(57)【要約】【課題】メモリの消費量を低減させることを可能にする。【解決手段】無線装置へ複数の信号を送信し、前記無線装置から前記信号の其々に対応する折り返し信号を受信する通信部と、前記折り返し信号の受信レベルを測定するレベル測定部と、前記受信レベルと比較するための閾値を、設定または複数回変更する閾値設定部と、前記受信レベルと前記閾値とを比較する比較部と、前記受信レベルが前記閾値以上である場合、前記受信レベルに対応する折り返し信号に関する情報および前記閾値に関する情報を記憶する記憶部と、記憶された閾値のうち最大の閾値に対応する折り返し信号の受信タイミングと、前記折り返し信号に対応する信号の送信タイミングとの時間差に基づいて、前記無線装置と測距装置との離隔距離を算出する距離算出部と、を備える、測距装置が提供される。【選択図】図４
2018031720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線装置へ複数の信号を送信し、前記無線装置から前記信号の其々に対応する折り返し信号を受信する通信部と、
前記折り返し信号の受信レベルを測定するレベル測定部と、
前記受信レベルと比較するための閾値を、設定または複数回変更する閾値設定部と、
前記受信レベルと前記閾値とを比較する比較部と、
前記受信レベルが前記閾値以上である場合、前記受信レベルに対応する折り返し信号に関する情報および前記閾値に関する情報を記憶する記憶部と、
記憶された閾値のうち最大の閾値に対応する折り返し信号の受信タイミングと、前記折り返し信号に対応する信号の送信タイミングとの時間差に基づいて、前記無線装置と測距装置との離隔距離を算出する距離算出部と、を備える、
測距装置。
【請求項２】
前記閾値設定部は、折り返し信号毎に前記閾値を変更する、
請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記閾値設定部は、前記閾値が前記受信レベルのピーク値に近づくように前記閾値を変更する、
請求項１または２のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項４】
前記閾値設定部は、一の折り返し信号の受信レベルが閾値以上である場合、前記閾値を、前記閾値よりも高い新たな閾値へ変更し、
前記比較部は、前記新たな閾値と、前記一の折り返し信号よりも後に受信される折り返し信号の受信レベルとを比較する、
請求項３に記載の測距装置。
【請求項５】
前記閾値設定部は、一の折り返し信号の受信レベルが閾値よりも低い場合、前記閾値を、前記閾値よりも低い新たな閾値へ変更し、
前記比較部は、前記新たな閾値と、前記一の折り返し信号よりも後に受信される折り返し信号の受信レベルとを比較する、
請求項３に記載の測距装置。
【請求項６】
前記閾値設定部は、前記閾値の変更量を小さくするように前記閾値を変更する、
請求項３から５のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項７】
前記閾値設定部は、前記閾値の変更量が所定の値より小さくなった場合、前記閾値の変更を停止する、
請求項６に記載の測距装置。
【請求項８】
前記閾値設定部は、一の折り返し信号の受信レベルのピーク値と同一の閾値、または、前記ピーク値よりも所定の値だけ低い閾値を設定し、
前記比較部は、前記ピーク値と同一の閾値または前記ピーク値よりも所定の値だけ低い閾値と、前記一の折り返し信号よりも後に受信される折り返し信号の受信レベルとを比較する、
請求項１に記載の測距装置。
【請求項９】
無線装置へ複数の信号を送信し、前記無線装置から前記信号の其々に対応する折り返し信号を受信することと、
前記折り返し信号の受信レベルを測定することと、
前記受信レベルと比較するための閾値を、設定または複数回変更する閾値設定部と、
前記受信レベルと前記閾値とを比較することと、
前記受信レベルが前記閾値以上である場合、前記受信レベルに対応する折り返し信号に関する情報および前記閾値に関する情報を記憶することと、
記憶された閾値のうち最大の閾値に対応する折り返し信号の受信タイミングと、前記折り返し信号に対応する信号の送信タイミングとの時間差に基づいて、前記無線装置と測距装置との離隔距離を算出することと、を有する、
測距方法。
【請求項１０】
無線装置と自装置との離隔距離を測定する測距装置と、前記無線装置と、を備える測距システムであって、
前記測距装置は、
前記無線装置へ複数の信号を送信し、前記無線装置から前記信号の其々に対応する折り返し信号を受信する通信部と、
前記折り返し信号の受信レベルを測定するレベル測定部と、
前記受信レベルと比較するための閾値を、設定または複数回変更する閾値設定部と、
前記受信レベルと前記閾値とを比較する比較部と、
前記受信レベルが前記閾値以上である場合、前記受信レベルに対応する折り返し信号に関する情報および前記閾値に関する情報を記憶する記憶部と、
記憶された閾値のうち最大の閾値に対応する折り返し信号の受信タイミングと、前記折り返し信号に対応する信号の送信タイミングとの時間差に基づいて、前記無線装置と前記測距装置との離隔距離を算出する距離算出部と、を備え、
前記無線装置は、
前記信号を受信する第２の通信部と、
前記折り返し信号を生成し、前記第２の通信部に前記折り返し信号を送信させる制御部と、を備える、
測距システム。
【請求項１１】
前記無線装置は、
前記信号の受信レベルと比較するための第２の閾値を設定または変更する第２の閾値設定部をさらに備え、
前記第２の通信部は、前記測距装置から閾値情報を受信し、
前記第２の閾値設定部は、前記閾値情報に基づいて前記第２の閾値を設定または変更する、
請求項１０に記載の測距システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距装置、測距方法および測距システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、対象物との離隔距離を調べる測距装置が盛んに活用されている。例えば、測距装置は、工場に導入されることで工場内の物品の位置を特定し、製品管理または製造ラインの最適化等に活用されている。多くの場合、測距装置は、信号を測距対象へ送信し、その信号に対応する折り返し信号を測距対象から受信し、この送受信の時間差に基づいて測距を行う。
【０００３】
特許文献１には、基地局と移動局との間の通信時間に基づいて基地局と移動局との離隔距離を推定する方法が開示されている。特許文献２には、折り返し信号を検出するために用いられる閾値の変更方法が開示されている。特許文献３には、パケットの誤検出率を下げるために、閾値を変更する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０１１９２７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９９３９１号公報
【特許文献３】特開２０１３−５９０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の方法においては、大量のメモリが消費されてしまうという問題があった。例えば、基地局が折り返し信号の受信レベルのピーク値に基づいて折り返し信号の受信タイミングを取得する方法では、基地局が受信レベルの実測値の時系列変化に関する情報をメモリに記憶させる必要がある。また、基地局が折り返し信号と参照用の信号との相関のピーク値に基づいて折り返し信号の受信タイミングを取得する方法では、基地局が相関値の時系列変化に関する情報をメモリに記憶させる必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、メモリの消費量を低減させることが可能な、新規かつ改良された測距装置、測距方法および測距システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、無線装置へ複数の信号を送信し、前記無線装置から前記信号の其々に対応する折り返し信号を受信する通信部と、前記折り返し信号の受信レベルを測定するレベル測定部と、前記受信レベルと比較するための閾値を、設定または複数回変更する閾値設定部と、前記受信レベルと前記閾値とを比較する比較部と、前記受信レベルが前記閾値以上である場合、前記受信レベルに対応する折り返し信号に関する情報および前記閾値に関する情報を記憶する記憶部と、記憶された閾値のうち最大の閾値に対応する折り返し信号の受信タイミングと、前記折り返し信号に対応する信号の送信タイミングとの時間差に基づいて、前記無線装置と測距装置との離隔距離を算出する距離算出部と、を備える、測距装置が提供される。
【０００８】
前記閾値設定部は、折り返し信号毎に前記閾値を変更してもよい。
【０００９】
前記閾値設定部は、前記閾値が前記受信レベルのピーク値に近づくように前記閾値を変更してもよい。
【００１０】
前記閾値設定部は、一の折り返し信号の受信レベルが閾値以上である場合、前記閾値を、前記閾値よりも高い新たな閾値へ変更し、前記比較部は、前記新たな閾値と、前記一の折り返し信号よりも後に受信される折り返し信号の受信レベルとを比較してもよい。
【００１１】
前記閾値設定部は、一の折り返し信号の受信レベルが閾値よりも低い場合、前記閾値を、前記閾値よりも低い新たな閾値へ変更し、前記比較部は、前記新たな閾値と、前記一の折り返し信号よりも後に受信される折り返し信号の受信レベルとを比較してもよい。
【００１２】
前記閾値設定部は、前記閾値の変更量を小さくするように前記閾値を変更してもよい。
【００１３】
前記閾値設定部は、前記閾値の変更量が所定の値より小さくなった場合、前記閾値の変更を停止してもよい。
【００１４】
前記閾値設定部は、一の折り返し信号の受信レベルのピーク値と同一の閾値、または、前記ピーク値よりも所定の値だけ低い閾値を設定し、前記比較部は、前記ピーク値と同一の閾値または前記ピーク値よりも所定の値だけ低い閾値と、前記一の折り返し信号よりも後に受信される折り返し信号の受信レベルとを比較してもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線装置へ複数の信号を送信し、前記無線装置から前記信号の其々に対応する折り返し信号を受信することと、前記折り返し信号の受信レベルを測定することと、前記受信レベルと比較するための閾値を、設定または複数回変更する閾値設定部と、前記受信レベルと前記閾値とを比較することと、前記受信レベルが前記閾値以上である場合、前記受信レベルに対応する折り返し信号に関する情報および前記閾値に関する情報を記憶することと、記憶された閾値のうち最大の閾値に対応する折り返し信号の受信タイミングと、前記折り返し信号に対応する信号の送信タイミングとの時間差に基づいて、前記無線装置と測距装置との離隔距離を算出することと、を有する、測距方法が提供される。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線装置と自装置との離隔距離を測定する測距装置と、前記無線装置と、を備える測距システムであって、前記測距装置は、前記無線装置へ複数の信号を送信し、前記無線装置から前記信号の其々に対応する折り返し信号を受信する通信部と、前記折り返し信号の受信レベルを測定するレベル測定部と、前記受信レベルと比較するための閾値を、設定または複数回変更する閾値設定部と、前記受信レベルと前記閾値とを比較する比較部と、前記受信レベルが前記閾値以上である場合、前記受信レベルに対応する折り返し信号に関する情報および前記閾値に関する情報を記憶する記憶部と、記憶された閾値のうち最大の閾値に対応する折り返し信号の受信タイミングと、前記折り返し信号に対応する信号の送信タイミングとの時間差に基づいて、前記無線装置と前記測距装置との離隔距離を算出する距離算出部と、を備え、前記無線装置は、前記信号を受信する第２の通信部と、前記折り返し信号を生成し、前記第２の通信部に前記折り返し信号を送信させる制御部と、を備える、測距システムが提供される。
【００１７】
前記無線装置は、前記信号の受信レベルと比較するための第２の閾値を設定または変更する第２の閾値設定部をさらに備え、前記第２の通信部は、前記測距装置から閾値情報を受信し、前記第２の閾値設定部は、前記閾値情報に基づいて前記第２の閾値を設定または変更してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、メモリの消費量を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る測距システムの概要を示す図である。
【図２】基地局が折り返しパルスの受信レベルをサンプリングするイメージを示す図である。
【図３】従来の発明と本実施形態それぞれにおける、折り返しパルスの受信レベルのサンプリング結果を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る基地局の構成を示す図である。
【図５】閾値設定部によって閾値が変更される様子を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る移動局の構成を示す図である。
【図７】基地局と移動局による測距動作を示すフローチャートである。
【図８】基地局による閾値の変更動作を示すフローチャートである。
【図９】第１の変形例において、閾値が設定される様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
＜１．測距システムの概要＞
本発明の一実施形態は、測距システムに関する。まず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る測距システムの概要を説明する。
【００２２】
（１−１．測距システムの構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る測距システムの概要を示す図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る測距システムは、１台以上の基地局１００と、１台以上の移動局２００と、を備える。本実施形態に係る３台以上の基地局１００が、ある移動局２００との離隔距離Ｄを測距することで、この移動局２００の位置が特定され得る。すなわち、本実施形態に係る測距システムが活用されることで、測位が可能となる。
【００２３】
本実施形態に係る測距システムは、例えば、工場内の製品管理等に使用される。より具体的に説明すると、工場で製造される製品に移動局２００が装着され、基地局１００が移動局２００の位置を特定することによって、製品の位置が特定され、製品管理、製造ラインの最適化または長期停滞ロットの可視化等が可能になる。
【００２４】
（基地局１００）
基地局１００は、移動局２００へ信号を送信し、その信号に対応する折り返し信号を受信することで測距を行う測距装置である。より具体的に説明すると、基地局１００は、移動局２００へパルスを送信し、そのパルスに対応して移動局２００から送信されるパルス（以降、「折り返しパルス」と呼称する）を受信する。そして、基地局１００は、パルスの送信タイミングと折り返しパルスの受信タイミングとの時間差に基づいて測距を行う。測距処理の詳細については後述する。
【００２５】
ここで、図１に示すように、複数の基地局１００および複数の移動局２００が存在する場合、１台の基地局１００が測距システム全体の送受信スケジュールを管理する。例えば、図１における基地局１００Ａが、各時間帯において、測距を行う基地局１００と測距の対象となる移動局２００を其々１台ずつ特定する送受信スケジュールを、予め、各装置へ送信しておく。これにより、各時間帯において、測距を行う基地局１００と測距される移動局２００が特定されるため、測距が正しく行われ得る。
【００２６】
（移動局２００）
移動局２００は、小型の無線装置であり、測距の対象となる物品へ装着される。そして、移動局２００は、基地局１００によって送信されたパルスを受信し、折り返しパルスを基地局１００へ送信する。測距処理の詳細については後述する。
【００２７】
（１−２．背景）
続いて、本発明の背景について説明する。上述のとおり、多くの場合、基地局は、信号を測距対象へ送信し、その信号に対応する折り返し信号を測距対象から受信し、この送受信の時間差に基づいて測距を行う。
【００２８】
ここで、基地局が、折り返し信号の受信を検出する方法として、例えば、基地局が、折り返し信号の受信レベルを測定し、その受信レベルに基づいて折り返し信号の受信を検出する方法がある。また、基地局が、１または２以上の信号パターンと折り返し信号との相関を、演算の対象とする折り返し信号を時間軸上でシフトさせながら算出し、相関値の高いポイントの出現に基づいて折り返し信号の受信を検出する方法もある。これらの方法において、受信の検出誤差を小さくするためには、折り返し信号の受信レベルのピークのタイミングが検出されること、または、相関値のピークのタイミングが検出されることが重要である。
【００２９】
次いで図２は、上述の、受信レベルに基づいて折り返し信号が検出される方法において、基地局が折り返し信号の受信レベルをサンプリングするイメージを示す図である。図２に示すように、基地局は、一定の周期で、折り返し信号の受信レベルをサンプリングする。
【００３０】
図３は、従来方式および本実施形態において、基地局のメモリに記憶されるサンプリング結果を示す図である。図３に示すように、従来方式では、折り返し信号の受信レベルの実測値がメモリに格納される。そして、基地局は、所定の閾値を超えた実測値の中の最大値である「５」（サンプルＩＤ「ｈ」）を受信レベルのピーク値として判断し、その値が検出されたタイミングを折り返し信号の受信タイミングとして扱う。しかし、この方法では、メモリが折り返し信号の受信レベルの実測値を記憶する必要がある。図示していないが、信号パターンと折り返し信号との相関値のピークに基づいて折り返し信号が検出される方法においては、メモリが相関値の時系列変化のデータを記憶する必要がある。
【００３１】
以上から、従来の方法では、基地局は大容量のメモリを備えておく必要があった。また、例えば、測距対象が移動している等の状況において、測距の精度を向上させるために、１回の測距処理の中で信号が連送される場合がある。信号の連送回数が増加するほど、その信号に対応する折り返し信号の受信回数も増加するため、必要とされるメモリの容量は増加する。
【００３２】
そこで、本件発明者は、上記事情に着眼して本発明を創作するに至った。本発明の一実施形態において、基地局１００は、ハードウェア処理によって、図３に示すように、折り返しパルスの受信レベルが所定の閾値以上か否かを判定し、例えば、折り返しパルスの受信レベルが閾値以上である場合は「１」が、閾値より小さい場合は「０」がメモリに記憶される。これにより、本発明は、実測値がメモリに記憶される従来方法に比べて、メモリに記憶されるデータサイズ（ビット数）を減少させることができる。すなわち、本発明は、メモリの消費量を低減させることができる。以下、このような本開示の実施形態の構成および動作を順次詳細に説明する。
【００３３】
＜２．各装置の構成＞
上記では、測距システムの概要について説明した。続いて、図４〜図６を参照して、測距システムを構成する各装置の構成について説明する。
【００３４】
（２−１．基地局１００の構成）
まず、図４を参照して、基地局１００の構成について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る基地局１００の構成を示す図である。基地局１００は、通信部１１０と、レベル測定部１２０と、比較部１３０と、閾値設定部１４０と、制御部１５０と、記憶部１６０と、距離算出部１７０と、を備える。
【００３５】
（通信部１１０）
通信部１１０は、送信部１１１と、受信部１１２と、を備える。送信部１１１は、制御部１５０に制御されることによって、移動局２００へパルスを送信する。受信部１１２は、送信されたパルスの其々に対応する折り返しパルスを移動局２００から受信する。
【００３６】
（レベル測定部１２０）
レベル測定部１２０は、受信された折り返しパルスの受信レベルを測定する。
【００３７】
（比較部１３０）
比較部１３０は、測定された折り返しパルスの受信レベルと閾値とを比較し、折り返しパルスの受信レベルが閾値以上であるか否かを判定する。上述のとおり、比較部１３０は、例えば、折り返しパルスの受信レベルが閾値以上である場合は「１」を、閾値より小さい場合は「０」を出力する。これらの出力結果は、後述の記憶部１６０に記憶される。これにより、従来方法のように、折り返しパルスの受信レベルの実測値が出力され記憶される場合に比べて、本実施形態は、記憶されるデータサイズ（ビット数）を減少させることができる。すなわち、本実施形態は、メモリの消費量を低減させることができる。
【００３８】
（閾値設定部１４０）
閾値設定部１４０は、折り返しパルスの受信レベルと比較される閾値を設定または変更する。より具体的に説明すると、閾値設定部１４０は、測距開始にあたり閾値に初期値を設定し、その後、折り返しパルス毎に、閾値が折り返しパルスの受信レベルのピーク値に近づくように閾値を変更する。なお、折り返しパルス毎に閾値が変更されることは必須ではなく、閾値設定部１４０は、所定の個数の折り返しパルス毎に閾値を変更してもよいし、所定の時間毎に閾値を変更してもよい。
【００３９】
ここで、図５を参照して、閾値設定部１４０による閾値の変更の詳細について説明する。図５は、閾値設定部１４０によって閾値が変更される様子を示す図である。図５には、１回の測距処理のために受信される折り返しパルスが示されている。閾値設定部１４０は、測距開始にあたり閾値に初期値を設定し、最初に受信される折り返しパルスＡの受信レベルは初期値と比較される。折り返しパルスＡの受信レベルが閾値以上となった場合、閾値設定部１４０は、閾値を、比較された閾値よりも所定の変更量（第１の変更量）だけ高い新たな閾値へ変更する。次に受信される折り返しパルスＢの受信レベルが閾値以上となった場合、閾値設定部１４０は、前回の変更と同様に、閾値を、比較された閾値よりも第１の変更量だけ高い新たな閾値へ変更する。閾値設定部１４０は、折り返しパルスの受信レベルが閾値を下回るまで、閾値を第１の変更量だけ上げ続ける。
【００４０】
そして、折り返しパルスＣのように受信レベルが閾値を下回った場合、閾値設定部１４０は、閾値を、比較された閾値よりも第２の変更量だけ低い新たな閾値へ変更する。ここで、第２の変更量は第１の変更量よりも小さい変更量である。その後に、受信される折り返しパルスＤの受信レベルが閾値以上となった場合、閾値設定部１４０は、閾値を、比較された閾値よりも第３の変更量だけ高い新たな閾値へ変更する。ここで、第３の変更量は第２の変更量よりも小さい変更量である。その後、折り返しパルスＥのように受信レベルが閾値を下回った場合、閾値設定部１４０は、閾値を、比較された閾値よりも第４の変更量だけ低い新たな閾値へ変更する。ここで、第４の変更量は第３の変更量よりも小さい変更量である。このように、閾値設定部１４０は、変更量を小さくしながら閾値の変更を行う。これにより、閾値設定部１４０は、折り返しパルスの受信レベルのピーク値に近づくように閾値を変更することができる。
【００４１】
ここで、折り返しパルスの受信レベルの実測値を取得する従来方法においては、基地局は、折り返しパルスの受信レベルのピークを特定できるため、折り返しパルスの受信タイミングを高精度に求めることができる。一方、本実施形態に係る基地局１００は、折り返しパルスの受信レベルが閾値以上であるか否かを特定するため、折り返しパルスの受信レベルが閾値以上であるサンプルのうち、どのサンプルが折り返しパルスの受信レベルのピークに近いかを特定することが求められる。
【００４２】
そこで、閾値が、上述のように折り返しパルスの受信レベルのピーク値に近づくように変更されることによって、折り返しパルスの受信レベルが閾値以上であるサンプルが限定されるため、基地局１００は、折り返しパルスの受信タイミングを高精度に求めることができる。すなわち本実施形態によって、基地局１００は、メモリの消費量を低減させつつ、折り返しパルスの受信タイミングの精度を高く保つことができる。
【００４３】
なお、閾値設定部１４０は、閾値の変更量が所定の値よりも小さくなった後は、閾値の変更を停止してもよい。これにより、折り返しパルスの受信タイミングの精度が一定のレベルに達した後には、閾値の変更処理が停止されるため、基地局１００の処理の負荷が低減され得る。
【００４４】
（制御部１５０）
制御部１５０は、パルスの送信に関して、パルスを生成し、送信部１１１を制御することによってパルスを移動局２００へ送信させる。また、制御部１５０は、折り返しパルスの受信に関して、比較部１３０の出力結果を記憶部１６０に記憶させる。また、制御部１５０は、折り返しパルスの受信レベルが閾値以上であるサンプルについては、その受信レベルに対応する折り返しパルスの受信タイミング情報と、その折り返しパルスに対応するパルスの送信タイミング情報と、比較された閾値情報を取得し、これらの情報を該当のサンプルに対応づけて記憶させる。
【００４５】
（記憶部１６０）
記憶部１６０は、上述のように、比較部１３０の出力結果等の各種情報を記憶する。
【００４６】
（距離算出部１７０）
距離算出部１７０は、記憶部１６０に記憶されている情報に基づいて測距処理を行う。より具体的に説明すると、距離算出部１７０は、１回の測距処理のために記憶されたサンプルのうち、最も高い閾値を有するサンプルを検索する。そして、距離算出部１７０は、最も高い閾値が折り返しパルスの受信レベルのピーク値であると判断し、この閾値と対応付けられている受信タイミングを最も精度の高い受信タイミングとして扱う。そして、距離算出部１７０は、最も高い閾値に対応付けられた、折り返しパルスの受信タイミング情報とパルスの送信タイミング情報を取得し、以下の式（１）の演算を行うことにより、基地局１００と移動局２００との離隔距離Ｄを算出する。
【数１】
2018031720.tif 000003
【００４７】
式（１）におけるｃは、光速を表しており、△Ｔは、パルスの送信タイミングと折り返しパルスの受信タイミングとの時間差を表しており、τは、移動局２００における待機時間τを表している。待機時間τとは、移動局２００がパルスを受信してから折り返しパルスを送信するまでの時間を指す。移動局２００は、パルスの受信後に、待機時間τが経過するまで待機し、待機時間τが経過するタイミングで折り返しパルスを基地局１００へ送信する。
【００４８】
（２−２．移動局２００の構成）
続いて、図６を参照して、移動局２００の構成について説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る移動局２００の構成を示す図である。移動局２００は、通信部２１０と、レベル測定部２２０と、比較部２３０と、制御部２４０と、を備える。
【００４９】
（通信部２１０）
通信部２１０は、送信部２１１と、受信部２１２と、を備え、第２の通信部として機能する。受信部２１２は、基地局１００から連送されるパルスを受信する。送信部２１１は、制御部２４０に制御されることによって、パルスの其々に対応する折り返しパルスを基地局１００へ送信する。
【００５０】
（レベル測定部２２０）
レベル測定部２２０は、受信されたパルスの受信レベルを測定する。
【００５１】
（比較部２３０）
比較部２３０は、パルスの受信レベルと第２の閾値とを比較し、パルスの受信レベルが第２の閾値以上であるか否かを判定する。パルスの受信レベルが第２の閾値以上である場合に、比較部２３０は、パルスを受信したと判断する。
【００５２】
（制御部２４０）
制御部２４０は、比較部２３０によってパルスが受信されたと判断された場合に、折り返しパルスを生成し、送信部２１１を制御することによって、折り返しパルスを基地局１００へ送信させる。この時、制御部２４０は、上述のとおり、パルスの受信から待機時間τが経過するタイミングで折り返しパルスが送信されるように送信部２１１を制御する。
【００５３】
＜３．各装置の動作＞
以上では、測距システムを構成する各装置の構成について説明した。続いて、図７および図８を参照して、測距システムを構成する各装置の動作について説明する。
【００５４】
（３−１．測距についての動作）
まず、図７を参照して、測距についての動作を説明する。図７は、基地局１００と移動局２００による測距動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０００では、基地局１００の閾値設定部１４０は、測距開始にあたり閾値に初期値を設定する。初期値は任意の値でよい。ステップＳ１００４では、制御部１５０がパルスを生成し、ステップＳ１００８では、送信部１１１がパルスを移動局２００へ送信する。
【００５５】
ステップＳ１０１２では、移動局２００の受信部２１２がパルスを受信する。ステップＳ１０１６では、制御部２４０が折り返しパルスを生成し、ステップＳ１０２０では、パルスの受信から待機時間τが経過するタイミングで、送信部２１１が折り返しパルスを基地局１００へ送信する。
【００５６】
ステップＳ１０２４では、基地局１００の受信部１１２が折り返しパルスを受信する。ステップＳ１０２８では、比較部１３０が、折り返しパルスの受信レベルと閾値とを比較し、折り返しパルスの受信レベルが閾値以上であるか否かを判定する。折り返しパルスの受信レベルが閾値以上である場合（ステップＳ１０２８／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３６で、制御部１５０は、その受信レベルに対応する折り返しパルスの受信タイミング情報と、その折り返しパルスに対応するパルスの送信タイミング情報と、比較された閾値情報と、を対応づけて記憶部１６０に記憶させる。
【００５７】
折り返しパルスの受信レベルが閾値より小さい場合（ステップＳ１０２８／Ｎｏ）、ステップＳ１０３２にて、折り返しパルスの受信処理が行われた時間が確認される。折り返しパルスの受信処理が所定の時間行われていない場合（ステップＳ１０３２／Ｎｏ）、ステップＳ１０２４にて、受信部１１２が折り返しパルスの受信処理を行う。折り返しパルスの受信処理が所定の時間行われた場合（ステップＳ１０３２／Ｙｅｓ）、処理がステップＳ１０４０へ移動する。
【００５８】
ステップＳ１０４０にて、パルスの送信回数が確認され、パルスが所定の回数送信された場合（ステップＳ１０４０／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４４で、距離算出部１７０が、１回の測距処理のために記憶されたデータのうち、最も高い閾値に対応付けられた、折り返しパルスの受信タイミングとパルスの送信タイミングを用いて測距を行う。パルスが所定の回数送信されていない場合（ステップＳ１０４０／Ｎｏ）、処理がステップＳ１０００へ移動する。
【００５９】
（３−２．閾値変更についての動作）
次いで、図８を参照して、基地局１００の閾値変更についての動作を説明する。図８は、基地局１００による閾値の変更動作を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、図７のステップＳ１０００に含まれる動作を示している。
【００６０】
まず、最初のパルス送信時において（ステップＳ１１００／Ｙｅｓ）、閾値設定部１４０は、閾値に所定の初期値を設定する。所定の初期値は任意であるが、図８は、折り返しパルスの受信レベルのピーク値よりも十分低い値が初期値として設定される想定のもと記載されている。
【００６１】
２回目以降のパルスの送信時において（ステップＳ１１００／Ｎｏ）、折り返しパルスの受信レベルが、まだ１回も閾値を下回っていない場合（ステップＳ１１０８／Ｎｏ）、ステップＳ１１１２で、閾値設定部１４０は、所定の変更量だけ閾値を上げる。すなわち、閾値設定部１４０は、折り返しパルスの受信レベルが閾値を下回るまで、所定の変更量だけ閾値を上げ続ける。
【００６２】
２回目以降のパルスの送信時において（ステップＳ１１００／Ｎｏ）、折り返しパルスの受信レベルが、１回以上、閾値を下回っており（ステップＳ１１０８／Ｙｅｓ）、前回受信された折り返しパルスの受信レベルが、閾値を下回った場合（ステップＳ１１１６／Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２０で、閾値設定部１４０は、前回の変更量よりも小さい変更量だけ閾値を下げる。また、ステップＳ１１１６において、折り返しパルスの受信レベルが、前回の閾値以上となった場合（ステップＳ１１１６／Ｎｏ）、ステップＳ１１２４で、閾値設定部１４０は、前回の変更量よりも小さい変更量だけ閾値を上げる。図示していないが、上述のとおり、閾値設定部１４０は、閾値の変更量が所定の値よりも小さくなった後は、閾値の変更を停止してもよい。
【００６３】
＜４．第１の変形例＞
以上では、測距システムを構成する各装置の動作について説明した。続いて、図９を参照して、第１の変形例について説明する。図９は、第１の変形例において、閾値が設定される様子を示す図である。第１の変形例においては、基地局１００は、折り返しパルスの受信レベルのピーク値を測定し、このピーク値と同一の閾値に設定する。また、基地局１００は、このピーク値よりも所定の値だけ低い閾値を設定してもよい。
【００６４】
まず、基地局１００の受信部１１２が１回目の折り返しパルスＧを受信した場合、レベル測定部１２０が折り返しパルスＧの受信レベルのピーク値を測定する。図４には図示していないが、レベル測定部１２０は、折り返しパルスＧの受信レベルのピーク値に関する情報を閾値設定部１４０へ提供する。そして、閾値設定部１４０は、このピーク値を、その後に送信される折り返しパルスと比較するための閾値に設定する。
【００６５】
続いて、第１の変形例における基地局１００と移動局２００の動作の詳細について説明する。第１の変形例においては、折り返しパルスの受信レベルのピーク値に近づくように閾値が変更される必要がないため、図７のステップＳ１０００で、閾値設定部１４０が、閾値を変更したり、ステップＳ１０４０で、パルスが複数回送信されたりする必要がない。また、図７のステップＳ１０４４では、距離算出部１７０は、最も高い閾値を探索することなく、折り返しパルスの受信レベルのピーク値に設定された閾値に対応付けられた、折り返しパルスの受信タイミングとパルスの送信タイミングを用いて測距を行う。以上から、第１の変形例により、基地局１００は、より迅速かつ高精度に測距を行うことができる。
【００６６】
なお、第１の変形例において、基地局１００は、折り返しパルスの受信レベルのピーク値の測定、閾値の設定および測距という一連の処理を複数回行い、複数の測距結果に基づいて最良の離隔距離Ｄを求めてもよい。例えば、基地局１００は、複数の測距結果の平均値を最良の離隔距離Ｄとして算出してもよい。また、基地局１００は、複数の測距結果のばらつきが大きい場合に、測距のやり直しを行うことを決定すること等ができる。したがって、複数の測距結果に基づいて最良の離隔距離Ｄが求められることによって、基地局１００は、より精度の高い離隔距離Ｄを算出することができる可能性がある。
【００６７】
＜５．第２の変形例＞
以上では、第１の変形例について説明した。続いて、第２の変形例について説明する。第２の変形例においては、基地局１００が移動局２００へ閾値情報を共有し、この閾値情報に基づいて移動局２００が自局の第２の閾値を変更する。
【００６８】
より具体的に説明すると、基地局１００が所定の回数パルスを送信し、その度に閾値を変更し、折り返しパルスを受信する。その後、基地局１００は、最新の閾値情報を移動局２００へ共有する。閾値情報の共有方法は任意である。例えば、基地局１００は、閾値情報を含む無線フレームを生成し、移動局２００へ送信することによって、閾値情報を移動局２００へ共有してもよい。また、ユーザが、移動局２００の入力部（図示なし）から閾値情報を設定してもよい。
【００６９】
第２の変形例においては、移動局２００は、第２の閾値設定部（図示なし）を備えており、第２の閾値設定部は、共有された閾値情報に基づいて第２の閾値を変更する。例えば、第２の閾値設定部は、第２の閾値を、閾値情報に含まれる閾値と同一値に変更してもよい。その後、移動局２００は変更後の第２の閾値に基づいてパルスを受信する。これにより、第２の閾値が固定されている場合に比べて、移動局２００は、パルスの受信レベルのピーク値に近い第２の閾値を設定することができる。すなわち、第２の変形例により、移動局２００は、より高精度にパルスの受信タイミングを取得することができる。
【００７０】
なお、基地局１００は、閾値を変更する度に変更後の閾値情報を移動局２００へ共有し、移動局２００の第２の閾値設定部は、閾値情報が共有される度に第２の閾値を変更してもよい。
【００７１】
＜６．むすび＞
以上説明したように、本実施形態においては、基地局１００は、折り返しパルスの受信時において、折り返しパルスの受信レベルが所定の閾値以上か否かを判定し、例えば、折り返しパルスの受信レベルが閾値以上である場合は「１」を、閾値より小さい場合は「０」をメモリに記憶させる。これにより、基地局１００は、実測値がメモリに記憶される従来方法に比べて、メモリに記憶されるデータサイズ（ビット数）を減少させることができる。すなわち、本発明により、基地局１００は、メモリの消費量を低減させることができる。
【００７２】
また、本実施形態においては、基地局１００は、折り返しパルス毎に、閾値が折り返しパルスの受信レベルのピーク値に近づくように閾値を変更する。これにより、基地局１００は、メモリの消費量を低減させつつ、折り返しパルスの受信タイミングの精度を高く保つことができる。
【００７３】
また、第１の変形例において、基地局１００が、折り返しパルスの受信レベルのピーク値を測定し、このピーク値を閾値に設定することによって、基地局１００は、折り返しパルスの受信レベルのピーク値に近づけるように閾値を変更しなくてもよい。すなわち、第１の変形例により、基地局１００は、より迅速かつ高精度に測距を行うことができる。
【００７４】
また、第２の変形例において、移動局２００が、基地局１００から提供される閾値情報に基づいて第２の閾値を変更することによって、第２の閾値が固定される場合に比べて、移動局２００は、パルスの受信レベルのピーク値に近い第２の閾値を設定することができる。すなわち、第２の変形例により、移動局２００は、より高精度にパルスの受信タイミングを取得することができる。
【００７５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７６】
例えば、本実施形態に係る基地局１００または移動局２００の動作における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、基地局１００または移動局２００の処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。例えば、図７のステップＳ１０００「閾値の設定、変更」は、ステップＳ１００４〜ステップＳ１０２４と並列的に行われても良いし、これらの処理の前後に行われてもよい。また、ステップＳ１０１６「折り返しパルスの生成」は、ステップ１０１２と並列的に行われても良いし、この処理の前に行われても良い。
【００７７】
また、基地局１００の構成の一部は、基地局１００外に設けられ得る。例えば、距離算出部１７０が、外部の情報処理装置に含まれてもよい。すなわち、測距を行うための構成が、外部の情報処理装置に含まれてもよい。
【００７８】
また、基地局１００の機能の一部が、制御部１５０によって具現されてもよい。すなわち、制御部１５０が、通信部１１０、レベル測定部１２０、比較部１３０、閾値設定部１４０または距離算出部１７０の機能の一部を具現してもよい。同様に、移動局２００の機能の一部が、制御部２４０によって具現されてもよい。すなわち、制御部２４０が、通信部２１０、レベル測定部２２０または比較部２３０の機能の一部を具現してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１００    基地局
１１０    通信部
１２０    レベル測定部
１３０    比較部
１４０    閾値設定部
１５０    制御部
１６０    記憶部
１７０    距離算出部
２００    移動局
２１０    通信部
２２０    レベル測定部
２３０    比較部
２４０    制御部
【図１】
2018031720.tif 000004
【図２】
2018031720.tif 000005
【図３】
2018031720.tif 000006
【図４】
2018031720.tif 000007
【図５】
2018031720.tif 000008
【図６】
2018031720.tif 000009
【図７】
2018031720.tif 000010
【図８】
2018031720.tif 000011
【図９】
2018031720.tif 000012