(57)【要約】【課題】同一空間内の複数の装置の位置の検出に要する手間を軽減し、検出精度を向上することが可能な技術が提供されることが望まれる。【解決手段】測位対象装置によって送信された音響送信信号の周辺装置における受信方向と、前記音響送信信号を受信した前記周辺装置によって送信される音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置および前記周辺装置の距離との少なくともいずれか一つを取得する取得部と、前記少なくともいずれか一つと前記周辺装置の位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する処理部と、を備える、データ処理装置が提供される。【選択図】図１
2019168291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位対象装置と、前記測位対象装置の周辺装置と、データ処理装置とを有する測位システムであって、
前記データ処理装置は、
前記測位対象装置によって送信された音響送信信号の前記周辺装置における受信方向と、前記音響送信信号を受信した前記周辺装置によって送信される音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置および前記周辺装置の距離との少なくともいずれか一つを取得する取得部と、
前記少なくともいずれか一つと前記周辺装置の位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する処理部と、
を備える、測位システム。
【請求項２】
測位対象装置によって送信された音響送信信号の周辺装置における受信方向と、前記音響送信信号を受信した前記周辺装置によって送信される音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置および前記周辺装置の距離との少なくともいずれか一つを取得する取得部と、
前記少なくともいずれか一つと前記周辺装置の位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する処理部と、
を備える、データ処理装置。
【請求項３】
前記処理部は、複数の周辺装置それぞれによって送信された音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と前記複数の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記測位対象装置の向きを算出する、
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
前記処理部は、複数の周辺装置それぞれによって送信された音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と前記複数の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する、
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
前記処理部は、複数の周辺装置それぞれにおける前記音響送信信号の受信方向と前記複数の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する、
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、複数の周辺装置によって送信された前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置と前記複数の周辺装置それぞれとの距離と、前記複数の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記複数の周辺装置それぞれにおける前記音響送信信号の受信方向を補正し、補正後の受信方向に基づいて、前記測位対象装置の位置および向きの少なくともいずれか一つを補正する、
請求項５に記載のデータ処理装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、複数の周辺装置によって送信された前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置と前記複数の周辺装置それぞれとの距離と、前記複数の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する、
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項８】
前記処理部は、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、第１の周辺装置によって送信された前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置と前記第１の周辺装置との距離と、第２の周辺装置における前記音響送信信号と前記音響応答信号との受信時刻差に対応する距離と、前記第１の周辺装置および前記第２の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する、
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記測位対象装置の位置と、前記周辺装置の位置と、前記周辺装置によって送信された前記音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向とに基づいて、前記測位対象装置の向きを算出する、
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項１０】
前記処理部は、前記測位対象装置によって送信される音響ビーコン信号の複数の装置それぞれにおける受信強度または受信時刻に基づいて、前記周辺装置を選択する、
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項１１】
前記処理部は、前記測位対象装置の振動、電源投入、タイマによるタイムアウトの少なくともいずれか一つのイベントが検出された場合に、前記周辺装置を選択する、
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項１２】
前記データ処理装置は、前記音響送信信号の送信を指示するための測位指示データの前記測位対象装置への送信を制御する出力制御部を備える、
請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項１３】
測位対象装置によって送信された音響送信信号の周辺装置における受信方向と、前記音響送信信号を受信した前記周辺装置によって送信される音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置および前記周辺装置の距離との少なくともいずれか一つを取得することと、
前記少なくともいずれか一つと前記周辺装置の位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出することと、
を備える、データ処理方法。
【請求項１４】
コンピュータを、
測位対象装置によって送信された音響送信信号の周辺装置における受信方向と、前記音響送信信号を受信した前記周辺装置によって送信される音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置および前記周辺装置の距離との少なくともいずれか一つを取得する取得部と、
前記少なくともいずれか一つと前記周辺装置の位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する処理部と、
を備える、データ処理装置として機能させるためのプログラム。
【請求項１５】
測位対象装置であって、
音響送信信号を送信する音響送信信号送信部と、
前記音響送信信号を受信した周辺装置によって送信された音響応答信号を受信する音響応答信号受信部と、
前記周辺装置によって送信された前記音響応答信号の受信方向を決定する決定部と、
前記測位対象装置の向きを算出するデータ処理装置に前記音響応答信号の前記受信方向を送信する通信部と、
を備える、測位対象装置。
【請求項１６】
前記決定部は、前記周辺装置によって送信された前記音響応答信号の、複数のマイクロフォンによる受信強度、または、前記複数のマイクロフォン間における前記音響応答信号の受信時刻差に基づいて、前記受信方向を決定する、
請求項１５に記載の測位対象装置。
【請求項１７】
前記測位対象装置は、前記音響送信信号が送信されてから前記周辺装置によって送信された前記音響応答信号が受信されるまでの往復時間に基づいて、前記測位対象装置と前記周辺装置との距離を算出する制御部を備え、
前記通信部は、前記測位対象装置と前記周辺装置との距離を前記データ処理装置に送信する、
請求項１５に記載の測位対象装置。
【請求項１８】
測位対象装置の周辺装置であって、
前記測位対象装置から音響送信信号を受信する音響送信信号受信部と、
前記音響送信信号が受信された場合、音響応答信号を送信する音響応答信号送信部と、
前記音響送信信号の受信方向を決定する決定部と、
前記測位対象装置の位置を算出するデータ処理装置に前記音響送信信号の前記受信方向を送信する通信部と、
を備える、周辺装置。
【請求項１９】
測位対象装置の周辺装置であって、
前記測位対象装置から音響送信信号を受信するとともに、前記音響送信信号を受信した他の周辺装置によって送信された音響応答信号を受信する音響送信信号受信部と、
前記音響送信信号および前記音響応答信号の受信時刻差または前記受信時刻差に対応する距離を算出する制御部と、
前記測位対象装置の位置を算出するデータ処理装置に前記受信時刻差または前記受信時刻差に対応する距離を送信する通信部と、
を備える、周辺装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位システム、特に同一空間内に複数の装置を配置する場合における当該複数の装置の位置および向きを検出する測位システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線を用いた測位技術の例として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた技術があり、屋外では数メートルから数十メートルの精度で位置を検出することができる。しかし、屋内では測位精度が外乱に大きく影響を受けるため、良好に位置を検出することができない。屋内での測位精度を向上するための技術としては、Ｗｉ−ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線信号強度を利用した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
かかる技術では、無線信号を発信する基地局（アンカー）を屋内の机や壁などに固定し、携帯端末にて各アンカーからの無線信号強度を取得し、無線信号強度に基づいて、携帯端末から各アンカーまでの距離範囲を計算する。そして、かかる技術では、携帯端末から各アンカーまでの距離範囲に基づいて、携帯端末の位置を絞り込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５５６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、かかる技術を屋内の同一空間内にある複数の装置の位置および向きの検出に適用しようとする場合、以下に示すような問題が生じ得る。
【０００６】
・あらかじめ位置が計測された固定の場所から無線信号を発信する必要があるため、システムの設置・設定に手間がかかる。
・無線の干渉などにより無線信号強度が変動するため、装置の位置を正しく検出することができない。
・装置で無線信号強度を取得するだけでは、当該装置の向きを検出することができない。
【０００７】
そこで、システムの設置・設定に手間がかかる問題点と装置の位置を正しく検出できないという問題点を解決し、同一空間内の複数の装置の位置の検出に要する手間を軽減し、検出精度を向上することが可能な技術が提供されることが望まれる。さらに、装置の向きを正しく検出できないという問題点を解決し、同一空間内の複数の装置の向きの検出に要する手間を軽減し、検出精度を向上することが可能な技術が提供されることも望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題を解決するために、本発明のある観点によれば、測位対象装置と、前記測位対象装置の周辺装置と、データ処理装置とを有する測位システムであって、前記データ処理装置は、前記測位対象装置によって送信された音響送信信号の前記周辺装置における受信方向と、前記音響送信信号を受信した前記周辺装置によって送信される音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置および前記周辺装置の距離との少なくともいずれか一つを取得する取得部と、前記少なくともいずれか一つと前記周辺装置の位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する処理部と、を備える、測位システムが提供される。
【０００９】
また、本発明の別の観点によれば、測位対象装置によって送信された音響送信信号の周辺装置における受信方向と、前記音響送信信号を受信した前記周辺装置によって送信される音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置および前記周辺装置の距離との少なくともいずれか一つを取得する取得部と、前記少なくともいずれか一つと前記周辺装置の位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する処理部と、を備える、データ処理装置が提供される。
【００１０】
前記処理部は、複数の周辺装置それぞれによって送信された音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と前記複数の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記測位対象装置の向きを算出してもよい。
【００１１】
前記処理部は、複数の周辺装置それぞれによって送信された音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と前記複数の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出してもよい。
【００１２】
前記処理部は、複数の周辺装置それぞれにおける前記音響送信信号の受信方向と前記複数の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出してもよい。
【００１３】
前記処理部は、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、複数の周辺装置によって送信された前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置と前記複数の周辺装置それぞれとの距離と、前記複数の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記複数の周辺装置それぞれにおける前記音響送信信号の受信方向を補正し、補正後の受信方向に基づいて、前記測位対象装置の位置および向きの少なくともいずれか一つを補正してもよい。
【００１４】
前記処理部は、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、複数の周辺装置によって送信された前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置と前記複数の周辺装置それぞれとの距離と、前記複数の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出してもよい。
【００１５】
前記処理部は、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、第１の周辺装置によって送信された前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置と前記第１の周辺装置との距離と、第２の周辺装置における前記音響送信信号と前記音響応答信号との受信時刻差に対応する距離と、前記第１の周辺装置および前記第２の周辺装置それぞれの位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出してもよい。
【００１６】
前記処理部は、前記測位対象装置の位置と、前記周辺装置の位置と、前記周辺装置によって送信された前記音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向とに基づいて、前記測位対象装置の向きを算出してもよい。
【００１７】
前記処理部は、前記測位対象装置によって送信される音響ビーコン信号の複数の装置それぞれにおける受信強度または受信時刻に基づいて、前記周辺装置を選択してもよい。
【００１８】
前記処理部は、前記測位対象装置の振動、電源投入、タイマによるタイムアウトの少なくともいずれか一つのイベントが検出された場合に、前記周辺装置を選択してもよい。
【００１９】
前記データ処理装置は、前記音響送信信号の送信を指示するための測位指示データの前記測位対象装置への送信を制御する出力制御部を備えてもよい。
【００２０】
また、本発明の別の観点によれば、測位対象装置によって送信された音響送信信号の周辺装置における受信方向と、前記音響送信信号を受信した前記周辺装置によって送信される音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置および前記周辺装置の距離との少なくともいずれか一つを取得することと、前記少なくともいずれか一つと前記周辺装置の位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出することと、を備える、データ処理方法が提供される。
【００２１】
また、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、測位対象装置によって送信された音響送信信号の周辺装置における受信方向と、前記音響送信信号を受信した前記周辺装置によって送信される音響応答信号の前記測位対象装置における受信方向と、前記測位対象装置によって前記音響送信信号が送信されてから、前記音響応答信号が前記測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、前記測位対象装置および前記周辺装置の距離との少なくともいずれか一つを取得する取得部と、前記少なくともいずれか一つと前記周辺装置の位置とに基づいて、前記測位対象装置の位置を算出する処理部と、を備える、データ処理装置として機能させるためのプログラムが提供される。
【００２２】
また、本発明の別の観点によれば、測位対象装置であって、音響送信信号を送信する音響送信信号送信部と、前記音響送信信号を受信した周辺装置によって送信された音響応答信号を受信する音響応答信号受信部と、前記周辺装置によって送信された前記音響応答信号の受信方向を決定する決定部と、前記測位対象装置の向きを算出するデータ処理装置に前記音響応答信号の前記受信方向を送信する通信部と、を備える、測位対象装置が提供される。
【００２３】
前記決定部は、前記周辺装置によって送信された前記音響応答信号の、複数のマイクロフォンによる受信強度、または、前記複数のマイクロフォン間における前記音響応答信号の受信時刻差に基づいて、前記受信方向を決定してもよい。
【００２４】
前記測位対象装置は、前記音響送信信号が送信されてから前記周辺装置によって送信された前記音響応答信号が受信されるまでの往復時間に基づいて、前記測位対象装置と前記周辺装置との距離を算出する制御部を備え、前記通信部は、前記測位対象装置と前記周辺装置との距離を前記データ処理装置に送信してもよい。
【００２５】
また、本発明の別の観点によれば、測位対象装置の周辺装置であって、前記測位対象装置から音響送信信号を受信する音響送信信号受信部と、前記音響送信信号が受信された場合、音響応答信号を送信する音響応答信号送信部と、前記音響送信信号の受信方向を決定する決定部と、前記測位対象装置の位置を算出するデータ処理装置に前記音響送信信号の前記受信方向を送信する通信部と、を備える、周辺装置が提供される。
【００２６】
また、本発明の別の観点によれば、測位対象装置の周辺装置であって、前記測位対象装置から音響送信信号を受信するとともに、前記音響送信信号を受信した他の周辺装置によって送信された音響応答信号を受信する音響送信信号受信部と、前記音響送信信号および前記音響応答信号の受信時刻差または前記受信時刻差に対応する距離を算出する制御部と、前記測位対象装置の位置を算出するデータ処理装置に前記受信時刻差または前記受信時刻差に対応する距離を送信する通信部と、を備える、周辺装置が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、同一空間内の複数の装置の位置の検出に要する手間を軽減し、検出精度を向上することが可能な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る測位システムの構成例を示す図である。
【図２】図１に示した復調部の構成例を示す図である。
【図３】図１に示したサーバーの構成例を示す図である。
【図４】図１に示した各装置の内部の配置図を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る測位システムの動作例を示すシーケンス図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る装置の配置例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る変調部の動作例を説明するための図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る測位データの補正例を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る測位システムの動作例を示すシーケンス図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る装置の配置例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るデータ処理装置のハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合がある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素等の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合がある。ただし、異なる実施形態の類似する構成要素等の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。
【００３１】
＜１．第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３２】
［１−１．測位システムの構成］
本発明の第１の実施形態に係る測位システムの構成例について説明する。
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る測位システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る測位システム１は、複数の装置（装置Ａ、装置Ｂ、・・・、装置Ｘ）と、サーバー２０とを有する。以下では、複数の装置それぞれを特に区別しない場合には、複数の装置における任意の装置を「装置１０」と記載する場合がある。また、サーバー２０は、データ処理装置として機能し得る。各装置１０とサーバー２０とは、それぞれの通信装置を介して有線または無線によって（例えば、ネットワークを介して）相互に通信データをやり取りする。
【００３４】
各装置１０は、マイクロフォン（以下、「マイク」とも言う。）１１０、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇｕｅ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器１２０、復調部１３０、振動センサー１４０、制御部１５０、変調部１６０、クロック部１７０、ＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇｕｅ）変換器１８０、および、スピーカー１９０を備える。復調部１３０、制御部１５０および変調部１６０は、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサなど）によってプログラムが実行されることによって実現され得る。かかるプログラムは、記録媒体に記録され、記録媒体からプロセッサによって読み取られて実行され得る。
【００３５】
マイク１１０は、ＡＤ変換器１２０に８本のマイク信号を出力する。なお、マイク信号の本数は、８本に限定されない。ＡＤ変換器１２０は、マイク１１０から８本のマイク信号を入力し、８本のマイク信号をデジタル変換することによって、８本の音響入力データを生成し、８本の音響入力データを復調部１３０に出力する。
【００３６】
復調部１３０は、ＡＤ変換器１２０から８本の音響入力データを入力し、８本の音響入力データを復調して復調後のデータ（以下、「復調データ」とも言う。）を生成し、復調データを制御部１５０に出力する。その他、復調部１３０は、制御部１５０に方向データと受信強度データとを出力する。復調部１３０の詳細については、図２を参照しながら後に説明する。
【００３７】
変調部１６０は、制御部１５０から変調前の音響出力データ（以下、「変調データ」とも言う。）を入力し、変調データを変調して音響出力データを生成し、音響出力データをＤＡ変換器１８０に出力する。ＤＡ変換器１８０は、変調部１６０から音響出力データを入力し、音響出力データをアナログ変換してスピーカー信号を生成し、スピーカー信号をスピーカー１９０に出力する。スピーカー１９０は、ＤＡ変換器１８０からスピーカー信号を入力し、スピーカー信号に基づいて、音響信号（音波）を発信する。
【００３８】
振動センサー１４０は、振動をセンシングし、センシングによって得られたデータをセンシングデータとして、制御部１５０に出力する。制御部１５０は、振動センサー１４０からセンサーデータを入力し、クロック部１７０からクロックデータを入力し、復調部１３０から復調データと方向データと受信強度データとを入力し、変調部１６０に変調データを出力する。また、制御部１５０は、図示しない通信装置を介して、サーバー２０との間で通信データをやり取りする。
【００３９】
図２は、図１に示した復調部１３０の構成例を示す図である。図２に示すように、復調部１３０は、８個の方向別復調部１３１と、決定部１３６とを備える。方向別復調部１３１は、ＡＤ変換器１２０から対応する音響入力データを入力し、決定部１３６に復調候補データと受信強度候補データとを出力する。また、方向別復調部１３１は、２乗部１３２、ＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１３３、判定部１３４、強度検出部１３５を備える。
【００４０】
２乗部１３２は、ＡＤ変換器１２０から対応する音響入力データを入力し、当該音響入力データの２乗値を計算し、計算した２乗値をＬＰＦ１３３に出力する。ＬＰＦ１３３は、２乗値を入力し、２乗値から低周波成分値を抽出し、低周波成分値を判定部１３４および強度検出部１３５に出力する。判定部１３４は、ＬＰＦ１３３から低周波成分値を入力し、決定部１３６に復調候補データを出力するとともに、強度検出部１３５に信号１検出データを出力する。強度検出部１３５は、ＬＰＦ１３３から低周波成分値を入力し、判定部１３４から信号１検出データを入力し、決定部１３６に受信強度候補データを出力する。
【００４１】
図３は、図１に示したサーバー２０の構成例を示す図である。図３に示すように、サーバー２０は、制御部２１０と記憶部２２０とを備える。制御部２１０は、プロセッサによってプログラムが実行されることによって実現され得る。かかるプログラムは、記憶部２２０（記録媒体）に記録され、記憶部２２０からプロセッサによって読み取られて実行され得る。制御部２１０は、取得部２１１、処理部２１２および出力制御部２１３を備える。これらの機能の詳細については、後に説明する。また、記憶部２２０は、ストレージ装置によって実現され得る。なお、サーバー２０は、各装置１０との間で通信データを送受信するための図示しない通信装置を備える。
【００４２】
図４は、図１に示した各装置１０の内部の配置図を示す図である。各装置１０は、円筒形状を有しており、上面部の円周に沿って、８個のマイクが略等間隔に配置されている。図４には、８個のマイクを代表して１個のマイに対してのみ符号「１１０−１」が付されている。装置下部には、スピーカー１９０が配置されており、スピーカー１９０の下部に反射板１９５が配置されている。反射板１９５によって、スピーカー１９０から出力される音響信号（音波）が水平方向３６０度に渡り伝搬され得る。
【００４３】
マイク１１０（例えば、マイク１１０−１など）とスピーカー１９０との間には、基板アセンブリ１１５が配置されており、基板アセンブリ１１５の内部に、ＡＤ変換器１２０、プロセッサ（復調部１３０、制御部１５０および変調部１６０）、ＤＡ変換器１８０、振動センサー１４０、クロック部１７０が実装されている。
【００４４】
以上、本発明の第１の実施形態に係る測位システム１の構成例について説明した。
【００４５】
［１−２．測位システムの動作］
図５は、本発明の第１の実施形態に係る測位システム１の動作例を示すシーケンス図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係る装置の配置例を示す図である。図７は、本発明の第１の実施形態に係る変調部１６０の動作例を説明するための図である。図８は、本発明の第１の実施形態に係る測位データの補正例を説明するための図である。以下では、図４に示したシーケンス図に沿って、適宜他の図も交えながら、本発明の第１の実施形態に係る測位システム１の動作例について説明する。
【００４６】
なお、以下では、装置Ａの測位を行う場合における測位システム１の動作例を説明する（すなわち、装置Ａが測位対象装置として機能する例を説明する）。このとき、装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれが、測位対象装置の周辺装置として検出される場合を説明する。しかし、装置Ａ以外の装置の測位も行われてよい。装置Ａ以外の装置の測位についての説明は割愛するが、装置Ａ以外の装置の測位も、装置Ａの測位と同様に実行され得る。本発明の第１の実施形態に係る測位システム１の動作は、大きく分けて４つのステップによって構成され得る。
【００４７】
（１−２−１．測位トリガーの発生（Ｓ１））
まず、利用者が装置Ａを移動させた場合などには、装置Ａの振動センサー１４０によって振動が検出される。かかる場合には、装置Ａの振動センサー１４０によって検出されたセンサーデータが測位トリガーとして装置Ａの制御部１５０に通知される（Ｓ１）。あるいは、利用者が装置Ａを新たに設置する場合などに装置Ａの電源投入を行った場合、その電源投入が測位トリガーとして装置Ａの制御部１５０によって検出される。あるいは、定期的に装置Ａの測位が行われるように、制御部１５０はクロック部１７０から入力されるクロックデータに基づいて時間を計測し、定期的に（例えば、１０分ごとに）測位トリガーを検出する。なお、定期的な測位トリガーの検出は、装置Ａの代わりにサーバー２０によって行われてもよい
【００４８】
（１−２−２．装置Ａの周辺装置の検出（Ｓ２〜Ｓ５））
Ｓ１において測位トリガーが発生し、装置Ａの制御部１５０は、測位トリガーを検出すると、測位トリガーが検出された旨を示すデータ（トリガー通知データ）をサーバー２０に通知する（Ｓ２）。続いて、サーバー２０の取得部２１１は、トリガー通知データを取得し、処理部２１２は、同一空間内で現在音響信号が伝搬中であれば（例えば、Ｓ１３まで終わっていない実行中の測位がある場合など）、混信を避けるために同伝搬が完了するまで待機する。出力制御部２１３は、同一空間内で現在音響信号が伝搬中でない場合、または、伝搬が完了するまで待機された後、周辺装置の検出を指示するデータ（周辺装置検出指示データ）の装置Ａへの送信を制御する（Ｓ３）。
【００４９】
装置Ａは、サーバー２０から周辺装置検出指示データを受信すると、装置Ａの制御部１５０は、変調データ（１０１１１１）を変調部１６０に出力する。変調部１６０は、変調データをデジタル振幅変調して音響出力データを出力する。ＤＡ変換器１８０は、音響出力データをアナログ変換してスピーカー信号を生成し、スピーカー信号をスピーカー１９０に出力する。スピーカー１９０は、スピーカー信号に対応する音響ビーコン信号を空間内に伝搬させる（Ｓ４）。
【００５０】
ここで、変調部１６０の動作について、図６を用いて説明する。本実施形態においては、変調データの上位３ビット（１０１）をヘッダー部とし、下位３ビット（例として、音響ビーコン信号の場合は「１１１」、後述の音響送信信号の場合は「０００」、音響応答信号の場合は「００１」「０１０」など）をペイロード部とする。変調方式としては、公知の技術を適用してよいが、本実施形態においては、ＯＯＫ（オンオフキーイング）によるデジタル振幅変調方式を用いることとし、１ビット当たり０．５ミリ秒の変調データに２０ｋＨｚの搬送波データを乗算する形で音響出力データを得る。
【００５１】
すなわち、時刻をｔ、変調データをｍ（ｔ）、搬送波の周波数をＦｃ（＝２００００）、搬送波の振幅をＡｃとすると、音響出力データＳ（ｔ）は、以下の式（１）のように表される。
【００５２】
【数１】
2019168291.tif 000003
【００５３】
装置Ａが音響ビーコン信号を空間内に伝搬させ、空間内に装置Ａ以外の装置が複数存在し、そのうち、装置Ｂ、装置Ｃ、装置Ｄそれぞれが音響ビーコンを受信すると、装置Ｂ、装置Ｃ、装置Ｄそれぞれが、音響ビーコン信号の受信強度を測定し、受信強度を示す受信強度データをサーバー２０に送信する（Ｓ５）。サーバー２０は、装置Ｂ、装置Ｃ、装置Ｄそれぞれから受信される受信強度データに基づいて、装置Ａの周辺にある装置群（周辺装置群）の存在を把握することができる。例えば、以下では、装置Ｂ、装置Ｃが装置Ａの周辺装置群である場合を主に想定する。
【００５４】
ここで、装置Ｂの復調部１３０による受信強度の測定動作例について、図２を用いて説明する。なお、ここでは、装置Ｂによる受信強度の測定動作例について説明するが、装置Ｃおよび装置Ｄによる受信強度の測定も、装置Ｂによる受信強度の測定と同様に行われてよい。
【００５５】
装置Ｂの８本のマイクによって取得される８本のマイク信号に対応する８本の音響入力データは、復調部１３０の対応する方向別復調部１３１にそれぞれ入力される。方向別復調部１３１においては、２乗部１３２が音響入力データを２乗する。装置Ｂのマイクｉ（ｉ＝０，１，・・・，７）によって取得される装置Ａの音響ビーコン信号の減衰率をＲｉとすると、２乗値Ｐｉ（ｔ）は、式（１）を用いて、下記の式（２）によって表される。
【００５６】
【数２】
2019168291.tif 000004
【００５７】
次に、ＬＰＦ１３３が２乗値から低周波成分のみを取り出すと、下記の式（３）に表された低周波成分値Ｑｉ（ｔ）が得られる。
【００５８】
【数３】
2019168291.tif 000005
【００５９】
次に、判定部１３４が、低周波成分値Ｑｉ（ｔ）と閾値とを比較して、低周波成分値Ｑｉ（ｔ）が「０」であるか「１」であるかを判定することによって、変調データｍ（ｔ）と一致する復調候補データを検出する。また、判定部１３４は、復調候補データから値「１」を検出した場合、値「１」を検出したことを示す信号１検出データを強度検出部１３５に出力する。強度検出部１３５は、復調候補データが値「１」を示す場合の低周波成分値を受信強度候補データとして決定部１３６に出力する。なお、受信強度候補データＱｉは、式（３）に基づくと、下記の式（４）に一致する。
【００６０】
【数４】
2019168291.tif 000006
【００６１】
次に、決定部１３６は、８個の方向別復調部１３１から入力された８本の復調候補データと８本の受信強度候補データとに基づいて、受信強度候補データが最も大きな値を示す場合におけるｉを検出し、当該ｉを方向データとするとともに、当該ｉに対応する復調候補データを復調データとし、当該ｉに対応する受信強度候補データを受信強度データとして、制御部１５０に出力する。制御部１５０は、復調データが音響ビーコン信号の変調データ（１０１１１１）に一致している場合に、音響ビーコン信号を受信したと判断し、受信強度データをサーバー２０に通知する。
【００６２】
なお、図５には、装置Ａの音響ビーコン信号が３つの装置（装置Ｂ、装置Ｃ、装置Ｄ）によって受信される場合が例として示されているが、装置Ａの音響ビーコン信号をどの装置も受信しない場合も想定される。かかる場合には、サーバー２０は、装置Ａの周辺には他の装置が存在しないと判断して、装置Ａの測位を断念すればよい。また、装置Ａの音響ビーコン信号が２つの装置によって受信された場合には、当該２つの装置が周辺装置として検出されればよい。装置Ａの音響ビーコン信号が１つの装置によって受信された場合には、周辺装置が２つ以上存在する場合に比べて測位精度は低くなるが、当該１つの装置が周辺装置として検出されればよい。
【００６３】
（１−２−３．装置Ａの測位（Ｓ６〜Ｓ１３））
サーバー２０において、装置Ｂ、装置Ｃ、装置Ｄそれぞれから、受信強度データを受信すると、取得部２１１によって受信強度データが取得され、処理部２１２は、装置Ｂ、装置Ｃ、装置Ｄそれぞれから受信された受信強度データに基づいて、装置Ａの周辺装置を決定する。ここでは、処理部２１２が、受信強度が大きい順に２つの装置（装置Ｂおよび装置Ｃ）を周辺装置として決定する場合を想定する。しかし、処理部２１２は、受信強度が大きい順に３つ以上の装置を周辺装置として決定してもよい。あるいは、処理部２１２は、閾値よりも受信強度が大きい複数の装置を周辺装置として決定してもよい。
【００６４】
続いて、出力制御部２１３は、装置Ａの測位動作の役割を指示するためのデータ（ロール指示データ）の各装置への送信を制御する（Ｓ６）。役割としては、測位対象装置の役割と周辺装置の役割との２種類がある。すなわち、出力制御部２１３は、周辺装置検出指示データの送信先の装置Ａに対して、測位対象装置を示すロール指示データの送信を制御する。一方、出力制御部２１３は、周辺装置として決定された装置Ｂ、装置Ｃに対して、周辺装置を示すロール指示データの送信を制御する。装置Ａは、測位対象装置を示すロール指示データを受信する。また、装置Ｂおよび装置Ｃは、周辺装置を示すロール指示データを受信する。
【００６５】
続いて、サーバー２０は、所望のタイミング（例えば、音響信号の混信を避けられるタイミング）が到来すると、装置Ａに測位指示データを送信する（Ｓ７）。このように、ロール指示データと分離された測位指示データを送信することによって、測位開始のタイミングを調整し、音響信号の混信を避けることが可能となる。なお、音響信号の混信を避けられるタイミングは限定されないが、一例として、サーバー２０において受信強度データが受信されなくなってから所定の時間が経過した場合（すなわち、音響ビーコン信号の受信が終わった場合）であってもよい。
【００６６】
装置Ａは、サーバー２０から測位指示データを受信すると、測位対象装置を示すロール指示データに従って、スピーカー１９０によって音響送信信号（変調データ１０１０００）を空間内に発信し（Ｓ８）、装置Ａに対応する遅延時間の後に、周辺装置群（装置Ｂ、装置Ｃ）それぞれから発信される音響応答信号（装置Ｂの変調データ１０１００１、および装置Ｃの変調データ１０１０１０）を、マイク１１０によって受信する（Ｓ９、Ｓ１１）。なお、装置Ｂおよび装置Ｃからの音響応答信号が、装置Ａでの受信に混信が生じないように、それぞれに対応する遅延時間後に送信されれば、装置Ａが装置Ｂおよび装置Ｃからの音響応答信号を正しく受信することが可能である。
【００６７】
制御部１５０は、音響送信信号の送信から装置Ｂからの音響応答信号の受信までの往復時間を計測し、往復時間を距離ｄ（ＡＢ）に換算する。さらに、制御部１５０は、音響送信信号の送信から装置Ｃからの音響応答信号の受信までの往復時間を計測し、往復時間を距離ｄ（ＡＣ）に換算する。さらに、決定部１３６は、装置Ｂからの音響応答信号の受信方向θＡＢを検出する。また、決定部１３６は、装置Ｃからの音響応答信号の受信方向θＡＣを検出する。なお、音響応答信号の受信方向は、Ｓ５において説明した音響ビーコン信号の受信方向の検出と同様な手法によって検出されてよい。装置Ａは、制御部１５０によって、距離ｄ（ＡＢ）、ｄ（ＡＣ）、音響応答信号の受信方向θＡＢ、θＡＣをサーバー２０に通知する（Ｓ１３）。
【００６８】
装置Ｂは、周辺装置を示すロール指示データに従って、マイク１１０によって音響送信信号（変調データ１０１０００）を受信し、装置Ｂに対応する遅延時間の後に、音響応答信号（装置Ｂの変調データ１０１００１）を、スピーカー１９０によって送信する。また、装置Ｂは、決定部１３６によって音響送信信号の受信方向θＢＡを検出する。音響送信信号の受信方向は、Ｓ５において説明した音響ビーコン信号の受信方向の検出と同様な手法によって検出されてよい。装置Ｂは、制御部１５０によって音響送信信号の受信方向θＢＡを示す方向データをサーバー２０に通知する（Ｓ１０）。
【００６９】
装置Ｃは、周辺装置を示すロール指示データに従って、マイク１１０によって音響送信信号（変調データ１０１０００）を受信し、装置Ｃに対応する遅延時間の後に、音響応答信号（装置Ｃの変調データ１０１０１０）を、スピーカー１９０によって送信する。また、装置Ｃは、決定部１３６によって音響送信信号の受信方向θＣＡを検出する。音響送信信号の受信方向は、Ｓ５において説明した音響ビーコン信号の受信方向の検出と同様な手法によって検出されてよい。装置Ｃは、制御部１５０によって音響送信信号の受信方向θＣＡを示す方向データをサーバー２０に通知する（Ｓ１２）。
【００７０】
ここで、各装置（装置Ａ、装置Ｂ、装置Ｃ、装置Ｄ）と測位データ（ｄ（ＡＢ）、ｄ（ＡＣ）、θＡＢ、θＡＣ、θＢＡ、θＣＡ）の配置例が、図６に示されている。図６において、各装置（ハッチング模様の円）に向きが存在することを想定し、各装置の正面の向きに黒丸が追記されている。また、参考として、装置Ｂの測位に用いられた他の装置Ｅおよび装置Ｆの例も示されている。図６に示されたように、装置間の距離と各装置の向きが決定され得る。
【００７１】
具体的に、本実施形態では、処理部２１２が、音響送信信号の受信方向を用いて装置Ａの位置を算出する場合を主に想定する。より具体的に、本実施形態では、処理部２１２が、装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれにおける音響送信信号の受信方向θＢＡ、θＣＡと、あらかじめ把握されている装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれの位置とに基づいて、装置Ａの位置を算出する場合を主に想定する。しかし、装置Ａの位置は、どのように算出されてもよい。
【００７２】
例えば、処理部２１２は、音響応答信号の受信方向を用いて装置Ａの位置を算出してもよい。より具体的に、処理部２１２は、装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれによって送信された音響応答信号の装置Ａにおける受信方向θＡＢ、θＡＣと、あらかじめ把握されている装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれの位置とに基づいて、装置Ａの位置を算出してもよい。
【００７３】
処理部２１２は、装置Ａと装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれとの距離を用いて、装置Ａの位置を算出してもよい。より具体的に、処理部２１２は、装置Ａと装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれとの距離ｄ（ＡＢ）、ｄ（ＡＣ）と、あらかじめ把握されている装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれの位置とに基づいて、装置Ａの位置を算出してもよい。
【００７４】
また、装置Ａの向きの算出の手法も限定されない。例えば、処理部２１２は、音響応答信号の受信方向を用いて装置Ａの向きを算出してもよい。本実施形態では、処理部２１２が、装置Ｂおよび装置Ｃによって送信された音響応答信号の装置Ａにおける受信方向θＡＢ、θＡＣと、あらかじめ把握されている装置Ｂおよび装置Ｃの位置とに基づいて、装置Ａの向きを算出する場合を主に想定する。しかし、処理部２１２は、音響応答信号の受信方向を用いて、他の手法によって装置Ａの向きを算出してもよい。
【００７５】
例えば、処理部２１２は、装置Ａの位置を算出した場合には、算出した装置Ａの位置も用いて装置Ａの向きを算出してもよい。すなわち、処理部２１２は、装置Ａの位置と、装置Ｂおよび装置Ｃによって送信された音響応答信号の装置Ａにおける受信方向θＡＢ、θＡＣの少なくともいずれか一つに基づいて、装置Ａの向きを算出してもよい。
【００７６】
さらに、サーバー２０は、測位データを補正することも可能である。測位データはどのような場合に補正されてもよい。例えば、マイクの数が少ないなどといった理由により、受信方向の検出精度があまり向上しない場合に補正が有効である。処理部２１２は、装置Ａと装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれとの距離ｄ（ＡＢ）、ｄ（ＡＣ）と、あらかじめ把握されている装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれの位置とに基づいて、装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれにおける音響送信信号の受信方向θＢＡ、θＣＡを補正し、補正後の受信方向に基づいて、装置Ａの位置および向きの少なくともいずれか一つを補正してもよい。
【００７７】
図８を参照すると、装置Ｂおよび装置Ｃの位置が示されている。処理部２１２は、装置Ｂの位置を基準とした半径ｄ（ＡＢ）の弧領域ａｒｃ１を設定するとともに、装置Ｃの位置を基準とした半径ｄ（ＡＣ）の弧領域ａｒｃ２を設定する。そして、処理部２１２は、弧領域ａｒｃ１と弧領域ａｒｃ２との交点を装置Ａとみなし、この装置Ａに合わせて、装置Ｂおよび装置Ｃそれぞれにおける音響送信信号の受信方向θＢＡ、θＣＡを補正する。そして、処理部２１２は、補正後の受信方向に基づいて、装置Ａの位置および向きの少なくともいずれか一つを補正する。
【００７８】
（１−２−４．装置Ａの測位終了の通知（Ｓ１４））
装置Ａの測位が終了すると、サーバー２０は、装置Ａの測位結果を利用する外部システムに対して、装置Ａの測位結果を通知する。例えば、複数の装置それぞれのカメラを搭載し、これらをオフィス空間内に配置し、複数の装置に搭載されたカメラによって撮像されたカメラ映像を閲覧する外部システムが存在する場合を想定する。かかる場合において、外部システムは、装置Ａの測位結果に基づいて、オフィス空間内の任意位置を写すのに適した装置（カメラ）を自動選択することが可能となる。
【００７９】
以上、本発明の第１の実施形態に係る測位システム１の動作例について説明した。
【００８０】
［１−３．効果］
本発明の第１の実施形態によれば、同一空間内に配置される装置群は、それぞれ音響信号の受信方向を検出する機能を有する。そして、周辺装置検出ステップ（Ｓ２〜Ｓ５）において、測位対象装置が音響ビーコン信号を発信し、周辺装置が当該音響ビーコン信号を受信し、サーバー２０が当該音響ビーコン信号の周辺装置における受信強度に基づいて、測位ステップ（Ｓ６〜Ｓ１３）に利用する周辺装置群を決定する。
【００８１】
次に、測位ステップ（Ｓ６〜Ｓ１３）において、サーバー２０からの指示に基づいて、測位対象装置が音響送信信号を発信し、決定された周辺装置が音響送信信号を受信した後に時間調整を行って音響応答信号を発信し、測位対象装置が音響応答信号を受信する。続いて、サーバー２０は、各装置から装置間の距離と各装置の向きに関する情報を収集すると、装置間の距離と各装置の向きに基づいて、測位対象装置の位置および向きを決定する。
【００８２】
本実施形態によれば、装置群の測位のために、あらかじめ位置の計測を伴う固定位置からの発信は不要であるため、システムの設置・設定が簡単となる。また、測位ステップにおいては、変動の起きやすい無線信号強度ではなく、音響信号の伝達時間に基づいて装置の位置が検出される。さらに、音響信号が混信しないよう時間調整が行われれば、位置の検出精度がさらに高まる。さらに、音響信号の受信方向を検出する機能を有するように装置群を構成すれば、各装置の向きを検出することが可能である。
【００８３】
以上により、本実施形態によれば、システムの設置・設定に手間がかかる問題点と装置の位置を正しく検出できないという問題点を解決し、同一空間内の複数の装置の位置の検出に要する手間を軽減し、検出精度を向上することが可能な技術が提供され得る。さらに、本実施形態によれば、装置の向きを正しく検出できないという問題点を解決し、同一空間内の複数の装置の向きの検出に要する手間を軽減し、検出精度を向上することが可能な技術が提供され得る。
【００８４】
以上、本発明の第１の実施形態について説明した。
【００８５】
＜２．第２の実施形態＞
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００８６】
［２−１．測位システムの構成］
本発明の第２の実施形態に係る測位システムの構成は、本発明の第１の実施形態に係る測位システムの構成と同様である。本発明の第２の実施形態に係る測位システムの構成についての説明は割愛する。
【００８７】
［２−２．測位システムの動作］
図９は、本発明の第２の実施形態に係る測位システム１の動作例を示すシーケンス図である。図１０は、本発明の第２の実施形態に係る装置の配置例を示す図である。以下では、図９に示したシーケンス図に沿って、適宜他の図も交えながら、本発明の第２の実施形態に係る測位システム１の動作例について説明する。本発明の第２の実施形態に係る測位システム１の動作は、大きく分けて４つのステップによって構成され得る。
【００８８】
（２−２−１．測位トリガーの発生（Ｓ１））
本ステップは、第１の実施形態と同様であるため、本ステップの説明は割愛する。
【００８９】
（２−２−２．装置Ａの周辺装置の検出（Ｓ２〜Ｓ５））
本ステップは、第１の実施形態と同様であるため、本ステップの説明は割愛する。
【００９０】
（２−２−３．装置Ａの測位（Ｓ６〜Ｓ１９））
サーバー２０において、装置Ｂ、装置Ｃ、装置Ｄそれぞれから、受信強度データを受信すると、取得部２１１によって受信強度データが取得され、処理部２１２は、装置Ｂ、装置Ｃ、装置Ｄそれぞれから受信された受信強度データに基づいて、装置Ａの周辺装置を決定する。ここでは、処理部２１２が、受信強度が大きい順に２つの装置（装置Ｂおよび装置Ｃ）を周辺装置として決定し、いずれか一方（ここでは、装置Ｃ）を応答装置（周辺装置）として決定し、他方（ここでは、装置Ｂ）を傍聴装置（周辺装置）として決定する場合を想定する。しかし、処理部２１２は、受信強度が大きい順に３つ以上の装置を周辺装置として決定してもよい。あるいは、処理部２１２は、閾値よりも受信強度が大きい複数の装置を周辺装置として決定してもよい。
【００９１】
続いて、出力制御部２１３は、装置Ａの測位動作の役割を指示するためのデータ（ロール指示データ）の各装置への送信を制御する（Ｓ６）。役割としては、測位対象装置の役割と応答装置の役割と傍聴装置の２種類がある。すなわち、出力制御部２１３は、周辺装置検出指示データの送信先の装置Ａに対して、測位対象装置を示すロール指示データの送信を制御する。一方、出力制御部２１３は、応答装置として決定された装置Ｃに対して、応答装置を示すロール指示データの送信を制御し、傍聴装置として決定された装置Ｂに対して、傍聴装置を示すロール指示データの送信を制御する。
【００９２】
装置Ａは、測位対象装置を示すロール指示データを受信する。また、装置Ｂは、傍聴装置を示すロール指示データを受信し、装置Ｃは、応答装置を示すロール指示データを受信する。
【００９３】
続いて、サーバー２０は、所望のタイミング（例えば、音響信号の混信を避けられるタイミング）が到来すると、装置Ａに測位指示データを送信する（Ｓ７）。このように、ロール指示データと分離された測位指示データを送信することによって、測位開始のタイミングを調整し、音響信号の混信を避けることが可能となる。なお、音響信号の混信を避けられるタイミングは限定されないが、一例として、サーバー２０において受信強度データが受信されなくなってから所定の時間が経過した場合（すなわち、音響ビーコン信号の受信が終わった場合）であってもよい。
【００９４】
装置Ａは、サーバー２０から測位指示データを受信すると、測位対象装置を示すロール指示データに従って、スピーカー１９０によって音響送信信号（変調データ１０１０００）を空間内に発信し（Ｓ８）、装置Ａに対応する遅延時間の後に、応答装置群（ここでは、装置Ｃのみ）から発信される音響応答信号（装置Ｃの変調データ１０１００１）を、マイク１１０によって受信する（Ｓ１６）。
【００９５】
制御部１５０は、音響送信信号の送信から装置Ｃからの音響応答信号の受信までの往復時間を計測し、往復時間を距離ｄ（ＡＣ）に換算する。また、決定部１３６は、装置Ｃからの音響応答信号の受信方向θＡＣを検出する。なお、音響応答信号の受信方向は、Ｓ５において説明した音響ビーコン信号の受信方向の検出と同様な手法によって検出されてよい。装置Ａは、制御部１５０によって、距離ｄ（ＡＣ）、音響応答信号の受信方向θＡＣをサーバー２０に通知する（Ｓ１９）。
【００９６】
装置Ｃは、応答装置を示すロール指示データに従って、マイク１１０によって音響送信信号（変調データ１０１０００）を受信し、装置Ｃに対応する遅延時間の後に、音響応答信号（変調データ１０１００１）を、スピーカー１９０によって送信する。また、装置Ｃは、決定部１３６によって音響送信信号の受信方向θＣＡを検出する。音響送信信号の受信方向は、Ｓ５において説明した音響ビーコン信号の受信方向の検出と同様な手法によって検出されてよい。装置Ｃは、制御部１５０によって音響送信信号の受信方向θＣＡを示す方向データをサーバー２０に通知する（Ｓ１７）。
【００９７】
装置Ｂは、傍聴装置を示すロール指示データに従って、マイク１１０によって音響送信信号（変調データ１０１０００）を受信し、決定部１３６によって音響送信信号の受信方向θＢＡを検出する。音響送信信号の受信方向は、Ｓ５において説明した音響ビーコン信号の受信方向の検出と同様な手法によって検出されてよい。装置Ｂは、制御部１５０によって音響送信信号の受信方向θＢＡを示す方向データをサーバー２０に通知する（Ｓ１８）。
【００９８】
さらに、装置Ｂは、装置Ｃから送信された音響応答信号（変調データ１０１００１）を、マイク１１０によって受信する。装置Ｂは、制御部１５０によって、装置Ａから送信された音響送信信号（変調データ１０１０００）の受信時刻と、装置Ｃから送信された音響応答信号（変調データ１０１００１）の受信時刻との差分Δを計測する。そして、装置Ｂは、制御部１５０によって、当該差分Δを距離ｄ（ＡＣ）＋ｄ（ＢＣ）−ｄ（ＡＢ）に換算し、距離ｄ（ＡＣ）＋ｄ（ＢＣ）−ｄ（ＡＢ）をサーバー２０に通知する（Ｓ１８）。
【００９９】
ここで、各装置（装置Ａ、装置Ｂ、装置Ｃ）と測位データ（ｄ（ＡＢ）、ｄ（ＡＣ）、Δ＝ｄ（ＡＣ）＋ｄ（ＢＣ）−ｄ（ＡＢ）、θＡＢ、θＢＣ、θＢＡ、θＣＡ、θＡＣ）の配置例が、図１０に示されている。図１０において、各装置（ハッチング模様の円）に向きが存在することを想定し、各装置の正面の向きに黒丸が追記されている。図１０に示されたように、装置間の距離と各装置の向きが決定され得る。
【０１００】
具体的に、本実施形態では、処理部２１２が、装置Ａと装置Ｃとの距離ｄ（ＡＣ）と、装置Ｂにおける音響送信信号と音響応答信号との受信時刻差Δに対応する距離ｄ（ＡＣ）＋ｄ（ＢＣ）−ｄ（ＡＢ）と、あらかじめ把握されている装置Ｃおよび装置Ｂそれぞれの位置とに基づいて、装置Ａの位置を算出する場合を想定する。これによって、ｄ（ＡＢ）とθＡＢが直接計測されなくても、装置Ａの位置を算出することが可能である。また、処理部２１２は、装置Ａの位置と音響応答信号の受信方向θＡＣとに基づいて、装置Ａの向きを算出することが可能である。また、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態においても、測位データが補正され得る。
【０１０１】
（２−２−４．装置Ａの測位終了の通知（Ｓ１４））
本ステップは、第１の実施形態と同様であるため、本ステップの説明は割愛する。
【０１０２】
以上、本発明の第２の実施形態に係る測位システム１の動作例について説明した。
【０１０３】
［２−３．効果］
本発明の第２の実施形態によれば、同一空間内に配置される装置群は、それぞれ音響信号の受信方向を検出する機能を有する。そして、周辺装置検出ステップ（Ｓ２〜Ｓ５）において、測位対象装置が音響ビーコン信号を発信し、周辺装置が当該音響ビーコン信号を受信し、サーバー２０が当該音響ビーコン信号の周辺装置における受信強度に基づいて、測位ステップ（Ｓ６〜Ｓ１９）に利用する周辺装置群（応答装置および傍聴装置）を決定する。
【０１０４】
次に、測位ステップ（Ｓ６〜Ｓ１９）において、サーバー２０からの指示に基づいて、測位対象装置が音響送信信号を発信し、決定された応答装置が音響送信信号を受信した後に時間調整を行って音響応答信号を発信し、測位対象装置が音響応答信号を受信する。また、傍聴装置が音響送信信号および音響応答信号を受信する。続いて、サーバー２０は、各装置から装置間の距離と各装置の向きに関する情報を収集すると、装置間の距離と各装置の向きに基づいて、測位対象装置の位置および向きを決定する。
【０１０５】
第１の実施形態では、測位ステップにおける音響信号の送信が３度（１つの音響送信信号と２つの音響応答信号）発生したが、第２の実施形態では、音響信号の送信が２度（１つの音響送信信号と１つの音響応答信号）しか発生しなくて済む。そのため、第２の実施形態によれば、同一空間内での音響信号の混信の可能性を低減し、より短時間の音響通信によって、第１の実施形態に係る測位と同等の測位を実現できる。
【０１０６】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、装置群の測位のために、あらかじめ位置の計測を伴う固定位置からの発信は不要であるため、システムの設置・設定が簡単となる。また、測位ステップにおいては、変動の起きやすい無線信号強度ではなく、音響信号の伝達時間に基づいて装置の位置が検出される。さらに、音響信号が混信しないよう時間調整が行われれば、位置の検出精度がさらに高まる。さらに、音響信号の受信方向を検出する機能を有するように装置群を構成すれば、各装置の向きを検出することが可能である。
【０１０７】
以上により、本実施形態によれば、システムの設置・設定に手間がかかる問題点と装置の位置を正しく検出できないという問題点を解決し、同一空間内の複数の装置の位置の検出に要する手間を軽減し、検出精度を向上することが可能な技術が提供され得る。さらに、本実施形態によれば、装置の向きを正しく検出できないという問題点を解決し、同一空間内の複数の装置の向きの検出に要する手間を軽減し、検出精度を向上することが可能な技術が提供され得る。
【０１０８】
以上、本発明の第２の実施形態について説明した。
【０１０９】
＜３．ハードウェア構成例＞
続いて、本実施形態に係るデータ処理装置のハードウェア構成例について説明する。図１１は、本実施形態に係るデータ処理装置のハードウェア構成を示す図である。
【０１１０】
図１１に示すように、データ処理装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）９０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）９０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）９０３と、ホストバス９０４と、ブリッジ９０５と、外部バス９０６と、インタフェース９０７と、入力装置９０８と、出力装置９０９と、ストレージ装置９１０と、通信装置９１１と、を備える。
【０１１１】
ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従ってデータ処理装置内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ９０１は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ９０２は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０３は、ＣＰＵ９０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはＣＰＵバス等から構成されるホストバス９０４により相互に接続されている。
【０１１２】
ホストバス９０４は、ブリッジ９０５を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バス等の外部バス９０６に接続されている。なお、必ずしもホストバス９０４、ブリッジ９０５および外部バス９０６を分離構成する必要はなく、１つのバスにこれらの機能を実装してもよい。
【０１１３】
入力装置９０８は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチおよびレバー等ユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路等から構成されている。データ処理装置を操作するユーザは、この入力装置９０８を操作することにより、データ処理装置に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【０１１４】
出力装置９０９は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）装置、ランプ等の表示装置およびスピーカー等の音声出力装置を含む。
【０１１５】
ストレージ装置９１０は、データ格納用の装置である。ストレージ装置９１０は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置等を含んでもよい。ストレージ装置９１０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）で構成される。このストレージ装置９１０は、ハードディスクを駆動し、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データを格納する。
【０１１６】
通信装置９１１は、例えば、ネットワークに接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。また、通信装置９１１は、無線通信または有線通信のどちらに対応してもよい。
【０１１７】
以上、本実施形態に係るデータ処理装置のハードウェア構成例について説明した。
【０１１８】
＜４．まとめ＞
以上に説明したように、本実施形態に係るデータ処理装置は、測位対象装置によって送信された音響送信信号の周辺装置における受信方向と、音響送信信号を受信した周辺装置によって送信される音響応答信号の測位対象装置における受信方向と、測位対象装置によって音響送信信号が送信されてから、音響応答信号が測位対象装置によって受信されるまでの往復時間に基づいて算出された、測位対象装置および周辺装置の距離との少なくともいずれか一つを取得する取得部２１１と、少なくともいずれか一つと周辺装置の位置とに基づいて、測位対象装置の位置を算出する処理部２１２と、を備える。
【０１１９】
かかる構成によれば、システムの設置・設定に手間がかかる問題点と装置の位置を正しく検出できないという問題点を解決し、同一空間内の複数の装置の位置の検出に要する手間を軽減し、検出精度を向上することが可能となる。
【０１２０】
＜５．変形例＞
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。
【０１２１】
例えば、第１の実施形態および第２の実施形態では、音響信号の変調方式として、デジタル振幅変調およびＯＯＫ（オンオフキーイング）を用いる場合について説明したが、他の公知の変調方式が用いられてもよい。さらに、第１の実施形態および第２の実施形態では、搬送波の周波数を２０ｋＨｚとし、変調データを６ビットとし、０．５ミリ秒ごとに切り替える方式について説明したが、これらも適宜に変更されてよい。また、復調方式としても、採用される変調方式に対応する方式であれば、他の方式が用いられてもよい。
【０１２２】
第１の実施形態および第２の実施形態では、装置に搭載されるマイクを８個とする例を説明した。しかし、マイクの数はこれに限定されず、適宜に増減されてよい。
【０１２３】
第１の実施形態および第２の実施形態では、装置における音響信号の受信方向を、装置に搭載される複数マイクでの受信強度に基づいて検出する場合について説明した。しかし、受信方向の検出は他の手法によって行われてもよく、装置に搭載される複数マイクでの音響信号の受信時刻差（受信遅延差）に基づいて音響信号の受信方向が検出されてもよい。すなわち、複数の方向別復調部１３１にて所定の時間帯で同じ復調候補データが得られた場合に、それらの受信時刻差（受信遅延差）の組み合わせに応じて受信方向を決定するようにしてもよい。
【０１２４】
第１の実施形態では、測位対象装置（装置Ａ）に対して、２つの周辺装置（装置Ｂおよび装置Ｃ）を用いて測位データを得る場合について説明したが、周辺装置は２つに限定されない。同様に、第２の実施形態では、測位対象装置（装置Ａ）に対して、応答装置および傍聴装置それぞれを１つずつ用いて測位データを得る場合について説明したが、応答装置および傍聴装置それぞれの数も、これらに限定されない。
【０１２５】
第１の実施形態および第２の実施形態では、周辺装置（装置Ｂおよび装置Ｃ）の位置が、あらかじめ把握されている場合を想定した。しかし、周辺装置（装置Ｂおよび装置Ｃ）の位置が定まっていない場合も想定される。かかる場合には、例えば、サーバー２０は、何らかのトリガーに基づいて、装置Ｃに対してビーコンを出すように指示を出せばよい。そして、図５に示した動作と同様の動作（ただし、装置Ａと装置Ｃとを入れ替えた動作）が実行されれば、装置Ｂと装置Ｃの相対的な位置関係と向きの関係が、ｄ（ＢＣ）、θＢＣ、θＣＢに基づいて決定され得る。その後、第１の実施形態に係る動作に対して、これらの装置Ｂと装置Ｃの相対的な位置関係と向きの関係が適用されれば、装置Ａの位置および向きが算出され得る。
【符号の説明】
【０１２６】
１      測位システム
２０    サーバー
１０    装置
１１０  マイク
１１５  基板アセンブリ
１２０  ＡＤ変換器
１３０  復調部
１３１  方向別復調部
１３２  ２乗部
１３３  ＬＰＦ
１３４  判定部
１３５  強度検出部
１３６  決定部
１４０  振動センサー
１５０  制御部
１６０  変調部
１７０  クロック部
１８０  ＤＡ変換器
１９０  スピーカー
１９５  反射板
２１０  制御部
２１１  取得部
２１２  処理部
２１３  出力制御部
２２０  記憶部
【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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