JP6935894B2 - センサーシステム、受信装置、プログラム、及び信号源 - Google Patents

Description

本発明は、センサー信号を収集する技術に関する。

信号のタイミングを合わせる技術が知られている。例えば特許文献１には、時間的に連続する複数のフレームを包含する一連のスーパーフレームで構成される受信信号を入力とし、複数のフレームの各々に含まれる既知信号系列に基づいて複数のフレームの各々を検出するフレーム同期検出装置が記載されている。

特開２０１４−０９０４０４号公報

基準信号に基づいて複数のセンサー信号のタイミングを合わせる場合において、単一のＰＮ（Pseudo Noise）系列信号を基準信号として用いると、ＰＮ系列信号の周期以上の時間だけセンサー信号が遅延してしまうと、基準信号を基準としたセンサー信号の遅延時間を求めることができない。
本発明は、個々のＰＮ系列信号の周期以上の時間だけセンサー信号が基準信号から遅延した場合にも、基準信号を基準としたセンサー信号の遅延時間を認識できるようにすることを目的とする。

本発明は、第１送信装置と、第２送信装置と、互いに異なる段数の複数のＰＮ系列信号が加算された基準信号を前記第１送信装置及び前記第２送信装置に提供する信号源と、受信装置とを有し、前記第１送信装置及び前記第２送信装置の各々は、前記信号源から前記基準信号の入力を受け付ける第１入力手段と、センサーからセンサー信号の入力を受け付ける第２入力手段と、前記基準信号及び前記センサー信号が時間関係を保った状態で変換されたデータを前記受信装置に送信する送信手段とを有し、前記受信装置は、前記第１送信装置及び前記第２送信装置の各々から受信したデータ毎に、当該データに含まれる前記基準信号と前記複数のＰＮ系列信号の各々との複数の相互相関において、互いに異なる相互相関に含まれる対象ピークと参照ピークとの間の時間差から、前記基準信号を基準とした、当該データに含まれるセンサー信号の遅延時間を取得する取得手段と、前記遅延時間に応じた情報を出力する出力手段とを有するセンサーシステムを提供する。

前記基準信号には、３以上のＰＮ系列信号が加算され、前記取得手段は、前記互いに異なる相互相関に含まれる前記対象ピークと２以上の参照ピークの各々との間の２以上の時間差の組み合わせから、前記遅延時間を取得してもよい。

前記対象ピークは、前記複数の相互相関のうち１の相互相関に含まれる１のピークであり、前記参照ピークは、前記複数の相互相関に含まれる他の相互相関において前記対象ピークの時刻を基準として定められた期間において前記対象ピークに最も時刻が近い他のピークであってもよい。

前記複数のＰＮ系列信号の段数は１段ずつ異なってもよい。

前記取得手段は、前記時間差に基づいて前記対象ピークの周回数を特定し、前記複数のＰＮ系列信号のうち前記対象ピークに対応するＰＮ系列信号の周期と前記周回数とを用いて前記信号源から提供された前記基準信号の開始時刻から前記対象ピークの時刻までの第１経過時間を算出し、前記データに含まれる前記基準信号の開始時刻から前記対象ピークの時刻までの第２経過時間と前記第１経過時間とを用いて前記遅延時間を算出してもよい。

前記取得手段は、連続する複数の前記対象ピークについて算出された複数の周回数の連続性に基づいて、当該複数の周回数の正誤を判断してもよい。

前記第１送信装置及び前記第２送信装置から受信したデータに含まれる１のセンサー信号の時刻と他のセンサー信号の時刻とを前記遅延時間の差に応じて同期させる同期手段をさらに備え、前記出力手段は、時刻が同期された前記１のセンサー信号及び前記他のセンサー信号を出力してもよい。

前記信号源は、互いに異なる段数の複数のＰＮ系列を加算してシンボル列を生成する生成手段と、前記シンボル列において隣接する２つのシンボル間に所定数の所定値を挿入する挿入手段と、前記所定値が挿入された前記シンボル列に対しＤ／Ａ変換処理及び帯域を制限するフィルタ処理を行って得られたアナログ信号を前記基準信号として前記第１送信装置及び前記第２送信装置に出力する出力手段とを有してもよい。

また、本発明は、互いに異なる段数の複数のＰＮ系列信号を加算した基準信号の入力を信号源から受け付ける第１入力手段と、センサーからセンサー信号の入力を受け付ける第２入力手段と、前記基準信号及び前記センサー信号が時間関係を保った状態で変換されたデータを送信する送信手段とを各々有する第１送信装置及び第２送信装置と通信を行う通信手段と、前記第１送信装置及び前記第２送信装置の各々から受信したデータ毎に、当該データに含まれる前記基準信号と前記複数のＰＮ系列信号の各々との複数の相互相関において、互いに異なる相互相関に含まれる対象ピークと参照ピークとの間の時間差から、前記基準信号を基準とした、当該データに含まれるセンサー信号の遅延時間を取得する取得手段と、前記遅延時間に応じた情報を出力する出力手段とを備える受信装置を提供する。

さらに、本発明は、互いに異なる段数の複数のＰＮ系列信号を加算した基準信号の入力を信号源から受け付ける第１入力手段と、センサーからセンサー信号の入力を受け付ける第２入力手段と、前記基準信号及び前記センサー信号が時間関係を保った状態で変換されたデータを送信する送信手段とを各々有する第１送信装置及び第２送信装置と通信を行うコンピュータに、前記第１送信装置及び前記第２送信装置の各々から受信したデータ毎に、当該データに含まれる前記基準信号と前記複数のＰＮ系列信号の各々との複数の相互相関において、互いに異なる相互相関に含まれる対象ピークと参照ピークとの間の時間差から、前記基準信号を基準とした、当該データに含まれるセンサー信号の遅延時間を取得するステップと、前記遅延時間に応じた情報を出力するステップとを実行させるためのプログラムを提供する。

さらに本発明は、互いに異なる段数の複数のＰＮ系列を加算してシンボル列を生成する生成手段と、前記シンボル列において隣接する２つのシンボル間に所定数の所定値を挿入する挿入手段と、前記所定値が挿入された前記シンボル列に対しＤ／Ａ変換処理及び帯域を制限するフィルタ処理を行って得られたアナログ信号を基準信号として出力する出力手段とを備える信号源を提供する。

本発明によれば、個々のＰＮ系列信号の周期以上の時間だけセンサー信号が基準信号から遅延した場合にも、基準信号を基準としたセンサー信号の遅延時間を認識することができる。

実施形態に係るセンサーシステム１００の構成の一例を示す図である。 送信装置１３０のハードウェア構成の一例を示す図である。 送信装置１３０の機能構成の一例を示す図である。 受信装置１４０のハードウェア構成の一例を示す図である。 受信装置１４０の機能構成の一例を示す図である。 センサーシステム１００の動作の一例を示すシーケンスチャートである。 基準信号３１０の生成の一例を示す図である。 相関処理の一例を示す図である。 図８中のＥ部を拡大した図である。 対象ピークの周回数と、サンプル数の差ａ及びｂの組み合わせとの対応関係を示す図である。 遅延時間Ｄ１及びＤ２の算出方法の一例を示す図である。 変形例に係る信号源１２０の構成の一例を示す図である。 変形例に係る第１の方法を採用した場合に信号源１２０が行う処理の一例を示す図である。 変形例に係る受信装置１４０の構成の一例を示す図である。 変形例に係る第１の方法を採用した場合に受信装置１４０が行う処理の一例を示す図である。 変形例に係る第２の方法を採用した場合に信号源１２０が行う処理の一例を説明する図である。 変形例に係る第２の方法を採用した場合に受信装置１４０が行う処理の一例を示す図である。

１００：センサーシステム、１１０：センサー、１２０：信号源、１２１：生成手段、１２２：挿入手段、１２３：Ｄ／Ａ変換手段、１２４：フィルタ手段、１２５：出力手段、１３０：送信装置、１４０：受信装置、２３１：第１入力手段、２３２：第２入力手段、２３３：Ａ／Ｄ変換手段、２３４：送信手段、２４１：受信手段、２４２：相関処理手段、２４３：取得手段、２４４：同期手段、２４５：出力手段、２４６：変換手段

１．構成
図１は、本実施形態に係るセンサーシステム１００の構成の一例を示す図である。センサーシステム１００は、複数のセンサー信号を収集し、これらのセンサー信号の時刻を同期する。センサーシステム１００は、２つのセンサー１１０Ａ及び１１０Ｂ（以下、総称して「センサー１１０」という場合がある。）と、信号源１２０と、２つの送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂ（以下、総称して「センサー１１０」という場合がある。）と、受信装置１４０とを備える。

信号源１２０は、通信線１５１を介して送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂに接続されている。通信線１５１は、信号源１２０と各送信装置１３０との間の通信を伝送する。送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂには、通信線１５２を介してセンサー１１０Ａ及び１１０Ｂがそれぞれ接続されている。通信線１５２は、各送信装置１３０と対応するセンサー１１０との間の通信を伝送する。送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂと受信装置１４０とは、通信線１５３を介して接続されている。通信線１５３は、各送信装置１３０と受信装置１４０との間の通信を伝送する。通信線１５３には、例えば移動通信ネットワーク及びインターネットが含まれてもよい。

各センサー１１０は、センサー素子を備え、センシング対象から特徴量を検出し、検出した特徴量をセンサー信号に変換して出力する。センサー信号は、センシング対象から検出された特徴量を時系列に沿って示す。センシング対象の例としては、車やドローン等の機械、車のタイヤやドローンのモーター等の機械の部品、及び人や動物等の生物が挙げられる。特徴量の例としては、変位、圧力、温度、湿度、音、光、電圧、電流、及び磁束密度が挙げられる。例えばセンシング対象が車である場合、複数のセンサー１１０には、エンジンの音を取得するマイクロフォン、エンジンの回転数を計測する回転計、車の速度を計測する速度計、ステアリングの角度を計測する角度計、燃料噴射量計、温度計、車の位置を測定するＧＰＳ（Global Positioning System）受信機、車内又は車外の画像を撮影するカメラが含まれてもよい。

信号源１２０は、１以上の回路を備え、互いに段数の異なる複数のＰＮ系列信号が加算された基準信号を送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂに提供する。ＰＮ系列信号の段数は、ＰＮ系列信号を発生するビットシフト回路の段数を示す。段数が増える程、ＰＮ系列信号の周期が長くなる。以下ｎ段のＰＮ系列信号をＰＮ［ｎ］と表す。例えばＰＮ［７］の周期は、２⁷−１＝１２７サンプルになる。ＰＮ［８］の周期は、２⁸−１＝２５５サンプルになる。ＰＮ［９］の周期は、２⁹−１＝５１１サンプルになる。これらの３つのＰＮ系列信号を加算することにより、後述するように５１１×３２３８５＝１６５４８７３５サンプル（１００Ｈｚにおいては約４６時間に相当）を識別することができる。すなわち、信号源１２０から出力される基準信号は、この系における絶対時刻（上限は約４６時間）を示すと考えることができる。なおこの絶対時刻の基準は、例えば信号源１２０が基準信号の生成を新たに開始した時点（より具体的には信号源１２０の電源が投入された時点）である。

各送信装置１３０は、信号源１２０から入力された基準信号とセンサー１１０から入力されたセンサー信号とを時間関係を保った状態でデータ化して受信装置１４０に送信する。このとき、基準信号及びセンサー信号は、各送信装置１３０に対して予め設定されたサンプリング周期でサンプリングされる。このサンプリング周期は、複数の送信装置１３０の間で共通であってもよいし、異なっていてもよい。

図２は、送信装置１３０のハードウェア構成の一例を示す図である。送信装置１３０には、例えば汎用のコンピュータが用いられてもよい。送信装置１３０は、プロセッサ１３１と、メモリ１３２と、ストレージ１３３と、通信インタフェース１３４と、Ａ／Ｄ変換回路１３５とを備える。これらの構成は、バス１３６を介して接続されている。プロセッサ１３１は、プログラムをメモリ１３２に読み出して実行することにより、各種の処理を実行する。プロセッサ１３１の例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が挙げられる。メモリ１３２は、主記憶装置とも呼ばれるコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。メモリ１３２には、プロセッサ１３１により実行されるプログラムが記憶される。メモリ１３２の例としては、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）が挙げられる。ストレージ１３３は、補助記憶装置とも呼ばれるコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。ストレージ１３３には、各種のデータ及びプログラムが記憶される。ストレージ１３３の例としては、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブが挙げられる。通信インタフェース１３４は、通信線１５１〜１５３に接続されており、通信線１５１〜１５３を介して通信を行う。Ａ／Ｄ変換回路１３５は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換を行う。

図３は、送信装置１３０の機能構成の一例を示す図である。送信装置１３０は、第１入力手段２３１と、第２入力手段２３２と、Ａ／Ｄ変換手段２３３と、送信手段２３４として機能する。これらの機能は、メモリ１３２に記憶されたプログラムと、このプログラムを実行するプロセッサ１３１との協働により、プロセッサ１３１が演算を行い又は通信インタフェース１３４による通信を制御することにより実現され、又はＡ／Ｄ変換回路１３５により実現される。

第１入力手段２３１は、信号源１２０から基準信号の入力を受け付ける。これにより、信号源１２０から提供された基準信号が取得される。第２入力手段２３２は、対応するセンサー１１０からセンサー信号の入力を受け付ける。これにより、対応するセンサー１１０から出力されたセンサー信号が取得される。このように、送信装置１３０は、基準信号の入力を受け付けるチャンネルと、センサー信号の入力を受け付けるチャンネルとの２つの入力チャンネルを有する。

Ａ／Ｄ変換手段２３３は、基準信号及びセンサー信号を時間関係を保った状態でセンサーデータに変換する。具体的には、基準信号及びセンサー信号がＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換される。これにより、基準信号とセンサー信号とを含むセンサーデータが得られる。ここでいう「時間関係を保った状態」とは、例えば基準信号及びセンサー信号において同じタイミングで受信された部分が同じタイミングでサンプリングされる状態を示す。例えば基準信号及びセンサー信号がリアルタイムでＡ／Ｄ変換される。ここでいう「リアルタイム」とは、基準信号及びセンサー信号の入力が終了するのを待たずに、基準信号及びセンサー信号が入力に応じて順次Ａ／Ｄ変換されることを示す。なお、リアルタイムとは、完全に同時である必要はなく、多少の時間の遅延があってもよい。

送信手段２３４は、センサーデータを受信装置１４０に送信する。例えばセンサーデータがリアルタイムで送信される。ここでいうリアルタイムとは、基準信号及びセンサー信号の入力が終了するのを待たずに、基準信号及びセンサー信号が入力に応じて順次変換されたセンサーデータが送信されることを示す。センサーデータには、基準信号とセンサー信号とが含まれる。すなわち、送信装置１３０は、基準信号を出力するチャンネルと、センサー信号を出力するチャンネルとの２つの出力チャンネルを有する。

なお、以下の説明では、送信装置１３０Ａ、１３０Ｂの構成を示す符号の後にそれぞれ「Ａ」、「Ｂ」という文字を付加してこれらの構成を区別する場合がある。

図１に戻り、受信装置１４０は、送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂから収集した複数のセンサー信号を時間軸を揃えた状態で利用できるように、基準信号を用いてこれらのセンサー信号の時刻を同期させる。

図４は、受信装置１４０のハードウェア構成の一例を示す図である。受信装置１４０には、例えば汎用のコンピュータが用いられてもよい。受信装置１４０は、プロセッサ１４１と、メモリ１４２と、ストレージ１４３と、通信インタフェース１４４とを備える。これらの構成は、バス１４５を介して接続されている。プロセッサ１４１、メモリ１４２、及びストレージ１４３は、上述したプロセッサ１３１、メモリ１３２、及びストレージ１３３と同一であるため、その説明を省略する。通信インタフェース１４４は、通信線１５３に接続されており、通信線１５３を介してデータ通信を行う。

図５は、受信装置１４０の機能構成の一例を示す図である。受信装置１４０は、受信手段２４１と、相関処理手段２４２と、取得手段２４３と、同期手段２４４と、出力手段２４５として機能する。これらの機能は、メモリ１４２に記憶されたプログラムと、このプログラムを実行するプロセッサ１４１との協働により、プロセッサ１４１が演算を行い又は通信インタフェース１４４による通信を制御することにより実現される。

受信手段２４１は、各送信装置１３０からセンサーデータを受信する。これにより、送信装置１３０Ａから送信されたセンサーデータと送信装置１３０Ｂから送信されたセンサーデータとが取得される。

相関処理手段２４２は、各送信装置１３０から受信したセンサーデータ毎に、そのセンサーデータに含まれる基準信号と複数のＰＮ系列信号の各々との複数の相互相関を算出する相関処理を行う。相互相関は、２つの時系列信号の類似度を評価する指標である。相互相関は、例えば相互相関関数を用いて表される。この例において受信装置１４０は、信号源１２０において用いられるＰＮ系列信号３０１〜３０３そのもの、又はこれらを特定する情報を何らかの方法により事前に取得し、記憶手段（図示略）に記憶する。相関処理手段２４２は、この情報を参照して相互相関処理を行う。

取得手段２４３は、各送信装置１３０から受信したセンサーデータ毎に、互いに異なる相互相関に含まれる対象ピークと参照ピークとの間の時間差から、基準信号を基準とした、そのセンサーデータに含まれるセンサー信号の遅延時間を取得する。対象ピークとは、基準信号と各ＰＮ系列信号との複数の相互相関のうち１の相互相関に現れるピークであって、その振幅が所定の条件を満たすピークをいう。この１の相互相関は、例えば複数のＰＮ系列信号のうち周期が最も長いＰＮ系列信号と基準信号との相互相関である。振幅に関する条件は、例えば振幅がしきい値Ｔｈ１よりも大きいという条件である。参照ピークとは、例えば複数の相互相関のうち対象ピークを含む相互相関以外の他の相互相関に現れるピークであって、その振幅が所定の条件を満たし、かつ対象ピークの時刻を基準として定められた期間において対象ピークと所定の時間軸上の位置関係を有するピークをいう。振幅に関する条件は、例えば振幅がしきい値Ｔｈ２よりも大きいという条件である。しきい値Ｔｈ１及びしきい値Ｔｈ２は、互いに独立に決めることができる。他の相互相関は、例えば複数のＰＮ系列信号のうち周期が最も長いＰＮ系列信号以外のＰＮ系列信号と基準信号との相互相関である。この期間は、例えば対象ピークの時刻以前の期間である。所定の関係は、例えば対象ピークと最も時刻が近いという関係である。なお、複数のＰＮ系列信号の数が３以上である場合には、「他の相互相関」が２以上存在し、これら複数の他の相互相関の各々について参照ピークが定義される（すなわち２以上の参照ピークが存在する）。具体的には取得手段２４３は、まず互いに異なる相互相関に含まれる対象ピークと参照ピークとの間の時間差を計数する。続いて取得手段２４３は、基準信号を基準とした、センサーデータに含まれるセンサー信号の遅延時間を算出する。遅延時間は、例えば信号源１２０から提供された基準信号の開始時刻から対象ピークの時刻までの経過時間と、センサーデータに含まれる基準信号の開始時刻から対象ピークの時刻までの経過時間とを用いて算出される。

同期手段２４４は、送信装置１３０Ａから受信したセンサーデータに含まれるセンサー信号の時刻と、送信装置１３０Ｂから受信したセンサーデータに含まれるセンサー信号の時刻とを、遅延時間の差に応じて同期させる。ここでいう同期とは、タイミングを合わせることをいい、例えばこれらのセンサー信号において同一のタイミングで送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂによりそれぞれ受信された部分を時間的に一致させることを示す。

出力手段２４５は、遅延時間に応じた情報を出力する。例えば送信装置１３０Ａから受信したセンサーデータに含まれるセンサー信号と、送信装置１３０Ｂら受信したセンサーデータに含まれるセンサー信号とが時刻が同期された状態で出力される。

２．動作
図６は、センサーシステム１００の動作の一例を示すシーケンスチャートである。この動作は、例えば利用者により計測の開始が指示されたときに開始される。

ステップＳ１１において、信号源１２０は、ＰＮ系列信号３０１〜３０３を加算することにより基準信号３１０を生成する。この例において、ＰＮ系列信号３０１〜３０３の段数は、それぞれ７〜９段である。すなわち、ＰＮ系列信号３０１〜３０３の段数は１段ずつ異なる。

図７は、基準信号３１０の生成の一例を示す図である。図７において、グラフの横軸はサンプル数を示し、縦軸は振幅を示す。図７に示すように、ＰＮ系列信号３０１〜３０３が加算されると、基準信号３１０が生成される。

ステップＳ１２において、信号源１２０は、基準信号３１０を送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂに送信する。送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂは、それぞれ信号源１２０から送信された基準信号３１０を第１入力手段２３１Ａ及び２３１Ｂにて受信する。

ステップＳ１３において、各送信装置１３０は、センサー１１０から出力されたセンサー信号３２１又は３２２を第２入力手段２３２にて受信する。送信装置１３０Ａでは、センサー１１０Ａから出力されたセンサー信号３２１が受信される。送信装置１３０Ｂでは、センサー１１０Ｂから出力されたセンサー信号３２２が受信される。

ステップＳ１４において、各送信装置１３０は、受信した基準信号３１０及びセンサー信号３２１又は３２２をＡ／Ｄ変換手段２３３によりリアルタイムでＡ／Ｄ変換する。送信装置１３０Ａでは、基準信号３１０とセンサー信号３２１とがリアルタイムでＡ／Ｄ変換される。送信装置１３０Ｂでは、基準信号３１０とセンサー信号３２２とがリアルタイムでＡ／Ｄ変換される。このとき、基準信号３１０及びセンサー信号３２１又は３２２は、送信装置１３０に対して予め設定されたサンプリング周期に従ってサンプリングされる。例えば送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂに対して予め設定されたサンプリング周期がいずれも１００Ｈｚである場合、基準信号３１０及びセンサー信号３２１と基準信号３１０及びセンサー信号３２２とは、いずれも１００Ｈｚでサンプリングされる。

ステップＳ１５において、各送信装置１３０は、Ａ／Ｄ変換により得られたセンサーデータを受信装置１４０に送信手段２３４から送信する。このセンサーデータには、基準信号３１０とセンサー信号３２１又は３２２とが含まれる。送信装置１３０Ａから送信されたセンサーデータには、基準信号３１０とセンサー信号３２１とが含まれる。送信装置１３０Ｂから送信されたセンサーデータには、基準信号３１０とセンサー信号３２２とが含まれる。受信装置１４０は、各送信装置１３０から送信されたセンサーデータを受信手段２４１にて受信する。

ここで、送信装置１３０Ａから受信したセンサーデータに含まれるセンサー信号３２１と、送信装置１３０Ｂから受信したセンサーデータに含まれるセンサー信号３２２とは、様々な原因により、両信号における基準点（例えば信号の開始点）の時間軸上の位置がずれている場合がある。受信装置１４０は、この時間軸のずれを解消するために、センサー信号３２１とセンサー信号３２２との間の時刻を同期させる。

ステップＳ１６において、受信装置１４０は、各送信装置１３０から受信したセンサーデータについて、相関処理手段２４２により相関処理を行う。この相互相関処理では、各センサーデータに含まれる基準信号３１０と予めストレージ１３３に記憶されたＰＮ系列信号３０１〜３０３のそれぞれとの相互相関が算出される。例えば、相関処理手段２４２は、送信装置１３０Ａから受信したセンサーデータに含まれる基準信号３１０ＡとＰＮ系列信号３０１〜３０３のそれぞれとの相互相関を算出し、さらに、送信装置１３０Ｂから受信したセンサーデータに含まれる基準信号３１０ＢとＰＮ系列信号３０１〜３０３のそれぞれとの相互相関を算出する。この相関処理は、センサーデータに含まれる基準信号３１０の（時間軸上の）全ての区間について行われなくてもよく、少なくとも１つのピークを含む所定の区間だけ行われればよい。この所定の区間の長さは、少なくとも、最も周期の長いＰＮ系列信号の周期（この例においては５１１サンプル）である。

図８は、相関処理の一例を示す図である。図８において、グラフの横軸は基準信号３１０におけるサンプル数（この例において基準信号３１０におけるサンプル数は、センサー信号におけるサンプル数と等しい）を示し、縦軸は相互相関関数の振幅を示す。ピークを判別する振幅のしきい値として、例えば４００が用いられる。基準信号３１０とＰＮ系列信号３０１とを所定サンプルずつずらしながら積をとっていくことにより、図８に示す相互相関関数３３１が算出される。相互相関関数３３１においては、ＰＮ系列信号３０１の周期、すなわち１２７サンプル毎にピークが現れる。同様に、基準信号３１０とＰＮ系列信号３０２とを所定サンプルずつずらしながら積をとっていくことにより、図８に示す相互相関関数３３２が算出される。相互相関関数３３２においては、ＰＮ系列信号３０２の周期、すなわち２５５サンプル毎にピークが現れる。さらに、基準信号３１０とＰＮ系列信号３０３とを所定サンプルずつずらしながら積をとっていくことにより、図８に示す相互相関関数３３３が算出される。相互相関関数３３３においては、ＰＮ系列信号３０３の周期、すなわち５１１サンプル毎にピークが現れる。

この例において、対象ピークは相互相関関数３３３から、参照ピークは相互相関関数３３２及び相互相関関数３３１から、それぞれ選択される。図８の例では、相互相関関数３３３において振幅が４００以上の条件を満たすピークは３つ現れている。取得手段２４３は、これら３つのピークの中から対象ピークを１つずつ順番に選択し、以下の処理を行う。あるいは、取得手段２４３は、これら３つのピークのうち所定の条件を満たすピーク（例えば、振幅が最大のピーク）についてのみ以下の処理を行ってもよい。また、振幅が４００以上のピークは、相互相関関数３３２及び相互相関関数３３１において、それぞれ６個及び１２個、現れている。これらのピークが参照ピークの候補である。

ステップＳ１７において、受信装置１４０は、相互相関関数３３３に含まれる対象ピークの周回数を取得手段２４３により取得する。ここでいう「周回数」とは、信号源１２０から出力される基準信号における周回数であり、例えば信号源１２０が基準信号の生成を開始した時点からの周回数である。図８の例で、相互相関関数３３３が有する３つのピークのうち３番目のピークについて考えると、信号源１２０が基準信号の生成を開始すると同時に送信装置１３０がセンサーデータの送信を開始した場合、このピークの周回数は３である。しかし、例えば信号源１２０が基準信号の生成を開始してから２周期経過後に送信装置１３０がセンサーデータの送信を開始した場合、このピークの周回数は５である。

図９は、図８中のＥ部を拡大した図である。上述したように、ＰＮ系列信号３０１〜３０３の周期は、それぞれ１２７、２５５、５１１サンプルである。ここで、ＰＮ系列信号３０２の周期を２倍すると５１０サンプルになり、ＰＮ系列信号３０３の周期よりも１サンプルだけ少ない。したがって、ＰＮ系列信号３０３が１周する度に、ＰＮ系列信号３０２のピークはＰＮ系列信号３０３のピークから１ずつずれていく。また、ＰＮ系列信号３０１の周期を４倍すると５０８サンプルになり、ＰＮ系列信号３０３の周期よりも３サンプルだけ少ない。したがって、ＰＮ系列信号３０３が１周する度に、ＰＮ系列信号３０１のピークはＰＮ系列信号３０３のピークから３ずつずれていく。

まず、相互相関関数３３３に含まれる対象ピークと相互相関関数３３２及び３３１に含まれる参照ピークとの間のサンプル数の差ａ及びｂがそれぞれ計数される。図９に示す例では、相互相関関数３３３にはピークＰ３が含まれる。この例では、ピークＰ３が対象ピークとして用いられる。相互相関関数３３１と相互相関関数３３２とにおいて、相互相関関数３３３のピークＰ３からサンプル数が減る方向に見たときに、相互相関関数３３２のピークＰ２が最初に現れる。すなわち、ピークＰ２は、相互相関関数３３２に含まれる複数のピークのうち、ピークＰ３の時刻以前の期間においてピークＰ３と最も時刻が近いピークである。この場合、ピークＰ２はピークＰ３の参照ピークとして用いられる。そして、ピークＰ３とピークＰ２との間のサンプル数の差ａが計数される。このサンプル数の差ａは、ピークＰ３とピークＰ２との時間差を示す。また、相互相関関数３３３と相互相関関数３３１とにおいて、相互相関関数３３３のピークＰ３からサンプル数が減る方向に見たときに、相互相関関数３３１のピークＰ１が最初に現れる。すなわち、ピークＰ１は、相互相関関数３３１に含まれる複数のピークのうち、ピークＰ３の時刻以前の期間においてピークＰ３と最も時刻が近いピークである。この場合、ピークＰ１はピークＰ３の参照ピークとして用いられる。そして、ピークＰ３とピークＰ１との間のサンプル数の差ｂが計数される。このサンプル数の差ｂは、ピークＰ３とピークＰ１との時間差を示す。

続いて、例えば以下の式（１）及び（２）によりピークＰ３の周回数が算出される。

ここで、ＰＮ２ｌｅｎは２番目に大きいＰＮ系列信号３０２の系列長、ＰＮ３ｌｅｎは３番目に大きいＰＮ系列信号３０１の系列長、ｉｎｄｅｘはピークＰ３の周回数である。なお、「％」は剰余演算を表す。例えばａが３であり、ｂが９であり、ＰＮ２ｌｅｎが２５５であり、ＰＮ３ｌｅｎが１２７である場合、ピークＰ３の周回数ｉｎｄｅｘは３になる。

図１０は、対象ピークの周回数と、サンプル数の差ａ及びｂの組み合わせとの対応関係を示す図である。対象ピークの周回数は、例えば上述した式（１）及び（２）を用いて算出される。図１０に示すように、この例では、対象ピークと参照ピークとの間のサンプル数の差ａ及びｂの組み合わせは３２３８５通り存在する。すなわち、相互相関関数３３３において３２３８５までの周回数が一意に定まる。ＰＮ［９］の周期が５１１サンプルであるので、全体として５１１×３２３８５＝１６５４８７３５サンプルの範囲で時間軸上の位置を特定することができる。

ステップＳ１８において、受信装置１４０は、各送信装置１３０から受信したセンサーデータについて、そのデータに含まれる基準信号３１０を基準としたセンサー信号３２１及び３２２の遅延時間Ｄ１及びＤ２をそれぞれ取得手段２４３により算出する。

図１１は、遅延時間Ｄ１及びＤ２の算出方法の一例を示す図である。まず、基準信号３１０に対するセンサー信号３２１の遅延時間Ｄ１の算出方法について説明する。例えば以下の式（３）により、信号源１２０が生成した基準信号３１０の開始時刻から対象ピーク（この例ではピークＰ３）の時刻までの経過時間Ｔ１が算出される。

ここで、ｉｎｄｅｘは対象ピークの周回数であり、ＰＮ１ｌｅｎは最も大きいＰＮ系列信号３０３の系列長であり、ｓｐＡは送信装置１３０Ａのサンプリング周期である。例えばｉｎｄｅｘが３、ＰＮ１ｌｅｎが５１１サンプル、ｓｐＡが１００Ｈｚである場合、経過時間Ｔ１は１５．３３秒になる。

対象ピークからｋサンプル後のデータの時刻Ｔｋは、例えば以下の式（４）により算出される。

例えば、対象ピーク（この例ではピークＰ３）から１０サンプル後のデータの時刻Ｔｋは、１５．４３秒である。

相互相関関数３３３の開始時刻からピークＰ３の時刻までの経過時間をＴ２とすると、遅延時間Ｄ１は経過時間Ｔ１から経過時間Ｔ２を引くことにより求められる。なお、経過時間Ｔ２は、相互相関関数３３３におけるピーク３の時刻のサンプル数と、送信装置１３０Ａのサンプリング周期とを用いて算出される。同様の方法により、基準信号３１０に対するセンサー信号３２２の遅延時間Ｄ２が算出される。

ステップＳ１９において、受信装置１４０は、送信装置１３０Ａから受信したセンサーデータに含まれるセンサー信号３２１と、送信装置１３０Ｂから受信したセンサーデータに含まれるセンサー信号３２２との時刻を同期手段２４４により同期させる。図１１に示す例は、センサー信号３２２は、センサー信号３２１から遅延時間Ｄ２−遅延時間Ｄ１＝ΔＤだけ遅れていることを示す。この場合、センサー信号３２１の開始時刻を基準としてセンサー信号３２２がΔＤだけ遅延するようにセンサー信号３２１及び３２２を整列させる。すなわち、センサー信号３２１とセンサー信号３２２との間において、相互相関関数３３３の同一のピークに対応する部分が同じ時刻になるように、センサー信号３２１及び３２２を整列させる。これにより、センサー信号３２１とセンサー信号３２２との時刻が同期される。

ステップＳ２０において、時刻が同期されたセンサー信号３２１及びセンサー信号３２２が出力手段２４５から出力される。例えば通信線１５３を介して受信装置１４０に接続された端末装置（図示せず）からの要求に応じて、時刻が同期されたセンサー信号３２１及びセンサー信号３２２が端末装置に送信されてもよい。これらのセンサー信号３２１及びセンサー信号３２２が同一の時間軸に沿って端末装置上に表示されてもよい。

なお、上述した実施形態では、「送信装置１３０Ａ」、「送信装置１３０Ｂ」、「経過時間Ｔ１」、「経過時間Ｔ２」、「通信インタフェース１４４」が、それぞれ本発明に係る「第１送信装置」、「第２送信装置」、「第１経過時間」、「第２経過時間」、「通信手段」として用いられている。

以上説明した実施形態によれば、ＰＮ系列信号３０１〜３０３が加算された基準信号３１０が用いられるため、個々のＰＮ系列信号３０１〜３０３の周期以上の時間だけセンサー信号３２１及び３２２が基準信号３１０から遅延した場合にも、基準信号３１０を基準としたセンサー信号３２１及び３２２の遅延時間を認識することができる。その結果、これらのセンサー信号３２１及び３２２の時刻を同期させることができる。さらに、周期の長い単一のＰＮ系列信号を用いる場合に比べて、受信装置１４０に記憶されるＰＮ系列信号のデータ量が少なくて済み、相関処理の処理量も減らすことができる。

また、参照ピークとして用いられるピークＰ１及びＰ２はそれぞれ相互相関関数３３１及び相互相関関数３３２において、ピークＰ３の時刻を基準として定められた期間において最も時刻が近いピークであるため、参照ピークがこの期間に含まれる他のピークである場合に比べて、対象ピークと参照ピークとの時間差を算出する処理の量を減らすことができる。さらに、基準信号３１０に加算されるＰＮ系列信号３０１〜３０３の段数が１段ずつ異なるため、基準信号３１０に加算される複数のＰＮ系列信号に含まれる１のＰＮ系列信号と他のＰＮ系列信号との差が２段以上である場合に比べて、認識可能な遅延時間が長くなる。

３．変形例
上述した実施形態は本発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されない。上述した実施形態に対し、種々の変形がなされてもよい。例えば上述した実施形態が以下のように変形されてもよい。また、以下の変形例は１以上の他の変形例と組み合わせて用いられてもよい。

受信装置１４０（具体的には例えば取得手段２４３）は、連続する複数（３つ以上）の対象ピークに対して算出された複数の周回数を参照し、これら複数の周回数の連続性に基づいて、算出された周回数の正誤を判断してもよい。上述した実施形態では対象ピークの周回数が正しく算出されるという前提で説明をした。しかし、現実にはクロック周波数の精度や基準信号に混入するノイズ等の影響により、対象ピークの周回数が誤って算出されてしまう場合がある。周回数が正しく計算されていれば、連続する複数の対象ピークの周回数は連続しているはずである。したがって、連続する複数の対象ピークについて算出された周回数が連続していない場合、これらの周回数のうち少なくともいずれか１つが誤っていると判断することができる。例えば、連続する３つの対象ピークの周回数として１、１０、３が算出された場合を想定する。連続する３つの対象ピークの周回数は、本来は連続するはずである。１番目及び３番目の対象ピークについて算出された周回数「１」及び「３」は、互いに２つ後ろ又は前の周回数と２つ異なるという関係を有するため、算出された周回数が正しい可能性が高いと判断できる。一方、２番目の対象ピークについて算出された周回数「１０」は、１つ前及び後ろの周回数と１つ異なるという関係を有さないため、算出された周回数が誤っている可能性が高いと判断できる。この場合に、受信装置１４０は、２番目の対象ピークの周回数「１０」を、１番目及び３番目の対象ピークの周回数から正しい値として推定される周回数「２」に補正してもよい。また、この判断の正確性を向上させるには参照する対象ピークの数を増やしてもよい。例えば、連続する３つの対象ピークについて算出された周回数のうち少なくとも一部が所定の関係を満たさない場合には、受信装置１４０は、参照する対象ピークの数を増やし、例えば連続する５つの対象ピークについて算出された周回数が所定の関係を満たすか否かを判断してもよい。この変形例によれば、ノイズの影響によって複数の対象ピークの周回数の一部が誤った値を有する場合にも、対象ピークの周回数を精度よく特定することができる。

上述した実施形態において、参照ピークは、必ずしも対象ピークの時刻以前の期間において、対象ピークと最も時刻が近いピークに限定されない。例えば参照ピークは、対象ピーク以前の期間において、対象ピークと時刻が近い順番において所定番目のピークであってもよい。他の例において、参照ピークは、対象ピークの時刻以降の期間において、対象ピークと時刻が近い順番において所定番目のピークであってもよい。

上述した実施形態において、基準信号の生成に用いられるＰＮ系列信号の数は、３に限定されない。ＰＮ系列信号の数は２であってもよい。例えば１４段のＰＮ系列信号と１５段のＰＮ系列信号とが加算されて基準信号が生成されてもよい。この場合、２つの相互相関関数が算出され、一方の相互相関関数に含まれる対象ピークと他方の相互相関関数に含まれる参照ピークとのサンプル数の差が算出される。この場合、単一のサンプル数の差に基づいて遅延時間が算出される。他の例において、ＰＮ系列信号の数は４以上であってもよい。この場合、４以上の相互相関関数が算出され、１の相互相関関数に含まれる対象ピークと３以上の相互相関関数に含まれる３以上の参照ピークの各々との３以上のサンプル数の差の組み合わせが算出される。この場合、３以上のサンプル数の差の組み合わせに基づいて遅延時間が算出される。

上述した実施形態において、基準信号の生成に用いられる複数のＰＮ系列信号の段数は必ずしも１段ずつ異なっていなくてもよい。複数のＰＮ系列信号に含まれる１のＰＮ系列信号と他のＰＮ系列信号との段数が２段以上異なっていてもよい。

上述した実施形態において、送信装置１３０Ａと送信装置１３０Ｂとは互いに異なるサンプリング周期を用いてもよい。例えば送信装置１３０Ａのサンプリング周期が１００Ｈｚであり、送信装置１３０Ｂのサンプリング周期が２００Ｈｚであってもよい。

上述した実施形態において、経過時間Ｔ２の基準時刻は、相互相関関数３３３の開始時刻に限定されない。この経過時間Ｔ２の基準時刻は、相互相関関数３３３の終了時刻であってもよい。

上述した実施形態において、複数のセンサー信号の時刻を同期させる処理は必ずしも行われなくてもよい。例えば基準信号を基準としたセンサー信号の遅延時間が算出され出力されてもよい。これにより基準信号の開始時刻からの経過時間を認識することができる。すなわち、本発明は例えばタイマーとして利用されてもよい。また、基準信号の開始時刻を標準時とすれば、標準時を基準とした時間が計測される。すなわち、本発明は、例えば時計として利用されてもよい。

上述した実施形態において、センサー信号は、センサー１１０から入力される信号であれば、どのような信号であってもよい。例えばセンサー信号は、音を示す信号であってもいし、画像又は映像を示す信号であってもよい。

上述した実施形態において、送信装置１３０の数は２個に限定されない。送信装置１３０は３個以上設けられていてもよい。また、１つの送信装置１３０に複数のセンサー１１０が接続され、複数のセンサー信号が入力されてもよい。

本発明は、センサーシステム１００を構成する各装置として提供されてもよい。例えば本発明は、受信装置１４０として提供されてもよい。また、センサーシステム１００の機能を実現する主体は、上述した実施形態において説明した主体に限定されない。例えばセンサー１１０と送信装置１３０の機能が単一の装置により実現されてもよい。受信装置１４０の機能が２以上の装置により実現されてもよい。また、回路等のハードウェアにより実現された機能が、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。逆に、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実現された機能が、回路等のハードウェアにより実現されてもよい。

センサーシステム１００において行われる処理のステップは、上述した実施形態で説明した例に限定されない。この処理のステップは、矛盾のない限り、入れ替えられてもよい。本発明は、センサーシステム１００において行われる処理のステップを備える方法として提供されてもよい。

本発明は、送信装置１３０又は受信装置１４０において実行されるプログラムとして提供されてもよい。このプログラムは、インターネットなどの通信回線を介してダウンロードされてもよい。また、これらのプログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスクなど）、光記録媒体（光ディスクなど）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどの、コンピュータが読取可能な記録媒体に記録した状態で提供されてもよい。

上述した実施形態では、基準信号３１０とセンサー信号３２１又は３２２とが互いに異なるチャンネルで送信されていたが、基準信号３１０とセンサー信号３２１又は３２２とが合成されて１つのチャンネルで送信されてもよい。また、基準信号３１０とセンサー信号３２１又は３２２とは必ずしも同一のセンサーデータに含まれなくてもよい。互いの時刻差が既知であれば、基準信号３１０とセンサー信号３２１又は３２２は、別々のデータとして送信されてもよい。

上述した実施形態において、対象ピークは、最も系列長が大きいＰＮ系列信号３０３に対応する相互相関関数３３３に含まれるピークに限定されない。例えば対象ピークは、系列長が２番目に大きいＰＮ系列信号３０２に対応する相互相関関数３３２に含まれるピークであってもよいし、系列長が最も小さいＰＮ系列信号３０１に対応する相互相関関数３３１に含まれるピークであってもよい。特に、相互相関関数３３２に含まれるピークを対象ピークとした場合には、サンプル数の差ａ及びｂの組み合わせにより一意に定まる周回数が増え、認識可能な遅延時間が長くなる場合がある。

上述した実施形態において、対象ピークの周回数は必ずしも算出されなくてもよい。例えば図１０に示すように、各対象ピークの周回数と、サンプル数の差ａ及びｂの組み合わせとの対応関係を示すテーブルを予めストレージ１４３に記憶させておき、このテーブルを参照することにより対象ピークの周回数が特定されてもよい。

上述した実施形態において、信号源１２０は、以下の方法により基準信号をアナログ信号に変換して送信してもよい。基準信号をアナログ信号に変換して送信する方法としては、例えば第１の方法及び第２の方法がある。ただし、基準信号をアナログ信号に変換して送信する方法は、これらの方法に限定されず、公知のいずれの方法であってもよい。一般的に、デジタル信号の公知の送信規格は、複数の装置への信号の同時送信には対応していない。しかし、上述したように信号源１２０が基準信号をアナログ信号に変換して送信装置１３０に送信することにより、送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂに同時に基準信号を送信することができる。なお、ここでいう「同時」とは、まったく同じ時刻である必要はなく、多少のずれがあってもよい。

図１２は、この変形例に係る信号源１２０の構成の一例を示す図である。図１３は、この変形例に係る第１の方法を採用した場合に信号源１２０が行う処理の一例を示す図である。信号源１２０は、生成手段１２１と、挿入手段１２２と、Ｄ／Ａ変換手段１２３と、フィルタ手段１２４と、出力手段１２５とを備える。これらの構成は、ハードウェアによって実現されてもよいし、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現されてもよい。例えば、これらの構成は、１又は複数の回路により実現されてもよいし、１又は複数のプロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行して演算を行い又は通信インタフェースを制御することにより実現されてもよいし、それらの組み合わせにより実現されてもよい。

生成手段１２１は、互いに異なる段数の複数のＰＮ系列を加算してシンボル列を生成する。例えば図１３に示すように、それぞれ段数が７〜９のＰＮ系列信号３０１〜３０３が加算されてシンボル列３１１が生成される。なお、「ＰＮ系列信号」は単なる数列であるが、ここでは、このような数列も「信号」に含まれるものとする。ＰＮ系列信号３０１〜３０３において、各シンボルは２値（ゼロ又は１）のいずれかをとる。シンボル列３１１はＰＮ系列信号３０１、３０２、３０３を加算したものなので、各シンボルは４値（ゼロ、１、２、３）のいずれかをとる。図１３に示す例では、シンボル列３１１＝［２，３，２，１，２，・・・］となる。生成されたシンボル列３１１は、挿入手段１２２に供給される。挿入手段１２２は、シンボル列３１１において隣接する２つのシンボル間に所定数の所定値を挿入する。このシンボルとは、シンボル列３１１においてゼロ以外の値（１、２、又は３）を有する部分である。例えばシンボル列３１１にゼロパディングが施され、シンボル間に所定数のゼロが挿入される。シンボル間に挿入されるゼロの数は、例えば後段のＤ／Ａ変換処理において行われるサンプリングのサンプリング周期に応じて定められる。図１３に示す例では、シンボル列３１２＝［０，０，０，０，２，０，０，０，０，３，０，０，０，０，２，０，０，０，０，１，０，０，０，０，２，０，０，０，０，・・・］というように、シンボル間に４個のゼロが挿入される。これにより、シンボル列３１２が得られる。このシンボル列３１２はデジタル信号に変換されてからＤ／Ａ変換手段１２３に供給される。Ｄ／Ａ変換手段１２３は、Ｄ／Ａ変換処理を行って、デジタル信号であるシンボル列３１２をアナログ信号に変換する。このアナログ信号は、フィルタ手段１２４に供給される。フィルタ手段１２４は、アナログ信号の帯域を制限するフィルタ処理を行う。このフィルタ処理には、例えば急峻な変化を緩和するロールオフ特性を備えるロールオフフィルタが用いられる。このようなロールオフフィルタを適用してアナログ信号の急峻な変化を緩和することにより、後段の処理においてアナログ信号をサンプリングしたときに、情報が欠損するのを防ぐことができる。このロールオフフィルタは、例えば疑似的なローパスフィルタとして用いられ、所定の周波数未満の周波数成分を通過させ、所定の周波数以上の周波数成分を阻止する。ただし、フィルタ処理に用いられるフィルタは、ロールオフフィルタに限定されず、アナログ信号の帯域を制限するフィルタ（より詳細には高周成分を抑制するフィルタ）であれば、どのようなフィルタであってもよい。このフィルタ処理により、アナログ信号３１３が得られる。このアナログ信号３１３は、出力手段１２５に供給される。なお、この例では、Ｄ／Ａ変換処理の後にフィルタ処理が行われているが、フィルタ処理の後にＤ／Ａ変換処理が行われてもよい。その場合、フィルタ処理では、デジタルフィルタが用いられる。出力手段１２５は、アナログ信号３１３を基準信号として送信装置１３０に出力する。例えばアナログ信号３１３が送信装置１３０Ａ及び１３０Ｂに同時に送信される。

各送信装置１３０のＡ／Ｄ変換手段２３３は、信号源１２０から受信したアナログ信号３１３を第１のサンプリング周期に従ってサンプリングする。この第１のサンプリング周期は、シンボル列３１１のシンボル周期の２倍以上のサンプリング周期である。例えばシンボル列３１１のシンボル周期が１００Ｈｚである場合、第１のサンプリング周期は２１０Ｈｚであってもよい。このサンプリングにより、デジタル信号である基準信号３１４が得られる。

図１４は、この変形例に係る受信装置１４０の構成の一例を示す図である。図１５は、この変形例に係る第１の方法を採用した場合に受信装置１４０が行う処理の一例を示す図である。受信装置１４０は、図５に示す機能構成に加えて、変換手段２４６を有する。変換手段２４６は、第１のサンプリング周期に従ってサンプリングされた基準信号３１４を第２のサンプリング周期に従ってサンプリングされた基準信号３１５に変換する。例えば図１５に示すように、基準信号３１４が第２のサンプリング周期に従ってリサンプリングされ、基準信号３１５に変換される。この第２のサンプリング周期には、シンボル列３１１のシンボル周期より長いサンプリング周期であって、シンボル列３１１のシンボル周期の整数倍のサンプリング周期が用いられる。ただし、後段の相関処理の処理量を減らすには、第２のサンプリング周期は短い方がよい。例えばシンボル列３１１のシンボル周期が１００Ｈｚであり、第１のサンプリング周期が２１０Ｈｚである場合、第２のサンプリング周期は２００Ｈｚであってもよい。また、変換手段２４６は、予めストレージ１３３に記憶されたＰＮ系列信号３０１〜３０３を第２のサンプリング周期のＰＮ系列信号３０４〜３０６に変換する。これは、後段の相関処理を行うには、基準信号３１５のサンプリング周期と、ＰＮ系列信号３０１〜３０３のサンプリング周期とを揃えた方がよいためである。例えば図１５に示すように、ＰＮ系列信号３０１〜３０３のそれぞれについてゼロパディングが施され、それぞれにおいて隣接する２つのシンボル間に所定数のゼロが挿入される。シンボル間に挿入されるゼロの数が増える程、サンプリング周期は整数倍で増える。そのため、シンボル間に挿入されるゼロの数は、第２のサンプリング周期に応じて定められる。これにより、基準信号３１５と同じ第２のサンプリング周期のＰＮ系列信号３０４〜３０６が得られる。このような処理の後、相関処理に進み、基準信号３１５とＰＮ系列信号３０４〜３０６のそれぞれとの相互相関が算出される。

図１６は、この変形例に係る第２の方法を採用した場合に信号源１２０が行う処理の一例を説明する図である。第２の方法が採用される場合、信号源１２０及び受信装置１４０の構成は、基本的には上述した第１の方法が採用される場合の構成と同じである。ただし、信号源１２０は、フィルタ手段１２４を備えていなくてもよい。また、挿入手段１２２は、生成手段１２１が生成したシンボル列３１１において隣接する２つのシンボル間に一方のシンボルの値を所定数挿入する。シンボル間に挿入される値の数は、例えば後段のＤ／Ａ変換処理において行われるサンプリングのサンプリング周期に応じて定められる。例えばシンボル列３１１にゼロ次ホールドが施され、シンボル列３１１において隣接する２つのシンボル間にこれらのシンボルのうち前のシンボルの値が挿入される。図１６に示す例では、シンボル列３１６＝［０，０，０，０，２，２，２，２，２，３，３，３，３，３，２，２，２，２，２，１，１，１，１，１，２，２，２，２，２，・・・］というように、シンボル間に前のシンボルの値が４個挿入される。これにより、シンボル列３１６が得られる。Ｄ／Ａ変換手段１２３は、上述した第１の方法と同様にシンボル列３１６をアナログ信号に変換する。このアナログ信号は、出力手段１２５に供給される。出力手段１２５は、上述した第１の方法と同様にアナログ信号を基準信号として送信装置１３０に出力する。

各送信装置１３０のＡ／Ｄ変換手段２３３は、上述した第１の方法と同様に信号源１２０から受信したアナログ信号を第１のサンプリング周期に従ってサンプリングする。このサンプリングにより、デジタル信号である基準信号３１７が得られる。

図１７は、この変形例に係る第２の方法を採用した場合に受信装置１４０が行う処理の一例を示す図である。変換手段２４６は、予めストレージ１３３に記憶されたＰＮ系列信号３０１〜３０３を第１のサンプリング周期のＰＮ系列信号３０７〜３０９に変換する。これは、後段の相関処理を行うには、基準信号３１７のサンプリング周期と、ＰＮ系列信号３０１〜３０３のサンプリング周期とを揃えた方がよいためである。例えば上述した第２の方法に係る挿入手段１２２の処理と同様に、ＰＮ系列信号３０１〜３０３のそれぞれについてゼロ次ホールドが施され、それぞれにおいて隣接する２つのシンボル間これらのシンボルのうち前のシンボルの値が挿入される。シンボル間に挿入される値の数が増える程、サンプリング周期は整数倍で増える。そのため、シンボル間に挿入される値の数は、第１のサンプリング周期に応じて定められる。これにより基準信号３１７と同じ第１のサンプリング周期のＰＮ系列信号３０７〜３０９が得られる。このような処理の後、相関処理に進み、基準信号３１７とＰＮ系列信号３０７〜３０９のそれぞれとの相互相関が算出される。

Claims (11)

1. 第１送信装置と、
   第２送信装置と、
   互いに異なる段数の複数のＰＮ（Pseudo Noise）系列信号が加算された基準信号を前記第１送信装置及び前記第２送信装置に提供する信号源と、
   受信装置と
   を有し、
   前記第１送信装置及び前記第２送信装置の各々は、
   前記信号源から前記基準信号の入力を受け付ける第１入力手段と、
   センサーからセンサー信号の入力を受け付ける第２入力手段と、
   前記基準信号及び前記センサー信号が時間関係を保った状態で変換されたデータを前記受信装置に送信する送信手段と
   を有し、
   前記受信装置は、
   前記第１送信装置及び前記第２送信装置の各々から受信したデータ毎に、当該データに含まれる前記基準信号と前記複数のＰＮ系列信号の各々との複数の相互相関において、互いに異なる相互相関に含まれる対象ピークと参照ピークとの間の時間差から、前記基準信号を基準とした、当該データに含まれるセンサー信号の遅延時間を取得する取得手段と、
   前記遅延時間に応じた情報を出力する出力手段と
   を有するセンサーシステム。
2. 前記基準信号には、３以上のＰＮ系列信号が加算され、
   前記取得手段は、前記互いに異なる相互相関に含まれる前記対象ピークと２以上の参照ピークの各々との間の２以上の時間差の組み合わせから、前記遅延時間を取得する
   請求項１に記載のセンサーシステム。
3. 前記対象ピークは、前記複数の相互相関のうち１の相互相関に含まれる１のピークであり、前記参照ピークは、前記複数の相互相関に含まれる他の相互相関において前記対象ピークの時刻を基準として定められた期間において前記対象ピークに最も時刻が近い他のピークである
   請求項１又は２に記載のセンサーシステム。
4. 前記複数のＰＮ系列信号の段数は１段ずつ異なる
   請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサーシステム。
5. 前記取得手段は、前記時間差に基づいて前記対象ピークの周回数を特定し、前記複数のＰＮ系列信号のうち前記対象ピークに対応するＰＮ系列信号の周期と前記周回数とを用いて前記信号源から提供された前記基準信号の開始時刻から前記対象ピークの時刻までの第１経過時間を算出し、前記データに含まれる前記基準信号の開始時刻から前記対象ピークの時刻までの第２経過時間と前記第１経過時間とを用いて前記遅延時間を算出する
   請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサーシステム。
6. 前記取得手段は、連続する複数の前記対象ピークについて算出された複数の周回数の連続性に基づいて、当該複数の周回数の正誤を判断する
   請求項５に記載のセンサーシステム。
7. 前記第１送信装置及び前記第２送信装置から受信したデータに含まれる１のセンサー信号の時刻と他のセンサー信号の時刻とを前記遅延時間の差に応じて同期させる同期手段をさらに備え、
   前記出力手段は、時刻が同期された前記１のセンサー信号及び前記他のセンサー信号を出力する
   請求項１から６のいずれか１項に記載のセンサーシステム。
8. 前記信号源は、
   互いに異なる段数の複数のＰＮ系列を加算してシンボル列を生成する生成手段と、
   前記シンボル列において隣接する２つのシンボル間に所定数の所定値を挿入する挿入手段と、
   前記所定値が挿入された前記シンボル列に対しＤ／Ａ変換処理及び帯域を制限するフィルタ処理を行って得られたアナログ信号を前記基準信号として前記第１送信装置及び前記第２送信装置に出力する出力手段とを有する
   請求項１から７のいずれか１項に記載のセンサーシステム。
9. 互いに異なる段数の複数のＰＮ系列信号を加算した基準信号の入力を信号源から受け付ける第１入力手段と、センサーからセンサー信号の入力を受け付ける第２入力手段と、前記基準信号及び前記センサー信号が時間関係を保った状態で変換されたデータを送信する送信手段とを各々有する第１送信装置及び第２送信装置と通信を行う通信手段と、
   前記第１送信装置及び前記第２送信装置の各々から受信したデータ毎に、当該データに含まれる前記基準信号と前記複数のＰＮ系列信号の各々との複数の相互相関において、互いに異なる相互相関に含まれる対象ピークと参照ピークとの間の時間差から、前記基準信号を基準とした、当該データに含まれるセンサー信号の遅延時間を取得する取得手段と、
   前記遅延時間に応じた情報を出力する出力手段と
   を備える受信装置。
10. 互いに異なる段数の複数のＰＮ系列信号を加算した基準信号の入力を信号源から受け付ける第１入力手段と、センサーからセンサー信号の入力を受け付ける第２入力手段と、前記基準信号及び前記センサー信号が時間関係を保った状態で変換されたデータを送信する送信手段とを各々有する第１送信装置及び第２送信装置と通信を行うコンピュータに、
    前記第１送信装置及び前記第２送信装置の各々から受信したデータ毎に、当該データに含まれる前記基準信号と前記複数のＰＮ系列信号の各々との複数の相互相関において、互いに異なる相互相関に含まれる対象ピークと参照ピークとの間の時間差から、前記基準信号を基準とした、当該データに含まれるセンサー信号の遅延時間を取得するステップと、
    前記遅延時間に応じた情報を出力するステップと
    を実行させるためのプログラム。
11. 互いに異なる段数の複数のＰＮ系列を加算してシンボル列を生成する生成手段と、
    前記シンボル列において隣接する２つのシンボル間に所定数の所定値を挿入する挿入手段と、
    前記所定値が挿入された前記シンボル列に対しＤ／Ａ変換処理及び帯域を制限するフィルタ処理を行って得られたアナログ信号を基準信号として第１送信装置及び第２送信装置に出力する出力手段と備え、
    前記第１送信装置及び前記第２送信装置の各々は、
    前記基準信号の入力を受け付ける第１入力手段と、
    センサーからセンサー信号の入力を受け付ける第２入力手段と、
    前記基準信号及び前記センサー信号が時間関係を保った状態で変換されたデータを受信装置に送信する送信手段とを有し、
    前記受信装置は、
    前記第１送信装置及び前記第２送信装置の各々から受信したデータ毎に、当該データに含まれる前記基準信号と前記複数のＰＮ系列の各々との複数の相互相関において、互いに異なる相互相関に含まれる対象ピークと参照ピークとの間の時間差から、前記基準信号を基準とした、当該データに含まれるセンサー信号の遅延時間を取得する取得手段と、
    前記遅延時間に応じた情報を出力する出力手段とを有する
    信号源。

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