JP7380779B1 - Mobile objects, methods and programs - Google Patents
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Abstract
【課題】通信における問題を改善する。【解決手段】移動体であって、電波源の位置情報を記憶する記憶部と、アレイアンテナと、前記移動体の姿勢角を取得する姿勢角取得部と、前記アレイアンテナのアンテナ面上に定義された少なくとも3つの点であって、第1の方向において離隔する2つの点の第1の組、および前記第1の方向に直交する第2の方向において離隔する2つの点の第2の組を有する前記少なくとも3つの点の各々の位置を前記移動体の姿勢角に基づいて算出し、前記第1の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報、および前記第2の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報とに基づいて、前記電波源の方位を算出する方位算出部と、前記電波源の方位に基づいて、前記アレイアンテナにおける通信に指向性を与えるための複素ウェイトを演算する演算部と、を備える、移動体。【選択図】図4[Problem] To improve problems in communication. [Solution] A moving object, which includes a storage section that stores position information of a radio wave source, an array antenna, an attitude angle acquisition section that obtains an attitude angle of the moving object, and a position defined on the antenna surface of the array antenna. a first set of two points spaced apart in a first direction; and a second set of two points spaced apart in a second direction perpendicular to said first direction; The position of each of the at least three points having a position is calculated based on the attitude angle of the moving body, and path difference information between each of the two points of the first set and the position indicated by the position information of the radio wave source is calculated. , and a direction calculation unit that calculates the direction of the radio wave source based on path difference information between each of the two points of the second set and the position indicated by the position information of the radio wave source; A mobile object, comprising: a calculation unit that calculates a complex weight for giving directivity to communication in the array antenna based on a direction. [Selection diagram] Figure 4
Description
本発明は、移動体、方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a mobile object, a method, and a program.
従来、複数の無線システムで周波数を共用する際の干渉を低減するための技術として、基地局がアレーアンテナを用いて周辺に位置する電波源からの電波の到来方向を推定し、所望波にメインビームを向け、他の到来波にはヌル点を向けた指向性を形成するアダプティブアンテナ(適応アンテナ)技術が知られている。 Conventionally, as a technology to reduce interference when multiple wireless systems share a frequency, a base station uses an array antenna to estimate the direction of arrival of radio waves from nearby radio sources, and then assigns the main signal to the desired wave. Adaptive antenna technology is known in which a beam is directed and other incoming waves form a directivity with a null point directed.
例えば、特許文献1には、移動端末に適用される適応アンテナ技術であり、移動端末の向きまたは傾きに応じてアンテナ指向性を制御する技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an adaptive antenna technology applied to a mobile terminal, which is a technology for controlling antenna directivity according to the orientation or inclination of the mobile terminal.
しかし、従来の技術では、移動体からの指向性送信が他の無線システムにおける通信に干渉を与えてしまう場合があった。例えば、移動体から見た電波源の方向を推定したタイミングと、電波を送信するタイミングとの間に移動体の姿勢が変化すると、干渉波源の方向に指向性を向けて電波が送信されてしまうことが懸念される。 However, in the conventional technology, directional transmission from a mobile body may interfere with communications in other wireless systems. For example, if the attitude of the moving object changes between the timing when the direction of the radio wave source as seen from the moving object is estimated and the timing when the radio waves are transmitted, the radio waves will be transmitted with the directionality directed toward the interference wave source. This is a concern.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、通信における問題を改善することが可能な、新規かつ改良された移動体、方法およびプログラムを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved mobile object, method, and program that can improve communication problems. It's about doing.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、移動体であって、電波源の位置情報を記憶する記憶部と、アレイアンテナと、前記移動体の姿勢角を取得する姿勢角取得部と、前記アレイアンテナのアンテナ面上に定義された少なくとも3つの点であって、第1の方向において離隔する2つの点の第1の組、および前記第1の方向に直交する第2の方向において離隔する2つの点の第2の組を有する前記少なくとも3つの点の各々の位置を前記移動体の姿勢角に基づいて算出し、前記第1の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報、および前記第2の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報とに基づいて、前記電波源の方位を算出する方位算出部と、前記電波源の方位に基づいて、前記アレイアンテナにおける通信に指向性を与えるための複素ウェイトを演算する演算部と、を備える、移動体が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a mobile body includes a storage unit that stores position information of a radio wave source, an array antenna, and an attitude angle that acquires an attitude angle of the mobile body. an acquisition unit; a first set of at least three points defined on the antenna surface of the array antenna, two points separated in a first direction; and a second set of two points orthogonal to the first direction; the position of each of the at least three points having a second set of two points spaced apart in the direction of is calculated based on the attitude angle of the moving body, and the position of each of the two points of the first set and the of the radio wave source based on path difference information between the position indicated by the radio wave source position information and path difference information between each of the two points of the second set and the position indicated by the radio wave source position information. A moving body is provided, which includes an azimuth calculation unit that calculates an azimuth, and an arithmetic unit that calculates a complex weight for giving directivity to communication in the array antenna based on the azimuth of the radio wave source.
前記移動体は、測位用アンテナを有し、前記測位用アンテナにより受信された信号に基づいて測位を行う測位センサをさらに備え、前記方位算出部は、前記少なくとも3つの点の各々の位置を、前記移動体の姿勢角に加えて、前記測位センサにより得られた位置情報に基づいて算出してもよい。 The mobile body further includes a positioning sensor that has a positioning antenna and performs positioning based on a signal received by the positioning antenna, and the azimuth calculation unit calculates the position of each of the at least three points. In addition to the attitude angle of the mobile object, the calculation may be based on position information obtained by the positioning sensor.
前記移動体は、前記アレイアンテナを構成する各アンテナ要素により前記電波源から受信された信号に基づいて、前記アンテナ面から見た前記電波源の相対方向を推定する方向推定部と、前記電波源の相対方向を、前記移動体の姿勢角に基づいて重力方向を基準とする絶対方向に変換し、複数の時点で得られた前記電波源の絶対方向および前記複数の時点で前記測位センサにより得られた位置情報に基づいて前記電波源の位置情報を推定する位置推定部と、をさらに備えてもよい。 The mobile body includes a direction estimation unit that estimates a relative direction of the radio wave source as viewed from the antenna surface based on a signal received from the radio wave source by each antenna element constituting the array antenna; is converted into an absolute direction with the direction of gravity as a reference based on the attitude angle of the moving object, and the absolute direction of the radio wave source obtained at a plurality of times and the relative direction obtained by the positioning sensor at the plurality of times are determined. The radio wave source may further include a position estimating unit that estimates position information of the radio wave source based on the obtained position information.
前記演算部は、前記電波源が通信相手である場合には前記電波源にビームが向くような指向性を与えるための複素ウェイトを演算し、前記電波源が干渉相手である場合には前記電波源にヌルが向くような指向性を与えるための複素ウェイトを演算してもよい。 The calculation unit calculates a complex weight for giving directivity such that a beam is directed toward the radio wave source when the radio wave source is a communication partner, and calculates a complex weight for giving the radio wave source directivity such that the beam is directed to the radio wave source when the radio wave source is an interference partner. Complex weights may be calculated to provide directivity such that the null points toward the source.
前記第1の組の2つの点の各々は、前記第1の方向において電波の1/2波長以上に離隔しており、前記第2の組の2つの点の各々は、前記第2の方向において電波の1/2波長以上に離隔していてもよい。 Each of the two points of the first set is separated by 1/2 wavelength or more of a radio wave in the first direction, and each of the two points of the second set is separated from each other in the second direction. may be separated by 1/2 wavelength or more of the radio wave.
前記少なくとも3つの点は、前記第1の組に含まれる2つの点と、前記第1の組に含まれる2つの点とは異なる、前記第2の組に含まれる2つの点と、からなる、4つの点であってもよい。 The at least three points consist of two points included in the first set and two points included in the second set that are different from the two points included in the first set. , may be four points.
また、上記課題を解決するために本発明の別の観点によれば、アレイアンテナを有する移動体により実行される方法であって、電波源の位置情報を記憶することと、前記アレイアンテナのアンテナ面上に定義された少なくとも3つの点であって、第1の方向において離隔する2つの点の第1の組、および前記第1の方向に直交する第2の方向において離隔する2つの点の第2の組を有する前記少なくとも3つの点の各々の位置を前記移動体の姿勢角に基づいて算出することと、前記第1の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報、および前記第2の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報とに基づいて、前記電波源の方位を算出することと、前記電波源の方位に基づいて、前記アレイアンテナにおける通信に指向性を与えるための複素ウェイトを演算することと、を含む、方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, in order to solve the above problems, there is provided a method executed by a mobile body having an array antenna, the method comprising: storing position information of a radio wave source; a first set of at least three points defined on a surface, two points spaced apart in a first direction, and a first set of two points spaced apart in a second direction orthogonal to said first direction; calculating the position of each of the at least three points having a second set based on the attitude angle of the moving body; and the position information of each of the two points of the first set and the radio wave source indicated. Calculating the azimuth of the radio wave source based on path difference information with respect to the position and path difference information between each of the two points of the second set and the position indicated by the position information of the radio wave source; A method is provided, including calculating complex weights for imparting directivity to communications in the array antenna based on the orientation of the radio wave source.
また、上記課題を解決するために本発明の別の観点によれば、アレイアンテナを有する移動体に、電波源の位置情報を記憶することと、前記アレイアンテナのアンテナ面上に定義された少なくとも3つの点であって、第1の方向において離隔する2つの点の第1の組、および前記第1の方向に直交する第2の方向において離隔する2つの点の第2の組を有する前記少なくとも3つの点の各々の位置を前記移動体の姿勢角に基づいて算出することと、前記第1の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報、および前記第2の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報とに基づいて、前記電波源の方位を算出することと、前記電波源の方位に基づいて、前記アレイアンテナにおける通信に指向性を与えるための複素ウェイトを演算することと、を実行させるための、プログラムが提供される。 According to another aspect of the present invention, in order to solve the above problems, position information of a radio wave source is stored in a mobile body having an array antenna, and at least said three points having a first set of two points spaced apart in a first direction and a second set of two points spaced apart in a second direction orthogonal to said first direction; calculating the position of each of the at least three points based on the attitude angle of the moving body; path difference information between each of the two points of the first set and the position indicated by the position information of the radio wave source; and calculating the direction of the radio wave source based on path difference information between each of the two points of the second set and the position indicated by the position information of the radio wave source, and based on the direction of the radio wave source. and calculating complex weights for imparting directivity to communication in the array antenna.
以上説明した本発明によれば、通信における問題を改善することが可能である。 According to the present invention described above, it is possible to improve problems in communication.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that, in this specification and the drawings, components having substantially the same functional configurations are designated by the same reference numerals and redundant explanation will be omitted.
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、複数の構成要素の各々に同一符号のみを付する。 Further, in this specification and the drawings, a plurality of components having substantially the same functional configuration may be distinguished by using different alphabets after the same reference numeral. However, if there is no particular need to distinguish each of the plurality of components having substantially the same functional configuration, only the same reference numerals are given to each of the plurality of components.
<1.無線システムの概要>
本発明の一実施形態は、無線システムに関し、特に、無線システムを構成する飛行体に関する。以下、図1を参照し、本発明の一実施形態による無線システムおよび飛行体の概要を説明する。
<1. Wireless system overview>
One embodiment of the present invention relates to a wireless system, and particularly to a flying vehicle that constitutes a wireless system. Hereinafter, with reference to FIG. 1, an overview of a wireless system and a flying object according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明の一実施形態による無線システムの構成例を示す説明図である。図1には、本発明の一実施形態による無線システムを構成する無線基地局10および飛行体20に加えて、他の無線システムである干渉波源30Aおよび干渉波源30Bを示している。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration example of a wireless system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an
無線基地局10は、地上に設置されている無線通信装置の一例である。無線基地局10は、図1において実線の双方向矢印で示したように、飛行体20と多様なデータを無線通信する。例えば、無線基地局10は、飛行体20において検出されたセンサデータ、飛行体20での撮像により得られた画像データなどを受信してもよい。
The
飛行体20は、移動体の一例である。飛行体20は、空中を飛行する装置である。飛行体20は、例えばマルチコプターであり、有人飛行体であってもよいし、無人飛行体(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)であってもよい。飛行体20は、例えば無線基地局10から受信される制御信号に従って、または、事前に設定されている移動計画に従って飛行する。また、飛行体20はアレイアンテナを有する。飛行体20は、アレイアンテナを介して無線基地局10と無線通信することが可能である。
The
干渉波源30Aおよび干渉波源30Bの間でも、無線通信が行われ得る。これら干渉波源30Aおよび干渉波源30Bが送信する無線信号は干渉波として飛行体20に到達し得る。同様に、飛行体20が特段の工夫無しに無線基地局10へ無線信号を送信すると、図1において破線の矢印で示したように、当該無線信号が干渉波として干渉波源30Aおよび干渉波源30Bに到達し得る。なお、無線基地局10、干渉波源30Aおよび干渉波源30Bは電波源の一例である。
Wireless communication may also be performed between the
このため、飛行体20は、干渉波源30Aおよび干渉波源30Bなどの他の無線システムに与える干渉を低減するために、アレイアンテナから無線基地局10へ送信される無線信号に指向性を与える。図2を参照して当該指向性の具体例を説明する。
Therefore, the
図2は、飛行体20が送信する無線信号の指向性の具体例を示す説明図である。図2に示したように、飛行体20が送信する無線信号には、無線基地局10の方位にビームが向き、干渉波源30Aおよび干渉波源30Bの方位(飛行体20から見て干渉波源30Aおよび干渉波源30Bが位置する方位)にヌルが向く指向性が与えられる。ヌルは、利得が大きく低下する方向である。かかる構成によれば、無線基地局10との円滑な無線通信を実現しつつ、飛行体20が干渉波源30Aおよび干渉波源30Bに与える干渉が低減される。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specific example of the directivity of a radio signal transmitted by the
ここで、飛行体20において、干渉波源30から送信された電波の到来方向の推定値に基づき、干渉波源30にヌルを向ける指向性を形成する方法が考えられる。しかし、電波の到来方向を推定したタイミングと、飛行体20が電波を送信するタイミングとの間に飛行体20の位置または姿勢が変化する場合がある。この場合、飛行体20が電波を送信するタイミングにおける干渉波源30の方向と、干渉波源30から送信された電波の到来方向の推定値とが相違することにより、干渉波源30の方向にビームを向けて電波が送信されてしまう恐れがある。同様の事情により、無線基地局10の方位と異なる方位にビームが向けられる恐れがある。
Here, a method may be considered in which the
本件発明者は、上記事情を一着眼点にして本発明の一実施形態を創作するに至った。本発明の一実施形態によれば、干渉波源30Aおよび干渉波源30Bなどの他の無線システムへの干渉をより効果的に低減することが可能である。また、通信相手である無線基地局10との円滑な通信を実現することが可能である。すなわち、本発明の一実施形態によれば、通信における幾つかの問題を改善することが可能である。以下、このような本発明の一実施形態による飛行体20の構成および動作を順次詳細に説明する。
The inventor of the present invention has created an embodiment of the present invention by focusing on the above-mentioned circumstances. According to one embodiment of the present invention, it is possible to more effectively reduce interference with other wireless systems such as the
<2.飛行体の構成>
図3は、本発明の一実施形態による飛行体20の構成を示す説明図である。図3に示したように、本発明の一実施形態による飛行体20は、飛行制御装置220、駆動装置230、バッテリ240および無線制御装置250を備える。
<2. Configuration of the aircraft>
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the flying
(飛行制御装置)
飛行制御装置220は、センサ群222および飛行制御部224を有する。センサ群222は、多様なセンサの集合である。センサ群222は、例えば、測位センサとして機能するGPSセンサ(GPS:Global Positioning System)、ジャイロセンサ(角速度センサ)、加速度センサ、気圧センサ、磁気センサまたは超音波センサなどを含んでもよい。
(flight control device)
飛行制御部224は、汎用プロセッサおよびメインメモリ装置の集合であり、情報処理装置としての機能を有する。また、飛行制御部224は、センサ群222から出力されたセンサデータを取得する入出力インタフェース機能を有する。また、飛行制御部224は、移動計画情報を外部から取得して記憶し、記憶された移動計画情報に従って自律的に飛行体20が航行するように駆動装置230を制御する機能を有する。飛行制御部224による航空の制御には公知の技術が使用されてもよい。また、飛行制御部224は、例えば、センサ群222から取得したセンサデータ、センサデータを用いて飛行体20の姿勢角を演算する姿勢角取得部としての機能を有する。飛行制御部224は、姿勢角情報、および移動計画情報などのデータを無線制御装置250に提供する。
The
(駆動装置)
駆動装置230は、飛行体20の飛行のための駆動力を発生させる装置である。駆動装置230は、例えば、飛行体20を飛行させるためのモータ、プロペラおよびそれらの回転数を制御するESC(ESC:Electric Speed Controller)により構成される。
(drive device)
The
(バッテリ)
バッテリ240は、飛行制御装置220、駆動装置230および無線制御装置250に電力を供給する。飛行制御装置220、駆動装置230および無線制御装置250は、バッテリ240から供給される電力を用いて動作する。バッテリ240は、例えば、リチウムイオンポリマ二次電池、またはリチウムイオン二次電池であってもよい。
(Battery)
(無線制御装置)
無線制御装置250は、無線通信を行うための構成である。図3に示したように、無線制御装置250は、アレイアンテナ252、RF受信回路254、RF送信回路258および通信制御部300を有する。
(Wireless control device)
The
アレイアンテナ252は、複数(N個)の素子アンテナ1n(n=1、2、・・・、N)を有し、これら素子アンテナがアンテナ面上に配列されている。アレイアンテナ252は、RF受信回路254およびRF送信回路258に接続されている。アレイアンテナ252は、無線信号を電気的な高周波受信信号に変換してRF受信回路254に出力する。また、アレイアンテナ252は、送信処理部390から供給される高周波送信信号を無線信号に変換して送信する。
The
RF受信回路254は、アレイアンテナ252から入力される高周波受信信号のダウンコンバージョンおよびAD変換などの高周波処理を行う。RF受信回路254は、ダウンコンバージョンおよびAD変換により得られた受信信号を通信制御部300へ出力する。
The
RF送信回路258は、通信制御部300から入力された送信信号のDA変換およびアップコンバージョンなどの高周波処理を行う。RF送信回路258は、DA変換およびアップコンバージョンにより得られた高周波送信信号をアレイアンテナ252に出力する。
The
通信制御部300は、汎用プロセッサおよびメインメモリ装置の集合であり、情報処理装置としての機能を有する。通信制御部300は、一部または全部がプログラマブルロジックデバイス(PLD:programmable logic device)であるFPGA(FPGA :Field Programmable Gate Array)であってもよく、またASIC(ASIC :Application Specific Integrated Circuit)などの特定用途向けのICであってもよいい。また、通信制御部300は、飛行制御部224と一つのハードウェアを共用した機能上のブロックであってもよい。
The
通信制御部300は、RF受信回路254から入力される受信信号を用いた処理、および、RF送信回路258に出力する送信信号を生成する処理などを制御する。以下、図4を参照し、通信制御部300の詳細な構成を説明する。
The
<3.通信制御部の構成>
図4は、通信制御部300の構成を示す説明図である。図4に示したように、通信制御部300は、到来方向推定部310、受信指向性演算部320、受信処理部330、到来波源位置推定部340、記憶部350、送信方位演算部360、変動予測部370、送信指向性演算部380および送信処理部390を有する。
<3. Configuration of communication control unit>
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the
(到来方向推定部)
到来方向推定部310は、各素子アンテナからの受信信号から無線信号の到来方向を推定する機能を有する。例えば、到来方向推定部310は、MUSIC(Multiple Signal Classification)法、またはESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotation Invariance Techniques)法などの高分解能アルゴリズムを用いて無線信号の到来方向を推定する。なお、到来方向推定部310により推定される到来方向は、飛行体20を基準としたローカル座標系で表現される。
(Direction of arrival estimation unit)
The direction of
(受信指向性演算部)
受信指向性演算部320は、無線基地局10に対してビームが向き、干渉波源30に対してヌルが向く指向性を形成するための複素ウェイトを演算する。複素ウェイトは各素子アンテナからの受信信号の位相と振幅を調整する重みである。指向性演算には、例えばDCMP(Directionally Constrained Minimization of Power:方向拘束付き出力電力最小化)法が用いられる。なお、受信指向性演算部320は、記憶部350に記憶されている無線基地局10および干渉波源30の位置情報、飛行制御部224から供給される飛行体20の姿勢角情報および位置情報などに基づき無線基地局10の方位および干渉波源30の方位を特定してもよい。
(Reception directivity calculation section)
The reception
(受信処理部)
受信処理部330は、各素子アンテナからの受信信号に受信指向性演算部320により得られた複素ウェイトを乗算により合成する機能、および合成後の受信信号を通信プロトコルに従って復号する機能を有する。受信処理部330は、復号により得られた受信データを飛行制御部224に出力する。
(Reception processing unit)
The
(到来波源位置推定部)
到来波源位置推定部340は、飛行体20が受信した無線信号の送信元である到来波源の位置を推定する位置推定部の一例である。具体的には、到来波源位置推定部340は、到来方向推定部310により推定されたローカル座標系での到来方向を、地球重心を基準とした絶対座標系へ変換する。そして、到来波源位置推定部340は、飛行体20が複数の異なる位置で受信した無線信号に基づいて得られた絶対座標系の到来方向を用いて、例えば交会法等で到来波源の位置を推定し、推定結果を記憶部350に記憶させる。なお、到来波源位置推定部340は、無線基地局10との通信によって取得される到来方向の情報を使用して到来波源の位置を推定してもよい。また、無線基地局10のような到来波源の位置を示す位置情報が事前に記憶部350に記憶されている場合には、当該到来波源の位置を推定する処理は省略可能である。到来波源位置推定部340が到来波源の位置を推定するより詳細な方法は、図7を参照して後述される。
(Arriving wave source position estimation unit)
The incoming wave source
(記憶部)
記憶部350は、飛行体20の動作に用いられる多様な情報を記憶する。例えば、記憶部350は、無線信号の受信に基づいて到来波源位置推定部340により得られた絶対座標系の到来方向、および当該無線信号が受信された時点での飛行体20内の位置を示す情報を記憶する。また、記憶部350は、到来波源位置推定部340により推定された到来波源の位置を示す到来波源位置情報を記憶する。到来波源としては、無線基地局10に加え、干渉波源30Aおよび干渉波源30Bが含まれ得る。
(Storage part)
The
(送信方位演算部)
送信方位演算部360は、通信相手が位置する方位(送信方位)、および干渉波源が位置する方位(対象方位)を演算する方位算出部の一例である。例えば、送信方位演算部360は、無線基地局10への送信要求が飛行制御部224から入力されると、記憶部350から無線基地局10、干渉波源30Aおよび干渉波源30Bの位置情報を取得し、これら位置情報と飛行制御部224から入力される飛行体20の位置情報および姿勢角に基づき、無線基地局10の方位、干渉波源30Aの方位および干渉波源30Bの方位を演算する。ここで、送信方位演算部360は、無線信号の送信時点における位置および姿勢角を推定し、当該位置および姿勢角に基づき各方位を演算してもよい。送信方位演算部360は、飛行体20の移動速度データおよび角速度データに基づき無線信号の送信時点における位置および姿勢角を推定し得る。送信方位演算部360による送信方位のより詳細な演算方法は、図10を参照して後述される。
(Transmission direction calculation section)
The transmission
(変動予測部)
変動予測部370は、飛行体20の姿勢変動に関する姿勢変動情報を取得する取得部、および姿勢変動情報に応じて指向性送信を制御する送信制御部として機能する。飛行体20の姿勢変動が大きい場合、上述したように無線信号の送信時点における飛行体20の位置および姿勢角の推定精度が低くなり、結果、各方位の演算結果の誤差が大きくなる恐れがある。そこで、変動予測部370は、姿勢変動情報に基づき、送信方位へのビームの角度広がり、および対象方位へのヌルの角度広がりを大きくするための調整ウェイトを演算してもよい。または、変動予測部370は、飛行体20の姿勢変動が所定基準を上回る場合には、無線信号の送信を停止してもよい。このような変動予測部370による指向性送信の制御方法は多様である。
(Fluctuation prediction department)
The
(送信指向性演算部)
送信指向性演算部380は、アレイアンテナ252から無線基地局10への無線信号に指向性を与えるための複素ウェイトを演算する演算部である。送信指向性演算部380は、送信方位演算部360から無線基地局10が位置する送信方位および干渉波源30が位置する対象方位を取得し、送信方位に対してビームが向き、対象方位にヌルが向く指向性が形成されるように複素ウェイトを演算する。ここで、送信指向性演算部380は、変動予測部370からビームおよびヌルの角度広がりを調整する調整ウェイトが供給される場合、当該調整ウェイトを加味して複素ウェイトを演算する。
(Transmission directivity calculation section)
The transmission
(送信処理部)
送信処理部390は、送信用データを通信プロトコルに従い変調し、ベースバンド信号を作成する。そして、送信処理部390は、送信指向性演算部380により演算された複素ウェイトをベースバンド信号に乗算し、乗算して得られた送信信号をRF送信回路258に出力する。
(Transmission processing unit)
The
<4.飛行体の動作>
以上、本発明の一実施形態による飛行体20の構成を説明した。続いて、図5および図6を参照して、飛行体20の動作概要を整理する。
<4. Operation of the aircraft>
The configuration of the flying
図5は、飛行体20の動作概要を示すフローチャートである。飛行体20が起動すると、無線制御装置250は到来波源の位置情報の初期値を取得し、記憶部350に記憶する(S1)。当該位置情報の初期値は、過去に推定された到来波源の位置情報であってもよいし、無線基地局10から提供される既知の到来波源の位置情報であってもよい。
FIG. 5 is a flowchart showing an outline of the operation of the
そして、飛行制御部224は、初期シーケンスが実行されているか否かを判断する(S2)。初期シーケンスが実行されている場合(S2/Yes)、周囲の電波環境の取得のために、飛行制御部224は飛行体20の位置が変更されるように駆動装置230を制御する(S3)。この時、飛行体20の各位置において、到来方向推定部310が無線信号の到来方向を推定し、到来波源位置推定部340が到来波源の位置を推定する。到来方向から位置推定を行うためには3点以上の測位点が必要になるので、飛行体20は、段階的に高度または位置を変えながら無線信号の到来方向の推定を繰り返すことで、位置推定に必要な情報を取得する。初期シーケンスが終了した後は(S2/No)、飛行制御部224は移動計画情報に従って飛行体20の飛行を制御する(S17)。なお、移動計画情報は無線基地局10からの命令を受けて更新されてもよい。
The
通信制御部300は、飛行制御部224からデータの送信要求がある場合(S4/Yes)、後述する送信処理を実行する(S5)。
When there is a data transmission request from the flight control unit 224 (S4/Yes), the
また、通信制御部300は、RF受信回路254から受信信号の入力を受け(S6)、無線信号の受信の有無を判定する(S7)。無線信号の受信が無い場合はS2からの処理が繰り返される(S7/No)。無線信号の受信がある場合、S8~S12の処理、およびS13~S16の処理が並行して行われた後、S2からの処理が繰り返される(S7/Yes)。
Further, the
S8~S12の処理について、具体的には、到来方向推定部310が、各素子アンテナからの受信信号から無線信号の到来方向を推定する(S8)。ここで推定された到来方向は飛行体20を基準とした相対座標系における方向であるので、到来波源位置推定部340は、当該到来方向を、地球重心を基準とした絶対座標系へ変換する(S9)。そして、到来波源位置推定部340は、飛行体20が複数の異なる位置で受信した無線信号に基づいて得られた絶対座標系の到来方向を用いて、例えば交会法等で到来波源の位置を推定する(S11)。さらに、到来波源位置推定部340は、S11で推定した到来波源の位置情報で、記憶部350に記憶されている到来波源の位置情報を更新する(S12)。
Regarding the processing in S8 to S12, specifically, the direction of
S13~S16の処理について、具体的には、受信されている無線信号が無線基地局10から送信された無線信号である場合(S13/Yes)、受信指向性演算部320は、無線基地局10に対してビームが向き、干渉波源30に対してヌルが向く指向性を形成するための複素ウェイトを演算する(S14)。そして、受信処理部330が、各素子アンテナからの受信信号に受信指向性演算部320により得られた複素ウェイトを乗算により合成し、合成後の受信信号を通信プロトコルに従って復号する(S15)。復号により得られた受信データは飛行制御部224に出力される(S16)。
Regarding the processing in S13 to S16, specifically, when the received radio signal is a radio signal transmitted from the radio base station 10 (S13/Yes), the reception
続いて、図6を参照して、S5に示した送信処理を説明する。 Next, the transmission process shown in S5 will be explained with reference to FIG.
図6は、送信処理を示すフローチャートである。送信処理においては、まず、変動予測部370が姿勢の変動予測を行う(S17)。当該変動予測の過程で、無線信号の送信が停止された場合(S18/No)、無線信号が送信可能になるまでS17の処理をループする。無線信号の送信が可能であると判断された場合(S18/Yes)、送信方位演算部360が記憶部350から各到来波源の位置情報を取得し(S19)、飛行体20から各到来波源への方位を演算する(S20)。
FIG. 6 is a flowchart showing the transmission process. In the transmission process, first, the
そして、送信指向性演算部380は、各到来波源の方位に基づき、無線基地局10にビームが向き、干渉波源30にヌルが向く指向性が形成されるように複素ウェイトを演算する(S21)。続いて、送信処理部390が、送信用データを通信プロトコルに従い変調し、ベースバンド信号を作成する。そして、送信処理部390は、送信指向性演算部380により演算された複素ウェイトをベースバンド信号に乗算し、乗算して得られた送信信号をRF送信回路258に出力する(S22)。
Then, the transmission
(座標変換)
続いて、図5のS9に示した座標変換について、図7を参照してより具体的に説明する。
(Coordinate transformation)
Next, the coordinate transformation shown in S9 of FIG. 5 will be explained in more detail with reference to FIG.
図7は、座標変換の流れを示すフローチャートである。図7に示したように、まず、到来波源位置推定部340が、到来方向推定部310から無線信号の到来方向の推定結果を取得し(S31)、飛行制御部224から飛行体20の姿勢角を取得する(S33)。姿勢角は、ロール、ピッチ、ヨーで表現される。z軸周りの角度をヨー角(方位角)とし、ヨー角が0度である方位をx軸方向とする。回転順はzyxである。
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of coordinate transformation. As shown in FIG. 7, the incoming wave source
そして、到来波源位置推定部340は、アレイアンテナ252のアンテナ面の中心位置を原点とし、飛行体20の姿勢角が(0,0,0)である場合のアンテナ面上の4点(P1~P4)を定義する。この点について、図8を参照して具体的に説明する。
Then, the incoming wave source
図8は、アンテナ面上に定義される4点を示す説明図である。図8に示したように、P1およびP2はy軸上で離隔する第1の組を構成し、P3およびP4はz軸上で離隔する第2の組を構成する。アンテナ面の中心位置O(0,0,0)を基準に、各点の位置は、P1=(0,a,0)、P2=(0,-a,0)、P3=(0,0,a)、P4=(0,0,-a)と表現される。aは電波の波長の1/4以上である。なお、既に4点を定義済みである場合には、S35で改めて4点を定義する必要はない。また、4点の定義は、後述する送信方位の演算の流れの中で行われてもよい。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing four points defined on the antenna plane. As shown in FIG. 8, P1 and P2 constitute a first set separated on the y-axis, and P3 and P4 constitute a second set separated on the z-axis. Based on the center position O(0,0,0) of the antenna surface, the positions of each point are P1=(0,a,0), P2=(0,-a,0), P3=(0,0 ,a), P4=(0,0,-a). a is 1/4 or more of the wavelength of the radio wave. Note that if the four points have already been defined, there is no need to define the four points anew in S35. Further, the definition of the four points may be performed in the flow of calculation of the transmission direction, which will be described later.
また、図8には、位置基準点BPを示している。位置基準点BPは、飛行体20が有する測位センサのアンテナ位置であり、アレイアンテナ252のアンテナ面の中心位置O(0,0,0)に対するオフセットとして(Bx,By,Bz)を有している。測位センサにより得られる測位センサのアンテナの絶対位置は、GP(Gx,Gy,Gz)と表現される。
Further, FIG. 8 shows a position reference point BP. The position reference point BP is the antenna position of the positioning sensor of the flying
図7を参照して座標変換の流れの説明に戻ると、到来波源位置推定部340は、S31において取得した無線信号の到来方向の推定結果、およびS33において取得した飛行体20の姿勢角に基づき、到来波源の絶対位置を推定する(S37)。そのために、まず、到来波源位置推定部340は、アンテナ面から見た到来波源の相対位置Ptを推定する。時刻TにおけるDOA(到来方向の推定処理)結果を(θ,φ)とし、到来波源とアンテナ面の中心位置Oの距離をR、点P=(R,0,0)と仮定すると、到来波源の相対位置Ptは以下のように表される。なお、図9においても、DOA結果(θ,φ)および点Pと、到来波源の相対位置Ptとの関係を図示している。
Pt=roty(φ)rotz(θ)P
(数式1)
Returning to the explanation of the flow of coordinate transformation with reference to FIG. 7, the incoming wave source
Pt=roty(φ)rotz(θ)P
(Formula 1)
さらに、到来波源位置推定部340は、上記の到来波源の相対位置Ptを絶対座標系における絶対位置Ptxに変換する。具体的には、時刻Tにおける飛行体20の姿勢角を(θx,θy,θz)、飛行体20(測位センサのアンテナ)の位置情報をGP(Gx,Gy,Gz)とすると、到来波源の絶対位置Ptxは以下のように表現される。
Ptx=rotx(θx)roty(θy)rotz(θz)Pt+GP-rotx(θx)roty(θy)rotz(θz)BP
(数式2)
Further, the arriving wave source
Ptx=rotx(θx)roty(θy)rotz(θz)Pt+GP-rotx(θx)roty(θy)rotz(θz)BP
(Formula 2)
なお、到来波源とアンテナ面の中心位置Oの距離Rは、複数(好ましくは3つ以上)の時点、複数の位置で推定された無線信号の到来方向を用いて、例えば交会法により推定可能である。複数の時点での無線信号の到来方向の推定結果が得られるまでは、到来波源とアンテナ面の中心位置Oの距離Rは十分に大きな値と仮定され、上記の到来波源の相対位置Ptが実質的には到来波源の相対方向を示すことになる。この場合、数式2の右辺第一項は、重力方向を基準に表現される到来波源の絶対方向を示すとも言える。複数の時点での到来波源の絶対方向、位置情報GP(Gx,Gy,Gz)、位置基準点BP(Bx,By,Bz)および姿勢角(θx,θy,θz)に基づいて到来波源とアンテナ面の中心位置Oとの距離が推定された後に、推定された距離が距離Rに適用される。 Note that the distance R between the incoming wave source and the center position O of the antenna plane can be estimated by, for example, the intersection method, using the direction of arrival of the radio signal estimated at multiple times (preferably three or more) and multiple positions. be. Until the estimation results of the directions of arrival of radio signals at multiple points in time are obtained, the distance R between the incoming wave source and the center position O of the antenna plane is assumed to be a sufficiently large value, and the above-mentioned relative position Pt of the incoming wave source is assumed to be substantially In other words, it indicates the relative direction of the incoming wave source. In this case, it can be said that the first term on the right side of Equation 2 indicates the absolute direction of the arriving wave source expressed with respect to the direction of gravity. The incoming wave source and antenna are determined based on the absolute direction of the incoming wave source, position information GP (Gx, Gy, Gz), position reference point BP (Bx, By, Bz), and attitude angle (θx, θy, θz) at multiple points in time. After the distance to the center position O of the surface is estimated, the estimated distance is applied to the distance R.
そして、記憶部350が、S37で推定された到来波源の絶対位置Ptxを記憶する(S39)。
Then, the
(送信方位の演算)
次に、図6のS20に示した送信方位演算について、図10を参照してより具体的に説明する。
(Calculation of transmission direction)
Next, the transmission direction calculation shown in S20 of FIG. 6 will be explained in more detail with reference to FIG.
図10は、送信方位の演算の流れを示すフローチャートである。まず、送信方位演算部360は、記憶部350から到来波源の絶対位置Ptxを読み出す(S41)。そして、送信方位演算部360は、飛行制御部224から飛行体20の現在(時刻T+Δt)の姿勢角を取得する(S43)。続いて、送信方位演算部360は、アンテナ面に定義した4点の、現在の絶対位置P1d~P4dを演算する(S45)。図11には、時刻Tから飛行体20の姿勢角が変化したことにより、それぞれ破線で示したx軸、y軸、z軸が、それぞれ実線で示したx’軸、y’軸、z’軸に変化し、4点の絶対位置も変化した様子が示されている。この移動後の絶対位置P1d~P4dは、飛行体20の現在の姿勢角を(θxd,θyd,θzd)、位置情報をGPd(Gxd,Gyd,Gzd)とすると、以下のように表現される。
P1d=rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)P1+GPd-rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)BP
P2d=rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)P2+GPd-rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)BP
P3d=rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)P3+GPd-rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)BP
P4d=rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)P4+GPd-rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)BP
(数式3)
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of calculating the transmission direction. First, the transmission
P1d=rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)P1+GPd-rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)BP
P2d=rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)P2+GPd-rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)BP
P3d=rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)P3+GPd-rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)BP
P4d=rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)P4+GPd-rotx(θxd)roty(θyd)rotz(θzd)BP
(Formula 3)
その後、送信方位演算部360は、上記で得られた絶対位置P1d~P4dおよびS41で読み出した到来波源の絶対位置Ptxを用いて、現在の到来波源の相対方位を演算する(S47)。具体的には、絶対位置P1dと到来波源の絶対位置Ptxとの間の経路と、絶対位置P2dと到来波源の絶対位置Ptxとの間の経路と、の経路差情報から、アンテナ面から見た現在の到来波源の位置のヨー角θ’を演算可能である。また、絶対位置P3dと到来波源の絶対位置Ptxとの間の経路と、絶対位置P4dと到来波源の絶対位置Ptxとの間の経路と、の経路差情報から、アンテナ面から見た現在の到来波源の位置のピッチ角φ’を演算可能である。
Thereafter, the transmission
なお、到来波源として無線基地局10に着目している場合には到来波源の相対方位が送信方位に該当し、到来波源として干渉波源30に着目している場合には到来波源の相対方位が対象方位に該当する。
Note that when focusing on the
<5.作用効果>
以上説明した本発明の一実施形態によれば、多様な作用効果が得られる。例えば、本発明の一実施形態によれば、無線信号の到来方向の推定時刻から飛行体20の姿勢または位置に変化が生じた場合でも、その時点での到来波源の相対方位を演算可能である。従って、干渉波源30Aおよび干渉波源30Bなどの他の無線システムへの干渉をより効果的に低減することが可能である。結果、他の無線システムにおける通信品質の低下を抑制することが可能である。また、通信相手である無線基地局10との円滑な通信を実現することが可能である。
<5. Effect>
According to the embodiment of the present invention described above, various effects can be obtained. For example, according to an embodiment of the present invention, even if the attitude or position of the flying
また、本発明の一実施形態によれば、各到来波源の絶対位置が既知でなくても、複数の時点における無線信号の到来方向、飛行体20の姿勢角(θx,θy,θz)、位置情報GP(Gx,Gy,Gz)および位置基準点BP(Bx,By,Bz)などに基づいて、各到来波源の絶対位置を推定することが可能である。
Further, according to an embodiment of the present invention, even if the absolute position of each incoming wave source is not known, the direction of arrival of the radio signal, the attitude angle (θx, θy, θz) of the
また、本発明の一実施形態によれば、アンテナ面に定義される4つの点は、P1=(0,a,0)、P2=(0,-a,0)、P3=(0,0,a)、P4=(0,0,-a)と表現され、aは電波の波長の1/4以上である。従って、点P1と点P2のy軸上での離隔長さは電波の波長の1/2以上となり、点P3と点P4のz軸上での離隔長さも電波の波長の1/2以上となる。このような4つの点の位置を用いることにより、到来波源の相対方位を適切に演算することが可能となる。 Further, according to an embodiment of the present invention, the four points defined on the antenna plane are P1=(0,a,0), P2=(0,−a,0), P3=(0,0 ,a), P4=(0,0,-a), where a is 1/4 or more of the wavelength of the radio wave. Therefore, the distance between points P1 and P2 on the y-axis is more than 1/2 of the wavelength of the radio wave, and the distance between points P3 and P4 on the z-axis is also more than 1/2 of the wavelength of the radio wave. Become. By using the positions of these four points, it is possible to appropriately calculate the relative orientation of the arriving wave source.
なお、干渉波源30Bのように、干渉相手または通信相手が移動体であることも想定される。その場合、厳密には、干渉相手の絶対位置Ptxは一定ではない。しかし、十分に飛行体20と干渉相手との距離Rが大きければ、干渉相手の移動が相対方位の演算結果に与える影響は限定的である。また、干渉相手が無線信号を送信する頻度が高いほど、干渉相手の絶対位置が高頻度に更新されるので、この場合にも干渉相手の移動が相対方位の演算結果に与える影響は限定的であると考えられる。
Note that, like the
<6.補足>
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
<6. Supplement>
Although preferred embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea stated in the claims. It is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.
例えば、上記では干渉波源として他の無線通信システム(干渉波減30Aおよび干渉波源B)を用いて説明したが、単独の干渉波源であってもよい。例えば、発電施設や航空機用のレーダー装置は、それ単独で干渉波源30としてもよい。その際、移動体20は当該施設および装置の絶対座標での位置を記憶部350に予め記憶されていてもよい。その際、当該位置情報をS19で取得される到来波源の位置として用いてもよい。また、3以上の干渉波源30が存在してもよい。
For example, in the above explanation, other wireless communication systems (
また、上記ではアンテナ面に4つの点を定義する例を説明したが、アンテナ面に定義される点の数は3であってもよい。すなわち、上記では、y軸上で離隔する2つの点と、z軸上で離隔する2つの点が異なる例を説明したが、y軸上で離隔する2つの点と、y軸上で離隔する2つの点のうちの一方の点とz軸上で離隔する1つの点、からなる3つの点が定義されてもよい。この場合でも、上述した方法に準じて到来波源の相対方位を演算することが可能である。 Moreover, although the example in which four points are defined on the antenna surface has been described above, the number of points defined on the antenna surface may be three. That is, in the above example, two points separated on the y-axis and two points separated on the z-axis are different, but two points separated on the y-axis and two points separated on the y-axis are different. Three points may be defined, consisting of one of the two points and one point spaced apart on the z-axis. Even in this case, it is possible to calculate the relative orientation of the arriving wave source according to the method described above.
また、本明細書の飛行体20の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、飛行体20の処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
Further, each step in the processing of the
また、飛行体20に内蔵されるCPU、ROMおよびRAMなどのハードウェアに、上述した飛行体20の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムが記憶された非一時的な記憶媒体も提供される。
It is also possible to create a computer program for causing hardware such as a CPU, ROM, and RAM built into the
10 無線基地局
20 飛行体
220 飛行制御装置
222 センサ群
224 飛行制御部
230 駆動装置
240 バッテリ
250 無線制御装置
252 アレイアンテナ
254 RF受信回路
258 RF送信回路
300 通信制御部
310 到来方向推定部
320 受信指向性演算部
330 受信処理部
340 到来波源位置推定部
350 記憶部
360 送信方位演算部
370 変動予測部
380 送信指向性演算部
390 送信処理部
30 干渉波源
10
300
Claims (8)
電波源の位置情報を記憶する記憶部と、
アレイアンテナと、
前記移動体の姿勢角を取得する姿勢角取得部と、
前記アレイアンテナのアンテナ面上に定義された少なくとも3つの点であって、第1の方向において離隔する2つの点の第1の組、および前記第1の方向に直交する第2の方向において離隔する2つの点の第2の組を有する前記少なくとも3つの点の各々の位置を前記移動体の姿勢角に基づいて算出し、
前記第1の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報、および前記第2の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報とに基づいて、前記電波源の方位を算出する方位算出部と、
前記電波源の方位に基づいて、前記アレイアンテナにおける通信に指向性を与えるための複素ウェイトを演算する演算部と、
を備える、移動体。 A mobile object,
a storage unit that stores position information of the radio wave source;
array antenna,
an attitude angle acquisition unit that obtains an attitude angle of the moving body;
a first set of at least three points defined on the antenna plane of the array antenna, the two points being spaced apart in a first direction; and a first set of two points being spaced apart in a second direction orthogonal to the first direction; calculating the position of each of the at least three points having a second set of two points based on the attitude angle of the moving body;
Path difference information between each of the two points of the first set and the position indicated by the position information of the radio wave source, and each of the two points of the second set and the position indicated by the position information of the radio wave source. an azimuth calculation unit that calculates the azimuth of the radio wave source based on the path difference information;
a calculation unit that calculates a complex weight for giving directivity to communication in the array antenna based on the direction of the radio wave source;
A mobile object equipped with.
測位用アンテナを有し、前記測位用アンテナにより受信された信号に基づいて測位を行う測位センサをさらに備え、
前記方位算出部は、前記少なくとも3つの点の各々の位置を、前記移動体の姿勢角に加えて、前記測位センサにより得られた位置情報に基づいて算出する、請求項1に記載の移動体。 The mobile body is
Further comprising a positioning sensor that has a positioning antenna and performs positioning based on a signal received by the positioning antenna,
The mobile body according to claim 1, wherein the azimuth calculation unit calculates the position of each of the at least three points based on position information obtained by the positioning sensor in addition to the attitude angle of the mobile body. .
前記アレイアンテナを構成する各アンテナ要素により前記電波源から受信された信号に基づいて、前記アンテナ面から見た前記電波源の相対方向を推定する方向推定部と、
前記電波源の相対方向を、前記移動体の姿勢角に基づいて重力方向を基準とする絶対方向に変換し、複数の時点で得られた前記電波源の絶対方向および前記複数の時点で前記測位センサにより得られた位置情報に基づいて前記電波源の位置情報を推定する位置推定部と、をさらに備える、請求項2に記載の移動体。 The mobile body is
a direction estimation unit that estimates a relative direction of the radio wave source as viewed from the antenna surface based on signals received from the radio wave source by each antenna element constituting the array antenna;
The relative direction of the radio wave source is converted into an absolute direction based on the direction of gravity based on the attitude angle of the moving object, and the absolute direction of the radio wave source obtained at a plurality of times and the positioning at the plurality of times are determined. The mobile object according to claim 2, further comprising a position estimation unit that estimates position information of the radio wave source based on position information obtained by a sensor.
前記第2の組の2つの点の各々は、前記第2の方向において電波の1/2波長以上に離隔している、請求項1~3のいずれか一項に記載の移動体。 Each of the two points of the first set is separated by a distance of 1/2 wavelength or more of a radio wave in the first direction,
4. The moving body according to claim 1, wherein each of the two points of the second set is separated by a distance of 1/2 wavelength or more of a radio wave in the second direction.
電波源の位置情報を記憶することと、
前記アレイアンテナのアンテナ面上に定義された少なくとも3つの点であって、第1の方向において離隔する2つの点の第1の組、および前記第1の方向に直交する第2の方向において離隔する2つの点の第2の組を有する前記少なくとも3つの点の各々の位置を前記移動体の姿勢角に基づいて算出することと、
前記第1の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報、および前記第2の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報とに基づいて、前記電波源の方位を算出することと、
前記電波源の方位に基づいて、前記アレイアンテナにおける通信に指向性を与えるための複素ウェイトを演算することと、
を含む、方法。 A method performed by a mobile object having an array antenna, the method comprising:
Memorizing the location information of the radio wave source,
a first set of at least three points defined on the antenna plane of the array antenna, the two points being spaced apart in a first direction; and a first set of two points being spaced apart in a second direction orthogonal to the first direction; calculating the position of each of the at least three points having a second set of two points based on the attitude angle of the moving body;
Path difference information between each of the two points of the first set and the position indicated by the position information of the radio wave source, and each of the two points of the second set and the position indicated by the position information of the radio wave source. calculating the direction of the radio wave source based on the path difference information;
Calculating complex weights for giving directivity to communication in the array antenna based on the direction of the radio wave source;
including methods.
電波源の位置情報を記憶することと、
前記アレイアンテナのアンテナ面上に定義された少なくとも3つの点であって、第1の方向において離隔する2つの点の第1の組、および前記第1の方向に直交する第2の方向において離隔する2つの点の第2の組を有する前記少なくとも3つの点の各々の位置を前記移動体の姿勢角に基づいて算出することと、
前記第1の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報、および前記第2の組の2つの点の各々と前記電波源の位置情報が示す位置との経路差情報とに基づいて、前記電波源の方位を算出することと、
前記電波源の方位に基づいて、前記アレイアンテナにおける通信に指向性を与えるための複素ウェイトを演算することと、
を実行させるための、プログラム。 For mobile objects with array antennas,
Memorizing the location information of the radio wave source,
a first set of at least three points defined on the antenna plane of the array antenna, the two points being spaced apart in a first direction; and a first set of two points being spaced apart in a second direction orthogonal to the first direction; calculating the position of each of the at least three points having a second set of two points based on the attitude angle of the moving body;
Path difference information between each of the two points of the first set and the position indicated by the position information of the radio wave source, and each of the two points of the second set and the position indicated by the position information of the radio wave source. calculating the direction of the radio wave source based on the path difference information;
Calculating complex weights for giving directivity to communication in the array antenna based on the direction of the radio wave source;
A program to run.
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