JP6712745B6 - 距離測定システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】音波115を送信し、音波115を送信した時刻を電波117で送信する親機と、音波115と電波117とを受信し、音波115を送信した時刻と音波115を受信した時刻とから親機101との距離を測定する子機103と、を備える距離測定システムであって、親機101と子機103とは、内部時計が標準時と同期される距離測定システムを提供する。
【選択図】図1
Description
音波を送信し、前記音波を送信した時刻を電波で送信する親機と、
前記音波と前記電波とを受信し、前記音波を送信した時刻と前記音波を受信した時刻とから前記親機との距離を測定する子機と、を備える距離測定システムであって、
前記親機と前記子機とは、内部時計が標準時と同期されることを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1に係る距離測定システムの概略構成図である。図1を参照して、実施の形態1について説明する。
親機101は、音波115を送信する音波送信機107を備える。音波送信機107は、ハイレゾアンプとスピーカとの組み合わせが好ましい。ハイレゾアンプは、周波数が96kHzまでの音波を再生することができる超音波送受信手段である。また、音波送信機107は、周波数が20kHzまでの音波を再生可能な可聴音アンプとスピーカであってもよい。
親機101は、電波117を送信する電波送信機109を備える。電波送信機109は、Bluetooth(登録商標)、Wifi等デジタル無線によりデジタルデータの送信が可能である。また、電波を送信するだけでなく、子機103からのデジタルデータを受信する機能を備えてもよい。
子機103は、音波115を受信する音波受信機111を備える。音波受信機111は、周波数が96kHzまで応答可能な無指向性のハイレゾマイクを用いることが好ましい。音波受信機111は、子機103と別部材であってもよい。また、周波数が20kHzまで応答可能な携帯電話装置の内蔵マイクであってもよい。音波受信機111は、子機103と親機101の音波の送受信の性能を合わせることが好ましい。
子機103は、電波117を受信する電波受信機113を備える。電波送信機109と規格を合わせることで電波117のデジタルデータの受信が可能である。子機103は、電波を送信する機能を備えてもよい。子機103は、音波、電波を受信できる装置であるスマートフォンなどの携帯電話装置を用いることが好ましい。
ここで、親機101と子機103の内部時計(図示せず)は、衛星105から発振されるGPS信号119により標準時と同期されている。親機101と子機103の時刻は100μsの精度で合わせられる必要がある。GPS(Global Positioning System)は、原子時計を用いており、この条件に適合している。
子機103は、音波115を受信した時刻を記録する。また、子機103は電波117を受信して音波115を送信した時刻を得る。子機103は音波115を受信した時刻から音波115を送信した時刻を引いて、親機101から子機103まで音波115が到達する時間tを測定する。音の速さvは、温度によって変化するが既知であるため、親機101と子機103の距離dは、次式で与えられる。
送信時刻2018年12月27日午前9時34分10秒312ミリ秒120マイクロ秒で、受信時刻2018年12月27日午前9時34分10秒313ミリ秒520マイクロ秒であったとすると、
343.5950188×(313.52−312.12)×0.001=0.481m
と、距離は0.481mと判断される。
図2は、本発明の一実施形態の距離測定システムのフローチャートである。図2を参照して、本発明の距離測定システムのフローを説明する。
図3は、本発明の実施の形態2に係る距離測定システムの一部の構成図である。図3を参照して、本発明の実施の形態2を説明する。
図4は、本発明の実施の形態3に係る距離測定システムの一部の構成図である。図4を参照して、本発明の実施の形態3を説明する。
図5は、本発明の実施の形態4に係る距離測定システムの一部の構成図である。図5を参照して、本発明の実施の形態4を説明する。
図6は、本発明の実施の形態5に係る距離測定システムの一部の構成図である。図6を参照して、本発明の実施の形態5を説明する。
103 子機
105 衛星
107 音波送信機
109 電波送信機
111 音波受信機
113 電波受信機
115 音波
117 電波
119 GPS信号
301 第1の親機
303 第2の親機
305 第3の親機
307 子機
309 音波送信機
311 電波送信機
313 音波送信機
315 電波送信機
317 音波送信機
319 電波送信機
321 音波受信機
323 電波受信機
325 音波
327 電波
329 音波
331 電波
333 音波
335 電波
401 第1の親機
403 第2の親機
405 第3の親機
407 第1の子機
409 第2の子機
411 遮蔽物
413 音波送信機
415 電波送信機
417 音波送信機
419 電波送信機
421 音波送信機
423 電波送信機
425 音波受信機
427 電波受信機
429 音波受信機
431 電波受信機
433 音波
435 電波
437 音波
439 電波
441 音波
443 電波
445 音波
447 電波
501 親機
503 第1の子機
505 第2の子機
507 音波送信機
509 電波送信機
511 音波受信機
513 電波受信機
515 音波受信機
517 電波受信機
519 音波
521 電波
601 レシーバ
603 子機
605 第1の音波受信機
607 第2の音波受信機
609 第3の音波受信機
611 電波受信機
613 音波
615 電波
Claims (9)
- 音波を送信し、前記音波を送信した時刻を電波で送信する親機と、
前記音波と前記電波とを受信し、前記音波を送信した時刻と前記音波を受信した時刻とから前記親機との距離を測定する子機と、を備える距離測定システムであって、
前記親機と前記子機とは、内部時計が標準時と同期され、
前記親機は、前記電波で前記音波の単数もしくは複数の周波数及び波形のデータを送信し、
前記子機は、音波を常時受信し、前記音波を受信した時刻と前記音波の周波数と前記音波の波形のデータを記憶し、
前記子機は、所定の時間の間、前記データを保持し、
前記子機が、前記親機から前記電波を受信しないときは、前記データを破棄し、
前記子機が、前記親機から前記電波を受信し、前記電波で送信された前記音波の周波数と前記音波の波形のデータと前記受信した前記音波の周波数と前記音波の前記波形のデータが概略一致または一致したときは、前記親機と前記子機との距離を測定し、
前記内部時計を標準時と同期する方法は、GPSを用いる、距離測定システム。 - 前記子機は、前記親機に変更できる、請求項1に記載の距離測定システム。
- 前記親機は、3箇所以上あり、それぞれ送信する音波の周波数が異なる、請求項1または2に記載の距離測定システム。
- 前記親機は、固定され絶対位置が識別されており、
複数の前記親機は、それぞれの前記絶対位置を前記電波で送信することで、前記子機の絶対位置を測定できる、請求項3に記載の距離測定システム。 - 親機に変更された前記子機が、前記親機に変更された前記子機の絶対位置のデータを送信することで、新たな子機の絶対位置を測定できる、請求項2を引用する請求項3を引用する請求項4に記載の距離測定システム。
- 前記子機は、複数あり、
同時に複数の前記子機の距離を測定できる、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の距離測定システム。 - 前記子機は、複数の箇所で前記音波を受信する、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の距離測定システム。
- 前記子機は、携帯電話装置を備える、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の距離測定システム。
- 前記音波の周波数は、16kHz以上96kHz以下である、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の距離測定システム。
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