(57)【要約】【課題】簡素な構成の送信端末であっても、反射波が発生する室内などの環境において、送信端末の位置を精度よく検知する。【解決手段】受信端末１０に、点対称で放射状に配置された複数の指向性アンテナを設けて、これら指向性アンテナごとに個別に受信した送信端末５０からの電波の個別受信結果と、これら指向性アンテナを結合して受信した当該電波に関する無指向性受信結果とを、通信回線３０を介して演算装置２０へ送信し、演算装置２０で、受信端末１０ごとに得られた無指向性受信結果に基づいて、送信端末５０が存在する概略位置Ｐ１を算出するとともに、受信端末１０ごとに得られた個別受信結果のうち、概略位置Ｐ１の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、送信端末５０が存在する詳細位置Ｐ２を算出し、この詳細位置Ｐ２を送信端末５０の位置として特定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信端末から送信された電波をそれぞれ受信する複数の受信端末と、これら受信端末における前記電波の受信結果に基づいて前記送信端末の位置を算出する演算装置とを含む位置検知システムであって、
前記受信端末は、
点対称で放射状に配置された複数の指向性アンテナと、
これら指向性アンテナごとに個別に受信した前記電波の個別受信結果と、これら指向性アンテナを結合して受信した前記電波に関する無指向性受信結果とを生成する受信部と、
これら個別受信結果と無指向性受信結果とを前記演算装置へ通信回線を介して送信する通信処理部と
を備え、
前記演算装置は、
前記各受信端末から前記通信回線を介して前記個別受信結果と前記無指向性受信結果とを受信する端末制御部と、
前記受信端末ごとに得られた前記無指向性受信結果に基づいて、前記送信端末が存在する概略位置を示す第１の端末位置を算出する概略位置算出部と、
前記受信端末ごとに得られた前記個別受信結果のうち、前記第１の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、前記送信端末が存在する詳細位置を示す第２の端末位置を算出する詳細位置算出部と、
前記第２の端末位置を前記送信端末の位置として特定する端末位置特定部と
を備える
ことを特徴とする位置検知システム。
【請求項２】
請求項１に記載の位置検知システムにおいて、
前記端末位置特定部は、前記受信端末ごとに、当該受信端末の指向性アンテナのうちから、前記第１の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択するとともに、前記第２の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択し、前記第１の端末位置に関する第１のアンテナ選択結果と前記第２の端末位置に関する第２のアンテナ選択結果との一致に応じて、当該第２の端末位置を前記送信端末の位置として特定することを特徴とする位置検知システム。
【請求項３】
請求項２に記載の位置検知システムにおいて、
前記詳細位置算出部は、前記第１のアンテナ選択結果と前記第２のアンテナ選択結果との不一致に応じて、前記受信端末ごとに得られた前記個別受信結果のうち、前記第２の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、前記送信端末が存在する詳細位置を示す第３の端末位置を算出し、
前記端末位置特定部は、前記受信端末ごとに、当該受信端末の指向性アンテナのうちから、前記第３の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択し、前記第２のアンテナ選択結果と前記第３の端末位置に関する第３のアンテナ選択結果との一致に応じて、これら第２の端末位置または第３の端末位置を前記送信端末の位置として特定する
ことを特徴とする位置検知システム。
【請求項４】
請求項１に記載の位置検知システムにおいて、
前記受信部は、
前記指向性アンテナごとに設けられて、当該指向性アンテナで受信した前記電波を第１の受信信号と第２の受信信号とに分配出力する分配器と、
前記第１の受信信号をそれぞれ入力とするとともに、前記第２の受信出力を合成した合成受信信号を入力とし、これら入力のうちのいずれか１つの入力を切替選択して出力する切替器と、
前記切替器で選択された前記各第１の受信信号から前記個別受信結果をそれぞれ生成するとともに、前記切替器で選択された前記合成受信信号から前記無指向性受信結果を生成する受信器と
を含むことを特徴とする位置検知システム。
【請求項５】
請求項１に記載の位置検知システムにおいて、
前記受信部は、前記指向性アンテナごとに個別に受信した前記電波の個別受信結果のみを生成し、
前記通信処理部は、前記個別受信結果のみを前記演算装置へ通信回線を介して送信し、
前記概略位置算出部は、前記受信端末ごとに、当該受信端末の個別受信結果を合成演算処理することにより前記無指向性受信結果を算出する
ことを特徴とする位置検知システム。
【請求項６】
請求項１に記載の位置検知システムにおいて、
前記受信部は、前記指向性アンテナごとに個別に受信した前記電波の個別受信結果のみを生成し、
前記受信端末は、前記受信部からの前記個別受信結果を合成演算処理することにより前記無指向性受信結果を算出する合成処理部をさらに備え、
前記通信処理部は、前記受信部からの前記個別受信結果と前記合成処理部からの無指向性受信結果とを前記演算装置へ通信回線を介して送信する
ことを特徴とする位置検知システム。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の位置検知システムにおいて、
前記受信部は、
前記各指向性アンテナで受信した受信信号をそれぞれ入力とし、これら入力のうちのいずれか１つの入力を切替選択して出力する切替器と、
前記切替器で選択された受信信号から前記個別受信結果をそれぞれ生成する受信器と
を含むことを特徴とする位置検知システム。
【請求項８】
請求項５または請求項６に記載の位置検知システムにおいて、
前記受信部は、前記指向性アンテナごとに設けられて、当該指向性アンテナで受信した前記電波から前記個別受信結果をそれぞれ生成する複数の受信器を含むことを特徴とする位置検知システム。
【請求項９】
送信端末から送信された電波をそれぞれ受信する複数の受信端末と、これら受信端末における前記電波の受信結果に基づいて前記送信端末の位置を算出する演算装置とを含む位置検知システムで用いられる位置検知方法であって、
前記受信端末が、点対称で放射状に配置された複数の指向性アンテナで、送信端末から送信された電波をそれぞれ受信し、これら指向性アンテナごとに個別に受信した前記電波の個別受信結果と、これら指向性アンテナを結合して受信した前記電波に関する無指向性受信結果とを生成する受信ステップと、
前記受信端末が、前記個別受信結果と前記無指向性受信結果とを前記演算装置へ通信回線を介して送信する通信処理ステップと、
前記演算装置が、前記各受信端末から前記通信回線を介して前記個別受信結果と前記無指向性受信結果とを受信する端末制御ステップと、
前記演算装置が、前記受信端末ごとに得られた無指向性受信結果に基づいて、前記送信端末が存在する概略位置を示す第１の端末位置を算出する概略位置算出ステップと、
前記演算装置が、前記受信端末ごとに得られた個別受信結果のうち、前記第１の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、前記送信端末が存在する詳細位置を示す第２の端末位置を算出する詳細位置算出ステップと、
前記第２の端末位置を前記送信端末の位置として特定する端末位置特定ステップと
を備える
ことを特徴とする位置検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検知技術に関し、特に送信端末から送信された電波に関する複数の受信端末での受信状況に基づいて、当該送信端末の位置を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
人や物の位置を検知する方法として、電波を発射する無線タグなどの送信端末を人や物に取り付け、電波の発射位置を測定する方法がある。電波を用いた位置検知方式には複数あるが、送信端末から送信された電波の受信電界強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）を用いる方式が一般的に用いられている。ＲＳＳＩ方式は、複数の受信端末において、送信端末から送信された電波のうち、送信端末から受信端末へ直接届いた直接波の受信強度に基づいて送信端末の位置を算出するものとなっている。
【０００３】
図１７は、室内における電波受信状況を示す説明図である。図１８は、室内における電波受信分布を示すシミュレーション結果である。
図１７に示すように、室内において、人や物の位置を検知する場合、壁や柱などの物体で送信端末Ｔｘからの送信電波が反射するため、受信端末Ｒｘに対して直接波以外の反射波が届く、いわゆるマルチパスが発生する。
したがって、図１８に示すように、マルチパスの影響で、受信端末で計測された受信電界強度は反射波の影響でその値が複雑に変化するため、直接波を前提とするＲＳＳＩ方式によれば、算出した位置の誤差が大きくなる。
【０００４】
このようなマルチパスの影響を抑制するため、複数の異なる周波数の電波を送信端末から送信し、これを受信端末でそれぞれ受信して受信電界強度を計測し、これら異なる周波数における各受信電界強度から統計処理により得た、最大値や平均値などからなる受信電界強度に基づいて、送信端末の位置を検知する技術が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２４４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来技術では、送信端末から複数の異なる周波数の電波を送信する必要があるため、送信端末の回路規模が増大し、小型化や省電力化が求められるタグなどの送信端末に適用するのは難しいという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、簡素な構成の送信端末であっても、反射波が発生する室内などの環境において、送信端末の位置を精度よく検知できる位置検知技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明にかかる位置検知システムは、送信端末から送信された電波をそれぞれ受信する複数の受信端末と、これら受信端末における電波の受信結果に基づいて送信端末の位置を算出する演算装置とを含む位置検知システムであって、受信端末に、点対称で放射状に配置された複数の指向性アンテナと、これら指向性アンテナごとに個別に受信した電波の個別受信結果と、これら指向性アンテナを結合して受信した電波に関する無指向性受信結果とを生成する受信部と、これら個別受信結果と無指向性受信結果とを演算装置へ通信回線を介して送信する通信処理部とを備え、演算装置に、各受信端末から通信回線を介して個別受信結果と無指向性受信結果とを受信する端末制御部と、受信端末ごとに得られた無指向性受信結果に基づいて、送信端末が存在する概略位置を示す第１の端末位置を算出する概略位置算出部と、受信端末ごとに得られた個別受信結果のうち、第１の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、送信端末が存在する詳細位置を示す第２の端末位置を算出する詳細位置算出部と、第２の端末位置を送信端末の位置として特定する端末位置特定部とを備えている。
【０００８】
この際、端末位置特定部で、受信端末ごとに、当該受信端末の指向性アンテナのうちから、第１の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択するとともに、第２の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択し、第１の端末位置に関する第１のアンテナ選択結果と第２の端末位置に関する第２のアンテナ選択結果との一致に応じて、当該第２の端末位置を送信端末の位置として特定するようにしてもよい。
【０００９】
さらに、詳細位置算出部で、第１のアンテナ選択結果と第２のアンテナ選択結果との不一致に応じて、受信端末ごとに得られた個別受信結果のうち、第２の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、送信端末が存在する詳細位置を示す第３の端末位置を算出し、端末位置特定部で、受信端末ごとに、当該受信端末の指向性アンテナのうちから、第３の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択し、第２のアンテナ選択結果と第３の端末位置に関する第３のアンテナ選択結果との一致に応じて、これら第２の端末位置または第３の端末位置を送信端末の位置として特定するようにしてもよい。
【００１０】
また、受信部に、指向性アンテナごとに設けられて、当該指向性アンテナで受信した電波を第１の受信信号と第２の受信信号とに分配出力する分配器と、第１の受信信号をそれぞれ入力とするとともに、第２の受信出力を合成した合成受信信号を入力とし、これら入力のうちのいずれか１つの入力を切替選択して出力する切替器と、切替器で選択された各第１の受信信号から個別受信結果をそれぞれ生成するとともに、切替器で選択された合成受信信号から無指向性受信結果を生成する受信器とを含むようにしてもよい。
【００１１】
また、受信部で、指向性アンテナごとに個別に受信した電波の個別受信結果のみを生成し、通信処理部で、個別受信結果のみを演算装置へ通信回線を介して送信し、概略位置算出部で、受信端末ごとに、当該受信端末の個別受信結果を合成演算処理することにより無指向性受信結果を算出するようにしてもよい。
【００１２】
また、受信部で、指向性アンテナごとに個別に受信した電波の個別受信結果のみを生成し、受信端末に、受信部からの個別受信結果を合成演算処理することにより無指向性受信結果を算出する合成処理部をさらに備え、通信処理部で、受信部からの個別受信結果と合成処理部からの無指向性受信結果とを演算装置へ通信回線を介して送信するようにしてもよい。
【００１３】
この際、受信部に、各指向性アンテナで受信した受信信号をそれぞれ入力とし、これら入力のうちのいずれか１つの入力を切替選択して出力する切替器と、切替器で選択された受信信号から個別受信結果をそれぞれ生成する受信器とを含むようにしてもよい。
【００１４】
あるいは、受信部に、指向性アンテナごとに設けられて、当該指向性アンテナで受信した電波から個別受信結果をそれぞれ生成する複数の受信器を含むようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明にかかる位置検知方法は、送信端末から送信された電波をそれぞれ受信する複数の受信端末と、これら受信端末における電波の受信結果に基づいて送信端末の位置を算出する演算装置とを含む位置検知システムで用いられる位置検知方法であって、受信端末が、点対称で放射状に配置された複数の指向性アンテナで、送信端末から送信された電波をそれぞれ受信し、これら指向性アンテナごとに個別に受信した電波の個別受信結果と、これら指向性アンテナを結合して受信した電波に関する無指向性受信結果とを生成する受信ステップと、受信端末が、個別受信結果と無指向性受信結果とを演算装置へ通信回線を介して送信する通信処理ステップと、演算装置が、各受信端末から通信回線を介して個別受信結果と無指向性受信結果とを受信する端末制御ステップと、演算装置が、受信端末ごとに得られた無指向性受信結果に基づいて、送信端末が存在する概略位置を示す第１の端末位置を算出する概略位置算出ステップと、演算装置が、受信端末ごとに得られた個別受信結果のうち、第１の端末位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、送信端末が存在する詳細位置を示す第２の端末位置を算出する詳細位置算出ステップと、第２の端末位置を送信端末の位置として特定する端末位置特定ステップとを備えている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、直接波の割合が多い電波に基づいて、送信端末の詳細位置を検知することができる。このため、従来技術のように送信端末から複数の異なる周波数の電波を送信する必要がなくなり、１つの周波数の電波を送信する簡素な構成の送信端末であっても、反射波が発生する室内などの環境において、送信端末の位置を精度よく検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態にかかる位置検知システムの構成を示すブロック図である。
【図２】送受信距離ごとに計測した電波の受信電界強度の変化例を示すグラフである。
【図３】送受信距離ごとに計測した電波の受信レベルの変化例を示すグラフである。
【図４】本発明の原理を示す説明図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる受信端末の構成を示すブロック図である。
【図６】受信端末における指向性アンテナの構成例である。
【図７】指向性アンテナのビームパターンを示す説明図である。
【図８】受信端末における受信部の動作を示すシーケンス図である。
【図９】第１の実施の形態にかかる演算装置の位置検知動作を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施の形態にかかる送信端末位置の算出例を示す説明図である。
【図１１】第１の実施の形態にかかる送信端末位置の算出過程を示す説明図である。
【図１２】第２の実施の形態にかかる演算装置の位置検知動作を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施の形態にかかる送信端末位置の算出例を示す説明図である。
【図１４】第２の実施の形態にかかる送信端末位置の算出過程を示す説明図である。
【図１５】第３の実施の形態にかかる受信端末の構成を示すブロック図である。
【図１６】第４の実施の形態にかかる受信端末の構成を示すブロック図である。
【図１７】室内における電波受信状況を示す説明図である。
【図１８】室内における電波受信分布を示すシミュレーション結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる位置検知システムについて説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる位置検知システムの構成を示すブロック図である。
この位置検知システム１は、電波を送信する送信端末５０から送信された電波を受信して、その電波に関する受信電界強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）などの受信結果を得る受信端末１０と、これら受信端末１０で得られた受信結果を、通信回線３０を介して受信し、これら受信結果に基づいて、送信端末５０の位置を検知する演算装置２０とから構成されている。
【００１９】
本実施の形態は、受信端末１０に、点対称で放射状に配置された複数の指向性アンテナを含むアンテナ部を設けて、これら指向性アンテナごとに個別に受信した送信端末５０からの電波の個別受信結果と、これら指向性アンテナを結合して受信した当該電波に関する無指向性受信結果とを生成して演算装置２０へ送信し、演算装置２０で、受信端末１０ごとに得られた無指向性受信結果に基づいて、送信端末５０が存在する概略位置（第１の端末位置）を算出するとともに、受信端末１０ごとに得られた個別受信結果のうち、概略位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、送信端末５０が存在する詳細位置（第２の端末位置）を算出し、この詳細位置を送信端末５０の位置として特定するようにしたものである。
【００２０】
［発明の原理］
まず、図２〜図４を参照して、本発明の原理について説明する。図２は、送受信距離ごとに計測した電波の受信電界強度の変化例を示すグラフである。図３は、送受信距離ごとに計測した電波の受信レベルの変化例を示すグラフである。図４は、本発明の原理を示す説明図である。
【００２１】
前述したように、室内など電波が反射する環境において、送信端末から電波を送信した場合、送信端末に対して送信端末からの直接波と反射波の両方が届く、いわゆるマルチパスが発生する。このため、このようなマルチパス発生環境において、送信端末と受信端末と間の送受信距離ごとに、受信端末における電波の受信電界強度を計測した場合、図２（ａ）に示すように、受信電界強度に大きなバラツキが発生する。このバラツキは、ある送受信距離では直接波と反射波との位相が同相となって電波が増幅し、またある送受信距離では直接波と反射波との位相が逆相となって電波が減衰するからである。
【００２２】
一方、反射波がほとんど発生しない開放空間において、送信端末と受信端末と間の送受信距離ごとに、受信端末における電波の受信電界強度を計測した場合、図２（ｂ）に示すように、受信電界強度のバラツキが減少する。これは、反射波が小さいため、直接波に対する反射の影響が小さくなるからである。
【００２３】
このことは、受信電界強度だけでなく電波の受信レベルにも当てはまる。すなわちマルチパス発生環境において、送信端末と受信端末と間の送受信距離ごとに、受信端末における電波の受信レベルを計測した場合、図３（ａ）に示すように、受信レベルに大きなバラツキが発生する。このため、受信レベルの最大ピーク値を受信タイミングとして電波の送信開始タイミングから受信タイミングまでの期間を電波到達時間として計測した場合、受信レベルのバラツキにより最大ピーク値が現れるタイミングにバラツキが生じ、結果として電波到達時間にもバラツキが発生する。
【００２４】
一方、反射波がほとんど発生しない開放空間において、送信端末と受信端末と間の送受信距離ごとに、受信端末における電波の受信レベルを計測した場合、図３（ｂ）に示すように、受信レベルのバラツキが減少する。これは、反射波が小さいため、直接波に対する反射の影響が小さくなるからである。これにより、最大ピーク値が現れるタイミングのバラツキも減少し、結果として電波到達時間の誤差が小さくなる。
【００２５】
したがって、送信端末から送信された電波の受信端末における受信結果に基づいて、送信端末の位置を検知する場合、なるべく反射波が少なく直接波の割合が多い電波に基づいて、送信端末の位置を検知したほうが、送信端末の位置を高い精度で検知することができる。
直接波の割合が多い電波を受信する方法として、指向性アンテナを利用する方法がある。指向性アンテナは、主ビーム方向に対して高い電界強度を有するビームパターンを有しており、主ビーム方向から電波の入射方向が離れるほど電界強度が低下する。したがって、送信端末の方向へ指向性アンテナの主ビーム方向を合わせることにより、他の方向からの反射波を減衰させることができ、結果として直接波の割合が多い電波を受信することができる。
【００２６】
しかしながら、送信端末の位置は常に変化するため、いずれの方向に指向性アンテナを向ければよいのかわからない。指向性アンテナを旋回させる方法も考えられるが、反射波の影響もあるため、どの向きが送信端末の位置なのかを容易に特定することは難しい。またアンテナ旋回機構も規模が大きくなって受信端末のコストパフォーマンスが低下するとともに、その小型化も難しくなる。さらに、指向性アンテナの旋回に時間を要するため、送信端末の位置検知に時間がかかるだけでなく、送信端末から電波を送信する時間も長くなるため、送信端末での電力消費が増大し、送信端末のコストパフォーマンスが低下するとともに、その小型化も難しくなる。
【００２７】
これに対して、本発明は、まず、送信端末からの電波を各受信端末で受信して、その受信結果に基づき送信端末の概略位置を検知し、その概略位置の方向から指向性アンテナで得られた電波の受信結果に基づき送信端末の詳細位置を検知する。これにより、直接波の割合が多い電波に基づいて、送信端末の詳細位置を検知することができる。
この際、送信端末からの電波を各受信端末の無指向性アンテナで受信した無指向性受信結果を用いれば、概略位置は容易に算出できる。このため、受信端末に無指向性アンテナと指向性アンテナを設ける必要がある。
【００２８】
本発明では、点対称で放射状に配置された複数の指向性アンテナを各送信端末に設け、これら指向性アンテナを結合することにより無指向性アンテナを構成し、無指向性受信結果を得ている。この際、指向性アンテナは回路的に結合してもよく、各指向性アンテナで得られた指向性受信結果を合成して無指向性受信結果を算出してもよい。
【００２９】
したがって、本発明では、図４に示すように、３つの受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のそれぞれに例えば６個の指向性アンテナを設け、これら受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で送信端末Ｔｘの位置を検知する場合、まず、図４（ａ）に示すように、各受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３にそれぞれ設けられた６個の指向性アンテナを結合して無指向性アンテナを構成し、得られた無指向性受信結果に基づき送信端末Ｔｘの概略位置Ｐ１を算出する。
次に、図４（ｂ）に示すように、受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ごとに、概略位置Ｐ１の方向を向く指向性アンテナとしてアンテナＡ３，Ａ５，Ａ６を選択し、これら指向性アンテナの個別受信結果に基づき送信端末Ｔｘの詳細位置Ｐ２を算出する。
【００３０】
これにより、直接波の割合が多い電波に基づいて、送信端末の詳細位置を検知することができ、反射波が発生する室内などのマルチパス発生環境であっても、高い精度で送信端末の位置を検知することが可能となる。
また、受信端末に指向性アンテナを点対称で放射状に複数設けたので、指向性アンテナの旋回機構を省くことができるとともに、直接波の割合が多い電波を受信できる方向を短い時間で特定することができる。また、これら指向性アンテナで無指向性アンテナを構成でき、別途、無指向性アンテナを設ける必要がなくなる。
【００３１】
［受信端末の構成］
次に、図５を参照して、本実施の形態にかかる位置検知システムで用いる受信端末の構成について詳細に説明する。  図５は、第１の実施の形態にかかる受信端末の構成を示すブロック図である。
この受信端末１０は、全体として電波を受信する受信装置からなり、主な構成として、アンテナ部１１、受信部１２、および通信処理部１３が設けられている。
【００３２】
アンテナ部１１は、点対称で放射状に配置された複数の指向性アンテナを含む回路部である。ここでは、アンテナ部１１に６つの指向性アンテナＡ１〜Ａ６が設けられている。
受信部１２は、指向性アンテナＡ１〜Ａ６ごとに個別に受信した電波の個別受信結果と、これら指向性アンテナを結合して受信した電波に関する無指向性受信結果とをそれぞれ出力する機能を有しており、主な機能部として、分配器１２Ａ〜１２Ｆ、切替器１２Ｓ、および受信器１２Ｒが設けられている。
【００３３】
分配器１２Ａ〜１２Ｆは、マイクロストリップラインやトランスなどの回路素子からなり、指向性アンテナＡ１〜Ａ６ごとに設けられて、当該指向性アンテナで受信した電波を２つの受信信号（第１の受信信号と第２の受信信号）に分配出力する機能を有している。
切替器１２Ｓは、ダイオードやＦＥＴなどのスイッチング回路素子を用いた切替回路からなり、分配器１２Ａ〜１２Ｆの後段に設けられて、各分配器１２Ａ〜１２Ｆで分配された一方の受信信号をそれぞれ入力Ｘ１〜Ｘ６とするとともに、各分配器１２Ａ〜１２Ｆで分配された他方の受信出力を合成した合成受信信号を入力Ｘ０とし、受信器１２Ｒからの切替信号に基づいて、これら入力Ｘ０〜Ｘ６のうちのいずれか１つの入力Ｘを受信器１２Ｒへの出力Ｙとして切替出力する機能を有している。
【００３４】
受信器１２Ｒは、切替器１２Ｓから出力された受信信号を受信処理し、その受信結果を出力する無線回路からなり、送信端末５０から送信された電波を検出して、所定のタイミングで切替信号Ｓを順次出力することにより、切替器１２Ｓの入力Ｘ０〜Ｘ６のうちのいずれか１つを個別に切替選択する機能と、切替器１２Ｓで入力Ｘ１〜Ｘ６を選択して得られた個々の指向性アンテナＡ１〜Ａ６の個別受信信号から個別受信結果をそれぞれ生成する機能と、切替器１２Ｓで入力Ｘ０を選択した得られた合成受信信号から無指向性受信結果を生成する機能とを有している。
【００３５】
通信処理部１３は、通信回線３０を介して演算装置２０とデータ通信を行う通信回路からなり、受信部１２で得られた個別受信結果と無指向性受信結果とを演算装置２０へ送信する機能を有している。
【００３６】
図６は、受信端末における指向性アンテナの構成例である。ここでは、６個の指向性アンテナＡ１〜Ａ６が、点対称で放射状に配置されている。各指向性アンテナＡ１〜Ａ６は、それぞれ電子回路基板１４上に回路パターンで形成された４エレメントの八木アンテナで構成されている。
また、電子回路基板１４のうち、これら指向性アンテナＡ１〜Ａ６の中央部には、受信部１２や通信処理部１３などの回路部が配置されている。これにより、アンテナ特性に影響を与えることなく、これら回路部を配置することができる。
【００３７】
図７は、指向性アンテナのビームパターンを示す説明図である。図６で示したように、例えば６個の指向性アンテナを点対称で放射状に配置した場合、各指向性アンテナはそれぞれ６０゜の角度範囲からの電波を受信する必要がある。
通常、指向性アンテナにおけるビームパターンでは、主ビーム方向において、電界強度の最大点Ｇから３ｄＢ（電力で１／２）低下した点Ｇ’を挟むビームパターンの角度を、半値角θ（あるいは指向角）と呼び、この半値角でビームパターンの広がりを表している。
【００３８】
図７の例では、この半値角θが６０゜のビームパターンを持つ６個の指向性アンテナが点対称で放射状に配置されている。これにより、各指向性アンテナのビームパターンは、隣接する指向性アンテナのビームパターンと接するように形成される。したがって、アンテナ中心点Ｎから、いずれの角度方向についても３ｄＢ以内の誤差で受信電界強度を計測できる。
また、この例では、指向性アンテナの数を６個としたので角度分解能が６０゜となるが、指向性アンテナの数については６個に限定されるものではない。例えば図６の電子回路基板の半径を大きくすれば半値角θの小さく指向性の鋭い指向性アンテナをより多く実装できることから、角度分解能を高くすることができ、送信端末５０の位置検知精度の向上に繋がる。
【００３９】
［演算装置の構成］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる位置検知システムで用いる演算装置の構成について詳細に説明する。
演算装置２０は、全体としてサーバやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からなり、主な機能部として、端末制御部２１、操作入力部２２、画面表示部２３、記憶部２４、概略位置算出部２５、詳細位置算出部２６、および端末位置特定部２７が設けられている。
【００４０】
端末制御部２１は、通信回線３０を介して各受信端末１０とデータ通信を行う通信回路からなり、各受信端末１０から送信された個別受信結果と無指向性受信結果を受信する機能を有している。
操作入力部２２は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して各機能部へ出力する機能を有している。
【００４１】
画面表示部２３は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、各受信端末１０で得られた受信結果や、送信端末５０の位置などの各種情報を画面表示する機能を有している。
記憶部２４は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、各受信端末１０の配置位置や各受信端末１０の指向性アンテナの数および主ビーム角度方向などの環境データや、受信端末１０から受信した受信結果など、送信端末５０の位置検知に用いる各種処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。
【００４２】
概略位置算出部２５は、受信端末１０ごとに得られた無指向性受信結果に基づいて、送信端末５０が存在する概略位置（第１の端末位置）を算出する機能を有している。
詳細位置算出部２６は、受信端末１０ごとに得られた個別受信結果のうち、概略位置算出部２５で得られた送信端末５０の概略位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、送信端末５０が存在する詳細位置（第２の端末位置）を算出する機能を有している。
端末位置特定部２７は、詳細位置算出部２６で得られた送信端末５０の詳細位置を、送信端末５０が存在する位置として特定する機能を有している。
【００４３】
演算装置２０のこれら機能のうち、概略位置算出部２５、詳細位置算出部２６、および端末位置特定部２７については、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部２４から読み込んだプログラムを実行することにより、各種処理を実行する演算処理部で実現すればよい。
【００４４】
［第１の実施の形態の動作］
次に、本実施の形態にかかる位置検知システムの動作について説明する。
まず、図８を参照して、本実施の形態にかかる受信端末１０の動作について説明する。図８は、受信端末における受信部の動作を示すシーケンス図である。
送信端末５０は、定期的あるいは任意のイベントが発生した時点で、自端末に固有のＩＤを含む電波を送信する。受信端末１０の受信部１２は、送信端末５０からの電波を受信した際、図８のような受信動作を実行する。
【００４５】
受信器１２Ｒは、常時、切替部１２Ｓに対して切替信号Ｓを出力することにより合成受信信号を取得しており、時刻Ｔ０において、送信端末５０から送信開始された電波を検出した場合、時刻Ｔ１までの期間に当該合成受信信号に関する受信電界強度を計測し、得られた受信結果を無指向性受信結果として通信処理部１３へ出力する。また、受信器１２Ｒは、この合成受信信号から、送信端末５０の送信ＩＤを検出して通信処理部１３へ出力する。
この後の時刻Ｔ１において、受信器１２Ｒは、切替信号Ｓを出力して指向性アンテナＡ１からの個別受信信号を取得し、時刻Ｔ２までの期間に当該個別受信信号に関する受信電界強度を計測し、得られた受信結果を指向性アンテナＡ１に関する個別受信結果として通信処理部１３へ出力する。
【００４６】
これ以降、時刻Ｔ２〜Ｔ６において、受信器１２Ｒは、上記と同様にして指向性アンテナＡ２〜Ａ６の個別受信信号に関する受信電界強度を計測し、得られた受信結果を指向性アンテナＡ２〜Ａ６に関する個別受信結果としてそれぞれ通信処理部１３へ出力する。
このようにして、送信端末５０から電波が送信された時刻Ｔ０〜Ｔ７の間に、受信器１２Ｒにより、指向性アンテナＡ１〜Ａ６を切り替えて、個別受信結果と無指向性受信結果を取得した後、通信処理部１３は、これら個別受信結果と無指向性受信結果に送信端末５０の送信ＩＤと自己の受信ＩＤとを付加した受信結果を、通信回線３０を介して演算装置２０へ送信する。
【００４７】
次に、図９を参照して、本実施の形態にかかる演算装置２０の動作について説明する。図９は、第１の実施の形態にかかる演算装置の位置検知動作を示すフローチャートである。
【００４８】
演算装置２０は、各受信端末１０から通信回線３０を介して送信された受信結果を、端末制御部２１でそれぞれ受信し、当該受信結果に含まれている送信ＩＤごとに分類して、記憶部２４へ格納する（ステップ１００）。
次に、演算装置２０は、概略位置算出部２５により、各受信端末１０からの受信結果が揃った送信ＩＤを選択し、当該送信ＩＤに関する各受信端末１０の受信結果のうちから無指向性受信結果を取得し、これら無指向性受信結果に基づき、送信端末５０が存在する概略位置Ｐ１を算出する（ステップ１０１）。
【００４９】
複数の受信電界強度から送信端末位置を検出する方法の１つとして重心法がある。受信端末ｉの位置座標をＲｉ（ｘｉ，ｙｉ）とし、当該受信端末ｉで計測した受信電界強度をＳ（ｉ）とした場合、送信端末位置ＴのＸ座標値ｘおよびＹ座標値ｙは、次の式（１）で求められる。この際、受信電界強度は無指向性アンテナと指向性アンテナのいずれで計測したものであってもよい。また、受信端末ｉの数は、１以上であればよい。
【数１】
2011089947.tif 000003
【００５０】
このようにして、送信端末５０の概略位置Ｐ１を算出した後、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、各受信端末１０の位置座標および各指向性アンテナの角度方向と概略位置Ｐ１の位置座標とを比較することにより、受信端末１０ごとに、当該受信端末１０の指向性アンテナＡ１〜Ａ６のうち、当該受信端末１０から概略位置Ｐ１方向を向く指向性アンテナをそれぞれ選択し（ステップ１０２）、この選択結果を記憶部２４へ保存する（ステップ１０３）。
【００５１】
次に、演算装置２０は、受信端末１０ごとに選択した指向性アンテナに対応する個別受信結果に基づいて、詳細位置算出部２６により、式（１）を用いて、送信端末５０が存在する詳細位置Ｐ２を算出する（ステップ１０４）。
この後、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、詳細位置算出部２６で算出した詳細位置Ｐ２を、送信端末５０が存在する位置として特定し（ステップ１０５）、一連の位置検知動作を終了する。
【００５２】
［第１の実施の形態の動作例］
図１０は、第１の実施の形態にかかる送信端末位置の算出例を示す説明図である。図１１は、第１の実施の形態にかかる送信端末位置の算出過程を示す説明図である。
図１０に示すように、送信端末から送信された電波を３つの受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で受信し、その受信結果に基づき送信端末の位置を算出する場合、まず、これら受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で得られた無指向性受信結果Ｓ（１，０），Ｓ（２，０），Ｓ（３，０）に基づいて、式（１）を用いて送信端末の概略位置Ｐ１が算出される。ここでは、受信端末ｉにおける無指向性受信結果をＳ（ｉ，０）と表し、受信端末ｉの指向性アンテナＡｊにおける個別受信結果をＳ（ｉ，ｊ）と表す。
【００５３】
次に、受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ごとに、この概略位置Ｐ１方向の指向性アンテナが選択される。ここでは、受信端末Ｒ１の選択結果Ｄ（１）として指向性アンテナＡ３が選択されている。また受信端末Ｒ２の選択結果Ｄ（２）として指向性アンテナＡ５が選択され、受信端末Ｒ３の選択結果Ｄ（３）として指向性アンテナＡ６が選択されている。
この後、受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ごとに選択された概略位置Ｐ１方向の指向性アンテナＡ３，Ａ５，Ａ６と対応する個別受信結果Ｓ（１，３），Ｓ（２，５），Ｓ（３，６）に基づいて、式（１）を用いて送信端末の詳細位置Ｐ２が算出される。
【００５４】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、受信端末１０に、点対称で放射状に配置された複数の指向性アンテナを含むアンテナ部を設けて、これら指向性アンテナごとに個別に受信した送信端末５０からの電波の個別受信結果と、これら指向性アンテナを結合して受信した当該電波に関する無指向性受信結果とを、通信回線３０を介して演算装置２０へ送信し、演算装置２０で、受信端末１０ごとに得られた無指向性受信結果に基づいて、送信端末５０が存在する概略位置Ｐ１を算出するとともに、受信端末１０ごとに得られた個別受信結果のうち、概略位置Ｐ１の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、送信端末５０が存在する詳細位置Ｐ２を算出し、この詳細位置Ｐ２を送信端末５０の位置として特定している。
【００５５】
これにより、直接波の割合が多い電波に基づいて、送信端末の詳細位置を検知することができる。このため、従来技術のように送信端末から複数の異なる周波数の電波を送信する必要がなくなり、１つの周波数の電波を送信する簡素な構成の送信端末であっても、反射波が発生する室内などの環境において、送信端末の位置を精度よく検知することが可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態では、受信端末１０に指向性アンテナＡ１〜Ａ６を点対称で放射状に複数設けて、切替制御するようにしたので、指向性アンテナの旋回機構を省くことができるとともに、このような指向性アンテナの旋回に要する時間も省くことができ、結果として直接波の割合が多い電波を受信できる方向を、短い時間で特定することができる。
また、これら指向性アンテナを結合して無指向性アンテナを構成するようにしたので、別途、無指向性アンテナを設ける必要がなくなる。
【００５７】
また、本実施の形態では、具体的な構成例として、受信端末１０の受信部１２に、指向性アンテナごとに設けられて、当該指向性アンテナで受信した電波を第１の受信信号と第２の受信信号とに分配出力する分配器１２Ａ〜１２Ｆと、第１の受信信号をそれぞれ入力とするとともに、第２の受信出力を合成した合成受信信号を入力とし、これら入力のうちのいずれか１つの入力を切替選択して出力する切替器１２Ｓとを設け、受信器１２Ｒで、切替器１２Ｓで選択された各第１の受信信号から個別受信結果をそれぞれ生成するとともに、切替器で選択された合成受信信号から無指向性受信結果を生成するようにしたので、無指向性アンテナがない場合でも、簡素な回路構成で、個別受信結果と無指向性受信結果とを得ることができる。
【００５８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる位置検知システムについて説明する。
第１の実施の形態では、端末位置特定部２７において、詳細位置算出部２６で算出した送信端末５０の詳細位置Ｐ２を、そのまま送信端末５０が存在する位置として特定する場合を例として説明した。
本実施の形態では、この詳細位置Ｐ２を概略位置Ｐ１と比較することにより、送信端末５０が存在する位置を検証する場合について説明する。
【００５９】
本実施の形態にかかる演算装置２０において、端末位置特定部２７は、受信端末１０ごとに、当該受信端末１０の指向性アンテナのうちから、概略位置Ｐ１の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択するとともに、詳細位置Ｐ２の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択し、概略位置Ｐ１に関するアンテナ選択結果（第１のアンテナ選択結果）と詳細位置Ｐ２に関するアンテナ選択結果（第２のアンテナ選択結果）との一致に応じて、当該詳細位置Ｐ２を送信端末５０の位置として特定する機能を有している。
【００６０】
この際、詳細位置算出部２６に、概略位置Ｐ１に関するアンテナ選択結果と詳細位置Ｐ２に関するアンテナ選択結果との不一致に応じて、受信端末１０ごとに得られた個別受信結果のうち、詳細位置の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、送信端末５０が存在する新たな詳細位置（第３の端末位置）Ｐ３を算出する機能を設け、端末位置特定部２７に、受信端末１０ごとに、受信端末１０の指向性アンテナのうちから、新たな詳細位置Ｐ３の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択し、詳細位置Ｐ２に関するアンテナ選択結果と新たな詳細位置Ｐ３に関するアンテナ選択結果との一致に応じて、これら詳細位置Ｐ２または新たな詳細位置Ｐ３を送信端末５０の位置として特定する機能を設けてもよい。
なお、本実施の形態にかかる位置検知システムのうち、これら以外の構成については、前述した第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６１】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図１２を参照して、本実施の形態にかかる演算装置２０の動作について説明する。図１２は、第２の実施の形態にかかる演算装置の位置検知動作を示すフローチャートであり、図９と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
【００６２】
演算装置２０は、各受信端末１０から通信回線３０を介して送信された受信結果を、端末制御部２１でそれぞれ受信し、当該受信結果に含まれている送信ＩＤごとに分類して、記憶部２４へ格納する（ステップ１００）。
次に、演算装置２０は、概略位置算出部２５により、各受信端末１０からの受信結果が揃った送信ＩＤを選択し、当該送信ＩＤに関する各受信端末１０の受信結果のうちから無指向性受信結果を取得し、これら無指向性受信結果に基づき、送信端末５０が存在する概略位置Ｐ１を算出する（ステップ１０１）。
【００６３】
このようにして、送信端末５０の概略位置Ｐ１を算出した後、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、各受信端末１０の位置座標および各指向性アンテナの角度方向と概略位置Ｐ１の位置座標とを比較することにより、受信端末１０ごとに、当該受信端末１０の指向性アンテナＡ１〜Ａ６のうち、当該受信端末１０から概略位置Ｐ１方向を向く指向性アンテナをそれぞれ選択し（ステップ１０２）、このアンテナ選択結果（第１のアンテナ選択結果）を記憶部２４へ保存する（ステップ１０３）。
【００６４】
次に、演算装置２０は、受信端末１０ごとに選択した指向性アンテナに対応する個別受信結果に基づいて、詳細位置算出部２６により、式（１）を用いて、送信端末５０が存在する詳細位置Ｐ２を算出する（ステップ１０４）。
続いて、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、各受信端末１０の位置座標および各指向性アンテナの角度方向と、ステップ１０４で算出した詳細位置Ｐ２の位置座標とを比較することにより、受信端末１０ごとに、当該受信端末１０の指向性アンテナＡ１〜Ａ６のうち、当該受信端末１０から詳細位置Ｐ２方向を向く指向性アンテナをそれぞれ選択する（ステップ２００）。
【００６５】
この後、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、ステップ１０３で保存しておいた、概略位置Ｐ１方向を向く指向性アンテナの前回のアンテナ選択結果（第１のアンテナ選択結果）を記憶部２４から読み出し、ステップ２００で得た、詳細位置Ｐ２方向を向く指向性アンテナのアンテナ選択結果（第２のアンテナ選択結果）を、前回のアンテナ選択結果とを比較する（ステップ２０１）。
ここで、ステップ２００で得たアンテナ選択結果が前回のアンテナ選択結果と一致した場合（ステップ２０１：ＹＥＳ）、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、詳細位置算出部２６で算出した詳細位置Ｐ２を、送信端末５０が存在する位置として特定し（ステップ１０５）、一連の位置検知動作を終了する。
【００６６】
一方、ステップ２００で得たアンテナ選択結果が前回のアンテナ選択結果と一致しない場合（ステップ２０１：ＮＯ）、ステップ１０３に戻って、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、ステップ２００で得られた詳細位置Ｐ２方向を向く指向性アンテナのアンテナ選択結果（第２のアンテナ選択結果）を記憶部２４へ保存する（ステップ１０３）。
【００６７】
次に、演算装置２０は、ステップ２００で受信端末１０ごとに選択した詳細位置Ｐ２方向を向く指向性アンテナに対応する個別受信結果に基づいて、詳細位置算出部２６により、式（１）を用いて、送信端末５０が存在する新たな詳細位置Ｐ３を算出する（ステップ１０４）。
続いて、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、各受信端末１０の位置座標および各指向性アンテナの角度方向と、ステップ１０４で算出した新たな詳細位置Ｐ３の位置座標とを比較することにより、受信端末１０ごとに、当該受信端末１０の指向性アンテナＡ１〜Ａ６のうち、当該受信端末１０から新たな詳細位置Ｐ３方向を向く指向性アンテナをそれぞれ選択する（ステップ２００）。
【００６８】
この後、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、ステップ１０３で保存しておいた、詳細位置Ｐ２方向を向く指向性アンテナの前回のアンテナ選択結果（第２のアンテナ選択結果）を記憶部２４から読み出し、ステップ２００で得た、新たな詳細位置Ｐ３方向を向く指向性アンテナのアンテナ選択結果（第３のアンテナ選択結果）を、前回のアンテナ選択結果と比較する（ステップ２０１）。
ここで、ステップ２００で得たアンテナ選択結果が前回のアンテナ選択結果と一致した場合（ステップ２０１：ＹＥＳ）、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、詳細位置算出部２６で算出した詳細位置Ｐ２または新たな詳細位置Ｐ３を、送信端末５０が存在する位置として特定し（ステップ１０５）、一連の位置検知動作を終了する。
【００６９】
一方、ステップ２００で得たアンテナ選択結果が前回のアンテナ選択結果と一致しない場合（ステップ２０１ＮＯ）、ステップ１０３に戻って、演算装置２０は、端末位置特定部２７により、ステップ２００で得られた新たな詳細位置Ｐ３方向を向く指向性アンテナのアンテナ選択結果（第３のアンテナ選択結果）を記憶部２４へ保存する（ステップ１０３）。
この後、ステップ１０３〜２０１により、記憶部２４に保存されているアンテナ選択結果と、このアンテナ結果に対応する個別受信結果により算出された新たな詳細位置方向を向く指向性アンテナのアンテナ選択結果とが比較され、これらアンテナ選択結果が一致するまで、ステップ１０３〜２０１が繰り返し実行される。
【００７０】
［第２の実施の形態の動作例］
図１３は、第２の実施の形態にかかる送信端末位置の算出例を示す説明図である。図１４は、第２の実施の形態にかかる送信端末位置の算出過程を示す説明図である。
図１３に示すように、送信端末から送信された電波を３つの受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で受信し、その受信結果に基づき送信端末の位置を算出する場合、まず、これら受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で得られた無指向性受信結果Ｓ（１，０），Ｓ（２，０），Ｓ（３，０）に基づいて、式（１）を用いて送信端末の概略位置Ｐ１が算出される。ここでは、受信端末ｉにおける無指向性受信結果をＳ（ｉ，０）と表し、受信端末ｉの指向性アンテナＡｊにおける個別受信結果をＳ（ｉ，ｊ）と表す。
【００７１】
次に、受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ごとに、この概略位置Ｐ１方向の指向性アンテナが選択される。ここでは、受信端末Ｒ１の選択結果Ｄ（１）として指向性アンテナＡ３が選択されている。また受信端末Ｒ２の選択結果Ｄ（２）として指向性アンテナＡ５が選択され、受信端末Ｒ３の選択結果Ｄ（３）として指向性アンテナＡ６が選択されている。
この後、受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ごとに選択された概略位置Ｐ１方向の指向性アンテナＡ３，Ａ５，Ａ６と対応する個別受信結果Ｓ（１，３），Ｓ（２，５），Ｓ（３，６）に基づいて、式（１）を用いて送信端末の詳細位置Ｐ２が算出される。
【００７２】
続いて、受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ごとに、この詳細位置Ｐ２方向の指向性アンテナが選択される。ここでは、受信端末Ｒ１の選択結果Ｄ（１）として指向性アンテナＡ３が選択されている。また受信端末Ｒ２の選択結果Ｄ（２）として指向性アンテナＡ５が選択され、受信端末Ｒ３の選択結果Ｄ（３）として指向性アンテナＡ１が選択されている。
【００７３】
ここで、受信端末Ｒ３で選択された概略位置Ｐ１方向の指向性アンテナＡ６と、詳細位置Ｐ２方向の指向性アンテナＡ１とが不一致となる。このことは、受信端末Ｒ１の指向性アンテナＡ３、受信端末Ｒ２の指向性アンテナＡ５、受信端末Ｒ３の指向性アンテナＡ６で定まるゾーンＺ１に概略位置Ｐ１が存在し、受信端末Ｒ１の指向性アンテナＡ３、受信端末Ｒ２の指向性アンテナＡ５、受信端末Ｒ３の指向性アンテナＡ１で定まるゾーンＺ２に詳細位置Ｐ２が存在することを示している。このため、詳細位置Ｐ２は送信端末の位置として特定されない。
【００７４】
この後、受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ごとに選択された詳細位置Ｐ２方向の指向性アンテナＡ３，Ａ５，Ａ１と対応する個別受信結果Ｓ（１，３），Ｓ（２，５），Ｓ（３，１）に基づいて、式（１）を用いて送信端末の新たな詳細位置Ｐ３が算出される。
続いて、受信端末Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ごとに、この新たな詳細位置Ｐ３方向の指向性アンテナが選択される。ここでは、受信端末Ｒ１の選択結果Ｄ（１）として指向性アンテナＡ３が選択されている。また受信端末Ｒ２の選択結果Ｄ（２）として指向性アンテナＡ５が選択され、受信端末Ｒ３の選択結果Ｄ（３）として指向性アンテナＡ１が選択されている。
【００７５】
ここで、受信端末Ｒ３で選択された詳細位置Ｐ２方向の指向性アンテナＡ１と、新たな詳細位置Ｐ３方向の指向性アンテナＡ１とが一致する。このことは、受信端末Ｒ１の指向性アンテナＡ３、受信端末Ｒ２の指向性アンテナＡ５、受信端末Ｒ３の指向性アンテナＡ１で定まるゾーンＺ２に詳細位置Ｐ２と新たな詳細位置Ｐ３とが存在することを示している。このため、詳細位置Ｐ２または新たな詳細位置Ｐ３が送信端末の位置として特定される。
【００７６】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、端末位置特定部２７により、受信端末１０ごとに、当該受信端末の指向性アンテナのうちから、概略位置Ｐ１の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択するとともに、詳細位置Ｐ２の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択し、概略位置Ｐ１に関するアンテナ選択結果と詳細位置Ｐ２に関するアンテナ選択結果とを比較している。
【００７７】
ここで、概略位置Ｐ１の方向に指向性を持つ指向性アンテナと、詳細位置Ｐ２の方向に指向性を持つ指向性アンテナとが一致している場合には、概略位置Ｐ１と詳細位置Ｐ２とが受信端末１０の分解能の範囲に収まっていて、詳細位置Ｐ２の算出結果に含まれる誤差が小さいと見なすことができる。
したがって、本実施の形態では、概略位置Ｐ１に関するアンテナ選択結果と詳細位置Ｐ２に関するアンテナ選択結果との一致に応じて、詳細位置Ｐ２を送信端末５０の位置として特定している。これにより、さらに高い精度で送信端末５０の位置を検知することが可能となる。
【００７８】
また、概略位置Ｐ１に関するアンテナ選択結果と詳細位置Ｐ２に関するアンテナ選択結果とが一致しない場合には、例えば送信端末位置の検知エラーを示すデータを出力したり、前回検知した送信端末位置を検知結果として出力するというような、エラー処理を行えばよい。
【００７９】
また、本実施の形態では、概略位置Ｐ１に関するアンテナ選択結果と詳細位置Ｐ２に関するアンテナ選択結果とが一致しない場合には、詳細位置算出部２６で、受信端末１０ごとに得られた個別受信結果のうち、詳細位置Ｐ２の方向に指向性を持つ指向性アンテナに関する個別受信結果に基づいて、送信端末５０が存在する新たな詳細位置Ｐ３を算出し、端末位置特定部２７で、受信端末１０ごとに、当該受信端末１０の指向性アンテナのうちから、新たな詳細位置Ｐ３の方向に指向性を持つ指向性アンテナをそれぞれ選択し、詳細位置Ｐ２に関するアンテナ選択結果と新たな詳細位置Ｐ３に関するアンテナ選択結果とを比較するようにしてもよい。
【００８０】
この場合にも、前述と同様に、詳細位置Ｐ２の方向に指向性を持つ指向性アンテナと、新たな詳細位置Ｐ３の方向に指向性を持つ指向性アンテナとが一致している場合には、詳細位置Ｐ２と新たな詳細位置Ｐ３とが受信端末１０の分解能の範囲に収まっていて、新たな詳細位置Ｐ３の算出結果に含まれる誤差が小さいと見なすことができる。
【００８１】
したがって、本実施の形態では、詳細位置Ｐ２に関するアンテナ選択結果と新たな詳細位置Ｐ３との一致に応じて、詳細位置Ｐ２または新たな詳細位置Ｐ３を送信端末５０の位置として特定している。これにより、さらに高い精度で送信端末５０の位置を検知することが可能となる。
【００８２】
また、前述と同様に、詳細位置Ｐ２に関するアンテナ選択結果と新たな詳細位置Ｐ３とが一致しない場合には、例えば送信端末位置の検知エラーを示すデータを出力したり、前回検知した送信端末位置を検知結果として出力するというような、エラー処理を行えばよい。
【００８３】
［第３の実施の形態］
次に、図１５を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる位置検知システムについて説明する。図１５は、第３の実施の形態にかかる受信端末の構成を示すブロック図である。
【００８４】
第１の実施の形態では、受信端末１０の受信部１２で、指向性アンテナＡ１〜Ａ６からの受信信号を合成した合成受信信号を生成し、この合成受信信号の受信結果を無指向性受信結果として演算装置２０へ送信する場合を例として説明した。本実施の形態では、受信端末１０からは、指向性アンテナＡ１〜Ａ６ごとに個別に受信した電波の個別受信結果のみを演算装置２０へ送信し、演算装置２０でこれら個別受信結果から無指向性受信結果を算出する場合について説明する。
【００８５】
図１５に示すように、本実施の形態にかかる受信端末１０の受信部１２は、切替器１２Ｓと受信器１２Ｒとから構成されており、第１の実施の形態（図５参照）と比較して、分配器１２Ａ〜１２Ｆが省かれているとともに、切替器１２Ｓでは合成受信信号を入力する入力Ｘ０が省かれている。
【００８６】
受信器１２Ｒは、切替器１２Ｓから出力された受信信号を受信処理し、その受信結果を出力する無線回路からなり、送信端末５０から送信された電波を検出して、所定のタイミングで切替信号Ｓを順次出力することにより、切替器１２Ｓの入力Ｘ１〜Ｘ６のうちのいずれか１つを個別に切替選択する機能と、切替器１２Ｓで入力Ｘ１〜Ｘ６を選択して得られた個々の指向性アンテナＡ１〜Ａ６の個別受信信号から個別受信結果をそれぞれ生成する機能とを有している。
【００８７】
通信処理部１３は、通信回線３０を介して演算装置２０とデータ通信を行う通信回路からなり、受信部１２で得られた個別受信結果を演算装置２０へ送信する機能を有している。
一方、演算装置２０の概略位置算出部２５は、受信端末１０ごとに、当該受信端末１０の個別受信結果を合成演算処理することにより無指向性受信結果を算出する機能を有している。この際、個別受信結果をＳ（ｉ）（ｉ＝１〜６の整数）とし、合成損失をＬとした場合、無指向性受信結果Ｓ（０）は、次の式（２）で算出できる。
【数２】
2011089947.tif 000004
【００８８】
本実施の形態にかかるこの他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００８９】
［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、受信部１２で、指向性アンテナＡ１〜Ａ６ごとに個別に受信した電波の個別受信結果のみを出力し、通信処理部１３で、個別受信結果のみを演算装置２０へ通信回線３０を介して送信し、演算装置２０の概略位置算出部２５で、受信端末ごとに、当該受信端末の個別受信結果を合成演算処理することにより無指向性受信結果を算出するようにしたので、受信端末１０の回路構成を簡素化することができる。
【００９０】
また、本実施の形態では、演算装置２０の概略位置算出部２５で、無指向性受信結果を算出する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、演算装置２０における他の機能部で算出してもよい。
あるいは、受信端末１０の通信処理部１３に、受信部１２から出力された個別受信結果を合成演算処理することにより無指向性受信結果を算出する機能を設け、通信処理部１３で、個別受信結果と無指向性受信結果を演算装置２０へ通信回線３０を介して送信するようにしてもよい。この際、通信処理部１３とは別個に設けた合成処理部で、無指向性受信結果を算出してもよい。
【００９１】
［第４の実施の形態］
次に、図１６を参照して、本発明にかかる位置検知システムについて説明する。図１６は、本発明の第４の実施の形態にかかる受信端末の構成を示すブロック図である。
【００９２】
第１の実施の形態では、受信端末１０において、指向性アンテナＡ１〜Ａ６を順次切り替えることにより、１つの受信器１２Ｒでそれぞれの個別受信結果を順に生成する場合について説明した。本実施の形態では、受信端末１０の受信部１２に、指向性アンテナＡ１〜Ａ６ごとに受信器１２Ｒを設け、各受信器１２Ｒで並列して個別受信結果を生成する場合について説明する。
【００９３】
図１６に示すように、本実施の形態にかかる受信端末１０の受信部１２は、指向性アンテナＡ１〜Ａ６ごとに設けられた６個の受信器１２Ｒから構成されている。
各受信器１２Ｒは、それぞれ対応する指向性アンテナＡ１〜Ａ６のいずれか１つから出力された個別受信信号から個別受信結果をそれぞれ生成する機能を有している。
【００９４】
通信処理部１３は、通信回線３０を介して演算装置２０とデータ通信を行う通信回路からなり、受信部１２で得られた個別受信結果を演算装置２０へ送信する機能を有している。
一方、演算装置２０の概略位置算出部２５は、受信端末１０ごとに、当該受信端末１０の個別受信結果を合成演算処理することにより無指向性受信結果を算出する機能を有している。
【００９５】
［第４の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、受信端末１０の受信部１２に、指向性アンテナＡ１〜Ａ６ごとに受信器１２Ｒを設けて、当該指向性アンテナで受信した電波から個別受信結果をそれぞれ生成するようにしたので、送信端末５０からの電波を、指向性アンテナＡ１〜Ａ６ごとに並列して受信でき、それぞれの個別受信結果を一度に得ることができる。
このため、受信処理に要する時間を大幅に短縮できることから、送信端末５０からの電波送信時間を大幅に短縮でき、結果として、送信端末５０の消費電力を削減でき、送信端末５０の小型化やコストダウンを実現できる。
【００９６】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１…位置検知システム、１０…受信端末、１１…アンテナ部、１２…受信部、１２Ａ，〜，１２Ｆ…分配器、１２Ｓ…切替器、１２Ｒ…受信器、１３…通信処理部、１４…電子回路基板、２０…演算装置、２１…端末制御部、２２…操作入力部、２３…画面表示部、２４…記憶部、２５…概略位置算出部、２６…詳細位置算出部、２７…端末位置特定部、３０…通信回線、５０…送信端末、Ａ１，〜，Ａ６…指向性アンテナ、Ｔｘ…送信端末、Ｒ１，〜，Ｒ６…受信端末、Ｐ１…概略位置、Ｐ２，Ｐ３…詳細位置、Ｚ１，Ｚ２…ゾーン。
【図１】
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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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