JP7043916B2 - Positioning systems, data processing equipment, data processing methods, programs, communication devices and acoustic receivers - Google Patents

Description

本発明は、オフィスや工場などの屋内の空間内を移動する物体の位置を検出する測位システムに関する。
The present invention relates to a positioning system that detects the position of an object moving in an indoor space such as an office or a factory .

一般に、無線を用いた測位技術の例として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた技術があり、屋外では数メートルから数十メートルの精度で位置を検出することができる。しかし、屋内では測位精度が外乱に大きく影響を受けるため、良好に位置を検出することができない。屋内での測位精度を向上するための技術としては、Ｗｉ－ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線信号強度を利用した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 In general, as an example of a positioning technique using radio, there is a technique using GPS (Global Positioning System), and it is possible to detect a position outdoors with an accuracy of several meters to several tens of meters. However, since the positioning accuracy is greatly affected by the disturbance indoors, the position cannot be detected well. As a technique for improving the positioning accuracy indoors, a technique using radio signal strength such as Wi-fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark) has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ..

かかる技術では、一つの移動物体ｋらの第１の測定用信号を親局と複数の中継局で受信するとともに、各中継局は重複しない固有の遅延時間後に第２の測定用信号を同一周波数で送信し、親局が移動物体からの第１の測定用信号と中継局からの第２の測定用信号とを受信して、その到着時間差を測定することにより、第１の測定用信号を親局が受信した時刻と各中継局が受信した時刻との相対時間差を算出し、双曲線航法により移動物体の位置を算出する。前記の測定用信号は、無線信号であり、電波、光、音などを利用できるが、特に音は伝搬速度が他に比べて遅いため、該無線信号の到着時刻を容易に計測可能である。 In such a technique, a first measurement signal of one moving object k or the like is received by a master station and a plurality of relay stations, and each relay station receives a second measurement signal at the same frequency after a unique delay time that does not overlap. The master station receives the first measurement signal from the moving object and the second measurement signal from the relay station, and measures the arrival time difference to obtain the first measurement signal. The relative time difference between the time received by the master station and the time received by each relay station is calculated, and the position of the moving object is calculated by bicurve navigation. The measurement signal is a radio signal, and radio waves, light, sound, and the like can be used. However, since sound has a slower propagation speed than others, the arrival time of the radio signal can be easily measured.

特開平６－３４２８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-3428

しかしながら、かかる技術には、広域の空間で利用することができないという問題点があった。すなわち、移動物体の位置を算出するためには、移動物体と親局の間、移動物体と中継局の間、親局と中継局の間のそれぞれで音響信号を正しく伝送する必要があるが、音響信号は距離に応じて減衰するので、広域の空間では音響信号を伝送できない場合があり、移動物体の位置を算出することができない。 However, such a technology has a problem that it cannot be used in a wide space. That is, in order to calculate the position of the moving object, it is necessary to correctly transmit the acoustic signal between the moving object and the master station, between the moving object and the relay station, and between the master station and the relay station. Since the acoustic signal is attenuated according to the distance, the acoustic signal may not be transmitted in a wide space, and the position of the moving object cannot be calculated.

そこで、広域の空間では移動物体の位置を算出できないという問題点を解決し、オフィスや工場などの広い屋内空間内を移動する物体の位置を検出することが可能な技術が提供されることが望まれる。
Therefore, it is desired to provide a technology that can solve the problem that the position of a moving object cannot be calculated in a wide space and can detect the position of a moving object in a large indoor space such as an office or a factory . Is done.

上記問題を解決するために、本発明のある観点によれば、音響受信器と、経路を構成する第１の通信器から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）の通信器と、データ処理装置とを有する測位システムであって、前記第１の通信器は、第１の音響信号を送信する音響信号送信部を備え、第Ｋ（Ｋは２以上かつＮ以下の整数）の通信器は、第（Ｋ－１）の音響信号を前記第（Ｋ－１）の通信器から受信する音響信号受信部と、前記第（Ｋ－１）の音響信号が受信されてから第Ｋの中継待ち時間が経過した場合に、第Ｋの音響信号を送信する音響信号送信部と、を備え、前記音響受信器は、前記第１の音響信号から第Ｎの音響信号の少なくとも一部に相当する第１の受信信号から第Ｍの受信信号を受信する音響信号受信部と、前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信時刻を、前記データ処理装置に通知する通知部と、を備え、前記データ処理装置は、前記１の受信信号から前記第Ｍの受信信号の少なくとも一部に相当する第１の信号から第Ｌ（Ｌは３以上の整数）の信号それぞれの受信時刻と、前記第１の信号から前記第Ｌの信号それぞれの送信元の通信器の位置と、前記経路において第２の信号の送信元の通信器から前記第Ｌの信号の送信元の通信器までの中継待ち時間とに基づいて、前記音響受信器の位置を算出する位置計算部と、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器が存在する空間の広さに基づいて、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器それぞれの中継待ち時間を決定する決定部と、を備える、測位システムが提供される。
In order to solve the above problem, according to a certain viewpoint of the present invention, an acoustic receiver, a communication device from the first communication device constituting the path to the Nth communication device (N is an integer of 3 or more), and a data processing device. The first communication device includes an acoustic signal transmission unit for transmitting a first acoustic signal, and the K (K is an integer of 2 or more and N or less) communication device is An acoustic signal receiving unit that receives the first (K-1) acoustic signal from the first (K-1) communication device, and a K-th relay waiting time after the first (K-1) acoustic signal is received. The first acoustic signal corresponding to at least a part of the first acoustic signal to the Nth acoustic signal is provided with an acoustic signal transmission unit for transmitting the Kth acoustic signal when It is provided with an acoustic signal receiving unit that receives the Mth received signal from the received signal of the above, and a notification unit that notifies the data processing device of the reception time of each of the Mth received signals from the first received signal. The data processing device receives the reception time of each of the signals from the first signal to the L (L is an integer of 3 or more) corresponding to at least a part of the received signal of the M from the received signal of 1. Waiting for relay from the position of the communication device of the transmission source of each of the Lth signals from the first signal and from the communication device of the transmission source of the second signal to the communication device of the transmission source of the Lth signal in the path. The first communication device is based on the size of the space in which the position calculation unit that calculates the position of the sound receiver based on the time and the Nth communication device from the first communication device exists. Provided a positioning system including a determination unit for determining a relay waiting time for each of the Nth communication devices .

また、本発明の別の観点によれば、音響受信器と、経路を構成する第１の通信器から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）の通信器と、データ処理装置とを有する測位システムにおけるデータ処理装置であって、前記第１の通信器は、第１の音響信号を送信する音響信号送信部を備え、第Ｋ（Ｋは２以上かつＮ以下の整数）の通信器は、第（Ｋ－１）の音響信号を前記第（Ｋ－１）の通信器から受信する音響信号受信部と、前記第（Ｋ－１）の音響信号が受信されてから第Ｋの中継待ち時間が経過した場合に、第Ｋの音響信号を送信する音響信号送信部と、を備え、前記音響受信器は、前記第１の音響信号から第Ｎの音響信号の少なくとも一部に相当する第１の受信信号から第Ｍの受信信号を受信する音響信号受信部と、前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信時刻を、前記データ処理装置に通知する通知部と、を備え、前記データ処理装置は、前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号の少なくとも一部に相当する第１の信号から第Ｌ（Ｌは３以上の整数）の信号それぞれの受信時刻と、前記第１の信号から前記第Ｌの信号それぞれの送信元の通信器の位置と、前記経路において第２の信号の送信元の通信器から前記第Ｌの信号の送信元の通信器までの中継待ち時間とに基づいて、前記音響受信器の位置を算出する位置計算部と、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器が存在する空間の広さに基づいて、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器それぞれの中継待ち時間を決定する決定部と、を備える、データ処理装置が提供される。
Further, according to another aspect of the present invention, a positioning system including an acoustic receiver, a communication device having a first to Nth (N is an integer of 3 or more) constituting a path, and a data processing device. The first communication device is a data processing device in the above, wherein the first communication device includes an acoustic signal transmission unit for transmitting a first acoustic signal, and a K (K is an integer of 2 or more and N or less) communication device is the first. The acoustic signal receiving unit that receives the acoustic signal of (K-1) from the communication device of the (K-1), and the relay waiting time of the Kth after receiving the acoustic signal of the (K-1). A first acoustic signal transmitter, comprising an acoustic signal transmitter for transmitting a Kth acoustic signal when elapsed, the acoustic receiver corresponds to at least a part of the Nth acoustic signal from the first acoustic signal. It includes an acoustic signal receiving unit that receives the Mth received signal from the received signal, and a notification unit that notifies the data processing device of the reception time of each of the Mth received signals from the first received signal. The data processing device receives the reception time of each of the signals from the first signal to the L (L is an integer of 3 or more) corresponding to at least a part of the received signal from the first received signal to the M. Waiting for relay from the position of the communication device of the transmission source of each of the Lth signals from the first signal and from the communication device of the transmission source of the second signal to the communication device of the transmission source of the Lth signal in the path. The first communication device is based on the size of the space in which the position calculation unit that calculates the position of the sound receiver based on the time and the Nth communication device from the first communication device exists. Provides a data processing apparatus comprising a determination unit for determining a relay waiting time for each of the Nth communication devices .

前記決定部は、前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信強度に基づいて、前記第１の信号から前記第Ｌの信号を決定してもよい。
The determination unit may determine the Lth signal from the first signal based on the reception strength of each of the first reception signal and the Mth reception signal.

前記決定部は、前記第１の通信器から第Ｎの通信器それぞれの位置に基づいて、複数の候補経路それぞれにおける隣接通信器間の距離の評価値に基づいて、前記経路を決定してもよい。
The determination unit may determine the route based on the evaluation value of the distance between the adjacent communication devices in each of the plurality of candidate routes based on the positions of the first communication device to the Nth communication device. good.

また、本発明の別の観点によれば、音響受信器と、経路を構成する第１の通信器から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）の通信器と、データ処理装置とを有する測位システムにおけるデータ処理方法であって、前記第１の通信器は、第１の音響信号を送信する音響信号送信部を備え、第Ｋ（Ｋは２以上かつＮ以下の整数）の通信器は、第（Ｋ－１）の音響信号を前記第（Ｋ－１）の通信器から受信する音響信号受信部と、前記第（Ｋ－１）の音響信号が受信されてから第Ｋの中継待ち時間が経過した場合に、第Ｋの音響信号を送信する音響信号送信部と、を備え、前記音響受信器は、前記第１の音響信号から第Ｎの音響信号の少なくとも一部に相当する第１の受信信号から第Ｍの受信信号を受信する音響信号受信部と、前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信時刻を、前記データ処理装置に通知する通知部と、を備え、前記データ処理方法は、前記１の受信信号から前記第Ｍの受信信号の少なくとも一部に相当する第１の信号から第Ｌ（Ｌは３以上の整数）の信号それぞれの受信時刻と、前記第１の信号から前記第Ｌの信号それぞれの送信元の通信器の位置と、前記経路において第２の信号の送信元の通信器から前記第Ｌの信号の送信元の通信器までの中継待ち時間とに基づいて、前記音響受信器の位置を算出することと、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器が存在する空間の広さに基づいて、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器それぞれの中継待ち時間を決定することと、を含む、データ処理方法が提供される。
Further, according to another aspect of the present invention, a positioning system including an acoustic receiver, a communication device having a first to Nth (N is an integer of 3 or more) constituting a path, and a data processing device. In the data processing method, the first communication device includes an acoustic signal transmission unit for transmitting a first acoustic signal, and the K (K is an integer of 2 or more and N or less) communication device is the first. The acoustic signal receiving unit that receives the acoustic signal of (K-1) from the communication device of the (K-1), and the relay waiting time of the Kth after receiving the acoustic signal of the (K-1). A first acoustic signal transmitter, comprising an acoustic signal transmitter for transmitting a Kth acoustic signal when elapsed, the acoustic receiver corresponds to at least a part of the Nth acoustic signal from the first acoustic signal. It includes an acoustic signal receiving unit that receives the Mth received signal from the received signal, and a notification unit that notifies the data processing device of the reception time of each of the Mth received signals from the first received signal. In the data processing method, the reception time of each of the signals from the first signal to the L (L is an integer of 3 or more) corresponding to at least a part of the received signal of the M from the received signal of 1 and the first signal. Relay waiting time from the position of the communication device of the transmission source of each of the Lth signals from the signal 1 and the relay waiting time from the communication device of the transmission source of the second signal to the communication device of the transmission source of the Lth signal in the path. Based on the calculation of the position of the acoustic receiver and the size of the space in which the Nth communication device exists from the first communication device, the first communication device to the first communication device. A data processing method is provided, including determining the relay waiting time for each of the N communicators .

また、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、音響受信器と、経路を構成する第１の通信器から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）の通信器と、データ処理装置とを有する測位システムにおけるデータ処理装置として機能させるためのプログラムであって、前記第１の通信器は、第１の音響信号を送信する音響信号送信部を備え、第Ｋ（Ｋは２以上かつＮ以下の整数）の通信器は、第（Ｋ－１）の音響信号を前記第（Ｋ－１）の通信器から受信する音響信号受信部と、前記第（Ｋ－１）の音響信号が受信されてから第Ｋの中継待ち時間が経過した場合に、第Ｋの音響信号を送信する音響信号送信部と、を備え、前記音響受信器は、前記第１の音響信号から第Ｎの音響信号の少なくとも一部に相当する第１の受信信号から第Ｍの受信信号を受信する音響信号受信部と、前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信時刻を、前記データ処理装置に通知する通知部と、を備え、前記データ処理装置は、前記１の受信信号から前記第Ｍの受信信号の少なくとも一部に相当する第１の信号から第Ｌ（Ｌは３以上の整数）の信号それぞれの受信時刻と、前記第１の信号から前記第Ｌの信号それぞれの送信元の通信器の位置と、前記経路において第２の信号の送信元の通信器から前記第Ｌの信号の送信元の通信器までの中継待ち時間とに基づいて、前記音響受信器の位置を算出する位置計算部と、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器が存在する空間の広さに基づいて、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器それぞれの中継待ち時間を決定する決定部と、を備える、プログラムが提供される。
Further, according to another aspect of the present invention, the computer includes an acoustic receiver, a communication device from the first communication device constituting the path to the Nth communication device (N is an integer of 3 or more), and a data processing device. A program for functioning as a data processing device in a positioning system, the first communicator includes an acoustic signal transmission unit for transmitting a first acoustic signal, and a K (K is 2 or more and N or less). The communication device (the integer of) receives the acoustic signal receiving unit for receiving the (K-1) th acoustic signal from the (K-1) communication device and the (K-1) th acoustic signal. A sound signal transmission unit for transmitting a K-th acoustic signal when the K-th relay waiting time has elapsed is provided, and the sound receiver comprises the first sound signal to the Nth sound signal. The data processing device is provided with the reception time of each of the acoustic signal receiving unit that receives the Mth received signal from the first received signal corresponding to at least a part thereof and the Mth received signal from the first received signal. The data processing device includes a notification unit for notifying, and the data processing device comprises a first signal corresponding to at least a part of the first received signal to the first L (L is an integer of 3 or more). The reception time of each signal, the position of the communication device of the transmission source of each of the first signal to the Lth signal, and the transmission of the Lth signal from the communication device of the transmission source of the second signal in the path. Based on the relay waiting time to the original communication device, the position calculation unit that calculates the position of the acoustic receiver, and the size of the space where the first communication device to the Nth communication device exists. A program is provided that includes a determination unit that determines the relay waiting time of each of the first communication devices to the Nth communication device .

また、本発明の別の観点によれば、通信器であって、第１の音響信号を他の通信器から受信する音響信号受信部と、中継すべき音響情報の送信元の通信器を示す中継規則指示データに基づいて、前記第１の音響信号を中継すべきか否かを判断する制御部と、前記第１の音響信号を中継すべきであると判断された場合、前記第１の音響信号が受信されてから所定の中継待ち時間が経過した場合に、第２の音響信号を送信する音響信号送信部と、を備え、前記中継待ち時間は、前記通信器と前記他の通信器とが存在する空間の広さに基づいて決定される、通信器が提供される。
Further, according to another aspect of the present invention, a communication device, which is an acoustic signal receiving unit that receives a first acoustic signal from another communication device, and a communication device that is a transmission source of acoustic information to be relayed are shown. Based on the relay rule instruction data, the control unit for determining whether or not the first acoustic signal should be relayed, and the first acoustic signal when it is determined that the first acoustic signal should be relayed. A sound signal transmission unit for transmitting a second acoustic signal when a predetermined relay waiting time has elapsed since the signal was received, and the relay waiting time is set to the communication device and the other communication device. A communication device is provided , which is determined based on the size of the space in which the is present .

また、本発明の別の観点によれば、音響受信器であって、第１の通信器によって送信された第１の音響信号を受信するとともに、第２の通信器によって前記第１の音響信号が受信されてから所定の中継待ち時間が経過した場合に前記第２の通信器によって送信された第２の音響信号を受信する音響信号受信部と、前記第１の音響信号の受信時刻と前記第２の音響信号の受信時刻とを、前記音響受信器の位置を算出するデータ処理装置に通知する通知部と、を備え、前記中継待ち時間は、前記第１の通信器と前記第２の通信器とが存在する空間の広さに基づいて決定される、音響受信器が提供される。
Further, according to another aspect of the present invention, the acoustic receiver receives the first acoustic signal transmitted by the first communication device, and also receives the first acoustic signal transmitted by the second communication device. The acoustic signal receiving unit that receives the second acoustic signal transmitted by the second communication device when a predetermined relay waiting time has elapsed since the reception of the first acoustic signal, the reception time of the first acoustic signal, and the said. A notification unit for notifying a data processing device that calculates the position of the acoustic receiver of the reception time of the second acoustic signal is provided, and the relay waiting time is the first communication device and the second communication device. An acoustic receiver is provided , which is determined based on the size of the space in which the communication device resides .

以上説明したように本発明によれば、オフィスや工場などの広い屋内空間内を移動する物体の位置を検出することが可能な技術が提供される。
As described above, according to the present invention, there is provided a technique capable of detecting the position of an object moving in a wide indoor space such as an office or a factory .

本発明の実施形態に係る測位システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the positioning system which concerns on embodiment of this invention. 同一空間内にある１２個の中継器（中継器Ａ、中継器Ｂ、・・・、中継器Ｌ）によって構成される経路決定の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of a route determination composed of 12 repeaters (repeater A, repeater B, ..., repeater L) in the same space. 機器配置図（上面図）である。It is a device layout (top view). 本発明の実施形態に係る測位システムの動作例を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the operation example of the positioning system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る経路決定の動作説明図である。It is an operation explanatory diagram of the route determination which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る変調部の動作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the modulation part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る位置計算部の動作説明図である。It is operation explanatory drawing of the position calculation part which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係るデータ処理装置のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware configuration of the data processing apparatus which concerns on this embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.

また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合がある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素等の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合がある。ただし、異なる実施形態の類似する構成要素等の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。 Further, in the present specification and the drawings, a plurality of components having substantially the same functional configuration may be distinguished by adding different numbers after the same reference numerals. However, if it is not necessary to distinguish each of a plurality of components having substantially the same functional configuration, only the same reference numerals are given. Further, similar components of different embodiments may be distinguished by adding different alphabets after the same reference numerals. However, if it is not necessary to distinguish each of the similar components of different embodiments, only the same reference numerals are given.

［１－１．測位システムの構成］
本発明の実施形態に係る測位システムの構成例について説明する。 [1-1. Positioning system configuration]
A configuration example of the positioning system according to the embodiment of the present invention will be described.

図１は、本発明の実施形態に係る測位システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る測位システム１は、音響受信器３０、複数の中継器（中継器Ａ、中継器Ｂ、・・・、中継器Ｘ）と、サーバー２０とを有する。以下では、複数の中継器それぞれを特に区別しない場合には、複数の中継器における任意の中継器を「中継器１０」と記載する場合がある。中継器１０は、通信器として機能し得る。また、サーバー２０は、データ処理装置として機能し得る。各中継器１０とサーバー２０とは、それぞれの通信装置を介して有線または無線によって（例えば、ネットワークを介して）相互に通信データをやり取りする。音響受信器３０とサーバー２０とは、それぞれの通信装置を介して有線または無線によって（例えば、ネットワークを介して）相互に通信データをやり取りする。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a positioning system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the positioning system 1 according to the embodiment of the present invention includes an acoustic receiver 30, a plurality of repeaters (repeater A, repeater B, ..., Repeater X), and a server 20. Has. In the following, if each of the plurality of repeaters is not particularly distinguished, any repeater in the plurality of repeaters may be described as "repeater 10". The repeater 10 can function as a communication device. Further, the server 20 can function as a data processing device. Each repeater 10 and the server 20 exchange communication data with each other by wire or wirelessly (for example, via a network) via their respective communication devices. The sound receiver 30 and the server 20 exchange communication data with each other by wire or wirelessly (for example, via a network) via their respective communication devices.

音響受信器３０は、人物が携帯可能な通信機器であり、中継器から音響信号（音波）を受信し、サーバー２０に中継器検出データを出力する。中継器１０は、サーバー２０から中継規則指示データを入力し、他の中継器から音響信号を受信し、他の中継器および音響受信器３０に音響信号を出力する。サーバー２０は、音響受信器３０から中継器検出データを入力し、外部システムから中継器位置データを入力し、中継器１０に中継規則指示データを出力し、外部システムに音響受信器位置データを出力する。 The acoustic receiver 30 is a communication device that can be carried by a person, receives an acoustic signal (sound wave) from the repeater, and outputs the repeater detection data to the server 20. The repeater 10 inputs relay rule instruction data from the server 20, receives an acoustic signal from another repeater, and outputs the acoustic signal to the other repeater and the acoustic receiver 30. The server 20 inputs the repeater detection data from the acoustic receiver 30, inputs the repeater position data from the external system, outputs the relay rule instruction data to the repeater 10, and outputs the acoustic receiver position data to the external system. do.

音響受信器３０は、マイクロフォン（以下、「マイク」とも言う。）３１０、復調部３２０および通知部３３０を備える。マイク３１０は、空間から音響信号を入力し、音響信号に基づいて第１の音響入力データを生成し、第１の音響入力データを復調部３２０に出力する。復調部３２０は、マイク３１０から第１の音響入力データを入力し、第１の音響入力データを復調し、復調後のデータ（以下、「復調データ」とも言う。）を第１の復調データとして通知部３３０に出力する。通知部３３０は、復調部３２０から第１の復調データを入力し、第１の復調データを中継器位置検出データとしサーバー２０に出力する。 The sound receiver 30 includes a microphone (hereinafter, also referred to as “microphone”) 310, a demodulation unit 320, and a notification unit 330. The microphone 310 inputs an acoustic signal from space, generates first acoustic input data based on the acoustic signal, and outputs the first acoustic input data to the demodulation unit 320. The demodulation unit 320 inputs the first acoustic input data from the microphone 310, demodulates the first acoustic input data, and uses the demodulated data (hereinafter, also referred to as “demodulation data”) as the first demodulation data. Output to the notification unit 330. The notification unit 330 inputs the first demodulation data from the demodulation unit 320, and outputs the first demodulation data to the server 20 as repeater position detection data.

各中継器１０は、マイク１１０、復調部１２０、制御部１３０、変調部１４０、および、スピーカー１５０を備える。復調部１２０、制御部１３０および変調部１４０は、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサなど）によってプログラムが実行されることによって実現され得る。かかるプログラムは、記録媒体に記録され、記録媒体からプロセッサによって読み取られて実行され得る。 Each repeater 10 includes a microphone 110, a demodulation unit 120, a control unit 130, a modulation unit 140, and a speaker 150. The demodulation unit 120, the control unit 130, and the modulation unit 140 can be realized by executing a program by a processor (for example, a microprocessor or the like). Such a program may be recorded on a recording medium, read from the recording medium by a processor, and executed.

マイク１１０は、マイク３１０と同様に、音響信号を入力し、音響信号に基づいて第２の音響入力データを生成し、第２の音響入力データを復調部１２０に出力する。復調部１２０は、復調部３２０と同様に、マイク３１０から第２の音響入力データを入力し、第２の音響入力データを復調し、復調後のデータ（第２の復調データ）を制御部１３０に出力する。制御部１３０は、復調部１２０から第２の復調データを入力し、変調部１４０に変調前の音響出力データ（以下、「変調データ」とも言う。）を出力し、サーバー２０から中継規則指示データを入力する。変調部１４０は、制御部１３０から変調データを入力し、変調データを変調して音響出力データを生成し、音響出力データをスピーカー１５０に出力する。スピーカー１５０は、変調部１４０から音響出力データを入力し、空間に音響信号を出力する。 Similar to the microphone 310, the microphone 110 inputs an acoustic signal, generates a second acoustic input data based on the acoustic signal, and outputs the second acoustic input data to the demodulation unit 120. Similar to the demodulation unit 320, the demodulation unit 120 inputs the second acoustic input data from the microphone 310, demodulates the second acoustic input data, and controls the demodulated data (second demodulation data) in the control unit 130. Output to. The control unit 130 inputs the second demodulation data from the demodulation unit 120, outputs the acoustic output data before modulation (hereinafter, also referred to as “modulation data”) to the modulation unit 140, and relay rule instruction data from the server 20. Enter. The modulation unit 140 inputs the modulation data from the control unit 130, modulates the modulation data to generate acoustic output data, and outputs the acoustic output data to the speaker 150. The speaker 150 inputs acoustic output data from the modulation unit 140 and outputs an acoustic signal to the space.

サーバー２０は、経路決定部２３０、位置計算部２１０および中継器位置記憶部２２０を備える。経路決定部２３０は、中継器位置記憶部２２０から中継器位置データを入力し、中継器１０および位置計算部２１０に中継規則指示データを出力する。位置計算部２１０は、音響受信器３０から中継器検出データを入力し、経路決定部２３０から中継規則指示データを入力し、中継器位置記憶部２２０から中継器位置データを入力し、外部システムに音響受信器位置データを出力する。中継器位置記憶部２２０は、外部システムから中継器位置データを入力し、位置計算部２１０および経路決定部２３０に中継器位置データを出力する。 The server 20 includes a routing unit 230, a position calculation unit 210, and a repeater position storage unit 220. The route determination unit 230 inputs the repeater position data from the repeater position storage unit 220, and outputs the relay rule instruction data to the repeater 10 and the position calculation unit 210. The position calculation unit 210 inputs the repeater detection data from the acoustic receiver 30, the relay rule instruction data from the route determination unit 230, inputs the repeater position data from the repeater position storage unit 220, and inputs the repeater position data to the external system. Outputs acoustic receiver position data. The repeater position storage unit 220 inputs repeater position data from an external system, and outputs the repeater position data to the position calculation unit 210 and the routing unit 230.

図２は、同一空間内にある１２個の中継器（中継器Ａ、中継器Ｂ、・・・、中継器Ｌ）によって構成される経路決定の例を説明するための図である。経路決定については、後に説明する。また、図３は、機器配置図（上面図）である。図３に示した例において、ハッチングが付された丸印は、同一空間内にある１２個の中継器（中継器Ａ、中継器Ｂ、・・・、中継器Ｌ）であり、白丸印は、音響受信器（Ｐ）であり、これらは同一平面上にあるものとする。また、１２個の中継器は、動作説明を簡単にするため、格子状の位置に配置されているものとする。 FIG. 2 is a diagram for explaining an example of route determination composed of 12 repeaters (repeater A, repeater B, ..., Repeater L) in the same space. The route determination will be described later. Further, FIG. 3 is a device layout (top view). In the example shown in FIG. 3, the circles with hatches are 12 repeaters (repeater A, repeater B, ..., Repeater L) in the same space, and the white circles are. , Sound receivers (P), which are assumed to be coplanar. Further, the 12 repeaters are arranged in a grid-like position in order to simplify the operation explanation.

以上、本発明の実施形態に係る測位システム１の構成例について説明した。 The configuration example of the positioning system 1 according to the embodiment of the present invention has been described above.

［１－２．測位システムの動作］
図４は、本発明の実施形態に係る測位システム１の動作例を示すシーケンス図である。図５は、本発明の実施形態に係る経路決定の動作説明図である。図６は、本発明の実施形態に係る変調部１４０の動作例を説明するための図である。図７は、本発明の実施形態に係る位置計算部２１０の動作説明図である。以下では、図４に示したシーケンス図に沿って、適宜他の図も交えながら、本発明の実施形態に係る測位システム１の動作例について説明する。 [1-2. Positioning system operation]
FIG. 4 is a sequence diagram showing an operation example of the positioning system 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the route determination according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram for explaining an operation example of the modulation unit 140 according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is an operation explanatory view of the position calculation unit 210 according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, an operation example of the positioning system 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the sequence diagram shown in FIG. 4 and other diagrams as appropriate.

なお、以下では、人物が音響受信器３０を携帯して、中継器Ａ、中継器Ｂ、・・・、中継器Ｌが配置された空間内を移動する場合を想定する。本発明の実施形態に係る測位システム１の動作は、大きく分けて５つのステップによって構成され得る。 In the following, it is assumed that a person carries the sound receiver 30 and moves in the space where the repeater A, the repeater B, ..., And the repeater L are arranged. The operation of the positioning system 1 according to the embodiment of the present invention can be roughly divided into five steps.

ステップ１：中継器位置データの設定
ステップ２：中継規則指示データの生成と通知
ステップ３：中継器による音響信号の伝搬
ステップ４：中継器検出データの通知
ステップ５：音響受信器の位置計算 Step 1: Setting of repeater position data Step 2: Generation and notification of relay rule instruction data Step 3: Propagation of acoustic signal by repeater Step 4: Notification of repeater detection data Step 5: Position calculation of acoustic receiver

以下では、ステップごとに測位システム１の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the positioning system 1 will be described step by step.

（１－２－１．ステップ１：中継器位置データの設定（Ｓ１））
まず、サーバー２０の中継器位置記憶部２２０は、外部システムから中継器位置データを入力し、これを記憶する（Ｓ１）。本実施形態では、外部システムが中継器位置データを手動設定するものとする。しかし、中継器位置データは、他の手法によって（例えば、自動的に）検出されてもよい。 (1-2-1. Step 1: Setting of repeater position data (S1))
First, the repeater position storage unit 220 of the server 20 inputs the repeater position data from the external system and stores it (S1). In this embodiment, it is assumed that the external system manually sets the repeater position data. However, the repeater position data may be detected (eg, automatically) by other methods.

（１－２－２．ステップ２：中継規則指示データの生成と通知（Ｓ２））
続いて、サーバー２０の経路決定部２３０は、中継器位置記憶部２２０から中継器位置データを入力すると、次々と中継器間で音響信号を中継するための規則として、中継経路および中継器ごとの待ち時間（中継待ち時間）を決定し、これらを中継規則指示データとして、各中継器の制御部１３０とサーバー２０の位置計算部２１０に通知する。 (1-2-2. Step 2: Generation and notification of relay rule instruction data (S2))
Subsequently, when the repeater position data is input from the repeater position storage unit 220, the route determination unit 230 of the server 20 relays the acoustic signal between the repeaters one after another as a rule for each relay route and each repeater. The waiting time (relay waiting time) is determined, and these are notified to the control unit 130 of each repeater and the position calculation unit 210 of the server 20 as relay rule instruction data.

以下、図２、図３および図５を参照しながら、経路決定部２３０における中継規則指示データの決定動作について説明する。まず、経路決定部２３０は、経路を構成する中継器の始点と終点を設定する（Ｓ１１）。そして、経路決定部２３０は、中継器位置データに基づく、経路上の中継器間の距離の２乗の総和を評価値として、この評価値が最小となる場合の経路と評価値を算出する（Ｓ１２）。かかる評価値の算出手法としては、公知の技術を用いてよいが、本実施形態では、動的計画法を適用する場合を説明する。
Hereinafter, the operation of determining the relay rule instruction data in the route determination unit 230 will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 5. First, the route determination unit 230 sets the start point and the end point of the repeater constituting the route (S11). Then, the route determination unit 230 calculates the route and the evaluation value when the evaluation value becomes the minimum, using the sum of the squares of the distances between the repeaters on the route as the evaluation value based on the repeater position data (. S12). As a method for calculating such an evaluation value, a known technique may be used, but in the present embodiment, a case where a dynamic programming method is applied will be described.

例えば、図２に示すように、中継器Ａを始点とし、中継器Ｄを終点とした場合、経路上で中継器Ａに連結する中継器としては、ＡおよびＤを除く１０個の中継器が候補となる。さらにその先に連結する中継器は、ＡおよびＤを除く１０個の中継器が候補となる。ただし、このとき、同じ中継点同士を直接経由する場合（図２における横ライン）の距離は無限大とみなされ、同じ中継点が続けて選択されないようにするのがよい。各候補の中継器における評価値は、連結する一つ前の中継器での評価値に両中継器間の距離の２乗を加算した値の最小値である。 For example, as shown in FIG. 2, when the repeater A is the start point and the repeater D is the end point, 10 repeaters excluding A and D are used as the repeaters connected to the repeater A on the route. Become a candidate. Further, 10 repeaters excluding A and D are candidates for the repeaters to be connected further. However, at this time, when the same relay points are directly passed through each other (horizontal line in FIG. 2), the distance is regarded as infinite, and it is preferable that the same relay points are not continuously selected. The evaluation value of each candidate repeater is the minimum value obtained by adding the square of the distance between the two repeaters to the evaluation value of the previous repeater to be connected.

図２には、経路決定部２３０によって最終的に選択された経路が、中継器間を結ぶ線によって示されている（Ｒ（ＡＢ）、Ｒ（ＢＣ）、Ｒ（ＣＧ）、・・・）。まず、経路決定部２３０は、Ｂ～Ｌにおける評価値を、それぞれとＡとの距離の２乗値として算出する。そして、経路決定部２３０は、Ｂ～Ｌのうち、Ｃへの累積距離２乗値が最小となる経路を選択する。また、経路決定部２３０は、Ｂ～Ｌのうち、Ｇへの累積距離２乗値が最小となる経路を選択する。 In FIG. 2, the route finally selected by the route determining unit 230 is shown by a line connecting the repeaters (R (AB), R (BC), R (CG), ...). .. First, the route determination unit 230 calculates the evaluation values in B to L as the square value of the distance between each and A. Then, the route determination unit 230 selects the route from B to L that minimizes the cumulative distance squared value to C. Further, the route determination unit 230 selects the route having the minimum cumulative distance squared value to G from B to L.

以降、経路決定部２３０は、右端の層まで繰り返し累積距離２乗値が最小となる経路を選択する。これによって、中継器Ａから中継器Ｄに至る最小評価値が算出され、同時に、最小評価値を満たす場合における中継器の連結順序（すなわち、経路）が得られる。このように、中継器間の距離の２乗の総和が小さい経路を発見することにより、中継器間の音響信号の距離減衰を最小限に抑えることが可能となるため、後述するステップ３における音響信号の中継を高品質に保つことが可能となる。 After that, the route determination unit 230 repeatedly selects the route having the minimum cumulative distance squared value up to the rightmost layer. As a result, the minimum evaluation value from the repeater A to the repeater D is calculated, and at the same time, the connection order (that is, the route) of the repeaters when the minimum evaluation value is satisfied is obtained. In this way, by discovering a path in which the sum of squares of the distances between the repeaters is small, it is possible to minimize the distance attenuation of the acoustic signals between the repeaters. Therefore, the acoustics in step 3 described later can be minimized. It is possible to maintain high quality signal relay.

次に、経路決定部２３０は、評価値を中継器総数－１（図３に示した例では、１１）と所定係数（例えば、４．０）の積と比較し、評価値が小さい場合には（Ｓ１３において「Ｙｅｓ」）、検出された経路を中継器の経路（中継経路）として決定する（Ｓ１６）。ここで、所定係数を４．０（＝２^２）としたのは、中継器間の距離が２ｍ以内であれば、音響信号を良好に伝搬できると想定したからであり、上記所定係数は、音響信号の特性、雑音環境の特性、中継器および音響受信器での音響処理特性などに応じて適宜に定義されてよい。 Next, the route determination unit 230 compares the evaluation value with the product of the total number of repeaters-1 (11 in the example shown in FIG. 3) and the predetermined coefficient (for example, 4.0), and when the evaluation value is small. ("Yes" in S13) determines the detected route as the repeater route (relay route) (S16). Here, the predetermined coefficient is set to 4.0 (= 22) because it is assumed that the acoustic signal can be propagated satisfactorily if the distance between the repeaters is within ² m. It may be appropriately defined according to the characteristics of the acoustic signal, the characteristics of the noise environment, the characteristics of the acoustic processing in the repeater and the acoustic receiver, and the like.

一方、経路決定部２３０は、評価値が小さくない場合には（Ｓ１３において「Ｎｏ」）、検出された経路と評価値を最適経路候補として一時的に記憶する（Ｓ１４）。そして、経路決定部２３０は、新たな始点および終点の設定が可能である場合には（Ｓ１５において「Ｙｅｓ」）、新たな始点および終点を設定して（Ｓ１１）、再び動的計画法を適用して適切な経路を発見する。新たな始点および終点の設定が不可能である場合には（Ｓ１５において「Ｎｏ」）、最適経路候補を中継器の経路として決定する（Ｓ１６）。 On the other hand, if the evaluation value is not small (“No” in S13), the route determination unit 230 temporarily stores the detected route and the evaluation value as the optimum route candidate (S14). Then, when the new start point and end point can be set (“Yes” in S15), the route determination unit 230 sets the new start point and end point (S11), and applies the dynamic programming method again. And find the appropriate route. When it is impossible to set a new start point and end point (“No” in S15), the optimum route candidate is determined as the repeater route (S16).

さらに、経路決定部２３０は、各中継器で音響信号を中継する際の待ち時間（中継待ち時間）を決定する（Ｓ１７）。各中継器が音響信号を中継する場合における待ち時間を設けることにより、他の中継器や音響受信器３０での音響信号の混信を避けることが可能となる。本実施形態では、経路決定部２３０が、簡易な手法として、空間の広さに相当する音響信号の伝搬時間を送信の待ち時間として設定する場合を想定する。例えば、空間の広さが１０メートルであれば、２９ミリ秒程度の待ち時間が設定される。 Further, the route determination unit 230 determines a waiting time (relay waiting time) when the acoustic signal is relayed by each repeater (S17). By providing a waiting time when each repeater relays an acoustic signal, it is possible to avoid interference of the acoustic signal in another repeater or the acoustic receiver 30. In the present embodiment, it is assumed that the routing unit 230 sets the propagation time of the acoustic signal corresponding to the size of the space as the waiting time for transmission as a simple method. For example, if the size of the space is 10 meters, a waiting time of about 29 milliseconds is set.

空間の広さはどのように計測されてもよい。例えば、空間を撮像するカメラが設置されている場合には、カメラによって撮像された画像に基づいて、空間の広さが計測されてもよい。あるいは、ある中継器によって音波が発信されてから、他の中継器によって当該音波が受信され、当該音波への返信として当該他の中継器から発信された音波が、当該ある中継器によって受信されるまでの時間の長さに基づいて、空間の広さが計測されてもよい。待ち時間は、空間の広さに基づいて、中継器に依らず一律で決定されてもよいし、空間の端のほうに位置する中継器の待ち時間は、空間の中央に位置する中継器の待ち時間よりも、長く決定されてもよい。 The size of the space may be measured in any way. For example, when a camera that captures a space is installed, the size of the space may be measured based on the image captured by the camera. Alternatively, after the sound wave is transmitted by a certain repeater, the sound wave is received by another repeater, and the sound wave transmitted from the other repeater is received by the certain repeater as a reply to the sound wave. The size of the space may be measured based on the length of time to. The waiting time may be uniformly determined based on the size of the space regardless of the repeater, and the waiting time of the repeater located near the edge of the space is the waiting time of the repeater located in the center of the space. It may be determined longer than the waiting time.

図３の機器配置図に、中継器の経路および待ち時間を例示する。図３を参照すると、中継器Ａから中継器Ｄに至る経路に矢印（矢印上に「音波（中継器ＩＤ）」と記載）が示されている。また、各中継器の記号（例えば、Ｂ）の後ろの括弧内に待ち時間（例えば、Ｗ_Ｂ）が記載されている。 The device layout diagram of FIG. 3 illustrates the route and waiting time of the repeater. Referring to FIG. 3, an arrow (described as "sound wave (repeater ID)" on the arrow) is shown in the path from the repeater A to the repeater D. In addition, the waiting time (for example, _WB ) is described in parentheses after the symbol (for example, B) of each repeater.

（１－２－３．ステップ３：中継器による音響信号の伝搬（Ｓ３～Ｓ７））
続いて、各中継器は、経路決定部２３０から中継規則指示データを入力すると、中継規則指示データに基づいて、中継器間で音響信号を中継する。図３の機器配置を例に説明する。中継器Ａ（中継の始点）の制御部１３０は、中継規則指示データに基づいて、中継器Ａの変調部１４０に変調データを出力する。本実施形態においては、当該変調データは、ヘッダーデータと中継元の中継器のＩＤ、例えば、中継器Ａの場合には、「Ａ」に相当するＩＤとする。次に、中継器Ａの変調部１４０は、変調データを音響出力データに変換する。 (1-2-3. Step 3: Propagation of acoustic signal by repeater (S3 to S7))
Subsequently, each repeater inputs relay rule instruction data from the route determination unit 230, and relays an acoustic signal between the repeaters based on the relay rule instruction data. The device arrangement of FIG. 3 will be described as an example. The control unit 130 of the repeater A (start point of the relay) outputs the modulation data to the modulation unit 140 of the repeater A based on the relay rule instruction data. In the present embodiment, the modulation data is the header data and the ID of the repeater of the relay source, for example, in the case of the repeater A, the ID corresponding to “A”. Next, the modulation unit 140 of the repeater A converts the modulation data into acoustic output data.

ここで、変調部１４０の動作について、図６を用いて説明する。本実施形態においては、変調データの上位３ビット（１０１）をヘッダー部とし、下位７ビットをペイロード部とする。ペイロード部には中継元の中継器のＩＤ（最大１２８個の中継器に対応）を格納する。変調方式としては、公知の技術を適用してよいが、本実施形態においては、ＯＯＫ（オンオフキーイング）によるデジタル振幅変調方式を用いることとし、１ビット当たり０．５ミリ秒の変調データに２０ｋＨｚの搬送波データを乗算する形で音響出力データを得る。 Here, the operation of the modulation unit 140 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the upper 3 bits (101) of the modulation data are used as a header part, and the lower 7 bits are used as a payload part. The ID of the repeater of the relay source (corresponding to a maximum of 128 repeaters) is stored in the payload section. A known technique may be applied as the modulation method, but in the present embodiment, the digital amplitude modulation method by OK (on-off keying) is used, and the modulation data of 0.5 milliseconds per bit is converted to 20 kHz. The acoustic output data is obtained by multiplying the carrier data.

次に、スピーカー１５０が音響出力データを入力し、対応する音響信号を空間に発信する。また、他の中継器のマイク１１０は、当該音響信号を受信して、対応する第２の音響入力データを出力する。その後、復調部１２０は、第２の音響入力データを入力して、第２の復調データを出力する。復調部１２０におけるデータの復調手法としては、デジタル振幅変調方式に対応する公知の技術を適用可能であるが、本実施形態においては、復調部１２０は、第２の音響入力データを２乗してローパスフィルタをかけ、閾値との比較により０または１に判定することにより、第２の復調データを得る。 Next, the speaker 150 inputs the acoustic output data and transmits the corresponding acoustic signal to the space. Further, the microphone 110 of the other repeater receives the acoustic signal and outputs the corresponding second acoustic input data. After that, the demodulation unit 120 inputs the second acoustic input data and outputs the second demodulation data. As a data demodulation method in the demodulation unit 120, a known technique corresponding to a digital amplitude modulation method can be applied, but in the present embodiment, the demodulation unit 120 squares the second acoustic input data. A second demodulated data is obtained by applying a low-pass filter and determining 0 or 1 by comparison with the threshold value.

次に、制御部１３０は、中継規則指示データに基づいて、第２の復調データが中継すべき音響信号であるか否かを判定する。例えば、図３においては、中継規則指示データによって中継器Ａから中継器Ｂへの中継が指定されているため、中継器Ｂの制御部１３０は、第２の復調データに中継器ＡのＩＤが含まれる場合のみ、中継規則指示データによって指示された中継器Ｂに対応する待ち時間の後に、音響信号の中継を行い、その他の場合には、中継を行わない。 Next, the control unit 130 determines whether or not the second demodulated data is an acoustic signal to be relayed based on the relay rule instruction data. For example, in FIG. 3, since the relay from the repeater A to the repeater B is specified by the relay rule instruction data, the control unit 130 of the repeater B has the ID of the repeater A in the second demodulation data. Only when it is included, the acoustic signal is relayed after the waiting time corresponding to the repeater B instructed by the relay rule instruction data, and in other cases, the relay is not performed.

制御部１３０は、音響信号を中継すべきであると判定した場合、変調部１４０に自身の中継器のＩＤを含む変調データを出力し、変調部１４０が音響出力データを出力し、スピーカー１５０が音響信号を空間に発信する。なお、中継器のスピーカー１５０から発信される音響信号は、当該中継器の近傍に音響受信器３０が存在する場合、当該音響受信器３０によっても受信される。 When the control unit 130 determines that the acoustic signal should be relayed, the control unit 130 outputs the modulation data including the ID of its own repeater to the modulation unit 140, the modulation unit 140 outputs the acoustic output data, and the speaker 150 outputs the modulation data. Send an acoustic signal to the space. The acoustic signal transmitted from the speaker 150 of the repeater is also received by the acoustic receiver 30 when the acoustic receiver 30 is present in the vicinity of the repeater.

音響受信器３０は、マイク３１０および復調部３２０を備えており、これらにより、音響信号の発信元の中継器のＩＤを含む第１の復調データが得られる。また、復調部３２０は、マイク３１０が出力する第１の音響入力データに基づき、受信強度を計測する。通知部３３０は、復調部３２０からの第１の復調データに基づいて、受信した音響信号に含まれる中継器ＩＤ、当該音響信号の受信時刻、受信強度を検出する。 The acoustic receiver 30 includes a microphone 310 and a demodulation unit 320, whereby first demodulation data including the ID of the repeater that is the source of the acoustic signal can be obtained. Further, the demodulation unit 320 measures the reception intensity based on the first acoustic input data output by the microphone 310. The notification unit 330 detects the repeater ID included in the received acoustic signal, the reception time of the acoustic signal, and the reception intensity based on the first demodulation data from the demodulation unit 320.

以上に説明した中継器の動作により、図３に示されたように、中継器Ａによって発信された音響信号が、中継器Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｆ、Ｅ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｈ、Ｄの順に伝搬される（Ｓ３～Ｓ７）。また、音響受信器Ｐは、その近傍にある中継器Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｆからの音響信号を受信して、それぞれに対応する（中継器ＩＤ、受信時刻、受信強度）の組を得る。この組は、図４に示された（Ｂ、Ｔ_Ｂ、Ｓ_Ｂ）、（Ｃ、Ｔ_Ｃ、Ｓ_Ｃ）、（Ｇ、Ｔ_Ｇ、Ｓ_Ｇ）、（Ｆ、Ｔ_Ｆ、Ｓ_Ｆ）に相当する。なお、音響受信器Ｐは、遠方にあるその他の中継器からの音響信号については、受信強度が弱いため受信できない。 As shown in FIG. 3, due to the operation of the repeater described above, the acoustic signal transmitted by the repeater A is the repeater B, C, G, F, E, I, J, K, L, It is propagated in the order of H and D (S3 to S7). Further, the acoustic receiver P receives acoustic signals from the repeaters B, C, G, and F in the vicinity thereof, and obtains a set of (repeater ID, reception time, reception intensity) corresponding to each. This set is in ( _B , TB, _SB ), ( _C , TC, _SC ), ( _G , TG, _SG ), ( _F , TF, _SF ) shown in FIG. Equivalent to. It should be noted that the acoustic receiver P cannot receive an acoustic signal from another distant repeater because the reception intensity is weak.

（１－２－４．ステップ４：ステップ４：中継器検出データの通知（Ｓ８））
音響受信器３０は、各中継器からの音響信号を受信すると、それぞれに対応する（中継器ＩＤ、受信時刻、受信強度）の組を中継器検出データとして、サーバー２０に通知する（Ｓ８）。 (1-2-4. Step 4: Step 4: Notification of repeater detection data (S8))
When the acoustic receiver 30 receives an acoustic signal from each repeater, the acoustic receiver 30 notifies the server 20 of a set of (repeater ID, reception time, reception intensity) corresponding to each as repeater detection data (S8).

（１－２－５．ステップ５：ステップ５：音響受信器の位置計算（Ｓ９））
サーバー２０の位置計算部２１０は、中継器検出データを入力すると、中継器位置記憶部２２０からの中継器位置データと経路決定部２３０からの中継規則指示データに基づいて、音響受信器３０の位置を特定し、音響受信器３０の位置情報を用いる外部システムに、かかる位置情報（音響受信器位置データ）を通知する（Ｓ９）。以下では、音響受信器３０の位置を特定する手順について詳細に説明する。 (1-2-5. Step 5: Step 5: Calculation of position of acoustic receiver (S9))
When the position calculation unit 210 of the server 20 inputs the repeater detection data, the position of the acoustic receiver 30 is based on the repeater position data from the repeater position storage unit 220 and the relay rule instruction data from the routing unit 230. Is specified, and the position information (sound receiver position data) is notified to the external system using the position information of the sound receiver 30 (S9). Hereinafter, the procedure for specifying the position of the acoustic receiver 30 will be described in detail.

まず、位置計算部２１０は、中継器検出データに基づいて、受信強度の大きい３つの中継器を決定する。図３においては、中継器F、Ｂ、Ｇ、Ｃの順に音響受信器Ｐとの距離が小さいため、大きな受信強度が測定されるものとすると、中継器Ｆ、Ｂ、Ｇの３つが、受信強度の大きい３つの中継器として決定される。 First, the position calculation unit 210 determines three repeaters having high reception strength based on the repeater detection data. In FIG. 3, since the distance to the acoustic receiver P is small in the order of the repeaters F, B, G, and C, assuming that a large reception intensity is measured, the repeaters F, B, and G receive. It is determined as three high-strength repeaters.

次に、位置計算部２１０は、中継器Ｆと中継器Ｂとの受信時刻差Ｔ_ＦＢ、および、中継器Ｆと中継器Ｇとの受信時刻差Ｔ_ＦＧを計算し、受信時刻差Ｔ_ＦＢおよび受信時刻差Ｔ_ＦＧそれぞれを、距離相当値ｄ（ＦＰ）－ｄ（ＢＰ）および（ＦＰ）－ｄ（ＧＰ）に置き換える。なお、ｄ（ＱＲ）は位置Ｑから位置Ｒまでの距離を表す。これらの値は、中継器位置データに基づく距離、中継規則指示データ（中継器の経路および中継器ごとの待ち時間）、空気中の音速ｖを用いて、下記の式（１）のように計算できる。 Next, the position calculation unit 210 calculates the reception time difference _TFB between the repeater F and the repeater B and the reception time difference _TFG between the repeater F and the repeater G, and the reception time difference _TFB and The reception time difference _TFG is replaced with the distance equivalent values d (FP) -d (BP) and (FP) -d (GP), respectively. Note that d (QR) represents the distance from the position Q to the position R. These values are calculated by the following equation (1) using the distance based on the repeater position data, the relay rule instruction data (the route of the repeater and the waiting time for each repeater), and the speed of sound v in the air. can.

次に、位置計算部２１０は、中継器の位置と式（１）によって求めた受信時間差に相当する距離とに基づいて、音響受信器３０の位置を特定する。図７を用いて計算手法を説明する。図７において、３つの中継器の位置をＢ（Ｘ_Ｂ，Ｙ_Ｂ）、Ｆ（Ｘ_Ｆ，Ｙ_Ｆ）、Ｇ（Ｘ_Ｇ，Ｙ_Ｇ）、音響受信器３０の位置をＰ（ｘ，ｙ）とすると、以下の非線形連立方程式（２）が成り立つ。 Next, the position calculation unit 210 identifies the position of the acoustic receiver 30 based on the position of the repeater and the distance corresponding to the reception time difference obtained by the equation (1). The calculation method will be described with reference to FIG. 7. In FIG. 7, the positions of the three repeaters are B (X _B , Y _B ), F (X _F , Y _F ), G (X _G , Y _G ), and the positions of the acoustic receiver 30 are P (x, y). ), Then the following nonlinear simultaneous equations (2) hold.

式（２）のうち、（ｘ，ｙ）以外は計測済みであり、式（２）の連立方程式の解を求めれば、音響受信器３０の位置Ｐ（ｘ，ｙ）を特定できる。上記連立方程式の解は、公知の技術を用いて求めることができるが、本実施形態では、ニュートン・ラフソン法を用いて計算する。計算手法の詳細説明は割愛するが、（ｘ，ｙ）の初期値を与えて、（ｘ，ｙ）の近似解と誤差を計算し、当該誤差が収束するまで近似解の計算を繰り返すことで、（ｘ，ｙ）を求めることができる。以上の動作により、音響受信器３０の位置が算出され得る。 Of the equation (2), other than (x, y) have already been measured, and the position P (x, y) of the acoustic receiver 30 can be specified by finding the solution of the simultaneous equations of the equation (2). The solution of the above simultaneous equations can be obtained by using a known technique, but in the present embodiment, it is calculated by using the Newton-Raphson method. Although detailed explanation of the calculation method is omitted, the initial value of (x, y) is given, the approximate solution and error of (x, y) are calculated, and the calculation of the approximate solution is repeated until the error converges. , (X, y) can be obtained. By the above operation, the position of the acoustic receiver 30 can be calculated.

以上、本発明の実施形態に係る測位システム１の動作例について説明した。 The operation example of the positioning system 1 according to the embodiment of the present invention has been described above.

［１－３．効果］
本発明の実施形態によれば、サーバー２０が中継器群の位置情報に基づいて音響信号の中継経路と中継待ち時間とを決定し、これに従って中継器群が音響信号を伝搬させる。そして、音響受信器３０が中継器群からの音響信号を受信し、中継器ＩＤと受信時刻と受信強度の組をサーバー２０に通知する。サーバー２０は、音響受信器３０における受信強度の大きい３つの中継器を選択し、その位置情報と受信時刻とを用いて音響受信器３０の位置を計算する。なお、位置の計算に際しては、中継器やサーバー２０での時刻情報は用いないため、機器間の時刻同期は不要である。 [1-3. effect]
According to the embodiment of the present invention, the server 20 determines the relay path and the relay waiting time of the acoustic signal based on the position information of the repeater group, and the repeater group propagates the acoustic signal accordingly. Then, the acoustic receiver 30 receives the acoustic signal from the repeater group, and notifies the server 20 of the set of the repeater ID, the reception time, and the reception intensity. The server 20 selects three repeaters having high reception strength in the acoustic receiver 30, and calculates the position of the acoustic receiver 30 using the position information and the reception time. Since the time information in the repeater and the server 20 is not used in the calculation of the position, it is not necessary to synchronize the time between the devices.

本発明の実施形態によれば、音響信号が空間内に配置された中継器を次々と伝搬し、音響受信器３０が近傍の複数の中継器からの音響信号を受信することで、サーバー２０が当該音響受信器３０の位置を検出する。そのため、本発明の実施形態によれば、従来技術のように広域の空間で位置を検出できないという問題が解決され、オフィスや工場などの広い屋内空間内を移動する物体の位置を検出することができる。 According to the embodiment of the present invention, the acoustic signal propagates one after another through the repeaters arranged in the space, and the acoustic receiver 30 receives the acoustic signal from a plurality of repeaters in the vicinity, so that the server 20 can perform the server 20. The position of the sound receiver 30 is detected. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the problem that the position cannot be detected in a wide space as in the prior art is solved, and the position of an object moving in a wide indoor space such as an office or a factory can be detected. can.

以上、本発明の実施形態について説明した。 The embodiment of the present invention has been described above.

＜２．ハードウェア構成例＞
続いて、本実施形態に係るデータ処理装置のハードウェア構成例について説明する。図８は、本実施形態に係るデータ処理装置のハードウェア構成を示す図である。 <2. Hardware configuration example>
Subsequently, a hardware configuration example of the data processing device according to the present embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram showing a hardware configuration of the data processing device according to the present embodiment.

図８に示すように、データ処理装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９０３と、ホストバス９０４と、ブリッジ９０５と、外部バス９０６と、インタフェース９０７と、入力装置９０８と、出力装置９０９と、ストレージ装置９１０と、通信装置９１１と、を備える。 As shown in FIG. 8, the data processing device includes a CPU (Central Processing Unit) 901, a ROM (Read Only Memory) 902, a RAM (Random Access Memory) 903, a host bus 904, a bridge 905, and an external bus. It includes a 906, an interface 907, an input device 908, an output device 909, a storage device 910, and a communication device 911.

ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従ってデータ処理装置内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ９０１は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ９０２は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０３は、ＣＰＵ９０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはＣＰＵバス等から構成されるホストバス９０４により相互に接続されている。 The CPU 901 functions as an arithmetic processing device and a control device, and controls the overall operation in the data processing device according to various programs. Further, the CPU 901 may be a microprocessor. The ROM 902 stores programs, calculation parameters, and the like used by the CPU 901. The RAM 903 temporarily stores a program used in the execution of the CPU 901, parameters that appropriately change in the execution, and the like. These are connected to each other by a host bus 904 composed of a CPU bus or the like.

ホストバス９０４は、ブリッジ９０５を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バス等の外部バス９０６に接続されている。なお、必ずしもホストバス９０４、ブリッジ９０５および外部バス９０６を分離構成する必要はなく、１つのバスにこれらの機能を実装してもよい。 The host bus 904 is connected to an external bus 906 such as a PCI (Peripheral Component Interconnect / Interface) bus via a bridge 905. It is not always necessary to separately configure the host bus 904, the bridge 905, and the external bus 906, and these functions may be implemented in one bus.

入力装置９０８は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチおよびレバー等ユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路等から構成されている。データ処理装置を操作するユーザは、この入力装置９０８を操作することにより、データ処理装置に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。 The input device 908 includes input means for the user to input information such as a mouse, keyboard, touch panel, buttons, microphones, switches and levers, and an input control circuit that generates an input signal based on the input by the user and outputs the input signal to the CPU 901. It is composed of etc. By operating the input device 908, the user who operates the data processing device can input various data to the data processing device and instruct the processing operation.

出力装置９０９は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）装置、ランプ等の表示装置およびスピーカー等の音声出力装置を含む。 The output device 909 includes, for example, a CRT (Cathode Ray Tube) display device, a liquid crystal display (LCD) device, an OLED (Organic Light Emitting Diode) device, a display device such as a lamp, and an audio output device such as a speaker.

ストレージ装置９１０は、データ格納用の装置である。ストレージ装置９１０は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置等を含んでもよい。ストレージ装置９１０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）で構成される。このストレージ装置９１０は、ハードディスクを駆動し、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データを格納する。 The storage device 910 is a device for storing data. The storage device 910 may include a storage medium, a recording device for recording data on the storage medium, a reading device for reading data from the storage medium, a deleting device for deleting data recorded on the storage medium, and the like. The storage device 910 is composed of, for example, an HDD (Hard Disk Drive). The storage device 910 drives a hard disk and stores programs and various data executed by the CPU 901.

通信装置９１１は、例えば、ネットワークに接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。また、通信装置９１１は、無線通信または有線通信のどちらに対応してもよい。 The communication device 911 is a communication interface composed of, for example, a communication device for connecting to a network. Further, the communication device 911 may support either wireless communication or wired communication.

以上、本実施形態に係るデータ処理装置のハードウェア構成例について説明した。 The hardware configuration example of the data processing apparatus according to this embodiment has been described above.

＜３．まとめ＞
本実施形態によれば、音響受信器と、経路を構成する第１の通信器から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）の通信器と、データ処理装置とを有する測位システムが提供される。前記第１の通信器は、第１の音響信号を送信する音響信号送信部を備え、前記第Ｋ（Ｋは２以上かつＮ以下の整数）の通信器は、第（Ｋ－１）の音響信号を前記第（Ｋ－１）の通信器から受信する音響信号受信部と、前記第（Ｋ－１）の音響信号が受信されてから第Ｋの中継待ち時間が経過した場合に、第Ｋの音響信号を送信する音響信号送信部と、を備える。 <3. Summary>
According to the present embodiment, there is provided a positioning system including an acoustic receiver, a communication device from a first communication device constituting a path to a Nth (N is an integer of 3 or more), and a data processing device. The first communication device includes an acoustic signal transmission unit for transmitting a first acoustic signal, and the K (K is an integer of 2 or more and N or less) communication device is the sound of the first (K-1). When the acoustic signal receiving unit that receives the signal from the (K-1) th communication device and the Kth relay waiting time elapses after the reception of the (K-1) th acoustic signal, the K-th relay wait time elapses. It is provided with an acoustic signal transmission unit for transmitting the acoustic signal of.

前記音響受信器は、前記第１の音響信号から第Ｎの音響信号の少なくとも一部に相当する第１の受信信号から第Ｍの受信信号を受信する音響信号受信部と、前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信時刻を、前記データ処理装置に通知する通知部と、を備える。 The acoustic receiver includes an acoustic signal receiving unit that receives an M reception signal from a first reception signal corresponding to at least a part of the Nth acoustic signal from the first acoustic signal, and the first reception. A notification unit for notifying the data processing device of the reception time of each of the Mth received signals from the signal is provided.

前記データ処理装置は、前記１の受信信号から前記第Ｍの受信信号の少なくとも一部に相当する第１の信号から第Ｌ（Ｌは３以上の整数）の信号それぞれの受信時刻と、前記第１の信号から前記第Ｌの信号それぞれの送信元の通信器の位置と、前記経路において第２の信号の送信元の通信器から前記第Ｌの信号の送信元の通信器までの中継待ち時間とに基づいて、前記音響受信器の位置を算出する位置計算部を備える。 The data processing device receives the reception time of each of the signals from the first signal to the L (L is an integer of 3 or more) corresponding to at least a part of the received signal of the M from the received signal of the first, and the first signal. Relay waiting time from the position of the communication device of the transmission source of each of the Lth signals from the signal 1 and the relay waiting time from the communication device of the transmission source of the second signal to the communication device of the transmission source of the Lth signal in the path. A position calculation unit for calculating the position of the sound receiver is provided based on the above.

かかる構成によれば、オフィスや工場などの広い屋内空間内を移動する物体の位置を検出することが可能な技術が提供されることが可能となる。

According to such a configuration, it becomes possible to provide a technique capable of detecting the position of an object moving in a large indoor space such as an office or a factory .

＜４．変形例＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 <4. Modification example>
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to these examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.

例えば、上記では、音響信号の変調方式として、デジタル振幅変調およびＯＯＫ（オンオフキーイング）を用いる場合について説明したが、他の公知の変調方式が用いられてもよい。さらに、上記では、搬送波の周波数を２０ｋＨｚとし、変調データを１０ビットとし、０．５ミリ秒ごとに切り替える方式について説明したが、これらも適宜に変更されてよい。また、復調方式としても、音響入力信号を２乗し、これにローパスフィルタをかけ、２値判定する場合について説明したが、採用される変調方式に対応する方式であれば、他の方式が用いられてもよい。 For example, in the above, the case where digital amplitude modulation and OK (on-off keying) are used as the modulation method of the acoustic signal has been described, but other known modulation methods may be used. Further, in the above description, a method in which the frequency of the carrier wave is 20 kHz, the modulation data is 10 bits, and the switching is performed every 0.5 milliseconds has been described, but these may also be changed as appropriate. Further, as the demodulation method, the case where the acoustic input signal is squared, a low-pass filter is applied to the demodulation method, and the binary value is determined has been described. However, if the method corresponds to the modulation method to be adopted, another method is used. May be done.

上記では、サーバー２０の位置計算部２１０が３つの中継器の位置情報とこれに対応する音響信号の受信時刻とに基づき、非線形連立方程式を立て、ニュートン・ラフソン法により音響受信器の位置を計算する場合を説明した。上記非線形連立方程式の解法については、ニュートン・ラフソン法によらず、他の公知の技術が適用されてよい。例えば、上記において説明したように、図７において線分ＢＰと線分ＦＰの距離の差分、および、線分ＧＰと線分ＦＰの距離の差分は、計測により既知であるが、この場合、音響受信器の位置Ｐは２つの双曲線の交点であり、その解法は双曲線航法として知られている。 In the above, the position calculation unit 210 of the server 20 formulates a nonlinear simultaneous equation based on the position information of the three repeaters and the reception time of the corresponding acoustic signal, and calculates the position of the acoustic receiver by the Newton-Raphson method. I explained the case of doing. For the solution of the above-mentioned nonlinear simultaneous equations, other known techniques may be applied regardless of the Newton-Raphson method. For example, as described above, in FIG. 7, the difference in the distance between the line segment BP and the line segment FP and the difference in the distance between the line segment GP and the line segment FP are known by measurement. The position P of the receiver is the intersection of two hyperbolas, the solution of which is known as hyperbolic navigation.

上記では、サーバー２０の位置計算部２１０が音響信号の受信強度が大きい３つの中継器を決定し、これに基づいて音響受信器の位置を計算する場合を説明した。しかし、音響信号の受信強度によらず、時間順に受信した３つの中継器を決定しても、上記と同様の効果を享受できる。 In the above, the case where the position calculation unit 210 of the server 20 determines three repeaters having a large reception intensity of the acoustic signal and calculates the position of the acoustic receiver based on the three repeaters has been described. However, the same effect as described above can be enjoyed even if the three repeaters received in chronological order are determined regardless of the reception strength of the acoustic signal.

上記ではサーバー２０の位置計算部２１０が３つの中継器を決定し、これに基づいて音響受信器の位置を計算する場合を説明した。しかし、決定する中継器の数は３つに限定されず、３つ以上であればよい。 In the above, the case where the position calculation unit 210 of the server 20 determines three repeaters and calculates the position of the acoustic receiver based on the three repeaters has been described. However, the number of repeaters to be determined is not limited to three, and may be three or more.

上記では、中継器と音響受信器が同一平面上に存在する場合を例として説明したが、中継器と音響受信器は同一平面上にない場合に対しても、本実施形態は適用され得る。このとき、音響受信器の位置として、Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）が特定される。未知数がｘ，ｙ，ｚの３つであるため、音響受信器の位置を特定するための連立方程式は、３つ必要となる。すなわち、上記では、３つの中継器が決定されれば、音響受信器の位置Ｐ（ｘ，ｙ）を特定するために十分であったが、Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を特定するためには、４つの中継器が決定される必要がある。 In the above, the case where the repeater and the acoustic receiver are present on the same plane has been described as an example, but the present embodiment can be applied even when the repeater and the acoustic receiver are not on the same plane. At this time, P (x, y, z) is specified as the position of the acoustic receiver. Since there are three unknowns, x, y, and z, three simultaneous equations are required to specify the position of the acoustic receiver. That is, in the above, if three repeaters were determined, it was sufficient to specify the position P (x, y) of the acoustic receiver, but to specify P (x, y, z). Needs to determine four repeaters.

上記では、サーバー２０の経路決定部２３０における中継経路の決定を、動的計画法を用いて行う場合について説明した。すなわち、経路上の中継器間距離の２乗の総和を評価値とし、これが最小となる場合の経路を動的計画法により求めた。このような経路の決定には、動的計画法に限定されず、他の公知の技術が用いられてよい。また、上記では、評価値を中継器間距離の２乗の総和としたが、他の好適な評価値を定義して使用してもよい。例えば、評価値として、中継器間距離の総和や中継器間距離の対数の総和が適用され得る。 In the above, the case where the relay route is determined by the route determination unit 230 of the server 20 by using the dynamic programming method has been described. That is, the sum of the squares of the distances between repeaters on the route was used as the evaluation value, and the route when this was the minimum was obtained by dynamic programming. The determination of such a route is not limited to dynamic programming, and other known techniques may be used. Further, in the above, the evaluation value is the sum of the squares of the distances between repeaters, but other suitable evaluation values may be defined and used. For example, as the evaluation value, the sum of the distances between repeaters and the sum of the logarithms of the distances between repeaters may be applied.

上記では、空間内に音響受信器が１個だけある場合について説明したが、複数の音響受信器が同時に混在していてもよい。 In the above, the case where there is only one acoustic receiver in the space has been described, but a plurality of acoustic receivers may coexist at the same time.

上記では、図３に示したように、１２個の中継器を格子状に配置する場合について説明したが、中継器の数はこれに限定されず、また各中継器の配置は任意の位置でよい。 In the above, as shown in FIG. 3, the case where 12 repeaters are arranged in a grid pattern has been described, but the number of repeaters is not limited to this, and the arrangement of each repeater is at an arbitrary position. good.

１ 測位システム
１０ 中継器
１１０ マイク
１２０ 復調部
１３０ 制御部
１４０ 変調部
１５０ スピーカー
２０ サーバー
２１０ 位置計算部
２２０ 中継器位置記憶部
２３０ 経路決定部
３０ 音響受信器
３１０ マイク
３２０ 復調部
３３０ 通知部



1 Positioning system 10 Repeater 110 Microphone 120 Demodulation unit 130 Control unit 140 Modulation unit 150 Speaker 20 Server 210 Position calculation unit 220 Repeater Position storage unit 230 Route determination unit 30 Sound receiver 310 Microphone 320 Demodulation unit 330 Notification unit

Claims (8)

音響受信器と、経路を構成する第１の通信器から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）の通信器と、データ処理装置とを有する測位システムであって、
前記第１の通信器は、
第１の音響信号を送信する音響信号送信部を備え、
第Ｋ（Ｋは２以上かつＮ以下の整数）の通信器は、
第（Ｋ－１）の音響信号を前記第（Ｋ－１）の通信器から受信する音響信号受信部と、
前記第（Ｋ－１）の音響信号が受信されてから第Ｋの中継待ち時間が経過した場合に、第Ｋの音響信号を送信する音響信号送信部と、を備え、
前記音響受信器は、
前記第１の音響信号から第Ｎの音響信号の少なくとも一部に相当する第１の受信信号から第Ｍの受信信号を受信する音響信号受信部と、
前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信時刻を、前記データ処理装置に通知する通知部と、を備え、
前記データ処理装置は、
前記１の受信信号から前記第Ｍの受信信号の少なくとも一部に相当する第１の信号から第Ｌ（Ｌは３以上の整数）の信号それぞれの受信時刻と、前記第１の信号から前記第Ｌの信号それぞれの送信元の通信器の位置と、前記経路において第２の信号の送信元の通信器から前記第Ｌの信号の送信元の通信器までの中継待ち時間とに基づいて、前記音響受信器の位置を算出する位置計算部と、
前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器が存在する空間の広さに基づいて、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器それぞれの中継待ち時間を決定する決定部と、
を備える、測位システム。 A positioning system including an acoustic receiver, a communication device having a first to Nth (N is an integer of 3 or more) constituting a route, and a data processing device.
The first communication device is
It is equipped with an acoustic signal transmission unit that transmits a first acoustic signal.
The communication device of the Kth (K is an integer of 2 or more and N or less) is
An acoustic signal receiving unit that receives the (K-1) th acoustic signal from the (K-1) communication device, and
A sound signal transmission unit for transmitting the K-th acoustic signal when the K-th relay waiting time has elapsed since the reception of the (K-1) th-acoustic signal is provided.
The acoustic receiver is
An acoustic signal receiving unit that receives an M received signal from a first received signal corresponding to at least a part of the Nth acoustic signal from the first acoustic signal.
A notification unit for notifying the data processing device of the reception time of each of the first received signals to the M third received signal is provided.
The data processing device is
The reception time of each of the first signal to the L (L is an integer of 3 or more) corresponding to at least a part of the first received signal from the first received signal, and the first signal from the first signal. The above is based on the position of the communication device of the transmission source of each of the L signals and the relay waiting time from the communication device of the transmission source of the second signal to the communication device of the transmission source of the L signal in the path. A position calculation unit that calculates the position of the sound receiver , and
A determination unit that determines the relay waiting time of each of the first communication device to the Nth communication device based on the size of the space in which the first communication device to the Nth communication device exists.
A positioning system. 音響受信器と、経路を構成する第１の通信器から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）の通信器と、データ処理装置とを有する測位システムにおけるデータ処理装置であって、
前記第１の通信器は、
第１の音響信号を送信する音響信号送信部を備え、
第Ｋ（Ｋは２以上かつＮ以下の整数）の通信器は、
第（Ｋ－１）の音響信号を前記第（Ｋ－１）の通信器から受信する音響信号受信部と、
前記第（Ｋ－１）の音響信号が受信されてから第Ｋの中継待ち時間が経過した場合に、第Ｋの音響信号を送信する音響信号送信部と、を備え、
前記音響受信器は、
前記第１の音響信号から第Ｎの音響信号の少なくとも一部に相当する第１の受信信号から第Ｍの受信信号を受信する音響信号受信部と、
前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信時刻を、前記データ処理装置に通知する通知部と、を備え、
前記データ処理装置は、
前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号の少なくとも一部に相当する第１の信号から第Ｌ（Ｌは３以上の整数）の信号それぞれの受信時刻と、前記第１の信号から前記第Ｌの信号それぞれの送信元の通信器の位置と、前記経路において第２の信号の送信元の通信器から前記第Ｌの信号の送信元の通信器までの中継待ち時間とに基づいて、前記音響受信器の位置を算出する位置計算部と、
前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器が存在する空間の広さに基づいて、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器それぞれの中継待ち時間を決定する決定部と、
を備える、データ処理装置。 A data processing device in a positioning system having an acoustic receiver, a communication device having a first to Nth (N is an integer of 3 or more) constituting a route, and a data processing device.
The first communication device is
It is equipped with an acoustic signal transmission unit that transmits a first acoustic signal.
The communication device of the Kth (K is an integer of 2 or more and N or less) is
An acoustic signal receiving unit that receives the (K-1) th acoustic signal from the (K-1) communication device, and
A sound signal transmission unit for transmitting the K-th acoustic signal when the K-th relay waiting time has elapsed since the reception of the (K-1) th-acoustic signal is provided.
The acoustic receiver is
An acoustic signal receiving unit that receives an M received signal from a first received signal corresponding to at least a part of the Nth acoustic signal from the first acoustic signal.
A notification unit for notifying the data processing device of the reception time of each of the first received signals to the M third received signal is provided.
The data processing device is
The reception time of each of the first signal to the L (L is an integer of 3 or more) corresponding to at least a part of the first received signal to the M received signal, and the first signal to the above. Based on the position of the communication device of the transmission source of each of the Lth signals and the relay waiting time from the communication device of the transmission source of the second signal to the communication device of the transmission source of the Lth signal in the path. A position calculation unit that calculates the position of the sound receiver , and
A determination unit that determines the relay waiting time of each of the first communication device to the Nth communication device based on the size of the space in which the first communication device to the Nth communication device exists.
A data processing device. 前記決定部は、前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信強度に基づいて、前記第１の信号から前記第Ｌの信号を決定する、
請求項２に記載のデータ処理装置。 The determination unit determines the Lth signal from the first signal based on the reception strength of each of the first received signal and the Mth received signal .
The data processing apparatus according to claim 2. 前記決定部は、前記第１の通信器から第Ｎの通信器に至る複数の候補経路それぞれにおける隣接通信器間の距離の評価値に基づいて、前記経路を決定する、
請求項２に記載のデータ処理装置。 The determination unit determines the route based on the evaluation value of the distance between the adjacent communication devices in each of the plurality of candidate routes from the first communication device to the Nth communication device .
The data processing apparatus according to claim 2. 音響受信器と、経路を構成する第１の通信器から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）の通信器と、データ処理装置とを有する測位システムにおけるデータ処理方法であって、
前記第１の通信器は、
第１の音響信号を送信する音響信号送信部を備え、
第Ｋ（Ｋは２以上かつＮ以下の整数）の通信器は、
第（Ｋ－１）の音響信号を前記第（Ｋ－１）の通信器から受信する音響信号受信部と、
前記第（Ｋ－１）の音響信号が受信されてから第Ｋの中継待ち時間が経過した場合に、第Ｋの音響信号を送信する音響信号送信部と、を備え、
前記音響受信器は、
前記第１の音響信号から第Ｎの音響信号の少なくとも一部に相当する第１の受信信号から第Ｍの受信信号を受信する音響信号受信部と、
前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信時刻を、前記データ処理装置に通知する通知部と、を備え、
前記データ処理方法は、
前記１の受信信号から前記第Ｍの受信信号の少なくとも一部に相当する第１の信号から第Ｌ（Ｌは３以上の整数）の信号それぞれの受信時刻と、前記第１の信号から前記第Ｌの信号それぞれの送信元の通信器の位置と、前記経路において第２の信号の送信元の通信器から前記第Ｌの信号の送信元の通信器までの中継待ち時間とに基づいて、前記音響受信器の位置を算出することと、
前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器が存在する空間の広さに基づいて、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器それぞれの中継待ち時間を決定することと、
を含む、データ処理方法。 A data processing method in a positioning system including an acoustic receiver, a communication device having a first to Nth (N is an integer of 3 or more) constituting a route, and a data processing device.
The first communication device is
It is equipped with an acoustic signal transmission unit that transmits a first acoustic signal.
The communication device of the Kth (K is an integer of 2 or more and N or less) is
An acoustic signal receiving unit that receives the (K-1) th acoustic signal from the (K-1) communication device, and
A sound signal transmission unit for transmitting the K-th acoustic signal when the K-th relay waiting time has elapsed since the reception of the (K-1) th-acoustic signal is provided.
The acoustic receiver is
An acoustic signal receiving unit that receives an M received signal from a first received signal corresponding to at least a part of the Nth acoustic signal from the first acoustic signal.
A notification unit for notifying the data processing device of the reception time of each of the first received signals to the M third received signal is provided.
The data processing method is
The reception time of each of the first signal to the L (L is an integer of 3 or more) corresponding to at least a part of the first received signal from the first received signal, and the first signal from the first signal. The above is based on the position of the communication device of the transmission source of each of the L signals and the relay waiting time from the communication device of the transmission source of the second signal to the communication device of the transmission source of the L signal in the path. Calculating the position of the sound receiver and
Based on the size of the space in which the first communication device to the Nth communication device exists, the relay waiting time of each of the first communication device to the Nth communication device is determined.
Data processing methods, including. コンピュータを、
音響受信器と、経路を構成する第１の通信器から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）の通信器と、データ処理装置とを有する測位システムにおけるデータ処理装置として機能させるためのプログラムであって、
前記第１の通信器は、
第１の音響信号を送信する音響信号送信部を備え、
第Ｋ（Ｋは２以上かつＮ以下の整数）の通信器は、
第（Ｋ－１）の音響信号を前記第（Ｋ－１）の通信器から受信する音響信号受信部と、
前記第（Ｋ－１）の音響信号が受信されてから第Ｋの中継待ち時間が経過した場合に、第Ｋの音響信号を送信する音響信号送信部と、を備え、
前記音響受信器は、
前記第１の音響信号から第Ｎの音響信号の少なくとも一部に相当する第１の受信信号から第Ｍの受信信号を受信する音響信号受信部と、
前記第１の受信信号から前記第Ｍの受信信号それぞれの受信時刻を、前記データ処理装置に通知する通知部と、を備え、
前記データ処理装置は、
前記１の受信信号から前記第Ｍの受信信号の少なくとも一部に相当する第１の信号から第Ｌ（Ｌは３以上の整数）の信号それぞれの受信時刻と、前記第１の信号から前記第Ｌの信号それぞれの送信元の通信器の位置と、前記経路において第２の信号の送信元の通信器から前記第Ｌの信号の送信元の通信器までの中継待ち時間とに基づいて、前記音響受信器の位置を算出する位置計算部と、
前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器が存在する空間の広さに基づいて、前記第１の通信器から前記第Ｎの通信器それぞれの中継待ち時間を決定する決定部と、
を備える、プログラム。 Computer,
It is a program for functioning as a data processing device in a positioning system having an acoustic receiver, a communication device from the first communication device constituting the route to the Nth (N is an integer of 3 or more), and a data processing device. hand,
The first communication device is
It is equipped with an acoustic signal transmission unit that transmits a first acoustic signal.
The communication device of the Kth (K is an integer of 2 or more and N or less) is
An acoustic signal receiving unit that receives the (K-1) th acoustic signal from the (K-1) communication device, and
A sound signal transmission unit for transmitting the K-th acoustic signal when the K-th relay waiting time has elapsed since the reception of the (K-1) th-acoustic signal is provided.
The acoustic receiver is
An acoustic signal receiving unit that receives an M received signal from a first received signal corresponding to at least a part of the Nth acoustic signal from the first acoustic signal.
A notification unit for notifying the data processing device of the reception time of each of the first received signals to the M third received signal is provided.
The data processing device is
The reception time of each of the first signal to the L (L is an integer of 3 or more) corresponding to at least a part of the first received signal from the first received signal, and the first signal from the first signal. The above is based on the position of the communication device of the transmission source of each of the L signals and the relay waiting time from the communication device of the transmission source of the second signal to the communication device of the transmission source of the L signal in the path. A position calculation unit that calculates the position of the sound receiver , and
A determination unit that determines the relay waiting time of each of the first communication device to the Nth communication device based on the size of the space in which the first communication device to the Nth communication device exists.
The program. 通信器であって、
第１の音響信号を他の通信器から受信する音響信号受信部と、
中継すべき音響情報の送信元の通信器を示す中継規則指示データに基づいて、前記第１の音響信号を中継すべきか否かを判断する制御部と、
前記第１の音響信号を中継すべきであると判断された場合、前記第１の音響信号が受信されてから所定の中継待ち時間が経過した場合に、第２の音響信号を送信する音響信号送信部と、
を備え、
前記中継待ち時間は、前記通信器と前記他の通信器とが存在する空間の広さに基づいて決定される、
通信器。 It ’s a communication device,
An acoustic signal receiver that receives the first acoustic signal from another communication device,
A control unit that determines whether or not to relay the first acoustic signal based on the relay rule instruction data indicating the communication device of the transmission source of the acoustic information to be relayed.
When it is determined that the first acoustic signal should be relayed, the acoustic signal for transmitting the second acoustic signal is transmitted when a predetermined relay waiting time has elapsed since the first acoustic signal was received. With the transmitter
Equipped with
The relay waiting time is determined based on the size of the space in which the communication device and the other communication device exist.
Communication device. 音響受信器であって、
第１の通信器によって送信された第１の音響信号を受信するとともに、第２の通信器によって前記第１の音響信号が受信されてから所定の中継待ち時間が経過した場合に前記第２の通信器によって送信された第２の音響信号を受信する音響信号受信部と、
前記第１の音響信号の受信時刻と前記第２の音響信号の受信時刻とを、前記音響受信器の位置を算出するデータ処理装置に通知する通知部と、
を備え、
前記中継待ち時間は、前記第１の通信器と前記第２の通信器とが存在する空間の広さに基づいて決定される、
音響受信器。
It ’s an acoustic receiver,
When a predetermined relay waiting time has elapsed since the first acoustic signal transmitted by the first communication device was received and the first acoustic signal was received by the second communication device, the second communication device was received. An acoustic signal receiver that receives the second acoustic signal transmitted by the communication device, and
A notification unit that notifies a data processing device that calculates the position of the acoustic receiver of the reception time of the first acoustic signal and the reception time of the second acoustic signal.
Equipped with
The relay waiting time is determined based on the size of the space in which the first communication device and the second communication device exist.
Acoustic receiver.

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