特許 6830300 センサ情報取得装置、センサ情報生成装置及びセンサ情報生成・取得システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6830300

(24)【登録日】2021年1月28日

(45)【発行日】2021年2月17日

(54)【発明の名称】センサ情報取得装置、センサ情報生成装置及びセンサ情報生成・取得システム

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20210208BHJP

   G01H 17/00 20060101ALI20210208BHJP

   G06K 19/07 20060101ALI20210208BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20210208BHJP

【ＦＩ】

   G01M99/00 Z

   G01H17/00 Z

   G06K19/07 170

   G06K7/10 120

【請求項の数】3

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-228118(P2016-228118)

(22)【出願日】2016年11月24日

(65)【公開番号】特開2018-84513(P2018-84513A)

(43)【公開日】2018年5月31日

【審査請求日】2019年11月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004330

【氏名又は名称】日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】柴田 孝基

(72)【発明者】

【氏名】藤原 陽敏

(72)【発明者】

【氏名】高橋 英紀

【審査官】 川瀬 正巳

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００５−５２３４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６２２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５０９７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１４７２８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｇ０１Ｈ １７／００

Ｇ０６Ｋ ７／１０

Ｇ０６Ｋ １９／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサ情報をセンサ情報生成装置から取得するセンサ情報取得装置であって、
帯域制限されたＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）質問波を、前記センサ情報生成装置に送信する質問波送信部と、
前記センサ情報による変調と、前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅の逆数の自然数倍の時間だけの遅延と、が前記ＦＭＣＷ質問波に施されたＦＭＣＷ応答波を、前記センサ情報生成装置から受信する応答波受信部と、
前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅において、前記ＦＭＣＷ質問波と、前記ＦＭＣＷ応答波及びＦＭＣＷ回り込み波を含むＦＭＣＷ受信波と、の間の時間領域での相互相関を算出する相互相関算出部と、
前記時間領域での相互相関の振幅がピークをなす０以外の時間において、及び／又は、前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅の逆数の自然数倍の時間において、前記時間領域での相互相関の振幅及び／又は位相を算出することにより、前記ＦＭＣＷ受信波のうち前記ＦＭＣＷ回り込み波を除く前記ＦＭＣＷ応答波から、振幅変調及び／又は位相変調に用いられた前記センサ情報を抽出するセンサ情報抽出部と、
を備えることを特徴とするセンサ情報取得装置。

【請求項2】

センサ情報をセンサ情報取得装置に提供するセンサ情報生成装置であって、
帯域制限されたＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）質問波を、前記センサ情報取得装置から受信する質問波受信部と、
前記センサ情報による変調を、前記ＦＭＣＷ質問波に施す質問波変調部と、
前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅における、前記ＦＭＣＷ質問波と、ＦＭＣＷ応答波及びＦＭＣＷ回り込み波を含むＦＭＣＷ受信波と、の間の時間領域での相互相関が、前記センサ情報生成装置が前記ＦＭＣＷ質問波に施す遅延の時間において、前記ＦＭＣＷ回り込み波からの寄与には影響されないように、前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅の逆数の自然数倍の時間だけの遅延を、前記ＦＭＣＷ質問波に施す質問波遅延部と、
前記センサ情報による変調と、前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅の逆数の自然数倍の時間だけの遅延と、が前記ＦＭＣＷ質問波に施された前記ＦＭＣＷ応答波を、前記センサ情報取得装置に送信する応答波送信部と、
を備えることを特徴とするセンサ情報生成装置。

【請求項3】

請求項１に記載のセンサ情報取得装置と、
請求項２に記載のセンサ情報生成装置と、
を備えることを特徴とするセンサ情報生成・取得システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、センサ情報を生成するセンサ情報生成装置と、センサ情報を取得するセンサ情報取得装置と、を備えるセンサ情報生成・取得システムに関する。

【背景技術】

【0002】

センサ情報を生成するセンサ情報生成装置と、センサ情報を取得するセンサ情報取得装置と、を備えるセンサ情報生成・取得システムに関して、特許文献１等の先行技術文献が存在しており、特許文献１の内容及び課題について説明する。

【0003】

送受信装置は、センサ情報を取得するセンサ情報取得装置に対応し、アンテナを介して質問波を無線応答装置へ送信する。無線応答装置は、センサ情報を生成するセンサ情報生成装置に対応し、アンテナを介して質問波を送受信装置から受信する。

【0004】

無線応答装置は、インピーダンス変換部及びＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）−ＩＤタグを備える。インピーダンス変換部は、アンテナとＳＡＷ−ＩＤタグとの間に備えられ、外部からの刺激に応じてインピーダンスを変化させる。

【0005】

外部からの刺激がないときには、インピーダンス変換部は、アンテナとＳＡＷ−ＩＤタグとの間でインピーダンスを整合させないため、ＳＡＷ−ＩＤタグは、質問波を入力されず、応答波を生成できず、無線応答装置は、アンテナを介して応答波を送受信装置へ送信できない。外部からの刺激があるときには、インピーダンス変換部は、アンテナとＳＡＷ−ＩＤタグとの間でインピーダンスを整合させるため、ＳＡＷ−ＩＤタグは、質問波を入力され、応答波を生成でき、無線応答装置は、アンテナを介して応答波を送受信装置へ送信できる。送受信装置は、応答波の有無に基づいて、外部からの刺激の有無を判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−１２９６５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載されていないが、送受信装置は、質問波と応答波との間の時間領域での相互相関を算出してもよい。すると、送受信装置は、時間領域での相互相関のピーク時間に基づいて、ピーク時間に等しいＳＡＷ遅延時間を有する無線応答装置を識別することができる。そして、送受信装置は、時間領域での相互相関のピーク時間での振幅に基づいて、無線応答装置における外部からの刺激の有無を判定することができる。

【0008】

しかし、実際には、送受信アンテナ間で、質問波が回り込む。ここで、回り込み波は、短距離の空間伝搬による減衰を受けるのみであるため、電力レベルが高い。一方で、応答波は、長距離の空間伝搬及びＳＡＷ伝搬による減衰を受けるため、電力レベルが低い。なお、応答波について、長距離の空間伝搬の時間は、ＳＡＷ伝搬の時間よりはるかに短い。

【0009】

すると、送受信装置は、質問波と受信波（応答波及び回り込み波を含む。）との間の時間領域での相互相関を算出することになる。よって、送受信装置は、時間領域での相互相関のピーク時間が、ピーク時間に等しいＳＡＷ遅延時間を有する無線応答装置によるものであるのか、質問波の送受信アンテナ間での回り込みによるものであるのか、識別することができない。そして、送受信装置は、時間領域での相互相関のピーク時間での振幅が、無線応答装置における外部からの刺激の有無によるものであるのか、質問波の送受信アンテナ間での回り込みによるものであるのか、識別することができない。

【0010】

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、センサ情報取得装置において、質問波の送受信アンテナ間での回り込みがあるとしても、センサ情報生成装置から受信した応答波からセンサ情報生成装置が生成したセンサ情報を高精度で抽出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、レーダシステムで用いられるＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式を、センサ情報生成・取得システムで用いることとした。ＦＭＣＷ方式を用いるにあたり、信号長Ｔを長くすることで、及び／又は、帯域制限範囲内で信号帯域幅ΔＦを広くすることで、パルス圧縮比ＴΔＦを上げて、ノイズ耐性を高めることができる。帯域制限をさらに施すことにより、電力レベルを抑え過ぎなくても、無線チャネルマスク規格を満たすことができる。

【0012】

ここで、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルは、信号帯域幅において、ほぼ平坦であるといえる。よって、ＦＭＣＷ質問波の自己相関は、信号帯域幅の逆数の自然数倍の時間において、０になるはずである。そして、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の相互相関は、信号帯域幅の逆数の自然数倍の時間において、０になるはずである。なぜならば、ＦＭＣＷ回り込み波の空間伝搬時間は、ＦＭＣＷ応答波の空間伝搬時間＋意図的に施された遅延時間（例えば、ＳＡＷ遅延時間）と比べて、ほぼ０であるといえるからである。

【0013】

そこで、センサ情報生成装置が施す遅延の時間を、信号帯域幅の逆数の自然数倍の時間に等しくする。すると、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波（ＦＭＣＷ応答波及びＦＭＣＷ回り込み波を含む。）との間の相互相関は、センサ情報生成装置が施す遅延の時間において、ＦＭＣＷ回り込み波からの寄与に影響されず、ＦＭＣＷ応答波からの寄与のみに影響されるはずである。よって、センサ情報取得装置において、ＦＭＣＷ質問波の送受信アンテナ間での回り込みがあるとしても、センサ情報生成装置から受信したＦＭＣＷ応答波から、センサ情報生成装置が生成したセンサ情報を高精度で抽出することができるはずである。

【0014】

しかし、実際には、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルは、信号帯域中心周辺においては、平坦なレベルを維持しているが、信号帯域端においては、平坦なレベルから減衰していることがある。すると、ＦＭＣＷ質問波の自己相関は、全信号帯域幅の逆数の自然数倍の時間において、０にならない。そして、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の相互相関は、全信号帯域幅の逆数の自然数倍の時間において、０にならない。

【0015】

よって、センサ情報生成装置が施す遅延の時間を、全信号帯域幅の逆数の自然数倍の時間に等しくしても、上述の効果を奏することができない。つまり、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波（ＦＭＣＷ応答波及びＦＭＣＷ回り込み波を含む。）との間の相互相関は、センサ情報生成装置が施す遅延の時間において、ＦＭＣＷ回り込み波からの寄与にも影響される。そして、センサ情報取得装置において、ＦＭＣＷ質問波の送受信アンテナ間での回り込みがあるときには、センサ情報生成装置から受信したＦＭＣＷ応答波から、センサ情報生成装置が生成したセンサ情報を高精度で抽出することができない。

【0016】

そこで、本開示は、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルのうち、平坦なレベルを維持している信号帯域中心周辺のスペクトルのみを切り出して、時間領域での相関関数を算出することとした。すると、ＦＭＣＷ質問波の自己相関は、平坦な帯域幅の逆数の自然数倍の時間において、０になる。そして、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の相互相関は、平坦な帯域幅の逆数の自然数倍の時間において、０になる。

【0017】

よって、センサ情報生成装置が施す遅延の時間を、平坦な帯域幅の逆数の自然数倍の時間に等しくすれば、上述の効果を奏することができる。つまり、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波（ＦＭＣＷ応答波及びＦＭＣＷ回り込み波を含む。）との間の相互相関は、センサ情報生成装置が施す遅延の時間において、ＦＭＣＷ回り込み波からの寄与には影響されない。そして、センサ情報取得装置において、ＦＭＣＷ質問波の送受信アンテナ間での回り込みがあるとしても、センサ情報生成装置から受信したＦＭＣＷ応答波から、センサ情報生成装置が生成したセンサ情報を高精度で抽出することができる。

【0018】

なお、平坦な帯域幅は、全信号帯域幅より狭い。よって、センサ情報生成装置が施す遅延の時間の分解能は、本開示では見かけ上悪化しているように思われる。しかし、ＦＭＣＷ回り込み波からの寄与の影響は、本開示ではほぼ見られない。よって、センサ情報生成装置が施す遅延の時間の分解能は、本開示では実質的に向上することができる。

【0019】

具体的には、本開示は、センサ情報をセンサ情報生成装置から取得するセンサ情報取得装置であって、帯域制限されたＦＭＣＷ質問波を、前記センサ情報生成装置に送信する質問波送信部と、前記センサ情報による変調と、前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅の逆数の自然数倍の時間だけの遅延と、が前記ＦＭＣＷ質問波に施されたＦＭＣＷ応答波を、前記センサ情報生成装置から受信する応答波受信部と、前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅において、前記ＦＭＣＷ質問波と、前記ＦＭＣＷ応答波及びＦＭＣＷ回り込み波を含むＦＭＣＷ受信波と、の間の時間領域での相互相関を算出する相互相関算出部と、前記時間領域での相互相関の振幅がピークをなす０以外の時間において、及び／又は、前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅の逆数の自然数倍の時間において、前記時間領域での相互相関の振幅及び／又は位相を算出することにより、前記ＦＭＣＷ受信波のうち前記ＦＭＣＷ回り込み波を除く前記ＦＭＣＷ応答波から、振幅変調及び／又は位相変調に用いられた前記センサ情報を抽出するセンサ情報抽出部と、を備えることを特徴とするセンサ情報取得装置である。

【0020】

また、本開示は、センサ情報をセンサ情報取得装置に提供するセンサ情報生成装置であって、帯域制限されたＦＭＣＷ質問波を、前記センサ情報取得装置から受信する質問波受信部と、前記センサ情報による変調を、前記ＦＭＣＷ質問波に施す質問波変調部と、前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅の逆数の自然数倍の時間だけの遅延を、前記ＦＭＣＷ質問波に施す質問波遅延部と、前記センサ情報による変調と、前記ＦＭＣＷ質問波のスペクトルが帯域中心周辺で平坦である帯域幅の逆数の自然数倍の時間だけの遅延と、が前記ＦＭＣＷ質問波に施されたＦＭＣＷ応答波を、前記センサ情報取得装置に送信する応答波送信部と、を備えることを特徴とするセンサ情報生成装置である。

【0021】

また、本開示は、以上に記載のセンサ情報取得装置と、以上に記載のセンサ情報生成装置と、を備えることを特徴とするセンサ情報生成・取得システムである。

【0022】

この構成によれば、センサ情報取得装置が、時間領域での相関関数を算出する帯域幅を適切に設定するとともに、センサ情報生成装置が、意図的に施す遅延時間（例えば、ＳＡＷ遅延時間）を適切に設定することにより、システム全体として、上述の効果を奏することができる。つまり、センサ情報取得装置において、ＦＭＣＷ質問波の送受信アンテナ間での回り込みがあるとしても、センサ情報生成装置から受信したＦＭＣＷ応答波から、センサ情報生成装置が生成したセンサ情報を高精度で抽出することができる。

【発明の効果】

【0023】

このように、本開示によれば、センサ情報取得装置において、質問波の送受信アンテナ間での回り込みがあるとしても、センサ情報生成装置から受信した応答波からセンサ情報生成装置が生成したセンサ情報を高精度で抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本開示のセンサ情報生成・取得システムの概要を示す図である。

【図2】本開示のセンサ情報取得装置の構成を示す図である。

【図3】本開示のセンサ情報生成装置の構成を示す図である。

【図4】本開示の帯域制限前のＦＭＣＷ質問波を示す図である。

【図5】本開示の帯域制限後のＦＭＣＷ質問波を示す図である。

【図6】本開示のＦＭＣＷ質問波のスペクトルを示す図である。

【図7】第１の比較例の時間相関の算出方法を示す図である。

【図8】第１の比較例のＦＭＣＷ質問波の自己相関の算出結果を示す図である。

【図9】第２の比較例の時間相関の算出方法を示す図である。

【図10】第２の比較例のＦＭＣＷ質問波の自己相関の算出結果を示す図である。

【図11】第１の本開示の時間相関の算出方法を示す図である。

【図12】第１の本開示のＦＭＣＷ質問波の自己相関の算出結果を示す図である。

【図13】第２の本開示の時間相関の算出方法を示す図である。

【図14】第２の本開示のＦＭＣＷ質問波の自己相関の算出結果を示す図である。

【図15】本開示のＦＭＣＷ受信波のスペクトルを示す図である。

【図16】本開示のＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関の算出結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。

【0026】

（本開示のセンサ情報生成・取得システムの概要）
本開示のセンサ情報生成・取得システムの概要を図１に示す。センサ情報生成・取得システムＳは、センサ情報取得装置１及びセンサ情報生成装置２−１、２−２、２−３から構成される。センサ情報生成・取得システムＳは、例えば、橋梁Ｂの振動を検出する。センサ情報取得装置１は、例えば、橋梁Ｂの路肩に設置される。各センサ情報生成装置２−１、２−２、２−３は、例えば、橋梁Ｂの各車線の直下に設置される。

【0027】

センサ情報取得装置１は、センサ情報生成装置２−１、２−２、２−３に質問波を送信する。各センサ情報生成装置２−１、２−２、２−３は、センサ情報取得装置１から質問波を受信し、橋梁Ｂの各車線の振動に応じた変調及び各所定時間だけの遅延（例えば、ＳＡＷ遅延）を施された質問波を、センサ情報取得装置１に各応答波として送信する。センサ情報取得装置１は、各センサ情報生成装置２−１、２−２、２−３から各応答波を受信し、橋梁Ｂの各車線の振動に応じた変調及び各所定時間だけの遅延（例えば、ＳＡＷ遅延）を施された各応答波から、橋梁Ｂの各車線の振動の情報を抽出する。橋梁Ｂの各車線の振動の情報は、直接に、又は、インターネットＩ等を介して、管理者に通知される。

【0028】

このように、各センサ情報生成装置２−１、２−２、２−３が、各所定時間だけの遅延（例えば、ＳＡＷ遅延）を質問波に施すことにより、センサ情報取得装置１は、各センサ情報生成装置２−１、２−２、２−３を識別することができる。そして、各センサ情報生成装置２−１、２−２、２−３が、橋梁Ｂの各車線の振動に応じた変調を質問波に施すことにより、センサ情報取得装置１は、橋梁Ｂの各車線の振動の情報を応答波から抽出することができる。さらに、各センサ情報生成装置２−１、２−２、２−３は、質問波及び橋梁Ｂの各車線の振動に応じて、パッシブに応答するのみであり、無電源で動作することができ、橋梁Ｂの各車線の直下での設置や保守を容易にすることができる。

【0029】

本開示では、レーダシステムで用いられるＦＭＣＷ方式を、センサ情報生成・取得システムＳで用いることとした。ＦＭＣＷ方式を用いるにあたり、信号長Ｔを長くすることで、及び／又は、帯域制限範囲内で信号帯域幅ΔＦを広くすることで、パルス圧縮比ＴΔＦを上げて、ノイズ耐性を高めることができる。帯域制限をさらに施すことにより、電力レベルを抑え過ぎなくても、無線チャネルマスク規格を満たすことができる。

【0030】

本開示のセンサ情報取得装置の構成を図２に示す。センサ情報取得装置１は、質問波送信部１１、応答波受信部１２、相互相関算出部１３及びセンサ情報抽出部１４から構成される。相互相関算出部１３は、ＦＦＴ算出部１３１、帯域中心切出部１３２、複素共役部１３３、ＦＦＴ算出部１３４、帯域中心切出部１３５、スペクトル乗算部１３６及びＩＦＦＴ算出部１３７から構成される。センサ情報抽出部１４は、ピーク検出部１４１、振幅／位相算出部１４２及び振動等情報抽出部１４３から構成される。

【0031】

本開示のセンサ情報生成装置の構成を図３に示す。Ｎ台のセンサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが設置される。センサ情報生成装置２−１は、質問波受信部２１−１、質問波変調部２２−１、質問波遅延部２３−１及び応答波送信部２４−１から構成される。・・・センサ情報生成装置２−Ｎは、質問波受信部２１−Ｎ、質問波変調部２２−Ｎ、質問波遅延部２３−Ｎ及び応答波送信部２４−Ｎから構成される。

【0032】

質問波送信部１１は、帯域制限されたＦＭＣＷ質問波を、センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎに送信する。質問波受信部２１−１、・・・、２１−Ｎは、帯域制限されたＦＭＣＷ質問波を、センサ情報取得装置１から受信する。

【0033】

各質問波変調部２２−１、・・・、２２−Ｎは、各センサ情報による変調を、ＦＭＣＷ質問波に施す。各センサ情報として、例えば、振動、圧力、温度及び湿度等の情報（より具体的には、橋梁Ｂの各車線の振動の情報）が挙げられる。各質問波遅延部２３−１、・・・、２３−Ｎは、各所定時間Ｔ_１、・・・、Ｔ_Ｎだけの遅延を、ＦＭＣＷ質問波に施す。各質問波遅延部として、例えば、電磁波を音波等に変換し、音波等を伝搬させ、音波等を電磁波に再変換する、音波等伝搬回路（より具体的には、ＳＡＷ遅延回路）が挙げられる。

【0034】

各応答波送信部２４−１、・・・、２４−Ｎは、各センサ情報による変調と、各所定時間Ｔ_１、・・・、Ｔ_Ｎだけの遅延と、がＦＭＣＷ質問波に施された各ＦＭＣＷ応答波を、センサ情報取得装置１に送信する。応答波受信部１２は、各センサ情報による変調と、各所定時間Ｔ_１、・・・、Ｔ_Ｎだけの遅延と、がＦＭＣＷ質問波に施された各ＦＭＣＷ応答波を、各応答波送信部２４−１、・・・、２４−Ｎから受信する。

【0035】

実際には、質問波送信部１１と応答波受信部１２と間で、ＦＭＣＷ質問波が回り込む。ここで、ＦＭＣＷ回り込み波は、短距離の空間伝搬による減衰を受けるのみであるため、電力レベルが高い。一方で、各ＦＭＣＷ応答波は、長距離の空間伝搬及び各質問波遅延部２３−１、・・・、２３−Ｎによる減衰を受けるため、電力レベルが低い。なお、各ＦＭＣＷ応答波について、図８、１０、１２、１４、１６で示すように、長距離の空間伝搬の時間は、各質問波遅延部２３−１、・・・、２３−Ｎの伝搬の時間よりはるかに短い。

【0036】

相互相関算出部１３は、ＦＭＣＷ質問波と、各ＦＭＣＷ応答波及びＦＭＣＷ回り込み波を含むＦＭＣＷ受信波と、の間の時間領域での相互相関を算出する。センサ情報抽出部１４は、ＦＭＣＷ受信波のうちＦＭＣＷ回り込み波を除く各ＦＭＣＷ応答波から、各変調に用いられた各センサ情報を抽出する。相互相関算出部１３及びセンサ情報抽出部１４については、以下の段落で比較例と本開示とを比較しながら詳述する。

【0037】

以下の段落では、等価低域系を用いて説明する。本開示の帯域制限前のＦＭＣＷ質問波を図４に示す。質問波送信部１１は、１ｍｓｅｃにわたり−５００ｋＨｚから＋５００ｋＨｚまで、振幅を一定にしながら周波数を掃引することにより、図４に示したＦＭＣＷ質問波を生成する。本開示の帯域制限後のＦＭＣＷ質問波を図５に示す。質問波送信部１１は、図４に示したＦＭＣＷ質問波に対して、信号帯域外の電力を減らす窓関数を時間領域で乗算することにより、図５に示したＦＭＣＷ質問波を生成する。信号帯域外の電力を減らす窓関数として、Ｃｏｓｉｎｅ−Ｔｕｋｅｙ窓関数、Ｈａｍｍｉｎｇ窓関数、Ｈａｎｎｉｎｇ窓関数及びＢｌａｃｋｍａｎｎ窓関数等が挙げられる。本開示のＦＭＣＷ質問波のスペクトルを図６に示す。図６の縦軸は、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルの電力レベルを対数表示ｄＢで示す。ＦＭＣＷ質問波のスペクトルの電力レベルは、後述する数１、５に記載のＵ（ｋ）に比例する。帯域制限後の信号帯域幅は、１ＭＨｚである。

【0038】

図６に示したように、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルは、信号帯域幅１ＭＨｚにおいて、信号帯域端を除いて、ほぼ平坦であるといえる。よって、ＦＭＣＷ質問波の自己相関は、信号帯域幅１ＭＨｚの逆数１μｓｅｃの自然数１、・・・、Ｎ倍の時間１、・・・、Ｎμｓｅｃにおいて、０になるはずである。そして、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の相互相関は、信号帯域幅１ＭＨｚの逆数１μｓｅｃの自然数１、・・・、Ｎ倍の時間１、・・・、Ｎμｓｅｃにおいて、０になるはずである。なぜならば、ＦＭＣＷ回り込み波の空間伝搬時間は、各ＦＭＣＷ応答波の各空間伝搬時間＋意図的に施された各遅延時間（例えば、各ＳＡＷ遅延時間）と比べて、ほぼ０であるといえるからである。

【0039】

そこで、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが施す各遅延の時間Ｔ_１、・・・、Ｔ_Ｎを、信号帯域幅１ＭＨｚの逆数１μｓｅｃの自然数１、・・・、Ｎ倍の時間１、・・・、Ｎμｓｅｃに等しくする。すると、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波（各ＦＭＣＷ応答波及びＦＭＣＷ回り込み波を含む。）との間の相互相関は、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが施す各遅延の時間Ｔ_１、・・・、Ｔ_Ｎにおいて、ＦＭＣＷ回り込み波からの寄与に影響されず、各ＦＭＣＷ応答波からの寄与のみに影響されるはずである。よって、センサ情報取得装置１において、ＦＭＣＷ質問波の質問波送信部１１と応答波受信部１２との間での回り込みがあるとしても、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎから受信した各ＦＭＣＷ応答波から、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが生成した各センサ情報を高精度で抽出することができるはずである。しかし、実際には上述の効果を奏することができないことを、まず比較例として説明する。そして、上述の効果を奏することができるための方法を、次に本開示として説明する。

【0040】

（比較例の時間相関の算出方法及びＦＭＣＷ質問波の自己相関の算出結果）
比較例では、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルのうち、帯域中心周辺で平坦である帯域幅とともに、信号帯域端で減衰する帯域幅において、時間領域での相関関数を算出する。

【0041】

ＦＦＴ算出部１３１は、数１に示すように、時間領域でのＦＭＣＷ質問波ｕ（ｎ）を、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ（ｋ）にフーリエ変換する。ここで、ｎは、サンプリング周期を用いて正規化された時間を表わす。帯域中心切出部１３２は、図７、９に示すように、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ（ｋ）から、帯域中心周辺で平坦である帯域幅とともに、信号帯域端で減衰する帯域幅において、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ_Ｂ（ｋ）を切り出す。複素共役部１３３は、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ_Ｂ（ｋ）を、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ_Ｂ^＊（ｋ）に複素共役化する。

【数1】

【0042】

時間領域でのＦＭＣＷ受信波ｘ（ｎ）は、時間領域での各ＦＭＣＷ応答波ｖ（ｎ）とＦＭＣＷ回り込み波ｗ（ｎ）とを重畳したものである。ＦＦＴ算出部１３４は、数２に示すように、時間領域でのＦＭＣＷ受信波ｘ（ｎ）＝ｖ（ｎ）＋ｗ（ｎ）を、周波数領域でのＦＭＣＷ受信波Ｘ（ｋ）＝Ｖ（ｋ）＋Ｗ（ｋ）にフーリエ変換する。帯域中心切出部１３５は、周波数領域でのＦＭＣＷ受信波Ｘ（ｋ）＝Ｖ（ｋ）＋Ｗ（ｋ）から、帯域中心切出部１３２が周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ_Ｂ（ｋ）を切り出す帯域幅と同様の帯域幅において、周波数領域でのＦＭＣＷ受信波Ｘ_Ｂ（ｋ）＝Ｖ_Ｂ（ｋ）＋Ｗ_Ｂ（ｋ）を切り出す。

【数2】

【0043】

スペクトル乗算部１３６は、数３に示すように、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ_Ｂ^＊（ｋ）と、周波数領域でのＦＭＣＷ受信波Ｘ_Ｂ（ｋ）＝Ｖ_Ｂ（ｋ）＋Ｗ_Ｂ（ｋ）と、を乗算して、周波数領域での相互相関Ｙ_Ｂ（ｋ）を算出する。ＩＦＦＴ算出部１３７は、数４に示すように、周波数領域での相互相関Ｙ_Ｂ（ｋ）を、時間領域での相互相関ｙ_Ｂ（ｎ）に逆フーリエ変換する。時間領域での相互相関ｙ_Ｂ（ｎ）は、ｙ_Ｂ，ｖ（ｎ）及びｙ_Ｂ，ｗ（ｎ）を含む。ｙ_Ｂ，ｖ（ｎ）は、ＦＭＣＷ質問波と各ＦＭＣＷ応答波との間の時間領域での相互相関を表わす。ｙ_Ｂ，ｗ（ｎ）は、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の時間領域での相互相関を表わし、ＦＭＣＷ質問波の時間領域での自己相関に比例する。

【数3】

【数4】

【0044】

ここで、ＦＭＣＷ質問波と各ＦＭＣＷ応答波との間の時間領域での相互相関ｙ_Ｂ，ｖ（ｎ）を算出して、各ＦＭＣＷ応答波の遅延時間及びセンサ情報を抽出したい。すると、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の時間領域での相互相関ｙ_Ｂ，ｗ（ｎ）を低減する必要がある。つまり、ＦＭＣＷ質問波の時間領域での自己相関を低減する必要がある。

【0045】

第１の比較例の時間相関の算出方法を図７に示す。図７の縦軸は、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルの電力レベルを対数表示ｄＢで示す。ＦＭＣＷ質問波のスペクトルの電力レベルは、上述した数１に記載のＵ（ｋ）に比例する。時間相関の算出に用いる帯域幅は、帯域中心周辺で平坦である帯域幅とともに、信号帯域端で減衰する帯域幅を含めて、１ＭＨｚである。サンプリング周波数は、４ＭＨｚである。

【0046】

第１の比較例のＦＭＣＷ質問波の自己相関の算出結果を図８に示す。図８の縦軸は、第１の比較例のＦＭＣＷ質問波の自己相関の電力レベルを対数表示ｄＢで示す。第１の比較例のＦＭＣＷ質問波の自己相関の電力レベルは、上述した数４に記載のｙ_Ｂ，ｗ（ｎ）に比例する。このように、ＦＭＣＷ質問波の自己相関は、全信号帯域幅１ＭＨｚの逆数１μｓｅｃの自然数１、・・・、Ｎ倍の時間１、・・・、Ｎμｓｅｃにおいて、０にならない。つまり、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の相互相関ｙ_Ｂ，ｗ（ｎ）は、全信号帯域幅１ＭＨｚの逆数１μｓｅｃの自然数１、・・・、Ｎ倍の時間１、・・・、Ｎμｓｅｃにおいて、０にならない。

【0047】

第２の比較例の時間相関の算出方法を図９に示す。図９の縦軸は、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルの電力レベルを対数表示ｄＢで示す。ＦＭＣＷ質問波のスペクトルの電力レベルは、上述した数１に記載のＵ（ｋ）に比例する。時間相関の算出に用いる帯域幅は、帯域中心周辺で平坦である帯域幅とともに、信号帯域端で減衰する帯域幅を含めて、１ＭＨｚである。サンプリング周波数も、１ＭＨｚである。

【0048】

第２の比較例のＦＭＣＷ質問波の自己相関の算出結果を図１０に示す。図１０の縦軸は、第２の比較例のＦＭＣＷ質問波の自己相関の電力レベルを対数表示ｄＢで示す。第２の比較例のＦＭＣＷ質問波の自己相関の電力レベルは、上述した数４に記載のｙ_Ｂ，ｗ（ｎ）に比例する。このように、ＦＭＣＷ質問波の自己相関は、全信号帯域幅１ＭＨｚの逆数１μｓｅｃの自然数１、・・・、Ｎ倍の時間１、・・・、Ｎμｓｅｃにおいて、０にならない。つまり、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の相互相関ｙ_Ｂ，ｗ（ｎ）は、全信号帯域幅１ＭＨｚの逆数１μｓｅｃの自然数１、・・・、Ｎ倍の時間１、・・・、Ｎμｓｅｃにおいて、０にならない。

【0049】

よって、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが施す各遅延の時間Ｔ_１、・・・、Ｔ_Ｎを、全信号帯域幅１ＭＨｚの逆数１μｓｅｃの自然数１、・・・、Ｎ倍の時間１、・・・、Ｎμｓｅｃに等しくしても、上述の効果を奏することができない。つまり、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関ｙ_Ｂ（ｎ）は、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが施す各遅延の時間１、・・・、Ｎμｓｅｃにおいて、ＦＭＣＷ回り込み波からの寄与にも影響される。そして、センサ情報取得装置１において、ＦＭＣＷ質問波の質問波送信部１１と応答波受信部１２との間での回り込みがあるときには、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎから受信した各ＦＭＣＷ応答波から、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが生成した各センサ情報を高精度で抽出することができない。

【0050】

（本開示の時間相関の算出方法及びＦＭＣＷ質問波の自己相関の算出結果）
本開示では、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルのうち、信号帯域端で減衰する帯域幅を除いて、帯域中心周辺で平坦である帯域幅において、時間領域での相関関数を算出する。

【0051】

ＦＦＴ算出部１３１は、数５に示すように、時間領域でのＦＭＣＷ質問波ｕ（ｎ）を、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ（ｋ）にフーリエ変換する。ここで、ｎは、サンプリング周期を用いて正規化された時間を表わす。帯域中心切出部１３２は、図１１、１３に示すように、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ（ｋ）から、信号帯域端で減衰する帯域幅を除いて、帯域中心周辺で平坦である帯域幅において、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ_Ｃ（ｋ）を切り出す。複素共役部１３３は、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ_Ｃ（ｋ）を、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ_Ｃ^＊（ｋ）に複素共役化する。

【数5】

【0052】

時間領域でのＦＭＣＷ受信波ｘ（ｎ）は、時間領域での各ＦＭＣＷ応答波ｖ（ｎ）とＦＭＣＷ回り込み波ｗ（ｎ）とを重畳したものである。ＦＦＴ算出部１３４は、数６に示すように、時間領域でのＦＭＣＷ受信波ｘ（ｎ）＝ｖ（ｎ）＋ｗ（ｎ）を、周波数領域でのＦＭＣＷ受信波Ｘ（ｋ）＝Ｖ（ｋ）＋Ｗ（ｋ）にフーリエ変換する。帯域中心切出部１３５は、周波数領域でのＦＭＣＷ受信波Ｘ（ｋ）＝Ｖ（ｋ）＋Ｗ（ｋ）から、帯域中心切出部１３２が周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ_Ｃ（ｋ）を切り出す帯域幅と同様の帯域幅において、周波数領域でのＦＭＣＷ受信波Ｘ_Ｃ（ｋ）＝Ｖ_Ｃ（ｋ）＋Ｗ_Ｃ（ｋ）を切り出す。

【数6】

【0053】

スペクトル乗算部１３６は、数７に示すように、周波数領域でのＦＭＣＷ質問波Ｕ_Ｃ^＊（ｋ）と、周波数領域でのＦＭＣＷ受信波Ｘ_Ｃ（ｋ）＝Ｖ_Ｃ（ｋ）＋Ｗ_Ｃ（ｋ）と、を乗算して、周波数領域での相互相関Ｙ_Ｃ（ｋ）を算出する。ＩＦＦＴ算出部１３７は、数８に示すように、周波数領域での相互相関Ｙ_Ｃ（ｋ）を、時間領域での相互相関ｙ_Ｃ（ｎ）に逆フーリエ変換する。時間領域での相互相関ｙ_Ｃ（ｎ）は、ｙ_Ｃ，ｖ（ｎ）及びｙ_Ｃ，ｗ（ｎ）を含む。ｙ_Ｃ，ｖ（ｎ）は、ＦＭＣＷ質問波と各ＦＭＣＷ応答波との間の時間領域での相互相関を表わす。ｙ_Ｃ，ｗ（ｎ）は、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の時間領域での相互相関を表わし、ＦＭＣＷ質問波の時間領域での自己相関に比例する。

【数7】

【数8】

【0054】

ここで、ＦＭＣＷ質問波と各ＦＭＣＷ応答波との間の時間領域での相互相関ｙ_Ｃ，ｖ（ｎ）を算出して、各ＦＭＣＷ応答波の遅延時間及びセンサ情報を抽出したい。すると、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の時間領域での相互相関ｙ_Ｃ，ｗ（ｎ）を低減する必要がある。つまり、ＦＭＣＷ質問波の時間領域での自己相関を低減する必要がある。

【0055】

第１の本開示の時間相関の算出方法を図１１に示す。図１１の縦軸は、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルの電力レベルを対数表示ｄＢで示す。ＦＭＣＷ質問波のスペクトルの電力レベルは、上述した数５に記載のＵ（ｋ）に比例する。時間相関の算出に用いる帯域幅は、信号帯域端で減衰する帯域幅を除いて、帯域中心周辺で平坦である帯域幅を含めて、０．８ＭＨｚである。サンプリング周波数は、４ＭＨｚである。

【0056】

第１の本開示のＦＭＣＷ質問波の自己相関の算出結果を図１２に示す。図１２の縦軸は、第１の本開示のＦＭＣＷ質問波の自己相関の電力レベルを対数表示ｄＢで示す。第１の本開示のＦＭＣＷ質問波の自己相関の電力レベルは、上述した数８に記載のｙ_Ｃ，ｗ（ｎ）に比例する。このように、ＦＭＣＷ質問波の自己相関は、平坦な帯域幅０．８ＭＨｚの逆数１．２５μｓｅｃの自然数１、２、・・・、Ｎ倍の時間１．２５、２．５０、・・・、１．２５Ｎμｓｅｃにおいて、ほぼ０になる。つまり、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の相互相関ｙ_Ｃ，ｗ（ｎ）は、平坦な帯域幅０．８ＭＨｚの逆数１．２５μｓｅｃの自然数１、２、・・・、Ｎ倍の時間１．２５、２．５０、・・・、１．２５Ｎμｓｅｃにおいて、ほぼ０になる。

【0057】

第２の本開示の時間相関の算出方法を図１３に示す。図１３の縦軸は、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルの電力レベルを対数表示ｄＢで示す。ＦＭＣＷ質問波のスペクトルの電力レベルは、上述した数５に記載のＵ（ｋ）に比例する。時間相関の算出に用いる帯域幅は、信号帯域端で減衰する帯域幅を除いて、帯域中心周辺で平坦である帯域幅を含めて、０．８ＭＨｚである。サンプリング周波数も、０．８ＭＨｚである。

【0058】

第２の本開示のＦＭＣＷ質問波の自己相関の算出結果を図１４に示す。図１４の縦軸は、第２の本開示のＦＭＣＷ質問波の自己相関の電力レベルを対数表示ｄＢで示す。第２の本開示のＦＭＣＷ質問波の自己相関の電力レベルは、上述した数８に記載のｙ_Ｃ，ｗ（ｎ）に比例する。このように、ＦＭＣＷ質問波の自己相関は、平坦な帯域幅０．８ＭＨｚの逆数１．２５μｓｅｃの自然数１、２、・・・、Ｎ倍の時間１．２５、２．５０、・・・、１．２５Ｎμｓｅｃにおいて、ほぼ０になる。つまり、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ回り込み波との間の相互相関ｙ_Ｃ，ｗ（ｎ）は、平坦な帯域幅０．８ＭＨｚの逆数１．２５μｓｅｃの自然数１、２、・・・、Ｎ倍の時間１．２５、２．５０、・・・、１．２５Ｎμｓｅｃにおいて、ほぼ０になる。

【0059】

よって、各センサ情報生成装置２−１、２−２、・・・、２−Ｎが施す各遅延の時間Ｔ_１、Ｔ_２、・・・、Ｔ_Ｎを、平坦な帯域幅０．８ＭＨｚの逆数１．２５μｓｅｃの自然数１、２、・・・、Ｎ倍の時間１．２５、２．５０、・・・、１．２５Ｎμｓｅｃに等しくすれば、上述の効果を奏することができる。つまり、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関ｙ_Ｃ（ｎ）は、各センサ情報生成装置２−１、２−２、・・・、２−Ｎが施す各遅延の時間１．２５、２．５０、・・・、１．２５Ｎμｓｅｃにおいて、ＦＭＣＷ回り込み波からの寄与には影響されない。そして、センサ情報取得装置１において、ＦＭＣＷ質問波の質問波送信部１１と応答波受信部１２との間での回り込みがあるとしても、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎから受信した各ＦＭＣＷ応答波から、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが生成した各センサ情報を高精度で抽出することができる。

【0060】

なお、平坦な帯域幅０．８ＭＨｚは、全信号帯域幅１ＭＨｚより狭い。よって、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが施す各遅延の時間Ｔ_１、・・・、Ｔ_Ｎの分解能は、本開示では見かけ上悪化しているように思われる（比較例での１μｓｅｃ→本開示での１．２５μｓｅｃ）。しかし、ＦＭＣＷ回り込み波からの寄与の影響は、本開示ではほぼ見られない。よって、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが施す各遅延の時間Ｔ_１、・・・、Ｔ_Ｎの分解能は、本開示では実質的に向上することができる。

【0061】

（本開示のＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関の算出結果）
本開示のＦＭＣＷ受信波のスペクトルを図１５に示す。図１５の縦軸は、ＦＭＣＷ受信波のスペクトルの電力レベルを対数表示ｄＢで示す。ＦＭＣＷ受信波のスペクトルの電力レベルは、上述した数６に記載のＸ（ｋ）に比例する。時間領域でのＦＭＣＷ受信波ｘ（ｎ）は、時間領域での各ＦＭＣＷ応答波ｖ（ｎ）とＦＭＣＷ回り込み波ｗ（ｎ）とを重畳したものである。時間領域での各ＦＭＣＷ応答波ｖ（ｎ）として、センサ情報生成装置２−３が遅延時間Ｔ_３＝３．７５μｓｅｃを施したＦＭＣＷ応答波のみを取り上げる。

【0062】

本開示のＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関の算出結果を図１６に示す。図１６の縦軸は、本開示のＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関の電力レベルを対数表示ｄＢで示す。本開示のＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関の電力レベルは、上述した数８に記載のｙ_Ｃ（ｎ）＝ｙ_Ｃ，ｖ（ｎ）＋ｙ_Ｃ，ｗ（ｎ）に比例する。時間相関の算出に用いる帯域幅は、ＦＭＣＷ質問波における信号帯域端で減衰する帯域幅を除いて、ＦＭＣＷ質問波における帯域中心周辺で平坦である帯域幅を含めて、０．８ＭＨｚである。サンプリング周波数も、０．８ＭＨｚである。

【0063】

ピーク検出部１４１は、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関ｙ_Ｃ（ｎ）の振幅｜ｙ_Ｃ（ｎ）｜のピーク位置を検出する。一般的には、｜ｙ_Ｃ（ｎ）｜のピーク位置は、時間Ｔ＝Ｔ_１、・・・Ｔ_Ｎに対応する正規化時間ｎ＝ｎ_１、・・・ｎ_Ｎである。図１６では、｜ｙ_Ｃ（ｎ）｜のピーク位置は、時間Ｔ＝Ｔ_３に対応する正規化時間ｎ＝ｎ_３である。ただし、｜ｙ_Ｃ（ｎ）｜のピーク位置として、図１２に示したような、ＦＭＣＷ質問波の自己相関の振幅のピーク位置を採用するべきではなく、つまり、時間Ｔ_Ｎ−１＜Ｔ＜Ｔ_Ｎに対応する正規化時間ｎ_Ｎ−１＜ｎ＜ｎ_Ｎを採用するべきではない。

【0064】

次に、振幅／位相算出部１４２は、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関ｙ_Ｃ（ｎ）の振幅｜ｙ_Ｃ（ｎ）｜がピークをなす０以外の正規化時間ｎ＝ｎ_１、・・・ｎ_Ｎにおいて、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関ｙ_Ｃ（ｎ）の振幅｜ｙ_Ｃ（ｎ）｜及び／又は位相θ_Ｃ（ｎ）を算出する。又は、振幅／位相算出部１４２は、ＦＭＣＷ質問波のスペクトルＵ（ｋ）が帯域中心周辺で平坦である帯域幅の逆数の自然数倍の正規化時間ｎ＝ｎ_１、・・・ｎ_Ｎにおいて、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関ｙ_Ｃ（ｎ）の振幅｜ｙ_Ｃ（ｎ）｜及び／又は位相θ_Ｃ（ｎ）を算出する。

【0065】

振動等情報抽出部１４３は、ＦＭＣＷ質問波とＦＭＣＷ受信波との間の相互相関ｙ_Ｃ（ｎ）の振幅｜ｙ_Ｃ（ｎ）｜及び／又は位相θ_Ｃ（ｎ）（ｎ＝ｎ_１、・・・ｎ_Ｎ）に基づいて、ＦＭＣＷ受信波のうちＦＭＣＷ回り込み波を除く各ＦＭＣＷ応答波から、各振幅変調及び／又は各位相変調に用いられた各センサ情報ｓ（ｎ）（ｎ＝ｎ_１、・・・ｎ_Ｎ）を抽出する。

【0066】

そして、振動等情報抽出部１４３は、各々単数回抽出した各センサ情報ｓ（ｎ）（ｎ＝ｎ_１、・・・ｎ_Ｎ）を、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが設置される橋梁Ｂの各車線の直下における加速度についての情報として抽出する。さらに、振動等情報抽出部１４３は、各々複数回抽出した各センサ情報ｓ（ｎ）（ｎ＝ｎ_１、・・・ｎ_Ｎ）に対するＦＦＴ結果を、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが設置される橋梁Ｂの各車線の直下における振動についての情報として抽出する。各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎが設置される橋梁Ｂの各車線の直下における加速度及び振動についての情報は、直接に、又は、インターネットＩ等を介して、管理者に通知される。

【0067】

ここで、センサ情報取得装置１は、各ＦＭＣＷ応答波を振幅復調するにあたり、各ＦＭＣＷ応答波の振幅が、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎとの間の空間伝搬で減衰されたものであるのか、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎでの各センサ情報で生成されたものであるのか、区別することが望ましい。よって、各センサ情報生成装置２−１、・・・、２−Ｎは、図３で示した構成を設置するのみならず、各センサ情報と無関係なリファレンス素子を設置することが望ましい。そして、センサ情報取得装置１は、図２で示した構成からの各ＦＭＣＷ応答波と、各センサ情報と無関係なリファレンス素子からのリファレンス信号と、の差分を計測することが望ましい。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本開示のセンサ情報取得装置、センサ情報生成装置及びセンサ情報生成・取得システムは、橋梁等の構造物の検査等、センサ情報を応答器から質問器へと無線通信する用途に適用することができる。

【符号の説明】

【0069】

Ｓ：センサ情報生成・取得システム
Ｂ：橋梁
Ｉ：インターネット
１：センサ情報取得装置
２−１、２−２、２−３、２−Ｎ：センサ情報生成装置
１１：質問波送信部
１２：応答波受信部
１３：相互相関算出部
１４：センサ情報抽出部
２１−１、２１−Ｎ：質問波受信部
２２−１、２２−Ｎ：質問波変調部
２３−１、２３−Ｎ：質問波遅延部
２４−１、２４−Ｎ：応答波送信部
１３１：ＦＦＴ算出部
１３２：帯域中心切出部
１３３：複素共役部
１３４：ＦＦＴ算出部
１３５：帯域中心切出部
１３６：スペクトル乗算部
１３７：ＩＦＦＴ算出部
１４１：ピーク検出部
１４２：振幅／位相算出部
１４３：振動等情報抽出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】