JP2003279648A - 距離測定方法及び位置特定方法 - Google Patents
距離測定方法及び位置特定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】一方の信号送受信体からの質問信号を受けて、
他方の信号送受信体から応答信号を送り返し、当該信号
の伝播に要した時間と信号伝播速度の積から信号送受信
体間距離を測定する方法において、トランスポンダの遅
延応答時間に起因する誤差を小さくすることで、距離測
定値精度を向上させることができる距離測定法を提供す
る。また、当該距離測定法を用いた位置特定方法を提供
する。 【解決手段】前記質問信号と応答信号との送受信回数を
複数回とし、各々の送受信に要する期間のうち、前記他
方の信号送受信体が質問信号を受信後、応答信号を送信
するまでの期間（Ｂ）の少なくとも一つを異ならせて設
定し、一方の信号送受信体から他方の信号送受信体まで
の距離算出段階で、当該期間（Ｂ）を相殺することを特
徴とする。
他方の信号送受信体から応答信号を送り返し、当該信号
の伝播に要した時間と信号伝播速度の積から信号送受信
体間距離を測定する方法において、トランスポンダの遅
延応答時間に起因する誤差を小さくすることで、距離測
定値精度を向上させることができる距離測定法を提供す
る。また、当該距離測定法を用いた位置特定方法を提供
する。 【解決手段】前記質問信号と応答信号との送受信回数を
複数回とし、各々の送受信に要する期間のうち、前記他
方の信号送受信体が質問信号を受信後、応答信号を送信
するまでの期間（Ｂ）の少なくとも一つを異ならせて設
定し、一方の信号送受信体から他方の信号送受信体まで
の距離算出段階で、当該期間（Ｂ）を相殺することを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一方の信号送受信
体からの質問信号を受けて、他方の信号送受信体から応
答信号を送り返す、信号を送受信可能な物体間の距離測
定法、及び所定領域内における信号発信源付き移動体の
位置を特定する方法に関する。
体からの質問信号を受けて、他方の信号送受信体から応
答信号を送り返す、信号を送受信可能な物体間の距離測
定法、及び所定領域内における信号発信源付き移動体の
位置を特定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の距離測定法は、単に当該信号の伝
播時間を測定し、それに信号伝播速度を乗じることによ
るのが一般的である。また一般に用いられる信号は電波
である。電波の伝播速度は約３０万ｋｍ／秒である。そ
の伝播速度が大きいことにより、距離測定に際しては信
号伝播時間測定精度が極めて高く要求される。
播時間を測定し、それに信号伝播速度を乗じることによ
るのが一般的である。また一般に用いられる信号は電波
である。電波の伝播速度は約３０万ｋｍ／秒である。そ
の伝播速度が大きいことにより、距離測定に際しては信
号伝播時間測定精度が極めて高く要求される。
【０００３】また一方の信号送受信体からの質問電波を
受けて、他方の信号送受信体から応答電波を送り返す送
受信系には、トランスポンダと呼ばれるシステムがあ
る。これは相手方の存在を確認しつつ相手方との距離を
測定できる利点等があるため、航空機のＴＡＣＡＮシス
テム等に利用されている。従って一方又は双方の信号送
受信体が移動するものである場合や、測定対象が多数存
在する場合等の両者間の距離測定には、トランスポンダ
の利用は有効である。
受けて、他方の信号送受信体から応答電波を送り返す送
受信系には、トランスポンダと呼ばれるシステムがあ
る。これは相手方の存在を確認しつつ相手方との距離を
測定できる利点等があるため、航空機のＴＡＣＡＮシス
テム等に利用されている。従って一方又は双方の信号送
受信体が移動するものである場合や、測定対象が多数存
在する場合等の両者間の距離測定には、トランスポンダ
の利用は有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ト
ランスポンダを利用した距離測定法では、従来と同様信
号伝播時間測定精度が極めて高く要求されることに加え
て、質問電波受信後、応答電波を送信するまでの時間
（以下、「遅延応答時間」という）が測定に与える影響
を無視できるようにする必要がある。遅延応答時間は、
総応答時間の大半を占める。その理由は電波伝播時間に
比べて、信号の送受信の切替え等の処理に相当の時間を
要するためである。従って遅延応答時間に起因する誤差
を小さくしなければ、距離測定値の精度向上は実現でき
ない。
ランスポンダを利用した距離測定法では、従来と同様信
号伝播時間測定精度が極めて高く要求されることに加え
て、質問電波受信後、応答電波を送信するまでの時間
（以下、「遅延応答時間」という）が測定に与える影響
を無視できるようにする必要がある。遅延応答時間は、
総応答時間の大半を占める。その理由は電波伝播時間に
比べて、信号の送受信の切替え等の処理に相当の時間を
要するためである。従って遅延応答時間に起因する誤差
を小さくしなければ、距離測定値の精度向上は実現でき
ない。
【０００５】そこで本発明が解決しようとする課題は、
遅延応答時間に起因する誤差を小さくすることで、距離
測定値精度を向上させることである。
遅延応答時間に起因する誤差を小さくすることで、距離
測定値精度を向上させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の距離測定方法は、一方の信号送受信体から
の質問信号を受けて、他方の信号送受信体から応答信号
を送り返し、当該信号の伝播に要した時間と信号伝播速
度の積から信号送受信体間距離を測定する方法であっ
て、前記質問信号と応答信号との送受信回数を複数回と
し、各々の送受信に要する期間のうち、前記他方の信号
送受信体が質問信号を受信後、応答信号を送信するまで
の期間（Ｂ）の少なくとも一つを異ならせて設定し、一
方の信号送受信体から他方の信号送受信体までの距離算
出段階で、当該期間（Ｂ）を相殺することを特徴とす
る。
め、本発明の距離測定方法は、一方の信号送受信体から
の質問信号を受けて、他方の信号送受信体から応答信号
を送り返し、当該信号の伝播に要した時間と信号伝播速
度の積から信号送受信体間距離を測定する方法であっ
て、前記質問信号と応答信号との送受信回数を複数回と
し、各々の送受信に要する期間のうち、前記他方の信号
送受信体が質問信号を受信後、応答信号を送信するまで
の期間（Ｂ）の少なくとも一つを異ならせて設定し、一
方の信号送受信体から他方の信号送受信体までの距離算
出段階で、当該期間（Ｂ）を相殺することを特徴とす
る。
【０００７】複数の期間（Ｂ）の少なくとも一つを異な
らせて設定することにより、上記距離算出段階で期間
（Ｂ）を相殺することができるようになる。その距離算
出の具体例は後述する。一定値以上とすることにより距
離測定精度をより向上させることができるため好まし
い。
らせて設定することにより、上記距離算出段階で期間
（Ｂ）を相殺することができるようになる。その距離算
出の具体例は後述する。一定値以上とすることにより距
離測定精度をより向上させることができるため好まし
い。
【０００８】このように、上記距離算出段階で遅延応答
時間を相殺することで、遅延応答時間に起因する誤差を
小さくでき、距離測定値精度を向上させることができ、
上記本発明が解決しようとする課題を解決できることと
なる。
時間を相殺することで、遅延応答時間に起因する誤差を
小さくでき、距離測定値精度を向上させることができ、
上記本発明が解決しようとする課題を解決できることと
なる。
【０００９】上記本発明の距離測定方法において、期間
Ｂ以外の予め測定誤差を生じさせる要因を距離算出段階
で除去することが好ましい。当該要因は、例えば測定系
の時間計測の誤差や、測定過程における処理時間の誤差
等である。これらは予め測定しておくことで把握が可能
である。従って当該距離算出段階での除去も容易な要因
である。尚当該要因に起因した測定誤差は、遅延応答時
間に起因した測定誤差に比べてはるかに小さいのが一般
的である。
Ｂ以外の予め測定誤差を生じさせる要因を距離算出段階
で除去することが好ましい。当該要因は、例えば測定系
の時間計測の誤差や、測定過程における処理時間の誤差
等である。これらは予め測定しておくことで把握が可能
である。従って当該距離算出段階での除去も容易な要因
である。尚当該要因に起因した測定誤差は、遅延応答時
間に起因した測定誤差に比べてはるかに小さいのが一般
的である。
【００１０】また本発明の位置特定方法は、所定領域内
における信号送受信体付き移動体３の位置特定方法であ
って、当該領域内に１つ以上の固定された信号送受信体
が設置され、前記移動体が有する信号送受信体と、固定
された信号送受信体１は上記本発明及びその好ましい距
離測定法（例えば請求項１〜３のいずれかに記載の距離
測定法）よる距離測定手段を構成し、当該測定された距
離を半径とする距離円周上領域（付近）を特定すること
を特徴とする。
における信号送受信体付き移動体３の位置特定方法であ
って、当該領域内に１つ以上の固定された信号送受信体
が設置され、前記移動体が有する信号送受信体と、固定
された信号送受信体１は上記本発明及びその好ましい距
離測定法（例えば請求項１〜３のいずれかに記載の距離
測定法）よる距離測定手段を構成し、当該測定された距
離を半径とする距離円周上領域（付近）を特定すること
を特徴とする。
【００１１】上記所定領域とは、例えば工場内、公園
内、病院等の建築物内等が該当し得る。また上記移動体
３は、工業製品製造過程の半完成品、人間、動物等、あ
らゆる有体物が該当し得る。
内、病院等の建築物内等が該当し得る。また上記移動体
３は、工業製品製造過程の半完成品、人間、動物等、あ
らゆる有体物が該当し得る。
【００１２】図２（ａ）に示すように、原則として固定
された信号送受信体１から移動体３までの距離が上記本
発明の距離測定法により特定されたとすると、本発明に
よって特定された位置２は、固定された信号送受信体１
を中心とし、前記距離を半径とする距離円周上付近であ
る。但し、所定領域内を前提としているため、例えば建
築物の壁材５の存在により、それよりも外には移動体３
が存在しない（位置しない）ことが明らかな場合等に
は、図２（ｂ）のように距離円のうち室外を除いた室内
の領域に限定して特定できると判断することもできる。
された信号送受信体１から移動体３までの距離が上記本
発明の距離測定法により特定されたとすると、本発明に
よって特定された位置２は、固定された信号送受信体１
を中心とし、前記距離を半径とする距離円周上付近であ
る。但し、所定領域内を前提としているため、例えば建
築物の壁材５の存在により、それよりも外には移動体３
が存在しない（位置しない）ことが明らかな場合等に
は、図２（ｂ）のように距離円のうち室外を除いた室内
の領域に限定して特定できると判断することもできる。
【００１３】また別の本発明の位置特定方法は、所定領
域内における信号送受信体付き移動体の位置特定方法で
あって、当該領域内に１つ以上の固定された信号送受信
体が設置され、前記移動体が有する信号送受信体と、固
定された信号送受信体は上記本発明及びその好ましい距
離測定法による距離測定手段を構成し、且つ当該移動体
の信号発信方位特定手段を有し、当該距離及び方位から
移動体位置を特定することを特徴とする。
域内における信号送受信体付き移動体の位置特定方法で
あって、当該領域内に１つ以上の固定された信号送受信
体が設置され、前記移動体が有する信号送受信体と、固
定された信号送受信体は上記本発明及びその好ましい距
離測定法による距離測定手段を構成し、且つ当該移動体
の信号発信方位特定手段を有し、当該距離及び方位から
移動体位置を特定することを特徴とする。
【００１４】上記本発明及びその好ましい距離測定方法
を利用すれば、それに加え対象物の方位を特定する手段
を具えることによって当該対象物の位置を特定できる。
対象物の方位を特定する手段は、例えば指向性の良好な
アンテナを信号送受信体とし、当該アンテナを回転させ
て、移動体からの送信信号を受信した時にアンテナがど
の方向からの信号を受信可能だったかの情報を記憶する
手段等である。またその他のセンサ、例えば移動体が動
物の場合の温度センサの利用等も有効である。またこれ
らの併用も有効な手段である。
を利用すれば、それに加え対象物の方位を特定する手段
を具えることによって当該対象物の位置を特定できる。
対象物の方位を特定する手段は、例えば指向性の良好な
アンテナを信号送受信体とし、当該アンテナを回転させ
て、移動体からの送信信号を受信した時にアンテナがど
の方向からの信号を受信可能だったかの情報を記憶する
手段等である。またその他のセンサ、例えば移動体が動
物の場合の温度センサの利用等も有効である。またこれ
らの併用も有効な手段である。
【００１５】また更に別の本発明の位置特定方法は、所
定領域内における信号送受信体付き移動体３の位置特定
方法であって、当該領域内に複数の固定された信号送受
信体１が設置され、前記移動体３が有する信号送受信体
と、固定された信号送受信体は上記本発明及びその好ま
しい距離測定法による距離測定手段を構成し、当該測定
された距離を半径とする距離円の接点付近又は重なり領
域を移動体位置とするものである。
定領域内における信号送受信体付き移動体３の位置特定
方法であって、当該領域内に複数の固定された信号送受
信体１が設置され、前記移動体３が有する信号送受信体
と、固定された信号送受信体は上記本発明及びその好ま
しい距離測定法による距離測定手段を構成し、当該測定
された距離を半径とする距離円の接点付近又は重なり領
域を移動体位置とするものである。
【００１６】この位置特定方法では、図３（ａ）に示す
ように複数の固定された信号送受信体１が同一の移動体
２までの距離を測定した場合のように、各々の固定され
た信号送受信体１が形成する距離円の接点付近又は重な
り領域を移動体２の位置として特定するものである。従
って図３（ａ）のように２つの固定された信号送受信体
１と移動体３とが一直線上に存在しない場合は、距離円
の交点４が２箇所形成されることとなる。従って前述し
た本発明の位置特定方法では特定位置が2箇所となり、
不都合を生ずる場合がある。そこでこのような場合に
は、特定位置を距離円の重なり領域として特定する。前
述のように距離円の半径は、信号伝播時間に信号伝播速
度を乗じて決定される。信号に電波を用いた場合には、
直接波に加えて反射波の伝播時間が当該距離測定の際に
用いられる蓋然性がある。反射波の伝播時間は直接波の
それに比べて必ず長くなる。よって当該距離円は、実際
の距離と等しいか、それよりも大きくなり、実際の距離
よりも小さくなることはない。よってこのような距離円
が重なり合った場合には、その重なり領域の輪郭は前記
反射波に起因する測定誤差の限界を示すこととなる。従
ってその重なり領域は、本発明により特定される位置と
して適当である。
ように複数の固定された信号送受信体１が同一の移動体
２までの距離を測定した場合のように、各々の固定され
た信号送受信体１が形成する距離円の接点付近又は重な
り領域を移動体２の位置として特定するものである。従
って図３（ａ）のように２つの固定された信号送受信体
１と移動体３とが一直線上に存在しない場合は、距離円
の交点４が２箇所形成されることとなる。従って前述し
た本発明の位置特定方法では特定位置が2箇所となり、
不都合を生ずる場合がある。そこでこのような場合に
は、特定位置を距離円の重なり領域として特定する。前
述のように距離円の半径は、信号伝播時間に信号伝播速
度を乗じて決定される。信号に電波を用いた場合には、
直接波に加えて反射波の伝播時間が当該距離測定の際に
用いられる蓋然性がある。反射波の伝播時間は直接波の
それに比べて必ず長くなる。よって当該距離円は、実際
の距離と等しいか、それよりも大きくなり、実際の距離
よりも小さくなることはない。よってこのような距離円
が重なり合った場合には、その重なり領域の輪郭は前記
反射波に起因する測定誤差の限界を示すこととなる。従
ってその重なり領域は、本発明により特定される位置と
して適当である。
【００１７】図３（ｂ）は、２つの固定された信号送受
信体１と移動体３とが略一直線上に存在している場合を
示している。この場合には、２つの距離円の接点を特定
すればよい。非常に高精度の位置特定が可能である。し
かしながら２つの固定された信号送受信体１と移動体３
とが一直線上に存在することは事実上稀であり、多くの
場合このようにはならない。
信体１と移動体３とが略一直線上に存在している場合を
示している。この場合には、２つの距離円の接点を特定
すればよい。非常に高精度の位置特定が可能である。し
かしながら２つの固定された信号送受信体１と移動体３
とが一直線上に存在することは事実上稀であり、多くの
場合このようにはならない。
【００１８】そこで次に固定された信号送受信体１を３
つにした場合について図３（ｃ）を参照しながら述べ
る。固定された信号送受信体１が３つの距離円を形成
し、各々の距離円の交点４が三箇所に形成される。この
場合であれば、当該交点で囲まれた領域を位置特定領域
とすることにより図３（ａ）（ｂ）に比してより位置特
定精度が向上していることがわかる。また更に別の本発
明の位置特定方法は、所定領域内における信号送受信体
付き移動体の位置特定方法であって、当該領域内に複数
の固定された信号送受信体が設置され、前記移動体が有
する信号送受信体と、固定された信号送受信体は請求項
１〜３のいずれかに記載の距離測定法による距離測定手
段を構成し、且つ当該移動体の信号発信方位特定手段を
有し、当該測定された距離を半径とする距離円の接点又
は重なり領域、及び特定された方位から移動体位置を特
定することを特徴とする。対象物の方位を特定する手段
は前述した。このように距離円の接点又は重なり領域と
当該方位特定手段との併用により、更に位置特定精度が
向上する。例えば図３（ａ）のように距離円の交点４が
２箇所形成されている場合には、当該方位特定手段が示
した結果により、それら交点のどちらに位置を特定すべ
きかを信号到来方向（方位）、距離円の交点（接点）、
及び距離円の重なり領域から総合的に判断して特定位置
を決定することができる。また距離円の重なり領域とし
て大まかに位置を特定し、更にその領域内で方位特定手
段により特定位置を絞り込むこともできる。
つにした場合について図３（ｃ）を参照しながら述べ
る。固定された信号送受信体１が３つの距離円を形成
し、各々の距離円の交点４が三箇所に形成される。この
場合であれば、当該交点で囲まれた領域を位置特定領域
とすることにより図３（ａ）（ｂ）に比してより位置特
定精度が向上していることがわかる。また更に別の本発
明の位置特定方法は、所定領域内における信号送受信体
付き移動体の位置特定方法であって、当該領域内に複数
の固定された信号送受信体が設置され、前記移動体が有
する信号送受信体と、固定された信号送受信体は請求項
１〜３のいずれかに記載の距離測定法による距離測定手
段を構成し、且つ当該移動体の信号発信方位特定手段を
有し、当該測定された距離を半径とする距離円の接点又
は重なり領域、及び特定された方位から移動体位置を特
定することを特徴とする。対象物の方位を特定する手段
は前述した。このように距離円の接点又は重なり領域と
当該方位特定手段との併用により、更に位置特定精度が
向上する。例えば図３（ａ）のように距離円の交点４が
２箇所形成されている場合には、当該方位特定手段が示
した結果により、それら交点のどちらに位置を特定すべ
きかを信号到来方向（方位）、距離円の交点（接点）、
及び距離円の重なり領域から総合的に判断して特定位置
を決定することができる。また距離円の重なり領域とし
て大まかに位置を特定し、更にその領域内で方位特定手
段により特定位置を絞り込むこともできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】まず図１を参照しながら本発明の
距離測定方法の実施の形態について以下に述べる。上述
のように本発明の距離測定方法は、一方の信号送受信体
からの質問信号を受けて、他方の信号送受信体から応答
信号を送り返し、当該信号の伝播に要した時間と信号伝
播速度の積から信号送受信体間距離を測定する方法であ
って、前記質問信号と応答信号との送受信回数を複数回
とし、各々の送受信に要する期間のうち、前記他方の信
号送受信体が質問信号を受信後、応答信号を送信するま
での期間（Ｂ）、即ち遅延応答時間を少なくとも一つを
異ならせて設定し、一方の信号送受信体から他方の信号
送受信体までの距離算出段階で、当該期間（Ｂ）を相殺
することを特徴とするものである。
距離測定方法の実施の形態について以下に述べる。上述
のように本発明の距離測定方法は、一方の信号送受信体
からの質問信号を受けて、他方の信号送受信体から応答
信号を送り返し、当該信号の伝播に要した時間と信号伝
播速度の積から信号送受信体間距離を測定する方法であ
って、前記質問信号と応答信号との送受信回数を複数回
とし、各々の送受信に要する期間のうち、前記他方の信
号送受信体が質問信号を受信後、応答信号を送信するま
での期間（Ｂ）、即ち遅延応答時間を少なくとも一つを
異ならせて設定し、一方の信号送受信体から他方の信号
送受信体までの距離算出段階で、当該期間（Ｂ）を相殺
することを特徴とするものである。
【００２０】この距離測定の一例の過程を図１に示し
た。ここで示した過程では、一方の信号送受信体からの
質問信号を受けて、他方の信号送受信体から応答信号を
送り返し、当該信号の伝播に要した時間と信号伝播速度
の積から信号送受信体間距離を測定する方法であって、
前記一方の信号送受信体が第１の質問信号を送信後、当
該信号送受信体が第１の応答信号を送信するまでの期間
をＴ１とし、前記他方の信号送受信体が第１の質問信号
を受信後、第１の応答信号を送信するまでの期間をＢと
し、前記一方の信号送受信体が第２の質問信号を送信
後、当該信号送受信体が第２の応答信号を送信するまで
の期間をＴ２とし、前記他方の信号送受信体が第２の質
問信号を受信後、第２の応答信号を送信するまでの期間
を（Ｘ×Ｂ）とし（Ｘは予め設定可能な係数）、信号伝
播速度をＶとし、一方の信号送受信体と、他方の信号送
受信体との距離Ｌを以下の演算処理により決定するもの
である。
た。ここで示した過程では、一方の信号送受信体からの
質問信号を受けて、他方の信号送受信体から応答信号を
送り返し、当該信号の伝播に要した時間と信号伝播速度
の積から信号送受信体間距離を測定する方法であって、
前記一方の信号送受信体が第１の質問信号を送信後、当
該信号送受信体が第１の応答信号を送信するまでの期間
をＴ１とし、前記他方の信号送受信体が第１の質問信号
を受信後、第１の応答信号を送信するまでの期間をＢと
し、前記一方の信号送受信体が第２の質問信号を送信
後、当該信号送受信体が第２の応答信号を送信するまで
の期間をＴ２とし、前記他方の信号送受信体が第２の質
問信号を受信後、第２の応答信号を送信するまでの期間
を（Ｘ×Ｂ）とし（Ｘは予め設定可能な係数）、信号伝
播速度をＶとし、一方の信号送受信体と、他方の信号送
受信体との距離Ｌを以下の演算処理により決定するもの
である。
【数２】
【００２１】即ち上記過程は、一方の信号送受信体と他
方の信号送受信体との距離を測定するに際し、例えば図
１に示す各ステップ（Ｓ１〜Ｓ１１）を経ることであ
る。以下に各ステップについて詳述する。Ｓ１では、一
方の信号送受信体（ｍ）から他方の信号送受信体（ｎ）
へと第１の質問信号を送信する。Ｓ２では、（ｎ）が当
該質問信号を受信する。このときの（ｍ）から（ｎ）へ
の質問信号伝播時間をＡとする。
方の信号送受信体との距離を測定するに際し、例えば図
１に示す各ステップ（Ｓ１〜Ｓ１１）を経ることであ
る。以下に各ステップについて詳述する。Ｓ１では、一
方の信号送受信体（ｍ）から他方の信号送受信体（ｎ）
へと第１の質問信号を送信する。Ｓ２では、（ｎ）が当
該質問信号を受信する。このときの（ｍ）から（ｎ）へ
の質問信号伝播時間をＡとする。
【００２２】Ｓ３では（ｎ）が（ｍ）からの質問信号を
受信後、一定期間（遅延応答期間Ｂ）待機する。Ｓ４で
は、当該一定期間経過後（ｎ）から（ｍ）へ第１の応答
信号を送信する。Ｓ５では、（ｍ）が当該応答信号を受
信する。このときの（ｍ）から（ｎ）への応答信号伝播
時間も上記Ａであり、Ｓ１〜Ｓ５の過程（往復）で（２
×Ａ）の信号伝播時間があったこととなる。従って１度
目の往復の総応答時間（上記Ｔ１）は、（２×Ａ）＋Ｂ
である。
受信後、一定期間（遅延応答期間Ｂ）待機する。Ｓ４で
は、当該一定期間経過後（ｎ）から（ｍ）へ第１の応答
信号を送信する。Ｓ５では、（ｍ）が当該応答信号を受
信する。このときの（ｍ）から（ｎ）への応答信号伝播
時間も上記Ａであり、Ｓ１〜Ｓ５の過程（往復）で（２
×Ａ）の信号伝播時間があったこととなる。従って１度
目の往復の総応答時間（上記Ｔ１）は、（２×Ａ）＋Ｂ
である。
【００２３】Ｓ６では、再度（ｍ）から（ｎ）へと第２
の質問信号を送信する。Ｓ７では、（ｎ）が当該質問信
号を受信する。このときの（ｍ）から（ｎ）への質問信
号伝播時間も上記Ａである。
の質問信号を送信する。Ｓ７では、（ｎ）が当該質問信
号を受信する。このときの（ｍ）から（ｎ）への質問信
号伝播時間も上記Ａである。
【００２４】Ｓ８では、Ｓ３の待機における遅延応答期
間Ｂと例えば同期間、即ちＳ３における待機との合計
が、（２×Ｂ）の遅延応答期間となるよう待機する。即
ち上記係数Ｘを２に設定している。
間Ｂと例えば同期間、即ちＳ３における待機との合計
が、（２×Ｂ）の遅延応答期間となるよう待機する。即
ち上記係数Ｘを２に設定している。
【００２５】Ｓ９では、Ｓ８の待機後（ｎ）から（ｍ）
へ第２の応答信号を送信する。Ｓ１０では、（ｍ）が当
該応答信号を受信する。このときの応答信号伝播時間は
上記同様Ａである。従ってＳ６〜Ｓ１０の過程での、つ
まり２度目の往復の総応答時間（上記Ｔ２）は、（２×
Ａ）＋（２×Ｂ）である。
へ第２の応答信号を送信する。Ｓ１０では、（ｍ）が当
該応答信号を受信する。このときの応答信号伝播時間は
上記同様Ａである。従ってＳ６〜Ｓ１０の過程での、つ
まり２度目の往復の総応答時間（上記Ｔ２）は、（２×
Ａ）＋（２×Ｂ）である。
【００２６】Ｓ１１では、（ｍ）が具える演算手段によ
り、以下の演算処理をして、（ｎ）から（ｍ）への信号
伝播時間Ａに信号伝播速度（Ｖ）を乗じることとし、
（ｎ）から（ｍ）までの距離（Ｌ）が求まる。
り、以下の演算処理をして、（ｎ）から（ｍ）への信号
伝播時間Ａに信号伝播速度（Ｖ）を乗じることとし、
（ｎ）から（ｍ）までの距離（Ｌ）が求まる。
【数３】
【００２７】ここで、上記信号伝播速度（Ｖ）は、電波
の伝播速度である３×１０８ｍ／秒とした。以上、各ス
テップ（Ｓ１〜Ｓ１１）を経ることで、上記（ｍ）と
（ｎ）との間の距離（Ｌ）を高精度に測定することがで
きた。また、図１の例では前記信号の往復回数を２回と
したが、３回以上であっても最終的に演算処理の段階で
上記期間Ｂ値が相殺されるよう処理されていればよく、
これに限定されない。
の伝播速度である３×１０８ｍ／秒とした。以上、各ス
テップ（Ｓ１〜Ｓ１１）を経ることで、上記（ｍ）と
（ｎ）との間の距離（Ｌ）を高精度に測定することがで
きた。また、図１の例では前記信号の往復回数を２回と
したが、３回以上であっても最終的に演算処理の段階で
上記期間Ｂ値が相殺されるよう処理されていればよく、
これに限定されない。
【００２８】図４は、固定された信号送受信体１と移動
体３の構成の概略を示している。移動体３は、基準発振
器、制御装置、送受信機及びそれに取り付けられたアン
テナ６からなる。信号送受信体１は、それらに加えて制
御装置と情報交換が可能な方位計測用受信機及びそれに
取り付けられたアンテナ６を有している。
体３の構成の概略を示している。移動体３は、基準発振
器、制御装置、送受信機及びそれに取り付けられたアン
テナ６からなる。信号送受信体１は、それらに加えて制
御装置と情報交換が可能な方位計測用受信機及びそれに
取り付けられたアンテナ６を有している。
【００２９】移動体３の基準発振器固有の基準周波数誤
差をＥｔとし、設定値としての遅延応答時間をＢとし、
移動体３の送受信機の予め測定可能な送受信処理での遅
延時間をＴｔｘとすると、実際に応答信号が送出される
までの時間Ｂ[n回目]は、以下の式から求められる。
差をＥｔとし、設定値としての遅延応答時間をＢとし、
移動体３の送受信機の予め測定可能な送受信処理での遅
延時間をＴｔｘとすると、実際に応答信号が送出される
までの時間Ｂ[n回目]は、以下の式から求められる。
【数４】
【００３０】従来はこれらＥｔやＴｔｘの誤差が測定値
に影響を与えていた。しかしながら本発明では、この遅
延応答時間Ｂを演算処理段階で相殺することができるた
め、Ｔｔｘの誤差や総応答時間計測に含まれる、遅延応
答時間ＢのEtによる誤差を含んでいたとしても、距離測
定結果に何ら影響を与えない。従って本発明により測定
値精度の高い距離測定法を得ることができた。
に影響を与えていた。しかしながら本発明では、この遅
延応答時間Ｂを演算処理段階で相殺することができるた
め、Ｔｔｘの誤差や総応答時間計測に含まれる、遅延応
答時間ＢのEtによる誤差を含んでいたとしても、距離測
定結果に何ら影響を与えない。従って本発明により測定
値精度の高い距離測定法を得ることができた。
【００３１】次に図５を参照しながら本発明の位置特定
方法の実施の形態について以下に述べる。図５は動物の
生態調査を目的として、移動体３である動物に信号送受
信体を取り付け、起伏のある山腹に当該動物２１〜２３
を放した状態の概略を示している。調査範囲は２ｋｍ四
方であり、その中に９つの固定された信号送受信体１１
〜１９が配置されている。
方法の実施の形態について以下に述べる。図５は動物の
生態調査を目的として、移動体３である動物に信号送受
信体を取り付け、起伏のある山腹に当該動物２１〜２３
を放した状態の概略を示している。調査範囲は２ｋｍ四
方であり、その中に９つの固定された信号送受信体１１
〜１９が配置されている。
【００３２】例えば動物２１の位置を特定するには、固
定された信号送受信体１１、１２及び１４で形成される
距離円の各々が重なった領域に位置していると特定でき
る。また動物２２の場合は、固定された信号送受信体１
８及び１９で形成される距離円の各々が重なった領域に
位置していると特定できる。また動物２３の場合は、固
定された信号送受信体１７で形成される距離円周縁領域
に位置していると特定できる。
定された信号送受信体１１、１２及び１４で形成される
距離円の各々が重なった領域に位置していると特定でき
る。また動物２２の場合は、固定された信号送受信体１
８及び１９で形成される距離円の各々が重なった領域に
位置していると特定できる。また動物２３の場合は、固
定された信号送受信体１７で形成される距離円周縁領域
に位置していると特定できる。
【００３３】
【発明の効果】本発明により、トランスポンダの遅延応
答時間に起因する誤差を小さくすることで、距離測定値
精度を向上させることができる距離測定法を提供するこ
とができた。また、当該距離測定法を用いた位置特定方
法を提供することができた。
答時間に起因する誤差を小さくすることで、距離測定値
精度を向上させることができる距離測定法を提供するこ
とができた。また、当該距離測定法を用いた位置特定方
法を提供することができた。
【図１】本発明の距離測定方法の実施の形態の一例を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の位置特定方法の概要を示す図である。
【図３】本発明の位置特定方法の概要を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例を示す図である。
【図５】本発明の位置特定方法の実施の形態の一例を示
す図である。
す図である。
１．固定された信号送受信体
２．特定された位置
３．移動体
４．距離円の交点
５．壁材
６．アンテナ
１１〜１９．固定された信号送受信体
２１〜２３．動物
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5J062 BB05 CC11 EE04 FF01
5J070 AC01 AC02 AC13 AD01 AD05
AE08 AF01 BC03 BC15 BC26
BD03
5K067 AA21 BB21 DD23 DD24 EE02
EE10 FF02 FF05
Claims (7)
- 【請求項１】一方の信号送受信体からの質問信号を受け
て、他方の信号送受信体から応答信号を送り返し、当該
信号の伝播に要した時間と信号伝播速度の積から信号送
受信体間距離を測定する方法であって、 前記質問信号と応答信号との送受信回数を複数回とし、 各々の送受信に要する期間のうち、前記他方の信号送受
信体が質問信号を受信後、応答信号を送信するまでの期
間（Ｂ）の少なくとも一つを異ならせて設定し、 一方の信号送受信体から他方の信号送受信体までの距離
算出段階で、当該期間（Ｂ）を相殺することを特徴とす
る距離測定方法。 - 【請求項２】一方の信号送受信体からの質問信号を受け
て、他方の信号送受信体から応答信号を送り返し、当該
信号の伝播に要した時間と信号伝播速度の積から信号送
受信体間距離を測定する方法であって、 前記一方の信号送受信体が第１の質問信号を送信後、当
該信号送受信体が第１の応答信号を送信するまでの期間
をＴ１とし、 前記他方の信号送受信体が第１の質問信号を受信後、第
１の応答信号を送信するまでの期間をＢとし、 前記一方の信号送受信体が第２の質問信号を送信後、当
該信号送受信体が第２の応答信号を送信するまでの期間
をＴ２とし、 前記他方の信号送受信体が第２の質問信号を受信後、第
２の応答信号を送信するまでの期間を（Ｘ×Ｂ）とし
（Ｘは予め設定可能な係数）、 信号伝播速度をＶとし、 一方の信号送受信体と、他方の信号送受信体との距離Ｌ
を以下の演算処理により決定することを特徴とする距離
測定法。 【数１】 - 【請求項３】期間Ｂ以外の予め測定誤差を生じさせる要
因を距離算出段階で除去することを特徴とする請求項１
又は２記載の距離測定方法。 - 【請求項４】所定領域内における信号送受信体付き移動
体の位置特定方法であって、当該領域内に１つ以上の固
定された信号送受信体が設置され、前記移動体が有する
信号送受信体と、固定された信号送受信体は請求項１〜
３のいずれかに記載の距離測定法による距離測定手段を
構成し、当該測定された距離を半径とする距離円周上領
域を特定することを特徴とする位置特定方法。 - 【請求項５】所定領域内における信号送受信体付き移動
体の位置特定方法であって、当該領域内に１つ以上の固
定された信号送受信体が設置され、前記移動体が有する
信号送受信体と、固定された信号送受信体は請求項１〜
３のいずれかに記載の距離測定法による距離測定手段を
構成し、且つ当該移動体の信号発信方位特定手段を有
し、当該距離及び方位から移動体位置を特定することを
特徴とする位置特定方法。 - 【請求項６】所定領域内における信号送受信体付き移動
体の位置特定方法であって、当該領域内に複数の固定さ
れた信号送受信体が設置され、前記移動体が有する信号
送受信体と、固定された信号送受信体は請求項１〜３の
いずれかに記載の距離測定法による距離測定手段を構成
し、当該測定された距離を半径とする距離円の接点付近
又は重なり領域を移動体位置とする位置特定方法。 - 【請求項７】所定領域内における信号送受信体付き移動
体の位置特定方法であって、当該領域内に複数の固定さ
れた信号送受信体が設置され、前記移動体が有する信号
送受信体と、固定された信号送受信体は請求項１〜３の
いずれかに記載の距離測定法による距離測定手段を構成
し、且つ当該移動体の信号発信方位特定手段を有し、当
該測定された距離を半径とする距離円の接点又は重なり
領域、及び特定された方位から移動体位置を特定するこ
とを特徴とする位置特定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002087656A JP2003279648A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 距離測定方法及び位置特定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002087656A JP2003279648A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 距離測定方法及び位置特定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003279648A true JP2003279648A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29233769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002087656A Pending JP2003279648A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 距離測定方法及び位置特定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003279648A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2415559A (en) * | 2004-06-23 | 2005-12-28 | Charles Richard Whiteman | Electronic distance measurement arrangement |
| WO2007032954A1 (en) * | 2005-09-12 | 2007-03-22 | Igt | Enhanced gaming chips and table game security |
| JP2008522181A (ja) * | 2004-12-02 | 2008-06-26 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | デバイス間距離測定 |
| JP2009150872A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc | 双方向無線測距精度を向上させるために相対クロック周波数差を推定する方法およびシステム |
| JP2010050964A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Gwangju Inst Of Science & Technology | 無線センサネットワークにおけるノード間の距離推定方法およびそのシステム |
| US7997981B2 (en) | 2005-09-12 | 2011-08-16 | Igt | Universal casino bonusing systems and methods |
| JP4814324B2 (ja) * | 2005-08-09 | 2011-11-16 | ミツビシ・エレクトリック・リサーチ・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド | 秘匿ｕｗｂ測距のためのデバイス、方法及びプロトコル |
| JP2012510056A (ja) * | 2008-11-25 | 2012-04-26 | クアルコム，インコーポレイテッド | 双方向測距のための方法および装置 |
| US8419542B2 (en) | 2004-08-20 | 2013-04-16 | Igt | Wide area bonusing systems |
| US8750267B2 (en) | 2009-01-05 | 2014-06-10 | Qualcomm Incorporated | Detection of falsified wireless access points |
| US8768344B2 (en) | 2008-12-22 | 2014-07-01 | Qualcomm Incorporated | Post-deployment calibration for wireless position determination |
| US8781492B2 (en) | 2010-04-30 | 2014-07-15 | Qualcomm Incorporated | Device for round trip time measurements |
| US8892127B2 (en) | 2008-11-21 | 2014-11-18 | Qualcomm Incorporated | Wireless-based positioning adjustments using a motion sensor |
| US9213082B2 (en) | 2008-11-21 | 2015-12-15 | Qualcomm Incorporated | Processing time determination for wireless position determination |
| US9645225B2 (en) | 2008-11-21 | 2017-05-09 | Qualcomm Incorporated | Network-centric determination of node processing delay |
| CN107667500A (zh) * | 2015-05-29 | 2018-02-06 | 高通股份有限公司 | 用于到经认证的设备的距离界定的系统和方法 |
| KR20180013929A (ko) * | 2015-05-29 | 2018-02-07 | 퀄컴 인코포레이티드 | 디바이스들 간의 거리에 관한 상한을 결정하기 위한 시스템들 및 방법들 |
| JP2020067413A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | 学校法人成蹊学園 | 振動センサを利用した位置追跡システム |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002087656A patent/JP2003279648A/ja active Pending
Cited By (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2415559A (en) * | 2004-06-23 | 2005-12-28 | Charles Richard Whiteman | Electronic distance measurement arrangement |
| US8419542B2 (en) | 2004-08-20 | 2013-04-16 | Igt | Wide area bonusing systems |
| JP2008522181A (ja) * | 2004-12-02 | 2008-06-26 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | デバイス間距離測定 |
| JP4814324B2 (ja) * | 2005-08-09 | 2011-11-16 | ミツビシ・エレクトリック・リサーチ・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド | 秘匿ｕｗｂ測距のためのデバイス、方法及びプロトコル |
| WO2007032954A1 (en) * | 2005-09-12 | 2007-03-22 | Igt | Enhanced gaming chips and table game security |
| US7938722B2 (en) | 2005-09-12 | 2011-05-10 | Igt | Enhanced gaming chips and table game security |
| US7997981B2 (en) | 2005-09-12 | 2011-08-16 | Igt | Universal casino bonusing systems and methods |
| JP2009150872A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc | 双方向無線測距精度を向上させるために相対クロック周波数差を推定する方法およびシステム |
| JP2010050964A (ja) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Gwangju Inst Of Science & Technology | 無線センサネットワークにおけるノード間の距離推定方法およびそのシステム |
| US8892127B2 (en) | 2008-11-21 | 2014-11-18 | Qualcomm Incorporated | Wireless-based positioning adjustments using a motion sensor |
| US9645225B2 (en) | 2008-11-21 | 2017-05-09 | Qualcomm Incorporated | Network-centric determination of node processing delay |
| US9291704B2 (en) | 2008-11-21 | 2016-03-22 | Qualcomm Incorporated | Wireless-based positioning adjustments using a motion sensor |
| US9213082B2 (en) | 2008-11-21 | 2015-12-15 | Qualcomm Incorporated | Processing time determination for wireless position determination |
| US9125153B2 (en) | 2008-11-25 | 2015-09-01 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for two-way ranging |
| JP2012510056A (ja) * | 2008-11-25 | 2012-04-26 | クアルコム，インコーポレイテッド | 双方向測距のための方法および装置 |
| US9002349B2 (en) | 2008-12-22 | 2015-04-07 | Qualcomm Incorporated | Post-deployment calibration for wireless position determination |
| US8831594B2 (en) | 2008-12-22 | 2014-09-09 | Qualcomm Incorporated | Post-deployment calibration of wireless base stations for wireless position determination |
| US8768344B2 (en) | 2008-12-22 | 2014-07-01 | Qualcomm Incorporated | Post-deployment calibration for wireless position determination |
| US8750267B2 (en) | 2009-01-05 | 2014-06-10 | Qualcomm Incorporated | Detection of falsified wireless access points |
| US9137681B2 (en) | 2010-04-30 | 2015-09-15 | Qualcomm Incorporated | Device for round trip time measurements |
| US9247446B2 (en) | 2010-04-30 | 2016-01-26 | Qualcomm Incorporated | Mobile station use of round trip time measurements |
| US8781492B2 (en) | 2010-04-30 | 2014-07-15 | Qualcomm Incorporated | Device for round trip time measurements |
| CN107667500A (zh) * | 2015-05-29 | 2018-02-06 | 高通股份有限公司 | 用于到经认证的设备的距离界定的系统和方法 |
| KR20180013929A (ko) * | 2015-05-29 | 2018-02-07 | 퀄컴 인코포레이티드 | 디바이스들 간의 거리에 관한 상한을 결정하기 위한 시스템들 및 방법들 |
| CN107683421A (zh) * | 2015-05-29 | 2018-02-09 | 高通股份有限公司 | 用于确定设备之间的距离的上限的系统和方法 |
| JP2018524856A (ja) * | 2015-05-29 | 2018-08-30 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | デバイス間の距離の上限を決定するためのシステムおよび方法 |
| US10690762B2 (en) | 2015-05-29 | 2020-06-23 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for determining an upper bound on the distance between devices |
| KR102188691B1 (ko) * | 2015-05-29 | 2020-12-08 | 퀄컴 인코포레이티드 | 디바이스들 간의 거리에 관한 상한을 결정하기 위한 시스템들 및 방법들 |
| CN107683421B (zh) * | 2015-05-29 | 2021-07-30 | 高通股份有限公司 | 用于确定设备之间的距离的上限的系统和方法 |
| JP2020067413A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | 学校法人成蹊学園 | 振動センサを利用した位置追跡システム |
| JP7185903B2 (ja) | 2018-10-26 | 2022-12-08 | 学校法人成蹊学園 | 振動センサを利用した位置追跡システム |
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