(57)【要約】【課題】  本発明は、基準点から計測点を望む方向と基準方向とのなす角度を０°から３６０°の範囲で一意に決定する方法および装置を提供することを目的としている。【解決手段】  基準点に、所定の旋回軸を中心として電磁波や音波などの指向性ビームＡ、Ｂをそれぞれ一定の角速度ω、２ωで旋回しながら放射する指向性ビーム放射装置を設置し、指向性ビームＡ、Ｂの放射方向が一致する時点の放射方向を基準方向としたとき、計測点で指向性ビームＡを検知してから指向性ビームＢを検知するまでの時間を測定し、この時間と角速度ωをもとに、基準点から計測点を望む方向と基準方向とのなす角度を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準点において、所定の旋回軸を中心として電磁波や音波などの指向性ビームＡを一定の角速度で旋回しながら放射し、同時に前記旋回軸を中心として電磁波や音波などの指向性ビームＢを前記指向性ビームＡの２倍の角速度で同じ旋回方向に旋回しながら放射し、計測点において前記指向性ビームＡを検知してから前記指向性ビームＢを検知するまでの時間または前記指向性ビームＢを検知してから前記指向性ビームＡを検知するまでの時間を測定し、この時間を前記基準点から前記計測点を望む方向と基準方向とのなす角度に変換することを特徴とする角度検出方法。
【請求項２】
所定の旋回軸を中心として電磁波や音波などの指向性ビームＡを一定の角速度で旋回しながら放射し、同時に前記旋回軸を中心として電磁波や音波などの指向性ビームＢを前記指向性ビームＡの２倍の角速度で同じ旋回方向に旋回しながら放射することを特徴とする指向性ビーム放射装置。
【請求項３】
計測点において、基準点に設置された請求項２記載の指向性ビーム放射装置から放射される前記指向性ビームＡを検知してから前記指向性ビームＢを検知するまでの時間または前記指向性ビームＢを検知してから前記指向性ビームＡを検知するまでの時間を測定し、この時間を前記基準点から前記計測点を望む方向と基準方向とのなす角度に変換し出力することを特徴とする角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は旋回する電磁波や音波などの指向性ビームを用いた角度検出方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば特許文献１には、２本のレーザー光線を同じ旋回角速度で互いに逆回転しながら照射するレーザー燈台を基準点に設置し、計測点においてこの２本のレーザー光線を検知する時間差をもとに基準点から計測点を望む方向と基準方向とのなす角度を検出する方法が記載されている。しかし、この方法では基準点から計測点を望む方向と基準方向とのなす角度がθ°のときも（θ＋１８０）°のときも時間差が同じになるので、どちらの角度であるかを区別することができない。【０００３】
【特許文献１】特公平４−１１８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は上記の従来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、基準点から計測点を望む方向と基準方向とのなす角度をθ°とするときθを０≦θ＜３６０の範囲で一意に決定することができる方法および装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明による角度検出方法によれば、基準点において、所定の旋回軸を中心として電磁波や音波などの指向性ビームＡを一定の角速度で旋回しながら放射し、同時に前記旋回軸を中心として電磁波または音波の指向性ビームＢを前記指向性ビームＡの２倍の角速度で同じ旋回方向に旋回しながら放射し、計測点において前記指向性ビームＡを検知してから前記指向性ビームＢを検知するまでの時間または前記指向性ビームＢを検知してから前記指向性ビームＡを検知するまでの時間を測定し、この時間を前記基準点から前記計測点を望む方向と基準方向とのなす角度に変換するようになっている。【０００６】  また本発明による指向性ビーム放射装置を基準点に設置し、計測点には本発明による角度検出装置を設置すれば、指向性ビーム放射装置は所定の旋回軸を中心として電磁波や音波などの指向性ビームＡを一定の角速度で旋回しながら放射し、同時に前記旋回軸を中心として電磁波や音波などの指向性ビームＢを前記指向性ビームＡの２倍の角速度で同じ旋回方向に旋回しながら放射し、角度検出装置は、計測点において、基準点に設置された指向性ビーム放射装置から放射される前記指向性ビームＡを検知してから前記指向性ビームＢを検知するまでの時間または前記指向性ビームＢを検知してから前記指向性ビームＡを検知するまでの時間を測定し、この時間を前記基準点から前記計測点を望む方向と基準方向とのなす角度に変換し出力する。
【発明の効果】
【０００７】  本発明によって得られる効果は、基準点から計測点を望む方向と基準方向とのなす角度を０°から３６０°の範囲で一意に決定することができるということである。その他、以下のような効果がある。【０００８】  あらかじめ位置の分かっている基準点を２箇所設け、それぞれに指向性ビーム放射装置を設置し、計測点に角度検出装置を設置すれば、それぞれの基準点から計測点を望む方向と基準方向とのなす角度が分かるので、計測点の位置を決定することができる。【０００９】  指向性ビームを旋回面に垂直な方向にのみ拡散させることにより、計測点が旋回面上になくても基準点から計測点を望む方向と基準方向とのなす角度を決定することができる。【００１０】  移動体に指向性ビーム放射装置を設置することにより、移動体が計測点から見てどの方向に向いているかを決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１の平面図に示すように、基準点Ｐに電磁波の指向性ビーム放射装置１（以下、放射装置１と呼ぶ）を設置し、基準点Ｑに電磁波の指向性ビーム放射装置２（以下、放射装置２と呼ぶ）を設置する。【００１２】  放射装置１は基準点Ｐにおいて水平面内で反時計回りに角速度ω［°／秒］で旋回する周波数Ｆ１Ａ［Ｈｚ］の電磁波指向性ビーム１Ａ（以下、ビーム１Ａと呼ぶ）を放射し、同時に水平面内で反時計回りに角速度２ω［°／秒］で旋回する周波数Ｆ１Ｂ［Ｈｚ］の電磁波指向性ビーム１Ｂ（以下、ビーム１Ｂと呼ぶ）を放射する。【００１３】  放射装置２は基準点Ｑにおいて水平面内で反時計回りに角速度ω［°／秒］で旋回する周波数Ｆ２Ａ［Ｈｚ］の電磁波指向性ビーム２Ａ（以下、ビーム２Ａと呼ぶ）を放射し、同時に水平面内で反時計回りに角速度２ω［°／秒］で旋回する周波数Ｆ２Ｂ［Ｈｚ］の電磁波指向性ビーム２Ｂ（以下、ビーム２Ｂと呼ぶ）を放射する。【００１４】  放射装置１から放射されるビーム１Ａとビーム１Ｂの放射方向が一致する時点のビーム１Ａまたはビーム１Ｂの放射方向を基準方向１Ｄとし、放射装置２から放射されるビーム２Ａとビーム２Ｂの放射方向が一致する時点のビーム２Ａまたはビーム２Ｂの放射方向を基準方向２Ｄとするとき、基準方向１Ｄおよび基準方向２ＤがＸ軸方向と同じ方向となるように放射装置１および２を設置する。【００１５】  基準点Ｐおよび基準点Ｑの位置はあらかじめ分かっており、それぞれの座標を（Ｘｐ，Ｙｐ）、（Ｘｑ，Ｙｑ）とする。【００１６】  位置を測定したい点を計測点Ｒとし、ここに無指向性アンテナ３を設置する。尚、計測点Ｒの座標を（Ｘｒ，Ｙｒ）とする。【００１７】  図２に示すように無指向性アンテナ３はビーム識別手段４に接続されていて無指向性アンテナ３がビーム１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂを受信したときに、ビーム識別装置４はそれぞれの周波数Ｆ１Ａ、Ｆ１Ｂ、Ｆ２Ａ、Ｆ２Ｂに対応したパルス信号４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ、４２Ｂを出力する。【００１８】  時間測定手段５１はパルス信号４１Ａを検出してからパルス信号４１Ｂを検出するまでの時間Ｔ１［秒］を出力する。【００１９】  時間測定手段５２はパルス信号４２Ａを検出してからパルス信号４２Ｂを検出するまでの時間Ｔ２［秒］を出力する。【００２０】  時間角度変換手段６１は時間測定手段５１からの出力である時間Ｔ１［秒］を入力として、基準点Ｐから計測点Ｒを望む方向と基準方向１Ｄとの成す反時計回り方向の角度θ°をθ＝３６０−２・ω・Ｔ１から計算し出力する。図３は時間Ｔ１［秒］と角度θ°との関係をグラフで表したものである。【００２１】  時間角度変換手段６２は時間測定手段５２からの出力である時間Ｔ２［秒］を入力として、基準点Ｑから計測点Ｒを望む方向と基準方向２Ｄとの成す反時計回り方向の角度ψ°をψ＝３６０−２・ω・Ｔ２から計算し出力する。【００２２】  位置計算手段７は時間角度変換手段６１からの出力である角度θ°と時間角度変換手段６２からの出力である角度ψ°を入力として以下の式を実行することにより計測点Ｒの座標（Ｘｒ，Ｙｒ）を出力する。
Ｘｒ＝（Ｘｐ・ｔａｎθ−Ｘｑ・ｔａｎψ−Ｙｐ＋Ｙｑ）
／（ｔａｎθ−ｔａｎψ）
Ｙｒ＝（（Ｘｐ−Ｘｑ）・ｔａｎθ・ｔａｎψ＋Ｙｑ・ｔａｎθ−Ｙｐ・ｔａｎψ）
／（ｔａｎθ−ｔａｎψ）
【図面の簡単な説明】
【図１】機器の配置関係を示す平面図
【図２】計測点の位置を計算するブロック図
【図３】計測点における２本の指向性ビームの検知時間差と角度の関係を説明する図
【符号の説明】
Ｐ、Ｑ  基準点
Ｒ  計測点
１、２  電磁波指向性ビーム放射装置
３  無指向性アンテナ
４  ビーム識別手段
４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ  パルス信号
５１、５２  時間測定手段
Ｔ１、Ｔ２  信号受信時間差
６１、６２  時間角度変換手段
７  位置計算手段
【図１】
2009042204.tif 000003
【図２】
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【図３】
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