(57)【要約】【課題】装置自体の姿勢状態に影響を受けることなく、所定方向からの対象物の接近を精度良く認識し、あるいは認識させることが可能なアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置１００は、複数の指向性アンテナ１０３と、これら複数の指向性アンテナを支持するアンテナ支持部１０２と、アンテナ支持部１０２の姿勢状態と移動方向に基づいて、複数の指向性アンテナ１０３のうちの少なくとも一つから入力又は出力される信号の利得を制御する演算制御部１０５を有する。【選択図】図１
2012142899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の指向性アンテナを有するアンテナ装置であって、
該アンテナ装置の周囲の空間を複数の領域に分割して、該分割した複数の領域に対して各指向性アンテナの指向領域がそれぞれ割り当てられるように前記複数の指向性アンテナを支持するアンテナ支持部と、
該アンテナ支持部の姿勢状態と移動方向に基づいて、前記複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つから入力又は出力される信号の利得を制御する演算制御部と、
を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記演算制御部は、前記複数の指向性アンテナの中から前記アンテナ支持部の移動方向に向いている指向性アンテナを特定し、該特定された指向性アンテナから入力又は出力される信号の利得を上げる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記演算制御部は、前記複数の指向性アンテナの中から前記アンテナ支持部の移動方向に対して予め設定された角度を有する方向に向いている指向性アンテナを特定し、該特定された指向性アンテナから入力又は出力される信号の利得を上げる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記演算制御部は、前記特定された指向性アンテナ以外の他の指向性アンテナから入力又は出力される信号の利得を下げる制御を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記特定された指向性アンテナから信号の入力を受けた場合に、警告動作を行う警告手段を有することを特徴とする請求項２又は３に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記アンテナ支持部の３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサを有し、
前記演算制御部は、前記３軸加速度センサの加速度データに基づいて前記アンテナ支持部の姿勢状態、移動方向、移動速度を演算することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記アンテナ支持部が静止しているか否かを判断するための静止判断信号を入力する判断信号入力手段を有し、
前記演算制御部は、該判断信号入力手段によって入力した静止判断信号に基づいて前記アンテナ支持部が静止していると判断した場合に、前記３軸加速度センサの加速度データに基づき演算される移動速度を０にリセットすることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記アンテナ支持部は、４面以上の多面体を有し、該多面体の各面に前記複数の指向性アンテナがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の指向性アンテナを有するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として特開２００９−８１７６９号公報（特許文献１）がある。この公報には、「［課題］装置の設置方向が変化した場合にも特定の通信対象との間で安定した通信が可能な低コストで消費電力が小さい機器を提供すること。［解決手段］２つの指向性アンテナ４および５の中から駆動する指向性アンテナを選択し切り替える機能を有する制御部８を備え、制御部８は３軸加速度センサ１１と、３軸磁気センサ１２と、指向性アンテナ４および５の各々の指向性データと通信対象の方向とを記憶している記憶部１３とを備え、３軸加速度センサ１１と３軸磁気センサ１２とから検出されるデータにより本無線装置の通信対象に対する方向の変化を計算し、記憶部１３の指向性データを参照し、指向性アンテナ４および５の中から通信対象との通信に適した指向性を有する１つの指向性アンテナを常に選択し駆動する。」と記載されている。
【０００３】
また、特開2010-152675号公報（特許文献２）がある。この公報には「［課題］より少ない情報のみを用いて車両の状況に応じて危険を特定することのできる危険車両判定装置およびそれを用いた運転支援システムを提供する。［解決手段］危険車両判定装置は、それぞれが異なる指向性を有する複数のアンテナと、自車両および周囲の車両の加速度を取得する加速度取得手段と、周囲の車両から送信される電波の前記複数のアンテナの各々における受信電力を取得する受信電力取得手段と、各アンテナにおける受信電力を、各アンテナにあらかじめ定められた重み付け係数を用いて平均する平均受信電力産出手段と、算出した平均受信電力が上位の所定数の車両について、自車両と当該車両との相対加速度が所定の閾値以上である場合に、当該車両を危険車両であると判断する危険判定手段と、を備える。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009-81769号公報
【特許文献２】特開2010-152675号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
歩行者と自転車や自動車の接触や衝突、あるいは、クレーンや無人搬送車と作業者の接触事故、シャッターや自動ドアに人が挟まれる、といった人と移動体、あるいは静止した危険物との接触や衝突は後を絶たない。これは視覚や聴覚が衰え、周囲の状況判断がしにくくなる高齢者に限らず、歩行者や運転者、作業者といった人が周囲の注意を払うべき存在に気が付いていないことから起こるものである。自動車では進行方向を視野に入れたカメラ画像からの危険検知が行われており、無人搬送車などでは、電波や赤外線、超音波利用した、より単純な近接センサが使われている。また、対象物があらかじめ特定できる場合などは、電波送受信機を用いて、たがいに信号を発信し、その受信強度により接近を検知する衝突予防用近接センサもある。
【０００６】
しかし、その装置がどのような姿勢で保持されたとしても、使用者の進行方向に対して、任意の方向の送信または受信指向性アンテナの利得を制御できるアンテナは存在しなかった。さらに使用者の死角となる使用者の進行方向後方から接近する対象物など、速さと方向の相対的移動速度に応じて衝突危険度を判断し、警告する衝突あるいは接近警告の安価で携帯可能なアンテナ装置は存在しなかった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置自体の姿勢状態に影響を受けることなく、所定方向からの対象物の接近を精度良く認識し、あるいは、認識させることが可能なアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、複数の指向性アンテナを有するアンテナ装置であって、該アンテナ装置の周囲の空間を複数の領域に分割して、該分割した複数の領域に対して各指向性アンテナの指向領域がそれぞれ割り当てられるように前記複数の指向性アンテナを支持するアンテナ支持部と、該アンテナ支持部の姿勢状態と移動方向に基づいて前記複数の指向性アンテナのうちの少なくとも一つから入力又は出力される信号の利得を制御する演算制御部とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アンテナ装置の姿勢状態にかかわらず、アンテナ装置の移動方向に対して予め設定された注意方向から入力又は出力される信号の利得を制御することができる。したがって、例えば、注意方向から入力される信号の利得を上げる制御を行うことによって、注意方向から対象物が接近してきた場合にその接近を早期に認識でき、衝突の回避動作や警告等を適切に行うことができる。また、例えば、注意方向以外の他の方向から入力される信号の利得を下げる制御を行うことによって、周囲の関係ない非対象物の移動を検出し難くすることができ、注意方向からの接近として誤検出するのを防ぐことができる。
【００１０】
そして、例えば、注意方向に向かって出力される信号の利得を上げる制御を行うことによって、注意方向に存在する対象物に対して本装置の存在を早期に認識させることができる。また、例えば注意方向以外の他の方向に向かって出力される信号の利得を下げる制御を行うことによって、周囲の関係ない非対象物に対して、本装置が注意すべきものであると誤って認識させてしまうのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１におけるアンテナ装置の構成例を示す概略図。
【図２】演算制御部の内部機能を説明する機能ブロック図。
【図３】実施例２におけるアンテナ装置の使用例を示す図。
【図４】図３に示すアンテナ装置の構成を説明する図。
【図５】実施例３におけるアンテナ装置の使用例を示す図。
【図６】図５に示すアンテナ装置の構成を説明する図。
【図７】実施例４におけるアンテナ装置の使用例を示す図。
【図８】実施例５におけるアンテナ装置の構成を説明する図。
【図９】アンテナ部の他の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１３】
［実施例１］
図１は、本実施例のアンテナ装置の構成例を示す概略図である。
【００１４】
アンテナ装置１００は、図１に示すように、アンテナ部１０１と、アンテナ部１０１に対して位置および姿勢が固定された３軸加速度センサ１０４と、３軸加速度センサ１０４から得られる加速度データにより、装置自身の静止と移動方向を算出し、各指向性アンテナ１０３の送信または受信利得を制御する演算制御部１０５を有している。
【００１５】
アンテナ部１０１は、複数の指向性アンテナ１０３と、各指向性アンテナ１０３が固定された状態で支持される多面体（アンテナ支持部）１０２によって構成されている。指向性アンテナ１０３は、それぞれが指向性を持っており、送受信する方向が定まっている。
【００１６】
各指向性アンテナ１０３は、アンテナ装置１０１の周囲の空間を複数の領域に分割して、その分割した複数の領域に対して各指向性アンテナ１０３の指向領域がそれぞれ割り当てられるように多面体１０２に支持されている。本実施例では、多面体１０２は、６面体によって構成されており、多面体１０２の各面にそれぞれ指向性アンテナ１０３が配置されている。
【００１７】
各指向性アンテナ１０３は、多面体１０２の各面から放射状に指向領域が広がるように取り付けられており、指向領域の組み合わせにより、複数の指向性アンテナ１０３全体でアンテナ装置１０１の前後左右上下の全方向を網羅し、アンテナ部１０１としてその全周にわたって送受信可能となっている。尚、図１で符号１０６は、個々の指向性アンテナ１０３の指向領域を模式的に示す補助線である。
【００１８】
各指向性アンテナ１０３は、送信あるいは受信利得を個別に演算制御部１０５から制御可能であり、アンテナ部１０１として任意の方向の発信あるいは受信利得を制御でき、発信方向の限定、受信方向の識別も可能である。
【００１９】
３軸加速度センサ１０４は、直交する３軸方向について加速度データを取得することが可能であり、演算制御部１０５において、この加速度データから重力方向を検出すると同時に、重力方向の加速度成分を除いて、積分していくことで自身の姿勢状態および移動方向を算出することができる。３軸加速度センサ１０４は、アンテナ部１０１に対してその位置および姿勢が固定されているので、３軸加速度センサ１０４によって得られた移動方向はそのままアンテナ装置１００の移動方向となる。
【００２０】
演算制御部１０５は、アンテナ部１０１の複数の指向性アンテナ１０３のうち、いずれの指向性アンテナ１０３が移動方向を向いているかを特定し、必要に応じて重力方向のデータ（姿勢状態）も加味して、他の指向性アンテナ１０３が移動方向に対してどの方向に向いているかを特定する。そして、この結果をもとに、各指向性受信アンテナ１０３の利得を制御することで、移動方向に対して任意の方向の利得の強弱を制御するアンテナ装置１００を得る。
【００２１】
図２は、演算制御部の内部機能を説明する機能ブロック図である。図２には、アンテナ装置１００のうち、３軸加速度センサ１０４と、指向性アンテナ１０３の１チャンネル分に関係する演算制御部１０５の内部構成が示され、他のアンテナに対応する部分は省略している。
【００２２】
演算制御部１０５は、演算部２０１、送信利得制御部２０２、受信利得制御部２０６を有している。演算部２０１は、３軸加速度センサ１０４から得られた加速度データを、アンテナ装置１００の重力方向に対する姿勢状態、移動方向、および移動速度のデータに変換する。
【００２３】
そして、これらのデータに基づいて、複数の指向性アンテナ１０３の中から、移動方向に対して予め設定された角度を有する注意方向、つまり送信利得を上げるべき方向を向いている指向性アンテナ１０３を特定する。そして、その特定された指向性アンテナ１０３に対応する送信利得制御部２０２を制御して、演算制御部１０５から送受信アンテナ１０３に出力される送信信号２０５の出力を制御する。
【００２４】
例えば、注意方向が移動方向と一致しており、移動方向を向いている指向性アンテナ１０３の出力信号の強度を上げる場合には、より大きな信号増幅を促す送信利得制御信号２０３を演算部２０１から送信利得制御部２０２に送る。送信利得制御部２０２は、演算部２０１から送信利得制御信号２０３を受け取ると、演算部２０１から送信利得制御部２０２に供給される送信原信号２０４を増幅してその出力を上げ、送信信号２０５として指向性アンテナ１０３へ送る。
【００２５】
また、例えば、移動方向以外の送信信号２０５の出力を下げたい方向を向いている指向性アンテナ１０３に対しては、信号増幅率を下げる送信利得制御信号２０３を送信利得制御部２０２に送る。送信利得制御部２０２は、演算部２０１から送信利得制御信号２０３を受け取ると、演算部２０１から送信利得制御部２０２に供給される送信原信号２０４の信号増幅率をより下げて、送信信号２０５として指向性アンテナ１０３へ送る。
【００２６】
一方、入力信号の場合も、前記した姿勢状態、移動方向、および移動速度のデータに変換する。そして、これらのデータから、注意方向、つまり受信利得を上げるべき方向を向いている指向性アンテナ１０３を特定する。そして、その指向性アンテナ１０３に対応する受信利得制御部２０６を制御して、アンテナ１０３で受信した受信原信号２０８を受信利得制御部２０６で増幅し、増幅済み受信信号２０９として演算部２０１に送る。
【００２７】
例えば、注意方向が移動方向とは反対の後方向に設定されており、後方向を向いている指向性アンテナ１０３の受信信号の強度を上げる場合には、より大きな信号増幅を促す受信利得制御信号２０７を演算部２０１から受信利得制御部２０６に送る。受信利得制御部２０６は、演算部２０１から受信利得制御信号２０７を受け取ると、指向性アンテナ１０３から受信利得制御部２０６に入力される受信原信号２０８を増幅してその出力を上げ、受信信号２０９として演算部２０１へ送る。
【００２８】
また、例えば、注意方向以外の方向を向いている他の指向性アンテナ１０３の受信信号の強度を下げる場合には、信号増幅率を下げる受信利得制御信号２０７を受信利得制御部２０６に送る。受信利得制御部２０６は、演算部２０１から受信利得制御信号２０７を受け取ると、指向性アンテナ１０３から受信利得制御部２０６に供給される受信原信号２０８の信号増幅率をより下げて、受信信号２０９として演算部２０１へ送る。
【００２９】
演算部２０１では、姿勢状態、移動方向、移動速度のデータと合わせて危険度の判定をし、警告手段などの他装置に信号２１０を出力したり、あるいは他装置から入力した信号２１０に従って、利得制御の比率を変えたり。速度姿勢データの補正を行ったりする。
【００３０】
上記したアンテナ装置１００によれば、多面体１０２の姿勢状態と移動方向に基づいて複数の指向性アンテナ１０３のうちの少なくとも一つから入力又は出力される信号の利得を制御するので、自己の姿勢状態にかかわらず、自己の移動方向に対して予め設定された注意方向から入力又は出力される信号の利得を制御することができる。
【００３１】
したがって、例えば、注意方向から入力される信号の利得を上げる制御を行うことによって、注意方向からの対象物の接近等を早期に認識でき、衝突の回避動作や警告等を適切に行うことができる。また、例えば、注意方向以外の他の方向から入力される信号の利得を下げる制御を行うことによって、周囲の関係ない物体の移動を検出し難くすることができ、注意方向からの接近として誤って検出するのを防ぐことができる。
【００３２】
そして、例えば、注意方向に向かって出力される信号の利得を上げる制御を行うことによって、注意方向に存在する対象物等に対して本装置１００の存在を早期に認識させることができる。また、例えば注意方向以外の他の方向に向かって出力される信号の利得を下げる制御を行うことによって、周囲の関係ない物体に対して、本装置１００が注意すべきものであると誤って認識させてしまうのを防ぐことができる。
【００３３】
［実施例２］
次に、本発明のアンテナ装置を接近信号受信装置として適用した場合の実施例について説明する。
【００３４】
図３は、実施例２におけるアンテナ装置の使用例を示す図、図４は、図３に示すアンテナ装置の構成を説明する図である。なお、実施例１と同様の構成要素については同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００３５】
本実施例では、指向性アンテナが受信専用の受信アンテナ３０１である点で、図１におけるアンテナ装置１００の構成と異なっている。本実施例におけるアンテナ装置は、携帯電話３００に内蔵されて一体に組み込まれている。携帯電話３００は、通話等の電話としての一般的な機能に加えて、例えば自動車３１０などの対象物の接近を警告する警告機能を備えている。
【００３６】
携帯電話３００は、図４に示すように、所定の厚みを有する平板状の六面体からなる筐体（アンテナ支持部）を有しており、表裏左右上下の各面に受信アンテナ３０１が配置されている。各受信アンテナ３０１は、携帯電話３００の筐体の各面から放射状に指向領域が広がるように取り付けられており、これらの指向領域の組み合わせによって、携帯電話３００の前後左右上下の全方向から受信可能となっている。
【００３７】
演算制御部１０５は、携帯電話３００に内蔵された３軸加速度センサ１０４から得られる加速度データを、携帯電話３００の姿勢状態、移動方向、および移動速度のデータに変換する。そして、携帯電話３００がどのような姿勢で保持されていても、保持している使用者３０２の移動方向３０３に対してどの方向から電波が来たのかを判別し、移動方向に対して予め設定された注意方向を向いている受信アンテナ３０１の受信利得を制御する。
【００３８】
携帯電話３００は、図３に示すように、自動車３１０に搭載された電波発信装置３０５から発信される接近信号を受信し、自動車３１０の近接により、受信アンテナ３０１の受信信号の信号強度が予め設定された強度以上になった場合に、使用者３０２の移動方向３０３に対して、どの方向から接近しているかを判別する。
【００３９】
そして、その判別結果である、どの方向から自動車３１０が近付いているかについての情報を、警告手段３０６を介して、使用者３０２に警告する。警告手段３０６は、音声や表示、振動等、公知の警告動作を行い、使用者３０２に警告を行うことができる。
【００４０】
本実施例においては、使用者３０２の注意が行き届きにくい方向、つまり、使用者３０２の後方が注意方向として設定されており、後方に向かう受信アンテナ３０１の受信利得を上げる制御が行われている。
【００４１】
したがって、例えば、携帯電話３００が図４に示す状態で保持されている場合には、複数の受信アンテナ３０１のうち、後方に指向領域を持つ携帯電話３００の右側面に設けられた受信アンテナ３０１Ａの受信利得を上げている。これにより、使用者３０２にとって気が付きにくい、後方からの自動車３１０の接近をより早く検知し、使用者３０２により早い段階で警告を発することができる。
【００４２】
上記した携帯電話３００によれば、鞄の中、シャツのポケットなど、どのような姿勢状態で携行しても、その姿勢状態と自身の移動方向を判別することができ、携帯電話３００を携行している使用者３０２に対して、対象物３１０の方向を特定した適切な警告を出すことができる。
【００４３】
［実施例３］
本実施例では、アンテナ装置を接近信号受発信装置として適用した場合について説明する。
【００４４】
図５は、実施例３におけるアンテナ装置の使用例を示す図、図６は、図５に示すアンテナ装置の構成を説明する図である。なお、実施例１、２と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００４５】
本実施例におけるアンテナ装置は、実施例２と同様に、携帯電話４００に一体に組み込まれている。そして、接近信号を受信する接近信号受信機能だけでなく、自らが接近信号を発信する接近信号発信機能も備えている点、および、指向性アンテナが、送信専用と受信専用で別個に設けられている点で実施例２と異なっている。
【００４６】
送信アンテナ４０１は、受信アンテナ３０１の隣に並ぶように、携帯電話４００の筐体の表裏左右上下の各面に配置されている。各送信アンテナ４０１は、携帯電話４００の筐体の各面から放射状に指向領域が広がるように取り付けられており、これらの指向領域の組み合わせによって、携帯電話４００の前後左右上下の全方向に送信可能となっている。
【００４７】
演算制御部１０５は、携帯電話４００に内蔵された３軸加速度センサ１０４から得られる加速度データを、携帯電話４００の姿勢状態、移動方向、および移動速度のデータに変換する。そして、携帯電話４００がどのような姿勢で保持されていても、保持している使用者３０２Ａの移動方向３０３に対して、任意の方向に向いている指向性アンテナ３０１の送信利得を制御する。なお、接近信号受信機能については、実施例２と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
演算制御部１０５は、例えば図５に示すように、自転車４０２に乗った使用者３０２Ａが接近中であることを、前方の歩行者３０２Ｂに知らせるために、携帯電話３００から周囲に接近信号を発信させる制御を行う。
【００４９】
このように、使用者３０２Ａが携行する携帯電話４００から接近信号を発信することで、自転車４０２や軽車両など、それ自体に装置を付けるのが負担になる場合に、装置を別個に用意するという負担を軽減し、装備し忘れるという可能性を低減することができる。
【００５０】
図５に示すように、使用者３０２Ａが自転車４０２に乗った時などは身につけている携帯電話４００はどのような姿勢になるか分からないが、前記したように携帯電話４００がどのような姿勢になっても、３軸加速度センサ１０４によってその姿勢状態と移動方向を取得することができる。
【００５１】
接近信号の発信は、他者に対して接近を知らせることが目的なので、特に接触の可能性が高い移動方向３０３と同じ方向、及び重力方向４０３の検出から導き出した水平面４０４（側方を含む）の発信アンテナ４０１の送信利得を上げ、それ以外の方角に比べて、他者が遠くからでも受信できるようにしている。さらに、移動速度に比例して送信利得を上げるように制御することで、対処可能時間が短く、止まりにくい高速時には、より遠くまで、使用者３０２Ａの接近を知らせることができる。
【００５２】
上記した携帯電話４００によれば、衝突可能性の高い自身の前方及び斜め前方方向への発信電波強度を上げ、かかる方向に存在する他者への警告とすることができる。さらに、自身の移動速度に応じて、発信強度や受信利得を制御することで、より効果的に衝突あるいは接近警告を出すことができる。
【００５３】
［実施例４］
本実施例では、アンテナ装置を接近信号発信装置として適用した場合について説明する。
【００５４】
図７は、実施例４におけるアンテナ装置の使用例を示す図である。なお、実施例１〜３と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００５５】
本実施例におけるアンテナ装置５０１は、接近信号発信装置として、クレーンのフックブロック５０３に取り付けられている。そして、周辺の作業者５０２は、接近信号受信装置となる携帯電話３００を携帯している。
【００５６】
クレーン作業においては、吊り下げた荷物５０４が作業者５０２の頭上を通過する可能性もあるため、警告は作業者５０２の移動方向とはあまり関係なく、頭上を含めて行う必要がある。そのため、作業者５０２が携帯する携帯電話３００に設けられた複数の受信アンテナ３０１の利得はいずれも同じに設定されている。
【００５７】
一方で、クレーンで移動させている荷物５０４やフックブロック５０３は、場合によっては、作業者５０２よりも高い位置にあるため、特に移動方向３０３と重力方向４０３を含む領域５０５においては、衝突や落下の危険を知らせる必要がある。
【００５８】
そこで、アンテナ装置５０１では、移動方向３０３と重力方向４０３を含む方向の送信アンテナ４０１の発信利得を上げる。作業者５０２の携帯電話３００は、電波を受信した方向を判別して、作業者５０２にとってどの方向から荷物５０４やフックブロック５０３が近づいているかを警告する。
【００５９】
同様の使い方は、自動ドアやシャッターといった対象物に挟まれる可能性のあるものについても使用可能である。この場合、閉まりはするが対象物の位置そのものは変わらないため、発信側では閉まる動作に入った時に対象物に設けられた発信装置から、無指向で近傍に向けて電波を発信するだけで良い。前記と同様に受信側では、電波を受信した方向を判別し、作業者に警告する。
【００６０】
［実施例５］
本実施例では、アンテナ装置の移動方向を演算する上で重要となる速度＝０の初期状態を、内蔵の加速度センサ以外により検知する方法の例について説明する。
【００６１】
図８は、実施例５におけるアンテナ装置の構成を説明する図である。尚、実施例１〜４に記載した構成と同様の構成要素については同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００６２】
本実施例におけるアンテナ装置６００は、自身の移動方向は加速度を積算することによって得ているが、そのためには初期状態として移動速度が０、つまり静止状態から演算を始める必要がある。
【００６３】
理論的には、物体は等速運動状態である時、加速度は０であるが、真空や宇宙空間でもない実際の生活環境においては、自転車や電車、自動車などに乗ったとしても、路面の凹凸による振動や空気抵抗、摩擦等よる加減速は存在するので重力以外の加速度が働かない等速移動状態というのは、存在しないと言ってよい。
【００６４】
従って、机など移動しないものの上に、アンテナ装置６００が置かれた場合のように、重力加速度以外の加速度が０の状態がある程度持続すれば、静止状態であり、移動速度が０と判断して良いことが多く、移動方向演算のための初期値合わせ、つまりリセットが行える。
【００６５】
しかし、この方法では、通常の生活でアンテナ装置６００を身に着けていた場合など、リセットの回数は多くないと考えられる。リセットが少ないことは演算誤差が増えていくことになり、移動方向、速度の判定も正確さを欠いてしまう。これを避け、リセットする回数を増やすため、アンテナ装置６００には、３軸加速度センサ１０４とは別個に、アンテナ装置６００が静止しているか否かを判断するための静止判断信号を入力する判断信号入力手段として、ＧＰＳ装置６０１と、速度信号入力部６０２と、クレードル接続スイッチ６０３が設けられている。
【００６６】
ＧＰＳ装置６０１は、自身の位置情報を一定周期で計算している。同じ位置情報が連続して得られており、その間の重力加速度以外の加速度が０であれば、移動していないことになる。位置情報が変わっていた場合も、加速度と時間から演算で得られる移動量との比較をすることで、精度を上げる方向に演算上の速度データを修正可能である。演算制御装置１０５は、ＧＰＳ装置６０１から所定期間同じ位置にいることを示す信号の入力を受けた場合に、３軸加速度センサによる演算データを直接補正して、移動速度を０としてリセットする。
【００６７】
速度信号入力部６０２は、自動車など速度信号を出力する機能を持った乗物に使用者が搭乗した時に、その速度信号を入力するものである。自動車が静止していれば速度も０である。したがって、演算制御部１０５は、速度信号入力部６０２から速度が０の信号の入力を受けた場合に、３軸加速度センサによる演算データを直接補正して、移動速度を０としてリセットする。
【００６８】
クレードル接続スイッチ６０３は、アンテナ装置６００が、充電用のクレードルなどの移動しない機器に接続されたことを検知するものである。アンテナ装置６００がクレードルに接続されていれば速度も０である。したがって、演算制御部１０５は、クレードル接続スイッチ６０３からクレードル接続信号の入力を受けた場合に、３軸加速度センサによる演算データを直接補正して、移動速度を０としてリセットする。
【００６９】
アンテナ装置６００は、ＧＰＳ装置６０１、入力部６０２、スイッチ６０３の少なくとも一つからの情報に基づいて移動速度を０にリセットできるので、リセットする回数を増やすことができ、演算誤差の増加を防ぎ、移動方向、速度の判定等を高精度に行うことができる。
【００７０】
なお、上記した実施例では、アンテナ装置６００が静止しているか否かを判断するための静止判断信号を入力する判断信号入力手段として、ＧＰＳ装置６０１、入力部６０２、スイッチ６０３を例に説明したが、これに限定されるものではなく、他のものであってもよい。
【００７１】
［実施例６］
本実施例では、アンテナ部の他の構成例について説明する。
【００７２】
図９は、アンテナ部の他の構成例を示す図である。なお、上述の実施例１〜５と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００７３】
図９（ａ）に示すアンテナ部１０１は、四面体７０１を有しており、四面体７０１の各面にそれぞれ指向性アンテナ１０３が設けられている。平面で構成する多面体のうち最も面数が少ないのは四面体である。したがって、四面体７０１の各面に指向性アンテナ１０３を配置することで、方向の分解能は低いが、最も少ないコストで全周をカバーするアンテナ部１０１を構成することができる。
【００７４】
図９（ｂ）に示すアンテナ部１０１は、十二面体７０２を有しており、十二面体７０２の各面にそれぞれ指向性アンテナ１０３が設けられている。人が方向として直感的に理解しやすいのは、前後左右上下の６方向であり、あまりに細かく方向を指示されると理解しにくい。対象物の接近を警告する場合にも、この６方向で示すのが最低限の分解能として望ましく、この六方向に平面上での斜め方向を加える程度が直感的に理解できる限界に近い。この条件を満たすためには、六面体以上の分解能のアンテナである必要があるが、指向性アンテナの数を増すことは、処理の手間やコストを増やすことになる。したがって、六面体から十二面体程度までが最もコストパフォーマンスに優れている。なお、図９の十二面体アンテナの例では、見やすさを考慮して指向性アンテナ１０３の一部の表記を省略している。
【００７５】
上記した各実施例では、指向性アンテナ１０３を支持するアンテナ支持部が多面体によって構成されている場合を例に説明したが、多面体に限定されるものではなく、アンテナ部１０１としてその全周にわたって送信又は受信可能となるように、複数の指向性アンテナ１０３を支持できるものであればよい。
【００７６】
本発明は、上述の各実施例の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の各実施例では、３軸加速度センサ１０４からの加速度データに基づいて重力方向を判定し、アンテナ装置の姿勢状態を判断しているが、アンテナ装置にジャイロセンサを設けて、ジャイロセンサからの検出信号に基づいてアンテナ装置の姿勢状態を判断する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１００  アンテナ装置
１０１  アンテナ部
１０２  多面体（アンテナ支持部）
１０３  指向性アンテナ
１０４  ３軸加速度センサ
１０５  演算制御部
１０６  指向領域を示す補助線
２０１  演算部
２０２  送信利得制御部
２０６  受信利得制御部
６００  アンテナ装置
６０１  ＧＰＳ装置
６０２  速度信号入力部
６０３  クレードル接続スイッチ
７０１  四面体（アンテナ支持部）
７０２  十二面体（アンテナ支持部）
【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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