(57)【要約】【課題】ターゲットとの距離を誤判定する恐れを低減できる測距システムを提供する。【解決手段】測距装置１は第１、第２周波数のそれぞれで所定の信号を送信する。ターゲットとしての被測距側装置２は、測距装置１から送信されてきた信号を受信すると、受信した周波数と同様の周波数で、受信信号と同様の信号を返送する。測距装置１は、第１、第２周波数の各々において、送信信号と受信信号に対する位相差を第１位相差、第２位相差として算出する。そして、第１位相差と第２位相差との差である２周波位相差を算出し、被測距側装置２との距離を推定する。さらに、測距装置１は、推定した距離に応じて検出されるべき第１位相差の期待値（位相期待値）を算出又は読み出し、実際に検出された第１位相差が位相期待値と一致しているか否かを判定する。両者が一致していない場合には推定距離を被測距側装置の距離として採用しない。【選択図】図１
2019020217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の第１周波数の信号である第１周波数信号、及び前記第１周波数とは異なる第２周波数の信号である第２周波数信号をそれぞれ送信する送信部（１１）を備える測距装置（１）と、
前記測距装置から送信されてくる前記第１周波数信号を受信した場合には当該第１周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第１応答信号を前記第１周波数で返送するとともに、前記測距装置から送信されてくる前記第２周波数信号を受信した場合には当該第２周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第２応答信号を前記第２周波数で返送するターゲットとしての被測距側装置（２）と、を備える測距システムであって、
前記測距装置は、
前記被測距側装置から返送されてくる前記第１応答信号及び前記第２応答信号を受信する受信部（１２）と、
送信信号としての前記第１周波数信号に対する前記受信部が受信した前記第１応答信号の位相の差である第１位相差を検出するとともに、送信信号としての前記第２周波数信号に対する前記受信部が受信した前記第２応答信号の位相の差である第２位相差を検出する位相差検出部（１３２）と、
前記位相差検出部が検出した前記第１位相差と前記第２位相差の差である２周波位相差に基づいて、前記ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部（１３３）と、を備え、
前記第１周波数と前記第２周波数はそれぞれ、前記第１周波数と前記第２周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、
前記距離推定部は、前記推定距離に応じた前記第１位相差の期待値である位相期待値と、前記位相差検出部が実際に検出した前記第１位相差である実検出値とを比較することによって前記推定距離が正しいか否かを判定することを特徴とする測距システム。
【請求項２】
請求項１に記載の測距システムであって、
前記ターゲットは前記第１周波数及び前記第２周波数を用いて前記測距装置と相互通信可能に構成されており、
前記ターゲットは前記第１周波数信号及び前記第２周波数信号を受信した場合に、所定のデータを含む信号を前記第１応答信号及び前記第２応答信号として返送するものであって、
前記第１周波数信号、前記第２周波数信号、前記第１応答信号、及び前記第２応答信号は何れも信号系列の先頭に、予め定められた信号波形を有するプリアンブル区間を備え、
前記位相差検出部は、前記プリアンブル区間を用いて前記第１位相差及び前記第２位相差を検出することを特徴とする測距システム。
【請求項３】
所定の第１周波数の信号である第１周波数信号、及び前記第１周波数とは異なる第２周波数の信号である第２周波数信号を送信するとともに、前記第１周波数信号がターゲットで反射されて返ってくる信号である第１帰還信号と、前記第２周波数信号が前記ターゲットで反射されて返ってくる信号である第２帰還信号をそれぞれ受信することによって前記ターゲットとの距離を推定する測距装置（１）を備える測距システムであって、
前記測距装置は、
前記第１周波数信号及び前記第２周波数信号を送信する送信部（１１）と、
前記第１帰還信号及び前記第２帰還信号を受信する受信部（１２）と、
送信信号としての前記第１周波数信号と前記受信部が受信した前記第１帰還信号の位相の差である第１位相差を検出するとともに、送信信号としての前記第２周波数信号と前記受信部が受信した前記第２帰還信号の位相の差である第２位相差を検出する位相差検出部（１３２）と、
前記位相差検出部が検出した前記第１位相差と前記第２位相差の差である２周波位相差に基づいて、前記ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部（１３３）と、を備え、
前記第１周波数と前記第２周波数はそれぞれ、前記第１周波数と前記第２周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、
前記距離推定部は、前記推定距離に応じた前記第１位相差の期待値である位相期待値と、前記位相差検出部が実際に検出した前記第１位相差である実検出値とを比較することによって前記推定距離が正しいか否かを判定することを特徴とする測距システム。
【請求項４】
所定の第１周波数の信号である第１周波数信号、及び前記第１周波数とは異なる第２周波数の信号である第２周波数信号を逐次送信するターゲットとしての被測距側装置（２）と、
前記被測距側装置から送信される前記第１周波数信号と前記第２周波数信号を受信することによって前記被測距側装置との距離を推定する測距装置（１）と、を備える測距システムであって、
前記被測距側装置と同期した時間情報を保持する同期時刻情報保持部（１３５）と、
前記ターゲットから送信されてきた前記第１周波数信号及び前記第２周波数信号を受信する受信部（１２）と、
前記同期時刻情報保持部が保持している時間情報に基づいて、前記被測距側装置が前記第１周波数信号を送信してから前記受信部が当該第１周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第１位相差を取得するとともに、前記被測距側装置が前記第２周波数信号を送信してから前記受信部が当該第２周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第２位相差を検出する位相差検出部（１３２）と、
前記位相差検出部が検出した前記第１位相差と前記第２位相差の差である２周波位相差に基づいて、前記ターゲットとの距離の推定値を推定距離として算出する距離推定部（１３３）と、を備え、
前記第１周波数と前記第２周波数はそれぞれ、前記第１周波数と前記第２周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、
前記距離推定部は、前記推定距離に応じた前記第１位相差の期待値である位相期待値と、前記位相差検出部が実際に検出した前記第１位相差である実検出値とを比較することによって前記推定距離が正しいか否かを判定することを特徴とする測距システム。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の測距システムであって、
前記ターゲットとの距離が前記差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の前記ターゲットとの距離と前記位相期待値との対応関係を示す距離対応テーブルを記憶しているテーブル記憶部（Ｍ１）を備え、
前記距離推定部は、前記ターゲットとの距離が前記差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を前記推定距離として取得し、
前記テーブル記憶部が記憶している前記距離対応テーブルにおいて前記最小距離と対応付けられている前記位相期待値と前記実検出値とが一致している場合に前記推定距離としての前記最小距離は前記ターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
【請求項６】
請求項５に記載の測距システムであって、
前記テーブル記憶部が記憶している前記距離対応テーブルは、前記ターゲットとの距離が前記差分波長の半分未満である場合の前記ターゲットとの距離と前記位相期待値との対応関係に加えて、前記ターゲットとの距離が前記差分波長の半分以上である場合の前記ターゲットとの距離と前記位相期待値との対応関係も示すデータであって、
前記距離推定部は、
前記距離対応テーブルにおいて前記最小距離と対応付けられている前記位相期待値と前記実検出値が一致しなかった場合には、前記差分波長の半分の長さを整数倍した長さを前記最小距離に加えた距離を、前記ターゲットとの距離候補として少なくとも１つ取得し、
少なくとも１つの前記距離候補のうち、前記距離対応テーブルにおいて前記実検出値と一致する前記位相期待値と対応付けられている前記距離候補を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
【請求項７】
請求項５に記載の測距システムであって、
前記距離推定部は、前記距離対応テーブルにおいて前記最小距離と対応付けられている前記位相期待値と前記実検出値が一致しなかった場合には、前記差分波長の半分の長さを整数倍した長さを前記最小距離に加えた距離を、前記ターゲットとの距離候補として少なくとも１つ算出するものであって、
前記距離推定部が算出する前記距離候補毎に、当該距離候補に応じた前記位相期待値を前記第１周波数に基づいて算出する位相期待値算出部（１３４）を備え、
前記距離推定部は、少なくとも１つの前記距離候補のうち、前記位相期待値算出部によって算出されている前記位相期待値が前記実検出値と一致している前記距離候補を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
【請求項８】
請求項１から４の何れか１項に記載の測距システムであって、
前記距離推定部は、前記ターゲットとの距離が前記差分周波数の波長である差分波長の半分未満である場合の距離である最小距離を前記推定距離として取得するものであって、
前記推定距離としての前記最小距離と前記第１周波数に基づいて、当該推定距離に応じた前記位相期待値を算出する位相期待値算出部（１３４）を備え、
前記距離推定部は、前記位相期待値算出部が算出した前記位相期待値と、前記実検出値とが一致している場合に、前記推定距離としての前記最小距離は前記ターゲットとの距離として正しいと判定し、当該推定距離を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
【請求項９】
請求項８に記載の測距システムであって、
前記距離推定部は、前記位相期待値算出部が算出した前記最小距離に対する前記位相期待値と前記実検出値が一致しなかった場合には、前記差分波長の半分の長さを整数倍した長さを前記最小距離に加えた距離を、前記ターゲットとの距離候補として少なくとも１つ算出し、
前記位相期待値算出部は、前記距離推定部が算出する前記距離候補毎に前記位相期待値を算出し、
前記距離推定部は、少なくとも１つの前記距離候補のうち、前記位相期待値算出部によって算出されている前記位相期待値が前記実検出値と一致している前記距離候補を前記ターゲットとの距離として採用することを特徴とする測距システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、２つの周波数の無線信号を送受信することによって、ターゲットとの距離を検出する測距システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されているように２周波ＣＷ（Continuous Wave）方式の測距システムがある。２周波ＣＷ方式の測距システムでは、測距装置が２周類の周波数ｆ１、ｆ２の信号を交互に送信し、それらがターゲットで反射されて返ってきた２種類の周波数の反射信号を受信する。そして、第１周波数ｆ１の信号に対する受信信号の位相差と、第２周波数ｆ２の送信信号に対する受信信号の位相差との差（以降、２周波位相差）に基づいてターゲットまでの距離を計算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８３６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように構成によれば、ターゲットとの距離が、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２の差である差分周波数Δｆの波長である差分波長λｄ以下である場合には、ターゲットとの距離を測定することができる。例えば、第１周波数ｆ１＝２４２８ＭＨｚ、第２周波数ｆ２＝２４６８ＭＨｚである場合には、差分周波数Δｆ＝４０ＭＨｚ、差分波長＝７．５ｍとなる。つまり、上記の例ではターゲットとの距離が７ｍ未満である場合にはターゲットと距離を推定することができる。
【０００５】
しかしながら、２周波位相差の値は、差分周波数Δｆの波長λｄで１回転してしまうため、２周波位相差がφとなる距離をＬａとすれば、その地点から片道距離として０．５λｄ（往復距離としてλｄ）だけ離れる毎に、２周波位相差はφとなる。つまり、２周波位相差が任意の値φとなりうる距離は複数存在しうる。
【０００６】
故に、測距装置から０．５λｄ以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信しうる状況においては、測距装置は、ターゲットとの距離が分からなくなる。具体的には、０．５λｄ以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信しうる状況においては、ターゲットとの距離が「Ｌａ」であるのか「Ｌａ＋ｎ・０．５λｄ」（ｎは自然数）であるのかが判別できなくなる。何れの場合も２周波位相差は同一の値φとなるためである。
【０００７】
そこで、一般的な２周波ＣＷ方式では、０．５λｄ以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信しないように測距装置での電波の送信電力が調整されている。しかしながら、このような対策を施したからと言って必ずしも差分波長λｄ以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信しないとは限らない。偶発的に、０．５λｄ以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信してしまった場合には、ターゲットとの距離は０．５λｄ以内において２周波位相差に対応する距離であると誤判定してしまう。
【０００８】
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、ターゲットとの距離を誤判定する恐れを低減できる測距システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
その目的を達成するための第１の開示は、所定の第１周波数の信号である第１周波数信号、及び第１周波数とは異なる第２周波数の信号である第２周波数信号をそれぞれ送信する送信部（１１）を備える測距装置（１）と、測距装置から送信されてくる第１周波数信号を受信した場合には当該第１周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第１応答信号を第１周波数で返送するとともに、測距装置から送信されてくる第２周波数信号を受信した場合には当該第２周波数信号と少なくとも一部が同じ信号系列となっている第２応答信号を第２周波数で返送するターゲットとしての被測距側装置（２）と、を備える測距システムであって、測距装置は、被測距側装置から返送されてくる第１応答信号及び第２応答信号を受信する受信部（１２）と、送信信号としての第１周波数信号に対する受信部が受信した第１応答信号の位相の差である第１位相差を検出するとともに、送信信号としての第２周波数信号に対する受信部が受信した第２応答信号の位相の差である第２位相差を検出する位相差検出部（１３２）と、位相差検出部が検出した第１位相差と第２位相差の差である２周波位相差に基づいて、ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部（１３３）と、を備え、第１周波数と第２周波数はそれぞれ、第１周波数と第２周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、距離推定部は、推定距離に応じた第１位相差の期待値である位相期待値と、位相差検出部が実際に検出した第１位相差である実検出値とを比較することによって推定距離が正しいか否かを判定することを特徴とする。
【００１０】
以上の構成では、第１周波数は、第１周波数と第２周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されている。このような設定によれば、同一の２周波位相差を提供する各距離における位相期待値は、それぞれ異なる値となる。例えば２周波位相差が任意の値となる最小距離をＬａとした場合に、距離がＬａである場合の位相期待値と、距離がＬａ＋０．５λｄ（λｄは差分周波数の波長とする）である場合の位相期待値とは異なる値となる。故に、実際の検出値としての第１位相差と推定距離に対応する位相期待値とを比較することによって、推定距離が正しいか否かを判定することができる。
【００１１】
このような構成によれば仮に測距装置が、測距装置から０．５λｄ以上離れた地点に位置するターゲットからの信号を受信した場合であっても、ターゲットとの距離が「Ｌａ」であるのか「Ｌａ＋ｎ×０．５λｄ」（ｎは自然数）であるのかを判別できる。つまり、測距装置から０．５λｄ以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信することによって、ターゲットとの距離を誤判定する恐れを低減することができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するための第２の開示は、所定の第１周波数の信号である第１周波数信号、及び第１周波数とは異なる第２周波数の信号である第２周波数信号を送信するとともに、第１周波数信号がターゲットで反射されて返ってくる信号である第１帰還信号と、第２周波数信号がターゲットで反射されて返ってくる信号である第２帰還信号をそれぞれ受信することによってターゲットとの距離を推定する測距装置（１）を備える測距システムであって、測距装置は、第１周波数信号及び第２周波数信号を送信する送信部（１１）と、第１帰還信号及び第２帰還信号を受信する受信部（１２）と、送信信号としての第１周波数信号と受信部が受信した第１帰還信号の位相の差である第１位相差を検出するとともに、送信信号としての第２周波数信号と受信部が受信した第２帰還信号の位相の差である第２位相差を検出する位相差検出部（１３２）と、位相差検出部が検出した第１位相差と第２位相差の差である２周波位相差に基づいて、ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部（１３３）と、を備え、第１周波数と第２周波数はそれぞれ、第１周波数と第２周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、距離推定部は、推定距離に応じた第１位相差の期待値である位相期待値と、位相差検出部が実際に検出した第１位相差である実検出値とを比較することによって推定距離が正しいか否かを判定することを特徴とする。
【００１３】
以上の構成においても、第１の開示と同様に、第１周波数は、第１周波数と第２周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されている。故に、このような構成によれば、位相期待値と実検出値とを比較することで、ターゲットとの距離を誤判定する恐れを低減することができる。
【００１４】
さらに、上記目的を達成するための第３の開示は、所定の第１周波数の信号である第１周波数信号、及び第１周波数とは異なる第２周波数の信号である第２周波数信号を逐次送信するターゲットとしての被測距側装置（２）と、被測距側装置から送信される第１周波数信号と第２周波数信号を受信することによって被測距側装置との距離を推定する測距装置（１）と、を備える測距システムであって、被測距側装置と同期した時間情報を保持する同期時刻情報保持部（１３５）と、ターゲットから送信されてきた第１周波数信号及び第２周波数信号を受信する受信部（１２）と、同期時刻情報保持部が保持している時間情報に基づいて、被測距側装置が第１周波数信号を送信してから受信部が当該第１周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第１位相差を算出するとともに、被測距側装置が第２周波数信号を送信してから受信部が当該第２周波数信号を受信するまでに生じた位相の差である第２位相差を検出する位相差検出部（１３２）と、位相差検出部が検出した第１位相差と第２位相差の差である２周波位相差に基づいて、ターゲットとの距離の推定値を推定距離として取得する距離推定部（１３３）と、を備え、第１周波数と第２周波数はそれぞれ、第１周波数と第２周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されており、距離推定部は、推定距離に応じた第１位相差の期待値である位相期待値と、位相差検出部が実際に検出した第１位相差である実検出値とを比較することによって推定距離が正しいか否かを判定することを特徴とする。
【００１５】
以上の構成においても、第１周波数は、第１、第２の開示と同様に、第１周波数と第２周波数の差である差分周波数の整数倍とは異なる周波数に設定されている。故に、このような構成によれば、位相期待値と実検出値とを比較することで、ターゲットとの距離を誤判定する恐れを低減することができる。
【００１６】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の測距システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】距離対応テーブルの構成を説明するための概念図である。
【図３】第１実施形態の測距側制御部１３が実施する測距演算処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】第２実施形態の測距側制御部１３が実施する測距演算処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】変形例１の測距側制御部１３の構成を示すブロック図である。
【図６】変形例２の測距システム１００の作動を説明するための図である。
【図７】第３実施形態の測距システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。
【図８】第４実施形態の測距システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
以下、本開示の第１の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る測距システム１００の概略的な構成の一例を示す図である。測距システム１００は、図１に示すように、測距装置１と、被測距側装置２とを備える。
【００１９】
測距装置１は、概略的には、２周波ＣＷ方式を援用してなる方法によってターゲットとしての被測距側装置２との距離Ｌを推定する装置である。測距装置１は、例えば車両等の移動体に搭載したり、任意の位置（例えば道路沿いや、施設の出入り口付近）に設置して使用することができる。ここでは一例として測距装置１は車両に搭載されているものとする。
【００２０】
被測距側装置２は、例えば測距装置１が搭載された車両のユーザによって携帯される通信装置（いわゆる携帯端末）である。すなわち、スマートフォンや、タブレット端末、ウェアラブルデバイス、携帯用音楽プレーヤ、携帯用ゲーム機、車両用携帯機等の携帯端末を、被測距側装置２として採用することができる。ここでの車両用携帯機とは、車両と対応付けられてあって、車両と無線通信を実施することで車両のドアの施開錠等を制御する鍵として機能する通信装置を指す。
【００２１】
本実施形態のように測距装置１が車両に搭載されており、かつ、被測距側装置２をユーザによって携帯される携帯端末とする場合には、本開示の測距システム１００は、車両とユーザとの距離Ｌを推定するシステムとして機能する。また、仮に測距装置１がユーザの自宅の玄関に設置されており、かつ、被測距側装置２をユーザによって携帯される携帯端末とした場合には、本開示の測距システム１００は、自宅玄関とユーザとの距離Ｌを推定するシステムとして機能する。
【００２２】
なお、他の態様として被測距側装置２は、車両等の移動体に搭載されていてもよい。ただし、仮に測距装置１と被測距側装置２の両方を移動体に搭載された態様とする場合には、それぞれは別の移動体に搭載されているものとする。
【００２３】
この測距装置１と被測距側装置２とは、所定の第１周波数ｆ１と第２周波数のそれぞれの電波を用いて、直接的に双方向通信可能に構成されている。第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２の具体的な値は適宜設計されれば良い。ただし、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２は互い異なる周波数であって、且つ、何れも第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２の差である差分周波数Δｆの整数倍とは異なる周波数に設定されているものとする。例えば第１周波数ｆ１や、第２周波数ｆ２は、差分周波数Δｆの整数倍となる周波数から、差分周波数Δｆの１／４以上離れた周波数とすることが好ましい。ここでは一例として差分周波数Δｆを７ＭＨｚに設定し、第１周波数ｆ１＝９２１ＭＨｚ、第２周波数ｆ２＝９２８ＭＨｚに設定している。
【００２４】
なお、或る周波数（以降、基準周波数）とは異なる周波数であると見なせる周波数の範囲は、測距システム１００（より具体的には測距装置１）の分解能によって定まる。例えば測距装置１の分解能が１００ｋＨｚである場合には、基準周波数から１００ｋＨｚ以上離れている周波数が、基準周波数とは異なる周波数と見なすことができる。故に、差分周波数Δｆの整数倍とは異なる周波数とは、差分周波数の整数倍となる周波数から、測距装置１の周波数の分解能以上離れた周波数である。
【００２５】
測距装置１と被測距側装置２とが通信する際の規格としては、例えば通信範囲が最大でも数十メートル程度となる所定の近距離無線通信規格を採用することができる。ここでの近距離無線通信規格とは、例えば、Bluetooth Low Energy（Bluetoothは登録商標）や、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等である。もちろん、測距装置１と被測距側装置２との通信に用いられる通信規格としては、上記以外の通信規格も採用することができる。以下、被測距側装置２及び測距装置１の構成の一例について、より具体的に説明する。
【００２６】
＜測距装置１の構成について＞
ここでは測距装置１の構成について述べる。測距装置１は図１に示すように、測距側送信部１１、測距側受信部１２、及び測距側制御部１３を備える。測距側送信部１１及び測距側受信部１２はそれぞれ測距側制御部１３と相互通信可能に接続されている。なお、測距側送信部１１と測距側受信部１２は１つの通信機として一体的に構成されていても良い。
【００２７】
測距側送信部１１は、測距側制御部１３からの指示に基づき、第１周波数の信号を送信したり、第２周波数の信号を送信したりする通信モジュールである。測距側送信部１１は、ベースバンド信号から、第１周波数の信号及び第２周波数の信号（つまり搬送波信号）を生成する変調回路や、増幅回路、アンテナなどを用いて構成されている。なお、第１周波数と第２周波数の信号送信は、共通の１つのアンテナを用いて実現されても良いし、第１周波数用のアンテナと第２周波数用のアンテナを別々に備えていても良い。
【００２８】
測距側受信部１２は、第１周波数の信号及び第２周波数の信号を受信するための通信モジュールである。測距側受信部１２は、搬送波信号をベースバンド信号に復調する復調回路や、増幅回路、アンテナなどを用いて構成されている。なお、第１周波数の電波と第２周波数の電波は、１つのアンテナを用いて受信するように構成されていても良いし、第１周波数の電波を受信するためのアンテナと第２周波数の電波を受信するためのアンテナとして別々に設けられていても良い。第１周波数の電波と第２周波数の電波を１つのアンテナを用いて受信する場合には、受信信号から第１周波数の信号と第２周波数の信号とを分離するためのフィルタ回路などを備えていればよい。測距側受信部１２が受信した信号は測距側制御部１３に出力される。
【００２９】
測距側制御部１３は、測距側送信部１１及び測距側受信部１２の動作を制御するとともに、測距側受信部１２での被測距側装置２からの信号の受信状況に基づいて被測距側装置２との距離Ｌを推定する構成である。例えば測距側制御部１３は、所定の周期で測距側送信部１１に対し、第１周波数の応答要求信号と、第２周波数の応答要求信号を順に送信するように指示する。これにより、測距側送信部１１は第１周波数の応答要求信号と第２周波数の応答要求信号を所定の周期で送信する。なお、ここでの応答要求信号とは、被測距側装置２に対して応答信号の返送を要求する信号である。応答要求信号の具体的な信号系列（換言すればビットパターン）は適宜設計されれば良い。第１周波数の応答要求信号が請求項に記載の第１周波数信号に相当し、第２周波数の応答要求信号が請求項に記載の第２周波数信号に相当する。
【００３０】
そして測距側制御部１３は、応答要求信号に対する被測距側装置２から応答信号の測距側受信部１２での受信状況に基づいて、被測距側装置２との距離Ｌを推定する。この測距側制御部１３が備える機能の詳細については別途後述する。
【００３１】
この測距側制御部１３は、例えばコンピュータを用いて実現されている。すなわち、測距側制御部１３は、ＣＰＵや、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどを備える。ＣＰＵは、種々の演算処理を実行する演算処理装置である。ＣＰＵの代わりにＭＰＵやＧＰＵが用いられていても良い。ＲＡＭは揮発性の記憶媒体であり、フラッシュメモリは、書き換え可能な不揮発性の記憶媒体である。フラッシュメモリには、通常のコンピュータを測距側制御部１３として機能させるためのプログラム（以降、測距プログラム）等が格納されている。なお、他の態様として、測距側制御部１３は、１つ又は複数のＩＣを用いてハードウェアとして実現されていても良い。
【００３２】
＜被測距側装置２について＞
次に、被測距側装置２の構成について述べる。被測距側装置２は、図１に示すように、被測距側受信部２１、被測距側制御部２２、及び被測距側送信部２３を備える。被測距側受信部２１は、第１周波数の信号及び第２周波数の信号を受信するための通信モジュールである。被測距側受信部２１の構成は、測距側受信部１２と同様の構成とすることができるため詳細な説明は省略する。被測距側受信部２１は、図示しないアンテナを介して測距装置１が送信した応答要求信号を受信し、整形、増幅、周波数変換等の所定の処理を施して被測距側制御部２２に出力する。
【００３３】
被測距側制御部２２は、被測距側受信部２１が第１周波数の応答要求信号を受信した場合に、被測距側送信部２３に対して、第１周波数の応答信号を送信するように指示する。また、被測距側受信部２１が第２周波数の応答要求信号を受信した場合に、被測距側送信部２３に対して、第２周波数の応答信号を送信するように指示する。この被測距側制御部２２は、ＭＰＵやＲＡＭ等を用いて実現されればよい。被測距側制御部２２は、１つ又は複数のＩＣを用いて実現されていても良い。
【００３４】
なお、本実施形態の被測距側装置２は、測距装置１から送信されてきた応答要求信号に対する応答信号として、当該応答要求信号と同様の信号系列となっている信号を返送するように構成されているものとする。つまり、被測距側装置２は受信した応答要求信号と同様の信号をそのまま或いは増幅及び整形して返送するように構成されているものとする。
【００３５】
被測距側送信部２３は、被測距側制御部２２からの指示に基づいて、第１周波数の信号及び第２周波数の信号を送信するための通信モジュールである。例えば被測距側送信部２３は、被測距側制御部２２からの指示に基づいて、第１周波数の応答信号を送信する。また、被測距側制御部２２からの指示に基づいて第２周波数の応答信号を送信する。被測距側送信部２３の構成は、測距側送信部１１と同様の構成とすることができるため詳細な説明は省略する。第１周波数の応答信号が請求項に記載の第１応答信号に相当し、第２周波数の応答信号が請求項に記載の第２応答信号に相当する。
【００３６】
以上のように構成された被測距側装置２において、被測距側受信部２１が応答要求信号を受信してから被測距側送信部２３が応答信号を送信するまでには、所定の時間（以降、応答処理時間）τを要する。ただし、この応答処理時間τは、被測距側装置２のハードウェア構成に応じて定まる。そのため、応答処理時間τの想定値は、試験等によって予め特定しておくことができる。被測距側装置２での応答処理時間τの想定値は測距プログラムの一部として測距装置１に予め登録されているものとする。
【００３７】
＜測距装置１の機能について＞
次に、測距側制御部１３が備える機能について説明する。測距側制御部１３は、ＣＰＵが測距プログラムを実行することによって発現される機能として、図１に示す機能ブロックに対応する機能を備える。すなわち、測距側制御部１３は機能ブロックとして、送信制御部１３１、位相差検出部１３２、及び距離推定部１３３を備える。また、不揮発性の記憶媒体（例えばフラッシュメモリ）を用いて実現される構成として、テーブル記憶部Ｍ１を備える。テーブル記憶部Ｍ１は、測距装置１から被測距側装置２までの距離Ｌ毎の、後述する２周波位相差θｄと、第１位相差θ１の期待値（位相期待値）θｍを示すデータ（以降、距離対応テーブル）を記憶している記憶装置である。距離対応テーブルについての詳細は後述する。
【００３８】
送信制御部１３１は、測距側送信部１１と協働して上述した応答要求信号の送信制御を実施する構成である。すなわち送信制御部１３１は、所定の周期で第１周波数の応答要求信号と第２周波数の応答要求信号を順に又は同時に送信させる。なお、被測距側装置２での処理負荷を時間的に平準化する観点においては、第１周波数の応答要求信号と第２周波数の応答要求信号の送信間隔は、被測距側装置２での応答処理時間τだけ離していることが好ましい。
【００３９】
位相差検出部１３２は、測距側受信部１２が第１周波数の応答信号を受信した場合、測距側受信部１２から入力される当該応答信号を示す電気信号に基づいて、送信済みの第１周波数の応答要求信号に対する当該応答信号の位相差（以降、第１位相差）θ１を検出する。また、位相差検出部１３２は、測距側受信部１２が第２周波数の応答信号を受信した場合には、測距側受信部１２から入力される当該応答信号を示す電気信号に基づいて、第２周波数の応答要求信号に対する位相差（以降、第２位相差）θ２を検出する。送信信号としての応答要求信号に対する応答信号の位相差は、例えば、応答要求信号を送信してから応答信号を受信するまでの経過時間をクロック信号等でカウントしておき、当該カウント値と搬送波信号の周期（換言すれば周波数の逆数）基づいて位相差を判定すればよい。位相差を検出するための構成としては、周知の構成を採用することができる。
【００４０】
距離推定部１３３は、位相差検出部１３２から提供された第１位相差θ１と第２位相差θ２の差（以降、２周波位相差）θｄを算出し、当該２周波位相差θｄに基づいて、測距装置１から被測距側装置２との距離Ｌの推定値を取得（具体的には算出又は読み出し）する構成である。本実施形態では一例として距離推定部１３３は、テーブル記憶部Ｍ１に保存されている距離対応テーブルを用いて距離Ｌを推定するものとする。すなわち、距離推定部１３３は、位相差検出部１３２から算出した２周波位相差θｄに対応付けられている距離Ｌの値を読み出すことで、距離Ｌを推定する。
【００４１】
ここで用いられる距離対応テーブルは、例えば図２に示すように、距離Ｌが０から差分周波数Δｆの波長（以降、差分波長）λｄの０．５倍までの場合の、距離Ｌに応じた２周波位相差θｄと、検出されるべき第１位相差θ１の期待値との対応関係を示すテーブル（換言すればデータセット）を備える。また、より好ましい態様として、本実施形態の距離対応テーブルは、距離Ｌが０．５λｄよりも大きい場合の距離Ｌに応じた２周波位相差θｄと、第１位相差θ１の期待値との対応関係を示すデータセットも備えるものとする。差分波長λｄは電波の伝搬速度Ｃ（３×１０＾８ｍ／ｓｅｃ）を差分周波数Δｆで除算したものである。０．５λｄは、差分波長λｄの半分の長さである。
【００４２】
なお、距離Ｌが０から０．５λｄまでの間である場合の２周波位相差θｄに対する距離Ｌは、下記に式１によって定まるものである。
【数１】
2019020217.tif 000003
【００４３】
また、距離Ｌが０．５λｄよりも大きい場合の２周波位相差θｄに対する距離Ｌは、距離Ｌが０から０．５λｄまでの間である場合の２周波位相差θｄに対する距離Ｌに、０．５λｄの整数倍を加えた値となる。片道距離が０．５λｄ増える毎に往復距離としてはλｄ増え、往復距離としてλｄ増える毎に２周波位相差θｄは１周り（つまり３６０度）するためである。
【００４４】
さらに、或る距離Ｌに対する第１位相差θ１の期待値（つまり位相期待値）θｍは、下記式２によって定まるパラメータＫを、式３に代入することによって定まる。
【数２】
2019020217.tif 000004
【数３】
2019020217.tif 000005
【００４５】
式２によって定まるパラメータＫは、（２Ｌ／Ｃ＋τ）を１／ｆ１で割った余り（つまり剰余）である。式中のｍｏｄは、Ｃ言語等で使用される剰余演算子「％」と同様の意味を有する記号である。
【００４６】
ところで、図２にも示すように、第１周波数ｆ１を差分周波数Δｆの整数倍とは異なる周波数に設定している。そのため、２周波位相差θｄが１回転又は複数回転して再びφとなるケースであっても、各ケースにおける位相期待値θｍは距離Ｌに応じてそれぞれ異なる値となる。例えば２周波位相差θｄ＝φとなる場合であっても、距離Ｌが０．５λｄ未満である場合の位相期待値θｍの値はθａとなる一方、距離Ｌが０．５λｄ〜λｄ未満である場合には位相期待値θｍの値はθｂとなる。また、距離Ｌがλｄ〜１．５λｄ未満である場合には位相期待値θｍの値はθｃとなる。なお、θａ、θｂ、θｃは何れも異なる値とする。
【００４７】
このように２周波位相差θｄが同じ値となる場合であっても位相期待値θｍは距離Ｌに応じて異なる値となるため、２周波位相差θｄから推定される距離Ｌに対応する位相期待値θｍと実際の第１位相差θ１とを照合することで、被測距側装置２が０．５λｄ以上遠方に存在するのか、差分波長λｄ以内に存在するのかを切り分けることができる。
【００４８】
＜測距演算処理＞
次に、図３に示すフローチャートを用いて、測距側制御部１３が被測距側装置２との距離Ｌを推定するために実施する一連の処理（以降、測距演算処理）について説明する。図３に示すフローチャートは、所定の周期で（例えば１００ミリ秒毎に）実施されれば良い。また、図３のフローチャートは所定のイベントが発生したことをトリガとして実行されても良い。
【００４９】
まずステップＳ１０１では送信制御部１３１が測距側送信部１１と協働して、第１周波数の応答要求信号を送信してステップＳ１０２に移る。ステップＳ１０２では測距側受信部１２が被測距側装置２から返送されてくる第１周波数の応答信号を受信してステップＳ１０３に移る。なお、ステップＳ１０２に移ってから所定の応答待機時間経過しても被測距側装置２からの応答信号を受信しなかった場合には、被測距側装置２は測距装置１の検出エリア外に存在するものと見なして、本フローを終了すれば良い。
【００５０】
応答待機時間は、応答処理時間τよりも長い範囲において適宜設計されれば良い。例えば応答待機時間は、所定の検出限界距離を２倍した値を電波の伝搬速度Ｃで除算してなる最大飛行時間を、応答処理時間τに加えた値とすればよい。検出限界距離は、測距装置１が算出可能な被測距側装置２との距離Ｌの最大値を示すパラメータであって、システム要件として適宜設定される。上述の検出エリアは測距装置１から検出限界距離以内となる範囲である。ステップＳ１０３では位相差検出部１３２が、測距側受信部１２から入力される第１周波数の受信信号に基づいて第１位相差θ１を検出し、ステップＳ１０４に移る。
【００５１】
ステップＳ１０４では送信制御部１３１が、測距側送信部１１と協働して、第２周波数の応答要求信号を送信してステップＳ１０５に移る。ステップＳ１０５では測距側受信部１２が被測距側装置２から返送されてくる第２周波数の応答信号を受信してステップＳ１０６に移る。なお、ステップＳ１０５に移ってから所定の応答待機時間経過しても被測距側装置２からの応答信号を受信しなかった場合には本フローを終了すればよい。
【００５２】
また、他の態様として、ステップＳ１０５に移ってから所定の応答待機時間経過しても被測距側装置２からの応答信号を受信しなかった場合には、第２周波数の応答要求信号を再送しても良い。第１周波数の応答要求信号に対する応答信号は受信できたにも関わらず、第２周波数の応答要求信号に対する応答信号を受信できなかった場合とは、偶発的なノイズによって第２周波数の信号の送受信に失敗した可能性があるためである。
【００５３】
ステップＳ１０６では位相差検出部１３２が、測距側受信部１２から入力される第２周波数の受信信号に基づいて第２位相差θ２を検出し、ステップＳ１０７に移る。ステップＳ１０７では距離推定部１３３が、位相差検出部１３２から提供された第１位相差θ１から第２位相差θ２を減算することで２周波位相差θｄを算出する。そして、距離対応テーブルのうち、距離Ｌが０から０．５λｄまでの値である場合のデータセットを参照し、本ステップで算出した２周波位相差θｄに対応付けられている距離Ｌの値を読み出す。例えば２周波位相差θｄがφである場合には、距離Ｌ＝αであると推定する。
【００５４】
なお、本実施形態では一例として、距離対応テーブルを用いて距離Ｌを推定するものとするが、これに限らない。距離推定部１３３は前述の式１を演算することで距離Ｌを推定しても良い。距離Ｌの推定が完了するとステップＳ１０８に移る。
【００５５】
ステップＳ１０８では距離推定部１３３が、ステップＳ１０７で推定した距離Ｌに対応付けられている位相期待値θｍを距離対応テーブルから読み出すことで、位相期待値θｍの値を取得する。例えば、距離Ｌ＝αである場合には位相期待値θｍ＝θａであると判定する。ステップＳ１０８での処理が完了するとステップＳ１０９に移る。
【００５６】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０３において実際に検出（換言すれば観測）された第１位相差θ１が、ステップＳ１０８で取得した位相期待値θｍと一致しているか否かを判定する。実検出値としての第１位相差θ１が位相期待値θｍと一致している場合にはステップＳ１０９を肯定判定してステップＳ１１０に移る。一方、実検出値としての第１位相差θ１が位相期待値θｍと一致していない場合にはステップＳ１０９を否定判定してステップＳ１１１に移る。
【００５７】
なお、ここでの一致とは完全な一致に限らない。実検出値としての第１位相差θ１が、位相期待値θｍを中心とする所定の誤差範囲（例えば±５度以内）に位置している場合に、実検出値としての第１位相差θ１は推定距離Ｌに応じた位相期待値θｍと一致していると判定すればよい。実検出値としての第１位相差θ１が位相期待値θｍと一致しているか否かを判定することは、実検出値としての第１位相差θ１が、推定距離Ｌに応じた位相期待値θｍと整合しているか否かを判定することに相当する。
【００５８】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０７で推定した距離Ｌは正しい（換言すれば妥当である）と判定して、本フローを終了する。この場合、ステップＳ１０７で推定された距離Ｌが、測距装置１から被測距側装置２までの距離として採用される。一方、ステップＳ１１１では、ステップＳ１０７で推定した距離Ｌは誤りであると判定して本フローを終了する。この場合、ステップＳ１０７で推定された距離Ｌは破棄される。つまり、ステップＳ１０７で推定した距離Ｌは、測距装置１から被測距側装置２までの距離として採用されない。
【００５９】
＜実施形態の効果＞
ターゲットとしての被測距側装置２との距離Ｌが０．５λｄだけ離れる毎に（往復距離としてはλｄ離れる毎に）、２周波位相差θｄは１回転してしまう。そのため、片道距離Ｌが０．５λｄ増える毎（往復距離としてはλｄ増える毎）に、２周波位相差θｄは同じ値となる。換言すれば、２周波位相差θｄが任意の値φとなる地点は、０．５λｄ間隔で（往復距離としてはλｄ間隔で）存在する。故に、特許文献１に代表される一般的な２周波ＣＷ技術においては、仮に０．５λｄ以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信することを許容すると、ターゲットとの距離Ｌが「α」であるのか「ｎ×０．５λｄ＋α」（ｎは自然数）であるのかが判別できなくなる。
【００６０】
そのような課題に対し、本実施形態の構成では、まず、第１周波数ｆ１を差分周波数Δｆの整数倍とは異なる周波数に設定した。これにより、２周波位相差θｄが１回転又は複数回転して再びφとなる複数地点においても、位相期待値θｍ自体は距離Ｌに応じてそれぞれ異なる値となる。そして、距離推定部１３３は、距離Ｌが０．５λｄ未満であることを想定した場合の２周波位相差θｄから推定される距離Ｌに対応付けられている位相期待値θｍと、実際の検出値としての第１位相差θ１とを比較することによって、推定距離Ｌが正しいか否かを判定する。
【００６１】
このような構成によれば仮に測距装置１から「α＋ｎ×０．５λｄ」（ｎは自然数）以上離れた地点に位置する被測距側装置２からの信号を受信した場合であっても、ターゲットとの距離が「α」であるのか「α＋ｎ×０．５λｄ」であるのかを判別できる。つまり、仮に０．５λｄ以上遠方に存在する被測距側装置２からの信号を受信した場合でも、測距対象物が近くにあるのかどうかを識別できる。故に、０．５λｄ以上遠方に存在する被測距側装置２からの信号を受信することによって、被測距側装置２との距離を誤判定する恐れを低減することができる。
【００６２】
また、本実施形態の距離推定部１３３は、予め用意されている距離Ｌに応じた位相期待値θｍを示すテーブルを用いて、推定距離Ｌの妥当性を判定する。このような構成によれば、測距側制御部１３での演算負荷を低減することができる。その結果、応答性も高めることができる。
【００６３】
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の第１実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる第２〜第４実施形態、及び種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６４】
なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。
【００６５】
［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、被測距側装置２が測距装置１から０．５λｄ以内に存在する場合を想定し、位相期待値θｍから推定した被測距側装置２との推定距離Ｌが正しいか否かを判定するために位相期待値θｍを用いる構成を開示した。一方、距離Ｌに応じた位相期待値θｍを用いれば、被測距側装置２が測距装置１から０．５λｄ以上離れている場合であっても、その距離Ｌを推定することができる。以下、そのような技術的思想に基づく実施形態を第２実施形態として以下に開示する。
【００６６】
第２実施形態における測距システム１００の概略的な構成は第１実施形態と同様である。ただし、第２実施形態の測距側制御部１３は、測距演算処理として、図３に示すフローチャートの代わりに、図４に例示するフローチャートに沿った処理を実施する。図４に示すフローチャートの実行条件は前述の実施形態での測距演算処理の実行条件と同様の条件とすることができる。
【００６７】
なお、図４に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０７までの一連の処理は図３に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０７までの一連の処理と同様であるため説明は省略する。ただし、以降では便宜上、ステップＳ２０７において推定される距離を、最小距離Ｌａと記載する。ステップＳ２０７で推定される距離は、２周波位相差θｄが、第１位相差θ１と第２位相差θ２から算出された値（便宜上、算出値φとする）となる距離のうち、距離Ｌが０から差分波長λｄの間である場合を想定して推定される距離、すなわち、２周波位相差θｄが算出値φとなりうる距離のうち、最も小さい値であるためである。
【００６８】
ステップＳ２０８では、以降の処理で用いる演算用の変数パラメータＮを０に設定してステップＳ２０９に移る。Ｎは０以上の整数が設定されるパラメータである。ステップＳ２０９では距離推定部１３３が、テーブル記憶部Ｍ１に保存されている距離対応データを参照し、距離Ｌ＝Ｌａ＋Ｎ・０．５λｄに対応付けられている位相期待値θｍを読み出す。なお、本フロー開始後に初めてステップＳ２０９を実施する場合にはＮ＝０であるため、ステップＳ２０７で推定された最小距離Ｌａに対応付けられている位相期待値θｍが読み出される。ステップＳ２０９での処理が完了するとステップＳ２１０に移る。
【００６９】
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０３において実際に検出（換言すれば観測）された第１位相差θ１が、ステップＳ２０９で読み出された位相期待値θｍと一致しているか否かを判定する。実検出値としての第１位相差θ１が位相期待値θｍと一致している場合にはステップＳ２１０を肯定判定してステップＳ２１１に移る。一方、実検出値としての第１位相差θ１が位相期待値θｍと一致していない場合にはステップＳ２１０を否定判定してステップＳ２１２に移る。なお、一致しているか否かの判断基準としては前述のステップＳ１０９と同様の概念を適用可能である。
【００７０】
ステップＳ２１１では、測距装置１から被測距側装置２までの距離ＬはＬａ＋Ｎ・０．５λｄであると判定して本フローを終了する。一方、ステップＳ２１２では距離推定部１３３がパラメータＮの値を１つ増加させて（つまりインクリメントして）ステップＳ２０９を再び実行する。Ｌａ＋Ｎ・０．５λｄとなる距離が請求項に記載の距離候補に相当する。
【００７１】
このような構成によれば、距離ＬがＬａ＋Ｎ・０．５λｄである場合の位相期待値θｍと、実検出値としての第１位相差θ１とをＮをインクリメントしつつ順次比較していき、実検出値と一致する位相期待値θｍに対応付けられている距離を、最終的に被測距側装置２までの距離として採用する。
【００７２】
＜第２実施形態の効果＞
前述の通り、特許文献１に代表される一般的な２周波ＣＷ技術においては、０．５λｄ以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信することを許容すると、ターゲットとの距離Ｌが「α」であるのか「α＋ｎ×０．５λｄ」（ｎは自然数）であるのかが判別できなくなる。そのため、一般的な２周波ＣＷ技術においては、０．５λｄ以上遠方に存在するターゲットからの信号を受信しないように測距装置での電波の送信電力が調整されている。つまり、換言すれば、一般的な２周波ＣＷ技術における検出限界距離は、０．５λｄに設定されている。
【００７３】
これに対し、第２実施形態の構成によれば、被測距側装置２が測距装置１から０．５λｄ以上離れた地点に位置する場合であっても、被測距側装置２との距離Ｌを特定することができる。つまり、本実施形態の構成によれば、検出限界距離を０．５λｄ以上に設定することができる。また、その副次的な効果として、検出限界距離と差分周波数Δｆとの関係性が弱まるため、差分周波数Δｆを設計する際の自由度を高めることができる。
【００７４】
［変形例１］
上述した第１、第２実施形態では、距離推定部１３３はテーブル記憶部Ｍ１に保存されている距離対応テーブルを参照することで推定距離Ｌに応じた位相期待値θｍを取得するものとしたが、これに限らない。
【００７５】
例えば図５に示すように測距側制御部１３は、テーブル記憶部Ｍ１に代わって、推定距離Ｌに応じた位相期待値θｍを算出する位相期待値算出部１３４を備えていても良い。距離Ｌに応じた位相期待値θｍは、前述の式２、式３を用いて算出することができる。なお、第２実施形態において位相期待値θｍを求める際に式２に代入するＬは、Ｌａ＋Ｎ・０．５λｄとすればよい。また、２周波位相差θｄに応じた最小距離Ｌａは、式１によって算出することができる。
【００７６】
このような構成によれば、測距装置１に距離Ｌ毎の位相期待値θｍを示す距離対応テーブルが保存されているテーブル記憶部Ｍ１を設けておく必要はなくなる。また、被測距側装置２のモデルチェンジ等で応答処理時間τが変化した場合であっても、測距側制御部１３に登録されている応答処理時間τの値を書き換えるだけで対応させることができる。
【００７７】
［変形例２］
上述した第１、第２実施形態のように、測距装置１と被測距側装置２とが双方向通信可能に構成されている場合には、応答要求信号や応答信号として、所定の情報を含めた信号を送受信するように構成されていても良い。ただし、応答要求信号及び応答信号の先頭部分には、図６に示すように、これからデータが送られてくることを相手側に知らせるための一定の信号波形を有するプリアンブル区間が配置されており、位相差検出部１３２は当該プリアンブル区間を用いて位相差を検出するものとする。
【００７８】
このような構成によれば、測距演算処理と同時にデータ通信もできる。その結果、測距装置１が被測距側装置２と通信を実施することで所定のサービス（例えば車両制御）を実施するように構成されている場合には、ユーザの車両への接近に対するサービスの応答性を向上させることができる。なお、測距装置１と被測距側装置２とが無線通信する際の変調方式としては、周知の変調方式、例えばＡＭ変調や、ＡＳＫ変調、ＦＳＫ変調を採用することができる。
【００７９】
［変形例３］
上述した実施形態等では距離推定部１３３は第１位相差θ１に対する距離Ｌに応じた期待値を用いて、推定距離Ｌの妥当性を判定したり、距離Ｌを推定したりする構成を開示したが、これに限らない。第１位相差θ１の期待値の代わりに、第２位相差θ２の期待値を用いて推定距離Ｌの妥当性を判定したり、距離Ｌを推定したりしても良い。第１周波数と第２周波数は入れ替え可能である。
【００８０】
［第３実施形態］
上述した第１、第２実施形態、及び種々の変形例では測距装置１と被測距側装置２とが双方向通信するように構成されているものとしたが、これに限らない。図７に示すように、被測距側装置２が保持している時間情報と同期している時間情報を保持している同期時刻情報保持部１３５を備える場合には、被測距側装置２から測距装置１への単方向通信によっても、距離Ｌを推定することができる。
【００８１】
具体的は、被測距側装置２は所定のタイミングで第１周波数の信号と、第２周波数の信号を順次送信する。測距装置１の位相差検出部１３２は、同期時刻情報保持部１３５が保持している時間情報と、測距側受信部１２から入力される受信信号とに基づいて、第１位相差θ１及び第２位相差θ２を検出する。
【００８２】
なお、同期時刻情報保持部１３５が保持する被測距側装置２と同期した時間情報は、例えば、測距装置１の製造過程において登録されれば良い。また、測距装置１の製造時以外にも、測距装置１と被測距側装置２とを有線又は無線接続した状態において、時間情報を同期させるための所定の同期処理を実行させることで、各装置での時間情報を同期させても良い。測距装置１と被測距側装置２との同期には、例えば路側機や外部サーバなどの第３の通信装置が介在していても良い。さらに、測距装置１及び被測距側装置２が、ＧＰＳ受信機が発するＰＰＳ信号（Pulse-Per-Second Signal）を取得可能に構成されている場合には、ＰＰＳ信号を基準として同期を行っても良い。
【００８３】
このような第３実施形態によれば、測距装置１は測距側送信部１１や送信制御部１３１を備えていなくとも良い。また、被測距側装置２は被測距側受信部２１を備えていなくとも良い。さらに、この第３実施形態によれば被測距側装置２での応答処理時間τを考慮しなくてもよくなるため、設計上の応答処理時間τと実際の応答処理時間τとの誤差による測距誤差を抑制することができる。つまり、測距精度を高精度化することができる。なお、当然この第３実施形態においても、第１、第２実施形態や、種々の変形例で述べた構成を適用することができる。この第３実施形態においては被測距側装置２が送信する第１周波数の信号が請求項に記載の第１周波数信号に相当し、被測距側装置２が送信する第２周波数の信号が請求項に記載の第２周波数信号に相当する。
【００８４】
［第４実施形態］
上述した第１〜第３実施形態及び種々の変形例では、ターゲットとしての被測距側装置２を、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２の信号を送信可能に構成されているものとしたが、これに限らない。
【００８５】
図８に示すように測距装置１が測距対象とする物体（つまりターゲット）は、測距装置１と通信するための機能を備えず、測距装置１から送信されてきた信号を反射することによって、測距装置１に送信信号を反射波として帰還させる物体（以降、反射物）２Ａであっても良い。つまり、測距装置１は、ターゲットとしての反射物２Ａで反射されて帰還してきた信号と送信信号との位相差によって距離を推定するものであってもよい。
【００８６】
この場合、反射物２Ａは、例えば車両などの金属体や人体など、第１周波数及び第２周波数の電波を反射する性質を有する物体であればよい。第４実施形態における測距側送信部１１や測距側受信部１２は、所定の方向に向けて電波を送受信するように構成されていることが好ましい。仮に測距側送信部１１を無指向性とすると、何れの方向に存在する物体との距離を検出しているのかが不明となるためである。測距装置１が送信した第１周波数の信号が反射物２Ａで反射されて測距装置１に返ってきた信号が請求項に記載の第１帰還信号に相当する。また、測距装置１が送信した第２周波数の信号が反射物２Ａで反射されて測距装置１に返ってきた信号が請求項に記載の第２帰還信号に相当する。
【００８７】
なお、測距側送信部１１や測距側受信部１２の指向性は、機械的に又はソフトウェア的に変更可能に構成されていてもよい。そのような構成によれば、測距対象とする方向を回動させることによって、各測距方向に存在する電波反射物との距離を測定することができる。なお、当然この第４実施形態においても、第１、第２実施形態や、変形例１、３で述べた構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１００  測距システム、１  測距装置、２  被測距側装置、１１  測距側送信部、１２  測距側受信部、１３  測距側制御部、２１  被測距側受信部、２２  被測距側制御部、２３  被測距側送信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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