JP7342826B2

JP7342826B2 - 目標物位置推定装置、目標物位置推定方法、目標物情報提供装置、および、目標物位置推定システム

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Publication number: JP7342826B2
Application number: JP2020155959A
Authority: JP
Inventors: 哲西村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2040-09-17
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Description

この発明は、目標物の存在範囲を推定する技術に関する。

特許文献１には、位置測位装置が記載されている。位置測位装置は、複数の送信機と受信機とを備える。複数の送信機は、それぞれに固有の識別子含む信号を送信する。受信機は、複数の送信機からの信号を受信する。

受信機は、測位対象物の送信機から信号と、測位対象物以外の送信機からの信号とを識別する。受信機は、測位対象物の送信機からの信号の時系列な変動と、測位対象物以外の送信機からの信号の時系列な変動との類似性を計算する。受信機は、類似性に基づいて、測位対象物の位置を測定する。

特開２００６－１１８８８２号公報

しかしながら、送信機からの信号の強度は、受信環境等によって変動し易い。このため、類似性を用いる方法では、測位対象物（目標物）の位置を推定することが難しい場合がある。

したがって、本発明の目的は、目標物の存在範囲をより確実に推定することにある。

この発明の目標物位置推定装置は、受信部および演算部を備える。受信部は、目標物に配置された第１送信機からの第１無線信号と、基準位置に配置された第２送信機からの第２無線信号とを受信し、無線信号の受信強度を測定可能に構成される。演算部は、第１無線信号に対する第１無線信号受信強度、および、第２無線信号に対する第２無線信号受信強度に基づき、基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する。

この構成では、第１送信機と受信部との第１距離に依存する第１無線信号受信強度と、第２送信機と受信部との第２距離に依存する第２無線信号受信強度とが、第１送信機と第２送信機との距離（基準位置から目標物までの距離）の推定に用いられる。

第１距離は、第１無線信号強度によって、所定精度の範囲で算出される。第２距離は、第２無線信号強度によって、所定精度の範囲で算出される。第１送信機と第２送信機との距離（基準位置から目標物までの距離）、第１距離、および、第２距離は、所定の幾何学的な関係を有する。したがって、第１距離および第２距離が所定精度の範囲で算出されることによって、第１送信機と第２送信機との距離（基準位置から目標物までの距離）が、所定精度の範囲で推定できる。

この発明によれば、目標物の存在範囲をより確実に推定できる。

図１は、本発明の実施形態に係る目標物位置推定装置の使用状況を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る目標物位置推定装置の構成例を示す機能ブロック図である。図３は、目標物位置推定装置の目標物範囲推定部の構成例を示す機能ブロック図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、基準目標物間暫定距離の算出概念を説明するための図である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、目標物位置推定装置が移動したときの加算距離の変化を示すグラフである。図６は、第１の実施形態に係る目標物位置推定方法を示すフローチャートである。図７は、第１の実施形態に係る目標物情報提供装置の構成例を示す機能ブロック図である。図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）は、それぞれに情報提供用の画像の一例を示す図である。図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、基準目標物間暫定距離の別の算出概念を説明するための図である。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、第２の実施形態に係る目標物位置推定装置の目標物範囲推定部の構成例を示す機能ブロック図である。図１１は、第３の実施形態に係る目標物位置推定装置の目標物範囲推定部の構成例を示す機能ブロック図である。図１２は、第３の実施形態に係る目標物位置推定方法を示すフローチャートである。図１３は、第４の実施形態に係る目標物位置推定システムの構成例を示す機能ブロック図である。図１４は、情報提供サーバに記憶される情報の一例を示す図である。

［第１の実施形態］
［目標物位置推定装置および目標物位置推定システムの使用状況の説明］
図１は、本発明の実施形態に係る目標物位置推定装置の使用状況を示す図である。目標物位置推定装置１０は、例えば、図１に示すように、所定のエリア６に、位置の不明な目標物（図１の目標物８０１、目標物８０２、目標物８０３、目標物８０４）が置かれており、人（図１の作業者ＷＯ）が所望の目標物を探す時に用いられる。より具体的には、例えば、建築現場において、他の作業者が置いた資材（目標物）を、作業者ＷＯが探す時に用いられる。このような状況のため、資材（目標物）の位置は、一定であるとは限らず、探すことが容易ではない。特に、建築物の中では、ＧＰＳ等の測位システムを利用し難い。したがって、資材（目標物）の位置情報の更新も容易でなく、本発明の構成および処理が有効である。

図１に示すように、エリア６には、目標物８０１、目標物８０２、目標物８０３、および、目標物８０４が置かれている。なお、目標物の数は、この例に限るものではない。目標物８０１には、タグ８１が装着され、目標物８０２には、タグ８２が装着される。目標物８０３には、タグ８３が装着され、目標物８０４には、タグ８４が装着される。

タグ８１、タグ８２、タグ８３、および、タグ８４は、ＲＦＩＤタグ等の電子タグであり、それぞれに識別情報（固有ＩＤ等）を含む無線信号を、外部に送信可能な構成を有する。無線信号は、例えば、特定周波数帯のビーコン信号でもよい。なお、タグ８１、タグ８２、タグ８３、および、タグ８４の識別情報には、タグ８１、タグ８２、タグ８３、および、タグ８４が装着される目標物の情報（目標物の種類等、目標物または基準物のいずれかを示す情報）を含んでもよい。これらタグ８１、タグ８２、タグ８３、および、タグ８４が、本発明の「第１無線送信機」に対応する。

また、エリアには、基準物体９０１、基準物体９０２、基準物体９０３、および、基準物体９０４が配置される。基準物体９０１、基準物体９０２、基準物体９０３、および、基準物体９０４は、例えば、建築物の柱、作業用の支柱等、位置が固定されており作業者ＷＯが視認可能なものである。なお、基準物体の数も、この例に限るものではない。基準物体９０１には、タグ９１が装着され、基準物体９０２には、タグ９２が装着される。基準物体９０３には、タグ９３が装着され、基準物体９０４には、タグ９４が装着される。

タグ９１、タグ９２、タグ９３、および、タグ９４は、ＲＦＩＤタグ等の電子タグであり、それぞれに識別情報（固有ＩＤ等）を含む無線信号を、外部に送信可能な構成を有する。なお、タグ９１、タグ９２、タグ９３、および、タグ９４の識別情報には、タグ９１、タグ９２、タグ９３、および、タグ９４が装着される基準物体の情報（基準物体の種類等、目標物または基準物のいずれかを示す情報）を含んでもよい。これらタグ９１、タグ９２、タグ９３、および、タグ９４が、本発明の「第２無線送信機」に対応する。

作業者ＷＯは、目標物位置推定装置１０を装着する。より具体的な一例としては、図１に示すように、目標物位置推定装置１０は、作業者ＷＯが装着したヘルメットに固定されている。構成および処理の詳細な内容は後述するが、目標物位置推定装置１０は、次のように、目標物の位置の推定情報を生成する。

目標物位置推定装置１０は、タグ８１、タグ８２、タグ８３、タグ８４から送信された無線信号（第１無線信号）を受信する。目標物位置推定装置１０は、タグ９１、タグ９２、タグ９３、タグ９４から送信された無線信号（第２無線信号）を受信する。目標物位置推定装置１０は、第１無線信号および第２無線信号を復調し、それぞれの無線信号受信強度（ＲＳＳＩ）を計測する。

目標物位置推定装置１０は、第１無線信号の無線信号受信強度から、目標物に装着されたタグと目標物位置推定装置１０との距離（第１送受間距離）を算出する。目標物位置推定装置１０は、第２無線信号の無線信号受信強度から、基準物体に装着されたタグと目標物位置推定装置１０との距離（第２送受間距離）を算出する。

目標物位置推定装置１０、目標物、および、基準物体が一直線上になければ、目標物と基準物体とを結ぶ直線、目標物と目標物位置推定装置１０とを結ぶ直線、および、基準物体と目標物位置推定装置１０とを結ぶ直線は、三角形を形成する（図４（Ａ）、図４（Ｃ）、図９（Ａ）、図９（Ｃ）参照）。

目標物位置推定装置１０、目標物、および、基準物体が一直線上にあれば、目標物と基準物体とを結ぶ直線、目標物と目標物位置推定装置１０とを結ぶ直線、および、基準物体と目標物位置推定装置１０とを結ぶ直線は、平行になり、１個の直線は、他の２個の直線を繋げたものと同じになる（図４（Ｂ）、図９（Ｂ）参照）。

目標物位置推定装置１０は、このような目標物、基準物体、目標物位置推定装置１０の幾何学的な関係、第１送受間距離（目標物と目標物位置推定装置１０との距離）、および、第２送受間距離（基準物体と目標物位置推定装置１０との距離）を用いて、目標物と基準物体との距離（基準目標物間距離）を算出する。目標物位置推定装置１０は、基準目標物間距離を用いて、基準物体に対する目標物の概略存在範囲を推定する。

目標物位置推定装置１０は、この推定情報を、情報提供装置１００に出力する（図１、図７参照）。情報提供装置１００は、この推定情報を画像化し、表示する（図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）参照）。

作業者ＷＯは、この表示を視認することで、目標物が基準物体に対してどのぐらいの範囲内にあるかを認識できる。これにより、作業者ＷＯは、目標物の位置を推定できる。

［目標物位置推定装置１０の構成および処理］
図２は、第１の実施形態に係る目標物位置推定装置の構成例を示す機能ブロック図である。図３は、目標物位置推定装置の目標物範囲推定部の構成例を示す機能ブロック図である。

図２に示すように、目標物位置推定装置１０は、アンテナ１１、受信部１２、および、演算部１３を備える。

アンテナ１１は、タグ８１－８４からの第１信号、および、タグ９１－９４からの第２信号を受信して、受信部１２に出力する。受信部１２は、第１信号および第２信号に重畳された識別情報を復調する。この際、受信部１２は、第１信号および第２信号の無線信号受信強度（ＲＳＳＩ）を計測する。受信部１２は、無線信号受信強度と識別情報とを組にして、演算部１３に出力する。受信部１２は、所定の受信周期で、第１信号および第２信号の復調と、各信号の無線信号受信強度の計測を継続的し、無線信号受信強度と識別情報と組にして出力する。所定の受信周期とは、例えば、２００ｍｓの間受信を待った後、８００ｍｓ休止する、のような動作を指す。

演算部１３は、送受間距離算出部３１、および、目標物範囲推定部３２を備える。無線信号受信強度と識別情報とは、送受間距離算出部３１に入力される。送受間距離算出部３１は、識別情報に基づいて、無線信号受信強度から、タグ８１－８４、タグ９１－９４と目標物位置推定装置１０との送受間距離を算出する。

より具体的には、送受間距離算出部３１は、識別情報が取得できたタグ８１－８４の無線信号受信強度から、識別情報が取得できたタグ８１－８４と目標物位置推定装置１０との第１送受間距離を算出する。送受間距離算出部３１は、識別情報が取得できたタグ９１－９４の無線信号受信強度から、識別情報が取得できたタグ９１－９４と目標物位置推定装置１０との第２送受間距離を算出する。

送受間距離算出部３１は、算出した第１送受間距離および第２送受間距離と、これらのそれぞれに対応する識別情報とを、目標物範囲推定部３２に出力する。送受間距離算出部３１は、第１送受間距離および第２送受間距離の算出と出力を、例えば、無線信号受信強度の入力毎に継続的に行う。なお、送受信間距離算出部は、無線信号受信強度の入力の所定回数ごとに、第１送受間距離および第２送受間距離の算出と出力を行ってもよい。

図３に示すように、目標物範囲推定部３２は、基準目標物間暫定距離算出部３２１、基準目標物間距離統計演算部３２２、および、範囲決定部３２３を備える。

基準目標物間暫定距離算出部３２１は、第１送受間距離と第２送受間距離とを用いて、基準目標物間暫定距離を算出する。例えば、基準目標物間暫定距離算出部３２１は、タグ８１と目標物位置推定装置１０との第１送受間距離と、タグ９２と目標物位置推定装置１０との第２送受間距離とを用いて、タグ８１とタグ９２との暫定距離、言い換えれば、目標物８０１と基準物体９０２との暫定距離（基準目標物間暫定距離）を算出する。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、基準目標物間暫定距離の算出概念を説明するための図である。図４（Ａ）、図４（Ｃ）は、目標物位置推定装置が目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）とを結ぶ直線上とは異なる位置に存在する場合を示し、図４（Ｂ）は、目標物位置推定装置が目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）とを結ぶ直線上に存在する場合を示す。図４（Ａ）は、目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）とを結ぶ方向において、目標物位置推定装置が目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）と間に存在する場合を示し、図４（Ｃ）は、目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）とを結ぶ方向において、目標物位置推定装置が目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）と間に存在しない場合を示す。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）において、タグ８１と目標物位置推定装置１０との第１送受間距離ＬＲ８１は、タグ８１の第１信号ＳＢ_８１の無線信号受信強度ＲＳＳＩ_８１から算出される。タグ９２と目標物位置推定装置１０との第２送受間距離ＬＲ９２は、タグ９２の第２信号ＳＢ_９２の無線信号受信強度ＲＳＳＩ_９２から算出される。

図４（Ａ）、図４（Ｃ）に示すように、目標物位置推定装置１０が、タグ８１とタグ９２とを結ぶ直線上に存在しない場合、タグ８１とタグ９２との幾何学距離ＬＳ１は、第１送受間距離ＬＲ８１と第２送受間距離ＬＲ９２とを加算した距離よりも小さい。すなわち、ＬＳ１＜ＬＲ８１＋ＬＲ９２の関係を満たす。

図４（Ｂ）に示すように、目標物位置推定装置１０が、タグ８１とタグ９２とを結ぶ直線上にあり、タグ８１とタグ９２との間にあると、タグ８１とタグ９２との幾何学距離ＬＳ１は、第１送受間距離ＬＲ８１と第２送受間距離ＬＲ９２とを加算した距離に等しい。すなわち、ＬＳ１＝ＬＲ８１＋ＬＲ９２の関係を満たす。

図示を省略しているが、目標物位置推定装置１０が、タグ８１とタグ９２とを結ぶ直線上にあり、タグ８１とタグ９２との間にないと、タグ８１とタグ９２との幾何学距離ＬＳ１は、第１送受間距離ＬＲ８１と第２送受間距離ＬＲ９２とを加算した距離よりも小さい。

この関係を利用し、基準目標物間暫定距離算出部３２１は、第１送受間距離と第２送受間距離との加算距離Ｌａｄｄを、基準目標物間暫定距離として算出する。これにより、基準目標物間暫定距離は、目標物（より詳細には目標物のタグ）と基準物体（より詳細には基準物体のタグ）との幾何学距離以上になる。例えば、タグ８１とタグ９２との関係であれば、タグ８１とタグ９２との基準目標物間暫定距離は、第１送受間距離ＬＲ８１と第２送受間距離ＬＲ９２との加算距離Ｌａｄｄ（ＬＲ８１＋ＬＲ９２）であり、この加算距離Ｌａｄｄ（ＬＲ８１＋ＬＲ９２）は、幾何学距離ＬＳ１以上になる。

さらに、第１送受間距離および第２送受間距離は、無線信号受信強度が高いほど短く算出される。そして、タグと目標物位置推定装置との間に信号を増幅して中継するシステムが無ければ、無線信号受信強度は、不所望に大きくなることはない。したがって、第１送受間距離および第２送受間距離は、不所望に短く算出されることはない。

一方、無線信号受信強度は、マルチパス等によって、タグと目標物位置推定装置１０との直接的な距離減衰よりも大きな減衰を受けることがある。この場合、第１送受間距離および第２送受間距離は、長く算出される。したがって、上述の第１送受間距離と第２送受間距離との加算距離と、幾何学距離との関係は、満たされる。

基準目標物間暫定距離算出部３２１は、基準目標物間暫定距離の算出を、所定の時間間隔（例えば、ほぼ同時刻の第１送受間距離と第２送受間距離との取得タイミング）で継続的に行う。この際、第１送受間距離と第２送受間距離とは、同じ時刻のものであることが好ましいが、作業者ＷＯの移動速度、基準目標物間暫定距離の算出誤差に応じて、所定の時間範囲のものを組み合わせてもよい。

基準目標物間暫定距離算出部３２１は、算出した基準目標物間暫定距離を、基準目標物間距離統計演算部３２２に出力する。この際、基準目標物間暫定距離算出部３２１は、順次算出した複数時刻（複数時間）の基準目標物間暫定距離を、順次またはまとめて、基準目標物間距離統計演算部３２２に出力する。

基準目標物間距離統計演算部３２２は、複数時刻の基準目標物間暫定距離に対して、所定の統計演算を行い、基準目標物間距離を算出する。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、目標物位置推定装置が移動したときの加算距離の変化を示すグラフである。図５（Ａ）は、目標物位置推定装置が、目標物と基準物体とを結ぶ線分上に一時的にいる場合を示す。図５（Ｂ）は、目標物位置推定装置が、目標物と基準物体とを結ぶ線分上にいない場合を示し、マルチパスが発生した時を含む場合を示す。なお、図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、上述の図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）の場合を示している。

目標物位置推定装置１０が、目標物８０１（タグ８１）と基準物体９０２（タグ９２）とを結ぶ線分に近づくと、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、基準目標物間暫定距離（加算距離Ｌａｄｄ）は、幾何学距離ＬＳ１に近づくように小さくなる。そして、目標物位置推定装置１０が、目標物８０１（タグ８１）と基準物体９０２（タグ９２）とを結ぶ線分上にあると、基準目標物間暫定距離（加算距離Ｌａｄｄ）は、幾何学距離ＬＳ１と等しくなる。一方、目標物位置推定装置１０が、目標物８０１（タグ８１）と基準物体９０２（タグ９２）とを結ぶ線分から遠ざかると、基準目標物間暫定距離（加算距離Ｌａｄｄ）は、幾何学距離ＬＳ１から遠ざかるように大きくなる。さらに、マルチパスが発生すると、図５（Ｂ）に示すように、基準目標物間暫定距離（加算距離Ｌａｄｄ）は、局所的に大きくなる。

基準目標物間距離統計演算部３２２は、統計演算値として、基準目標物間暫定距離（加算距離Ｌａｄｄ）の最小値Ｍｉｎ（Ｌａｄｄ）を算出する。基準目標物間暫定距離（加算距離Ｌａｄｄ）が上述の変化をすることで、最小値Ｍｉｎ（Ｌａｄｄ）は、幾何学距離ＬＳ１と等しい、または、幾何学距離ＬＳ１に最も近い値となる。

これにより、基準目標物間距離統計演算部３２２は、目標物と基準物体との距離、または、無線信号受信強度の計測から得られた目標物と基準物体との距離に最も近い値を、推定できる。

基準目標物間距離統計演算部３２２は、統計演算値を範囲決定部３２３に出力する。

範囲決定部３２３は、統計演算値と、この統計演算値に用いた目標物および基準物体の識別情報とを用いて、基準物体に対する目標物の存在範囲を決定する。より具体的には、基準物体を中心とし、統計演算値を半径とする円を、目標物の存在範囲に決定する。

この際、上述のように、統計演算値は、目標物と基準物体と距離に等しい、または、目標物と基準物体と距離にほぼ等しく且つ目標物と基準物体と距離より大きい。これにより、目標物位置推定装置１０は、目標物の存在範囲を、より確実に推定して、その情報を出力できる。

さらに、この構成および処理では、目標物は、範囲決定部３２３で決定した範囲内、且つ、この範囲の外周端付近に存在する。これにより、目標物位置推定装置１０は、目標物の存在範囲を、ほぼ最小限の大きさで推定できる。

［目標物位置推定方法］
図６は、第１の実施形態に係る目標物位置推定方法を示すフローチャートである。なお、このフローチャートの各処理の詳細は、上述の目標物位置推定装置１０の構成の説明において記載しており、以下では、必要箇所以外の詳細な説明は省略する。

目標物位置推定装置１０は、目標物のタグおよび基準物体のタグからのビーコン等の信号（第１信号および第２信号）を受信する（Ｓ１１）。目標物位置推定装置１０は、第１信号の第１無線信号受信強度、および、第２信号の第２無線信号受信強度を計測する（Ｓ１２）。

目標物位置推定装置１０は、第１無線信号受信強度から、第１送受間距離を算出し、第２無線信号受信強度から、第２送受間距離を算出する（Ｓ１３）。目標物位置推定装置１０は、第１送受間距離と第２送受間距離とを用いて、基準目標物間暫定距離を算出し（Ｓ１４）、記憶する（Ｓ１５）。

目標物位置推定装置１０は、統計演算値を算出可能な回数（所定回数）に達するまで（Ｓ１６：ＮＯ）、上述の処理を繰り返す。

目標物位置推定装置１０は、所定回数に達すると（Ｓ１６：ＹＥＳ）、複数時刻の基準目標物間暫定距離に対して統計演算を行う（Ｓ１７）。統計演算は、例えば、最小値抽出処理である。

目標物位置推定装置１０は、統計演算結果から、基準目標物間距離を決定する（Ｓ１８）。目標物位置推定装置１０は、基準目標物間距離から、目標物の存在範囲（推定存在範囲）を決定する（Ｓ１９）。なお、目標物の存在範囲の決定は省略することも可能であり、この場合、目標物位置推定装置１０は、基準目標物間距離を出力する。

［目標物情報提供装置の構成および処理］
図７は、第１の実施形態に係る目標物情報提供装置の構成例を示す機能ブロック図である。図７に示すように、目標物情報提供装置１は、目標物位置推定装置１０と、情報提供装置１００とを備える。

目標物位置推定装置１０は、上述の構成を備える。したがって、目標物位置推定装置１０の具体的な構成の説明は省略する。また、目標物位置推定装置１０は、情報提供装置１００との間でデータ通信可能な構成を備える。

情報提供装置１００は、画像生成部１０１、画像生成用情報記憶部１０２、および、表示器１０３を備える。画像生成部１０１には、目標物位置推定装置１０から、目標物の識別情報、基準物体の識別情報、および、基準目標物間距離が入力される。

画像生成用情報記憶部１０２には、例えば、識別情報に応じた目標物の種類、名称や基準物体の種類、名称等の個別情報が、例えばテキストデータで記憶される。また、画像生成用情報記憶部１０２には、識別情報に応じた目標物の画像データや基準物体の画像データが記憶されていてもよい。

画像生成部１０１は、目標物位置推定装置１０から取得した識別情報を用いて、画像生成用情報記憶部１０２から、目標物の種類や名称を読み出す。画像生成部１０１は、画像生成用情報記憶部１０２から読み出したデータと、基準目標物間距離とを用いて、情報提供用の画像を生成する。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）は、それぞれに情報提供用の画像の一例を示す図である。

図８（Ａ）の例では、画像生成部１０１は、平面視によって目標物の存在範囲を示す画像を生成する。この画像では、基準物体を中心とした円で、基準物体に対する目標物の存在範囲を示す。この際、円の半径は、基準目標物間距離によって設定される。また、円の中心には、基準物体を識別できる情報（図８（Ａ）の例であれば、タグ９２（柱Ｒ２（基準物体９０２）））が提示される。

図８（Ｂ）の例では、画像生成部１０１は、斜視によって目標物の存在範囲を示す画像を生成する。この画像では、基準物体を中心とした円で、基準物体に対する目標物の存在範囲を示す。この際、円の半径は、基準目標物間距離によって設定される。また、円の中心には、基準物体を識別できる情報（図８（Ａ）の例であれば、タグ９２（柱Ｒ２（基準物体９０２）））とその形状を表す画像とが提示される。

図８（Ｃ）の例では、画像生成部１０１は、平面視によって目標物の存在範囲を示す画像を生成する。この際、画像生成部１０１は、２つの基準物体と目標物との距離（基準目標物間距離）を用いる。この画像では、第１の基準物体を中心とした円と、第２の基準物体を中心とした円とで、目標物の存在範囲を示す。この際、各円の半径は、各基準物体に対する基準目標物間距離によって設定される。また、各円の中心には、各基準物体を識別できる情報（図８（Ｃ）の例であれば、タグ９２（柱Ｒ２（基準物体９０２））とタグ９１（ポールＲ１（基準物体９０１）））が提示される。この構成では、２つの円の重なる領域が、目標物の存在範囲の可能性が高いと判断できる。

画像生成部１０１は、生成した情報提供用の画像を、表示器１０３に出力する。表示器１０３は、この画像を表示する。

このような構成を用いることで、作業者は、基準物体に対する目標物の存在範囲と、その基準となる基準物体を、容易に視認して把握できる。

［第２の実施形態］
上述の構成および処理では、統計演算値として、第１送受間距離と第２送受間距離の加算距離の最小値Ｍｉｎ（Ｌａｄｄ）を用いる態様を示した。しかしながら、次に示す概念で統計演算値を算出してもよい。

図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）は、基準目標物間暫定距離の別の算出概念を説明するための図である。図９（Ａ）、図９（Ｃ）は、目標物位置推定装置が目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）とを結ぶ直線上とは異なる位置に存在する場合を示し、図９（Ｂ）は、目標物位置推定装置が目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）とを結ぶ直線上に存在する場合を示す。図９（Ａ）は、目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）とを結ぶ方向において、目標物位置推定装置が目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）と間に存在する場合を示し、図９（Ｃ）は、目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）とを結ぶ方向において、目標物位置推定装置が目標物のタグ（第１送信機）と基準物体のタグ（第２送信機）と間に存在しない場合を示す。

図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）において、タグ８１と目標物位置推定装置１０との第１送受間距離ＬＲ８１は、タグ８１の第１信号ＳＢ_８１の無線信号受信強度ＲＳＳＩ_８１から算出される。タグ９２と目標物位置推定装置１０との第２送受間距離ＬＲ９２は、タグ９２の第２信号ＳＢ_９２の無線信号受信強度ＲＳＳＩ_９２から算出される。

図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）に示すように、目標物位置推定装置１０が、タグ８１とタグ９２とを結ぶ直線上に存在しない場合、タグ８１とタグ９２との幾何学距離ＬＳ１は、第１送受間距離ＬＲ８１と第２送受間距離ＬＲ９２とを加算した距離よりも小さく、第１送受間距離ＬＲ８１と第２送受間距離ＬＲ９２との減算値の絶対値よりも大きい。すなわち、｜ＬＲ８１＋ＬＲ９２｜＜ＬＳ１＜ＬＲ８１＋ＬＲ９２の関係を満たす。

そして、減算絶対値｜ＬＲ８１＋ＬＲ９２｜と加算値ＬＲ８１＋ＬＲ９２との中間値は、第１送受間距離ＬＲ８１と第２送受間距離ＬＲ９２とにおける大きな方の値、すなわち、第１送受間距離ＬＲ８１と第２送受間距離ＬＲ９２との最大値である。

これを利用し、統計演算値として、第１送受間距離ＬＲ８１と第２送受間距離ＬＲ９２との最大値を用いる。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、第２の実施形態に係る目標物位置推定装置の目標物範囲推定部の構成例を示す機能ブロック図である。

図１０（Ａ）に示すように、目標物範囲推定部３２Ａ１は、送受間距離統計演算部３２４、および、範囲決定部３２３を備える。送受間距離統計演算部３２４以外の構成は、第１の実施形態に係る目標物位置推定装置１０の構成と同様であり、同様の箇所の説明は、省略する。

送受間距離統計演算部３２４は、第１送受間距離と第２送受間距離とを比較し、最大値を、基準目標物間距離として出力する。

この構成を用いても、目標物位置推定装置１０は、存在する可能性が高い範囲、すなわち、目標物の存在範囲をより確実に推定できる。

図１０（Ｂ）に示すように、目標物範囲推定部３２Ａ２は、送受間距離統計演算部３２４、基準目標物間距離統計演算部３２２Ａ、および、範囲決定部３２３を備える。

基準目標物間距離統計演算部３２２Ａは、送受間距離統計演算部３２４からの基準目標物間距離（第１送受間距離と第２送受間距離の最大値）を所定回数記憶し、複数の基準目標物間距離の最大値を、基準目標物間距離に再度設定して、範囲決定部３２３に出力する。これにより、目標物の存在範囲の推定精度は、さらに、向上する。なお、基準目標物間距離統計演算部３２２Ａは、複数時刻の基準目標物間距離の平均値を用いることも可能である。

なお、統計演算値は、上述の各実施形態に示したような第１送受間距離と第２送受間距離の加算距離の最小値Ｍｉｎ（Ｌａｄｄ）、または、第１送受間距離と第２送受間距離の最大値に限らず、基準目標物間暫定距離（加算距離Ｌａｄｄ）から幾何学距離ＬＳ１または幾何学距離ＬＳ１に近い値が推定できるものであればよい。

［第３の実施形態］
［目標物位置推定装置の構成および処理］
図１１は、第３の実施形態に係る目標物位置推定装置の目標物範囲推定部の構成例を示す機能ブロック図である。第３の実施形態に係る目標物位置推定装置は、第１の実施形態に係る目標物位置推定装置１０に対して、目標物範囲推定部３２Ｂの構成および処理において異なる。第３の実施形態に係る目標物位置推定装置の他の構成および処理は、第１の実施形態に係る目標物位置推定装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

目標物範囲推定部３２Ｂは、基準目標物間暫定距離算出部３２１、基準目標物間距離更新記憶部３２５、および、範囲決定部３２３を備える。基準目標物間暫定距離算出部３２１、および、範囲決定部３２３は、第１の実施形態に係る目標物位置推定装置１０と同様であり、説明は省略する。

基準目標物間距離更新記憶部３２５は、基準目標物間暫定距離に対する統計演算値を更新記憶する。より具体的に、基準目標物間暫定距離の最小値を、基準目標物間距離とする場合、基準目標物間距離更新記憶部３２５は、新たに入力された基準目標物間暫定距離が、それまでの演算で得られた基準目標物間距離、言い換えれば、それまでの基準目標物間暫定距離の最小値よりも小さければ、新たに入力された基準目標物間暫定距離を、新たな基準目標物間距離として更新記憶する。一方、基準目標物間距離更新記憶部３２５は、新たに入力された基準目標物間暫定距離が、それまでの演算で得られた基準目標物間距離以上であれば、その時点での基準目標物間距離を維持し記憶する。基準目標物間距離更新記憶部３２５は、所定回数の更新記憶後の基準目標物間距離を、範囲決定部３２３に出力する。

この更新記憶処理は、上述の第１送受間距離と第２送受間距離の最大値を用いる場合にも適用できる。

このような構成によって、第３の実施形態に係る目標物位置推定装置は、目標物の存在範囲を、より確実に推定できる。

［目標物位置推定方法］
図１２は、第３の実施形態に係る目標物位置推定方法を示すフローチャートである。なお、このフローチャートの各処理の詳細は、上述の目標物位置推定装置の構成の説明において記載しており、以下では、必要箇所以外の詳細な説明は省略する。

目標物位置推定装置は、目標物のタグおよび基準物体のタグからのビーコン等の信号（第１信号および第２信号）を受信する（Ｓ１１）。目標物位置推定装置は、第１信号の第１無線信号受信強度、および、第２信号の第２無線信号受信強度を計測する（Ｓ１２）。

目標物位置推定装置は、第１無線信号受信強度から、第１送受間距離を算出し、第２無線信号受信強度から、第２送受間距離を算出する（Ｓ１３）。目標物位置推定装置は、第１送受間距離と第２送受間距離とを用いて、基準目標物間暫定距離を算出する（Ｓ１４）。

目標物位置推定装置は、算出した基準目標物間暫定距離を、既に記憶されている基準目標物間距離（過去の基準目標物間暫定距離の最小値）と比較する。目標物位置推定装置は、算出した基準目標物間暫定距離が基準目標物間距離よりも小さければ、算出した基準目標物間暫定距離を、新たな基準目標物間距離として更新記憶する（Ｓ４１）。

目標物位置推定装置は、これらの処理を所定回数に達するまで（Ｓ１６：ＮＯ）、繰り返す。

目標物位置推定装置は、所定回数に達すると（Ｓ１６：ＹＥＳ）、その時点での基準目標物間距離を出力し、基準目標物間距離から、目標物の存在範囲（推定存在範囲）を決定する（Ｓ１９）。

なお、上述の各実施形態の構成および処理では、目標物位置推定装置が移動する場合を示したが、目標物位置推定装置が移動しない場合、すなわち、作業者が静止して、目標物を探す場合、第１送受間距離および第２送受間距離の統計演算値を用いることも可能である。例えば、第１送受間距離の最小値と第２送受間距離の最小値との加算値を、基準目標物間距離にすることも可能である。

［第４の実施形態］
［目標物位置推定システムの構成および処理］
上述の各実施形態では、目標物位置推定装置を単独で利用する態様を示した。しかしながら、本実施形態の目標物位置推定システムは、複数の目標物推定装置（目標物情報提供装置）の推定情報を用いて、目標物の存在範囲を決定する。

図１３は、第４の実施形態に係る目標物位置推定システムの構成例を示す機能ブロック図である。図１３に示すように、目標物位置推定システム９は、複数の目標物情報提供装置（目標物情報提供装置１Ｘ１、目標物情報提供装置１Ｘ２、目標物情報提供装置１Ｘ３）、および、情報提供サーバ７を備える。

複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３は、インターネット等のデータ通信ネットワーク８を介して、情報提供サーバ７に接続する。

複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３は、それぞれに、アンテナ１１、受信部１２、演算部１３、情報提供装置１００、および、通信部１４を備える。通信部１４は、情報提供サーバ７の通信部７１との通信制御を行う。

複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３は、推定算出した基準目標物間距離を、情報提供サーバ７に送信する。この際、複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３は、基準目標物間距離の推定算出に用いた目標物のタグと基準物体のタグの識別情報を、基準目標物間距離に関連付けして送信する。

情報提供サーバ７は、通信部７１、および、基準目標物間距離設定部７２を備える。通信部７１は、複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３の通信部１４との通信制御を行う。

基準目標物間距離設定部７２は、複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３から送信された基準目標物間距離を記憶する。

図１４は、情報提供サーバに記憶される情報の一例を示す図である。図１４に示すように、基準目標物間距離設定部７２は、目標物のタグと基準物体のタグとの組み合わせ毎に、基準目標物間距離を記憶する。例えば、目標物８０１のタグ８１と基準物体９０１のタグ９１との組に対して、基準目標物間距離Ｌ_９１８１を記憶する。この際、基準目標物間距離設定部７２は、記憶されている基準目標物間距離の取得元の装置が識別可能にしてよい（図１４の（Ｘ１）等参照）。

基準目標物間距離設定部７２は、新たな基準目標物間距離を通信部７１から取得すると、記憶されている基準目標物間距離と比較し、最小値に更新記憶する。

基準目標物間距離設定部７２は、基準目標物間距離が更新されると、更新された基準目標物間距離を通信部７１に出力する。通信部７１は、更新された基準目標物間距離を、通信部１４に送信する。

これにより、複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３は、複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３いずれかによって取得できたより確からしい基準目標物間距離を利用することができる。また、複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３は、自装置によって取得できていない基準目標物間距離も利用することができる。

なお、複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３は、更新された基準目標物間距離を取得したいタイミングで、取得トリガを、情報提供サーバ７に送信し、情報提供サーバ７は、この取得トリガに応じて、最新の基準目標物間距離を、取得トリガの送信元の目標物情報提供装置に送信してもよい。

また、本実施形態では、複数の目標物情報提供装置１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３は、それぞれに、演算部１３、情報提供装置１００を備えるが、これらを情報提供サーバ７に備える構成としてもよい。さらに、情報提供サーバ７は、ユーザ端末に対し、更新された基準目標物間距離を表示するためのインターフェースを備えてもよい。なお、ユーザ端末は、目標物情報提供装置、および、これを備える端末装置に限らず、情報提供サーバ７と通信可能で、且つ、表示機能や通知機能を有するものであればよい。

また、本実施形態では、目標物位置推定システム９は、複数の目標物情報提供装置と情報通提供サーバとから構成されている。しかしながら、目標物位置推定システム９は、目標物位置推定装置を含んでいてもよい。

上述の各実施形態の構成は、適宜組み合わせることが可能であり、各組合せに応じた作用効果を奏することができる。

１、１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｘ３：目標物情報提供装置
６：エリア
７：情報提供サーバ
８：データ通信ネットワーク
９：目標物位置推定システム
１０：目標物位置推定装置
１１：アンテナ
１２：受信部
１３：演算部
１４：通信部
３１：送受間距離算出部
３２、３２Ａ１、３２Ａ２、３２Ｂ：目標物範囲推定部
７１：通信部
７２：基準目標物間距離設定部
８１、８２、８３、８４：タグ
９１、９２、９３、９４：タグ
１００：情報提供装置
１０１：画像生成部
１０２：画像生成用情報記憶部
１０３：表示器
３２１：基準目標物間暫定距離算出部
３２２、３２２Ａ：基準目標物間距離統計演算部
３２３：範囲決定部
３２４：送受間距離統計演算部
３２５：基準目標物間距離更新記憶部
８０１、８０２、８０３、８０４：目標物
９０１、９０２、９０３、９０４：基準物体

Claims

目標物に配置された第１送信機からの第１無線信号と、基準位置に配置された第２送信機からの第２無線信号とを所定回数受信し、無線信号の受信強度を測定可能に構成され、前記目標物および前記基準位置に対して移動可能な受信部と、
前記第１無線信号に対する第１無線信号受信強度、および、前記第２無線信号に対する第２無線信号受信強度に基づき、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定するように構成された演算部と、
を備え、
前記演算部は、
前記所定回数の各回に算出された前記第１無線信号受信強度と前記第２無線信号受信強度の組毎に算出された前記基準位置と前記目標物の位置との暫定距離の最小値を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する、
目標物位置推定装置。
目標物に配置された第１送信機からの第１無線信号と、基準位置に配置された第２送信機からの第２無線信号とを所定回数受信し、無線信号の受信強度を測定可能に構成され、前記目標物および前記基準位置に対して移動可能な受信部と、
前記第１無線信号に対する第１無線信号受信強度、および、前記第２無線信号に対する第２無線信号受信強度に基づき、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定するように構成された演算部と、
を備え、
前記演算部は、
前記所定回数の各回の前記第１無線信号受信強度と前記第２無線信号受信強度の最大値に基づいて前記基準位置と前記目標物の位置との暫定距離をそれぞれ算出し、
算出された複数の前記暫定距離の最小値を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する、
目標物位置推定装置。
目標物に配置された第１送信機からの第１無線信号と、基準位置に配置された第２送信機からの第２無線信号とを所定回数受信し、無線信号の受信強度を測定可能に構成され、前記目標物および前記基準位置に対して移動可能な受信部と、
前記第１無線信号に対する第１無線信号受信強度、および、前記第２無線信号に対する第２無線信号受信強度に基づき、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定するように構成された演算部と、
を備え、
前記演算部は、
前記所定回数の各回に受信された前記第１無線信号受信強度と前記第２無線信号受信強度の組毎に、前記基準位置と前記目標物の位置との暫定距離を算出し、
前記組毎の前記暫定距離の最小値を逐次的に算出して更新記憶し、
前記更新記憶された前記最小値を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する、
目標物位置推定装置。
目標物に配置された第１送信機からの第１無線信号と、基準位置に配置された第２送信機からの第２無線信号とを所定回数受信し、無線信号の受信強度を測定可能に構成され、前記目標物および前記基準位置に対して移動可能な受信部と、
前記第１無線信号に対する第１無線信号受信強度、および、前記第２無線信号に対する第２無線信号受信強度に基づき、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定するように構成された演算部と、
を備え、
前記演算部は、
前記第１無線信号受信強度に基づく前記目標物と前記受信部との距離と、前記第２無線信号受信強度に基づく前記基準位置と前記受信部との距離とを比較した結果としての最大値を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する、
目標物位置推定装置。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の目標物位置推定装置と、
前記目標物の存在範囲を示す情報を提供する情報提供装置と、を備え、
前記情報提供装置は、
前記演算部が推定した前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲と、前記基準位置の個別情報とを用いて、情報提供用の画像を生成する画像生成部と、
前記情報提供用の画像を表示する表示器と、
を備える、
目標物情報提供装置。
請求項５に記載の目標物情報提供装置を複数備え、
前記複数の目標物位置推定装置とデータ通信可能な情報提供サーバを備え、
前記情報提供サーバは、
前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲に対応する算出データを前記複数の目標物推定装置から取得し、
前記算出データの統計演算値を算出し、
前記統計演算値を、ユーザ端末に送信する、
目標物位置推定システム。
目標物および基準位置に対して移動可能な受信部が、目標物に配置された第１送信機からの第１無線信号と、基準位置に配置された第２送信機からの第２無線信号とを所定回数受信する受信工程と、
演算部が、前記第１無線信号に対する前記受信工程での第１無線信号受信強度、および、前記第２無線信号に対する前記受信工程での第２無線信号受信強度を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する演算工程と、
を有し、
前記演算工程は、
前記所定回数の各回に算出された前記第１無線信号受信強度と前記第２無線信号受信強度の組毎に算出された前記基準位置と前記目標物の位置との暫定距離の最小値を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する、
目標物位置推定方法。
目標物および基準位置に対して移動可能な受信部が、目標物に配置された第１送信機からの第１無線信号と、基準位置に配置された第２送信機からの第２無線信号とを所定回数受信する受信工程と、
演算部が、前記第１無線信号に対する前記受信工程での第１無線信号受信強度、および、前記第２無線信号に対する前記受信工程での第２無線信号受信強度を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する演算工程と、
を有し、
前記演算工程は、
前記所定回数の各回の前記第１無線信号受信強度と前記第２無線信号受信強度の最大値に基づいて前記基準位置と前記目標物の位置との暫定距離をそれぞれ算出し、
算出された複数の前記暫定距離の最小値を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する、
目標物位置推定方法。
目標物および基準位置に対して移動可能な受信部が、目標物に配置された第１送信機からの第１無線信号と、基準位置に配置された第２送信機からの第２無線信号とを所定回数受信する受信工程と、
演算部が、前記第１無線信号に対する前記受信工程での第１無線信号受信強度、および、前記第２無線信号に対する前記受信工程での第２無線信号受信強度を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する演算工程と、
を有し、
前記演算工程は、
前記所定回数の各回に受信された前記第１無線信号受信強度と前記第２無線信号受信強度の組毎に、前記基準位置と前記目標物の位置との暫定距離を算出し、
前記組毎の前記暫定距離の最小値を逐次的に算出して更新記憶し、
前記更新記憶された前記最小値を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する、
目標物位置推定方法。
目標物および基準位置に対して移動可能な受信部が、目標物に配置された第１送信機からの第１無線信号と、基準位置に配置された第２送信機からの第２無線信号とを所定回数受信する受信工程と、
演算部が、前記第１無線信号に対する前記受信工程での第１無線信号受信強度、および、前記第２無線信号に対する前記受信工程での第２無線信号受信強度を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する演算工程と、
を有し、
前記演算工程は、
前記第１無線信号受信強度に基づく前記目標物と前記受信部との距離と、前記第２無線信号受信強度に基づく前記基準位置と前記受信部との距離とを比較した結果としての最大値を用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する、
目標位置推定方法。
前記演算工程は、
前記第１無線信号受信強度から前記第１送信機と前記受信部との第１送受間距離と、前記第２無線信号受信強度から前記第２送信機と前記受信部との第２送受間距離と、を算出する送受間距離算出工程と、
前記第１送受間距離と前記第２送受間距離とを用いて、前記基準位置に対する前記目標物の存在範囲を推定する目標物範囲推定工程と、
を有する、
請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の目標物位置推定方法。