特許 6426496 無線装置及びアンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6426496

(24)【登録日】2018年11月2日

(45)【発行日】2018年11月21日

(54)【発明の名称】無線装置及びアンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/32 20060101AFI20181112BHJP

   H01Q 3/30 20060101ALI20181112BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20181112BHJP

   B61L 25/02 20060101ALI20181112BHJP

   B61L 3/12 20060101ALI20181112BHJP

【ＦＩ】

   H01Q1/32 Z

   H01Q3/30

   G06K7/10 132

   G06K7/10 240

   B61L25/02 G

   B61L3/12 Z

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-31295(P2015-31295)

(22)【出願日】2015年2月20日

(65)【公開番号】特開2016-154277(P2016-154277A)

(43)【公開日】2016年8月25日

【審査請求日】2017年11月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】桧垣 誠

(72)【発明者】

【氏名】井上 和弘

(72)【発明者】

【氏名】平野 竜馬

(72)【発明者】

【氏名】関口 孝公

(72)【発明者】

【氏名】出口 典孝

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５２１７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４１５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８３９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０３１８６２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１１０８８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭57−134718（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第103192853（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｌ ３／１２

Ｂ６１Ｌ ２５／０２

Ｇ０６Ｋ ７／１０

Ｈ０１Ｑ １／３２

Ｈ０１Ｑ ３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体の進行方向に沿って１以上の通信装置が配置される設置面と対向するように前記移動体に設けられ、前記進行方向の前記設置面寄りに放射方向を有する第１のアンテナと、
前記設置面と対向するように前記移動体に設けられ、前記進行方向と反対方向の前記設置面寄りに放射方向を有する第２のアンテナと、
第１モードで前記第１のアンテナと前記第２のアンテナに逆相の信号を給電し、第２モードで前記第１のアンテナと前記第２のアンテナに同相の信号を給電する給電回路と、
前記第１モードにおける前記通信装置の検出結果及び前記第２モードにおける前記通信装置の検出結果に基づいて前記設置面における前記移動体の位置を検出する検出部と、
を備える無線装置。

【請求項2】

前記検出部は、前記第１モードで検出せず、前記第２モードで検出した前記通信装置の位置に基づいて前記移動体の前記位置を検出する請求項１に記載の無線装置。

【請求項3】

前記検出部は、前記第１モードで前記通信装置を検出した後に該通信装置を検出しなくなった場合に前記第２モードに切り替え、前記第２モードで該通信装置を検出した場合に、検出した該通信装置の位置に基づいて前記移動体の前記位置を検出する請求項１に記載の無線装置。

【請求項4】

前記検出部は、
前記通信装置に対応する識別子を記憶する記憶部と、
前記通信装置の検出結果に応じて次に検出する前記通信装置を決定する決定部と
を備え、
前記検出部は、前記決定部が決定した前記通信装置を検出する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線装置。

【請求項5】

前記第１のアンテナは、前記第２のアンテナに隣接し、前記第２のアンテナよりも前記進行方向側に配置される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の無線装置。

【請求項6】

前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナよりも前記進行方向側に配置される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の無線装置。

【請求項7】

前記第１のアンテナと前記移動体との間に設けられ、前記進行方向の後側が前記設置面に近づくように傾斜する反射面を有する第１反射板と、
前記第２のアンテナと前記移動体との間に設けられ、前記進行方向の前側が前記設置面に近づくように傾斜する反射面を有する第２反射板と
をさらに備える請求項１乃至６のいずれか一項に記載の無線装置。

【請求項8】

前記第１、第２反射板は、Ｖ字形状を形成するように配置される請求項７に記載の無線装置。

【請求項9】

移動体の進行方向に沿って１以上の通信装置が配置される設置面と対向するように前記移動体に設けられ、前記進行方向の前記設置面寄りに放射方向を有する第１のアンテナと、
前記設置面と対向するように前記移動体に設けられ、前記進行方向と反対方向の前記設置面寄りに放射方向を有する第２のアンテナと、
第１モードで前記第１のアンテナと前記第２のアンテナに逆相の信号を給電し、第２モードで前記第１のアンテナと前記第２のアンテナに同相の信号を給電する給電回路と、
を備えるアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、無線装置及びアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば列車など移動体の位置を検出して管理する位置情報管理システムが知られている。かかるシステムでは、列車の各車両に搭載されたタグから線路近傍に配置されたアンテナを介して車両情報を読み取ることで、列車の位置情報が得られる。さらに、かかるシステムではアンテナが受信した際の受信電力情報に基づいて車両の停止位置を検出する。

【0003】

しかしながら、受信電力は周囲環境によって変動するため、従来のシステムでは、例えば移動中など周囲環境が変動する場合に移動体の位置を高精度に検出することが難しいという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−２５１６７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体の位置を高精度に検出することができる無線装置及びアンテナ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

無線装置は、移動体の進行方向に沿って１以上の通信装置が配置される設置面と対向するように前記移動体に設けられ、前記進行方向の前記設置面寄りに放射方向を有する第１のアンテナと、前記設置面と対向するように前記移動体に設けられ、前記進行方向と反対方向の前記設置面寄りに放射方向を有する第２のアンテナと、第１モードで前記第１のアンテナと前記第２のアンテナに逆相の信号を給電し、第２モードで前記第１のアンテナと前記第２のアンテナに同相の信号を給電する給電回路と、前記第１モードにおける前記通信装置の検出結果及び前記第２モードにおける前記通信装置の検出結果に基づいて前記設置面における前記移動体の位置を検出する検出部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態にかかる移動体システムを示す図。

【図2】第１実施形態にかかる給電回路を示す図。

【図3A】第１実施形態にかかる無線装置を示す図。

【図3B】第１実施形態にかかるアンテナ装置の放射パターンを示す図。

【図4A】第１実施形態にかかる無線装置を示す図。

【図4B】第１実施形態にかかるアンテナ装置の放射パターンを示す図。

【図5】第１実施形態にかかる位置検出処理を示すフローチャート。

【図6】第１実施形態にかかる位置検出処理を示すフローチャート。

【図7】第１実施形態の変形例１にかかる移動体システムを示す図。

【図8】第１実施形態の変形例１にかかる移動体システムを示す図。

【図9】第１実施形態の変形例２にかかる移動体システムを示す図。

【図10】第２実施形態にかかる移動体システムを示す図。

【図11】第２実施形態にかかる位置検出処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（第１実施形態）
図１を用いて、第１実施形態にかかる移動体システム１について説明する。図１は、本実施形態にかかる移動体システム１を示す図である。移動体システム１は、移動体１００と移動経路２００上に配置される通信装置２１〜２ｎとを有する。

【0009】

移動体１００は、駆動部１１を有し、かかる駆動部１１を駆動することで移動経路２００上を進行方向へ移動する。移動体１００は、例えば列車の車両であり、駆動部１１は車輪である。移動体１００は、無線装置３００を搭載している。無線装置３００の詳細は後述する。

【0010】

移動経路２００は移動体１００が移動する経路であり、移動体１００が例えば列車の車両である場合、移動経路２００は線路となる。移動経路２００には、移動体１００の進行方向（図１の矢印Ａ００参照）に沿って１以上の通信装置２１〜２ｎ（ｎ：自然数、図１の例ではｎ＝６とする。）が配置される。なお、ｎ個の通信装置２１〜２ｎが配置される移動経路２００を通信装置２１〜２ｎの設置面２００とも称する。

【0011】

通信装置２１〜２ｎは、例えばＲＦＩＤタグであり、通信装置２１〜２ｎのＩＤを記憶している。通信装置２１〜２ｎは、無線装置３００が送信する信号を受信すると、受信した信号に記憶している情報を重畳して変調し、無線装置３００に返信する。

【0012】

続いて、図１を用いて無線装置３００について説明する。無線装置３００は、アンテナ装置４００と検出部５００とを有する。アンテナ装置４００は、アンテナ部４１０及びアンテナ部４１０に給電する給電回路４３０を有する。アンテナ部４１０は、第１のアンテナ４１１、第１反射板４２１、第２のアンテナ４１２及び第２反射板４２２を有する。

【0013】

第１のアンテナ４１１は、通信装置２１〜２ｎの設置面２００と対向するように移動体１００に設けられる。図１の例では、第１のアンテナ４１１は、駆動部１１が設置される移動体１００の底面の前端側に設けられる。第１のアンテナ４１１は、例えばパッチアンテナであり、進行方向Ａ００の後ろ側が設置面２００に近づくように傾斜するアンテナ面を有する。

【0014】

第１反射板４２１は、第１のアンテナ４１１と移動体１００との間に設けられる。第１反射板４２１は、進行方向Ａ００の後ろ側が設置面２００に近づくように傾斜する反射面を有する。

【0015】

第１反射板４２１は、反射面が移動体１００の前面を含む面Ｓ１及び設置面２００と対向するように、移動体１００の底面に設けられる。第１のアンテナ４１１は、第１反射板４２１の反射面から設置面２００側に所定距離離れて、アンテナ面が反射面と平行になるように設けられる。このように、第１のアンテナ４１１及び第１反射板４２１を設けることで、第１のアンテナ４１１の放射方向が、進行方向Ａ００の設置面２００寄りを向く（図１の矢印Ａ０１参照）。

【0016】

第２のアンテナ４１２は、設置面２００と対向するように移動体１００に設けられる。図１の例では、第２のアンテナ４１２は、移動体１００の底面の進行方向Ａ００の前端側であって、第１のアンテナ４１１より後端側に設けられる。また、第２のアンテナ４１２は、例えばパッチアンテナであり、進行方向Ａ００の前側が設置面２００に近づくように傾斜するアンテナ面を有する。

【0017】

第２反射板４２２は、第２のアンテナ４１２と移動体１００との間に設けられる。第２反射板４２２は、進行方向Ａ００の前側が設置面２００に近づくように傾斜する反射面を有する。

【0018】

第２反射板４２２は、反射面が移動体１００の後面を含む面Ｓ２及び設置面２００と対向するように、移動体１００の底面に設けられる。第２のアンテナ４１２は、第２反射板４２２の反射面から設置面２００側に所定距離離れて、アンテナ面が反射面と平行になるように設けられる。このように、第２のアンテナ４１２及び第２反射板４２２を設けることで、第２のアンテナ４１２の放射方向が、進行方向Ａ００と反対方向の設置面２００寄りを向く（図１の矢印Ａ０２参照）。

【0019】

なお、第１のアンテナ４１１から放射された電波と第２のアンテナ４１２から放射された電波とが合成された放射パターン（以下、アンテナ部４１０の放射パターンと称する。）については、図３及び図４を用いて後述する。

【0020】

図１に示すように、第１のアンテナ４１１は、第２のアンテナ４１２に隣接し、第２のアンテナ４１２より進行方向Ａ００側となるように配置される。また、第１、第２反射板４２１、４２２は、一辺で互いに接している。すなわち、第１、第２反射板４２１、４２２はＶ字形状を形成するように配置される。なお、一枚の板を折り曲げることで第１、第２反射板４２１、４２２を一体形成するようにしてもよい。

【0021】

なお、本実施形態にかかるアンテナ装置４００では、第１反射板４２１を設けることで第１のアンテナ４１１の放射方向Ａ０１を進行方向Ａ００の設置面２００寄りとし、第２反射板４２２を設けることで第２のアンテナ４１２の放射方向Ａ０２を進行方向Ａ００と反対方向の設置面２００寄りとしているが、これに限られない。第１、第２のアンテナ４１１、４１２の放射方向Ａ０１、Ａ０２が上述の所望の方向を向いていればよく、第１、第２反射板４２１、４２２を設けなくともよい。また、第１、第２のアンテナ４１１、４１２はパッチアンテナに限られず、例えばループアンテナなど他の形状のアンテナを用いても良い。

【0022】

給電回路４３０は、第１〜第４端子４３１〜４３４を備え、第１モードで第１のアンテナ４１１、第２のアンテナ４１２に逆相の信号を給電し、第２モードで第１のアンテナ４１１、第２のアンテナ４１２に同相の信号を給電する、いわゆるハイブリッド給電回路である。

【0023】

給電回路４３０の第１、第２端子４３１、４３２はそれぞれ検出部５００に接続する。第３端子４３３は第１のアンテナ４１１に接続し、第４端子４３４は第２のアンテナ４１２に接続する。

【0024】

給電回路４３０は、第１モードで第１端子４３１に第１信号が入力された場合に、第３端子４３３を介して第１信号と同相の信号を第１のアンテナ４１１に給電し、第４端子４３４を介して第１信号と逆相の信号を第２のアンテナ４１２に給電する。また、給電回路４３０は、第２モードで第２端子４３２に第２信号が入力された場合に、第３端子４３３を介して第２信号と同相の信号を第１のアンテナ４１１に給電し、第４端子４３４を介して第１信号と同相の信号を第２のアンテナ４１２に給電する。

【0025】

図２を用いて給電回路４３０の一例を説明する。図２に示す給電回路４３０は、第１〜第４端子４３１〜４３４に加え移相器４３５を有する。移相器４３５は、入力された信号の位相を１８０度移相して出力する。第１端子４３１は、第３端子４３３と信号線によって接続される。また、第１端子４３１は、第４端子４３４と移相器４３５を介して接続される。第２端子４３２は、第３端子４３３及び第４端子４３４それぞれと信号線によって接続される。

【0026】

これにより、第１端子４３１に入力された第１信号は、位相が変わることなく振幅が半減した第３信号に変換されて第３端子４３３から出力される。第１端子４３１に入力された第１信号は、移相器４３５によって位相が１８０度進み振幅が半減した第４信号に変換されて第４端子４３４から出力される。第２端子４３２に入力された第２信号は、位相が変わることなく振幅が半減した第５、第６信号に変換され第３、第４端子４３３、４３４それぞれから出力される。

【0027】

なお、図２に示す給電回路４３０は、左右対称であり、第３端子４３３から入力された信号は位相が変わることなくそのまま第１、第２端子４３１、４３２から出力される。また、第４端子４３４から入力された信号は第１端子４３１から１８０度位相が進んだ信号として出力され、第２端子４３２から位相が変わることなくそのまま出力される。

【0028】

図１に戻る。無線装置３００は、検出部５００を有する。検出部５００は、第１モードにおける通信装置２１〜２ｎの検出結果及び第２モードにおける通信装置２１〜２ｎの検出結果に基づいて設置面２００における移動体１００の位置を検出する。

【0029】

具体的には、検出部５００は、検出信号を生成する。通信装置２１〜２ｎがＲＦＩＤタグの場合、検出部５００は、検出信号としてＱｕｅｒｙ信号を生成する。検出部５００は、アンテナ装置４００を介して第１モードで検出信号を送信する。検出部５００は、検出信号に対する返信を受信した通信装置２１〜２ｎを第１モードで検出したと判定する。

【0030】

同様に、検出部５００は、アンテナ装置４００を介して第２モードで検出信号を送信する。検出部５００は、検出信号に対する返信を受信した通信装置２１〜２ｎを第２モードで検出したと判定する。検出部５００は、第１モードで検出せず、第２モードで検出した通信装置２１〜２ｎに基づいて移動体１００の位置を検出する。

【0031】

続いて、図３及び図４を用いて無線装置３００による移動体１００の位置検出方法の詳細について説明する。なお、ここでは無線装置３００が通信装置２１〜２ｎに信号を送信する場合について説明し、受信する場合については送信と同様であるため説明を省略する。

【0032】

図３Ａは、無線装置３００が第１モードで第１信号を送信する場合の無線装置３００の模式図であり、図３Ｂは、第１モードにおけるアンテナ装置４００の放射パターンを示す模式図である。

【0033】

図３Ａに示すように、第１モードにおいて、無線装置３００の検出部５００は、検出信号として第１信号Ｓ１１を給電回路４３０に出力する。給電回路４３０は、第１信号Ｓ１１が入力されると、第１のアンテナ４１１から第１信号Ｓ１１と同相の第３信号Ｓ１３を送信し、第２のアンテナ４１２から第１信号Ｓ１１と逆相の第４信号Ｓ１４を送信する。第３信号Ｓ１３は、第４信号Ｓ１４と逆相の信号である。これにより、第１モードで第１、第２のアンテナ４１１、４１２から逆相の信号が送信される。

【0034】

第１モードで第１信号Ｓ１１を送信する場合、アンテナ部４１０の放射パターンは、図３Ｂに示すように、第１、第２のアンテナ４１１、４１２それぞれの放射方向と同じ方向に主放射方向を有するとともに、第１、第２アンテナ４１１、４１２の中間でヌルが形成される形状となる。つまり、アンテナ部４１０の放射パターンは、進行方向Ａ００の設置面２００寄りに第１の放射方向Ａ０１、進行方向Ａ００と反対方向の設置面２００寄りに第２の放射方向Ａ０２、及び第１、第２の放射方向Ａ０１、Ａ０２の間にヌルを有する形状となる。図３Ｂの例では、ヌルは、第１、第２反射板４２１、４２２によって形成されるＶ字形状の頂点部分に位置する。

【0035】

第１モードで第１信号Ｓ１１を送信する場合、アンテナ部４１０の放射パターンが図３Ｂに示す形状となることから、アンテナ部４１０より進行方向Ａ００の前方に位置する通信装置２１、２２（図１参照）は、無線装置３００が送信する信号を受信する。また、アンテナ部４１０より進行方向Ａ００の後方に位置する通信装置２４、２５（図１参照）は、無線装置３００が送信する信号を受信する。

【0036】

通信装置２１、２２、２４、２５は、無線装置３００が送信する検出信号を受信すると、かかる検出信号を変調した変調信号を返信する。無線装置３００の検出部５００は、変調信号に基づいて第１モードで通信装置２１、２２、２４、２５を検出したと判定する。

【0037】

一方、図１に示すように通信装置２３は、第１、第２反射板４２１、４２２によって形成されるＶ字形状の頂点の真下に位置している。すなわち、通信装置２３は、図３Ｂに示す放射パターンのヌル領域に位置している。したがって、通信装置２３は、無線装置３００が送信する検出信号を受信しない。また、図１に示す通信装置２６はアンテナ部４１０から離れた場所にあり、無線装置３００の通信範囲外に位置しているため、通信装置２６は、無線装置３００が送信する検出信号を受信しない。

【0038】

したがって、通信装置２３、２６は、無線装置３００に変調信号を返信しない。無線装置３００の検出部５００は、通信装置２３、２６からの変調信号を受信しないため、第１モードで通信装置２３、２６を検出しないと判定する。

【0039】

次に、図４を用いて無線装置３００が第２モードで通信装置２１〜２ｎを検出する検出方法について説明する。図４Ａは、無線装置３００が第２モードで第２信号を送信する場合の無線装置３００の模式図であり、図４Ｂは、第２モードにおけるアンテナ装置４００の放射パターンを示す模式図である。

【0040】

図４Ａに示すように、第２モードにおいて、無線装置３００の検出部５００は、検出信号として第２信号Ｓ２２を給電回路４３０に出力する。給電回路４３０は、第２信号Ｓ２２が入力されると、第１のアンテナ４１１から第２信号Ｓ２２と同相の第５信号Ｓ２３を送信し、第２のアンテナ４１２から第２信号Ｓ２２と同相の第６信号Ｓ２４を送信する。第５信号Ｓ２３は、第６信号Ｓ２４と同相の信号である。

【0041】

これにより、第２モードで第１、第２のアンテナ４１１、４１２から同相の信号が送信される。なお、第２信号Ｓ２２は、通信装置２１〜２ｎが受信できる信号であれば良く、第１モードで送信される第１信号Ｓ１１と同じ信号であっても異なる信号であってもよい。

【0042】

第２モードで第２信号Ｓ２２を送信する場合、アンテナ部４１０の放射パターンは、図４Ｂに示すように、第１、第２のアンテナ４１１、４１２の各放射方向Ａ０１、Ａ０２を合成した方向Ａ２０となる。図４Ｂの例では、アンテナ部４１０の放射方向Ａ２０は、第１、第２反射板４２１、４２２によって形成されるＶ字形状の頂点部分から設置面２００へ向かう方向となる。

【0043】

第２モードで第２信号Ｓ２２を送信する場合、アンテナ部４１０の放射パターンが図４Ｂに示す形状となることから、アンテナ部４１０より進行方向Ａ００の前方及び後方に位置する通信装置２１、２２、２４〜２６（図１参照）は、無線装置３００の通信範囲外となる。したがって、通信装置２１、２２、２４〜２６は、無線装置３００が送信する信号を受信しない。

【0044】

そのため、通信装置２１、２２、２４〜２６は、無線装置３００に変調信号を返信しない。無線装置３００の検出部５００は、通信装置２１、２２、２４〜２６からの変調信号を受信しないため、第２モードで通信装置２１、２２、２４〜２６を検出しないと判定する。

【0045】

一方、図１の通信装置２３は、第１、第２反射板４２１、４２２によって形成されるＶ字形状の頂点の真下に位置している。すなわち、通信装置２３は、図４Ｂに示すアンテナ部４１０の放射方向Ａ２０に位置している。したがって、通信装置２３は、無線装置３００が送信する検出信号を受信する。

【0046】

通信装置２３は、無線装置３００が送信する検出信号を受信すると、かかる検出信号を変調した変調信号を返信する。無線装置３００の検出部５００は、変調信号に基づいて通信装置２３を検出したと判定する。

【0047】

上述したように、図１に示す無線装置３００の検出部５００は、第１モードで通信装置２３を検出せず、第２モードで通信装置２３を検出する。検出部５００は、通信装置２３の位置に基づいて移動体１００の位置を検出する。本実施形態では、通信装置２３の位置を移動体１００の位置として検出する。

【0048】

このように、検出部５００が第１モードで検出せず第２モードで検出した通信装置２３の位置を検出することで、第１モードのアンテナ部４１０の放射パターンのヌル領域に存在する通信装置２３の位置に基づいて移動体１００の位置を検出することができる。これにより、無線装置３００は、移動体１００の位置を高精度に検出することができる。

【0049】

これは、一般的に、ヌル領域が急峻である放射パターンを形成することが容易であるためである。そのため、通信装置２１〜２ｎの配置間隔が狭くても確実にヌル領域に存在する通信装置２３を検出することができるようになり、移動体１００の位置検出の精度を向上させることができる。また、実際に移動体１００の位置を検出するために通信装置２３と通信を行う場合は、放射方向がヌル領域と同じ方向であり、かつ放射パターンがヌル領域より広い第２モードで検出信号を送信する。これにより、移動体１００が高速に移動している場合であっても位置検出を確実に行うことができる。

【0050】

なお、通信装置２１〜２ｎが返信する変調信号に通信装置２１〜２ｎの位置情報を重畳することで、検出部５００がかかる変調信号から検出した通信装置２３の位置を取得するようにしてもよい。あるいは、通信装置２１〜２ｎのＩＤに対応する位置情報を予め検出部５００が記憶しておき、検出部５００が検出した通信装置２３のＩＤに基づいて対応する位置情報を取得するようにしてもよい。

【0051】

＜位置検出処理１＞
次に、図５を用いて無線装置３００の検出部５００による位置検出処理について説明する。図５は、検出部５００が実行する位置検出処理１を示すフローチャートである。

【0052】

無線装置３００の検出部５００は、まず第１モードでアンテナ装置４００から検出信号を送信することで、通信可能な通信装置２１〜２ｎを検出する（ステップＳ１０１）。続いて、検出部５００は第２モードでアンテナ装置４００から検出信号を送信することで、通信可能な通信装置２１〜２ｎを検出する（ステップＳ１０２）。

【0053】

検出部５００は、ステップＳ１０１で検出せず、ステップＳ１０２で検出した通信装置２１〜２ｎ（図１の例では通信装置２３）上を移動体１００が通過中であると判定する。検出部５００は、通過中であると判定した通信装置２３の位置情報に基づいて移動体１００の位置を検出する（ステップＳ１０３）。すなわち、検出部５００は、通過中であると判定した通信装置２３の位置を移動体１００が通過中であると判定し、通信装置２３の位置を移動体１００の位置として検出する。

【0054】

図５の位置検出処理では、検出部５００が第１モードと第２モードとを切り替える、いわゆる時分割によって検出信号を送信しているが、検出部５００が検出信号を送信する方法はこれに限られない。例えば、検出部５００が第１モードでは第１周波数で検出信号を送信し、第２モードでは第２周波数で検出信号を送信するようにしてもよい。すなわち、検出部５００が、第１モードの検出信号と第２モードの検出信号とを周波数多重化することで、第１モードによる検出及び第２モードによる検出を同時に行うようにしてもよい。

【0055】

検出部５００が第１モードの検出信号と第２モードの検出信号とを周波数多重化して送信する場合、通信装置２１〜２ｎが第１周波数の検出信号及び第２周波数の検出信号の両方を受信できるようにすればよい。あるいは、第１周波数の検出信号を受信する第１通信装置２１１〜２１ｎ（図示せず）及び第２周波数の検出信号を受信する第２通信装置２２１〜２２ｎ（図示せず）それぞれを、移動体１００の進行方向Ａ００に沿って配置するようにしてもよい。

【0056】

この場合、各第１通信装置２１１〜２１ｎを、各第１通信装置２１１〜２１ｎに対応する第２通信装置２２１〜２２ｎと近接して配置する。これにより、検出部５００は、第１モードで第１通信装置２１ｍ（ｍ：自然数）を検出せず第２モードで第２通信装置２２ｍを検出した場合に、第１、第２通信装置２１ｍ、２２ｍの位置に基づいて移動体１００の位置を検出する。

【0057】

＜位置検出処理２＞
次に、図６を用いて検出部５００による位置検出処理の他の例を説明する。図６は検出部５００が実行する位置検出処理２を示すフローチャートである。

【0058】

無線装置３００の検出部５００は、まず第１モードでアンテナ装置４００から検出信号を送信することで、通信可能な通信装置２１〜２ｎを検出する（ステップＳ２０１）。ここでは、図１に示す通信装置２２が検出されたとする。

【0059】

続いて、検出部５００は第１モードでアンテナ装置４００から検出信号を送信し、通信装置２２を検出しているか否か判定する（ステップＳ２０２）。例えば図１に示すように通信装置２２が移動体１００の進行方向Ａ００に存在する場合、検出部５００は通信装置２２を検出する。したがって、検出部５００は、ステップＳ２０２のＹｅｓに進み、ステップＳ２０２に戻る。

【0060】

一方、移動体１００が進行方向Ａ００に進み、通信装置２２がアンテナ部４１０の真下に存在するようになった場合、通信装置２２は、第１モードにおけるアンテナ部４１０の放射パターンのヌル領域に位置することになる。したがって、検出部５００は、通信装置２２を検出しなくなる。

【0061】

検出部５００が通信装置２２を検出していないと判定した場合（ステップＳ２０２のＮｏ）、検出部５００は、第２モードでアンテナ装置４００から検出信号を送信し、通信装置２２を第２モードで検出するか否か判定する（ステップＳ２０３）。検出部５００が通信装置２２を検出した場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、検出部５００は通信装置２２の位置に基づいて移動体１００の位置を検出する（ステップＳ２０４）。

【0062】

一方、検出部５００が通信装置２２を検出しない場合（ステップＳ２０３のＮｏ）、検出部５００は、アンテナ部４１０より進行方向Ａ００の後ろ側に通信装置２２が位置しており、移動体１００は通信装置２２を通過したと判定する（ステップＳ２０５）。

【0063】

このように、位置検出処理２では、検出部５００が、第１モードで通信装置２２を検出した後に通信装置２２を検出しなくなった場合に第２モードに切り替え、第２モードで通信装置２２を検出した場合に、検出した通信装置２２の位置に基づいて移動体１００の位置を検出するようにしている。検出部５００が、アンテナ部４１０の放射パターンが広い第１モードで通信装置２１〜２ｎを検出してから、第２モードで通信装置２１〜２ｎを検出することで、検出部５００による通信装置２１〜２ｎの検出漏れを抑制することができる。

【0064】

以上のように、本実施形態にかかる移動体システム１によれば、無線装置３００が通信装置２１〜２ｎを検出することで、移動体１００が移動中であるかに関わらず移動体１００の位置を高精度に検出することができる。また、無線装置３００のアンテナ装置４００が放射パターンの異なる検出信号を送信することで、通信装置２１〜２ｎの検出漏れを抑制することができる。

【0065】

（変形例１）
図７を用いて、本実施形態にかかる変形例１を説明する。本変形例にかかる移動体システム２は、無線装置３０１が第１無線部６１０及び第２無線部６２０をさらに備えている点を除き、図１に示す移動体システム１と同じであるため、同一構成要素には同一符号を付し説明を省略する。

【0066】

図７に示す第１無線部６１０は、例えばＲＦＩＤリーダ／ライタである。第１無線部６１０は検出部５００及び給電回路４３０の第１端子４３１と接続している。第１無線部６１０は、検出部５００からの指示に従い、給電回路４３０の第１端子４２１に検出信号を入力することで、第１モードで検出信号を送信する。また第１無線部６１０は、給電回路４３０の第１端子４３１から出力される変調信号を検出部５００へ渡す。

【0067】

第２無線部６２０は、例えばＲＦＩＤリーダ／ライタである。第２無線部６２０は検出部５００及び給電回路４３０の第２端子４３２と接続している。第２無線部６２０は、検出部５００からの指示に従い、給電回路４３０の第２端子４３２に検出信号を入力することで、第２モードで検出信号を送信する。また第２無線部６２０は、給電回路４３０の第２端子４３２から出力される変調信号を検出部５００へ渡す。

【0068】

検出部５００は、第１モードで通信装置２１〜２ｎを検出する場合に、第１無線部６１０に検出信号を送信するよう指示する。また、検出部５００は、第２モードで通信装置２１〜２ｎを検出する場合に、第２無線部６２０に検出信号を送信するよう指示する。検出部５００は、第１、第２無線部６１０、６２０から出力される変調信号に基づいて通信装置２１〜２ｎを検出する。

【0069】

なお、図７では、無線装置３０１が２つの第１、第２無線部６１０、６２０を有する場合について示したが、無線部は１つであってもよい。例えば図８で示すように、無線装置３０１が無線部６００とスイッチ部６３０とを有するようにしてもよい。この場合、検出部５００は、無線部６００に検出信号を送信するよう指示するとともに、スイッチ部６３０を制御することで第１モードと第２モードとを切り替える。

【0070】

（変形例２）
図９を用いて、本実施形態にかかる変形例２を説明する。本変形例にかかる移動体システム３は、第２のアンテナ４１２が第１のアンテナ４１１よりも進行方向側に配置される点を除き、図１に示す移動体システム１と同じであるため、同一構成要素には同一符号を付し説明を省略する。

【0071】

図９に示す第１のアンテナ４１１は移動体１００の進行方向Ａ００における後端側に設けられる。すなわち、第１のアンテナ４１１は、移動体１００の底面の後端側に設けられる。また、第１反射板４２１は、第１のアンテナ４１１と移動体１００との間に設けられる。すなわち、第１反射板４２１は、移動体１００の底面の後端側に設けられる。

【0072】

第２のアンテナ４１２は移動体１００の進行方向Ａ００における前端側に設けられる。すなわち、第２のアンテナ４１２は、移動体１００の底面の前端側に設けられる。また、第２反射板４２２は、第２のアンテナ４１２と移動体１００との間に設けられる。すなわち、第２反射板４２２は、移動体１００の底面の前端側に設けられる。

【0073】

このように、第１、第２のアンテナ４１１、４１２はそれぞれ移動体１００の前端側、後端側に所定距離離して配置するようにしてもよい。

【0074】

（第２実施形態）
図１０を用いて、第２実施形態にかかる移動体システム４について説明する。本実施形態にかかる移動体システム４は、無線装置３０２がアンテナ装置４００、検出部５０１、記憶部７００、決定部８００を備える。なお、図１に示す移動体システム１と同じ構成には同一符号を付し説明を省略する。

【0075】

記憶部７００は、例えばメモリなどで構成され、通信装置２１〜２ｎを記憶する。記憶部７００は、通信装置２１〜２ｎに対応するＩＤ（識別子）を、移動経路２００に配置される順に記憶する。決定部８００は、検出部５０１による通信装置２１〜２ｎの検出結果に応じて次に検出する通信装置２１〜２ｎを決定する。具体的に、決定部８００は、検出部５０１が移動体１００の位置を検出するために用いた通信装置の次に進行方向Ａ００に位置する通信装置を、次に検出する通信装置（以下、待機中の通信装置と称する）とする。

【0076】

＜位置検出処理３＞
次に、図１１を用いて検出部５０１による位置検出処理３について説明する。ここでは、すでに検出部５０１が通信装置２３の位置に基づいて移動体１００の位置を検出しており、決定部８００が通信装置２２を待機中の通信装置としているものとして説明する。

【0077】

まず、検出部５０１は、第１モードでアンテナ装置４００から検出信号を送信し、通信装置２１〜２ｎを検出する（ステップＳ３０１）。次に、検出部５０１は、検出した通信装置が待機中の通信装置２２であるか否か判定する（ステップＳ３０２）。

【0078】

待機中の通信装置２２でない場合（ステップＳ３０２のＮｏ）、検出部５０１はステップＳ３０１に戻る。一方、検出した通信装置が待機中の通信装置２２である場合（ステップＳ３０２のＹｅｓ）、検出部５０１は、図６に示す位置検出処理２を実行する（ステップＳ３０３）。

【0079】

検出部５０１が、ステップＳ３０３で位置検出処理２を実行し、通信装置２２の位置に基づいて移動体１００の位置を検出した場合、決定部８００は、記憶部７００が記憶している通信装置２１〜２ｎに基づいて通信装置２１を次に待機する通信装置に決定する（ステップＳ３０４）。

【0080】

なお、検出部５０１がステップＳ３０２で待機中の通信装置２２以外の通信装置を検出した場合、通信装置２２より進行方向Ａ００に存在し、かつ通信装置２２に最も近い通信装置を待機中の通信装置に変更するようにしてもよい。

【0081】

なお、ステップＳ３０３で実行する位置検出処理２（図６参照）において、ステップ２０１を省略し、ステップＳ２０２で待機中の通信装置２２を検出しているか否か判定するようにしてもよい。また、ステップＳ３０３で図５に示す位置検出処理１を実行するようにしてもよい。

【0082】

以上のように、第２実施形態にかかる移動体システム４によると、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、決定部８００で次に検出する通信装置２１〜２ｎを予め決定しておくことで、通信装置２１〜２ｎの読み飛ばしが生じにくくなる。これにより、通信装置２１〜２ｎをより高精度に検出することができ、移動体１００の検出精度をさらに向上させることができる。

【0083】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施される。ことが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0084】

１〜４ 移動体システム
２１〜２ｎ 通信装置
１００ 移動体
２００ 移動経路
３００〜３０２ 無線装置
４００ アンテナ装置
４１０ アンテナ部
４１１、４１２ アンテナ
４２１、４２２ 反射板
４３０ 給電回路
４３１〜４３４ 端子
４３５ 移相器
５００、５０１ 検出部
６００、６１０、６２０ 無線部
７００ 記憶部
８００ 決定部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】