特開 2023-170148 距離測定管理システム、第１種無線装置、第２種無線装置、距離測定管理方法、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023170148

(43)【公開日】2023-12-01

(54)【発明の名称】距離測定管理システム、第１種無線装置、第２種無線装置、距離測定管理方法、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/74 20060101AFI20231124BHJP

   H04W 72/0446 20230101ALI20231124BHJP

   H04W 64/00 20090101ALI20231124BHJP

   G01S 5/14 20060101ALI20231124BHJP

【ＦＩ】

G01S13/74

H04W72/04 131

H04W64/00

G01S5/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022081686

(22)【出願日】2022-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123102

【弁理士】

【氏名又は名称】宗田 悟志

(72)【発明者】

【氏名】河地 玄

(72)【発明者】

【氏名】藏野 隆

(72)【発明者】

【氏名】植田 真介

(72)【発明者】

【氏名】丸岡 慎平

【テーマコード（参考）】

5J062

5J070

5K067

【Ｆターム（参考）】

5J062CC11

5J062FF01

5J070AC01

5J070AC02

5J070AE20

5J070AF01

5J070AK06

5J070BC10

5K067AA34

(57)【要約】

【課題】時刻を厳密に管理せずに、干渉発生の頻度を低減する技術を提供する。
【解決手段】第１スキャナ１００ａから第４スキャナ１００ｄと第１タグ２００ａと第２タグ２００ｂのうち、第１スキャナ１００ａと第１タグ２００ａとの組合せにおいて通信がなされることによって、第１スキャナ１００ａが第１タグ２００ａとの間の距離を測定可能である。設定部４３０は、第１スキャナ１００ａと第２スキャナ１００ｂが距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定する。通信部４１０は、第１スキャナ１００ａと第２スキャナ１００ｂに、設定部４３０において設定した測定可能期間を通知する。第１スキャナ１００ａと第２スキャナ１００ｂは、測定可能期間内の任意のタイミングで通信を実行する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１種無線装置と複数の第２種無線装置のうち、１つの前記第１種無線装置と１つの前記第２種無線装置との組合せにおいて通信がなされることによって、前記１つの前記第１種無線装置が前記１つの前記第２種無線装置との間の距離を測定可能であり、
２つ以上の前記第１種無線装置が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定する設定部と、
前記２つ以上の前記第１種無線装置のそれぞれ、または前記２つ以上の前記第１種無線装置の通信対象となる２つ以上の前記第２種無線装置のそれぞれに、前記設定部において設定した前記測定可能期間を通知する通信部とを備え、
前記２つ以上の前記第１種無線装置のそれぞれは、前記測定可能期間内の任意のタイミングで通信を実行する距離測定管理システム。

【請求項2】

前記２つ以上の前記第１種無線装置のそれぞれは、前記測定可能期間内の任意のタイミングで周波数を切りかえながら通信する請求項１に記載の距離測定管理システム。

【請求項3】

前記複数の前記第１種無線装置と前記複数の前記第２種無線装置から、前記１つの前記第１種無線装置と前記１つの前記第２種無線装置との組合せを２つ以上生成する生成部をさらに備え、
前記設定部は、前記生成部が生成した前記２つ以上の前記組合せのそれぞれにおける前記第１種無線装置に対して同一の前記測定可能期間を設定する請求項１または２に記載の距離測定管理システム。

【請求項4】

複数の前記測定可能期間が測定可能期間群として規定され、
前記設定部は、前記測定可能期間群に含まれる前記複数の前記測定可能期間のそれぞれに対して設定を実行し、
前記通信部は、前記測定可能期間群の開始前に、前記測定可能期間群に含まれる前記複数の前記測定可能期間を通知する請求項１または２に記載の距離測定管理システム。

【請求項5】

前記設定部は、前記複数の前記第１種無線装置における通信環境をもとに前記測定可能期間の長さを調節する請求項１または２に記載の距離測定管理システム。

【請求項6】

前記通信部は、前記複数の前記第１種無線装置を同期させるための同期信号を出力する請求項１または２に記載の距離測定管理システム。

【請求項7】

複数の第１種無線装置と複数の第２種無線装置のうち、１つの前記第１種無線装置と１つの前記第２種無線装置との組合せにおいて通信がなされることによって、前記１つの前記第１種無線装置が前記１つの前記第２種無線装置との間の距離を測定可能であり、
２つ以上の前記第１種無線装置が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間が距離測定管理システムにおいて設定され、前記距離測定管理システムから前記測定可能期間を受信するとともに、前記測定可能期間における任意のタイミングにおいて前記第２種無線装置との通信を実行する通信部と、
前記通信部における通信の結果をもとに、前記第２種無線装置との間の距離を測定する測距部と、
を備える第１種無線装置。

【請求項8】

複数の第１種無線装置と複数の第２種無線装置のうち、１つの前記第１種無線装置と１つの前記第２種無線装置との組合せにおいて通信がなされることによって、前記１つの前記第１種無線装置が前記１つの前記第２種無線装置との間の距離を測定可能であり、
２つ以上の前記第１種無線装置が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間が距離測定管理システムにおいて設定され、前記測定可能期間における任意のタイミングにおいて前記第１種無線装置との通信を実行する通信部と、
を備える第２種無線装置。

【請求項9】

複数の第１種無線装置と複数の第２種無線装置のうち、１つの前記第１種無線装置と１つの前記第２種無線装置との組合せにおいて通信がなされることによって、前記１つの前記第１種無線装置が前記１つの前記第２種無線装置との間の距離を測定可能であり、
２つ以上の前記第１種無線装置が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定するステップと、
前記２つ以上の前記第１種無線装置のそれぞれ、または前記２つ以上の前記第１種無線装置の通信対象となる２つ以上の前記第２種無線装置のそれぞれに前記測定可能期間を通知するステップと、
前記２つ以上の前記第１種無線装置のそれぞれが、前記測定可能期間内の任意のタイミングで通信を実行するステップと、
とを備える距離測定管理方法。

【請求項10】

複数の第１種無線装置と複数の第２種無線装置のうち、１つの前記第１種無線装置と１つの前記第２種無線装置との組合せにおいて通信がなされることによって、前記１つの前記第１種無線装置が前記１つの前記第２種無線装置との間の距離を測定可能であり、
２つ以上の前記第１種無線装置が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定するステップと、
前記２つ以上の前記第１種無線装置のそれぞれ、または前記２つ以上の前記第１種無線装置の通信対象となる２つ以上の前記第２種無線装置のそれぞれに前記測定可能期間を通知するステップとを備え、
前記２つ以上の前記第１種無線装置のそれぞれが、前記測定可能期間内の任意のタイミングで通信を実行することをコンピュータに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、測定技術に関し、特に２つの装置間の距離を測定する距離測定管理システム、第１種無線装置、第２種無線装置、距離測定管理方法、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

２つの無線装置間の距離を測定するために、２つの無線装置間において無線通信がなされる。例えば、１つ目の無線装置（以下、「第１種無線装置」という）から２つ目の無線装置（以下、「第２種無線装置」という）にキャリア信号が送信されるとともに、第２種無線装置から第１種無線装置にもキャリア信号が送信される。第１種無線装置における受信結果と、第２種無線装置における受信結果とをもとに、第１種無線装置と第２種無線装置との間の距離が測定される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１５５７２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数の第１種無線装置と複数の第２種無線装置とが近接し、これらが同時に距離測定のための通信を実行すると、同一周波数チャネルに同時に送信された信号の衝突により干渉が発生する。干渉の発生により通信の品質が低下し、距離の測定精度が低下する。一方、各装置において距離測定のための通信を実行する期間が重複しないように制御しつつ、多数の装置に短い期間内で距離を測定させるためには、各装置が切れ目なく通信を実行するよう厳密な時刻同期が必要となる。そのため、距離測定のための通信を実行する時刻を厳密に管理せずに、干渉発生の頻度を低減することが求められる。

【0005】

本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、時刻を厳密に管理せずに、干渉発生の頻度を低減する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示のある態様の距離測定管理システムは、複数の第１種無線装置と複数の第２種無線装置のうち、１つの第１種無線装置と１つの第２種無線装置との組合せにおいて通信がなされることによって、１つの第１種無線装置が１つの第２種無線装置との間の距離を測定可能であり、２つ以上の第１種無線装置が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定する設定部と、２つ以上の第１種無線装置のそれぞれ、または２つ以上の第１種無線装置の通信対象となる２つ以上の第２種無線装置のそれぞれに、設定部において設定した測定可能期間を通知する通信部とを備える。２つ以上の第１種無線装置のそれぞれは、測定可能期間内の任意のタイミングで通信を実行する。

【0007】

本開示の別の態様は、第１種無線装置である。この装置は、複数の第１種無線装置と複数の第２種無線装置のうち、１つの第１種無線装置と１つの第２種無線装置との組合せにおいて通信がなされることによって、１つの第１種無線装置が１つの第２種無線装置との間の距離を測定可能であり、２つ以上の第１種無線装置が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間が距離測定管理システムにおいて設定され、距離測定管理システムから測定可能期間を受信するとともに、測定可能期間における任意のタイミングにおいて第２種無線装置との通信を実行する通信部と、通信部における通信の結果をもとに、第２種無線装置との間の距離を測定する測距部と、を備える。

【0008】

本開示のさらに別の態様は、第２種無線装置である。この装置は、複数の第１種無線装置と複数の第２種無線装置のうち、１つの第１種無線装置と１つの第２種無線装置との組合せにおいて通信がなされることによって、１つの第１種無線装置が１つの第２種無線装置との間の距離を測定可能であり、２つ以上の第１種無線装置が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間が距離測定管理システムにおいて設定され、測定可能期間における任意のタイミングにおいて第１種無線装置との通信を実行する通信部と、を備える。

【0009】

本開示のさらに別の態様は、距離測定管理方法である。この方法は、複数の第１種無線装置と複数の第２種無線装置のうち、１つの第１種無線装置と１つの第２種無線装置との組合せにおいて通信がなされることによって、１つの第１種無線装置が１つの第２種無線装置との間の距離を測定可能であり、２つ以上の第１種無線装置が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定するステップと、２つ以上の第１種無線装置のそれぞれ、または２つ以上の第１種無線装置の通信対象となる２つ以上の第２種無線装置のそれぞれに測定可能期間を通知するステップと、２つ以上の第１種無線装置のそれぞれが、測定可能期間内の任意のタイミングで通信を実行するステップと、とを備える。

【0010】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、時刻を厳密に管理せずに、干渉発生の頻度を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施例に係る無線測距システムの構成を示す図である。

【図2】図２（ａ）－（ｂ）は、図１の無線測距システムにおけるスキャナ、タグ、位置推定装置の構成を示す図である。

【図3】図３（ａ）－（ｂ）は、図１の無線測距システムにおいて使用される信号のフォーマットを示す図である。

【図4】図１の無線測距システムの別の構成を示す図である。

【図5】図５（ａ）－（ｂ）は、図４の無線測距システムによる通信の概要を示す図である。

【図6】図６（ａ）－（ｂ）は、図４の無線測距システムによる通信の別の概要を示す図である。

【図7】図７（ａ）－（ｂ）は、図４の無線測距システムによる通信のさらに別の概要を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本開示を具体的に説明する前に、概要を述べる。実施例は、２つの無線装置間の距離を測定する無線測距システムに関する。無線測距システムに含まれる無線装置は、例えばスキャナとタグである。スキャナは、タグに対して測定用信号を送信する。タグは、測定用信号の受信結果（以下、「第１受信データ」という）を生成する。タグは、スキャナに対して測定用信号と第１受信データとを送信する。スキャナは、測定用信号の受信結果（以下、「第２受信データ」という）を生成する。スキャナは、第１受信データと第２受信データとを平均化して受信データを生成し、受信データをもとにＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法により距離を測定する。さらに、無線測距システムには、位置が固定されたスキャナが複数含まれており、各スキャナにおいて測定されたタグとの距離をもとに、タグの位置が推定される。

【0014】

無線測距システムにおける複数のスキャナと複数のタグが同時に通信を実行する場合、測定用信号の衝突により干渉が発生する。干渉により、第１受信データと第２受信データの少なくとも１つの精度が低下する。第１受信データと第２受信データの少なくとも１つの精度が低下すると、距離の測定精度が低下する。一方、干渉の発生を抑制するために、例えば、複数のスキャナと複数のタグの通信のタイミングを一切重ねない制御が実行される。しかしながら、このような制御を実現するために、各装置の動作タイミングを厳密に同期する必要があるので、実現が困難である。また、通信が実行されない期間が多くなるので、電波の利用効率が低下し、無線測距システムに含まれるスキャナとタグの数が低下する。

【0015】

本実施例に係る無線測距システムには、距離を測定するための通信の期間よりも長い測定可能期間を２つ以上のスキャナに通知する。当該２つ以上のスキャナは、測定可能期間内の任意のタイミングでタグとの通信を実行する。１つの測定可能期間に含めるスキャナの数が制限されるので、時刻を厳密に管理しなくても干渉発生の頻度が低減される。ここでは、（１）無線測距システム１０００によるタグ２００の位置推定の原理、（２）通信のタイミングの制御を順に説明する。

【0016】

（１）無線測距システム１０００によるタグ２００の位置推定の原理
図１は、無線測距システム１０００の構成を示す。無線測距システム１０００は、スキャナ１００と総称される第１スキャナ１００ａから第４スキャナ１００ｄ、タグ２００と総称される第１タグ２００ａ、第２タグ２００ｂ、位置推定装置３００を含む。無線測距システム１０００に含まれるスキャナ１００の数は「４」に限定されず、タグ２００の数は「２」に限定されない。スキャナ１００を第１種無線装置と呼ぶ場合、タグ２００は第２種無線装置と呼ばれる。

【0017】

各スキャナ１００の位置は固定であり、スキャナ１００はタグ２００との無線通信機能を有する。例えば、第１スキャナ１００ａと第１タグ２００ａとの組合せにおいて無線通信がなされることによって、第１スキャナ１００ａは、第１スキャナ１００ａと第１タグ２００ａとの間の距離（以下、「第１距離」という）を測定する。また、第２スキャナ１００ｂと第１タグ２００ａとの組合せにおいて無線通信がなされることによって、第２スキャナ１００ｂは、第２スキャナ１００ｂと第１タグ２００ａとの間の距離（以下、「第２距離」という）を測定する。さらに、第３スキャナ１００ｃと第１タグ２００ａとの組合せにおいて無線通信がなされることによって、第３スキャナ１００ｃは、第３スキャナ１００ｃと第１タグ２００ａとの間の距離（以下、「第３距離」という）を測定する。各スキャナ１００は、有線または無線により位置推定装置３００と通信可能であり、測定した距離の情報を位置推定装置３００に送信する。

【0018】

位置推定装置３００は、各スキャナ１００から距離の情報を受信する。また、位置推定装置３００は、各スキャナ１００が固定された位置情報を記憶する。位置情報は、例えば緯度と経度により示される。位置推定装置３００は、第１距離、第２距離、第３距離と、第１スキャナ１００ａから第３スキャナ１００ｃのそれぞれの位置情報とをもとに、三点測位を実行することによって第１タグ２００ａの位置を推定する。第２タグ２００ｂに対しても同様の処理が実行される。

【0019】

図２（ａ）－（ｂ）は、無線測距システム１０００におけるスキャナ１００、タグ２００、位置推定装置３００の構成を示す。図２（ａ）は、スキャナ１００、タグ２００の構成を示す。スキャナ１００は、通信部１０２、導出部１３０、測距部１４０、外部通信部１５０、制御部１６０を含み、通信部１０２は、送信部１１０、受信部１２０を含む。タグ２００は、通信部２０２、導出部２３０を含み、通信部２０２は、送信部２１０、受信部２２０を含む。スキャナ１００は距離を測定する処理を実行する装置であり、タグ２００は距離の測定対象となる装置である。

【0020】

スキャナ１００の送信部１１０は、タグ２００における受信環境の測定に使用すべき第１測定用信号と、第１測定用信号の送信タイミングが示されるトリガ信号とをタグ２００に送信する。図３（ａ）－（ｂ）は、無線測距システム１０００において使用される信号のフォーマットを示す。図３（ａ）は、送信部１１０から送信される信号のフォーマットを示す。信号の先頭にはトリガ信号が配置される。トリガ信号は予め定められたパターンを有し、これに続いて第１測定用信号が配置されることを示す。第１測定用信号では、互いに異なる複数の周波数「ｆ_１」、「ｆ_２」、・・・、「ｆ_Ｋ」の無変調波が時分割多重されている。無変調波の周波数間隔は等間隔である。第１測定用信号では、「ｆ_１」、「ｆ_２」、・・・、「ｆ_ｎ－１」、「ｆ_ｎ＋１」、・・・、「ｆ_Ｋ」のように、特定の周波数「ｆ_ｎ」がはじめから欠落されてもよい。第１測定用信号では、周波数の昇順に無変調波が並べられいなくてもよく、降順またはランダムに配置されていてもよい。図３（ｂ）は後述するので、図２に戻る。

【0021】

タグ２００の受信部２２０は、トリガ信号と第１測定用信号とをスキャナ１００から受信する。受信部２２０は送信部１１０と非同期で動作する。受信部２２０は、トリガ信号を受信することによって、第１測定用信号の受信を認識する。導出部２３０は、受信部２２０において受信した第１測定用信号に含まれる複数の周波数の無変調波のそれぞれに対して受信結果を導出する。各受信結果は、受信部２２０における直交検波の結果であり、かつ同相成分と直交成分とを含む複素データである。複数の周波数のそれぞれに対する受信結果の組合せが、前述の第１受信データに相当する。第１受信データは、トリガ信号が示す送信タイミングにおいてタグ２００が第１測定用信号をもとに測定した受信環境を示す。

【0022】

送信部２１０は、導出部２３０において導出した第１受信データと、スキャナ１００における受信環境の測定に使用すべき第２測定用信号とをスキャナ１００に送信する。第１受信データは第２測定用信号とは別に送信されてもよい。例えば、第１受信データは第２測定用信号より後に送信されてもよい。図３（ｂ）は、送信部２１０から送信される信号のフォーマットを示す。信号の先頭には第１受信データが配置される。第１受信データに続いて第２測定用信号が配置される。第２測定用信号では、互いに異なる複数の周波数「ｆ_１」、「ｆ_２」、・・・、「ｆ_Ｋ」の無変調波が時分割多重されている。無変調波の周波数間隔は等間隔である。第２測定用信号でも、周波数の昇順に無変調波が並べられいなくてもよく、降順またはランダムに配置されていてもよい。図２に戻る。

【0023】

スキャナ１００の受信部１２０は、第１受信データと第２測定用信号とをタグ２００から受信する。受信部１２０は送信部２１０と非同期で動作する。受信部１２０は、第１受信データを測距部１４０に出力する。導出部１３０は、受信部２２０において受信した第２測定用信号に含まれる複数の周波数の無変調波のそれぞれに対して受信結果を導出する。各受信結果は、受信部１２０における直交検波の結果であり、かつ同相成分と直交成分とを含む複素データである。複数の周波数のそれぞれに対する受信結果の組合せが、前述の第２受信データに相当する。第２受信データは、スキャナ１００が第２測定用信号をもとに測定した受信環境を示す。導出部１３０は、第２受信データを測距部１４０に出力する。

【0024】

測距部１４０は、導出部において導出した第２受信データと、受信部において受信した第１受信データを受けつける。第１受信データと第２受信データは、前述のごとく、複数の周波数のそれぞれに対応した成分を含み、かつ複素データである。測距部１４０は、第１受信データと第２受信データとを成分毎に対応づけてから成分毎に平均を計算することによって、第１受信データと第２受信データをもとに受信データを生成する。そのため、受信データも、複数の周波数のそれぞれに対応した成分を有する。前述のごとく、送信部１１０と受信部２２０は同期せず、受信部１２０と送信部２１０は同期しないので、スキャナ１００とタグ２００は非同期で動作する。そのため、第１受信データと第２受信データのそれぞれには同期のずれの成分が含まれており、第１受信データと第２受信データは、距離に応じた位相情報を示さない。しかしながら、第１受信データには、スキャナ１００に対するタグ２００の同期のずれの成分が含まれ、第２受信データには、タグ２００に対するスキャナ１００の同期のずれの成分が含まれる。第１受信データと第２受信データとを平均化することによって、同期のずれが相殺されるので、距離に応じた位相情報が得られる。

【0025】

測距部１４０は、受信データをもとに、ＭＵＳＩＣ法により、タグ２００との間の距離を測定する。受信データに含まれる成分の数をＫとすると、時刻ｔでの受信データＸ（ｔ）は、次のように示される。

【数1】

ｘ_１（ｔ）、ｘ_２（ｔ）等は、受信データＸ（ｔ）に含まれる各成分であり、例えば、ｘ_１（ｔ）は周波数ｆ_１に対応した成分を示す。周波数ｆ_１に対応した成分は、同相成分の状態を示すＩ_１（ｔ）と、直交成分の状態を示すＱ_１（ｔ）とを使用すると、次のように示される。

【数2】

ここで、Ａは、無変調波の振幅を示す。また、周波数ｆ_ｉに対応した成分は、同相成分の状態を示すＩ_ｉ（ｔ）と、直交成分の状態を示すＱ_ｉ（ｔ）とを使用すると、次のように示される。

【数3】

【0026】

受信データの相関行列Ｒ_ｘｘは、次のように示される。

【数4】

Ｈは複素共役転置、Ｅ［］は時間平均を示す。相関行列Ｒ_ｘｘに対する固有値展開は、次のように示される。

【数5】

ここで、ｅ_ｉは相関行列Ｒ_ｘｘの固有ベクトルを示し、λ_ｉは固有値を示し、σ^２は雑音電力を示す。

【0027】

距離推定で使用されるモードベクトルａ（ｒ_ｉ）は次のように示される。

【数6】

Ｔは転置を示す。これらより以下の関係が成り立つ。

【数7】

【0028】

そのため、ＭＵＳＩＣ評価関数Ｐ_{ＭＵＳＩＣ}は次のように示される。

【数8】

式（８）において、ｒを変化させると、ＭＵＳＩＣ評価関数Ｐ_{ＭＵＳＩＣ}の値も変化する。ＭＵＳＩＣ評価関数Ｐ_{ＭＵＳＩＣ}のピークを検出し、当該ピークに対応するｒの値が、測定すべき距離ｒに相当する。

【0029】

外部通信部１５０は、有線または無線により図１の位置推定装置３００と接続されており、位置推定装置３００と通信可能である。外部通信部１５０は、測距部１４０において測定した距離の情報を位置推定装置３００に送信する。その際、本スキャナ１００を識別するための識別情報（以下、「スキャナＩＤ」という）と、距離を測定したタグ２００を識別するための識別情報（以下、「タグＩＤ」という）も送信される。制御部１６０は、スキャナ１００の動作を制御し、制御部２６０は、タグ２００の動作を制御する。

【0030】

図２（ｂ）は、位置推定装置３００の構成を示す。位置推定装置３００は、距離記憶部３１０、位置推定部３２０を含む。距離記憶部３１０は、各スキャナ１００と通信することによって、各スキャナ１００から距離の情報を受信する。距離記憶部３１０は、スキャナＩＤ、タグＩＤ、距離を対応づけながら記憶する。また、距離記憶部３１０は、各スキャナ１００のスキャナＩＤと、スキャナ１００が固定された位置情報とを対応づけながら記憶する。

【0031】

位置推定部３２０は、距離記憶部３１０から、スキャナＩＤ、タグＩＤ、距離の組合せであって、推定対象の１つのタグＩＤが含まれた組合せを３つ以上、例えば３つ抽出する。また、位置推定部３２０は、抽出した組合せに含まれたスキャナＩＤの位置情報を距離記憶部３１０から抽出する。さらに、位置推定部３２０は、抽出した組合せに含まれた距離と、抽出した位置情報をもとに、三点測位を実行する。三点測位の結果が、推定対象のタグ２００の位置である。

【0032】

本開示における装置、システム、または方法の主体は、コンピュータを備えている。このコンピュータがプログラムを実行することによって、本開示における装置、システム、または方法の主体の機能が実現される。コンピュータは、プログラムにしたがって動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによって機能を実現することができれば、その種類は問わない。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）、またはＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を含む１つまたは複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集積されてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に備えられていてもよい。プログラムは、コンピュータが読み取り可能なＲＯＭ、光ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録される。プログラムは、記録媒体に予め格納されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。

【0033】

（２）通信のタイミングの制御
図４は、無線測距システム１０００の別の構成を示す。図４には、図１と同様に、第１スキャナ１００ａから第４スキャナ１００ｄ、第１タグ２００ａ、第２タグ２００ｂが示されるが、図１とは異なり、位置推定装置３００が省略される。また、無線測距システム１０００には、距離測定管理装置４００も含まれ、距離測定管理装置４００は、通信部４１０、生成部４２０、設定部４３０を含む。距離測定管理装置４００は、複数の装置により構成されてもよく、距離測定管理装置４００は距離測定管理システムと呼ばれてもよい。

【0034】

ここでは、説明を明瞭にするために、複数のスキャナ１００と複数のタグ２００との通信のうち、第１スキャナ１００ａと第１タグ２００ａとの通信と、第２スキャナ１００ｂと第２タグ２００ｂとの通信に着目する。距離測定管理装置４００の設定部４３０は、２つ以上のスキャナ１００、例えば第１スキャナ１００ａと第２スキャナ１００ｂが距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定する。測定可能期間には、第１スキャナ１００ａと第２スキャナ１００ｂ以外のスキャナ１００が含まれてもよいが、複数のスキャナ１００のすべては含まれない。つまり、複数のスキャナ１００のうち、一部のスキャナ１００が測定可能期間において通信可能とされる。ここで、スキャナ１００の総数が、同じ測定可能期間を共有できる最大台数に満たないほど十分に少ない場合、スキャナ１００のすべてが同じ測定可能可能期間に含まれてもよい。通信部４１０は、２つ以上のスキャナ１００のそれぞれ、例えば、第１スキャナ１００ａと第２スキャナ１００ｂに、設定部４３０において設定した測定可能期間を通知する。測定可能期間は、例えば、測定可能期間の開始時刻と測定可能期間の長さにより示される。その際、測定可能期間を使用可能なスキャナ１００のスキャナＩＤも通知される。

【0035】

第１スキャナ１００ａと第２スキャナ１００ｂの外部通信部１５０（図２（ａ））は、測定可能期間とスキャナＩＤが含まれた信号を受信する。制御部１６０は、スキャナＩＤが自らのスキャナＩＤである場合、測定可能期間を設定する。図５（ａ）－（ｂ）は、無線測距システム１０００による通信の概要を示す。これらの横軸は時刻を示す。図５（ａ）において距離測定管理装置４００が測定可能期間を第１スキャナ１００ａに送信すると、第１スキャナ１００ａの制御部１６０は測定可能期間を設定する。第１スキャナ１００ａは、測定可能期間内の任意のタイミングで、周波数チャネルを切りかえながら第１タグ２００ａとの通信を実行する。例えば、「（１）無線測距システム１０００によるタグ２００の位置推定の原理」において説明した通信がなされる。通信において使用される周波数チャネルは黒色で示される。

【0036】

第２スキャナ１００ｂの制御部１６０も測定可能期間を設定する。第２スキャナ１００ｂの送信部１１０は、測定可能期間内の任意のタイミングで、周波数チャネルを切りかえながら第２タグ２００ｂとの通信を実行する。ここで、第１スキャナ１００ａと第２スキャナ１００ｂにおける任意のタイミングは独立して設定される。図５（ｂ）は、各スキャナ１００から送信される第１測定用信号とトリガ信号を示す。第１スキャナ１００ａに使用される周波数チャネルは黒色で示され、第２スキャナ１００ｂに使用される周波数チャネルは縦線で示される。仮に、測定可能期間において第３スキャナ１００ｃも送信する場合、第３スキャナ１００ｃに使用される周波数チャネルは横線で示される。

【0037】

測定可能期間において通信可能なスキャナ１００の数が制限されるので、干渉発生の頻度が低減される。測定可能期間内の任意のタイミングでスキャナ１００が通信を実行するので、時刻を厳密に管理しなくてもすむ。測定可能期間内の任意のタイミングでスキャナ１００が通信を実行するので、干渉発生の頻度が低減される。また、スキャナ１００とタグ２００は、周波数チャネルを切りかえながら通信するので、干渉発生の頻度が低減される。

【0038】

これまで説明したスキャナ１００とタグ２００の通信に近距離無線通信システム、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）） ＬＥが使用されてもよい。図６（ａ）－（ｂ）は、無線測距システム１０００による通信の別の概要を示す。図６（ａ）はタグ２００の動作を示す。（ｉ）において、タグ２００は、アドバタイズ(接続要求信号)を定期的に送信する。（ｉｉ）において、タグ２００は、スキャナ１００からの応答を一定期間待ち受ける。（ｉｉｉ）において、タグ２００は、消費電力を削減するために、しばらくスリープする。（ｉｖ）において、タグ２００は、応答をスキャナ１００から受信したら、接続シーケンスを実行して、スキャナ１００との接続を確立する。（ｖ）において、タグ２００は、トリガ信号をスキャナ１００から受信すると、「（１）無線測距システム１０００によるタグ２００の位置推定の原理」で説明した処理を実行する。

【0039】

図６（ｂ）はスキャナ１００の動作を示す。スキャナ１００は、測定可能期間を距離測定管理装置４００から通知されると、測定可能期間を設定する。スキャナ１００は、測定可能期間内においてアドバタイズをタグ２００から受信すると、タグ２００との接続を確立する。スキャナ１００は、タグ２００と接続してから一定期間経過後に距離の測定を実行する。

【0040】

これまでの説明において、距離の測定を実行すべきスキャナ１００とタグ２００との組合せは予め決められている。以下では、組合せを決定するための処理を説明する。タグ２００の送信部２１０は、存在通知信号を定期的にブロードキャスト送信する。存在通知信号は、タグ２００の存在を周囲の装置に知らせるための信号であり、例えばアドバタイズである。存在通知信号にはタグＩＤが含まれる。スキャナ１００の受信部１２０は、存在通知信号をタグ２００から受信する。外部通信部１５０は、有線または無線により図４の距離測定管理装置４００と接続されており、距離測定管理装置４００と通信可能である。外部通信部１５０は、存在通知信号に含まれたタグＩＤと、スキャナ１００のスキャナＩＤを距離測定管理装置４００に送信する。

【0041】

距離測定管理装置４００の通信部４１０は、タグＩＤとスキャナＩＤの組合せを、タグ２００からの存在通知信号を受信したスキャナ１００から受けつける。タグＩＤとスキャナＩＤの組合せは、通信可能なスキャナ１００とタグ２００を示す。通信部４１０は、タグＩＤ、スキャナＩＤを対応づけて記憶する。

【0042】

生成部４２０は、通信部４１０において記憶したタグＩＤ、スキャナＩＤの対応関係を参照して、複数のスキャナ１００と複数のタグ２００との中から、測定可能期間において通信すべきスキャナ１００とタグ２００との組合せを複数生成する。例えば、生成部４２０は、複数のスキャナ１００と複数のタグ２００の中から、通信可能な１つのスキャナ１００と１つのタグ２００との組合せを２つ以上生成する。例えば、１つの測定可能期間において４つの組合せを限度として通信可能であると定められている場合、生成部４２０は４以下の組合せを生成する。生成部４２０は、生成した組合せを設定部４３０に知らせる。設定部４３０における処理はこれまで同様であるので、ここでは説明を省略する。

【0043】

さらに、処理を効率的にするために、複数の測定可能期間が測定可能期間群として規定され、測定可能期間群に含まれた複数の測定可能期間のそれぞれに複数の組合せを割り当ててもよい。ここでは、第１スキャナ１００ａから第４スキャナ１００ｄ、第１タグ２００ａから第４タグ２００ｄを通信対象とし、１つの測定可能期間において４つの組合せが通信可能であるとする。

【0044】

図７（ａ）－（ｂ）は、無線測距システム１０００による通信のさらに別の概要を示す。図７（ａ）は、距離測定管理装置４００の生成部４２０と設定部４３０による処理の結果を示す。１つの測定可能期間群は３つの測定可能期間を含む。第１スキャナ１００ａと第１タグ２００ａの組合せ、第２スキャナ１００ｂと第４スキャナ１００ｄの組合せ、第３スキャナ１００ｃと第２タグ２００ｂの組合せ、第４スキャナ１００ｄと第３タグ２００ｃの組合せが生成され、測定可能期間「１」に割り当てられる。測定可能期間「２」、「３」についても同様の処理がなされ、測定可能期間「１」での組合せとは異なった組合せが各測定可能期間に割り当てられる。つまり、設定部４３０は、生成部４２０が生成した２つ以上の組合せのそれぞれにおけるスキャナ１００に対して同一の測定可能期間を設定するとともに、測定可能期間群に含まれる複数の測定可能期間のそれぞれに対して設定を実行する。

【0045】

図７（ｂ）は、図７（ａ）の処理がなされた後の処理を示す。距離測定管理装置４００の通信部４１０は、測定可能期間群の開始前に、割当結果を各スキャナ１００に送信する。これは、測定可能期間群の開始前に、測定可能期間群に含まれる複数の測定可能期間を各スキャナ１００に通知することに相当する。測定可能期間「１」において、４つの組合せは、タイミングをずらしながら通信を実行する。測定可能期間「２」、「３」においても同様である。

【0046】

本実施例によれば、２つ以上のスキャナ１００が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定し、各スキャナ１００は、測定可能期間内の任意のタイミングで通信を実行するので、通信可能なスキャナ１００の数が制限されて干渉発生の頻度を低減できる。また、２つ以上のスキャナ１００が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定し、各スキャナ１００は、測定可能期間内の任意のタイミングで通信を実行するので、時刻を厳密に管理せずに、干渉発生の頻度を低減できる。また、スキャナ１００とタグ２００が周波数チャネルを切りかえながら通信するので、干渉発生の頻度を低減できる。

【0047】

また、１つのスキャナ１００と１つのタグ２００との組合せを２つ以上生成し、それらの組合せに同一の測定可能期間を設定するので、測定可能期間で通信させる組合せを選択できる。また、測定可能期間群の開始前に、測定可能期間群に含まれる複数の測定可能期間を通知するので、通信の効率を向上できる。

【0048】

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の距離測定管理システム（４００）は、複数の第１種無線装置（１００）と複数の第２種無線装置（２００）のうち、１つの第１種無線装置（１００）と１つの第２種無線装置（２００）との組合せにおいて通信がなされることによって、１つの第１種無線装置（１００）が１つの第２種無線装置（２００）との間の距離を測定可能であり、２つ以上の第１種無線装置（１００）が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定する設定部（４３０）と、２つ以上の第１種無線装置（１００）のそれぞれ、または２つ以上の第１種無線装置（１００）の通信対象となる２つ以上の第２種無線装置（２００）のそれぞれに、設定部（４３０）において設定した測定可能期間を通知する通信部（４１０）とを備える。２つ以上の第１種無線装置（１００）のそれぞれは、測定可能期間内の任意のタイミングで通信を実行する。

【0049】

２つ以上の第１種無線装置（１００）のそれぞれは、測定可能期間内の任意のタイミングで周波数を切りかえながら通信してもよい。

【0050】

複数の第１種無線装置（１００）と複数の第２種無線装置（２００）から、１つの第１種無線装置（１００）と１つの第２種無線装置（２００）との組合せを２つ以上生成する生成部（４２０）をさらに備えてもよい。設定部（４３０）は、生成部（４２０）が生成した２つ以上の組合せのそれぞれにおける第１種無線装置（１００）に対して同一の測定可能期間を設定してもよい。

【0051】

複数の測定可能期間が測定可能期間群として規定され、設定部（４３０）は、測定可能期間群に含まれる複数の測定可能期間のそれぞれに対して設定を実行し、通信部（４１０）は、測定可能期間群の開始前に、測定可能期間群に含まれる複数の測定可能期間を通知してもよい。

【0052】

設定部（４３０）は、複数の第１種無線装置（１００）における通信環境をもとに測定可能期間の長さを調節してもよい。

【0053】

通信部（４１０）は、複数の第１種無線装置（１００）を同期させるための同期信号を出力してもよい。

【0054】

本開示の別の態様は、第１種無線装置（１００）である。この装置は、複数の第１種無線装置（１００）と複数の第２種無線装置（２００）のうち、１つの第１種無線装置（１００）と１つの第２種無線装置（２００）との組合せにおいて通信がなされることによって、１つの第１種無線装置（１００）が１つの第２種無線装置（２００）との間の距離を測定可能であり、２つ以上の第１種無線装置（１００）が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間が距離測定管理システム（４００）において設定され、距離測定管理システム（４００）から測定可能期間を受信するとともに、測定可能期間における任意のタイミングにおいて第２種無線装置（２００）との通信を実行する通信部（１０２）と、通信部（１０２）における通信の結果をもとに、第２種無線装置（２００）との間の距離を測定する測距部（１４０）と、を備える。

【0055】

本開示のさらに別の態様は、第２種無線装置（２００）である。この装置は、複数の第１種無線装置（１００）と複数の第２種無線装置（２００）のうち、１つの第１種無線装置（１００）と１つの第２種無線装置（２００）との組合せにおいて通信がなされることによって、１つの第１種無線装置（１００）が１つの第２種無線装置（２００）との間の距離を測定可能であり、２つ以上の第１種無線装置（１００）が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間が距離測定管理システム（４００）において設定され、測定可能期間における任意のタイミングにおいて第１種無線装置（１００）との通信を実行する通信部（２０２）と、を備える。

【0056】

本開示のさらに別の態様は、距離測定管理方法である。この方法は、複数の第１種無線装置（１００）と複数の第２種無線装置（２００）のうち、１つの第１種無線装置（１００）と１つの第２種無線装置（２００）との組合せにおいて通信がなされることによって、１つの第１種無線装置（１００）が１つの第２種無線装置（２００）との間の距離を測定可能であり、２つ以上の第１種無線装置（１００）が距離を測定するための通信を実行可能な測定可能期間を設定するステップと、２つ以上の第１種無線装置（１００）のそれぞれ、または２つ以上の第１種無線装置（１００）の通信対象となる２つ以上の第２種無線装置（２００）のそれぞれに測定可能期間を通知するステップと、２つ以上の第１種無線装置（１００）のそれぞれが、測定可能期間内の任意のタイミングで通信を実行するステップと、とを備える。

【0057】

以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【0058】

本実施例において、距離測定管理装置４００の通信部４１０は、２つ以上のスキャナ１００のそれぞれに測定可能期間を通知している。しかしながらこれに限らず例えば、通信部４１０は、２つ以上のスキャナ１００の通信対象となる２つ以上のタグ２００のそれぞれに測定可能期間を通知してもよい。この場合、タグ２００と通信すべきスキャナ１００のスキャナＩＤも通知される。タグ２００は、測定可能期間とスキャナＩＤを送信する。スキャナＩＤに該当するスキャナ１００は、受信した測定可能期間を設定する。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

【0059】

本実施例の距離測定管理装置４００の通信部４１０は、複数のスキャナ１００を同期させるための同期信号を複数のスキャナ１００のそれぞれに送信してもよい。同期信号には例えば時刻の情報が含まれる。本変形例によれば、同期信号により複数のスキャナ１００を同期させるので、異なった測定可能期間が重なってしまうことを防止できる。

【0060】

本実施例の距離測定管理装置４００の設定部４３０は、測定可能期間の長さを調節してもよい。スキャナ１００の通信部１０２は、周囲のトラヒック量を測定する機能を有する。トラヒック量の測定については公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。外部通信部１５０は、測定したトラヒック量の情報を距離測定管理装置４００に送信する。距離測定管理装置４００の設定部４３０は、トラヒック量をもとに測定可能期間の長さを調節する。例えば、トラヒック量が多いほど測定可能期間が長くされる。このように、設定部４３０は、複数のスキャナ１００における通信環境をもとに測定可能期間の長さを調節する。本変形例によれば、トラヒック量が多いほど測定可能期間が長くされるので、信号の衝突確率の増加を抑制できる。

【符号の説明】

【0061】

１００ スキャナ（第１種無線装置）、 １０２ 通信部、 １１０ 送信部、 １２０ 受信部、 １３０ 導出部、 １４０ 測距部、 １５０ 外部通信部、 １６０ 制御部、 ２００ タグ（第２種無線装置）、 ２０２ 通信部、 ２１０ 送信部、 ２２０ 受信部、 ２３０ 導出部、 ２６０ 制御部、 ３００ 位置推定装置、 ３１０ 距離記憶部、 ３２０ 位置推定部、 ４００ 距離測定管理装置（距離測定管理システム）、 ４１０ 通信部、 ４２０ 生成部、 ４３０ 設定部、 １０００ 無線測距システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】