(57)【要約】【課題】２台の携帯端末を用いた音波測距の場合、クロックの同期やキャリブレーションをする必要があり、手間がかかる。【解決手段】再生部１３０は第１測距信号を再生する。録音部１４０は、第１測距信号と、別の携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する。時間差分測定部１７０は、第１測距信号の録音開始時刻と第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する。通信部１８０は、別の携帯端末において測定された、第１測距信号の録音開始時刻と第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を別の携帯端末から受信する。距離算出部１９０は、第１差分と第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、別の携帯端末までの距離を算出する。【選択図】図５
2016197058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１測距信号を再生する再生部と、
前記第１測距信号と、別の携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音部と、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定部と、
前記別の携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記別の携帯端末から受信する通信部と、
前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記別の携帯端末までの距離を算出する距離算出部とを含むことを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記第１測距信号および前記第２測距信号の音波の包絡線のエッジを検出することにより、前記第１測距信号の録音開始時刻および前記第２測距信号の録音開始時刻を検出するエッジ検出部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
環境音のノイズレベルが所定の閾値以下となるまでの間、測距ができない旨を表示する表示部をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の携帯端末。
【請求項４】
環境音を周波数領域に変換して環境音のスペクトラム成分を得る周波数変換部と、
前記環境音のスペクトラム成分が測距可能な最大ノイズレベルを超えない周波数領域を測距信号の周波数帯域として選定する周波数選定部とをさらに含み、
前記再生部は、前記周波数選定部により選定された周波数帯域において前記第１測距信号を再生することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の携帯端末。
【請求項５】
前記別の携帯端末はウェアラブル端末であり、前記通信部は、前記ウェアラブル端末との通信を近距離無線通信で行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の携帯端末。
【請求項６】
第１測距信号を出力する携帯端末と近距離無線通信するウェアラブル端末であって、
第２測距信号を再生する再生部と、
前記第２測距信号と、前記携帯端末から出力された前記第１測距信号とを録音する録音部と、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との差分を測定する時間差分測定部と、
前記時間差分測定部により測定された前記差分を前記携帯端末に送信する通信部とを含むことを特徴とするウェアラブル端末。
【請求項７】
前記第１測距信号および前記第２測距信号の音波の包絡線のエッジを検出することにより、前記第１測距信号の録音開始時刻および前記第２測距信号の録音開始時刻を検出するエッジ検出部をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のウェアラブル端末。
【請求項８】
第１携帯端末と第２携帯端末を含む音波測距システムであって、
前記第１携帯端末は、
第１測距信号を再生する再生部と、
前記第１測距信号と、前記第２携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音部と、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定部と、
前記第２携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記第２携帯端末から受信する通信部と、
前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記第２携帯端末までの距離を算出する距離算出部とを含み、
前記第２携帯端末は、
第２測距信号を再生する再生部と、
前記第２測距信号と、前記第１携帯端末から出力された前記第１測距信号とを録音する録音部と、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との前記第２差分を測定する時間差分測定部と、
前記時間差分測定部により測定された前記第２差分を前記第１携帯端末に送信する通信部とを含むことを特徴とする音波測距システム。
【請求項９】
第１測距信号を再生する再生ステップと、
前記第１測距信号と、別の携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音ステップと、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定ステップと、
前記別の携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記別の携帯端末から受信する通信ステップと、
前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記別の携帯端末までの距離を算出する距離算出ステップとを含むことを特徴とする音波測距方法。
【請求項１０】
第１測距信号を再生する再生機能と、
前記第１測距信号と、別の携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音機能と、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定機能と、
前記別の携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記別の携帯端末から受信する通信機能と、
前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記別の携帯端末までの距離を算出する距離算出機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
請求項１０のプログラムを格納したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響信号を用いて距離を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
距離を測定する技術として、巻尺等による実測、レーザ光等の光を用いた光波測距、超音波等を用いた音波測距などがある。一般の人が通常、利用するのは巻尺であるが、普段から巻尺を持ち歩いている人はそれほどいない。外出先で何らかの物の長さを測ったり、２点間の距離を測定したいとき、巻尺がない場合は、掌の親指と小指の間隔や、両手を広げたときの左右の手の間隔などを利用して、おおざっぱに見積るしかない。
【０００３】
スマートフォンは、多くの人々が普段から持ち歩くデバイスである。スマートフォンにはスピーカとマイクが実装されている。また、近年、スマートウォッチなどのウェアラブル端末が数多く発売されるようになった。通話機能をサポートするためにウェアラブル端末にもスピーカとマイクが実装されているものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願の発明者らは、普段持ち歩くスマートフォンやスマートウォッチなどの携帯端末にスピーカとマイクが実装されている点に着目し、これらの携帯端末を用いて音波による測距方法を考えるに至った。２台の携帯端末を用いて音波測距を行う場合、２台の携帯端末間で時間の同期やキャリブレーションをする必要があり、手間がかかるという問題があった。
【０００５】
また、携帯端末を用いた音波測距の場合、測定能力が周囲の雑音の影響を直接受けてしまう。すなわち、測距信号音が周囲の雑音に埋もれてしまい、正確な距離の測定が難しくなるという問題があった。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、携帯端末を用いた簡便な音波測距を実現する技術を提供することにある。また、別の目的は、雑音のある環境下でも、安定した音波測距を実現する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の携帯端末は、第１測距信号を再生する再生部と、前記第１測距信号と、別の携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音部と、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定部と、前記別の携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記別の携帯端末から受信する通信部と、前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記別の携帯端末までの距離を算出する距離算出部とを含む。
【０００８】
本発明の別の態様は、ウェアラブル端末である。このウェアラブル端末は、第１測距信号を出力する携帯端末と近距離無線通信するウェアラブル端末であって、第２測距信号を再生する再生部と、前記第２測距信号と、前記携帯端末から出力された前記第１測距信号とを録音する録音部と、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との差分を測定する時間差分測定部と、前記時間差分測定部により測定された前記差分を前記携帯端末に送信する通信部とを含む。
【０００９】
本発明のさらに別の態様は、音波測距システムである。この音波測距システムは、第１携帯端末と第２携帯端末を含む音波測距システムであって、前記第１携帯端末は、第１測距信号を再生する再生部と、前記第１測距信号と、前記第２携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音部と、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定部と、前記第２携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記第２携帯端末から受信する通信部と、前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記第２携帯端末までの距離を算出する距離算出部とを含む。前記第２携帯端末は、第２測距信号を再生する再生部と、前記第２測距信号と、前記第１携帯端末から出力された前記第１測距信号とを録音する録音部と、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との前記第２差分を測定する時間差分測定部と、前記時間差分測定部により測定された前記第２差分を前記第１携帯端末に送信する通信部とを含む。
【００１０】
本発明のさらに別の態様は、音波測距方法である。この方法は、第１測距信号を再生する再生ステップと、前記第１測距信号と、別の携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音ステップと、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定ステップと、前記別の携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記別の携帯端末から受信する通信ステップと、前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記別の携帯端末までの距離を算出する距離算出ステップとを含む。
【００１１】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、携帯端末を用いて簡便に音波測距を実現することができる。また、雑音のある環境下でも、安定した音波測距を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る音波測距システムの模式図である。
【図２】ウェアラブル端末とスマートフォンにおける音波測距処理の流れを説明する図である。
【図３】ウェアラブル端末とスマートフォンにおける測距信号の再生と録音の処理をタイムチャートで説明する図である。
【図４】ウェアラブル端末の機能構成図である。
【図５】スマートフォンの機能構成図である。
【図６】図６（ａ）は、スマートフォンで録音された測距信号音の波形を示すグラフであり、図６（ｂ）は、ウェアラブル端末で録音された測距信号音の波形を示すグラフである。
【図７】図７（ａ）は、騒音環境においてスマートフォンで録音された測距信号音の波形を示すグラフであり、図７（ｂ）は、騒音環境においてウェアラブル端末で録音された測距信号音の波形を示すグラフである。
【図８】スマートフォンの画面を説明する図である。
【図９】騒音のある環境でのスマートフォンの画面を説明する図である。
【図１０】測距登録を行う場合のスマートフォンの画面を説明する図である。
【図１１】測距登録の際に待ち時間を設定する場合のスマートフォンの画面を説明する図である。
【図１２】自動測距モードにおけるスマートフォンの画面を説明する図である。
【図１３】スマートフォンの機能構成図を説明する図である。
【図１４】航空機内の環境音のスペクトルを示すグラフである。
【図１５】環境音の測定データとあらかじめ定められた基準データを示すグラフである。
【図１６】スマートフォンに内蔵されているスピーカとマイクの位置を示す画面を説明する図である。
【図１７】スマートフォンのスピーカをウェアラブル端末に向けるようにユーザに指示する画面を説明する図である。
【図１８】ウェアラブル端末およびスマートフォンの姿勢を表現するたに定義される座標系を説明する図である。
【図１９】ウェアラブル端末およびスマートフォンの姿勢検出を用いた測距処理の流れを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、実施の形態に係る音波測距システムの模式図である。ここでは一例として、ウェアラブル端末１００とスマートフォン２００を用いた音波測距システムを示すが、スピーカとマイクを備えた２台の携帯端末があれば、音波測距システムを構成することができる。本実施の形態ではスマートフォン２００のタッチパネル面の上部にはスピーカ１１０が設けられており、下部にはスピーカ１１０とマイク１２０が設けられている。ウェアラブル端末１００にも図示しないがスピーカとマイクが設けられている。
【００１５】
ユーザは、スマートフォン２００を手に保持し、ウェアラブル端末１００を測距する対象の端点に置く。あるいは、ウェアラブル端末１００を置く代わりに、ウェアラブル端末１００をリストバンドで対象物の端点に結んだり、ウェアラブル端末１００を他の人に持ってもらってもよい。ユーザは測距対象のもう一方の端点において、スマートフォン２００を操作し、測距を開始する。スマートフォン２００には音波測距のためのアプリケーションが実装されており、ユーザはこのアプリケーションを起動して測距を行う。
【００１６】
ウェアラブル端末１００とスマートフォン２００はブルートゥース（登録商標）などの近距離無線通信により互いに情報をやりとりすることができる。
【００１７】
ウェアラブル端末１００のスピーカから出力される測距信号の音はウェアラブル端末１００のマイクに入力されて録音されるとともにスマートフォン２００のマイクに入力されて録音される。また、スマートフォン２００のスピーカから出力される測距信号の音はスマートフォン２００のマイクに入力されて録音されるとともにウェアラブル端末１００のマイクに入力されて録音される。ウェアラブル端末１００とスマートフォン２００で録音された音波のデータにもとづいてウェアラブル端末１００とスマートフォン２００間の距離ｄが測定される。
【００１８】
図２は、ウェアラブル端末１００とスマートフォン２００における音波測距処理の流れを説明する図である。
【００１９】
最初にスマートフォン２００から無線データ通信により「開始信号」がウェアラブル端末１００に送信される（Ｓ１０）。スマートフォン２００から「開始信号」を受信したウェアラブル端末１００は、無線データ通信により「準備完了信号」をスマートフォン２００に返信する（Ｓ１２）と同時に、録音を開始する（Ｓ１４）。
【００２０】
「準備完了信号」を受信したスマートフォン２００は、録音を開始し（Ｓ１６）、直ちに測距信号を再生する（Ｓ１８）。
【００２１】
ウェアラブル端末１００は、スマートフォン２００からの測距信号音を録音し（Ｓ２０）、録音状態のまま、測距信号を再生し（Ｓ２２）、一定時間の経過後、録音を終了する（Ｓ２４）。
【００２２】
スマートフォン２００は、ウェアラブル端末１００からの測距信号音を録音し（Ｓ２６）、一定時間の経過後、録音を終了する（Ｓ２８）。
【００２３】
図３は、ウェアラブル端末１００とスマートフォン２００における測距信号の再生と録音の処理をタイムチャートで説明する図である。
【００２４】
スマートフォン２００は時間Ｔ１から第１測距信号音Ｐ１の再生および録音を行い、ウェアラブル端末１００は時間Ｔ２からスマートフォン２００からの第１測距信号音Ｐ１の録音を行う。他方、ウェアラブル端末１００は時間Ｔ３から第２測距信号音Ｐ２の再生および録音を行い、スマートフォン２００は時間Ｔ４からウェアラブル端末１００からの第２測距信号音Ｐ２の録音を行う。
【００２５】
時間差（Ｔ２−Ｔ１）は、スマートフォン２００からの第１測距信号音Ｐ１がスマートフォン２００とウェアラブル端末１００の間の距離ｄを進む（往路）のに要する時間であり、時間差（Ｔ４−Ｔ３）は、ウェアラブル端末１００からの第２測距信号音Ｐ２が距離ｄを進む（復路）のに要する時間である。
【００２６】
測距信号音がウェアラブル端末１００とスマートフォン２００間の距離ｄを進むのに要する伝搬時間ＴＯＦ（time of flight）は、次式で表すことができる。
ＴＯＦ＝（（Ｔ４−Ｔ３）＋（Ｔ２−Ｔ１））／２          （１）
＝（（Ｔ４−Ｔ１）−（Ｔ３−Ｔ２））／２          （２）
【００２７】
このＴＯＦに空気中を進む音の速度をかけることにより、スマートフォン２００とウェアラブル端末１００の間の距離ｄを求めることができる。
ｄ＝ＴＯＦ×音の速度          （３）
【００２８】
上記の伝搬時間ＴＯＦを求める式（２）において、時間差（Ｔ４−Ｔ１）はスマートフォン２００側の第２測距信号音Ｐ２の録音開始時刻Ｔ４から第１測距信号音Ｐ１の録音開始時刻Ｔ１を引いた値であり、時間差（Ｔ３−Ｔ２）はウェアラブル端末１００側の第２測距信号音Ｐ２の録音開始時刻Ｔ３から第１測距信号音Ｐ１の録音開始時刻Ｔ２を引いた値であるから、前者はスマートフォン２００において、後者はウェアラブル端末１００においてそれぞれ独立して測定することができる。ウェアラブル端末１００とスマートフォン２００の間で時刻の同期を取る必要がないというメリットがある。ウェアラブル端末１００側で測定された時間差（Ｔ３−Ｔ２）の情報をスマートフォン２００に送信すれば、スマートフォン２００は、式（２）により上記の伝搬時間ＴＯＦを求めることができる。
【００２９】
測距信号はチャープ（chirp）信号を用いる。チャープ信号とは、一般に周波数が時間とともに連続的に変化する信号のことである。ここでは、時間の経過とともに４０００Ｈｚから１００００Ｈｚまで上がり、その後、１００００Ｈｚから４０００Ｈｚまで下がる信号を測距信号として用いる。これにより、測距信号の周波数スペクトルが広がり、ノイズに強くなる。
【００３０】
測距信号音の録音時のサンプリングレートが４８ＫＨｚである場合、常温で、空気中の音速が約３４０メートル／秒であるから、約７ミリメートルの測定分解能がある。
【００３１】
図４は、ウェアラブル端末１００の機能構成図である。ウェアラブル端末１００は、スピーカ１０、マイク２０、再生部３０、録音部４０、録音ファイル記憶部５０、エッジ検出部６０、時間差分測定部７０、および通信部８０を含む。音波測距機能に直接関係のないウェアラブル端末１００の他の一般的な機能構成はここでは省略している。
【００３２】
通信部８０は、スマートフォン２００と無線通信し、必要なデータをやりとりする。通信部８０は、スマートフォン２００から音波測距の「開始信号」を受信し、「準備完了信号」をスマートフォン２００に返信する。通信部８０は、「準備完了信号」の送信後、再生部３０および録音部４０に測距信号の再生および録音を指示する。
【００３３】
再生部３０は所定の周波数帯域の測距信号を再生し、スピーカ１０は測距信号音を出力する。ウェアラブル端末１００のマイク２０はスピーカ１０から出力された自分の測距信号音と、スマートフォン２００から出力されてウェアラブル端末１００に伝搬した測距信号音の両方を集音する。録音部４０はマイク２０に入力された測距信号音を録音ファイル記憶部５０に記録する。
【００３４】
エッジ検出部６０は、録音ファイル記憶部５０に記録された測距信号の音波の包絡線のエッジを検出することにより、スマートフォン２００から出力されウェアラブル端末１００に伝搬した第１測距信号音Ｐ１の録音開始時刻Ｔ２と、ウェアラブル端末１００自身から出力された第２測距信号音Ｐ２の録音開始時刻Ｔ３とを測定する。これら２つの録音開始時刻Ｔ２、Ｔ３はウェアラブル端末１００における信号のサンプリング周期の精度で得られる。
【００３５】
時間差分測定部７０は、エッジ検出部６０により検出された第２測距信号音Ｐ２の録音開始時刻Ｔ３と第１測距信号音Ｐ１の録音開始時刻Ｔ２の差分（Ｔ３−Ｔ２）を測定する。通信部８０は、時間差分測定部７０により測定された２つの測距信号音の録音開始時刻の差分（Ｔ３−Ｔ２）をスマートフォン２００に送信する。
【００３６】
図５は、スマートフォン２００の機能構成図である。スマートフォン２００は、スピーカ１１０、マイク１２０、再生部１３０、録音部１４０、録音ファイル記憶部１５０、エッジ検出部１６０、時間差分測定部１７０、通信部１８０、距離算出部１９０、騒音計２１０、および表示部２２０を含む。音波測距機能に直接関係のないスマートフォン２００の他の一般的な機能構成はここでは省略している。
【００３７】
通信部１８０は、ウェアラブル端末１００と無線通信し、必要なデータをやりとりする。通信部１８０は、ウェアラブル端末１００に音波測距の「開始信号」を送信し、ウェアラブル端末１００から返信される「準備完了信号」を受信する。通信部１８０は、「準備完了信号」の受信後、再生部１３０および録音部１４０に測距信号の再生および録音を指示する。
【００３８】
再生部１３０は所定の周波数帯域の測距信号を再生し、スピーカ１１０は測距信号音を出力する。スマートフォン２００のマイク１２０はスピーカ１１０から出力された自分の測距信号音と、ウェアラブル端末１００から出力されてスマートフォン２００に伝搬した測距信号音の両方を集音する。録音部１４０はマイク１２０に入力された測距信号音を録音ファイル記憶部１５０に記録する。
【００３９】
エッジ検出部１６０は、録音ファイル記憶部１５０に記録された測距信号の音波の包絡線のエッジを検出することにより、スマートフォン２００自身から出力された第１測距信号音Ｐ１の録音開始時刻Ｔ１と、ウェアラブル端末１００から出力されスマートフォン２００に伝搬した第２測距信号音Ｐ２の録音開始時刻Ｔ４とを測定する。これら２つの録音開始時刻Ｔ１、Ｔ４はスマートフォン２００における信号のサンプリング周期の精度で得られる。
【００４０】
時間差分測定部１７０は、エッジ検出部１６０により検出された第２測距信号音Ｐ２の録音開始時刻Ｔ４と第１測距信号音Ｐ１の録音開始時刻Ｔ１の差分（Ｔ４−Ｔ１）を測定する。通信部１８０は、ウェアラブル端末１００から第２測距信号音Ｐ２の録音開始時刻Ｔ３と第１測距信号音Ｐ１の録音開始時刻Ｔ２の差分（Ｔ３−Ｔ２）を受信する。
【００４１】
距離算出部１９０は、第２測距信号音Ｐ２の録音開始時刻Ｔ４と第１測距信号音Ｐ１の録音開始時刻Ｔ１の差分（Ｔ４−Ｔ１）から、第２測距信号音Ｐ２の録音開始時刻Ｔ３と第１測距信号音Ｐ１の録音開始時刻Ｔ２の差分（Ｔ３−Ｔ２）を減算し、２で割ることにより、上記の式（２）のように伝搬時間ＴＯＦを算出し、伝搬時間ＴＯＦに空気中の音速を乗算することにより、式（３）のようにスマートフォン２００とウェアラブル端末１００の間の距離ｄを算出する。
【００４２】
表示部２２０は、距離算出部１９０により算出された距離ｄをスマートフォン２００のディスプレイに表示する。騒音計２１０は、周囲の環境音を雑音として測定し、雑音レベルの指標を表示部２２０に与える。表示部２２０は、雑音レベルを表示するとともに、雑音レベルが一定の閾値以下になるまで音波測距ができない旨を表示する。
【００４３】
図６（ａ）は、スマートフォン２００で録音された測距信号音の波形を示すグラフであり、図６（ｂ）は、ウェアラブル端末１００で録音された測距信号音の波形を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は信号の振幅である。それぞれ自分自身の端末から出力された測距信号の音波と、相手の端末から伝搬した測距信号の音波とが記録される。測距信号音が同じ音量の場合、自分の端末が再生した音は相手の端末から伝搬する音よりも大きく録音される。
【００４４】
図６（ａ）に示されるように、スマートフォン２００は、時刻Ｔ１において自分が再生した第１測距信号音Ｐ１の録音を開始する。スマートフォン２００は、第１測距信号音Ｐ１を再生すると同時に録音することになるが、第１測距信号音Ｐ１の再生開始時刻を記録するのではなく、録音された第１測距信号音Ｐ１の波形から録音開始時刻Ｔ１を検出する。信号音の再生開始から実際に音が出力されて録音されるまでの期間にスマートフォン２００のオペレーティングシステムのタイムスケジューリングの影響により、第１測距信号音Ｐ１の再生開始時刻と録音開始時刻には短い時間であるがずれが生じることがあるからである。その後、スマートフォン２００は、時刻Ｔ４においてウェアラブル端末１００が再生した第２測距信号音Ｐ２の録音を開始する。
【００４５】
図６（ｂ）に示されるように、ウェアラブル端末１００は、時刻Ｔ２においてスマートフォン２００が再生した第１測距信号音Ｐ１の録音を開始する。その後、ウェアラブル端末１００は、時刻Ｔ３において自分が再生した第２測距信号音Ｐ２の録音を開始する。ここでも、ウェアラブル端末１００は、第２測距信号音Ｐ２を再生すると同時に録音することになるが、第２測距信号音Ｐ２の再生開始時刻を記録するのではなく、録音された第２測距信号音Ｐ２の波形から録音開始時刻Ｔ３を検出する。ウェアラブル端末１００のオペレーティングシステムのタイムスケジューリングの影響を受けずに、正確な録音開始時刻Ｔ３を取得するためである。
【００４６】
ここで、時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、録音ファイルとして記録された音波の包絡線検波等を用いて波形の立ち上がりタイミングをエッジ抽出することによって検出することができる。このように実際に再生・録音された音波データを時間測定に用いることで、ウェアラブル端末１００やスマートフォン２００のオペレーティングシステムのタイムスケジュールに依存することなく、正確な時間測定を行うことができる。
【００４７】
測距信号音を利用した測距を行う際に、測定環境に騒音があると、測距信号音にノイズが加わり、正確な測定ができないか、誤った測定結果が出力されることがある。図７（ａ）は、騒音環境においてスマートフォン２００で録音された測距信号音の波形を示すグラフであり、図７（ｂ）は、騒音環境においてウェアラブル端末１００で録音された測距信号音の波形を示すグラフである。
【００４８】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示されるように、騒音環境では再生された測距信号の音波にノイズが加わって録音され、また、測距信号が再生されていない期間も騒音が録音されるため、測距信号の音波のエッジが不明確になり、録音開始時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を音波の波形の立ち上がりタイミングとして正確に検出することができない。その結果、測距信号音の伝搬時間ＴＯＦの算出ができなくなったり、誤った値が算出されることがある。そこで、音波測距を行う直前に、周囲の騒音レベルを測定し、正確な音波測距が行える状態であるかどうかを判定することが重要になる。
【００４９】
図８は、スマートフォン２００の画面３００を説明する図である。メニュー３１０は音波測距のアプリケーションのメニュー画面を表示させるための操作ボタンである。騒音計３２０は、測距を行う上での周囲環境のノイズレベルを表示する。問題なく測距できるノイズレベルは「良好」、誤った測定結果を出力する場合があるノイズレベルは「注意」、測定に適さないノイズレベルは「不可」である。
【００５０】
なお、各ノイズレベルの定量的な値の範囲は、測距信号音や端末のスピーカおよびマイクの性能等に依存するため、実験により定めるのが適当である。
【００５１】
図８では、騒音計３２０はノイズレベルが「良好」であることを示している。ユーザは「測定開始」ボタン３４０を押すことで音波測距を開始することができる。測定された距離は測定値３３０として表示される。ここでは「１３６ｃｍ」と表示されている。
【００５２】
図９は、騒音のある環境でのスマートフォン２００の画面３００を説明する図である。騒音計３２０のノイズレベルが「不可」を示しており、「測定開始」ボタン３４０がグレーアウトされてユーザが操作できなくなるため、この状態では測距することはできない。
【００５３】
ユーザは、騒音計を利用して周囲の騒音が良好な状態になるのを待ってから測距する方法を選択することもできる。たとえば、車の往来が激しい道路沿いで測距を行う場合など、静かになるのを待ってから測距することが望ましい。その場合は、「測距登録」を行う。
【００５４】
図１０は、測距登録を行う場合のスマートフォン２００の画面３００を説明する図である。騒音計のノイズレベルが「不可」であることを示しており、測距できない場合、メニュー３１０を操作すると、測距登録を促すダイアログ３５０が画面に表示される。
【００５５】
測距登録には２種類の選択肢がある。（１）騒音レベルが下がった場合に、自動で測距を行う「自動測距」モードと、（２）騒音レベルが下がった場合に、アラームが鳴動する「アラーム」モードである。ユーザはいずれかのモードを選択して、「設定」ボタンを押して測距登録する。自動測距モードの場合、騒音レベルが「良好」または「注意」になったときに自動で測距を開始し、測定結果が表示される。アラームモードの場合、騒音レベルが「良好」または「注意」になったときに、ユーザにアラームで測距可能であることを通知し、ユーザが測定開始ボタン３４０を押して測距を開始する。
【００５６】
図１１は、測距登録の際に待ち時間を設定する場合のスマートフォン２００の画面３００を説明する図である。測距登録において自動測距モードまたはアラームモードのいずれが登録された場合でも、いつ測距が始まるのか分からないため、ユーザは測距する対象の端でスマートフォン２００を保持した状態で待機し続ける必要がある。ユーザはどれくらい待たされるかわからないため、不便である。そこで、測距登録した際に表示されるダイアログ３６０において「待ち時間」を設定することもできる。待ち時間は、たとえば、３０秒、１分、２分などである。設定した待ち時間内に、騒音レベルが低くならず、測距ができなかった場合、アラーム音が鳴動し、時間切れであることをユーザに通知する。
【００５７】
図１２は、自動測距モードにおけるスマートフォン２００の画面３００を説明する図である。図１１のダイアログ３６０で設定した待ち時間の残り時間３７０が表示される。また、自動測距をキャンセルするためのボタン３８０が表示される。ユーザはキャンセルボタン３８０を押すことで待ち時間内であっても自動測距を中止することができる。ここでは説明しないが、アラームモードの場合も同様に、残り時間とキャンセルボタンが表示される。
【００５８】
ここまでは、騒音レベルが所定のレベル以下になる場合に測距を開始する構成を説明したが、以下では別の構成例として、騒音が所定のレベル以上であったとしても、騒音の周波数帯域を避けて測距信号を出力することで騒音のある環境でも測距が可能となる構成を説明する。
【００５９】
図１３は、スマートフォン２００の機能構成図を説明する図である。図５の機能構成図とは違って、スマートフォン２００は、周波数変換部２３０、ノイズレベル比較部２４０、および周波数選定部２５０の構成をさらに含む。
【００６０】
周波数変換部２３０は、マイク１２０により集音された環境音を周波数領域に変換し、スペクトルを検出する。
【００６１】
図１４は、一例として、航空機内の環境音のスペクトルを示すグラフである。横軸は周波数、縦軸は振幅である。このスペクトラムにおいて、５０００Ｈｚ以下、１３０００〜１７０００Ｈｚ、および２００００Ｈｚ付近にスパイク状の周波数成分を持つノイズがあることが分かる。これらのノイズのある周波数帯域を避けて測距信号音の周波数帯域を選ぶことで正確な測距を実現することが可能となる。
【００６２】
ノイズレベル比較部２４０は、周波数変換部２３０により得られたスペクトラム成分のうち、たとえば０〜２０ＫＨｚの間で１０００Ｈｚ毎に周波数強度を取得し、「測定データ」とする。
【００６３】
周波数選定部２５０は、この「測定データ」と事前に設定しておいた「基準データ」とを比較し、「測定データ」が「基準データ」を越えない周波数領域を測距信号の周波数帯域として選定し、選定された周波数帯域を再生部１３０と通信部１８０に伝える。再生部１３０は、スピーカ１１０を駆動する測距信号を選定された周波数帯域に合わせて修正する。たとえば、再生部１３０は、測距信号をチャープ信号として生成するときに、選定された周波数帯域において周波数を連続的に変化させ、選定されていない周波数帯域は飛ばして不連続に周波数を変化させて信号を生成する。
【００６４】
通信部１８０は選定された周波数帯域をウェアラブル端末１００に送信する。ウェアラブル端末１００の再生部３０は、スピーカ１０を駆動する測距信号を受信した選定周波数帯域に合わせて修正する。
【００６５】
図１５は、環境音の測定データとあらかじめ定められた基準データを示すグラフである。ノイズレベル比較部２４０により得られた環境音の測定データは白丸で示されている。それに対して、基準データは黒丸で示されている。基準データの取得方法として、例えば次の方法がある。たとえば、無響室などで、測距信号音に用いる周波数帯域それぞれに対応する雑音を発生させ、徐々に雑音の音量を上げていく。その雑音下であっても測距できる最大の雑音量を基準データとして定義する。この基準データは、ウェアラブル端末１００およびスマートフォン２００のスピーカおよびマイクの特性により影響を受ける。基準データは、スマートフォン２００内のメモリにテーブルとして保管される。
【００６６】
周波数選定部２５０は、選定した周波数領域の環境音のノイズレベルを騒音計２１０に伝える。表示部２２０は騒音計２１０の示すノイズレベルをスマートフォン２００の画面に表示する。選定されていない周波数領域でノイズが大きくても騒音計２１０のノイズレベルには反映されない。測距信号はノイズが大きい周波数領域を避けるように修正されているため、選定されていない周波数領域でノイズが大きくても測距が可能となる。
【００６７】
以上述べた音波測距方法のさらなる改良として、携帯端末のスピーカとマイクの指向性を考慮して携帯端末の向きを調整することが考えられる。以下、この改良方法について説明する。
【００６８】
より精度の高い測距を行うためには、ウェアラブル端末１００のスピーカとマイクがスマートフォン２００のスピーカとマイクに向いていることが望ましい。ウェアラブル端末１００とスマートフォン２００の間で測距信号音が直接伝達することになるので、信号音が壁や床などに反射することなく、正確な測距が行えるからである。
【００６９】
スマートフォンの種類によっては、スピーカとマイクとが異なる方向を向いている場合もある。その場合には、スピーカを相手のデバイスに向けるべきである。一般的に、スピーカには指向性があるが、マイクは無指向性であるからである。
【００７０】
スマートフォン２００のスピーカとマイクの向きについて、ユーザが混乱しないように次に述べる機能を導入する。まず、スマートフォン２００の測距アプリ起動時に、図１６に示すように、スマートフォン２００に内蔵されているスピーカとマイクの位置を示す画面３００を表示する。本実施の形態のスマートフォン２００では、スマートフォン２００のタッチパネル面の上部にスピーカ１１０があり、下部にスピーカ１１０とマイク１２０があるため、その位置を符号３９２、３９４のように円で囲んで示す。また、その際、ユーザに対して、スマートフォン２００のスピーカとマイクを手で覆わないように注意を促すメッセージ３９０を表示する。
【００７１】
スマートフォン２００の背面や側面にスピーカ１１０がある場合、スマートフォン２００のタッチパネル面を操作しながらの測距は行いやすい。ところが、本実施の形態のようにタッチパネル面側にしかスピーカ１１０を持たないスマートフォン２００で測距をする場合、スマートフォン２００のスピーカ１１０をウェアラブル端末１００に向けながらの測距はユーザに無理な姿勢を強いることになる。そこで、スピーカ１１０がタッチパネル面にあるスマートフォン２００を用いて測距を行う場合には、「測定開始」ボタン３４０を押した後、数秒後に測距が開始されるようにし、その間にユーザがスマートフォン２００のスピーカ１１０をウェアラブル端末１００に向けるようにすればよい。
【００７２】
すなわち、「測定開始」ボタン３４０を押すと、図１７に示すように、スマートフォン２００のスピーカ１１０をウェアラブル端末１００に向けるようにユーザに指示する画面３００が表示される。ユーザは理解しやすいように、画面３００にはどの向きにスマートフォン２００を向けるのか矢印４１０で示される。また、その際、「画面をウェアラブル端末に向けてください。まもなく測距を始めます。」のようなメッセージ４００が表示される。この画面３００が表示された後、数秒経過すると測距が始まる。画面３００の表示後、何秒経過後に測距を開始するかを、図１１と同様の設定メニューで設定できるようにする。
【００７３】
ここまでは、測距時におけるスマートフォン２００のスピーカとマイクの向きについて説明したが、ウェアラブル端末１００においてもスピーカとマイクの向きは当然重要である。測距時にウェアラブル端末１００を測距する対象の遠端側に設置する場合、ウェアラブル端末１００にディスプレイ機能があって、そこにメッセージが表示されていても離れた場所にいるユーザからは読むことができない。また、ウェアラブル端末１００にディスプレイ機能がない場合もある。そこで、ウェアラブル端末１００およびスマートフォン２００に内蔵されている、加速度センサや地磁気センサを用いることで、最適な測距を実現する構成にしてもよい。
【００７４】
一般に、加速度センサや地磁気センサを用いることで、それらのセンサを内蔵するデバイスの姿勢を検出できることが知られている。ウェアラブル端末１００およびスマートフォン２００の３次元の姿勢を表現するために、図１８のような座標系を定義する。ｘ軸まわりの角度をロール角φ、ｙ軸のまわりの角度をピッチ角θ、ｚ軸のまわりの角度をヨー角ψとする。各軸まわりの回転は軸が進む方向に時計回りを「正」とする。
【００７５】
各デバイス（ウェアラブル端末１００およびスマートフォン２００）に内蔵されている加速度センサが水平になるように各デバイスが置かれているとして、静止しているとき、加速度センサは重力加速度ｇのみを検出する。このとき、加速度センサの出力Ｇｒと地磁気センサの出力Ｂｒは次式になる。
【００７６】
【数１】
2016197058.tif 000003
ここでＢは地磁気強度、δは地磁気の伏角である。
【００７７】
次にこの状態からｚ軸→ｙ軸→ｘ軸と回転させたときの加速度センサ出力Ｇｄと地磁気センサ出力Ｂｄは次式で表わされる。
【００７８】
【数２】
2016197058.tif 000004
【００７９】
式（１）および式（２）で用いた３つの回転行列は次式で表わされる。
【００８０】
【数３】
2016197058.tif 000005
【００８１】
式（１）の両辺に逆方向のロールとピッチを掛けることにより次式を得る。
【数４】
2016197058.tif 000006
【００８２】
ここで加速度センサの各軸方向の出力を
【数５】
2016197058.tif 000007
とした。
【００８３】
式（６）を以下のように展開する。
【数６】
2016197058.tif 000008
【００８４】
式（７）のｙ成分に着目すると次式を得る。
【数７】
2016197058.tif 000009
これをφについて解くと、
【数８】
2016197058.tif 000010
となる。
【００８５】
次に式（７）のｘ成分に着目すると次式を得る。
【数９】
2016197058.tif 000011
これをθについて解くと、
【数１０】
2016197058.tif 000012
を得る。
【００８６】
次に、式（２）を用いて、ヨー角ψを検出する方法について考える。式（６）と同様に、逆方向のロールとピッチを式（２）の両辺に掛けることで、次式を得る。
【数１１】
2016197058.tif 000013
【００８７】
地磁気センサの出力を次のように定義し、式（１２）を展開する。
【数１２】
2016197058.tif 000014
【００８８】
【数１３】
2016197058.tif 000015
【００８９】
θ、φ既知であり、式（１３）の右辺を式（１４）のように定義すると、
【数１４】
2016197058.tif 000016
を得る。
【００９０】
式（１５）および式（１６）より、ψを求める。
【数１５】
2016197058.tif 000017
【００９１】
以上より、加速度センサと地磁気センサとを用いて、ウェアラブル端末１００およびスマートフォン２００の姿勢を求められることが分かる。
【００９２】
この姿勢情報を用いて、ウェアラブル端末１００のスピーカ１０およびマイク２０と、スマートフォン２００のスピーカ１１０およびマイク１２０とがどのような姿勢で向き合っているかを知ることができる。もちろん、ウェアラブル端末１００およびスマートフォン２００の絶対的な位置関係は検出できないので、横ずれや高さずれなどには対応できないが、スピーカの拡がり角内であれば、音波測距が可能であるから、測距不能となることは少ない。
【００９３】
ウェアラブル端末１００の向きとスマートフォン２００の向きが成す角を考える。ここでは、簡便のため、スピーカとマイクの向きがそれぞれのデバイスの向きと同じであるとする。
【００９４】
ウェアラブル端末１００の向きを単位ベクトルｗとし、スマートフォン２００の向きを単位ベクトルｓとする。この二つのベクトルのなす角をβとすると、
【数１６】
2016197058.tif 000018
となる。
【００９５】
この角βが１８０°であれば、お互いに（ａ）向き合っているか、（ｂ）反対方向を向いているかのどちらかである。図１７で説明したように、ユーザにスピーカの正しい向きを指示するインタフェースを導入していることから、スマートフォン２００を（ｂ）の反対方向に向けてしまうユーザは少ないと考える。スマートフォン２００がウェアラブル端末１００側を向いていれば、ウェアラブル端末１００の向きが正しいかどうかの判断はできる。
【００９６】
なお、角βは１８０°である必要はなく、例えば、測距できる最大の向きのずれをθｍａｘとすると、次式を満たせばよい。
【数１７】
2016197058.tif 000019
θｍａｘの値は実験などから求めることができる。
【００９７】
図１９は、ウェアラブル端末１００およびスマートフォン２００の姿勢検出を用いた測距処理の流れを説明する図である。
【００９８】
スマートフォン２００は、ブルートゥース（登録商標）などの近距離無線通信によりウェアラブル端末１００に対して姿勢情報要求信号を送信する（Ｓ３０）。スマートフォン２００は、加速度センサおよび地磁気センサにより自分自身の姿勢を検出する（Ｓ３２）。
【００９９】
スマートフォン２００から姿勢情報要求信号を受信したウェアラブル端末１００は自分自身の姿勢を検出し（Ｓ３４）、検出した姿勢情報をスマートフォン２００に送信する（Ｓ３６）。
【０１００】
ウェアラブル端末１００から姿勢情報を受信したスマートフォン２００は、ウェアラブル端末１００の姿勢情報とスマートフォン２００の姿勢情報とを用いて姿勢判定を行う（Ｓ３８）。具体的には、式（１８）により、ウェアラブル端末１００の向きとスマートフォン２００の向きがなす角βを求め、角βが式（１９）の範囲にあるかどうかを調べる。
【０１０１】
角βが式（１９）を満たせば（Ｓ３８のＹ）、図２で説明した測距処理に進む。角βが式（１９）を満たさない場合（Ｓ３８のＮ）、ユーザにウェアラブル端末１００とスマートフォン２００の向きを調整することを促すメッセージをスマートフォン２００の画面に表示する（Ｓ４０）。ユーザがウェアラブル端末１００および／またはスマートフォン２００の向きを変えるとステップＳ３０に戻り、それ以降の手順を繰り返す。
【０１０２】
以上説明したように、本実施の形態の音波測距方法によれば、１台の携帯端末を距離測定対象の一方の端点に、もう１台の携帯端末を距離測定対象の他方の端点に設置し、携帯端末間で信号音を発信し合い、各携帯端末において自分の信号音と相手の信号音を録音する。各携帯端末において録音された自分の信号音の音波の録音開始時刻と相手の信号音の音波の録音開始時刻の差を求め、２台の携帯端末の録音開始時刻の時間差から信号音の伝搬時間を算出し、携帯端末間の距離を算出する。
【０１０３】
各携帯端末において独立して自分の信号音の録音開始時刻と相手の信号音の録音開始時刻の差分を求めることができるため、２台の携帯端末の間で時間の同期をとったり、キャリブレーションを行う必要がないという利点がある。
【０１０４】
ＣＰＵのクロックカウンタなどから測距信号の再生時刻を取得するのではなく、実際に測距信号音の録音を開始した時刻を得ることにより、オペレーティングシステムのタイムスケジューリングの影響を受けずに録音開始時刻を計測することができる。また、測距信号音の録音開始時刻を録音された信号音の音波の包絡線のエッジから求めることにより、正確な録音開始時刻をサンプリング周期の精度で求めることができる。
【０１０５】
また、音波測距の際、騒音計を用いてノイズレベルをあらかじめ測定し、測距の精度が保証されるときのみ、測距を行う。周囲の騒音状態をモニタすることで、自動で測距を始めたり、アラームで騒音レベルが下がったことをユーザに知らせることができ、騒音環境下でも騒音の少ないタイミングを選んで精度の高い測距を行うことができる。
【０１０６】
さらに、騒音の周波数解析を行ってノイズの影響を受けにくい測距信号の周波数帯域を選定することにより、特定の周波数帯域の騒音が常にある環境下でも高い精度で測距を行うことができる。
【０１０７】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【０１０８】
そのような変形例として、上記の実施の形態では、第１測距信号（往路）と第２測距信号（復路）を用いて信号音の伝搬時間を求めたが、往復の測距信号の発信をｎ回繰り返し、ｎ回分の録音開始時刻の差から信号音の伝搬時間ＴＯＦを求めることで測定精度をｎ倍に高める構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  スピーカ、  ２０  マイク、  ３０  再生部、  ４０  録音部、  ５０  録音ファイル記憶部、  ６０  エッジ検出部、  ７０  時間差分測定部、  ８０  通信部、  １００  ウェアラブル端末、  １１０  スピーカ、  １２０  マイク、  １３０  再生部、  １４０  録音部、  １５０  録音ファイル記憶部、  １６０  エッジ検出部、  １７０  時間差分測定部、  １８０  通信部、  １９０  距離算出部、  ２００  スマートフォン、  ２１０  騒音計、  ２２０  表示部、  ２３０  周波数変換部、  ２４０  ノイズレベル比較部、  ２５０  周波数選定部。
【図１】
2016197058.tif 000020
【図２】
2016197058.tif 000021
【図３】
2016197058.tif 000022
【図４】
2016197058.tif 000023
【図５】
2016197058.tif 000024
【図８】
2016197058.tif 000025
【図９】
2016197058.tif 000026
【図１０】
2016197058.tif 000027
【図１１】
2016197058.tif 000028
【図１２】
2016197058.tif 000029
【図１３】
2016197058.tif 000030
【図１６】
2016197058.tif 000031
【図１７】
2016197058.tif 000032
【図１８】
2016197058.tif 000033
【図１９】
2016197058.tif 000034
【図６】
2016197058.tif 000035
【図７】
2016197058.tif 000036
【図１４】
2016197058.tif 000037
【図１５】
2016197058.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月1日(2015.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１測距信号を再生する再生部と、
前記第１測距信号と、別の携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音部と、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定部と、
前記別の携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記別の携帯端末から受信する通信部と、
前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記別の携帯端末までの距離を算出する距離算出部とを含むことを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記第１測距信号および前記第２測距信号の音波の包絡線のエッジを検出することにより、前記第１測距信号の録音開始時刻および前記第２測距信号の録音開始時刻を検出するエッジ検出部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
環境音のノイズレベルが所定の閾値以下となるまでの間、測距ができない旨を表示する表示部をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の携帯端末。
【請求項４】
環境音を周波数領域に変換して環境音のスペクトラム成分を得る周波数変換部と、
前記環境音のスペクトラム成分が測距可能な最大ノイズレベルを超えない周波数領域を測距信号の周波数帯域として選定する周波数選定部とをさらに含み、
前記再生部は、前記周波数選定部により選定された周波数帯域において前記第１測距信号を再生することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の携帯端末。
【請求項５】
当該携帯端末の姿勢情報と前記別の携帯端末の姿勢情報にもとづいて、当該携帯端末の向きと前記別の携帯端末の向きが所定の関係にある場合に測距を行い、前記所定の関係にない場合、測距を行わずにユーザに通知することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の携帯端末。
【請求項６】
前記別の携帯端末はウェアラブル端末であり、前記通信部は、前記ウェアラブル端末との通信を近距離無線通信で行うことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の携帯端末。
【請求項７】
第１測距信号を出力する携帯端末と近距離無線通信するウェアラブル端末であって、
第２測距信号を再生する再生部と、
前記第２測距信号と、前記携帯端末から出力された前記第１測距信号とを録音する録音部と、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との差分を測定する時間差分測定部と、
前記時間差分測定部により測定された前記差分を前記携帯端末に送信する通信部とを含むことを特徴とするウェアラブル端末。
【請求項８】
前記第１測距信号および前記第２測距信号の音波の包絡線のエッジを検出することにより、前記第１測距信号の録音開始時刻および前記第２測距信号の録音開始時刻を検出するエッジ検出部をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のウェアラブル端末。
【請求項９】
第１携帯端末と第２携帯端末を含む音波測距システムであって、
前記第１携帯端末は、
第１測距信号を再生する再生部と、
前記第１測距信号と、前記第２携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音部と、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定部と、
前記第２携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記第２携帯端末から受信する通信部と、
前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記第２携帯端末までの距離を算出する距離算出部とを含み、
前記第２携帯端末は、
第２測距信号を再生する再生部と、
前記第２測距信号と、前記第１携帯端末から出力された前記第１測距信号とを録音する録音部と、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との前記第２差分を測定する時間差分測定部と、
前記時間差分測定部により測定された前記第２差分を前記第１携帯端末に送信する通信部とを含むことを特徴とする音波測距システム。
【請求項１０】
第１測距信号を再生する再生ステップと、
前記第１測距信号と、別の携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音ステップと、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定ステップと、
前記別の携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記別の携帯端末から受信する通信ステップと、
前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記別の携帯端末までの距離を算出する距離算出ステップとを含むことを特徴とする音波測距方法。
【請求項１１】
第１測距信号を再生する再生機能と、
前記第１測距信号と、別の携帯端末から出力された第２測距信号とを録音する録音機能と、
前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第１差分を測定する時間差分測定機能と、
前記別の携帯端末において測定された、前記第１測距信号の録音開始時刻と前記第２測距信号の録音開始時刻との第２差分を前記別の携帯端末から受信する通信機能と、
前記第１差分と前記第２差分の減算結果に音速を乗算することにより、前記別の携帯端末までの距離を算出する距離算出機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。