JP2007256051A - 移動体の位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、漏洩同軸ケーブルを利用して低コストで種々の移動体の位置を検出することができる移動体の位置検出方法を提供するものである。
【解決手段】 かゝる本発明は、位置検出エリアに少なくとも２本の漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂを対向させて布設し、これら２本の漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂのそれぞれに受信器２０Ａ、２０Ｂを接続する一方、位置検出エリア内の移動体側の発信器３０からの発信信号を、２本の漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂを通じてそれぞれの受信器２０Ａ、２０Ｂにより受信し、両受信器２０Ａ、２０Ｂでの受信信号の信号強度から移動体の位置を検出する移動体の位置検出方法にあり、これにより、低コストで種々の移動体の位置を検出することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、漏洩同軸ケーブルを利用して低コストで種々の移動体の位置を検出することができる移動体の位置検出方法に関する。

漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）は、ケーブル外部導体部分の長手方向に適宜間隔で信号漏洩部（スリットなど）が設けてあって、伝送信号（電波）が長手方向に沿って漏れる構造となっている。従って、ＬＣＸ側からの送信信号は長手方向に沿って漏れる一方、逆に受信信号にあっては、長手方向に沿って受信される（拾われる）ことになる。このようなＬＣＸを特性を利用して、従来から、移動体の位置などを検出する種々の方法が提案されている（特許文献１〜５）。
特開平０９−０１６８８６号公報 特開平１０−０３９０１２号公報 特開平１０−１０５８７８号公報 特開２００４−２０１１４３号公報 特開２００４−３１２４４４号公報

ところが、上記提案のものは、１次元の位置情報しか得られなかったり、装置系が高価なものとなるなどの問題点があった。
つまり、特許文献１（移動体の位置検出方法、その伝送装置及び位置検出装置）は、位相差による道路上での１次元の位置を検出する方法などである。特許文献２（面移動体探知装置）は、多数のＬＣＸを布設して放射波と反射波から面内の位置を検出するものであるが、高価な装置となる。特許文献３（交通信号制御装置）は、送信用と受信用の２本のＬＣＸ間の移動体の１次元の位置を検出するものである。特許文献４（無線通信における移動体位置検出方式）は、ＬＣＸからの送信電力を位置的にかえて移動体の受信器で受信した電力から１次元の位置を知るものである。特許文献５（顧客の位置情報収集システム）は、対象エリアに１本のＬＣＸを張り巡らして移動体からの受信波の遅延時間から位置を求める方法であるが、高価なものとなる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、低コストで、移動体の２次元や３次元の位置情報を簡単に検出することができる移動体の位置検出方法を提供するものである。

請求項１記載の本発明は、位置検出エリアに少なくとも２本の漏洩同軸ケーブルを対向させて布設し、これら２本の漏洩同軸ケーブルのそれぞれに受信器を接続する一方、前記位置検出エリア内の移動体側の発信器からの発信信号を、前記２本の漏洩同軸ケーブルを通じて前記それぞれの受信器により受信し、当該両受信器での受信信号の信号強度から前記移動体の位置を検出することを特徴とする移動体の位置検出方法にある。

請求項２記載の本発明は、位置検出エリアに少なくとも２本の漏洩同軸ケーブルを対向させて布設し、これら２本の漏洩同軸ケーブルに周波数分離用の各フィルタ部を介して１台の受信器を接続する一方、前記位置検出エリア内の移動体側の発信器からの周波数の異なる少なくとも２種の発信信号を、前記２本の漏洩同軸ケーブルを通じて前記１台の受信器により受信し、当該受信器での２種の受信信号の信号強度から前記移動体の位置を検出することを特徴とする移動体の位置検出方法にある。

請求項３記載の本発明は、位置検出エリアに少なくとも２本の漏洩同軸ケーブルを対向させて布設し、これら２本の漏洩同軸ケーブルにケーブル選択用の切り換え部を介して１台の受信器を接続する一方、前記位置検出エリア内の移動体側の発信器からの発信信号を、前記２本の漏洩同軸ケーブルを通じて前記１台の受信器により受信し、当該受信器での２種の受信信号の信号強度から前記移動体の位置を検出することを特徴とする移動体の位置検出方法にある。

請求項４記載の本発明は、前記２本の漏洩同軸ケーブルに対して、前記両受信器での受信信号の信号強度が大きくなる部位にそれぞれの受信器を接続することを特徴とする請求項１、２又は３記載の移動体の位置検出方法にある。

請求項５記載の本発明は、前記漏洩同軸ケーブルの布設数を３本とし、かつ、これに対応して他の構成部分を変更して、得られる３種の受信信号の信号強度から前記移動体の３次元の位置を検出することを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の移動体の位置検出方法にある。

請求項６記載の本発明は、前記移動体が、受信器付きの携帯端末であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の移動体の位置検出方法にある。

請求項７記載の本発明は、前記移動体側の発信器の発信周波数を変えることで、複数の移動体の位置を検出することを特徴とする１、２、３、４、５又は６記載の移動体の位置検出方法にある。

請求項８記載の本発明は、前記移動体側に受信機能を持たせて、受信器側で得られた位置情報を受信できるようにしたことを特徴とする１、２、３、４、５、６又は７記載の移動体の位置検出方法にある。

請求項９記載の本発明は、前記受信器と発信器を入れ換えると共に、受信器側にコントローラなどの機能を持たせて、前記移動体側で受信された受信信号の信号強度からその位置を検出することを特徴とする１、２、３、４、５、７又は８記載の移動体の位置検出方法にある。

本発明の移動体の位置検出方法によると、位置検出エリアにに布設された少なくとも２本の漏洩同軸ケーブルと、このケーブルを通じて送受信される発信器（送信器）と受信器との組み合わせによって、得られる受信信号の信号強度から、簡単かつ安価な装置系で、種々の移動体の２次元や３次元の位置情報を検出することができる。

図１は、本発明に係る移動体の位置検出方法を実施するための装置系の一態様を示したものである。１０Ａ、１０Ｂは２本の漏洩同軸ケーブルで、適宜位置検出エリア、例えば地下工事現場などを想定した場合、暗い坑道エリアなどに布設する。より具体的には、両ケーブルを、坑道内の長手方向で左右の壁側に離間させて、かつ、ほぼ平行に対向させて布設する。２０Ａ、２０Ｂはそれぞれの漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂに接続された受信器である。３０は坑道内の作業者などに持たせた携帯端末の発信器（送信器）である。４０は例えば工事管理室側などに設置されたコントローラ（制御部：コンピュータ内蔵で受信データのホールド部や演算部などの所望の機能部を有するもの）、５０はコントローラ４０で必要とされる種々のデータ、例えば受信された信号強度と位置との関連などの関係データが予め格納してあるデータベース部である。

上記受信器２０Ａ、２０Ｂは、工事管理室側などに設置すればよく、２本の漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂとは、発信器３０からの受信信号の強度差がなるべく大きくなる部位に接続することが望ましい。例えば、受信器２０Ａ、２０Ｂをそれぞれ各漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂの図中左端側と接続する。そうすると、図２に示すように、漏洩同軸ケーブル１０Ａから受信される受信器２０Ａでの受信強度は、受信器側との離間距離から概ね区分エリア１０Ａ₁ 〜１０Ａ₆ の順に弱くなる。一方、図３に示すように、漏洩同軸ケーブル１０Ｂから受信される受信器２０Ｂでの受信強度は、受信器側との離間距離から概ね区分エリア１０Ｂ₁ 〜１０Ｂ₆ の順に弱くなる。

この結果、両漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂ間では、発信器３０からの受信信号の強度差が大きくとれるようになる。逆に、漏洩同軸ケーブル１０Ｂの図中右端側に受信器２０Ｂの接続した場合、各漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂ間の中央付近のエリアにおいて、受信信号の強度差が小さくなる恐れがある。いずれにして、受信信号の強度差が大きいと、その分位置検出が容易になるため、用いるケーブル、送受信器、コントローラなどの性能が高性能のものでなくとも対応することが可能となる。勿論、その分装置系全体の低コスト化が可能となる。しかし、高性能の装置系を用いる場合には、上記の接続態様に特に限定されるものではない。

このような装置系において、坑道内の作業者などが、その携帯する発信器３０から所定の信号（電波）を発信させる。そうすると、この発信信号は、両漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂに拾われ、両受信器２０Ａ、２０Ｂで受信される。これらの受信信号は、例えば、一旦コントローラ４０内のホールド部（記憶部）に保持され、演算部で所望の演算処理が行われる。例えば、受信信号の受信強度から、これに対応する、データベース部５０の関係データを用いて演算処理して、目的とする発信器３０の位置を、２次元情報として、検出することができる。つまり、工事管理室側などにおいて、作業者の所在位置や安否などを確認し、また、監視することができる。
また、発信器３０の発信周波数を、使用帯域の許す範囲内で変えれば、複数の作業者に対応することもできる。

上記位置検出の一例として、例えば、データベース部５０に各ケーブルでの受信信号の受信強度と位置との関連データとして、表１に示すような、データテーブルなどを予め用意しておけば、各受信器２０Ａ、２０Ｂでの受信信号の受信強度との比較・演算などにより、図２及び図３における位置Ｐ１〜Ｐ３（２次元の位置情報）を得ることができる。

上記発信器３０の携帯端末の場合、例えばレシーバや携帯電話などのように、受信機能を持たせておけば、工事管理室側から、必要により作業者側に「得られた位置情報」を送り、受信させて、提供することもできる。これにより、例えば、事故などで坑道内が暗闇状態となったり、煙などが充満した場合、作業者は最小限自己の位置を知ることができる。この工事管理室側から位置情報の発信時にあっても、上記両漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂのいずれか一方、又は両方を使用することができる。

図４は、本発明に係る他の移動体の位置検出方法を実施するための装置系の一態様を示したものである。この装置系も、基本的には図１のものと同様であるが、２本の漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂには、周波数分離用のフィルタ部２１Ａ、２１Ｂを介して、１台の受信器２０が接続してある。一方、移動体側の発信器３０には、少なくとも２個の発信部が内蔵させてあって、周波数の異なる少なくとも２種の発信信号が発信されるようになっている。

この装置系では、坑道内の作業者などが、発信器３０から所定の２種の信号（電波）を発信させる。そうすると、２種の発信信号は、両漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂに拾われて、各フィルタ部２１Ａ、２１Ｂに達するが、ここで、周波数分離が行われる。このため、受信器２０では、漏洩同軸ケーブル１０Ａからは一方の発信信号が受信され、漏洩同軸ケーブル１０Ｂからは他方の発信信号が受信される。

これ図示すると、図５（スペクトラムアナラザによる受信画像図）の如くで、図中ｆ_10A は漏洩同軸ケーブル１０Ａからの受信信号、ｆ_10B は漏洩同軸ケーブル１０Ｂからの受信信号を示す。そして、これらの受信信号は、上記図１の装置系と同様、コントローラ４０に入力されて、所望の演算などが行われ、目的とする発信器３０の位置を、２次元情報として、検出することができる。この場合、発信器３０が２種の信号に対応するため少々複雑となるが、受信器２０は１台で対応することが可能となる。

図６は、本発明に係る他の移動体の位置検出方法を実施するための装置系の一態様を示したものである。この装置系も、基本的には図１のものと同様であるが、２本の漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂには、ケーブル選択用の切り換え部２２（例えば電気信号によって同軸スイッチなどを切り換えてケーブル選択を選択する機械的な切り換え機能を有するもの、又はプログラム的に切り換える機能を有するもの）を介して、１台の受信器２０が接続してある。一方、移動体側の発信器３０は図１の場合と同様のものでよく、１種の発信信号を発信させるものである。

この装置系では、坑道内の作業者などが、発信器３０から所定の信号（電波）を発信させる。例えば、長押し操作などとして２〜３秒程度発信させる。そうすると、発信信号は、両漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂに拾われて、切り換え部２２に達するが、ここでは、両漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂからの受信信号に対して、時分割処理（タイムシェアリング）が行われる。つまり、受信器２０では、所定の短時間（数十分の１秒〜数分の１秒程度）だけ、漏洩同軸ケーブル１０Ａからの発信信号が受信された後、次の所定の短時間内には、漏洩同軸ケーブル１０Ｂからの発信信号が受信される。そして、これらの受信信号は、上記図１の装置系と同様、コントローラ４０に入力されて、所望の演算などが行われ、目的とする発信器３０の位置を、２次元情報として、検出することができる。この場合、切り換え部２２の追加のみで対応することができ、装置系のより一層の低コスト化が可能となる。

さらに、本発明の移動体の位置検出方法は、上記のものに限定されない。
例えば、図７に示すように、漏洩同軸ケーブルを３本とし、３本目の漏洩同軸ケーブル１０Ｃを、坑道内の天井側の長手方向に布設する。そうすると、図１の装置系による方法と同様に駆動させることにより、目的とする発信器３０の位置を、３次元情報として、検出することができる。このケーブル数を３本とする構成は、図４や図６の装置系による方法にも適用することができる。なお、位置情報の３次元化の他に、受信感度を上げることもできる。また、ケーブル数を４本以上とすることも可能である。

また、本発明の移動体の位置検出方法にあっては、図８に示すように、受信器と発信器を入れ換えた装置系として実施することもできる。この場合、例えば坑道内の作業者側の携帯端末を受信器２０とする一方、両漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂには発信器３０Ａ、３０Ｂを接続する。ここで、発信器３０Ａ、３０Ｂの接続は、漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂに対して、受信信号の場合と同様、送信（発信）信号の強度差が大きくなる部位になるようにする。勿論、端末の受信器２０側には、上述した、コントローラ４０やデータベース部５０に対応したコントローラなどの機能を持たせる必要がある。

この装置系により、発信器３０Ａ、３０Ｂから送信された発信信号は、各漏洩同軸ケーブル１０Ａ、１０Ｂを通じて、作業者側の受信器２０で受信される。この受信器２０では、図１の装置系の場合と同様、漏洩同軸ケーブル１０Ａからの受信信号と、漏洩同軸ケーブル１０Ｂからの受信信号を、一旦コントローラ機能部内のホールド部（記憶部）に保持させ、演算部で所望の演算処理を行わせる。つまり、上記と同様、受信信号の信号強度から、データベース機能部に格納された関係データ（信号強度と位置との関連など）との比較などによって、目的とする受信器２０の位置を、２次元情報として、検出することができる。常時受信できるようにしておけば、作業者は事故の発生時、タイムリーに自身の所在位置を確認することができる。勿論、作業者側の受信器２０に送信機能も持たせ、また、発信器側に受信機能を持たせておけば、作業者と工事管理室側との両者間で、位置情報のやり取りが可能となる。

このような図８における受信器と発信器を入れ換えた装置系は、上記図１の装置系に対応したものであるが、本発明はこれに限定されず、図４、図６又は図７の装置系に対応したものにも適用することができる。

なお、上記説明では、移動体が、一つの例として地下工事現場などを想定し、坑道内の作業者などが保持する携帯端末であったが、本発明の移動体はこれに限定されない。つまり、地下工事現場などに限らず、また、移動体も携帯端末に限らず、全ての移動体に適用することができる。例えば、位置の検出精度にもよるが、工場の製造ライン中の移動部品を移動体として、これにＩＣチップした発信器を付け、製造ラインに沿って布設した２本の漏洩同軸ケーブルにより製造ラインの管理側で位置検出することも可能である。

本発明に係る移動体の位置検出方法を実施するための装置系の一態様を示した概略説明図である。 図１の装置系における一方の漏洩同軸ケーブルからの受信信号の強度区分を示した概略説明図である。 図１の装置系における他方の漏洩同軸ケーブルからの受信信号の強度区分を示した概略説明図である。 本発明に係る他の移動体の位置検出方法を実施するための装置系の一態様を示した概略説明図である。 図４の装置系における受信信号の受信状態を示したグラフである。 本発明に係る他の移動体の位置検出方法を実施するための装置系の一態様を示した概略説明図である。 本発明に係る他の移動体の位置検出方法を実施するための装置系の一態様を示した概略説明図である。 本発明に係る他の移動体の位置検出方法を実施するための装置系の一態様を示した概略説明図である。

符号の説明

１０Ａ、１０Ｂ・・・漏洩同軸ケーブル、２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・受信器、２１Ａ、２１Ｂ・・・フィルタ部、２２・・・切り換え部、３０、３０Ａ、３０Ｂ・・・発信器、４０・・・コントローラ、５０・・・データベース部

Claims (9)

1. 位置検出エリアに少なくとも２本の漏洩同軸ケーブルを対向させて布設し、これら２本の漏洩同軸ケーブルのそれぞれに受信器を接続する一方、前記位置検出エリア内の移動体側の発信器からの受信信号を、前記２本の漏洩同軸ケーブルを通じて前記それぞれの受信器により受信し、当該両受信器での受信信号の信号強度から前記移動体の位置を検出することを特徴とする移動体の位置検出方法。
2. 位置検出エリアに少なくとも２本の漏洩同軸ケーブルを対向させて布設し、これら２本の漏洩同軸ケーブルに周波数分離用の各フィルタ部を介して１台の受信器を接続する一方、前記位置検出エリア内の移動体側の発信器からの周波数の異なる少なくとも２種の発信信号を、前記２本の漏洩同軸ケーブルを通じて前記１台の受信器により受信し、当該受信器での２種の受信信号の信号強度から前記移動体の位置を検出することを特徴とする移動体の位置検出方法。
3. 位置検出エリアに少なくとも２本の漏洩同軸ケーブルを対向させて布設し、これら２本の漏洩同軸ケーブルにケーブル選択用の切り換え部を介して１台の受信器を接続する一方、前記位置検出エリア内の移動体側の発信器からの発信信号を、前記２本の漏洩同軸ケーブルを通じて前記１台の受信器により受信し、当該受信器での２種の受信信号の信号強度から前記移動体の位置を検出することを特徴とする移動体の位置検出方法。
4. 前記２本の漏洩同軸ケーブルに対して、前記両受信器での受信信号の信号強度が大きくなる部位にそれぞれの受信器を接続することを特徴とする請求項１、２又は３記載の移動体の位置検出方法。
5. 前記漏洩同軸ケーブルの布設数を３本とし、かつ、これに対応して他の構成部分を変更して、得られる３種の受信信号の信号強度から前記移動体の３次元の位置を検出することを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の移動体の位置検出方法。
6. 前記移動体が、受信器付きの携帯端末であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の移動体の位置検出方法。
7. 前記移動体側の発信器の発信周波数を変えることで、複数の移動体の位置を検出することを特徴とする１、２、３、４、５又は６記載の移動体の位置検出方法。
8. 前記移動体側に受信機能を持たせて、受信器側で得られた位置情報を受信できるようにしたことを特徴とする１、２、３、４、５、６又は７記載の移動体の位置検出方法。
9. 前記受信器と発信器を入れ換えると共に、受信器側にコントローラなどの機能を持たせて、前記移動体側で受信された受信信号の信号強度からその位置を検出することを特徴とする１、２、３、４、５、７又は８記載の移動体の位置検出方法。
   

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