(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波源から発信された電波を受信し、参照信号と受信電波との相関から電波受信時刻を計測する複数の受信時刻算出基地局と、
前記複数の受信時刻算出基地局からのそれぞれの前記電波受信時刻に基づいて前記電波源の位置を特定する時間差測位器と
を備えた測位装置において、
前記電波源から発信された振幅および位相が未知である未知電波を受信し、受信した前記未知電波に含まれる周波数成分に基づいて参照信号の周波数成分を推定し、基準時刻における参照信号を生成する特定基地局をさらに備え、
前記複数の受信時刻算出基地局は、前記特定基地局からの前記参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻を計測する測位装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測位装置において、
前記電波源は、ＲＦＩＤタグであり、
前記複数の受信時刻算出基地局は、複数のＲＦＩＤリーダ／ライタであり、
前記特定基地局は、特定ＲＦＩＤリーダ／ライタである
測位装置。
【請求項３】
請求項２に記載の測位装置において、
前記ＲＦＩＤタグは、前記複数のＲＦＩＤリーダ／ライタあるいは前記特定ＲＦＩＤリーダ／ライタの何れかからの電波の受信電力を検知することにより電波を発信する測位装置。
【請求項４】
請求項２に記載の測位装置において、
前記ＲＦＩＤタグは、未知電波として周波数成分の絶対値が周波数に依らずに一定となる電波を発信し、
前記特定ＲＦＩＤリーダ／ライタは、前記未知電波の位相を求めることにより基準時刻における参照信号を生成する
測位装置。
【請求項５】
請求項２に記載の測位装置において、
前記特定ＲＦＩＤリーダ／ライタは、
前記ＲＦＩＤタグから発信された電波を受信する受信機と、
前記受信機からの受信電波を複数の周波数成分の周波数信号に変換する周波数成分算出手段と、
前記周波数成分算出手段からの前記周波数信号に基づいてそれぞれの周波数成分に対応した参照信号を生成する参照信号生成手段と
を備えた測位装置。
【請求項６】
請求項５に記載の測位装置において、
前記参照信号生成手段は、
前記周波数成分算出手段からの前記周波数信号に基づいて、直接波の受信時刻をゼロとしたときのマルチパスを経由して受信された間接波の受信時刻を推定する間接波受信時刻推定手段と、
時刻ゼロにおける直接波の振幅と、推定された前記間接波の受信時刻における間接波の振幅との振幅比を推定する振幅比推定手段と、
前記間接波の受信時刻および前記振幅比に基づいて前記ＲＦＩＤタグから発信された電波の周波数成分の初期位相を推定してそれぞれの周波数成分に対応した参照信号を生成する初期位相推定手段と
を備えた測位装置。
【請求項７】
請求項５に記載の測位装置において、
前記参照信号生成手段は、
前記周波数成分算出手段からの前記周波数信号に基づいて、直接波の受信時刻をゼロとしたときのマルチパスを経由して受信された間接波の受信時刻を推定する間接波受信時刻推定手段と、
時刻ゼロにおける直接波の振幅と、推定された前記間接波の受信時刻における間接波の振幅との複素振幅比を推定する複素振幅比推定手段と、
前記間接波の受信時刻、前記複素振幅比、および前記周波数信号に基づいて前記ＲＦＩＤタグから発信された電波の周波数成分の初期位相を推定してそれぞれの周波数成分に対応した参照信号を生成する複素振幅比対応型初期位相推定手段と
を備えた測位装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の測位装置において、
前記間接波受信時刻推定手段は、ＭＵＳＩＣ処理を用いて前記間接波の受信時刻を推定する測位装置。
【請求項９】
請求項２に記載の測位装置において、
前記ＲＦＩＤリーダ／ライタは、
前記ＲＦＩＤタグから発信された電波を受信する受信機と、
前記受信機からの受信電波を複数の周波数成分の周波数信号に変換する周波数成分算出手段と、
前記特定ＲＦＩＤリーダ／ライタからの参照信号と前記周波数成分算出手段からの周波数信号とに基づいて周波数成分ごとの相関信号を生成する相関信号生成手段と、
前記相関信号生成手段からの前記相関信号に基づいて未知電波の電波受信時刻を計測する電波受信時刻推定手段と
を備えた測位装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の測位装置において、
前記電波受信時刻推定手段は、ＭＵＳＩＣ処理を用いて前記電波受信時刻を推定する測位装置。
【請求項１１】
請求項５ないし１０のいずれか１項に記載の測位装置において、
前記周波数成分算出手段は、ＦＦＴ処理を行うことにより前記受信電波から前記複数の周波数成分の周波数信号を算出するＦＦＴ処理手段である測位装置。
【請求項１２】
請求項５ないし１０のいずれか１項に記載の測位装置において、
前記周波数成分算出手段は、帯域通過フィルタを用いることにより前記受信電波から前記複数の周波数成分の周波数信号を算出するフィルタバンクである測位装置。
【請求項１３】
請求項２ないし１０のいずれか１項に記載の測位装置において、
前記測位装置は、前記特定ＲＦＩＤリーダ／ライタとして複数の特定ＲＦＩＤリーダ／ライタを備え、
前記複数のＲＦＩＤリーダ／ライタは、前記複数の特定ＲＦＩＤリーダ／ライタからのそれぞれの参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻をそれぞれの参照信号別に計測し、
前記時間差測位器は、前記複数のＲＦＩＤリーダ／ライタからのそれぞれの前記電波受信時刻に基づいて参照信号別に前記ＲＦＩＤタグの位置を特定し、さらに参照信号別に特定された前記ＲＦＩＤタグの位置から前記ＲＦＩＤタグの位置を特定する
測位装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の測位装置において、
前記複数の特定ＲＦＩＤリーダ／ライタのそれぞれは、他の特定ＲＦＩＤリーダ／ライタからのそれぞれの参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻をそれぞれの参照信号別に計測し、
前記時間差測位器は、前記複数のＲＦＩＤリーダ／ライタおよび前記複数の特定ＲＦＩＤリーダ／ライタからのそれぞれの前記電波受信時刻に基づいて参照信号別に前記ＲＦＩＤタグの位置を特定し、さらに参照信号別に特定された前記ＲＦＩＤタグの位置から前記ＲＦＩＤタグの位置を特定する
測位装置。
【請求項１５】
特定基地局で、電波源から発信された未知電波を推定して基準時刻における参照信号を生成するステップと、
複数の受信時刻算出基地局で、前記特定基地局からの前記参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻を計測するステップと、
時間差測位器で、前記複数の受信時刻算出基地局からのそれぞれの前記電波受信時刻に基づいて前記電波源の位置を特定するステップと
を備えた測位装置における位置特定方法。
【請求項１６】
複数のＲＦＩＤリーダ／ライタあるいは特定ＲＦＩＤリーダ／ライタの何れかからＲＦＩＤタグに電波を送信するステップと、
前記ＲＦＩＤタグで、前記電波の受信電力を検知することにより未知電波を発信するステップと、
前記特定ＲＦＩＤリーダ／ライタで、前記ＲＦＩＤタグから発信された前記未知電波を推定して基準時刻における参照信号を生成するステップと、
前記複数のＲＦＩＤリーダ／ライタで、前記特定ＲＦＩＤリーダ／ライタからの前記参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻を計測するステップと、
時間差測位器で、前記複数の複数のＲＦＩＤリーダ／ライタからのそれぞれの前記電波受信時刻に基づいて前記ＲＦＩＤタグの位置を特定するステップと
を備えた測位装置における位置特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ等の電波源から発射された電波をＲＦＩＤリーダ等の複数の基地局で受信し、各基地局での電波受信時刻差から電波源の位置を特定する時間差測位方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の基地局により受信された直接波の受信時刻から、その直接波の送信元である電波源の位置を求めることのできる時間差測位方法がある（例えば、特許文献１参照）。基準となる基地局における直接波受信時刻と、各基地局自身における直接波受信時刻との差から、それぞれの基地局から電波の送信元である電波源までの距離を求め、複数の基地局からの距離が一致する場所を特定することにより電波源の位置を推定するものである。
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５３２３１４号公報（第１頁、図３）
【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、従来技術には次のような課題がある。従来の方式では、各基地局で受信される電波が既知であることが前提であり、未知電波を用いる場合には時間計測を行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、未知電波を用いる場合にも、各基地局での直接波受信時刻の計測に基づく電波源の位置の時間差測位を行うことができる測位装置および測位装置における位置特定方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る測位装置は、電波源から発信された電波を受信し、参照信号と受信電波との相関から電波受信時刻を計測する複数の受信時刻算出基地局と、複数の受信時刻算出基地局からのそれぞれの電波受信時刻に基づいて電波源の位置を特定する時間差測位器とを備えた測位装置において、電波源から発信された振幅および位相が未知である未知電波を受信し、受信した前記未知電波に含まれる周波数成分に基づいて参照信号の周波数成分を推定し、基準時刻における参照信号を生成する特定基地局をさらに備え、複数の受信時刻算出基地局は、特定基地局からの参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻を計測するものである。
【０００７】
本発明に係る測位装置における位置特定方法は、特定基地局で、電波源から発信された未知電波を推定して基準時刻における参照信号を生成するステップと、複数の受信時刻算出基地局で、特定基地局からの参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻を計測するステップと、時間差測位器で、複数の受信時刻算出基地局からのそれぞれの電波受信時刻に基づいて電波源の位置を特定するステップとを備えたものである。
【０００８】
さらに、本発明に係る測位装置における位置特定方法は、複数のＲＦＩＤリーダ／ライタあるいは特定ＲＦＩＤリーダ／ライタの何れかからＲＦＩＤタグに電波を送信するステップと、ＲＦＩＤタグで、電波の受信電力を検知することにより未知電波を発信するステップと、特定ＲＦＩＤリーダ／ライタで、ＲＦＩＤタグから発信された未知電波を推定して基準時刻における参照信号を生成するステップと、複数のＲＦＩＤリーダ／ライタで、特定ＲＦＩＤリーダ／ライタからの参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻を計測するステップと、時間差測位器で、複数の複数のＲＦＩＤリーダ／ライタからのそれぞれの電波受信時刻に基づいてＲＦＩＤタグの位置を特定するステップとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、特定基地局において未知電波の推定を行い、それぞれの基地局は特定基地局による推定結果に基づいて直接波受信時刻を計測することにより、未知電波を用いる場合にも、各基地局での直接波受信時刻の計測に基づく電波源の位置の時間差測位を可能とした測位装置および測位装置における位置特定方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の測位装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
本発明の測位装置は、未知電波を用いて電波源の位置を測位するものであり、特定基地局により未知電波の推定を行って基準時刻の参照信号を生成し、この参照信号に基づいてそれぞれの基地局が直接波受信時刻を求めることを特徴としている。
【００１１】
実施の形態１．
まず始めに、時間差測位の基本原理について説明する。図１５は、時間差測位により電波源の位置を特定する測位装置の基本構成を示した図であり、電波源１、Ｋ個の基地局１５（１）〜１５（Ｋ）（ただし、Ｋは３以上の整数）、および時間差測位器３で構成される。図１５は、３個の基地局を示しており、Ｋ＝３の場合に相当する。
【００１２】
電波源１は、各基地局１５（１）〜１５（Ｋ）に対して電波を発信する。これに対して、各基地局１５（１）〜１５（Ｋ）は、電波源１から発信されそれぞれの基地局に直接到達する直接波と、マルチパスにより直接波と異なる経路を経由して到達する間接波とを含む電波を受信し、その受信した電波から直接波受信時刻を計測する。
【００１３】
時間差測位器３は、それぞれの基地局１５（１）〜１５（Ｋ）により計測された直接波受信時刻を受け取り、それぞれの基地局の位置および直接波受信時刻を基に電波源１の位置を時間差測位処理により特定する。
【００１４】
また、図１６は、直接波受信時刻の計測を行うための基地局の基本構成を示す図であり、中原他“ＦＦＴ−ＭＵＳＩＣ法とＦＦＴ演算型相関法の多重伝播遅延時間分解能の比較検討”、信学総大、Ｂ−２７、１９９５に示されたものである。それぞれの基地局１５（１）〜１５（Ｋ）は、図１６に示す基本構成を有しており、自らが受信した電波に基づいて直接波受信時刻を求めることができる。
【００１５】
この基地局は、パッシブアンテナ４、受信機５、Ａ／Ｄ変換器６、ＦＦＴ処理器７ａ、７ｂ、参照信号生成器１６、相関処理器１２、ＭＵＳＩＣ処理器１３で構成される。ここで、ＦＦＴ処理器７ａ、７ｂは周波数成分算出手段に、相関処理器１２は相関信号生成手段に、ＭＵＳＩＣ処理器１３は電波受信時刻推定手段にそれぞれ相当している。
【００１６】
電波源１から発信された電波は、パッシブアンテナ４により受信される。そして、パッシブアンテナ４で受信された電波は、受信機５により帯域制限、位相検波等が行われた後に、Ａ／Ｄ変換器５によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。
【００１７】
このようにして得られたディジタル信号は、さらに、ＦＦＴ処理器７ａによりＦＦＴ（Fast Fourier transform）処理が行われ、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。一方、参照信号生成器１６で生成された参照信号も、同様に、ＦＦＴ処理器７ｂによりＦＦＴ（Fast Fourier transform）処理が行われ、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。
【００１８】
ＦＦＴ処理器７ａ、７ｂから出力されるそれぞれの周波数領域の信号は、相関処理器１２により相関演算が行われる。さらに、相関演算後の信号は、ＭＵＳＩＣ処理器１３によりＭＵＳＩＣ（Multiple Signal classification）処理が施され、高分解能に計測した直接波受信時刻が求められる。このようにして計測された直接波受信時刻は、それぞれの基地局１５（１）〜１５（Ｋ）から時間差測位器３に伝達され、時間差測位器３は、それぞれの直接波受信時刻に基づいて電波源の位置を特定することとなる。
【００１９】
次に、測位装置の一連の動作、および測位のための具体的な演算式について説明する。それぞれの基地局１５（１）〜１５（Ｋ）は、電波源１から発信された電波が直接到達する直接波と、マルチパスにより直接波と異なる経路を経由して到達する間接波とを含む電波を、パッシブアンテナ４で受信する。受信時刻は、全ての基地局共通のあらかじめ設定された基準時刻を零として計られる。
【００２０】
ここで、あるｋ番目（ただし、ｋは１≦ｋ≦Ｋの整数）の基地局を例にして、その処理内容を説明する。ｋ番目の基地局が直接波を受信した時刻をτ１,ｋとし、間接波を受信した時刻をτ２,ｋとする。パッシブアンテナ４で受信された電波は、受信機５に伝達され、帯域制限、位相検波が行われる。さらに、受信機５からの出力信号は、Ａ／Ｄ変換器６に伝達される。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換器６は、受信電波をサンプルしてディジタル信号に変換する。ここで、Ａ／Ｄ変換器６において、サンプル周期をＴｓａｍｐ、サンプル数をＮ（ただし、Ｎは１以上の整数）としてディジタル化された受信信号をｚ１,ｋ・・・ｚＮ,ｋとする。次に、ＦＦＴ処理器７ａは、ディジタル化された受信信号ｚ１,ｋ・・・ｚＮ,ｋにＦＦＴ処理を施して受信信号の周波数成分ｙ１,ｋ・・・ｙＮ,ｋを算出する。
【００２２】
ここで、受信信号の周波数成分ｙ１,ｋ・・・ｙＮ,ｋに含まれる電波源１から発信された直接波成分と間接波成分とを加えた周波数成分ｙ'１,ｋ・・・ｙ'Ｎ,ｋは、次式（１）、（２）により表される。この式（１）、（２）において、Γｉ,ｉは参照信号（詳細は後述）の周波数成分を表している。また、ｃ１,ｋは直接波の振幅値、ｃ２,ｋは間接波の振幅値をそれぞれ表している。
【００２３】
【数１】
0004266029.tif 000002
【００２４】
参照信号生成器１６は、各基地局で受信される電波が既知であることを前提として、電波源１から発信された電波が時刻零で受信されたことを想定して参照信号ｚ０１,・・・,ｚ０Ｎを生成する。参照信号ｚ０１,・・・,ｚ０Ｎは、ＦＦＴ処理器７ｂによりＦＦＴ処理が施され、参照信号の周波数成分Γ１,１,・・・,ΓＮ,Ｎが生成される。相関処理器１２は、次式（３）を用いて、参照信号の周波数成分Γ１,１,・・・,ΓＮ,Ｎと受信信号の周波数成分ｙ１,ｋ ・・・ ｙＮ,ｋとの相関演算を行い、周波数領域における相関信号ｘ１,ｋ・・・ｘＮ,ｋを生成する。
【００２５】
【数２】
0004266029.tif 000003
【００２６】
周波数領域における相関信号ｘｉ,ｋに含まれる直接波成分と間接波成分とを加えた相関信号ｘ'ｉ,ｋは、具体的には次式（４）により表される。
【００２７】
【数３】
0004266029.tif 000004
【００２８】
実際に相関処理器１２から出力される相関信号ｘｉ,ｋは、直接波成分と間接波成分とを加えた相関信号ｘ'ｉ,ｋを用いて、次式（５）のように表される。式（５）において、ｎｉ,ｋは、ＭＵＳＩＣ処理入力時において式（４）の相関信号ｘ'ｉ,ｋに重畳している受信機雑音成分を表している。
【００２９】
【数４】
0004266029.tif 000005
【００３０】
ＭＵＳＩＣ処理器１３は、相関信号ｘｉ,ｋ（ただし、ｉは１≦ｉ≦Ｎとなる整数）を入力信号として取り込む。ベクトルｘｉをｘｉ＝［ｘｉ,ｋ,ｘｉ＋１,ｋ・・・ｘｉ＋Ｍ−１,ｋ］Ｔとして定義するとき、ベクトルｘｉは、次式（６）のように表される。ＭＵＳＩＣ処理器１３は、ａ（τ）をステアリングベクトルとしてＭＵＳＩＣ処理を行い、直接波の観測時刻の計測値に相当する直接波受信時刻の推定値τ１，ｋ（チルダ）を算出し、時間差測位器３に伝達する。なお、ここで用いたＭは、ステアリングベクトルの次数であり、サンプル数Ｎよりも小さい整数である。
【００３１】
【数５】
0004266029.tif 000006
【００３２】
ここで、ＭＵＳＩＣ処理を行った際に、直接波と間接波の２種類の受信時刻が計測されることとなるが、直接波は、間接波に比較して速く到達するので、小さい受信時刻の方を直接波の到達時刻として計測値τ（チルダ）を推定する。
【００３３】
時間差測位器３は、各基地局から伝達されたτ（チルダ）に基づき、電波源１の位置を時間差測位する。時間差測位器３は、特定基地局（ｋ０番目の基地局）を設定し、そのｋ０番目の基地局から電波源１までの距離をｒｋ０として仮定する。このとき、時間差測位器３は、ｋ０番目の基地局における直接波受信時刻と、他の基地局における直接波受信時刻との差から、次式（１０）により、一意的に、ｋ０番目の基地局以外の各基地局から電波源１までの距離を特定できる。ここで、ｃは、光速を表している。
【００３４】
【数６】
0004266029.tif 000007
【００３５】
図１７は、ｋ０番目の基地局から電波源１までの距離をｒｋ０と仮定したときに特定される各基地局から電波源１までの距離の関係を示す図である。ｒｋ０の仮定のもとに、あるｋ番目の基地局の位置を中心として半径ｒｋの円をそれぞれ描いた状態を示している。もし、距離ｒｋの位置に電波源１が存在するとき、半径ｒｋの円周上のいずれかの地点に電波源１が存在することとなる。
【００３６】
そこで、最初に仮定したｒｋ０を変えていき、そのときのそれぞれの半径ｒｋを求めると、ｒｋ０がある値となったときに、それぞれの円周がある１点で交わる状態が発生することとなる。図１８は、ある値のｒｋ０において、それぞれの円周がある１点で交わった状態を示す図である。従って、時間差測位器３は、各基地局における直接波受信時刻に基づいて、図１８のような状態となるｒｋ０を求めることにより、電波源１の位置を測位することができることとなる。
【００３７】
実際には、直接波受信時刻の計測誤差等により、各基地局の位置を中心とするそれぞれの円周は、ある１点で完全には交わらない。そこで、時間差測位器３は、最小二乗法等を用いて距離の二乗誤差が最小となるような位置を算出することにより、電波源１の位置を推定することとなる。
【００３８】
上述した方式では、各基地局で受信される電波が既知であることを前提とし、既知電波に基づいて参照信号を生成し、直接波受信時刻を計測している。これに対して、本発明は、未知電波を受信した際にも時間計測に基づく測位を行うことができる点を特徴としており、その詳細について、次に説明する。
【００３９】
図１は、本発明の実施の形態１における測位装置の構成図であり、電波源１、Ｋ個の未知電波対応型基地局２（１）〜２（Ｋ）、および時間差測位器３で構成される。電波源１および時間差測位器３は、図１５の基本構成で示したものと同一であり、未知電波対応型基地局２（１）〜２（Ｋ）を中心に説明する。
【００４０】
未知電波対応型基地局２（ｋ０）（ただし、ｋ０は１≦ｋ０≦Ｋの整数）は、未知電波を推定して、その推定結果として基準時刻の参照信号を生成して他の未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）に対して送信する特定基地局である。
【００４１】
一方、未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）は、未知電波対応型基地局２（ｋ０）からの参照信号を用いて、電波源１から発信された直接波の受信時刻を計測する受信時刻算出基地局である。
【００４２】
このように、本発明の測位装置は、ある特定基地局（未知電波対応型基地局２（ｋ０）に相当）により未知電波の推定を行って基準時刻の参照信号を生成するとともに、他の基地局（未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）に相当）において、この参照信号に基づいて直接波受信時刻を計測し、電波源の測位を行う。
【００４３】
図２は、本発明の実施の形態１の特定基地局における未知電波の推定を行う構成を示した図であり、特定基地局である未知電波対応型基地局２（ｋ０）の構成を示すものである。図２におけるパッシブアンテナ４、受信機５、Ａ／Ｄ変換器６、ＦＦＴ処理器７は、図１６で示したものと同一である。
【００４４】
参照信号生成手段である参照信号生成器８は、ＦＦＴ処理された未知電波の周波数成分の信号を推定し、直接波受信時刻を算出するための参照信号を生成する。図３は、本発明の実施の形態１における参照信号生成器８の構成図である。この参照信号生成器８は、間接波受信時刻推定器９、振幅比推定器１０、初期位相推定器１１で構成される。
【００４５】
間接波受信時刻推定器９は、ＦＦＴ処理された未知電波の周波数成分の信号から間接波の受信時刻を推定する。振幅比推定器１０は、時刻ゼロで受信される直接波の振幅と、推定された間接波の受信時刻における間接波の振幅との振幅比を推定する。さらに、初期位相推定器１１は、電波源から発信された電波の初期位相を推定する。
【００４６】
図４は、本発明の実施の形態１における未知電波の推定結果を用いて直接波受信時刻を計測する基地局の構成図であり、受信時刻算出基地局である未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）の構成を示すものである。図４におけるパッシブアンテナ４、受信機５、Ａ／Ｄ変換器６、ＦＦＴ処理器７、相関処理器１２、ＭＵＳＩＣ処理器１３は、図１６で示したものと同一である。
【００４７】
図４の構成を有する受信時刻算出基地局は、図１６で示した基地局の構成と比較すると、参照信号生成器１６およびＦＦＴ処理器７ｂが不要となっており、その代わりに参照信号を特定基地局から取り込む構成となっている。
【００４８】
次に、一連の動作、および測位のための具体的な演算式について説明する。それぞれの未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）、２（ｋ０）は、電波源１から発信された電波が直接到達する直接波と、マルチパスにより直接波と異なる経路を経由して到達する間接波とを含む電波をパッシブアンテナ４で受信する。
【００４９】
まず始めに、特定基地局である未知電波対応型基地局２（ｋ０）は、受信した電波に基づいて、直接波の受信時刻をゼロとした基準時刻における参照信号を生成する。その後、受信時刻算出基地局である未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）は、未知電波対応型基地局２（ｋ０）で生成された参照信号と、自らが生成したＦＦＴ処理後の受信信号の周波数成分との相関演算を行うことにより、直接波受信時刻の計測を行う。
【００５０】
未知電波対応型基地局２（ｋ０）は、先の図２に示したような未知電波の推定を行うための構成を有している。電波源１から発信された電波は、マルチパスを発生する。そして、パッシブアンテナ４は、直接波と間接波とを含む電波を受信することとなる。その後、受信機５、Ａ／Ｄ変換器６、ＦＦＴ処理器７での処理は、図１６で説明したものと同一であり、ＦＦＴ処理器７から受信信号の周波数成分ｙ１,ｋ０ ・・・ｙＮ,ｋ０が出力される。
【００５１】
受信信号の周波数成分ｙ１,ｋ０ ・・・ｙＮ,ｋ０は、参照信号生成器８に伝達される。ここで、参照信号生成器８は、図３に示す処理構成となっている。参照信号生成器８に入力した受信信号の周波数成分ｙ１,ｋ０ ・・・ｙＮ,ｋ０は、間接波受信時刻推定器９に伝達される。間接波受信時刻推定器９は、最初に、次式（１１）（１２）により受信信号周波数成分の電力値Ｐｙ（ｉ）を算出する。
【００５２】
【数７】
0004266029.tif 000008
【００５３】
さらに、次式（１３）により信号ベクトルＰｙｉ，ｋ０を設定する。
【００５４】
【数８】
0004266029.tif 000009
【００５５】
このとき、信号ベクトルＰｙｉ,ｋ０は、次式（１４）〜（１６）により表すことができる。
【００５６】
【数９】
0004266029.tif 000010
【００５７】
さらに、間接波受信時刻推定器９は、次式（１７）により信号ベクトルＰｙｉ,ｋ０の相関行列Ｒｐｋ０を算出し、ＭＵＳＩＣ処理により、直接波の受信時刻をゼロとしたときの間接波の受信時刻の推定値τ２,ｋ０（チルダ）を高分解能で算出する。
【００５８】
【数１０】
0004266029.tif 000011
【００５９】
間接波受信時刻推定器９から出力される受信時刻の推定値τ２,ｋ０（チルダ）は、振幅比推定器１０に伝達される。振幅比推定器１０は、受信時刻の推定値τ２,ｋ０（チルダ）に基づいて直接波と間接波との振幅比を推定する。最初に、次式（１８）により振幅比Ｃｋ０（ｉ）の推定値Ｃｋ０（ｉ）（チルダ）を算出する。
【００６０】
【数１１】
0004266029.tif 000012
【００６１】
次に、Ｃｋ０（ｉ）（チルダ）を平均して、次式（１９）により直接波と間接波との振幅比の推定値Ｃｋ０（チルダ）を算出する。
【００６２】
【数１２】
0004266029.tif 000013
【００６３】
振幅比推定器１０は、間接波受信時刻の推定値τ２,ｋ０（チルダ）、および直接波と間接波との振幅比の推定値Ｃｋ０（チルダ）を初期位相推定器１１に伝達する。次に、初期位相推定器１１は、次式（２０）で表される位相検出用信号Ｈｉをまず始めに算出する。
【００６４】
【数１３】
0004266029.tif 000014
【００６５】
次に、初期位相推定器１１は、上式（２０）で算出した位相検出用信号Ｈｉの実部と虚部から参照信号の周波数成分Γｉ,ｉの初期位相の推定値φｉ（チルダ）を算出する。さらに、初期位相推定器１１は、次式（２１）により、参照信号の周波数成分の推定値Γｉ,ｉ（チルダ）を算出する。
【００６６】
【数１４】
0004266029.tif 000015
【００６７】
初期位相推定器１１は、このようにして算出された参照信号の周波数成分の推定値Γｉ,ｉ（チルダ）を各未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）に伝達する。各未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）は、式（３）における参照信号の周波数成分Γｉ,ｉに換えて、未知電波対応型基地局２（ｋ０）から送られてきた参照信号の周波数成分の推定値Γｉ,ｉ（チルダ）を用いて周波数領域での相関信号ｘｉ,ｋを算出する。
【００６８】
さらに、ＭＵＳＩＣ処理器１３は、各基地局で受信される電波が既知であることを前提としてすでに図１６を用いて説明したものと同一の手順により、直接波の観測時刻の計測値として直接波受信時刻の推定値τ１,ｋ（チルダ）を算出する。
【００６９】
なお、電波源１から発信する未知電波として、周波数成分の絶対値が周波数に依らずに一定となるものを採用することにより、より高精度な測位が可能となる。すなわち、特定基地局は、周波数領域の信号の振幅（絶対値）が一定のものを用いれば、未知パラメータが位相だけとなるため、初期位相の検出を確実に行うことができる。
【００７０】
また、直接波と間接波の受信時刻の差に応じて高分解能の処理が必要な場合には、上述したようなＭＵＳＩＣ処理が用いられる。この場合にも、周波数成分の絶対値が周波数に依らずに一定となる電波を未知電波として採用することにより、より高精度な測位が可能となる。
【００７１】
実施の形態１によれば、特定基地局は、受信した未知電波に基づいて直接波の受信時刻をゼロとした基準時刻における参照信号を生成することができる。さらに、受信時刻算出基地局は、特定基地局により生成された参照信号に基づいて、自らが受信した未知電波から直接波受信時刻を計測することができる。これにより、未知電波を用いた場合にも直接波受信時刻の計測が可能となり、電波源の位置の時間差測位を行うことができる。
【００７２】
実施の形態２．
本実施の形態２では、未知電波の推定結果を用いて直接波の受信時刻を計測する別の方法を説明する。図５は、本発明の実施の形態２における未知電波の推定結果を用いて直接波の受信時刻を計測する基地局の構成図であり、受信時刻算出基地局である未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）の構成を示すものである。
【００７３】
図５におけるパッシブアンテナ４、受信機５、Ａ／Ｄ変換器６、相関処理器１２、ＭＵＳＩＣ処理器１３は、実施の形態１における図４と同じである。本実施の形態２では、ＦＦＴ処理器７の代わりにフィルタバンク１４を用いており、このフィルタバンク１４の機能を中心に説明する。
【００７４】
図６は、本発明の実施の形態２におけるフィルタバンク１４の構成図である。フィルタバンク１４は、Ｎ個（ただし、Ｎは２以上の整数であり、サンプル数Ｎと同じ数）のＦＩＲ（Finite Impulse Response）型帯域通過フィルタ１４（１）〜１４（Ｎ）で構成される。帯域通過フィルタ１４（１）〜１４（Ｎ）は、入力電波の周波数成分の存在範囲Ｗｐに対して、それぞれ異なる通過帯域を有している。
【００７５】
次に、一連の動作、および測位のための具体的な演算式について説明する。それぞれの未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）、２（ｋ０）は、電波源１から発信された電波が直接到達する直接波と、マルチパスにより直接波と異なる経路を経由して到達する間接波とを含む電波をパッシブアンテナ４で受信する。
【００７６】
まず始めに、特定基地局である未知電波対応型基地局２（ｋ０）は、受信した電波に基づいて基準時刻における参照信号を生成する。その後、受信時刻算出基地局である未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（Ｋ）は、未知電波対応型基地局２（ｋ０）で生成された参照信号と、自らが生成したフィルタバンクによる処理後の受信信号の周波数成分との相関演算を行うことにより、直接波受信時刻の計測を行う。
【００７７】
未知電波対応型基地局２（ｋ０）は、先の図２に示したような未知電波の推定を行うための構成を有している。電波源１から発信された電波は、マルチパスを発生する。そして、パッシブアンテナ４は、直接波と間接波とを含む電波を受信することとなる。その後、受信機５、Ａ／Ｄ変換器６、での処理は、図１６で説明したものと同一であり、Ａ／Ｄ変換器６からディジタル化された受信信号ｚ１,ｋ・・・ｚＮ,ｋが出力される。
【００７８】
ディジタル化された受信信号ｚ１,ｋ・・・ｚＮ,ｋは、フィルタバンク１４に伝達される。フィルタバンク１４は、Ｎ個の帯域通過フィルタ１４（１）〜１４（Ｎ）から構成されており、ｉ番目（ただし、ｉは１≦ｉ≦Ｎの整数）の帯域通過フィルタ１４（ｉ）は、次式（２２）により受信信号のｉ番目の周波数成分の信号ｙｉ,ｋを出力する。
【００７９】
【数１５】
0004266029.tif 000016
【００８０】
その後、相関処理器１２およびＭＵＳＩＣ処理器１３は、実施の形態１と同様に動作して直接波受信時刻の推定値τ１,ｋ（チルダ）を計測する。
【００８１】
実施の形態２によれば、基地局のいずれか１つを特定して未知電波の推定を行うとともに、他の基地局において、この推定結果に基づいて直接波の受信時刻を計測することにより、各基地局で未知電波を受信した場合にも直接波受信時刻が計測でき、電波源の位置の時間差測位を行うことができる。さらに、受信時刻算出基地局である他の基地局においては、ＦＦＴ処理器の代わりに複数の帯域通過フィルタを有するフィルタバンクを用いることによっても、直接波受信時刻を計測することが可能となる。
【００８２】
実施の形態３．
実施の形態１および２では、１台の未知電波対応型基地局２（ｋ０）を未知電波の推定を行う基地局として特定することにより直接波受信時刻の計測を行い、電波源１の位置を推定する場合について説明した。本実施の形態３では、直接波受信時刻の計測および電波源の位置の算出を、異なる基地局を未知電波の推定を行う基地局として特定した場合についてそれぞれ個別に行うことにより複数の推定結果を求め、それらの推定結果から最終的に電波源１の位置を特定する場合について説明する。実施の形態３における測位装置の構成は、図１と同様である。
【００８３】
本実施の形態３におけるそれぞれの未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（ｋ０）、２（Ｋ）は、それぞれが未知電波を推定して参照信号を生成し、その参照信号を他の未知電波対応型基地局に対して送信する機能を有している。さらに、それぞれの未知電波対応型基地局２（１）、２（２）、２（ｋ０）、２（Ｋ）は、それぞれの参照信号に基づいて、直接波受信時刻を求め、時間差測位器３に送信する機能も兼ね備えている。
【００８４】
図７は、本発明の実施の形態３において時間差測位器３が電波源１の位置を特定するために行う処理手順を示したフローチャートである。ステップＳ７０１において、時間差測位器３は、未知電波を推定する特定基地局の番号をｋ０＝１とする。ステップＳ７０２において、時間差測位器３は、特定基地局をｋ０＝１としたときにそれぞれの未知電波対応型基地局で算出された直接波受信時刻に基づいて、実施の形態１と同様の手順で電波源１の位置ｐ１（チルダ）を算出する。
【００８５】
そして、ステップＳ７０３において、時間差測位器３は、特定基地局の番号ｋ０が基地局の台数Ｋよりも小さいかを判断する。時間差測位器３は、ｋ０＜Ｋであると判断した場合には、ステップＳ７０４において、特定基地局の番号ｋ０に１を加算してｋ０を更新する。そして、時間差測位器３は、ステップＳ７０２、Ｓ７０３の処理を繰り返すことにより、Ｋ台全ての基地局のそれぞれを特定基地局とした場合における電波源１の位置ｐｋ０（ただし、ｋ０は１≦ｋ０≦Ｋの整数）を算出する。
【００８６】
ステップＳ７０３でｋ０＜Ｋでないと判断した場合には、Ｋ台のそれぞれを特定基地局としたときの電波源１の位置ｐｋ０がそろったこととなり、時間差測位器３は、ステップＳ７０５において、ｐｋ０（チルダ）の平均値ｐ（チルダ）を算出する。このようにして、複数の基地局を未知電波推定のための特定基地局として設定し、電波源１の測位結果を複数求め、複数の測位結果を平均化することにより電波源１の位置を１つに特定することができる。
【００８７】
なお、図７の説明においては、Ｋ台全てを特定基地局とした場合のＫ通りの電波源１の位置を求めたが、これに限定されない。必ずしもＫ台全てではなく、２台以上の複数の基地局を特定基地局とする場合にも、複数の測定結果から電波源１の位置を１つに特定することができる。
【００８８】
また、単純に全ての測位結果を平均化せずに、例えば、最大値および最小値を削除して平均化することも可能であり、種々の統計的な手法により、複数の測位結果から１つの測位結果を求めることができる。
【００８９】
また、実施の形態３においては、複数の特定基地局が、参照信号を生成する本来の機能と、電波受信時刻を計測する機能（すなわち、本来は受信時刻算出基地局が有している機能）とを兼ね備えている場合について説明したが、これに限定されない。参照信号を生成する本来の機能のみを有する基地局を複数の特定基地局として用いることも可能である。
【００９０】
実施の形態３によれば、複数の基地局を未知電波推定のための特定基地局として設定し、複数の測位結果に基づいて電波源の位置を特定することが可能となる。これにより、１台の基地局のみを未知電波推定のための特定基地局として設定して求めた測位結果と比較して、測位誤差を抑えた測位結果を得ることができ、測定精度の向上を図ることができる。
【００９１】
実施の形態４．
本実施の形態４では、電波源としてＲＦＩＤタグを用い、基地局としてＲＦＩＤリーダ／ライタを用いる場合について説明する。基本的な構成及び動作は、実施の形態１〜３で記載したものと同一である。
【００９２】
ＲＦＩＤタグは、耐環境性に優れており、水、油、薬品等の汚れ、あるいは外乱光による影響を受けない。さらに、ＲＦＩＤリーダ／ライタ側からの非接触電力伝送を行うことにより、ＲＦＩＤタグは、電池を持たずに半永久的に利用可能とすることができる。
【００９３】
実施の形態１〜３で説明した電波源１は、自らが電池（電源）を有しており、自ら能動的に電波を発信するものであり、ＲＦＩＤタグも同じように使用可能である。さらに、電波源１としてＲＦＩＤタグを用いる場合には、上述の非接触電力伝送技術を活用することにより、ＲＦＩＤタグ自身は、電池を持っておらず、自ら能動的に電波を発信はしない代わりに、ＲＦＩＤリーダ／ライタから送信された電波（あるいは電磁波）の受信電力を検知することにより、ＲＦＩＤリーダ／ライタに対して電波（あるいは電磁波）を送信することができる。
【００９４】
従って、ＲＦＩＤタグは、任意のＲＦＩＤリーダ／ライタから電波を受信することにより、測位装置内の複数のＲＦＩＤリーダ／ライタに対して電波を送信することができる。一方、複数のＲＦＩＤリーダ／ライタの中の特定のＲＦＩＤリーダ／ライタは、実施の形態１〜３で説明した特定基地局として機能し、ＲＦＩＤタグからの電波を未知電波として受信し、この未知電波を推定して基準時刻における参照信号を生成することができる。
【００９５】
さらに、特定のＲＦＩＤリーダ／ライタ以外の複数のＲＦＩＤリーダ／ライタは、実施の形態１〜３で説明した受信時刻算出基地局として機能し、特定のＲＦＩＤリーダ／ライタから受信した基準信号と、ＲＦＩＤタグから受信した未知電波との相関から電波受信時刻を計測する。そして、時間差測位器３は、特定のＲＦＩＤリーダ／ライタ以外の複数のＲＦＩＤリーダ／ライタで計測されたそれぞれの電波受信時刻荷基づいて、ＲＦＩＤタグの位置を特定する。
【００９６】
実施の形態４によれば、電波源および基地局として、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤリーダ／ライタを用いた場合にも、ＲＦＩＤタグからの未知電波に基づいてＲＦＩＤタグの位置を特定できる測位装置を得ることができる。さらに、ＲＦＩＤリーダ／ライタ側からの非接触電力伝送技術を用いれば、ＲＦＩＤタグは、電池レス化され、耐環境性に優れるとともに、半永久的に利用可能となる。
【００９７】
実施の形態５．
本実施の形態５は、直接波と間接波の振幅比が複素数の場合にも、受信した未知電波に基づいて直接波の受信時刻をゼロとした基準時刻における参照信号を生成することができる特定基地局について説明する。
【００９８】
図８は、本発明の実施の形態５の特定基地局における未知電波の推定を行う構成を示した図であり、特定基地局である未知電波対応型基地局２（ｋ０）の構成を示すものである。図８におけるパッシブアンテナ４、受信機５、Ａ／Ｄ変換器６、ＦＦＴ処理器７は、実施の形態１の構成を示した図２のものと同一である。
【００９９】
複素振幅比対応型参照信号生成器１８は、図２における参照信号生成器８に相当し、ＦＦＴ処理された未知電波の周波数成分の信号を推定し、直接波受信時刻を算出するための参照信号を生成する。ここで、複素振幅比対応型参照信号生成器１８は、直接波と間接波の振幅比が複素数のときにも参照信号が生成でき、この点が図２における参照信号生成器８と異なる。
【０１００】
図９は、本発明の実施の形態５における複素振幅比対応型参照信号生成器１８の構成図である。この複素振幅比対応型参照信号生成器１８は、間接波受信時刻推定器９、複素振幅比推定器１９、複素振幅比対応型初期位相推定器２０で構成される。
【０１０１】
間接波受信時刻計測器９は、実施の形態１で説明したものと同一であり、ＦＦＴ処理された未知電波の周波数成分の信号から間接波の受信時刻を推定する。複素振幅比推定器１９は、時刻ゼロで受信される直接波の振幅と、推定された間接波の受信時刻における間接波の振幅との複素振幅比を推定する。さらに、複素振幅比対応型初期位相推定器２０は、間接波受信時刻計測器９の出力信号とＦＦＴ出力器７から出力される受信信号の周波数成分ｙｉ，ｋ０から参照信号の初期位相を推定する。
【０１０２】
次に、動作、および測位のための具体的な演算式について説明する。未知電波対応型基地局２（ｋ０）は、先の図８に示したような未知電波の推定を行うための構成を有している。電波源１から発信された電波は、マルチパスを発生する。そして、パッシブアンテナ４は、直接波と間接波とを含む電波を受信することとなる。
【０１０３】
その後、受信機５、Ａ／Ｄ変換器６、ＦＦＴ処理器７での処理は、図１６で説明したものと同一である。ＦＦＴ出力器７から出力される受信信号の周波数成分ｙｉ，ｋ０は、電波源１から発信された直接波成分と間接波成分とを加えた周波数成分ｙ'ｉ,ｋ０を含んでいる。この周波数成分ｙ'ｉ,ｋ０は、次式（２３）で表される。
【０１０４】
【数１６】
0004266029.tif 000017
【０１０５】
直接波の振幅値であるＣ’１、ｋ０と間接波の振幅値であるＣ’２、ｋ０との振幅比は、次式（２４）のように、Ｃ’ｋ０で表すことができる。ここで、Ｃ’ｋ０は、複素数となっている。
【０１０６】
【数１７】
0004266029.tif 000018
【０１０７】
未知電波対応型基地局２（ｋ０）による受信信号の周波数成分ｙｉ,ｋ０は、図９に示した複素振幅比対応型参照信号生成器１８内の間接波受信時刻推定器９に伝達される。間接波受信時刻推定器９は、実施の形態１で説明したように、間接波の受信時刻の推定値τ２，ｋ０（チルダ）と、式（１３）で示した信号ベクトルＰｙｉ、ｋ０を算出する。
【０１０８】
間接波の受信時刻の推定値τ２，ｋ０（チルダ）と信号ベクトルＰｙｉ、ｋ０は、複素振幅比推定器１９に入力される。複素振幅比推定器１９は、まず、次式（２５）〜（２７）により信号ベクトルＳｉ、ｋ０（チルダ）を求める。
【０１０９】
【数１８】
0004266029.tif 000019
【０１１０】
ここで、信号ベクトルＳｉ、ｋ０（チルダ）は、次式（２８）に示すような成分で構成される。
【０１１１】
【数１９】
0004266029.tif 000020
【０１１２】
次に、複素振幅比推定器１９は、次式（２９）により、複素振幅比Ｃ’ｋ０（ｉ）の偏角値の推定値Ａｒｇ［Ｃ’ｋ０（チルダ）（ｉ）］を求める。ここで、Ａｒｇ［α］は、複素数αの偏角を表している。
【０１１３】
【数２０】
0004266029.tif 000021
【０１１４】
また、複素振幅比推定器１９は、次の二次方程式（３０）の解から、複素振幅比Ｃ’ｋ０（ｉ）の絶対値の推定値｜Ｃ’ｋ０（チルダ）（ｉ）｜を求める。
【０１１５】
【数２１】
0004266029.tif 000022
【０１１６】
具体的には、この解は、次式（３１）により表される。
【０１１７】
【数２２】
0004266029.tif 000023
【０１１８】
さらに、複素振幅比推定器１９は、式（２９）の偏角推定値Ａｒｇ［Ｃ’ｋ０（チルダ）（ｉ）］と、式（３１）の絶対値推定値｜Ｃ’ｋ０（チルダ）（ｉ）｜を用いて、次式（３２）により、複素振幅比推定値Ｃ’ｋ０（チルダ）を求める。
【０１１９】
【数２３】
0004266029.tif 000024
【０１２０】
最終的に、複素振幅比推定器１９は、間接波の受信時刻の推定値τ２、ｋ０（チルダ）並びに複素振幅比推定値Ｃ’ｋ０（チルダ）を複素振幅比対応型初期位相推定器２０に伝達する。
【０１２１】
これに対して、複素振幅比対応型初期位相推定器２０は、複素振幅比推定器１９から間接波の受信時刻の推定値τ２、ｋ０（チルダ）および複素振幅比推定値Ｃ’ｋ０（チルダ）を受信するとともに、ＦＦＴ処理器７から受信信号の周波数成分ｙｉ,ｋ０を受信する。そして、複素振幅比対応型初期位相推定器２０は、まず始めに、次式（３３）で表される位相検出用信号Ｈｉを算出する。
【０１２２】
【数２４】
0004266029.tif 000025
【０１２３】
次に、複素振幅比対応型初期位相推定器２０は、上式（３３）で算出した位相検出用信号Ｈｉの偏角から、参照信号周波数成分Γｉ、ｊの初期位相推定値φｉ（チルダ）を次式（３４）により算出する。
【０１２４】
【数２５】
0004266029.tif 000026
【０１２５】
さらに、複素振幅比対応型初期位相推定器２０は、次式（３５）により、参照信号の周波数成分の推定値Γｉ、ｊ（チルダ）を算出する。
【０１２６】
【数２６】
0004266029.tif 000027
【０１２７】
このようにして、複素振幅比対応型参照信号生成器１８は、参照信号生成器８と同様に、受信信号の周波数成分ｙｉ,ｋ０から参照信号の周波数成分の推定値Γｉ、ｊ（チルダ）を算出することができる。
【０１２８】
その後、各基地局は、実施の形態１と同様に動作し、複素振幅比対応型初期位相推定器２０から出力される参照信号の周波数成分の推定値Γｉ、ｉ（チルダ）に基づいて、直接波受信時刻の推定値τ１、ｋ（チルダ）を計測する。さらに、時間差測位器３は、各基地局からの直接波受信時刻の推定値τ１、ｋ（チルダ）に基づいて電波源１の位置を求める。
【０１２９】
実施の形態５によれば、特定基地局は、直接波と間接波の振幅比が複素数のときにも、受信した未知電波に基づいて直接波の受信時刻をゼロとした基準時刻における参照信号を生成することができる。
【０１３０】
実施の形態６．
本実施の形態６では、本発明による測位装置および位置特定方法を車両位置の測位に適用する応用例について説明する。図１０は、本発明の実施の形態６において車両位置の測位に位置特定方法を適用した応用例の説明図である。フリーフローＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムを用いて、車両位置の測位を実現するものである。
【０１３１】
図１０において、車両２１は、ＥＴＣからの情報を電波として送信するＥＴＣ情報送信アンテナ２２を備えている。一方、路側には、ＥＴＣ情報送信アンテナ２２からの送信電波を受信するＫ個の路側アンテナ２３（１）〜２３（Ｋ）が備えられている。
【０１３２】
図１１は、本発明の実施の形態６の応用例における時間差測位の説明図である。時間差測位器３は、各路側アンテナ２３（１）〜２３（Ｋ）からの直接波受信時刻の推定値τ１、ｋ（チルダ）から、車両２１を時間差測位する。未知電波対応型基地局２と時間差測位器３の機能は、実施の形態１で説明したものと同じである。
【０１３３】
図１２は、本発明の実施の形態６の応用例における車両２１に搭載されたＥＴＣ情報送信アンテナ２２を含むＥＴＣの構成図である。ＥＴＣ情報格納器２４は、ＥＴＣ処理を行うために必要な情報を格納している。送信機２５は、ＥＴＣ情報格納器２４に格納された情報を、ＥＴＣ情報送信アンテナ２２を介して電波として送信する。
【０１３４】
次に、動作について説明する。ＥＴＣ情報送信アンテナ２２を介して送信された情報は、各路側アンテナ２３（１）〜２３（Ｋ）で受信される。路側アンテナ２３（１）〜２３（Ｋ）で受信された電波は、未知電波対応型基地局２（１）〜２（Ｋ）に伝達される。
【０１３５】
実施の形態５と同様に、ｋ０番目の未知電波対応型基地局２（ｋ０）は、参照信号の周波数成分の推定値Γｉ、ｉ（チルダ）を求めて、各未知電波対応型基地局２（１）〜２（Ｋ）に伝達する。各未知電波対応型基地局２（１）〜２（Ｋ）は、直接波受信時刻の推定値τ１、ｋ（チルダ）を計測し、時間差測位器３に伝達する。時間差測位器３は、直接波受信時刻の推定値τ１、ｋ（チルダ）を用いて車両２１の位置を時間差測位する。
【０１３６】
ここで、ＥＴＣを搭載していない車両が路側アンテナ２３（１）〜２３（Ｋ）の下を通過すると、通行料金が徴収できない等の問題が発生する。そのため、ＥＴＣを搭載していない車両を判別することが必要となる。
【０１３７】
本実施の形態６の応用例によれば、ＥＴＣを搭載している車両位置を特定することができる。したがって、ＥＴＣを搭載している車両とＥＴＣを搭載していない車両が同時に路側アンテナ２３（１）〜２３（Ｋ）の下を通過する際にも、特定される車両位置の情報を用いることにより、車両のＥＴＣ搭載の有無を判別することができる。
【０１３８】
実施の形態６によれば、本発明の測位装置および位置特定方法をＥＴＣシステムに適用することにより、車両位置の測位を容易に実現することができる。
【０１３９】
実施の形態７．
本実施の形態７では、本発明による測位装置および位置特定方法を車両位置の測位に適用する別の応用例について説明する。図１３は、本発明の実施の形態７において車両位置の測位に位置特定方法を適用した応用例の説明図である。スマートプレートを用いて、車両位置の測位を実現するものである。
【０１４０】
ここで、スマートプレートとは、車両に関連する自動車登録情報等の種々の情報を記録したＩＣチップが、車両のナンバープレート上に搭載されており、種々の情報を送信する機能を有するもののことである。
【０１４１】
図１３において、車両２１は、スマートプレートのＩＣチップからの情報を電波として送信するスマートプレート送信アンテナ２４を備えている。一方、路側には、スマートプレート送信アンテナ２４からの送信電波を受信するＫ個の路側アンテナ２３（１）〜２３（Ｋ）が備えられている。
【０１４２】
図１４は、本発明の実施の形態７の応用例における車両２１に搭載されたスマートプレート送信アンテナ２４を含むスマートプレートの構成図である。車両情報格納器２６は、種々の情報を記録したＩＣチップに相当する。送信機２５は、車両情報格納器２６に格納された情報を、スマートプレート送信アンテナ２４を介して電波として送信する。
【０１４３】
次に、動作について説明する。スマートプレート送信アンテナ２４を介して送信された情報は、各路側アンテナ２３（１）〜２３（Ｋ）で受信される。路側アンテナ２３（１）〜２３（Ｋ）で受信された電波は、未知電波対応型基地局２（１）〜２（Ｋ）に伝達される。
【０１４４】
実施の形態６と同様に、ｋ０番目の未知電波対応型基地局２（ｋ０）は、参照信号の周波数成分の推定値Γｉ、ｉ（チルダ）を求めて、各未知電波対応型基地局２（１）〜２（Ｋ）に伝達する。各未知電波対応型基地局２（１）〜２（Ｋ）は、直接波受信時刻の推定値τ１、ｋ（チルダ）を計測し、時間差測位器３に伝達する。時間差測位器３は、直接波受信時刻の推定値τ１、ｋ（チルダ）を用いて車両２１の位置を時間差測位する。
【０１４５】
実施の形態７によれば、本発明の測位装置および位置特定方法をスマートプレートシステムに適用することにより、車両位置の測位を容易に実現することができる。スマートプレートを搭載した車両の位置が特定できることにより、立ち入り禁止区域に入った車両を発見できる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の実施の形態１における測位装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１の特定基地局における未知電波の推定を行う構成を示した図である。
【図３】本発明の実施の形態１における参照信号生成器の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１における未知電波の推定結果を用いて直接波受信時刻を計測する基地局の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２における未知電波の推定結果を用いて直接波の受信時刻を計測する基地局の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態２におけるフィルタバンクの構成図である。
【図７】本発明の実施の形態３において時間差測位器が電波源の位置を特定するために行う処理手順を示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態５の特定基地局における未知電波の推定を行う構成を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態５における複素振幅比対応型参照信号生成器の構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態６において車両位置の測位に位置特定方法を適用した応用例の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態６の応用例における時間差測位の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態６の応用例における車両に搭載されたＥＴＣ情報送信アンテナを含むＥＴＣの構成図である。
【図１３】本発明の実施の形態７において車両位置の測位に位置特定方法を適用した応用例の説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態７の応用例における車両に搭載されたスマートプレート送信アンテナを含むスマートプレートの構成図である。
【図１５】時間差測位により電波源の位置を特定する測位装置の基本構成を示した図である。
【図１６】直接波受信時刻の計測を行うための基本構成を示す図である。
【図１７】ｋ０番目の基地局から電波源までの距離をｒｋ０と仮定したときに特定される各基地局から電波源までの距離の関係を示す図である。
【図１８】ある値のｒｋ０において、それぞれの円周がある１点で交わった状態を示す図である。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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