JPH04259873A - 距離判定装置 - Google Patents
距離判定装置Info
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- JPH04259873A JPH04259873A JP3263627A JP26362791A JPH04259873A JP H04259873 A JPH04259873 A JP H04259873A JP 3263627 A JP3263627 A JP 3263627A JP 26362791 A JP26362791 A JP 26362791A JP H04259873 A JPH04259873 A JP H04259873A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S13/64—Velocity measuring systems using range gates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S13/04—Systems determining presence of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
- G01S13/70—Radar-tracking systems; Analogous systems for range tracking only
-
- G—PHYSICS
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S13/0209—Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターゲットの距離判定
及び移動ターゲットの表示に関し、かつさらに特定すれ
ば、高精度の距離情報とゆっくり動くターゲットの検出
を必要とするシステムのターゲット距離判定器と移動タ
ーゲット表示器に関する。
及び移動ターゲットの表示に関し、かつさらに特定すれ
ば、高精度の距離情報とゆっくり動くターゲットの検出
を必要とするシステムのターゲット距離判定器と移動タ
ーゲット表示器に関する。
【０００２】
【従来の技術】侵入検出システムは、保護された範囲の
周囲をいつ横断したかを判定する。しかしながらある種
の範囲の保護は、１ｍ（数フィート）以内への侵入通過
者の距離の判定、及び空入した範囲内への通過速度の判
定を必要とし、その場合この速度は、はった又は歩いた
侵入者のために毎秒３０〜１５０ｃｍ（１〜５フィート
）の間であってもよい。侵入者の検出にはパルスドップ
ラーレーダー技術が利用できる。しかしながらこれらシ
ステムは、所望の距離分解能と侵入速度を達成するため
には、極めて広いシステム帯域幅と極めて狭いドップラ
ーフィルタ帯域幅を必要とする。さらにパルスドップラ
ーシステムは、妨害を受けることがあり、従って動作不
能になることがある。
周囲をいつ横断したかを判定する。しかしながらある種
の範囲の保護は、１ｍ（数フィート）以内への侵入通過
者の距離の判定、及び空入した範囲内への通過速度の判
定を必要とし、その場合この速度は、はった又は歩いた
侵入者のために毎秒３０〜１５０ｃｍ（１〜５フィート
）の間であってもよい。侵入者の検出にはパルスドップ
ラーレーダー技術が利用できる。しかしながらこれらシ
ステムは、所望の距離分解能と侵入速度を達成するため
には、極めて広いシステム帯域幅と極めて狭いドップラ
ーフィルタ帯域幅を必要とする。さらにパルスドップラ
ーシステムは、妨害を受けることがあり、従って動作不
能になることがある。
【０００３】搬送波信号を用いることなく２ナノ秒程度
のパルス幅を有するパルスを送信するパルスレーダーシ
ステムは、実質的に妨害を受けない。このようなシステ
ムは、高精度の侵入者検出を行う。２ナノ秒のパルスの
発生に要する帯域幅が５００ＭＨｚ程度であることは周
知である。３００ＭＨｚのスペクトル線をドップラー測
定に利用した場合、毎秒１５０ｃｍ（５フィート）で歩
く侵入者は、毎秒ほぼ３サイクル（３Ｈｚ）のドップラ
ー周波数シフトを引起こす。現実のシステムにおいてス
ペクトル線の幅は３Ｈｚを越えるので、このようなシス
テムでは、歩く又ははった侵入者の侵入速度は測定でき
ない。
のパルス幅を有するパルスを送信するパルスレーダーシ
ステムは、実質的に妨害を受けない。このようなシステ
ムは、高精度の侵入者検出を行う。２ナノ秒のパルスの
発生に要する帯域幅が５００ＭＨｚ程度であることは周
知である。３００ＭＨｚのスペクトル線をドップラー測
定に利用した場合、毎秒１５０ｃｍ（５フィート）で歩
く侵入者は、毎秒ほぼ３サイクル（３Ｈｚ）のドップラ
ー周波数シフトを引起こす。現実のシステムにおいてス
ペクトル線の幅は３Ｈｚを越えるので、このようなシス
テムでは、歩く又ははった侵入者の侵入速度は測定でき
ない。
【０００４】
【発明の目的】それ故に本発明の目的は、侵入者が保護
範囲の周囲を通過した後に侵入速度の判定を行うことが
できる侵入検出システムを提供することにある。
範囲の周囲を通過した後に侵入速度の判定を行うことが
できる侵入検出システムを提供することにある。
【０００５】本発明の別の目的は、３０ｃｍ（１フィー
ト）未満の精度で保護範囲内への侵入者の位置を判定す
ることができる侵入検出システムを提供することにある
。
ト）未満の精度で保護範囲内への侵入者の位置を判定す
ることができる侵入検出システムを提供することにある
。
【０００６】
【発明の構成】本発明の基本方式によるターゲット距離
検出器は、保護範囲の周囲を突破したターゲットから反
射したパルス信号を受信した時に出力信号を供給する検
出器を利用している。この出力信号は、Ｄタイプフリッ
プフロップのクロック端子に供給される。距離ゲート信
号発生器は、保護範囲内の距離セグメントを表期間にわ
たってこのフリップフロップにエネーブル信号を供給す
る。距離ゲート信号発生器に接続されたランプ信号発生
器は、距離ゲート信号の開始と共に始まりかつ時間と共
に増加する振幅を有する信号を供給する。出力信号とラ
ンプ信号を受信するように接続されたサンプルホールド
回路は、検出器の出力信号のリーディングエッジによっ
てフリップフロップがクロック制御された後にこのフリ
ップフロップから受信した信号によってホールドモード
に切換えられるまでランプ信号に追従する出力信号を供
給する。サンプルホールド回路の出力端子における信号
の振幅は、ホールドモードにある場合、距離セグメント
内のターゲット位置を表わしている。このターゲット位
置が次の検出に際し距離セグメント内で変化した場合、
サンプルホールド回路の出力端子における信号振幅は、
ホールドモードにある場合、ターゲットの移動と方向に
依存して増加又は減少する。それからこれら信号は、距
離セグメント内のターゲットの位置及び保護範囲に侵入
するターゲットの速度の両方を判定するために処理でき
る。
検出器は、保護範囲の周囲を突破したターゲットから反
射したパルス信号を受信した時に出力信号を供給する検
出器を利用している。この出力信号は、Ｄタイプフリッ
プフロップのクロック端子に供給される。距離ゲート信
号発生器は、保護範囲内の距離セグメントを表期間にわ
たってこのフリップフロップにエネーブル信号を供給す
る。距離ゲート信号発生器に接続されたランプ信号発生
器は、距離ゲート信号の開始と共に始まりかつ時間と共
に増加する振幅を有する信号を供給する。出力信号とラ
ンプ信号を受信するように接続されたサンプルホールド
回路は、検出器の出力信号のリーディングエッジによっ
てフリップフロップがクロック制御された後にこのフリ
ップフロップから受信した信号によってホールドモード
に切換えられるまでランプ信号に追従する出力信号を供
給する。サンプルホールド回路の出力端子における信号
の振幅は、ホールドモードにある場合、距離セグメント
内のターゲット位置を表わしている。このターゲット位
置が次の検出に際し距離セグメント内で変化した場合、
サンプルホールド回路の出力端子における信号振幅は、
ホールドモードにある場合、ターゲットの移動と方向に
依存して増加又は減少する。それからこれら信号は、距
離セグメント内のターゲットの位置及び保護範囲に侵入
するターゲットの速度の両方を判定するために処理でき
る。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を以下図面により詳細に説明
する。
する。
【０００８】図１及び図２により有利な構成とその動作
を説明する。あらかじめ選択された期間にわたって距離
ゲート信号発生器１３からの距離ゲート信号１４により
エネーブルされる信号検出器１１は、図示しない送信機
から供給されターゲットから反射したパルス信号１２を
受信するように接続されている。検出器の出力端子は、
Ｄタイプフリップフロップ１５のクロック端子に接続さ
れており、このフリップフロップは、高レベル信号を受
信するように接続されたＤ端子とプリセット端子、及び
距離ゲート信号発生器１３の出力端子に接続されたクリ
ア端子を有する。距離ゲート信号発生器１３による距離
ゲート１４の開始の際、距離ゲート信号を受信するよう
に接続されたランプ信号発生器１７は、時間と共に増大
する振幅を有する信号１８をサンプルホールド回路１９
に供給する。フリップフロップ１５のＱバー出力端子は
、このサンプルホールド回路１９に制御信号１６を供給
する。距離ゲート信号発生器１３により距離ゲート信号
を発生する前に、フリップフロップ１５のクリア端子は
低レベルになっており、かつ前記のようにプリセット端
子は高レベル信号を受信するようになっている。この状
態においてＱバー端子は高レベルになっており、かつク
ロック端子及びＤ端子の信号振幅には関係なくこのレベ
ルのままになっている。この状態は、高レベル距離ゲー
ト信号１４がクリア端子に供給されかつフリップフロッ
プ１５がエネーブルされた時にも変化しない。従ってサ
ンプルホールド回路は、サンプリングモードに維持され
ており、かつランプ信号発生器１７の出力端子における
信号１８に追従する信号２０をその出力端子から供給す
る。フリップフロップ１５のクリア端子における高レベ
ル信号によれば、フリップフロップは、クロック端子に
おける信号の低レベルから高レベルへの変化に応答する
。図２においてＲＦ入力１２で示された復帰パルスが検
出器１１によって受信された時、検出器１１の出力端子
からフリップフロップ１５のクロック端子に低レベルか
ら高レベルへの変化が供給され、それによりフリップフ
ロップ１５のＱバー端子に低レベル信号を供給する。 この低レベル信号は、サンプルホールド回路１９をサン
プリングモードからホールドモードへ切換え、従ってサ
ンプルホールド回路１９の出力端子に一定振幅２６を有
する信号を設定する。この一定振幅信号２６のレベルは
、距離ゲート出力信号１４により示された距離ゲート内
のターゲットの位置を表わしている。フリップフロップ
１５のＱバー端子は遅延回路２１にも接続されており、
この遅延回路は、フリップフロップ１５のＱバー端子に
おける高レベルから低レベルへの変化によってサンプル
ホールド回路１９が一定の値２６に設定できるようにな
ってから十分な時間が経過した後に、アナログデジタル
変換器２３をエネーブル信号を供給する。遅延線２１は
、アナログデジタル変換器２３がアナログデジタル変換
を完了するために十分な遅延の後に、デジタルプロセッ
サ２５にも信号を供給する。それからプロセッサ２５は
、アナログデジタル変換器２３から供給されたデジタル
信号がターゲット距離を確定するために必要な操作を実
行する。従ってＱバー端子の信号は制御信号であり、サ
ンプルホールド回路１９のモードを制御し、Ａ／Ｄ変換
器２３をエネーブルし、かつサンプルホールド回路の出
力信号の処理開始をプロセッサに指令する。
を説明する。あらかじめ選択された期間にわたって距離
ゲート信号発生器１３からの距離ゲート信号１４により
エネーブルされる信号検出器１１は、図示しない送信機
から供給されターゲットから反射したパルス信号１２を
受信するように接続されている。検出器の出力端子は、
Ｄタイプフリップフロップ１５のクロック端子に接続さ
れており、このフリップフロップは、高レベル信号を受
信するように接続されたＤ端子とプリセット端子、及び
距離ゲート信号発生器１３の出力端子に接続されたクリ
ア端子を有する。距離ゲート信号発生器１３による距離
ゲート１４の開始の際、距離ゲート信号を受信するよう
に接続されたランプ信号発生器１７は、時間と共に増大
する振幅を有する信号１８をサンプルホールド回路１９
に供給する。フリップフロップ１５のＱバー出力端子は
、このサンプルホールド回路１９に制御信号１６を供給
する。距離ゲート信号発生器１３により距離ゲート信号
を発生する前に、フリップフロップ１５のクリア端子は
低レベルになっており、かつ前記のようにプリセット端
子は高レベル信号を受信するようになっている。この状
態においてＱバー端子は高レベルになっており、かつク
ロック端子及びＤ端子の信号振幅には関係なくこのレベ
ルのままになっている。この状態は、高レベル距離ゲー
ト信号１４がクリア端子に供給されかつフリップフロッ
プ１５がエネーブルされた時にも変化しない。従ってサ
ンプルホールド回路は、サンプリングモードに維持され
ており、かつランプ信号発生器１７の出力端子における
信号１８に追従する信号２０をその出力端子から供給す
る。フリップフロップ１５のクリア端子における高レベ
ル信号によれば、フリップフロップは、クロック端子に
おける信号の低レベルから高レベルへの変化に応答する
。図２においてＲＦ入力１２で示された復帰パルスが検
出器１１によって受信された時、検出器１１の出力端子
からフリップフロップ１５のクロック端子に低レベルか
ら高レベルへの変化が供給され、それによりフリップフ
ロップ１５のＱバー端子に低レベル信号を供給する。 この低レベル信号は、サンプルホールド回路１９をサン
プリングモードからホールドモードへ切換え、従ってサ
ンプルホールド回路１９の出力端子に一定振幅２６を有
する信号を設定する。この一定振幅信号２６のレベルは
、距離ゲート出力信号１４により示された距離ゲート内
のターゲットの位置を表わしている。フリップフロップ
１５のＱバー端子は遅延回路２１にも接続されており、
この遅延回路は、フリップフロップ１５のＱバー端子に
おける高レベルから低レベルへの変化によってサンプル
ホールド回路１９が一定の値２６に設定できるようにな
ってから十分な時間が経過した後に、アナログデジタル
変換器２３をエネーブル信号を供給する。遅延線２１は
、アナログデジタル変換器２３がアナログデジタル変換
を完了するために十分な遅延の後に、デジタルプロセッ
サ２５にも信号を供給する。それからプロセッサ２５は
、アナログデジタル変換器２３から供給されたデジタル
信号がターゲット距離を確定するために必要な操作を実
行する。従ってＱバー端子の信号は制御信号であり、サ
ンプルホールド回路１９のモードを制御し、Ａ／Ｄ変換
器２３をエネーブルし、かつサンプルホールド回路の出
力信号の処理開始をプロセッサに指令する。
【０００９】距離精度と距離分解能は、サンプルホール
ド回路１９の出力端子における信号振幅弁別能力に依存
している。この信号振幅弁別能力は、ランプ信号発生器
１７から供給されるランプ信号のこう配に依存している
。システムが可変の距離精度と距離分解能を有するよう
にするため、ランプ信号発生器は、スロープ選択アナロ
グ信号に応答するようにしてもよい。図１に示すように
、これらの信号は、図示しない制御ユニットからデジタ
ルスロープ選択信号を受信するようにしたデジタルアナ
ログ変換器によって供給してもよい。
ド回路１９の出力端子における信号振幅弁別能力に依存
している。この信号振幅弁別能力は、ランプ信号発生器
１７から供給されるランプ信号のこう配に依存している
。システムが可変の距離精度と距離分解能を有するよう
にするため、ランプ信号発生器は、スロープ選択アナロ
グ信号に応答するようにしてもよい。図１に示すように
、これらの信号は、図示しない制御ユニットからデジタ
ルスロープ選択信号を受信するようにしたデジタルアナ
ログ変換器によって供給してもよい。
【００１０】前記の検出プロセスは、保護範囲内の同じ
距離セグメントに相当しかつ距離ゲート信号発生器１３
により供給される距離ゲート２８以内にターゲットから
反射した次の送信信号について繰返し行われる。復帰パ
ルス３０で示すように、距離ゲート内でターゲット位置
が動くと、低レベルから高レベルへの変化３２によりフ
リップフロップ１５のＱバー出力における変化３４は、
時間と共に振幅の増加する信号３６の開始と比較して、
時間と共に振幅の増加する信号１８の開始と反射信号１
２の受信の結果生じるＱバー変化１６との間の期間とは
相違した時間に生じる。従ってランプ信号発生器１７の
出力信号のサンプリング３８は、前の振幅増加終了２６
とは相違した振幅４０のところで終了する。この振幅の
相違は、２度の距離ゲートの発生の間の期間内にターゲ
ットが動いた距離の測定値である。この期間は既知のも
のであるから、プロセッサ２５は、これら２つの振幅を
表わすデジタル信号を利用してターゲットの距離変化率
を判定する。
距離セグメントに相当しかつ距離ゲート信号発生器１３
により供給される距離ゲート２８以内にターゲットから
反射した次の送信信号について繰返し行われる。復帰パ
ルス３０で示すように、距離ゲート内でターゲット位置
が動くと、低レベルから高レベルへの変化３２によりフ
リップフロップ１５のＱバー出力における変化３４は、
時間と共に振幅の増加する信号３６の開始と比較して、
時間と共に振幅の増加する信号１８の開始と反射信号１
２の受信の結果生じるＱバー変化１６との間の期間とは
相違した時間に生じる。従ってランプ信号発生器１７の
出力信号のサンプリング３８は、前の振幅増加終了２６
とは相違した振幅４０のところで終了する。この振幅の
相違は、２度の距離ゲートの発生の間の期間内にターゲ
ットが動いた距離の測定値である。この期間は既知のも
のであるから、プロセッサ２５は、これら２つの振幅を
表わすデジタル信号を利用してターゲットの距離変化率
を判定する。
【００１１】本発明をその有利な実施例について説明し
たが、使用した用語が説明のためのものであって制限を
行うものではなく、かつ特許請求の範囲の技術的範囲内
でさらに広い見地での本発明の真の権利範囲と思想から
はずれることなく変形が可能であることは明らかである
。
たが、使用した用語が説明のためのものであって制限を
行うものではなく、かつ特許請求の範囲の技術的範囲内
でさらに広い見地での本発明の真の権利範囲と思想から
はずれることなく変形が可能であることは明らかである
。
【図１】本発明の有利な実施例のブロック図である。
【図２】本発明の説明に使用する波形のシーケンスの図
である。
である。
１１ 検出器
１３ 距離ゲート信号発生器
１５ Ｄタイプフリップフロップ
１７ ランプ信号発生器
１９ サンプルホールド回路
２１ 遅延回路
２３ Ａ／Ｄ変換器
２５ プロセッサ
２７ Ｄ／Ａ変換器
Claims (7)
- 【請求項１】 所定の距離セグメントを表わす所定の
タイミング期間を有するゲート信号を供給する手段、ゲ
ート信号によってエネーブルされ、ターゲットから反射
した信号を受信し、かつターゲットから反射した信号に
応答して検出信号を提供する手段、ゲート信号によって
エネーブルされかつ検出信号に応答して、第１及び第２
のレベルを有する制御信号を供給する手段、ゲート信号
に応答して、時間と共に変化する振幅を有する出力信号
を供給する手段、出力信号手段と制御信号手段に接続さ
れており、制御信号が第１レベルにある時に出力信号を
サンプリングし、かつ制御信号が第２レベルにある時に
サンプリングを終了する手段が設けられており、サンプ
リングを終了した時の出力信号振幅が、前記の距離セグ
メント内のターゲット位置を表わしていることを特徴と
する距離判定装置。 - 【請求項２】 サンプリング手段に接続されておりか
つサンプリング手段により供給された信号の振幅からタ
ーゲットの距離と速度を確定するプロセッサ手段が設け
られている、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 出力信号手段とプロセッサ手段の間に
接続されておりかつアナログ信号をデジタル信号に変換
する手段、第２レベルの制御信号に応答し、第２レベル
の制御信号の受信後第１の所定の時点に変換手段を起動
しかつ第２レベルの制御信号の受信後第２の所定の時点
にプロセッサ手段を起動する手段が設けられている、請
求項２記載の装置。 - 【請求項４】 出力信号手段がランプ信号発生器であ
る、請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 ランプ信号発生器が、選択可能な振幅
／時間スロープを有し、かつランプ信号発生器に接続さ
れかつ振幅／時間スロープを選択する手段が設けられて
いる、請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 制御信号手段がＤタイプフリップフロ
ップである、請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 検出信号手段がトンネルダイオードを
含む、請求項１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/598,529 US5049887A (en) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Target range detector with moving target indication |
| US07/598529 | 1990-10-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04259873A true JPH04259873A (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=24395932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3263627A Pending JPH04259873A (ja) | 1990-10-16 | 1991-10-11 | 距離判定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5049887A (ja) |
| EP (1) | EP0481582A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04259873A (ja) |
| NO (1) | NO914025L (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5361070B1 (en) * | 1993-04-12 | 2000-05-16 | Univ California | Ultra-wideband radar motion sensor |
| US5381151A (en) * | 1994-02-02 | 1995-01-10 | Grumman Aerospace Corporation | Signal processing for ultra-wideband impulse radar |
| JPH08189825A (ja) * | 1995-01-10 | 1996-07-23 | Seikosha Co Ltd | 測距装置 |
| JPH08105742A (ja) * | 1994-10-03 | 1996-04-23 | Seikosha Co Ltd | 測距装置 |
| GB2329293B (en) * | 1994-10-03 | 1999-04-28 | Seiko Precision Kk | Distance measuring apparatus |
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