(57)【要約】  【課題】  簡易な構成により、被測定物までの距離及び位置を容易に測定することが可能な移動体測定システムを提供する。  【解決手段】  移動体測定システムＳ１は、被測定物Ｚまでの距離Ｌ１，Ｌ２を電波によって測定する複数の距離センサ１０ａ，１０ｂと、複数の距離センサ１０ａ，１０ｂのそれぞれからの測定情報及び複数の距離センサ１０ａ，１０ｂ同士の配置情報Ｌ０に基づいて、被測定物Ｚの位置を求める演算部２１と、を備える。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物までの距離を電波によって測定する複数の距離センサと、
前記複数の距離センサのそれぞれからの測定情報及び前記複数の距離センサ同士の配置情報に基づいて、前記被測定物の位置を求める演算部、
を備えることを特徴とする移動体測定システム。
【請求項２】
前記複数の距離センサとして、非直線上に配置された三つの距離センサを備えることを特徴とする請求項１に記載の移動体測定システム。
【請求項３】
前記被測定物の位置を記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動体測定システム。
【請求項４】
前記複数の距離センサは、前記被測定物の距離測定を交互に行うことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の移動体測定システム。
【請求項５】
前記距離センサは、前記被測定物の距離測定を行う際に、直前の測定情報に基づいて、測定範囲を切り替えることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の移動体測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の位置等を測定する移動体測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物内への不審者の侵入等を検出する装置として、従来から様々な技術がある。
例えば、マイクロ波等の電波を室内に照射し、反射してきた反射波と予め記憶手段に記憶した反射波の基本波形とを比較し、反射波のレベルの減衰により双方の波形間に差異が認められた場合に、侵入者が室内に潜んでいると判断する技術が提案されている。
【特許文献１】特開昭５９−２４３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した技術では、被測定物である移動体までの距離を測定する技術にすぎず、このため、被測定物の位置、移動方向を検知することができないという問題がある。
このため、電波の照射を走査させることで、その走査方向と距離との関係から被測定物の位置、移動方向を検知する技術も提案されているが、電波を走査するための特別な装置が必要となり、システムコストの上昇を招いてしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成により、被測定物までの距離及び位置を容易に測定することが可能な移動体測定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る移動体測定システムでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明の移動体測定システムは、被測定物までの距離を電波によって測定する複数の距離センサと、前記複数の距離センサのそれぞれからの測定情報及び前記複数の距離センサ同士の配置情報に基づいて、前記被測定物の位置を求める演算部、を備えるようにした。
この発明によれば、複数の距離センサを設けることで、移動体である被測定物の距離のみならず、位置等も容易に求められる。
【０００６】
また、前記複数の距離センサとして、非直線上に配置された三つの距離センサを備えるものでは、複数の移動体（被測定物）が存在する場合であっても、これらの位置等を容易に求めることが可能となる。
また、前記被測定物の位置を記憶する記憶部を備えるものでは、移動体（被測定物）の位置等を記録することで、容易に移動体の移動軌跡を求めることが可能となる。
また、前記複数の距離センサは、前記被測定物の距離測定を交互に行うものでは、各距離センサの計測が干渉してしまう不都合を容易かつ確実に回避することができる。
また、前記距離センサは、前記被測定物の距離測定を行う際に、直前の測定情報に基づいて、測定範囲を切り替えるものでは、直線の測定により移動体の位置が求められているので、距離センサの測定範囲を移動体の存在する周辺に絞り込む（所定方向に指向を合わせる）ことで、確実な距離測定を実現することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
本発明の移動体測定システムは、被測定物までの距離を電波によって測定する複数の距離センサと、前記複数の距離センサのそれぞれからの測定情報及び前記複数の距離センサ同士の配置情報に基づいて、前記被測定物の位置を求める演算部と、を備えるようにしたので、特別な装置等を用いることなく、複数の距離センサを設けるだけで、移動体である被測定物の位置等を容易に求めることが可能となる。
したがって、システムコストの上昇を最小限に抑えつつ、高性能な移動体測定システムを構築することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の移動体測定システムの実施形態について図を参照して説明する。
［第一実施形態］
図１は、移動体測定システムＳ１の概略構成を示す図である。図２は、距離センサ１０の回路構成を示す図である。
移動体測定システムＳ１は、２つの距離センサ１０（１０ａ，１０ｂ）と、演算部２１や記憶部２２等を有する制御装置２０と、を備える。
【０００９】
距離センサ１０は、図２に示すように、ミリ波レーダ方式の電波センサであって、アンテナ１１、サーキュレータ１２、カップラ１３、発信器１４、ミキサ１５、増幅器１６、Ａ／Ｄ変換器１７、ＤＳＰ１８等を備える。
そして、アンテナ１１からミリ波を発信し、被測定物である移動体Ｚからの反射波を受信することで、移動体Ｚまでの距離を測定するものである。
ミリ波とは，一般に３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ（波長１０ｍｍ〜１ｍｍ）の周波数帯であり，波長が非常に短い電波である。例えば、７６ＧＨｚ帯電波を使用したレーダ方式がよく知られおり、霧の中や降雨、降雪時でも使用できるという特徴を有する。ミリ波レーダには、ＦＭ−ＣＷ（Frequency−Modulated Continuous Waves）、２周波ＣＷ，パルス，スペクトラム拡散方式等、様々な変調方式がある。特に、２周波ＣＷレーダは、至近距離での検知が可能で、他のレーダとの干渉も起こしにくいという特徴を有する。
本実施形態においては、２周波ＣＷレーダ方式を用い、また、ドップラーレーダを用いることで、移動体Ｚの速度も測定することが可能であるが、測定条件に応じて、他の方式のレーダを用いてもよい。
【００１０】
図１に示すように、移動体測定システムＳ１は、２つの距離センサ１０ａ，１０ｂを備え、それぞれの距離センサ１０ａ，１０ｂから移動体Ｚまでの距離Ｌ１，Ｌ２が測定される。また、距離センサ１０ａ，１０ｂの距離Ｌ０は既知の情報である。したがって、制御装置２０の演算部２１は、これらの距離Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２の情報に基づいて、移動体Ｚの位置（図１における測定領域の平面位置）を求めることができる。
【００１１】
ところで、距離センサ１０ａ，１０ｂからのミリ波の発信及び受信が同時に行われると、距離センサ１０ａ，１０ｂ同士の干渉が発生してしまい、誤測定を引き起こす虞がある。そこで、距離センサ１０ａ，１０ｂの距離測定を時分割方式に行う。すなわち、距離センサ１０ａ，１０ｂによる移動体Ｚの距離計測を短時間毎に交互に切り替えて行うことで、距離センサ１０ａ，１０ｂ同士の干渉を容易かつ確実に回避することが可能となる。
【００１２】
そして、制御装置２０の記憶部２２には、演算部２１において求めた移動体Ｚの位置情報が時時刻刻と記憶される。したがって、記憶部２２に記憶された情報から、移動体Ｚの移動軌跡を求めることが可能となる。
【００１３】
このように、移動体測定システムＳ１が２つの距離センサ１０ａ，１０ｂを備えることで、移動体Ｚの位置を容易かつ確実に測定することが可能となる。特に、距離センサ１０からのミリ波の発信方向をスキャンさせる等の方法を用いなくとも、移動体Ｚの位置を測定することが可能となり、システムコストの低減を図ることができる。
【００１４】
なお、距離センサ１０ａ，１０ｂには、ミリ波の発信方向を所定方向に指向させる機能、すなわち、測定範囲を切り替える機能を具備させることで、移動体Ｚまでの距離測定の精度を向上させることも可能である。
つまり、測定当初は、距離センサ１０ａ，１０ｂの測定範囲を限定することなく、広範囲に向けてミリ波を発信する。そして、移動体Ｚが検出された後には、記憶部２２に記憶された移動体Ｚの直前の位置情報に基づいて、距離センサ１０ａ，１０ｂの測定範囲（ミリ波の発信方向）を移動体Ｚが存在する方向に限定する。そして更に、移動体Ｚの移動に伴って、距離センサ１０ａ，１０ｂからのミリ波の発信方向を移動体Ｚに追従させる。これにより、他の領域からの反射波の影響を受けることがなくなるので、移動体Ｚまでの距離や移動速度を高精度に測定することができる。したがって、移動体Ｚの位置や移動軌跡も高精度に測定することが可能となる。
【００１５】
［第二実施形態］
次に、本発明の移動体測定システムの第二実施形態について図を参照して説明する。
図３は、移動体測定システムＳ２の概略構成を示す図である。なお、移動体測定システムＳ１と同一の構成要素等については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００１６】
移動体測定システムＳ２は、３つの距離センサ１０（１０ａ，１０ｂ、１０ｃ）と、制御装置２０（不図示）とを備える。
移動体測定システムＳ２は、３つの距離センサ１０ａ，１０ｂ、１０ｃを備えているので、複数の移動体Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の位置を測定することが可能である。
【００１７】
ここで、図４を用いて、複数の移動体Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の位置を測定する際に、３つの距離センサ１０ａ，１０ｂ、１０ｃを用いる理由について説明する。
まず、２つの距離センサ１０ａ，１０ｂを用いて複数の移動体Ｚ１，Ｚ２の位置を測定しようとする場合には、各距離センサ１０ａ，１０ｂから移動体Ｚ１及びＺ２までの距離Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌｂ１，Ｌｂ２を求める。そして、これらの距離情報と、距離センサ１０ａ，１０ｂ同士の距離Ｌ０との関係から、移動体Ｚ１，Ｚ２の位置を求める。
しかし、距離Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌｂ１，Ｌｂ２を測定したとしても、移動体Ｚ１，Ｚ２の位置を確定することはできない。移動体Ｚ１，Ｚ２が存在する可能性のある場所が複数存在するからである
【００１８】
それは、距離センサ１０ａ，１０ｂは、それぞれアンテナ１１からミリ波を発信し、移動体Ｚ１，Ｚ２からの反射波を受信することで、移動体Ｚ１，Ｚ２までの距離を測定しているので、移動体Ｚ１，Ｚ２からの反射波は、区別することができないことに起因する。
つまり、距離センサ１０ａは、距離Ｌａ１，Ｌａ２の地点に被測定物が存在することは認識できるが、その被測定物が移動体Ｚ１なのか移動体Ｚ２なのかを認識することはできない。距離センサ１０ｂも同様に、距離Ｌｂ１，Ｌｂ２の地点に存在する被測定物が移動体Ｚ１なのか移動体Ｚ２なのかを認識することはできない。このため、移動体Ｚ１，Ｚ２が存在する場所を確定できない。
【００１９】
具体的には、図４に示すように、移動体Ｚ１の位置を求める場合には、距離センサ１０ａを中心とする半径Ｌａ１の円Ｃａ１と、距離センサ１０ｂを中心とする半径Ｌｂ１の円Ｃｂ１との交点Ａを移動体Ｚ１の位置と認定する必要がある。
同様に、移動体Ｚ２の位置を求める場合には、距離センサ１０ａを中心とする半径Ｌａ２の円Ｃａ２と、距離センサ１０ｂを中心とする半径ＬＢ２の円Ｃｂ２との交点Ｂを移動体Ｚ２の位置と認定する必要がある。
【００２０】
しかし、距離センサ１０ａ，１０ｂは、単に距離Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌｂ１，Ｌｂ２の地点に被測定物が存在することしか認識できない。このため、図４に示すように、円Ｃａ１と円Ｃｂ２との交点Ｃや、円Ｃａ２と円Ｃｂ１との交点Ｄにも被測定物が存在する可能性を否定できない。すなわち、移動体Ｚ１，Ｚ２が交点Ａ〜Ｄのいずれに存在するのかを確定することができない。
【００２１】
このように、２つの距離センサ１０ａ，１０ｂを用いた場合には、複数の移動体Ｚ１，Ｚ２の位置を測定することはできない。
そこで、図３に示すように、３つの距離センサ１０ａ，１０ｂ、１０ｃを備えることで、上述したような不都合を回避でき、同時に複数の移動体Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の位置を測定することが可能となる。なお、３つの距離センサ１０ａ，１０ｂ、１０ｃの位置関係は、既知であるものとする。
すなわち、被測定物の位置を求める場合に、３つの距離センサ１０ａ，１０ｂ、１０ｃを中心とする３つ円の交点を求めることで、確実に物体の位置を認識できる。
したがって、被測定物である移動体が複数存在する場合であっても、これらの位置を確実に求めることができる。
【００２２】
なお、複数の移動体Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の位置を高精度に測定するためには、距離センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが同一直線上に位置するような配置は避けるべきである。図３に示すように、被測定物である測定移動体Ｚ１〜Ｚ３が、３つの距離センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃで囲まれた領域内に存在するように、距離センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを配置することで、測定移動体Ｚ１〜Ｚ３の位置測定等を良好に行うことが可能となる。
【００２３】
また、移動体測定システムＳ２においても、距離センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃによる距離測定を時分割方式にて行うことで、距離センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ同士の干渉を回避することが好ましい。
また、移動体測定システムＳ２は、制御装置２０の記憶部２２に記憶された移動体Ｚ１〜Ｚ３の位置情報から、移動体Ｚ１〜Ｚ３の移動軌跡を求めることも可能である。
【００２４】
また、距離センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃにミリ波の発信方向を所定方向に指向させる機能を具備させてもよい。移動体までの距離測定の精度を向上させることが可能となるからである。特に、被測定物が複数存在する場合に、そのうちの特定の被測定物に向けて各距離センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃからミリ波を発信することで、その被測定物の位置や軌跡等を高精度に測定することが可能となる。
【００２５】
このように、移動体測定システムＳ２が３つの距離センサ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備えることで、複数の移動体Ｚ１〜Ｚ３の位置を容易かつ確実に測定することが可能となる。特に、距離センサ１０からのミリ波の発信方向をスキャンさせる等の方法を用いなくとも、移動体Ｚの位置を測定することが可能となり、システムコストの低減を図ることができる。
【００２６】
上述した移動体測定システムＳ１，Ｓ２の用途としては、建造物内の侵入者の検知システム（防犯システム）や、港湾における船舶監視システム等があるが、これに限られるものではなく、移動体の位置を計測するものであればよい。
また、移動体測定システムＳ１，Ｓ２に対して、被測定物の位置が変化する場合に限らず、被測定物に対して移動体測定システムＳ１，Ｓ２の位置が変化する場合、或いは被測定物と移動体測定システムＳ１，Ｓ２とが共に移動する場合であってもよい。このような場合には、移動体測定システムＳ１，Ｓ２に対する被測定物の相対的な位置が求められる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】移動体測定システムＳ１の概略構成を示す図である。
【図２】距離センサ１０の回路構成を示す図である。
【図３】移動体測定システムＳ２の概略構成を示す図である。
【図４】複数の移動体Ｚ１〜Ｚ３の位置計測方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ｓ１，Ｓ２…移動体測定システム
Ｚ、Ｚ１〜Ｚ３…移動体（被測定物）
１０（１０ａ〜１０ｃ）…距離センサ
２０…制御装置
２１…演算部
２２…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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