JP2002202380A - 物体検出システムとその方法 - Google Patents
物体検出システムとその方法Info
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- JP2002202380A JP2002202380A JP2001000047A JP2001000047A JP2002202380A JP 2002202380 A JP2002202380 A JP 2002202380A JP 2001000047 A JP2001000047 A JP 2001000047A JP 2001000047 A JP2001000047 A JP 2001000047A JP 2002202380 A JP2002202380 A JP 2002202380A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】平面上の広い空間を移動する物体を検知するこ
とを目的とし、従来の物体検知装置よりアンテナの設置
数を少なく安価に物体の位置を特定する物体検出システ
ムとその方法を提供することにある。 【解決手段】物体が移動することにより、ＧＰＳ信号を
受信する複数のアンテナ１の受信状態が変化する。その
情報を信号処理装置２及び情報伝送装置３を経由し情報
統合部５に集約する。情報統合部５では２つのアンテナ
から物体を検知した情報を得た時、２つのアンテナ間に
物体が存在するとの結果を、また少なくとも３つのアン
テナから物体を検知した情報を得た時、特定のゾーン内
に物体が存在するとの結果を結果表示部６に出力する。
以上によりアンテナ間の距離が離れていても物体の存在
範囲を特定できる。
とを目的とし、従来の物体検知装置よりアンテナの設置
数を少なく安価に物体の位置を特定する物体検出システ
ムとその方法を提供することにある。 【解決手段】物体が移動することにより、ＧＰＳ信号を
受信する複数のアンテナ１の受信状態が変化する。その
情報を信号処理装置２及び情報伝送装置３を経由し情報
統合部５に集約する。情報統合部５では２つのアンテナ
から物体を検知した情報を得た時、２つのアンテナ間に
物体が存在するとの結果を、また少なくとも３つのアン
テナから物体を検知した情報を得た時、特定のゾーン内
に物体が存在するとの結果を結果表示部６に出力する。
以上によりアンテナ間の距離が離れていても物体の存在
範囲を特定できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は地上を移動する物体
の位置を検出する物体検出システムとその方法に係り、
特に少ない設置個数で安価に物体の位置を検出できる物
体検出システムとその方法に関する。
の位置を検出する物体検出システムとその方法に係り、
特に少ない設置個数で安価に物体の位置を検出できる物
体検出システムとその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の物体位置検出装置については一例
として国際公開Ｗ０９７／０４３３７号公報に記載され
ている。この従来技術には、移動体が走行する通路に格
子状に配置された複数の移動体検知器を設け、移動体を
検知した移動体検知器の配置に基づいて移動体の位置，
移動方向，形状を検出することが記載されている。
として国際公開Ｗ０９７／０４３３７号公報に記載され
ている。この従来技術には、移動体が走行する通路に格
子状に配置された複数の移動体検知器を設け、移動体を
検知した移動体検知器の配置に基づいて移動体の位置，
移動方向，形状を検出することが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、アンテナの有効範囲内に物体が進入した際に
「アンテナの有効範囲内に物体が存在する」という検知
信号をアンテナ１台で出力する方式である為、有効範囲
を広く設定すると検知信号に対する物体位置標定として
の信頼性が低くなる。その為従来技術では物体検知に使
用する人工衛星は地表からの仰角が高い衛星のみを利用
し有効範囲を狭くする必要があり、その結果例えば空港
のエプロンの様な広い空間に対しては物体の移動する路
面に多数の移動体検知器を設置する必要があり、コスト
が上昇するという問題がある。また、検知器の数が多い
ため処理情報もそれに伴い多くなることから情報伝送路
の確保及び情報伝送装置に対するコストも上昇し問題と
なる。
技術では、アンテナの有効範囲内に物体が進入した際に
「アンテナの有効範囲内に物体が存在する」という検知
信号をアンテナ１台で出力する方式である為、有効範囲
を広く設定すると検知信号に対する物体位置標定として
の信頼性が低くなる。その為従来技術では物体検知に使
用する人工衛星は地表からの仰角が高い衛星のみを利用
し有効範囲を狭くする必要があり、その結果例えば空港
のエプロンの様な広い空間に対しては物体の移動する路
面に多数の移動体検知器を設置する必要があり、コスト
が上昇するという問題がある。また、検知器の数が多い
ため処理情報もそれに伴い多くなることから情報伝送路
の確保及び情報伝送装置に対するコストも上昇し問題と
なる。
【０００４】本発明の目的は少ない設置で物体の位置範
囲を検知できる物体検出システムとその方法を提供する
ことにある。
囲を検知できる物体検出システムとその方法を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】従来技術ではアンテナ１
つから得られる情報により、アンテナを中心とした有効
範囲内において物体が存在すると判定する為、ＧＰＳ衛
星から得られる衛星の地表からの仰角の情報を使用し、
仰角の低い衛星の情報は使用しない手法を用いていた。
つから得られる情報により、アンテナを中心とした有効
範囲内において物体が存在すると判定する為、ＧＰＳ衛
星から得られる衛星の地表からの仰角の情報を使用し、
仰角の低い衛星の情報は使用しない手法を用いていた。
【０００６】本発明の特徴は、複数のアンテナの設置さ
れている座標と各アンテナで受信している全ての衛星か
らの情報に基づいて物体の位置範囲を特定する物体検出
としての算出手段を備えたことにある。
れている座標と各アンテナで受信している全ての衛星か
らの情報に基づいて物体の位置範囲を特定する物体検出
としての算出手段を備えたことにある。
【０００７】アンテナ間を移動する物体については、従
来技術では使用しなかった仰角の低い衛星の情報を中央
で統合して処理する方式を導入したことにより仰角の低
い衛星を利用しアンテナ間の距離を離すことを可能に
し、設置個数を大幅に減らすことができ、コストを低く
することができる。
来技術では使用しなかった仰角の低い衛星の情報を中央
で統合して処理する方式を導入したことにより仰角の低
い衛星を利用しアンテナ間の距離を離すことを可能に
し、設置個数を大幅に減らすことができ、コストを低く
することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を詳細に説明する。
の形態を詳細に説明する。
【０００９】図１は本発明の機器の構成例を示す。ＧＰ
Ｓ等の航法衛星からの信号は複数の受信アンテナ１によ
り受信され、アンテナに対する信号処理装置２を介し、
情報伝送装置３により伝送され、伝送経路４を介して情
報統合部５で集約されその結果を結果表示部６に出力す
る。なお、信号処理装置２におけるＧＰＳ航法データの
処理については、特開昭６３−１９８８０号公報等に記
載されており一般に知られているため、詳細な説明は省
略する。また、信号処理装置２内の処理、情報伝送装置
３から伝送経路４を経て情報統合部５に伝送する処理方
法についても国際公開Ｗ０９７／０４３３７に記載され
ている為詳細な説明は省略する。
Ｓ等の航法衛星からの信号は複数の受信アンテナ１によ
り受信され、アンテナに対する信号処理装置２を介し、
情報伝送装置３により伝送され、伝送経路４を介して情
報統合部５で集約されその結果を結果表示部６に出力す
る。なお、信号処理装置２におけるＧＰＳ航法データの
処理については、特開昭６３−１９８８０号公報等に記
載されており一般に知られているため、詳細な説明は省
略する。また、信号処理装置２内の処理、情報伝送装置
３から伝送経路４を経て情報統合部５に伝送する処理方
法についても国際公開Ｗ０９７／０４３３７に記載され
ている為詳細な説明は省略する。
【００１０】図２は受信可能なＧＰＳ衛星からの受信状
態を示している。物体検知は基本的に衛星からの信号Ｅ
ａ〜Ｅｆまでのいずれかが遮断もしくは減衰することに
より行う。ここで、複数のアンテナを設置した場合、任
意の限られた範囲内に設置する限りはアンテナに対する
衛星信号の入射角度はすべて等しいと近似できる。ＧＰ
Ｓ衛星からは衛星の個別認識番号、アンテナが設置され
た位置からの仰角，方位角、電波の受信強度等の情報が
得られるが、Ａ１から情報統合部５に対しては遮断もし
くは減衰した衛星の番号とそのアンテナの個別認識番号
が出力されれば情報統合部で物体位置範囲の算出が可能
である。
態を示している。物体検知は基本的に衛星からの信号Ｅ
ａ〜Ｅｆまでのいずれかが遮断もしくは減衰することに
より行う。ここで、複数のアンテナを設置した場合、任
意の限られた範囲内に設置する限りはアンテナに対する
衛星信号の入射角度はすべて等しいと近似できる。ＧＰ
Ｓ衛星からは衛星の個別認識番号、アンテナが設置され
た位置からの仰角，方位角、電波の受信強度等の情報が
得られるが、Ａ１から情報統合部５に対しては遮断もし
くは減衰した衛星の番号とそのアンテナの個別認識番号
が出力されれば情報統合部で物体位置範囲の算出が可能
である。
【００１１】図３は航空機を検知対象とした実施の形態
について、地上に対して垂直面の検知の流れと、２つの
アンテナにより２つのアンテナ間に物体があることを検
知する手法を説明した図である。アンテナＡ１よりアン
テナＡ２への方向Ｘ１に移動する航空機Ａｉｒがある。
この際アンテナＡ１で受信中の衛星からの信号Ｅａと、
アンテナＡ２で受信中の衛星からの信号Ｅｆが遮断され
たことにより、航空機ＡｉｒはＡ１，Ａ２間を移動して
いると算出できる。航空機Ａｉｒの大きさとアンテナ間
の距離の設定については実測により求める。次に従来の
技術との差異について述べる。従来は仰角の低い衛星は
無視していた。これはアンテナ単体で物体検知を判断
し、物体検知信号を出力していたため、仰角の低い衛星
は直上を移動する物体の移動を検知する情報としては不
向きであったためである。しかし、本発明ではアンテナ
１個では物体検知を行わず、アンテナ単体からはアンテ
ナの固有認識番号とそのアンテナにおいて信号変化のあ
った衛星番号を出力させ、情報統合部で複数のアンテナ
からの情報を合わせて判別することにより物体の検知を
行う為、従来技術では無視していた仰角の低い衛星の情
報も活用することを可能にしている。このことを利用し
て次に２つのアンテナでアンテナ間に物体が存在するこ
とを検知する流れを説明する。図中の航空機Ａｉｒにつ
いて、アンテナＡ１で検知中の衛星ＥａとアンテナＡ２
で検知中の衛星Ｅｆが遮断されている。情報統合部５で
は各アンテナから送信されてくる遮断された衛星の方位
とアンテナの位置を元に２つのアンテナ間に物体が存在
することを検知する。
について、地上に対して垂直面の検知の流れと、２つの
アンテナにより２つのアンテナ間に物体があることを検
知する手法を説明した図である。アンテナＡ１よりアン
テナＡ２への方向Ｘ１に移動する航空機Ａｉｒがある。
この際アンテナＡ１で受信中の衛星からの信号Ｅａと、
アンテナＡ２で受信中の衛星からの信号Ｅｆが遮断され
たことにより、航空機ＡｉｒはＡ１，Ａ２間を移動して
いると算出できる。航空機Ａｉｒの大きさとアンテナ間
の距離の設定については実測により求める。次に従来の
技術との差異について述べる。従来は仰角の低い衛星は
無視していた。これはアンテナ単体で物体検知を判断
し、物体検知信号を出力していたため、仰角の低い衛星
は直上を移動する物体の移動を検知する情報としては不
向きであったためである。しかし、本発明ではアンテナ
１個では物体検知を行わず、アンテナ単体からはアンテ
ナの固有認識番号とそのアンテナにおいて信号変化のあ
った衛星番号を出力させ、情報統合部で複数のアンテナ
からの情報を合わせて判別することにより物体の検知を
行う為、従来技術では無視していた仰角の低い衛星の情
報も活用することを可能にしている。このことを利用し
て次に２つのアンテナでアンテナ間に物体が存在するこ
とを検知する流れを説明する。図中の航空機Ａｉｒにつ
いて、アンテナＡ１で検知中の衛星ＥａとアンテナＡ２
で検知中の衛星Ｅｆが遮断されている。情報統合部５で
は各アンテナから送信されてくる遮断された衛星の方位
とアンテナの位置を元に２つのアンテナ間に物体が存在
することを検知する。
【００１２】図４は航空機を検知対象とした実施の形態
について、地上に対して水平面の検知の流れを示した図
である。航空機Ａｉｒが方向Ｘ１に移動することによ
り、アンテナＡ１〜Ａ４で受信中のＧＰＳ衛星からの信
号Ｅａ〜Ｅｆの受信強度に変化を及ぼす。順序としてア
ンテナＡ１の受信信号Ｅｆ、次にアンテナＡ３の信号Ｅ
ｅ、次にアンテナＡ４の信号Ｅｂ，Ｅｃ、そしてアンテ
ナＡ２の信号Ｅａの受信強度に影響を与え、その情報が
アンテナＡ１〜Ａ４より情報統合部５に送られる。航空
機Ａｉｒが図中の位置に存在することを検知する流れに
ついては図５〜図９で説明する。
について、地上に対して水平面の検知の流れを示した図
である。航空機Ａｉｒが方向Ｘ１に移動することによ
り、アンテナＡ１〜Ａ４で受信中のＧＰＳ衛星からの信
号Ｅａ〜Ｅｆの受信強度に変化を及ぼす。順序としてア
ンテナＡ１の受信信号Ｅｆ、次にアンテナＡ３の信号Ｅ
ｅ、次にアンテナＡ４の信号Ｅｂ，Ｅｃ、そしてアンテ
ナＡ２の信号Ｅａの受信強度に影響を与え、その情報が
アンテナＡ１〜Ａ４より情報統合部５に送られる。航空
機Ａｉｒが図中の位置に存在することを検知する流れに
ついては図５〜図９で説明する。
【００１３】図５は図４の各アンテナＡ１〜Ａ４で受信
している衛星からの信号が航空機Ａｉｒの通過により変
化するタイムチャートを示している。ここで、（１）は
アンテナＡ１の衛星Ｅｆの受信状態を表しており、時間
ｔ１に強度がＨからＬに下がったことを示す。（２）は
アンテナＡ２の衛星Ｅｅの受信状態を、同じく(３)はＡ
４のＥｂ、（４）はＡ４のＥｃ、（５）はＡ２のＥａの
受信状態を表している。ここで実験により求めた時間間
隔Ｔの間に３つのアンテナＡ１，Ａ３，Ａ４の受信強度
が変化した時、Ａ１，Ａ３，Ａ４の位置と衛星に対する
仰角と方位を使用して図４の航空機Ａｉｒの存在する範
囲を算出する。
している衛星からの信号が航空機Ａｉｒの通過により変
化するタイムチャートを示している。ここで、（１）は
アンテナＡ１の衛星Ｅｆの受信状態を表しており、時間
ｔ１に強度がＨからＬに下がったことを示す。（２）は
アンテナＡ２の衛星Ｅｅの受信状態を、同じく(３)はＡ
４のＥｂ、（４）はＡ４のＥｃ、（５）はＡ２のＥａの
受信状態を表している。ここで実験により求めた時間間
隔Ｔの間に３つのアンテナＡ１，Ａ３，Ａ４の受信強度
が変化した時、Ａ１，Ａ３，Ａ４の位置と衛星に対する
仰角と方位を使用して図４の航空機Ａｉｒの存在する範
囲を算出する。
【００１４】図６は図５に示す（１），（２），（３）
の情報を元に、航空機Ａｉｒの位置範囲を算出する手順
を示している。図５の（１），（２），（３）の各アン
テナの衛星が時間Ｔ間に変動した時、図６のアンテナＡ
１，Ａ３，Ａ４から情報統合部に対しアンテナ番号を送
信する。情報統合部では既知のアンテナＡ１，Ａ３，Ａ
４の座標より、航空機ＡｉｒがアンテナＡ１，Ａ３，Ａ
４で囲まれる三角形の内部の領域を通過したことを算出
する。この場合アンテナ側からは信号に変化のあったア
ンテナの番号のみを情報統合部７に送信すればよいので
情報伝送量が最も少ない。アンテナから送られるアンテ
ナ情報の例として、アンテナの番号でなく、アンテナの
座標位置情報等を送っても良い。
の情報を元に、航空機Ａｉｒの位置範囲を算出する手順
を示している。図５の（１），（２），（３）の各アン
テナの衛星が時間Ｔ間に変動した時、図６のアンテナＡ
１，Ａ３，Ａ４から情報統合部に対しアンテナ番号を送
信する。情報統合部では既知のアンテナＡ１，Ａ３，Ａ
４の座標より、航空機ＡｉｒがアンテナＡ１，Ａ３，Ａ
４で囲まれる三角形の内部の領域を通過したことを算出
する。この場合アンテナ側からは信号に変化のあったア
ンテナの番号のみを情報統合部７に送信すればよいので
情報伝送量が最も少ない。アンテナから送られるアンテ
ナ情報の例として、アンテナの番号でなく、アンテナの
座標位置情報等を送っても良い。
【００１５】図７は図６で示すゾーン標定の情報統合部
７内の処理手順を示している。アンテナＡ１〜Ａｎから
送られてくる情報のうち、時間Ｔの内に受信強度の変化
のあったアンテナが３台あることを検出。その３台のア
ンテナで囲まれる三角形内に物体が存在すると判定。３
台のアンテナ座標より物体位置範囲を算出し出力する。
７内の処理手順を示している。アンテナＡ１〜Ａｎから
送られてくる情報のうち、時間Ｔの内に受信強度の変化
のあったアンテナが３台あることを検出。その３台のア
ンテナで囲まれる三角形内に物体が存在すると判定。３
台のアンテナ座標より物体位置範囲を算出し出力する。
【００１６】図８は図５に示す（１），（２），（３）
の情報を元に、図６とは別の手法で航空機Ａｉｒの位置
範囲を算出する手順を示している。図５の（１），
（２），（３）の各アンテナの衛星が時間Ｔ間に変動し
た時、図８のアンテナＡ１，Ａ３，Ａ４から情報統合部
に対しアンテナ番号及び信号に変化のあった衛星の番号
を送る。情報統合部では既知のアンテナＡ１，Ａ３，Ａ
４の座標及び情報統合部自身で保有する各番号のＧＰＳ
衛星の軌道情報より、航空機ＡｉｒがアンテナＡ１に対
する信号Ｅｆの軌道、同じくＡ３に対するＥｅの軌道、
Ａ４に対するＥｂの軌道で囲まれる三角形の内部の領域
を通過したことを算出する。この場合アンテナ側からは
信号に変化のあったアンテナの番号と衛星番号を情報統
合部８に送信する必要があり図６の手法よりも情報伝送
量が多いが、物体の位置範囲の特定については図６の手
法よりも狭い範囲に限定できるため精度が高い。
の情報を元に、図６とは別の手法で航空機Ａｉｒの位置
範囲を算出する手順を示している。図５の（１），
（２），（３）の各アンテナの衛星が時間Ｔ間に変動し
た時、図８のアンテナＡ１，Ａ３，Ａ４から情報統合部
に対しアンテナ番号及び信号に変化のあった衛星の番号
を送る。情報統合部では既知のアンテナＡ１，Ａ３，Ａ
４の座標及び情報統合部自身で保有する各番号のＧＰＳ
衛星の軌道情報より、航空機ＡｉｒがアンテナＡ１に対
する信号Ｅｆの軌道、同じくＡ３に対するＥｅの軌道、
Ａ４に対するＥｂの軌道で囲まれる三角形の内部の領域
を通過したことを算出する。この場合アンテナ側からは
信号に変化のあったアンテナの番号と衛星番号を情報統
合部８に送信する必要があり図６の手法よりも情報伝送
量が多いが、物体の位置範囲の特定については図６の手
法よりも狭い範囲に限定できるため精度が高い。
【００１７】図９は図８で示すゾーン標定の情報統合部
８内の処理手順を示している。アンテナＡ１〜Ａｎから
送られてくる情報のうち、時間Ｔの内に受信強度の変化
のあったアンテナが３台あることを検出。その３台のア
ンテナの、それぞれの遮断された衛星の方位によって形
成される三角形近傍に物体が存在すると判定。３台のア
ンテナ座標及び衛星の方位より物体の位置範囲を算出
し、表示装置へ出力する。
８内の処理手順を示している。アンテナＡ１〜Ａｎから
送られてくる情報のうち、時間Ｔの内に受信強度の変化
のあったアンテナが３台あることを検出。その３台のア
ンテナの、それぞれの遮断された衛星の方位によって形
成される三角形近傍に物体が存在すると判定。３台のア
ンテナ座標及び衛星の方位より物体の位置範囲を算出
し、表示装置へ出力する。
【００１８】図１０は物体のアンテナ１台当たりの検知
有効範囲を示している。従来の技術には仰角の低い衛星
は無視するとのみ記載されており、具体的な数値は記さ
れていない。ここで衛星の仰角の下限値をαとすると、
図１０において高さｈの物体がアンテナＡ１に対して方
向Ｘ１に向かってくる際の物体検知可能となる有効半径
ｒはｒ＝ｈ÷tanα となる。ここで、物体の高さを５
ｍ、衛星の最低仰角を４５°とするとｒ＝５ｍとなり、
直径は１０ｍとなる。従来の方式は１つのアンテナで物
体の存在のみ検出する方式であるため有効半径を大きく
するほど位置に対する精度は落ち、４５°を最低仰角と
しても精度がかなり低くなることがわかる。
有効範囲を示している。従来の技術には仰角の低い衛星
は無視するとのみ記載されており、具体的な数値は記さ
れていない。ここで衛星の仰角の下限値をαとすると、
図１０において高さｈの物体がアンテナＡ１に対して方
向Ｘ１に向かってくる際の物体検知可能となる有効半径
ｒはｒ＝ｈ÷tanα となる。ここで、物体の高さを５
ｍ、衛星の最低仰角を４５°とするとｒ＝５ｍとなり、
直径は１０ｍとなる。従来の方式は１つのアンテナで物
体の存在のみ検出する方式であるため有効半径を大きく
するほど位置に対する精度は落ち、４５°を最低仰角と
しても精度がかなり低くなることがわかる。
【００１９】図１１は物体検知有効半径ｒのとき、従来
の技術の物体検知において、物体の移動を連続的に検知
するためにアンテナを複数（Ａ１〜Ａ４）設置する場合
に必要なアンテナ間の間隔Ｔａを示した図である。な
お、ここでは物体の高さｈのみ考慮し、物体の地表に平
行な成分の長さは無視する。アンテナ１つ当りの有効検
知半径がｒのとき、アンテナ間の間隔はＴａ＝２ｒ×co
s４５°となる。ここで仮に従来の技術をα＝６０°、
対象物の高さを５ｍとすると、従来の技術は有効検知半
径ｒ＝２.９ｍ、アンテナ間距離Ｔａ＝４.１ｍとなる。
の技術の物体検知において、物体の移動を連続的に検知
するためにアンテナを複数（Ａ１〜Ａ４）設置する場合
に必要なアンテナ間の間隔Ｔａを示した図である。な
お、ここでは物体の高さｈのみ考慮し、物体の地表に平
行な成分の長さは無視する。アンテナ１つ当りの有効検
知半径がｒのとき、アンテナ間の間隔はＴａ＝２ｒ×co
s４５°となる。ここで仮に従来の技術をα＝６０°、
対象物の高さを５ｍとすると、従来の技術は有効検知半
径ｒ＝２.９ｍ、アンテナ間距離Ｔａ＝４.１ｍとなる。
【００２０】図１２は物体検知有効半径ｒのとき、本発
明の実施の形態の一例として２つ以上のアンテナを用い
た物体検出のアンテナ間距離を示した図である。この場
合、隣接するアンテナ間距離を検知有効範囲にすること
によりアンテナ間の物体検出を２つ以上のアンテナで検
知する。ここで、検出対象物の高さを５ｍ、仰角をα＝
２０°とすると、それにより本実施の形態は有効検知半
径ｒ＝１３.７ｍ 、アンテナ間距離Ｔａ＝１３.７ｍ と
なる。この計算によると従来ではアンテナが１６個必要
な空間に対し本実施の形態では４個のアンテナで検知で
きることになり、大幅に設置個数を減らせることがわか
る。ここで、本実施の形態の２つのアンテナを用いた物
体検知の手法における有効検知半径ｒはアンテナを図１
２の様に複数配置することを前提としており、また、補
足できる衛星数に限りがあるため有効検知半径を上記の
理論値よりは小さく設定する必要があり詳細は実験で求
める。
明の実施の形態の一例として２つ以上のアンテナを用い
た物体検出のアンテナ間距離を示した図である。この場
合、隣接するアンテナ間距離を検知有効範囲にすること
によりアンテナ間の物体検出を２つ以上のアンテナで検
知する。ここで、検出対象物の高さを５ｍ、仰角をα＝
２０°とすると、それにより本実施の形態は有効検知半
径ｒ＝１３.７ｍ 、アンテナ間距離Ｔａ＝１３.７ｍ と
なる。この計算によると従来ではアンテナが１６個必要
な空間に対し本実施の形態では４個のアンテナで検知で
きることになり、大幅に設置個数を減らせることがわか
る。ここで、本実施の形態の２つのアンテナを用いた物
体検知の手法における有効検知半径ｒはアンテナを図１
２の様に複数配置することを前提としており、また、補
足できる衛星数に限りがあるため有効検知半径を上記の
理論値よりは小さく設定する必要があり詳細は実験で求
める。
【００２１】図１３は本発明の実施の形態の一例として
３つのアンテナを用いた物体検出のアンテナ間距離を示
した図である。アンテナ１つによる検出では、検知有効
半径を大きくすると検出位置精度が悪くなる。しかし本
願発明では、３つのアンテナを用いて検出するためアン
テナ間を広げても物体検出位置精度に影響を与えない。
そして３つのアンテナで検知することにより仰角が低い
人工衛星も利用できるため検知有効半径を大きくとれ
る。理論上ではアンテナ間距離は無限であるが、実際に
は捕捉できる人工衛星の数などを考慮して設定する必要
がある。
３つのアンテナを用いた物体検出のアンテナ間距離を示
した図である。アンテナ１つによる検出では、検知有効
半径を大きくすると検出位置精度が悪くなる。しかし本
願発明では、３つのアンテナを用いて検出するためアン
テナ間を広げても物体検出位置精度に影響を与えない。
そして３つのアンテナで検知することにより仰角が低い
人工衛星も利用できるため検知有効半径を大きくとれ
る。理論上ではアンテナ間距離は無限であるが、実際に
は捕捉できる人工衛星の数などを考慮して設定する必要
がある。
【００２２】また、上記実施の形態では、航空機移動の
位置範囲の特定のみについて説明したが、情報統合部で
航空機の形状，特徴をあらかじめ保持し、物体通過検出
した複数の衛星の軌道を統合した結果と照合することに
より航空機の種類の判別が可能である。人工衛星として
はＧＰＳ(Global Positioning System)，ＮＮＳＳ(Navy
Navigation Satellite System)等が挙げられる。
位置範囲の特定のみについて説明したが、情報統合部で
航空機の形状，特徴をあらかじめ保持し、物体通過検出
した複数の衛星の軌道を統合した結果と照合することに
より航空機の種類の判別が可能である。人工衛星として
はＧＰＳ(Global Positioning System)，ＮＮＳＳ(Navy
Navigation Satellite System)等が挙げられる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によりＧ
ＰＳ受信アンテナの設置間隔を広げることが可能になり
設置個数を少なくできることから安価に物体の位置を特
定することができる。
ＰＳ受信アンテナの設置間隔を広げることが可能になり
設置個数を少なくできることから安価に物体の位置を特
定することができる。
【図１】本発明の実施の形態の一例である物体検出シス
テムの構成図である。
テムの構成図である。
【図２】ＧＰＳ衛星と受信器の関係を模式的に示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施の形態の一例である航空機の物体
検出について、地表に対し垂直面の構成図である。
検出について、地表に対し垂直面の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例である航空機の物体
検出について、地表に対し水平面の構成図である。
検出について、地表に対し水平面の構成図である。
【図５】図４におけるタイムチャートを示している。
【図６】本発明の実施の形態の一例である航空機のゾー
ン標定における、位置範囲の特定手法を示す図である。
ン標定における、位置範囲の特定手法を示す図である。
【図７】図６の位置範囲の特定手法を用いる場合の、情
報統合部内の処理の流れを示す図である。
報統合部内の処理の流れを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態である航空機のゾーン標定
における、図６とは異なる方法による位置範囲の特定手
法を示す図である。
における、図６とは異なる方法による位置範囲の特定手
法を示す図である。
【図９】図８の位置範囲の特定手法を用いる場合の、情
報統合部内の処理の流れを示す図である。
報統合部内の処理の流れを示す図である。
【図１０】従来の技術と本発明の実施の形態の、アンテ
ナ１台当たりの物体検知有効半径を示す図である。
ナ１台当たりの物体検知有効半径を示す図である。
【図１１】従来の技術のアンテナを用いた物体検知のア
ンテナ間距離を示す図である。
ンテナ間距離を示す図である。
【図１２】２つ以上のアンテナを用いた物体検出のアン
テナ間距離を示す図である。
テナ間距離を示す図である。
【図１３】３つ以上のアンテナを用いた物体検出のアン
テナ間距離を示す図である。
テナ間距離を示す図である。
１…受信アンテナ、２…信号処理装置、３…情報伝送装
置、４…伝送経路、５，７，８…情報統合部、６…結果
表示部。
置、４…伝送経路、５，７，８…情報統合部、６…結果
表示部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 聡 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Ｆターム(参考） 2G005 DA02 5J062 BB03 CC07 DD22 GG02
Claims (13)
- 【請求項１】人工衛星から送信された電波を受信する複
数のアンテナ装置と、前記アンテナで受信した信号を処
理する信号処理装置と、前記信号処理装置から出力され
る信号に基づいて物体の位置範囲を検知する情報統合部
とを有する物体検出システムであって、前記情報統合部
は複数のアンテナからの人工衛星信号の変化に基づいて
物体を検知する機能を有することを特徴とする物体検出
システム。 - 【請求項２】人工衛星から送信された電波を受信する複
数のアンテナ装置と、前記アンテナで受信した信号を処
理する信号処理装置と、前記信号処理装置から出力され
る信号に基づいて物体の位置範囲を検知する情報統合部
とを有する物体検出システムであって、前記アンテナ装
置の有効検知半径をアンテナ間隔以上にすることを特徴
とする物体検出システム。 - 【請求項３】アンテナ装置で人工衛星から送信された電
波を受信し、受信した信号に基づいて物体の位置範囲を
検知する機能を有する物体検出システムにおいて、２つ
のアンテナで受信した人工衛星の信号変化に基づいて、
アンテナ間に物体が存在することを検出する機能を有す
ることを特徴とする物体検出システム。 - 【請求項４】人工衛星から送信された電波をアンテナ装
置で受信し、受信した信号に基づいて物体の位置範囲を
検知する機能を有する物体検出システムにおいて、少な
くとも３つのアンテナで受信した人工衛星の信号変化に
より物体の位置範囲を検出する機能を有することを特徴
とする物体検出システム。 - 【請求項５】人工衛星から送信された電波をアンテナ装
置で受信し、受信した信号に基づいて物体の位置範囲を
検知する機能を有する物体検出システムにおいて、人工
衛星の信号が変化した少なくとも３つのアンテナのアン
テナ情報により物体の位置範囲を検出する機能を有する
ことを特徴とする物体検出システム。 - 【請求項６】人工衛星から送信された電波をアンテナ装
置で受信し、受信した信号に基づいて物体の位置範囲を
検知する機能を有する物体検出システムにおいて、人工
衛星の信号が変化した少なくとも３つのアンテナから送
信されるアンテナ情報と人工衛星情報により物体の位置
範囲を検出する機能を有することを特徴とする物体検出
システム。 - 【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の物体検
出システムにおいて、更に、前記物体検出システムは、
物体の有無、その時間情報を検出する機能を付加したこ
とを特徴とする物体検出システム。 - 【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の物体検
出システムにおいて、更に、前記物体検出システムは、
複数のアンテナによって受信される信号強度の変化検出
と予め保持された物体の特徴を照合し物体を特定する機
能を付加したことを特徴とする物体検出システム。 - 【請求項９】人工衛星から送信された電波を受信し、受
信した信号に基づいて物体の位置範囲を検知する物体検
出方法において、予め定められた一定時間内に、複数の
アンテナからの人工衛星信号の変化に基づいて物体を検
出する物体検出方法。 - 【請求項１０】人工衛星から送信された電波を受信し、
受信した信号に基づいて物体の位置範囲を検知する物体
検出方法において、予め定められた一定時間内に、複数
のアンテナで受信した衛星信号強度の変化があった２つ
のアンテナ情報に基づいて２つのアンテナ間に物体の存
在を検出する物体検出方法。 - 【請求項１１】人工衛星から送信された電波を受信し、
受信した信号に基づいて物体の位置範囲を検知する物体
検出方法において、予め定められた一定時間内に、複数
のアンテナで受信した衛星信号強度の変化があった３つ
のアンテナ情報に基づいて物体を検出する物体検出方
法。 - 【請求項１２】人工衛星から送信された電波をアンテナ
装置で受信し、受信した信号に基づいて物体の位置範囲
を検知する機能を有する物体検出システムにおいて、表
示装置を有し、少なくとも３つのアンテナで受信した人
工衛星の信号変化により物体の位置範囲を検出し、前記
表示装置へ検出結果表示を三角形の領域表示することを
特徴とする物体検出システム。 - 【請求項１３】人工衛星から送信された電波をアンテナ
装置で受信し、受信した信号に基づいて物体の位置範囲
を検知する機能を有する物体検出システムにおいて、表
示装置を有し、複数のアンテナで受信した人工衛星の信
号変化により物体の位置範囲を検出し、前記表示装置へ
検出結果表示を多角形の領域表示することを特徴とする
物体検出システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000047A JP3610907B2 (ja) | 2001-01-04 | 2001-01-04 | 物体検出システムとその方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000047A JP3610907B2 (ja) | 2001-01-04 | 2001-01-04 | 物体検出システムとその方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002202380A true JP2002202380A (ja) | 2002-07-19 |
| JP3610907B2 JP3610907B2 (ja) | 2005-01-19 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2001000047A Expired - Fee Related JP3610907B2 (ja) | 2001-01-04 | 2001-01-04 | 物体検出システムとその方法 |
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| JP (1) | JP3610907B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-01-04 JP JP2001000047A patent/JP3610907B2/ja not_active Expired - Fee Related
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