(57)【要約】第１無線局は、無線信号を送受信する第１送受信機と、無線信号を受信する第１受信機と、前記第１送受信機及び前記第１受信機に接続される計算装置と、を備え、前記第２無線局は、無線信号を送受信する第２送受信機を備え、前記第１送受信機は、測距信号を送信し、前記第２送受信機は、前記測距信号を受信すると、所定の時間後に、返信信号を送信し、前記第１送受信機は、前記返信信号を受信し、前記第１受信機は、前記測距信号及び前記返信信号を受信し、前記計算装置は、前記第１送受信機が前記測距信号を送信してから前記返信信号を受信するまでの第１時間、及び、前記第１受信機が前記測距信号を受信してから前記返信信号を受信するまでの第２時間に基づいて、前記第１無線局に対する前記第２無線局の相対位置を計算する。
2009145325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１無線局及び第２無線局の相対位置を検出する相対位置検出システムであって、
前記第１無線局は、無線信号を送受信する第１送受信機と、無線信号を受信する第１受信機と、前記第１送受信機及び前記第１受信機に接続される第１計算装置と、を備え、
前記第２無線局は、無線信号を送受信する第２送受信機を備え、
前記第１送受信機は、測距信号を送信し、
前記第２送受信機は、前記測距信号を受信すると、所定の時間後に、返信信号を送信し、
前記第１送受信機は、前記返信信号を受信し、
前記第１受信機は、前記測距信号及び前記返信信号を受信し、
前記第１計算装置は、前記第１送受信機が前記測距信号を送信してから前記返信信号を受信するまでの第１時間、及び、前記第１受信機が前記測距信号を受信してから前記返信信号を受信するまでの第２時間に基づいて、前記第１無線局に対する前記第２無線局の相対位置を計算することを特徴とする相対位置検出システム。
【請求項２】
前記第１計算装置は、
前記第１時間及び前記所定の時間に基づいて、前記第１送受信機から前記第２送受信機までの距離を計算し、
前記第１時間、前記第２時間、及び、前記第１送受信機から前記第１受信機までの距離に基づいて、前記第１送受信機から前記第２送受信機までの距離と、前記第１受信機から前記第２送受信機までの距離と、の差を計算し、
前記計算された距離及び前記計算された差をいずれも満足する位置を、前記第１無線局に対する前記第２無線局の相対位置として計算することを特徴とする請求項１に記載の相対位置検出システム。
【請求項３】
前記第１送受信機は、無線信号を送受信する第１アンテナを備え、
前記第１受信機は、無線信号を受信する第２アンテナを備え、
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナは、前記第１無線局内の互いに異なる位置に設置されることを特徴とする請求項１に記載の相対位置検出システム。
【請求項４】
前記第１無線局は、さらに、前記第１計算装置に接続される第２受信機を備え、
前記第２受信機は、前記測距信号及び前記返信信号を受信し、
前記第１計算装置は、前記第１時間、前記第２時間、及び、前記第２受信機が前記測距信号を受信してから前記返信信号を受信するまでの第３時間に基づいて、前記第１無線局に対する前記第２無線局の相対位置を計算することを特徴とする請求項１に記載の相対位置検出システム。
【請求項５】
前記第１計算装置は、
前記第１時間及び前記所定の時間に基づいて、前記第１送受信機から前記第２送受信機までの距離を計算し、
前記第１時間、前記第２時間、及び、前記第１送受信機から前記第１受信機までの距離に基づいて、前記第１送受信機から前記第２送受信機までの距離と、前記第１受信機から前記第２送受信機までの距離と、の差を計算し、
前記第１時間、前記第３時間、及び、前記第１送受信機から前記第２受信機までの距離に基づいて、前記第１送受信機から前記第２送受信機までの距離と、前記第２受信機から前記第２送受信機までの距離と、の差を計算し、
前記計算された距離及び前記計算された差に基づいて、前記第１無線局に対する前記第２無線局の相対位置を計算することを特徴とする請求項４に記載の相対位置検出システム。
【請求項６】
前記第１送受信機は、無線信号を送受信する第１アンテナを備え、
前記第１受信機は、無線信号を受信する第２アンテナを備え、
前記第２受信機は、無線信号を受信する第３アンテナを備え、
前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記第３アンテナは、前記第１無線局内の互いに異なる位置に、一つの直線上に位置しないように設置されることを特徴とする請求項４に記載の相対位置検出システム。
【請求項７】
前記測距信号は、前記第１無線局を識別する情報を含み、
前記返信信号は、前記第２無線局を識別する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の相対位置検出システム。
【請求項８】
前記第１送受信機は、所定のタイミングで、前記第１無線局を識別する情報を含む第１識別信号を送信し、
前記第２送受信機は、前記第１識別信号を受信すると、測距要求信号を送信し、
前記第１送受信機は、前記測距要求信号を受信すると、前記測距信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の相対位置検出システム。
【請求項９】
前記第２送受信機は、所定のタイミングで、前記第２無線局を識別する情報を含む第２識別信号を送信し、
前記第１送受信機は、前記第２識別信号を受信すると、前記測距信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の相対位置検出システム。
【請求項１０】
前記第２無線局は、さらに、第３受信機と、前記第２送受信機及び前記第３受信機に接続される第２計算装置と、を備え、
前記第３受信機は、前記測距信号及び前記返信信号を受信し、
前記第１送受信機は、前記第１時間を示す情報を送信し、
前記第２計算装置は、前記第１送受信機から受信した前記第１時間を示す情報、及び、前記第３受信機が前記測距信号を受信してから前記返信信号を受信するまでの第４時間に基づいて、前記第２無線局に対する前記第１無線局の相対位置を計算することを特徴とする請求項１に記載の相対位置検出システム。
【請求項１１】
前記第２無線局は、さらに、第３受信機と、第４受信機と、前記第２送受信機、前記第３受信機及び前記第４受信機に接続される第２計算装置と、を備え、
前記第３受信機及び前記第４受信機は、前記測距信号及び前記返信信号を受信し、
前記第２計算装置は、前記第３受信機が前記測距信号を受信してから前記返信信号を受信するまでの第４時間、及び、前記第４受信機が前記測距信号を受信してから前記返信信号を受信するまでの第５時間に基づいて、前記第２無線局に対する前記第１無線局の相対位置を計算することを特徴とする請求項１に記載の相対位置検出システム。
【請求項１２】
前記第２計算装置は、
前記所定の時間、前記第４時間、及び、前記第２送受信機から前記第３受信機までの距離に基づいて、前記第２送受信機から前記第１送受信機までの距離と、前記第３受信機から前記第１送受信機までの距離と、の差を計算し、
前記所定の時間、前記第５時間、及び、前記第２送受信機から前記第４受信機までの距離に基づいて、前記第２送受信機から前記第１送受信機までの距離と、前記第４受信機から前記第１送受信機までの距離と、の差を計算し、
前記計算された二つの差をいずれも満足する位置を、前記第２無線局に対する前記第１無線局の相対位置として計算することを特徴とする請求項１１に記載の相対位置検出システム。
【請求項１３】
無線信号を送受信する送受信機と、無線信号を受信する第１受信機と、前記送受信機及び前記第１受信機に接続される計算装置と、を備える無線局であって、
前記送受信機は、
測距信号を送信し、
前記測距信号を受信した他の無線局から送信された返信信号を受信し、
前記第１受信機は、前記測距信号及び前記返信信号を受信し、
前記計算装置は、前記送受信機が前記測距信号を送信してから前記返信信号を受信するまでの第１時間、及び、前記第１受信機が前記測距信号を受信してから前記返信信号を受信するまでの第２時間に基づいて、前記他の無線局の相対位置を計算することを特徴とする無線局。
【請求項１４】
前記送受信機は、無線信号を送受信する第１アンテナを備え、
前記第１受信機は、無線信号を受信する第２アンテナを備え、
前記第１アンテナ及び前記第２アンテナは、前記無線局内の互いに異なる位置に設置されることを特徴とする請求項１３に記載の無線局。
【請求項１５】
前記無線局は、さらに、前記計算装置に接続される第２受信機を備え、
前記第２受信機は、前記測距信号及び前記返信信号を受信し、
前記計算装置は、前記第１時間、前記第２時間、及び、前記第２受信機が前記測距信号を受信してから前記返信信号を受信するまでの第３時間に基づいて、前記他の無線局の相対位置を計算することを特徴とする請求項１３に記載の無線局。
【請求項１６】
前記送受信機は、無線信号を送受信する第１アンテナを備え、
前記第１受信機は、無線信号を受信する第２アンテナを備え、
前記第２受信機は、無線信号を受信する第３アンテナを備え、
前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記第３アンテナは、前記無線局内の互いに異なる位置に、一つの直線上に位置しないように設置されることを特徴とする請求項１５に記載の無線局。
【請求項１７】
前記送受信機は、所定のタイミングで、前記無線局を識別する情報を含む第１識別信号を送信し、
前記送受信機は、前記第１識別信号を受信した前記他の無線局から送信された測距要求信号を受信すると、前記測距信号を送信することを特徴とする請求項１３に記載の無線局。
【請求項１８】
前記送受信機は、前記他の無線局を識別する情報を含む第２識別信号を受信すると、前記測距信号を送信することを特徴とする請求項１３に記載の無線局。
【請求項１９】
前記無線局は、さらに、前記計算装置に接続される第２受信機を備え、
前記送受信機は、前記他の無線局から測距信号を受信すると、所定の時間後に、返信信号を送信し、
前記第１受信機及び前記第２受信機は、前記他の無線局から送信された測距信号及び前記送受信機から送信された返信信号を受信し、
前記計算装置は、前記第１受信機が前記他の無線局から送信された測距信号を受信してから前記送受信機から送信された返信信号を受信するまでの第４時間、及び、前記第２受信機が前記他の無線局から送信された測距信号を受信してから前記送受信機から送信された返信信号を受信するまでの第５時間に基づいて、前記他の無線局の相対位置を計算することを特徴とする請求項１３に記載の無線局。
【請求項２０】
無線信号を送受信する送受信機と、無線信号を受信する第１受信機と、前記送受信機及び前記第１受信機に接続される計算装置と、を備える無線局であって、
前記送受信機は、
他の無線局から測距信号を受信すると、所定の時間後に、返信信号を送信し、
前記他の無線局から、前記他の無線局が前記測距信号を送信してから前記返信信号を受信するまでの第１時間を示す情報を受信し、
前記第１受信機は、前記測距信号及び前記返信信号を受信し、
前記計算装置は、前記第１時間、及び、前記第１受信機が前記測距信号を受信してから前記返信信号を受信するまでの第２時間に基づいて、前記他の無線局の相対位置を計算することを特徴とする無線局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の位置を検出する技術に関し、特に、無線通信機能を用いて移動体同士の相対位置を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体の位置を測定する方法として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用する方法、及び、無線レーダ（特にミリ波帯）を用いる方法が知られている。
また、移動端末の位置を測定するシステムとして、端末から送信される信号を複数の基地局で受信した時間差を計算して、その時間差に光速を乗算することによって、ノードから各基地局までの信号の伝搬距離を算出し、それによってノードの位置を検出するシステムが提案されている（例えば、荻野敦、他５名，「無線ＬＡＮ統合アクセスシステム（１）  位置検出システムの検討」，２００３年総合大会講演論文集，電子情報通信学会，Ｂ−５−２０３，ｐ．６６２、及び、水垣健一、他９名，「３ｎＷ／ｂｐｓ超低消費電力ＵＷＢ無線システム（６）：３０ｃｍ高精度測位システムの検討」，２００５年ソサイエティ大会講演論文集，電子情報通信学会，Ａ−５−１５，ｐ．１３９参照）。
例えば、特開２００５−１４０６１７号公報には、複数の基地局を備えた端末測位システムが開示されている。この端末測位システムは、位置計算サーバ、アクセスポイント（基地局）、基準局及びノード（端末）を備える。各基地局と位置計算サーバは、有線のネットワークによって接続される。
【発明の開示】
【０００３】
自動車又は飛行機などのお互いが自由に動く移動体同士の相対位置を検出するシステムにおいて、前述の従来技術を用いる場合、次にあげる問題がある。
まずＧＰＳを用いる場合、高い位置検出精度と短い検出時間とを両立することが困難であり、位置検出精度を上げるためには装置が複雑になるという問題がある。さらに、ＧＰＳ衛星が見通せないトンネル内などでは位置を検出できないという問題がある。
一方、無線レーダを用いれば、対象物との距離及び方向を検知することが可能であるが、その対象物が何であるか判別できないという問題がある。
衛星を用いず、無線信号の伝達時間を測定することによって位置を特定するシステムは、ＴＯＡ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）方式とＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）方式とに大別される。ＴＯＡ方式は、無線信号の伝搬時間を測定することによって、位置を測定される端末と複数の基地局との間の距離を求めて、それによって位置を特定する方式である。この方式では、端末と基地局との間で時刻の同期がなされている必要があるため、通常、端末と各基地局とでそれぞれ往復信号のやり取りが行われる。このため、端末側での処理が多くなるという問題がある。
ＴＤＯＡ方式は、端末と各基地局との間の距離差を求めることによって、端末の位置を特定する方式である。ＴＤＯＡ方式では、ＴＯＡ方式と異なり端末と基地局との間の同期が不要であるため、端末の負荷が軽減される。しかし、ＴＤＯＡ方式では、各基地局間での同期が必要となるため、通常、基準局という基準となる局を一つ余分に設ける必要があり、それによってシステムが複雑になるという問題があった。
本発明の目的は、移動体同士の相対位置検出を、簡易な構成で、簡単な処理で実現することにある。
本願で開示する代表的な発明は、第１無線局及び第２無線局の相対位置を検出する相対位置検出システムであって、前記第１無線局は、無線信号を送受信する第１送受信機と、無線信号を受信する第１受信機と、前記第１送受信機及び前記第１受信機に接続される第１計算装置と、を備え、前記第２無線局は、無線信号を送受信する第２送受信機を備え、前記第１送受信機は、測距信号を送信し、前記第２送受信機は、前記測距信号を受信すると、所定の時間後に、返信信号を送信し、前記第１送受信機は、前記返信信号を受信し、前記第１受信機は、前記測距信号及び前記返信信号を受信し、前記第１計算装置は、前記第１送受信機が前記測距信号を送信してから前記返信信号を受信するまでの第１時間、及び、前記第１受信機が前記測距信号を受信してから前記返信信号を受信するまでの第２時間に基づいて、前記第１無線局に対する前記第２無線局の相対位置を計算することを特徴とする。
本発明の一形態によると、簡易な構成かつ簡易な処理によって移動体同士の相対位置の計算が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
第１図は、本発明の第１の実施形態の相対位置検出システムの構成を示すブロック図である。
第２図は、本発明の第１の実施形態の相対位置検出システムにおいて実行される相対位置検出処理の手順を示すシーケンス図である。
第３図は、本発明の第１の実施形態における相対位置の計算原理を説明するためのタイムチャートである。
第４図は、本発明の第１の実施形態における相対位置の計算原理の説明図である。
第５図は、本発明の第１の実施形態の相対位置検出システムにおいて実行される相対位置検出処理の第１の例を示すシーケンス図である。
第６図は、本発明の第１の実施形態の相対位置検出システムにおいて実行される相対位置検出処理の第２の例を示すシーケンス図である。
第７図は、本発明の第１の実施形態における送受信装置及び受信装置の構成例を示すブロック図である。
第８図は、本発明の第２の実施形態の相対位置検出システムの構成を示すブロック図である。
第９図は、本発明の第２の実施形態の相対位置検出システムにおいて実行される相対位置検出処理の第１の例を示すシーケンス図である。
第１０図は、本発明の第２の実施形態の相対位置検出システムにおいて実行される相対位置検出処理の第２の例を示すシーケンス図である。
第１１図は、本発明の第２の実施形態における相対位置の計算原理を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
本発明の相対位置検出システムの第１の実施形態及び本発明の原理を第１図〜第４図を用いて説明する。
第１図は、本発明の第１の実施形態の相対位置検出システムの構成を示すブロック図である。
第１の実施形態の相対位置検出システムは、第１の移動体１０１及び第２の移動体１０２によって構成される。第１の移動体１０１は、サーバ（Ｓｅｒｖｅｒ）１０３、送受信装置（Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）１０４及び一つ以上の受信装置（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）１０５を備える、移動可能な無線局である。第１図の例において、第１の移動体１０１は、一つ以上の受信装置１０５として、受信装置（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ１）１０５ａ及び受信装置（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ２）１０５ｂを備える。以下の説明において「受信装置１０５」が参照される場合、その説明は、受信装置１０５ａ及び受信装置１０５ｂのいずれにも適用することができる。
第２の移動体１０２は、送受信装置（Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）１０６を備える、移動可能な無線局である。
サーバ１０３は、送受信装置１０４、受信装置１０５ａ及び受信装置１０５ｂに接続され、それらの装置から受信した情報に基づいて相対位置を計算する計算装置である。サーバ１０３は、例えば、受信した情報を格納するメモリ（図示省略）、及び、メモリに格納された情報に基づいて相対位置を計算するプロセッサ（図示省略）を備えてもよい。
送受信装置１０４、送受信装置１０６、受信装置１０５ａ及び受信装置１０５ｂの構成については後述する（第７図参照）。
第２図は、本発明の第１の実施形態の相対位置検出システムにおいて実行される相対位置検出処理の手順を示す説明図である。
第１の移動体１０１の送受信装置１０４は、測距信号（Ｒａｎｇｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌ）２０１を送信する。送信された測距信号２０１は、第１の移動体１０１の受信装置１０５及び第２の移動体１０２の送受信装置１０６によって受信される。説明の便宜上、第１の移動体１０１の受信装置１０５が受信した測距信号２０１を測距信号２０１ａ、第２の移動体１０２の送受信装置１０６が受信した測距信号２０１を測距信号２０１ｂと記載する。
第２の移動体１０２の送受信装置１０６は、測距信号２０１ｂを受信すると、返信信号（Ｒｅｐｌｙｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌ）２０２を送信する。送信された返信信号２０２は、送受信装置１０４及び受信装置１０５によって受信される。説明の便宜上、第１の移動体１０１の送受信装置１０４が受信した返信信号２０２を返信信号２０２ａ、第１の移動体１０１の受信装置１０５が受信した返信信号２０２を返信信号２０２ｂと記載する。
第１の移動体１０１の送受信装置１０４は、測距信号２０１を送信した時刻から返信信号２０２ａを受信した時刻までの時間（Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ１）を計測する。第１の移動体１０１の受信装置１０５は、測距信号２０１ａ及び返信信号２０２ｂを受信し、両者の受信時間差（Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ２）を計測する。
第１の移動体１０１のサーバ１０３は、送受信装置１０４及び受信装置１０５からそれぞれ計測結果２０３及び２０４を受信する。送受信装置１０４からの計測結果２０３は、少なくともＴ＿ｒｅｓｕｌｔ１を含む。受信装置１０５からの計測結果２０４は、少なくともＴ＿ｒｅｓｕｌｔ２を含む。サーバ１０３は、それらの計測結果に基づいて、第１の移動体１０１に対する第２の移動体１０２の相対位置を計算する（ステップ２０５）。
ステップ２０５においてサーバ１０３によって実行される相対位置の計算の原理を、第３図及び第４図を用いて説明する。
第３図は、本発明の第１の実施形態における相対位置の計算原理を説明するためのタイムチャートである。
具体的には、第３図は、第２図に示す測距信号２０１及び返信信号２０２の送受信のタイミングを示す。第２図において説明した測距信号２０１及び返信信号２０２はどのようなものであってもよいが、本実施形態では、これらの信号は、第３図に示すパケットとして送受信される。
本実施形態において送受信されるパケット構成例は、プリアンブル部（Ｐ）、Ｓｔａｒｔ  Ｆｒａｍｅ  Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ（ＳＦＤ）部（Ｓ）及びデータ部（Ｄ）からなる。送信時刻及び受信時刻は、パケットのどの部分を基準に計測されてもよい。本実施形態では、データ部の始点を基準として計測する例を示す。
なお、データ部には、パケットを送信した移動体の識別子（又はパケットを送信した送受信装置の識別子）が含まれてもよい。
第３図は、例として、パケット３０１及びパケット３０２を送受信するタイミングを示す。
パケット３０１は、第１の移動体１０１の送受信装置１０４が送信した測距信号２０１に相当する。第３図では、第１の移動体１０１の受信装置１０５が受信したパケット３０１をパケット３０１ａとして図示する。第２の移動体１０２の送受信装置１０６が受信したパケット３０１をパケット３０１ｂとして図示する。すなわち、パケット３０１ａ及び３０１ｂは、それぞれ、第２図の測距信号２０１ａ及び２０１ｂに相当する。
パケット３０２は、第２の移動体１０２の送受信装置１０６が送信した返信信号２０２に相当する。第３図では、第１の移動体１０１の受信装置１０５が受信したパケット３０２をパケット３０２ｂとして図示する。第１の移動体１０１の送受信装置１０４が受信したパケット３０２をパケット３０２ａとして図示する。すなわち、パケット３０２ａ及び３０２ｂは、それぞれ、第２図の返信信号２０２ａ及び２０２ｂに相当する。
なお、第３図において、網掛け表示されたパケットは送信したパケットであり、破線で表示されたパケットは受信したパケットである。
第１の移動体１０１の送受信装置１０４は、パケット３０１を送信してからパケット３０２ａを受信するまでの時間Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ１を計測する。これは、第２図に示したＴ＿ｒｅｓｕｌｔ１に相当する。第３図のＴａｒｒは、第１の移動体１０１の送受信装置１０４から第２の移動体１０２の送受信装置１０６まで（及びその逆）のパケットの伝搬時間を示す。Ｔａｒｒは、Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ１からＴｂを引いて２で割ることによって求めることができる（式（１）参照）。
Ｔａｒｒ＝（Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ１−Ｔｂ）／２      ・・・（１）
ここで、Ｔｂは、第２の移動体１０２の送受信装置１０６がパケット３０１ｂを受信してからパケット３０２を送信するまでの処理時間であり、回路の遅延量、受信・送信処理などの信号処理時間を含む。またこのＴｂは、Ｔａｒｒを計算する主体（本実施形態では、サーバ１０３）によって正確に知られている限り、どのように定められてもよく、例えば、任意の待ち時間を挿入することによって定められてもよい。
一方、第１の移動体１０１の受信装置１０５は、パケット３０１ａの受信時刻からパケット３０２ｂの受信時刻までの時間Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ２を計測する。これは、第２図に示したＴ＿ｒｅｓｕｌｔ２に相当する。第３図に示すＴａは、第１の移動体１０１の送受信装置１０４から受信装置１０５までのパケットの伝搬時間を示す。送受信装置１０４及び受信装置１０５が相対的に固定され、かつ、それらの距離が既知であれば、Ｔａも既知である。したがって、図の関係から、Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ２とＴａとの和からＴ＿ｒｅｓｕｌｔ１を引くことによって、第１の移動体１０１の送受信装置１０４及び受信装置１０５における返信信号の到達時間差（Ｔｄｉｆｆ）を求めることができる（式（２）参照）。
Ｔｄｉｆｆ＝（Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ２＋Ｔａ−Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ１）      ・・・（２）
Ｔａｒｒに光速を乗算することによって、第１の移動体１０１の送受信装置１０４から第２の移動体１０２の送受信装置１０６までの距離が算出される。このため、送受信装置１０４を中心とし、算出された距離を半径とする円を描くことができる。
一方、Ｔｄｉｆｆに光速を乗算することによって、第１の移動体１０１の送受信装置１０４から第２の移動体１０２の送受信装置１０６までの距離と、受信装置１０５から送受信装置１０６までの距離との差が算出される。このため、算出された差に基づいて、送受信装置１０４及び受信装置１０５を焦点とする双曲線を描くことができる。
これらの二つの曲線の交点は、Ｔａｒｒに基づいて算出された送受信装置１０４からの距離と、Ｔｄｉｆｆに基づいて算出された送受信装置１０４からの距離及び受信装置１０５からの距離の差と、をいずれも満たす点である。このため、これらの二つの曲線の交点を求めることによって、第１の移動体１０１の送受信装置１０４に対する第２の移動体１０２の送受信装置１０６の相対位置を計算することができる。すなわち、これらの二つの曲線の交点が、第１の移動体１０１の送受信装置１０４に対する第２の移動体１０２の送受信装置１０６の相対位置に相当する。
第４図は、本発明の第１の実施形態における相対位置の計算原理の説明図である。
ただし、上記は相対位置の計算原理を説明するものであって、上記の原理に基づく計算を実現するための具体的計算方法は限定されない。例えば、実際に上記の円及び双曲線を描画する代わりに、最小２乗法を用いて最も確からしい相対位置が推定されてもよい。
第１の移動体１０１が備える受信装置１０５が一つのみである場合、Ｔａｒｒ及びＴｄｉｆｆに基づく円及び双曲線の交点が二つ存在する。例えば、第４図には円と双曲線の交点を一つのみ示したが、実際には、送受信装置１０４及び受信装置１０５を通る直線を対称軸として、図示した交点と線対称の位置にもう一つの交点が存在する。このため、第１の移動体１０１から見渡せる全範囲（すなわち３６０度）のうち、所定の１８０度の範囲（具体的には上記の対称軸によって二つに分割された範囲の一方）で、第２の移動体１０２の相対位置を一意に検出することができる。このような相対位置検出システムは、例えば、工事現場において、工事機械の後方の安全確認のために使用することができる。
一方、第１の移動体１０１から見渡せる全範囲（すなわち３６０度の範囲）で第２の移動体１０２の相対位置を一意に検出するためには、第１の移動体１０１は、少なくとも二つの受信装置１０５（例えば、第１図に示す受信装置１０５ａ及び１０５ｂ）を備える必要がある。
第１の移動体１０１が二つの受信装置１０５（例えば受信装置１０５ａ及び１０５ｂ）を備える場合、それらの二つの受信装置１０５に、第２図〜第４図を参照して説明した方法を適用することによって、送受信装置１０４から送受信装置１０６までの距離と受信装置１０５ａから送受信装置１０６までの距離との差、及び、送受信装置１０４から送受信装置１０６までの距離と受信装置１０５ｂから送受信装置１０６までの距離との差を算出することができる。これらの二つの差に基づいて、二つの双曲線を描くことができる。
それらの二つの双曲線と、第２図〜第４図に示す方法によって描かれた円との交点が、算出された距離及び算出された二つの差のいずれもが満たされる位置、すなわち、第１の移動体１０１の送受信装置１０４に対する第２の移動体１０２の送受信装置１０６の相対位置に相当する。
ただし、実際には、測定誤差等のため、一つの円及び二つの双曲線が厳密に一点において交差する可能性はほとんどない。このため、例えば、最小２乗法を用いて最も確からしい交点が推定されてもよい。
なお、第３図に示すＴ＿ｒｅｓｕｌｔ１及びＴ＿ｒｅｓｕｌｔ２は、説明を簡略化するためアンテナ端での送信時刻と受信時刻で定義されたものであり、各送受信回路の回路遅延時間を含んでいる。実際の測定結果は、各送受信回路等の回路遅延時間を含むが、各送受信回路の回路遅延時間は既知であるため、実際の測定結果から既知の回路遅延時間を差し引くことによって、第３図に該当する回路遅延時間を含まないＴ＿ｒｅｓｕｌｔ１及びＴ＿ｒｅｓｕｌｔ２を算出する必要がある。ただし、第３図に示すＴｂは、送受信装置１０６の遅延時間を含むものとして説明してある。
なお、上記のような相対位置の検出を可能にするために、送受信装置１０４、受信装置１０５ａ及び受信装置１０５ｂが、第１の移動体１０１内のそれぞれ異なる位置に設置される必要がある。より詳細には、送受信装置１０４、受信装置１０５ａ及び受信装置１０５ｂは、それぞれ、無線信号を送受信（又は受信）するアンテナ７０１を備える（後述する第７図参照）。送受信装置１０４のアンテナ７０１、受信装置１０５ａのアンテナ７０１及び受信装置１０５ｂのアンテナ７０１は、それぞれ、互いに異なる位置に配置される必要がある。
さらに、上記のように一つの円及び二つの双曲線に基づいて、相対位置を一意に検出するためには、上記の三つのアンテナ７０１が一つの直線上に位置しないように配置される必要がある。
一般に、上記の三つのアンテナ７０１の間の距離が大きく、かつ、各アンテナ７０１から他の二つのアンテナを含む直線までの距離が大きいほど、高精度な相対位置の検出が可能になる。
次に、上記の相対位置検出の前後の手順を含めた処理の例を、第５図及び第６図を参照して説明する。具体的には、第２図に示した手順を実行する前に、移動体相互の存在を識別するための、識別及び測距要求が実行される。
第５図は、本発明の第１の実施形態の相対位置検出システムにおいて実行される相対位置検出処理の第１の例を示すシーケンス図である。
第５図に示された手順では、第１の移動体１０１の送受信装置１０４が、自身の識別情報を含む識別信号（Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌ）５０１を所定のタイミングで（例えば定期的に）送信する。第２の移動体１０２の送受信装置１０６は、識別信号５０１を受信した場合、測距要求信号（Ｒａｎｇｉｎｇ  ｒｅｑｕｅｓｔ）５０２を送信する。
第１の移動体１０１の送受信装置１０４は、上記測距要求信号５０２を受信した場合、測距信号２０１を送信する。
第５図に示す識別信号５０１ａ及び５０１ｂは、それぞれ、定期的に送信された識別信号５０１である。例えば、第１の移動体１０１と第２の移動体１０２とが十分に離れている場合、第２の移動体１０２の送受信装置１０６は、識別信号５０１を受信することができない。しかし、第１の移動体１０１と第２の移動体１０２とが次第に接近すると、送受信装置１０６は、やがて識別信号５０１を受信できるようになる。
第５図の例において、第２の移動体１０２の送受信装置１０６は、識別信号５０１ａを受信できなかったが、識別信号５０１ｂを受信できた。この場合、第２の移動体１０２の送受信装置１０６は、識別信号５０１ｂに応じて測距要求信号５０２を送信する。
測距信号２０１の送信から相対位置の計算（ステップ２０５）までの手順は、第２図において説明したものと同じである。
相対位置の計算（ステップ２０５）が終了すると、サーバ１０３は、終了の通知５０３を送受信装置１０４に送信する。この通知を受信した送受信装置１０４は、終了信号５０４を第２の移動体１０２の送受信装置１０６に送信する。
第６図は、本発明の第１の実施形態の相対位置検出システムにおいて実行される相対位置検出処理の第２の例を示すシーケンス図である。
第６図で示された手順では、第２の移動体１０２が、自身の識別情報を含む識別信号６０１を送信する。第１の移動体１０１の送受信装置１０４は、識別信号６０１を受信した場合、測距信号２０１を送信する。
第６図に示す識別信号６０１ａ及び６０１ｂは、それぞれ、定期的に送信された識別信号６０１である。第６図の例において、第１の移動体１０１の送受信装置１０４は、識別信号６０１ａを受信できなかったが、識別信号６０１ｂを受信できた。この場合、第１の移動体１０１の送受信装置１０４は、識別信号６０１ｂに応じて測距信号２０１を送信する。
測距信号２０１の送信から相対位置の計算（ステップ２０５）までの手順は、第２図において説明したものと同じである。
終了の通知５０３及び終了信号５０４の送信の手順は、第５図において説明したものと同じである。
第５図及び第６図に示すように、識別信号の受信を契機として相対位置の検出を開始することによって、二つの移動体が所定の基準より接近したことを契機とする相対位置の検出が実現される。このことは、後述する第９図及び第１０図にも当てはまる。
なお、二つの移動体の間で送受信されるパケットに、送信元の移動体の識別子が含まれる場合、その識別子に基づいて、移動体を特定することができる。すなわち、第５図又は第６図の処理によって、移動体の相対位置が検出されるだけでなく、その相対位置が検出された移動体が何であるかを特定することができる。
第７図は、本発明の第１の実施形態における送受信装置１０４、送受信装置１０６及び受信装置１０５の構成例を示すブロック図である。
本実施形態では、送受信装置１０４、１０６及び受信装置１０５がすべて同じ構造のハードウェアによって構成される例を示す。第７図に示す装置は、アンテナ７０１、スイッチ（ＳＷ）７０２、受信アナログ部（Ａｎａｌｏｇ  ｐａｒｔ  ｏｆ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ）７０３、送信アナログ部（Ａｎａｌｏｇ  ｐａｒｔ  ｏｆ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）７０４、同期捕捉部（Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）７０５、同期追跡部（Ｔｒａｃｋｉｎｇ）７０６、復調部（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）７０７、ＳＦＤ検知部（ＳＦＤ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）７０８、カウンタ（Ｃｏｕｎｔｅｒ）７０９、フレーム構成部（Ｆｒａｍｅ）７１０、及びＭＡＣ制御部（ＭＡＣ  ｃｏｎｔｒｏｌ）７１１を備える。
フレーム構成部７１０は、送信すべきパケットを構築し、変調し、送信ベースバンドデータを作成する。
送信アナログ部７０４は、上記の送信ベースバンドデータの周波数変換、ノイズ除去及び増幅を行い、増幅されたデータを高周波アナログ信号に変換し、その高周波アナログ信号を、スイッチ７０２及びアンテナ７０１を経由して空間に送信する。
アンテナ７０１で受信された電波信号は、スイッチ７０２を経由して、受信アナログ部７０３に入力される。受信アナログ部７０３は、受信した信号の増幅、周波数変換、ノイズ除去及びアナログディジタル変換を行い、受信ベースバンドデータを生成する。受信ベースバンドデータは、同期捕捉部７０５及び同期追跡部７０６において受信信号との同期が確立され、復調部７０７において送信データが復元される。ＳＦＤ検出部７０８では、パケット内のＳＦＤを検出する。
カウンタ７０９は、パケットの受信時刻及び送信時刻を計測する。第１の移動体における送受信装置１０４のカウンタ７０９は、パケットを送信した時刻からパケットを受信した時刻までの時間を計測し、第１の移動体における受信装置１０５のカウンタ７０９は、二つのパケットの受信時刻差を計測する。それによって、本実施形態が実現される。
ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御部７１１は、第２図、第５図及び第６図などで示される手順を制御する。
以上の構成によって、移動体同士の簡易な相対位置検出が可能となる。
なお、以上の説明において、送受信装置１０４から送受信装置１０６までの距離、送受信装置１０４から受信装置１０５までの距離、及び、送受信装置１０６から受信装置１０５までの距離は、より正確には、それぞれ、それらが備えるアンテナ７０１の間の距離である。
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
第８図は、本発明の第２の実施形態の相対位置検出システムの構成を示すブロック図である。
第８図に示す相対位置検出システムは、第１図における第１の移動体１０１と同様の構成を有する二つ以上の移動体によって実現される。すなわち、第８図に示す相対位置検出システムの構成は、第２の移動体１０２が、第１の移動体１０１と同様の構成を有する第２の移動体８０１によって置き換えられていることを除いて、第１図に示すものと同様である。
第８図における第１の移動体１０１は、第１図に示すものと同様、サーバ（Ｓｅｒｖｅｒ）１０３、送受信装置（Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）１０４、受信装置（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ１、Ｒｅｃｅｉｖｅｒ２）１０５ａ及び受信装置１０５ｂを備える。
第８図における第２の移動体８０１は、サーバ（Ｓｅｒｖｅｒ）８０３、送受信装置（Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）８０４及び一つ以上の受信装置（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）８０５を備える。第８図の例において、第２の移動体８０１は、一つ以上の受信装置８０５として、受信装置（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ１）８０５ａ及び受信装置（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ２）８０５ｂを備える。以下の説明において「受信装置８０５」が参照される場合、その説明は、受信装置８０５ａ及び受信装置８０５ｂのいずれにも適用することができる。
サーバ８０３、送受信装置８０４、受信装置８０５ａ及び受信装置８０５ｂは、それぞれ、第１の移動体１０１におけるサーバ１０３、送受信装置１０４、受信装置１０５ａ及び受信装置１０５ｂと同様の機能を有する。
さらに、第１の移動体１０１の送受信装置１０４及び第２の移動体８０１の送受信装置８０４は、第１図における第２の移動体１０２の送受信装置１０６と同様の機能を有する。
以上の構成によって実現される相対位置検出の手順は第２図、第３図及び第４図で説明したものと同様である。ただし、本実施形態では、双方の移動体が同じ構成を持つため、どちらの移動体側から測距信号２０１を送信してもよい。
さらに、第２の実施形態では、第１の移動体１０１の送受信装置１０４が測距信号を送信した場合、第２の移動体８０１においても第１の移動体１０１の相対位置を検出することができる。その手順例を第９図に示す。
第９図は、本発明の第２の実施形態の相対位置検出システムにおいて実行される相対位置検出処理の第１の例を示すシーケンス図である。
第２の移動体８０１の送受信装置８０４は、第１の実施形態の第２の移動体１０２の送受信装置１０６と同様の測距信号及び返信信号を送受信する（第１図等参照）。このため、第９図において、送受信装置８０４が送受信する測距信号等には、第１の実施形態において送受信装置１０６が送受信するものと同じ符号が付与される。
第９図では、識別及び測距要求（Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ  ＆  Ｒａｎｇｉｎｇ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）を行った後、第１の移動体１０１が測距信号２０１を送信する。上記の識別及び測距要求の機能についての詳細は後述する。
第２の移動体８０１の送受信装置８０４が返信信号２０２を送信し、第１の移動体１０１の送受信装置１０４が返信信号２０２ａを受信し、その往復時間Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ１を計測するまでの手順は、第１の実施例における第２図の手順と同様である。
第２の移動体８０１の受信装置８０５は、測距信号２０１及び第２の移動体８０１の送受信装置８０４から送信された返信信号２０２を受信し、両者の受信時間差（Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ３）を計測する。なお、説明の便宜上、第２の移動体８０１の受信装置８０５が受信した測距信号２０１を測距信号２０１ｃ、第２の移動体８０１の受信装置８０５が受信した返信信号２０２を返信信号２０２ｃと記載する。
第１の移動体１０１の送受信装置１０４は、第２の移動体８０１の送受信装置８０４との間の測距結果を、終了の通知９０４に加えて第２の移動体８０１の送受信装置８０４に送信する。ここで、送信される測距結果は、Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ１を示す情報（より具体的には、Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ１そのもの、又は、Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ１に基づいて算出された距離を示す情報等）を含む。
第２の移動体８０１のサーバ８０３は、送受信装置８０４及び受信装置８０５から、それぞれ、計測結果９０５及び９０６を受信する。計測結果９０５には、少なくとも、送受信装置８０４が送受信装置１０４から受信した測距結果が含まれる。計測結果９０６には、少なくとも、Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ３が含まれる。
サーバ８０３は、受信した計測結果及び測距結果に基づいて、第１の実施形態においてサーバ１０３が行ったものと同様の方法によって、第１の移動体１０１の相対位置を計算する（ステップ９０７）。具体的には、サーバ８０３は、第１の移動体１０１から受信した測距結果に基づく円と、式（２）のＴ＿ｒｅｓｕｌｔ２をＴ＿ｒｅｓｕｌｔ３に置き換えることによって算出された双曲線と、に基づいて、第２の移動体８０１に対する第１の移動体１０１の相対位置を計算する。
上記の手順によって、第１の移動体１０１及び第２の移動体８０１の両者が互いの相対位置を知ることができる。
なお、第９図では第１の移動体１０１のサーバ１０３及び受信装置１０５の図示が省略されているが、第２の実施形態のサーバ１０３及び受信装置１０５は、第１の実施形態と同様の手順を実行する。このため、第１の移動体１０１及び第２の移動体１０２は、一つの測距信号２０１、及び、その測距信号２０１に応じた返信信号２０２に基づいて、互いの相対位置を知ることができる。
第１０図は、本発明の第２の実施形態の相対位置検出システムにおいて実行される相対位置検出処理の第２の例を示すシーケンス図である。
第１０図においても、第１の移動体１０１のサーバ１０３及び受信装置１０５の図示が省略されているが、第２の実施形態のサーバ１０３及び受信装置１０５は、第１の実施形態と同様の手順を実行する。
第１０図の例では、第９図と同様に第２の移動体８０１の送受信装置８０４が返信信号２０２を送信し、第１の移動体１０１の送受信装置１０４が返信信号２０２を受信し、その往復時間を計測する。これらの処理は、第１の実施形態における第２図の手順と同様である。
第１０図では、第２の移動体８０１の二つの受信装置８０５が測距信号２０１の受信時刻と返信信号２０２の受信時刻との差を計測する。説明の便宜上、第２の移動体８０１の受信装置８０５ａが受信した測距信号２０１を測距信号２０１ｃ、受信装置８０５ｂが受信した測距信号２０１を測距信号２０１ｄ、受信装置８０５ａが受信した返信信号２０２を返信信号２０２ｃ、受信装置８０５ｂが受信した返信信号２０２を返信信号２０２ｄと記載する。さらに、測距信号２０１ｃの受信時刻と返信信号２０２ｃの受信時刻との差をＴ＿ｒｅｓｕｌｔ３、測距信号２０１ｄの受信時刻と返信信号２０２ｄの受信時刻との差をＴ＿ｒｅｓｕｌｔ４と記載する。
第２の移動体８０１のサーバ８０３は、受信装置８０５ａ及び受信装置８０５ｂから、それぞれ、計測結果１００４及び１００５を受信する。計測結果１００４には、少なくとも、Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ３が含まれる。計測結果１００５には、少なくとも、Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ４が含まれる。
サーバ８０３は、上記二つの計測結果（すなわちＴ＿ｒｅｓｕｌｔ３及びＴ＿ｒｅｓｕｌｔ４）に基づいて第１の移動体１０１の相対位置を計算する（ステップ１００６）。
ステップ１００６においてサーバ８０３によって実行される相対位置の計算の原理について、第１１図を用いて説明する。
第１１図は、本発明の第２の実施形態における相対位置の計算原理を説明するためのタイムチャートである。
具体的には、第１１図は、第１０図に示す測距信号２０１及び返信信号２０２の送受信のタイミングを示す。第１０図において説明した測距信号２０１及び返信信号２０２はどのようなものであってもよいが、本実施形態では、これらの信号は、第１１図に示すパケットとして送受信される。
第３図と同様、本実施形態において送受信されるパケット構成例は、プリアンブル部（Ｐ）、ＳＦＤ部（Ｓ）及びデータ部（Ｄ）からなる。第３図を参照して説明したように、送信時間及び受信時間は、データ部の始点を基準として計測される。
第１１図では、第１の移動体１０１の受信装置１０５が受信したパケットの図示が省略されているが、実際には、受信装置１０５は、第３図に示したものと同様のタイミングでパケットを送受信する。
パケット３０１は、第１の移動体１０１の送受信装置１０４が送信した測距信号２０１に相当する。第１１図では、第２の移動体８０１の送受信装置８０４が受信したパケット３０１をパケット３０１ｂとして図示する。受信装置８０５ａが受信したパケット３０１をパケット３０１ｃとして図示する。受信装置８０５ｂが受信したパケット３０１をパケット３０１ｄとして図示する。すなわち、パケット３０１ｂ、３０１ｃ及び３０１ｄは、それぞれ、第１０図の測距信号２０１ｂ、２０１ｃ及び２０１ｄに相当する。
パケット３０２は、第２の移動体８０１の送受信装置８０４が送信した返信信号２０２に相当する。第１１図では、第１の移動体１０１の送受信装置１０４が受信したパケット３０２をパケット３０２ａとして図示する。第２の移動体８０１の受信装置８０５ａが受信したパケット３０２をパケット３０２ｃとして図示する。受信装置８０５ｂが受信したパケット３０２をパケット３０２ｄとして図示する。すなわち、パケット３０２ａ、３０２ｃ及び３０２ｄは、それぞれ、第１０図の返信信号２０２ａ、２０２ｃ及び２０２ｄに相当する。
第２の移動体８０１の受信装置８０５ａが計測した、測距信号２０１ｃの受信時刻から返信信号２０２ｃの受信時刻までの時間が、第１１図のＴ＿ｒｅｓｕｌｔ３に相当する。受信装置８０５ｂが計測した、測距信号２０１ｄの受信時刻から返信信号２０２ｄの受信時刻までの時間が、第１１図のＴ＿ｒｅｓｕｌｔ４に相当する。
第１１図のＴｄｉｆｆ２は、第２の移動体の送受信装置８０４が測距信号２０１ｂ（すなわちパケット３０１ｂ）を受信した時刻と、受信装置８０５ａが測距信号２０１ｃ（すなわちパケット３０１ｃ）を受信した時刻との受信時刻差である。Ｔｄｉｆｆ２は、Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ３からＴｂ及びＴｃを引くことによって算出される（式（３）参照）。
Ｔｄｉｆｆ２＝（Ｔｂ＋Ｔｃ−Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ３）      ・・・（３）
ここで、Ｔｂは、第２の移動体８０１の送受信装置８０４がパケット３０１ｂを受信してからパケット３０２を送信するまでの処理時間である。このＴｂは、式（１）のＴｂと同様、既知の値である。Ｔｃは、第２の移動体８０１の送受信装置８０４が返信信号２０２（すなわちパケット３０２）を送信してから、その返信信号２０２を受信装置８０５ａが受信するまでの時間である。送受信装置８０４から受信装置８０５ａまでの距離が既知であるため、Ｔｃの値も既知である。
同様に、Ｔｄｉｆｆ３は、第２の移動体の送受信装置８０４が測距信号２０１ｂ（すなわちパケット３０１ｂ）を受信した時刻と、受信装置８０５ｂが測距信号２０１ｄ（すなわちパケット３０１ｄ）を受信した時刻とのの受信時刻差である。Ｔｄｉｆｆ３は、Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ４からＴｂ及びＴｄを引くことによって算出される（式（４）参照）。
Ｔｄｉｆｆ３＝（Ｔｂ＋Ｔｄ−Ｔ＿ｒｅｓｕｌｔ４）      ・・・（４）
ここで、Ｔｄは、第２の移動体８０１の送受信装置８０４が返信信号２０２を送信してから、その返信信号２０２を受信装置８０５ｂが受信するまでの時間である。送受信装置８０４から受信装置８０５ｂまでの距離が既知であるため、Ｔｄの値も既知である。
Ｔｄｉｆｆ２に光速を乗算することによって、第２の移動体８０１の送受信装置８０４から第１の移動体１０１の送受信装置１０４までの距離と、受信装置８０５ａから送受信装置１０４までの距離との差が算出される。
同様に、Ｔｄｉｆｆ３に光速を乗算することによって、送受信装置８０４から送受信装置１０４までの距離と、受信装置８０５ｂから送受信装置１０４までの距離との差が算出される。このため、算出された差に基づいて、二つの双曲線を描くことができる。
これらの二つの曲線の交点を求めることによって、第２の移動体８０１の送受信装置８０４に対する第１の移動体１０１の送受信装置１０４の相対位置を計算することができる。すなわち、これらの二つの曲線の交点が、第２の移動体８０１の送受信装置８０４に対する第１の移動体１０１の送受信装置１０４の相対位置に相当する。
ただし、上記は相対位置の計算原理を説明するものであって、上記の原理に基づく計算を実現するための具体的計算方法は限定されない。例えば、二つの双曲線を描く代わりに、最小２乗法を用いて最も確からしい相対位置が推定されてもよい。
第２の移動体８０１が備える受信装置８０５が二つのみである場合、Ｔｄｉｆｆ２及びＴｄｉｆｆ３に基づく二つの双曲線の交点が二つ存在する。このため、第２の移動体８０１から見渡せる全範囲（すなわち３６０度）のうち、所定の１８０度の範囲で相対位置を一意に検出することができる。第２の移動体８０１から見渡せる全範囲（すなわち３６０度の範囲）で第１の移動体１０１の相対位置を一意に検出するためには、第２の移動体８０１は、少なくとも三つの受信装置８０５を備える必要がある。
なお、実際の測定結果は、各送受信回路等の回路遅延時間を含む。このため、第１の実施形態と同様、回路遅延時間を含まないＴ＿ｒｅｓｕｌｔ３及びＴ＿ｒｅｓｕｌｔ４を算出する必要がある。
上記の手順によって、第１の移動体１０１及び第２の移動体８０１の両者がお互いの相対位置を知ることができる。
第９図における識別信号（Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌ）及び測距要求（Ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ  ＆  Ｒａｎｇｉｎｇ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）の送受信手順は、どちらの移動体からでも測距信号を送信できる手順の例を示す。第１の移動体１０１及び第２の移動体８０１は定期的に識別信号（例えば、第９図の識別信号９０１ａ、９０１ｂ及び９０２）を送信する。それらのうちいずれかを受信した移動体（第９図では、識別信号９０１ｂを受信した第２の移動体８０１）が測距要求信号（Ｒａｎｇｉｎｇ  ｒｅｑｕｅｓｔ）９０３を送信する。測距要求信号９０３を受信した移動体（第９図では、第１の移動体１０１）が測距信号２０１を送信する。その後、第３図において説明した方法によって相対位置が検出される。
第１０図における識別信号及び測距要求の送受信手順は、どちらの移動体からでも測距信号を送信できる手順の別の例を示す。第１の移動体１０１及び第２の移動体８０１は定期的に識別信号（例えば、第１０図の識別信号１００１ａ、１００１ｂ、１００２ａ及び１００２ｂ）を送信する。それらのうちいずれかを受信した移動体側（第１０図では、識別信号１００２ｂを受信した第１の移動体１０１）が測距信号２０１を送信する。その後、第３図及び第１１図において説明した方法によって相対位置が検出される。
第９図及び第１０図における識別及び測距要求は、両者の機能を同時に実現してもよい。すなわち、第１の移動体１０１は、識別信号を受信した場合、ただちに測距信号２０１を送信し、相対位置検出を開始する。第２の移動体８０１は、識別信号を受信した場合、測距要求信号９０３を送信する。その測距要求信号９０３を受信した第１の移動体１０１が測距信号２０１を送信し、相対位置検出を行う。これによって、つねに第１の移動体１０１が測距信号を送信し、相対位置検出を開始することができる。
なお第９図及び第１０図の上記の説明で実際に信号を送受信するのは、それぞれの移動体が備える送受信装置（すなわち送受信装置１０４及び送受信装置８０４）である。
第１の実施形態及び第２の実施形態における移動体１０１、１０２及び８０１としては、例えば自動車、飛行機、自転車などの移動物体が想定される。例えば本実施形態に示したシステムを自動車に搭載することによって、基地局又は衛星のいずれも必要とせずに、自動車同士の相対位置を検出することができる。さらに、相対位置を検出した移動体同士が、相手を識別することができる。あるいは、第１の実施形態における第２の移動体１０２を人が持つことによって、人と自動車等との相対位置を検出することが可能となる。
【図１】
2009145325.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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