JPH08184669A

JPH08184669A - 目標位置探知・表示装置

Info

Publication number: JPH08184669A
Application number: JP32862694A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Yanagida; 薫柳田
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16

Abstract

(57)【要約】【目的】構成の簡素化と経済化を図る。【構成】第１、第２親装置は既知の２つの座標位置に
配され、リピータ（子機）は探知すべき目標部（人、
物）に携行される。親装置では、ＶＣＯの制御電圧とし
てノコギリ波を与え、中心周波数ｆ１、瞬時周波数Ｆ１
のキャリヤをリピータに送信する。リピータでこの電波
を受信し、復調してノコギリ波を再生し、それでＶＣＯ
（子）を制御して、中心周波数ｆ２、瞬時周波数Ｆ２の
キャリヤを親装置に送信する。親装置でその電波を受信
し、送信信号（Ｆ１）とミキシングして差の周波数Ｆ１
〜Ｆ２をとり出しカウンタで測定し、その差の周波数か
ら第１又は第２親装置とリピータとの間の距離Ｌ₁又は
Ｌ₂を演算し、更に第１、第２親装置の座標位置を用い
て三角測量により目標部の座標位置を演算し、これらの
位置を表示する。なお音声通信機能を付加することもで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自由・任意に行動して
いる人（例えば徘徊痴呆老人）や物などの位置を探知し
それを表示する目標位置探知・表示装置に関し、特にそ
の経済的構成に係わる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来
は、探知すべき目標部（人又は物）には常時電波を発
射する無線発信装置を設置しておき、これを探知装置が
受信してその目標の方位を知る方法があった。また最
近ではＰＨＰ（Personal Handy Phone）等の携帯電話を
目標部に所持させ、これに向けて通電（ダイヤルコー
ル）すると、至近の中継局位置から目標部を大略１００
ｍ精度で割り出す方法が郵政省等から提案されている。

【０００３】しかしながらの探知システムはその構成
が複雑でシステムのコストが大きい欠点があった。また
の方式は未だ実現されておらず、直ちに利用すること
ができない。この発明はこのような事情に鑑みて為され
たものであり、その目的とするところは、構成が簡単で
経済的な目標位置探知・表示装置を実現することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１、第２親装置は既知
の２つの座標位置に配され、リピータ（子機）は探知す
べき目標部（人、物）に携行される。親装置では、ＶＣ
Ｏの制御電圧としてノコギリ波を与え、中心周波数ｆ
１、瞬時周波数Ｆ１のキャリヤをリピータに送信する。
リピータでこの電波を受信し、復調してノコギリ波を再
生し、それでＶＣＯ（子）を制御して、中心周波数ｆ
２、瞬時周波数Ｆ２のキャリヤを親装置に送信する。親
装置でその電波を受信し、送信信号（Ｆ１）とミキシン
グして差の周波数Ｆ１〜Ｆ２をとり出しカウンタで測定
し、その差の周波数から第１又は第２親装置とリピータ
との間の距離Ｌ₁又はＬ₂を演算し、更に第１、第２親
装置の座標位置を用いて三角測量により目標部の座標位
置を演算し、これらの位置を表示する。なお音声通信機
能を付加することもできる。

【０００５】

【実施例】図２に示すように、２台の探知装置Ｅ１，Ｅ
２よりそれぞれ独立に目標部ＭＡに携帯させたリピータ
Ｅ３までの距離Ｌ₁，Ｌ₂をＦＭレーダの原理で計測す
る。尚探知装置Ｅ１，Ｅ２の座標位置Ｐ₁（ｘ₁，
ｙ₁）、Ｐ₂（ｘ₂，ｙ₂）、Ｐ₁〜Ｐ₂の間の距離Ｌ
₀は既知とする。

【０００６】計測結果は図３のように液晶ディスプレイ
等に表示出来、また音声通信によって装置Ｅ１，Ｅ２の
操作者が互いに情報確認が出来るので、目標部４にさら
に近づいて再度計測したりすれば目標部４を発見出来る
ことになる。尚、目標部ＭＡの位置は原理的にＥ１，Ｅ
２を結ぶ直線に対して対称な２箇所の位置が求められる
が、探知装置のアンテナの指向性を１８０度以内に設定
すればこの不便は解消でき、正しい１箇所が求められ
る。

【０００７】探知者（操作者）が所持する探知装置Ｅ
１，Ｅ２を図１Ａに、目標部ＭＡに設置するリピータＥ
３を図１Ｂに示す。探知装置Ｅ１，Ｅ２は距離計測およ
び音声通信の二つの機能を有するものである。距離計測
は、次のようにＦＭレーダ方式により２台の探知装置か
ら目標部ＭＡ迄の距離Ｌ₁，Ｌ₂を計測出来る。（ａ）目標部ＭＡまでの距離Ｌ₁（又はＬ₂）の計測は
次のような作動シーケンスとなる。

【０００８】（１）スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を
“Ｍ”位置にセットする。（２）ノコギリ発生器２がＶＣＯ３をドライブし、ＦＭ
変調された高周波（キャリヤ周波数ｆ１を中心周波数と
し、ノコギリ波で変調シフトされた周波数であり、この
瞬時値をＦ１とする）が生成される（図５）。その後キ
ャリヤ増幅器４で信号増幅され、分岐器５を経てアンテ
ナ６に給電され、空間に放出される。

【０００９】（３）空間を伝搬してきた当該電波はリピ
ータＥ３のアンテナＲ２で受信され、ハイブリッドＲ１
→フィルタＲ３→アンプＲ４→復調器Ｒ５を経ると、元
のノコギリ波が再現される。（４）再現されたノコギリ波がＶＣＯＲ６をドライブす
ると、やはりＦＭ変調された高周波（キャリヤ周波数ｆ
２を中心周波数としノコギリ波で変調シフトされた周波
数であり、この瞬時値をＦ２とする）が生成される（図
６）。

【００１０】（５）さらにアンプＲ７で増幅され、ハイ
ブリッドＲ１→アンテナＲ２→空間を経て、探知装置Ｅ
１（Ｅ２）のアンテナ６に戻って来る。（６）アンテナ６→分岐器５→ＬＰＦ（ローパス・フィ
ルタ）７→ＬＮＡ（ローノイズ・アンプ）７→スイッチ
ＳＷ２→ミキサ１１を経ると、ミキサの働きにより、和
の周波数（Ｆ１＋Ｆ２）と差の周波数（Ｆ１−Ｆ２）が
生成される。

【００１１】（７）ＬＰＦ１２を経ると（Ｆ１＋Ｆ２）
は除外され、差周波数（Ｆ１−Ｆ２）のみが取り出され
る。（Ｆ１−Ｆ２）−（ｆ１−ｆ２）は次の（ｂ）項で
説明するように、目標部ＭＡまでの距離に比例している
ので、この信号を以後、処理すれば目的の距離データＬ
₁（Ｌ₂）を得ることが出来る。（８）差周波数増幅器１３で増幅し、スイッチＳＷ３を
経て、周波数カウンタ１５で瞬時の差周波数をカウント
する。

【００１２】（９）計算処理部１６はメートル単位に換
算したり、見やすい形に表示を整えたりする。（ｂ）在来のＦＭレーダ方式測距について、以上述べた
ノコギリ波による変調を利用すると、電波の伝搬時間が
計測出来、この伝搬時間から距離を求めることができ
る。これは在来のＦＭレーダ測距技術を応用したもので
ある。そこで在来のＦＭレーダの原理を簡単に説明す
る。

【００１３】ＦＭ式レーダ測距では、図１において、２
→ＳＷ１→３→４→５→６の経路で空間に電波を放出
し、標的（目標物）に照射・反射されて戻って来た電波
はアンテナ６で受信され、以後６→７→７′→ＳＷ２→
１１→１２→１３→ＳＷ３→１５という経路で信号が流
れてくる。ここで、ミキサ１１において周波数Ｆ１の元
の変調キャリヤ（図６Ａ）と標的までの往復時間だけ遅
れて入力された周波数Ｆ２の波（図６Ａ）とが加わり、
和と差の周波数が生成される。この場合はリピータがな
く、キャリヤの中心周波数が変換されないので、ｆ₁＝
ｆ₂である。１２で和成分は除去されるので１３には差
の周波数（図６Ｂ）のみが入力し、増幅される。差周波
数Ｆ１−Ｆ２は伝搬遅延時間τに比例しているのでこの
差周波数を計測すれば伝搬遅延時間τがわかる。探知装
置Ｅ１と目標物との片道の伝搬遅延時間をτａとすれ
ば、τ＝２τａであり、（距離）＝（光速度）×τａ＝（光速度）×τ／２の関係から標的（目標）までの距離が計測出来ることに
なる。以上が在来のＦＭレーダによる測距の原理であ
る。

【００１４】（ｃ）本発明装置による測距に説明を戻
す。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３をＭに設定するとアンテナ６か
らは図６ＡのＦ１のように変調された電波（中心周波数
ｆ１）が発射され目標のリピータＥ３のアンテナＲ２で
捕捉されリピータ内を通ってＦ２（中心周波数ｆ２）と
なって探知装置Ｅ１まで戻ってくる。Ｅ１では６→５→
７→７′→ＳＷ２→１１→１２→１３→１５→１６まで
信号処理されると前記ＦＭ測距の原理によって目標まで
の距離がわかる。

【００１５】探知装置Ｅ１とリピータＥ３との電波伝搬
における伝搬時間の合計（Ｔ）は、Ｅ１〜Ｅ３間の遅延
時間をＴ１，Ｅ３内の遅延時間をＴ３とすれば、Ｔ＝２Ｔ１＋Ｔ３ ∴Ｔ１＝０．５（Ｔ−Ｔ３）Ｅ１〜Ｅ３の距離（Ｌ₁）＝（光速度）×Ｔ１であるのでＴを計測し、固定値Ｔ３（既知量）を入力し
て、上の式からＴ１およびＬ₁を算出する。

【００１６】同様の計測が探知装置Ｅ２を用いて行わ
れ、Ｅ２〜Ｅ３間の距離Ｌ₂も得られる。この値は次の
音声通信によりそれぞれの操作者は互いに知ることが出
来、その値は手入力し、図３のように表示部１７に表示
される。（ｄ）音声通信は、図１のスイッチをＴ側に切り替えて
行う。マイク１８で話すと、その音声信号はアンプ１で増幅さ
れた後ＶＣＯ３をＦＭ変調させる。この変調波は前記の
計測の場合と同様に送信されるので、探知装置Ｅ２の探
知者に伝えることが出来る。同時会話（同報通信）が容
易に行えるよう、受話器はイヤホーンとしたのでハウリ
ング現象を回避出来る。Ｅ１，Ｅ２の探知者のどちらに
も復調器８、アンプ９、イヤホーン１０が内蔵されてい
るので受信した音声信号は復調されてイヤホーンで聞く
ことが出来、電話と同様な会話が行える。

【００１７】いま仮にＥ１を主体として説明すると、Ｅ
２が計測したＥ２〜Ｅ３間の距離Ｌ ₂は、音声通信によ
りＥ１側で知り、Ｌ₂を自分の装置に入力する。Ｅ１〜
Ｅ２間の距離Ｌ₀は既知である。さらに目標Ｅ３までの
距離Ｌ₁を計測すると、これらに基づき計算処理部１６
で処理した後、表示器１７上に図３のように表示され
る。

【００１８】なお音声通信機能は、現在サービス中の加
入電話や移動電話を利用することにして、探知装置から
省略することもできる。親装置及びリピータの外観を図
４に示す。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、目標部に
リピータＥ３を携帯させ、２台の探知装置Ｅ１，Ｅ２に
距離計測機能および音声通信機能を備え、比較的簡単な
回路構成により経済的な目標位置探知・表示装置を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａ及びＢはそれぞれこの発明の目標探知親装置
及び子装置の実施例を示すブロック図。

【図２】図１の親装置Ｅ１，Ｅ２及び子装置Ｅ３の座標
位置を示す図。

【図３】図１の表示部１７の表示例を示す図。

【図４】図１の親装置及び子装置の外観を示す斜視図。

【図５】図１の親装置の送、受信周波数Ｆ１，Ｆ２の時
間的変化を示す図。

【図６】在来のＦＭレーダ方式による測距装置の送、受
信周波数Ｆ１，Ｆ２及びその差Ｆ１−Ｆ２の時間的変化
を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既知の２つの座標位置にそれぞれ設置さ
れる第１、第２親装置と、探知すべき目標部に携行され
るリピータ（子装置）とより成る目標位置探知・表示装
置であって、前記第１、第２親装置は、アンテナと、分岐器と、送信
部に、受信部とより成り、前記アンテナは、前記リピータとの間で電波を送受信
し、前記分岐器は、前記送信部の出力を前記アンテナに供給
し、そのアンテナの受信信号を前記受信部に供給し、前記送信部は、中心周波数ｆ１、瞬時周波数Ｆ１のキャ
リヤを発生するＶＣＯと、そのＶＣＯにノコギリ波の制
御電圧を与えるノコギリ波発生器とを有し、前記受信部は、前記分岐器より入力された受信信号を選
択するフィルタと、そのフィルタの出力（中心周波数ｆ２、瞬時周波数Ｆ
２）と前記送信部の出力の一部とを周波数混合するミキ
サと、そのミキサの出力より差の周波数成分（Ｆ１〜Ｆ２）を
選択する低域フィルタと、その低域フィルタの出力の周波数を測定する周波数カウ
ンタと、その周波数カウンタの測定値より前記第１又は第２親装
置と前記リピータとの間の距離（Ｌ₁又はＬ₂）を演算
し、前記第１、第２親装置の座標位置（既知とする）と
から、三角測量により、目標部の座標位置を演算する計
算処理部と、その演算された目標部の座標位置を前記第１、第２親装
置の座標位置と共に表示する表示部とより成り、前記リピータ（子装置）は、アンテナ（子）と、分岐器
（子）と、送信部（子）と、受信部（子）とより成り、前記アンテナ（子）は、前記第１又は第２親装置との間
で電波を送受信し、前記分岐器（子）は、前記送信部（子）の出力を前記ア
ンテナ（子）に供給し、アンテナ（子）の受信信号を前
記受信部（子）に供給し、前記送信部（子）は、中心周波数ｆ２、瞬時周波数Ｆ２
をもつキャリヤを発生するＶＣＯ（子）を有し、前記受信部（子）は、前記分岐器（子）から入力された
受信信号を選択するフィルタ（子）と、そのフィルタ（子）の出力を復調してノコギリ波を再生
し、そのノコギリ波を制御電圧として前記ＶＣＯ（子）
に供給する復調器とを有する、目標位置探知・表示装置。
【請求項２】請求項１において、前記第１、第２親装
置に、マイクロホンと、そのマイクロホンの出力と前記
ノコギリ波発生器の出力とを切換えて前記ＶＣＯに入力
する第１スイッチと、音声復調器と、その音声復調器の出力を音響信号に変換
する手段と、前記第１スイッチと連動して、前記フィル
タの出力を前記音声復調器と前記ミキサとに切換える第
２スイッチとが設けられていることを特徴とする目標位
置探知・表示装置。