JP7391280B2 - 通信装置、無線測距システム、制御回路、記憶媒体および異常検出方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1にかかる無線測距システム100Aの概略を示す図である。無線測距システム100Aは、地上に固定された固定装置1-1~1-3と、絶対位置が変化する移動装置2Aとを有する。移動装置2Aは、複数の固定装置1と無線通信する機能を有する通信装置の一例である。移動装置2Aは、複数の固定装置1のそれぞれとの間で送受信する無線信号の送受信タイミングを用いて、複数の固定装置1のそれぞれとの間の距離を測定することにより、移動装置2Aの位置を推定する機能を有する。
={(R1-T1)+(R2-T2)}÷2 ・・・(2)
図10は、実施の形態2にかかる移動装置2Bの機能構成を示す図である。なお、実施の形態2にかかる固定装置1の構成は実施の形態1と同様であるためここでは説明を省略する。また、移動装置2Bの機能構成のうち、実施の形態1と同様の部分については、図5と同一の符号を付することによって詳細な説明を省略し、以下では実施の形態1にかかる移動装置2Aと異なる部分について主に説明する。なお、実施の形態1にかかる無線測距システム100Aの移動装置2Aを移動装置2Bに置き換えたシステムを、無線測距システム100Bと称する。
実施の形態1,2においては、移動装置2A,2Bは、一度の走行において走行経路上にある全ての固定装置1を対象として異常を検出することとしたが、実施の形態3にかかる移動装置2C(図示せず)は、一度の走行で異常検出の対象とする固定装置1を制限する。なお、無線測距システム100Aの移動装置2Aを移動装置2Cに置き換えたものを無線測距システム100Cと称する。例えば、移動装置2Cを搭載する移動体である列車が高速移動を行う場合、固定装置1の数が極めて多い場合など、全ての固定装置1を異常検出の対象とした場合、異常検出のための演算処理量が多すぎることがある。このため、例えば、移動装置2の走行経路上に固定装置1-1,1-2,1-3,1-4,・・・1-10が設置されている場合、移動装置2Cは、最初の走行では固定装置1-1のみを異常検出対象とし、次の走行では固定装置1-2のみを異常検出対象とする、といった方法をとってもよい。なお、移動装置2Cは、必ずしも1台ずつ異常検出対象とする必要はなく、システム構成に応じて、或いは、システムの状態に応じて、設置された固定装置1のうち、同時に異常検出対象とする固定装置1の台数を制限することができる。
実施の形態1~3では、異常検出処理を行う通信装置は、移動装置2A,2B,2Cであることとしたが、この場合、移動装置2A,2B,2Cが移動しなければ異常検出を行うことができないという課題があった。そこで、実施の形態4では、異常検出処理を行う通信装置が固定装置1である例について説明する。
図17は、実施の形態5にかかる固定装置1Eの機能構成を示す図である。以下、実施の形態4にかかる固定装置1Dと同様の機能については詳細な説明を省略し、固定装置1Dと異なる部分について主に説明する。なお、実施の形態4にかかる無線測距システム100Dの固定装置1Dを固定装置1Eに置き換えたシステムを、無線測距システム100Eと称する。固定装置1Eは、アンテナ11と、サーキュレータ12と、固定装置送信部13と、固定装置受信部14Eとを有する。固定装置受信部14Eは、距離算出部15と、比較対象情報取得部16Eと、異常検出部17と、固定装置絶対位置情報抽出部18と、位置算出部19とを有する。
図19は、実施の形態6にかかる固定装置1Fの機能構成を示す図である。以下、実施の形態4にかかる固定装置1Dと同様の機能については詳細な説明を省略し、固定装置1Dと異なる部分について主に説明する。なお、実施の形態4にかかる無線測距システム100Dの固定装置1Dを固定装置1Fに置き換えたシステムを、無線測距システム100Fと称する。固定装置1Fは、アンテナ11と、サーキュレータ12と、固定装置送信部13と、固定装置受信部14Fとを有する。固定装置受信部14Fは、距離算出部15と、比較対象情報取得部16Fと、異常検出部17Fと、固定装置絶対位置情報抽出部18と、位置算出部19Fと、自己絶対位置格納部32とを有する。
上記の実施の形態1~3では、移動装置2A,2B,2Cが固定装置1の位置に生じる異常を検出する機能を有する例を説明し、上記の実施の形態4~6では、固定装置1D,1E,1Fが固定装置1D,1E,1Fの位置に生じる異常を検出する機能を有する例について説明した。実施の形態7にかかる無線測距システム100Gは、固定装置1および移動装置2の両方が異常検出機能を有するものとする。無線測距システム100Gが有する固定装置1は、固定装置1D,1E,1Fのいずれであってもよいし、無線測距システム100Gが有する移動装置2は、移動装置2A,2B,2Cのいずれであってもよい。無線測距システム100Gは、移動装置2と固定装置1との間で送受信される無線信号に基づいて、移動装置2と固定装置1との間の距離を測定すると共に、異なる固定装置1の間で送受信される無線信号に基づいて、異なる固定装置1の間の距離を測定する。
Claims (17)
- 地上に固定された固定装置と無線通信する通信装置であって、
前記固定装置からの受信信号に基づいて前記固定装置と当該通信装置との間の距離を算出する距離算出部と、
前記固定装置と前記通信装置との間の距離、または、前記通信装置の絶対位置を示し、前記通信装置の予定位置に基づく情報である比較対象情報を取得する比較対象情報取得部と、
前記距離算出部が算出する距離と、前記比較対象情報とが一致しているか否かに基づいて、前記固定装置の位置に生じる異常を検出する異常検出部と、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 前記通信装置は、前記比較対象情報を含むデータベースをさらに備え、
前記比較対象情報取得部は、前記通信装置が備える前記データベースから前記比較対象情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記比較対象情報は前記通信装置の外部に記憶されており、
前記比較対象情報取得部は、受信信号から前記比較対象情報を抽出することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記通信装置は絶対位置が変化する移動装置であって、
前記比較対象情報は、前記固定装置と前記移動装置との間の前記移動装置の移動に伴って経時的に変化する距離を示す距離情報であり、
前記異常検出部は、前記距離算出部が算出した距離と、前記距離情報とが一致しているか否かに基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信装置。 - 前記移動装置は予め定められた経路を移動することを特徴とする請求項4に記載の通信装置。
- 前記通信装置は地上に固定された固定装置であって、
前記比較対象情報は、他の前記固定装置と前記通信装置との間の距離を示す距離情報であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信装置。 - 前記通信装置は地上に固定された固定装置であって、
前記距離算出部が算出する前記距離を用いて前記通信装置の位置を算出する位置算出部、
をさらに備え、
前記比較対象情報は前記通信装置の絶対位置を示し、
前記異常検出部は、算出された前記位置と前記絶対位置とが一致しているか否かに基づいて前記異常を検出することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信装置。 - 前記距離算出部は、超広域無線信号である前記受信信号に基づいて前記固定装置と当該通信装置との間の距離を算出することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の通信装置。
- 請求項4または5に記載の通信装置である移動装置と、
地上に固定された複数の前記固定装置と、
を備え、
前記移動装置と前記固定装置との間で送受信される無線信号に基づいて前記移動装置と前記固定装置との間の距離を測定することを特徴とする無線測距システム。 - 請求項6または7に記載の通信装置である固定装置を備え、
異なる固定装置の間で送受信される無線信号に基づいて異なる前記固定装置の間の距離を測定することを特徴とする無線測距システム。 - 請求項4または5に記載の通信装置である移動装置と、
請求項6または7に記載の通信装置を少なくとも1つ含む複数の固定装置と、
を備え、
前記移動装置と前記固定装置との間で送受信される無線信号に基づいて前記移動装置と前記固定装置との間の距離を測定すると共に、異なる前記固定装置の間で送受信される無線信号に基づいて異なる前記固定装置の間の距離を測定することを特徴とする無線測距システム。 - 前記移動装置と前記固定装置との間の通信と、異なる前記固定装置の間の通信とを時分割で行うことを特徴とする請求項11に記載の無線測距システム。
- 前記移動装置と前記固定装置との間の通信と、異なる前記固定装置の間の通信とに異なる周波数チャネルを割り当てることを特徴とする請求項11に記載の無線測距システム。
- 前記移動装置と前記固定装置との間の通信と、異なる前記固定装置の間の通信とに異なる拡散符号を割り当てることで符号多重することを特徴とする請求項11に記載の無線測距システム。
- 地上に固定された固定装置と無線通信する通信装置を制御する制御回路であって、
前記固定装置からの送信信号に基づいて前記固定装置と当該通信装置との間の距離を算出するステップと、
前記固定装置と前記通信装置との間の距離、または、前記通信装置の絶対位置を示し、前記通信装置の予定位置に基づく情報である比較対象情報を取得するステップと、
算出した前記距離と、前記比較対象情報とが一致しているか否かに基づいて、前記固定装置の位置に生じている異常を検出するステップと、
を前記通信装置に実行させることを特徴とする制御回路。 - 地上に固定された固定装置と無線通信する通信装置を制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体において、該プログラムは、
前記固定装置からの送信信号に基づいて前記固定装置と当該通信装置との間の距離を算出するステップと、
前記固定装置と前記通信装置との間の距離、または、前記通信装置の絶対位置を示し、前記通信装置の予定位置に基づく情報である比較対象情報を取得するステップと、
算出した前記距離と、前記比較対象情報とが一致しているか否かに基づいて、前記固定装置の位置に生じている異常を検出するステップと、
を前記通信装置に実行させることを特徴とする記憶媒体。 - 地上に固定された固定装置と無線通信する通信装置が実行する異常検出方法であって、
前記固定装置からの送信信号に基づいて前記固定装置と当該通信装置との間の距離を算出するステップと、
前記固定装置と前記通信装置との間の距離、または、前記通信装置の絶対位置を示し、前記通信装置の予定位置に基づく情報である比較対象情報を取得するステップと、
算出した前記距離と、前記比較対象情報とが一致しているか否かに基づいて、前記固定装置の位置に生じている異常を検出するステップと、
を含むことを特徴とする異常検出方法。
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