(57)【要約】【課題】被検知体の位置や向きをより確実に検知することができる超音波検知システムを提供する。【解決手段】超音波検知システム１は、被検知体９００に装着された携帯機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、固定機２０側となる超音波送信器２０１、固定機側無線通信アンテナ２０２とを備える。超音波送信器２０１は、超音波信号ＳＵＳを送信する。携帯機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、超音波信号ＳＵＳを受信すると、それぞれに無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣを送信する。固定機２０の演算部２３は、検出した無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣの検出時刻と、超音波信号ＳＵＳの送信時刻との差から、超音波送信器２０１と携帯機１０Ａの超音波受信器１０１Ａ、携帯機１０Ｂの超音波受信器１０１Ｂ、携帯機１０Ｃの超音波受信器１０１Ｃとの距離を算出する。また、この位置関係から被検知体の向きを検知する。【選択図】  図１
2013178204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定位置に配置された超音波送信器から送信する超音波信号で被検知体を検知する超音波検知システムであって、
前記超音波信号を受信する超音波受信器と、該超音波受信器で前記超音波信号を受信したことを表す受信情報を含む無線信号を生成する無線信号通信部と、前記無線信号を電波に変換して送信する携帯機側無線アンテナとを備える携帯機を、前記被検知体に備え、
前記固定機には、前記無線信号を受信する固定機側無線アンテナと、該固定機側無線アンテナで前記無線信号を受信したことを用いて前記被検知体の検知を行う演算部と、を備えた超音波検知システム。
【請求項２】
前記超音波送信器はそれぞれ異なる位置に複数備えられており、
前記携帯機は、複数の超音波送信器のそれぞれから送信された前記超音波信号を受信する毎に、前記無線信号を送信する、請求項１に記載の超音波検知システム。
【請求項３】
前記携帯機は複数の被検知体に対してそれぞれ配置されており、
各携帯機は、それぞれ個別の前記無線信号を送信する、請求項１または請求項２に記載の超音波検知システム。
【請求項４】
前記演算部は、前記超音波信号の送信時刻と前記無線信号の受信時刻との時間差から前記携帯機までの距離を算出する、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の超音波検知システム。
【請求項５】
前記演算部は、各超音波信号の送信時刻と、前記各超音波信号のそれぞれに対応する前記無線信号の受信時刻との差から、複数の超音波送信器と携帯機との距離を算出し、算出された複数の距離から前記携帯機の位置を算出する、請求項２または請求項３に記載の超音波検知システム。
【請求項６】
前記携帯機は複数有り、
該複数の携帯機は、前記被検知体に対してそれぞれ異なる位置に配置されており、
前記複数の携帯機のそれぞれは、前記超音波信号を受信する毎に、前記無線信号を送信する、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の超音波検知システム。
【請求項７】
前記携帯機は、
前記超音波受信器で受信した超音波信号を復調する超音波受信部と、
前記超音波受信部および前記無線信号通信部に電源供給する電池と、
を備え、
前記超音波受信部は、前記超音波信号を受信すると、トリガ信号を前記無線信号通信部へ与え、
前記無線信号通信部は、前記トリガ信号を受け付けるまではスリープ状態であり、前記トリガ信号を受け付けると起動して、前記無線信号を生成する、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の超音波検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波信号を用いて被検知体の位置等を測定する超音波検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を用いて被検知体の位置を測定するシステムが各種考案されている。このような超音波検知システムでは、通常、特許文献１に示すように、超音波送受波器から超音波パルス信号を送信する。被検知体に反射した超音波パルス信号は、超音波送受波器で受信される。この送信タイミングと受信タイミングとの時間差は、超音波パルス信号が被検知体に反射して測定装置に戻ってくるまでの時間に相当する。したがって、この時間の半分と超音波パルス信号の速度とにより、測定装置と被検知体との距離を算出することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７４８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の超音波検知システムでは、超音波送受波器から被検知体までの距離を算出することができるものの、被検知体の向きを検知することができない。また、複数の被検知体が存在する場合に、これら複数の被検知体を個別に識別できない。また、被検知体が超音波を反射しない場合に、当該被検知体を検知することができない。
【０００５】
本発明の目的は、被検知体の位置や向きをより確実に検知することができる超音波検知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】
【０００６】
この発明は、所定位置に配置された超音波送信器から送信する超音波信号で被検知体を検知する超音波検知システムであって、次の構成を備えることを特徴としている。この超音波検知システムでは、被検知体に携帯機が備え付けられている。携帯機は、超音波信号を受信する超音波受信器と、該超音波受信器で超音波信号を受信したことを表す受信情報を含む無線信号を生成する無線信号通信部と、無線信号を電波に変換して送信する携帯機側無線アンテナとを備える。固定機は、無線信号を受信する固定機側無線アンテナと、該固定機側無線アンテナで無線信号を受信したことを用いて被検知体の検知を行う演算部と、を備える。
【０００７】
この構成では、被検知体に備えられた携帯機で超音波信号を受信すると、この受信を示す電波の無線信号が固定機に送信される。超音波信号は、伝搬速度が比較的遅いため、日常生活の範囲内においても、超音波送信器と被検知体との距離に応じて携帯機（超音波受信器）まで伝搬される時間が変化する。一方、電波は伝搬速度が速く、日常生活の範囲内であれば携帯機からの送信直後に固定機へ伝搬される。したがって、超音波送信器から超音波信号を送信して固定機で無線信号を受信するまでの時間によって、超音波送信器と被検知体との位置関係を検出することができる。また、被検知体が超音波信号を反射しなくても、超音波信号の受信によって無線信号が送信されるので、被検知体を検知することができる。
【０００８】
また、この発明の超音波検知システムでは、超音波送信器はそれぞれ異なる位置に複数備えられており、携帯機は、複数の超音波送信器のそれぞれから送信された超音波信号を受信する毎に無線信号を送信することが好ましい。
【０００９】
この構成では、各超音波送信器と携帯機（超音波受信器）との位置関係を得られることで、検知できる位置の次元を高くしたり、高精度にしたりすることができる。
【００１０】
また、この発明の超音波検知システムでは、複数の被検知体に対してそれぞれ携帯機を配置し、各携帯機でそれぞれ個別の無線信号を送信することが好ましい。
【００１１】
この構成では、複数の被検知体を個別に検知することができる。
【００１２】
また、この発明の超音波検知システムでは、演算部は、超音波信号の送信時刻と無線信号の受信時刻との時間差から携帯機までの距離を算出することも可能である。
【００１３】
また、この発明の超音波検知システムでは、演算部は、各超音波信号の送信時刻と、各超音波信号のそれぞれに対応する無線信号の受信時刻との差から、複数の超音波送信器と携帯機との距離を算出し、算出された複数の距離から携帯機の位置を算出することも可能である。
【００１４】
これらの構成では、具体的に算出する携帯機および被検知体の位置情報の例を示している。
【００１５】
また、この発明の超音波検知システムでは、次の構成とすることも可能である。携帯機は複数有り、複数の携帯機は被検知体に対してそれぞれ異なる位置に配置されている。複数の携帯機のそれぞれは、超音波信号を受信する毎に無線信号を送信する。
【００１６】
この構成では、被検知体の携帯機取り付け位置毎に、位置情報が得られる。これにより、被検知体の方向を検知することができる。
【００１７】
また、この発明の超音波検知システムの携帯機は、次の構成であることが好ましい。携帯機は、超音波受信器で受信した超音波信号を復調する超音波受信部と、超音波受信部および無線信号通信部に電源供給する電池と、を備える。超音波受信部は、超音波信号を受信すると、トリガ信号を無線信号通信部へ与える。無線信号通信部は、トリガ信号を受け付けるまではスリープ状態であり、トリガ信号を受け付けると起動して、無線信号を生成する。
【００１８】
この構成では、上述のような検知機能を有しながら、携帯機を省電力化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
超音波信号を用いて被検知体の位置や向きをより確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波検知システム１のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る超音波検知システム１の実施態様を説明するための図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る超音波検知システム１Ａのブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る超音波検知システム１Ａの実施態様を説明するための図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る超音波検知システム１Ｂのブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る超音波検知システム１Ｂの実施態様を説明するための図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る超音波検知システム１Ｃのブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る超音波検知システム１Ｃの実施態様を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の第１の実施形態に係る超音波検知システムについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波検知システム１のブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る超音波検知システム１の実施態様を説明するための図である。図２（Ａ），（Ｂ）は被検知体９００が固定機２０側を正面視した状態を表す図であり、図２（Ｃ），（Ｄ）は被検知体９００が固定機２０の方向に対して所定角度回転した方向を向いた状態を表す図である。また、図２（Ａ），（Ｃ）は超音波信号ＳＵＳと無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣの送受信状態を示す図であり、図２（Ｂ），（Ｄ）は、各状態における超音波送信器２０１と各超音波受信器１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃとの距離概念を表す図である。また、図２（Ｃ）では、無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣの図示を省略している。
【００２２】
超音波検知システム１は、携帯機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、固定機２０を備える。携帯機１０Ａは、超音波信号受信部１１Ａ、無線信号通信部１２Ａ、電池１３Ａ、超音波受信器１０１Ａ、および携帯機側無線アンテナ１０２Ａを備える。携帯機１０Ｂは、超音波信号受信部１１Ｂ、無線信号通信部１２Ｂ、電池１３Ｂ、超音波受信器１０１Ｂ、および携帯機側無線アンテナ１０２Ｂを備える。携帯機１０Ｃは、超音波信号受信部１１Ｃ、無線信号通信部１２Ｃ、電池１３Ｃ、超音波受信器１０１Ｃ、および携帯機側無線アンテナ１０２Ｃを備える。なお、本実施形態では、携帯機の個数は３個であるが、これに限るものではなく、他の個数であってもよい。携帯機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは同じ構成からなり、共通する箇所は、携帯機１０Ａを用いて説明する。
【００２３】
超音波受信器１０１Ａは、超音波信号受信部１１Ａに接続されている。超音波受信器１０１Ａは、超音波信号ＳＵＳを受信し、超音波信号受信部１１Ａへ出力する。
【００２４】
超音波信号受信部１１Ａは、電池１３Ａから電源供給されている。超音波信号受信部１１Ａは、超音波受信器１０１Ａからの入力信号を観測する。超音波信号受信部１１Ａは、定常的（連続的）に入力信号の観測を行ってもよいが、所定の時間間隔で観測を行うとよりよい。超音波信号受信部１１Ａは、所定強度以上の超音波信号ＳＵＳを検出すると、無線信号通信部１２Ａへトリガ信号を出力する。
【００２５】
無線信号通信部１２Ａは、電池１３Ａから電源供給されている。無線信号通信部１２Ａは、超音波信号受信部１１Ａに接続されている。無線信号通信部１２Ａは、トリガ信号を受け付けるまでは、スリープ状態となっている。スリープ状態とは、トリガ信号を検出し、無線信号通信部１２Ａを起動できるようにするための最小限の回路にのみ電力を供給している状態である。
【００２６】
無線信号通信部１２Ａは、トリガ信号を受け付けると、スリープ状態から回復（起動）し、無線信号ＳＷＬＡを生成する。この際、無線信号通信部１２Ａは、携帯機１０Ａの固有ＩＤ（ＩＤＡ）を付加した無線信号ＳＷＬＡを生成する。無線信号は、電波信号を意味するが、特に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ）、ＺｉｇＢｅｅ、ＲＦ４ＣＥ、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、ＡＮＴ＋等の省電力無線システムの信号を用いると好適である。
【００２７】
無線信号通信部１２Ａは、無線信号ＳＷＬＡを生成、出力すると、瞬時にスリープ状態へ移行する。このような構成により、携帯機１０Ａを省電力化することができる。
【００２８】
無線信号通信部１２Ａは、携帯機側無線アンテナ１０２Ａに接続されている。無線信号通信部１２Ａは、無線信号ＳＷＬＡを無線アンテナ１０２Ａに出力する。携帯機側無線アンテナ１０２Ａは、無線信号ＳＷＬＡを外部へ送信（放射）する。
【００２９】
同様に、携帯機１０Ｂは、超音波信号ＳＵＳを受信すると、無線信号ＳＷＬＢを外部へ送信（放射）する。無線信号ＳＷＬＢは、携帯機１０Ｂの固有ＩＤ（ＩＤＢ）を付加した信号である。
【００３０】
同様に、携帯機１０Ｃは、超音波信号ＳＵＳを受信すると、無線信号ＳＷＬＣを外部へ送信（放射）する。無線信号ＳＷＬＣは、携帯機１０Ｃの固有ＩＤ（ＩＤＣ）を付加した信号である。
【００３１】
固定機２０は、超音波信号送信部２１、固定機側無線信号通信部２２、演算部２３、電源回路２４、超音波送信器２０１、固定機側無線アンテナ２０２を備える。
【００３２】
超音波信号送信部２１は、電源回路２４から電源供給されている。超音波信号送信部２１は、超音波送信器２０１に接続されている。超音波信号送信部２１は、所定の時間間隔で、超音波信号ＳＵＳを生成し、超音波送信器２０１へ出力する。超音波送信器２０１は、超音波信号ＳＵＳを所定の指向性で外部へ送信する。
【００３３】
固定機側無線アンテナ２０２は、固定機側無線信号通信部２２に接続されている。固定機側無線アンテナ２０２は、無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣを受信し、固定機側無線信号通信部２２へ出力する。
【００３４】
固定機側無線信号通信部２２は、電源回路２４から電源供給されている。固定機側無線信号通信部２２は、演算部２３に接続されている。固定機側無線信号通信部２２は、固定機側無線アンテナ２０２からの無線信号ＳＷＬを増幅して、演算部２３へ出力する。
【００３５】
演算部２３は、電源回路２４から電源供給されている。演算部２３は、固定機側無線信号通信部２２からの無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣを観測する。
【００３６】
演算部２３は、所定強度以上の無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣを検出すると、無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣを復調する。演算部２３は、復調した無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣから携帯機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに固有のＩＤ（ＩＤＡ，ＩＤＢ，ＩＤＣ）を識別する。演算部２３は、識別した固有のＩＤ（ＩＤＡ，ＩＤＢ，ＩＤＣ）から無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣを同定する。演算部２３は、検出した無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣの検出時刻と、超音波信号ＳＵＳの送信時刻との差から、超音波送信器２０１と携帯機１０Ａの超音波受信器１０１Ａ、携帯機１０Ｂの超音波受信器１０１Ｂ、携帯機１０Ｃの超音波受信器１０１Ｃとの距離を算出する。
【００３７】
より具体的には、演算部２３は、超音波信号ＳＵＳの送信時刻と、当該超音波信号ＳＵＳに対応する無線信号ＳＷＬＡの検出時刻との時間差（第１時間差）を検出する。ここで、無線信号ＳＷＬＡは携帯機１０Ａの携帯機側無線アンテナ１０２Ａから送信されると略同時に固定機２０の固定機側無線アンテナ２０２で受信される。したがって、第１時間差は、超音波信号ＳＵＳが超音波送信器２０１から送信されて、携帯機１０Ａの超音波受信器１０１Ａで受信される時間によって決定される。これを利用し、演算部２３は、検出した第１時間差に、超音波信号ＳＵＳの伝搬速度を乗算することで、超音波送信器２０１と携帯機１０Ａの超音波受信器１０１Ａとの距離を算出する。
【００３８】
同様に、演算部２３は、超音波信号ＳＵＳの送信時刻と、当該超音波信号ＳＵＳに対応する無線信号ＳＷＬＢの検出時刻との時間差（第２時間差）を検出する。演算部２３は、検出した第２時間差に、超音波信号ＳＵＳの伝搬速度を乗算することで、超音波送信器２０１と携帯機１０Ｂの超音波受信器１０１Ｂとの距離を算出する。さらに、演算部２３は、超音波信号ＳＵＳの送信時刻と、当該超音波信号ＳＵＳに対応する無線信号ＳＷＬＣの検出時刻との時間差（第３時間差）を検出する。演算部２３は、検出した第３時間差に、超音波信号ＳＵＳの伝搬速度を乗算することで、超音波送信器２０１と携帯機１０Ｃの超音波受信器１０１Ｃとの距離を算出する。
【００３９】
このような構成からなる超音波検知システム１は、例えば図２に示すような態様で用いることができる。
【００４０】
図２に示すように、複数の携帯機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、被検知体９００のそれぞれ異なる箇所に配置されている。より具体的には、携帯機１０Ａは被検知体９００の頭上（例えば帽子の中）に配置され、携帯機１０Ｂは被検知体９００の右肩に配置され、携帯機１０Ｃは被検知体９００の左肩に配置されている。
【００４１】
このように被検知体９００に対して配置された携帯機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに対して、固定機２０の超音波送信器２０１から超音波信号ＳＵＳを送信する。携帯機１０Ａの超音波受信器１０１Ａ、携帯機１０Ｂの超音波受信器１０１Ｂ、携帯機１０Ｃの超音波受信器１０１Ｃは、それぞれ超音波送信器２０１からの距離応じた時間の経過後に超音波信号ＳＵＳを受信する。携帯機１０Ａ、１０Ｂ，１０Ｃは、超音波信号ＳＵＳを受信すると、それぞれに携帯機側無線アンテナ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃから無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣを送信する。
【００４２】
図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、被検知体９００が超音波送信器２０１の送信面に対して正対している場合、超音波信号ＳＵＳは、携帯機１０Ａの超音波受信器１０１Ａで最初に受信され、その後、携帯機１０Ｂ，１０Ｃの超音波受信器１０１Ｂ，１０１Ｃで略同時に受信される。このため、固定機２０では、無線信号ＳＷＬＡを最初に受信し、その後、無線信号ＳＷＬＢ，ＳＷＬＣを略同時に受信する。したがって、超音波送信器２０１と携帯機１０Ａとの距離ＤＩＳ（Ａ１）が短く、超音波送信器２０１と超音波受信器１０１Ｂ（携帯機１０Ｂ）との距離ＤＩＳ（Ｂ１）と、超音波送信器２０１と超音波受信器１０１Ｃ（携帯機１０Ｃ）との距離ＤＩＳ（Ｃ１）とが同等に長くなる。
【００４３】
したがって、固定機２０の演算部２３では、距離ＤＩＳ（Ｂ１）と距離ＤＩＳ（Ｃ１）とが同等に長く、距離ＤＩＳ（Ａ１）が短いことを検出することで、被検知体９００が超音波送信器２０１に正対していることを検出することができる。
【００４４】
次に、図２（Ｃ），（Ｄ）に示すように、被検知体９００が超音波送信器２０１の送信面に対して所定角度で回転している（左肩側が超音波送信器２０１に近い姿勢）場合、超音波信号ＳＵＳは、携帯機１０Ｃの超音波受信器１０１Ｃで最初に受信され、その後、携帯機１０Ａの超音波受信器１０１Ａ、携帯機１０Ｂの超音波受信器１０１Ｂの順で受信される。このため、固定機２０では、無線信号ＳＷＬＣを最初に受信し、その後、無線信号ＳＷＬＡ，ＳＷＬＢの順に受信する。したがって、超音波送信器２０１と携帯機１０Ｃとの距離ＤＩＳ（Ｃ２）が最も短く、超音波送信器２０１と超音波受信器１０１Ａ（携帯機１０Ａ）との距離ＤＩＳ（Ａ２）が次に短く、超音波送信器２０１と超音波受信器１０１Ｂ（携帯機１０Ｂ）との距離ＤＩＳ（Ｂ２）が最も長くなる。
【００４５】
したがって、固定機２０の演算部２３では、距離ＤＩＳ（Ｃ２）、距離ＤＩＳ（Ａ２）、距離ＤＩＳ（Ｂ２）の順に距離が長くなることを検出することで、被検知体９００が超音波送信器２０１に対して所定角度で回転している（左肩側が超音波送信器２０１に近い姿勢である）ことを検出することができる。
【００４６】
このように、本実施形態の構成を用いれば、一回の超音波信号の送信で、被検知体の姿勢を検出することができる。
【００４７】
次に、第２の実施形態に係る超音波検知システムについて、図を参照して説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る超音波検知システム１Ａのブロック図である。図４は、本発明の第２の実施形態に係る超音波検知システム１Ａの実施態様を説明するための図である。図４（Ａ），（Ｂ）は被検知体９００が第１の位置に存在する状態を表す図であり、図４（Ｃ），（Ｄ）は被検知体９００が第２の位置に存在する状態を表す図である。また、図４（Ａ），（Ｃ）は超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２と無線信号ＳＷＬＤ１，ＳＷＬＤ２の送受信状態を示す図であり、図４（Ｂ），（Ｄ）は、各状態における超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂと各超音波受信器１０１Ｄとの距離概念を表す図である。また、図４（Ｃ）では、無線信号ＳＷＬＤ１，ＳＷＬＤ２の図示を省略している。
【００４８】
本実施形態の超音波検知システム１Ａでは、被検知体９００に配置する携帯機は１個（携帯機１０Ｄ）であり、超音波送信器は２個（超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂ）である。固定機２０Ａの基本構成は第１の実施形態に示した固定機２０と同じである。携帯機１０Ｄの基本構成は第１の実施形態に示した携帯機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと同じである。したがって、本実施形態の超音波検知システム１Ａについては、第１の実施形態に示した超音波検知システム１と異なる箇所を具体的に説明し、共通する箇所の説明は省略する。
【００４９】
超音波信号送信部２１Ａは、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２を生成する。超音波信号送信部２１Ａは、超音波信号ＳＵＳ１を超音波送信器２０１Ａへ出力する。超音波信号送信部２１Ａは、超音波信号ＳＵＳ２を超音波送信器２０１Ｂへ出力する。なお、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２は、同じ周波数であっても異なる周波数であってもよい。特に同じ周波数の場合には、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２が時間軸上で重ならないように、出力タイミングを異ならせるように調整する。また、同じ周波数の場合には、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２のそれぞれに固有のコードを重畳しておけばよい。
【００５０】
超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂは、所定間隔を置いて配置されている。超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂの配置間隔は、被検知体９００の位置検知の分解能と超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２の伝搬速度に応じて適宜設定することができる。なお、超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂは、超音波送信面が平行になるように配置している方が望ましい。
【００５１】
超音波送信器２０１Ａは、超音波信号ＳＵＳ１を所定の指向性で外部へ送信する。超音波送信器２０１Ｂは、超音波信号ＳＵＳ２を所定の指向性で外部へ送信する。
【００５２】
携帯機１０Ｄの超音波受信器１０１Ｄは、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２を受信して、超音波信号受信部１１Ｄへ出力する。超音波信号受信部１１Ｄは、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２を復調して識別する。
【００５３】
無線信号通信部１２Ｄは、超音波信号受信部１１Ｄから超音波信号ＳＵＳ１の受信による第１トリガ信号を受けると、第１無線信号ＳＷＬＤ１を生成し、携帯機側無線アンテナ１０２Ｄへ出力する。無線信号通信部１２Ｄは、超音波信号受信部１１Ｄから超音波信号ＳＵＳ２の受信による第２トリガ信号を受けると、第２無線信号ＳＷＬＤ２を生成し、携帯機側無線アンテナ１０２Ｄへ出力する。
【００５４】
携帯機側無線アンテナ１０２Ｄは、第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２を送信する。
【００５５】
固定機２０Ａの固定機側無線アンテナ２０２は、第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２を受信し、固定機側無線信号通信部２２へ出力する。
【００５６】
固定機側無線信号通信部２２は、固定機側無線アンテナ２０２からの第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２を増幅して、演算部２３へ出力する。
【００５７】
演算部２３は、固定機側無線信号通信部２２からの第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２を観測する。
【００５８】
演算部２３は、所定強度以上の第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２を検出すると、第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２を復調して同定する。
【００５９】
演算部２３は、検出した第１無線信号ＳＷＬＤ１の検出時刻と、超音波信号ＳＵＳ１の送信時刻との差から、超音波送信器２０１Ａと携帯機１０Ｄの超音波受信器１０１Ｄとの距離ＤＩＳ（Ｄ１１），ＤＩＳ（Ｄ１２）を算出する。演算部２３は、検出した第２無線信号ＳＷＬＤ２の検出時刻と、超音波信号ＳＵＳ２の送信時刻との差から、超音波送信器２０１Ｂと携帯機１０Ｄの超音波受信器１０１Ｄとの距離ＤＩＳ（Ｄ２１），ＤＩＳ（Ｄ２２）を算出する。
【００６０】
このような構成からなる超音波検知システム１Ａは、例えば図４に示すような態様で用いることができる。
【００６１】
図４に示すように、携帯機１０Ｄは、被検知体９００の所定位置に配置されている。
【００６２】
このように被検知体９００に対して配置された携帯機１０Ｄに対して、超音波送信器２０１Ａから超音波信号ＳＵＳ１を送信し、超音波送信器２０１Ｂから超音波信号ＳＵＳ２を送信する。携帯機１０Ｄの超音波受信器１０１Ｄは、それぞれ超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂからの距離に応じた時間の経過後に超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２を受信する。携帯機１０Ｄは、超音波信号ＳＵＳ１を受信すると、携帯機側無線アンテナ１０２Ｄから第１無線信号ＳＷＬＤ１を送信する。携帯機１０Ｄは、超音波信号ＳＵＳ２を受信すると、携帯機側無線アンテナ１０２Ｄから第２無線信号ＳＷＬＤ２を送信する。
【００６３】
以下では、ｘ−ｙ座標系で、超音波送信器２０１Ａが［ｘ０，ｙ０１］に配置され、超音波送信器２０１Ｂが［ｘ０，ｙ０２］に配置される場合を例に説明する。また、第１の位置として被検知体９００が［ｘ１，ｙ１］の位置に存在する場合と、第２の位置として被検知体９００が［ｘ２，ｙ２］の位置に存在する場合を例について説明する。
【００６４】
図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、被検知体９００が第１の位置［ｘ１，ｙ１］に存在する場合、超音波信号ＳＵＳ１によって得られる距離ＤＩＳ（Ｄ１１）は、超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］と被検知体９００の第１の位置［ｘ１，ｙ１］との位置関係によって決まる。また、超音波信号ＳＵＳ２によって得られる距離ＤＩＳ（Ｄ２１）は、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］と被検知体９００の第１の位置［ｘ１，ｙ１］との位置関係によって決まる。
【００６５】
ここで、上述のように、演算部２３では、超音波信号ＳＵＳ１から超音波送信器２０１Ａと超音波受信器１０１Ｄ（被検知体９００に装着）との距離ＤＩＳ（Ｄ１１）を算出することができる。また、演算部２３では、超音波信号ＳＵＳ２から超音波送信器２０１Ｂと超音波受信器１０１Ｄ（被検知体９００に装着）との距離ＤＩＳ（Ｄ２１）を算出することができる。
【００６６】
超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］と、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］は予め分かっている。したがって、超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］、超音波送信器２０１Ａと超音波受信器１０１Ｄとの距離ＤＩＳ（Ｄ１１）、超音波送信器２０１Ｂと超音波受信器１０１Ｄとの距離ＤＩＳ（Ｄ２１）とを既知数とし、被検知体９００の第１の位置［ｘ１，ｙ１］を未知数とする連立方程式を演算すれば、被検知体９００の第１の位置［ｘ１，ｙ１］を算出することができる。
【００６７】
同様に、図４（Ｃ），（Ｄ）に示すように、被検知体９００が第２の位置［ｘ２，ｙ２］に存在する場合、超音波信号ＳＵＳ１によって得られる距離ＤＩＳ（Ｄ１２）は、超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］と被検知体９００の第２の位置［ｘ２，ｙ２］との位置関係によって決まる。また、超音波信号ＳＵＳ２によって得られる距離ＤＩＳ（Ｄ２２）は、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］と被検知体９００の第２の位置［ｘ２，ｙ２］との位置関係によって決まる。
【００６８】
したがって、超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］、超音波送信器２０１Ａと超音波受信器１０１Ｄとの距離ＤＩＳ（Ｄ１２）、超音波送信器２０１Ｂと超音波受信器１０１Ｄとの距離ＤＩＳ（Ｄ２２）とを既知数とし、被検知体９００の第２の位置［ｘ２，ｙ２］を未知数とする連立方程式を演算すれば、被検知体９００の第２の位置［ｘ２，ｙ２］を算出することができる。
【００６９】
このように、本実施形態の構成を用いれば、被検知体の２次元位置や２次元での位置の変化を検知することができる。また、この位置の変化を用いて被検知体の移動経路や移動距離を検知することができる。
【００７０】
次に、第３の実施形態に係る超音波検知システムについて、図を参照して説明する。図５は、本発明の第３の実施形態に係る超音波検知システム１Ｂのブロック図である。図６は、本発明の第３の実施形態に係る超音波検知システム１Ｂの実施態様を説明するための図である。図６は二人の被検知体９００Ａ，９００Ｂがそれぞれ異なる場所に存在する状態を表す図である。また、図６（Ａ）は超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２と無線信号ＳＷＬＤ１，ＳＷＬＤ２，ＳＷＬＥ１，ＳＷＬＥ２の送受信状態を示す図であり、図６（Ｂ）は、各状態における超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂと各超音波受信器１０１Ｄ，１０１Ｅとの距離概念を表す図である。
【００７１】
本実施形態の超音波検知システム１Ｂでは、被検知体９００Ａ，９００Ｂにそれぞれ携帯機を１個（携帯機１０Ｄ，１０Ｅ）ずつ配置しており、超音波送信器は２個（超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂ）である。固定機２０Ｂの基本構成は第１の実施形態に示した固定機２０および第２の実施形態に示した固定機２０Ａと同じである。携帯機１０Ｄ，１０Ｅの基本構成は第１の実施形態に示した携帯機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと同じである。したがって、本実施形態の超音波検知システム１Ｂについては、第１、第２の実施形態に示した超音波検知システム１，１Ａと異なる箇所を具体的に説明し、共通する箇所の説明は省略する。
【００７２】
超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂは、所定間隔を置いて配置されている。超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂの配置間隔は、被検知体９００Ａ，９００Ｂの位置検知の分解能と超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２の伝搬速度に応じて適宜設定することができる。超音波送信器２０１Ａは、超音波信号ＳＵＳ１を所定の指向性で外部へ送信する。超音波送信器２０１Ｂは、超音波信号ＳＵＳ２を所定の指向性で外部へ送信する。
【００７３】
携帯機１０Ｄの超音波受信器１０１Ｄは、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２を受信して、超音波信号受信部１１Ｄへ出力する。超音波信号受信部１１Ｄは、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２を復調して識別する。
【００７４】
無線信号通信部１２Ｄは、超音波信号受信部１１Ｄから超音波信号ＳＵＳ１の受信による第１トリガ信号を受けると、第１無線信号ＳＷＬＤ１を生成し、携帯機側無線アンテナ１０２Ｄへ出力する。無線信号通信部１２Ｄは、超音波信号受信部１１Ｄから超音波信号ＳＵＳ２の受信による第２トリガ信号を受けると、第２無線信号ＳＷＬＤ２を生成し、携帯機側無線アンテナ１０２Ｄへ出力する。
【００７５】
携帯機側無線アンテナ１０２Ｄは、第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２を送信する。
【００７６】
携帯機１０Ｅの超音波受信器１０１Ｅは、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２を受信して、超音波信号受信部１１Ｅへ出力する。超音波信号受信部１１Ｅは、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２を復調して識別する。
【００７７】
無線信号通信部１２Ｅは、超音波信号受信部１１Ｅから超音波信号ＳＵＳ１の受信による第３トリガ信号を受けると、第３無線信号ＳＷＬＥ１を生成し、携帯機側無線アンテナ１０２Ｅへ出力する。無線信号通信部１２Ｅは、超音波信号受信部１１Ｅから超音波信号ＳＵＳ２の受信による第４トリガ信号を受けると、第４無線信号ＳＷＬＥ２を生成し、携帯機側無線アンテナ１０２Ｅへ出力する。
【００７８】
携帯機側無線アンテナ１０２Ｅは、第３無線信号ＳＷＬＥ１、第４無線信号ＳＷＬＥ２を送信する。
【００７９】
固定機２０Ｂの固定機側無線アンテナ２０２は、第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２、第３無線信号ＳＷＬＥ１、第４無線信号ＳＷＬＥ２を受信し、固定機側無線信号通信部２２へ出力する。
【００８０】
固定機側無線信号通信部２２は、固定機側無線アンテナ２０２からの第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２、第３無線信号ＳＷＬＥ１、第４無線信号ＳＷＬＥ２を増幅して、演算部２３へ出力する。
【００８１】
演算部２３は、固定機側無線信号通信部２２からの第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２、第３無線信号ＳＷＬＥ１、第４無線信号ＳＷＬＥ２を観測する。
【００８２】
演算部２３は、所定強度以上の第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２、第３無線信号ＳＷＬＥ１、第４無線信号ＳＷＬＥ２を検出すると、第１無線信号ＳＷＬＤ１、第２無線信号ＳＷＬＤ２、第３無線信号ＳＷＬＥ１、第４無線信号ＳＷＬＥ２を復調して同定する。
【００８３】
演算部２３は、検出した第１無線信号ＳＷＬＤ１の検出時刻と、超音波信号ＳＵＳ１の送信時刻との差から、超音波送信器２０１Ａと携帯機１０Ｄの超音波受信器１０１Ｄとの距離ＤＩＳ（Ｄ１）を算出する。演算部２３は、検出した第２無線信号ＳＷＬＤ２の検出時刻と、超音波信号ＳＵＳ２の送信時刻との差から、超音波送信器２０１Ｂと携帯機１０Ｄの超音波受信器１０１Ｄとの距離ＤＩＳ（Ｄ２）を算出する。
【００８４】
演算部２３は、検出した第３無線信号ＳＷＬＥ１の検出時刻と、超音波信号ＳＵＳ１の送信時刻との差から、超音波送信器２０１Ａと携帯機１０Ｅの超音波受信器１０１Ｅとの距離ＤＩＳ（Ｅ１）を算出する。演算部２３は、検出した第４無線信号ＳＷＬＥ２の検出時刻と、超音波信号ＳＵＳ２の送信時刻との差から、超音波送信器２０１Ｂと携帯機１０Ｅの超音波受信器１０１Ｅとの距離ＤＩＳ（Ｅ２）を算出する。
【００８５】
このような構成からなる超音波検知システム１Ｂは、例えば図６に示すような態様で用いることができる。
【００８６】
図６に示すように、携帯機１０Ｄは被検知体９００Ａの所定位置に配置されており、携帯機１０Ｅは被検知体９００Ｂの所定位置に配置されている。
【００８７】
このように被検知体９００Ａ，９００Ｂに対して配置された携帯機１０Ｄ，１０Ｅに対して、超音波送信器２０１Ａから超音波信号ＳＵＳ１を送信し、超音波送信器２０１Ｂから超音波信号ＳＵＳ２を送信する。携帯機１０Ｄの超音波受信器１０１Ｄは、それぞれ超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂからの距離応じた時間の経過後に超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２を受信する。携帯機１０Ｄは、超音波信号ＳＵＳ１を受信すると、携帯機側無線アンテナ１０２Ｄから第１無線信号ＳＷＬＤ１を送信する。携帯機１０Ｄは、超音波信号ＳＵＳ２を受信すると、携帯機側無線アンテナ１０２Ｄから第２無線信号ＳＷＬＤ２を送信する。
【００８８】
携帯機１０Ｅの超音波受信器１０１Ｅは、それぞれ超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂからの距離応じた時間の経過後に超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２を受信する。携帯機１０Ｅは、超音波信号ＳＵＳ１を受信すると、携帯機側無線アンテナ１０２Ｅから第３無線信号ＳＷＬＥ１を送信する。携帯機１０Ｅは、超音波信号ＳＵＳ２を受信すると、携帯機側無線アンテナ１０２Ｅから第４無線信号ＳＷＬＥ２を送信する。
【００８９】
以下では、ｘ−ｙ座標系で、超音波送信器２０１Ａが［ｘ０，ｙ０１］に配置され、超音波送信器２０１Ｂが［ｘ０，ｙ０２］に配置される場合を例に説明する。また、被検知体９００Ｄが［ｘＤ，ｙＤ］の位置に存在し、被検知体９００Ｅが［ｘＥ，ｙＥ］の位置に存在する場合を例について説明する。
【００９０】
図６（Ｂ）に示すように、被検知体９００Ｄが位置［ｘＤ，ｙＤ］に存在する場合、超音波信号ＳＵＳ１によって得られる距離ＤＩＳ（Ｄ１）は、超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］と被検知体９００Ｄの位置［ｘＤ，ｙＤ］との位置関係によって決まる。また、超音波信号ＳＵＳ２によって得られる距離ＤＩＳ（Ｄ２）は、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］と被検知体９００Ｄの位置［ｘＤ，ｙＤ］との位置関係によって決まる。
【００９１】
ここで、上述のように、演算部２３では、超音波信号ＳＵＳ１から超音波送信器２０１Ａと超音波受信器１０１Ｄ（被検知体９００Ｄに装着）との距離ＤＩＳ（Ｄ１）を算出することができる。また、演算部２３では、超音波信号ＳＵＳ２から超音波送信器２０１Ｂと超音波受信器１０１Ｄ（被検知体９００Ｄに装着）との距離ＤＩＳ（Ｄ２）を算出することができる。
【００９２】
超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］と、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］は予め分かっている。したがって、超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］、超音波送信器２０１Ａと超音波受信器１０１Ｄとの距離ＤＩＳ（Ｄ１）、超音波送信器２０１Ｂと超音波受信器１０１Ｄとの距離ＤＩＳ（Ｄ２）とを既知数とし、被検知体９００Ｄの位置［ｘＤ，ｙＤ］を未知数とする連立方程式を演算すれば、被検知体９００Ｄの位置［ｘＤ，ｙＤ］を算出することができる。
【００９３】
同様に、被検知体９００Ｅが位置［ｘＥ，ｙＥ］に存在する場合、超音波信号ＳＵＳ１によって得られる距離ＤＩＳ（Ｅ１）は、超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］と被検知体９００Ｅの位置［ｘＥ，ｙＥ］との位置関係によって決まる。また、超音波信号ＳＵＳ２によって得られる距離ＤＩＳ（Ｅ２）は、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］と被検知体９００Ｅの位置［ｘＥ，ｙＥ］との位置関係によって決まる。
【００９４】
ここで、上述のように、演算部２３では、超音波信号ＳＵＳ１から超音波送信器２０１Ａと超音波受信器１０１Ｅ（被検知体９００Ｅに装着）との距離ＤＩＳ（Ｅ１）を算出することができる。また、演算部２３では、超音波信号ＳＵＳ２から超音波送信器２０１Ｂと超音波受信器１０１Ｅ（被検知体９００Ｅに装着）との距離ＤＩＳ（Ｅ２）を算出することができる。
【００９５】
超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］と、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］は予め分かっている。したがって、超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０１］、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０２］、超音波送信器２０１Ａと超音波受信器１０１Ｅとの距離ＤＩＳ（Ｅ１）、超音波送信器２０１Ｂと超音波受信器１０１Ｅとの距離ＤＩＳ（Ｅ２）とを既知数とし、被検知体９００Ｅの位置［ｘＥ，ｙＥ］を未知数とする連立方程式を演算すれば、被検知体９００Ｅの位置［ｘＥ，ｙＥ］を算出することができる。
【００９６】
そして、上述のように第１、第２無線信号ＳＷＬＤ１，ＳＷＬＤ２に、携帯機１０Ｄの固有ＩＤを重畳させ、第３、第４無線信号ＳＷＬＥ１，ＳＷＬＥ２に、携帯機１０Ｄの固有ＩＤを重畳させることで、これらの無線信号を個別に識別できる。したがって、被検知体９００Ｄ，９００Ｅを区別して、距離、位置を算出することができる。
【００９７】
このように、本実施形態の構成を用いれば、被検知体が複数存在していても、被検知体の２次元位置や２次元での位置の変化を検知することができる。また、この位置の変化を用いて被検知体の移動経路や移動距離を、被検知体毎に検知することができる。さらには、それぞれの被検知体の位置が分かることで、複数の被検知体の間の距離や相対的位置関係も算出することができる。
【００９８】
次に、第４の実施形態に係る超音波検知システムについて、図を参照して説明する。図７は、本発明の第４の実施形態に係る超音波検知システム１Ｃのブロック図である。図８は、本発明の第４の実施形態に係る超音波検知システム１Ｃの実施態様を説明するための図である。図８（Ａ）は超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２，ＳＵＳ３と無線信号ＳＷＬＦ１，ＳＷＬＦ２，ＳＷＬＦ３の送受信状態を示す図であり、図８（Ｂ）は、各状態における超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃと各超音波受信器１０１Ｆとの距離概念を表す図である。
【００９９】
本実施形態の超音波検知システム１Ｄでは、被検知体９００に配置する携帯機は１個（携帯機１０Ｄ）であり、超音波送信器は３個（超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ）である。固定機２０Ｂの基本構成は第１の実施形態に示した固定機２０および第２の実施形態に示した固定機２０Ａと同じである。携帯機１０Ｆの基本構成は第１の実施形態に示した携帯機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、第２、第３の実施形態に示した１０Ｄ，１０Ｅと同じである。したがって、本実施形態の超音波検知システム１Ｄについては、第１、第２、第３の実施形態に示した超音波検知システム１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃと異なる箇所を具体的に説明し、共通する箇所の説明は省略する。
【０１００】
超音波信号送信部２１Ｂは、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２，ＳＵＳ３を生成する。超音波信号送信部２１Ｂは、超音波信号ＳＵＳ１を超音波送信器２０１Ａへ出力する。超音波信号送信部２１Ｂは、超音波信号ＳＵＳ２を超音波送信器２０１Ｂへ出力する。超音波信号送信部２１Ｂは、超音波信号ＳＵＳ３を超音波送信器２０１Ｃへ出力する。なお、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２，ＳＵＳ３は、同じ周波数であっても異なる周波数であってもよい。特に同じ周波数の場合には、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２，ＳＵＳ３が時間軸上で重ならないように、出力タイミングを異ならせるように調整する。また、同じ周波数の場合には、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２，ＳＵＳ３のそれぞれに固有のコードを重畳しておけばよい。
【０１０１】
超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃは、所定間隔を置いて三次元配置されている。すなわち、超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃが一直線上に並ばないように配置されている。超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃの配置間隔は、被検知体９００の位置検知の分解能と超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２，ＳＵＳ３の伝搬速度に応じて適宜設定することができる。なお、超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃは、送信面が平行になるように配置している方が望ましい。
【０１０２】
超音波送信器２０１Ａは、超音波信号ＳＵＳ１を所定の指向性で外部へ送信する。超音波送信器２０１Ｂは、超音波信号ＳＵＳ２を所定の指向性で外部へ送信する。超音波送信器２０１Ｃは、超音波信号ＳＵＳ３を所定の指向性で外部へ送信する。
【０１０３】
携帯機１０Ｆの超音波受信器１０１Ｆは、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２，ＳＵＳ３を受信して、超音波信号受信部１１Ｆへ出力する。超音波信号受信部１１Ｆは、超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２，ＳＵＳ３を復調して識別する。
【０１０４】
無線信号通信部１２Ｆは、超音波信号受信部１１Ｆから超音波信号ＳＵＳ１の受信による第５トリガ信号を受けると、第５無線信号ＳＷＬＦ１を生成し、携帯機側無線アンテナ１０２Ｆへ出力する。無線信号通信部１２Ｆは、超音波信号受信部１１Ｆから超音波信号ＳＵＳ２の受信による第６トリガ信号を受けると、第６無線信号ＳＷＬＦ２を生成し、携帯機側無線アンテナ１０２Ｆへ出力する。無線信号通信部１２Ｆは、超音波信号受信部１１Ｆから超音波信号ＳＵＳ３の受信による第７トリガ信号を受けると、第７無線信号ＳＷＬＦ３を生成し、携帯機側無線アンテナ１０２Ｆへ出力する。
【０１０５】
携帯機側無線アンテナ１０２Ｆは、第５無線信号ＳＷＬＦ１、第６無線信号ＳＷＬＦ２、第７無線信号ＳＷＬＦ３を送信する。
【０１０６】
固定機２０Ｂの固定機側無線アンテナ２０２は、第５無線信号ＳＷＬＦ１、第６無線信号ＳＷＬＦ２、第７無線信号ＳＷＬＦ３を受信し、固定機側無線信号通信部２２へ出力する。
【０１０７】
固定機側無線信号通信部２２は、固定機側無線アンテナ２０２からの第５無線信号ＳＷＬＦ１、第６無線信号ＳＷＬＦ２、第７無線信号ＳＷＬＦ３を増幅して、演算部２３へ出力する。
【０１０８】
演算部２３は、固定機側無線信号通信部２２からの第５無線信号ＳＷＬＦ１、第６無線信号ＳＷＬＦ２、第７無線信号ＳＷＬＦ３を観測する。
【０１０９】
演算部２３は、所定強度以上の第５無線信号ＳＷＬＦ１、第６無線信号ＳＷＬＦ２、第７無線信号ＳＷＬＦ３を検出すると、第５無線信号ＳＷＬＦ１、第６無線信号ＳＷＬＦ２、第７無線信号ＳＷＬＦ３を復調して同定する。
【０１１０】
演算部２３は、検出した第５無線信号ＳＷＬＦ１の検出時刻と、超音波信号ＳＵＳ１の送信時刻との差から、超音波送信器２０１Ａと携帯機１０Ｆの超音波受信器１０１Ｆとの距離ＤＩＳ（Ｆ１）を算出する。演算部２３は、検出した第６無線信号ＳＷＬＦ２の検出時刻と、超音波信号ＳＵＳ２の送信時刻との差から、超音波送信器２０１Ｂと携帯機１０Ｆの超音波受信器１０１Ｆとの距離ＤＩＳ（Ｆ２）を算出する。演算部２３は、検出した第７無線信号ＳＷＬＦ３の検出時刻と、超音波信号ＳＵＳ３の送信時刻との差から、超音波送信器２０１Ｃと携帯機１０Ｆの超音波受信器１０１Ｆとの距離ＤＩＳ（Ｆ３）を算出する。
【０１１１】
このような構成からなる超音波検知システム１Ａは、例えば図４に示すような態様で用いることができる。
【０１１２】
図８に示すように、携帯機１０Ｆは、被検知体９００の所定位置に配置されている。
【０１１３】
このように被検知体９００に対して配置された携帯機１０Ｆに対して、超音波送信器２０１Ａから超音波信号ＳＵＳ１を送信し、超音波送信器２０１Ｂから超音波信号ＳＵＳ２を送信し、超音波送信器２０１Ｃから超音波信号ＳＵＳ３を送信する。携帯機１０Ｆの超音波受信器１０１Ｆは、それぞれ超音波送信器２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃからの距離に応じた時間の経過後に超音波信号ＳＵＳ１，ＳＵＳ２，ＳＵＳ３を受信する。携帯機１０Ｆは、超音波信号ＳＵＳ１を受信すると、携帯機側無線アンテナ１０２Ｆから第５無線信号ＳＷＬＦ１を送信する。携帯機１０Ｆは、超音波信号ＳＵＳ２を受信すると、携帯機側無線アンテナ１０２Ｆから第６無線信号ＳＷＬＦ２を送信する。携帯機１０Ｆは、超音波信号ＳＵＳ３を受信すると、携帯機側無線アンテナ１０２Ｆから第７無線信号ＳＷＬＦ３を送信する。
【０１１４】
以下では、ｘ−ｙ−ｚ座標系で、超音波送信器２０１Ａが［ｘ０，ｙ０，ｚ０］に配置され、超音波送信器２０１Ｂが［ｘ０，ｙ０，ｚ１］に配置され、超音波送信器２０１Ｃが［ｘ０，ｙ１，ｚ０］に配置される場合を例に説明する。また、被検知体９００が［ｘＦ，ｙＦ，ｚＦ］の位置に存在する場合を例について説明する。
【０１１５】
図８に示すように、被検知体９００が位置［ｘＦ，ｙＦ，ｚＦ］に存在する場合、超音波信号ＳＵＳ１によって得られる距離ＤＩＳ（Ｆ１）は、超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０，ｚ０］と被検知体９００の位置［ｘＦ，ｙＦ，ｚＦ］との位置関係によって決まる。また、超音波信号ＳＵＳ２によって得られる距離ＤＩＳ（Ｆ２）は、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０，ｚ１］と被検知体９００の位置［ｘＦ，ｙＦ，ｚＦ］との位置関係によって決まる。また、超音波信号ＳＵＳ３によって得られる距離ＤＩＳ（Ｆ３）は、超音波送信器２０１Ｃの位置［ｘ０，ｙ１，ｚ０］と被検知体９００の位置［ｘＦ，ｙＦ，ｚＦ］との位置関係によって決まる。
【０１１６】
ここで、上述のように、演算部２３では、超音波信号ＳＵＳ１から超音波送信器２０１Ａと超音波受信器１０１Ｆ（被検知体９００に装着）との距離ＤＩＳ（Ｆ１）を算出することができる。また、演算部２３では、超音波信号ＳＵＳ２から超音波送信器２０１Ｂと超音波受信器１０１Ｆ（被検知体９００に装着）との距離ＤＩＳ（Ｆ２）を算出することができる。また、演算部２３では、超音波信号ＳＵＳ３から超音波送信器２０１Ｃと超音波受信器１０１Ｆ（被検知体９００に装着）との距離ＤＩＳ（Ｆ３）を算出することができる。
【０１１７】
超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０，ｚ０］と、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０，ｚ１］と、超音波送信器２０１Ｃの位置［ｘ０，ｙ１，ｚ０］は予め分かっている。したがって、超音波送信器２０１Ａの位置［ｘ０，ｙ０，ｚ０］、超音波送信器２０１Ｂの位置［ｘ０，ｙ０，ｚ１］、超音波送信器２０１Ｃの位置［ｘ０，ｙ１，ｚ０］、超音波送信器２０１Ａと超音波受信器１０１Ｆとの距離ＤＩＳ（Ｆ１）、超音波送信器２０１Ｂと超音波受信器１０１Ｆとの距離ＤＩＳ（Ｆ２）、超音波送信器２０１Ｃと超音波受信器１０１Ｆとの距離ＤＩＳ（Ｆ３）を既知数とし、被検知体９００の位置［ｘＦ，ｙＦ，ｚＦ］を未知数とする連立方程式を演算すれば、被検知体９００の位置［ｘＦ，ｙＦ，ｚＦ］を算出することができる。
【０１１８】
このように、本実施形態の構成を用いれば、被検知体の３次元位置や３次元での位置の変化を検知することができる。また、この位置の変化を用いて被検知体の移動経路や移動距離を検知することができる。
【０１１９】
なお、上述の説明では、被検知体を人として、当該人の位置や向きを検知する例を示した。しかしながら、この位置検知を利用し、制御コマンドの入力装置に利用することもできる。この場合、例えば、人の指や手に携帯機を装着する。そして、携帯機の二次元平面上の位置（例えば、図８におけるｙ−ｚ平面に投影した位置）を経時的に取得する。そして、演算部は、取得した位置の形跡から文字やコマンドを識別する。これにより、例えば、リモコンや文字入力装置としても利用することができる。また、３次元の操作入力装置としても利用することができる。
【０１２０】
また、詳細には記載していないが、固定機側となる超音波送信器は、固定機に内蔵されてもよい。しかしながら、被検知体の位置検知分解能の観点から、固定機から離間して配置するとよい。この場合、超音波送信部を超音波送信器毎に備えるとよりよい。
【０１２１】
また、上述のように、固定機の固定機側無線通信アンテナは単一のもので、全ての無線信号を受信するようにしてもよいが、無線信号毎に個別にしてもよい。
【０１２２】
また、被検知体に複数の携帯機を備える場合には、超音波信号受信部、無線信号通信部および携帯機側無線通信アンテナを共通化することもできる。この場合、被検知体に装着される携帯機が増えることで、被検知体への負担が低下する。また、電池が少なくなり、システムとしての省電力化が可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ：超音波検知システム、
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ：携帯機、
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ：超音波信号受信部、
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆ：無線信号通信部、
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ：電池、
１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅ，１０１Ｆ：超音波受信器、
１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄ，１０２Ｅ，１０２Ｆ：携帯機側無線アンテナ、
２０，２０Ａ，２０Ｂ：固定機、
２１，２１Ａ，２１Ｂ：超音波信号送信部、
２２：固定機側無線信号通信部、
２３：演算部、
２４：電源回路、
２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ：超音波送信器、
２０２：固定機側無線アンテナ、
９００，９００Ｄ，９００Ｅ：被検知体
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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