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JPH065278B2 - Distance measuring device - Google Patents

Distance measuring device

Info

Publication number
JPH065278B2
JPH065278B2 JP62007817A JP781787A JPH065278B2 JP H065278 B2 JPH065278 B2 JP H065278B2 JP 62007817 A JP62007817 A JP 62007817A JP 781787 A JP781787 A JP 781787A JP H065278 B2 JPH065278 B2 JP H065278B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
pcm data
distance
data communication
distance measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62007817A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63175789A (en
Inventor
一美 佐川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP62007817A priority Critical patent/JPH065278B2/en
Publication of JPS63175789A publication Critical patent/JPS63175789A/en
Publication of JPH065278B2 publication Critical patent/JPH065278B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は距離測定装置に関し、特に測距トーン信号を用
いて標的物までの距離を測定する距離測定装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device, and more particularly to a distance measuring device that measures a distance to a target using a distance measuring tone signal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の距離測定装置は、アンビギュイティ(位
相不確定性)を除去するために、基準となる測距トーン
信号に続いてこの信号の整数倍の波長をもつアンビギュ
イティ除去用トーン信号を順次送信し、これらと返送さ
れてきた信号とについて個々に位相差計測を行ない、こ
れら測定結果の組み合わせでアンビギュイティが除去さ
れた距離を算出するか、又は、アンビギュイティ除去用
として、測距トーン信号に重畳したPN(Pseudo Noise)
コード信号を送信し、受信されたPNコード信号の遅延
時間を用いることによりアンビギュイティが除去された
距離を算出する構成となっていた。
In the past, this type of distance measuring device has used an ambiguity removal tone having a wavelength that is an integral multiple of this signal, following the reference ranging tone signal, in order to remove ambiguity (phase uncertainty). Signals are sequentially transmitted, and the phase difference is measured individually between these signals and the returned signal, and the ambiguity-removed distance is calculated based on the combination of these measurement results, or for ambiguity removal. , PN (Pseudo Noise) superimposed on the ranging tone signal
The code signal is transmitted and the ambiguity removed distance is calculated by using the delay time of the received PN code signal.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来の距離測定装置は、アンビギュイティを除
去するために、1つは基準となる測距トーン信号に続い
て、この信号の整数倍の波長のトーン信号を発生送信
し、かつこれらと受信されたトーン信号との間の位相差
測定をトーン信号毎に行なう構成となっているので、高
精度、かつ長距離の測定をするためには、アンビギュイ
ティを除去するためにより多くのトーン信号が必要とな
り、計測時間が長くなるという欠点がある。
In order to remove the ambiguity, the above-described conventional distance measuring device generates and transmits a tone signal having a wavelength that is an integral multiple of this signal, following a distance measuring tone signal that serves as a reference, and these signals. Since the phase difference with the received tone signal is measured for each tone signal, more tones are removed in order to remove ambiguity in order to measure with high accuracy and long distance. There is a drawback that a signal is required and the measurement time becomes long.

又、PNコード信号を使用する場合には、計測距離が長
くなるにつれPNコード周期が長大なものとなり、返送
されてきるPNコードの捕捉が難しく、又、回路が複雑
化するという欠点がある。
Further, when the PN code signal is used, the PN code period becomes longer as the measurement distance becomes longer, which makes it difficult to capture the returned PN code, and the circuit becomes complicated.

本発明の目的は、短時間かつ高精度で計測することがで
き、しかも回路が複雑化することを防止できる距離測定
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a distance measuring device capable of measuring in a short time and with high accuracy and preventing the circuit from becoming complicated.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の距離測定装置は、送出制御信号により所定の周
波数の測距トーン信号を発生する測距トーン信号発生部
と、前記送出制御信号によりフレーム同期パターン信号
とPCMデータとを含むPCMデータ通信信号を出力し
かつ前記フレーム同期パターン信号に同期した送信タイ
ミング信号を出力するPCMデータ信号送出部と、前記
測距トーン信号と前記PCMデータ通信信号との電波を
標的物に対し発射する送信部と、前記標的物からの返送
電波を受信処理する受信部と、この受信部の出力信号か
ら測距トーン信号とPCMデータ通信信号とを分離する
分離フィルタと、この分離フィルタからの受信したPC
Mデータ通信信号を入力しこのPCMデータ通信信号の
フレーム同期パターン信号に同期した受信タイミング信
号を出力するPCMデータ復調部と、クロック信号を前
記送信タイミング信号によりカウント開始し前記受信タ
イミング信号によりカウント停止して時間差信号を出力
するタイムインターバルカウンタと、前記受信タイミン
グ信号により所定の期間前記測距トーン信号発生部から
の測距トーン信号と前記分離フィルタからの受信した測
距トーン信号との位相差を測定して位相差信号を出力す
る位相差測定部と、前記送出制御信号を出力しかつ前記
時間差信号と前記位相差信号とから前記標的物までの距
離を算出する演算処理制御部とを有している。
The distance measuring device of the present invention is a distance measurement tone signal generator for generating a distance measurement tone signal having a predetermined frequency according to a transmission control signal, and a PCM data communication signal including a frame synchronization pattern signal and PCM data according to the transmission control signal. And a PCM data signal sending section that outputs a transmission timing signal that is synchronized with the frame synchronization pattern signal, and a sending section that emits radio waves of the ranging tone signal and the PCM data communication signal to a target object. A reception unit that receives and processes return radio waves from the target object, a separation filter that separates a ranging tone signal and a PCM data communication signal from an output signal of the reception unit, and a PC that is received from the separation filter.
A PCM data demodulation unit that inputs an M data communication signal and outputs a reception timing signal that is synchronized with a frame synchronization pattern signal of this PCM data communication signal, and a clock signal that starts counting with the transmission timing signal and stops counting with the reception timing signal And a phase difference between the distance measurement tone signal from the distance measurement tone signal generator and the distance measurement tone signal received from the separation filter for a predetermined period by the reception timing signal. It has a phase difference measuring unit that measures and outputs a phase difference signal, and an arithmetic processing control unit that outputs the transmission control signal and calculates the distance from the time difference signal and the phase difference signal to the target object. ing.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

測距トーン信号発生部1は、演算処理制御部9からの送
出制御信号CTに従って所定の周波数の測距トーン信号
TTを出力する。
The distance measurement tone signal generation unit 1 outputs a distance measurement tone signal S TT of a predetermined frequency according to the transmission control signal C T from the arithmetic processing control unit 9.

PCMデータ信号送出部2は、送出制御信号CTに従っ
て、ビット同期パターン信号Bと、これに続くフレーム
同期パターン信号Fと、これに続くPCMデータ信号D
とを含むPCMデータ通信信号SPTを出力し、かつフレ
ーム同期パターン信号Fの終縁に同期した送信タイミン
グ信号TTを出力する。
The PCM data signal transmission unit 2 follows the transmission control signal C T to generate a bit synchronization pattern signal B, a frame synchronization pattern signal F that follows it, and a PCM data signal D that follows this.
It outputs a PCM data communication signal S PT including and a transmission timing signal T T synchronized with the trailing edge of the frame synchronization pattern signal F.

送信部3は、測距トーン信号STTとPCMデータ通信信
号SPTとの電波を標的物10に対して発射する。
The transmitter 3 emits radio waves of the ranging tone signal S TT and the PCM data communication signal S PT to the target 10.

受信部4は、標的物10から返送されてきた電波を受信
処理し出力する。
The receiving unit 4 receives and processes the radio waves returned from the target object 10 and outputs them.

分離フィルタ5は、受信部4からの出力信号を測距トー
ン信号STRとPCMデータ通信信号SPRとに分離する。
The separation filter 5 separates the output signal from the reception unit 4 into the ranging tone signal S TR and the PCM data communication signal S PR .

PCMデータ復調部6は、受信したPCMデータ通信信
号SPRを入力し、このPCMデータ通信信号SPRのフレ
ーム同期パターン信号Fの終縁に同期した受信タイミン
グ信号TRを出力すると共に、PCMデータ信号Dを出
力する。
The PCM data demodulation unit 6 receives the received PCM data communication signal S PR , outputs the reception timing signal T R synchronized with the end edge of the frame synchronization pattern signal F of the PCM data communication signal S PR , and outputs the PCM data. The signal D is output.

タイムインターバルカウンタ7は、送信タイミング信号
Tによりクロック信号CKのカウントを開始し、受信
タイミング信号TRによりこのカウントを停止し、この
カウント数により定まる送信部3から発射された電波が
標的物10を経て受信部4に到達するまでの時間、即ち
発射電波と受信電波との時間差を時間差信号として出力
する。
The time interval counter 7 starts counting the clock signal CK by the transmission timing signal T T , stops this counting by the reception timing signal T R , and the radio wave emitted from the transmitting unit 3 determined by this count number is the target 10 The time required to reach the receiving unit 4 through the time, that is, the time difference between the emitted radio wave and the received radio wave is output as a time difference signal.

位相差測定部8は、受信タイミング信号TRに従って所
定の期間PM、測距トーン信号発生部1からの測距トー
ン信号STTと分離フィルタ5からの受信した測距トーン
信号STRとの位相差を複数回測定した平均し、位相差信
号として出力する。
The phase difference measuring unit 8 determines the position of the distance measurement tone signal S TT from the distance measurement tone signal generator 1 and the distance measurement tone signal S TR received from the separation filter 5 for a predetermined period PM according to the reception timing signal T R. The phase difference is measured multiple times and averaged, and output as a phase difference signal.

演算処理制御部9は、距離測定の開始を定める送出制御
信号CTを出力する一方、タイムインターバルカウンタ
7からの時間差信号と位相差測定部8からの位相差信号
とを入力しこれら信号をもとに所定の演算を行い標的物
までの正確な距離を算出し出力する。
The arithmetic processing control unit 9 outputs the transmission control signal C T that determines the start of the distance measurement, while receiving the time difference signal from the time interval counter 7 and the phase difference signal from the phase difference measuring unit 8 and also outputting these signals. Then, a predetermined calculation is performed on and to calculate and output an accurate distance to the target.

第2図は本実施例の動作を説明するためのタイミング図
である。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of this embodiment.

送信タイミング信号TTの立上りから受信タイミング信
号TRの立上りまでのタイムインターバルカウンタ7の
クロック信号CKのカウント期間tが標的物10までの
往復の距離に相当する。PCMデータ通信信号を使用す
ることにより比較的高い周波数の測距トーン信号が使用
できるので、このカウント数で概略の距離を算出し、こ
のカウント数にクロック信号CKと測距トーン信号との
周波数の関係、位相差測定結果等を盛込むことにより正
確な距離を算出することができる。なお、隣接するフレ
ーム同期パターン信号F間の時間間隔(くり返し周期)
は通常、標的物10までの往復の距離に相当する時間よ
り長いので、この場合のフレーム同期パターン信号Fに
対するアンビギュイティはない。また、フレーム同期パ
ターン信号Fのくり返し周期の方が短くなった場合で
も、PCMデータ信号Dの内容によってそれぞれのフレ
ーム同期パターン信号Fを区別できるので、同様にフレ
ーム同期パターン信号Fに対するアンビギュイティはな
い。
The count period t of the clock signal CK of the time interval counter 7 from the rising of the transmission timing signal T T to the rising of the reception timing signal T R corresponds to the round trip distance to the target 10. Since the distance measurement tone signal having a relatively high frequency can be used by using the PCM data communication signal, an approximate distance is calculated by this count number, and the frequency of the clock signal CK and the distance measurement tone signal is calculated based on this count number. An accurate distance can be calculated by incorporating the relationship, the phase difference measurement result, and the like. The time interval between adjacent frame synchronization pattern signals F (repeating cycle)
Is usually longer than the time corresponding to the round trip distance to the target 10, so there is no ambiguity with respect to the frame synchronization pattern signal F in this case. Further, even when the repeating cycle of the frame synchronization pattern signal F becomes shorter, the respective frame synchronization pattern signals F can be distinguished by the contents of the PCM data signal D, and thus the ambiguity with respect to the frame synchronization pattern signal F is also the same. Absent.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、PCMデータ通信信号の
往復時間により求めた距離に、このPCM通信信号と同
期した測距トーン信号の送受信号間の位相差を盛込み正
確な距離を算出する構成とすることにより、距離が長く
なっても比較的高い周波数の測距トーン信号が1つで済
み、かつ長大な周期のPNコードが不要となるので、回
路が複雑化することなく距離計測を短時間かつ高精度に
行うことができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the distance calculated by the round-trip time of the PCM data communication signal is added to the phase difference between the transmitting and receiving signals of the ranging tone signal synchronized with the PCM communication signal to calculate an accurate distance. By doing so, only one distance measurement tone signal with a relatively high frequency is required even if the distance becomes long, and a PN code with a long cycle is not required, so that the circuit is not complicated and distance measurement can be performed in a short time. And there is an effect that it can be performed with high accuracy.

また、距離計測とPCMデータ通信とを同時に行うこと
ができる効果もある。
Further, there is an effect that the distance measurement and the PCM data communication can be performed at the same time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図に示された実施例の動作を説明するためのタイミ
ング図である。 1…測距トーン信号発生部、2…PCMデータ信号送出
部、3…送信部、4…受信部、5…分離フィルタ、6…
PCMデータ復調部、7…タイムインターバルカウン
タ、8…位相差測定部、9…演算処理制御部、10…標
的物。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1 ... distance measurement tone signal generator, 2 ... PCM data signal transmitter, 3 ... transmitter, 4 ... receiver, 5 ... separation filter, 6 ...
PCM data demodulation unit, 7 ... time interval counter, 8 ... phase difference measuring unit, 9 ... arithmetic processing control unit, 10 ... target object.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】送出制御信号により所定の周波数の測距ト
ーン信号を発生する測距トーン信号発生部と、前記送出
制御信号によりフレーム同期パターン信号とPCMデー
タとを含むPCMデータ通信信号を出力しかつ前記フレ
ーム同期パターン信号に同期した送信タイミング信号を
出力するPCMデータ信号送出部と、前記測距トーン信
号と前記PCMデータ通信信号との電波を標的物に対し
発射する送信部と、前記標的物からの返送電波を受信処
理する受信部と、この受信部の出力信号から測距トーン
信号とPCMデータ通信信号とを分離する分離フィルタ
と、この分離フィルタからの受信したPCMデータ通信
信号を入力しこのPCMデータ通信信号のフレーム同期
パターン信号に同期した受信タイミング信号を出力する
PCMデータ復調部と、クロック信号を前記送信タイミ
ング信号によりカウント開始し前記受信タイミング信号
によりカウント停止して時間差信号を出力するタイムイ
ンターバルカウンタと、前記受信タイミング信号により
所定の期間前記測距トーン信号発生部からの測距トーン
信号と前記分離フィルタからの受信した測距トーン信号
との位相差を測定して位相差信号を出力する位相差測定
部と、前記送出制御信号を出力しかつ前記時間差信号と
前記位相差信号とから前記標的物までの距離を算出する
演算処理制御部とを有することを特徴とする距離測定装
置。
1. A distance measurement tone signal generator for generating a distance measurement tone signal of a predetermined frequency according to a transmission control signal, and a PCM data communication signal including a frame synchronization pattern signal and PCM data according to the transmission control signal. And a PCM data signal transmitting section for outputting a transmission timing signal synchronized with the frame synchronization pattern signal, a transmitting section for emitting radio waves of the ranging tone signal and the PCM data communication signal to a target, and the target. The receiving unit that receives and processes the return radio wave from the unit, the separation filter that separates the distance measurement tone signal and the PCM data communication signal from the output signal of the reception unit, and the PCM data communication signal received from the separation filter are input. PCM data demodulation for outputting a reception timing signal synchronized with the frame synchronization pattern signal of this PCM data communication signal A time interval counter that starts counting a clock signal by the transmission timing signal, stops counting by the reception timing signal, and outputs a time difference signal; and a measurement from the distance measurement tone signal generation unit for a predetermined period by the reception timing signal. A phase difference measuring unit that measures a phase difference between the distance tone signal and the distance measurement tone signal received from the separation filter and outputs a phase difference signal; and a time difference signal and the phase difference that output the transmission control signal. A distance measuring device, comprising: a calculation processing control unit that calculates a distance from a signal to the target object.
JP62007817A 1987-01-14 1987-01-14 Distance measuring device Expired - Lifetime JPH065278B2 (en)

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JPS63175789A JPS63175789A (en) 1988-07-20
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