(57)【要約】【課題】狭い周波数帯域幅でも、高い距離分解能で距離測定が行える距離測定装置を提供する。【解決手段】周波数の時間変化が正弦波となる送信波を送信する送信部１１と、送信波が対象物で反射した反射波を受信する受信アンテナ（受信部）１２と、送信部１１が送信した送信波と、受信アンテナ１２が受信した受信波の差の信号であるビート信号を生成するミキサ（ビート信号生成部）１３と、ビート信号ｘを表現した式であって、対象物ｓとの間の距離Ｌｗをパラメータとして含んでいる式である参照モデルｗを、距離Ｌｗを変化させつつ、ミキサ１３が生成したビート信号ｘとを比較して、ビート信号ｘと最も一致する参照モデルｗを決定する参照モデル決定部２２と、参照モデル決定部２２が決定した参照モデルｗにおける距離Ｌｗを、対象物ｓまでの距離Ｌとする距離決定部２３とを備える。【選択図】図１
2015143619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数の時間変化が正弦波となる送信波を送信する送信部（１１）と、
前記送信波が対象物で反射した反射波を受信する受信部（１２）と、
前記送信部が送信した送信波と、前記受信部が受信した受信波の差の信号であるビート信号を生成するビート信号生成部（１３）と、
前記ビート信号を表現した式であって、前記対象物との間の距離に関するパラメータである距離関連パラメータを含んでいる式である参照モデルを、前記距離関連パラメータを変化させつつ、前記ビート信号生成部が生成したビート信号とを比較して、前記ビート信号と最も一致する参照モデルを決定する参照モデル決定部（２２）と、
前記参照モデル決定部が決定した参照モデルにおける前記距離関連パラメータに基づいて、対象物までの距離を決定する距離決定部（２３）と、を含むことを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記参照モデル決定部は、前記ビート信号生成部が生成したビート信号と前記参照モデルとの差である残差エネルギーが最小となる参照モデルを、前記ビート信号と最も一致する参照モデルに決定することを特徴とする距離測定装置。
【請求項３】
請求項２において、
ｆｃを前記送信波の中心周波数、ｆｓを前記送信波の変調周波数、Δｆを前記送信波の周波数変調幅、Ａ、Ｂを係数、ｖｃを光速、Ｌｗを対象物までの距離、ｔを時間、ｗを前記参照モデルとして、前記参照モデルを下記式１で表し、
前記参照モデル決定部は、前記ビート信号生成部が生成したビート信号から前記参照モデルを引くことによる前記ビート信号の減少量を示し、前記ビート信号と前記参照モデルとが一致するほど大きくなる残差減少量を算出し、その残差減少量が最大となる参照モデルを、前記残差エネルギーが最小となる参照モデルとすることを特徴とする距離測定装置。
【数１】
2015143619.tif 000023
【請求項４】
請求項３において、
前記係数Ａ、Ｂが、前記ｚの三角関数を観測時間で定積分する定積分項を含む振幅計算式から計算できるようになっており、
前記距離関連パラメータを周波数分解能により定まる探索ピッチごとの探索値にして、前記定積分項を計算した計算値を持つテーブルを記憶したテーブル記憶部を備え、
前記参照モデル決定部は、前記テーブル記憶部から前記探索値に対応する前記計算値を抽出し、抽出した計算値を用いて前記探索値に対応する前記残差減少量を算出することを特徴とする距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を用いて対象物との距離を測定する距離測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波によって対象物との距離を測定する技術として、ＦＭＣＷレーダが知られている（例えば、特許文献１）。ＦＭＣＷレーダは、周波数変調された連続波を使用して測距を行う。
【０００３】
ＦＭＣＷレーダの基本的な構成では、送信波を三角波信号で直線的に周波数変調し、その送信波と対象物で反射した受信波をミキシングしたビート信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）することで、電波の往復距離に相当する周波数差であるビート周波数を求め、対象物との距離を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２７８４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電波の往復距離に相当する周波数差であるビート周波数は、対象物までの距離が変化していなければ、送信波の周波数が直線的に増加あるいは減少している間は一定値になる。
【０００６】
しかし、送信波の周波数をずっと増加または減少させ続けることはできないので、送信波の周波数が直線的に増加、減少する範囲には上限、下限がある。送信波の周波数が上限に達し、周波数が増加から減少に転じる部分、および、送信波の周波数が下限に達し、周波数が減少から増加に転じる部分では、対象物までの距離が変化していなくても、ビート周波数は一定値ではなくなる。
【０００７】
つまり、ビート周波数が一定値となる連続期間は、最大でも周波数が直線的に増加する期間や、周波数が直線的に減少する期間よりも短い。そして、ＦＦＴの周波数分解能は、窓幅により定まる。そのため、従来のＦＭＣＷレーダでは、周波数が直線的に変化する期間により、周波数分解能が制限されてしまう。ビート周波数は、電波の往復距離に相当しているので、周波数分解能が制限されることは、距離分解能が制限されることを意味する。
【０００８】
単位時間あたりの周波数変化速度を遅くして、ゆっくりと周波数変調をすれば、周波数が直線的に変化する期間が長くなるので、窓幅は大きくできる。しかし、周波数変化速度を遅くすると、電波が往復する間の周波数変化、すなわち、ビート周波数が小さくなってしまうため、結局、距離分解能は向上しない。
【０００９】
よって、距離分解能を向上させるには、窓幅を広くしつつ、ビート周波数を大きくする必要がある。周波数変調の帯域を広くすることができれば、窓幅を広くしつつ、周波数の変化量を大きくすることができる。しかし、一般的に使用できる周波数帯域には制限がある。したがって、従来、狭い周波数帯域幅で、高い距離分解能の距離測定を行うことは困難であった。
【００１０】
本発明は、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、狭い周波数帯域幅でも、高い距離分解能で距離測定が行える距離測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。また、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、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明は、周波数の時間変化が正弦波となる送信波を送信する送信部（１１）と、送信波が対象物で反射した反射波を受信する受信部（１２）と、送信部が送信した送信波と、受信部が受信した受信波の差の信号であるビート信号を生成するビート信号生成部（１３）と、ビート信号を表現した式であって、対象物との間の距離に関するパラメータである距離関連パラメータを含んでいる式である参照モデルを、距離関連パラメータを変化させつつ、ビート信号生成部が生成したビート信号とを比較して、ビート信号と最も一致する参照モデルを決定する参照モデル決定部（２２）と、参照モデル決定部が決定した参照モデルにおける距離関連パラメータに基づいて、対象物までの距離を決定する距離決定部（２３）と、を含むことを特徴とする距離測定装置である。
【００１３】
本発明によれば、周波数の時間変化が正弦波となる送信波を送信する。そのため、送信波と受信波の差の信号であるビート信号も、周波数変化が正弦波となる。ビート信号の周波数変化が正弦波となることから、従来とは異なり、ビート信号は周波数変化が不連続になる期間が生じない。したがって、測定時間長に制限がなくなる。
【００１４】
しかし、周波数変化が正弦波となるので、窓内の信号の周波数ピークを求める解析手法であるＦＦＴでは、本発明のビート信号を解析することができない。そこで、本発明では、ビート信号を表現した式である参照モデルを用意し、その参照モデルと、送信波、受信波から生成したビート信号とを比較する。参照モデルは、送信波と受信波の差であるビート信号を表現した式であるので、対象物との間の距離に関するパラメータである距離関連パラメータを含んでいる。
【００１５】
したがって、この距離関連パラメータを変化させつつ、参照モデルと、生成したビート信号とを比較すると、距離関連パラメータの値が、対象物までの距離に対応する値に最も近い参照モデルが、生成したビート信号に最も一致するはずである。そこで、参照モデル決定部は、距離関連パラメータを変化させつつ、生成したビート信号と最も一致する参照モデルを決定する。そして、距離決定部は、参照モデル決定部が決定した参照モデルにおける距離関連パラメータに基づいて、対象物までの距離を決定する。
【００１６】
このようにして対象物までの距離を決定する本発明では、距離分解能は、距離関連パラメータを変化させる量をどれだけ細かくするかにより定まり、周波数変調の帯域の広さによる制限は受けない。よって、狭い周波数帯域でも、高い距離分解能で対象物までの距離を決定することができる。
【００１７】
また、請求項２記載の発明では、参照モデル決定部は、ビート信号生成部が生成したビート信号と参照モデルとの差である残差エネルギーが最小となる参照モデルを、ビート信号と最も一致する参照モデルに決定する。
【００１８】
残差エネルギーは、ビート信号と参照モデルとを、測定時間分の波形全体で比較していることになるので、ビート信号と参照モデルが一致するかどうかを精度よく判定することができる。よって、ビート信号と最も一致する参照モデルを精度よく決定することができ、その結果、距離決定精度が高くなる。
【００１９】
また、請求項３記載の発明では、ｆｃを送信波の中心周波数、ｆｓを送信波の変調周波数、Δｆを送信波の周波数変調幅、Ａ、Ｂを係数、ｖｃを光速、Ｌｗを対象物までの距離、ｔを時間、ｗを参照モデルとして、参照モデルを下記式１で表し、
参照モデル決定部は、ビート信号生成部が生成したビート信号から参照モデルを引くことによるビート信号の減少量を示し、ビート信号と参照モデルとが一致するほど大きくなる残差減少量を算出し、その残差減少量が最大となる参照モデルを、残差エネルギーが最小となる参照モデルとする。
【数１】
2015143619.tif 000003
【００２０】
式１のように参照モデルを定義して、かつ、残差減少量が最大となる参照モデルを、残差エネルギーが最小となる参照モデルとすれば、詳しくは後述するが、式の展開が簡単になる。そのため、ビート信号と最も一致する参照モデルを決定するための演算が容易になる。
【００２１】
また、請求項４記載の発明では、係数Ａ、Ｂが、ｚの三角関数を観測時間で定積分する定積分項を含む振幅計算式から計算できるようになっており、
距離関連パラメータを周波数分解能により定まる探索ピッチごとの探索値にして、定積分項を計算した計算値を持つテーブルを記憶したテーブル記憶部を備え、
参照モデル決定部は、テーブル記憶部から探索値に対応する計算値を抽出し、抽出した計算値を用いて探索値に対応する残差減少量を算出する。
【００２２】
このように、定積分項を予め計算しておくことにより、ビート信号を生成してからの演算量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】距離測定装置１の構成図である。
【図２】送信波の周波数ｆＴ、受信波の周波数ｆＲ、ビート信号の周波数ｆｂｅａｔの時間変化を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜装置構成＞
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の距離測定装置１の構成を示すブロック図である。距離測定装置１は、通信部１０と、信号処理部２０とを備える。
【００２５】
通信部１０は、送信部１１を備える。この送信部１１は、変調信号発生器１１１、ＶＣＯ１１２、送信アンテナ１１３を備える。通信部１０は、送信部１１の他に、受信部に相当する受信アンテナ１２、ビート信号生成部に相当するミキサ１３、ＡＤ変換器１４を備える。
【００２６】
変調信号発生器１１１は、正弦波信号を発生させる。この正弦波信号がＶＣＯ１１２に入力されることで、ＶＣＯ１１２は、正弦波信号で周波数変調された信号を出力する。正弦波信号で周波数変調されることから、ＶＣＯ１１２が出力する信号は、周波数の時間変化が正弦波となる。ＶＣＯ１１２が出力する信号は、送信アンテナ１１３から電波（以下、送信波）として送信される。
【００２７】
送信アンテナ１１３から送信された送信波は、対象物ｓで反射して、受信アンテナ１２により受信される。受信アンテナ１２が受信する電波を、以下、受信波という。受信波はミキサ１３に入力される。
【００２８】
ミキサ１３には、ＶＣＯ１１２が生成した信号も入力される。ミキサ１３では、ＶＣＯ１１２が生成した信号と、受信波の周波数差の信号が生成される。この周波数差の信号を、以下、ビート信号ｘという。
【００２９】
ミキサ１３で生成されたビート信号ｘは、ＡＤ変換器１４でデジタル信号に変換された後に、信号処理部２０に入力される。
【００３０】
信号処理部２０は、いずれも不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータである。信号処理部２０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで、信号取得部２１、参照モデル決定部２２、距離決定部２３として機能する。
【００３１】
信号取得部２１は、通信部１０のＡＤ変換器１４からビート信号ｘを取得して、ＲＡＭあるいはＲＡＭとは別に備えられたメモリなどの所定の記憶部に格納する。
【００３２】
参照モデル決定部２２は、信号取得部２１が格納したビート信号ｘと最も一致する参照モデルｗを決定する。参照モデルｗを示す式は、後述する式１２である。式１２は、本実施形態における距離関連パラメータである距離Ｌｗを含んでいる。参照モデル決定部２２は、この距離Ｌｗを、要求される距離分解能により定まる探索ピッチで変化させていき、ビート信号ｘと最も一致する参照モデルｗを決定する。
【００３３】
距離決定部２３は、参照モデル決定部２２で決定した、ビート信号ｘと最も一致する参照モデルｗにおける距離Ｌｗを、対象物ｓまでの距離に決定する。参照モデルｗや、その参照モデルｗを用いたマッチング方法を説明する前に、ビート周波数ｆｂｅａｔ、ビート信号ｘについて説明する。
【００３４】
＜ビート周波数ｆｂｅａｔ、ビート信号ｘの説明＞
図２は、送信波の周波数ｆＴ、受信波の周波数ｆＲ、ビート周波数ｆｂｅａｔの時間変化を示す図である。送信波の周波数ｆＴに対して、受信波の周波数ｆＲはτだけ遅れて、正弦波で変化する。受信波の周波数ｆＲから送信波の周波数ｆＴを引いた周波数であるビート周波数ｆｂｅａｔの時間変化も、同図に示すように、正弦波となり、時間に応じた一定値ではない。
【００３５】
このビート周波数ｆｂｅａｔの時間変化を表す式の導出を次に説明する。送信波の中心周波数、周波数変調幅、変調周波数をそれぞれｆｃ、Δｆ、ｆｓとすると、送信波の周波数ｆＴは、式２で表すことができる。なお、式２において、ｔは時刻であり、ｔ＝０で中心周波数ｆｃになるように変調を開始したとする。
【数２】
2015143619.tif 000004
【００３６】
対象物ｓまでの距離がＬとすると、受信波の周波数ｆＲは式３で表すことができる。なお、式３において、ｖｃは光速である。
【数３】
2015143619.tif 000005
【００３７】
ビート周波数ｆｂｅａｔは、送信波の周波数ｆＴと受信波の周波数ｆＲとの周波数差である。よって、ビート周波数ｆｂｅａｔは、式４のように表すことができる。
【数４】
2015143619.tif 000006
【００３８】
式４において、加法定理を用いて第２行の｛｝内第１項を書き換えた後に、まとめ直すと第３行になる。第４行は、第３行の［］内を１以下にするための式変形であり、式５に示すＤを［］外に係数として乗じることで、［］内は、第１項のｃｏｓ（θＲ）−１、第２項のｓｉｎ（θＲ）をなくしている。また、式６、式７の右辺は、式５のＤで、式４第３行［］内の第１項「ｃｏｓ（θＲ）−１」、第２項「ｓｉｎ（θＲ）」を割った式である。式８のようにγを定義すると、式６、７が成立する。式６、式７を用いて式４第３行の式を書き換えた後に、加法定理を用いると、式４第４行が得られる。
【数５】
2015143619.tif 000007
【数６】
2015143619.tif 000008
【数７】
2015143619.tif 000009
【数８】
2015143619.tif 000010
【００３９】
式４第４行に示されているＤ、γには、式５、式８から分かるように、θＲが含まれている。このθＲは、式３に示したように、距離Ｌと変調周波数ｆｓで表すことができる。よって、時刻ｔにおけるビート周波数ｆｂｅａｔは、周波数変調のパラメータΔｆ、ｆｓと、距離Ｌだけにより決まる。
【００４０】
ビート周波数ｆｂｅａｔの時間変化の式である式４を、ビート角周波数ωｂｅａｔの式に変換すると、式９になる。
【数９】
2015143619.tif 000011
【００４１】
式９を積分すると位相になる。初期位相をΨとすると、ビート信号ｘの位相θは式１０で表すことができる。
【数１０】
2015143619.tif 000012
【００４２】
ビート信号ｘは正弦波であるので、この位相θを用い、振幅をαとすると、ビート信号ｘは式１１で表すことができる。
【数１１】
2015143619.tif 000013
【００４３】
＜参照モデルｗの定義＞
次に、上記ビート信号ｘとの波形マッチングを行う参照モデルｗを説明する。参照モデルｗは、よく知られた単一周波数の波形の表現である式１２により表す。式１２の形で参照モデルｗを定義したのは、後の式展開を容易にするためである。
【数１２】
2015143619.tif 000014
【００４４】
式１２において、ｚは、初期位相Ψがない点以外は、上記式１０と同じである。Ｄｗ、γｗは、それぞれ、式５、式８に示したものと同じである。なお、添字ｗは、参照モデルｗの変数であることを示す意味である。
【００４５】
これら、Ｄｗ、γｗは、距離Ｌｗと、変調周波数ｆｓをパラメータとして持つ。これら以外に、ｚには、パラメータとして周波数変調幅Δｆが含まれている。これらのパラメータのうち、周波数変調のパラメータΔｆ、ｆｓは送信波として設計できる既知パラメータである。よって、上記参照モデルｗは、距離Ｌｗを定めることにより値を求めることができる。
【００４６】
ビート信号ｘと最も形状が一致する参照モデルｗを決定するために、Ｌｗを変化させつつ、各Ｌｗにおいて、残差エネルギー（最小自乗和）Ｅを考える。残差エネルギーＥが最も小さくなるＬｗが、対象物ｓまでの実際の距離を表していると考えられる。
【００４７】
＜残差エネルギーＥの説明＞
残差エネルギーＥは、式１３で表すことができる。なお、式１３においてｌは測定信号の時間長、すなわち、測定時間長である。
【数１３】
2015143619.tif 000015
【００４８】
残差エネルギーＥが最小となるとき、次の式１４に示す残差減少量ｅは最大となる。よって、残差減少量ｅが最大となる距離Ｌｗを探索すれば、対象物ｓまでの距離Ｌを決定することができる。
【数１４】
2015143619.tif 000016
【００４９】
式１４の右辺第１項を積分計算して文字による置き換えを行うと、式１５に示すように表現できる。
【数１５】
2015143619.tif 000017
【００５０】
また、式１４の右辺第２項を積分計算して文字よる置き換えを行うと、式１６に示すように表現できる。
【数１６】
2015143619.tif 000018
【００５１】
式１５、式１６から、残差減少量ｅは、式１７で表現できる。
【数１７】
2015143619.tif 000019
【００５２】
＜係数Ａ、Ｂの算出方法＞
ビート信号ｘは、参照モデルｗの係数Ａ、Ｂに左右されない。また、ｚも式１２から分かるように係数Ａ、Ｂに左右されない変数である。また、式１７から分かるように、ｅは係数Ａ、Ｂに関して、それぞれ上に凸な二次関数である。そのため、ｅが最大となる係数Ａ、Ｂは、下記式１８に示す偏微分の式を解くことで一意に求めることができる。
【数１８】
2015143619.tif 000020
【００５３】
式１８から式１９の連立一次方程式が得られる。
【数１９】
2015143619.tif 000021
【００５４】
式１９を解くことで、係数Ａ、Ｂを式２０に示すように表すことができる。なお、この式２０が請求項の振幅計算式である。
【数２０】
2015143619.tif 000022
【００５５】
式２０において、Ｉｓｓ、Ｉｃｃ、Ｉｓｃは、いずれもｚのみを変数として持ち、Ｘｓ、Ｘｃは、変数として、ｘ、ｚを持つ。ｘはビート信号であることから、観測により数値が得られる。ｚは、式１２で説明したように、距離Ｌｗを定めることにより値を求めることができる。以上より、係数Ａ、Ｂは、式２０を用いて、ビート信号ｘと距離Ｌｗから、求めることができる。
【００５６】
＜参照モデル決定部２２、距離決定部２３の処理＞
式１７に示した残差減少量ｅの計算式において、Ｘｓ、Ｘｃは、式１５に示したように、ｘ、ｚの関数である。また、すでに説明したように、ｘ、ｚが定まれば、係数Ａ、Ｂ、Ｉｓｓ、Ｉｃｃ、Ｉｓｃも計算することができる。
【００５７】
したがって、参照モデル決定部２２は、信号取得部２１が取得したビート信号ｘに対して、Ｌｗを変化させ、各Ｌｗで、式１７から残差減少量ｅを計算する。そして、残差減少量ｅが最大となった参照モデルｗを、ビート信号ｘと最も一致する参照モデルｗとする。
【００５８】
距離決定部２３は、残差減少量ｅが最大となった参照モデルｗに対応するＬｗを、対象物ｓまでの距離Ｌに決定する。
【００５９】
＜実施形態の効果＞
以上、説明した本実施形態によれば、送信部１１から、周波数の時間変化が正弦波となる送信波を送信するので、ビート信号ｘも、周波数変化が正弦波となる。周波数変化が正弦波となるので、このビート信号ｘは、図２に示すように、周波数変化が不連続になる期間が生じない。したがって、測定時間長ｌに制限がなくなる。
【００６０】
しかし、窓内の信号の周波数ピークを求める解析手法であるＦＦＴでは、周波数の時間変化が正弦波となるビート信号ｘを解析することができない。そこで、本実施形態では、ビート信号ｘを表現した式１２に示す参照モデルｗを、信号取得部２１が取得したビート信号ｘと比較する。
【００６１】
具体的には、参照モデル決定部２２は、参照モデルｗのパラメータである距離Ｌｗを、距離分解能により定まる探索ピッチで変化させつつ、ビート信号ｘに最も一致する参照モデルｗを決定する。そして、距離決定部２３は、参照モデル決定部２２が決定した参照モデルｗにおける距離Ｌｗを、対象物ｓまでの距離に決定する。
【００６２】
このようにして対象物ｓまでの距離を決定するので、距離分解能は、距離Ｌｗの探索ピッチにより定まり、周波数変調幅Δｆによる制限は受けない。よって、本実施形態の距離測定装置１は、狭い周波数帯域でも、高い距離分解能で対象物ｓまでの距離を決定することができる。
【００６３】
加えて、測定時間長ｌに制限がないことから、測定時間長ｌを長くとることができる。測定時間長ｌを長くとることで、参照モデルｗのマッチングに用いるビート信号ｘのサンプル数が多くなるので、ビート信号ｘに一時的にノイズが混入したとしても、そのノイズの影響を少なくすることができる。
【００６４】
また、本実施形態では、ビート信号ｘと最も一致する参照モデルｗを決定するために、残差エネルギーＥを用いる。残差エネルギーＥは、式１３に示したように、測定時間分の波形を全体で比較していることになるので、ビート信号ｘと参照モデルｗが一致するかどうかを精度よく判定することができる。よって、ビート信号ｘと最も一致する参照モデルｗを精度よく決定することができる。その結果、距離決定精度が高くなる。
【００６５】
また、上記残差エネルギーＥが最小となる参照モデルｗを決定するために、残差減少量ｅが最大となる参照モデルｗを探索している。参照モデルｗを式１２で定義しているので、残差減少量ｅは式１７で表すことができ、式１７の最大値は、式１９の連立一次方程式を解くことにより求めることができる。したがって、残差減少量ｅが最大となる参照モデルｗ、すなわち、残差エネルギーＥが最小となる参照モデルｗを決定するための演算も容易である。
【００６６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明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。
【００６７】
＜変形例１＞
式２０において、Ｉｓｓ、Ｉｃｃ、Ｉｓｃはいずれもｚのみを変数として持ち、ビート信号ｘとは無関係な定積分項である。そして、ｚは、すでに説明したように、Ｌｗを定めることにより値を求めることができる。
【００６８】
そこで、周波数分解能により定まる探索ピッチごとの探索値をＬｗに代入して、定積分項であるＩｓｓ、Ｉｃｃ、Ｉｓｃを予め計算し、計算値をテーブルとして図示しないテーブル記憶部に予め記憶しておいてもよい。そして、このテーブル記憶部から探索値に対応する計算値を抽出して残差減少量ｅを算出する。このように予め定積分項Ｉｓｓ、Ｉｃｃ、Ｉｓｃを計算しておくことで、ビート信号ｘを生成してからの演算量を少なくすることができる。
【００６９】
＜変形例２＞
前述の実施形態では、参照モデルｗにおいて、値を変化させているパラメータは距離Ｌｗであった。すなわち、前述の実施形態では、距離関連パラメータは距離Ｌｗであった。しかし、式３にも示されているように、距離Ｌと時間τは一対一の関係にある。したがって、参照モデルｗにおいて、値を変化させているパラメータを時間τとしてもよい。なお、この場合、時間τが請求項の距離関連パラメータである。
【００７０】
＜変形例３、４＞
また、前述の実施形態では、ビート信号ｘと最も一致する参照モデルｗを決定するために、残差エネルギーＥを用いていた。すなわち、ビート信号ｘと参照モデルｗとの一致の程度を面積差で判断していた。しかし、ビート信号ｘと参照モデルｗとの一致の程度を、面積差以外の変量で判断してもよい。たとえば、所定時刻ごとのビート信号ｘと参照モデルｗの差の絶対値の合計値で一致の程度を判断してもよい（変形例３）。また、所定時刻ごとに、ビート信号ｘと参照モデルｗの積を計算し、正の値となった時刻の数と、負の値となった時刻の数の差で一致の程度を判断してもよい（変形例４）。ビート信号ｘと参照モデルｗが一致しているほど、正の値となった時刻が多くなるので、ビート信号ｘと参照モデルｗが一致しているほど、正の値となった時刻の数と、負の値となった時刻の数の差は大きくなる。
【符号の説明】
【００７１】
１：距離測定装置、      １０：通信部、      １１：送信部、      １２：受信アンテナ（受信部）、      １３：ミキサ（ビート信号生成部）、      １４：ＡＤ変換器、      ２０：信号処理部、      ２１：信号取得部、      ２２：参照モデル決定部、      ２３：距離決定部、      １１１：変調信号発生器、      １１２：ＶＣＯ、      １１３：送信アンテナ
【図１】
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【図２】
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