JP6703094B2 - 位置検出システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車や貨物または倉庫内の在庫商品あるいは人間などの移動体の位置を検出する位置検出システムに関する。

特許文献１に記載された監視システムは、複数の監視用子機と、監視用親機と、を備えている。複数の監視用子機は、無線信号を送信する。一方で、監視用親機は、複数の監視用子機から送信された無線信号を受信する。

特許文献１に記載された監視システムでは、複数の監視用子機が送信する無線信号の送信エリアは、監視親機の設置位置を含み、かつ複数の監視用子機間で互いに異なる。そして、複数の監視用子機は、互いに異なる周波数の無線信号を送信する。また、監視用親機は、監視用子機からそれぞれ送信された無線信号を受信し、受信した各無線信号に基づいて、空間特徴量を無線信号ごとに算出し、算出した空間特徴量に基づいて無線信号に対応する送信エリアにおける人間の動作を監視する。

特許文献１に記載された監視システムによれば、人間の動作の監視に使用された無線信号の周波数から無線信号の送信エリアを特定することができるため、検知対象エリア内のどの場所に人間が存在するかを特定することができる。

特開２０１４−１６９９０８号公報

ここで、検知対象エリア内の人間の位置を測定するためには、複数の監視用子機のそれぞれと、監視用親機と、の間の距離を測定する必要がある。このとき、高周波信号（ＲＦ信号）を用いて、複数の監視用子機のそれぞれと、監視用親機と、の間の距離を測定する場合には、その距離の測定がマルチパスの影響を受ける。そのため、複数の監視用子機のそれぞれと、監視用親機と、の間の距離を測定するときの精度が低いという問題がある。

本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、高周波信号を用いる場合であっても親機と子機との間の距離および子機の位置を高い精度で測定することができる位置検出システムを提供することを目的とする。

本発明は、測定エリアを囲む複数の親機と、前記測定エリアに位置する子機と、を備え、高周波信号を用いて前記子機の位置を測定する位置検出システムにおいて、前記複数の親機のそれぞれと、前記子機と、の相互間の距離を複数回測定し、前記距離の最小値を求める第１の処理と、前記複数の親機のそれぞれを中心とし、前記最小値を半径とする複数の円弧のうちの２つの円弧の交点が前記測定エリア内で１つとなる場合に前記交点の位置を求める第２の処理と、複数の前記交点の相互間の距離が所定値未満である場合に複数の前記交点の重心位置を前記子機の真の位置とする第３の処理と、を実行することを特徴とする。

本発明の位置検出システムは、前記第３の処理において、複数の前交点の相互間の距離の合計値が所定値未満である場合に複数の前記交点の重心位置を前記子機の真の位置とすることができる。

本発明の位置検出システムは、前記第３の処理において、複数の前記交点の相互間の距離の最大値が所定値未満である場合に複数の前記交点の重心位置を前記子機の真の位置とすることができる。

本発明に係る位置検出システムによれば、複数の親機のそれぞれと、子機と、の間の距離を複数回測定し、そのうちの最小値を求める処理が実行される。これにより、マルチパスの影響を受けている距離のデータを排除し、距離の真値を推定することができる。続いて、複数の親機のそれぞれを中心とし、求めた最小値を半径とする複数の円弧のうちの２つの円弧の交点が測定エリア内で１つとなる場合にその交点の位置を求める処理が実行される。続いて、複数の前記交点の相互間の距離が所定値未満である場合に複数の前記交点の重心位置を前記子機の真の位置とする処理が実行される。

２つの円弧の交点が測定エリア内で１つとなる場合にその交点の位置が求められ、複数の交点の相互間の距離が所定値未満である場合には、複数の交点は、密集していると考えられる。この場合に、複数の交点の重心位置が、子機の真の位置とされる。これにより、高周波信号を用いる場合であっても、親機と子機との間の距離および子機の位置を高い精度で測定することができる。

本発明の実施形態に係る位置検出システムを表すブロック図である。 本実施形態に係る位置検出システムの配置例を例示する平面図である。 本実施形態に係る位置検出システムが実行する処理を表すフローチャートである。 本実施形態に係る位置検出システムが実行する他の処理を表すフローチャートである。 本実施形態に係る位置検出システムが実行するさらに他の処理を表すフローチャートである。 子機の位置座標を測定する処理を説明する平面図である。 ２つの円弧の交点Ｐ１の位置を求める処理を説明する平面図である。 ２つの円弧の交点Ｐ２の位置を求める処理を説明する平面図である。 ２つの円弧の交点Ｐ３の位置を求める処理を説明する平面図である。 ２つの円弧の交点Ｐ４の位置を求める処理を説明する平面図である。 図６に表した領域１０３を拡大して表した平面図である。 本実施形態に係る位置検出システムが実行するさらに他の処理を表すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施形態に係る位置検出システムを表すブロック図である。
図２は、本実施形態に係る位置検出システムの配置例を例示する平面図である。
なお、図２では、説明の便宜上、子機１８０を省略している。

本実施形態に係る位置検出システム１００は、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０と、子機１８０と、を備える。親機は、少なくとも３箇所に配置される。本実施形態の説明では、４つの親機１１０、１２０、１３０、１４０が配置される場合を例に挙げる。なお、親機の設置数は、４つには限定されず、５つ以上であってもよい。

図２に表したように、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０は、相互に離れて配置され、例えば柱や壁などのように固定構造部に固定される。そのため、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０は、移動しない。複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０は、測定エリア１０１を形成し、その測定エリア１０１を囲んでいる。

子機１８０は、測定エリア１０１の内部に位置し、例えば自動車や貨物または倉庫内の在庫商品あるいは人間などのように、移動を測定すべき物体や配置場所を測定すべき物体移動に取り付けられる。子機１８０の例としては、電子タグなどが挙げられる。例えば、移動体が人間である場合には、子機１８０は、子機１８０（例えば電子タグ）を内蔵したカードや携帯機器として人間に携帯される。本実施形態に係る位置検出システム１００は、子機１８０の位置を測定することで、移動体の位置を検出する。

図１に表したように、第１の親機１１０は、制御部１１１と、高周波回路部（ＲＦ回路部）１１２と、メモリ１１３と、を有する。ＲＦ回路部１１２は、高周波信号（ＲＦ信号）（例えば１０キロヘルツ（ｋＨｚ）以上の高周波数の信号）を送受信可能な送受信機を有する。そのため、ＲＦ回路部１１２は、本発明の送受信機に相当する。制御部１１１は、ＲＦ回路部１１２の動作を制御するほか、後述する処理を実行することができる。処理に必要なプログラムは、メモリ１１３に保存されている。また、処理の結果は、メモリ１１３に保存される。

図１に表したように、第２の親機１２０は、制御部１２１と、ＲＦ回路部１２２と、メモリ１２３と、を有する。第３の親機１３０は、制御部１３１と、ＲＦ回路部１３２と、メモリ１３３と、を有する。第４の親機１４０は、制御部１４１と、ＲＦ回路部１４２と、メモリ１４３と、を有する。子機１８０は、制御部１８１と、ＲＦ回路部１８２と、メモリ１８３と、を有する。

制御部１２１、１３１、１４１、１８１は、第１の親機１１０の制御部１１１と同様である。ＲＦ回路部１２２、１３２、１４２、１８２は、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２と同様である。メモリ１２３、１３３、１４３、１８３は、第１の親機１１０のメモリ１１３と同様である。そのため、制御部１２１、１３１、１４１、１８１、ＲＦ回路部１２２、１３２、１４２、１８２およびメモリ１２３、１３３、１４３、１８３についての詳細な説明は省略する。

第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２は、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２と、第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２と、の間の距離Ｄ１（図２参照）を測定するための測定用信号を送信する。測定用信号は、メモリ１１３に記憶されており、制御部１１１から送信された制御信号に基づいてＲＦ回路部１１２から送信される。

第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２が第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２から送信された測定用信号を受信すると、第２の親機１２０の制御部１２１は、第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２が受信した測定用信号の強度を測定する。制御部１２１は、測定用信号の測定結果を応答信号としてＲＦ回路部１２２に送信させる。

第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２が第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２から送信された応答信号を受信すると、第１の親機１１０の制御部１１１は、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２が受信した応答信号に基づいて、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２と、第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２と、の間の距離Ｄ１を算出する。このように、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２および第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２は、測距センサを構成し、相互間の距離Ｄ１を測定することができる。

距離Ｄ１の他の算出方法として、第１の親機１１０の制御部１１１において、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２から発せられる前記測定用信号と、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２で受信する前記応答信号との間の、位相差や時間差を計測し、位相差や時間差から距離Ｄ１を算出してもよい。

これは、第３の親機１３０のＲＦ回路部１３２および第４の親機１４０のＲＦ回路部１４２についても同様である。すなわち、第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２および第３の親機１３０のＲＦ回路部１３２は、測距センサを構成し、相互間の距離Ｄ２を測定することができる。第３の親機１３０のＲＦ回路部１３２および第４の親機１４０のＲＦ回路部１４２は、測距センサを構成し、相互間の距離Ｄ３を測定することができる。第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２および第４の親機１４０のＲＦ回路部１４２は、測距センサを構成し、相互間の距離Ｄ４を測定することができる。第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２および第３の親機１３０のＲＦ回路部１３２は、測距センサを構成し、相互間の距離Ｄ５を測定することができる。第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２および第４の親機１４０のＲＦ回路部１４２は、測距センサを構成し、相互間の距離Ｄ６を測定することができる。

また、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２は、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２と、子機１８０のＲＦ回路部１８２と、の間の距離Ｄ１１（図６参照）を測定するための測定用信号を送信する。子機１８０のＲＦ回路部１８２が第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２から送信された測定用信号を受信すると、子機１８０の制御部１８１は、子機１８０のＲＦ回路部１８２が受信した測定用信号の強度を測定する。制御部１８１は、測定用信号の測定結果を応答信号としてＲＦ回路部１８２に送信させる。

第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２が第２の子機１８０のＲＦ回路部１８２から送信された応答信号を受信すると、第１の親機１１０の制御部１１１は、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２が受信した応答信号に基づいて、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２と、子機１８０のＲＦ回路部１８２と、の間の距離Ｄ１１を算出する。このように、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２および子機１８０のＲＦ回路部１８２は、測距センサを構成し、相互間の距離Ｄ１１を測定することができる。

この場合も、第１の親機１１０の制御部１１１において、前記測定用信号と前記応答信号との間の、位相差や時間差を計測し、位相差や時間差から距離Ｄ１１を算出してもよい。

これは、第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２、第３の親機１３０のＲＦ回路部１３２および第４の親機１４０のＲＦ回路部１４２についても同様である。すなわち、第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２および子機１８０のＲＦ回路部１８２は、測距センサを構成し、相互間の距離Ｄ１２（図６参照）を測定することができる。第３の親機１３０のＲＦ回路部１３２および子機１８０のＲＦ回路部１８２は、測距センサを構成し、相互間の距離Ｄ１３（図６参照）を測定することができる。第４の親機１４０のＲＦ回路部１４２および子機１８０のＲＦ回路部１８２は、測距センサを構成し、相互間の距離Ｄ１４（図６参照）を測定することができる。

ここで、位置検出システム１００は、子機１８０の位置を測定するためには、距離Ｄ１１、距離Ｄ１２、距離Ｄ１３および距離Ｄ１４を測定する必要がある。このとき、距離Ｄ１１、距離Ｄ１２、距離Ｄ１３および距離Ｄ１４を測定するためには、ＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２のそれぞれの位置座標を事前に把握しておく必要がある。人が、例えば巻き尺などを用いてＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２のそれぞれの位置座標を手動で測定することは可能である。しかし、ＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２の相互間の距離が比較的長い場合や、親機の個数が比較的多い場合には、ＲＦ回路部の位置座標の測定の効率が低くなり、時間がかかることがある。

これに対して、本実施形態に係る位置検出システム１００は、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２が相互間の距離を測定することで、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２のそれぞれの位置座標を測定する。そのため、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２が相互間の距離は、人が手動で測定しなくとも、自動的に測定される。そのため、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２が相互間の距離を効率的に測定することができる。これにより、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２の位置座標を効率的に測定することができる。

この処理について、図面を参照しつつさらに説明する。
図３は、本実施形態に係る位置検出システムが実行する処理を表すフローチャートである。

まず、「Ｎ＝０」としてカウンタを初期化する処理が実行される（ステップＳ１０１）。続いて、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２の相互間の距離を複数回測定する処理が実行される（ステップＳ１０３）。すなわち、ＲＦ回路部１１２およびＲＦ回路部１２２は、相互間の距離Ｄ１を複数回測定する。ＲＦ回路部１２２およびＲＦ回路部１３２は、相互間の距離Ｄ２を複数回測定する。ＲＦ回路部１３２およびＲＦ回路部１４２は、相互間の距離Ｄ３を複数回測定する。ＲＦ回路部１１２およびＲＦ回路部１４２は、相互間の距離Ｄ４を複数回測定する。ＲＦ回路部１１２およびＲＦ回路部１３２は、相互間の距離Ｄ５を複数回測定する。ＲＦ回路部１２２およびＲＦ回路部１４２は、相互間の距離Ｄ６を複数回測定する。

続いて、複数回測定した距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６のそれぞれのうちで、最小の距離（最小値）を求める処理が実行される（ステップＳ１０５）。すなわち、複数回測定した距離Ｄ１のうちで、最小値Ｄ１ｍを求める処理が実行される。複数回測定した距離Ｄ２のうちで、最小値Ｄ２ｍを求める処理が実行される。複数回測定した距離Ｄ３のうちで、最小値Ｄ３ｍを求める処理が実行される。複数回測定した距離Ｄ４のうちで、最小値Ｄ４ｍを求める処理が実行される。複数回測定した距離Ｄ５のうちで、最小値Ｄ５ｍを求める処理が実行される。複数回測定した距離Ｄ６のうちで、最小値Ｄ６ｍを求める処理が実行される。このように、複数回測定した距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６のそれぞれのうちで、最小値Ｄ１ｍ、Ｄ２ｍ、Ｄ３ｍ、Ｄ４ｍ、Ｄ５ｍ、Ｄ６ｍを求めることで、距離の測定がマルチパスの影響を受けることを抑えることができる。

続いて、最小値Ｄ１ｍ、Ｄ２ｍ、Ｄ３ｍ、Ｄ４ｍ、Ｄ５ｍ、Ｄ６ｍおよび余弦定理を用いて、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２を相互に結ぶ直線のうちで隣り合う２つの直線の間の角度を求める処理が実行される（ステップＳ１０７）。すなわち、最小値Ｄ１ｍ、Ｄ２ｍ、Ｄ５ｍおよび余弦定理を用いて、複数のＲＦ回路部１１２、１２２を相互に結ぶ直線Ｌ１と、複数のＲＦ回路部１１２、１３２を相互に結ぶ直線Ｌ５と、の間の角度θ１を求める処理が実行される。最小値Ｄ１ｍ、Ｄ４ｍ、Ｄ６ｍおよび余弦定理を用いて、複数のＲＦ回路部１１２、１２２を相互に結ぶ直線Ｌ１と、複数のＲＦ回路部１２２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ６と、の間の角度θ２を求める処理が実行される。最小値Ｄ２ｍ、Ｄ３ｍ、Ｄ６ｍおよび余弦定理を用いて、複数のＲＦ回路部１２２、１３２を相互に結ぶ直線Ｌ２と、複数のＲＦ回路部１２２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ６と、の間の角度θ３を求める処理が実行される。最小値Ｄ１ｍ、Ｄ２ｍ、Ｄ５ｍおよび余弦定理を用いて、複数のＲＦ回路部１２２、１３２を相互に結ぶ直線Ｌ２と、複数のＲＦ回路部１１２、１３２を相互に結ぶ直線Ｌ５と、の間の角度θ４を求める処理が実行される。最小値Ｄ３ｍ、Ｄ４ｍ、Ｄ５ｍおよび余弦定理を用いて、複数のＲＦ回路部１３２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ３と、複数のＲＦ回路部１１２、１３２を相互に結ぶ直線Ｌ５と、の間の角度θ５を求める処理が実行される。最小値Ｄ２ｍ、Ｄ３ｍ、Ｄ６ｍおよび余弦定理を用いて、複数のＲＦ回路部１３２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ３と、複数のＲＦ回路部１２２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ６と、の間の角度θ６を求める処理が実行される。最小値Ｄ１ｍ、Ｄ４ｍ、Ｄ６ｍおよび余弦定理を用いて、複数のＲＦ回路部１１２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ４と、複数のＲＦ回路部１２２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ６と、の間の角度θ７を求める処理が実行される。最小値Ｄ３ｍ、Ｄ４ｍ、Ｄ５ｍおよび余弦定理を用いて、複数のＲＦ回路部１１２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ４と、複数のＲＦ回路部１１２、１３２を相互に結ぶ直線Ｌ５と、の間の角度θ８を求める処理が実行される。

続いて、３つのＲＦ回路部を相互に結ぶ直線で形成される三角形の内側の角度の合計角度と、１８０度と、の差の絶対値が所定値（閾値）未満であるか否かを判断する処理が実行される（ステップＳ１０９）。すなわち、３つのＲＦ回路部１１２、１２２、１３２を相互に結ぶ直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５で形成される三角形の内側の角度θ１、θ２、θ３、θ４の合計角度、１８０度と、の差の絶対値が所定値未満であるか否かを判断する処理が実行される。３つのＲＦ回路部１１２、１３２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５で形成される三角形の内側の角度θ５、θ６、θ７、θ８の合計角度、１８０度と、の差の絶対値が所定値未満であるか否かを判断する処理が実行される。３つのＲＦ回路部１２２、１３２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６で形成される三角形の内側の角度θ３、θ４、θ５、θ６の合計角度、１８０度と、の差の絶対値が所定値未満であるか否かを判断する処理が実行される。３つのＲＦ回路部１１２、１２２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ１、Ｌ４、Ｌ６で形成される三角形の内側の角度θ１、θ２、θ７、θ８の合計角度、１８０度と、の差の絶対値が所定値未満であるか否かを判断する処理が実行される。

三角形の内側の角度の合計角度と、１８０度と、の差の絶対値が所定値未満である場合には（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、各角度θ１〜θ８および各最小値Ｄ１ｍ〜Ｄ６ｍをメモリに保存する（Ｓ１１１）。三角形の内側の角度の合計角度と、１８０度と、の差の絶対値が所定値以上である場合には（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０３の処理を実行する。

ステップＳ１１１に続くステップＳ１１３において、「Ｎ＝Ｎ＋１」としてカウンタを進める処理が実行される（ステップＳ１１３）。続いて、「Ｎ」が予め設定された最大値未満であるか否かを判断する処理が実行される（ステップＳ１１５）。「Ｎ」が最大値未満である場合には（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、各最小値Ｄ１ｍ〜Ｄ６ｍを複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２の相互間の距離Ｄ１〜Ｄ６の真値とする処理が実行される（ステップＳ１１７）。これにより、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２の相互間の距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６を効率的に測定することができる。そして、各角度θ１〜θ８および各距離Ｄ１〜Ｄ８を用いることで、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２の位置座標を効率的に測定することができる。

図４は、本実施形態に係る位置検出システムが実行する他の処理を表すフローチャートである。
図４に表したステップＳ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０７およびＳ２０９の処理は、図３に関して前述したステップＳ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０５、Ｓ１０７およびＳ１０９の処理と同じである。

ステップＳ２０９に続くステップＳ２１１において、４つのＲＦ回路部を相互に結ぶ直線で形成される四角形の内側の角度の合計角度と、３６０度と、の差の絶対値が所定値（閾値）未満であるか否かを判断する処理が実行される（ステップＳ２１１）。すなわち、４つのＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２を相互に結ぶ直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４で形成される四角形の内側の角度θ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６、θ７、θ８の合計角度、３６０度と、の差の絶対値が所定値未満であるか否かを判断する処理が実行される。

ステップＳ２１１に続くステップＳ２１３、Ｓ２１５およびＳ２１７の処理は、図３に関して前述したステップＳ１１１、Ｓ１１３およびＳ１１５の処理と同じである。また、ステップＳ２１１に続くステップＳ２０３の処理は、図３に関して前述したステップＳ１０３と同じである。

ステップＳ２１７に続くステップＳ２１９において、各角度θ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６、θ７、θ８の平均値θ１ａｖｅ、θ２ａｖｅ、θ３ａｖｅ、θ４ａｖｅ、θ５ａｖｅ、θ６ａｖｅ、θ７ａｖｅ、θ８ａｖｅおよび各角度θ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６、θ７、θ８の分散θ１σ、θ２σ、θ３σ、θ４σ、θ５σ、θ６σ、θ７σ、θ８σを求める処理が実行される（ステップＳ２１９）。また、各最小値Ｄ１ｍ、Ｄ２ｍ、Ｄ３ｍ、Ｄ４ｍ、Ｄ５ｍ、Ｄ６ｍの平均値Ｄ１ａｖｅ、Ｄ２ａｖｅ、Ｄ３ａｖｅ、Ｄ４ａｖｅ、Ｄ５ａｖｅ、Ｄ６ａｖｅおよび各最小値Ｄ１ｍ、Ｄ２ｍ、Ｄ３ｍ、Ｄ４ｍ、Ｄ５ｍ、Ｄ６ｍの分散Ｄ１σ、Ｄ２σ、Ｄ３σ、Ｄ４σ、Ｄ５σ、Ｄ６σを求める処理が実行される（ステップＳ２１９）。

続いて、各最小値Ｄ１ｍ〜Ｄ６ｍの分散Ｄ１σ〜Ｄ６σが所定値（第１の所定値）未満であり、各角度θ１〜θ８の分散θ１σ〜θ８σが所定値（第２の所定値）未満であるか否かを判断する処理が実行される（ステップＳ２１１）。各最小値Ｄ１ｍ〜Ｄ６ｍの分散Ｄ１σ〜Ｄ６σが所定値（第１の所定値）未満であり、各角度θ１〜θ８の分散θ１σ〜θ８σが所定値（第２の所定値）未満である場合には（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、各角度θ１〜θ８の平均値θ１ａｖｅ〜θ８ａｖｅを、各角度θ１〜θ８の真値とする処理が実行される（ステップＳ２１３）。また、各最小値Ｄ１ｍ〜Ｄ６ｍの分散Ｄ１σ〜Ｄ６σが所定値（第１の所定値）未満であり、各角度θ１〜θ８の分散θ１σ〜θ８σが所定値（第２の所定値）未満である場合には（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、各最小値Ｄ１ｍ〜Ｄ６ｍの平均値Ｄ１ａｖｅ〜Ｄ６ａｖｅを複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２の相互間の距離Ｄ１〜Ｄ６の真値とする処理が実行される（ステップＳ２１３）。

これによれば、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２の相互間の距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６をより高い精度で測定することができる。そして、真値とされた各角度θ１〜θ８および真値とされた各距離Ｄ１〜Ｄ８を用いることで、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２の位置座標をより高い精度で測定することができる。また、図３に関して前述した効果と同じ効果が得られる。

図５は、本実施形態に係る位置検出システムが実行するさらに他の処理を表すフローチャートである。
図６は、子機の位置座標を測定する処理を説明する平面図である。
図７は、２つの円弧の交点Ｐ１の位置を求める処理を説明する平面図である。
図８は、２つの円弧の交点Ｐ２の位置を求める処理を説明する平面図である。
図９は、２つの円弧の交点Ｐ３の位置を求める処理を説明する平面図である。
図１０は、２つの円弧の交点Ｐ４の位置を求める処理を説明する平面図である。
図１１は、図６に表した領域１０３を拡大して表した平面図である。

図３または図４に関して前述した処理を実行することで、複数のＲＦ回路部１１２、１２２、１３２、１４２の位置座標を効率的に測定することができる。そのため、その後は、第１の親機１１０と子機１８０との間の距離Ｄ１１、第２の親機１２０と子機１８０との間の距離Ｄ１２、第３の親機１３０と子機１８０との間の距離Ｄ１３、および第４の親機１４０と子機１８０との間の距離Ｄ１４を測定し、子機１８０の位置を測定することができる。

このとき、図１および図２に関して前述したように、本実施形態に係る位置検出システム１００は、ＲＦ信号を用いて、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０のそれぞれと、子機１８０と、の間の距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４を測定する。そのため、距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４の測定が、マルチパスの影響を受けることがある。すると、距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４を測定するときの精度が低下することがある。

これに対して、本実施形態に係る位置検出システム１００では、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０のそれぞれを中心とし、距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４の最小値Ｄ１１ｍ、Ｄ１２ｍ、Ｄ１３ｍ、Ｄ１４ｍを半径とする複数の円弧のうちの２つの円弧の交点の位置を求め、複数の交点の相互間の距離が所定値以下である場合に複数の交点の重心位置を子機の真の位置とする処理を実行する。このとき、２つの円弧の交点が測定エリア１０１内で１つとなる場合に、その交点の位置が求められる。

これによれば、複数の交点の相互間の距離が所定値以下である場合には、複数の交点は、密集していると考えられる。この場合に、複数の交点の重心位置が、子機の真の位置とされる。これにより、ＲＦ信号を用いる場合であっても、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０のそれぞれと、子機１８０と、の間の距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、および子機１８０の位置を高い精度で測定することができる。

この処理について、図５〜図１１を参照しつつさらに説明する。
図５に表したように、まず、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０のそれぞれと、子機１８０と、の相互間の距離を複数回測定する処理が実行される（ステップＳ３０１：第１の処理）。具体的には、第１の親機１１０のＲＦ回路部１１２と、子機１８０のＲＦ回路部１８２と、は相互間の距離Ｄ１１を複数回測定する。第２の親機１２０のＲＦ回路部１２２と、子機１８０のＲＦ回路部１８２と、は相互間の距離Ｄ１２を複数回測定する。第３の親機１３０のＲＦ回路部１３２と、子機１８０のＲＦ回路部１８２と、は相互間の距離Ｄ１３を複数回測定する。第４の親機１４０のＲＦ回路部１４２と、子機１８０のＲＦ回路部１８２と、は相互間の距離Ｄ１４を複数回測定する。

続いて、複数回測定した距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４のそれぞれのうちで、最小の距離（最小値）を求める処理が実行される（ステップＳ３０３：第１の処理）。すなわち、複数回測定した距離Ｄ１１のうちで、最小値Ｄ１１ｍを求める処理が実行される。複数回測定した距離Ｄ１２のうちで、最小値Ｄ１２ｍを求める処理が実行される。複数回測定した距離Ｄ１３のうちで、最小値Ｄ１３ｍを求める処理が実行される。複数回測定した距離Ｄ１４のうちで、最小値Ｄ１４ｍを求める処理が実行される。

続いて、互いに隣り合う複数の親機の測距データから、２つの円弧の交点を求める処理が実行される（ステップＳ３０５：第２の処理）。すなわち、図７に表したように、第１の親機１１０を中心とし、最小値Ｄ１１ｍを半径とする円弧１１７と、第２の親機１２０を中心とし、最小値Ｄ１２ｍを半径とする円弧１２７と、の交点Ｐ１を求める処理が実行される。図８に表したように、第２の親機１２０を中心とし、最小値Ｄ１２ｍを半径とする円弧１２７と、第３の親機１３０を中心とし、最小値Ｄ１３ｍを半径とする円弧１３７と、の交点Ｐ２を求める処理が実行される。図９に表したように、第１の親機１１０を中心とし、最小値Ｄ１１ｍを半径とする円弧１１７と、第４の親機１４０を中心とし、最小値Ｄ１４ｍを半径とする円弧１３７と、の交点Ｐ３を求める処理が実行される。図１０に表したように、第３の親機１３０を中心とし、最小値Ｄ１３ｍを半径とする円弧１３７と、第４の親機１４０を中心とし、最小値Ｄ１４ｍを半径とする円弧１４７と、の交点Ｐ４を求める処理が実行される。

このように、互いに隣り合う２つの親機のそれぞれを中心とし、互いに隣り合う２つの親機のそれぞれと子機１８０との相互間の距離の最小値を半径とする２つの円弧の交点は、測定エリア１０１内で１つだけ存在する。２つの円弧の交点が測定エリア１０１内で１つだけ存在する場合に、その交点の位置を求める処理が実行される。

続いて、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離を求める処理が実行される（ステップＳ３０７）。例えば図１１に表したように、交点Ｐ１と交点Ｐ２との相互間の距離Ｄ２１を求める処理が実行される。交点Ｐ１と交点Ｐ３との相互間の距離Ｄ２２を求める処理が実行される。交点Ｐ１と交点Ｐ４との相互間の距離Ｄ２３を求める処理が実行される。

続いて、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３のそれぞれが、所定値（閾値）以下であるか否かを判断する処理が実行される（ステップＳ３０９）。距離Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３のそれぞれが所定値以下である場合には（ステップＳ３０９：Ｙｅｓ）、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が密集していると判断することができる。この場合に、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の重心位置を子機１８０の真の位置とする処理が実行される（ステップＳ３１１：第３の処理）。距離Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３のいずれかが所定値よりも大きい場合には（ステップＳ３０９：Ｎｏ）、ステップＳ３０１の処理が実行される。

本実施形態によれば、ＲＦ信号を用いる場合であっても、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０のそれぞれと、子機１８０と、の間の距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、および子機１８０の位置を高い精度で測定することができる。

なお、ステップＳ３０７では、交点Ｐ２を基準にして、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離を求めてもよい。すなわち、交点Ｐ２と交点Ｐ１との相互間の距離（Ｄ２１）、交点Ｐ２と交点Ｐ３との相互間の距離、および交点Ｐ２と交点Ｐ４との相互間の距離を求める処理が実行されてもよい。あるいは、交点Ｐ３を基準にして、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離を求めてもよい。すなわち、交点Ｐ３と交点Ｐ１との相互間の距離（Ｄ２２）、交点Ｐ３と交点Ｐ２との相互間の距離、および交点Ｐ３と交点Ｐ４との相互間の距離を求める処理が実行されてもよい。あるいは、交点Ｐ４を基準にして、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離を求めてもよい。すなわち、交点Ｐ４と交点Ｐ１との相互間の距離（Ｄ２３）、交点Ｐ４と交点Ｐ２との相互間の距離、および交点Ｐ４と交点Ｐ３との相互間の距離を求める処理が実行されてもよい。そして、ステップＳ３０９において、それらの距離のそれぞれが、所定値以下であるか否かを判断する処理が実行されてもよい。

これによれば、より多くの距離を用いて、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が密集しているか否かを判断するため、ＲＦ信号を用いる場合であっても、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０のそれぞれと、子機１８０と、の間の距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、および子機１８０の位置をより高い精度で測定することができる。

図１２は、本実施形態に係る位置検出システムが実行するさらに他の処理を表すフローチャートである。
図１２に表したステップＳ４０１、Ｓ４０３およびＳ４０５の処理は、図５に関して前述したステップＳ３０１、Ｓ３０３およびＳ３０５の処理と同じである。

ステップＳ４０５に続くステップＳ４０７において、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３の合計値Ｓ１を求める処理が実行される（ステップＳ４０７）。続いて、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３の合計値Ｓ１が、所定値（閾値）以下であるか否かを判断する処理が実行される（ステップＳ４０９）。

合計値Ｓ１が所定値以下である場合には（ステップＳ４０９：Ｙｅｓ）、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が密集していると判断することができる。この場合に、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の重心位置を子機１８０の真の位置とする処理が実行される（ステップＳ４１１：第３の処理）。合計値Ｓ１が所定値よりも大きい場合には（ステップＳ４０９：Ｎｏ）、ステップＳ４０１の処理が実行される。

本実施形態によれば、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３の合計値Ｓ１を用いて、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が密集しているか否かを判断するため、ＲＦ信号を用いる場合であっても、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０のそれぞれと、子機１８０と、の間の距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、および子機１８０の位置をより高い精度で測定することができる。

なお、ステップＳ４０７では、交点Ｐ２を基準にして、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離の合計値Ｓ２を求めてもよい。すなわち、交点Ｐ２と交点Ｐ１との相互間の距離（Ｄ２１）、交点Ｐ２と交点Ｐ３との相互間の距離、および交点Ｐ２と交点Ｐ４との相互間の距離を求め、それらの距離の合計値Ｓ２を求める処理が実行されてもよい。あるいは、交点Ｐ３を基準にして、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離の合計値Ｓ３を求めてもよい。すなわち、交点Ｐ３と交点Ｐ１との相互間の距離（Ｄ２２）、交点Ｐ３と交点Ｐ２との相互間の距離、および交点Ｐ３と交点Ｐ４との相互間の距離を求め、それら距離の合計値Ｓ３を求める処理が実行されてもよい。あるいは、交点Ｐ４を基準にして、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離の合計値Ｓ４を求めてもよい。すなわち、交点Ｐ４と交点Ｐ１との相互間の距離（Ｄ２３）、交点Ｐ４と交点Ｐ２との相互間の距離、および交点Ｐ４と交点Ｐ３との相互間の距離を求め、それら距離の合計値Ｓ４を求める処理が実行されてもよい。そして、ステップＳ４０９において、複数の合計値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のそれぞれが所定値以下であるか否かを判断する処理が実行されてもよい。

これによれば、複数の合計値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を用いて、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が密集しているか否かを判断するため、ＲＦ信号を用いる場合であっても、複数の親機１１０、１２０、１３０、１４０のそれぞれと、子機１８０と、の間の距離Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、および子機１８０の位置をより高い精度で測定することができる。

あるいは、ステップＳ４０９では、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３のうちの最大値が、所定値以下であるか否かを判断する処理が実行されてもよい。すなわち、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離の合計値ではなく、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相互間の距離Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３のうちの最大値を用いて、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が密集しているか否かを判断してもよい。この場合であっても、より高い精度で、複数の交点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が密集しているか否かを判断することができる。

なお、上記に本実施形態およびその適用例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態またはその適用例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

１００ 位置検出システム
１０１ 測定エリア
１０３ 領域
１１０ 第１の親機
１１１ 制御部
１１２ ＲＦ回路部
１１３ メモリ
１１７ 円弧
１２０ 第２の親機
１２１ 制御部
１２２ ＲＦ回路部
１２３ メモリ
１２７ 円弧
１３０ 第３の親機
１３１ 制御部
１３２ ＲＦ回路部
１３３ メモリ
１３７ 円弧
１４０ 第４の親機
１４１ 制御部
１４２ ＲＦ回路部
１４３ メモリ
１４７ 円弧
１８０ 子機
１８１ 制御部
１８２ ＲＦ回路部
１８３ メモリ
Ｄ１ 距離
Ｄ１１ 距離
Ｄ１１ｍ 最小値
Ｄ１２ 距離
Ｄ１２ｍ 最小値
Ｄ１３ 距離
Ｄ１３ｍ 最小値
Ｄ１４ 距離
Ｄ１４ｍ 最小値
Ｄ１ａｖｅ 平均値
Ｄ１ｍ 最小値
Ｄ１σ 分散
Ｄ２ 距離
Ｄ２１ 距離
Ｄ２２ 距離
Ｄ２３ 距離
Ｄ２ａｖｅ 平均値
Ｄ２ｍ 最小値
Ｄ２σ 分散
Ｄ３ 距離
Ｄ３ａｖｅ 平均値
Ｄ３ｍ 最小値
Ｄ３σ 分散
Ｄ４ 距離
Ｄ４ａｖｅ 平均値
Ｄ４ｍ 最小値
Ｄ４σ 分散
Ｄ５ 距離
Ｄ５ａｖｅ 平均値
Ｄ５ｍ 最小値
Ｄ５σ 分散
Ｄ６ 距離
Ｄ６ａｖｅ 平均値
Ｄ６ｍ 最小値
Ｄ６σ 分散
Ｌ１ 直線
Ｌ２ 直線
Ｌ３ 直線
Ｌ４ 直線
Ｌ５ 直線
Ｌ６ 直線
Ｐ１ 交点
Ｐ２ 交点
Ｐ３ 交点
Ｐ４ 交点
Ｓ１ 合計値
Ｓ２ 合計値
Ｓ３ 合計値
Ｓ４ 合計値
θ１ 角度
θ１ａｖｅ 平均値
θ１σ 分散
θ２ 角度
θ２ａｖｅ 平均値
θ２σ 分散
θ３ 角度
θ３ａｖｅ 平均値
θ３σ 分散
θ４ 角度
θ４ａｖｅ 平均値
θ４σ 分散
θ５ 角度
θ５ａｖｅ 平均値
θ５σ 分散
θ６ 角度
θ６ａｖｅ 平均値
θ６σ 分散
θ７ 角度
θ７ａｖｅ 平均値
θ７σ 分散
θ８ 角度
θ８ａｖｅ 平均値
θ８σ 分散

Claims (3)

1. 測定エリアを囲む複数の親機と、前記測定エリアに位置する子機と、を備え、高周波信号を用いて前記子機の位置を測定する位置検出システムにおいて、
   前記複数の親機のそれぞれと、前記子機と、の相互間の距離を複数回測定し、前記距離の最小値を求める第１の処理と、
   前記複数の親機のそれぞれを中心とし、前記最小値を半径とする複数の円弧のうちの２つの円弧の交点が前記測定エリア内で１つとなる場合に前記交点の位置を求める第２の処理と、
   複数の前記交点の相互間の距離が所定値未満である場合に複数の前記交点の重心位置を前記子機の真の位置とする第３の処理と、
   を実行し、
   前記第２の処理において、互いに隣り合う２つの親機のそれぞれを中心とし、前記最小値を半径とする２つの円弧の交点のうち前記測定エリア内に存在する１つの交点の位置を求める処理が実行される
   ことを特徴とする位置検出システム。
2. 前記第３の処理において、複数の前記交点の相互間の距離の合計値が所定値未満である場合に複数の前記交点の重心位置を前記子機の真の位置とすることを特徴とする請求項１記載の位置検出システム。
3. 前記第３の処理において、複数の前記交点の相互間の距離の最大値が所定値未満である場合に複数の前記交点の重心位置を前記子機の真の位置とすることを特徴とする請求項１記載の位置検出システム。

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