JP2004333414A - Position information detection system - Google Patents

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JP2004333414A
JP2004333414A JP2003132767A JP2003132767A JP2004333414A JP 2004333414 A JP2004333414 A JP 2004333414A JP 2003132767 A JP2003132767 A JP 2003132767A JP 2003132767 A JP2003132767 A JP 2003132767A JP 2004333414 A JP2004333414 A JP 2004333414A
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Shinya Kobayashi
真也 小林
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To heighten efficiency in a position information detection system for detecting information on the distance or the direction wherein an extension 2 exists by a master machine 1 as position information of the extension 1. <P>SOLUTION: In the master machine 1, inquiry signal transmission means 11-13 transmit by radio an inquiry signal including discrimination information of the extension 2 which is a detection object of the position information from antennas A1-AN. In the extension 2, a discrimination information storage means 22 stores the discrimination information of the extension 2, and inquiry signal reception means 21, 22 receives the inquiry signal, and response signal transmission means 23-27 transmit by radio a response signal to the master machine 1 when the discrimination information included in the received inquiry signal corresponds to the stored discrimination information. In the master machine 1, the response signal reception means A1-AN, 14 receive the response signal, and an extension position information detection means 15 detects the position information of the extension based on the response signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、親機が子機の存在する距離や方向に関する情報を子機の位置情報として検出する位置情報検出システムに関し、特に、効率的な位置情報検出システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の距離検知システムでは、親機側が受信機であり子機側が電波を送信する送信機であり、距離の把握としては、親機側のスピーカから鳴る音の大きさやLED(Light Emitting Diode)の点滅輝度若しくは間隔を人が聞いて或いは見て遠近を判断していた。
また、子機の方向については、親機の位置を変えずにアンテナの向きなどを人が変えながら、音の大きさやLEDの点滅輝度若しくは間隔を人が聞いて或いは見て判断していた。
【0003】
このため、距離や方向の検出には、訓練や経験が必要であり、以下の問題(1)〜(6)があった。
(1)子機は常時或いは周期的に電波を送信しており、消費電力が大きい。このため、電池での使用可能時間が短くなる。
(2)親機と子機の組み合わせは特になく、電波を送信している使用中の子機はいずれの親機からでも見つけることができ、セキュリティが確保されない。
【0004】
(3)音の大きさやLEDの点滅輝度/間隔を人が聞いて或いは見て判断するため、誤差が大きい。
(4)騒音の多い場所などのように環境によっては親機から正しく情報を得られない場合がある。
(5)人が指向性アンテナの向きなどを変えて方向を判断するため、時間がかかる。
(6)操作が難しい。
【0005】
また、無線による距離方位検出は、違法電波、盗聴器の探査、動物の追跡など特殊な用途向けには旧来から同様の機能の物があるが、技術的進展があまり無く、一般人向けの製品としてはほとんど未開拓な分野である。
【0006】
なお、電波の方向を探知する装置に関する従来技術の例を示す(例えば、非特許文献1、2、3参照。)。
従来では、方向探知の方法の一例として、受信するアンテナの一対のエレメントで到来電波を受信し、それぞれのエレメントに誘起した電圧の位相差電波から到来方向を計算することが行われていた。また、他の例として、反射板を介して多数のアンテナエレメントを同心円に配置し、それぞれのエレメントを高速で切り替えて、高い電圧を誘起したエレメントと近傍のエレメントとで指向性のビームを作り、当該ビームの方向から到来方向を計算することが行われていた(例えば、非特許文献2参照。)。
【0007】
【非特許文献1】
玉置晴郎、“自動電波方向探知機の試作”、HAM Journal、No.71、1991年
【非特許文献2】
“最新の電波監視システム”、[online]、東北総合通信局:電波監視課ホームページ、[平成15年2月13日検索]、インターネット<URL:http://www.tbb.go.jp/kanshi/3−1.html>
【非特許文献3】
“中波方向探知局”、[online]、[平成15年2月13日検索]、インターネット<URL:http://www.bekkoame.ne.jp/tume/uenae02,html>
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の距離検出システムや方向検出システムでは、親機が子機の距離や方向を検出するに際して、子機の識別性や、子機の距離や方向の検出処理の効率化や、子機による消費電力の効率化などといった点で、未だに不十分なところがあった。
【0009】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、親機が子機の存在する距離や方向に関する情報を子機の位置情報として検出することを効率的に行うことができる位置情報検出システムを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る位置情報検出システムでは、次のようにして、親機が子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報を子機の位置情報として検出する。
すなわち、親機では、アンテナを備え、問い合わせ信号送信手段が位置情報の検出対象となる子機の識別情報を含む問い合わせ信号をアンテナから無線により送信する。
【0011】
子機では、識別情報記憶手段が当該子機の識別情報を記憶し、問い合わせ信号受信手段が親機から無線により送信される問い合わせ信号を受信し、そして、応答信号送信手段が、問い合わせ信号受信手段により受信される問い合わせ信号に含まれる識別情報が識別情報記憶手段に記憶された識別情報に対応する場合には、親機に対して応答信号を無線により送信する。
【0012】
更に、親機では、応答信号受信手段が子機から無線により送信される応答信号を受信し、そして、子機位置情報検出手段が、応答信号受信手段により受信される応答信号に基づいて、位置情報の検出対象となる子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報を検出する。
【0013】
従って、親機から送信される問い合わせ信号に含まれる識別情報に対応する子機から応答信号が送信されて当該子機の存在する距離や方向に関する情報が検出されるため、例えば、親機では、問い合わせ信号に含める識別情報に対応する子機からのみ応答信号を送信させて、他の子機からは応答信号を無送信とする(つまり、送信させない)ことができる。また、親機から送信される問い合わせ信号に応じて対応する子機から応答信号が送信されるため、例えば、子機から無駄に信号が送信されてしまうことを低減することができる。
【0014】
ここで、子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報としては、例えば、子機の存在する距離に関する情報が子機の位置情報として検出されてもよく、子機の存在する方向に関する情報が子機の位置情報として検出されてもよく、或いは、これら両方の情報が子機の位置情報として検出されてもよい。
また、アンテナとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、1又は複数の指向性アンテナを用いることができる。
【0015】
また、子機の識別情報としては、種々な情報が用いられてもよく、例えば、番号の情報などを用いることができる。
また、識別情報記憶手段としては、例えば、情報を記憶するメモリを用いて構成することができる。
また、同一の子機について、問い合わせ信号に含まれる当該子機の識別情報と、識別情報記憶手段に記憶される当該子機の識別情報としては、例えば、同一の情報が用いられてもよく、或いは、異なる情報であるが互いに対応することが把握されるような情報が用いられてもよい。
【0016】
また、子機の識別情報としては、例えば、それぞれの子機毎に異なる情報が設定されるような態様が用いられてもよく、或いは、同一のグループに属する2以上の子機に同一の識別情報が設定されるような態様が用いられてもよく、或いは、これら両方の態様が用いられてもよい。
【0017】
本発明に係る位置情報検出システムでは、次のようにして、親機が子機の存在する距離に関する情報を子機の位置情報として検出する。
すなわち、親機では、アンテナを備え、問い合わせ信号送信手段が位置情報の検出対象となる子機に対して受信希望タイミングの情報を含む問い合わせ信号をアンテナから無線により送信する。
【0018】
子機では、問い合わせ信号受信手段が親機から無線により送信される問い合わせ信号を受信し、そして、応答信号送信手段が、問い合わせ信号受信手段により受信される問い合わせ信号に含まれる受信希望タイミングの情報に基づいて、親機に対して応答信号を無線により送信するタイミングを調整して、当該調整したタイミングに関する情報を含む応答信号を親機に対して無線により送信する。
【0019】
更に、親機では、応答信号受信手段が子機から無線により送信される応答信号を当該子機に対して送信した受信希望タイミングで受信し、そして、子機位置情報検出手段が、応答信号受信手段により受信される応答信号に含まれる調整したタイミングに関する情報に基づいて、位置情報の検出対象となる子機の存在する距離に関する情報を検出する。
【0020】
従って、親機から子機への問い合わせ信号により通知される受信希望タイミングに合わせるように子機が応答信号の送信タイミングを調整し、親機が子機からの応答信号により通知される当該調整したタイミングに基づいて子機の存在する距離に関する情報を検出することができる。また、親機では子機からの受信希望タイミングを制御することが可能である。
【0021】
ここで、アンテナとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、1又は複数の指向性アンテナを用いることができる。
また、受信希望タイミングとしては、種々なタイミングが用いられてもよい。
また、受信希望タイミングの情報としては、種々な情報が用いられてもよく、例えば、受信希望タイミングを特定する情報が用いられる。
【0022】
また、子機の応答信号送信手段により応答信号を送信するタイミングを調整する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、送信タイミングを所定の時間幅ずつ変化させるような態様や、或いは、送信タイミングを連続的に変化させるような態様を用いることができる。
【0023】
また、調整したタイミングに関する情報としては、種々な情報が用いられてもよく、例えば、調整したタイミングを特定する情報を用いることができ、一例として、調整したタイミングと基準となるタイミングとのずれを特定する情報を用いることができる。
また、調整したタイミングに関する情報としては、例えば、子機の存在する距離に関する情報を用いることも可能である。
【0024】
また、親機では、例えば、子機から送信される応答信号が受信希望タイミングに到来する場合には当該応答信号を受信する一方、子機から送信される応答信号が受信希望タイミングから外れたときに到来する場合には当該応答信号を受信しない。
また、親機の子機位置情報検出手段により調整したタイミングに関する情報に基づいて子機の存在する距離に関する情報を検出する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、例えば、子機との間の無線通信における遅延時間に基づいて当該子機の存在する距離を特定する情報を検出するような仕方を用いることができる。
【0025】
一構成例として、子機では、応答信号送信手段は、親機に対して応答信号を無線により送信するタイミングを所定の態様で変化させる度に、親機に対して応答信号を無線により送信する。親機では、応答信号受信手段は、子機に対して送信した受信希望タイミングで子機から無線により送信される応答信号の受信を試み、応答信号を受信した場合に、子機位置情報検出手段が、受信した応答信号に含まれる調整したタイミングに関する情報に基づいて位置情報の検出対象となる子機の存在する距離に関する情報を検出する。なお、送信タイミングを変化させる所定の態様としては、例えば、送信タイミングを所定の時間幅ずつ変化させる態様などを用いることができる。
【0026】
本発明に係る位置情報検出システムでは、次のようにして、親機が子機の存在する距離に関する情報を子機の位置情報として検出する。
すなわち、親機では、アンテナを備え、問い合わせ信号送信手段が位置情報の検出対象となる子機に対して受信希望タイミングの情報を含む問い合わせ信号をアンテナから無線により送信する。
【0027】
子機では、問い合わせ信号受信手段が親機から無線により送信される問い合わせ信号を受信し、そして、応答信号送信手段が、問い合わせ信号受信手段により受信される問い合わせ信号に含まれる受信希望タイミングの情報に基づいて、所定のタイミングで親機に対して応答信号を無線により送信する。
【0028】
更に、親機では、応答信号受信手段が子機から無線により送信される応答信号を受信し、そして、子機位置情報検出手段が、応答信号受信手段により受信される応答信号の受信タイミングに基づいて、位置情報の検出対象となる子機の存在する距離に関する情報を検出する。
【0029】
従って、親機から子機への問い合わせ信号により通知される受信希望タイミングに基づく所定のタイミングで子機が応答信号を送信し、親機が子機からの応答信号を受信するタイミングに基づいて子機の存在する距離に関する情報を検出することができる。また、子機から応答信号を送信する回数を少なくすることが可能である。
【0030】
ここで、アンテナとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、1又は複数の指向性アンテナを用いることができる。
また、受信希望タイミングとしては、種々なタイミングが用いられてもよい。
また、受信希望タイミングの情報としては、種々な情報が用いられてもよく、例えば、受信希望タイミングを特定する情報が用いられる。
【0031】
また、子機の応答信号送信手段により受信希望タイミングの情報に基づいて所定のタイミングで応答信号を送信する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、受信希望タイミングに合わせて予め設定された所定のタイミングで応答信号を送信するような態様を用いることができる。
【0032】
また、親機の子機位置情報検出手段により応答信号の受信タイミングに基づいて子機の存在する距離に関する情報を検出する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、例えば、子機との間の無線通信における遅延時間に基づいて当該子機の存在する距離を特定する情報を検出するような仕方を用いることができる。
一例として、親機の子機位置情報検出手段は、子機から受信される応答信号の受信タイミングと子機に対して問い合わせ信号により通知した受信希望タイミングとのずれに基づいて、当該子機の存在する距離を特定する情報を検出する。
【0033】
本発明に係る位置情報検出システムでは、次のようにして、親機が子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報を子機の位置情報として検出する。すなわち、親機では、複数の指向性アンテナを備え、問い合わせ信号送信手段が、2以上の指向性アンテナのそれぞれから順に、位置情報の検出対象となる子機に対して問い合わせ信号を無線により送信する。
【0034】
子機では、問い合わせ信号受信手段が親機から無線により送信される問い合わせ信号を受信し、受信レベル検出手段が問い合わせ信号受信手段により受信される問い合わせ信号の受信レベルを検出し、応答信号送信手段が受信レベル検出手段により検出される受信レベルに関する情報を含む応答信号を親機に対して無線により送信する。
【0035】
更に、親機では、応答信号受信手段がそれぞれの指向性アンテナから無線により送信した問い合わせ信号に応じて子機から無線により送信される応答信号を受信し、そして、子機位置情報検出手段が、応答信号受信手段によりそれぞれの指向性アンテナより送信した問い合わせ信号に対応して受信される応答信号に含まれる受信レベルに関する情報に基づいて、位置情報の検出対象となる子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報を検出する。
【0036】
従って、親機に備えられた2以上の指向性アンテナについて、子機により検出される親機からの問い合わせ信号の受信レベルに関する情報に基づいて、親機が子機の位置情報を検出することができる。また、親機からの信号のレベルを子機が検出するため、例えば、子機による消費電力を低減することが可能である。
【0037】
ここで、子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報としては、例えば、子機の存在する距離に関する情報が子機の位置情報として検出されてもよく、子機の存在する方向に関する情報が子機の位置情報として検出されてもよく、或いは、これら両方の情報が子機の位置情報として検出されてもよい。
【0038】
また、複数の指向性アンテナの数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、指向性アンテナとしては、種々なアンテナが用いられてもよい。
また、受信レベルとしては、種々なレベルが用いられてもよく、例えば、受信電界強度のレベルなどを用いることができる。
また、受信レベルに関する情報としては、種々な情報が用いられてもよく、例えば、受信レベルを特定する情報を用いることができる。
【0039】
また、親機の子機位置情報検出手段により受信レベルに関する情報に基づいて子機の位置情報を検出する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、例えば、2以上の指向性アンテナの特性に基づいて子機の位置情報を検出するような仕方を用いることができる。
【0040】
一例として、親機では、2以上の指向性アンテナのそれぞれについての受信レベルの組み合わせと、子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報との対応を記憶する受信レベル位置情報対応記憶手段を備える。そして、子機位置情報検出手段は、2以上の指向性アンテナのそれぞれについての受信レベルの組み合わせに対応した位置情報を検出する。なお、2以上の指向性アンテナのそれぞれについての受信レベルの組み合わせとしては、例えば、受信レベルの比などを用いることができる。また、受信レベル位置情報対応記憶手段としては、例えば、情報を記憶するメモリを用いて構成することができる。
【0041】
また、一構成例として、親機では、応答信号受信手段は、それぞれの指向性アンテナから無線により送信した問い合わせ信号に応じて子機から無線により送信される応答信号を当該それぞれの指向性アンテナにより受信する。
また、一構成例として、子機では、検出される複数の受信レベルを平均化し、当該平均化結果を、子機の位置情報を特定するための受信レベルとして用いる。
【0042】
本発明に係る位置情報検出システムでは、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、親機は、携帯型の機器であり、親機の使用者(ユーザ)により携帯される。また、子機は、携帯型の機器であり、複数設けられ、それぞれの子機の使用者(ユーザ)により携帯される。また、親機とそれぞれの子機とは、直接的に、無線により信号を通信する。
【0043】
従って、親機の使用者により携帯される親機が、それぞれの子機の使用者により携帯される子機との間で直接的に無線通信を行うことにより、子機の存在する距離や位置に関する情報を検出することができる。
【0044】
ここで、親機の使用者や、それぞれの子機の使用者としては、それぞれ種々な者が用いられてもよい。一例として、所定の集団の代表者を親機の使用者として、当該集団に属する代表者以外の1又は複数の者を子機の使用者とするような態様を用いることができる。
また、子機の使用者が複数存在するような場合には、例えば、それぞれの使用者毎に異なる子機が携帯される。
【0045】
次に、更に、本発明に係る構成例を示す。
本発明に係る位置情報検出システムでは、一構成例として、次のようにして、親機が子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報を子機の位置情報として検出する。
すなわち、親機では、複数の指向性アンテナを備える。また、親機では、問い合わせ信号送信手段が位置情報の検出対象となる子機に対して問い合わせ信号を無線により送信する。
【0046】
子機では、問い合わせ信号受信手段が親機から無線により送信される問い合わせ信号を受信し、そして、応答信号送信手段が、問い合わせ信号受信手段により問い合わせ信号を受信したことに応じて、親機に対して応答信号を無線により送信する。
【0047】
更に、親機では、応答信号受信手段が子機から無線により送信される応答信号を1以上の指向性アンテナのそれぞれにより受信し、受信レベル検出手段が応答信号受信手段によりそれぞれの指向性アンテナにより受信される応答信号の受信レベルを検出し、そして、子機位置情報検出手段が、受信レベル検出手段により検出される受信レベルに基づいて、位置情報の検出対象となる子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報を検出する。
【0048】
従って、親機に備えられた1以上の指向性アンテナについて、親機により検出される子機からの応答信号の受信レベルに基づいて、親機が子機の位置情報を検出することができる。
【0049】
ここで、子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報としては、例えば、子機の存在する距離に関する情報が子機の位置情報として検出されてもよく、子機の存在する方向に関する情報が子機の位置情報として検出されてもよく、或いは、これら両方の情報が子機の位置情報として検出されてもよい。
【0050】
また、複数の指向性アンテナの数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、指向性アンテナとしては、種々なアンテナが用いられてもよい。
また、受信レベルとしては、種々なレベルが用いられてもよく、例えば、受信電界強度のレベルなどを用いることができる。
【0051】
また、親機の応答信号受信手段により応答信号を受信する1以上の指向性アンテナの数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、親機の子機位置情報検出手段により受信レベルに基づいて子機の位置情報を検出する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、例えば、1以上の指向性アンテナの特性に基づいて子機の位置情報を検出するような仕方を用いることができる。
【0052】
一例として、親機では、1以上の指向性アンテナのそれぞれについての受信レベルの組み合わせと、子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報との対応を記憶する受信レベル位置情報対応記憶手段を備える。そして、子機位置情報検出手段は、1以上の指向性アンテナのそれぞれについての受信レベルの組み合わせに対応した位置情報を検出する。なお、受信レベル位置情報対応記憶手段としては、例えば、情報を記憶するメモリを用いて構成することができる。
【0053】
一構成例として、親機では、問い合わせ信号送信手段が、指向性アンテナから子機に対して問い合わせ信号を無線により送信する。他の構成例として、親機では、無指向性(全方向)のアンテナを備え、問い合わせ信号送信手段が、無指向性アンテナから子機に対して問い合わせ信号を無線により送信する。なお、無指向性アンテナとしては、種々なアンテナが用いられてもよい。
【0054】
また、一構成例として、親機では、検出される複数の受信レベルを平均化し、当該平均化結果を、子機の位置情報を特定するための受信レベルとして用いる。
また、一構成例として、子機により検出される受信レベルと親機により検出される受信レベルを平均化し、当該平均化結果を、子機の位置情報を特定するための受信レベルとして用いる。なお、この場合、例えば、子機により検出される受信レベルに関する情報が、応答信号に含められて、親機に通知される。
【0055】
次に、以上に示したような位置情報検出システムに関して、更に、説明する。
親機や、子機としては、それぞれ種々なものが用いられてもよい。
例えば、親機や子機として、携帯電話システムや無線LAN(Local Area Network)システムなどのような無線通信システムの構成機器を利用することが可能であるが、このような無線通信システムとは独立したシステムとして位置情報検出システムを構成することも好ましい。
【0056】
また、距離に関する情報としては、種々な情報が用いられてもよく、例えば、親機と子機との間の距離の値を特定する情報などを用いることができる。
また、方向に関する情報としては、種々な情報が用いられてもよく、例えば、親機から見た子機の方位などの方向を特定する情報などを用いることができる。
【0057】
また、距離や、方向としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、親機の位置や方向を基準として見た場合における子機の距離や方向を用いることができる。
また、問い合わせ信号としては、種々な信号が用いられてもよい。
また、応答信号としては、種々な信号が用いられてもよい。
【0058】
一構成例として、親機では、子機位置情報出力手段が、子機位置情報検出手段により検出される子機の位置情報を出力する。
なお、子機の位置情報を出力する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、子機の位置情報を使用者に対して画面などにより表示出力するような態様や、或いは、子機の位置情報を外部の装置に対して出力するような態様などを用いることができる。
【0059】
一構成例として、親機では、指向性アンテナから子機に対して問い合わせ信号を無線により送信したことに応じて子機からの応答信号を受信した場合に、当該指向性アンテナに対応する方向に当該子機が存在するとみなす。
また、親機では、指向性アンテナから子機に対して問い合わせ信号を無線により送信したが子機からの応答信号を受信しない場合に、当該指向性アンテナに対応する方向に当該子機が存在しないとみなす。
また、一構成例として、親機からの送信だけ指向性アンテナを切り替え、受信は全方向から受信することも可能である。例えば、親機は、指向性アンテナ部A1〜ANの識別符号により、いずれの指向性アンテナから送信した問い合わせに対する応答であるかを判断する。
【0060】
一構成例として、親機では、子機から無線により送信される応答信号を受信した指向性アンテナに対応する方向に当該子機が存在するとみなす。
また、親機では、子機から無線により送信される応答信号を受信しない指向性アンテナに対応する方向に当該子機が存在しないとみなす。
【0061】
一構成例として、親機では、複数の指向性アンテナとして、複数の誘電体アンテナ(チップアンテナ)が用いられる。なお、複数の誘電体アンテナは、例えば、円状に等間隔で配置される。
一構成例として、子機では、無指向性のアンテナを備え、当該無指向性アンテナを用いて無線通信を行う。
【0062】
一構成例として、親機では、子機に対して問い合わせ信号を送信するタイミングなどとして、所定の周期のタイミング、或いは、所定のタイミングが用いられる。なお、所定の周期としては、種々な周期が用いられてもよい。
他の構成例として、親機では、使用者からの子機位置情報検出指示を受け付ける子機位置情報検出指示受け付け手段を備え、子機に対して問い合わせ信号を送信するタイミングなどとして、子機位置情報検出指示受け付け手段により使用者から子機位置情報検出指示を受け付けた時点に応じたタイミングを用いる。なお、子機位置情報検出指示受け付け手段としては、例えば、使用者により操作されるボタンやキーなどを用いて構成することができる。
【0063】
一構成例として、親機では、複数の子機に対して、それぞれの子機からの応答のタイミングがずれるように、応答のタイミングを指示する。なお、応答のタイミングを指示する態様としては、例えば、受信希望タイミングを通知する態様を用いることができる。
一構成例として、親機では、複数の子機に対して、距離が近い子機から遠い子機への順で、応答のタイミングを指示する。なお、それぞれの子機の距離としては、例えば、過去に検出された値が用いられてもよく、或いは、予想値などが用いられてもよい。
【0064】
一構成例として、親機から子機への無線通信と子機から親機への無線通信とで、同一の周波数が用いられる。また、親機と子機とで異なる周波数を用いることも可能であり、例えば、複数の子機が存在するような場合などに、問い合わせと応答を並行して行うことが可能であるという利点がある。
一構成例として、親機と子機との間の無線通信のタイミングに基づいて子機の位置情報を検出する方法を用いる動作状態と、親機や子機における受信信号の受信電界強度に基づいて子機の位置情報を検出する方法を用いる動作状態とを切り替える子機位置情報検出方法切替手段を備える。
【0065】
一構成例として、親機では、子機から無線により送信される応答信号を複数受信する場合には、最も早いタイミングで受信される応答信号を採用する。これにより、マルチパス環境に対応する。
【0066】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
本実施例では、携帯型の1個の親機と携帯型の複数個の子機から構成される位置情報検出システムを示し、親機は例えば所定の集団に属する者を管理する代表者(使用者)により携帯され、それぞれの子機は当該集団に属する代表者以外のそれぞれの者(使用者)により携帯される。
【0067】
なお、親機の数としては複数個であってもよく、また、子機の数としては1個であってもよい。
また、本実施例では、複数個のアンテナを備えた親機と、1個のアンテナを備えた子機を示すが、親機のアンテナの数としては1個であってもよく、また、子機のアンテナの数としては複数個であってもよい。
【0068】
第1実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
図1には、本例の位置情報検出システムの構成例を示してある。
本例の位置情報検出システムは、位置情報検出用の親機1と、位置情報検出用の子機2から構成されている。なお、位置情報としては、距離に関する情報や、方向に関する情報がある。
【0069】
親機1には、無線データを生成する無線データ生成部11と、送信処理を行う送信部12と、アンテナを切り替えるアンテナ切替部13と、受信処理を行う受信部14と、子機2の距離や方向を導き出して検出する距離・方向導出部15と、検出される子機2の距離や方向などの情報を画面に表示する表示部16と、指向性アンテナを有する複数であるN個の指向性アンテナ部A1〜ANが備えられている。
【0070】
子機2には、無指向性アンテナを有する1個の無指向性アンテナ部21と、受信処理を行う受信部22と、受信信号の電界強度(受信電界強度)を検出する電界強度検出部23と、無線データを生成する無線データ生成部24と、無線データの送信タイミングを可変に調整する可変遅延部25と、送信処理を行う送信部26と、伝播の遅延を検出する伝播遅延検出部27が備えられている。
【0071】
本例の親機1や子機2により行われる動作の一例を示す。
本例では、親機1から子機2に対して問合せをした際に、子機2が親機1に対して応答する位置情報検出システムを構成してある。
親機1は、子機2との距離を検出するときに、当該子機2の識別符号を含む無線データ(問い合わせ信号)を送信する。
【0072】
無線受信状態の子機2は、自機(当該子機2)の識別符号を予めメモリなどに保持しており、親機1から受信した無線データ(問い合わせ信号)に含まれる識別符号が保持している識別符号と一致した場合にのみ、当該無線データを取り込んで、例えば応答信号を返送するなどの以降の処理を行う。
なお、識別符号としては、必ずしも子機2毎に異なる必要はなく、同一の子機グループに属する複数の子機2に同一の識別符号を設定するようなことも可能である。
【0073】
以上のように、本例の位置情報検出システムでは、子機2の識別符号を含む無線データを親機1から子機2に送信した際に、当該子機2が応答し、これにより、親機1は検出した子機2の距離や方向を表す情報を表示部16により使用者に対して表示する。
【0074】
従って、本例の位置情報検出システムでは、親機1を携帯する人と子機2を携帯する人との距離や方向を簡便に検出するに際して、例えば、子機2からの無線データ送信を必要最小限、最短送信時間とすることが可能であり、子機2の消費電力を抑えることができる。親機1においても、子機2の距離や方向を検出したいときにだけ送信や受信や表示を行うことができるため、消費電力を抑えることができる。また、従来のシステムのように子機の送信電波を親機が捕まえる構成に対して、本例では、子機2の送信が不連続で且つ送信時間を最短としているため、子機2の距離や方向を従来のシステムで把握することは難しく、セキュリティ性が高い。
【0075】
なお、本例の位置情報検出システムでは、無線通信を利用して携帯型の距離や方向の計測システムを構成しているため、例えば従来のように人による操作を主として計測するようなシステムと比べて、(1)低消費電力化や、(2)セキュリティの向上や、(3)距離や方向の検出精度の向上や、(4)騒音の多い場所などの環境によらずに使用者にとって分かりやすい表示を行うことや、(5)迅速に子機2の距離や方向を表示することや、(6)使用者による操作を容易化することを図ることが可能である。
【0076】
また、本例の位置情報検出システムでは、例えば三角推量のような方法ではなく、1個の親機1と1個の子機2とで距離や方向を検出することができる。
また、複数の子機2が存在する場合には、それぞれの子機2の識別符号を異ならせることにより、これら複数の子機2の距離や方向をそれぞれの子機2毎に計測することが可能となる。
なお、親機1の識別情報(ID情報)は、設けられてもよく、或いは、設けられなくともよい。
【0077】
また、本例のような親機1や子機2では、装置構成が簡単であり、また、親機1と子機2とが直接的に通信することから、基地局装置や衛星も不要であるため、例えば、携帯電話の付加サービスではなく、玩具などのように安価で簡易な用途の独立型のシステムとして構成することも可能である。なお、本例のようなシステムを携帯電話の付加サービスなどとして実施することも可能である。
【0078】
また、本例のような位置情報検出システムの用途としては、一例として、教師が複数の生徒を連れて修学旅行などへ行く場合に、教師が親機1を携帯して、それぞれの生徒に子機2を持たせて、教師がそれぞれの生徒の動きを把握するようなことができる。この場合、親機1では、それぞれの子機2が存在するおおよその距離や方向が簡単な操作でわかればよい。
また、他の例として、サバイバルゲームで、敵と味方の識別に利用することも可能である。
【0079】
また、本例では、親機1の指向性アンテナ部A1〜ANを用いて、2台の無線機(親器1と子機2)の距離を検出する構成を示したが、他の構成例として、親機1に1個の指向性アンテナ部のみを備えてもよく、この場合、親機1の使用者が当該指向性アンテナ部のアンテナの方向を手で動かして調整してもよい。
【0080】
また、親機1で指向性アンテナを用いる場合には、1個の指向性アンテナのみを備える構成においても、子機2からの返答(応答信号)を受信することができたときには、当該子機2の存在する方向を把握することが可能である。つまり、指向性アンテナにより返答が受信されれば指向性アンテナが向く方向に子機2が存在するとみなされ、指向性アンテナにより返答が受信されなければ、指向性アンテナが向く方向に子機2が存在しないとみなされる。
【0081】
なお、本例の親機1では、無線データ生成部11や送信部12やアンテナ切替部13の機能により問い合わせ信号送信手段が構成されており、指向性アンテナ部A1〜ANやアンテナ切替部13や受信部14の機能により応答信号受信手段が構成されており、距離・方向導出部15の機能により子機位置情報検出手段が構成されており、表示部16の機能により子機位置情報出力手段が構成されている。
【0082】
また、本例の子機2では、例えば受信部22などにおいて識別情報である識別符号を記憶する機能により識別情報記憶手段が構成されており、アンテナ部21や受信部22の機能により問い合わせ信号受信手段が構成されており、無線データ生成部24や送信部26やアンテナ部21の機能により応答信号送信手段が構成されている。
【0083】
第2実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
なお、本例の位置情報検出システムの構成は、上記第1実施例の図1に示したものと同様であるため、同図を参照して説明する。
本例の位置情報検出システムでは、親機1から子機2に対して無線データ(問い合わせ信号)を送信することにより問い合せをする際に、親機1の受信受付タイミング(受信希望タイミング)を当該無線データに含めて子機2に送信する。子機2は、親機1から通知される受信受付タイミングに合わせて応答信号の無線送信を行う。
【0084】
図2には、親機1と子機2との間で行われる無線通信における送受信のタイミングの一例を示してある。
親機1は問い合わせ信号により送信許可を送信し、当該送信許可は遅延Aだけ遅れて子機2に到達する。また、親機1は、送信許可を送信した後に所定の受信待機時間が経過したタイミング(受信受付タイミング)で、子機2からの応答信号の受信の有無を確認する。そして、親機1は、子機2からの応答信号の受信の有無(受信良否)を表す信号を、子機2に対して送信する。当該信号は、遅延Aだけ遅れて子機2に到達する。
【0085】
一方、子機2は、初めは送信許可を受信した後に所定の送信待機時間が経過したタイミングで応答信号を送信するが、これでは当該応答信号が親機1の受信受付タイミングに到達しないため、可変遅延部25により応答信号の送信タイミングをずらしていく。ここで、子機2からの応答信号は遅延Bだけ遅れて親機1に到達する。また、子機2は、少なくとも親機1により正しく受信される応答信号の送信タイミングに係る伝播遅延を特定する情報を伝播遅延検出部27により検出して、当該情報を応答信号に含めて親機1へ送信する。
【0086】
また、本例では、親機1は問い合わせ信号に子機2の識別符号を含め、子機2は自機(当該子機2)宛ての識別符号を有する問い合わせ信号を受信したときにのみ、親機1に対して応答信号を返信することを開始する。
【0087】
なお、受信待機時間は、例えば、親機1と子機2のそれぞれにより、システム固定値としてメモリなどに保持される。
又は、受信待機時間としては、例えば、親機1が適宜設定することが可能として、親機1からの最初の送信で子機2に通知するような構成とすることも可能である。
【0088】
上記図2に示されるように、親機1が無線送信してから子機2が受信するまでの伝播遅延と、子機2が無線送信してから親機1が受信するまでの伝播遅延が、親機1と子機2との距離に比例して生じる。このため、親機1の受信受付タイミングに合うように子機2が送信するということは、受信受付タイミングより伝播遅延分(遅延A+遅延B)だけ先に子機2が送信を行う必要がある。
【0089】
子機2は、最初は予め設定された伝播遅延値だけ先に応答信号を送信するが、次回以降は親機1から送信された無線データ内の受信受付結果(受信良否)を参照して伝播遅延値を調整或いは維持して応答信号を送信する。このようにして、親機1と子機2との無線通信を繰り返して行うことにより、子機2は正しい伝播遅延値を得ることができ、得られた正しい伝播遅延値を無線データ(応答信号)に含めて親機1へ送信し、親機1は当該伝播遅延値から親機1と子機2との距離を導出して表示部16に表示する。
【0090】
以上のように、本例の位置情報検出システムでは、親機1と子機2との無線通信における伝播遅延時間に基づいて親機1と子機2との距離を検出し、検出した距離に関する情報を親機1で表示する。一例として、親機1と子機2との距離は、無線信号の伝播遅延時間と当該無線信号の伝播速度に基づいて、(距離=伝播速度×往復の伝播遅延時間÷2)により求められる。
なお、本例の子機2では、無線データ生成部24や可変遅延部25や送信部26や伝播遅延検出部27の機能により応答信号送信手段が構成されている。
【0091】
ここで、従来のシステムでは、子機が送信する信号の電界強度により親機1と子機2との距離を把握しているが、電界強度は同一の場所でもアンテナの向き等で大きく変化してしまうため、大雑把にしか把握することができない場合もあった。これに対して、本例のシステムでは、子機1が送信する信号の電界強度によらず、正確に親機1と子機2との距離を計測することができる。
【0092】
また、本例の位置情報検出システムでは、子機2において返信のタイミングを可変に調整することができる。
このため、例えば、送受信に同一の周波数を使用する場合、返信タイミングと連動して受信タイミングが変化するかを確認することにより単純な反射波と区別することができ、或いは、反射波と一部重なるなどして良好に受信することができないときに返信タイミングをずらして対応することができる。
【0093】
また、例えば、子機2が複数設けられる場合、それぞれの子機2に返信タイミングを適当に割り振ることにより、単一の周波数でそれぞれの子機2からの返信を1個の親機1により重ならずに受信することができる。この場合、親機1は、直前に測定したそれぞれの子機2の距離を保持しておき、当該距離が最短のものから順に返信タイミングを割り当てていくのが好ましい。
【0094】
本例では、複数の子機2が存在する場合に、親機1からそれぞれの子機2へ希望の受信タイミング(受信受付タイミング)を通知することにより、それぞれの子機2からの返信タイミングをずらすことができる。また、状況に応じて、希望の受信タイミングを調整することができる。
【0095】
また、子機2は、親機1が指定した受信受付タイミングに到達させることができるように遅延時間を調整して、応答信号を返送する。
このため、親機1の表示倍率を上げる(測定範囲を拡大する)場合には子機2からの返送までの遅延時間を広げる一方、表示倍率を下げる(測定範囲を縮小する)場合には子機2からの返送までの遅延時間を狭めることにより、1個の子機2の測定時間を最短にすることが可能である。
【0096】
また、本例では、電波の到達遅延から距離を導出するに際して、親機1と子機2との無線通信の成否によって、遅延時間を子機2が求めている。このため、親機1で高精度な遅延時間検出器を用いないことから、安価な構成とすることが可能であり、高精度な遅延時間を検出するための高精度な同期処理や高精度な時間計測機能を不要とすることができる。
【0097】
また、本例の位置情報検出システムにおいて、親機1が、複数の指向性アンテナ部A1〜ANから問い合わせ信号を順次送信するような構成とすることも可能である。この場合、例えば、遅延時間が全く未知であり親機1が全ての指向性アンテナ部A1〜ANからの問い合わせに対する返信を得ることができないときもあるため、いずれの指向性アンテナ部A1〜ANからの送信に対する返信であるのかを区別するために、指向性アンテナ部A1〜AN毎に識別情報を設けることも可能である。親機1は、使用する指向性アンテナ部A1〜ANの識別情報を含んだ問い合わせ信号を送信し、子機2は受信した問い合わせ信号に含まれる指向性アンテナ部A1〜ANの識別情報を当該問い合わせに対する応答信号に含めて送信する。
【0098】
また、他の例として、親機1からの問い合わせ信号の送信間隔を十分にあけることにより送信アンテナ毎の識別情報を不要とすることも可能であり、或いは、送信番号を表す送信都度符号をカウントアップさせるフレーム番号方式を用いることも可能であり、或いは、例えば第1のアンテナから第1の子機、第2の子機、・・・、第m(mは2以上の整数)の子機へ順に送信して、その後、第2のアンテナから第1の子機、第2の子機、・・・、第mの子機へ順に送信して、・・・といったように、親機1からの送信順序をアンテナ毎に複数の子機へ送信する順序とする送信順制御方式などを用いることができる。
【0099】
第3実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
図3には、本例の位置情報検出システムの構成例を示してある。
本例の位置情報検出システムの構成は、例えば、親機1の受信部14と距離・方向導出部15との間に子機2からの受信タイミングを計測する伝播遅延検出部31が備えられており、子機2に伝播遅延検出部27が備えられていない点を除いては、上記第1実施例の図1に示した構成と同様であり、同様な部分については同一の符号を付して示してある。
【0100】
本例の位置情報検出システムでは、伝播遅延値の計測を親機1の側で行う。
具体的には、親機1は受信受付タイミング(受信希望タイミング)の情報を含む問い合わせ信号を送信し、当該問い合わせ信号を受信した子機2は親機1に対して応答信号を送信する。この場合、子機2は親機1の受信受付タイミングに対して伝播遅延時間が0秒となるように或いは予め設定された伝播遅延時間だけ先に送信し、親機1は子機2からの応答信号の受信タイミングについて子機2に指示した受信受付タイミングからのずれを検出する。親機1は、当該ずれから親機1と子機2との距離を導出して表示部16に表示する。
【0101】
また、本例では、親機1は問い合わせ信号に子機2の識別符号を含め、子機2は自機(当該子機2)宛ての識別符号を有する問い合わせ信号を受信したときにのみ親機1に対して応答信号を返信する。
【0102】
以上のように、本例の位置情報検出システムでは、親機1が子機2との無線通信における伝播遅延時間から親機1と子機2との距離を検出し、検出した距離を親機1により表示する。
従って、本例の位置情報検出システムでは、例えば、子機2が送信する信号の電界強度によらず、正確に親機1と子機2との距離を計測することができる。また、本例では、子機2からの送信が1回だけでも、親機1の側で通信タイミングのずれを検出することが可能である。
なお、本例の親機1では、伝播遅延検出部31や距離・方向導出部15の機能により子機位置情報検出手段が構成されている。
【0103】
第4実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
なお、本例の位置情報検出システムの構成は、上記第1実施例の図1或いは上記第3実施例の図3に示したものと同様であり、本例では、上記図1を参照して説明する。
本例の位置情報検出システムでは、親機1が1個以上の指向性アンテナ部A1〜ANを用いて問い合わせ信号を送信し、子機2が当該問い合わせ信号の受信時の電界強度を電界強度測定部23により測定する。
【0104】
図4には、指向性アンテナを用いて無線送信した場合における電界強度の分布の一般的な例を示してある。
同図では、親機1に備えられた1個の指向性アンテナAiから信号を無線送信する場合を示してあり、各エリアA、B、C、Dの電界強度は、エリアA>エリアB>エリアC>エリアDとなっている。このため、子機2が親機1から受信した信号の電界強度から、当該子機2がいずれのエリアに存在するのかを把握することができる。
【0105】
また、親機1では、2個以上の指向性アンテナ部A1〜ANを用いることにより、子機2の存在位置を更に細かく特定することができる。
図5には、3個の指向性アンテナから無線送信する場合における電界強度の分布の一例を示してある。
同図では、親機1が90度の範囲に3個の指向性アンテナを有する場合を示してあり、各指向性アンテナによる電界強度の分布から、識別可能なエリアを更に細かく区別することができる。
【0106】
子機2は、親機1の各指向性アンテナから送信される無線データ(問い合わせ信号)に対して検出される受信電界強度を、その都度、応答信号により親機1に通知し、親機1は当該問い合わせ信号の送信に用いた指向性アンテナで当該応答信号を受信する。そして、親機1は、指向性アンテナ毎に子機2から通知された受信電界強度を保持し、当該受信電界強度に基づいて子機2が存在するエリアを特定する。子機2が存在するエリアが特定されると、親機1から見た子機2の距離や方向が把握される。親機1は、指向性アンテナの向きに対応した表示部16に親機1から見た子機2の距離や方向を表示する。
【0107】
このように、本例の位置情報検出システムでは、親機1が複数の指向性アンテナから、順次、子機2の識別符号を含む問い合わせ信号を送信し、当該識別符号に対応する子機2が親機1の送信アンテナ毎に受信した問い合わせ信号の電界強度を含む応答信号を親機1に対して送信し、親機1が子機2から通知される受信電界強度の分布から子機2の距離や方位(方角)を算出する。この場合、親機1は、例えば、前後左右など複数の方向に送信を行い、当該送信の1つ1つに対する子機2の受信電界強度の値の幾つか或いは全てを用いて子機2のエリアを特定する。
【0108】
なお、子機2の方向を検出するための単純な方式として、子機2が受信した電界強度が一番高い方向が、子機が存在する方向であるとする方式を用いることができる。
また、子機2の距離や方向を検出するための方式として、親機1からの各送信方向における子機2の受信電界強度の分布データの実測値を親機1に予め保持しておき、本例のシステムが使用されるときに、直線補間などを用いて傾向が最も似ているエリアを特定するような方式を用いることも可能である。本方式では、親機1の指向性アンテナの数(或いは、測定する方向の数)を増やすことにより、保持する実測値は増えるが、子機2が存在すると予測されるエリアの確実度を高めることができる。
【0109】
以上のように、本例の位置情報検出システムでは、親機1に異なる方向を向いた2個以上の指向性アンテナ部A1〜ANや無線データを送受信する指向性アンテナ部A1〜ANを切り替えるアンテナ切替部13を備え、子機2に親機1からの受信信号の電界強度を検出する電界強度検出部2を備えて、親機1の指向性アンテナの向きと子機2が受信した電界強度から、親機1から見た子機2の距離や方向を導出して、当該距離や方向を親機1で表示する。
なお、本例の子機2では、電界強度検出部23の機能により受信レベル検出手段が構成されている。
【0110】
従って、本例の位置情報検出システムでは、親機1は同時には1個の指向性アンテナからしか無線データを送信せずに、自動的に順次アンテナを切り替えて送信と受信を行うため、人が親機1のアンテナの方向を調整しながら子機2を探す必要がなく、子機2の方向を迅速に検出することができる。
【0111】
また、子機2が親機1からの受信電界強度を測定するため、測定が子機2の送信パワーに影響されない。ここで、子機2の送信パワーは、子機2の電池消耗により変動する可能性がある。つまり、子機2から発信される信号の電界強度を親機1により検出する場合には子機2の電池消耗と距離の遠さを区別することが困難であるが、本例の場合には、子機2の電池消耗を親機1から推測することが可能である。
【0112】
また、親機1の指向性アンテナによる子機2からの受信電界強度から子機2の方向を決定する場合には、指向性アンテナの数だけ復調及び電界強度測定部を備えるか、或いは、確実に指向性アンテナの数だけ子機2に返信を繰り返させる必要があり、本例のように、子機2が受信することができた分(例えば、回数はアンテナ数以下)だけ子機2から返信する構成の方が効率的である。
【0113】
また、例えば、親機1が同一の指向性アンテナから問い合わせ信号を複数回送信して、子機2が親機1からの複数回の受信計測値(受信電界強度)の平均値を親機1に対して返答するような構成とすることも可能であり、この場合、子機2による電力消費を増大させること無く、受信電界強度の精度を高めることができる。
【0114】
第5実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
なお、本例の位置情報検出システムの構成は、上記第1実施例の図1或いは上記第3実施例の図3に示した構成において、親機1に電界強度検出部(受信レベル検出手段)を備えたような構成となっている。
本例の位置情報検出システムでは、親機1により子機2からの信号の受信電界強度を検出する。
【0115】
具体的には、親機1は、例えば、全ての指向性アンテナ部A1〜ANからいっせいに子機2の識別符号を含む問い合わせ信号を送信し、或いは、指向性アンテナ部A1〜ANとは別に備えられた無指向性アンテナから子機2の識別符号を含む問い合わせ信号を送信し、これに応じて、対応する子機2が親機1に対して応答信号を返信し、親機1が当該返信の各指向性アンテナ部A1〜ANによる受信電界強度を検出して子機2の距離や方向を決定する。
【0116】
又は、親機1は、複数の指向性アンテナ部A1〜ANから、順次、子機2の識別符号を含む問い合わせ信号を送信し、対応する子機2からの応答信号の返信を各指向性アンテナ部A1〜ANにより受信して、受信電界強度を測定して子機2の距離や方向を決定する。
【0117】
以上のように、本例の位置情報検出システムでは、親機1が各指向性アンテナによる子機2からの応答信号の受信電界強度を検出し、当該検出結果から子機2の距離や方向を検出して表示する。
従って、例えば、親機1に備えられた複数の指向性アンテナについてまとめて処理を行うことにより子機2の距離や方向の測定時間を短くすることができ、また、子機2では受信電界強度を測定して当該測定結果を無線フレーム(応答信号)に挿入する機能が不要となるため、子機2の小型化を図ることができる。
【0118】
なお、本例のように、親機1により検出される受信電界強度を利用する場合には、一例として、各指向性アンテナの指向性データを等利得曲線の直線近似として保持しておき、各指向性アンテナによる利得から近似曲線を求めることにより、その交点から子機2の方向を推測することが可能である。
【0119】
また、例えば、子機2が親機1に対して応答信号を複数回送信して、親機1が子機2からの複数回の受信計測値(受信電界強度)の平均値に基づいて子機2の距離や方向を検出するような構成とすることも可能である。
また、例えば、子機2が親機1からの1又は複数回の問い合わせ信号の受信電界強度を検出して当該検出結果を親機1に通知するとともに、親機1が子機2からの1又は複数回の応答信号の受信電界強度を検出し、親機1などにおいてこれらの受信電界強度の検出値を平均化して、当該平均値に基づいて子機2の距離や方向を検出するような構成とすることも可能である。
【0120】
第6実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
なお、本例の位置情報検出システムの構成は、上記第4実施例或いは上記第5実施例に示したものと同様な構成となっている。
本例では、子機2の方向を検出する方法の具体例を示す。
一例として、複数得られる受信電界強度の上位(最大値)から2個或いは3個などのデータの比を取り、当該比の実測値を記憶しているテーブルの記憶内容と比較することにより、複数の指向性アンテナのすき間を補間することが可能である。この場合、上位から2個或いは3個などの受信電界強度としては、例えば、到来遅延時間が最短のものとほぼ等しいものの中から選択するようにして、信頼性を高めることが可能である。
【0121】
他の例として、遅延時間と受信電界強度との両方を用いて子機2の方向を検出することも可能である。通常、遅延時間に基づく子機2の距離の測定の方が、受信電界強度に基づく子機2の距離の測定と比べて、精度が高い。
なお、遅延時間に基づいて子機2の距離を検出する方法としては例えば上記第2実施例や上記第3実施例で示したのと同様な方法を用いることが可能であり、受信電界強度に基づいて子機2の距離や方向を検出する方法としては例えば上記第4実施例や上記第5実施例で示したのと同様な方法を用いることが可能である。
【0122】
例えば、指向性アンテナに関する等利得曲線をテーブルに保持しておいて測定値に近いものを検索する方法により子機2の距離及び方向(方角)を同時に決定するとともに、無線通信における遅延時間に基づいて子機2の距離を決定し、これら2つの方法により求められた子機2の距離が異なる場合には、当該遅延時間に基づく距離を採用するとともに、受信電界強度から求められた子機2の方向を補正するような構成とすることが可能である。
【0123】
また、子機2の方向の補間方法の一例を示す。
本方法では、親機1に備えられた隣り合う2個の指向性アンテナの指向性の合間の方向に対する双方のアンテナ利得の比、及びメインビームの中央における最大利得と双方のアンテナ利得のうち大きい方(最候補)の利得との比、を方向(角度)と対応付けて記憶するテーブル(受信レベル位置情報対応記憶手段)を親機1に備える。
【0124】
(1)まず、親機1は、指向性アンテナの数だけ検出される子機2からの受信電界強度及び伝搬遅延時間の組のうち、遅延時間が最短のものを探す。(2)次に、親機1は、最短時間±所定の範囲(例えば、所定%)に収まる組(ここで、最短時間組と言う)を抽出する。(3)次に、親機1は、抽出した組から受信電界強度が最大である組(最候補)を検索する。
【0125】
(4)次に、親機1は、受信電界強度が最大である組の両隣のうち、最短時間組に含まれて且つ受信電界強度が大きい方(2番候補)を検索する。(5)次に、親機1は、最候補と2番候補とのアンテナ利得(受信電界強度)の比を取り、テーブルを参照して最も近いものから方向(角度)を得る、或いは、直線補間などして近似値を計算して方向(角度)を得る。なお、2番候補が無い場合には、当該比はゼロ(0)であるとする。
【0126】
(6)また、親機1は、最候補の受信電界強度に最大利得との比を掛けて、仮に子機2がその距離でちょうどメインビームの方向に存在するとした場合におけるアンテナ利得を推定する。(7)そして、親機1は、推定したアンテナ利得から、計算或いは別に備えたテーブルにより、距離を求めることも可能である。
【0127】
図6には、親機1から見た子機2の方向(角度)と、親機1に備えられた隣り合う2個の指向性アンテナの指向性の合間の方向に対する双方のアンテナ利得の比(利得との比)と、メインビームの中央における最大利得と双方のアンテナ利得のうち大きい方(最候補)の利得との比(最大利得との比)との対応関係を格納するテーブルの一例を示してある。
【0128】
同図の例では、親機1に備えられる指向性アンテナの間隔が45度である場合を示してあり、この場合、奇関数となるため、−22.5〜0度については省略してある。具体的には、利得との比は、角度22.5度に対して0.5となり、角度が小さくなるほど小さくなる。また、最大利得との比は、角度0度に対して1.0となり、角度が大きくなるほど小さくなる。
【0129】
なお、このようなテーブルではなく、例えば、多項式を使用した近似関数などを用いて角度と所定の値とを対応付けることも可能である。
また、本例では、2個の指向性アンテナによる測定データ以外は使用しないが、例えば、測定値をフーリエ展開して基本波の位相を求めて到来角度を決定するような方法などを用いて、多くのデータを利用することも可能であり、特に、指向性が鋭くないようなときに有効である。
【0130】
第7実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
本例の位置情報検出システムでは、親機の形態に特徴があり、これについて説明する。
なお、本例の親機や子機の内部の構成としては、例えば、上記第1実施例の図1或いは上記第3実施例の図3に示したものと同様である。
【0131】
図7には、本例の親機41の外観の一例を示してある。
本例の親機41は、正面から見ると円状の形状を有しており、円状の表示部51を備えている。表示部51には、水平・垂直メモリ53が表示されており、その中心が当該親機41の位置を示している。また、表示部51には、検出された子機の位置(距離及び方向)を表すマーク54が表示され、また、当該子機との距離を表す数字(例えば、“50m”)が表示される。
【0132】
また、本例の親機41は、上部に、使用者からの指示を受け付ける検出指示ボタン52を備えている。
使用者が検出指示ボタン52を押下すると、これに応じて親機41は、所定の子機の識別符号を含む問い合わせ信号を無線により送信し、当該問い合わせに対して対応する子機から応答があった場合には、当該子機の距離や方向を検出して、当該検出結果を表示部51に表示出力する。
【0133】
また、親機41では、他の例として、所定の周期に従ったタイミングで、所定の子機の識別符号を含む問い合わせ信号を無線により送信して、これにより、子機の位置情報を検出することも可能である。
【0134】
以上のように、本例の位置情報検出システムでは、人が検出指示ボタン52を押下した時や周期的に、親機41が子機の存在する距離や方向を確認して表示部51に表示するため、例えば、騒音が大きい場所等であっても使用者に的確に子機の位置情報を伝えることができ、また、使用者は、無線についての知識や無線機器の操作技能などがなくても、親機41を容易に操作することができ、迅速に検出結果を得ることができる。
【0135】
また、親機41では、表示部51と共に或いは表示部51の代わりに、外部出力部等を設けることにより、子機の距離や方向に関するデータを容易に迅速に出力して外部へ伝達することができる。
なお、本例の親機41では、表示部51の機能により子機位置情報出力手段が構成されており、検出指示ボタン52の機能により子機位置情報検出指示受け付け手段が構成されている。
【0136】
第8実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
本例の位置情報検出システムの構成は、例えば、上記第2実施例或いは上記第3実施例に示したように無線通信における遅延時間に基づいて子機2の距離を検出する構成と、上記第4実施例或いは上記第5実施例に示したように受信電界強度に基づいて子機2の距離や方向を検出する構成とを組み合わせた構成となっており、更に、親機1や子機2には、遅延時間に基づく検出方法と受信電界強度に基づく検出方法とを切り替える子機位置情報切替機能を備えている。
【0137】
そして、親機1及び子機2では、遅延時間に基づく検出方法が使用されるときには、遅延時間に基づいて子機2の距離を検出する処理を行い、受信電界強度に基づく検出方法が使用されるときには、受信電界強度に基づいて子機2の距離や方向を検出する処理を行う。
【0138】
なお、いずれの検出方法を使用するかは、例えば、親機1やその使用者により制御されてもよく、子機2やその使用者により制御されてもよく、或いは、親機1や子機2以外の制御機器により制御されてもよい。また、検出方法を制御する機器では、例えば、検出方法を変更する場合などには、その指示を他の機器に対して通知する。
【0139】
第9実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
本例では、親機1と子機2との間の無線通信における同期処理の一例を示す。
親機1と子機2との通信同期を確保することは、特に、例えば上記第3実施例で示したように親機1が子機2からの応答信号の到達遅延時間を測定するような場合に有効となる。
【0140】
図8(a)には、加入者無線アクセスシステム(FWA:Fixed Wireless Access)で用いられる下り(親機から子機への)無線フレームの構成例を示してある。当該フレームは、300ビット分のガードタイム(G)と、バーストヘッダ(H)と、データが先頭から順に配置されて構成されている。
図8(b)には、バーストヘッダの構成例を示してある。当該バーストヘッダは、100ビット分のビット同期信号と、31ビット分のフレーム同期信号と、識別信号が先頭から順に配置されて構成されている。
【0141】
本例では、図8(a)、(b)に示したようなフレームと同様な構成を有するフレームを用いて、親機1と子機2との通信同期を確立する。
具体的な手順としては、まず、親機1では、送信するフレームの先頭において、ガードタイム、ビット同期信号、フレーム同期信号を送信し、その直後の時点(例えば図8(b)中の時点A)において、子機2では、親機1から受信されるこれらの信号に基づいてフレーム同期を確立し、以降においてデータの送受信を行う。
【0142】
第10実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
本例では、親機1に備えられるアンテナの構成例を示す。
一般に、アンテナのサイズは周波数に依存する。一例として、加入者無線アクセスシステム(FWA)で使用される26GHzの周波数に対応するアンテナでは、ビーム方向を可変することができ、弁当箱程度の大きさに収めることが可能である。
【0143】
親機1をポータブルとするためには、アンテナを小型化して、アンテナの数が少ない方が適している。
そこで、一例として、アンテナを複数備える場合に、指向性を持たせた誘電体アンテナ(チップアンテナ)を使用することとし、複数の誘電体アンテナを全周囲に等間隔で配置するような構成とする。
図9には、指向性を持たせた誘電体アンテナ素子B1〜B8を放射状に等間隔で並べた構成例を示してある。
【0144】
通常、計算により指向性アンテナのビームの間を補間して子機2の方向を算出するような場合には、アンテナ利得はメインビームから両側(360÷アンテナ数)度の区間ではメインビームの中心から外れるほど単調減少してつまりその区間にサイドローブがないことが好適であり、更に、なるべく指向性が強いものが好適である。
【0145】
また、他の構成例として、複数の指向性アンテナを備える親機1では、隣り合う指向性アンテナから同時に送信を行ってこれらの指向性アンテナからのビームを合成することにより、ビーム数を2倍として、アンテナ数を減少させるような構成とすることも可能である。
【0146】
第11実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
本例では、子機2における省電力化を図る構成例を示す。
本例の子機2では、待機時には受信部22のみに給電し、受信部22により親機1からの送信キャリアを検出した後に他の処理部の電源を入れることとし、送信部26への給電は、親機1からの問い合わせ信号に含まれる子機2の識別符号の一致を確認した後に行う。なお、このような構成では、受信待機時間が十分に長く確保されるのが好ましい。
【0147】
第12実施例に係る位置情報検出システムを説明する。
本例では、マルチパス環境に対する対策の一例を示す。
本例の親機1や子機2では、好ましい態様として、ビル街などのマルチパス環境においては、最大強度の受信信号ではなく、最短時間の受信信号の方向を採用する。具体的には、マルチパス対策として、信号の伝搬遅延時間が最小の方向を検索するのが好ましい。なお、方向分解能は、アンテナの数と同等となる。
【0148】
ここで、本発明に係る位置情報検出システムや親機や子機などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。なお、本発明は、例えば本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムなどとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【0149】
また、本発明に係る位置情報検出システムや親機や子機などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【0150】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る位置情報検出システムによると、例えば、親機からの問い合わせ信号に応じて子機が応答信号を返信する構成や、親機からの問い合わせ信号に子機の識別情報を含めて当該識別情報に対応する子機が応答する構成や、子機からの応答のタイミングを調整することが可能な構成や、親機が1又は複数の指向性アンテナを使用する構成や、親機や子機を携帯型として人により携帯させる構成などを用いて、無線通信における遅延時間や受信電界強度に基づいて親機に対する子機の距離や方向を検出して表示などするようにしたため、子機の識別性や、子機の距離や方向の検出処理の効率化や、子機による消費電力の効率化などといった点で、効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る位置情報検出システムの構成例を示す図である。
【図2】本発明の第2実施例に係る親機と子機との間での伝搬遅延の一例を示す図である。
【図3】本発明の第3実施例に係る位置情報検出システムの構成例を示す図である。
【図4】本発明の第4実施例に係る指向性アンテナの電界強度の分布の一例を示す図である。
【図5】本発明の第4実施例に係る複数の指向性アンテナの電界強度の分布の一例を示す図である。
【図6】本発明の第6実施例に係る利得との比と最大利得との比と方向(角度)との対応関係の一例を示す図である。
【図7】本発明の第7実施例に係る親機の構成例を示す図である。
【図8】フレームの構成例を示す図である。
【図9】誘電体アンテナを用いた構成例を示す図である。
【符号の説明】
1、41・・親機、 2・・子機、 11、24・・無線データ生成部、
12、26・・送信部、 13・・アンテナ切替部、 14、22・・受信部、
15・・距離・方向導出部、 16・・表示部、 21・・アンテナ部、
23・・電界強度検出部、 25・・可変遅延部、
27、31・・伝播遅延検出部、 A1〜AN・・指向性アンテナ部、
51・・表示部、 52・・検出指示ボタン、 53・・水平・垂直メモリ、
54・・子機の位置、 55・・子機までの距離、
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a position information detection system in which a parent device detects information on a distance and a direction in which a child device exists as position information of the child device, and particularly to an efficient position information detection system.
[0002]
[Prior art]
In the conventional distance detection system, the master unit is a receiver and the slave unit is a transmitter for transmitting radio waves. The distance can be grasped by measuring the loudness of a sound from a speaker of the master unit or the light emitting diode (LED). A person listens to or sees the blinking brightness or interval to determine the distance.
Also, regarding the direction of the slave unit, the person listens to or judges the loudness of the sound, the blinking brightness of the LED, or the interval while changing the direction of the antenna without changing the position of the master unit.
[0003]
Therefore, the detection of distance and direction requires training and experience, and has the following problems (1) to (6).
(1) The slave unit constantly or periodically transmits radio waves, and consumes large power. Therefore, the usable time of the battery is shortened.
(2) There is no particular combination of the parent device and the child device, and the child device in use transmitting radio waves can be found from any parent device, and security is not ensured.
[0004]
(3) Since a person listens or judges the loudness of the sound and the blinking luminance / interval of the LED, the error is large.
(4) Depending on the environment, such as a place with a lot of noise, information may not be correctly obtained from the master unit.
(5) It takes time because a person determines the direction by changing the direction of the directional antenna.
(6) Operation is difficult.
[0005]
In addition, wireless azimuth detection has a similar function from the past for special applications such as illegal radio waves, eavesdropping, animal tracking, but as a product for ordinary people, there is not much technological progress. Is an almost untapped field.
[0006]
An example of a conventional technique relating to a device for detecting the direction of a radio wave is shown (for example, see Non-Patent Documents 1, 2, and 3).
Conventionally, as an example of a direction finding method, an incoming radio wave is received by a pair of elements of a receiving antenna, and an arrival direction is calculated from a phase difference radio wave of a voltage induced in each element. Also, as another example, a large number of antenna elements are arranged concentrically via a reflector, and each element is switched at a high speed to create a directional beam between the element that induced the high voltage and the nearby element. The direction of arrival was calculated from the direction of the beam (for example, see Non-Patent Document 2).
[0007]
[Non-patent document 1]
Haruo Tamaki, "Prototype of Automatic Radio Direction Detector", HAM Journal, No. 71, 1991
[Non-patent document 2]
“Latest Radio Monitoring System”, [online], Tohoku General Communication Bureau: Radio Monitoring Division homepage, [searched February 13, 2003], Internet <URL: http: // www. tbb. go. jp / kanshi / 3-1. html>
[Non-Patent Document 3]
"Medium wave direction detection station", [online], [searched on February 13, 2003], Internet <URL: http: // www. bekoame. ne. jp / tume / uenae02, html>
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional distance detection system and direction detection system, when the parent device detects the distance and direction of the child device, the identification of the child device, the efficiency of the process of detecting the distance and direction of the child device, and the efficiency of the child device are improved. However, there are still some points that are insufficient in terms of efficiency of power consumption.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and provides a position at which a parent device can efficiently detect information on a distance and a direction in which a child device exists as position information of the child device. An object is to provide an information detection system.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the position information detection system according to the present invention, the parent device detects information on one or both of the distance and direction in which the child device exists as the position information of the child device as follows.
That is, the master unit includes an antenna, and the inquiry signal transmitting unit wirelessly transmits the inquiry signal including the identification information of the slave unit whose position information is to be detected from the antenna.
[0011]
In the slave unit, the identification information storage unit stores the identification information of the slave unit, the inquiry signal receiving unit receives an inquiry signal wirelessly transmitted from the master unit, and the response signal transmitting unit includes the inquiry signal receiving unit. When the identification information included in the inquiry signal received by the above corresponds to the identification information stored in the identification information storage means, a response signal is wirelessly transmitted to the master unit.
[0012]
Further, in the base unit, the response signal receiving unit receives a response signal transmitted wirelessly from the slave unit, and the slave unit position information detecting unit determines the position based on the response signal received by the response signal receiving unit. Information about one or both of the distance and the direction of the child device to be detected is detected.
[0013]
Therefore, since a response signal is transmitted from the child device corresponding to the identification information included in the inquiry signal transmitted from the parent device and information on the distance and direction in which the child device exists is detected, for example, in the parent device, The response signal can be transmitted only from the child device corresponding to the identification information included in the inquiry signal, and no response signal can be transmitted (ie, not transmitted) from the other child devices. In addition, since the response signal is transmitted from the corresponding slave in response to the inquiry signal transmitted from the master, it is possible to reduce, for example, unnecessary signal transmission from the slave.
[0014]
Here, as the information on one or both of the distance and the direction in which the child device exists, for example, information about the distance in which the child device exists may be detected as the position information of the child device, and the information about the direction in which the child device exists may be used. The information may be detected as the position information of the child device, or both pieces of information may be detected as the position information of the child device.
Further, various antennas may be used. For example, one or a plurality of directional antennas can be used.
[0015]
Also, various information may be used as the identification information of the slave unit, and for example, information of a number can be used.
Also, the identification information storage means can be configured using, for example, a memory for storing information.
Further, as for the same slave unit, as the identification information of the slave unit included in the inquiry signal and the identification information of the slave unit stored in the identification information storage unit, for example, the same information may be used, Alternatively, information that is different information but is understood to correspond to each other may be used.
[0016]
Further, as the identification information of the slave units, for example, a mode in which different information is set for each slave unit may be used, or the same identification information may be assigned to two or more slave units belonging to the same group. A mode in which information is set may be used, or both modes may be used.
[0017]
In the position information detection system according to the present invention, the parent device detects information on the distance at which the child device exists as the position information of the child device as follows.
That is, the master unit includes an antenna, and the inquiry signal transmitting unit wirelessly transmits an inquiry signal including information on a desired reception timing from the antenna to the slave unit whose position information is to be detected.
[0018]
In the slave unit, the inquiry signal receiving unit receives the inquiry signal wirelessly transmitted from the master unit, and the response signal transmitting unit transmits the information of the desired reception timing included in the inquiry signal received by the inquiry signal receiving unit. The base station adjusts the timing at which the response signal is wirelessly transmitted to the base unit, and wirelessly transmits a response signal including information on the adjusted timing to the base unit.
[0019]
Further, in the base unit, the response signal receiving unit receives the response signal transmitted wirelessly from the slave unit at the desired reception timing transmitted to the slave unit, and the slave unit position information detecting unit receives the response signal. Based on the information on the adjusted timing included in the response signal received by the means, the information on the distance of the child device whose position information is to be detected is detected.
[0020]
Therefore, the slave unit adjusts the transmission timing of the response signal so as to match the desired reception timing notified by the inquiry signal from the master unit to the slave unit, and the master unit adjusts the transmission timing notified by the response signal from the slave unit. Based on the timing, it is possible to detect information on the distance at which the child device exists. In addition, the master unit can control the desired reception timing from the slave unit.
[0021]
Here, various antennas may be used, and for example, one or a plurality of directional antennas can be used.
Various timings may be used as the desired reception timing.
Various information may be used as the information of the desired reception timing, for example, information for specifying the desired reception timing is used.
[0022]
Various modes may be used as the mode for adjusting the timing of transmitting the response signal by the response signal transmitting unit of the slave unit. For example, a mode in which the transmission timing is changed by a predetermined time width, Alternatively, a mode in which the transmission timing is continuously changed can be used.
[0023]
Various information may be used as the information regarding the adjusted timing. For example, information for specifying the adjusted timing can be used. For example, the difference between the adjusted timing and the reference timing can be used. The identifying information can be used.
Further, as the information on the adjusted timing, for example, information on the distance where the slave unit exists can also be used.
[0024]
In the master unit, for example, when the response signal transmitted from the slave unit arrives at the desired reception timing, the master unit receives the response signal while the response signal transmitted from the slave unit deviates from the desired reception timing. , The response signal is not received.
In addition, various methods may be used as a method of detecting the information regarding the distance where the slave exists based on the information regarding the timing adjusted by the slave position information detecting unit of the master, for example, the slave and the slave may be used. A method of detecting information for specifying the distance at which the child device exists based on the delay time in wireless communication between the mobile terminals can be used.
[0025]
As one configuration example, in the slave unit, the response signal transmitting unit wirelessly transmits the response signal to the master unit every time the timing of wirelessly transmitting the response signal to the master unit is changed in a predetermined manner. . In the master unit, the response signal receiving unit attempts to receive a response signal wirelessly transmitted from the slave unit at a desired reception timing transmitted to the slave unit, and when the response signal is received, the slave unit position information detecting unit Detects information related to the distance of the slave unit whose position information is to be detected based on the information related to the adjusted timing included in the received response signal. In addition, as a predetermined mode of changing the transmission timing, for example, a mode of changing the transmission timing by a predetermined time width can be used.
[0026]
In the position information detection system according to the present invention, the parent device detects information on the distance at which the child device exists as the position information of the child device as follows.
That is, the master unit includes an antenna, and the inquiry signal transmitting unit wirelessly transmits an inquiry signal including information on a desired reception timing from the antenna to the slave unit whose position information is to be detected.
[0027]
In the slave unit, the inquiry signal receiving unit receives the inquiry signal wirelessly transmitted from the master unit, and the response signal transmitting unit transmits the information of the desired reception timing included in the inquiry signal received by the inquiry signal receiving unit. Based on this, a response signal is wirelessly transmitted to the parent device at a predetermined timing.
[0028]
Further, in the master unit, the response signal receiving means receives the response signal transmitted wirelessly from the slave unit, and the slave unit position information detecting means determines the timing based on the reception timing of the response signal received by the response signal receiving means. Then, information on the distance at which the child device whose position information is to be detected is detected.
[0029]
Therefore, the slave transmits a response signal at a predetermined timing based on the desired reception timing notified by the inquiry signal from the master to the slave, and the slave transmits a response signal based on the timing at which the master receives the response signal from the slave. Information on the distance of the aircraft can be detected. Further, it is possible to reduce the number of times that the response signal is transmitted from the slave unit.
[0030]
Here, various antennas may be used, and for example, one or a plurality of directional antennas can be used.
Various timings may be used as the desired reception timing.
Various information may be used as the information of the desired reception timing, for example, information for specifying the desired reception timing is used.
[0031]
Various modes may be used as the mode of transmitting the response signal at a predetermined timing based on the information of the desired reception timing by the response signal transmitting means of the slave unit. For example, various modes may be used. A mode in which a response signal is transmitted at a set predetermined timing can be used.
[0032]
Further, various methods may be used as a method of detecting information on the distance at which the child device exists based on the reception timing of the response signal by the child device position information detecting means of the parent device. A method of detecting information for specifying the distance at which the child device exists based on the delay time in wireless communication between the mobile terminals can be used.
As an example, the slave unit position information detecting means of the master unit, based on the difference between the reception timing of the response signal received from the slave unit and the desired reception timing notified by the inquiry signal to the slave unit, Information that specifies the existing distance is detected.
[0033]
In the position information detection system according to the present invention, the parent device detects information on one or both of the distance and the direction in which the child device exists as the child device position information as follows. That is, the master unit includes a plurality of directional antennas, and the inquiry signal transmission unit wirelessly transmits an inquiry signal to the slave unit as a position information detection target in order from each of the two or more directional antennas. .
[0034]
In the slave unit, the inquiry signal receiving unit receives an inquiry signal wirelessly transmitted from the master unit, the reception level detecting unit detects the reception level of the inquiry signal received by the inquiry signal receiving unit, and the response signal transmitting unit A response signal including information on the reception level detected by the reception level detection means is wirelessly transmitted to the master unit.
[0035]
Further, in the master unit, the response signal receiving unit receives a response signal wirelessly transmitted from the slave unit in response to the inquiry signal wirelessly transmitted from each directional antenna, and the slave unit position information detection unit includes: Based on information on the reception level included in the response signal received in response to the inquiry signal transmitted from each directional antenna by the response signal receiving unit, the distance and direction in which the child device whose position information is to be detected exists. Information about one or both.
[0036]
Therefore, for two or more directional antennas provided in the master unit, the master unit can detect the position information of the slave unit based on the information on the reception level of the inquiry signal from the master unit detected by the slave unit. it can. Further, since the slave detects the level of the signal from the master, it is possible to reduce, for example, the power consumption of the slave.
[0037]
Here, as the information on one or both of the distance and the direction in which the child device exists, for example, information about the distance in which the child device exists may be detected as the position information of the child device, and the information about the direction in which the child device exists may be used. The information may be detected as the position information of the child device, or both pieces of information may be detected as the position information of the child device.
[0038]
Further, various numbers may be used as the number of the plurality of directional antennas.
Various antennas may be used as the directional antenna.
Also, various levels may be used as the reception level, and for example, the level of the reception electric field strength can be used.
Various information may be used as the information on the reception level. For example, information for specifying the reception level can be used.
[0039]
Various methods may be used to detect the position information of the child device based on the information on the reception level by the child device position information detection means of the parent device. For example, two or more directional antennas may be used. A method of detecting the position information of the child device based on the characteristic can be used.
[0040]
As an example, in the master unit, reception level position information correspondence storage means for storing a correspondence between a combination of reception levels for each of two or more directional antennas and information on one or both of the distance and direction in which the slave unit exists. Is provided. Then, the slave unit position information detecting means detects position information corresponding to the combination of the reception levels of each of the two or more directional antennas. As the combination of the reception levels for each of the two or more directional antennas, for example, a reception level ratio or the like can be used. Further, the reception level position information correspondence storage means can be configured using a memory for storing information, for example.
[0041]
Further, as one configuration example, in the master unit, the response signal receiving unit transmits a response signal wirelessly transmitted from the slave unit in response to the inquiry signal wirelessly transmitted from each directional antenna by the respective directional antenna. Receive.
Further, as one configuration example, the slave unit averages a plurality of detected reception levels, and uses the averaged result as a reception level for specifying the position information of the slave unit.
[0042]
The position information detection system according to the present invention has the following configuration as one configuration example.
That is, the master unit is a portable device, and is carried by a user (user) of the master unit. The slaves are portable devices, and a plurality of slaves are provided, and each slave is carried by a user (user). In addition, the master unit and each slave unit directly communicate signals by radio.
[0043]
Therefore, the base unit carried by the user of the base unit directly performs wireless communication with the base units carried by the users of the respective base units, so that the distance and position of the base unit exist. Information can be detected.
[0044]
Here, various users may be used as users of the parent device and users of the respective child devices. As an example, a mode can be used in which a representative of a predetermined group is set as a user of the parent device, and one or more persons other than the representatives belonging to the group are set as users of the child device.
When there are a plurality of users of the child device, for example, a different child device is carried for each user.
[0045]
Next, a configuration example according to the present invention will be further described.
In the position information detection system according to the present invention, as one configuration example, as described below, the master unit detects information on one or both of the distance and the direction in which the slave unit exists as the slave unit position information.
That is, the master unit includes a plurality of directional antennas. In the master unit, the inquiry signal transmitting unit wirelessly transmits an inquiry signal to the slave unit whose position information is to be detected.
[0046]
In the slave unit, the inquiry signal receiving unit receives the inquiry signal wirelessly transmitted from the master unit, and the response signal transmitting unit sends the inquiry signal to the master unit in response to receiving the inquiry signal by the inquiry signal receiving unit. To transmit a response signal wirelessly.
[0047]
Further, in the master unit, the response signal receiving unit receives a response signal transmitted wirelessly from the slave unit by each of the one or more directional antennas, and the reception level detecting unit uses the response signal receiving unit to detect the response signal by each directional antenna. The reception level of the received response signal is detected, and the slave unit position information detecting means detects, based on the reception level detected by the reception level detecting means, the distance at which the slave whose position information is to be detected exists. Detect information about one or both directions.
[0048]
Therefore, for one or more directional antennas provided in the master unit, the master unit can detect the position information of the slave unit based on the reception level of the response signal from the slave unit detected by the master unit.
[0049]
Here, as the information on one or both of the distance and the direction in which the child device exists, for example, information about the distance in which the child device exists may be detected as the position information of the child device, and the information about the direction in which the child device exists may be used. The information may be detected as the position information of the child device, or both pieces of information may be detected as the position information of the child device.
[0050]
Further, various numbers may be used as the number of the plurality of directional antennas.
Various antennas may be used as the directional antenna.
Also, various levels may be used as the reception level, and for example, the level of the reception electric field strength can be used.
[0051]
Further, various numbers may be used as the number of the one or more directional antennas that receive the response signal by the response signal receiving unit of the master unit.
Various methods may be used to detect the position information of the child device based on the reception level by the child device position information detection means of the parent device. For example, various methods may be used, such as the characteristics of one or more directional antennas. A method of detecting the position information of the child device based on the child device can be used.
[0052]
As an example, in the master unit, a reception level position information correspondence storage unit that stores a correspondence between a combination of reception levels for each of one or more directional antennas and information on one or both of the distance and direction in which the slave unit exists. Is provided. Then, the slave unit position information detecting means detects position information corresponding to the combination of the reception levels of each of the one or more directional antennas. Note that the reception level position information correspondence storage means can be configured using, for example, a memory for storing information.
[0053]
As one configuration example, in the master unit, the inquiry signal transmitting unit wirelessly transmits an inquiry signal to the slave unit from the directional antenna. As another configuration example, the master unit includes an omnidirectional (omnidirectional) antenna, and the inquiry signal transmitting unit wirelessly transmits an inquiry signal to the slave unit from the omnidirectional antenna. Note that various antennas may be used as the non-directional antenna.
[0054]
Further, as one configuration example, the master unit averages a plurality of detected reception levels, and uses the averaged result as a reception level for specifying the position information of the slave unit.
Further, as one configuration example, the reception level detected by the slave and the reception level detected by the master are averaged, and the averaged result is used as the reception level for specifying the position information of the slave. In this case, for example, information on the reception level detected by the slave unit is included in the response signal and notified to the master unit.
[0055]
Next, the position information detection system as described above will be further described.
Various devices may be used as the parent device and the child device, respectively.
For example, as a master unit and a slave unit, constituent devices of a wireless communication system such as a mobile phone system and a wireless LAN (Local Area Network) system can be used, but are independent of such a wireless communication system. It is also preferable to configure a position information detection system as a system that has been implemented.
[0056]
Further, various information may be used as the information related to the distance, and for example, information for specifying a value of the distance between the parent device and the child device can be used.
Further, various information may be used as the information on the direction, and for example, information for specifying the direction such as the azimuth of the child device viewed from the parent device can be used.
[0057]
Further, various distances and directions may be used, and for example, the distance and direction of the child device when viewed with reference to the position and direction of the parent device can be used.
Various signals may be used as the inquiry signal.
Various signals may be used as the response signal.
[0058]
As one configuration example, in the master unit, the slave unit position information output unit outputs the slave unit position information detected by the slave unit position information detection unit.
In addition, various modes may be used as a mode for outputting the position information of the child device, for example, a mode of displaying and outputting the position information of the child device to a user on a screen, or A mode in which the position information of the slave unit is output to an external device can be used.
[0059]
As an example of the configuration, when the master unit receives a response signal from the slave unit in response to wirelessly transmitting an inquiry signal from the directional antenna to the slave unit, the master unit moves in the direction corresponding to the directional antenna. It is assumed that the slave unit exists.
Further, in the base unit, when the inquiry signal is wirelessly transmitted from the directional antenna to the slave unit but the response signal from the slave unit is not received, the slave unit does not exist in the direction corresponding to the directional antenna. Is considered.
Further, as an example of the configuration, it is possible to switch the directional antenna only for transmission from the master unit and to receive from all directions. For example, the master unit determines from which directional antenna the response is to the inquiry transmitted by the identification code of the directional antenna units A1 to AN.
[0060]
As one configuration example, the master unit considers the slave unit to be present in a direction corresponding to the directional antenna that has received the response signal wirelessly transmitted from the slave unit.
In addition, the master unit regards that the slave unit does not exist in the direction corresponding to the directional antenna that does not receive the response signal wirelessly transmitted from the slave unit.
[0061]
As one configuration example, in the master unit, a plurality of dielectric antennas (chip antennas) are used as the plurality of directional antennas. The plurality of dielectric antennas are arranged, for example, at equal intervals in a circular shape.
As one configuration example, the slave unit includes an omni-directional antenna, and performs wireless communication using the omni-directional antenna.
[0062]
As an example of the configuration, in the master unit, a timing of a predetermined cycle or a predetermined timing is used as a timing of transmitting an inquiry signal to the slave unit. Note that various cycles may be used as the predetermined cycle.
As another configuration example, the master unit includes slave unit position information detection instruction receiving means for receiving a slave unit position information detection instruction from a user, and determines the slave unit position information as a timing for transmitting an inquiry signal to the slave unit. The timing according to the point in time when the child device position information detection instruction is received from the user by the information detection instruction receiving means is used. Note that the slave unit position information detection instruction receiving means can be configured using, for example, buttons and keys operated by the user.
[0063]
As an example of the configuration, the master unit instructs a plurality of slave units to determine the response timing so that the response timing from each slave unit is shifted. In addition, as a mode of instructing a response timing, for example, a mode of notifying a desired reception timing can be used.
As an example of the configuration, the master unit instructs a plurality of slave units to respond to the response in the order from the shortest distance to the longest distance. As the distance between the slave units, for example, a value detected in the past may be used, or an expected value may be used.
[0064]
As one configuration example, the same frequency is used for wireless communication from the parent device to the child device and for wireless communication from the child device to the parent device. It is also possible to use different frequencies for the master unit and the slave unit. For example, when there are a plurality of slave units, there is an advantage that an inquiry and a response can be performed in parallel. is there.
As an example of the configuration, based on an operation state using a method of detecting the position information of the child device based on the timing of wireless communication between the parent device and the child device, and a reception electric field strength of a reception signal in the parent device or the child device A slave unit position information detection method switching means for switching between an operating state using a method for detecting the slave unit position information.
[0065]
As one configuration example, when the master unit receives a plurality of response signals wirelessly transmitted from the slave unit, the master unit adopts the response signal received at the earliest timing. This supports a multipath environment.
[0066]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, a position information detection system including one portable master device and a plurality of portable slave devices is shown, and the master device is, for example, a representative (management person) managing persons belonging to a predetermined group. ), And each child device is carried by each person (user) other than the representative belonging to the group.
[0067]
The number of master units may be plural, and the number of slave units may be one.
Further, in the present embodiment, a master unit having a plurality of antennas and a slave unit having one antenna are shown, but the number of antennas of the master unit may be one. The number of antennas of the machine may be plural.
[0068]
A position information detection system according to the first embodiment will be described.
FIG. 1 shows a configuration example of the position information detection system of the present example.
The position information detection system of the present embodiment includes a parent device 1 for detecting position information and a child device 2 for detecting position information. Note that the position information includes information related to a distance and information related to a direction.
[0069]
The base unit 1 includes a wireless data generation unit 11 that generates wireless data, a transmission unit 12 that performs transmission processing, an antenna switching unit 13 that switches antennas, a reception unit 14 that performs reception processing, and a distance between the child device 2. And direction deriving unit 15 for deriving and detecting the direction and direction, display unit 16 for displaying information such as the distance and direction of handset 2 to be detected on the screen, and a plurality of N directional antennas having directional antennas Antenna units A1 to AN are provided.
[0070]
The handset 2 includes one omnidirectional antenna unit 21 having an omnidirectional antenna, a receiving unit 22 for performing reception processing, and an electric field intensity detecting unit 23 for detecting an electric field intensity of a received signal (receiving electric field intensity). A wireless data generation unit 24 that generates wireless data; a variable delay unit 25 that variably adjusts the transmission timing of wireless data; a transmission unit 26 that performs transmission processing; and a propagation delay detection unit 27 that detects a propagation delay Is provided.
[0071]
An example of an operation performed by the parent device 1 and the child device 2 of the present example will be described.
In the present example, a position information detection system is configured in which the slave unit 2 responds to the master unit 1 when the master unit 1 makes an inquiry to the slave unit 2.
When detecting the distance to the child device 2, the parent device 1 transmits wireless data (inquiry signal) including the identification code of the child device 2.
[0072]
The handset 2 in the wireless reception state holds the identification code of itself (the handset 2) in a memory or the like in advance, and holds the identification code included in the wireless data (inquiry signal) received from the base unit 1. Only when the identification code matches, the wireless data is fetched and the subsequent processing such as returning a response signal is performed.
Note that the identification code does not necessarily need to be different for each slave unit 2, and the same identification code can be set to a plurality of slave units 2 belonging to the same slave unit group.
[0073]
As described above, in the position information detection system of this example, when wireless data including the identification code of the child device 2 is transmitted from the parent device 1 to the child device 2, the child device 2 responds. The device 1 displays information indicating the detected distance and direction of the child device 2 on the display unit 16 to the user.
[0074]
Therefore, in the position information detection system of this example, when simply detecting the distance or direction between the person carrying the base unit 1 and the person carrying the handset 2, wireless data transmission from the handset 2, for example, is required. The minimum transmission time can be set at a minimum, and the power consumption of the slave unit 2 can be suppressed. In the base unit 1, transmission, reception, and display can be performed only when it is desired to detect the distance and direction of the base unit 2, so that power consumption can be suppressed. Further, in contrast to the configuration in which the transmission radio of the slave unit is captured by the master unit as in the conventional system, in this example, the transmission of the slave unit 2 is discontinuous and the transmission time is the shortest. It is difficult to grasp the direction and direction with the conventional system, and the security is high.
[0075]
In addition, in the position information detection system of this example, since a portable distance and direction measurement system is configured using wireless communication, for example, compared with a conventional system that mainly measures human operations as in the related art. Therefore, (1) low power consumption, (2) improvement of security, (3) improvement of distance and direction detection accuracy, and (4) users can understand regardless of the environment such as a place with much noise. It is possible to perform easy display, (5) quickly display the distance and direction of the slave unit 2, and (6) facilitate the operation by the user.
[0076]
Further, in the position information detection system of this example, the distance and direction can be detected by one master unit 1 and one slave unit 2 instead of a method such as triangulation.
When a plurality of slaves 2 are present, the distances and directions of the slaves 2 can be measured for each slave 2 by making the identification codes of the slaves 2 different. It becomes possible.
In addition, the identification information (ID information) of the base unit 1 may be provided or may not be provided.
[0077]
Further, in the master unit 1 and the slave unit 2 as in the present example, the device configuration is simple, and since the master unit 1 and the slave unit 2 communicate directly, no base station device or satellite is required. For this reason, for example, instead of an additional service of a mobile phone, it is also possible to configure as an inexpensive and simple application stand-alone system such as a toy. It should be noted that the system as in this example can be implemented as an additional service of a mobile phone.
[0078]
Further, as an application of the position information detection system as in the present example, for example, when a teacher goes to a school trip with a plurality of students, the teacher carries the master unit 1 and gives each child a child. With the machine 2, the teacher can grasp the movement of each student. In this case, the approximate distance and direction in which the respective slaves 2 are located in the master 1 may be determined by a simple operation.
Further, as another example, in a survival game, it can be used for identifying an enemy and an ally.
[0079]
Further, in this example, the configuration in which the distance between two wireless devices (the master device 1 and the slave device 2) is detected using the directional antenna units A1 to AN of the master device 1 has been described. Alternatively, the base unit 1 may include only one directional antenna unit. In this case, the user of the base unit 1 may manually adjust the direction of the antenna of the directional antenna unit.
[0080]
Further, when a directional antenna is used in base unit 1, even in a configuration including only one directional antenna, if a response (response signal) from slave unit 2 can be received, the slave unit It is possible to grasp the direction in which 2 exists. That is, if a response is received by the directional antenna, it is considered that the handset 2 exists in the direction in which the directional antenna faces, and if no response is received by the directional antenna, the handset 2 faces in the direction in which the directional antenna faces. Considered non-existent.
[0081]
In the base unit 1 of the present example, an inquiry signal transmitting unit is configured by the functions of the wireless data generation unit 11, the transmission unit 12, and the antenna switching unit 13, and the directional antenna units A1 to AN, the antenna switching unit 13, The function of the receiving unit 14 constitutes a response signal receiving unit, the function of the distance / direction deriving unit 15 constitutes the slave unit position information detecting unit, and the function of the display unit 16 constitutes the slave unit position information output unit. It is configured.
[0082]
Further, in the slave unit 2 of the present example, the identification information storage unit is configured by the function of storing the identification code as the identification information in, for example, the reception unit 22, and the inquiry signal reception is performed by the function of the antenna unit 21 and the reception unit 22. A response signal transmitting unit is configured by the functions of the wireless data generating unit 24, the transmitting unit 26, and the antenna unit 21.
[0083]
A position information detection system according to a second embodiment will be described.
Note that the configuration of the position information detection system of this example is the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment, and will be described with reference to FIG.
In the position information detection system of this example, when an inquiry is made by transmitting wireless data (inquiry signal) from the master unit 1 to the slave unit 2, the reception acceptance timing (reception desired timing) of the master unit 1 It is transmitted to the slave unit 2 while being included in the wireless data. Slave device 2 performs wireless transmission of a response signal in accordance with the reception reception timing notified from master device 1.
[0084]
FIG. 2 shows an example of transmission / reception timing in wireless communication performed between master device 1 and slave device 2.
Base unit 1 transmits a transmission permission by an inquiry signal, and the transmission permission reaches slave unit 2 with a delay of delay A. Further, master device 1 checks whether or not a response signal has been received from slave device 2 at a timing when a predetermined reception standby time has elapsed after transmission of the transmission permission (reception acceptance timing). Then, base unit 1 transmits to slave unit 2 a signal indicating whether or not a response signal has been received from slave unit 2 (reception quality). The signal reaches slave unit 2 with a delay of delay A.
[0085]
On the other hand, the slave unit 2 transmits a response signal at a timing when a predetermined transmission standby time has elapsed after receiving the transmission permission at first, but since the response signal does not reach the reception reception timing of the master unit 1 in this case, The transmission timing of the response signal is shifted by the variable delay unit 25. Here, the response signal from the slave unit 2 arrives at the master unit 1 with a delay B. Also, the slave unit 2 detects at least the information for specifying the propagation delay related to the transmission timing of the response signal correctly received by the master unit 1 by the propagation delay detecting unit 27, and includes the information in the response signal to include the master unit in the response signal. Send to 1.
[0086]
Further, in this example, the base unit 1 includes the identification code of the slave unit 2 in the inquiry signal, and the slave unit 2 transmits the master signal only when receiving the inquiry signal having the identification code addressed to the own unit (the slave unit 2). A reply signal to the device 1 is started.
[0087]
Note that the reception standby time is held in a memory or the like as a system fixed value by each of the master unit 1 and the slave unit 2, for example.
Alternatively, the reception standby time may be set, for example, by the base unit 1 as appropriate, and may be configured to notify the slave unit 2 at the first transmission from the base unit 1.
[0088]
As shown in FIG. 2 described above, the propagation delay from the wireless transmission of base unit 1 to reception of slave unit 2 and the propagation delay from the wireless transmission of base unit 2 to reception of base unit 1 are as follows. Occurs in proportion to the distance between the parent device 1 and the child device 2. For this reason, the fact that the slave unit 2 performs transmission so as to match the reception acceptance timing of the master unit 1 means that the slave unit 2 must perform transmission earlier by the propagation delay (delay A + delay B) than the reception acceptance timing. .
[0089]
Slave device 2 first transmits a response signal earlier by a preset propagation delay value, but from the next time onward, it propagates by referring to the reception acceptance result (reception quality) in the wireless data transmitted from master device 1. The response signal is transmitted by adjusting or maintaining the delay value. By repeating the wireless communication between the master unit 1 and the slave unit 2 in this manner, the slave unit 2 can obtain the correct propagation delay value, and the obtained correct propagation delay value is transmitted to the wireless data (the response signal). ), And transmits to the base unit 1. The base unit 1 derives the distance between the base unit 1 and the handset 2 from the propagation delay value and displays the distance on the display unit 16.
[0090]
As described above, in the position information detection system of the present example, the distance between the master unit 1 and the slave unit 2 is detected based on the propagation delay time in the wireless communication between the master unit 1 and the slave unit 2, and the detected distance is determined. The information is displayed on the base unit 1. As an example, the distance between the master unit 1 and the slave unit 2 is obtained by (distance = propagation speed × reciprocation propagation delay time ÷ 2) based on the propagation delay time of the wireless signal and the propagation speed of the wireless signal.
In the slave unit 2 of this example, a response signal transmitting unit is configured by the functions of the wireless data generation unit 24, the variable delay unit 25, the transmission unit 26, and the propagation delay detection unit 27.
[0091]
Here, in the conventional system, the distance between the master unit 1 and the slave unit 2 is grasped by the electric field strength of the signal transmitted by the slave unit. However, the electric field strength varies greatly depending on the direction of the antenna even in the same place. In some cases, it was only possible to understand roughly. On the other hand, in the system of the present example, the distance between the master unit 1 and the slave unit 2 can be accurately measured irrespective of the electric field strength of the signal transmitted by the slave unit 1.
[0092]
Further, in the position information detection system of the present example, the reply timing in the slave unit 2 can be variably adjusted.
For this reason, for example, when the same frequency is used for transmission and reception, it can be distinguished from a simple reflected wave by confirming whether the reception timing changes in conjunction with the return timing, or can be partially distinguished from the reflected wave. When it is not possible to receive data satisfactorily due to overlap or the like, it is possible to respond by shifting the reply timing.
[0093]
In addition, for example, when a plurality of slave units 2 are provided, the reply timing from each slave unit 2 is overlapped by one master unit 1 at a single frequency by appropriately assigning a reply timing to each slave unit 2. Without receiving it. In this case, it is preferable that the base unit 1 hold the distance of each of the slave units 2 measured immediately before, and assign the return timings in order from the shortest distance.
[0094]
In this example, when there are a plurality of slaves 2, the master 1 notifies each slave 2 of the desired reception timing (reception reception timing), so that the reply timing from each slave 2 is determined. Can be shifted. Also, the desired reception timing can be adjusted according to the situation.
[0095]
Further, the slave 2 adjusts the delay time so that the reception timing specified by the master 1 can be reached, and returns a response signal.
For this reason, when increasing the display magnification of the master unit 1 (enlarging the measurement range), the delay time until returning from the slave unit 2 is extended, while when decreasing the display magnification (decreasing the measurement range), the child unit is enlarged. By narrowing the delay time until returning from the device 2, it is possible to minimize the measurement time of one child device 2.
[0096]
Further, in this example, when deriving the distance from the arrival delay of the radio wave, the slave unit 2 obtains the delay time based on the success or failure of the wireless communication between the master unit 1 and the slave unit 2. For this reason, since a high-precision delay time detector is not used in the base unit 1, a low-cost configuration can be achieved, and a high-precision synchronization processing for detecting a high-precision delay time and a high-precision The time measurement function can be eliminated.
[0097]
Further, in the position information detection system of the present example, it is possible to adopt a configuration in which master device 1 sequentially transmits inquiry signals from a plurality of directional antenna units A1 to AN. In this case, for example, there is a case where the delay time is completely unknown and the base unit 1 cannot obtain a reply to the inquiry from all the directional antenna units A1 to AN. It is also possible to provide identification information for each of the directional antenna units A1 to AN in order to distinguish whether or not the response is a response to the transmission. The base unit 1 transmits an inquiry signal including identification information of the directional antenna units A1 to AN to be used, and the slave unit 2 sends the identification information of the directional antenna units A1 to AN included in the received inquiry signal to the inquiry. Is included in the response signal to and transmitted.
[0098]
Further, as another example, it is possible to eliminate the need for identification information for each transmission antenna by setting a sufficient interval between transmissions of the inquiry signal from the base unit 1, or to count a code for each transmission indicating a transmission number. It is also possible to use a frame number method for increasing the number of slave units, or, for example, from the first antenna to the first slave unit, the second slave unit,..., The m-th slave unit (m is an integer of 2 or more). , And then sequentially from the second antenna to the first slave, the second slave,..., The m-th slave, and so on. It is possible to use a transmission order control method or the like in which the transmission order from the mobile station is transmitted to a plurality of slave units for each antenna.
[0099]
A position information detection system according to a third embodiment will be described.
FIG. 3 shows a configuration example of the position information detection system of the present example.
The configuration of the position information detection system of the present example includes, for example, a propagation delay detection unit 31 that measures reception timing from the slave 2 between the reception unit 14 and the distance / direction derivation unit 15 of the master 1. The configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 except that the slave unit 2 is not provided with the propagation delay detection unit 27, and the same parts are denoted by the same reference numerals. Shown.
[0100]
In the position information detection system of this example, the measurement of the propagation delay value is performed on the master device 1 side.
Specifically, base unit 1 transmits an inquiry signal including information on reception reception timing (reception desired timing), and handset 2 that has received the inquiry signal transmits a response signal to base unit 1. In this case, the handset 2 transmits such that the propagation delay time becomes 0 seconds or the predetermined propagation delay time earlier than the reception reception timing of the base unit 1. A deviation of the reception timing of the response signal from the reception reception timing instructed to the slave unit 2 is detected. Base unit 1 derives the distance between base unit 1 and child unit 2 from the deviation and displays the distance on display unit 16.
[0101]
Further, in this example, master device 1 includes the identification code of slave device 2 in the inquiry signal, and slave device 2 receives the master signal only when receiving the inquiry signal having the identification code addressed to itself (the slave device 2). 1 is returned as a response signal.
[0102]
As described above, in the position information detection system of the present example, the base unit 1 detects the distance between the base unit 1 and the base unit 2 from the propagation delay time in the wireless communication with the base unit 2, and determines the detected distance as the base unit. It is indicated by 1.
Therefore, in the position information detection system of the present example, for example, the distance between the master unit 1 and the slave unit 2 can be accurately measured irrespective of the electric field strength of the signal transmitted by the slave unit 2. Further, in this example, even when the transmission from the slave unit 2 is performed only once, the master unit 1 can detect a shift in the communication timing.
In the parent device 1 of this example, a function of the propagation delay detection unit 31 and the distance / direction derivation unit 15 constitutes a child device position information detection unit.
[0103]
A position information detection system according to a fourth embodiment will be described.
Note that the configuration of the position information detection system of this example is the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment or FIG. 3 of the third embodiment. explain.
In the position information detection system of the present example, the master unit 1 transmits an inquiry signal using one or more directional antenna units A1 to AN, and the slave unit 2 measures the electric field strength at the time of receiving the inquiry signal. The measurement is performed by the unit 23.
[0104]
FIG. 4 shows a general example of the distribution of the electric field strength when radio transmission is performed using a directional antenna.
FIG. 1 shows a case where a signal is wirelessly transmitted from one directional antenna Ai provided in base unit 1, and the electric field strength of each of areas A, B, C, and D is expressed as area A> area B>. Area C> Area D. For this reason, it can be grasped in which area the slave unit 2 is located from the electric field strength of the signal received by the slave unit 2 from the master unit 1.
[0105]
Further, in the base unit 1, by using two or more directional antenna units A <b> 1 to AN, it is possible to more precisely specify the location of the slave unit 2.
FIG. 5 shows an example of the distribution of the electric field strength in the case of wireless transmission from three directional antennas.
FIG. 1 shows a case where the base unit 1 has three directional antennas in a range of 90 degrees, and the identifiable area can be more finely distinguished from the distribution of the electric field intensity by each directional antenna. .
[0106]
The slave unit 2 notifies the master unit 1 of the received electric field strength detected with respect to the wireless data (inquiry signal) transmitted from each directional antenna of the master unit 1 by a response signal each time. Receives the response signal by the directional antenna used for transmitting the inquiry signal. Then, base unit 1 holds the received electric field strength notified from handset 2 for each directional antenna, and specifies an area where handset 2 is present based on the received electric field strength. When the area where the child device 2 exists is specified, the distance and direction of the child device 2 as viewed from the parent device 1 are grasped. Base unit 1 displays the distance and direction of handset 2 as viewed from base unit 1 on display unit 16 corresponding to the direction of the directional antenna.
[0107]
As described above, in the position information detection system of the present example, the base unit 1 sequentially transmits the inquiry signal including the identification code of the slave unit 2 from the plurality of directional antennas, and the slave unit 2 corresponding to the identification code is transmitted. A response signal including the electric field strength of the inquiry signal received for each transmitting antenna of base unit 1 is transmitted to base unit 1, and base unit 1 determines the Calculate the distance and azimuth (direction). In this case, the base unit 1 performs transmission in a plurality of directions, for example, back and forth, left and right, and uses some or all of the values of the received electric field strength of the sub unit 2 for each of the transmissions. Identify the area.
[0108]
In addition, as a simple method for detecting the direction of the handset 2, a method in which the direction in which the electric field strength received by the handset 2 is the highest is the direction in which the handset is present can be used.
In addition, as a method for detecting the distance and direction of the handset 2, actual values of distribution data of the received electric field strength of the handset 2 in each transmission direction from the base unit 1 are stored in the base unit 1 in advance, When the system of the present example is used, it is also possible to use a method of specifying an area having a similar tendency by using linear interpolation or the like. In this method, by increasing the number of directional antennas of the base unit 1 (or the number of directions to be measured), the actual measurement value to be held increases, but the certainty of the area where the slave unit 2 is predicted to be present is increased. be able to.
[0109]
As described above, in the position information detection system of the present example, the antenna that switches between the two or more directional antenna units A1 to AN facing different directions to the base unit 1 and the directional antenna units A1 to AN for transmitting and receiving wireless data. A switching unit 13 is provided, and the handset 2 is provided with an electric field strength detection unit 2 for detecting the electric field strength of a signal received from the base unit 1, and the direction of the directional antenna of the base unit 1 and the electric field strength received by the handset 2 Then, the distance and direction of the slave unit 2 as viewed from the master unit 1 are derived, and the distance and direction are displayed on the master unit 1.
In the slave unit 2 of the present embodiment, the function of the electric field intensity detection unit 23 constitutes a reception level detection unit.
[0110]
Therefore, in the position information detection system of the present example, the base unit 1 transmits radio data only from one directional antenna at the same time, and automatically switches the antennas sequentially to perform transmission and reception. There is no need to search for the slave unit 2 while adjusting the direction of the antenna of the master unit 1, and the direction of the slave unit 2 can be quickly detected.
[0111]
Further, since the handset 2 measures the received electric field strength from the base unit 1, the measurement is not affected by the transmission power of the handset 2. Here, the transmission power of the handset 2 may fluctuate due to the battery consumption of the handset 2. That is, when the electric field strength of the signal transmitted from the slave unit 2 is detected by the master unit 1, it is difficult to distinguish between the battery consumption of the slave unit 2 and the distance, but in the case of this example, It is possible to estimate the battery consumption of the slave unit 2 from the master unit 1.
[0112]
When determining the direction of handset 2 from the strength of the received electric field from handset 2 using the directional antenna of base unit 1, demodulation and field strength measurement units may be provided as many as the number of directional antennas, or It is necessary to repeat the reply to the slave unit 2 by the number of the directional antennas, and as in this example, the slave unit 2 receives the signal (for example, the number of times is equal to or less than the number of antennas) from the slave unit 2. A reply configuration is more efficient.
[0113]
Further, for example, master device 1 transmits an inquiry signal from the same directional antenna a plurality of times, and slave device 2 calculates the average value of the reception measurement values (reception electric field strength) from master device 1 a plurality of times. , It is possible to improve the accuracy of the received electric field strength without increasing the power consumption by the slave unit 2.
[0114]
A position information detection system according to a fifth embodiment will be described.
Note that the configuration of the position information detection system of this example is the same as the configuration shown in FIG. 1 of the first embodiment or FIG. 3 of the third embodiment, except that an electric field strength detection unit (reception level detection means) is provided in the base unit 1. Is provided.
In the position information detection system of the present example, the received electric field strength of a signal from the slave unit 2 is detected by the master unit 1.
[0115]
Specifically, the base unit 1 transmits an inquiry signal including the identification code of the slave unit 2 from all the directional antenna units A1 to AN, for example, or prepares separately from the directional antenna units A1 to AN. An inquiry signal including the identification code of the slave unit 2 is transmitted from the omnidirectional antenna provided, and in response to this, the corresponding slave unit 2 returns a response signal to the master unit 1 and the master unit 1 The distance and direction of the slave unit 2 are determined by detecting the received electric field strengths of the directional antenna units A1 to AN.
[0116]
Alternatively, base unit 1 sequentially transmits inquiry signals including the identification code of handset 2 from a plurality of directional antenna units A1 to AN, and returns a response signal from handset 2 to each directional antenna unit. The signals are received by the units A1 to AN, the received electric field strength is measured, and the distance and direction of the slave unit 2 are determined.
[0117]
As described above, in the position information detection system of the present example, the base unit 1 detects the reception electric field strength of the response signal from the sub unit 2 by each directional antenna, and determines the distance and direction of the sub unit 2 from the detection result. Detect and display.
Therefore, for example, by performing processing collectively for a plurality of directional antennas provided in the base unit 1, the measurement time of the distance and direction of the base unit 2 can be shortened. And the function of inserting the measurement result into the radio frame (response signal) is not required, and thus the size of the slave unit 2 can be reduced.
[0118]
When the received electric field strength detected by the base unit 1 is used as in this example, as an example, the directivity data of each directional antenna is held as a linear approximation of an equal gain curve, and By obtaining an approximate curve from the gain of the directional antenna, it is possible to estimate the direction of the slave 2 from the intersection.
[0119]
Further, for example, the slave unit 2 transmits a response signal to the master unit 1 a plurality of times, and the master unit 1 sends a response signal based on an average value of the reception measurement values (reception electric field strength) from the slave unit 2 a plurality of times. It is also possible to adopt a configuration in which the distance and direction of the machine 2 are detected.
Further, for example, the slave unit 2 detects the reception electric field strength of the inquiry signal from the master unit 1 or a plurality of times and notifies the master unit 1 of the detection result, and the master unit 1 Alternatively, the reception electric field strength of the response signal is detected a plurality of times, the detected values of the reception electric field strengths are averaged in the master unit 1 or the like, and the distance and direction of the slave unit 2 are detected based on the average value. A configuration is also possible.
[0120]
A position information detection system according to a sixth embodiment will be described.
Note that the configuration of the position information detection system of this example is the same as that shown in the fourth embodiment or the fifth embodiment.
In this example, a specific example of a method of detecting the direction of the slave 2 will be described.
As an example, by taking a ratio of two or three data items from the highest (maximum value) of a plurality of reception electric field strengths obtained, and comparing the data ratio with a storage content of a table storing actual measured values of the ratios, It is possible to interpolate the gap between the directional antennas. In this case, it is possible to enhance the reliability by selecting, for example, the two or three receiving electric field strengths from the top one from those having almost the same arrival delay time as the shortest.
[0121]
As another example, it is also possible to detect the direction of handset 2 using both the delay time and the received electric field strength. Normally, the measurement of the distance of the slave 2 based on the delay time is higher in accuracy than the measurement of the distance of the slave 2 based on the received electric field strength.
In addition, as a method of detecting the distance of the slave unit 2 based on the delay time, for example, a method similar to that shown in the second embodiment or the third embodiment can be used. As a method of detecting the distance and the direction of the slave 2 based on the same, for example, a method similar to that shown in the fourth embodiment or the fifth embodiment can be used.
[0122]
For example, the distance and the direction (direction) of the slave unit 2 are simultaneously determined by a method in which an equal gain curve relating to the directional antenna is held in a table and a search is made for a value close to the measured value, and based on a delay time in wireless communication. If the distances of the slaves 2 obtained by these two methods are different, the distance based on the delay time is adopted, and the slaves 2 determined from the received electric field strength are used. Can be configured so as to correct the direction.
[0123]
In addition, an example of an interpolation method for the direction of the slave unit 2 will be described.
In this method, the ratio of the two antenna gains to the direction between the directivities of two adjacent directional antennas provided in master device 1 and the maximum gain at the center of the main beam and the two antenna gains are larger. The base unit 1 is provided with a table (reception level position information correspondence storage means) for storing the ratio of the gain to the other (most candidate) in association with the direction (angle).
[0124]
(1) First, the base unit 1 searches for a set having the shortest delay time from the set of the received electric field strength from the handset 2 and the propagation delay time detected by the number of directional antennas. (2) Next, master device 1 extracts a set (here, referred to as a shortest time set) that falls within a shortest time ± a predetermined range (for example, a predetermined percentage). (3) Next, master device 1 searches the extracted set for the set (most candidate) having the highest received electric field strength.
[0125]
(4) Next, master device 1 searches for the one (second candidate) included in the shortest time group and having the highest received electric field strength, from both sides of the set having the highest received electric field strength. (5) Next, the base unit 1 obtains the ratio of the antenna gain (reception electric field strength) between the best candidate and the second candidate and obtains the direction (angle) from the closest one by referring to the table, or The direction (angle) is obtained by calculating an approximate value by interpolation or the like. If there is no second candidate, the ratio is assumed to be zero (0).
[0126]
(6) Further, base unit 1 multiplies the ratio of the received electric field strength of the most probable candidate to the maximum gain, and estimates the antenna gain in the case where handset 2 is present in the main beam direction at that distance. . (7) The base unit 1 can also calculate the distance from the estimated antenna gain using a calculation or a separately provided table.
[0127]
FIG. 6 shows the ratio of both antenna gains to the direction (angle) of handset 2 as viewed from base unit 1 and the direction between the directivities of two adjacent directional antennas provided in base unit 1. An example of a table for storing a correspondence relationship between a ratio (ratio with the gain) and a ratio (ratio with the maximum gain) between the maximum gain at the center of the main beam and the larger (most candidate) of the two antenna gains Is shown.
[0128]
The example of FIG. 1 shows a case where the interval between the directional antennas provided in the base unit 1 is 45 degrees. In this case, since the function becomes an odd function, -22.5 to 0 degrees is omitted. . Specifically, the ratio to the gain is 0.5 with respect to the angle of 22.5 degrees, and decreases as the angle decreases. The ratio to the maximum gain is 1.0 for an angle of 0 degree, and decreases as the angle increases.
[0129]
Note that, instead of such a table, for example, an angle can be associated with a predetermined value using an approximate function using a polynomial.
Further, in this example, except for the measurement data by the two directional antennas is not used, for example, using a method such as Fourier expansion of the measured value to determine the phase of the fundamental wave to determine the angle of arrival, A large amount of data can be used, and this is particularly effective when the directivity is not sharp.
[0130]
A position information detection system according to a seventh embodiment will be described.
The position information detection system of this example is characterized by the form of the parent device, which will be described.
The internal configuration of the master unit and the slave unit of the present embodiment is, for example, the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment or FIG. 3 of the third embodiment.
[0131]
FIG. 7 shows an example of the appearance of the master unit 41 of the present example.
The parent device 41 of the present example has a circular shape when viewed from the front, and includes a circular display unit 51. The display unit 51 displays a horizontal / vertical memory 53, the center of which indicates the position of the master unit 41. Further, on the display unit 51, a mark 54 indicating the position (distance and direction) of the detected slave unit is displayed, and a number (for example, “50 m”) indicating the distance from the slave unit is displayed. .
[0132]
Further, the master unit 41 of the present example is provided with a detection instruction button 52 for receiving an instruction from the user at an upper portion.
When the user presses the detection instruction button 52, in response to this, the base unit 41 wirelessly transmits an inquiry signal including the identification code of the predetermined slave unit, and receives a response from the slave unit corresponding to the inquiry. In this case, the distance and direction of the child device are detected, and the detection result is displayed and output on the display unit 51.
[0133]
Further, as another example, the master unit 41 wirelessly transmits an inquiry signal including an identification code of a predetermined slave unit at a timing according to a predetermined cycle, thereby detecting position information of the slave unit. It is also possible.
[0134]
As described above, in the position information detection system of the present example, when a person presses the detection instruction button 52 or periodically, the master unit 41 checks the distance and direction in which the slave unit exists and displays the same on the display unit 51. Therefore, for example, even in a loud place, etc., it is possible to accurately convey the position information of the slave unit to the user, and the user is not required to have knowledge of wireless and operation skills of wireless devices. Also, the master unit 41 can be easily operated, and the detection result can be obtained quickly.
[0135]
Further, in the base unit 41, by providing an external output unit or the like together with the display unit 51 or instead of the display unit 51, it is possible to easily and quickly output data regarding the distance and direction of the slave unit and transmit the data to the outside. it can.
In the parent device 41 of this example, the function of the display unit 51 constitutes a slave unit position information output unit, and the function of the detection instruction button 52 constitutes a slave unit position information detection instruction receiving unit.
[0136]
A position information detection system according to an eighth embodiment will be described.
The configuration of the position information detection system of this example includes, for example, a configuration for detecting the distance of the slave unit 2 based on the delay time in wireless communication as described in the second embodiment or the third embodiment, and As shown in the fourth embodiment or the fifth embodiment, the present embodiment has a configuration in which the distance and the direction of the slave unit 2 are detected based on the received electric field strength. Has a handset position information switching function for switching between a detection method based on the delay time and a detection method based on the received electric field strength.
[0137]
When the detection method based on the delay time is used, the master unit 1 and the slave unit 2 perform processing for detecting the distance of the slave unit 2 based on the delay time, and the detection method based on the received electric field strength is used. In such a case, processing for detecting the distance and direction of the slave unit 2 based on the received electric field strength is performed.
[0138]
It should be noted that which detection method is used may be controlled by the master unit 1 or its user, may be controlled by the slave unit 2 or its user, or may be controlled by the master unit 1 or the slave unit. It may be controlled by a control device other than 2. In a device that controls the detection method, for example, when the detection method is changed, the instruction is notified to another device.
[0139]
A position information detection system according to a ninth embodiment will be described.
In this example, an example of a synchronization process in wireless communication between the master unit 1 and the slave unit 2 will be described.
Ensuring communication synchronization between the parent device 1 and the child device 2 is particularly performed by measuring the arrival delay time of the response signal from the child device 2 as shown in the third embodiment, for example. It is effective in the case.
[0140]
FIG. 8A shows an example of the configuration of a downlink (from the master unit to the slave unit) wireless frame used in a subscriber wireless access system (FWA: Fixed Wireless Access). The frame includes a 300-bit guard time (G), a burst header (H), and data arranged in order from the top.
FIG. 8B shows a configuration example of the burst header. The burst header is configured by arranging a bit synchronization signal for 100 bits, a frame synchronization signal for 31 bits, and an identification signal in order from the top.
[0141]
In this example, communication synchronization between the master unit 1 and the slave unit 2 is established by using a frame having the same configuration as the frame shown in FIGS. 8A and 8B.
As a specific procedure, first, the base unit 1 transmits a guard time, a bit synchronization signal, and a frame synchronization signal at the beginning of a frame to be transmitted, and immediately thereafter (for example, at time A in FIG. 8B). In (2), the slave unit 2 establishes frame synchronization based on these signals received from the master unit 1, and thereafter transmits and receives data.
[0142]
A position information detection system according to a tenth embodiment will be described.
In the present example, a configuration example of an antenna provided in master device 1 will be described.
Generally, the size of the antenna depends on the frequency. As an example, an antenna corresponding to a frequency of 26 GHz used in a subscriber wireless access system (FWA) can change a beam direction and can be accommodated in a size of a lunch box.
[0143]
In order to make the base unit 1 portable, it is suitable to reduce the size of the antenna and to reduce the number of antennas.
Therefore, as an example, when a plurality of antennas are provided, a dielectric antenna (chip antenna) having directivity is used, and the plurality of dielectric antennas are arranged at equal intervals around the entire circumference. .
FIG. 9 shows a configuration example in which dielectric antenna elements B1 to B8 having directivity are arranged radially at equal intervals.
[0144]
Normally, when the direction of the slave unit 2 is calculated by interpolating between the beams of the directional antenna by calculation, the antenna gain is set at the center of the main beam in a section on both sides (360 ° number of antennas) from the main beam. It is preferable that the value deviates monotonically as the value deviates from the range, that is, that there is no side lobe in that section, and further that the directionality is as strong as possible.
[0145]
Further, as another configuration example, in base unit 1 having a plurality of directional antennas, the number of beams is doubled by simultaneously transmitting from adjacent directional antennas and combining beams from these directional antennas. It is also possible to adopt a configuration in which the number of antennas is reduced.
[0146]
A position information detection system according to an eleventh embodiment will be described.
In this example, a configuration example for saving power in the slave unit 2 will be described.
In the slave unit 2 of this example, during standby, power is supplied only to the receiving unit 22, and after the receiving unit 22 detects a transmission carrier from the master unit 1, the power of another processing unit is turned on, and power is supplied to the transmitting unit 26. Is performed after confirming that the identification codes of the slaves 2 included in the inquiry signal from the master 1 match. In such a configuration, it is preferable that the reception standby time be sufficiently long.
[0147]
A position information detection system according to a twelfth embodiment will be described.
In this example, an example of measures against a multipath environment will be described.
In a preferred embodiment, the parent device 1 and the child device 2 of this example adopt the direction of the shortest received signal instead of the received signal of the maximum strength in a multipath environment such as a building street. Specifically, as a countermeasure against multipath, it is preferable to search for the direction in which the signal propagation delay time is minimum. Note that the directional resolution is equivalent to the number of antennas.
[0148]
Here, the configuration of the position information detection system, the master unit, the slave unit, and the like according to the present invention is not necessarily limited to those described above, and various configurations may be used. Note that the present invention can be provided, for example, as a method or a method for executing the processing according to the present invention, or a program for realizing such a method or method.
Further, the application field of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and the present invention can be applied to various fields.
[0149]
As various processes performed in the position information detection system, the master unit, the slave unit, and the like according to the present invention, for example, the processor is stored in a ROM (Read Only Memory) in a hardware resource including a processor and a memory. A configuration controlled by executing a control program may be used, and, for example, each functional unit for executing the processing may be configured as an independent hardware circuit.
Further, the present invention can be understood as a computer-readable recording medium such as a floppy (registered trademark) disk or a CD (Compact Disc) -ROM storing the above-mentioned control program or the program (the program itself). The processing according to the present invention can be performed by inputting the program from the recording medium to the computer and causing the processor to execute the program.
[0150]
【The invention's effect】
As described above, according to the position information detection system according to the present invention, for example, a configuration in which a child device returns a response signal in response to an inquiry signal from a parent device, or the identification of a child device in an inquiry signal from the parent device A configuration in which a slave corresponding to the identification information including the information responds, a configuration in which the timing of a response from the slave can be adjusted, a configuration in which the master uses one or more directional antennas, Using a configuration in which a parent device or a child device is carried by a person as a portable type, the distance and direction of the child device with respect to the parent device are detected and displayed based on the delay time in wireless communication and the received electric field strength. Therefore, efficiency can be improved in terms of the identification of the slave unit, the efficiency of the process of detecting the distance and direction of the slave unit, the efficiency of power consumption by the slave unit, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a position information detection system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a propagation delay between a master unit and a slave unit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a position information detection system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an electric field strength distribution of a directional antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a distribution of electric field strength of a plurality of directional antennas according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between a ratio between a gain and a maximum gain and a direction (angle) according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a master device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a frame.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example using a dielectric antenna.
[Explanation of symbols]
1, 41 ... master unit, 2 ... slave unit, 11, 24 ... wireless data generation unit,
12, 26 ... transmitting unit, 13 ... antenna switching unit, 14, 22 ... receiving unit,
15 ・ ・ Distance ・ direction derivation part 、 16 ・ ・ ・ ・ Display part 、 21 ・ ・ Antenna part 、
23 ··· Electric field strength detection unit, 25 ··· Variable delay unit,
27, 31... Propagation delay detecting section, A1 to AN, directional antenna section,
51 ··· display unit, 52 ··· detection instruction button, 53 ··· horizontal and vertical memory,
54 ... the location of the slave, 55 ... the distance to the slave,

Claims (5)

親機が子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報を子機の位置情報として検出する位置情報検出システムにおいて、
親機は、アンテナと、
位置情報の検出対象となる子機の識別情報を含む問い合わせ信号をアンテナから無線により送信する問い合わせ信号送信手段を備え、
子機は、当該子機の識別情報を記憶する識別情報記憶手段と、
親機から無線により送信される問い合わせ信号を受信する問い合わせ信号受信手段と、
問い合わせ信号受信手段により受信される問い合わせ信号に含まれる識別情報が識別情報記憶手段に記憶された識別情報に対応する場合には親機に対して応答信号を無線により送信する応答信号送信手段と、を備え、
親機は、更に、子機から無線により送信される応答信号を受信する応答信号受信手段と、
応答信号受信手段により受信される応答信号に基づいて位置情報の検出対象となる子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報を検出する子機位置情報検出手段と、を備えた、
ことを特徴とする位置情報検出システム。
In a position information detection system in which the parent device detects information about one or both of the distance and direction in which the child device exists as position information of the child device,
The master unit has an antenna and
Inquiry signal transmitting means for wirelessly transmitting an inquiry signal including identification information of the slave unit to be detected of the position information from the antenna,
A slave unit, which stores identification information of the slave unit;
Inquiry signal receiving means for receiving an inquiry signal wirelessly transmitted from the master unit,
Response signal transmitting means for wirelessly transmitting a response signal to the base unit when the identification information included in the inquiry signal received by the inquiry signal receiving means corresponds to the identification information stored in the identification information storage means; With
The base unit further includes a response signal receiving unit that receives a response signal wirelessly transmitted from the slave unit,
A slave unit position information detecting unit that detects information related to one or both of the distance and the direction in which the slave unit that is the target of the position information exists based on the response signal received by the response signal receiving unit,
A position information detection system, characterized in that:
親機が子機の存在する距離に関する情報を子機の位置情報として検出する位置情報検出システムにおいて、
親機は、アンテナと、
位置情報の検出対象となる子機に対して受信希望タイミングの情報を含む問い合わせ信号をアンテナから無線により送信する問い合わせ信号送信手段と、を備え、
子機は、親機から無線により送信される問い合わせ信号を受信する問い合わせ信号受信手段と、
問い合わせ信号受信手段により受信される問い合わせ信号に含まれる受信希望タイミングの情報に基づいて、親機に対して応答信号を無線により送信するタイミングを調整して、当該調整したタイミングに関する情報を含む応答信号を親機に対して無線により送信する応答信号送信手段と、を備え、
親機は、更に、子機から無線により送信される応答信号を当該子機に対して送信した受信希望タイミングで受信する応答信号受信手段と、
応答信号受信手段により受信される応答信号に含まれる調整したタイミングに関する情報に基づいて位置情報の検出対象となる子機の存在する距離に関する情報を検出する子機位置情報検出手段と、を備えた、
ことを特徴とする位置情報検出システム。
In a position information detection system in which the base unit detects information on the distance at which the base unit exists as position information of the base unit,
The master unit has an antenna and
Inquiry signal transmitting means for wirelessly transmitting an inquiry signal including information on a desired reception timing to the slave unit to be detected of the position information from the antenna, and
The slave unit is an inquiry signal receiving unit that receives an inquiry signal wirelessly transmitted from the master unit,
A response signal including information on the adjusted timing, by adjusting a timing at which a response signal is wirelessly transmitted to the master unit based on information on a desired reception timing included in the inquiry signal received by the inquiry signal receiving means. Response signal transmitting means for wirelessly transmitting to the base unit,
The base unit further includes a response signal receiving unit that receives a response signal wirelessly transmitted from the sub unit at a desired reception timing transmitted to the sub unit,
Slave unit position information detecting means for detecting information on the distance of a slave unit whose position information is to be detected based on the information on the adjusted timing included in the response signal received by the response signal receiving means. ,
A position information detection system, characterized in that:
親機が子機の存在する距離に関する情報を子機の位置情報として検出する位置情報検出システムにおいて、
親機は、アンテナと、
位置情報の検出対象となる子機に対して受信希望タイミングの情報を含む問い合わせ信号をアンテナから無線により送信する問い合わせ信号送信手段と、を備え、
子機は、親機から無線により送信される問い合わせ信号を受信する問い合わせ信号受信手段と、
問い合わせ信号受信手段により受信される問い合わせ信号に含まれる受信希望タイミングの情報に基づいて所定のタイミングで親機に対して応答信号を無線により送信する応答信号送信手段と、を備え、
親機は、更に、子機から無線により送信される応答信号を受信する応答信号受信手段と、
応答信号受信手段により受信される応答信号の受信タイミングに基づいて位置情報の検出対象となる子機の存在する距離に関する情報を検出する子機位置情報検出手段と、を備えた、
ことを特徴とする位置情報検出システム。
In a position information detection system in which the base unit detects information on the distance at which the base unit exists as position information of the base unit,
The master unit has an antenna and
Inquiry signal transmitting means for wirelessly transmitting an inquiry signal including information on a desired reception timing to the slave unit to be detected of the position information from the antenna, and
The slave unit is an inquiry signal receiving unit that receives an inquiry signal wirelessly transmitted from the master unit,
Response signal transmitting means for wirelessly transmitting a response signal to the master unit at a predetermined timing based on information on the desired reception timing included in the inquiry signal received by the inquiry signal receiving means,
The base unit further includes a response signal receiving unit that receives a response signal wirelessly transmitted from the slave unit,
A slave unit position information detecting unit that detects information about a distance at which a slave unit that is a position information detection target exists based on the reception timing of the response signal received by the response signal receiving unit.
A position information detection system, characterized in that:
親機が子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報を子機の位置情報として検出する位置情報検出システムにおいて、
親機は、複数の指向性アンテナと、
2以上の指向性アンテナのそれぞれから順に位置情報の検出対象となる子機に対して問い合わせ信号を無線により送信する問い合わせ信号送信手段と、を備え、
子機は、親機から無線により送信される問い合わせ信号を受信する問い合わせ信号受信手段と、
問い合わせ信号受信手段により受信される問い合わせ信号の受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、
受信レベル検出手段により検出される受信レベルに関する情報を含む応答信号を親機に対して無線により送信する応答信号送信手段と、を備え、
親機は、更に、それぞれの指向性アンテナから無線により送信した問い合わせ信号に応じて子機から無線により送信される応答信号を受信する応答信号受信手段と、
応答信号受信手段によりそれぞれの指向性アンテナに対応して受信される応答信号に含まれる受信レベルに関する情報に基づいて位置情報の検出対象となる子機の存在する距離と方向の一方又は両方に関する情報を検出する子機位置情報検出手段と、を備えた、
ことを特徴とする位置情報検出システム。
In a position information detection system in which the parent device detects information about one or both of the distance and direction in which the child device exists as position information of the child device,
The master unit has multiple directional antennas,
Inquiry signal transmitting means for wirelessly transmitting an inquiry signal to the child device whose position information is to be detected in order from each of the two or more directional antennas,
The slave unit is an inquiry signal receiving unit that receives an inquiry signal wirelessly transmitted from the master unit,
Reception level detection means for detecting the reception level of the inquiry signal received by the inquiry signal reception means,
Response signal transmitting means for wirelessly transmitting a response signal including information on the reception level detected by the reception level detection means to the master unit,
The base unit further includes a response signal receiving unit that receives a response signal transmitted wirelessly from the slave unit in response to an inquiry signal transmitted wirelessly from each directional antenna,
Information on one or both of the distance and direction of the child device whose position information is to be detected based on the information on the reception level included in the response signal received corresponding to each directional antenna by the response signal receiving means. And slave unit position information detecting means for detecting
A position information detection system, characterized in that:
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の位置情報検出システムにおいて、
親機は、携帯型の機器であり、親機の使用者により携帯され、
子機は、携帯型の機器であり、複数設けられ、それぞれの子機の使用者により携帯され、
親機とそれぞれの子機とは、直接的に、無線により信号を通信する、
ことを特徴とする位置情報検出システム。
In the position information detection system according to any one of claims 1 to 4,
The base unit is a portable device, carried by a user of the base unit,
The slave unit is a portable device, and a plurality of slave units are provided and carried by a user of each slave unit.
The parent device and each child device directly communicate signals by radio,
A position information detection system, characterized in that:
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