(57)【要約】【課題】  複数のアンテナから受信機までのそれぞれの距離を精度良く測定することができ、位置測定精度の向上に寄与することができる。【解決手段】  電波の受信信号強度に応じて電波の放出点から受信機までの距離を測定する距離測定システムにおいて、設置場所の異なる２つのアンテナと、このアンテナ毎に送信電力を調整する電力調整手段と、この送信電力の組み合わせパターンを制御する制御手段とを有する送信機を少なくとも２組以上備え、前記受信機は、受信電波の受信信号強度の組み合わせパターンに基づいて、前記２つのアンテナから自機までのそれぞれの距離を推定する距離推定手段を有することを特徴とする。【選択図】      図１
2007285827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波の受信信号強度に基づいて、受信機が電波の放出点から自己までの距離を測定する距離測定システムにおいて、
設置場所の異なる２個のアンテナと、
これらアンテナから可干渉性を有する送信電波を送信させると共に、これら送信電波の送信電力の組み合わせを、所定数の送信電力の組み合わせパターンに応じて順次切り替える送信電力パターン切替手段と、
前記各組み合わせパターンでの受信信号強度に基づいて、少なくとも一方の前記アンテナから自己までの距離を算出する、前記受信機に設けられた距離算出手段と
を有することを特徴とする距離測定システム。
【請求項２】
前記組み合わせパターンの一つとして、距離の算出の基準となる一方の前記アンテナからだけ電波を送出する単独送信パターンを含み、
前記距離算出手段は、前記単独送信パターンでの受信信号強度に基づいて、基準となる一方の前記アンテナからの距離の推定範囲を得、他の前記組み合わせパターンでの受信信号強度に基づいて、推定範囲内から距離を同定することを特徴とする請求項１に記載の距離測定システム。
【請求項３】
電波の受信信号強度に基づいて、受信機が複数の電波の放出点からの距離を求め、これら複数の距離に基づいて自己の位置を測定する位置測定システムにおいて、
設置場所の異なる２個一組の複数組のアンテナと、
担当組の２個のアンテナから可干渉性を有する送信電波を他の組からの送信と区別できるように送信させると共に、これら送信電波の送信電力の組み合わせを、所定数の送信電力の組み合わせパターンに応じて順次切り替える、組毎の送信電力パターン切替手段と、
担当組のアンテナからの前記各組み合わせパターンでの受信信号強度に基づいて、担当組の前記各アンテナから自己までの距離を算出する、前記受信機に設けられた組毎の距離算出手段と、
組毎の前記距離算出手段が算出した複数の距離の情報に基づいて、自己の位置を算出する前記受信機に設けられた位置算出手段と
を有することを特徴とする位置測定システム。
【請求項４】
前記組み合わせパターンとして、前記各アンテナからだけ電波を送出する２つの単独送信パターンを含み、
前記距離算出手段は、２つの前記単独送信パターンでの受信信号強度に基づいて、前記各アンテナからの距離の推定範囲を得、他の前記組み合わせパターンでの受信信号強度に基づいて、推定範囲内から距離を同定することを特徴とする請求項３に記載の位置測定システム。
【請求項５】
前記単独送信パターン以外の前記組み合わせパターンとして、２個の前記アンテナからの送信電力が等しいパターン、２個の前記アンテナからの送信電力の大小が逆になっている２つのパターンの計３つのパターンを含むことを特徴とする請求項４に記載の位置測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離測定システムおよび位置測定システムに関し、例えば、無線通信における無線伝播特性と、電波が互いに干渉しておこる干渉縞を利用して、電波の放射点から無線受信機までの距離を測定して受信機の位置を測定する距離測定システムおよび位置測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のシステムとしては、特許文献１に記載された位置検出システムが報告されている。
【０００３】
この特許文献１に記載されたシステムによれば、予め定められた位置に複数の送信機を設置しておき、次に、位置を測定したい受信機で複数の送信機から送信された電波を受信し、その電波の受信信号強度に基づいて、それぞれの送信機から受信機までの距離を推定し、受信機の位置を測定していた。
【特許文献１】特開２００２−２３６１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようは構成のシステムにあっては、受信信号強度だけに基づいて、送信機から受信機までの距離を測定すると、測定結果には多くの誤差が含まれているので、精度よく測定することができなかった。
【０００５】
そこで、位置測定の精度が向上するような距離測定システムおよび位置測定システムの提案が望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、複数のアンテナから受信機までのそれぞれの距離を精度良く測定することができ、位置測定精度の向上に寄与することができる距離測定システムおよび位置測定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】
第１の発明は、電波の受信信号強度に基づいて、受信機が電波の放出点から自己までの距離を測定する距離測定システムにおいて、設置場所の異なる２個のアンテナと、これらアンテナから可干渉性を有する送信電波を送信させると共に、これら送信電波の送信電力の組み合わせを、所定数の送信電力の組み合わせパターンに応じて順次切り替える送信電力パターン切替手段と、前記各組み合わせパターンでの受信信号強度に基づいて、少なくとも一方の前記アンテナから自己までの距離を算出する、前記受信機に設けられた距離算出手段とを有することを要旨とする。
【０００８】
第２の発明は、電波の受信信号強度に基づいて、受信機が複数の電波の放出点からの距離を求め、これら複数の距離に基づいて自己の位置を測定する位置測定システムにおいて、設置場所の異なる２個一組の複数組のアンテナと、担当組の２個のアンテナから可干渉性を有する送信電波を他の組からの送信と区別できるように送信させると共に、これら送信電波の送信電力の組み合わせを、所定数の送信電力の組み合わせパターンに応じて順次切り替える、組毎の送信電力パターン切替手段と、担当組のアンテナからの前記各組み合わせパターンでの受信信号強度に基づいて、担当組の前記各アンテナから自己までの距離を算出する、前記受信機に設けられた組毎の距離算出手段と、組毎の前記距離算出手段が算出した複数の距離の情報に基づいて、自己の位置を算出する前記受信機に設けられた位置算出手段とを有することを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のアンテナから受信機までのそれぞれの距離を精度良く測定することができ、位置測定精度の向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（Ａ）実施形態
以下、本発明の距離測定システムおよび位置測定システムの第１の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
この実施形態は、２つのアンテナに接続されてなる１組の送信機を、２組用いて受信機の位置を測定する位置測定システムに適用した場合について説明する。
【００１２】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、この実施形態の位置測定システムの構成を示す全体構成図である。図１において、送信機１０は、アンテナ１１及びアンテナ１２に接続され、送信機２０はアンテナ２１及びアンテナ２２に接続されている。受信機３０はアンテナ１１、アンテナ１２、アンテナ２１、アンテナ２２から送信される電波を受信し、それぞれのアンテナからの距離Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２を推定する。
【００１３】
図２は、この実施形態の送信機１０及び受信機３０の内部構成を示す図である。図２において、送信機１０には、発信部１３、アッテネータ１４、アッテネータ１５、制御部１６が設けられている。なお、送信機２０の構成は、送信機１０の内部構成と同様であり、その説明を省略する。
【００１４】
発信部１３は、アッテネータ１４及びアッテネータ１５を介して、それぞれアンテナ１１及びアンテナ１２に接続されている。
【００１５】
発信部１３は、特定周波数の電波を発振し、制御部１６により設定された識別信号を変調して搬送波に重畳して送信電力２＊Ｐ０（ｗ）を出力する。
【００１６】
アッテネータ１４，１５は、一方がそれぞれ発信部１３に接続され、他方がそれぞれアンテナ１１，１２の給電点に同軸ケーブル１１ａ，１２ａを介して接続されている。なお説明の簡略化のため、アンテナ１１，１２のそれぞれの給電点では同位相の電波が送信されることとする。
【００１７】
制御部１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びタイマを有し、ＲＯＭに記憶されている送信テーブル４１から送信モード毎の識別信号と減衰量を読み出して発信部１３とアッテネータ１４，１５に設定し、定期的に電波を発信するように制御する。
【００１８】
図２において、受信機３０には、受信部３１、制御部３３が設けられている。受信部３１は、送信機１０の発振周波数に共振し、受信した電波を検波してアナログ信号を復調し、このアナログ信号を制御部３３に出力する。
【００１９】
制御部３３は、受信部３１から入力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換して得られたデジタル信号に基づいて、識別信号と受信信号強度を検出し、受信テーブル５１に順次に記憶する。また、制御部３３は、受信テーブル５１から受信信号強度を読み出して送信モード毎に距離を推定するように制御する。
【００２０】
（Ａ−２）実施形態の送信機１０の動作
図３に示すタイミングチャート、図４に示す送信テーブル４１を参照して、送信機１０の動作を説明する。なお、送信機１０の動作は、制御部１６に設けられたＲＯＭからＣＰＵがプログラムを読み出して実行することで実現される。
【００２１】
図３は、この実施形態の送信機１０の動作を示すタイミングチャートである。Ｓ１〜Ｓ５が送信モードＭ１〜Ｍ５のそれぞれ異なる識別信号を示しており、それぞれの識別信号の送信期間Ｔ１が終了した後に無信号期間Ｔ２が設けられており、このＴ１，Ｔ２が周期的に繰り返されて識別信号Ｓ１〜Ｓ５が送信される。
【００２２】
図４は、この実施形態のアッテネータ１４，１５に設定される減衰量を示す送信テーブル４１であり、このテーブル４１はＲＯＭに記憶されている。送信モードの番号Ｍ１〜Ｍ５に対応する識別信号Ｓ１〜Ｓ５、アッテネータ１４の減衰量ＡＴ１、アッテネータ１５の減衰量ＡＴ２を示している。送信テーブル４１には、アッテネータの減衰量のパターン、すなわち、送信電波の送信電力の組み合わせパターンが記憶されることになる。
【００２３】
まず、送信機１０の制御部１６は、例えば、モード番号ｉ（ｉ＝１〜５の整数）をキーとして、送信モードＭｉに対応する識別信号Ｓｉ、アッテネータ１４の減衰量ＡＴ１、アッテネータ１５の減衰量ＡＴ２を、図５に示す送信テーブル４１から読み込む。このとき、発信部１３に識別信号Ｓｉを設定し、アッテネータ１４の減衰量をＡＴ１、アッテネータ１５の減衰量をＡＴ２に設定する。
【００２４】
次いで、制御部１６は、送信開始命令を発信部１３に出力して発信を開始させる。このとき、タイマに計時を開始させ、計時時間ｔが送信期間Ｔ１まで到達した場合に、制御部１６は、送信停止命令を発信部１３に出力して発信を停止させる。
【００２５】
次いで、タイマに計時を開始させ、計時時間ｔが停止期間Ｔ２まで到達した場合に、制御部１６は、タイマの計時を停止することで、停止期間Ｔ２を送信タイミングに挿入する。なお、この停止期間Ｔ２は必ずしも必要はなく、Ｔ２＝０として連続的にモード変更を行うこともできる。
【００２６】
次いで、制御部１６は、モード番号ｉに１を加算して新たなモード番号ｉ＝ｉ＋１に更新し、次の送信モードに移行することで、順次に識別信号Ｓｉの設定と、アッテネータ１４，１５の減衰量ＡＴ１，ＡＴ２の設定を行い、図４に示すように、各送信モードでの識別信号の送信を行う。
【００２７】
なお、この実施形態では、図３，図４に示すように、送信モードをＭ１〜Ｍ５として扱っているが、アンテナの送信電力の組み合わせパターンとして、Ｍ１〜Ｍ５以外の組み合わせパターンを送信モードＭ６以降に追加してもよい。
【００２８】
この結果、図６に示す送信モードＭ１として、送信機１０に設けられたアッテネータ１４の減衰量ＡＴ１が０（ｄＢ）に、アッテネータ１５の減衰量ＡＴ２が∞（ｄＢ）に設定される。そして、発信部１３から識別信号Ｓ１が送信されると、識別信号Ｓ１はアンテナ１１から送信電力Ｐ０（Ｗ）で送信される。このとき、受信機３０では、識別信号Ｓ１が検出されるが、アンテナ１１からのみ発信された電波であることとする。
【００２９】
また、送信モードＭ２として、送信機１０に設けられたアッテネータ１４の減衰量が∞（ｄＢ）に、アッテネータ１５の減衰量が０（ｄｂ）に設定される。そして、発信部１３から識別信号Ｓ２が送信されると、識別信号Ｓ２はアンテナ１２から送信電力Ｐ０（Ｗ）で送信される。このとき、受信機３０では、識別信号Ｓ２が検出されるが、アンテナ１２からのみ発信された電波であることとする。
【００３０】
さらに、送信モードＭ３として、送信機１０に設けられたアッテネータ１４，１５の減衰量が共に０（ｄＢ）に設定される。そして、発信部１３から識別信号Ｓ３が送信されと、識別信号Ｓ３はアンテナ１１，１２から共に送信電力Ｐ０（Ｗ）で送信される。このとき、アンテナ１１，１２から共に送信電力Ｐ０（Ｗ）で送信されているので、図９に示すように、アンテナ１１，１２がなす中央エリアに強い干渉による山部分と谷部分とが発生する。
【００３１】
さらに精度を上げるために送信モードＭ４，Ｍ５を追加した場合について説明する。
【００３２】
送信モードＭ４として、送信機１０に設けられたアッテネータ１４の減衰量が０（ｄＢ）に、アッテネータ１５の減衰量が送信電力Ｐ０（Ｗ）からＰ１（Ｗ）へ減衰させるＡ（ｄＢ）に設定される。そして、発信部１３から識別信号Ｓ４が送信されると、識別信号Ｓ４はアンテナ１１から送信電力Ｐ０（Ｗ）で、アンテナ１２から送信電力Ｐ１（Ｗ）で送信される。このとき、図１０に示すように、アンテナ１１に近い左エリアで強い干渉による山部分と谷部分とが発生する。
【００３３】
また、送信モードＭ５として、送信機１０に設けられたアッテネータ１４の減衰量が送信電力Ｐ０（Ｗ）からＰ１（Ｗ）へ減衰させるＡ（ｄＢ）に、アッテネータ１５の減衰量が０（ｄＢ）に設定される。そして、発信部１３から識別信号Ｓ５が送信されると、識別信号Ｓ５はアンテナ１１から送信電力Ｐ１（Ｗ）、アンテナ１２から送信電力Ｐ０（Ｗ）で送信される。このとき、アンテナ１２に近い右エリアで強い干渉による山部分と谷部分とが発生する。なお、このときの干渉状態は、図１０に示すグラフを左右反転することで得られる。
【００３４】
この結果、設置場所の異なる２個一組の複数組のアンテナうち、担当組の２個のアンテナから可干渉性を有する送信電波を他の組からの送信と区別できるように送信させることができる。
【００３５】
（Ａ−３−１）実施形態の受信機３０による受信動作
次に、図５に示すフローチャート、図６に示す受信テーブル５１、図７に示すフローチャートを参照して、受信機３０が各送信モードに対応する受信信号強度を取得するまでの動作を説明する。なお、受信機３０の動作は、制御部３３に設けられたＲＯＭからＣＰＵがプログラムを読み出して実行することで実現される。
【００３６】
まず、受信機３０の制御部３３は、受信部３１から出力される検波後のアナログ信号を入力してデジタル信号にＡ／Ｄ変換し受信レベル信号Ｌを出力する（ステップＳ１０）。次いで、制御部３３は、受信した受信レベル信号Ｌが予め設定しておいた閾値Ｌref より大きいか否かを判断する（ステップＳ２０）。受信レベル信号Ｌが閾値Ｌref より小さい場合には、受信機３０でノイズを受信しているか、受信信号がノイズレベルであり、識別信号を誤認識するおそれがあるので、ステップＳ１０に戻る。
【００３７】
一方、受信レベル信号Ｌが閾値Ｌref より大きい場合には、送信機１０からの送信電波を受信している可能性があるので、ステップＳ３０に進む。受信信号に重畳されている識別信号を検出し、検出した識別信号Ｓｉが予めＲＯＭに登録しておいた正規の識別信号Ｓ１〜Ｓ５のうち何れか１に相当する場合には、正しく識別信号を検出したこととする（ステップＳ３０）。
【００３８】
次いで、制御部３３は、この受信レベル信号Ｌを受信信号強度Ｌｉとして検出する（ステップＳ４０）。次いで、制御部３３は、検出した識別信号Ｓｉに基づいて、受信信号強度Ｌｉを受信テーブル５１に記憶する。受信テーブル５１には予め送信モード毎に正規の識別信号が記憶されているので、検出した識別信号Ｓｉに対応するように受信信号強度Ｌｉを受信テーブル５１に記憶する。
【００３９】
この結果、図６に示すように、送信モードＭ１〜Ｍ５と識別信号Ｓ１〜Ｓ５に対応して受信信号強度Ｌ１〜Ｌ５が受信テーブル５１に記憶される。受信テーブル５１には、受信電波の受信信号強度の組み合わせパターンが記憶されることになる。
【００４０】
なお、送信モードＭ１，Ｍ２は単独送信パターンであり、送信モードＭ３は２個のアンテナからの送信電力が等しいパターンであり、送信モードＭ４，Ｍ５は２個のアンテナからの送信電力の大小が逆になっているパターンである。
【００４１】
（Ａ−３−２）実施形態の受信機３０による距離推定動作
次に、図６に示す受信テーブル５１、図７に示すフローチャート、図８〜図１４に示すグラフを参照して、受信機３０が各モードで距離推定を行う動作について説明する。
【００４２】
図８は、この実施形態の受信機３０が受信した受信信号強度Ｌ１とアンテナ１１の距離の関係を示している。一般に、受信信号強度は、送信機のアンテナから受信機までの距離に応じて、極めて高い確率で図８に示す受信信号強度の最大値を表す最大値曲線Ｌmaxと、最小値を表す最小値曲線Ｌminとの間の範囲の値になることが知られている。
【００４３】
なお、受信信号強度と距離の関係を表す最大値曲線Ｌmaxと最小値曲線Ｌminとは、予めＲＯＭに変換テーブルとして記憶されていることとし、受信機３０により検出された受信信号強度Ｌをこの変換テーブルに与えると、変換テーブルからＤmaxとＤminとを読み出すことができる。
【００４４】
ここで、受信機３０の制御部３３は、受信テーブル５１から送信モードＭ１時に検出した受信信号強度Ｌ１（Ｗ）を読み出し、さらに、受信信号強度Ｌ１に基づいてＲＯＭに記憶されている距離を読み出すことで、アンテナ１１と受信機３０とがなす距離Ｄ１１の範囲を（１）式に示すように推定する（ステップＳ１１０）。
【００４５】
Ｄ１１min≦距離Ｄ１１≦Ｄ１１max                              （１）
次いで、受信機３０の制御部３３は、受信テーブル５１から送信モードＭ２時に検出した受信信号強度Ｌ２（Ｗ）を読み出し、さらに、受信信号強度Ｌ２に基づいてＲＯＭに記憶されている距離を読み出すことで、アンテナ１２と受信機３０とがなす距離Ｄ１２の範囲を（２）式に示すように推定する（ステップＳ１２０）。
【００４６】
Ｄ１２min≦距離Ｄ１２≦Ｄ１２max                              （２）
以上、送信モードＭ１，Ｍ２で取得された受信信号強度Ｌ１，Ｌ２での距離Ｄ１１，Ｄ１２が概略的に推定されたので、以降、順次に送信機１０から送出される送信モードＭ３〜Ｍ５のいずれの情報を利用するかを決定する。利用する送信モードの選択条件は、概略的に推定された距離Ｄ１１，Ｄ１２に基づいて、受信機３０が存在するエリアが中央エリアか左エリアか右エリアかを判断する（Ｓ１３０）。なお、ステップＳ１３０において判断されるエリアを図９に示す。図９において、中央エリア６１はアンテナ１１，１２がなす中点ｃに対して、左右に５λ／８だけ広がったエリアとしているが、これは説明を簡略化するためのものである。
【００４７】
ここで、（１）式，（２）式からそれぞれの平均値Ｄave１１，Ｄave１２を求めると、
Ｄave１１＝（Ｄ１１min＋Ｄ１１max）／２                       （３）
Ｄave１２＝（Ｄ１２min＋Ｄ１２max）／２                       （４）
となる。次いで、平均値Ｄave１１，Ｄave１２の差に対して絶対値｜Ｄave１１−Ｄave１２｜が所定の閾値Ｄref よりも小さいか否かを（５）式に示すように判断する。
【００４８】
｜Ｄave１１−Ｄave１２｜＜Ｄref                               （５）
なお、閾値Ｄref は説明を簡単化するために、この実施形態では例えば送信機１０の電波の波長λに対して５／４倍程度に設定しているが、任意に設定できることはいうまでもない。
【００４９】
（５）式において、絶対値｜Ｄave１１−Ｄave１２｜が閾値Ｄref よりも小さい場合には、距離Ｄ１１≒距離Ｄ１２であり、アンテナ１１とアンテナ１２とがなす中央エリア６１に受信機３０が存在することと判断し、ステップＳ１４０に進む。
【００５０】
一方、（５）式において、絶対値｜Ｄave１１−Ｄave１２｜が閾値Ｄref よりも大きい場合には、平均値Ｄave１１，Ｄave１２の大きさを比較する。
【００５１】
Ｄave１１≪Ｄave１２の場合には、距離Ｄ１１≪距離Ｄ１２であり、アンテナ１１とアンテナ１２とがなす左エリア６２に受信機３０が存在することと判断し、ステップＳ１５０に進む。
【００５２】
Ｄave１１≫Ｄave１２の場合には、距離Ｄ１１≫距離Ｄ１２であり、アンテナ１１とアンテナ１２とがなす右エリア６３に受信機３０が存在することと判断し、ステップＳ１６０に進む。
【００５３】
（Ａ−３−３）送信モードＭ３の情報を利用する場合（Ｓ１４０）
送信モードＭ３の場合、受信機３０で受信される識別信号Ｓ３は、アンテナ１１とアンテナ１２とから共に送信電力Ｐ０（Ｗ）で送信された信号の合成波であり、制御部３３は、受信テーブル５１からこの信号の受信信号強度Ｌ３（Ｗ）を読み出す。
【００５４】
図９は、この実施形態の受信機３０で受信される合成波の受信信号強度と、受信機３０とアンテナ１１及びアンテナ１２との距離の関係を示した説明図である。
【００５５】
今、アンテナ１１とアンテナ１２からその給電点において同相の識別信号Ｓ３が送出され、受信機３０がこの２つのアンテナ１１，１２を結ぶ直線上にある場合、アンテナ１１とアンテナ１２の中点Ｃに干渉により強め合う山部分ができる。
【００５６】
波長をλとすると、この中点Ｃよりも左右にλ／４離れた部分に弱め合う谷部分でき、さらにそこよりもλ／４離れた部分に強め合う山部分ができ、それらが繰り返されることになる。
【００５７】
ここで、受信信号強度Ｌ１（Ｗ）とＬ２（Ｗ）のうちいずれか大きい方をＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）と表現すると、強め合う山部分に受信機３０が設置された場合には、Ｌ３≧ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）となる。すなわち、受信信号強度Ｌ１（Ｗ）とＬ２（Ｗ）のうちいずれか大きい方の値ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）が、送信モードＭ３での受信信号強度Ｌ３以下となる。
【００５８】
一方、弱め合う谷部分に受信機３０が設置された場合には、Ｌ３＜ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）となる。すなわち、受信信号強度Ｌ１（Ｗ）とＬ２（Ｗ）のうちいずれか大きい方の値ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）が、送信モードＭ３での受信信号強度Ｌ３よりも大きくなる。
【００５９】
図１０は、この実施形態の受信機３０で受信される受信信号強度がＬ３≧ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）となる領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を示した説明図である。ここで、アンテナ１１及びアンテナ１２から中点Ｃまでの距離をｄとすると、
Ｌ３≧ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）である場合、
ｄ−（４ｎ＋１）＊λ／８≦距離Ｄ１１≦ｄ−（４ｎ−１）＊λ／８  （６）
となる。（６）式が成立するのは、図１１に示す山部分となる共通領域Ｅ１であり、この領域に受信機３０が存在する。
【００６０】
Ｌ３＜ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）である場合、
ｄ−（４ｎ＋３）＊λ／８＜距離Ｄ１１＜ｄ−（４ｎ＋１）＊λ／８  （７）
となり、この領域に受信機３０が存在する。ここで、ｎは整数である。
【００６１】
また、距離Ｄ１２も同様に、
Ｌ３≧ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）である場合、
ｄ−（４ｎ＋１）＊λ／８≦距離Ｄ１２≦ｄ−（４ｎ−１）＊λ／８  （８）
Ｌ３＜ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）である場合、
ｄ−（４ｎ＋３）＊λ／８＜距離Ｄ１２＜ｄ−（４ｎ＋１）＊λ／８  （９）
となる。
【００６２】
従って、アンテナ１１から受信機３０までの距離Ｄ１１は、（１）式と（６）式もしくは、（１）式と（７）式が表す共通領域の下限値をＤmin１１とし、上限値をＤmax１１とした場合、
Ｄ１１min≦（＜）距離Ｄ１１≦（＜）Ｄ１１max                    （１０）
と推定することができ、この領域に受信機３０が存在する。
【００６３】
ここで、（１０）式で示すそれぞれの領域は、Ｌ３≧ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）である場合に、図１２に示す（ａ）〜（ｅ）に分解できる。詳しくは、
（ａ）に示す領域は、距離Ｄ１１が、
Ｄ１１min≦距離Ｄ１１≦Ｄ１１max                                （１１）
となる領域である。
【００６４】
（ｂ）に示す領域は、距離Ｄ１１が、
Ｄ１１min≦距離Ｄ１１≦ｄ−（４ｎ−１）＊λ／８                 （１２）
となる領域である。
【００６５】
（ｃ）に示す領域は、距離Ｄ１１が、
ｄ−（４ｎ＋１）＊λ／８≦距離Ｄ１１≦ｄ−（４ｎ−１）＊λ／８  （１３）
となる領域である。
【００６６】
（ｄ）に示す領域は、距離Ｄ１１が、
ｄ−（４ｎ＋１）＊λ／８≦距離Ｄ１１≦Ｄ１１max                 （１４）
となる領域である。
【００６７】
（ｅ）に示す領域は、距離Ｄ１１が、
Ｄ１１min≦距離Ｄ１１≦Ｄ１１max                                （１５）
となる領域である。
【００６８】
一方、（１０）式で示すそれぞれの領域は、Ｌ３＜ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）である場合に、図１３に示す（ｆ）〜（ｊ）に分解できる。
【００６９】
（ｆ）に示す領域は、距離Ｄ１１が、
Ｄ１１min≦距離Ｄ１１≦Ｄ１１max                                （１６）
となる領域である。
【００７０】
（ｇ）に示す領域は、距離Ｄ１１が、
Ｄ１１min≦距離Ｄ１１≦ｄ−（４ｎ＋１）＊λ／８                 （１７）
となる領域である。
【００７１】
（ｈ）に示す領域は、距離Ｄ１１が、
ｄ−（４ｎ＋３）＊λ／８＜距離Ｄ１１＜ｄ−（４ｎ＋１）＊λ／８  （１８）
となる領域である。
【００７２】
（ｉ）に示す領域は、距離Ｄ１１が、
ｄ−（４ｎ＋３）＊λ／８≦距離Ｄ１１≦Ｄ１１max                 （１９）
となる領域である。
【００７３】
（ｅ）に示す領域は、距離Ｄ１１が、
Ｄ１１min≦距離Ｄ１１≦Ｄ１１max                                （２０）
となる領域である。
【００７４】
また、アンテナ１２から受信機３０までの距離Ｄ１２は、同様に（２）式と（８）式もしくは、（２）式と（９）式が表す共通領域の下限値をＤ１２minとし、上限値をＤ１２maxとした場合、
Ｄ１２min≦（＜）距離Ｄ１２≦（＜）Ｄ１２max                    （２１）
と推定することができる。
【００７５】
以上の手順において、距離Ｄ１１≒距離Ｄ１２となる場合、送信モードＭ１、Ｍ２、Ｍ３を利用して距離Ｄ１１と距離Ｄ１２の距離領域を推定する。
【００７６】
（Ａ−３−４）送信モードＭ４の情報を利用する場合（Ｓ１５０）
送信モードＭ４の場合、受信機３０で受信される識別信号Ｓ４は、アンテナ１１から送信電力Ｐ１（Ｗ）とアンテナ１２から送信電力Ｐ０（Ｗ）で発信された信号の合成波であり、制御部３３は、受信テーブル５１からこの信号の受信信号強度Ｌ４（Ｗ）を読み出す。なお、Ｐ１＜Ｐ０である。
【００７７】
図１４は、この実施形態の送信モードＭ４における受信機３０とアンテナ１１及びアンテナ１２との距離と、合成波の受信信号強度Ｌ４（Ｗ）の関係を示した説明図である。なお、Ｌp1はアンテナ１１からのみ送信電力Ｐ１（Ｗ）を送信した場合での受信信号強度を示している。
【００７８】
ところで、アンテナ１１から送出された識別信号Ｓ４のみに着目した場合、受信信号強度は送信電力に比例するため、送信モードＭ１時の受信信号強度Ｌ１（Ｗ）を使用してＬ１＊（Ｐ１／Ｐ０）と表すことができる。
【００７９】
そこで、強め合う山部分に受信機３０が設置された場合には、
Ｌ４≧ＭＡＸ（Ｌ１＊（Ｐ１／Ｐ０），Ｌ２）                        （２２）
となり、この領域をＦ１，Ｆ３，Ｆ５で示す。
【００８０】
弱め合う谷部分に受信機３０が設置された場合には、
Ｌ４＜ＭＡＸ（Ｌ１＊（Ｐ１／Ｐ０），Ｌ２）                        （２３）
となり、この領域をＦ２，Ｆ４で示す。
【００８１】
従って、
Ｌ４≧ＭＡＸ（Ｌ１＊（Ｐ１／Ｐ０）、Ｌ２）                        （２４）
である場合には、（６）式、（８）式を用い、
Ｌ４＜ＭＡＸ（Ｌ１＊Ｐ１／Ｐ０），Ｌ２）                          （２５）
である場合には、（７）式、（９）式を用いて、受信機３０とアンテナ１２とがなす距離Ｄ１１を（１０）式、受信機３０とアンテナ１２とがなす距離Ｄ１２を（２１）式により推定する。
【００８２】
以上の手順において、距離Ｄ１１≪距離Ｄ１２となる場合、送信モードＭ１、Ｍ２、Ｍ４を利用して距離Ｄ１１と距離Ｄ１２とを推定する。
【００８３】
（Ａ−３−５）送信モードＭ５の情報を利用する場合（Ｓ１６０）
送信モードＭ５の場合、上述した送信モードＭ４と対称であるため詳しい説明は省略するが、距離Ｄ１１≫距離Ｄ１２の場合、送信モードＭ１、Ｍ２、Ｍ５を利用して距離Ｄ１１と距離Ｄ１２とが推定できる。
【００８４】
（Ａ−３−６）距離Ｄ２１及び距離Ｄ２２の推定（Ｓ１７０）
以上、図７に示すステップＳ１１０〜Ｓ１６０を参照して、送信機１０からの電波を用いて、アンテナ１１、アンテナ１２と受信機３０との距離Ｄ１１および距離Ｄ１２に関する推定方法について説明した。
【００８５】
そこで、ステップＳ１７０では、上述したステップＳ１１０〜Ｓ１６０と同様の手順を距離Ｄ２１及び距離Ｄ２２の推定に適用することで、送信機２０からの電波を用いて、アンテナ２１、アンテナ２２と受信機３０との距離Ｄ２１及び距離Ｄ２２が推定される。
【００８６】
これら４個の距離に基づいて、受信機３０の位置を算出する。ステップＳ１３０で、左エリア、中央エリア、右エリアの何れか１つの領域に受信機３０が存在することを推定しておき、さらに、送信モードＭ３，Ｍ４，Ｍ５でエリア内での距離推定の結果得られる距離はある範囲内にあることを示している。
【００８７】
そこで、制御部３３は、推定された距離Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２毎の範囲からそれぞれの範囲中心値Ｄave１１，Ｄave１２，Ｄave２１，Ｄave２２を算出し、再度、この算出された複数の範囲中心値がなす領域から例えば重心を算出して１点に絞り込み、受信機３０の位置を測定する（ステップＳ１８０）。
【００８８】
ここで、位置情報は、いずれかのアンテナの位置を原点とした相対位置であっても良く、アンテナの絶対的な位置情報を受信機が内部記憶していて、算出されたアンテナとの相対位置と内部記憶している絶対位置とに基づいて、受信機の絶対位置を得て出力するようにしても良い。
【００８９】
（Ａ−４）効果
以上のようにこの実施形態によれば、設置場所の異なる２個のアンテナから可干渉性を有する送信電波を送信させると共に、これら送信電波の送信電力の組み合わせを、所定数の送信電力の組み合わせパターンに応じて順次切り替え、各組み合わせパターンでの受信信号強度に基づいて、少なくとも一方のアンテナから受信機までの距離を算出することで、２個のアンテナから受信機までのそれぞれの距離を精度良く測定することができ、距離測定精度の向上に寄与することができる。
【００９０】
また、上記組み合わせパターンの一つとして、距離の算出の基準となる一方のアンテナからだけ電波を送出する単独送信パターンを含み、この単独送信パターンでの受信信号強度に基づいて、基準となる一方のアンテナからの距離の推定範囲を得、他の組み合わせパターンでの受信信号強度に基づいて、推定範囲内から距離を同定することで、２個のアンテナから受信機までのそれぞれの距離を精度良く測定することができ、距離測定精度の向上に寄与することができる。
【００９１】
また、設置場所の異なる２個一組の複数組のアンテナうち、担当組の２個のアンテナから可干渉性を有する送信電波を他の組からの送信と区別できるように送信させると共に、これら送信電波の送信電力の組み合わせを、所定数の送信電力の組み合わせパターンに応じて順次切り替え、担当組のアンテナからの各組み合わせパターンでの受信信号強度に基づいて、担当組の各アンテナから受信機までの距離を算出することで、２個一組の複数組のアンテナから受信機までのそれぞれの距離を精度良く測定することができ、さらに、組毎に算出した複数の距離の情報に基づいて、受信機の位置を算出することで、位置測定精度の向上に寄与することができる。
【００９２】
また、上記組み合わせパターンとして、各アンテナからだけ電波を送出する２つの単独送信パターンを含み、２つの単独送信パターンでの受信信号強度に基づいて、各アンテナからの距離の推定範囲を得、他の組み合わせパターンでの受信信号強度に基づいて、推定範囲内から距離を同定することで、２個のアンテナから受信機までのそれぞれの距離を精度良く測定することができ、距離測定精度の向上に寄与することができ、さらに、位置測定精度の向上に寄与することができる。
【００９３】
また、単独送信パターン以外の上記組み合わせパターンとして、２個のアンテナからの送信電力が等しいパターン、２個のアンテナからの送信電力の大小が逆になっている２つのパターンの計３つのパターンを含むことで、距離測定精度の向上に寄与することができ、さらに、位置測定精度の向上に寄与することができる。
【００９４】
（Ｂ）他の実施形態
（Ｂ−１）
上述した第１の実施形態では、２つの送信機を用いて位置測定する手法について説明したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、３つ以上の送信機を用いても同様の方法を適用することにより、さらに位置測定精度の向上に寄与することができる。逆に、１個の送信機が、２組のアンテナへの送信信号を与えるものであっても良い。
【００９５】
１個のアンテナと１個の送信機とが対応し、異なる送信機が同期処理により送信電波を送出させるものであっても良い。
【００９６】
（Ｂ−２）
上述した第１の実施形態では、１つの送信機に２本のアンテナを接続した例について説明したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、１つの送信機に３本以上のアンテナを接続して各アンテナから送信する送信電力の組み合わせパターンを多数設定すればよく、この場合にはシステムに１つの送信機があればよく、さらに位置測定精度の向上に寄与することができる。
【００９７】
（Ｂ−３）
上述した第１の実施形態では、アッテネータの設定を３段階に切り替えることで、アンテナから出力される送信電力を切り替える例を示したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、アッテネータの設定段数を異なる段数としても良い。
【００９８】
（Ｂ−４）
上述した第１の実施形態では、アッテネータを用いてアンテナから送信出力される電波の送信電力を切替ていた例を示したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、アッテネータに代わって、ゲインを可変できる増幅器を設けても良い。
【００９９】
また、アッテネータに代わって、予め異なるゲインに固定された複数の増幅器の出力から１つ選択して出力しても良い。
【０１００】
（Ｂ−５）
上述した第１の実施形態では、全てのアンテナ及び受信機が同一平面上に配置されているようなイメージで説明したが、３次元空間の位置を検出できることは勿論である。
【０１０１】
（Ｂ−６）
上述した第１の実施形態では、送信モードを示す識別信号を送信して、このときの受信信号強度を検出する例について説明したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、送信機と受信機とで予めどの時刻にどの送信モードで送信するかをタイミングで決めておけばよい。
【０１０２】
（Ｂ−７）
上述した第１の実施形態では、送信機に２系統のアンテナが接続される例について説明したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、送信機に少なくとも３系統以上のアンテナを接続するようにしてもよく、この場合、送信機での制御を簡単化することができる。逆に、同一のアンテナが異なる組の要素として機能するようにしても良い。
【０１０３】
（Ｂ−８）
上述した第１の実施形態では、図９に示すように、アンテナ１１，１２から送信された電波の干渉による山が中央のＣ点にくるようにアンテナの設置位置を選ぶ場合について説明したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、理想的な位置にアンテナを設置できない場合でも、一方のアッテネータとアンテナとの間に位相調整器を設置して上述したＣ点に干渉による山がくるように位相調整すればよい。
【０１０４】
上述した第１の実施形態では、異なるアンテナが同相の電波を送出するものを示したが、逆相や、所定の位相差を有する電波を送出するものであっても良い。
【０１０５】
（Ｂ−９）
上述した第１の実施形態では、モードの切替えを送信機側が自動的に行うものを示したが、受信機が送信機能をも有する装置であれば、受信機からの要求に応じて、モードを切り替えるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】第１の実施形態の位置測定システムの構成を示す全体構成図である。
【図２】第１の実施形態の送信機１０及び受信機３０の内部構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態の送信機１０のタイミングチャートである。
【図４】第１の実施形態の送信機１０の送信テーブル４１を示す図である。
【図５】第１の実施形態の受信機３０の受信動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】第１の実施形態の受信機３０の受信テーブル５１を示す図である。
【図７】第１の実施形態の受信機３０の距離推定動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】第１の実施形態の受信機３０が受信した受信信号強度Ｌ１とアンテナ１１の距離の関係を示す図である。
【図９】第１の実施形態の受信機３０で受信される合成波の受信信号強度と、受信機３０とアンテナ１１及びアンテナ１２との距離の関係を示した説明図である。
【図１０】第１の実施形態の受信機３０で受信される受信信号強度がＬ３≧ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）となる領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を示した説明図である。
【図１１】第１の実施形態の受信機３０で受信される合成波の受信信号強度と、（６）式が成立する共通領域Ｅ１を示す図である。
【図１２】第１の実施形態の受信機３０で受信される受信信号強度がＬ３≧ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）となる共通領域を示した説明図である。
【図１３】第１の実施形態の受信機３０で受信される受信信号強度がＬ３＜ＭＡＸ（Ｌ１、Ｌ２）となる共通領域を示した説明図である。
【図１４】第１の実施形態の受信機３０で受信される送信モードＭ４における合成波の受信信号強度と、受信機３０とアンテナ１１及びアンテナ１２との距離の関係を示した説明図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０…送信機、１１…アンテナ、１２…アンテナ、１３…発信部、１４…アッテネータ、１５…アッテネータ、１６…制御部、２０…送信機、２１…アンテナ、２２…アンテナ、３０…受信機、３１…受信部、３３…制御部、４１…送信テーブル、５１…受信テーブル
【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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