(57)【要約】【課題】電波強度の変化を利用して測位するシステムに用いられ、複数の送信アンテナの構成や設置、位置設定や校正を簡単に行うことができ、安価に製作できる測位用電波送信機を提供する。【解決手段】測位用電波送信機３１は、基板３３において、位置関係が特定された複数の送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１と、複数の送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１の送信動作を制御する制御部３４とを備えることによって構成される。この測位用電波送信機では、複数の送信アンテナを予め位置関係が特定された状態で設置する。設置作業時には複数の送信アンテナの個別設置や位置調整および校正等が不要となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置関係が特定された複数の送信アンテナと、前記複数の送信アンテナの送信動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする測位用電波送信機。
【請求項２】
前記複数の送信アンテナは実質的に同一の平面に配置され、当該同一平面は、測位対象の対象物が移動する面に対して平行に配置されることを特徴とする請求項１記載の測位用電波送信機。
【請求項３】
前記同一平面は１つの基板の一方の面であることを特徴とする請求項２記載の測用電波受信機。
【請求項４】
前記送信アンテナはコイルアンテナであり、複数の前記コイルアンテナはコイル軸が前記１つの基板の前記面に対して垂直になるように前記基板に取り付けられることを特徴とする請求項３記載の測位用電波送信機。
【請求項５】
３つの前記コイルアンテナが前記基板の前記面において正三角形の頂点位置に配置して取り付けられることを特徴とする請求項４記載の測位用電波送信機。
【請求項６】
前記基板は分離可能でかつ合体して一体化可能な基板であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の測位用電波送信機。
【請求項７】
前記同一平面が実質的に水平になるように天井部、床部、または壁部に取り付けられることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の測位用電波送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測位用電波送信機に関し、特に、ＬＦ帯域およびＵＨＦ帯域等の２つの電波を使用した通信によって移動ロボットの位置制御等に利用される測位システムに好適な測位用電波送信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年ではＷｉ−Ｆｉ等の無線を利用しＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）の値を利用して位置を計測する測位システムが提案されている。当該測位システムの一例として、下記の特許文献１に開示された位置推定システムがある。
【０００３】
特許文献１に開示された位置推定システムは、設定された特定範囲を移動する移動無線端末と、当該移動無線端末に対して当該特定範囲内において間隔をあけて設置された複数の位置推定ノードと、位置推定サーバと、から構成される。複数の位置推定ノードの各々では、移動無線端末から送信される電波をアンテナ選択（チャンネル変更）を行って受信し、受信した電波強度を測定し、受信電波強度の最大値に係る電波強度情報を位置推定サーバに送信する。位置推定サーバは、複数の位置推定ノードの各々から送信された受信強度情報を記憶し、これらの受信強度情報に基づいて移動無線端末の位置を推定する。このように、特許文献１に係る位置推定システムによれば、複数の位置推定ノードで得られる電波強度を用いることにより、移動無線端末の位置測定を安定に行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９９３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＳＳＩ値を利用して位置を計測する測位システムでは、一般的に、測位の対象物が移動する範囲内において、間隔をあけて２以上の送信機を設置し、複数の送信機の各々からの電波に係るＲＳＳＩ値（電波強度）を計測し、ＲＳＳＩ値に基づき距離を算出し、対象物の測位を行うようにしている。このため、ＲＳＳＩ値を利用して位置を計測する測位システムでは、異なる場所に別々に複数の送信機を設置することが必要となり、設置コストが高くなり、さらに、各送信機を個別的に設置すること、送信機相互の位置合せおよび校正（キャリブレーション）、周囲環境の計測（例えば電波障害の有無）等の作業が必要になり、安価にかつ簡単に測位システムを設置することが難しいという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、電波強度の変化を利用して測位するシステムに用いられ、かつ複数の送信アンテナの構成や設置、位置設定や校正を簡単に行うことができ、その結果、安価に製作できる測位用電波送信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る測位用電波送信機は、上記の目的を達成するため次のように構成される。
【０００８】
第１の測位用電波送信機（請求項１に対応）は、位置関係が特定された複数の送信アンテナと、複数の送信アンテナの送信動作を制御する制御手段とを備えることによって構成される。
【０００９】
上記の測位用電波送信機では、電波強度（ＲＳＳＩ値）を利用して測位するシステムにおいて、電波を送る複数の送信アンテナを予め位置関係が特定された状態で設置し、設置時には複数の送信アンテナの個別設置や位置調整および校正等を省略でき、さらに複数の送信アンテナの送信動作の制御を１つの制御手段で行えるように構成される。測位用電波送信機の構成を全体として簡略化でき、設置のための作業が簡素化される。
【００１０】
第２の測位用電波送信機（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、複数の送信アンテナは実質的に同一の平面に配置され、当該同一平面は、測位対象の対象物が移動する面に対して平行に配置されることを特徴とする。
複数の送信アンテナの設置箇所の位置関係は同一平面で規定され、これにより位置関係も設定調整を容易に行うことが可能となる。そして複数の送信アンテナが設置される平面は、移動ロボット等の測位対象の対象物が移動する平面に対して平行になるように設定される。従って、複数の送信アンテナが設置される当該平面は、例えば、対象物が移動する床面または当該床面に平行な天井部の平面である。また側壁に取り付ける場合には、側壁の壁面に直交する平面部である。複数の送信アンテナの各々から生じさせる電波は、上記の同一の平面に対して同じ位置関係で生じる。
【００１１】
第３の測位用電波送信機（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、同一平面は１つの基板の一方の面であることを特徴とする。この構成では、基板を成す板状部材の一面の上において、複数の送信アンテナが、位置関係が特定された状態にて設置される。
【００１２】
第４の測位用電波送信機（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、送信アンテナはコイルアンテナであり、複数のコイルアンテナはコイル軸が１つの基板の面に対して垂直になるように基板に取り付けられることを特徴とする。この構成では、コイル状の形状を有する複数の送信アンテナは、それぞれ、そのコイル軸が基板の面に垂直になるように、同じ配置条件で取り付けられる。
【００１３】
第５の測位用電波送信機（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは、３つのコイルアンテナが基板の面において正三角形の頂点位置に配置して取り付けられることを特徴とする。この構成では、正三角形の頂点位置という関係に基づいて、位置関係が特定されることになる。
【００１４】
第６の測位用電波送信機（請求項６に対応）は、上記の構成において、好ましくは、基板は分離可能でかつ合体して一体化可能な基板であることを特徴とする。この構成では、位置関係が特定されるためには、１つの分割不能な基板上に複数の送信アンテナを配置さえることも可能であるが、他方、基板を送信アンテナごとに用意し、さらに送信アンテナごとの基板は相互に結合可能な構造を有し、複数の送信アンテナの設置時には各基板を結合して合体し、当該合体によって複数の送信アンテナの位置関係が所定の特定関係になるように設定される。
【００１５】
第７の測位用電波送信機（請求項７に対応）は、上記の構成において、好ましくは、同一平面が実質的に水平になるように天井部、床部、または壁部に取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、位置関係が特定された複数の送信アンテナと、複数の送信アンテナの送信動作を制御する制御手段とを備えるように構成したため、ＬＦ送信機の個数を全体として少なくすることができ、製造コストや設置コストを削減することができ、１つの送信機の基板上において複数の送信アンテナを決められた位置関係に基づいて予め設置することができ、正確な位置合せを容易に行うことができ、送信機周囲の環境による測位不安定性を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る測位用電波送信機が用いられる測位システムの一例を示すシステム構成図である。
【図２】測位システムのＲＳＳＩ検出シーケンスを示すタイミングチャート図である。
【図３】測位システムの測位シーケンスを示すタイミングチャート図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る測位用電波送信機の配置状態の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る測位用電波送信機の内部構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態に係る測位用電波送信機の要部の平面図である。
【図７】本実施形態に係る測位用電波送信機の要部の斜視図である。
【図８】測位用電波送信機の壁部への取付け状態を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る測位用電波送信機の要部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図３を参照して本発明の測位用電波送信機が用いられる測位システムの例を説明する。この測位システムは、一例として、予め任意に設定された特定の範囲を移動するように設計された自律型の移動ロボットの位置を計測する測位システムである。図１において、測位システムの全体的な構成を、通信関係（ＵＨＦ通信等）および電波送受関係（ＬＦ送信波等）として示している。この測位システムは、移動ロボット１１と、例えば３台のＬＦ送信機１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと、１台の制御コンピュータ１３とから構成されている。
【００２０】
移動ロボット１１が移動するように設定された上記の特定範囲は、移動ロボット１１とＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃとの間で通信を行えるように設定された範囲である。当該特定範囲の例としては、通常、例えば、自律型の移動ロボット１１が所要のサービスを提供するように設定された駅構内やイベント会場等の平面的（２次元的）な範囲である。移動ロボット１１は自律型であるので、当該移動ロボット１１は、所要の演算処理および制御処理等を行うコンピュータおよびメモリを搭載し、移動のための移動機構部、および所要のサービスを行うサービス提供機能部を備えている。図１において、コンピュータおよびメモリ、移動機構部、サービス提供機能部の図示は省略されている。上記の特定範囲に存する移動ロボット１１の台数は１台に限らない。図１では、図示されるごとく、一例として、同じ構成および機能を有した他の移動ロボット１１が描かれている。本実施形態に係る測位システムの説明では、図１において中央に描かれた移動ロボット１１の位置計測について説明する。
【００２１】
ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃの台数は３台に限定されない。平面的な上記特定範囲における移動ロボット１１の位置を計測するためには、３台以上であればよい。ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃのそれぞれは同じ構成および機能を有している。ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃの設置箇所は、それぞれ互いに必要な間隔をあけるように決定され、空間的に例えば建物の天井部や床部等に配置される。ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃの主たる機能は、移動ロボット１１に対して適宜な送信タイミングでＬＦ送信波を連続的に送出することである。そのため、各ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃは「ＬＦ送信」を行うための構成と機能を有している。具体的に各ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃは送信アンテナおよび送信駆動のための制御部を内蔵している。ここで「ＬＦ」とは「Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ」の簡略表記であり、ＬＦ帯域（３０kHz〜３００kHz）の電波を意味している。なお、「ＬＦ」は代表的な好ましい帯域であり、これに限定されず、これに類似した帯域の電波を用いることができる。
【００２２】
またＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃの各々は、制御コンピュータ１３との間において、ＬＦ送信波の送信タイミングの制御等の目的のため各種の通信を行う。この通信のため、好ましくはＵＨＦ帯域の電波が使用される。ここで、「ＵＨＦ」は「Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ」の簡略表記であり、ＵＨＦ帯域（３００MHz〜３GHz）の電波を意味している。従って、ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃは、ＵＨＦ通信（ＵＨＦ送信およびＵＨＦ受信）を行うための通信機の構成および機能（ＵＨＦ通信機１４）を備えている。ＵＨＦ送信機１４は各ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃに内蔵される。なお、「ＵＨＦ」は代表的な好ましい帯域であり、これに限定されず、これに類似した帯域の電波を用いることができる。また換言すれば、例えばＷｉ−Ｆｉ等の規格の無線ＬＡＮを利用して通信を行うように構成される。
【００２３】
制御コンピュータ１３は例えばＰＣまたはサーバによって構成される。制御コンピュータ１３は、所要の演算処理および制御処理等を行う手段およびメモリを備えている。制御コンピュータ１３は、前述の通り、各ＬＦ送信機１２Ａ〜１２ＣのそれぞれとＵＨＦ通信を行うように構成される。従って、制御コンピュータ１３はＵＨＦ通信機１５を備えている。制御コンピュータ１３は、ＵＨＦ通信によって、例えば、各ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃに対して、ＬＦ送信波の送信タイミングに係る制御指令を送信する。また制御コンピュータ１３は、ＵＨＦ通信機１５によって、移動ロボット１１との間において、ＬＦ送信タイミングの通知およびＲＳＳＩ値の受信等についてのＵＨＦ通信を行うように構成されている。
【００２４】
さらに制御コンピュータ１３は位置推定部１６を備える。位置推定部１６は、移動ロボット１１の側から送信されたＲＳＳＩ値に基づき移動ロボット１１の位置を推定する機能を有している。
【００２５】
移動ロボット１１は、ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃとの間の関係で、例えば２台のＬＦ受信機１７を内蔵している。各ＬＦ受信機１７は、ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれから送信される連続的なＬＦ送信波を受信する。また移動ロボット１１は、制御コンピュータ１３との通信関係で、ＵＨＦ通信機１８を備えている。図１に示した移動ロボット１１の例では、便宜上、ＬＦ受信機１７がＵＨＦ通信機１８を備えるように描かれている。また移動ロボット１１では、ＬＦ受信機１７が受信したＬＦ送信波に基づいてそのＲＳＳＩ値（電波強度を示す値）を検出するＲＳＳＩ値検出部１９、および検出したＲＳＳＩ値を通知するＲＳＳＩ値通知部２０を備えている。ＲＳＳＩ値検出部１９とＲＳＳＩ値通知部２０は、移動ロボット１１に設けられた演算処理部の演算処理機能によって構成される。また移動ロボット１１は、本来のサービスを提供をする各種の機能部を有しており、これらは上記演算処理部によって実現されるが、その図示は省略されている。
【００２６】
図１に示された測位システムにおいて、位置の計測対象である移動ロボット１１と、各ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃと、制御コンピュータ１３とのそれぞれの間で、電波の送受が行われる。図１において、実線で示した矢印２１はＵＨＦ通信に基づく送受関係（以下「ＵＨＦ通信２１」と記す）を示し、破線で示した矢印２２はＬＦ送信波の連続的な送信状態（以下「連続送信２２」と記す）を示している。ＵＨＦ通信２１は、図１に示されるように、「ＬＦ送信タイミング制御」または「ＬＦ送信タイミング」、および「ＲＳＳＩ値」の送信のための通信である。図１では、ＵＨＦ通信に係る矢印２１とＬＦ送信波の連続送信に係る矢印２２について、すべての矢印が図示されているが、ＵＨＦ通信２１およびＬＦ送信波の連続送信２２は、図２と図３を参照して以下に説明されるように、決められた時系列の手順に従って行われる。
【００２７】
次に、図１、さらに図２および図３を参照して、測位システムによる移動ロボット１１の位置計測について説明する。
【００２８】
移動ロボット１１とＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃの各々と間において、制御コンピュータ１３の制御指令に基づいて、移動ロボット１１に対して、ＬＦ送信機１２Ａから順次にＬＦ送信波の連続送信２２が行われ、その都度、移動ロボット１１で受信した当該ＬＦ送信波の電波強度（ＲＳＳＩ値）が計測される。この電波強度（ＲＳＳＩ値）の計測動作の一例として、図２に、制御コンピュータ１３とＬＦ送信機１２Ａと移動ロボット１１の１台のＬＦ受信機１７との間におけるＲＳＳＩ検出シーケンスを示している。図２では、説明の便宜上、２台のＬＦ受信機１７のうち１台のＬＦ受信機１７によるＲＳＳＩ検出シーケンスを説明する。
【００２９】
図２において、最初に、制御コンピュータ１３からＬＦ送信機１２Ａに対して、各ＵＨＦ通信機１４，１５に基づくＵＨＦ通信２１が行われる。制御コンピュータ１３とＬＦ送信機１２Ａの間のＵＨＦ通信２１では、先ず、制御コンピュータ１３からＬＦ送信機１２Ａに対して「ＬＦ送信要求」のＵＨＦ送信２１−１が行われ、ＬＦ送信機１２Ａは「ＬＦ送信要求」のＵＨＦ受信２１−２を行う。ＬＦ送信機１２Ａは、「ＬＦ送信要求」のＵＨＦ受信２１−２を行うと、これを条件にして移動ロボット１１のＬＦ受信機１７に対してＬＦ送信波の連続送信２２を開始し、所要の期間の間、ＬＦ送信波の連続送信２２を継続する。ＬＦ送信機１２Ａは、ＬＦ送信波の連続送信２２を開始したことを条件に、制御コンピュータ１３に対して「ＬＦ送信ＯＫ」のＵＨＦ送信２１−３を行う。制御コンピュータ１３は「ＬＦ送信ＯＫ」のＵＨＦ受信２１−４を行う。
【００３０】
制御コンピュータ１３は、「ＬＦ送信ＯＫ」のＵＨＦ受信２１−４を行うと、次にそのＵＨＦ通信機１５によって、移動ロボット１１のＬＦ受信機１７のＵＨＦ通信機１８に対して「ＬＦ受信要求」のＵＨＦ送信２１−５を行う。次いで移動ロボット１１のＵＨＦ通信機１８は「ＬＦ受信要求」のＵＨＦ受信２１−６を行う。移動ロボット１１のＵＨＦ通信機１８が「ＬＦ受信要求」のＵＨＦ受信２１−６を行うと、これを条件にしてＬＦ受信機１７がＬＦ送信機１２からのＬＦ送信波の連続送信２２を受信する（２２−１）。移動ロボット１１のＬＦ受信機１７によるＬＦ送信波の連続送信２２の受信２２−１の受信時間Ｔ１は、ＲＳＳＩ値を検出するのに要する時間であり、ＬＦ送信波に関して最低１０波程度の時間である。連続送信される送信波の周波数が例えば２０ｋＨｚであるならば、受信時間Ｔ１は５００μｓ程度である。ＬＦ送信の連続送信２２の受信は、「ＲＳＳＩ検出完了」を条件にして完了時点で終了する。ＲＳＳＩ値の検出は、移動ロボット１１のＲＳＳＩ値検出部１９によって行われる。「ＲＳＳＩ検出完了」の後、移動ロボット１１のＲＳＳＩ値通知部２０は、ＵＨＦ通信機１８を介して、制御コンピュータ１３のＵＨＦ通信機１５に対して「ＲＳＳＩ値通知」のＵＨＦ送信２１−７を行う。
【００３１】
制御コンピュータ１３は、「ＲＳＳＩ値通知」のＵＨＦ受信２１−８を行うと、ＬＦ送信機１２Ａに対して、「ＬＦ送信停止」のＵＨＦ送信２１−９を行う。ＬＦ送信機１２Ａは、「ＬＦ送信停止」のＵＨＦ受信２１−１０を行うと、移動ロボット１１に対するＬＦ送信波の連続送信２２を停止する。その後、ＬＦ送信機１２Ａは、制御コンピュータ１３に対して「ＬＦ送信停止ＯＫ」のＵＨＦ送信２１−１１を行う。制御コンピュータ１３は、「ＬＦ送信停止ＯＫ」のＵＨＦ受信２１−１２を行う。制御コンピュータ１３は、「ＬＦ送信停止ＯＫ」のＵＨＦ受信２１−１２を行うと、その後、移動ロボット１１の２台のＬＦ送信機１７から既に送信されたＲＳＳＩ値を保存し所要処理等を行うための演算２３を行う。
【００３２】
以上の経過によって制御コンピュータ１３とＬＦ送信機１２Ａとの間のＵＨＦ通信２１に基づいて、ＬＦ送信機１２ＡからのＬＦ送信波の連続送信２２を利用して、移動体１１のＬＦ受信機１７およびＲＳＳＩ値検出部１９等によってＲＳＳＩ値を検出し、制御コンピュータ１３に送信する。これによりＬＦ送信機１２Ａに関するＲＳＳＩ検出シーケンスは終了する。図２に示した時間Ｔ２は、ＬＦ送信機１２Ａに関するＲＳＳＩ検出シーケンスに必要な時間を示している。時間Ｔ２は、ＵＨＦ通信２１の通信速度に依存して決まり、例えば１ｍｓ程度である。その後、制御コンピュータ１３とＬＦ送信機１２Ｂとの間のＵＨＦ通信２１に基づいて、同じ手順で次のＲＳＳＩ検出シーケンス２４が繰り返される。さらにその後、ＬＦ送信機１２ＣのＲＳＳＩ検出シーケンス２４が反復されるが、図２中ではそれらの図示が省略されている。
【００３３】
ＬＦ送信波の送信（連続送信２２）に基づくＲＳＳＩ値の検出は、ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃに内蔵される送信アンテナから数ｍ程度の近距離領域（波長に対して十分に小さ位距離領域）の範囲では電波が距離の３乗に比例して減衰することが知られているので、当該範囲ではＲＳＳＩ値が狭い範囲で大きく減衰するため、安定的にかつ高い分解能でＲＳＳＩ値を計測し検出することができる。
【００３４】
ＵＨＦ通信２１によれば高速通信を行うことができる。従って、ＵＨＦ通信２１とＬＦ送信波の連続送信２２とを組み合わせて用いることによって、位置検出に必要な最低限の情報（電波強度の測定、ＲＳＳＩ値の検出）の取得はＬＦ送信波の連続送信２２で行い、それ以外の通信はＵＨＦ通信２１を行って位置検出のサンプリング間隔を１０ｍｓ以下の短く設定することができる。
【００３５】
図３に示した測位シーケンスによれば、ＬＦ送信機が例えば３台の場合には、ＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃの各々についてのＲＳＳＩ検出２４Ａ〜２４Ｃによって得られたＲＳＳＩ値に基づいて、制御コンピュータ１３は移動ロボット１１の位置を推定する演算２５を行う。ＲＳＳＩ検出２４Ａ〜２４Ｃのための連続送信２２の各送信タイミングは、前述の通り、制御コンピュータ１３によって制御されている。こうして移動ロボット１１の位置を推定することができる。移動ロボット１１の１台のＬＦ受信機１７で得られたＲＳＳＩ値を用いる場合には、移動ロボット１１の位置のみを推定することができる。演算２５は、通常的に、ＬＦ送信機１２ＤについてのＲＳＳＩ検出２４Ｃが終了した後、即座に行われる。
【００３６】
図３において、時間Ｔ３は「１ｍｓ×送信タイミング数」で決まる。また時間Ｔ４は、サンプリング間隔であり、１０ｍｓ程度である。
【００３７】
前述した測位システムによれば、電波到達限界距離を例えば１５ｍとし、数ｃｍ（例えば３ｃｍ）程度の高い位置精度で、移動ロボット１１の位置を計測し、検出することができる。
【００３８】
本発明の第１実施形態に係る測位用電波送信機を図４〜図７を参照して説明する。
【００３９】
図４において、３１は測位用電波送信機を示す。測位用電波送信機３１は、例えば天井部３２に設置されている。測位用電波送信機３１は、前述した３台のＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃを１つの基板ユニットの上に設けた構成を有し、これらのＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃを実質的に含み、１箇所に設置した構成となっている。前述ではＬＦ送信機１２Ａ〜１２Ｃは各々が送信アンテナおよび送信駆動のための制御部を内蔵すると説明したが、本実施形態に係る測位用電波送信機３１では、基板３３に、３つの送信アンテナ１２Ａ−１，１２Ｂ−１，１２Ｃ−１と、これらの送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１を送信駆動するための共通の１つの制御部３４とを備えた構成となっている。制御部３４は、所要の処理演算を行うコンピュータ（ＣＰＵチップ等）で構成され、前述したＵＨＦ通信機１４の機能も備えている。なお図４において、移動ロボット１１が床３５の上を移動している状態を示している。下方に位置する移動ロボット１１に対して、測位用電波送信機３１内の各送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１からは適宜な送信タイミングでＬＦ送信波の連続送信２２が行われる。
【００４０】
図５に示すように、測位用電波送信機３１は３つの送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１を備え、これらの各送信アンテナは単一の制御部３４によって送信駆動の制御が行われる。単一の制御部３４は、送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１によるＬＦ送信波の連続送信を、チャンネルを切り替えることにより、予め決められた送信タイミングに基づいて制御する。これによって、図３に示した通りのＬＦ送信波の連続送信２２を行ってそれぞれで「ＲＳＳＩ検出」を行う。
【００４１】
３つの送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１の具体的な配置例を図６と図７に示す。図６は測位用電波送信機３１に内蔵される基板ユニットの平面図を示し、図７は基板ユニットの斜視図を示している。図６および図７において、３３はほぼ正方形の平面形状を有する前述の基板を示す。送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１は、例えばコイルアンテナであり、コイルアンテナの巻数、厚み、軸方向長さ等は送信すべき電磁波の伝播範囲に応じて適宜に決定される。送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１の各々は、その軸心が基板３３に直交するように、当該基板３３の一方の面（表面）の上に取り付けられている。基板３３に送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１を固定する手段は任意である。基板３３には制御部３３がＣＰＵチップとして設けられ、この例では例えば基板３３の他方の面（裏面）に配置されている。図６では、基板３３の裏面に取り付けられた制御部３３を二点鎖線で示している。基板３３において、制御部３４と各送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１と電極パッド３６やプリント配線等で接続されている。基板３３には、さらに２つの電極パッド３６の間等に電気回路素子が配置されているが、それらの図示は省略されている。３つの送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１は、基板３３上において、互いに一定の距離となる位置関係に基づいて配置されている。この配置関係の例では、破線で示した正三角形３７の頂点の位置に、送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１の各軸線が一致するように、各送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１が配置されている。このように、本実施形態に係る測位用電波送信機３１によれば、基板３３で規定される１つの送信機ユニットにおいて、３つの送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１を、予め位置関係（間隔または距離等）が正確に設定された互いに近い位置に設置することができ、位置関係が特定された複数の送信アンテナを含む小型のＬＦ送信機として製作することができる。この結果、本実施形態に係る測位用電波送信機３１によれば、次の利点を有する。
【００４２】
（１）ＬＦ送信機の個数を全体として少なくすることができ、製造コストや設置コストを削減することができる。例えば、格子状に設置することにより広い範囲での位置計測を行う場合には、ＬＦ送信機を個別に配置する場合に比較して、測位用電波送信機３１を用いる場合には個数を１／４程度に減じることができる。また例えば送信機周囲の範囲を数ｍ程度の狭い範囲での位置計測を行う場合には、従来３個以上のＬＦ送信機が必要だったのに対して１個の測位用電波送信機３１で済むという利点を有する。
（２）１つの送信機の基板３３上において複数の送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１を所定の位置関係に基づいて予め設置することができるため、正確な位置合せを容易に行うことができる。
（３）送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１のすべてが同じ影響を受けるため、送信機周囲の環境（金属の栄養等）による測位不安定性を解消することができる。
（４）各送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１のアンテナレベルがほぼ同じに設定されるため、アンテナレベルの低下等の異常を検出することができる。
【００４３】
図８は測位用電波送信機３１を側壁に取り付けた例を示す。図８で４１は側壁である。側壁４１に測位用電波送信機３１を取り付けるときには、測位用電波送信機３１内の基板３３が側壁４１の壁面に直交するように配置される。また図８において、側壁４１の右側の空間領域４２が移動ロボット１１の移動領域に設定されるので、測位用電波送信機３１の基板４１の上には２台の送信アンテナ１２Ａ−１，１２Ｂ−１を取り付けるだけで測位を行うことが可能となる。
【００４４】
本発明の第２実施形態に係る測位用電波送信機を図９に示す。図９は、分割型であって着脱自在な構造を有した測位電波送信機の例を示している。本実施形態では、一例として３分割の例を示しているが、分割の仕方はこれに限定されない。図９において、基板は予め分割型であって、結合・分離を自在に行える基板３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃによって構成される。基板３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを結合することによって図６に示した基板３３が形成される。基板３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの間の相互の結合手段および分離手段は図示されていないが、任意の結合・分離手段を設けることができる。基板３３Ａには送信アンテナ１２Ａ−１、電極パッド３６、制御部３４等が設けられている。基板３３Ｂには送信アンテナ１２Ｂ−１および電極パッド３６等が設けられている。基板３３Ｃには送信アンテナ１２Ｃ−１および電極パッド３６等が設けられている。３つの基板３３Ａ〜３３Ｃが結合されて１つの基板が形成された段階では、プリント配線等は接続され、３つの送信アンテナ１２Ａ−１〜１２Ｃ−１は位置関係が決まった特定の配置状態に設定され、図６で説明した基板３３と同等の構成を有する。上記の構成を有する測位用電波送信機によっても、第１実施形態で説明した同等の効果を発揮することができる。
【００４５】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る測位用電波送信機は、例えば２つの帯域の電波を組み合わせて構成される測位システムにおいて利用され、当該測位システムの測位用の電波を発する送信機として利用される。
【符号の説明】
【００４７】
１１            移動ロボット
１２Ａ〜１２Ｃ  ＬＦ送信機
１３            制御コンピュータ
１４            ＵＨＦ通信機
１５            ＵＨＦ通信機
１６            位置推定部
１７            ＬＦ受信機
１８            ＵＨＦ通信機
１９            ＲＳＳＩ値検出部
２０            ＲＳＳＩ値通知部
２１            ＵＨＦ通信
２２            連続送信
３１            測位用電波送信機
３２            天井部
１２Ａ−１      送信アンテナ
１２Ｂ−１      送信アンテナ
１２Ｃ−１      送信アンテナ
３３            基板
３３Ａ〜３３Ｃ  基板
３４            制御部
３５            床
３６            電極パッド
３７            正三角形
４１            側壁
【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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