(57)【要約】【課題】高精度の３次元位置測定を実現する。【解決手段】ＩＤ信号を発信する発信機１と、受信機２と、カウントデータを作成するカウンタ装置３と、カウントデータから発信機１の３次元位置を演算する演算装置４を備えた移動体測位装置において、演算装置４と発信機１には、発信機１がＩＤ信号を発信するとき演算装置４がその発信機のＩＤデータを記憶する同期タイマ１１、４４を設け、受信機２はＩＤ信号を受信するとトリガ信号をカウンタ装置３に、ＩＤデータを演算装置４に送り、カウンタ装置３はトリガ信号によってカウントデータを作成して演算装置４に送り、演算装置４は受信機２からのＩＤデータとカウンタ装置３からのカウントデータを合成する際に、受信機１からのＩＤデータと記憶したＩＤデータとを照合し、一致したとき受信機１からのＩＤデータとカウンタ装置３からのカウントデータとの合成を行う。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の時間間隔でＩＤ信号を発信する発信機と、所定の距離間隔を隔てて配置された複数の受信機と、カウントデータを作成する複数のカウンタ装置と、複数のカウントデータから発信機の３次元位置を演算する演算装置を備えた移動体測位装置において、
演算装置と発信機には、発信機がＩＤ信号を発信するとき演算装置がその発信機のＩＤデータを記憶するよう互いに同期をとった同期タイマをそれぞれ設け、受信機は、ＩＤ信号を受信するとトリガ信号をカウンタ装置に、ＩＤデータを演算装置に送り、カウンタ装置は、トリガ信号によってカウントデータを作成して演算装置に送り、演算装置は、受信機からのＩＤデータとカウンタ装置からのカウントデータを合成する際に、受信機からのＩＤデータと記憶したＩＤデータとを照合し、一致したときは受信機からのＩＤデータとカウンタ装置からのカウントデータとの合成を行い、一致しないときは異常と判断して受信機からのＩＤデータとカウンタ装置からのカウントデータとの合成を行わないないよう構成したことを特徴とする移動体測位装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばテレビ局のスタジオ内で出演者を自動で追尾して撮影する場合などに好適な、３次元空間内で移動する移動体の位置を測定するための移動体測位装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カーナビゲーションシステムに代表されるＧＰＳ（Ｇｒｏｖａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した移動体の位置測定が広く行われている。しかし、ＧＰＳを利用した測位装置は、衛星からの電波が届かない室内空間では機能しないといった問題がある。
【０００３】
また、特開平６−１３０１４１号には、博覧会の各展示場所に無線強度測定受信機を配置し、入場者に携行させた可搬型無線送信機からの信号を受信することで、入場者の位置測定を行う装置が提案されている。しかし、無線強度受信機と可搬型無線送信機はある一定以上の距離を隔てなければ受信電界強度が変化しなくなるという特性があることから、この装置では無線強度受信機と可搬型無線送信機の距離が近すぎると測定誤差が大きくなったり測定自体が出来なくなるという問題がある。
【０００４】
そこで、あらゆる状況下で移動体の位置を高精度で測定するための移動体測位装置として、図５に示すようなものが考えられる。
すなわち、この移動体測位装置は、移動体と共に移動する発信機５と、所定箇所に配置された複数の受信機６と、カウンタ装置７と、演算装置８とで構成し、測位のために次のような処理を行う。
【０００５】
発信機５は、同期タイマ５１の発信パルスに従って所定間隔でＩＤ発信部５２からＩＤ信号を発信する。
受信機６は、ＩＤ受信部６１でＩＤ信号を受信し、データ転送部６２からカウンタ装置７へ出力する。
カウンタ装置７では、演算装置８の同期タイマ８１から発信されたパルス信号でゲート７２を開き、非同期タイマ７１から発信されたパルス信号をカウンタ７３へ送る。
【０００６】
ゲート７２では、受信機６のデータ転送部６２からＩＤ信号が入力されるとゲート７２を閉じ、ＩＤ検出部７４へＩＤ信号を送る。
ＩＤ検出部７４では、ＩＤ信号からＩＤデータを抽出し、データ合成部７５へ送る。
ゲート７２が閉じると、カウンタ７３からデータ合成部７５へ、ゲートが開いてから閉じるまでの間にカウントされたカウントデータを送る。
【０００７】
データ合成部７５は、ＩＤデータとカウントデータを合成する。
データ出力部７６は、データ合成部７５で合成された合成データを演算装置８の３次元演算処理部８２へ送る。
演算装置８では、３次元演算処理部８２で発信機５の３次元位置を演算し、得られた３次元位置データを３次元出力部８３からディスプレイ装置や自動追尾装置等の機器へ出力する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１３０１４１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この移動体測位装置では、カウンタ装置７において、ＩＤデータ抽出、カウントデータ作成、およびＩＤデータとカウントデータの合成という信号処理を同時に行うため、移動体を高精度で測定するためにはサンプリング周期を短くする必要があり、それに見合った演算処理速度が要求され、測定対象（発信機）の数が多くなると処理能力を超えてしまい測定不能となる。
【００１０】
本発明は、移動体測位装置における上記問題を解決するものであって、カウンタ装置の負荷を軽減することで高精度の３次元位置測定を実現可能な移動体測位装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動体測位装置は、所定の時間間隔でＩＤ信号を発信する発信機と、所定の距離間隔を隔てて配置された複数の受信機と、カウントデータを作成する複数のカウンタ装置と、複数のカウントデータから発信機の３次元位置を演算する演算装置を備えた移動体測位装置において、演算装置と発信機には、発信機がＩＤ信号を発信するとき演算装置がその発信機のＩＤデータを記憶するよう互いに同期をとった同期タイマをそれぞれ設け、受信機は、ＩＤ信号を受信するとトリガ信号をカウンタ装置に、ＩＤデータを演算装置に送り、カウンタ装置は、トリガ信号によってカウントデータを作成して演算装置に送り、演算装置は、受信機からのＩＤデータとカウンタ装置からのカウントデータを合成する際に、受信機からのＩＤデータと記憶したＩＤデータとを照合し、一致したときは受信機からのＩＤデータとカウンタ装置からのカウントデータとの合成を行い、一致しないときは異常と判断して受信機からのＩＤデータとカウンタ装置からのカウントデータとの合成を行わないないよう構成することにより、上記課題を解決している。
【００１２】
この移動体測位装置では、発信機がＩＤ信号を発信するとき演算装置がその発信機のＩＤデータを記憶する。受信機は、ＩＤ信号を受信するとトリガ信号をカウンタ装置に、ＩＤデータを演算装置に送る。カウンタ装置は、トリガ信号によってカウントデータを作成して演算装置に送る。演算装置は、受信機からのＩＤデータとカウンタ装置からのカウントデータを合成する際に、受信機からのＩＤデータと記憶したＩＤデータとを照合し、一致したときは受信機からのＩＤデータとカウンタ装置からのカウントデータとの合成を行い、一致しないときは異常と判断して受信機からのＩＤデータとカウンタ装置からのカウントデータとの合成を行わないないようにする。
【００１３】
この移動体測位装置では、ＩＤデータ抽出、カウントデータ作成、およびＩＤデータとカウントデータの合成という信号処理を、受信機とカウンタ装置と演算装置とで分担し、カウンタ装置の負荷を軽減することで高速データ処理が可能となり、測定対象の数が多い場合でも高精度の３次元位置測定が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である移動体測位装置の構成図、図２は移動体測位装置のブロック図、図３はＩＤ信号の信号処理の説明図、図４は信号処理の流れ図である。
この移動体測位装置は、移動体Ｍと共に移動する発信機１と、所定箇所に配置された受信機２と、カウンタ装置３と、演算装置４とで構成されている。
【００１５】
発信機１は無線送信機（音波、電波、赤外線いずれも可）であり、固有のＩＤ信号を発信する。
受信機２は閉所内の４箇所（Ｘ、Ｙ、Ｚ、および原点）に配設された無線受信機であり、ＩＤ受信部２１でＩＤ信号を受信すると、ＩＤ検出部２２でＩＤデータとトリガ信号に分離し、トリガ信号をトリガ出力部２３からカウンタ装置３のゲート３２へ送り、ＩＤデータをＩＤ出力部２４から演算装置４のＩＤ入力部４１に送る。
【００１６】
カウンタ装置３では演算装置４の同期タイマ４４より発信されたパルス信号でゲート３２を開き、非同期タイマ３１より発信されたパルス信号をカウンタ３３へ送る。
ゲート３２はトリガ出力部２３から送られたトリガ信号で回路を閉じる。
ゲート３２が閉じるとカウンタ３３でカウントデータが作成され、演算装置４のカウントデータ入力部４２へカウントデータを送る。
【００１７】
演算装置４では、受信機２から送られたＩＤデータはＩＤ入力部４１で受信しデータ合成部４３へ送る。
データ合成部４３ではＩＤデータとカウントデータを合成する際、同期タイマ４４から送られたパルス信号で識別すべきＩＤデータを特定し受信機からのＩＤデータとを照合し、一致するカウントデータのみＩＤデータとカウントデータの合成を行う。
【００１８】
ここで、ＩＤデータの識別は以下のステップによる（図３参照）。
１．　　演算装置４に発信機１の数、各発信機１に固有なＩＤデータ、および受信する（発信させる）順序を予め設定する。
２．　　演算装置４の同期タイマ４４の発信パルスはある一定の間隔で発信するが、そのパルスがどの発信機に割り当てられているか、すなわち、発信機１のＩＤデータをその都度記憶する。
３．　　発信機１の同期タイマ１１では、発信する順序に従い（発信機の数）×（同期タイマ４４のパルス間隔）の間隔でＩＤデータを発信する。
４．　　演算装置４では、カウンタ装置３からのカウントデータと受信機２からのＩＤデータ入力が入力されると、演算装置４に記憶されたＩＤデータと受信機２からのＩＤデータを照合して両者が一致する場合のみＩＤデータとカウントデータを合成する。
５．　　記憶されたＩＤデータと入力されたＩＤデータを照合して、両者が一致しない場合は（例えば、検出不良により次の発信機のＩＤデータが入力されたときは、記憶されたものがＩＤデータ（Ａ）で入力されたものがＩＤデータ（Ｂ）となる）、そのカウントデータは破棄し前回合成した合成データを３次元演算処理部４５へ送る。
【００１９】
３次元演算処理部４５ではＸ−Ｙ−Ｚ−原点の各受信機２で受信し処理された各合成データで発信機１の３次元位置を演算し３次元出力部４６へ送る。
３次元出力部４６は３次元位置データをディスプレイ装置や自動追尾装置等の機器（図示略）へと出力する。
この移動体測位装置では、ＩＤデータ抽出、カウントデータ作成、およびＩＤデータとカウントデータの合成という信号処理を、受信機２とカウンタ装置３と演算装置４とで分担し、カウンタ装置３の負荷を軽減することで高速データ処理が可能となり、測定対象である移動体Ｍ（発信機１）の数が多い場合でも高精度の３次元位置測定が可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の移動体測位装置によれば、カウンタの負荷を受信機と演算機に分担することで高速データ処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である移動体測位装置の構成図である。
【図２】移動体測位装置のブロック図である。
【図３】ＩＤ信号の信号処理の説明図である。
【図４】信号処理の流れ図である。
【図５】従来の移動体測位装置の構成図である。
【符号の説明】
１　　　　発信機
２　　　　受信機
３　　　　カウンタ装置
４　　　　演算装置
１１　　同期タイマ
１２　　ＩＤ発信部
２１　　ＩＤ受信部
２２　　ＩＤ検出部
２３　　トリガ出力部
２４　　ＩＤ出力部
３１　　非同期タイマ
３２　　ゲート
３３　　カウンタ
４１　　ＩＤ入力部
４２　　カウントデータ入力部
４３　　データ合成部
４４　　同期タイマ
４５　　３次元演算処理部
４６　　３次元出力部
Ｍ　　移動体
【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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【手続補正書】
【提出日】平成14年9月27日(2002.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
近年、カーナビゲーションシステムに代表されるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した移動体の位置測定が広く行われている。しかし、ＧＰＳを利用した測位装置は、衛星からの電波が届かない室内空間では機能しないといった問題がある。


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004108978.tif 000008