(57)【要約】【課題】従来のものに比べて、山岳遭難者等を発見する可能性を高め、発見されるまでの時間を短縮すること。【解決手段】探索装置１Ａは、ユーザから衛星受信起動指示を受けると、衛星信号の受信および自機の現在位置の測定を行うと供に（期間３３１）、第６期間３１４−３において、衛星受信指示情報を含む応答確認信号を送信する。被探索装置２Ａは、衛星受信指示情報を含む応答確認信号を受信すると、衛星信号の受信および自機の現在位置の測定を行う（期間３４１）。被探索装置２Ａは、現在位置の測定が完了すると、第４期間３２２−５において、自機の位置情報を含む応答信号を送信する。探索装置１Ａは、自機の位置と被探索装置２Ａの位置とから、自機からの被探索装置２Ａの距離と方向を計算し、被探索装置２Ａの識別情報および被探索装置２Ａの距離および方向に関する情報を表示部１２の画面上に表示させる。【選択図】図１５
2018125726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯可能な被探索装置と直接無線通信を行う、携帯可能な探索装置であって、
衛星からの信号を用いて自機の位置を測定する測位手段と、
前記被探索装置から、前記被探索装置の位置情報を含む信号を受信する受信手段と、
前記自機の位置と前記被探索装置の位置とに基づいて、自機と前記被探索装置との距離および自機からみた前記被探索装置の方向を推定し、前記推定した距離および方向に関する情報を表示させる制御手段と、
を具備する探索装置。
【請求項２】
前記被探索装置に対して、衛星からの信号の受信を指示する指示信号を送信する送信手段をさらに具備する、
請求項１に記載の探索装置。
【請求項３】
ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）ネットワークの通信技術を用いて前記被探索装置と無線通信を行う、
請求項１または２に記載の探索装置。
【請求項４】
携帯可能な探索装置と、前記探索装置と無線通信を行う携帯可能な被探索装置と、から構成される通信システムであって、
前記探索装置は、
前記被探索装置に対して、衛星からの信号の受信を指示する指示信号を送信する第１送信手段と、
衛星からの信号を用いて自機の位置を測定する第１測位手段と、
前記被探索装置から、前記被探索装置の位置情報を含む信号を受信する第１受信手段と、
前記自機の位置と前記被探索装置の位置とに基づいて、自機と前記被探索装置との距離および自機からみた前記被探索装置の方向を推定し、前記推定した距離および方向に関する情報を表示させる第１制御手段と、
を具備し、
前記被探索装置は、
前記探索装置から前記指示信号を受信する第２受信手段と、
前記指示信号を受信した後、衛星からの信号を用いて自機の位置を測定する第２測位手段と、
前記自機の位置情報を含む信号を送信する第２送信手段と、
を具備する、
通信システム。
【請求項５】
前記探索装置と前記被探索装置とが、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）ネットワークの通信技術を用いて無線通信を行う、
請求項４に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他の通信装置（被探索装置）を探索するための探索装置、および、探索装置と被探索装置とから構成される通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
雪崩等により登山者が遭難した際に、登山者が携帯している送信装置（小型発信器）が電波を発信して受信装置を携行する救助者に遭難場所を知らせる電波ビーコンシステムが知られている（特許文献１、特許文献２、非特許文献１等）。
【０００３】
この電波ビーコンシステムにおいて、送信装置は、４５７ｋＨｚの電波を救助信号として送信し、受信装置は、受信した電波から送信装置の方向とおおよその距離を知ることができる。
【０００４】
また、行方不明となった際に捜索を容易にするために、監視者が、子供や老人にＧＰＳ（Global Positioning System）機能を搭載した端末装置を保持させ、基地局を介して捜索対象者（端末装置の保持者）の位置情報を取得し、位置情報を地図上に表示して捜索対象者の位置を把握するシステムが知られている（例えば、特許文献３参照）。なお、ＧＰＳ機能は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自機の位置（緯度、経度）を測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９８３８９号公報
【特許文献２】特開２００５−２２９４４９号公報
【特許文献３】特開平８−６５４１３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】山岳遭難者探索用ビーコンシステムの高度化に関する検討会報告書（平成１７年３月  山岳遭難者探索用ビーコンシステムの高度化に関する検討会  総務省北陸総合通信局）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記電波ビーコンシステムは、中波帯の周波数（４５７ｋＨｚ）を使用するため、また、電波法に基づく制限によって発信出力が微小電力の範囲に抑えられるため、電波の受信距離が最大でも約１００ｍ程度であり、それ以上に互いの距離が離れると捜索することができない。
【０００８】
また、捜索対象者の位置を地図上に表示させるシステムは、建物や道路等の目印になるものが周りに無い山中や海上等の環境では、捜索対象者の位置を把握することが困難となる。また、この種のシステムは、基地局の設置が必要であり、ランニングコスト（通信費）がかかる。
【０００９】
また、上記電波ビーコンシステムの装置、および、基地局と通信を行う端末装置は、電池の消費量が多いため、長期期間の連続使用が困難であり、小型化や軽量化に限界がある。
【００１０】
本発明の目的は、上記の点に鑑みて為されたものであり、従来のものに比べて、山中や海上等の環境において、捜索対象者を発見する可能性を高め、発見されるまでの時間を短縮することができる探索装置および通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の探索装置は、携帯可能な被探索装置と直接無線通信を行う、携帯可能な探索装置であって、衛星からの信号を用いて自機の位置を測定する測位手段と、前記被探索装置から、前記被探索装置の位置情報を含む信号を受信する受信手段と、前記自機の位置と前記被探索装置の位置とに基づいて、自機と前記被探索装置との距離および自機からみた前記被探索装置の方向を推定し、前記推定した距離および方向に関する情報を表示させる制御手段と、を具備する構成を採る。
【００１２】
本発明の通信システムは、携帯可能な探索装置と、前記探索装置と無線通信を行う携帯可能な被探索装置と、から構成される通信システムであって、前記探索装置は、前記被探索装置に対して、衛星からの信号の受信を指示する指示信号を送信する第１送信手段と、衛星からの信号を用いて自機の位置を測定する第１測位手段と、前記被探索装置から、前記被探索装置の位置情報を含む信号を受信する第１受信手段と、前記自機の位置と前記被探索装置の位置とに基づいて、自機と前記被探索装置との距離および自機からみた前記被探索装置の方向を推定し、前記推定した距離および方向に関する情報を表示させる第１制御手段と、を具備し、前記被探索装置は、前記探索装置から前記指示信号を受信する第２受信手段と、前記指示信号を受信した後、衛星からの信号を用いて自機の位置を測定する第２測位手段と、前記自機の位置情報を含む信号を送信する第２送信手段と、を具備する、構成を採る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、山中や海上等の環境において、捜索対象者を発見する可能性を高め、発見されるまでの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る探索装置の外観図
【図２】本発明の実施の形態１に係る被探索装置の外観図
【図３】本発明の実施の形態１に係る探索装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る被探索装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係る探索装置と被探索装置との通信の様子を示すシーケンス図
【図６】本発明の実施の形態１に係る探索装置と被探索装置との通信の様子を示すシーケンス図
【図７】距離と受信信号強度との関係を示す図
【図８】本発明の実施の形態１に係る探索装置によって形成される指向性を示す図
【図９】本発明の実施の形態１に係る探索装置のメモリ部内に格納される情報テーブルを示す図
【図１０】本発明の実施の形態１に係る探索装置の表示画面を示す図
【図１１Ａ】本発明の実施の形態１に係る探索装置の動作の流れを示すフロー図
【図１１Ｂ】本発明の実施の形態１に係る探索装置の動作の流れを示すフロー図
【図１２】本発明の実施の形態１に係る被探索装置の動作の流れを示すフロー図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る探索装置の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る被探索装置の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態２に係る探索装置と被探索装置との通信の様子を示すシーケンス図
【図１６】本発明の実施の形態２に係る探索装置の表示画面を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る通信システムは、探索装置１（図１、図３参照）と、１または複数の被探索装置２（図２、図４参照）とから構成される。探索装置１は、各被探索装置２と無線通信を行う。また、探索装置１は、被探索装置２が備える全ての機能を備えており、被探索装置として他の探索装置と無線通信を行うことができる。
【００１７】
［通信モード］
本実施の形態の探索装置１は、ユーザの指示に基づいて、以下の通信モードのいずれかを実行する。
（１）個別探索モード
（２）全探索モード
（３）グループ探索モード
（４）被探索モード
【００１８】
（１）個別探索モードは、探索装置１が、ユーザに指示された単一の被探索装置２と無線通信を行い、当該単一の被探索装置２の相対位置（距離と方向）を推定するモードである。なお、探索装置１は、登録番号（例えば１〜１０）に対応付けて被探索装置２を予め登録しておくことができる。
【００１９】
（２）全探索モードは、探索装置１が、全ての被探索装置２を対象として応答信号の送信を要求し、応答信号を受信して通信可能な被探索装置２を特定するモードである。
【００２０】
（３）グループ探索モードは、探索装置１が、予め登録された全ての被探索装置２に対して応答信号の送信を要求し、応答信号を受信して通信可能な被探索装置２を特定するモードである。
【００２１】
（４）被探索モードは、探索装置１が、被探索装置として他の探索装置と無線通信を行うモードである。
【００２２】
［探索装置１の構造］
まず、図１を用いて探索装置１の構造について説明する。図１は、本実施の形態に係る探索装置１の外観図である。図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は右側面図、図１（Ｃ）は背面図、図１（Ｄ）はＡ−Ａ断面図である。
【００２３】
探索装置１は、ユーザ（一般人）が携帯可能な大きさ（例えば、幅Ｗ：６４ｍｍ、高さＨ：１０７ｍｍ、厚みＴ：１３ｍｍ）、および、重さ（例えば、７０ｇ）である。
【００２４】
探索装置１の筐体１１は、略方形状を為し、非導電性の部材により形成されている。筐体１１の正面１１ａは平板形状を為している。筐体１１の正面１１ａには、表示部１２および操作部１３が設けられている。
【００２５】
表示部１２は、筐体１１の正面１１ａ上に設けられ、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される画面を有する。なお、各通信モードにおける表示画面については後述する。
【００２６】
操作部１３は、筐体１１の正面１１ａ上の底面１１ｂ側（下端側）近傍に設けられ、複数のボタンを有する。操作部１３は、ユーザの意志に基づくボタン操作内容を電気信号に変換してＣＰＵ（Central Processing Unit）１３１（図３参照）に伝達する。
【００２７】
筐体１１の側面１１ｃ、１１ｄは、中央部を境にして、平面１１ｅ側（上端側）の方が底面１１ｂ（下端側）よりも薄くなっている。右側面１１ｃには、電源スイッチ１４が設けられている。
【００２８】
筐体１１の内部には、基板１５が収められている。基板１５の中央より平面１１ｅ側（上端側）には、アンテナ１０１がパターンニングされる。また、基板１５には、種々の回路（図３参照）が載置される。
【００２９】
アンテナ１０１は、中央に放射器となる第１アンテナ素子１１１と、その両側にそれぞれが導波器または反射器となる第２アンテナ素子１１２および第３アンテナ素子１１３と、から構成される。
【００３０】
第１アンテナ素子１１１の長さは、波長λの１／４（λ／４）である。例えば、探索装置１が９２０ＭＨｚを使用して無線通信を行う場合、第１アンテナ素子１１１の長さ（λ／４）は、約８１．５ｍｍとなる。第２アンテナ素子１１２および第３アンテナ素子１１３の長さは、同一であり、第１アンテナ素子１１１よりも少し短い。
【００３１】
各アンテナ素子１１１、１１２、１１３は、長さＨ１（例えば４０ｍｍ）のスペースに収められるために、折り返しパターンで構成され、それぞれ、基板１５の両面にパターンニングされてスルーホール中で接続される。
【００３２】
筐体１１の背面１１ｆの中央部には、凹部１６が設けられている。ユーザは、第１指（親指）で操作部１３のボタンを押すことができるように探索装置１を手に持つ場合、凹部１６に第２指（人差し指）を収めることにより、探索装置１を安定して持つことができる。
【００３３】
［被探索装置２の構造］
次に、図２を用いて被探索装置２の構造について説明する。図２は、本実施の形態に係る被探索装置２の外観図（正面図）である。
【００３４】
被探索装置２は、ユーザ（一般人）が携帯可能な大きさ（例えば、幅Ｗ：４０ｍｍ、高さＨ：６３ｍｍ、厚みＴ：１３ｍｍ）、および、重さ（例えば、２０ｇ）である。
【００３５】
探索装置２の筐体２１は、略方形状を為し、非導電性の部材により形成されている。筐体２１の正面２１ａには、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）２２および電源スイッチ２３が設けられている。
【００３６】
ＬＥＤ２２は、個別探索モードにおいて探索装置１から電波を受信した時等、所定のタイミングで発光（点滅）する。
【００３７】
筐体２１の内部には、アンテナ（図４参照）および基板（図示せず）が収められている。また、基板には、種々の回路（図４参照）が載置される。
【００３８】
筐体２１の平面（上端）には、紐などを通すための穴２４ａを有する凸部２４が設けられている。穴２４ａに通した紐をユーザの衣服（ベルト等）に結びつけることにより、ユーザが雪崩等にあった場合でも、被探索装置２がユーザから離れることが無い。
【００３９】
［探索装置１の回路構成（ブロック図）］
次に、図３を用いて探索装置１の回路構成について説明する。図３は、本実施の形態に係る探索装置１の構成を示すブロック図である。探索装置１は、筐体１１（図３では図示せず）と、表示部１２と、操作部１３と、電源スイッチ１４（図３では図示せず）と、基板１５（図３では図示せず）と、アンテナ１０１と、無線部１０２と、制御部１０３と、鳴動部１０４と、電池１０５と、から主に構成される。無線部１０２および制御部１０３は、基板１５に載置される。
【００４０】
無線部１０２は、無線信号の処理を行う。無線部１０２は、送信部１２１と、受信部１２２と、無線制御部１２３と、第１クロック１２４と、第１スイッチ１２５と、第２スイッチ１２６と、第３スイッチ１２７と、を有する。
【００４１】
送信部１２１は、ＣＰＵ１３１から出力されたベースバンドのデジタル信号に対して、変調、増幅、アップコンバート等の無線送信処理を行い、第１アンテナ素子１１１から無線信号を送信する。送信部１２１から送信される電波（呼出信号等）の周波数は、７１０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下である。
【００４２】
受信部１２２は、第１アンテナ素子１１１に受信された無線信号に対して、増幅、ダウンコンバート、復調等の無線受信処理を行い、ベースバンドのデジタル信号をＣＰＵ１３１に出力する。また、受信部１２２は、第１アンテナ素子１１１に受信された電波の受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を測定し、測定値（アナログ値）を無線制御部１２３に出力する。
【００４３】
無線制御部１２３は、第１クロック１２４のクロック信号を使用して無線部１０２内の各部の制御を行う。また、無線制御部１２３は、受信部１２２から出力された受信信号強度の測定値をデジタル値に変換して、ＣＰＵ１３１に出力する。なお、無線制御部１２３が行う、各スイッチ１２５、１２６、１２７に対する制御の詳細については後述する。
【００４４】
第１クロック１２４は、高速・高精度のクロックであり、無線部１０２内部で使用するための、所定周波数（例えば３６ＭＨｚ）の基準クロック信号を生成する。
【００４５】
第１スイッチ１２５は、無線制御部１２３の指示に従って、送信部１２１あるいは受信部１２２のいずれかと第１アンテナ素子１１１とを接続する。第２スイッチ１２６は、無線制御部１２３の指示に従って、基板１５と第２アンテナ素子１１２との間を接続／切断する。第３スイッチ１２７は、無線制御部１２３の指示に従って、基板１５と第３アンテナ素子１１３との間を接続／切断する。
【００４６】
制御部１０３は、ベースバンド信号の処理を行う。制御部１０３は、ＣＰＵ１３１と、メモリ部１３２と、第２クロック１３３と、第３クロック１３４と、論理演算部１３５と、を有する。
【００４７】
ＣＰＵ１３１は、制御部１０３の中央処理装置であり、メモリ部１３２をワークメモリとして、各種プログラムを実行する。特に、ＣＰＵ１３１は、被探索装置２に対して送信する信号を生成し、被探索装置２から電波を受信した際に、取得した所定の情報を表示部１２に表示させ、鳴動部１０４から報知音を出力させる。
【００４８】
メモリ部１３２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有し、ＣＰＵ１３１が実行する各種プログラム、および、各種データを記憶する。
【００４９】
第２クロック１３３は、低速クロックであり、待機状態等において制御部１０３内部で使用するための、所定周波数（例えば３２ｋＨｚ）の基準クロック信号を生成する。第３クロック１３４は、高速・高精度のクロックであり、被探索装置２との通信状態等において制御部１０３内部で使用するための、所定周波数（例えば４０ＭＨｚ）の基準クロック信号を生成する。
【００５０】
論理演算部１３５は、ＣＰＵ１３１と協働して、送信フレームの送信タイミングと第３クロック１３４の基準クロックとの差、受信フレームの受信タイミングと第３クロック１３４の基準クロックとの差、および、被探索装置２における、送信フレームの送信タイミングと第３クロック２３４（図４参照）の基準クロックとの差、受信フレームの受信タイミングと第３クロック２３４の基準クロックとの差に基づいて、被探索装置２との間の伝送路の伝播遅延時間を計算する。
【００５１】
鳴動部１０４は、ユーザからの指示を受けた場合等、所定のタイミングでスピーカから報知音を出力する。
【００５２】
電池１０５は、筐体１１内に収められ、電源スイッチ１４を介してユーザから電源ＯＮを指示されると、探索装置１の各部に電源を供給する。
【００５３】
［ＣＰＵ１３１の機能］
次に、図３を用いて探索装置１のＣＰＵ１３１の機能について説明する。ＣＰＵ１３１は、本発明に係る機能として、信号生成部１３１ａと、信号取得部１３１ｂと、距離推定部１３１ｃと、方向推定部１３１ｄと、を有する。
【００５４】
信号生成部１３１ａは、ユーザの指示（操作部１３から入力された電気信号）に基づいて、各種の情報を含むデジタル信号列（送信フレーム）を生成して送信部１２１に出力する。信号生成部１３１ａは、個別探索モードでは、ユーザから指示された単一の被探索装置２の識別情報および自機の識別情報をデジタル信号に含める。信号生成部１３１ａは、全探索モードでは、全ての被探索装置２に対して応答信号の送信を要求する旨の情報をデジタル信号に含める。信号生成部１３１ａは、グループ探索モードでは、ユーザから指示されたグループに属する全ての被探索装置２の識別情報をデジタル信号に含める。信号生成部１３１ａは、被探索モードでは、信号取得部１３１ｂから自機の識別情報の送信を要求する情報を入力した場合、自機の識別情報および通信相手の探索装置１の識別情報をデジタル信号に含める。なお、信号生成部１３１ａは、個別探索モードにおいて、ユーザからの指示等に基づいて、被探索装置２に対して発光または報知音の出力を指示する情報をデジタル信号（応答確認信号）に含めてもよい。
【００５５】
信号取得部１３１ｂは、被探索モード以外の通信モードでは、受信された応答信号のデジタル信号列（受信フレーム）から、被探索装置２の識別情報を取得し、表示部１２に出力する。信号取得部１３１ｂは、被探索モードでは、受信された呼出信号のデジタル信号列（受信フレーム）から情報を取得し、当該情報が自機の識別情報の送信を要求するものである場合には、その旨を信号生成部１３１ａに出力する。なお、信号取得部１３１ｂは、全探索モードにおいて、ユーザの指示に基づいて、取得した被探索装置２の識別情報の内、（１）最も受信信号強度が大きいもののみ、（２）登録されている識別情報と一致するもの、（３）全て、のいずれかを表示部１２に出力するようにしても良い。
【００５６】
距離推定部１３１ｃは、個別探索モードにおいて、受信部１２２で測定された電波の受信信号強度、あるいは、論理演算部１３５で計算された伝播遅延時間に基づいて、被探索装置２までの距離を推定し、推定値を表示部１２に出力する。なお、本実施の形態における距離推定の詳細については後述する。
【００５７】
方向推定部１３１ｄは、個別探索モードにおいて、第２スイッチ１２６がＯＮかつ第３スイッチ１２７がＯＦＦのときの受信信号強度、および、第２スイッチ１２６がＯＦＦかつ第３スイッチ１２７がＯＮのときの受信信号強度に基づいて、被探索装置２の方向を推定し、推定値を表示部１２に出力する。なお、本実施の形態における方向推定の詳細については後述する。
【００５８】
［被探索装置２の回路構成（ブロック図）］
次に、図４を用いて被探索装置２の回路構成について説明する。図４は、本実施の形態に係る被探索装置２の構成を示すブロック図である。被探索装置２は、筐体２１（図４では図示せず）と、ＬＥＤ２２と、電源スイッチ２３（図４では図示せず）と、基板（図示せず）と、アンテナ２０１と、無線部２０２と、制御部２０３と、鳴動部２０４と、電池２０５と、から主に構成される。
【００５９】
無線部２０２は、無線信号の処理を行う。無線部２０２は、送信部２２１と、受信部２２２と、無線制御部２２３と、第１クロック２２４と、第１スイッチ２２５と、を有する。
【００６０】
送信部２２１は、ＣＰＵ２３１から出力されたベースバンドのデジタル信号に対して、変調、増幅、アップコンバート等の無線送信処理を行い、アンテナ２０１から無線信号を送信する。送信部２２１から送信される電波（応答信号等）の周波数は、７１０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下である。
【００６１】
受信部２２２は、アンテナ２０１に受信された無線信号に対して、増幅、ダウンコンバート、復調等の無線受信処理を行い、ベースバンドのデジタル信号をＣＰＵ２３１に出力する。
【００６２】
無線制御部２２３は、第１クロック２２４のクロック信号を使用して無線部２０２内の各部の制御を行う。
【００６３】
第１クロック２２４は、高速・高精度のクロックであり、無線部２０２内部で使用するための、所定周波数（例えば３６ＭＨｚ）の基準クロック信号を生成する。
【００６４】
第１スイッチ２２５は、無線制御部２２３の指示に従って、送信部２２１あるいは受信部２２２のいずれかとアンテナ２０１とを接続する。
【００６５】
制御部２０３は、ベースバンド信号の処理を行う。制御部２０３は、ＣＰＵ２３１と、メモリ部２３２と、第２クロック２３３と、第３クロック２３４と、を有する。
【００６６】
ＣＰＵ２３１は、制御部２０３の中央処理装置であり、メモリ部２３２をワークメモリとして、各種プログラムを実行する。特に、ＣＰＵ２３１は、探索装置１に対して送信する信号を生成し、探索装置１から電波を受信した場合あるいは探索装置１から指示を受けた場合に、ＬＥＤ２２を発光させ、鳴動部２０４から報知音を出力させる。
【００６７】
メモリ部２３２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有し、ＣＰＵ２３１が実行する各種プログラム、および、各種データを記憶する。
【００６８】
第２クロック２３３は、低速クロックであり、待機状態等において制御部２０３内部で使用するための、所定周波数（例えば３２ｋＨｚ）の基準クロック信号を生成する。第３クロック２３４は、高速・高精度のクロックであり、探索装置１との通信状態等において制御部２０３内部で使用するための、所定周波数（例えば４０ＭＨｚ）の基準クロック信号を生成する。
【００６９】
鳴動部２０４は、探索装置１から電波を受信した時等、所定のタイミングでスピーカから報知音を出力する。
【００７０】
電池２０５は、筐体２１内に収められ、電源スイッチ２３を介してユーザから電源ＯＮを指示されると、被探索装置２の各部に電源を供給する。
【００７１】
［ＣＰＵ２３１の機能］
次に、図４を用いて被探索装置２のＣＰＵ２３１の機能について説明する。ＣＰＵ２３１は、本発明に係る機能として、信号生成部２３１ａと、信号取得部２３１ｂと、を有する。
【００７２】
信号生成部２３１ａは、信号取得部２３１ｂから自機の識別情報の送信を要求する情報を入力した場合、自機の識別情報および通信相手の探索装置１の識別情報を含むデジタル信号列（送信フレーム）を生成して送信部２２１に出力する。
【００７３】
信号取得部２３１ｂは、受信された呼出信号のデジタル信号列（受信フレーム）から情報を取得し、当該情報が自機の識別情報の送信を要求するものである場合には、その旨を信号生成部２３１ａに出力する。また、信号取得部２３１ｂは、探索装置１から電波を受信した場合あるいは探索装置１から指示を受けた場合に、ＬＥＤ２２を発光させ、鳴動部２０４から報知音を出力させる。
【００７４】
［個別探索モードの通信シーケンス］
次に、本実施の形態に係る探索装置１と被探索装置２との個別探索モードでの通信の様子について、図５のシーケンス図を用いて説明する。
【００７５】
探索装置１は、電源ＯＮされた後、ユーザからの指示（操作部１３のボタン操作）があるまでは待機状態になる。待機状態では、消費電力を下げるために、探索装置１の各部には電力が供給されない（スリープ状態）。ただし、操作部１３および第２クロック１３３には電池１０５から電力が供給される。第２クロック１３３は、常時、低速のクロック回路を動作させてカウント動作を行う。
【００７６】
被探索装置２は、電源ＯＮされた後、待機状態になる。待機状態では、消費電力を下げるために、被探索装置２の各部には電力が供給されない（スリープ状態）。ただし、第２クロック２３３には電池２０５から電力が供給される。第２クロック２３３は、常時、低速のクロック回路を動作させてカウント動作を行う。
【００７７】
被探索装置２は、第２クロック２３３のカウント値が満了するまでの第１間隔（例えば３ｓ）毎に、各部に電力を供給する（起動状態）。起動状態では、被探索装置２は、第１期間３２１（例えば３ｍｓ）において受信処理を行う。この時、第１クロック２２４は、クロック回路を動作させてカウント動作を行う。
【００７８】
そして、被探索装置２は、第１期間３２１の間に、自機の識別情報の送信を要求する情報を取得できなかった場合にはスリープ状態に戻る。
【００７９】
待機状態において、探索装置１は、ユーザから探索対象の被探索装置２の識別情報を指示されると（探索指示）、各部に電力を供給し、被探索装置２の探索を開始する（サーチ状態）。この時、第１クロック１２４、第３クロック１３４は、高速のクロック回路を動作させてカウント動作を行う。
【００８０】
サーチ状態に入った探索装置１は、まず、他の探索装置１が電波を送信していないことを確認するために、第２期間３１１（例えば５ｍｓ）において受信処理を行う。そして、探索装置１は、第２期間３１１の間に他の探索装置１からの電波を受信しなかった場合、上記第１間隔よりも長い第３期間３１２（例えば３．５ｓ）において、自機の識別情報、探索対象の被探索装置２の識別情報および当該被探索装置２に対して応答信号の送信タイミングを指示するタイミング情報を含む呼出信号を繰り返し送信する。
【００８１】
被探索装置２は、いずれかの第１期間３２１−３の間に呼出信号を受信すると、探索装置１との通信を開始する（通信状態）。この時、第３クロック２３４は、高速のクロック回路を動作させてカウント動作を行う。そして、被探索装置２は、呼出信号に含まれるタイミング情報によって指定された第４期間３２２−１（例えば２ｍｓ）において、自機の識別情報、通信相手の探索装置１の識別情報および距離情報（送信フレームの送信タイミングと第３クロック２３４の基準クロックとの差、受信フレームの受信タイミングと第３クロック２３４の基準クロックとの差）を含む応答信号（なお、以下の説明において、呼出信号を受信してから最初に送信する応答信号を「呼出応答信号」という）を送信する。
【００８２】
探索装置１は、第５期間３１３（例えば１００ｍｓ）において受信処理を行う。そして、探索装置１は、呼出応答信号を受信すると、すぐに、第６期間３１４−１（例えば２ｍｓ）において、自機の識別情報および探索対象の被探索装置２の識別情報を含む応答確認信号を送信する。なお、応答確認信号の無線周波数は、呼出信号のものと異なる。したがって、被探索装置２は、応答確認信号と他の探索装置１からの呼出信号とを同時に受信しても混信を起こすことがない。
【００８３】
被探索装置２は、第４期間３２２−１の直後の第７期間３２３−１（例えば３ｍｓ）において受信処理を行う。そして、被探索装置２は、応答確認信号を受信すると、第１間隔よりも短い第２間隔（例えば１００ｍｓ）が経過した後の第４期間３２２−２において、再び応答信号を送信する。
【００８４】
以降、ユーザから切断指示があるまで、通信システムは、応答信号の送信／受信、応答確認信号の送信／受信を繰り返す。探索装置１は、応答信号を受信する毎に、当該応答信号を用いて被探索装置２の距離と方向を推定し、被探索装置２の識別情報および被探索装置２の距離および方向に関する情報を表示部１２の画面上に表示させる。
【００８５】
ユーザから切断指示があると、探索装置１は、次の第６期間３１４−７において、自機の識別情報、探索対象の被探索装置２の識別情報および当該被探索装置２に対して送信切断を伝達する情報を含む切断信号を送信する。
【００８６】
被探索装置２は、対応する第７期間３２３−７において切断信号を受信すると、次の第４期間３２２−８において、自機の識別情報、通信相手の探索装置１の識別情報および切断信号を受信した旨を示す情報を含む切断応答信号を送信する。
【００８７】
探索装置１は、次の第６期間３１４−８において、自機の識別情報、探索対象の被探索装置２の識別情報および切断応答信号を受信した旨を示す情報を含む切断確認信号を送信し、待機状態に戻る。また、被探索装置２は、次の第７期間３２３−８において切断確認信号を受信すると待機状態に戻る。
【００８８】
［全探索（グループ探索）モードの通信シーケンス］
次に、本実施の形態に係る探索装置１と被探索装置２との個別探索モードでの通信の様子について、図６のシーケンス図を用いて説明する。なお、グループ探索モードのシーケンスは、全探索モードと同一になる。また、待機状態における探索装置１と被探索装置２の様子は、全ての通信モードにおいて同一であり、既に図５を用いて説明したので、ここではその説明を省略する。
【００８９】
図６において、探索装置１の電波が届く範囲には、４台の被探索装置２（２−１、２−２、２−３、２−４）が存在しているものとする。
【００９０】
全探索モードの場合、通信状態の探索装置１は、まず、他の探索装置１が電波を送信していないことを確認するために、第２期間３１１（例えば５ｍｓ）において受信処理を行う。そして、探索装置１は、第２期間３１１の間に他の探索装置１から電波を受信しなかった場合、上記第１間隔よりも長い第３期間３１２（例えば３．５ｓ）において、全ての被探索装置２に対して識別情報の送信を要求する情報を含む呼出信号を繰り返し送信する。
【００９１】
各被探索装置２は、いずれかの第１期間３２１−１２、３２１−２２、３２１−３１、３２１−４１の間に呼出信号を受信すると、当該第１期間３２１の開始から第１間隔時間が経過した後の第４期間３２２において、自機の識別情報を含む呼出応答信号を送信する。
【００９２】
探索装置１は、第３期間３１２の満了後、上記第１間隔よりも長い第５期間３１３（例えば３．５ｓ）において呼出応答信号を受信する。
【００９３】
以降、通信システムは、予め定められた回数Ｎだけ、呼出信号の送信／受信、呼出応答信号の送信／受信を繰り返す。探索装置１は、受信した呼出応答信号に含まれる被探索装置２の識別情報を表示部１２の画面上に表示させる。その後、探索装置１および各被探索装置２は、待機状態に戻る。
【００９４】
［距離推定］
次に、本実施の形態に係る探索装置１による被探索装置２までの距離の推定方法について説明する。無線通信の分野における距離の推定方法として、受信信号強度に基づく第１距離推定方法と、伝播遅延時間に基づく第２距離推定方法とが知られている。
【００９５】
図７は、距離と受信信号強度との関係を示す図である。図７において、横軸は距離（ｍ）、縦軸は受信信号強度（ｄＢｍ）である。図７に示すように距離と受信信号強度との間には相関があり、距離が長くなるほど受信信号強度は低くなる。第１距離推定方法は、この距離と受信信号強度との間には相関を用いて距離を推定する方法である。
【００９６】
ここで、図７に示すように、距離が長くなるほど、単位距離に対する受信信号強度の変動量が小さくなる。したがって、探索装置１は、被探索装置２までの距離が短い場合には、第１距離推定方法を用いることにより、精度良く距離を推定することができる。一方、被探索装置２までの距離が長い場合には、電波変動が緩やかになるため、第１距離推定方法を用いると、精度良く距離を推定することができない。
【００９７】
第２距離推定方法は、計算された伝播遅延時間に電波の速さを乗算することにより距離を推定する方法である。第２距離推定方法の推定精度は、距離によらず略一定である。また、被探索装置２までの距離が長い場合は、その距離が短い場合に比べて推定精度の高さを要求されない。
【００９８】
上記の点に鑑み、本実施の形態に係る探索装置１の距離推定部１３１ｃは、測定された受信信号強度が、所定の閾値（例えば−５０ｄＢｍ）よりも大きい場合（近距離モード）には受信信号強度に基づく第１距離推定方法を用いて被探索装置２までの距離を推定し、所定の閾値以下の場合（広域モード）には伝播遅延時間に基づく第２距離推定方法を用いて被探索装置２までの距離を推定する。
【００９９】
なお、本実施の形態では、推定方法の切り替えにヒステリシス制御を用い、第１距離推定方法から第２距離推定方法に切り替えるための第１閾値と、第２距離推定方法から第１距離推定方法に切り替えるための第２閾値（＞第１閾値）とを、それぞれ設定してもよい。これにより、推定方法の切り替えが頻繁になって推定距離が短時間で大きく上下してしまうことを防ぐことができる。
【０１００】
また、本実施の形態では、第１距離推定方法から第２距離推定方法への切り替えを受信信号強度と第３閾値との大小関係に基づいて行い、第２距離推定方法から第１距離推定方法への切り替えを伝播遅延時間と第４閾値との大小関係に基づいて行ってもよい。
【０１０１】
［アンテナ制御および方向推定］
次に、本実施の形態に係る探索装置１によるアンテナ１０１の制御および被探索装置２の方向の推定方法について説明する。
【０１０２】
無線制御部１２３は、電波（応答信号）を受信する際、第１スイッチ１２５を制御して第１アンテナ素子１１１と受信部１２２と接続させる。
【０１０３】
また、個別探索モードにおいて、無線制御部１２３は、電波（応答信号）の受信期間中の第１部分期間において、第２スイッチ１２６をＯＮにして基板１５と第２アンテナ素子１１２との間を接続し、第３スイッチ１２７をＯＦＦにして基板１５と第３アンテナ素子１１３との間を切断する。
【０１０４】
この制御により、接続した第２アンテナ素子１１２および基板１５は、全体として第１アンテナ素子１１１（放射器）より長くなるので、反射器として作用する。また、第３アンテナ素子１１３は、第１アンテナ素子１１１（放射器）より短くなるので、導波器として作用する。
【０１０５】
この結果、第１部分期間では、図８の第１受信指向性８０１が形成される。この時、ユーザが、探索装置１を、平面１１ｅ側（上端側）を前方にして略水平に持つと、探索装置１は、右斜め前方からの電波を強く受信することができる。
【０１０６】
また、無線制御部１２３は、電波（応答信号）の受信期間中の第２部分期間において、第２スイッチ１２６をＯＦＦにして基板１５と第２アンテナ素子１１２との間を切断し、第３スイッチ１２７をＯＮにして基板１５と第３アンテナ素子１１３との間を接続する。
【０１０７】
この制御により、接続した第３アンテナ素子１１３および基板１５は、全体として第１アンテナ素子１１１（放射器）より長くなるので、反射器として作用する。また、第２アンテナ素子１１２は、第１アンテナ素子１１１（放射器）より短くなるので、導波器として作用する。
【０１０８】
この結果、第２部分期間では、図８の第２受信指向性８０２が形成される。この時、ユーザが、探索装置１を、平面１１ｅ側（上端側）を前方にして略水平に持つと、探索装置１は、左斜め前方からの電波を強く受信することができる。
【０１０９】
そして、探索対象の被探索装置２がユーザの右側に存在する場合、第１部分期間における受信信号強度が、第２部分期間における受信信号強度よりも高くなる。逆に、探索対象の被探索装置２がユーザの左側に存在する場合、第１部分期間における受信信号強度が、第２部分期間における受信信号強度よりも低くなる。
【０１１０】
したがって、本実施の形態によれば、第１部分期間と第２部分期間とにおける受信信号強度の差の大きさおよび大小関係によって被探索装置２の方向を推定することができる。
【０１１１】
なお、個別探索モードにおける電波送信時、全探索モード時、グループ探索モード時および被探索モード時には、無線制御部１２３が第２スイッチ１２６および第３スイッチ１２７をＯＦＦにし、探索装置１は、無指向性の送受信を行ってもよい。
【０１１２】
本実施の形態では、メモリ部１３２が、図９に示すように、受信信号強度の差の大きさとその符号（大小関係）に基づく推定方向を示す情報テーブルを格納する。方向推定部１３１ｄは、第１部分期間内および第２部分期間内においてそれぞれ測定された受信信号強度から、図９の情報テーブルを参照して、被探索装置２の方向を推定し、推定結果を表示部１２に出力する。
【０１１３】
なお、方向推定部１３１ｄは、複数の受信信号強度の測定値を用いて被探索装置２の方向を推定しても良い。これにより、伝搬路の変動の影響を吸収することができる。「複数の受信信号強度の測定値を用いる」とは、例えば、指向性毎に、複数の受信信号強度を平均化し（単純移動平均、加重移動平均等）、その平均値を用いることである。
【０１１４】
［表示画面］
次に、図１０を用いて、本実施の形態に係る探索装置の画面に表示する情報について説明する。
【０１１５】
図１０（Ａ）は、既に登録している被探索装置２の探索を開始する際の個別探索モードの開始時の画面である。この画面には、登録番号と共に探索対象の被探索装置２の識別番号（識別情報）１００１が表示される。ユーザがこの表示状態で探索実行を指示すると、探索装置１は、画面に識別番号が表示されている被探索装置２について個別探索モードを実行する。
【０１１６】
図１０（Ｂ）は、未登録の被探索装置２の探索を開始する際の個別探索モードの開始時の画面である。この画面には、探索対象の被探索装置２の識別番号（識別情報）の入力が完了した部分１００２が表示される。ユーザが識別番号の入力を完了した後にこの表示状態で探索実行を指示すると、探索装置１は、画面に識別番号が表示されている被探索装置２について個別探索モード（図５参照）を実行する。
【０１１７】
図１０（Ｃ）は、全探索モードの開始時の画面である。この画面には、「ＡＬＬ」の文字１００３が表示される。ユーザがこの表示状態で探索実行を指示すると、探索装置１は、全別探索モード（図６参照）を実行する。
【０１１８】
図１０（Ｄ）は、グループ探索モードの開始時の画面である。この画面には、「登録ＡＬＬ」の文字１００４が表示される。ユーザがこの表示状態で探索実行を指示すると、探索装置１は、予め登録された全ての被探索装置２に対してグループ探索モード（図６参照）を実行する。
【０１１９】
図１０（Ｅ）は、個別探索モードを実行し、被探索装置２から応答信号を受信した際の画面である。この画面には、応答があった被探索装置２の識別情報１００５−１、被探索装置２までの距離に関する情報１００５−２、被探索装置２の方向に関する情報１００５−３、受信信号強度を示す情報１００５−４等が画面上に表示させる。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、被探索装置２の方向に関する情報１００５−３の更新を１ステップずつに制限する。例えば、前回の方向推定の結果が左７５°であり、次の方向推定の結果が右３０°であった場合、画面には、左７５°から１ステップ（１５°）右３０°に近づいた左６０°を示す情報が表示される。その後、方向推定の結果が継続して右３０°であった場合、画面には、左４５°、左３０°左１５°、０°、右１５°、右３０°をそれぞれ示す情報が順次表示される。これにより、電波遮断等による推定方向の一時的かつ急激な変動の影響を吸収することができる。また、図８の指向性は、ユーザの探索装置１の持ち方等により変動するものであり、受信信号強度から推定した方向と実際の被探索装置２の方向は必ずしも一致しないが、本実施の形態の方向推定は、大まかに被探索装置２の方向を推定することができ、十分有効なものである。
【０１２１】
図１０（Ｆ）は、全探索モードあるいはグループ探索モードを実行し、被探索装置２から呼出応答信号を受信した際の画面である。この画面には、探索された全ての被探索装置２の識別情報１００６が画面上に表示させる。この時、受信信号強度が高い順番に、被探索装置２の識別情報１００６が上から表示される。
【０１２２】
［フローの説明］
次に、図１１Ａおよび図１１Ｂを用いて、本実施の形態に係る探索装置１の動作の流れを説明する。
【０１２３】
探索装置１は、電源がＯＮされた段階ではスリープ状態となり（ＳＴ１１０１）、この状態で、ユーザからの指示を待つ（ＳＴ１１０２）。
【０１２４】
ユーザからの指示が個別探索モードであった場合（ＳＴ１１０２：個別探索モード）、探索装置１は、探索対象の被探索装置２に対して呼出信号を送信する（ＳＴ１１０３、ＳＴ１１０４）。そして、探索装置１は、呼出信号において被探索装置２に指示したタイミングで受信処理を行う（ＳＴ１１０５）。
【０１２５】
ＳＴ１１０５において呼出応答信号を受信できなかった場合には（ＳＴ１１０６：ＮＯ）、探索装置１は、ＳＴ１１０４からＳＴ１１０６のステップを繰り返す（ＳＴ１１０７：ＮＯ、ＳＴ１１０８）。そして、呼出信号をＭ回送信しても呼出応答信号を受信できなかった場合（ＳＴ１１０７：ＹＥＳ）、探索装置１は、応答がない旨のメッセージを表示部１２の画面に表示する（ＳＴ１１０９）。そして、フローは、ＳＴ１１３２に進む。
【０１２６】
ＳＴ１１０５において呼出応答信号を受信できた場合（ＳＴ１１０６：ＹＥＳ）、探索装置１は、被探索装置２に対して直ぐに応答確認信号を送信する（ＳＴ１１１０）。また、探索装置１は、応答信号の受信信号強度を測定し（ＳＴ１１１１）、被探索装置２までの距離を推定し（ＳＴ１１１２）、被探索装置２の方向を推定する（ＳＴ１１１３）。そして、探索装置１は、被探索装置２の識別情報、および、被探索装置２の距離および方向に関する情報を表示部１２の画面に表示する（ＳＴ１１１４）。
【０１２７】
その後、ユーザから探索終了の指示がなく（ＳＴ１１１５：ＮＯ）、タイマが所定の時間を計時して終了しなければ（ＳＴ１１１６：ＮＯ）、探索装置１は、所定の間隔で再び受信処理を行う（ＳＴ１１１７）。
【０１２８】
ＳＴ１１１７において応答信号を受信できなかった場合には（ＳＴ１１１８：ＮＯ）、探索装置１は、ＳＴ１１１５からＳＴ１１１７のステップを繰り返す。一方、ＳＴ１１１７において応答信号を受信できた場合には（ＳＴ１１１８：ＹＥＳ）、フローはＳＴ１１１０に戻り、探索装置１は、ＳＴ１１１０からＳＴ１１１７のステップを繰り返す（通信状態）。
【０１２９】
この通信状態において、ユーザから探索終了の指示があった場合（ＳＴ１１１５：ＹＥＳ）、あるいは、タイマが所定の時間を計時して終了した場合（ＳＴ１１１６：ＹＥＳ）、探索装置１は、切断信号送信、切断応答信号受信および切断確認信号送信の切断処理を行う（ＳＴ１１１９）。そして、フローは、ＳＴ１１３２に進む。
【０１３０】
ＳＴ１１０２において、ユーザからの指示が全探索モードあるいはグループ探索モードであった場合（ＳＴ１１０２：全探索モード、グループ探索モード）、探索装置１は、全ての被探索装置２に対して、あるいは、予め登録された全ての被探索装置２に対して、一斉に呼出信号を送信し（ＳＴ１１２１、ＳＴ１１２２）、所定期間に渡って受信処理を行う（ＳＴ１１２３）。探索装置１は、ＳＴ１１２２およびＳＴ１１２３のステップをＮ回繰り返す（ＳＴ１１２４、ＳＴ１１２５）。
【０１３１】
Ｎ回のＳＴ１１２３において応答信号を１つも受信できなかった場合には（ＳＴ１１２６：ＮＯ）、探索装置１は、探索装置１は、応答がない旨のメッセージを表示部１２の画面に表示する（ＳＴ１１２７）。そして、フローは、ＳＴ１１３２に進む。
【０１３２】
Ｎ回のＳＴ１１２３において１つでも応答信号を受信できた場合（ＳＴ１１２６：ＹＥＳ）、探索装置１は、被探索装置２の識別情報を表示部１２の画面に表示する（ＳＴ１１２８）。
【０１３３】
その後、ユーザから個別探索モードへの移行指示や探索終了の指示がなく（ＳＴ１１２９：ＮＯ、ＳＴ１１３０：ＮＯ）、タイマが所定の時間を計時して終了しなければ（ＳＴ１１３１：ＮＯ）、探索装置１は、ＳＴ１１２８のステップを繰り返す。
【０１３４】
ＳＴ１１２８の後、個別探索モードへの移行指示があった場合（ＳＴ１１２９：ＹＥＳ）、フローはＳＴ１１０３に進む。また、ユーザから探索終了の指示があった場合（ＳＴ１１３０：ＹＥＳ）、あるいは、タイマが所定の時間を計時して終了した場合（ＳＴ１１３１：ＹＥＳ）、フローは、ＳＴ１１３２に進む。
【０１３５】
ＳＴ１１３２において、電源がＯＦＦされなければ（ＳＴ１１３２：ＮＯ）、フローはＳＴ１１０１に戻る。一方、ＳＴ１１３２において、電源がＯＦＦされれば（ＳＴ１１３２：ＹＥＳ）、フローは終了する。
【０１３６】
なお、ＳＴ１１０２において、ユーザからの指示が被探索モードであった場合（ＳＴ１１０２：被探索モード）、フローは図１２のＳＴ１２０１に進み、探索装置１は、被探索装置として動作する。
【０１３７】
次に、図１２を用いて、本実施の形態に係る被探索装置２の動作の流れを説明する。
【０１３８】
被探索装置２は、電源がＯＮされた段階ではスリープ状態となり（ＳＴ１２０１）、定期的に（第１間隔で）受信処理を行う（ＳＴ１２０２）。
【０１３９】
ＳＴ１２０２において呼出信号を受信できなかった場合には（ＳＴ１２０３：ＮＯ）、被探索装置２は、ＳＴ１２０１のスリープ状態に戻る。
【０１４０】
ＳＴ１２０２において呼出信号を受信できた場合（ＳＴ１２０３：ＹＥＳ）、被探索装置２は、探索装置１に対して、指定されたタイミングで応答信号を送信し（ＳＴ１２０４）、直ぐに受信処理を行う（ＳＴ１２０５）。
【０１４１】
ＳＴ１２０５において応答確認信号を受信できた場合（ＳＴ１２０６：ＹＥＳ）、被探索装置２は、所定時間（第２間隔）経過後、探索装置１に対して再び応答信号を送信する（ＳＴ１２０４）。以降、応答確認信号を受信できた場合（ＳＴ１２０６：ＹＥＳ）、ＳＴ１２０４およびＳＴ１２０５のステップを繰り返す。
【０１４２】
ＳＴ１２０５において応答確認信号を受信せず（ＳＴ１２０６：ＮＯ）、切断信号を受信した場合（ＳＴ１２０７：ＹＥＳ）、被探索装置２は、切断応答信号送信および切断確認信号受信の切断処理を行う（ＳＴ１２０８）。そして、フローは、ＳＴ１２０９に進む。
【０１４３】
ＳＴ１２０５において応答確認信号、切断信号のいずれも受信しなかった場合（ＳＴ１２０６：ＮＯ、ＳＴ１２０７：ＮＯ）、フローは、ＳＴ１２０９に進む。
【０１４４】
ＳＴ１２０９において、電源がＯＦＦされなければ（ＳＴ１２０９：ＮＯ）、フローはＳＴ１２０１に戻る。一方、ＳＴ１２０９において、電源がＯＦＦされれば（ＳＴ１２０９：ＹＥＳ）、フローは終了する。
【０１４５】
［効果］
以上説明したように、本実施の形態によれば、被探索装置２は、ビーコン等、定期的な信号を常に送信する必要が無く、探索装置１からの呼出信号を受信した時のみ応答信号を送信すれば良いので、従来の装置に比べて電力消費が少なくなる。したがって、被探索装置２は、長期間（例えば３ヶ月以上）に渡って連続して動作することができ、ユーザが入山時等、事前に電源をＯＮにしておいても下山するまで電池が切れる心配が無い。さらに、被探索装置２は、事前に電源をＯＮにしておけば、ユーザの更なる操作を必要とすることなく、探索装置１と無線通信を行うことができるので、ユーザが雪崩等にあって気を失った場合でも、探索装置１は被探索装置２の位置を特定することができる。
【０１４６】
また、探索装置１および被探索装置２は、７１０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下の周波数を用いて無線通信を行うので、被探索装置２における探索装置１からの電波の受信可能距離が長く、探索装置１は、広い範囲（例えば１００ｍから５ｋｍ）を探索することができる。なお、ＷＬＡＮの２．４ＧＨｚのように、より高い周波数を用いると、アンテナが短くなり、受信可能距離が短くなる。また、より高い周波数を用いると、電波の直進性が強くなり、回り込みが少なくなるので、障害物があるような環境において、遭難者等の捜索対象者を発見できる可能性が低くなってしまう。一方、より低い周波数を用いると、アンテナが長くなり、装置が大型化してしまう。
【０１４７】
また、本実施の形態の距離推定方法を用いることにより、探索装置１は、被探索装置２が近距離に存在する場合には、被探索装置２までの相対距離を精度良く推定することができ、被探索装置２が近距離に存在しない場合には、被探索装置２までの相対距離を所定の精度で推定することができる。
【０１４８】
また、本実施の形態のアンテナ構造およびスイッチング制御を用いることにより、アレーアンテナを用いる場合に比べて、アンテナ部分の回路規模を小さくし、装置全体を小型軽量化することができる。電波を受信する第１アンテナ素子１１１（放射器）では、指向性を切り替えるためのスイッチング行われないので、スイッチングロスが最小限となる。また、第２スイッチ１２６と第３スイッチ１２７の切り替えタイミングが同時であるので、スイッチ切り替えのための制御系が１つのみとなる。
【０１４９】
また、本実施の形態の探索装置１の筐体１１の背面１１ｆの中央部に凹部１６を設けることにより、ユーザは、第１指（親指）で操作部１３のボタンを押すことができるように探索装置１を手に持つ場合、凹部１６に第２指（人差し指）を収めることにより、探索装置１を安定して持つことができる。また、この持ち方は、各アンテナ素子１１１、１１２、１１３の周辺に手や指が来ないので、アンテナ指向性に影響することを防止し、方向推定精度を安定化させることができる。
【０１５０】
また、本実施の形態の被探索装置２が、探索装置１から電波を受信した場合あるいは探索装置１から指示を受けた場合に、ＬＥＤ２２を発光させ、鳴動部２０４から報知音を出力させることにより、探索装置１のユーザは、自己の視覚あるいは聴覚によっても被探索装置２を探索することができる。
【０１５１】
そして、本実施の形態によれば、上記の効果により、山岳遭難者等の捜索対象者を発見する可能性がより高まり、また発見されるまでの時間がより短縮されることが期待できる。
【０１５２】
なお、上記実施の形態では、全探索モードあるいはグループ探索モードにおいて、被探索装置２が探索装置１からの呼出信号を受信すると必ず呼出応答信号を送信する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、被探索装置２が、予め所定の探索装置１の識別情報を格納しておき、探索装置１からの呼出信号を受信したときに、格納した探索装置１の識別情報の中に当該呼出信号に含まれる探索装置１の識別情報と一致するものがある場合にのみ呼出応答信号を送信するようにしても良い。
【０１５３】
これにより、探索装置１は、自機の識別情報が登録されている被探索装置２の識別情報のみを表示させることができる。また、被探索装置２は、呼出応答信号を送信する回数が相対的に減るので、消費電力を抑えることができる。
【０１５４】
また、上記実施の形態では、探索装置１のＬＣＤ等の画面に、推定した被探索装置２の距離および方向に関する情報を表示する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、探索装置１の筐体１１の正面に複数のＬＥＤを設け、被探索装置２の距離および方向に応じて、発光させるＬＥＤの位置を変える等、他の表示方法を用いても良い。
【０１５５】
また、上記実施の形態では、探索装置１の画面に、被探索装置２の識別情報を表示する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、例えば、探索装置１がスピーカを備え、当該スピーカから被探索装置２の識別情報を音声出力させてもよい。
【０１５６】
また、上記実施の形態では、アンテナ指向性に影響することを防止するために探索装置１の筐体１１の背面１１ｆの中央部に凹部１６を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限られず、背面１１ｆの中央よりもやや平面１１ｅ側（上端側）に凸部を設ける等、他の構成によって、各アンテナ素子１１１、１１２、１１３の周辺に手や指が来ないようにしても良い。
【０１５７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、遠く（例えば１ｋｍ以上）離れた捜索対象者の位置を特定するため、探索装置と被探索装置とが長距離無線通信を行う通信システムについて説明する。
【０１５８】
本実施の形態に係る通信システムは、探索装置１Ａと、１または複数の被探索装置２Ａとから構成される。探索装置１Ａは、IEEE802.15/4k等で規定されているＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）ネットワークの通信技術を用いて各被探索装置２Ａと長距離無線通信行う。ＬＰＷＡネットワークの通信技術（以下、「ＬＰＷＡ通信」という）を用いることにより、探索装置１Ａと被探索装置２Ａとが、電力消費量を上げずに、長距離無線通信行うことができる。
【０１５９】
また、探索装置１Ａおよび各被探索装置２Ａは、それぞれ、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の人工衛星（図示せず）からの信号（以下、「衛星信号」という）を受信する。なお、ＧＮＳＳとは、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ等の民間航空航法に使用可能な性能（精度・信頼性）を持つ衛星航法システムの総称である。
【０１６０】
探索装置１Ａの構造は、図１に示した探索装置１の構造と同一である。また、被探索装置２Ａの構造は、図２に示した被探索装置２の構造と同一である。
【０１６１】
［探索装置１Ａの回路構成（ブロック図）］
次に、図１３を用いて探索装置１Ａの回路構成について説明する。図１３は、本実施の形態に係る探索装置１Ａの構成を示すブロック図である。なお、図１３に示す探索装置１Ａの構成において、図３に示した探索装置１の構成と共通する部分には、図３と同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【０１６２】
図１３に示す探索装置１Ａは、図３に示した探索装置１に対して、衛星アンテナ１５１を追加し、無線部１０２内に、衛星受信部１６１を追加した構成を採る。また、図１３に示す探索装置１ＡのＣＰＵ１３１Ａには、図３に示した探索装置１のＣＰＵ１３１に対して新たな機能が追加される。また、ＬＰＷＡ通信を実施するために、探索装置１Ａの送信部１２１が行う無線送信処理には拡散処理が追加され、探索装置１Ａの受信部１２２が行う無線受信処理には逆拡散処理が追加される。また、探索装置１Ａの無線制御部１２３には、衛星受信部１６１を起動させる機能が追加される。
【０１６３】
無線制御部１２３は、ユーザから、ＣＰＵ１３１Ａを介して、衛星受信起動指示を受けた場合、衛星受信部１６１を起動させる。一方、無線制御部１２３は、ユーザから、ＣＰＵ１３１Ａを介して、衛星受信停止指示を受けた場合、衛星受信部１６１を停止させる。
【０１６４】
衛星アンテナ１５１は、衛星から所定周波数（１．５ＧＨｚ帯）の電波（衛星信号）を受信する。
【０１６５】
衛星受信部１６２は、無線制御部１２３の起動指示に従って、衛星アンテナ１５１に受信された衛星からの電波（衛星信号）に対して、増幅、ダウンコンバート、復調等の無線受信処理を行い、ベースバンドのデジタル信号をＣＰＵ１３１Ａに出力する。
【０１６６】
［ＣＰＵ１３１Ａの機能］
次に、図１３を用いて探索装置１ＡのＣＰＵ１３１Ａの機能について説明する。図１３に示すＣＰＵ１３１Ａには、図３に示したＣＰＵ１３１に対して測位部１３１ｅが追加される。また、本実施の形態のＣＰＵ１３１Ａ（図１３）の信号生成部１３１ａ、信号取得部１３１ｂ、距離推定部１３１ｃおよび方向推定部１３１ｄには、実施の形態１で説明したＣＰＵ１３１（図３）における機能の他に新たな機能が追加される。
【０１６７】
測位部１３１ｅは、個別探索モードにおいて、衛星受信部１６２から出力された衛星信号のベースバンドのデジタル信号に基づいて自機（探索装置１Ａ）の現在位置（経度、緯度）を測定し、自機の位置情報を距離推定部１３１ｃおよび方向推定部１３１ｄに出力する。
【０１６８】
信号生成部１３１ａは、個別探索モードにおいて、ユーザから衛星受信起動指示を受けた場合、被探索装置２Ａの識別情報、自機の識別情報および衛星受信指示情報をデジタル信号（送信フレーム）に含める。また、信号生成部１３１ａは、個別探索モードにおいて、ユーザから衛星受信切断指示を受けた場合、被探索装置２Ａの識別情報、自機の識別情報および衛星受信切断情報をデジタル信号（送信フレーム）に含める。
【０１６９】
信号取得部１３１ｂは、受信された応答信号のデジタル信号（受信フレーム）から、被探索装置２Ａの位置情報を取得し、距離推定部１３１ｃおよび方向推定部１３１ｄに出力する。
【０１７０】
距離推定部１３１ｃは、個別探索モードにおいて、ユーザから衛星受信起動指示を受けた場合、自機の位置情報と被探索装置２Ａの位置情報とに基づいて、自機から被探索装置２Ａまでの距離を推定し、距離の推定値を表示部１２に出力する。
【０１７１】
方向推定部１３１ｄは、個別探索モードにおいて、ユーザから衛星受信起動指示を受けた場合、自機の位置情報と被探索装置２Ａの位置情報とに基づいて、自機に対する被探索装置２Ａの方向を推定し、方向の推定値を表示部１２に出力する。
【０１７２】
［被探索装置２Ａの回路構成（ブロック図）］
次に、図１４を用いて被探索装置２Ａの回路構成について説明する。図１４は、本実施の形態に係る被探索装置２Ａの構成を示すブロック図である。なお、図１４に示す被探索装置２Ａの構成において、図４に示した被探索装置２の構成と共通する部分には、図４と同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【０１７３】
図１４に示す被探索装置２Ａは、図４に示した被探索装置２に対して、衛星アンテナ２５１を追加し、無線部２０２内に、衛星受信部２６１を追加した構成を採る。また、図１４に示す被探索装置２ＡのＣＰＵ２３１Ａには、図４に示した被探索装置２のＣＰＵ２３１に対して新たな機能が追加される。また、被探索装置２Ａの送信部２２１が行う無線送信処理には拡散処理が追加され、被探索装置２Ａの受信部２２２が行う無線受信処理には逆拡散処理が追加される。また、被探索装置２Ａの無線制御部２２３には、衛星受信部２６１を起動させる機能が追加される。
【０１７４】
無線制御部２２３は、ＣＰＵ２３１Ａ（信号取得部２３１ｂ）から衛星受信起動指示を受けた場合、衛星受信部２６１を起動させる。一方、無線制御部２２３は、ユーザから、ＣＰＵ２３１Ａを介して、衛星受信停止指示を受けた場合、衛星受信部２６１を停止させる。
【０１７５】
衛星アンテナ２５１は、衛星から所定周波数（１．５ＧＨｚ帯）の電波（衛星信号）を受信する。
【０１７６】
衛星受信部２６１は、無線制御部２２３の起動指示に従って、衛星アンテナ２５１に受信された衛星からの電波（衛星信号）に対して、増幅、ダウンコンバート、復調等の無線受信処理を行い、ベースバンドのデジタル信号をＣＰＵ２３１Ａに出力する。
【０１７７】
［ＣＰＵ２３１Ａの機能］
次に、図１４を用いて被探索装置２ＡのＣＰＵ２３１Ａの機能について説明する。図１４に示すＣＰＵ２３１Ａには、図４に示したＣＰＵ２３１に対して測位部２３１ｃが追加される。また、本実施の形態のＣＰＵ２３１Ａ（図１４）の信号生成部２３１ａおよび信号取得部２３１ｂには、実施の形態１で説明したＣＰＵ２３１（図４）における機能の他に新たな機能が追加される。
【０１７８】
測位部２３１ｃは、衛星受信部２６１から出力された衛星信号のベースバンドのデジタル信号に基づいて自機（被探索装置２Ａ）の現在位置（経度、緯度）を測定し、自機の位置情報を信号生成部２３１ａに出力する。
【０１７９】
信号生成部２３１ａは、測位部２３１ｃから自機の位置情報を入力した場合、自機の識別情報、通信相手の探索装置１Ａの識別情報および自機の位置情報をデジタル信号（送信フレーム）に含める。
【０１８０】
信号取得部２３１ｂは、受信された応答信号に衛星受信指示情報が含まれていた場合、無線制御部２２３に対して衛星受信起動を指示する。また、信号取得部２３１ｂは、受信された応答信号に衛星受信切断情報が含まれていた場合、無線制御部２２３に対して衛星受信停止を指示する。
【０１８１】
［個別探索モードの通信シーケンス］
次に、本実施の形態に係る探索装置１Ａと被探索装置２Ａとの個別探索モードでの通信の様子について、図１５のシーケンス図を用いて説明する。なお、図１５のシーケンスにおいて、図５のシーケンスと共通する動作には、図５と同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【０１８２】
図１５のシーケンスの待機状態およびサーチ状態における探索装置１Ａ、被探索装置２Ａの動作は、図５のシーケンスの待機状態およびサーチ状態における探索装置１、被探索装置２との動作と同一である。
【０１８３】
探索装置１Ａは、被探索装置２Ａとの通信を開始した後（通信状態）、ユーザから衛星受信起動指示を受けると、衛星信号の受信および自機の現在位置の測定を行うと供に（期間３３１）、次の第６期間３１４−３において、自機の識別情報、探索対象の被探索装置２Ａの識別情報および衛星受信指示情報を含む応答確認信号を送信する。
【０１８４】
被探索装置２Ａは、衛星受信指示情報を含む応答確認信号を受信すると、衛星信号の受信および自機の現在位置の測定を行う（期間３４１）。被探索装置２Ａは、現在位置の測定が完了すると、次の第４期間３２２−ｉにおいて、自機の識別情報、通信相手の探索装置１Ａの識別情報および自機の位置情報を含む応答信号を送信する。
【０１８５】
探索装置１Ａは、自機の位置と被探索装置２Ａの位置とから、自機からの被探索装置２Ａの距離と方向を計算し、被探索装置２Ａの識別情報および被探索装置２の距離および方向に関する情報を表示部１２の画面上に表示させる。
【０１８６】
ユーザから衛星信号受信の切断指示があると、探索装置１Ａは、衛星信号の受信を停止し、実施の形態１で説明した距離推定および方向推定を行うと供に、次の第６期間３１４−ｊにおいて、自機の識別情報、探索対象の被探索装置２Ａの識別情報および衛星受信切断情報を含む応答確認信号を送信する。
【０１８７】
被探索装置２Ａは、対応する第７期間３２３−６において衛星受信切断情報を含む応答信号を受信すると、衛星信号の受信を停止する。
【０１８８】
以降、探索装置１Ａ、被探索装置２Ａは、図５のシーケンスで説明した探索装置１、被探索装置２と同一の動作を行う。
【０１８９】
なお、図１５のシーケンスでは、探索装置１Ａが、ユーザの指示に基づいて（手動により）、衛星信号の受信を開始し、被探索装置２Ａに衛星受信開始を指示する場合について説明したが、本実施の形態はこれに限られず、探索装置１Ａが、被探索装置２Ａとの通信を開始したタイミング等で、自動的に衛星信号の受信を開始し、被探索装置２Ａに衛星受信開始を指示するようにしても良い。あるいは、探索装置１Ａが、まず、実施の形態１で説明した距離推定を行い、該距離が閾値（例えば２００ｍ）以上である場合に、衛星信号の受信を開始し、被探索装置２Ａに衛星受信開始を指示して自機の位置と被探索装置２Ａの位置に基づいて距離推定を行うようにしても良い。
【０１９０】
また、図１５のシーケンスでは、探索装置１Ａがユーザの指示に基づいて（手動により）衛星信号の受信を停止し、被探索装置２Ａに衛星受信停止を指示する場合について説明したが、本実施の形態はこれに限られず、自機の位置と被探索装置２Ａの位置に基づいて推定した距離が閾値（例えば２００ｍ）以下となった場合等に、自動的に衛星信号の受信を停止し、被探索装置２Ａに衛星受信停止を指示して実施の形態１で説明した距離推定を行うようにしても良い。
【０１９１】
［表示画面］
本実施の形態の探索装置１Ａの表示画面は、図１０に示した探索装置１の表示画面と同一であって構わない。ただし、衛星信号を用いた測位結果に基づいて距離推定および方向推定を行った場合に、探索装置１Ａは、図１６に示すように、図１０に示したものとは異なる画面表示を行うようにしても良い。
【０１９２】
図１６Ａは、自機を中心として、北（Ｎ）を探索装置１Ａの筐体１１の上端側に表示する、いわゆるノースアップの表示画面である。この画面には、推定した被探索装置２Ａの位置１６０１−１、被探索装置２Ａまでの距離に関する情報１６０１−２等が表示される。
【０１９３】
なお、探索装置１Ａが方位センサを搭載し、方位センサが、自機の方位（絶対的方向）を取得し、表示部１２に出力するようにしても良い。この場合、画面には、自機の方位１６０１−３が表示される。
【０１９４】
また、図１６Ｂに示すように、進行方向を探索装置１Ａの筐体１１の上端側に表示する、いわゆるヘッドアップの表示画面において、推定した被探索装置２Ａの位置１６０２−１、被探索装置２Ａまでの距離に関する情報１６０２−２、自機の方位１６０２−３等を表示しても良い。
【０１９５】
［効果］
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＬＰＷＡ通信を用いることにより、探索装置１Ａと被探索装置２Ａとが、電力消費量を上げずに、長距離無線通信行うことができるので、探索可能時間を長くし、かつ、探索可能範囲を拡げることができる。
【０１９６】
また、本実施の形態によれば、探索装置１Ａおよび被探索装置２Ａが、それぞれ衛星信号受信に基づいて自機の位置を測定することができるので、探索装置１Ａと被探索装置２Ａとが遠く離れている場合でも、探索装置１Ａからの被探索装置２Ａの距離および方向を精度良く推定することができる。
【０１９７】
例えば、衛星信号に基づく測位誤差が１００ｍであるとすると、探索装置１Ａから被探索装置２Ａまでの距離が１０ｋｍの場合、距離の誤差は±２％となり、方向の誤差は±１°となる。なお、探索装置１Ａから被探索装置２Ａまでの距離が短くなるほど、距離の誤差および方向の誤差が大きくなるので、探索装置１Ａから被探索装置２Ａまでの距離が閾値以下になった場合には、実施の形態１で説明した方法に切り替えて距離および方向を推定するのが望ましい。
【０１９８】
また、本実施の形態によれば、探索装置１Ａが、自機からの被探索装置２Ａの距離および方向を表示することができるので、山中や海上等の環境でも、探索装置１Ａのユーザが、捜索対象者の位置を容易に把握することができる。
【０１９９】
また、本実施の形態によれば、探索装置１Ａと被探索装置２Ａとが直接通信を行い、被探索装置２Ａが、自機の位置情報を含む応答信号を探索装置１Ａに送信することができるので、被探索装置２Ａの位置を取得するために基地局等を設置する必要がない。
【０２００】
また、本実施の形態によれば、探索装置１Ａが、被探索装置２Ａに対して、衛星信号受信の開始／停止を指示できるので、被探索装置２Ａの衛星信号受信処理により消費される電力を最小限に抑えることができ、被探索装置２Ａの電池寿命を延ばすことができる。
【０２０１】
［バリエーション］
実施の形態２において、探索装置１Ａが、衛星信号を受信した後、被探索装置２Ａに対して、該衛星信号を送信した衛星を示す情報を送信しても良い。
【０２０２】
これにより、被探索装置２Ａが衛星信号を高速に捕捉することができ、消費電力をさらに低減することができる。
【０２０３】
なお、実施の形態２では、探索装置１Ａが、開始から終了までＬＰＷＡ通信で被探索装置２Ａとの通信を行う場合について説明したが、本発明はこれに限られず、探索装置１Ａおよび被探索装置２Ａが、衛星信号を受信している間だけ、ＬＰＷＡ通信で被探索装置２Ａとの通信を行うようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２０４】
本発明は、他の通信装置の位置を探索するための探索装置、および、探索装置と被探索装置とから構成される通信システムに用いるのに好適である。
【符号の説明】
【０２０５】
１、１Ａ  探索装置
２、２Ａ  被探索装置
１１、２１  筐体
１２  表示部
１３  操作部
１４、２３  電源スイッチ
１５  基板
１６  凹部
２２  ＬＥＤ
１０１、２０１  アンテナ
１０２、２０２  無線部
１０３、２０３  制御部
１０４、２０４  鳴動部
１０５、２０５  電池（電源部）
１１１  第１アンテナ素子
１１２  第２アンテナ素子
１１３  第３アンテナ素子
１２１、２２１  送信部
１２２、２２２  受信部
１２３、２２３  無線制御部
１２４、２２４  第１クロック
１２５、２２５  第１スイッチ
１２６  第２スイッチ
１２７  第３スイッチ
１３１、１３１Ａ、２３１、２３１Ａ  ＣＰＵ
１３１ａ、２３１ａ  信号生成部
１３１ｂ、２３１ｂ  信号取得部
１３１ｃ  距離推定部
１３１ｄ  方向推定部
１３１ｅ、２３１ｃ  測位部
１３２、２３２  メモリ部
１３３、２３３  第２クロック
１３４、２３４  第３クロック
１３５  論理演算部
１５１、２５１  衛星アンテナ
１６１、２６１  衛星受信部
【図１】
2018125726.tif 000003
【図２】
2018125726.tif 000004
【図３】
2018125726.tif 000005
【図４】
2018125726.tif 000006
【図５】
2018125726.tif 000007
【図６】
2018125726.tif 000008
【図７】
2018125726.tif 000009
【図８】
2018125726.tif 000010
【図９】
2018125726.tif 000011
【図１０】
2018125726.tif 000012
【図１１Ａ】
2018125726.tif 000013
【図１１Ｂ】
2018125726.tif 000014
【図１２】
2018125726.tif 000015
【図１３】
2018125726.tif 000016
【図１４】
2018125726.tif 000017
【図１５】
2018125726.tif 000018
【図１６】
2018125726.tif 000019