之必要。此時，預定距離 。，係與取大檢測距離dmax增加成正比而增加。亦即，預 定距離d。’係按照至測定對象物Mk為止之距離心與移動速 度而被设定的可變值。 如同以上般，本發明之距離測定裝置，從反射波尺抽 出具有相應於距離d,之週期性的信號，且使用在使該信號 之頻率只移動相應於距離d。之週期性時所產生的二個側： 318311 30 1300851 帶之一方以產生解析信號p(n。作為該解析信號之產 生手段’存在有反射波R之同步檢波手段與頻率轉換手段。 此相對於對所接收之駐波S之接收功率信號進行傅立 葉轉換的習知之距離载裝置，在從反射波R產生擬似性 =駐波，且對使用該駐波而產生的解析信號p(f)進行傅立 葉轉換之點不同。然後，依該差異點，本發明之距離測定 裝置，可去除負頻率之影響，即使在位於近距離之測定對 象物Mk及移動之測定對象⑯^中，村正確地計測距離 dk 〇 第2圖係顯示第〗圖之距離測定裝置中，用以實現以 上所述之測定原理的動作之流程圖。 、 參照第2圖，首先在計測之前，在第1圖之頻率控制 部14中’先設定有頻率條件。詳言之，設定有從發送部 20所發射的電磁波之中心頻率f。、發送頻率範圍拂掠 之頻率階差（step) △ f (步驟s〇i)。 當頻率條件被設定時，頻率控制部14，設定f = 請2’作為拂掠開始時之發送頻率f。頻率控制部Η， 輸出將發信部12之VC〇的振盪頻率控制成發送頻率f用的 控制信號（步驟S02)。 干丄用的 自頻率控制部14之控制信號，將 己勺振邊頻率調整成發送頻率f，且輸出發送頻率^之 信號（步驟SO3)。發送部20，料、日丨^ "相η相“對測定對象物發射與輸出 k號相同頻率f之電磁波。 其次’檢測部30’檢測出發送頻^之進行波^測 31831] 1300851 '定對象物反射時的反射波R。此時，在檢測部3〇, “由 方向⑽合器32而從發送部2G之接收信號中檢測出反射 ，波R時，反射波R即利用發送信號而被同步檢波以抽出直 流成分，藉此檢測出反射波R之同相成分Kf)、正交 Q(f)(步驟 S04)。 77 步驟S03及S04所示之檢測動作，再使發送頻率f只 進行增加頻率階差(步驟S〇6)。以上所示之一連串動、 作’最後重複至發送頻率f到達拂掠結束時之頻率㈣/2 為止（步驟S05)。 :步驟S05中’當預定之頻帶寬"的反射波r之同 目^1⑴、正交成分Q(f)的檢測結束時，在信號處理部 内之解析信號產生部42中’從同相成分i(f)、正交成 分Q(f)异出解析信號p(f)(步驟s〇7)。 測定二：析信號產生部42 ’如步驟S10所示，當根據 = 之位置及移動速度而設定預定距離」。時，即 1 I α广二):(12)算出具有相應於距離d。之週期性的信號 。)、= )(步驟則。然後，在步驟撕中，同相成分 )與信號^⑴、Q。⑴係被混合，並使 生解析信波帶中之一方（例如上側波帶㈣）而產 部：中步進驟srr导的解析信號鲁 驟：進仃傅立㈣換。藉此’可導出特性⑽ 最後，藉由抽出特性曲線p(x)之極大值，即可求出測 31S311 32 1300851 定對象物Mk之距離dk(步驟S09)。 第3圖係顯示第丨圖之距離測定裝置中，從特性曲線 =x)求得的測定對象物Mk之距離dk(計測值）與至實際的測 定對象物為止之距離的關係示意圖。另外，該圖之係/，、 係在 h=24. 〇375GHz、fw=75MHz、7 k=〇.卜 0 k=冗之條^下’， 使測定對象物Mk之距離dk在0dd i 〇m之範圍 化時所得者。 座王交 如第3圖所示，從特性曲線Ρ(χ)所得的測定對象物之 距離dk與至實際的測定對象物為止之距離，係在 之全範圍内，可獲得！對i之關係。藉此，即使在 第12圖所示之習知無法計測的距離為化以下之領域中亦 可計測，尤其是可從d=0m進行測距。 、” 第4圖係顯示至測定對象物心之距離心為遠距離位準 (1 〇mS dkS 20m)時的計測值與至實際的測定對象物為止之 距離的關係示意圖。 從第4圖可明白，在測定對象物Mk之距離丄，沒有發 生第13圖所示之誤差。因而，即使對位於中距離以上之^ 定對象物Mk，亦可減低計測誤差。 、 其次，就f 1圖之距離測定裝置的至移動之測定對象 物Mk為止之距離dk的測定動作加以說明。 第5圖係說明第1圖之距離測定裝置中之測定動 的流程圖。 麥照第5圖’首先在計測之前，在第j圖之頻率 部14中，先設定有頻率條件。詳言之，設定有從發送工部 31831] 1300851 2 0所發射的電磁波之中斗玄， i古 欠u頻率ί。、發送頻率範圍fff、拂# 之頻率階差△❹驟S2G)。以下，藉由於每-頻率階差\、 f就增加(相當於上升拂掠)發送頻率ί，或是於每-頻率pt 降拂掠)發送頻…可分別檢: •r先’在上升拂掠中，當頻率條件被設定時，頻 制部Μ，設定f=fQ—fw/2，作為拂掠開始時之發送頻率广 頻率控制部14 ’輸出將發信部12之⑽的振盪頻率控制 成發送頻率；f用的控制信號（步驟S2〗）。 發信部12,按照來自頻率控制部14之控制信號，將 自己的振盪頻率調整成發送頻率f，且輸出發送頻率尤之 ，號(步驟S22)。發送部20 ’對測定對象物Mk發射與輸出 4吕號相同頻率f之電磁波。

—其次’檢測部3G ’檢測出發送頻率f之進行波^測 定對象物^所反射的反射η。然後，檢測部3〇，利用發 廷信號之同相信號與正交信號對反射波R進行同步檢波： 並檢測出反射波R之同相成分1(]〇、 二 S23)。 、y止乂成分Q(f)(步驟 步驟S22及S23所示之檢測動作，係使發送頻率f只 進行增加頻率階差(步驟S24)。以上所示之一連串動 作，最後重複至發送頻率f到達拂掠結束時之頻率fG+h/2 為止（步驟S25)。 在步驟S25中，當預定之頻 及正交成分Q(f)之檢測結束時 率氣圍fw中的同相成分1(f) ，在k號處理部4 〇内之解 318311 34 1300851 析L唬產生部42中，即混合同相成分j(f)、正交成分Q(f) 與才士目應於預定距離d。的週期性之信號工。⑴、q。⑴，並從 斤產生之上側波贡具出解析信號p(f )(步驟S26)。 ，士更且’所得的解析信號P⑴，係在傅立葉轉換部44 中進行傳立葉轉換。藉此’導出特性曲線p (χ)(步驟s⑺。

最後，藉由抽出特性曲線Ρ(χ)之極大值，且從提供極 大值之位置X扣除預定距離d。，即可求出測定對象物I •（步驟S28)。被檢測出之距離&，被儲存在傅立 葉轉換邛44作為第1位置資訊。 其次，在下降拂掠中，當頻率條件被設定時，頻率控 =14 m=f ϋ+f w/2，作為拂掠開始時之發送頻率卜 =控:：:4’出將發信部12之vco的振靖控制 成叙达頻率f用的控制信號（步驟S31)。 發4部12 ’按照來自頻率#也丨立 a p >a , ^邛14之控制信號，將 自己的振盧頻率調整成發送頻率f，且輪出發送 之 信號。發送部2〇,對測定對象物Mk發 ㈣ 率f之電磁波(步驟S32)。 _。號相同頻 1二 發送頻率£之進行波D在測 疋對象物^所反射的反射u。然後，按照盘步驟s 同的順序，分別檢測出反射波R之同相成分 分Q(f)(步驟S33)。 ）正乂成 步驟S32及S33所示之檢測動作，係使 進行減少頻率階差(步驟S34)。以 Λ k頻率f，、 作’最後重複至發送頻率f到達拂 連串動 ?、、°束吩之頻率fo-fw/2 318311 35 1300851 為止（步驟S35)。 丄 '驟S34中，§預定之頻率範圍卜中的同相成分ι( 私片Γ成分Q(f)之檢測結束時，在信號處理部40内之解 盘Γ ΐ產生部42中，混合同相成分1⑴、正交成分Q(f)、 =目應於距離d。的週期性之信们。⑴、Q。⑴，並從此時 f帶USB算出解析信號P(f)(步驟S36)。 =件的解析域p⑴’係在傅立葉轉換部W中進行 ^轉換。藉此’導出特性曲線P(x)(步驟S37)。 〜取後，藉由抽出特性曲線ρ(χ)之極大值，即可求出 象物Mk之距離dk(步驟咖)。被檢測出之距離心，被 儲存在傳立葉轉換部44作為第2位置資訊。 傅立葉轉換部44，係在步驟⑽、娜中，當送 及第2位置資訊時’就將該等二個位置資訊平均化(步驟 39)。所得的結果，餘得作為敎對象物κ 置資訊（步驟S40)。 ” 位 、第6圖係顯示從第5圖之校正處理所得之距離（計測 與測定對象物Mk之移動速度的關係示意圖。 一參照第6圖，藉由將上升拂掠時之計測結果的第“立 置貧訊、與下降拂掠時之計測結果的第2位置資訊平均 化，計測誤差在測定對象物“移動速度的寬範圍内 保持在大致〇m。 然而’第6圖中，當移動速度超過伽々時，就 生約5. 0,之計測誤差。該計測誤差，起因於受到發送“ f之分割數N所造成的取樣用之混淆現象（aHas㈣的影 31831] 36 1300851 -響’若更增加發送頻率』之分割數m 圖所不，可解除高速時之計測誤差。 、 、如上所述，依據本發明之距離測定裝置，藉 波進行同步檢波以檢測出同相成分與正交成分，# 之只偏移相應於預定距離之頻率時的側波帶之— 析仏號，即可精確度佳地計測近距離至遠距離。又，即 在測定對象物高速移動中時，藉由對上升拂掠及下 發送頻率所得的計測結果施予校正處理，即可不拂 掠時間，而精度佳地測出距離。 汗 另外，本實施形態中，雖係利用方向性耦合器32進行 反射波R之檢測的構成，但是如第8圖所示，亦可為利用 設於接收專用之天線202來檢測的構成。該情況時，天線 202所接收之信號分別直接輸入至乘法器％、之一方。 、又，雖然將本發明之反射波R的同相成分I(f)及正交 成分Q(f)之檢測，設成以類比乘法器34、35對反射波R φ進行同步檢波之構成，但是在發送信號之發送頻率f高， ,、.、法使用類比乘法态時，如第g圖所示，只要其為將第 1圖之檢測部3〇的乘法器34、35構成由二極體所組成之 加法為38、39 ’且藉由對反射波R進行包絡線檢波來檢測 的構成即可。 另外，該情況，由於在檢波信號，亦包含有發送信號 之直流成分，所以有另外需要去除該直流成分用之手段。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示按照本發明實施形態之距離測定裝置之 37 31831] 1300851 - 基本構成的電路圖。 第2圖係說明第1圖之距離測定裳置中之測定動作用 ' 的流程圖。 - 帛3 ®係顯*從特性曲線P(x)求得的測定對象物Mk 之距離dk(計測值）與至實際的測定對象物為止之距離的關 係示意圖。 第4圖係顯示從特性曲線P(x)求得的測定對象物Mk 之距離d,(言十測值）與至實際的測定對象物為止之距離的關 _係示意圖。 第5圖係說明第丨圖之距離測定裝置中之測定動作用 的流程圖。 第6圖係顯示從特性曲線p (χ)求得之距離（計測值）與 測定對象物之移動速度的關係示意圖。 第7圖係顯示從特性曲線ρ (χ)求得之距離（計測值）與 測定對象物之移動速度的關係示意圖。 • 第8圖係顯示按照本發明實施形態之變更例的距離測 定裝置之基本構成的電路圖。 第9圖係顯示按照本發明實施形態之變更例的距離測 定裝置之基本構成的電路圖。 第10圖係顯示曰本專利特許第3461498號公告中所提 案的距離測定裝置之構成的概略方塊圖。 第11圖係測定對象物位於距離dk之位置時，’在 x=xs=0之位置所觀測的接收功率信號p(f，〇)之波形圖。 第12圖係顯示測定對象物Mk之距離dk從〇π1至5m之 38 318311 1300851 範圍=特性曲線大小丨P(x)丨之計算結果的示意圖。 第13圖係顯示從特性曲線p⑴求得的測定對象物Mk 之距離d《計測值)與至實際的測定對象物為止之距離的關 係示意圖。 第14圖係顯示從特性曲、線ρ(χ)求得的測定對象物… 之距離dk(計測值）與至實際的測定對象物為止之距離的關 係示意圖。 第15圖係顯示以距離dk=1〇m之位置為基準，使測定 對象物1在±10随之範圍内位置作微小變化時的計測誤差 之不意圖。 第16圖係顯示多重處理接收功率信號所得的計測結 果之示意圖。 第π圖係顯輕測定對象物Mk等速移動時之特性曲 線PU)所得的距離（計測值）與測定對象物之移動速度的 關係之示意圖。 ⑩【主要元件符號說明】 10、60 Η、64 30 、 30Α 33 36、37 80 42 Μ】至Μη 12 ^ 20、 32 34、 38、 40、 44、 發信源 頻率控制部 檢測部 冗/2移相器

LPF 檢測部 解析信號產生部 測定對象物 6 2發信部 7 0發送部 方向性耦合器 35乘法器 39加法器 90信號處理部 92傅立葉轉換部 3183】1 39

Claims (1)

1. l3〇〇85l

   第95124767號專利申請案 (97年2月14曰、) 你修(更)lE替換頁i f、申請專利範圍^— 1 種距離測定裝置，传用、4 係用以计測至測定對象物為止之距 雕者，包含： 發#源（12)，輸出頻率為可變之發送信號； 卷达。P (20)’產生與上述發送信號相同頻率之 凌，且對上述測定對象物發射； 檢測部（3〇)，檢測上述電磁波之反射波；及 :號處理部⑽，藉由運算處理被檢測出之 射波與上述發送信號之頻率 野象物為止之距離；其中， ”出至上述測定 上述檢測部（30)包含： =波手段’湘上述發送信號對被檢㈣ 射波進行同步檢波以抽出上述 i汉 分；而 上述反射波之相位變化成 上述k號處理部（4 〇 )包含： :率轉換手段’使被抽出的上述相位變化成分之變 動頻率，只做相應於預定距離之頻率變化； 解析信號產生手段，將利用上 轉 Λ；^^Ϊ(ΡΓ〇ίΠ6)，^«- 離。/、疋距離求出至上述測定對象物為止之距 2·如申請專利範圍第1項之距離測定裝置，其中， 318311修正本 11 1300851 上述發信源（12 )包含：一^ 一—〜一 上升拂掠手段’使預定發送頻率以預定帶寬在預定 步驟上升並拂掠；及 、 —下降拂掠手段，使上述預定發送頻率以上述預定帶 見在預定步驟下降並拂掠；而 上述信號處理部（40)復包含·· 保持手段，將按照上述上升拂掠手段而在上述傅立 ·*轉換手段所獲得的至上述測定對象物為止之距離當 作第^位置資訊，而將按照上述下降拂掠手段而在上述 傅立葉轉換手段所獲得的至上述測定對象物為止之距 雖當作第2位置資訊並予以保持；及 校正手段，使被保持之上述第1及第2位置資訊平 均化並導出真正的至上述測定對象物為止之距離。 &如申請專利範圍第1項之距離測定裝置，其中，上述檢 波手段，係利用上述發送信號對上述反射波進行同步檢 _波以抽出上述相位變化成分之同相成分，且利用與上述 1送信號相差π/2相位之信號對上述反射波進行同步 才双波以抽出上述相位變化成分之正交成分。 4·如申請專利範圍第3項之距離測定裝置，其中，上述預 定距離，係按照使預定發送頻率以預定帶寬拂掠時之分 割數而設為可變。 5.如申請專利範圍第4項之距離測定裝置，其中，上述預 疋距離’係將由上述預定帶寬與上述分割數所決定的最 大可檢測距離之大致一半設定成為最大值。 41 迎η修正本 今許1月/㈣f ί更.)正替換頁I第951_47(6977口Γ曰案) 1300851 手：：專利乾圍第1項之距離測定裝置，其中上述檢波 :::藉由從經包絡線檢波後之上述反射波扣除上述 八、〜之直Μ成分以抽出上述反射波之相位變化成 分0 巨離測疋方法，係用以計測至測定對象物為止之距 離者，包含下列步驟： 輪出頻率為可變之信號； U A產生與上述信號相同頻率之電磁波，且對上述測定 對象物發射； 檢測上述電磁波之反射波；及 1由運^處理所檢測出之上述反射波與上述信號 之頻率的關係以算出至上述測定對象物為止之距離；其 中， A 、檢測上述反射波之步驟，包含利用上述信號對被檢 測出之上述反射波進行同步檢波以抽出上述反射波之 Φ 相位變化成分的步驟；而 算出至上述測定對象物為止之距離的步驟包含下 列步驟·· 使被抽出的上述相位變化成分之變動頻率，只做相 應於預定距離之頻率變化； 將使上述頻率變化所得的上側波帶及下側波帶中 之一方當作解析信號，·及 對上述解析信號進行傅立葉轉換以算出特性曲 線，且根據上料性特之極錄與上述預定距離求出 318311修正本 42 ........... ·ί,Ά—WMWTW^·^—W>_-_，__. w·».-·*— 竹年M作日飢更)正替換頁 1300851 (97年2月14曰） 至上述測定對象物^ 了 8 ·如申請專利範圍證 • 固弟7項之距離測定方法，其中， 輪出上述頻率為可變之信號的步驟包含下列步驟： 使預定發送頻率以預定帶寬在預定步驟上升並 掠；及 使上述預定發送頻率以上述預定帶寬在預定步驟 下降並拂掠；而 #出至上述測定對象物為止之距離的步驟復包含 下列步驟： 、、將上述上升拂掠時在上述傅立葉轉換所得的至上 述^對象物為止之距離當作第2位置資訊，而將上述 下卜拂掠日^在上述傅立葉轉換所得的至上述測定對象 物為止之距離當作第2位置資訊並予以保持；及 使被保持之上述第1及第2位置資訊平均化並導出 真正的至上述測定對象物為止之距離。 馨9·如申請專利範圍第7項之距離測定方法，其中，抽出上 述反射波之相位變化成分的步驟，係利用上述信號對上 述反射波進行同步檢波以抽出上述相位變化成分之同 相成分，且利用與上述信號相差π /2相位之信號對上 述反射波進行同步檢波以抽出上述相位變化成分之正 交成分。 10·如申請專利範圍第9項之距離測定方法，其中，上述預 定距離，係按照使預定發送頻率以預定帶寬拂掠時之分 告彳數而設為可變。 318311修正本 <，' 1300851

   第95124767號專利申請案 (97年2月14曰;) 11. 如申請專利範圍第1〇項之距離測定方法，其中，上述 預定距離，係將由上述預定帶寬與上述分割數所決定的 最大可檢測距離之大致一半設定成為最大值。 12. 如申請專利範圍第7項之距離測定方法，其中，抽出上 述反射波之相位變化成分的步驟，係藉由從經包絡線檢 波後之上述反射波扣除上述信號之直流成分以抽出上 述反射波之相位變化成分。

   13. -種錢處理n剌以計縣敎對㈣為止之距 離之距離測定裝置所用者， 上述距離測定裝置係包含： 發k源’輸出頻率為可變之信號； 叙邛產生與上述彳§號相同頻率之電磁波，且對 上述測定對象物發射；及 檢測部，檢測上述電磁波之反射波； 上述檢測部係利用上述信號對被檢測出之上述反射 _ 波進行同步檢波以抽出上述反射波之相位變化成分； 上述h唬處理裝置费使被抽出的上述相位變化成分 之麦動頻率，只做相應於預定距離之頻率變化，並將上 述頻率蜒化所獲得的上側波帶及下侧波帶中之一方當 作解析信號，對上述解析信號進行傅立葉轉換以算出特 性曲線’且根據上述特性曲線之極大值與上述預定距離 求出至上述測定對象物為止之距離。 14·如申請專利範阖第13項之信號處理裝置，其中，上述 發信源係使預定發送頻率以預定帶寬在預定步驟上升 44 3183Π修正本 95124767號專利申請案 (97年2月14曰) 聰851 的；” 並拂掠，並使上述預定發·率以上㈣定帶寬在 步驟下降並拂掠； 、& i述信號處理裝置係將上述上升拂#時的 “號經過傅立葉轉換所獲得的至上述測定對象物為止 之距離當作第1位置資訊並保持，而將上述下降拂掠時 的上述解析信號經過傅立葉轉換所獲得的至上述測定 對象物為止之距離當作第2位置資訊並予以保持，使被 保持之上述第i及第2位1資訊平均化並導出真正的上 述測定對象物為止之距離。 15. 如申請專利範圍第13項之信號處理裝置，#中，上求 ^測4係利用上述信號對上述反射波進行同步檢波以 :出上述相位變化成分之同相成分，且利用與上述信號 目相位之信號對上述反射波進行同步檢波以抽 出上述相位變化成分之正交成分。 16. 如=請專利範圍第15項之信號處理裝置，其中，上述 距離係按照使預定發送頻率以預定帶寬拂掠時之 刀剎數而設為可變。 如^專利範圍第16項之信號處理裝置，其中，上述 ^距離係將由上述預定帶寬與上述分#j數所決定的 18^可檢測轉之大致-半設定成為最大值。 】：：係藉由從經包絡線檢波後之上述反射波扣減上 “ ^之直流成分以抽出上述反射波之相位變化成分。 318311修正本 ( 45