JP7090882B2 - Wave source information presentation system, wave source information presentation method, and program - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、波源情報提示システム、波源情報提示方法、およびプログラムに関する。 One aspect of the present invention relates to a wave source information presentation system, a wave source information presentation method, and a program.

従来より、環境電磁工学（ＥＭＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）分野において、様々な電子機器から放射される電波（電磁波）ノイズを計測する技術が知られている。実際に機器のどの部分から電波ノイズが発生しているかを特定するためには、機器周辺での電波ノイズの空間分布を知ることが重要である。また、通信機器に組み込んだアンテナの指向性等を評価する場合にも、放射される電波強度の空間分布を計測する必要がある。 Conventionally, in the field of environmental electromagnetic engineering (EMC: Electromagnetic Compatibility), a technique for measuring radio wave (electromagnetic wave) noise radiated from various electronic devices has been known. In order to identify from which part of the device the radio wave noise is actually generated, it is important to know the spatial distribution of the radio wave noise around the device. Also, when evaluating the directivity of an antenna incorporated in a communication device, it is necessary to measure the spatial distribution of the radiated radio wave intensity.

特許文献１には、電波の強度を計測するための電波強度計測装置が記載されている。電波強度計測装置は、複数の測定領域を有する平面を有する電波吸収部により、複数の測定領域における電波の強度を測定する。電波強度計測装置は、複数の測定領域における電波の強度に基づいて、測定領域の位置に対応させて可視化した画像である電波強度分布画像を生成し、生成した電波強度分布画像を表示することができる。さらに、電波強度計測装置は、所定時間毎に生成された電波強度分布画像を更新しながら表示することができる。 Patent Document 1 describes a radio wave intensity measuring device for measuring the strength of radio waves. The radio wave intensity measuring device measures the intensity of radio waves in a plurality of measurement areas by a radio wave absorbing unit having a plane having a plurality of measurement areas. The radio wave intensity measuring device can generate a radio wave intensity distribution image which is an image visualized corresponding to the position of the measurement area based on the radio wave intensity in a plurality of measurement areas, and display the generated radio wave intensity distribution image. can. Further, the radio wave intensity measuring device can display the radio wave intensity distribution image generated at predetermined time intervals while updating it.

国際公開第２０１０／０１３４０８号International Publication No. 2010/013408

しかしながら、上述した電波強度計測装置は、電波吸収部において測定された電波強度を可視化できるものの、当該電波の波源に関する情報を提示することができなかった。 However, although the above-mentioned radio wave intensity measuring device can visualize the radio wave intensity measured in the radio wave absorbing unit, it cannot present information on the wave source of the radio wave.

本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、波源に関する情報を提示することができる、波源情報提示システム、波源情報提示方法、およびプログラムを提供することを目的としている。 The present invention has been made based on the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a wave source information presentation system, a wave source information presentation method, and a program capable of presenting information about a wave source.

上記の課題を解決するため、本発明の一態様の波源情報提示システムは、基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチを含み、波源から三次元空間を伝搬した電波を前記金属パッチのそれぞれにより受信する受信部と、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記受信部における振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定する推定部と、前記推定部により推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示する提示部と、を備える。
In order to solve the above problems, the wave source information presentation system of one aspect of the present invention includes a plurality of metal patches arranged on the plane of the substrate at intervals shorter than the wavelength of the radio wave, and propagates in three-dimensional space from the wave source. The amplitude and phase of the electric field component of the radio wave incident on each of the receiving unit and the metal patch, which receives the received radio wave by each of the metal patches, are measured, and the amplitude distribution in the receiving unit and the reference point on the plane are used. An estimation unit that estimates the position and orientation of the wave source in the three-dimensional space based on the distribution of the phase difference with the phase of the incident radio wave, and an image based on the position and orientation of the wave source estimated by the estimation unit are presented. It is equipped with a presentation unit.

本発明の一態様の波源情報提示システムは、上記の波源情報提示システムであって前記推定部は、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相に基づいて、前記波源の周囲の位置における電界成分の振幅及び位相、電界ベクトルの向き、磁界成分の振幅及び位相、磁界ベクトルの向き、電波の伝搬方向のうち少なくとも一つを推定し、
前記提示部は、前記推定部により推定された電界成分の振幅及び位相、電界ベクトルの向き、磁界成分の振幅及び位相、磁界ベクトルの向き、電波の伝搬方向のうち少なくとも一つに基づく画像を提示する。
The wave source information presentation system of one aspect of the present invention is the wave source information presentation system described above, wherein the estimation unit is located around the wave source based on the amplitude and phase of the electric field component of the radio wave incident on each of the metal patches . Estimate at least one of the amplitude and phase of the electric field component at the position, the direction of the electric field vector, the amplitude and phase of the magnetic field component, the direction of the magnetic field vector, and the propagation direction of the radio wave .
The presenting unit presents an image based on at least one of the amplitude and phase of the electric field component estimated by the estimation unit, the direction of the electric field vector, the amplitude and phase of the magnetic field component, the direction of the magnetic field vector, and the propagation direction of the radio wave. do.

本発明の一態様の波源情報提示システムは、上記の波源情報提示システムであって、前記提示部は、画像を表示するヘッドマウントディスプレイを備え、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの視点に基づいて、前記ユーザが見ている３次元空間の画像に、波源の位置および姿勢に基づく画像を重畳させる。 The wave source information presentation system of one aspect of the present invention is the wave source information presentation system described above, wherein the presentation unit includes a head mount display for displaying an image, and is based on the viewpoint of a user wearing the head mount display. , The image based on the position and orientation of the wave source is superimposed on the image in the three-dimensional space that the user is viewing.

本発明の一態様の波源情報提示システムは、上記の波源情報提示システムであって、波源の位置および姿勢に基づく画像は、電波に関するパラメータに基づく画像である。 The wave source information presentation system of one aspect of the present invention is the above-mentioned wave source information presentation system, and the image based on the position and orientation of the wave source is an image based on parameters related to radio waves.

本発明の一態様の波源情報提示システムは、上記の波源情報提示システムであって、前記推定部は、前記波源の位置及び姿勢を推定できない場合、前記電波の到来方向または伝搬方向に基づく画像のみを提示する。
The wave source information presentation system of one aspect of the present invention is the above-mentioned wave source information presentation system, and when the estimation unit cannot estimate the position and orientation of the wave source, only an image based on the arrival direction or propagation direction of the radio wave is obtained. To present .

本発明の一態様の波源情報提示方法は、基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチのそれぞれにより波源から三次元空間を伝搬した電波を受信し、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記複数の金属パッチにおける振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定し、推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示する。
In one aspect of the present invention, the wave source information presentation method receives radio waves propagating in three-dimensional space from a wave source by each of a plurality of metal patches arranged on a plane of a substrate at intervals shorter than the amplitude of the radio waves, and the metal . The amplitude and phase of the electric field component of the radio wave incident on each patch are measured, and the amplitude distribution in the plurality of metal patches and the phase difference distribution with the phase of the radio wave incident on the reference point on the plane are used. The position and orientation of the wave source in the three-dimensional space are estimated, and an image based on the estimated position and orientation of the wave source is presented.

本発明の一態様のプログラムは、コンピュータに、基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチのそれぞれにより波源から三次元空間を伝搬した電波を受信した場合に、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記複数の金属パッチにおける振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定させ、推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示させる。 The program of one aspect of the present invention is when the computer receives radio waves propagating in three-dimensional space from a wave source by each of a plurality of metal patches arranged on a plane of a substrate at intervals shorter than the amplitude of the radio waves. The amplitude and phase of the electric field component of the radio wave incident on each of the metal patches are measured, and based on the amplitude distribution in the plurality of metal patches and the phase difference distribution with the phase of the radio wave incident on the reference point on the plane. Then, the position and orientation of the wave source in the three-dimensional space are estimated, and an image based on the estimated position and orientation of the wave source is presented.

本発明の一態様によれば、波源に関する情報を提示することができる。 According to one aspect of the invention, information about the wave source can be presented.

第１の実施形態の波源情報提示システム１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the wave source information presentation system 1 of 1st Embodiment. 電波センサ１００の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a radio wave sensor 100. 電波センサ１００の断面図である。It is sectional drawing of the radio wave sensor 100. 電波センサ１００の断面および等価回路を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the radio wave sensor 100, and the equivalent circuit. 波源ＲＷの位置を推定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of estimating the position of a wave source RW. ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる表示画像５１０の一例である。This is an example of a display image 510 displayed on the head-mounted display 500. 車両に搭載された車両制御用電子機器から漏洩する電波を検査することを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the inspection of the radio wave leaking from the vehicle control electronic device mounted on a vehicle. 表示画像５１０の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display image 510. 波源情報を提示する処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the process which presents the wave source information. 第２の実施形態における制御用パソコン４００Ａの一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one configuration example of the control personal computer 400A in the 2nd Embodiment. 電波を推定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of estimating a radio wave. ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる範囲を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the range to be displayed on the head-mounted display 500. ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる範囲を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the range to be displayed on the head-mounted display 500. 電波のパラメータに基づく情報を提示する処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the process which presents information based on a radio wave parameter.

以下、本発明を適用した波源情報提示システム、波源情報提示方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a wave source information presentation system, a wave source information presentation method, and a program to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の波源情報提示システム１の構成を示す図である。
波源情報提示システム１は、例えば、ユーザが３次元空間に存在する波源についての情報を取得したい場合に使用される。ユーザが波源についての情報を取得したい場合、ユーザは、ヘッドマウントディスプレイ５００を掛け、電波センサ１００に３次元空間において伝搬している電波を検出させる。これにより、波源情報提示システム１は、電波センサ１００により検出された電波に基づいて、波源についての情報を推定し、当該波源についての情報をヘッドマウントディスプレイ５００に描画させる。これにより、波源情報提示システム１は、３次元空間においてどのような波源が存在するかを表示することができる。 (First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wave source information presentation system 1 of the first embodiment.
The wave source information presentation system 1 is used, for example, when a user wants to acquire information about a wave source existing in a three-dimensional space. When the user wants to acquire information about the wave source, the user hangs the head-mounted display 500 and causes the radio wave sensor 100 to detect the radio wave propagating in the three-dimensional space. As a result, the wave source information presentation system 1 estimates information about the wave source based on the radio wave detected by the radio wave sensor 100, and causes the head-mounted display 500 to draw the information about the wave source. Thereby, the wave source information presentation system 1 can display what kind of wave source exists in the three-dimensional space.

本実施形態において、波源情報提示システム１は、電波を放出する波源ＲＷについての情報を推定することを説明するが、本発明は、これに限定されず、音や超音波などの３次元空間を伝搬する波であれば適用可能である。また、本実施形態において、電波についての情報を表示することを説明するが、本発明は、これに限定されず、音や振動等によりユーザに電波についての情報を提示してよい。 In the present embodiment, the wave source information presentation system 1 will be described as estimating information about the wave source RW that emits radio waves, but the present invention is not limited to this, and a three-dimensional space such as sound or ultrasonic waves is provided. Applicable as long as it is a propagating wave. Further, in the present embodiment, it will be described that information about radio waves is displayed, but the present invention is not limited to this, and information about radio waves may be presented to the user by sound, vibration, or the like.

波源情報提示システム１は、図１に示すように、例えば、電波センサ１００と、ＲＦスイッチ２００と、ソフトウェア無線機３００と、制御用パソコン４００と、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）５００とを備える。波源情報提示システム１は、電波センサ１００により波源ＲＷから放射された波としての電波を受信する。なお、本実施形態において、波源ＲＷは、ダイポールアンテナであるが、これに限定されず、波を放射するものであればよい。 As shown in FIG. 1, the wave source information presentation system 1 includes, for example, a radio wave sensor 100, an RF switch 200, a software defined radio 300, a control personal computer 400, and a head-mounted display (HMD) 500. The wave source information presentation system 1 receives radio waves as waves radiated from the wave source RW by the radio wave sensor 100. In the present embodiment, the wave source RW is a dipole antenna, but the wave source RW is not limited to this, and may be any one that radiates a wave.

図２は、電波センサ１００の一例を示す斜視図である。電波センサ１００は、例えば、誘電体基板１０２と、銅パッチ１０４と、ビア１０６と、銅板１０８とを備える。誘電体基板１０２の形状は、例えば、シート（薄板）状である。なお、電波センサ１００において、基板は誘電体であるが、これに限定されず、他の種類の基板であってもよい。なお、誘電体基板１０２の大きさは、測定者が容易に持ち運び可能なサイズであることが望ましい。 FIG. 2 is a perspective view showing an example of the radio wave sensor 100. The radio wave sensor 100 includes, for example, a dielectric substrate 102, a copper patch 104, a via 106, and a copper plate 108. The shape of the dielectric substrate 102 is, for example, a sheet (thin plate). In the radio wave sensor 100, the substrate is a dielectric, but the substrate is not limited to this, and other types of substrates may be used. It is desirable that the size of the dielectric substrate 102 is a size that can be easily carried by the measurer.

誘電体基板１０２の表面１００Ａには、複数の銅パッチ１０４が形成される。複数の銅パッチ１０４は、マトリクス状に配置される。各銅パッチ１０４は、電波センサ１００における各セルに対応する。
銅パッチ１０４の各々は、銅板により形成される方形電極である。なお、銅パッチ１０４の形状は、方形に限定されることなく、たとえば、三角形、六角形等の他の形状であってもよい。なお、銅パッチ１０４は、銅パッチに限定されることなく、他の金属パッチであってもよい。 A plurality of copper patches 104 are formed on the surface 100A of the dielectric substrate 102. The plurality of copper patches 104 are arranged in a matrix. Each copper patch 104 corresponds to each cell in the radio wave sensor 100.
Each of the copper patches 104 is a square electrode formed of a copper plate. The shape of the copper patch 104 is not limited to a square shape, and may be another shape such as a triangle or a hexagon. The copper patch 104 is not limited to the copper patch, and may be another metal patch.

複数の銅パッチ１０４の各々は、波源ＲＷから照射される電波の波長よりも十分に短い間隔で配置される。銅パッチ１０４の各々の縦、横の長さ（サイズ）は、波源ＲＷから放射される電波の波長よりも十分に短い。 Each of the plurality of copper patches 104 is arranged at intervals sufficiently shorter than the wavelength of the radio wave emitted from the wave source RW. The length (size) of each of the copper patches 104 is sufficiently shorter than the wavelength of the radio wave radiated from the wave source RW.

波源ＲＷから照射される電波の周波数は、例えば、８００ＭＨｚ～２．４ＧＨｚの間の周波数であるとする。なお、周波数が８００ＭＨｚの電波の波長は、３７．５ｃｍである。また、周波数が２．４ＧＨｚの電波の波長は、１２．５ｃｍである。この場合、たとえば、銅パッチ１０４同士の間隔は、１ミリメートルであるとする。また、銅パッチ１０４の縦および横の長さは、例えば、２０ミリメートルであるとする。 The frequency of the radio wave emitted from the wave source RW is assumed to be, for example, a frequency between 800 MHz and 2.4 GHz. The wavelength of the radio wave having a frequency of 800 MHz is 37.5 cm. The wavelength of the radio wave having a frequency of 2.4 GHz is 12.5 cm. In this case, for example, the distance between the copper patches 104 is 1 mm. Further, it is assumed that the vertical and horizontal lengths of the copper patch 104 are, for example, 20 mm.

電波センサ１００の裏面１００Ｂには、銅板１０８が形成される。銅板１０８は、接地端子として機能する。なお、電波センサ１００の裏面１００Ｂは、銅板に限定されることなく、他の金属の板であってもよい。 A copper plate 108 is formed on the back surface 100B of the radio wave sensor 100. The copper plate 108 functions as a ground terminal. The back surface 100B of the radio wave sensor 100 is not limited to the copper plate, and may be another metal plate.

図３は、電波センサ１００の断面図である。なお、電波センサ１００の表面１００Ａの銅パッチ１０４間には、波源ＲＷから放射された電波を吸収する抵抗（不図示）が設けられる。誘電体基板１０２には、各銅パッチ１０４に対応して、ビア１０６が形成される。ビア１０６は、電波センサ１００の表面１００Ａから裏面１００Ｂに貫通する銅である。これにより、ビア１０６は、各銅パッチ１０４と銅板１０８とを電気的に接続させる。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the radio wave sensor 100. A resistor (not shown) for absorbing the radio wave radiated from the wave source RW is provided between the copper patches 104 on the surface 100A of the radio wave sensor 100. Vias 106 are formed on the dielectric substrate 102 corresponding to each copper patch 104. The via 106 is copper penetrating from the front surface 100A to the back surface 100B of the radio wave sensor 100. As a result, the via 106 electrically connects each copper patch 104 and the copper plate 108.

図４は、電波センサ１００の断面および等価回路を示す図である。電波センサ１００に電波が入射した場合、図４（ａ）に示すように、銅パッチ１０４間は電荷が生ずることで、銅パッチ１０４同士がコンデンサとして機能し、ビア１０６に挟まれた誘電体基板１０２がインダクタとして機能する。これにより、電波センサ１００は、図４（ｂ）に示すように、等価的にＬＣ並列回路として機能する。すなわち、電波センサ１００は、表面１００Ａに入射した電波に対して、ＬＣ並列回路としての表面インピーダンスを持つシートとして機能する。すなわち、電波センサ１００は、周波数により入射電波の反射位相を変えたり、特定の周波数帯の表面波伝搬を遮断（バンドギャップ）したりする性質を持つ。 FIG. 4 is a diagram showing a cross section of the radio wave sensor 100 and an equivalent circuit. When a radio wave is incident on the radio wave sensor 100, as shown in FIG. 4A, electric charges are generated between the copper patches 104, so that the copper patches 104 function as capacitors and a dielectric substrate sandwiched between the vias 106. 102 functions as an inductor. As a result, the radio wave sensor 100 functions equivalently as an LC parallel circuit as shown in FIG. 4 (b). That is, the radio wave sensor 100 functions as a sheet having a surface impedance as an LC parallel circuit with respect to the radio wave incident on the surface 100A. That is, the radio wave sensor 100 has the property of changing the reflection phase of the incident radio wave depending on the frequency and blocking the surface wave propagation in a specific frequency band (band gap).

ＲＦスイッチ２００は、図１に示したように、電波センサ１００の裏面１００Ｂに設置される。ＲＦスイッチ２００は、例えば、複数の測定回路（不図示）を含む。各測定回路は、複数の銅パッチ１０４の各々に接続される抵抗の両端に、電気的に接続される。各測定回路は、対応する抵抗に生じる電圧を測定する。電波センサ１００の表面１００Ａに配置される銅パッチ１０４間を接続する抵抗は、接続されている銅パッチ１０４において吸収される電波の電力（エネルギー）を消費する。このとき、銅パッチ１０４間を接続する抵抗に生じる電圧は、入射した電波の電界成分に比例する。そのため、測定回路により、対応する抵抗に生じる電圧の振幅及び位相を計測すれば、対応する銅パッチ１０４に入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測することができる。すなわち、各測定回路により、対応する抵抗に対応する銅パッチ１０４に入射する電波の電界成分の強度及び位相を測定することができる。なお、銅パッチ１０４と測定回路との組み合わせにより、波源から三次元空間を伝搬した波を受信する複数の受信素子（２次元センサアレイ）を実現する。 As shown in FIG. 1, the RF switch 200 is installed on the back surface 100B of the radio wave sensor 100. The RF switch 200 includes, for example, a plurality of measurement circuits (not shown). Each measuring circuit is electrically connected to both ends of a resistor connected to each of the plurality of copper patches 104. Each measuring circuit measures the voltage generated by the corresponding resistor. The resistance connecting between the copper patches 104 arranged on the surface 100A of the radio wave sensor 100 consumes the electric power (energy) of the radio waves absorbed by the connected copper patches 104. At this time, the voltage generated in the resistance connecting the copper patches 104 is proportional to the electric field component of the incident radio wave. Therefore, if the amplitude and phase of the voltage generated in the corresponding resistance are measured by the measuring circuit, the amplitude and phase of the electric field component of the radio wave incident on the corresponding copper patch 104 can be measured. That is, each measurement circuit can measure the intensity and phase of the electric field component of the radio wave incident on the copper patch 104 corresponding to the corresponding resistance. By combining the copper patch 104 and the measurement circuit, a plurality of receiving elements (two-dimensional sensor arrays) that receive waves propagating in three-dimensional space from the wave source are realized.

ＲＦスイッチ２００は、測定回路が測定した電波（電界成分）の振幅及び位相情報が含まれる電圧信号を順次選択して、ソフトウェア無線機３００に送信する。 The RF switch 200 sequentially selects a voltage signal including the amplitude and phase information of the radio wave (electric field component) measured by the measurement circuit, and transmits the voltage signal to the software defined radio 300.

ソフトウェア無線機３００は、ＲＦスイッチ２００から送信された電圧信号を受信する。ソフトウェア無線機３００は、電圧信号の情報を制御用パソコン４００に送信する。パソコン４００は、電波センサ１００における抵抗に生じた電圧信号の振幅を計算する。併せて、電波センサ１００に設けた基準点の抵抗に生じた電圧信号の位相と、基準点から離れた点の抵抗に生じた電圧信号の位相との差を計算する。さらに、電圧信号の振幅を校正し、電波センサ１００の表面上に入射した電波（電界強度）の振幅に変換する。 The software defined radio 300 receives the voltage signal transmitted from the RF switch 200. The software defined radio 300 transmits the voltage signal information to the control personal computer 400. The personal computer 400 calculates the amplitude of the voltage signal generated in the resistance of the radio wave sensor 100. At the same time, the difference between the phase of the voltage signal generated in the resistance of the reference point provided in the radio wave sensor 100 and the phase of the voltage signal generated in the resistance of the point away from the reference point is calculated. Further, the amplitude of the voltage signal is calibrated and converted into the amplitude of the radio wave (electric field strength) incident on the surface of the radio wave sensor 100.

制御用パソコン４００は、例えば、信号解析装置４１０と、送信装置４２０とを備える。信号解析装置４１０は、電波情報解析部４１２と、波源推定部４１４とを備える。電波情報解析部４１２および波源推定部４１４は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の１つ以上のプロセッサが１つ以上のプログラムメモリに格納された電波解析・電波推定用プログラムを実行することにより実現される。 The control personal computer 400 includes, for example, a signal analysis device 410 and a transmission device 420. The signal analysis device 410 includes a radio wave information analysis unit 412 and a wave source estimation unit 414. The radio wave information analysis unit 412 and the wave source estimation unit 414 are realized by executing a radio wave analysis / radio wave estimation program stored in one or more program memories by one or more processors such as a CPU (Central Processing Unit). Will be done.

電波情報解析部４１２は、電波センサ１００に入射した電波（電界成分）の振幅及び電波センサ１００に設けた基準点に入射した電波（電界成分）の位相との位相差をセルごとに算出する。これにより、電波情報解析部４１２は、電波センサ１００の表面に入射した電波（電界成分）の振幅及び位相差の２次元分布を計測する。 The radio wave information analysis unit 412 calculates the phase difference between the amplitude of the radio wave (electric field component) incident on the radio wave sensor 100 and the phase of the radio wave (electric field component) incident on the reference point provided on the radio wave sensor 100 for each cell. As a result, the radio wave information analysis unit 412 measures the two-dimensional distribution of the amplitude and phase difference of the radio wave (electric field component) incident on the surface of the radio wave sensor 100.

図５は、波源ＲＷの位置を推定する処理を説明するための図である。波源推定部４１４は、電波情報解析部４１２により計測された電波（電界成分）振幅の分布、および電波（電界成分）位相差の分布に基づいて、波源ＲＷの位置を推定する。波源推定部４１４は、波源ＲＷの位置を推定するため、例えば、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ)法を用いる。ＭＵＳＩＣ法は、電波の到来方向や波源位置等の推定に用いられるアルゴリズムである。ＭＵＳＩＣ法では、複数の計測点（電波検出領域）において受信される電波の電界成分をモードベクトルとして利用する。波源推定部４１４は、電波センサ１００に入射する電波の吸収係数に基づき、理論的に求まる受信電界を用いてモードベクトルを計算する。これにより、波源推定部４１４は、波源ＲＷの３次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）、および波源ＲＷの姿勢（θ、φ）を推定することができる。θおよびφは、３次元空間における基準軸に対する波源ＲＷの傾き度合いを示す角度である。 FIG. 5 is a diagram for explaining a process of estimating the position of the wave source RW. The wave source estimation unit 414 estimates the position of the wave source RW based on the distribution of the radio wave (electric field component) amplitude measured by the radio wave information analysis unit 412 and the distribution of the radio wave (electric field component) phase difference. In order to estimate the position of the wave source RW, the wave source estimation unit 414 uses, for example, the MUSIC (MUSIC SIgnal Classification) method. The MUSIC method is an algorithm used for estimating the arrival direction of radio waves, the position of wave sources, and the like. In the MUSIC method, the electric field component of the radio wave received at a plurality of measurement points (radio wave detection area) is used as a mode vector. The wave source estimation unit 414 calculates a mode vector using a theoretically obtained received electric field based on the absorption coefficient of the radio wave incident on the radio wave sensor 100. As a result, the wave source estimation unit 414 can estimate the three-dimensional position (x, y, z) of the wave source RW and the attitude (θ, φ) of the wave source RW. θ and φ are angles indicating the degree of inclination of the wave source RW with respect to the reference axis in the three-dimensional space.

波源推定部４１４は、ＭＵＳＩＣ法を用いて、電波センサ１００の表面上に、計測された電波（電界成分）振幅及び位相の分布を生じさせることのできる波源ＲＷの位置及び姿勢を探索し、もっとも確からしい波源ＲＷの位置及び姿勢を推定値として求める。なお、波源ＲＷは複数存在していてもよい。ここでは、波源ＲＷはダイポールアンテナであると仮定してＭＵＳＩＣ法を用いるが、ダイポールアンテナ以外の波源に対しては、適切な波源モデルを仮定すればよい。 The wave source estimation unit 414 uses the MUSIC method to search for the position and orientation of the wave source RW that can generate the measured radio wave (electric field component) amplitude and phase distribution on the surface of the radio wave sensor 100. The position and attitude of the probable wave source RW are obtained as estimated values. In addition, a plurality of wave sources RW may exist. Here, the MUSIC method is used assuming that the wave source RW is a dipole antenna, but an appropriate wave source model may be assumed for a wave source other than the dipole antenna.

送信装置４２０は、波源ＲＷの位置および姿勢を表す情報をヘッドマウントディスプレイ５００に送信する。波源ＲＷの位置および姿勢を表す情報は、例えば、波源ＲＷの位置および姿勢を表す画像である。 The transmission device 420 transmits information indicating the position and orientation of the wave source RW to the head-mounted display 500. The information representing the position and orientation of the wave source RW is, for example, an image representing the position and orientation of the wave source RW.

ヘッドマウントディスプレイ５００は、表示装置および通信装置を備える。ヘッドマウントディスプレイ５００は、ユーザが存在する３次元空間の画像を表示する。ヘッドマウントディスプレイ５００は、視点位置に基づいて、３次元空間の画像を更新する。視点位置の取得方法は、既存の技術であれば何であるかは限定しない。 The head-mounted display 500 includes a display device and a communication device. The head-mounted display 500 displays an image of a three-dimensional space in which a user exists. The head-mounted display 500 updates an image in three-dimensional space based on the viewpoint position. The method of acquiring the viewpoint position is not limited to any existing technique.

ヘッドマウントディスプレイ５００は、送信装置４２０から波源ＲＷの位置および姿勢を表す情報を受信した場合、波源ＲＷの位置および姿勢を表す情報に基づいて表示装置に表示させる画像を描画する。これにより、ヘッドマウントディスプレイ５００は、３次元空間の画像に、波源ＲＷの位置および姿勢を表す画像を重畳して表示する。 When the head-mounted display 500 receives information representing the position and orientation of the wave source RW from the transmitting device 420, the head-mounted display 500 draws an image to be displayed on the display device based on the information representing the position and orientation of the wave source RW. As a result, the head-mounted display 500 superimposes and displays an image showing the position and orientation of the wave source RW on the image in the three-dimensional space.

ヘッドマウントディスプレイ５００は、例えば、３次元空間の位置と、表示する画像内位置との対応関係を記憶する。ヘッドマウントディスプレイ５００は、制御用パソコン４００から取得した波源ＲＷの位置および姿勢が、表示している３次元空間の画像のどの位置に相当するかを計算する。これにより、ヘッドマウントディスプレイ５００は、３次元空間の画像に、波源ＲＷの位置および姿勢に基づく画像を重畳して表示させる。 The head-mounted display 500 stores, for example, the correspondence between the position in the three-dimensional space and the position in the image to be displayed. The head-mounted display 500 calculates which position of the image in the three-dimensional space displayed corresponds to the position and orientation of the wave source RW acquired from the control personal computer 400. As a result, the head-mounted display 500 superimposes and displays an image based on the position and orientation of the wave source RW on the image in the three-dimensional space.

図６は、ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる表示画像５１０の一例である。表示画像５１０には、視点から波源ＲＷを見た位置に相当する画像内位置に、波源画像５１２と、３次元空間の画像５１４とが含まれる。なお、３次元空間の画像５１４は、必ずしもヘッドマウントディスプレイ５００により表示する必要は無い。また、ヘッドマウントディスプレイ５００は、波源ＲＷから電波が放射されていることを強調するため、実際の波源ＲＷとは異なる色（例えば赤などの強調色）で波源画像５１２を表示してもよい。 FIG. 6 is an example of a display image 510 displayed on the head-mounted display 500. The display image 510 includes the wave source image 512 and the image 514 in the three-dimensional space at the position in the image corresponding to the position where the wave source RW is viewed from the viewpoint. The image 514 in the three-dimensional space does not necessarily have to be displayed by the head-mounted display 500. Further, in order to emphasize that the radio wave is radiated from the wave source RW, the head-mounted display 500 may display the wave source image 512 in a color different from the actual wave source RW (for example, an emphasized color such as red).

図７は、車両に搭載された車両制御用電子機器から漏洩する電波を検査することを説明するための図である。車両Ｍから漏洩する電波を検査する場合、例えば、ユーザが電波センサ１００を保持し、車両Ｍに近づき、ヘッドマウントディスプレイ５００により、車両Ｍの画像を含む波源画像５１２を表示させる。ユーザの視界が車両Ｍ内部の車両制御用電子機器６００が内蔵されている位置に移動した場合、波源情報提示システム１は、車両制御用電子機器６００から漏洩している電波が例えば異常な電波である場合、図８に示すような表示画像５１０を表示させる。 FIG. 7 is a diagram for explaining that radio waves leaked from a vehicle control electronic device mounted on a vehicle are inspected. When inspecting the radio wave leaking from the vehicle M, for example, the user holds the radio wave sensor 100, approaches the vehicle M, and causes the head-mounted display 500 to display the wave source image 512 including the image of the vehicle M. When the user's field of view moves to a position inside the vehicle M where the vehicle control electronic device 600 is built-in, the wave source information presentation system 1 uses, for example, an abnormal radio wave for the radio wave leaking from the vehicle control electronic device 600. If there is, the display image 510 as shown in FIG. 8 is displayed.

表示画像５１０には、３次元空間の画像（不図示）に加え、車両Ｍに内蔵された車両制御用電子機器６００の位置および姿勢を表す画像５２０と、警告を認識させるアラート画像５２２と、メッセージ画像５２４とが含まれる。 In the display image 510, in addition to an image of a three-dimensional space (not shown), an image 520 showing the position and posture of the vehicle control electronic device 600 built in the vehicle M, an alert image 522 for recognizing a warning, and a message. Image 524 and the like are included.

なお、波源ＲＷの位置および姿勢に基づく画像は、制御用パソコン４００により生成してよいが、これに限定されず、ヘッドマウントディスプレイ５００により生成してよい。 The image based on the position and orientation of the wave source RW may be generated by the control personal computer 400, but is not limited to this, and may be generated by the head-mounted display 500.

図９は、波源情報を提示する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、電波センサ１００の位置、および視点位置を決定する（ステップＳ１００）。視点位置の検出は、視点が移動したことが分かるものであればよい。次に、電波センサ１００、ＲＦスイッチ２００、およびソフトウェア無線機３００は、電波の振幅及び位相情報を含む電圧信号を計測する（ステップＳ１０２）。次に、制御用パソコン４００により、計測された電圧信号に基づいて、電波センサ１００の表面１００Ａに入射した電波情報を算出する（ステップＳ１０４）。電波情報には、電波（電界成分）の振幅及び位相差分布に加え、周波数、波長などの電波のパラメータが含まれる。次に、制御用パソコン４００は、電波情報に基づいて、波源の位置および姿勢を推定する（ステップＳ１０６）。次に、ヘッドマウントディスプレイ５００は、波源の位置および姿勢に基づいて、視界に含まれる波源ＲＷの位置および姿勢に基づく画像を表示させる（ステップＳ１０８）。
波源情報提示システム１は、ステップＳ１００からステップＳ１０８の処理を繰り返すことにより、電波センサ１００およびヘッドマウントディスプレイ５００の位置が移動した場合でも、波源の位置および姿勢に基づく画像を表示させることができる。 FIG. 9 is a flowchart showing an example of the flow of processing for presenting wave source information.
First, the position of the radio wave sensor 100 and the viewpoint position are determined (step S100). The viewpoint position may be detected as long as it can be seen that the viewpoint has moved. Next, the radio wave sensor 100, the RF switch 200, and the software defined radio device 300 measure a voltage signal including the amplitude and phase information of the radio wave (step S102). Next, the control personal computer 400 calculates the radio wave information incident on the surface 100A of the radio wave sensor 100 based on the measured voltage signal (step S104). The radio wave information includes radio wave parameters such as frequency and wavelength in addition to the amplitude and phase difference distribution of the radio wave (electric field component). Next, the control personal computer 400 estimates the position and attitude of the wave source based on the radio wave information (step S106). Next, the head-mounted display 500 displays an image based on the position and orientation of the wave source RW included in the field of view based on the position and orientation of the wave source (step S108).
By repeating the process from step S100 to step S108, the wave source information presentation system 1 can display an image based on the position and orientation of the wave source even when the positions of the radio wave sensor 100 and the head-mounted display 500 move.

以上説明した第１の実施形態の波源情報提示システム１によれば、波源ＲＷから三次元空間を伝搬した波を受信する複数の受信素子（１００）と、複数の受信素子（１００）の受信結果に基づいて、三次元空間における波源ＲＷの位置および向きを推定する推定部（４００）と、推定部（４００）により推定した波源ＲＷの位置および向きに基づく画像を提示する提示部（５００）と、を実現することができる。これにより、波源情報提示システム１によれば、波源ＲＷに関する情報を提示することができる。波源ＲＷに関する情報は、例えば、上述した図６に示した波源画像５１２、図８に示した位置および姿勢を表す画像５２０と、警告を認識させるアラート画像５２２と、およびメッセージ画像５２４である。 According to the wave source information presentation system 1 of the first embodiment described above, the reception element (100) for receiving the wave propagating in the three-dimensional space from the wave source RW and the reception result of the plurality of receiving elements (100). An estimation unit (400) that estimates the position and orientation of the wave source RW in three-dimensional space, and a presentation unit (500) that presents an image based on the position and orientation of the wave source RW estimated by the estimation unit (400). , Can be realized. Thereby, according to the wave source information presentation system 1, information about the wave source RW can be presented. The information about the wave source RW is, for example, the wave source image 512 shown in FIG. 6, the image 520 showing the position and the posture shown in FIG. 8, the alert image 522 for recognizing the warning, and the message image 524.

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。図１０は、第２の実施形態における制御用パソコン４００Ａの一構成例を示すブロック図である。制御用パソコン４００Ａは、波源推定部４１４に代えて、電波推定部４１６を備える点で、第１の実施形態の制御用パソコン４００とは異なる。 (Second embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the control personal computer 400A according to the second embodiment. The control personal computer 400A is different from the control personal computer 400 of the first embodiment in that it includes a radio wave estimation unit 416 instead of the wave source estimation unit 414.

図１１は、電波を推定する処理を説明するための図である。電波推定部４１６は、例えば、電波センサ１００から所定の範囲における３次元空間の鉛直方向および水平方向の所定間隔ごとに、複数の電波推定位置を設定する。電波推定部４１６は、例えばＭＵＳＩＣ法を用いて、波源の位置及び姿勢を推定する。次に電波推定部４１６は、３次元空間における電波推定位置毎に、波源ＲＷから周辺に放射され伝搬するはずの電波を、理論計算または電磁界シミュレーション計算などに基づいて推定する。電波推定部４１６は、電波推定位置毎の電波のパラメータとして、電界成分の振幅及び位相、電界ベクトルの向き、磁界成分の振幅及び位相、磁界ベクトルの向き、電波の伝搬方向、等を計算する。 FIG. 11 is a diagram for explaining a process of estimating radio waves. The radio wave estimation unit 416 sets, for example, a plurality of radio wave estimation positions at predetermined intervals in the vertical direction and the horizontal direction in a three-dimensional space within a predetermined range from the radio wave sensor 100. The radio wave estimation unit 416 estimates the position and orientation of the wave source by using, for example, the MUSIC method. Next, the radio wave estimation unit 416 estimates the radio waves that should be radiated and propagated from the wave source RW to the periphery for each radio wave estimation position in the three-dimensional space based on theoretical calculation or electromagnetic field simulation calculation. The radio wave estimation unit 416 calculates the amplitude and phase of the electric wave component, the direction of the electric field vector, the amplitude and phase of the magnetic field component, the direction of the magnetic field vector, the propagation direction of the radio wave, and the like as radio wave parameters for each radio wave estimation position.

図１２は、ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる範囲を説明するための図である。ユーザの視界が波源ＲＷを含む範囲である場合、制御用パソコン４００Ａは、波源ＲＷ付近の電波推定位置の電波のパラメータに基づく画像を表示させる。 FIG. 12 is a diagram for explaining a range to be displayed on the head-mounted display 500. When the user's field of view is within the range including the wave source RW, the control personal computer 400A displays an image based on the radio wave parameter of the radio wave estimation position near the wave source RW.

図１３は、ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる画像の一例である。ヘッドマウントディスプレイ５００は、波源画像７１０と、電波画像７２０－１、７２０－２、および７２０－３と、３次元空間の画像７３０とを重畳して表示させる。なお、波源画像７１０は、３次元空間の画像７３０の一部であってよい。電波画像７２０は、例えば、電波（電界成分）の振幅が大きいほど、強調した色で表示している。例えば、波源に最も近い電波推定位置の電波画像７２０－１の色は赤であり、次に波源に近い電波推定位置の電波画像７２０－２の色は薄い青色であり、波源から最も遠い電波推定位置の電波画像７２０－３の色は濃い青色である。また、電波画像７２０は、三角錐を立体的に表示した画像であって、先鋭部分が３次元的に電波（電界成分の方向を示すベクトル）の向きを表すように描画される。なお、電波画像７２０は、電界成分の振幅に限らず、電界成分の位相、磁界成分の振幅及び位相、周波数（波長）などに基づいて色が変更されてもよいし、磁界ベクトルの方向を示す三角錐を表示してもよいし、電波の伝搬方向を示す三角錐を表示してもよい。なお電波の画像は、静止画であってもよいし、電波のパラメータの変化を示す動画であってもよい。 FIG. 13 is an example of an image displayed on the head-mounted display 500. The head-mounted display 500 superimposes and displays the wave source image 710, the radio wave images 720-1, 720-2, and 720-3, and the image 730 in the three-dimensional space. The wave source image 710 may be a part of the image 730 in the three-dimensional space. In the radio wave image 720, for example, the larger the amplitude of the radio wave (electric field component), the more emphasized the color is displayed. For example, the color of the radio image 720-1 at the radio wave estimation position closest to the wave source is red, and the color of the radio wave image 720-2 at the radio wave estimation position closest to the wave source is light blue, and the radio wave estimation farthest from the wave source. The color of the radio wave image 720-3 at the position is deep blue. Further, the radio wave image 720 is an image in which a triangular pyramid is three-dimensionally displayed, and is drawn so that a sharpened portion three-dimensionally represents the direction of a radio wave (a vector indicating the direction of an electric field component). The radio wave image 720 is not limited to the amplitude of the electric field component, and the color may be changed based on the phase of the electric field component, the amplitude and phase of the magnetic field component, the frequency (wavelength), and the like, and indicates the direction of the magnetic field vector. A triangular pyramid may be displayed, or a triangular pyramid indicating the propagation direction of radio waves may be displayed. The radio wave image may be a still image or a moving image showing changes in radio wave parameters.

図１４は、電波のパラメータに基づく情報を提示する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、電波センサ１００の位置、および視点位置を決定する（ステップＳ２００）。次に、電波センサ１００、ＲＦスイッチ２００、およびソフトウェア無線機３００は、電波（電界成分）の振幅及び位相情報を含む電圧信号を計測する（ステップＳ２０２）。次に、制御用パソコン４００により、計測された電圧信号に基づいて、電波センサ１００の表面１００Ａに入射した電波情報を算出する（ステップＳ２０４）。電波情報には、電波（電界成分）の振幅及び位相差分布に加え、周波数、波長などの電波のパラメータが含まれる。次に、制御用パソコン４００Ａは、電波情報に基づいて、電波推定位置毎に電波のパラメータを推定する（ステップＳ２０６）。次に、ヘッドマウントディスプレイ５００は、推定した電波のパラメータに基づいて、推定した電波のパラメータに基づく画像を表示させる（ステップＳ２０８）。
波源情報提示システム１は、ステップＳ２００からステップＳ２０８の処理を繰り返すことにより、電波センサ１００およびヘッドマウントディスプレイ５００の位置が移動した場合でも、電波のパラメータに基づく画像を表示させることができる。 FIG. 14 is a flowchart showing an example of a process flow for presenting information based on radio wave parameters.
First, the position of the radio wave sensor 100 and the viewpoint position are determined (step S200). Next, the radio wave sensor 100, the RF switch 200, and the software defined radio 300 measure a voltage signal including the amplitude and phase information of the radio wave (electric field component) (step S202). Next, the control personal computer 400 calculates the radio wave information incident on the surface 100A of the radio wave sensor 100 based on the measured voltage signal (step S204). The radio wave information includes radio wave parameters such as frequency and wavelength in addition to the amplitude and phase difference distribution of the radio wave (electric field component). Next, the control personal computer 400A estimates the radio wave parameter for each radio wave estimation position based on the radio wave information (step S206). Next, the head-mounted display 500 displays an image based on the estimated radio wave parameter based on the estimated radio wave parameter (step S208).
By repeating the processes from step S200 to step S208, the wave source information presentation system 1 can display an image based on the radio wave parameters even when the positions of the radio wave sensor 100 and the head-mounted display 500 move.

以上説明したように、第２の実施形態によれば、推定部（４１６）は、複数の受信素子（１００）の受信結果に基づいて、波源ＲＷの周囲の位置における電波に関するパラメータを推定し、提示部（５００）は、推定部により推定された電波に関するパラメータに基づく画像を提示する。これにより、第２の実施形態によれば、波源に関する情報として、当該波源から放射された電波推定位置毎の電波のパラメータを提示することができる。 As described above, according to the second embodiment, the estimation unit (416) estimates the parameters related to the radio waves at the positions around the wave source RW based on the reception results of the plurality of receiving elements (100). The presentation unit (500) presents an image based on the parameters related to the radio waves estimated by the estimation unit. Thereby, according to the second embodiment, the parameter of the radio wave for each radio wave estimated position radiated from the wave source can be presented as the information about the wave source.

（その他の実施形態）
（１）第１の実施形態において波源の位置および姿勢に基づく画像を表示し、第２の実施形態おいて電波推定位置毎の電波のパラメータに基づく画像を表示したが、波源の位置および姿勢に基づく画像と、電波推定位置毎の電波のパラメータに基づく画像との双方を表示してよい。
（２）本発明の用途は、例えば、車両制御用電子機器６００の検査をすることであるが、これに限定されず、例えば、電磁気学や電波工学等の教育において、アンテナから放射されている電波の状態を表示して理解させることもできる。
（３）電波センサ１００は、表面が平面のものを説明したが、これに限定されず、入射電波の分布が検出できるものであれば、平面以外の形状であってよい。
（４）電波推定部４１６は、波源の位置及び姿勢を推定できない場合、電波の伝搬方向（到来方向）のみを推定してよい。波源の位置及び姿勢を推定できない場合とは、例えば電波センサ１００の表面上における電波の分布が一様であり、遠方から到来した平面波を受信した場合である。
（５）制御用パソコン４００は、電波を放射する波源としての電流経路（電流分布）を推定し、電流値及び電流方向に基づいて、電波を放射または漏洩する機器のどこからどのように電波が放射されているかを推定してよい。制御用パソコン４００は、推定した電流経路（電流分布）または機器からの電波放射の様子を示す情報、あるいはその両方を、ヘッドマウントディスプレイ５００により表示させてよい。
（６）制御用パソコン４００は、電波推定位置の電波のパラメータとして、電波の周波数を推定し、電波の周波数に基づいて、どのような電波が３次元空間に伝搬しているかを推定して、推定結果をヘッドマウントディスプレイ５００に表示させてよい。例えば、制御用パソコン４００は、携帯キャリアに割り当てられた周波数のうちどの携帯キャリアに割り当てられた周波数の電波の振幅が高いか、という情報をヘッドマウントディスプレイ５００に表示させることができる。
（７）制御用パソコン４００は、３次元空間の画像に、波源の位置および姿勢や、電波推定位置毎の電波のパラメータに基づく画像を重畳したが、これに限定されず、写真画像を表示させ、写真を撮影した場所における波源の位置および姿勢や電波推定位置毎の電波のパラメータに基づく画像を重畳してよい。 (Other embodiments)
(1) In the first embodiment, an image based on the position and orientation of the wave source is displayed, and in the second embodiment, an image based on the radio wave parameter for each estimated radio wave position is displayed. Both the image based on the image and the image based on the radio wave parameter for each estimated radio wave position may be displayed.
(2) The use of the present invention is, for example, to inspect an electronic device 600 for vehicle control, but the present invention is not limited to this, and is emitted from an antenna, for example, in education such as electromagnetism and radio frequency engineering. It is also possible to display and understand the state of radio waves.
(3) The radio wave sensor 100 has been described as having a flat surface, but the present invention is not limited to this, and the radio wave sensor 100 may have a shape other than the flat surface as long as the distribution of the incident radio wave can be detected.
(4) When the position and attitude of the wave source cannot be estimated, the radio wave estimation unit 416 may estimate only the propagation direction (arrival direction) of the radio wave. The case where the position and attitude of the wave source cannot be estimated is, for example, the case where the distribution of radio waves on the surface of the radio wave sensor 100 is uniform and a plane wave arriving from a distance is received.
(5) The control personal computer 400 estimates the current path (current distribution) as a wave source for radiating radio waves, and based on the current value and current direction, how and where the radio waves are radiated from the device that radiates or leaks the radio waves. You may estimate whether it is done. The control personal computer 400 may display the estimated current path (current distribution), information indicating the state of radio wave radiation from the device, or both of them on the head-mounted display 500.
(6) The control personal computer 400 estimates the frequency of the radio wave as a parameter of the radio wave at the radio wave estimation position, and estimates what kind of radio wave is propagating in the three-dimensional space based on the frequency of the radio wave. The estimation result may be displayed on the head mount display 500. For example, the control personal computer 400 can display information on the head-mounted display 500 as to which of the frequencies assigned to the mobile carrier has a high amplitude of the radio wave of the frequency assigned to the mobile carrier.
(7) The control personal computer 400 superimposes an image based on the position and orientation of the wave source and the parameters of the radio wave for each estimated radio wave position on the image in the three-dimensional space, but the image is not limited to this, and a photographic image is displayed. , Images based on the position and orientation of the wave source at the place where the photograph was taken and the parameters of the radio wave for each estimated radio wave position may be superimposed.

以上、この発明の一態様として各実施形態や変形例に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は各実施形態や変形例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明の一態様は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態や変形例に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。 As described above, as one aspect of the present invention, each embodiment and modification have been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to each embodiment and modification, and deviates from the gist of the present invention. It also includes design changes that are not included. Further, one aspect of the present invention can be variously modified within the scope of the claims, and the technical aspects of the present invention can also be obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Included in the range. Further, the elements described in each of the above-described embodiments and modifications are included, and a configuration in which elements having the same effect are replaced with each other is also included.

１…波源情報提示システム、１００…電波センサ、１０４…銅パッチ、１０６…ビア、２００…ＲＦスイッチ、３００…ソフトウェア無線機、４００、４００Ａ…制御用パソコン、４１０…信号解析装置、４１２…電波情報解析部、４１４…波源推定部、４１６…電波推定部、４２０…送信装置、５００…ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、５１０…表示画像、５１２…波源画像、５２２…アラート画像、５２４…メッセージ画像、６００…車両制御用電子機器、７１０…波源画像、７２０…電波画像、７２０－１…電波画像、７２０－２…電波画像、７２０－３…電波画像、７３０…画像 1 ... Wave source information presentation system, 100 ... Radio sensor, 104 ... Copper patch, 106 ... Via, 200 ... RF switch, 300 ... Software radio, 400, 400A ... Control personal computer, 410 ... Signal analyzer, 412 ... Radio information Analysis unit, 414 ... Wave source estimation unit, 416 ... Radio wave estimation unit, 420 ... Transmitter, 500 ... Head mount display (HMD), 510 ... Display image, 512 ... Wave source image, 522 ... Alert image, 524 ... Message image, 600 Electronic equipment for vehicle control, 710 ... Wave source image, 720 ... Radio image, 720-1 ... Radio image, 720-2 ... Radio image, 720-3 ... Radio image, 730 ... Image

Claims (7)

基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチを含み、波源から三次元空間を伝搬した電波を前記金属パッチのそれぞれにより受信する受信部と、
前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記受信部における振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定する推定部と、
前記推定部により推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示する提示部と、
を備える、波源情報提示システム。 A receiver that includes a plurality of metal patches arranged on the plane of the substrate at intervals shorter than the wavelength of the radio wave, and receives radio waves propagating in three-dimensional space from the wave source by each of the metal patches .
The amplitude and phase of the electric field component of the radio wave incident on each of the metal patches are measured, and based on the distribution of the amplitude in the receiving portion and the phase difference with the phase of the radio wave incident on the reference point on the plane, An estimation unit that estimates the position and orientation of the wave source in the three-dimensional space,
A presentation unit that presents an image based on the position and orientation of the wave source estimated by the estimation unit, and a presentation unit.
A wave source information presentation system equipped with. 前記推定部は、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相に基づいて、前記波源の周囲の位置における電界成分の振幅及び位相、電界ベクトルの向き、磁界成分の振幅及び位相、磁界ベクトルの向き、電波の伝搬方向のうち少なくとも一つを推定し、
前記提示部は、前記推定部により推定された電界成分の振幅及び位相、電界ベクトルの向き、磁界成分の振幅及び位相、磁界ベクトルの向き、電波の伝搬方向のうち少なくとも一つに基づく画像を提示する、
請求項１に記載の波源情報提示システム。 Based on the amplitude and phase of the electric field component of the radio wave incident on each of the metal patches , the estimation unit determines the amplitude and phase of the electric field component at a position around the wave source, the direction of the electric field vector, and the amplitude and phase of the magnetic field component. Estimate at least one of the direction of the magnetic field vector and the direction of radio wave propagation ,
The presenting unit presents an image based on at least one of the amplitude and phase of the electric field component estimated by the estimation unit, the direction of the electric field vector, the amplitude and phase of the magnetic field component, the direction of the magnetic field vector, and the propagation direction of the radio wave. do,
The wave source information presentation system according to claim 1. 前記提示部は、画像を表示するヘッドマウントディスプレイを備え、
前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの視点に基づいて、前記ユーザが見ている３次元空間の画像に、波源の位置および姿勢に基づく画像を重畳させる、
請求項１に記載の波源情報提示システム。 The presentation unit includes a head-mounted display for displaying an image.
Based on the viewpoint of the user wearing the head-mounted display, the image based on the position and orientation of the wave source is superimposed on the image in the three-dimensional space that the user is viewing.
The wave source information presentation system according to claim 1. 波源の位置および姿勢に基づく画像は、電波に関するパラメータに基づく画像である、
請求項３に記載の波源情報提示システム。 Images based on the position and orientation of the wave source are images based on parameters related to radio waves.
The wave source information presentation system according to claim 3. 前記推定部は、前記波源の位置及び姿勢を推定できない場合、前記電波の到来方向または伝搬方向に基づく画像のみを提示する、
請求項４に記載の波源情報提示システム。 If the position and orientation of the wave source cannot be estimated, the estimation unit presents only an image based on the arrival direction or propagation direction of the radio wave.
The wave source information presentation system according to claim 4. 基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチのそれぞれにより波源から三次元空間を伝搬した電波を受信し、
前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記複数の金属パッチにおける振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定し、
推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示する、
波源情報提示方法。 Receives radio waves propagating in three-dimensional space from the wave source by each of multiple metal patches arranged on the plane of the substrate at intervals shorter than the wavelength of the radio waves.
The amplitude and phase of the electric field component of the radio wave incident on each of the metal patches are measured, and based on the amplitude distribution in the plurality of metal patches and the phase difference distribution with the phase of the radio wave incident on the reference point on the plane. To estimate the position and orientation of the wave source in the three-dimensional space,
Presenting an image based on the estimated wave source position and orientation,
Wave source information presentation method. コンピュータに、
基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチのそれぞれにより波源から三次元空間を伝搬した電波を受信した場合に、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記複数の金属パッチにおける振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定させ、
推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示させる、
プログラム。 On the computer
When radio waves propagating in three-dimensional space from a wave source are received by each of a plurality of metal patches arranged on the plane of the substrate at intervals shorter than the wavelength of the radio waves, the electric field component of the radio waves incident on each of the metal patches The position of the wave source in the three-dimensional space and the position of the wave source in the three-dimensional space are measured based on the amplitude distribution in the plurality of metal patches and the phase difference distribution with the phase of the radio wave incident on the reference point on the plane by measuring the amplitude and the phase. Estimate the posture,
Present an image based on the estimated wave source position and orientation,
program.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001194399A (en) 2000-01-05 2001-07-19 Fukuoka Prefecture Method for detecting radiated interference wave source
JP2006023261A (en) 2003-07-28 2006-01-26 Rcs:Kk Active tag device
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WO2010013408A1 (en) 2008-07-28 2010-02-04 国立大学法人金沢大学 Radio field strength measuring device and radio field strength measuring system
JP2013120085A (en) 2011-12-06 2013-06-17 Chugoku Electric Power Co Inc:The Method of identifying direction of mobile body, and system of identifying direction of mobile body
JP2016129316A (en) 2015-01-09 2016-07-14 キヤノン株式会社 Communication apparatus, control method of the same, program, and communication system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001194399A (en) 2000-01-05 2001-07-19 Fukuoka Prefecture Method for detecting radiated interference wave source
JP2006023261A (en) 2003-07-28 2006-01-26 Rcs:Kk Active tag device
JP2007212241A (en) 2006-02-08 2007-08-23 Ministry Of Public Management Home Affairs Posts & Telecommunications Electric wave emission source visualization device and its method
WO2010013408A1 (en) 2008-07-28 2010-02-04 国立大学法人金沢大学 Radio field strength measuring device and radio field strength measuring system
JP2013120085A (en) 2011-12-06 2013-06-17 Chugoku Electric Power Co Inc:The Method of identifying direction of mobile body, and system of identifying direction of mobile body
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