位置検出システム及び方法
【課題】 低コストで検出精度の高い位置検出システムを提供すること。
【解決手段】 基準局１０１、無線ノード１０２及び検出局１０３ａ、ｂは、ｘｙ平面上に位置し、無線ノード１０２を除く各局は固定位置に設けられている。基準局１０１は原点に、検出局１０３ａ、ｂはそれぞれｘ軸及びｙ軸に位置している。干渉波Ｗ１３の干渉パターンは、無線ノード１０２の位置により変化する。例えば無線ノード１０２が座標（ｘ１，ｙ１）にある場合と、座標（ｘ２，ｙ２）にある場合とでは、干渉パターンが変化する。そのため、検出局１０３が検出する干渉パターン、例えば干渉波の粗密間隔ＰＰは、無線ノード１０２の位置により変化する。位置特定局１０４は、検出局１０３から取得する干渉パターンに基づいて、そのときの無線ノード１０２の位置をｘｙ座標で特定する。
【解決手段】 基準局１０１、無線ノード１０２及び検出局１０３ａ、ｂは、ｘｙ平面上に位置し、無線ノード１０２を除く各局は固定位置に設けられている。基準局１０１は原点に、検出局１０３ａ、ｂはそれぞれｘ軸及びｙ軸に位置している。干渉波Ｗ１３の干渉パターンは、無線ノード１０２の位置により変化する。例えば無線ノード１０２が座標（ｘ１，ｙ１）にある場合と、座標（ｘ２，ｙ２）にある場合とでは、干渉パターンが変化する。そのため、検出局１０３が検出する干渉パターン、例えば干渉波の粗密間隔ＰＰは、無線ノード１０２の位置により変化する。位置特定局１０４は、検出局１０３から取得する干渉パターンに基づいて、そのときの無線ノード１０２の位置をｘｙ座標で特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を発信する無線端末の位置を検出する位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線端末の物理的な位置を検出する技術は、その応用範囲の広さから、数々の方式が検討され実用化されている。そのような方式の一例として、ＧＰＳ(Global Positioning System)を挙げることができる。ＧＰＳは、ＧＰＳ端末が複数のＧＰＳ衛星の電波を受信し、電波の到達時間差から自端末の座標を求める方式であり、カーナビゲーションシステムなどに適用され、広く普及している。しかし、ＧＰＳでは、ＧＰＳ端末がＧＰＳ衛星からの電波を受信可能であって、ＧＰＳ衛星からの電波の受信感度が充分な地域でしか機能しない。その上、ＧＰＳ衛星の軌道誤差や電波が地球の電離層を通過する際の遅延揺らぎによって、１０ｍ程度の位置検出誤差が発生する。すなわち、ＧＰＳは屋内で使用される無線端末に適用するのが難しく、自動車・船舶・航空機など数ｍ単位での検出誤差が許容される分野であって、しかも無線端末が屋外でのみ使用される分野に、その適用範囲が限定されている。
【０００３】
一方、屋内での無線端末の位置検出には、屋外での位置検出に比して高い検出精度が要求されている。例えば、倉庫内の商品位置の管理では、無線端末を商品に貼り付けるなどして商品の位置検出を行うが、大きくても１ｍ以下の検出誤差が求められる。無線端末本体や、無線端末を搭載した物体のサイズが小さくなるほど、検出誤差への許容範囲も小さくなる。また例えば、センサネットワークシステムなどアドホック通信技術を用いる無線通信システムにおいては、通信経路の探索と決定のために各センサノードの正確な位置検出が求められる。屋内で用いられる無線端末の位置検出方法としては、例えばCell-ID検出法（特許文献１）、電界強度検出法（RSSI法；特許文献２）、到達時間差検出法（TOA法，TDOA法；特許文献３）が挙げられる。
【特許文献１】特許第２５６５８９６号公報
【特許文献２】特許第２８８１０２４号公報
【特許文献３】特開平３−２３５０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図３３は、特許文献１に記載のCell-ID検出法を示す説明図である。この方法では、複数のアクセスポイントＡＰ１〜３を含むセルラ通信システムにおいて、無線ノードＮが、アクセスポイントから発信されるCell-IDを受信し、Cell-IDを解析することによって、自ノードの位置を検出する。アクセスポイントＡＰ１〜３が送信する電波の電界強度によって、各々のサービスエリアＳＡ１〜３が生成される。各アクセスポイントＡＰは、自局のサービスエリア内に存在する通信可能な無線ノードＮに、自局のサービスエリアＳＡを特定する識別子であるセルＩＤを送信する。無線ノードＮは、受信したセルＩＤに基づいて、自ノードが位置するサービスエリアＳＡを特定する。複数のサービスエリアＳＡが重複する場所に無線ノードＮが位置する場合、その無線ノードは複数のセルＩＤを受信することになる。
【０００５】
この方法では、無線ノードＮはサービスエリアＳＡの範囲外ではセルＩＤを受信することができない。そのため、無線ノードＮの設置範囲が広いほど、多数のアクセスポイントを設置する必要がある。さらに、隣接するサービスエリアＳＡの重複を抑えるために、隣接するアクセスポイント間の距離に応じた高精度の電力制御がアクセスポイントに要求される。このような背景から、Cell-ID検出法を用いた位置検出システムは、コストが高くなる問題がある。
【０００６】
図３４は、特許文献２に記載の電界強度検出法（ＲＳＳＩ法）を示す説明図である。ＲＳＳＩ法では、複数のアクセスポイントＡＰ２１〜２３のそれぞれは、無線ノードＮ２からの電波を受信して電波強度ＰＲ１〜３を測定し、測定した電波強度から無線ノードＮ２までの距離を算出する。各アクセスポイントＡＰの固定位置と測定された距離とに基づいて、無線ノードＮ２の位置が特定される。
【０００７】
この方法では、少なくとも２つのアクセスポイントＡＰを設ければ無線ノードＮ２の位置を特定できるが、それでは誤差が大きいため、できるだけ多くのアクセスポイントＡＰの設置が要求されるのが現実である。また、各アクセスポイントＡＰが無線ノードＮ２から受信する電波は、各アクセスポイントＡＰの設置位置によって反射や外乱等の影響を受けやすく、不安定である。そのため、ＲＳＳＩ法では、無線ノードＮ２の位置特定の精度を向上させるのが難しい問題がある。
【０００８】
図３５は、特許文献３に記載のＴＤＯＡ法を示す説明図である。この方法では、３台以上のアクセスポイントＡＰ３１〜３３が、それぞれ無線ノードＮ３からの電波の到達時間Ｔ１〜Ｔ３を測定する。測定された到達時間Ｔ１〜Ｔ３の差、アクセスポイントＡＰの固定位置、及び三角法を用い、無線ノードＮ３の位置が特定される。
しかし、アクセスポイントＡＰが測定する電波の到達時間差は、ナノ秒単位である。そのため、時間差を高精度に測定するためのアクセスポイントＡＰの構造が複雑となり、アクセスポイントＡＰの導入にコストがかかってしまう。
【０００９】
以上のように、屋内に設置される無線端末の位置を精度良く検出でき、低コストな位置検出システムは、未だ提供されていない。そこで、本発明は、無線端末の位置を精度良く検出できる安価な位置検出技術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】
【００１０】
前記課題を解決するために、発明１は、基準電波送信手段と、第２電波送信手段と、干渉波検出手段と、位置特定手段とを備える位置検出システムを提供する。基準電波送信手段は、所定の基準周波数を有する基準電波を送信する。第２電波送信手段は、前記基準周波数とは異なる周波数を有する第２電波を送信する。干渉波検出手段は、前記基準電波と前記第２電波との干渉波を受信し、前記干渉波の干渉パターンを検出する。位置特定手段は、前記干渉波検出手段が検出した前記干渉パターンに基づいて、前記第２電波送信手段または干渉波検出手段の位置を特定する。
【００１１】
本システムでは、第２電波送信手段または干渉波検出手段のいずれかの位置が基準電波送信手段に対して相対的に変化するので、検出される干渉パターンは、第２電波送信手段または干渉波検出手段の位置に応じて異なったものになる。このような干渉パターンに基づいて、位置特定手段は、第２電波送信手段が移動する場合はその位置を、干渉波検出手段が移動する場合はその位置を、それぞれ特定する。位置の特定は、予め用意された表を参照したり、所定の関数を用いて演算することにより行われる。干渉波を生成している２つの電波の周波数は互いに若干異なるため、干渉波は進行波として干渉波検出手段上を次々と通過する。そのため、干渉波検出手段は、固定位置に設置されている場合でも、またその位置が変化する場合でも、位置に応じた干渉波の間隔等の干渉パターンを測定することができる。なお、“干渉パターン”とは、例えば干渉波の粗密間隔である。粗密間隔は、干渉波の電力の振幅を観測し、その振幅のピーク間隔を時間情報で表すことにより求められる。
【００１２】
このシステムでは、電波干渉によって生じる干渉パターンが、基準電波送信手段に対する第２電波送信手段の位置によって変化する現象を利用することにより、第２電波送信手段または干渉波検出手段としての無線ノードの位置を検出する。従って、簡単な構成で精度の良い位置検出が可能となり、設備面で低コストの位置検出システムを構築できる。また、同一空間内に送出される基準電波と第２電波とは、同一の電波環境で干渉する。両方の電波が伝送空間の電波環境の影響を等しく受けるため、干渉を起こす際に電波環境の影響はキャンセルされる。また、多くの場合、伝送空間の電波環境変化は電波の振幅に関与する外乱をもたらすが、本発明で評価する干渉パターンは、干渉波の疎密間隔など時間に関与するパラメータであるため、伝送空間の電波環境変化を受けにくく、安定した位置検出精度を得ることができる。
【００１３】
また、電波周期や電波伝搬速度といった時間オーダーよりも桁違いに低速な進行速度を持つ干渉波を検出すればよいため、干渉波検出手段を簡単で安価な回路構成で構築することができる。さらに、第２電波送信手段や干渉波検出手段として無線ノードを用いれば、簡単なプロトコルで動作するので処理負荷が低く、かつ間欠動作も可能になるため、無線ノードの電源である電池寿命を延ばすことができる。処理負荷が低くて消費電力が少ないため、外部からの電波による電磁誘導で電力を供給すれば、電池交換が不要の利便性の高い無線ノードとなる。無線ノードは、実際の応用例では商品や物品などに無線タグのような形状で貼り付けられたり、携帯型、可搬型の小型端末という形態で運用されるので、できるだけ小型かつ低コストでメンテナンス不要な本発明の構成は広い範囲に応用可能である。
【００１４】
発明２は、前記発明１において、前記基準電波送信手段が以下の手段を備える位置検出システムを提供する。
◎前記第２電波を受信する受信部、
◎前記受信部が受信した第２電波に、前記基準電波を加算し合成波を生成するミキサ。
このシステムにおいて、前記基準電波送信手段は、前記ミキサが生成した合成波に基づいて、前記基準周波数を調節する。
【００１５】
この位置検出システムでは、基準電波及び第２電波は、基準電波送信手段の内部でミキシングされ仮想の干渉波となる。基準電波送信手段は、ミキシングされた干渉波をモニターしながら、干渉波検出手段が干渉パターンを検出可能な程度の進行速度を干渉波が有するように、基準周波数を調節する。基準周波数を微調節することにより、干渉波検出手段にとって受信可能または受信良好な進行速度をもつ干渉波が生成される。この位置検出システムは、例えば第２電波送信手段が送信する第２電波の周波数の経時的な変化等の影響により、基準電波送信手段が第２電波の周波数から規定値だけシフトした値に基準周波数を設定するだけでは、干渉波が適当な進行速度とならない場合に好適である。
【００１６】
発明３は、前記発明１において、前記第２電波送信手段が複数設けられている場合の位置検出システムを提供する。このシステムにおいて、前記基準電波送信手段は、各第２電波送信手段を識別する第２電波識別子のいずれかを含むスロット同期信号を繰り返し送信し、送信する毎にスロット同期信号に含まれる前記第２電波識別子を更新する。前記第２電波送信手段のそれぞれは、自端末の第２電波識別子を記憶し、前記スロット同期信号に含まれる前記第２電波識別子と自端末の第２電波識別子とが一致する場合、前記第２電波を送信する。
【００１７】
第２電波送信手段が複数個ある場合、複数の第２電波同士が干渉しあうのを防止するために、各第２電波送信手段は時分割で第２電波を送信する。各第２電波送信手段は、基準電波送信手段から送信される同期信号に従い、自局に割り当てられたスロットにおいて第２電波を送信する。各スロットでは、それぞれの第２電波と基準電波とにより、各第２電波送信手段により異なる干渉波が生成されてもよい。位置特定手段は、スロット同期信号に含まれる第２電波識別子により、どの第２電波送信手段による干渉波の干渉パターンかを判別し、各第２電波送信手段の位置を特定する。これにより、複数の第２電波同士が干渉しあうことを回避し、短時間で複数個の位置特定対象の位置を特定することができる。
【００１８】
発明４は、前記発明３において、前記スロット同期信号には、前記第２電波の送信終了条件が含まれている位置検出システムを提供する。このシステムにおいて、前記第２電波送信手段のそれぞれは、前記送信終了条件に基づいて前記第２電波の送信を終了する。
送信終了条件の一例としては、第２電波の送信時間長や次のスロット同期信号の送信開始時刻を挙げることができる。
【００１９】
発明５は、前記発明１において、前記干渉波検出手段が少なくとも２つ設けられている場合の位置検出システムを提供する。このシステムでは、前記少なくとも２つの干渉波検出手段は、前記基準電波送信手段を交点として交差している少なくとも２つの軸上に、それぞれ１ずつ位置している。前記位置特定手段は前記第２電波送信手段の位置を特定する。
【００２０】
位置特定手段は少なくとも２つの軸により特定される平面上で移動する第２電波送信手段の位置を特定する。このように干渉波検出手段を配置することで、第２電波送信手段の位置を、例えばｘｙ平面上のｘｙ座標や３次元空間内のｘｙｚ座標で特定することができる。また、３次元立体空間での位置検出を干渉波検出手段を１台増設するだけで実現可能であり、拡張性に優れている利点がある。
【００２１】
発明６は、前記発明１において、前記基準電波送信手段を交点として交差している２つの軸上のそれぞれに、第１の第２電波送信手段と第２の第２電波送信手段とがそれぞれ位置している位置検出システムを提供する。このシステムにおいて、前記干渉波検出手段は、前記２つの軸で定まる平面上に位置している。前記位置特定手段は、第１の干渉パターンと、第２の干渉パターンとに基づいて、前記干渉波検出手段の位置を特定する。第１の干渉パターンとは、前記第１の第２電波送信手段が送信する第２電波と、前記基準電波の干渉波と、の干渉パターンである。第２の干渉パターンとは、前記第２の第２電波送信手段が送信する第２電波と、前記基準電波の干渉波と、の干渉パターンである。
【００２２】
干渉波検出手段は、例えば無線ノードである。基準電波送信手段と第２電波送信手段とは固定されているので、干渉パターンは一定である。従って、干渉波検出手段が検出する干渉パターンは、その位置により異なるため、干渉波検出手段自身が検出する干渉パターンに基づいて、干渉波検出手段の位置を特定することができる。
例えば２つの軸がｘｙ平面を形成する場合を考える。原点上の基準電波送信手段とｙ軸上にある第２電波送信手段とで干渉波が形成されるとき生成される干渉パターンは、干渉波検出手段のｘ座標を与える。ｘ軸上の第２電波送信手段と基準電波送信手段とで干渉波を生成することにより、干渉波検出手段のｙ座標も求められる。この方法は、干渉波検出手段毎に実行できるので、測定空間に複数の干渉波検出手段が存在している場合でも、複雑なプロトコルを必要とせず各干渉波検出手段の位置検出を行うことができる利点がある。
【００２３】
発明７は、以下のステップを含む位置検出方法を提供する。
◎所定の基準周波数を有する基準電波を、第１無線端末から送信するステップ、
◎前記基準周波数とは異なる周波数を有する第２電波を、第２無線端末から送信するステップ、
◎前記基準電波と前記第２電波との干渉波を第３無線端末で受信し、前記干渉波の干渉パターンを検出するステップ、
◎前記検出した前記干渉パターンに基づいて、前記第２電波を送信した第２無線端末または前記干渉パターンを検出した第３無線端末の位置を特定するステップ。
【００２４】
発明７は、前記発明１と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の位置検出システム及び方法を用いれば、電波干渉によって生じる干渉パターンが、基準電波送信手段に対する第２電波送信手段の位置によって変化する現象を利用することにより、第２電波送信手段または干渉波検出手段としての無線ノードの位置を検出する。従って、簡単な構成で精度の良い位置検出が可能となり、設備面で低コストの位置検出システムを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜発明の概要＞
図１は、本発明の位置検出システムの構成の一例を示す。この位置検出システム１００は、基準電波Ｗ１１を送信する基準局１０１（基準電波送信手段に相当）、ノード電波Ｗ１２を送信する無線ノード１０２(第２電波送信手段に相当)、干渉波Ｗ１３の干渉パターンを検出する検出局１０３ａ、ｂ(干渉波検出手段に相当)及び位置特定局１０４(位置特定手段に相当)を含む。位置特定局１０４は、位置検出システム全体を制御し、干渉波Ｗ１３の干渉パターンに基づいて無線ノード１０２の位置を特定する。基準局１０１、検出局１０３ａ、ｂ(以下、単に検出局１０３と記載する場合がある。以下同様である。)及び位置特定局１０４は、光ケーブルなどの通信ネットワーク１０５により通信可能に接続されている。従って、検出された干渉パターンは、通信ネットワーク１０５を介して検出局１０３から位置特定局１０４に送信される。
【００２７】
図２は、基準局１０１の基準電波と、無線ノード１０２のノード電波(第２電波に相当)とが、空間に広がっていく様子を示す模式図を示す。基準電波Ｗ１１とノード電波Ｗ１２とは互いに干渉し、干渉波Ｗ１３を生成する。
図３、図４、図５は、干渉波Ｗ１３の干渉パターンの模式図である。この図において、基準局１０１、無線ノード１０２及び検出局１０３ａ、ｂは、ｘｙ平面上に位置し、無線ノード１０２を除く各局は固定位置に設けられている。基準局１０１は原点に、検出局１０３ａ、ｂはそれぞれｘ軸及びｙ軸に位置している。干渉波Ｗ１３の干渉パターンは、無線ノード１０２の位置により変化する。例えば無線ノード１０２が座標（ｘ１，ｙ１）にある場合（図４）と、座標（ｘ２，ｙ２）にある場合（図５）とでは、干渉パターンが異なっている。そのため、検出局１０３が検出する干渉パターン、例えば干渉波の粗密間隔ＰＰは、無線ノード１０２の位置により変化する。位置特定局１０４は、検出局１０３から取得する干渉パターンに基づいて、そのときの無線ノード１０２の位置をｘｙ座標で特定する(後述する第１〜３実施形態）。
【００２８】
この図と異なり、ｘ軸上やｙ軸上に第２電波送信手段を設け、無線ノード１０２に干渉パターンの検出機能を持たせ、無線ノード１０２が検出する干渉パターンの変化に基づいて無線ノード１０２の位置を特定することもできる(後述する第４実施形態)。
＜第１実施形態＞
（１）システム構成
再び図１を参照し、第１実施形態にかかる位置検出システム１００の構成を説明する。本実施形態では、位置検出システム１００は無線ノード１０２の位置を検出する。前述したように、位置検出システム１００は、基準局１０１、無線ノード１０２、検出局１０３ａ，ｂおよび位置特定局１０４を含んで構成されている。前記図３に示すように、各端末はｘｙ平面上に位置し、無線ノード１０２を除いて固定位置に設けられている場合を例にとる。以下、各端末の構成について詳述する。
【００２９】
（２）基準局
（２−１）基準局の構成
図６は、基準局１０１の構成を示すブロック図である。基準局１０１は、以下の構成要素（ａ）〜（ｈ）を含む。
（ａ）ＣＰＵ１１１：基準局１０１各部の制御を行う。また、ＣＰＵ１１１は、後述するＲＯＭ１１２に格納されているプログラムを実行することにより、基準電波送信処理や、検出局１０３や位置特定局１０４との通信処理を行う。これらの処理については後述する。
（ｂ）ＲＯＭ１１２：基準電波送信プログラムＰ１１１や通信処理プログラムＰ１１２を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ１１３：ＣＰＵ１１１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー１１４：基準局１０１の内部クロックとして機能する。本実施形態では基準局１０１に必須の構成要素ではない。
（ｅ）ＬＡＮ制御部１１５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク１０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク１０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク１０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）周波数発振部１１６：ＣＰＵ１１１から周波数設定データＳＧ１１を受け取り、所定の基準周波数ｆ１を有する基準信号ＳＧ１２を発振する。周波数発振部１１６としては、発信周波数が可変のシンセサイザーなどを用いる。
（ｇ）送信部１１７：周波数発振部１１６が発振した基準信号ＳＧ１２の高周波増幅を行い、送信信号ＳＧ１３を出力する。
（ｈ）アンテナ１１８：送信部１１７から入力された送信信号ＳＧ１３に基づいて、基準周波数ｆ１をもつ基準電波Ｗ１１を無指向で発信する。
【００３０】
（２−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２のプログラムに基づいて、基準電波送信処理及び通信処理を行う。
〔基準電波送信処理〕
ＣＰＵ１１１は、基準電波送信プログラムＰ１１１に基づいて、基準電波送信処理を実行する。この処理により、基準局１０１は、基準周波数ｆ１を有する基準電波Ｗ１１を送信する。具体的には、ＣＰＵ１１１は、基準電波送信プログラムＰ１１１に基づいて、基準周波数ｆ１の指示を含む周波数設定データＳＧ１１を生成し、このデータを周波数発振部１１６に出力する。基準周波数ｆ１は、ノード電波Ｗ１２の規定周波数ｆ２より若干ずらした周波数に設定される。周波数発振部１１６は、指示された基準周波数ｆ１を持つ基準信号ＳＧ１２を生成し、送信部１１７に供給する。基準信号ＳＧ１２は、送信部１１７により電力増幅され、アンテナ１１８を経て基準電波Ｗ１１として無指向性で送信される。
【００３１】
〔通信処理〕
ＣＰＵ１１１は、通信処理プログラムＰ１１２に基づいて、通信処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１１１は、ワークメモリとしてＲＡＭ１１３を用いながら、通信ネットワーク１０５で接続された外部機器と通信処理を行う。この処理により、基準局１０１は、位置特定局１０４から基準電波生成指示を受信したり、位置特定局１０４に位置特定終了通知を送信したりする。
【００３２】
（３）無線ノード
図７は、無線ノード１０２の構成を示すブロック図である。無線ノード１０２は、以下の構成要素を含む。
（ａ）発振部１２１：規定の第２周波数ｆ２を有するノード信号ＳＧ２１を発振する。
（ｂ）送信部１２２：発振部１２１が発振したノード信号ＳＧ２１の高周波増幅を行い、送信信号ＳＧ２２を生成する。
（ｃ）電池１２３：無線ノード１０２の各部に電力を供給する。
（ｄ）アンテナ１２４：送信部１２２から入力された送信信号ＳＧ２２に基づいて、第２周波数ｆ２を持つノード電波Ｗ１２を無指向で発振する。
【００３３】
上記構成を有する無線ノード１０２は、第２周波数ｆ２を有するノード電波Ｗ１２を、無指向で発信する。
（４）検出局
（４−１）構成
図８は、検出局１０３ａ，ｂの構成を示すブロック図である。検出局１０３ａ，ｂは、以下の構成要素を含む。
（ａ）ＣＰＵ１３１：検出局１０３各部の制御を行う。また、ＣＰＵ１３１は、後述するＲＯＭ１３２に格納されているプログラムを実行することにより、干渉パターン解析処理や通信処理を行う。これらの処理については後述する。
（ｂ）ＲＯＭ１３２：干渉解析プログラムＰ１３１や通信処理プログラムＰ１３２を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ１３３：ＣＰＵ１３１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー１３４：検出局１０３の内部クロックとして機能する。
（ｅ）ＬＡＮ制御部１３５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク１０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク１０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク１０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）アンテナ１３６：干渉波Ｗ１３を受信し、受信信号ＳＧ３１を出力する。
（ｇ）受信部１３７：受信信号ＳＧ３１を増幅して干渉信号ＳＧ３２を出力する。
（ｈ）フィルター部１３８：干渉信号ＳＧ３２のうち特定の周波数だけを選択的に通過させると共に検波処理を行い、干渉パターン信号ＳＧ３３を出力する。フィルター部１３８は、ＳＡＷフィルタなどのバンドパスフィルタと検波回路とを含む。バンドパスフィルターの通過帯域は、基準電波Ｗ１１の基準周波数ｆ１を中心周波数とした急峻な通過特性を持ち、干渉信号ＳＧ３２を効率よく通過させる。検波回路は、バンドパスフィルタを通過した信号から干渉パターン信号ＳＧ３３を生成する。
（ｉ）ＡＤ変換部１３９：干渉パターン信号ＳＧ３３をデジタルデータに変換し、干渉パターンデータＳＧ３４をＣＰＵ１３１に出力する。ＡＤ変換部１３９に代えて電圧コンパレータを用い、適切な閾値電圧で干渉パターン信号ＳＧ３３を二値化した結果の直列デジタルデータを、干渉パターンデータＳＧ３４とすることもできる。
【００３４】
（４−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３２のプログラムに基づいて、干渉パターン解析処理及び通信処理を行う。
〔干渉パターン解析処理〕
ＣＰＵ１３１は、干渉解析プログラムＰ１３１に基づいて、干渉パターン解析処理を実行する。この処理により、検出局１０３は、干渉波Ｗ１３の干渉パターン、例えば粗密間隔を特定する。具体的には、ＣＰＵ１３１は、ＡＤ変換部１３９から干渉パターンデータＳＧ３４を受け取り、例えば干渉波の粗密間隔を算出する。さらに、ＣＰＵ１３１は、算出した粗密間隔を、通信ネットワーク１０５を介して位置特定局１０４へ伝送する。
【００３５】
〔通信処理〕
ＣＰＵ１３１は、通信処理プログラムＰ１３２に基づいて通信処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１３１は、ワークメモリとしてＲＡＭ１３３を用いながら、通信ネットワーク１０５で接続された外部機器と通信処理を行う。この処理により、検出局１０３は、基準局１０１から干渉パターンの検出結果の送信要求を受信したり、干渉パターンの検出結果を位置特定局１０４に送信したりする。
【００３６】
（５）位置特定局
（５−１）構成
図９は、位置特定局１０４の構成を示すブロック図である。位置特定局１０４は、以下の構成要素を含む。
（ａ）ＣＰＵ１４１：位置特定局１０４各部の制御を行う。また、ＣＰＵ１４１は、後述するＲＯＭ１４２に格納されているプログラムを実行することにより、位置算出処理や入出力処理、通信処理を行う。これらの処理については後述する。
（ｂ）ＲＯＭ１４２：位置算出プログラムＰ１４１や入出力処理プログラムＰ１４２、通信処理プログラム１４３を格納する。またＲＯＭ１４２は、参照パターンテーブルＴ１４１を記憶している。参照パターンテーブルＴ１４１は、無線ノード１０２の位置に応じた干渉パターンを記憶している。参照パターンテーブルＴ１４１については詳細を後述する。
（ｃ）ＲＡＭ１４３：ＣＰＵ１４１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー１４４：位置特定局１０４の内部クロックとして機能する。本実施形態では位置特定局１０４に必須の構成要素ではない。
（ｅ）ＬＡＮ制御部１４５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク１０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク１０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク１０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）表示部１４６：ディスプレイなどのモニタであり、算出された無線ノード１０２の位置を、例えば前記図３の形態で出力する。ただし出力形態は図３に限定されず、ニーズに応じて適宜変更することができる。
（ｇ）操作部１４７：キーボードやマウス、タッチパネルなどで実現され、位置特定局１０４の操作者から位置検出開始の指示を受け付ける。
【００３７】
なお、表示部１４６や操作部１４７は、必ずしも位置特定局１０４に設けられていなくてもよい。例えば、さらに上位の制御端末にこれらのインターフェースが設けられていてもよい。
（５−２）参照パターンテーブル
図１０は、ＲＯＭ１４２に記憶されている参照パターンテーブルＴ１４１の一例を示す概念説明図である。参照パターンテーブルＴ１４１は、例えば検出局１０３で測定した測定結果に基づいて予め生成されている。この例では、参照パターンテーブルＴ１４１は、「ターゲット位置」と、「ｘ軸干渉間隔」と、「ｙ軸干渉間隔」と、を対応づけて記憶している。「ターゲット位置」は、無線ノード１０２の位置を（ｘ，ｙ）座標で示す。「ｘ軸干渉間隔」は、ｘ軸上の検出局１０３ａにおける干渉波の粗密間隔の測定値を示す。「ｙ軸干渉間隔」は、ｙ軸上の検出局１０３ｂにおける干渉波の粗密間隔の測定値を示す。「ｘ軸干渉間隔」及び「ｙ軸干渉間隔」は、例えば「Ｄn以上〜Ｄn+1未満」のように、ある数値範囲として記述される。なお、ｎの値はターゲット位置を示唆するものではない。これらの干渉間隔の上限値や下限値は、たとえば検出局１０３が粗密間隔をタイマー１３４を用いてカウントしたカウント数で表すことができる。無線ノード１０２の位置検出時における各検出局１３０のタイマー１３４のカウント周波数を、参照パターンテーブルＴ１４１の生成時に用いたタイマー１３４のカウント周波数と同じ値に設定すれば、粗密間隔として検出されるカウント数と、参照パターンテーブルＴ１４１のｘ軸及びｙ軸干渉間隔の値と、を関係づけることができる。
【００３８】
参照パターンテーブルＴ１４１を用いれば、例えば次のようにして無線ノード１０２の位置を特定することができる。例えば、ｘ軸上の検出局１０３ａが測定した干渉波Ｗ１３の粗密間隔がＤ３以上Ｄ４未満であり、ｙ軸上の検出局１０３ｂが測定した干渉波Ｗ１３の粗密間隔がＤ５以上Ｄ６未満である場合、無線ノード１０２の位置座標は、（ｘ３，ｙ５）と特定される。
【００３９】
図１１は、参照パターンテーブルＴ１４１の別の一例を示す説明図である。この図では、参照パターンテーブルＴ１４１は座標に対応したマトリックス構造を有している。それぞれの座標には、その位置に無線ノード１０２を配置した場合に測定されるｘ軸干渉間隔とｙ軸干渉間隔とが記述されている。例えば、ターゲット位置（ｘ３，ｙ５）には、ｘ軸干渉間隔として「Ｄ３以上Ｄ４未満」、ｙ軸干渉間隔として「Ｄ５以上Ｄ６未満」がそれぞれ対応づけられている。と記載されているので、測定したＤｎから容易にターゲット位置を割り出すことができる。
【００４０】
参照パターンテーブルＴ１４１は、必ずしも必須とは限らない。例えば、検出された干渉パターンデータに基づいて、測定毎に無線ノード１０２の位置を演算することも可能である。例えば下記のパラメータ（ｐ１）〜（ｐ４）を用いた位置計算関数を作成して位置特定局１０４に持たせておき、各検出局１０３から収集した干渉波Ｗ１３の粗密間隔を変数として、関数計算を測定毎に実行する。これにより、参照パターンテーブルＴ１４１を用いなくとも、位置特定局１０４は無線ノード１０２の位置を特定することができる。
（ｐ１）基準局１０１からｘ軸上の検出局１０３ａまでの距離
（ｐ２）基準局１０１からｙ軸上の検出局１０３ｂでの距離
（ｐ３）ノード電波Ｗ１２の第２周波数ｆ２
（ｐ４）基準電波Ｗ１１の基準周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とのシフト量
（５−３）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ１４１は、ＲＯＭ１４２のプログラムに基づいて、位置算出処理、入出力処理及び通信処理を行う。
【００４１】
〔位置算出処理〕
ＣＰＵ１４１は、位置算出プログラムＰ１４１に基づいて、位置算出処理を実行する。この処理により、位置特定局１０４は、無線ノード１０２のｘｙ座標を特定する。具体的には、ＣＰＵ１４１は、ｘ軸上の検出局１０３ａから伝送された粗密間隔を、ｘ軸干渉間隔とする。また、ＣＰＵ１４１は、ｙ軸上の検出局１０３ｂから伝送された粗密間隔を、ｙ軸干渉間隔とする。ＣＰＵ１４１は、ｘ軸干渉間隔及びｙ軸干渉間隔をキーに参照パターンテーブルＴ１４１を参照し、対応するｘｙ座標を求め、これを無線ノード１０２の位置と特定する。
【００４２】
〔入出力処理〕
ＣＰＵ１４１は、入出力プログラムＰ１４２に基づいて、入出力処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１４１は、操作部１４７が受け付けた操作者からの指示に基づいて、電波生成指示を基準局１０１に送信する。また、この指示送信後、ＣＰＵ１４１は、検出局１０３から検出結果の送信を待機し、検出結果に基づく位置算出処理の終了後、算出された位置を表示部１４６に出力する。
【００４３】
〔通信処理〕
ＣＰＵ１４１は、通信処理プログラムＰ１４３に基づいて、通信処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１４１は、ワークメモリとしてＲＡＭ１４３を用いながら、通信ネットワーク１０５で接続された外部機器と通信処理を行う。この処理が前記入出力処理の実行中に呼ばれることにより、前記電波生成指示の送信や、干渉パターンの検出結果の受信が実行される。
【００４４】
以上の構成により、位置特定局１０４は、検出局１０３から伝送された干渉パターンの検出結果に基づいて、無線ノード１０２のｘｙ座標を特定する。
（６）位置検出システムの処理
図１２は、図１の位置検出システム１００全体が行う処理の流れの一例を示す説明図である。この例では、無線ノード１０２は常に第２周波数ｆ２のノード電波Ｗ１２を発信しているとする。
【００４５】
まず、位置特定局１０４は、操作者から位置検出開始の指示を受け付け（＃１）、電波生成指示を基準局１０１に送信する（＃２）。
基準局１０１は、電波生成の指示を位置特定局１０４から受信すると（＃３）、基準周波数ｆ１の基準電波Ｗ１１の発信を開始する（＃４）。前述したように無線ノード１０２は常に第２周波数ｆ２（ｆ２≠ｆ１）を持つノード電波Ｗ１２を発信しているので、基準電波Ｗ１１の発信により干渉波Ｗ１３が直ちに生成される。さらに、基準局１０１は、干渉パターンの検出指示を、通信ネットワーク１０５を介して検出局１０３に伝送する（＃５）。
【００４６】
検出局１０３は、基準局１０１から干渉パターン検出指示を受信すると（＃６）、干渉波Ｗ１３の受信を開始する（＃７）。検出局１０３ａ，ｂは、受信した干渉波Ｗ１３の受信信号を解析し、それぞれの位置での干渉波Ｗ１３の粗密間隔を求める（＃８）。基準局１０１は、干渉パターン検出指示を伝送後、検出局１０３に対して検出終了の問い合わせをポーリングしている（＃９）。検出局１０３ａ，ｂは、基準局１０１からの問い合わせに対し、それぞれ干渉パターンの検出終了通知を伝送する（＃１０）。２つの検出局１０３からこの通知を受けた基準局１０１は、検出結果の送信要求を、２つの検出局１０３ａ，ｂに伝送する（＃１１）。検出局１０３ａ，ｂは、この要求に応じ、それぞれの検出結果を、位置特定局１０４に伝送する（＃１２，＃１３）。
【００４７】
位置特定局１０４は、各検出局１０３での検出結果に基づいて無線ノード１０２のｘｙ座標を算出し（＃１４，＃１５）、算出が終了すると終了通知を基準局１０１に伝送する（＃１５，＃１６）。次いで、位置特定局１０４は、算出した無線ノード１０２の位置が正常か否かを判断し（＃１８）、判断結果を基準局に伝送する（＃１９）。この判断は、得られたｘｙ座標が所定の範囲内か否かに基づいて行うことができる。
【００４８】
基準局１０１は、正常な位置が算出されなかった場合、再度検出局１０３に対し、干渉パターン検出指示を伝送し、前記の処理を繰り返す（＃５）。正常な位置が算出された場合、基準局１０１は、位置特定終了通知を検出局１０３及び位置特定局１０４に伝送し（＃２２）、基準電波Ｗ１１の送信を停止する（＃２３）。一方、位置特定終了通知を受けた位置特定局１０４は、測定した無線ノード２の位置を表示するなどの処理を行う（＃２５，＃２６）。
【００４９】
（７）効果
本実施形態の位置検出システム１００では、基準電波Ｗ１１とノード電波Ｗ１２との干渉波Ｗ１３の干渉パターンは、無線ノード１０２の位置によって変化する。そのため、基準局１０１の位置を原点とし、原点で直交するｘ軸及びｙ軸にそれぞれ検出局１０３ａ，ｂを設けることにより、それぞれの軸上での干渉波Ｗ１３の疎密間隔を検出することができる。しかも、基準周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とは若干ずれているため、干渉波Ｗ１３が進行波となり、ｘ軸及びｙ軸上に固定された検出局１０３においても干渉波Ｗ１３の粗密間隔を検出可能である。
【００５０】
＜第２実施形態＞
図１３は、本発明の第２実施形態に係る位置検出システム２００の構成を示す説明図である。位置検出システム２００は、前記第１実施形態と同様、基準電波Ｗ２１を発信する基準局２０１、ノード電波Ｗ２２を発信する無線ノード２０２、干渉波Ｗ２３の干渉パターンを検出する検出局２０３ａ，ｂおよび位置特定局２０４を含んで構成されている。基準局２０１、検出局２０３及び位置特定局２０４は、通信ネットワーク２０５により通信可能に接続されている。前記図３と同様に、各端末はｘｙ平面上に位置し、無線ノード２０２を除いて固定位置に設けられている。本実施形態では、無線ノード２０２、検出局２０３ａ，ｂ及び位置特定局２０４は、第１実施形態で同じ名称を付して示した端末と同様の機能を有する。基準局２０１は、基準電波Ｗ２１の基準周波数ｆ１を調整する。以下では、基準局２０１について説明する。
【００５１】
（１）基準局の構成
図１４は、基準局２０１の構成を示すブロック図である。基準局２０１は、以下の構成要素（ａ）〜（ｍ）を含む。基準局２０１は、第１実施形態の基準局１０１の構成要素に相当する構成要素（ａ）〜（ｇ）に加え、干渉パターンを解析するための構成要素（ｈ）〜（ｍ）を有している。
（ａ）ＣＰＵ２１１：基準局２０１各部の制御を行う。また、ＣＰＵ２１１は、後述するＲＯＭ２１２に格納されているプログラムを実行することにより、基準電波送信処理や微調整処理、通信処理を行う。各処理については、詳細を後述する。
（ｂ）ＲＯＭ２１２：基準電波送信プログラムＰ２１１、微調整プログラムＰ２１２及び通信処理プログラムＰ２１３を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ２１３：ＣＰＵ２１１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー２１４：基準局２０１の内部クロックとして機能する。本実施形態では基準局２０１に必須の構成要素ではない。
（ｅ）ＬＡＮ制御部２１５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク２０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク２０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク２０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）周波数発振部２１６：ＣＰＵ２１１から周波数設定データＳＧ１１を受け取り、所定の基準周波数ｆ１を有する基準信号ＳＧ１２を発振する。周波数発振部２１６としては、発信周波数が可変のシンセサイザーなどを用いる。
（ｇ）送信部２１７：周波数発振部２１６が発振した基準信号ＳＧ１２の高周波増幅を行い、送信信号ＳＧ１３を出力する。
（ｈ）アンテナ２１８：送信部２１７から入力された送信信号ＳＧ１３に基づいて、基準周波数ｆ１をもつ基準電波Ｗ２１を無指向で発信する。またアンテナ２１８は、ノード電波Ｗ２２を受信する。
（ｉ）切替部２１９：ＣＰＵ２１１が出力する送受信切替信号ＳＧ２１１に従い、アンテナ２１８の送信モードと受信モードとを切り替える。
（ｊ）ミキサー部２１１０：送信信号Ｓ１３とアンテナ受信信号の二つの信号を混合させてテスト受信信号ＳＧ２１２を出力する。
（ｋ）受信部２１１１：テスト受信信号ＳＧ２１２を増幅してテスト干渉信号ＳＧ２１３を出力する。
（ｌ）フィルター部２１１２：テスト干渉信号ＳＧ２１３のうち特定の周波数だけを選択的に通過させると共に検波処理を行い、テスト干渉パターン信号ＳＧ２１４を出力する。フィルター部２１１２は、ＳＡＷフィルタなどのバンドパスフィルタと検波回路とを含む。バンドパスフィルターの通過帯域は、基準電波Ｗ２１の基準周波数ｆ１を中心周波数とした急峻な通過特性を持ち、テスト干渉信号ＳＧ２１３を効率よく通過させる。検波回路は、バンドパスフィルタを通過した信号からテスト干渉パターン信号ＳＧ２１４を生成する。
（ｍ）ＡＤ変換部２１１３：テスト干渉パターン信号ＳＧ２１４をデジタルデータに変換し、テスト干渉パターンデータＳＧ２１５をＣＰＵ２１１に出力する。ＡＤ変換部２１１３に代えて電圧コンパレータを用い、適切な閾値電圧でテスト干渉パターン信号ＳＧ２１４を二値化した結果の直列デジタルデータを、テスト干渉パターンデータＳＧ２１５とすることもできる。
【００５２】
（２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ２１１は、ＲＯＭ２１２のプログラムに基づいて、基準電波送信処理、微調整処理及び通信処理を行う。
〔基準電波送信処理〕
ＣＰＵ２１１は、基準電波送信プログラムＰ２１１に基づいて、前述の基準電波送信処理を第１実施形態と同様に実行する。この処理により、基準局２０１は、基準周波数ｆ１を有する基準電波Ｗ２１を送信する。ただし、ＣＰＵ２１１は、基準電波送信プログラムＰ２１１により送受信切替信号ＳＧ２１１を出力する点が第１実施形態と異なる。この送受信切替信号ＳＧ２１１により、切替部２１９が送信側に切り替わり、アンテナ２１８が送信モードに切り替わる。これにより、送信部２１７から出力される送信信号ＳＧ１３がアンテナ２１８に供給され、基準電波Ｗ２１が送信される。
【００５３】
〔微調整処理〕
ＣＰＵ２１１は、微調整プログラムＰ２１２に基づいて、微調整処理を実行する。この処理により、基準局２０１は、基準電波Ｗ２１の送信に先立ち、送信しようとする基準電波Ｗ２１により生成される干渉波Ｗ２３の適切な進行速度が得られるように、基準周波数ｆ１を調整する。
【００５４】
具体的には、ＣＰＵ２１１は、送受信切替信号ＳＧ２１１によって切替部２１９を受信側に切り替え、アンテナ２１８を受信モードに切り替える。これにより、アンテナ２１８はノード電波Ｗ２２を受信する。受信信号はミキサー部２１１０において送信信号ＳＧ１３と混合されて擬似的に干渉を起こし、テスト受信信号ＳＧ２１２が生成される。いわば擬似干渉波Ｗ２３が生成される。
【００５５】
ＣＰＵ２１１では、テスト受信信号ＳＧ２１２に基づいて生成されたテスト干渉パターンデータＳＧ２１５を取得し、このデータに基づいて、検出局２０３において受信可能な干渉パターンが得られるよう、周波数発振部２１６の基準周波数ｆ１を調整する。例えば、ＣＰＵ２１１は、疑似干渉波Ｗ２３の進行速度が所定の範囲に収まるよう基準周波数ｆ１を調整したり、疑似干渉波Ｗ２３の粗密間隔が所定の範囲に収まるよう基準周波数ｆ１を調整する。ＣＰＵ２１１は、調整する度にテスト干渉パターンデータＳＧ２１５を監視し、テスト干渉パターンデータＳＧ２１５が所定の範囲に収まるまで、または調整回数の上限まで、調整を繰り返す。
【００５６】
〔通信処理〕
ＣＰＵ２１１は、通信処理プログラムＰ２１３に基づいて、前述の通信処理を第１実施形態と同様に実行する。この処理により、基準局２０１は、位置特定局２０４から基準電波生成指示を受信したり、位置特定局２０４に位置特定終了通知を送信したりする。
（３）基準局が行う処理の流れ
図１５は、基準局２０１が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態において、無線ノード２０２、検出局２０３及び位置特定局２０４は、前記第１実施形態で同一名称を付して示した各端末と同様の処理を行うので、以下では基準局２０１が行う処理について説明する。第１実施形態と同様、無線ノード２０２は常にノード電波Ｗ２２を送信している。
【００５７】
ステップＳ２０１：基準局２０１は、位置特定局２０４からの電波生成指示を待機し、これを受信するとステップＳ２０２に移行する。
ステップＳ２０２：基準局２０１は、切替部２１９によってアンテナ２１８を受信モードに設定する。
ステップＳ２０３〜Ｓ２０５：周波数発振部２１６の発振周波数、すなわち基準周波数ｆ１を規定のデフォルト値に設定し（Ｓ２０３）、基準電波Ｗ２１の送信信号ＳＧ１３を送信部２１７から出力する（Ｓ２０４）。この時点ではアンテナ２１８が受信モードになっているため、基準電波Ｗ２１はアンテナ２１８から発信されず、送信信号ＳＧ１３はミキサー部２１１０に供給される。ミキサー部２１１０は、受信したノード電波Ｗ２２の受信信号と、送信部２１７から出力された送信信号ＳＧ１３とを混合し、擬似的な干渉を起こさせ、テスト受信信号ＳＧ２１２を出力する（Ｓ２０５）。すなわち、基準局２０１は、ノード電波Ｗ２２と基準電波Ｗ２１とを、擬似的に干渉させ、疑似干渉波Ｗ２３を生成する。
【００５８】
ステップＳ２０６〜Ｓ２１０：基準局２０１は、テスト干渉パターンデータＳＧ２１５を生成すると（Ｓ２０６）、テスト干渉パターンデータＳＧ２１５から疑似干渉波Ｗ２３の粗密間隔を求め、その値が規定値範囲内かどうかを判定する（Ｓ２０７）。規定値範囲内であれば、基準局２０１は切替部２１９によってアンテナ２１８を送信モードに切り替え（Ｓ２０８）、位置特定局２０４に周波数調整完了通知を伝送する（Ｓ２０９）。なお、この通知は必須ではない。その後、基準局２０１は、基準電波Ｗ２１の送信を開始し、位置特定局２０４から位置特定終了通知を受信するまで、基準電波Ｗ２１を送信し続ける（Ｓ２１０）（前記図１２の＃４〜＃２３参照）。
【００５９】
ステップＳ２１１〜Ｓ２１３：ステップＳ２０７において、求めた粗密間隔の値が規定値範囲外と判定すると、ステップＳ２１１に移行する。この場合、基準局２０１は、周波数発振部２１６の発振周波数ｆ１を若干シフトさせて調整する（Ｓ２１１）。次いで、基準局２０１は、調整回数が規定回数を超過しているか否かを判断し（Ｓ２１２）、疑似干渉波Ｗ２３の粗密間隔が規定値内になるまでステップＳ２０７〜Ｓ２１２を繰り返す。疑似干渉波Ｗ２３の粗密間隔が規定値内に入る前に調整回数が規定回数を超過した場合（Ｓ２１２）、基準局２０１は周波数発振部２１６の発振を停止し、位置特定局２０４に調整エラー通知を伝送する（Ｓ２１３）。無線ノード２０２などに異常があると考えられるからである。
【００６０】
上記ステップＳ２０２〜Ｓ２１３の処理を一定時間間隔で行うことにより、ノード電波Ｓ２２の第２周波数ｆ２が変動する場合などでも、検出局２０３が受信可能または安定して受信できる干渉波Ｗ２３を、安定して生成することができる。
なお、上述の例ではアンテナ２１８の送信モードと受信モードとを切り替えたが、送信用アンテナと受信用アンテナとを設けてもよい。疑似干渉波ではなく実際の干渉波Ｗ２３を受信しながら、干渉波Ｗ２３の干渉パターンが検出しやすくなるように、送信する基準電波の周波数調整を行うことができる。
【００６１】
（４）効果
本実施形態の位置検出システム２００では、基準局２０１が、疑似干渉波Ｗ２３の干渉パターン変化を監視しながら基準周波数ｆ１を調整するので、検出局２０３で受信可能あるいは受信良好な範囲の干渉パターンを生成することができる。また、ノード電波の第２周波数ｆ２の経時変化などが原因で、基準局２０１が単に第２周波数ｆ２から規定値分だけシフトさせた基準周波数ｆ１で基準電波Ｗ２１を生成するだけでは干渉波Ｗ２３に適当な進行速度が得られない場合でも、検出局にとって受信可能あるいは受信良好な進行速度を持つ干渉波Ｗ２３を安定して生成することができる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
（１）システム全体の構成及び動作
図１６は、本発明の第３実施形態に係る位置検出システム３００の構成を示す説明図である。位置検出システム３００は、基準電波Ｗ３１を送信する基準局３０１、ノード電波Ｗ３２ａ，Ｗ３２ｂ，Ｗ３２ｃを送信する無線ノード３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ、干渉波Ｗ３３ａ〜ｃの干渉パターンを検出する検出局３０３ａ、ｂ及び位置特定局３０４を含む。基準局３０１、検出局３０３ａ、ｂ及び位置特定局３０４は、光ケーブルなどの通信ネットワーク３０５により通信可能に接続されている。従って、検出された干渉パターンは、通信ネットワーク３０５を介して検出局３０３から位置特定局３０４に送信される。なお、干渉波Ｗ３３ａ，Ｗ３３ｂ，Ｗ３３ｃは、それぞれノード電波Ｗ３２ａ，Ｗ３２ｂ，Ｗ３２ｃと基準電波Ｗ３１との干渉波である。
【００６３】
図１７は、位置検出システム３００の動作の概念説明図である。本実施形態では、基準局３０１からのスロット同期信号ＳＳａ，ＳＳｂ，ＳＳｃ（まとめてスロット同期信号ＳＳということがある）に同期して、複数の無線ノード３０２ａ〜ｃが時分割でノード電波Ｗ３２ａ〜ｃを送信する。基準局３０１が送信する各スロット同期信号ＳＳａ，ＳＳｂ，ＳＳｃには、それぞれノードＩＤ“Ｎ１”、“Ｎ２”、“Ｎ３”が含まれている。ノードＩＤ“Ｎ１”、“Ｎ２”及び“Ｎ３”は、それぞれ無線ノード３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃの識別子である。各無線ノード３０２ａ〜ｃは、スロット同期信号ＳＳ内のノードＩＤが自端末のノードＩＤと一致した場合、そのスロット同期信号ＳＳの終了後にノード電波Ｗ３２ａ〜ｃを送信する。ノード電波Ｗ３２ａ〜ｃの送信は、次のスロット同期信号ＳＳの受信前に停止される。スロット同期信号ＳＳ内にはスロット期間データ（送信終了条件に相当）が格納されており、無線ノード３０２はこのスロット期間データからノード電波Ｗ３２の停止タイミングを特定する。この処理は、各無線ノード３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃにおいて同様である。その結果、測定空間には干渉波Ｗ３３ａ，Ｗ３３ｂ，Ｗ３３ｃが時分割多重によって多重生成される。検出局３０３は、基準局３０１が送信するスロット同期信号ＳＳに続く干渉波Ｗ３３ａ〜ｃを次々に受信して干渉パターンを解析し、解析結果を位置特定局３０４に伝送する。これにより、位置特定局３０４は、同一測定空間内の複数の無線ノード３０２ａ〜ｃの位置を特定することができる。このとき、検出局３０３は、各スロット同期信号に含まれるノードＩＤも取得しておき、ノードＩＤと干渉パターンの検出結果とを対応づけて位置特定局３０４に伝送するとよい。位置特定局３０４において、ノードＩＤと無線ノード３０２の位置とを関連づけることができる。
【００６４】
なお、ノードＩＤは各無線ノード３０２が個別に持つユニークな機械的固有番号であってもよいし、各無線ノード３０２に割り振られた自由名称であってもよい。自由名称をノードＩＤとして用いる場合は、位置検出システム３００の通信ネットワーク３０５上に、無線ノード３０２の自由名称と機械的固有番号とを対応付ける名前解決端末を備えておけばよい。
【００６５】
位置検出システム３００において、位置特定局３０４の機能は、前記第１実施形態の位置特定局１０４と同様である。以下では、基準局３０１、無線ノード３０２及び検出局３０３の機能について説明する。
（２）基準局
（２−１）基準局の構成
図１８は、基準局３０１の構成を示すブロック図である。基準局３０１は、以下の構成要素（ａ）〜（ｊ）を含む。基準局３０１は、前記第１実施形態の基準局１０１の構成要素に相当する構成要素（ａ）〜（ｈ）に加え、（ｉ）変調部３１９及び（ｊ）切替部３１１０を有している。
（ａ）ＣＰＵ３１１：基準局３０１各部の制御を行う。また、ＣＰＵ３１１は、後述するＲＯＭ３１２に格納されているプログラムを実行することにより、基準電波送信処理や同期データ生成処理、通信処理を行う。各処理については、詳細を後述する。
（ｂ）ＲＯＭ３１２：基準電波送信プログラムＰ３１１、同期データ生成プログラムＰ３１２及び通信処理プログラムＰ３１３を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ３１３：ＣＰＵ３１１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー３１４：基準局３０１の内部クロックとして機能する。本実施形態では基準局３０１に必須の構成要素ではない。
（ｅ）ＬＡＮ制御部３１５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク２０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク３０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク３０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）周波数発振部３１６：ＣＰＵ３１１から周波数設定データＳＧ１１を受け取り、所定の基準周波数ｆ１を有する基準信号ＳＧ１２を発振する。周波数発振部３１６としては、発信周波数が可変のシンセサイザーなどを用いる。
（ｇ）送信部３１７：周波数発振部３１６が発振した基準信号ＳＧ１２の高周波増幅を行い、送信信号ＳＧ１３を出力する。
（ｈ）アンテナ３１８：送信部３１７から入力された送信信号ＳＧ１３に基づいて、基準周波数ｆ１をもつ基準電波Ｗ３１を無指向で発信する。
（ｉ）変調部３１９：ＣＰＵ３１１から出力されるスロット同期信号ＳＳの元データとなる同期データＳＧ３１２によって、周波数発振部３１６からの基準信号ＳＧ１２に変調をかけ、変調同期信号ＳＧ３１３を出力する。
（ｊ）切替部３１１０：ＣＰＵ３１１から出力される送信切替信号ＳＧ３１１に基づいて送信信号を切り替えることにより、変調同期信号ＳＧ３１３と基準信号ＳＧ１２とを交互に送信部３１７に出力する。変調同期信号ＳＧ３１３と基準信号ＳＧ１２とを交互に送信することにより、スロットを生成する。
【００６６】
（３−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ３１１は、ＲＯＭ３１２のプログラムに基づいて、基準電波送信処理、同期データ生成処理及び通信処理を行う。
〔基準電波送信処理〕
ＣＰＵ３１１は、基準電波送信プログラムＰ３１１に基づいて、前述の基準電波送信処理を第１実施形態と同様に実行する。この処理により、基準局３０１は、基準周波数ｆ１を有する基準電波Ｗ３１を送信する。ただし、ＣＰＵ３１１は、基準電波送信プログラムＰ３１１により送受信切替信号ＳＧ３１１を出力する点が第１実施形態と異なる。この送受信切替信号ＳＧ３１１により、切替部３１１０が周波数発振部３１６側に切り替わり、基準信号ＳＧ１２が高周波増幅されてアンテナ３１８より出力される。これにより、基準電波Ｗ３１が送信される。
【００６７】
〔同期データ生成処理〕
ＣＰＵ３１１は、同期データ生成プログラムＰ３１２に基づいて、同期データ生成処理を実行する。この処理により、基準局３０１は、スロット同期信号ＳＳと基準電波Ｗ３１とを切り替えて交互に送信する。具体的には、ＣＰＵ３１１は送信切替信号ＳＧ３１１を生成する。
【００６８】
また同期データ生成処理により、基準局３０１は、スロット同期信号ＳＳの元となる同期データを生成する。具体的にはＣＰＵ３１１は、次々に同期データを生成し、生成する度に同期データに含まれるノードＩＤを更新する。これにより、複数の無線ノード３０２ａ〜ｃに対し、ノード電波Ｗ３２の送信期間が順次割り当てられるようになる。ＣＰＵ３１１は、スロット期間データを同期データに含ませてもよい。例えば次のスロット同期信号ＳＳの送信開始時刻や、ノード電波Ｗ３２の送信時間長を、スロット期間データとすることが挙げられる。スロット期間データに基づいて、無線ノード３０２は、次のスロット同期信号ＳＳの送信開始前にノード電波Ｗ３２の送信を停止することができる。この他に、同期データには、スロット同期信号ＳＳに必要なデータが適宜記述される。
【００６９】
図１９は、基準局３０１の動作及びスロット同期信号のデータフォーマットの一例を示す説明図である。スロット同期信号ＳＳと基準電波Ｗ３１とは、交互に送信される。前述したように、スロット同期信号ＳＳは、基準電波Ｗ３１の基準周波数ｆ１をキャリア周波数とし、スロット同期信号ＳＳのデータによって変調された信号である。また、基準電波Ｗ３１は、基準電波Ｗ３１の基準周波数ｆ１の単一周波数による無変調の連続信号である。
【００７０】
スロット同期信号ＳＳは、下記のフィールド（ａ）〜（ｅ）を含む。
（ａ）プリアンブルＳＳ１：受信側無線ノード３０２ａ〜ｃの復調部内のＰＬＬが再生クロックを引き込むために用いられる。
（ｂ）同期パターンＳＳ２：プリアンブルに続いて伝送される直列ビットデータにおいて、バイトアラインの先頭を示す。
（ｃ）ノードＩＤＳＳ３：無線ノード３０２ａ〜ｃを識別する識別子。
（ｄ）コマンドフィールドＳＳ４：制御コマンドや動作パラメータなどを格納する。スロット期間データはこのフィールドに記述される。
（ｅ）エラーチェックコードＳＳ５：スロット同期信号ＳＳにおける符号誤りを検査するためのデータ。
【００７１】
なお、スロット同期信号ＳＳの送信間隔を一定間隔にすれば、スロット期間データをコマンドフィールドＳＳ４に記述しなくてもよい。無線ノード３０２は、位置検出に先立ってスロット同期信号ＳＳの時間間隔を測定して学習し、学習した時間間隔からノード電波Ｗ３２の送信時間を決めることができるからである。
〔通信処理〕
ＣＰＵ３１１は、通信処理プログラムＰ３１３に基づいて、前述の通信処理を第１実施形態と同様に実行する。この処理により、基準局３０１は、位置特定局３０４から基準電波生成指示を受信したり、位置特定局３０４に位置特定終了通知を送信したりする。
【００７２】
以上の構成を有する基準局３０１は、無線ノード３０２の指定を含む同期スロット信号ＳＳと、基準電波Ｗ３１と、を交互に送信する。
（３）無線ノード
（３−１）無線ノードの構成
図２０は、無線ノード３０２の構成を示すブロック図である。各無線ノード３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃは同一の構成を有するので、ここでは無線ノード３０２と記載する。無線ノード３０２は、第１実施形態の無線ノード１０２の構成要素に相当する構成要素（ｅ）〜（ｇ）に加え、スロット同期信号ＳＳを解析するための構成要素（ａ）〜（ｄ）、（ｈ）〜（ｋ）を有している。
（ａ）ＣＰＵ３２１：無線ノード３０２の各部を制御する。またＲＯＭ３２２に格納されたデータ解析プログラムＰ３２１を実行することにより、データ解析処理を行う。この処理については後述する。
（ｂ）ＲＯＭ３２２：データ解析プログラムＰ３２１を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ３２３：ＣＰＵ３２１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー３２４：無線ノード３０２の内部クロックとして機能する。本実施形態では無線ノード３０２に必須の構成要素ではない。
（ｅ）発振部３２５：規定の第２周波数ｆ２を有するノード信号ＳＧ３２２を発振する。
（ｆ）送信部３２６：発振部３２５が発振したノード信号ＳＧ３２２の高周波増幅を行い、送信信号ＳＧ３２３を生成する。
（ｇ）電池３２１１：無線ノード３０２の各部に電力を供給する。
（ｈ）アンテナ３２７：送信モードの場合、送信部３２６から入力された送信信号ＳＧ３２３に基づいて、第２周波数ｆ２を持つノード電波Ｗ３２を無指向で発信する。受信モードの場合、スロット同期信号ＳＧ３２４を受信する。
（ｉ）切替部３２８：ＣＰＵ３２１からの送受信切替信号ＳＧ３２７に基づいて、アンテナ３２７を送信モードと受信モードとで切り替える。
（ｊ）受信部３２９：スロット同期信号ＳＧ３２４を受信同期信号ＳＧ３２５に変換する。
（ｋ）復調部３２１０：受信同期信号ＳＧ３２５を復調同期データＳＧ３２６に変換し、ＣＰＵ３２１に出力する。
【００７３】
以上のように構成された無線ノード３０２は、スロット同期信号ＳＧ３２４の受信と、ノード電波Ｗ３２の送信と、を交互に実行する。なお、送信専用アンテナと受信専用アンテナとを用い、スロット同期信号ＳＧ３２４を受信しながら、自ノードに割り当てられたスロットでノード電波Ｗ３２を送信することもできる。
（３−２）ＣＰＵの機能
〔データ解析処理〕
ＣＰＵ３２１は、データ解析プログラムＰ３２１に基づいて、データ解析処理を実行する。この処理により、無線ノード３０２は、自ノードがノード電波Ｗ３２を送信すべき期間にのみ、ノード電波Ｗ３２を送信する。具体的には、ＣＰＵ３２１は、スロット同期信号ＳＧ３２４を受信する場合、送受信切替信号ＳＧ３２７によって切替部３２８を受信側に切り替え、アンテナ３２７を受信モードに切り替える。これにより、アンテナ３２７はスロット同期信号ＳＧ３２４を受信する。スロット同期信号ＳＧ３２４は、変換されて復調同期データＳＧ３２６となり、ＣＰＵ３２１に出力される。
【００７４】
ＣＰＵ３２１は、復調同期データＳＧ３２６に含まれるノードＩＤが自局のノードＩＤと一致するか否かを判断する。一致する場合、ＣＰＵ３２１は、自ノード専用スロットと判断し、スロット同期信号期間終了後に直ちに発信制御信号ＳＧ３２１を発振部３２５に出力する。またＣＰＵ３２１は、送受信切替信号ＳＧ３２７を切替部３２８に出力し、アンテナ３２７と送信部３２６とを接続すると共に、アンテナ３２７を送信モードに切り替える。発信制御信号ＳＧ３２１に基づいて生成された送信信号ＳＧ３２３は、アンテナ３２７に供給され、ノード電波Ｗ３２が発信される。
【００７５】
さらにＣＰＵ３２１は、復調同期データＳＧ３２６内のスロット期間データに基づいて、ノード電波Ｗ３２の停止タイミングを決定し、決定したタイミングでノード電波Ｗ３２を停止させる。その後ＣＰＵ３２１は、発信制御信号ＳＧ３２１により、発振部３２５の発振を停止する。前述したように、スロット同期信号の送信間隔が一定の場合には、無線ノード３０２がこれを学習することによりノード電波Ｗ３２の停止タイミングを決定することができる。
【００７６】
（４）検出局
（４−１）検出局の構成
図２１は、検出局３０３の構成を示すブロック図である。検出局３０３は、以下の構成要素を含む。検出局３０３は、前記第１実施形態の検出局１０３の構成要素に相当する構成要素（ａ）〜（ｉ）に加え、（ｊ）分配部３３１０及び（ｋ）復調部３３１１を有している。
（ａ）ＣＰＵ３３１：検出局３０３各部の制御を行う。また、ＣＰＵ３３１は、後述するＲＯＭ３３２に格納されているプログラムを実行することにより、干渉パターン解析処理やノード特定処理、通信処理を行う。これらの処理については後述する。
（ｂ）ＲＯＭ３３２：干渉解析プログラムＰ３３１やノード特定プログラムＰ３３２、通信処理プログラムＰ３３３を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ３３３：ＣＰＵ３３１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー３３４：検出局３０３の内部クロックとして機能する。
（ｅ）ＬＡＮ制御部３３５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク３０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク３０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク３０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）アンテナ３３６：干渉波Ｗ３３を受信し、受信信号ＳＧ３１を出力する。
（ｇ）受信部３３７：受信信号ＳＧ３１を増幅して干渉信号ＳＧ３２を出力する。基準局３０１が基準電波Ｗ３１を送信している期間は、干渉信号ＳＧ３２には基準電波Ｗ３１の信号が現れる。基準局３０１がスロット同期信号ＳＳを送信している期間は、干渉信号ＳＧ３２には受信同期信号ＳＧ３３１が現れる。
（ｈ）フィルター部３３８：基準電波Ｗ３１の受信信号ＳＧ３１から得られる干渉信号ＳＧ３２のうち、特定の周波数だけを選択的に通過させると共に検波処理を行い、干渉パターン信号ＳＧ３３を出力する。フィルター部３３８は、ＳＡＷフィルタなどのバンドパスフィルタと検波回路とを含む。バンドパスフィルターの通過帯域は、基準電波Ｗ３１の基準周波数ｆ１を中心周波数とした急峻な通過特性を持ち、干渉信号ＳＧ３２を効率よく通過させる。検波回路は、バンドパスフィルタを通過した信号から干渉パターン信号ＳＧ３３を生成する。
（ｉ）ＡＤ変換部３３９：干渉パターン信号ＳＧ３３をデジタルデータに変換し、干渉パターンデータＳＧ３４をＣＰＵ３３１に出力する。ＡＤ変換部３３９に代えて電圧コンパレータを用い、適切な閾値電圧で干渉パターン信号ＳＧ３３を二値化した結果の直列デジタルデータを、干渉パターンデータＳＧ３４とすることもできる。
（ｊ）分配部３３１０：受信部３３７が出力した干渉信号ＳＧ３２を分配し、フィルター部３３８及び後述する復調部３３１１に同時に出力する。
（ｋ）復調部３３１１：受信同期信号ＳＧ３３１を復調し、復調同期データＳＧ３３２を再生してＣＰＵ３３１に出力する。
【００７７】
（４−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ３３１は、ＲＯＭ３３２のプログラムに基づいて、干渉パターン解析処理、ノード特定処理及び通信処理を行う。
〔干渉パターン解析処理〕
ＣＰＵ３３１は、干渉解析プログラムＰ３３１に基づいて、干渉パターン解析処理を実行する。この処理により、検出局３０３は、干渉波Ｗ３３の干渉パターン、例えば粗密間隔を特定する。具体的には、ＣＰＵ３３１は、ＡＤ変換部３３９から干渉パターンデータＳＧ３４を受け取り、例えば干渉波の粗密間隔を算出する。さらに、ＣＰＵ３３１は、算出した粗密間隔を、次に述べるノード特定処理で特定したノードＩＤと対応づけて、位置特定局３０４へ伝送する。
【００７８】
〔ノード特定処理〕
ＣＰＵ３３１は、ノード特定プログラムＰ３３２に基づいてノード特定処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ３３１は、受信同期信号ＳＧ３３１が変換された復調同期データＳＧ３３２を解釈し、そこに含まれるノードＩＤを特定する。特定されたノードＩＤは、前述したように、干渉パターン解析処理において粗密間隔と対応づけられ、位置特定局３０４に伝送される。
【００７９】
〔通信処理〕
ＣＰＵ３３１は、通信処理プログラムＰ３３３に基づいて通信処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ３３１は、ワークメモリとしてＲＡＭ３３３を用いながら、通信ネットワーク３０５で接続された外部機器と通信処理を行う。この処理により、検出局３０３は、基準局３０１から干渉パターンの検出結果の送信要求を受信したり、干渉パターンの検出結果を位置特定局３０４に送信したりする。
【００８０】
（５）効果
本実施形態の位置検出システム３００では、基準局３０１が送信するスロット同期信号ＳＳのノードＩＤにより、各無線ノード３０２にスロットが割り当てられる。各無線ノード３０２は、自ノード専用のスロット期間でノード電波Ｗ３２を送信するので、そのスロット期間ではある１つの無線ノード３０２のノード電波Ｗ３２と基準電波Ｗ３１との干渉波Ｗ３３が生成される。従って、検出局３０３は、時分割で複数の干渉波Ｗ３３の干渉パターンを検出する。検出局３０３がノードＩＤと干渉パターンとを対応づけて位置特定局３０４に伝送すれば、位置特定局３０４は同じ空間内に存在する複数の無線ノード３０２の位置を短時間のうちに検出することができる。
【００８１】
＜第４実施形態＞
（１）システムの構成及び動作
図２２は、本発明の第４実施形態に係る位置検出システム４００の構成を示す説明図である。位置検出システム４００は、基準電波Ｗ４１を送信する基準局４０１（基準電波送信手段に相当）、Ｙ電波Ｗｙ４２を送信するＹ基準局４０６ｙ（第２電波送信手段に相当）、図示していないＸ電波Ｗｘ４２を送信するＸ基準局４０６ｘ（第２電波送信手段に相当）、干渉波Ｗ４３の干渉パターンを検出する無線ノード４０２（干渉波検出手段に相当）及び位置特定局４０４（位置特定手段に相当）を含む。基準局４０１、Ｙ基準局４０６ｙ、Ｘ基準局４０６ｘ及び位置特定局４０４は、光ケーブルなどの通信ネットワーク４０５により通信可能に接続されている。Ｙ基準局４０６ｙ及びＸ基準局４０６ｘは、無線ノード４０２と無線通信可能である。無線ノード４０２が検出した干渉パターンは、無線通信によりＹ基準局４０６ｙまたはＸ基準局４０６ｘにいったん送信され、そこから通信ネットワーク４０５を介して位置特定局４０４に送信される。
【００８２】
図２３〜図２４は、位置検出システム４００における動作の概念説明図である。本実施形態では、無線ノード４０２のｘ座標を求める場合とｙ座標を求める場合とでは、干渉波が異なる。図２３は無線ノードのｘ座標を求める場合の説明図である。無線ノード４０２は、干渉波Ｗｙ４３の干渉パターンを測定する。ここで、干渉波Ｗｙ４３は、基準局４０１の基準電波Ｗ４１と、Ｙ基準局４０６ｙのＹ電波Ｗｙ４２と、が干渉して生成される。干渉波Ｗｙ４３の測定結果は、無線ノード４０２から干渉波Ｗｙ４３の生成に関与していないＸ基準局４０６ｘに無線で送信され、そこから位置特定局４０４に伝送される。干渉波Ｗ４３ｙは、ｙ軸を起点としてｘ軸方向への距離の増加に伴って粗密間隔が徐々に広がる干渉パターンを有する。そのため、干渉波Ｗｙ４３の粗密間隔を測定することにより、測定空間における無線ノード４０２のｘ座標の値ｘpを求めることができる。すなわち、位置特定局４０４は、干渉波Ｗｙ４３の干渉パターンに基づいて無線ノード４０２のｘ座標を特定する。特定方法は、前記第１実施形態と同様、テーブルを参照したり位置計算関数を用いることが考えられる。
【００８３】
図２４は、無線ノードのｙ座標を求める場合の説明図である。無線ノード４０２は、干渉波Ｗｘ４３の干渉パターンを測定する。ここで、干渉波Ｗｘ４３は、基準局４０１の基準電波Ｗ４１と、Ｘ基準局４０６ｘのＸ電波Ｗｘ４２と、が干渉して生成される。干渉波Ｗｘ４３の測定結果は、無線ノード４０２から干渉波Ｗｘ４３の生成に関与していないＹ基準局４０６ｙに無線で送信され、そこから位置特定局４０４に伝送される。干渉波Ｗｘ４３は、ｘ軸を起点としてｙ軸方向への距離の増加に伴って粗密間隔が徐々に広がる干渉パターンを有する。そのため、干渉波Ｗｘ４３の粗密間隔を測定することにより、測定空間における無線ノード４０２のｙ座標の値ｙpを求めることができる。すなわち、位置特定局４０４は、干渉波Ｗｘ４３の干渉パターンに基づいて無線ノード４０２のｙ座標を特定する。
【００８４】
（２）Ｙ基準局／Ｘ基準局
（２−１）Ｙ基準局／Ｘ基準局の構成
図２５は、Ｙ基準局４０６ｙの構成を示すブロック図である。なお、Ｘ基準局４０６ｘとＹ基準局４０６ｙとは同様の構成を有するので、Ｙ基準局４０６ｙを例にとって説明する。Ｙ基準局４０６ｙは以下の構成要素（ａ）〜（ｍ）を有している。
（ａ）ＣＰＵ４６１：Ｙ基準局４０６ｙ各部の制御を行う。また、ＣＰＵ４６１は、後述するＲＯＭ４６２に格納されているプログラムを実行することにより、ＸＹ電波送信処理や中継処理、通信処理を行う。各処理については、詳細を後述する。
（ｂ）ＲＯＭ４６２：ＸＹ電波送信プログラムＰ４６１、中継処理プログラムＰ４６２及び通信処理プログラムＰ４６３を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ４６３：ＣＰＵ４６１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー４６４：基準局４０６ｙの内部クロックとして機能する。本実施形態ではＹ基準局４０６ｙに必須の構成要素ではない。
（ｅ）ＬＡＮ制御部４６５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク４０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク４０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク４０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）周波数発振部４６６：ＣＰＵ４６１から周波数設定データＳＧ４６１を受け取る。さらに、第３周波数ｆ３を有する基準信号ＳＧ４６２を発振する。第３周波数ｆ３は、基準電波Ｗ４１の基準周波数ｆ１から所定値だけシフトした周波数である。周波数発振部４６６としては、発信周波数が可変のシンセサイザーなどを用いる。
（ｇ）変調部４６７：周波数発振部４６６からの基準信号ＳＧ４６２に送信データＳＧ４６５で変調をかけて、変調基準信号ＳＧ４６７を生成する。
（ｈ）切替部４６８：ＣＰＵ４６１からの送信データ切替信号ＳＧ４６３に応じ、後述するアンテナ４６１１に出力する送信信号を、送信データＳＧ４６５で変調された変調基準信号ＳＧ４６７と、無変調の基準信号ＳＧ４６２と、の間で切り替える。
（ｉ）送信部４６９：基準信号ＳＧ４６２または変調基準信号ＳＧ４６７の高周波増幅を行い、送信信号を出力する。
（ｊ）切替部４６１０：ＣＰＵ４６１からの送受信データ切替信号ＳＧ４６４に応じ、後述するアンテナ４６１１を、送信モードと受信モードとの間で切り替える。
（ｋ）アンテナ４６１１：送信モードの場合、第３周波数ｆ３を有するＹ電波Ｗｙ４２を送信するか、または基準信号ＳＧ４６２に送信データＳＧ４６５で変調をかけた変調基準信号ＳＧ４６７を高周波増幅したものを送信する。受信モードの場合、無線ノード４０２から干渉波Ｗｙ４３の測定結果を受信する。
（ｌ）受信部４６１２：受信信号を増幅して干渉信号を出力する。
（ｍ）復調部４６１３：干渉信号を受信データＳＧ４６６に変換し、ＣＰＵ４６１に出力する。
【００８５】
（２−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ４６１は、ＲＯＭ４６２のプログラムに基づいて、ＸＹ電波送信処理、中継処理及び通信処理を行う。
〔ＸＹ電波送信処理〕
ＣＰＵ４６１は、ＸＹ電波送信プログラムＰ４６１に基づいて、ＸＹ電波送信処理を実行する。この処理により、Ｙ基準局４０６ｙはＹ基準電波Ｗｙ４２を送信する。具体的には、ＣＰＵ４６１は、基準周波数ｆ１から規定値だけシフトした第３周波数ｆ３を指定する周波数設定データＳＧ４６１を生成し、周波数発振部４６６に出力する。またＣＰＵ４６１は、送信データ切替信号ＳＧ４６３を切替部４６８に出力し、周波数発振部４６６と送信部４６９とを接続する。さらに、ＣＰＵ４６１は、Ｙ電波Ｗｙ４２を送信するために、送受信データ切替信号ＳＧ４６４を切替部４６１０に出力し、アンテナ４６１１を送信モードに設定する。これにより、第３周波数ｆ３を有するＸＹ電波Ｗｙ４２が、アンテナ４６１１から送信される。
【００８６】
〔中継処理〕
ＣＰＵ４６１は、中継処理プログラムＰ４６２に基づいて、中継処理を実行する。この処理により、Ｙ基準局４０６ｙは、無線ノード４０２に干渉パターンの測定結果を要求し、これを受信する。
具体的には、ＣＰＵ４６１は、無線ノード４０２に測定結果を要求するための送信データ４６５を生成する。ＣＰＵ４６１は、送信データ４６５の出力の直前に送受信データ切替信号ＳＧ４６４を切替部４６１０に出力し、アンテナ４６１１を送信モードに設定する。また、ＣＰＵ４６１は、送信データ切替信号ＳＧ４６３を切替部４６８に出力し、変調部４６７と送信部４６９とを接続する。これにより、生成された送信データ４６５は、第３周波数ｆ３を持つＹ電波Ｗｙ４２をキャリアとして、アンテナ４６１１から送信される。
【００８７】
また、ＣＰＵ４６１は、要求に応じて無線ノード４０２から受信する受信データ４６６を解析する。受信データ４６６には、無線ノード４０２が検出した干渉波Ｗｙ４３の測定結果が含まれている。ＣＰＵ４６１は、無線ノード４０２から測定結果を受信するために、前記送信データ４６５を出力して所定時間経過後に送受信データ切替信号ＳＧ４６４を切替部４６１０に出力し、アンテナ４６１１を受信モードに設定する。無線ノード４０２から得られた測定結果は、後述する通信処理により位置特定局４０４に伝送される。
【００８８】
〔通信処理〕
ＣＰＵ４６１は、通信処理プログラムＰ４６３に基づいて、ＬＡＮ制御部４６５及び通信ネットワーク４０５を介した通信処理を実行する。この処理により、Ｙ基準局４０６ｙは、中継処理で解析した測定結果を位置特定局４０４に送信したり、位置特定局４０４から基準電波生成指示を受信したり、基準局４０１から位置特定終了通知を受信したりする。
【００８９】
（３）無線ノード
（３−１）無線ノードの構成
図２６は、無線ノード４０２の構成を示すブロック図である。無線ノード４０２は、前記第１実施形態の検出局１０３に、切替部４２１０、変調部４２１１、送信部４２１２及び復調部４２１３を付加した構成を有している。ただし、通信ネットワーク４０５を介して通信するためのインターフェース機能は無線ノード４０２に設けられていない。図中、検出局１０３の構成要素１３１〜１３９と同様の機能を有する構成要素４２１〜４２４，４２６〜４２９については、同一の名称を付して示している。
【００９０】
変調部４２１１は、基準電波ｆ１で発振し、局部発信信号を出力する。送信部４２１２は、変調部４２１１から出力される信号を高周波増幅した送信信号を生成し、アンテナ４２６に供給する。復調部４２１３は、受信信号から得られる干渉信号ＳＧ４２２を復調データＳＧ４２７に変換し、ＣＰＵ４２１に出力する。
（３−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ４２１は、ＲＯＭ４２２のプログラムに基づいて、干渉パターン解析処理及び通信処理を行う。干渉パターン解析処理では、前記第１実施形態の検出局１０３と同様に、干渉波Ｗｙ４３，Ｗｘ４３の粗密間隔を求める。
【００９１】
通信処理では、要求に応じ、干渉パターン解析処理で求められた粗密間隔のデータが、それぞれＸ基準局４０６ｘ，Ｙ基準局４０６ｙに無線で送信される。具体的には、ＣＰＵ４２１は、Ｘ基準局４０６ｘまたはＹ基準局４０６ｙからの要求を受信し、これを解釈し、要求に応じて干渉波Ｗｙ４３，Ｗｘ４３の測定結果を送信する。
測定結果を送信する場合、ＣＰＵ４２１は、送信データＳＧ４２５を生成し、変調部４２１１に出力する。送信データＳＧ４２５は、変調部４２１１が生成する局部発信信号をキャリアとしてアンテナ４２６から送信される。なお、ＣＰＵ４２１は、送受信切替信号ＳＧ４２８を切替部４２１０に出力し、アンテナ４２６の送信モードと受信モードをと切り替える。
【００９２】
（４）位置検出システムの処理
図２７ａ，ｂは、位置検出システム４００が行う動作の流れの一例を示す説明図である。この例では、まず無線ノード４０２のｘ座標を求めるための干渉パターンを測定し、その後ｙ座標を求めるための干渉パターンを測定する。
〔干渉波Ｗｙ４３の測定及びｘ座標の特定〕
まず、位置特定局４０４は、操作者から位置検出開始の指示を受け付け（＃４０１）、Ｙ基準局４０６ｙ及び基準局４０１にＹ電波生成指示を送信する（＃４０２）。また、位置特定局４０４は、Ｘ基準局４０６ｘに、電波中継指示を送信する（＃４０３）。
【００９３】
Ｙ基準局４０６ｙ及び基準局４０１は、Ｙ電波生成指示を受信すると、それぞれＹ電波Ｗｙ４２及び基準電波Ｗ４１の送信を開始する（＃４０４，＃４０５）。これにより、測定空間には干渉波Ｗｙ４３が生成される。さらに基準局４０１は、無線ノード４０２に対し、干渉パターンの検出指示を送信する（＃４０６）。
無線ノード４０２は、基準局４０１から干渉パターン検出指示を受信すると、干渉波Ｗｙ４３の受信を開始する（＃４０７）。無線ノード４０２は、受信した干渉波Ｗｙ４３の受信信号を解析し、自ノードの位置での干渉波Ｗｙ４３の粗密間隔を求め、基準局４０１及びＸ基準局４０６ｘに通知する（＃４０８）。
【００９４】
Ｘ基準局４０６ｘは、検出終了通知を無線ノード４０２から受信すると、測定結果の送信要求を無線ノード４０２に送信する（＃４０９）。この要求を受けた無線ノード４０２は、Ｘ基準局４０６ｘに無線で送信する（＃４１０）。Ｘ基準局４０６ｘは、受信した測定結果を、通信ネットワーク４０５を介して位置特定局４０４に伝送する（＃４１１）。
位置特定局４０４は、無線ノード４０２での干渉波Ｗｙ４３の測定結果に基づいて、無線ノード４０２のｘ座標を特定する（＃４１２）。次いで、位置特定局４０４は、特定したｘ座標の値が正常か否かを判断し（＃４１３）、判断結果を基準局４０１に伝送する（＃４１４）。この判断は、得られたｘ座標が所定の範囲内か否かに基づいて行うことができる。
【００９５】
基準局４０１は、正常な位置が算出されなかった場合、再度無線ノード４０２に対し、干渉パターン検出指示を伝送することにより、前記処理を繰り返す（＃４０６〜＃４１５）。正常な位置が算出された場合、基準局４０１は、Ｘ位置特定終了通知をＹ基準局４０６ｙ及び位置特定局４０４に伝送し（＃４１６）、基準電波Ｗ４１の送信を停止する（＃４１７）。一方、位置特定終了通知を受けたＹ基準局４０６ｙは、Ｙ電波の送信を停止する（＃４１８）。
【００９６】
以上の処理により、無線ノード４０２の位置における干渉波Ｗｙ４３の粗密間隔などを求め、求めた値に基づいて無線ノード４０２のｘ座標が特定される。
〔干渉波Ｗｘ４３の測定及びｙ座標の特定〕
次に、Ｘ基準局４０６ｘとＹ基準局４０６ｙとは、互いの役割を逆にして上記＃４０２〜＃４１８の処理を行うことにより（＃４１９〜＃４３５）、無線ノード４０２の位置における干渉波Ｗｘ４３の粗密間隔などを求め、求めた値に基づいて無線ノード４０２のｙ座標を決定する。最後に、位置特定局４０４は、無線ノード４０２の位置を、ｘｙ座標系などで表示する（＃４３６）。
【００９７】
以上により、無線ノード４０２のｘｙ座標をそれぞれ特定することができる。ｘ軸及びｙ軸に加え、ｚ軸を有する測定空間においても、同様にｘｙｚ座標をそれぞれ特定することができる。
本実施形態の位置検出システム４００では、前述の処理を無線ノード４０２毎に行うことで、測定空間に複数の無線ノード４０２が存在しても、複雑な通信プロトコルや同期処理を用いずに各無線ノード４０２の位置検出を行うことができる。
【００９８】
＜その他の実施形態＞
（Ａ）図２８は、本発明の別の実施形態に係る位置検出システムの概念説明図である。この例では、位置検出システムを建物内の無線ノードの位置検出に適用している。図２８において、建物の３辺にそってｘ，ｙ，ｚ軸がそれぞれ想定されている。基準局５０１は原点に位置している。無線ノード５０２は、建物内の任意の位置に位置している。Ｘ検出局５０３ｘ、Ｙ検出局５０３ｙ及びＺ検出局５０３ｚは、それぞれｘ、ｙ、ｚ軸上に位置している。このように構成された位置検出システムでは、ｘ，ｙ，ｚ軸が定義された空間内で無線ノード５０２の位置に応じた干渉パターンを検出し、無線ノード５０２の位置を特定することができる。例えば、ｘｙ平面上での位置とｙｚ平面上での位置とをそれぞれ求めることにより、図示しない位置特定局は、無線ノードの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を求めることができる。位置特定局は、前記参照パターンテーブルＴ１４１を拡張してＺ軸干渉間隔もパラメータに加えたテーブルに基づいて、位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を決定すればよい。位置特定局は、各検出局５０３ｘ〜ｚから収集した干渉パターンを変数として予め定められた位置計算関数計算を実行することにより、位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を決定しても良い。
【００９９】
（Ｂ）図２９は、本発明の別の実施形態に係る位置検出システムの検出局６０３の外観を示す説明図である。検出局６０３は、アクチュエータＡＣＴに搭載されている。アクチュエータＡＣＴはレールＲＬ上を摺動可能に設けられている。レールＲＬを測定空間のｘ軸やｙ軸、ｚ軸上に配置すれば、それらの軸上を検出局６０３が摺動することになる。検出局６０３は、例えば前記第１実施形態の位置検出システム１００において、検出局１０３に代えて用いられる。このような構成では、検出局６０３がレールＲＬ上を自走するので、干渉波が進行波である必要が無い。そのため、基準電波の基準周波数とノード電波の周波数とを等しく設定することができる。従って、より安価に基準局を構成することができる。
【０１００】
図３０は、本実施形態における検出局６０３の構成を示すブロック図である。検出局６０３は、前記第１実施形態の検出局１０３の構成に、駆動回路部６３１０を付加した構成を有している。図中、検出局１０３の構成要素１３１〜１３９と同様の機能を有する構成要素６３１〜６３９は、同一の名称を付して示している。ＣＰＵ６３１は、駆動制御信号ＳＧ６３１によって駆動回路部６３１０を動作させ、アクチュエータ駆動信号ＳＧ６３２を生成する。アクチュエータ駆動信号ＳＧ６３２は、アクチュエータＡＣＴを駆動し、検出局６０３をレールＲＬ上で摺動させる。
【０１０１】
本実施形態では、基準電波の基準周波数とノード電波の第２周波数とが等しく、干渉波が定常波となっても、検出局６０３が自走することによって定常波となった干渉波を次々に受信できる。そのため、相対的に干渉波の疎密部位が、移動局となった検出局６０３を次々と通過していくことになり、検出局６０３は干渉波の疎密間隔を検出することができる。なお、検出局６０３への電源やＬＡＮなどは、レールＲＬから接触方式で外部と接続しても良いし、検出局６０３の移動範囲内で余裕を持たせた長さのケーブルで接続しても良い。
【０１０２】
（Ｃ）図３１は、本発明の別の実施形態における無線ノード７０２の構成を示すブロック図である。無線ノード７０２は、前記いずれの実施形態にも適用可能である。図３１に示す無線ノード７０２は、前記第３実施形態の無線ノード３０２の構成（図２０参照）に加え、着信検出部７２１１及び電源分配部７２１２をさらに有している。図中、無線ノード３０２の構成要素３２１〜３２１０と同様の機能を有する構成要素７２１〜７２１０は、同一名称を付して示している。
【０１０３】
着信検出部７２１１は、受信部７２９から出力された干渉信号ＳＧ７２５のレベルを監視することにより、図示しない基準局からの基準信号の着信を検出し、着信信号ＳＧ７２７を電源分配部７２１２に出力する。電源分配部７２１２は、電源である電池７２１３の出力ＰＷ３を切替制御する電力スイッチであり、電源ＰＷ４を出力する。
所定時間以上に無通信の状態が続いた場合、ＣＰＵ７２１から電源分配部７２１２に対してスリープモード移行信号ＳＧ７２８が出力される。電源分配部７２１２は、スリープモード移行信号ＳＧ７２８の入力によって電源ＰＷ４を遮断し、無線ノード７０２をフル動作モードからスリープモードに移行させる。逆にスリープモードにおいて無線ノード７０２が基準信号を受信した場合、着信信号ＳＧ７２７に基づいて、電源分配部７２１２は電源ＰＷ４を出力する。これにより、無線ノード７０２は、スリープモードからフル動作モードに移行する。
【０１０４】
ここで、スリープモードとフル動作モードとについて説明する。電源ＰＷ３は電池７２１３の出力であって、常時電源を供給する電源線である。電源ＰＷ３は、電波受信に最低限必要な部位に常時電源を供給する。電波受信に最低限必要な部位とは、受信部７２９と切替部７２８と着信検出部７２１１と電源分配部７２１２とである。これら部位を用いて必要最低限の受信状態を維持することにより、無線ノード７０２は基準局からの信号を受信する。この状態をスリープモードと呼ぶ。一方、電源ＰＷ４は、電源ＰＷ３によって電源が供給されている部位以外の部位に供給されている。着信があった場合、着信検出部７２１１からの着信信号ＳＧ７２７によって電源分配部７２１２のゲートが開き、電源ＰＷ４のラインに電力が供給される。この作用により無線ノード７０２全体がすべて駆動する。この状態をフル動作モードと呼ぶ。
【０１０５】
本実施形態では、無線ノード７０２はスリープモード及びフル動作モードの２つの動作モードを有している。無線ノード７０２は、基準電波を受信している場合はフル動作モードで動作し、基準電波が停止して規定時間経過すれば低消費電力状態のスリープモードに入る。その後、基準局が基準電波の送信を再開した場合、無線ノードは再びフル動作モードへ移行する。このように無線ノード７０２は間欠動作を行うため、消費電力を抑え、電池７２１３の寿命を延ばすことができる。ひいては、位置検出システムのシステムライフも延びることになる。
【０１０６】
なお、着信検出部７２１１が復調データＳＧ７２６に基づいて電源制御すれば、さらに正確な着信判定が可能になる。この場合、電源ＰＷ３の供給部位を復調部７２１０まで拡張する。しかし、一般的に、復調部７２１０は多くの動作電力を必要とするため、システムからの電池寿命要求との兼ね合いから着信検出精度を決定することが好ましい。
（Ｄ）図３２は、本発明の別の実施形態における無線ノード８０２の構成を示すブロック図である。無線ノード８０２は、前記いずれの実施形態にも適用可能である。図３２に示す無線ノード８０２は、前記第３実施形態の無線ノード３０２の構成（図２０参照）に加え、充電回路部８２１１及び２次電池８２１２をさらに有している。図中、無線ノード３０２の構成要素３２１〜３２１０と同様の機能を有する構成要素８２１〜８２１０は、同一名称を付して示している。
【０１０７】
ＣＰＵ８２１は、送受信切替信号ＳＧ７２９により切替部８２８を切り替えてアンテナ８２７を受信モードにしている時、充電開始信号ＳＧ８２１によって充電回路部８２１１を「ＯＮ」にする。充電回路部８２１１は、受信信号ＳＧ７２４を高周波電磁変換によって直流電流に変換し、２次電池８２１２への充電プロファイルを持つ充電のための電源ＰＷ５を出力する。電源ＰＷ５は２次電池８２１２を充電する。同時に、２次電池８２１２の出力は、電源ＰＷ６として無線ノード８０２の各ブロックに供給される。すなわち、無線ノード８０２が受信モードになって基準電波や干渉波を受信している場合、それら電波の電磁エネルギーを電流に変換して２次電池８２１２を常時充電する。逆に無線ノード８０２が送信モードになる場合、ＣＰＵ８２１は充電開始信号ＳＧ８２１により充電回路部８２１１を「ＯＦＦ」にする。これにより、電磁変換を中止し、２次電池８２１２の充電を停止する。この状態では、無線ノード８０２の各部は、２次電池８２１２の出力である電源ＰＷ６のみで駆動される。このような構成により、無線ノード８０２の電源を外部から供給できるため、電池不要あるいは電池交換不要の、メンテナンス性の優れた無線ノード８０２を構成できる。
【０１０８】
（Ｅ）前記第１実施形態〜第４実施形態においてさらに位置検出の精度を上げるために、測定空間内の既知の場所に補正無線ノードを設けても良い。この補正無線ノードのノード電波が生成する干渉波を用い、位置特定局の位置計算テーブルを補正して更新すれば、より正確な位置算出が可能となる。
また、前記実施形態では干渉波の粗密間隔を測定することによって干渉パターンを得ているが、干渉波包絡線の微分変化量を検出することにより干渉パターンを解析することも考えられる。
【０１０９】
前述の実施形態において、座標系の取り方は、特に限定されない。ｘｙ座標系やｘｙｚ座標系以外に、極座標系など、測定空間の形状に応じて様々な座標系を用いることができる。
（Ｆ）なお、各実施形態において、各周波数発振部には、シンセサイザーの他、共振周波数を電圧入力で可変できる水晶発振器（ＶＣＸＯ）などを用いても良い。
（Ｇ）なお、各実施形態において、電波の代わりに音波などの他の物理的波動を用いても、同様の作用、効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の位置検出システムは、無線ノードや無線タグなどの電波を送信する物体の位置を検出するので、商品・人・動植物・ロボットなどあらゆる物体の位置の検出に適用可能である。また、センサーネットワークシステムなどアドホック通信技術を用いたシステムにも好適に適用可能である。さらに、屋内の物体だけでなく、屋外の物体の位置を検出する用途にも、広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１実施形態における位置検出システムの構成を示すブロック図
【図２】基準局の基準電波と、無線ノードのノード電波とが、空間に広がっていく様子を示す模式図
【図３】干渉波Ｗ１３の干渉パターンの模式図
【図４】干渉波Ｗ１３の干渉パターンの模式図（無線ノードが座標（ｘ１，ｙ１）にある場合）
【図５】干渉波Ｗ１３の干渉パターンの模式図（無線ノードが座標（ｘ２，ｙ２）にある場合）
【図６】図１の基準局の構成を示すブロック図
【図７】図１の無線ノードの構成を示すブロック図
【図８】図１の検出局の構成を示すブロック図
【図９】図１の位置特定局の構成を示すブロック図
【図１０】図１の位置特定局に記憶されている参照パターンテーブル１の一例を示す概念説明図
【図１１】参照パターンテーブルＴ１４１の別の一例を示す説明図
【図１２】位置検出システム全体が行う処理の流れの一例を示す説明図
【図１３】第２実施形態に係る位置検出システムの構成を示す説明図
【図１４】図１３の基準局の構成を示すブロック図
【図１５】図１３の基準局が行う処理の流れの一例を示すフローチャート
【図１６】第３実施形態に係る位置検出システムの構成を示す説明図
【図１７】図１６の位置検出システムの動作の概念説明図
【図１８】図１６の基準局の構成を示すブロック図
【図１９】図１６の基準局の動作及びスロット同期信号のデータフォーマットの一例を示す説明図
【図２０】図１６の無線ノードの構成を示すブロック図
【図２１】図１６の検出局の構成を示すブロック図
【図２２】第４実施形態に係る位置検出システムの構成を示す説明図
【図２３】図２２の位置検出システムにおいて、無線ノードのｘ座標を求める場合の説明図
【図２４】図２２の位置検出システムにおいて、無線ノードのｙ座標を求める場合の説明図
【図２５】図２２のＹ基準局／Ｘ基準局の構成を示すブロック図
【図２６】図２２の無線ノードの構成を示すブロック図
【図２７ａ】図２２の位置検出システムが行う動作の流れの一例を示す説明図
【図２７ｂ】図２２の位置検出システムが行う動作の流れの一例を示す説明図
【図２８】その他の実施形態Ａに係る位置検出システムの概念説明図
【図２９】その他の実施形態Ｂに係る位置検出システムの検出局の外観を示す説明図
【図３０】図２９の検出局の構成を示すブロック図
【図３１】その他の実施形態Ｃにおける無線ノードの構成を示すブロック図
【図３２】その他の実施形態Ｄにおける無線ノードの構成を示すブロック図
【図３３】特許文献１に記載のCell-ID検出法を示す説明図
【図３４】特許文献２に記載の電界強度検出法（ＲＳＳＩ法）を示す説明図
【図３５】特許文献３に記載のＴＤＯＡ法を示す説明図
【符号の説明】
【０１１２】
１００，２００，３００，４００ 位置検出システム
１０１，２０１，３０１，４０１ 基準局
１０２，２０２，３０２，４０２ 無線ノード
１０３，２０３，３０３ 検出局
１０４，２０４，３０４，４０４ 位置特定局
４０６ｘ、４０６ｙ Ｘ基準局、Ｙ基準局
Ｗ１１，Ｗ２１，Ｗ３１，Ｗ４１ 基準電波
Ｗ１２，Ｗ２２，Ｗ３２ ノード電波
Ｗｘ４２、Ｗｙ４２ Ｘ電波、Ｙ電波
Ｗ１３，Ｗ２３，Ｗ３３，Ｗ４３ 干渉波
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を発信する無線端末の位置を検出する位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線端末の物理的な位置を検出する技術は、その応用範囲の広さから、数々の方式が検討され実用化されている。そのような方式の一例として、ＧＰＳ(Global Positioning System)を挙げることができる。ＧＰＳは、ＧＰＳ端末が複数のＧＰＳ衛星の電波を受信し、電波の到達時間差から自端末の座標を求める方式であり、カーナビゲーションシステムなどに適用され、広く普及している。しかし、ＧＰＳでは、ＧＰＳ端末がＧＰＳ衛星からの電波を受信可能であって、ＧＰＳ衛星からの電波の受信感度が充分な地域でしか機能しない。その上、ＧＰＳ衛星の軌道誤差や電波が地球の電離層を通過する際の遅延揺らぎによって、１０ｍ程度の位置検出誤差が発生する。すなわち、ＧＰＳは屋内で使用される無線端末に適用するのが難しく、自動車・船舶・航空機など数ｍ単位での検出誤差が許容される分野であって、しかも無線端末が屋外でのみ使用される分野に、その適用範囲が限定されている。
【０００３】
一方、屋内での無線端末の位置検出には、屋外での位置検出に比して高い検出精度が要求されている。例えば、倉庫内の商品位置の管理では、無線端末を商品に貼り付けるなどして商品の位置検出を行うが、大きくても１ｍ以下の検出誤差が求められる。無線端末本体や、無線端末を搭載した物体のサイズが小さくなるほど、検出誤差への許容範囲も小さくなる。また例えば、センサネットワークシステムなどアドホック通信技術を用いる無線通信システムにおいては、通信経路の探索と決定のために各センサノードの正確な位置検出が求められる。屋内で用いられる無線端末の位置検出方法としては、例えばCell-ID検出法（特許文献１）、電界強度検出法（RSSI法；特許文献２）、到達時間差検出法（TOA法，TDOA法；特許文献３）が挙げられる。
【特許文献１】特許第２５６５８９６号公報
【特許文献２】特許第２８８１０２４号公報
【特許文献３】特開平３−２３５０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図３３は、特許文献１に記載のCell-ID検出法を示す説明図である。この方法では、複数のアクセスポイントＡＰ１〜３を含むセルラ通信システムにおいて、無線ノードＮが、アクセスポイントから発信されるCell-IDを受信し、Cell-IDを解析することによって、自ノードの位置を検出する。アクセスポイントＡＰ１〜３が送信する電波の電界強度によって、各々のサービスエリアＳＡ１〜３が生成される。各アクセスポイントＡＰは、自局のサービスエリア内に存在する通信可能な無線ノードＮに、自局のサービスエリアＳＡを特定する識別子であるセルＩＤを送信する。無線ノードＮは、受信したセルＩＤに基づいて、自ノードが位置するサービスエリアＳＡを特定する。複数のサービスエリアＳＡが重複する場所に無線ノードＮが位置する場合、その無線ノードは複数のセルＩＤを受信することになる。
【０００５】
この方法では、無線ノードＮはサービスエリアＳＡの範囲外ではセルＩＤを受信することができない。そのため、無線ノードＮの設置範囲が広いほど、多数のアクセスポイントを設置する必要がある。さらに、隣接するサービスエリアＳＡの重複を抑えるために、隣接するアクセスポイント間の距離に応じた高精度の電力制御がアクセスポイントに要求される。このような背景から、Cell-ID検出法を用いた位置検出システムは、コストが高くなる問題がある。
【０００６】
図３４は、特許文献２に記載の電界強度検出法（ＲＳＳＩ法）を示す説明図である。ＲＳＳＩ法では、複数のアクセスポイントＡＰ２１〜２３のそれぞれは、無線ノードＮ２からの電波を受信して電波強度ＰＲ１〜３を測定し、測定した電波強度から無線ノードＮ２までの距離を算出する。各アクセスポイントＡＰの固定位置と測定された距離とに基づいて、無線ノードＮ２の位置が特定される。
【０００７】
この方法では、少なくとも２つのアクセスポイントＡＰを設ければ無線ノードＮ２の位置を特定できるが、それでは誤差が大きいため、できるだけ多くのアクセスポイントＡＰの設置が要求されるのが現実である。また、各アクセスポイントＡＰが無線ノードＮ２から受信する電波は、各アクセスポイントＡＰの設置位置によって反射や外乱等の影響を受けやすく、不安定である。そのため、ＲＳＳＩ法では、無線ノードＮ２の位置特定の精度を向上させるのが難しい問題がある。
【０００８】
図３５は、特許文献３に記載のＴＤＯＡ法を示す説明図である。この方法では、３台以上のアクセスポイントＡＰ３１〜３３が、それぞれ無線ノードＮ３からの電波の到達時間Ｔ１〜Ｔ３を測定する。測定された到達時間Ｔ１〜Ｔ３の差、アクセスポイントＡＰの固定位置、及び三角法を用い、無線ノードＮ３の位置が特定される。
しかし、アクセスポイントＡＰが測定する電波の到達時間差は、ナノ秒単位である。そのため、時間差を高精度に測定するためのアクセスポイントＡＰの構造が複雑となり、アクセスポイントＡＰの導入にコストがかかってしまう。
【０００９】
以上のように、屋内に設置される無線端末の位置を精度良く検出でき、低コストな位置検出システムは、未だ提供されていない。そこで、本発明は、無線端末の位置を精度良く検出できる安価な位置検出技術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】
【００１０】
前記課題を解決するために、発明１は、基準電波送信手段と、第２電波送信手段と、干渉波検出手段と、位置特定手段とを備える位置検出システムを提供する。基準電波送信手段は、所定の基準周波数を有する基準電波を送信する。第２電波送信手段は、前記基準周波数とは異なる周波数を有する第２電波を送信する。干渉波検出手段は、前記基準電波と前記第２電波との干渉波を受信し、前記干渉波の干渉パターンを検出する。位置特定手段は、前記干渉波検出手段が検出した前記干渉パターンに基づいて、前記第２電波送信手段または干渉波検出手段の位置を特定する。
【００１１】
本システムでは、第２電波送信手段または干渉波検出手段のいずれかの位置が基準電波送信手段に対して相対的に変化するので、検出される干渉パターンは、第２電波送信手段または干渉波検出手段の位置に応じて異なったものになる。このような干渉パターンに基づいて、位置特定手段は、第２電波送信手段が移動する場合はその位置を、干渉波検出手段が移動する場合はその位置を、それぞれ特定する。位置の特定は、予め用意された表を参照したり、所定の関数を用いて演算することにより行われる。干渉波を生成している２つの電波の周波数は互いに若干異なるため、干渉波は進行波として干渉波検出手段上を次々と通過する。そのため、干渉波検出手段は、固定位置に設置されている場合でも、またその位置が変化する場合でも、位置に応じた干渉波の間隔等の干渉パターンを測定することができる。なお、“干渉パターン”とは、例えば干渉波の粗密間隔である。粗密間隔は、干渉波の電力の振幅を観測し、その振幅のピーク間隔を時間情報で表すことにより求められる。
【００１２】
このシステムでは、電波干渉によって生じる干渉パターンが、基準電波送信手段に対する第２電波送信手段の位置によって変化する現象を利用することにより、第２電波送信手段または干渉波検出手段としての無線ノードの位置を検出する。従って、簡単な構成で精度の良い位置検出が可能となり、設備面で低コストの位置検出システムを構築できる。また、同一空間内に送出される基準電波と第２電波とは、同一の電波環境で干渉する。両方の電波が伝送空間の電波環境の影響を等しく受けるため、干渉を起こす際に電波環境の影響はキャンセルされる。また、多くの場合、伝送空間の電波環境変化は電波の振幅に関与する外乱をもたらすが、本発明で評価する干渉パターンは、干渉波の疎密間隔など時間に関与するパラメータであるため、伝送空間の電波環境変化を受けにくく、安定した位置検出精度を得ることができる。
【００１３】
また、電波周期や電波伝搬速度といった時間オーダーよりも桁違いに低速な進行速度を持つ干渉波を検出すればよいため、干渉波検出手段を簡単で安価な回路構成で構築することができる。さらに、第２電波送信手段や干渉波検出手段として無線ノードを用いれば、簡単なプロトコルで動作するので処理負荷が低く、かつ間欠動作も可能になるため、無線ノードの電源である電池寿命を延ばすことができる。処理負荷が低くて消費電力が少ないため、外部からの電波による電磁誘導で電力を供給すれば、電池交換が不要の利便性の高い無線ノードとなる。無線ノードは、実際の応用例では商品や物品などに無線タグのような形状で貼り付けられたり、携帯型、可搬型の小型端末という形態で運用されるので、できるだけ小型かつ低コストでメンテナンス不要な本発明の構成は広い範囲に応用可能である。
【００１４】
発明２は、前記発明１において、前記基準電波送信手段が以下の手段を備える位置検出システムを提供する。
◎前記第２電波を受信する受信部、
◎前記受信部が受信した第２電波に、前記基準電波を加算し合成波を生成するミキサ。
このシステムにおいて、前記基準電波送信手段は、前記ミキサが生成した合成波に基づいて、前記基準周波数を調節する。
【００１５】
この位置検出システムでは、基準電波及び第２電波は、基準電波送信手段の内部でミキシングされ仮想の干渉波となる。基準電波送信手段は、ミキシングされた干渉波をモニターしながら、干渉波検出手段が干渉パターンを検出可能な程度の進行速度を干渉波が有するように、基準周波数を調節する。基準周波数を微調節することにより、干渉波検出手段にとって受信可能または受信良好な進行速度をもつ干渉波が生成される。この位置検出システムは、例えば第２電波送信手段が送信する第２電波の周波数の経時的な変化等の影響により、基準電波送信手段が第２電波の周波数から規定値だけシフトした値に基準周波数を設定するだけでは、干渉波が適当な進行速度とならない場合に好適である。
【００１６】
発明３は、前記発明１において、前記第２電波送信手段が複数設けられている場合の位置検出システムを提供する。このシステムにおいて、前記基準電波送信手段は、各第２電波送信手段を識別する第２電波識別子のいずれかを含むスロット同期信号を繰り返し送信し、送信する毎にスロット同期信号に含まれる前記第２電波識別子を更新する。前記第２電波送信手段のそれぞれは、自端末の第２電波識別子を記憶し、前記スロット同期信号に含まれる前記第２電波識別子と自端末の第２電波識別子とが一致する場合、前記第２電波を送信する。
【００１７】
第２電波送信手段が複数個ある場合、複数の第２電波同士が干渉しあうのを防止するために、各第２電波送信手段は時分割で第２電波を送信する。各第２電波送信手段は、基準電波送信手段から送信される同期信号に従い、自局に割り当てられたスロットにおいて第２電波を送信する。各スロットでは、それぞれの第２電波と基準電波とにより、各第２電波送信手段により異なる干渉波が生成されてもよい。位置特定手段は、スロット同期信号に含まれる第２電波識別子により、どの第２電波送信手段による干渉波の干渉パターンかを判別し、各第２電波送信手段の位置を特定する。これにより、複数の第２電波同士が干渉しあうことを回避し、短時間で複数個の位置特定対象の位置を特定することができる。
【００１８】
発明４は、前記発明３において、前記スロット同期信号には、前記第２電波の送信終了条件が含まれている位置検出システムを提供する。このシステムにおいて、前記第２電波送信手段のそれぞれは、前記送信終了条件に基づいて前記第２電波の送信を終了する。
送信終了条件の一例としては、第２電波の送信時間長や次のスロット同期信号の送信開始時刻を挙げることができる。
【００１９】
発明５は、前記発明１において、前記干渉波検出手段が少なくとも２つ設けられている場合の位置検出システムを提供する。このシステムでは、前記少なくとも２つの干渉波検出手段は、前記基準電波送信手段を交点として交差している少なくとも２つの軸上に、それぞれ１ずつ位置している。前記位置特定手段は前記第２電波送信手段の位置を特定する。
【００２０】
位置特定手段は少なくとも２つの軸により特定される平面上で移動する第２電波送信手段の位置を特定する。このように干渉波検出手段を配置することで、第２電波送信手段の位置を、例えばｘｙ平面上のｘｙ座標や３次元空間内のｘｙｚ座標で特定することができる。また、３次元立体空間での位置検出を干渉波検出手段を１台増設するだけで実現可能であり、拡張性に優れている利点がある。
【００２１】
発明６は、前記発明１において、前記基準電波送信手段を交点として交差している２つの軸上のそれぞれに、第１の第２電波送信手段と第２の第２電波送信手段とがそれぞれ位置している位置検出システムを提供する。このシステムにおいて、前記干渉波検出手段は、前記２つの軸で定まる平面上に位置している。前記位置特定手段は、第１の干渉パターンと、第２の干渉パターンとに基づいて、前記干渉波検出手段の位置を特定する。第１の干渉パターンとは、前記第１の第２電波送信手段が送信する第２電波と、前記基準電波の干渉波と、の干渉パターンである。第２の干渉パターンとは、前記第２の第２電波送信手段が送信する第２電波と、前記基準電波の干渉波と、の干渉パターンである。
【００２２】
干渉波検出手段は、例えば無線ノードである。基準電波送信手段と第２電波送信手段とは固定されているので、干渉パターンは一定である。従って、干渉波検出手段が検出する干渉パターンは、その位置により異なるため、干渉波検出手段自身が検出する干渉パターンに基づいて、干渉波検出手段の位置を特定することができる。
例えば２つの軸がｘｙ平面を形成する場合を考える。原点上の基準電波送信手段とｙ軸上にある第２電波送信手段とで干渉波が形成されるとき生成される干渉パターンは、干渉波検出手段のｘ座標を与える。ｘ軸上の第２電波送信手段と基準電波送信手段とで干渉波を生成することにより、干渉波検出手段のｙ座標も求められる。この方法は、干渉波検出手段毎に実行できるので、測定空間に複数の干渉波検出手段が存在している場合でも、複雑なプロトコルを必要とせず各干渉波検出手段の位置検出を行うことができる利点がある。
【００２３】
発明７は、以下のステップを含む位置検出方法を提供する。
◎所定の基準周波数を有する基準電波を、第１無線端末から送信するステップ、
◎前記基準周波数とは異なる周波数を有する第２電波を、第２無線端末から送信するステップ、
◎前記基準電波と前記第２電波との干渉波を第３無線端末で受信し、前記干渉波の干渉パターンを検出するステップ、
◎前記検出した前記干渉パターンに基づいて、前記第２電波を送信した第２無線端末または前記干渉パターンを検出した第３無線端末の位置を特定するステップ。
【００２４】
発明７は、前記発明１と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の位置検出システム及び方法を用いれば、電波干渉によって生じる干渉パターンが、基準電波送信手段に対する第２電波送信手段の位置によって変化する現象を利用することにより、第２電波送信手段または干渉波検出手段としての無線ノードの位置を検出する。従って、簡単な構成で精度の良い位置検出が可能となり、設備面で低コストの位置検出システムを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜発明の概要＞
図１は、本発明の位置検出システムの構成の一例を示す。この位置検出システム１００は、基準電波Ｗ１１を送信する基準局１０１（基準電波送信手段に相当）、ノード電波Ｗ１２を送信する無線ノード１０２(第２電波送信手段に相当)、干渉波Ｗ１３の干渉パターンを検出する検出局１０３ａ、ｂ(干渉波検出手段に相当)及び位置特定局１０４(位置特定手段に相当)を含む。位置特定局１０４は、位置検出システム全体を制御し、干渉波Ｗ１３の干渉パターンに基づいて無線ノード１０２の位置を特定する。基準局１０１、検出局１０３ａ、ｂ(以下、単に検出局１０３と記載する場合がある。以下同様である。)及び位置特定局１０４は、光ケーブルなどの通信ネットワーク１０５により通信可能に接続されている。従って、検出された干渉パターンは、通信ネットワーク１０５を介して検出局１０３から位置特定局１０４に送信される。
【００２７】
図２は、基準局１０１の基準電波と、無線ノード１０２のノード電波(第２電波に相当)とが、空間に広がっていく様子を示す模式図を示す。基準電波Ｗ１１とノード電波Ｗ１２とは互いに干渉し、干渉波Ｗ１３を生成する。
図３、図４、図５は、干渉波Ｗ１３の干渉パターンの模式図である。この図において、基準局１０１、無線ノード１０２及び検出局１０３ａ、ｂは、ｘｙ平面上に位置し、無線ノード１０２を除く各局は固定位置に設けられている。基準局１０１は原点に、検出局１０３ａ、ｂはそれぞれｘ軸及びｙ軸に位置している。干渉波Ｗ１３の干渉パターンは、無線ノード１０２の位置により変化する。例えば無線ノード１０２が座標（ｘ１，ｙ１）にある場合（図４）と、座標（ｘ２，ｙ２）にある場合（図５）とでは、干渉パターンが異なっている。そのため、検出局１０３が検出する干渉パターン、例えば干渉波の粗密間隔ＰＰは、無線ノード１０２の位置により変化する。位置特定局１０４は、検出局１０３から取得する干渉パターンに基づいて、そのときの無線ノード１０２の位置をｘｙ座標で特定する(後述する第１〜３実施形態）。
【００２８】
この図と異なり、ｘ軸上やｙ軸上に第２電波送信手段を設け、無線ノード１０２に干渉パターンの検出機能を持たせ、無線ノード１０２が検出する干渉パターンの変化に基づいて無線ノード１０２の位置を特定することもできる(後述する第４実施形態)。
＜第１実施形態＞
（１）システム構成
再び図１を参照し、第１実施形態にかかる位置検出システム１００の構成を説明する。本実施形態では、位置検出システム１００は無線ノード１０２の位置を検出する。前述したように、位置検出システム１００は、基準局１０１、無線ノード１０２、検出局１０３ａ，ｂおよび位置特定局１０４を含んで構成されている。前記図３に示すように、各端末はｘｙ平面上に位置し、無線ノード１０２を除いて固定位置に設けられている場合を例にとる。以下、各端末の構成について詳述する。
【００２９】
（２）基準局
（２−１）基準局の構成
図６は、基準局１０１の構成を示すブロック図である。基準局１０１は、以下の構成要素（ａ）〜（ｈ）を含む。
（ａ）ＣＰＵ１１１：基準局１０１各部の制御を行う。また、ＣＰＵ１１１は、後述するＲＯＭ１１２に格納されているプログラムを実行することにより、基準電波送信処理や、検出局１０３や位置特定局１０４との通信処理を行う。これらの処理については後述する。
（ｂ）ＲＯＭ１１２：基準電波送信プログラムＰ１１１や通信処理プログラムＰ１１２を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ１１３：ＣＰＵ１１１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー１１４：基準局１０１の内部クロックとして機能する。本実施形態では基準局１０１に必須の構成要素ではない。
（ｅ）ＬＡＮ制御部１１５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク１０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク１０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク１０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）周波数発振部１１６：ＣＰＵ１１１から周波数設定データＳＧ１１を受け取り、所定の基準周波数ｆ１を有する基準信号ＳＧ１２を発振する。周波数発振部１１６としては、発信周波数が可変のシンセサイザーなどを用いる。
（ｇ）送信部１１７：周波数発振部１１６が発振した基準信号ＳＧ１２の高周波増幅を行い、送信信号ＳＧ１３を出力する。
（ｈ）アンテナ１１８：送信部１１７から入力された送信信号ＳＧ１３に基づいて、基準周波数ｆ１をもつ基準電波Ｗ１１を無指向で発信する。
【００３０】
（２−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２のプログラムに基づいて、基準電波送信処理及び通信処理を行う。
〔基準電波送信処理〕
ＣＰＵ１１１は、基準電波送信プログラムＰ１１１に基づいて、基準電波送信処理を実行する。この処理により、基準局１０１は、基準周波数ｆ１を有する基準電波Ｗ１１を送信する。具体的には、ＣＰＵ１１１は、基準電波送信プログラムＰ１１１に基づいて、基準周波数ｆ１の指示を含む周波数設定データＳＧ１１を生成し、このデータを周波数発振部１１６に出力する。基準周波数ｆ１は、ノード電波Ｗ１２の規定周波数ｆ２より若干ずらした周波数に設定される。周波数発振部１１６は、指示された基準周波数ｆ１を持つ基準信号ＳＧ１２を生成し、送信部１１７に供給する。基準信号ＳＧ１２は、送信部１１７により電力増幅され、アンテナ１１８を経て基準電波Ｗ１１として無指向性で送信される。
【００３１】
〔通信処理〕
ＣＰＵ１１１は、通信処理プログラムＰ１１２に基づいて、通信処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１１１は、ワークメモリとしてＲＡＭ１１３を用いながら、通信ネットワーク１０５で接続された外部機器と通信処理を行う。この処理により、基準局１０１は、位置特定局１０４から基準電波生成指示を受信したり、位置特定局１０４に位置特定終了通知を送信したりする。
【００３２】
（３）無線ノード
図７は、無線ノード１０２の構成を示すブロック図である。無線ノード１０２は、以下の構成要素を含む。
（ａ）発振部１２１：規定の第２周波数ｆ２を有するノード信号ＳＧ２１を発振する。
（ｂ）送信部１２２：発振部１２１が発振したノード信号ＳＧ２１の高周波増幅を行い、送信信号ＳＧ２２を生成する。
（ｃ）電池１２３：無線ノード１０２の各部に電力を供給する。
（ｄ）アンテナ１２４：送信部１２２から入力された送信信号ＳＧ２２に基づいて、第２周波数ｆ２を持つノード電波Ｗ１２を無指向で発振する。
【００３３】
上記構成を有する無線ノード１０２は、第２周波数ｆ２を有するノード電波Ｗ１２を、無指向で発信する。
（４）検出局
（４−１）構成
図８は、検出局１０３ａ，ｂの構成を示すブロック図である。検出局１０３ａ，ｂは、以下の構成要素を含む。
（ａ）ＣＰＵ１３１：検出局１０３各部の制御を行う。また、ＣＰＵ１３１は、後述するＲＯＭ１３２に格納されているプログラムを実行することにより、干渉パターン解析処理や通信処理を行う。これらの処理については後述する。
（ｂ）ＲＯＭ１３２：干渉解析プログラムＰ１３１や通信処理プログラムＰ１３２を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ１３３：ＣＰＵ１３１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー１３４：検出局１０３の内部クロックとして機能する。
（ｅ）ＬＡＮ制御部１３５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク１０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク１０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク１０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）アンテナ１３６：干渉波Ｗ１３を受信し、受信信号ＳＧ３１を出力する。
（ｇ）受信部１３７：受信信号ＳＧ３１を増幅して干渉信号ＳＧ３２を出力する。
（ｈ）フィルター部１３８：干渉信号ＳＧ３２のうち特定の周波数だけを選択的に通過させると共に検波処理を行い、干渉パターン信号ＳＧ３３を出力する。フィルター部１３８は、ＳＡＷフィルタなどのバンドパスフィルタと検波回路とを含む。バンドパスフィルターの通過帯域は、基準電波Ｗ１１の基準周波数ｆ１を中心周波数とした急峻な通過特性を持ち、干渉信号ＳＧ３２を効率よく通過させる。検波回路は、バンドパスフィルタを通過した信号から干渉パターン信号ＳＧ３３を生成する。
（ｉ）ＡＤ変換部１３９：干渉パターン信号ＳＧ３３をデジタルデータに変換し、干渉パターンデータＳＧ３４をＣＰＵ１３１に出力する。ＡＤ変換部１３９に代えて電圧コンパレータを用い、適切な閾値電圧で干渉パターン信号ＳＧ３３を二値化した結果の直列デジタルデータを、干渉パターンデータＳＧ３４とすることもできる。
【００３４】
（４−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３２のプログラムに基づいて、干渉パターン解析処理及び通信処理を行う。
〔干渉パターン解析処理〕
ＣＰＵ１３１は、干渉解析プログラムＰ１３１に基づいて、干渉パターン解析処理を実行する。この処理により、検出局１０３は、干渉波Ｗ１３の干渉パターン、例えば粗密間隔を特定する。具体的には、ＣＰＵ１３１は、ＡＤ変換部１３９から干渉パターンデータＳＧ３４を受け取り、例えば干渉波の粗密間隔を算出する。さらに、ＣＰＵ１３１は、算出した粗密間隔を、通信ネットワーク１０５を介して位置特定局１０４へ伝送する。
【００３５】
〔通信処理〕
ＣＰＵ１３１は、通信処理プログラムＰ１３２に基づいて通信処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１３１は、ワークメモリとしてＲＡＭ１３３を用いながら、通信ネットワーク１０５で接続された外部機器と通信処理を行う。この処理により、検出局１０３は、基準局１０１から干渉パターンの検出結果の送信要求を受信したり、干渉パターンの検出結果を位置特定局１０４に送信したりする。
【００３６】
（５）位置特定局
（５−１）構成
図９は、位置特定局１０４の構成を示すブロック図である。位置特定局１０４は、以下の構成要素を含む。
（ａ）ＣＰＵ１４１：位置特定局１０４各部の制御を行う。また、ＣＰＵ１４１は、後述するＲＯＭ１４２に格納されているプログラムを実行することにより、位置算出処理や入出力処理、通信処理を行う。これらの処理については後述する。
（ｂ）ＲＯＭ１４２：位置算出プログラムＰ１４１や入出力処理プログラムＰ１４２、通信処理プログラム１４３を格納する。またＲＯＭ１４２は、参照パターンテーブルＴ１４１を記憶している。参照パターンテーブルＴ１４１は、無線ノード１０２の位置に応じた干渉パターンを記憶している。参照パターンテーブルＴ１４１については詳細を後述する。
（ｃ）ＲＡＭ１４３：ＣＰＵ１４１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー１４４：位置特定局１０４の内部クロックとして機能する。本実施形態では位置特定局１０４に必須の構成要素ではない。
（ｅ）ＬＡＮ制御部１４５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク１０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク１０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク１０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）表示部１４６：ディスプレイなどのモニタであり、算出された無線ノード１０２の位置を、例えば前記図３の形態で出力する。ただし出力形態は図３に限定されず、ニーズに応じて適宜変更することができる。
（ｇ）操作部１４７：キーボードやマウス、タッチパネルなどで実現され、位置特定局１０４の操作者から位置検出開始の指示を受け付ける。
【００３７】
なお、表示部１４６や操作部１４７は、必ずしも位置特定局１０４に設けられていなくてもよい。例えば、さらに上位の制御端末にこれらのインターフェースが設けられていてもよい。
（５−２）参照パターンテーブル
図１０は、ＲＯＭ１４２に記憶されている参照パターンテーブルＴ１４１の一例を示す概念説明図である。参照パターンテーブルＴ１４１は、例えば検出局１０３で測定した測定結果に基づいて予め生成されている。この例では、参照パターンテーブルＴ１４１は、「ターゲット位置」と、「ｘ軸干渉間隔」と、「ｙ軸干渉間隔」と、を対応づけて記憶している。「ターゲット位置」は、無線ノード１０２の位置を（ｘ，ｙ）座標で示す。「ｘ軸干渉間隔」は、ｘ軸上の検出局１０３ａにおける干渉波の粗密間隔の測定値を示す。「ｙ軸干渉間隔」は、ｙ軸上の検出局１０３ｂにおける干渉波の粗密間隔の測定値を示す。「ｘ軸干渉間隔」及び「ｙ軸干渉間隔」は、例えば「Ｄn以上〜Ｄn+1未満」のように、ある数値範囲として記述される。なお、ｎの値はターゲット位置を示唆するものではない。これらの干渉間隔の上限値や下限値は、たとえば検出局１０３が粗密間隔をタイマー１３４を用いてカウントしたカウント数で表すことができる。無線ノード１０２の位置検出時における各検出局１３０のタイマー１３４のカウント周波数を、参照パターンテーブルＴ１４１の生成時に用いたタイマー１３４のカウント周波数と同じ値に設定すれば、粗密間隔として検出されるカウント数と、参照パターンテーブルＴ１４１のｘ軸及びｙ軸干渉間隔の値と、を関係づけることができる。
【００３８】
参照パターンテーブルＴ１４１を用いれば、例えば次のようにして無線ノード１０２の位置を特定することができる。例えば、ｘ軸上の検出局１０３ａが測定した干渉波Ｗ１３の粗密間隔がＤ３以上Ｄ４未満であり、ｙ軸上の検出局１０３ｂが測定した干渉波Ｗ１３の粗密間隔がＤ５以上Ｄ６未満である場合、無線ノード１０２の位置座標は、（ｘ３，ｙ５）と特定される。
【００３９】
図１１は、参照パターンテーブルＴ１４１の別の一例を示す説明図である。この図では、参照パターンテーブルＴ１４１は座標に対応したマトリックス構造を有している。それぞれの座標には、その位置に無線ノード１０２を配置した場合に測定されるｘ軸干渉間隔とｙ軸干渉間隔とが記述されている。例えば、ターゲット位置（ｘ３，ｙ５）には、ｘ軸干渉間隔として「Ｄ３以上Ｄ４未満」、ｙ軸干渉間隔として「Ｄ５以上Ｄ６未満」がそれぞれ対応づけられている。と記載されているので、測定したＤｎから容易にターゲット位置を割り出すことができる。
【００４０】
参照パターンテーブルＴ１４１は、必ずしも必須とは限らない。例えば、検出された干渉パターンデータに基づいて、測定毎に無線ノード１０２の位置を演算することも可能である。例えば下記のパラメータ（ｐ１）〜（ｐ４）を用いた位置計算関数を作成して位置特定局１０４に持たせておき、各検出局１０３から収集した干渉波Ｗ１３の粗密間隔を変数として、関数計算を測定毎に実行する。これにより、参照パターンテーブルＴ１４１を用いなくとも、位置特定局１０４は無線ノード１０２の位置を特定することができる。
（ｐ１）基準局１０１からｘ軸上の検出局１０３ａまでの距離
（ｐ２）基準局１０１からｙ軸上の検出局１０３ｂでの距離
（ｐ３）ノード電波Ｗ１２の第２周波数ｆ２
（ｐ４）基準電波Ｗ１１の基準周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とのシフト量
（５−３）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ１４１は、ＲＯＭ１４２のプログラムに基づいて、位置算出処理、入出力処理及び通信処理を行う。
【００４１】
〔位置算出処理〕
ＣＰＵ１４１は、位置算出プログラムＰ１４１に基づいて、位置算出処理を実行する。この処理により、位置特定局１０４は、無線ノード１０２のｘｙ座標を特定する。具体的には、ＣＰＵ１４１は、ｘ軸上の検出局１０３ａから伝送された粗密間隔を、ｘ軸干渉間隔とする。また、ＣＰＵ１４１は、ｙ軸上の検出局１０３ｂから伝送された粗密間隔を、ｙ軸干渉間隔とする。ＣＰＵ１４１は、ｘ軸干渉間隔及びｙ軸干渉間隔をキーに参照パターンテーブルＴ１４１を参照し、対応するｘｙ座標を求め、これを無線ノード１０２の位置と特定する。
【００４２】
〔入出力処理〕
ＣＰＵ１４１は、入出力プログラムＰ１４２に基づいて、入出力処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１４１は、操作部１４７が受け付けた操作者からの指示に基づいて、電波生成指示を基準局１０１に送信する。また、この指示送信後、ＣＰＵ１４１は、検出局１０３から検出結果の送信を待機し、検出結果に基づく位置算出処理の終了後、算出された位置を表示部１４６に出力する。
【００４３】
〔通信処理〕
ＣＰＵ１４１は、通信処理プログラムＰ１４３に基づいて、通信処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１４１は、ワークメモリとしてＲＡＭ１４３を用いながら、通信ネットワーク１０５で接続された外部機器と通信処理を行う。この処理が前記入出力処理の実行中に呼ばれることにより、前記電波生成指示の送信や、干渉パターンの検出結果の受信が実行される。
【００４４】
以上の構成により、位置特定局１０４は、検出局１０３から伝送された干渉パターンの検出結果に基づいて、無線ノード１０２のｘｙ座標を特定する。
（６）位置検出システムの処理
図１２は、図１の位置検出システム１００全体が行う処理の流れの一例を示す説明図である。この例では、無線ノード１０２は常に第２周波数ｆ２のノード電波Ｗ１２を発信しているとする。
【００４５】
まず、位置特定局１０４は、操作者から位置検出開始の指示を受け付け（＃１）、電波生成指示を基準局１０１に送信する（＃２）。
基準局１０１は、電波生成の指示を位置特定局１０４から受信すると（＃３）、基準周波数ｆ１の基準電波Ｗ１１の発信を開始する（＃４）。前述したように無線ノード１０２は常に第２周波数ｆ２（ｆ２≠ｆ１）を持つノード電波Ｗ１２を発信しているので、基準電波Ｗ１１の発信により干渉波Ｗ１３が直ちに生成される。さらに、基準局１０１は、干渉パターンの検出指示を、通信ネットワーク１０５を介して検出局１０３に伝送する（＃５）。
【００４６】
検出局１０３は、基準局１０１から干渉パターン検出指示を受信すると（＃６）、干渉波Ｗ１３の受信を開始する（＃７）。検出局１０３ａ，ｂは、受信した干渉波Ｗ１３の受信信号を解析し、それぞれの位置での干渉波Ｗ１３の粗密間隔を求める（＃８）。基準局１０１は、干渉パターン検出指示を伝送後、検出局１０３に対して検出終了の問い合わせをポーリングしている（＃９）。検出局１０３ａ，ｂは、基準局１０１からの問い合わせに対し、それぞれ干渉パターンの検出終了通知を伝送する（＃１０）。２つの検出局１０３からこの通知を受けた基準局１０１は、検出結果の送信要求を、２つの検出局１０３ａ，ｂに伝送する（＃１１）。検出局１０３ａ，ｂは、この要求に応じ、それぞれの検出結果を、位置特定局１０４に伝送する（＃１２，＃１３）。
【００４７】
位置特定局１０４は、各検出局１０３での検出結果に基づいて無線ノード１０２のｘｙ座標を算出し（＃１４，＃１５）、算出が終了すると終了通知を基準局１０１に伝送する（＃１５，＃１６）。次いで、位置特定局１０４は、算出した無線ノード１０２の位置が正常か否かを判断し（＃１８）、判断結果を基準局に伝送する（＃１９）。この判断は、得られたｘｙ座標が所定の範囲内か否かに基づいて行うことができる。
【００４８】
基準局１０１は、正常な位置が算出されなかった場合、再度検出局１０３に対し、干渉パターン検出指示を伝送し、前記の処理を繰り返す（＃５）。正常な位置が算出された場合、基準局１０１は、位置特定終了通知を検出局１０３及び位置特定局１０４に伝送し（＃２２）、基準電波Ｗ１１の送信を停止する（＃２３）。一方、位置特定終了通知を受けた位置特定局１０４は、測定した無線ノード２の位置を表示するなどの処理を行う（＃２５，＃２６）。
【００４９】
（７）効果
本実施形態の位置検出システム１００では、基準電波Ｗ１１とノード電波Ｗ１２との干渉波Ｗ１３の干渉パターンは、無線ノード１０２の位置によって変化する。そのため、基準局１０１の位置を原点とし、原点で直交するｘ軸及びｙ軸にそれぞれ検出局１０３ａ，ｂを設けることにより、それぞれの軸上での干渉波Ｗ１３の疎密間隔を検出することができる。しかも、基準周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とは若干ずれているため、干渉波Ｗ１３が進行波となり、ｘ軸及びｙ軸上に固定された検出局１０３においても干渉波Ｗ１３の粗密間隔を検出可能である。
【００５０】
＜第２実施形態＞
図１３は、本発明の第２実施形態に係る位置検出システム２００の構成を示す説明図である。位置検出システム２００は、前記第１実施形態と同様、基準電波Ｗ２１を発信する基準局２０１、ノード電波Ｗ２２を発信する無線ノード２０２、干渉波Ｗ２３の干渉パターンを検出する検出局２０３ａ，ｂおよび位置特定局２０４を含んで構成されている。基準局２０１、検出局２０３及び位置特定局２０４は、通信ネットワーク２０５により通信可能に接続されている。前記図３と同様に、各端末はｘｙ平面上に位置し、無線ノード２０２を除いて固定位置に設けられている。本実施形態では、無線ノード２０２、検出局２０３ａ，ｂ及び位置特定局２０４は、第１実施形態で同じ名称を付して示した端末と同様の機能を有する。基準局２０１は、基準電波Ｗ２１の基準周波数ｆ１を調整する。以下では、基準局２０１について説明する。
【００５１】
（１）基準局の構成
図１４は、基準局２０１の構成を示すブロック図である。基準局２０１は、以下の構成要素（ａ）〜（ｍ）を含む。基準局２０１は、第１実施形態の基準局１０１の構成要素に相当する構成要素（ａ）〜（ｇ）に加え、干渉パターンを解析するための構成要素（ｈ）〜（ｍ）を有している。
（ａ）ＣＰＵ２１１：基準局２０１各部の制御を行う。また、ＣＰＵ２１１は、後述するＲＯＭ２１２に格納されているプログラムを実行することにより、基準電波送信処理や微調整処理、通信処理を行う。各処理については、詳細を後述する。
（ｂ）ＲＯＭ２１２：基準電波送信プログラムＰ２１１、微調整プログラムＰ２１２及び通信処理プログラムＰ２１３を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ２１３：ＣＰＵ２１１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー２１４：基準局２０１の内部クロックとして機能する。本実施形態では基準局２０１に必須の構成要素ではない。
（ｅ）ＬＡＮ制御部２１５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク２０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク２０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク２０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）周波数発振部２１６：ＣＰＵ２１１から周波数設定データＳＧ１１を受け取り、所定の基準周波数ｆ１を有する基準信号ＳＧ１２を発振する。周波数発振部２１６としては、発信周波数が可変のシンセサイザーなどを用いる。
（ｇ）送信部２１７：周波数発振部２１６が発振した基準信号ＳＧ１２の高周波増幅を行い、送信信号ＳＧ１３を出力する。
（ｈ）アンテナ２１８：送信部２１７から入力された送信信号ＳＧ１３に基づいて、基準周波数ｆ１をもつ基準電波Ｗ２１を無指向で発信する。またアンテナ２１８は、ノード電波Ｗ２２を受信する。
（ｉ）切替部２１９：ＣＰＵ２１１が出力する送受信切替信号ＳＧ２１１に従い、アンテナ２１８の送信モードと受信モードとを切り替える。
（ｊ）ミキサー部２１１０：送信信号Ｓ１３とアンテナ受信信号の二つの信号を混合させてテスト受信信号ＳＧ２１２を出力する。
（ｋ）受信部２１１１：テスト受信信号ＳＧ２１２を増幅してテスト干渉信号ＳＧ２１３を出力する。
（ｌ）フィルター部２１１２：テスト干渉信号ＳＧ２１３のうち特定の周波数だけを選択的に通過させると共に検波処理を行い、テスト干渉パターン信号ＳＧ２１４を出力する。フィルター部２１１２は、ＳＡＷフィルタなどのバンドパスフィルタと検波回路とを含む。バンドパスフィルターの通過帯域は、基準電波Ｗ２１の基準周波数ｆ１を中心周波数とした急峻な通過特性を持ち、テスト干渉信号ＳＧ２１３を効率よく通過させる。検波回路は、バンドパスフィルタを通過した信号からテスト干渉パターン信号ＳＧ２１４を生成する。
（ｍ）ＡＤ変換部２１１３：テスト干渉パターン信号ＳＧ２１４をデジタルデータに変換し、テスト干渉パターンデータＳＧ２１５をＣＰＵ２１１に出力する。ＡＤ変換部２１１３に代えて電圧コンパレータを用い、適切な閾値電圧でテスト干渉パターン信号ＳＧ２１４を二値化した結果の直列デジタルデータを、テスト干渉パターンデータＳＧ２１５とすることもできる。
【００５２】
（２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ２１１は、ＲＯＭ２１２のプログラムに基づいて、基準電波送信処理、微調整処理及び通信処理を行う。
〔基準電波送信処理〕
ＣＰＵ２１１は、基準電波送信プログラムＰ２１１に基づいて、前述の基準電波送信処理を第１実施形態と同様に実行する。この処理により、基準局２０１は、基準周波数ｆ１を有する基準電波Ｗ２１を送信する。ただし、ＣＰＵ２１１は、基準電波送信プログラムＰ２１１により送受信切替信号ＳＧ２１１を出力する点が第１実施形態と異なる。この送受信切替信号ＳＧ２１１により、切替部２１９が送信側に切り替わり、アンテナ２１８が送信モードに切り替わる。これにより、送信部２１７から出力される送信信号ＳＧ１３がアンテナ２１８に供給され、基準電波Ｗ２１が送信される。
【００５３】
〔微調整処理〕
ＣＰＵ２１１は、微調整プログラムＰ２１２に基づいて、微調整処理を実行する。この処理により、基準局２０１は、基準電波Ｗ２１の送信に先立ち、送信しようとする基準電波Ｗ２１により生成される干渉波Ｗ２３の適切な進行速度が得られるように、基準周波数ｆ１を調整する。
【００５４】
具体的には、ＣＰＵ２１１は、送受信切替信号ＳＧ２１１によって切替部２１９を受信側に切り替え、アンテナ２１８を受信モードに切り替える。これにより、アンテナ２１８はノード電波Ｗ２２を受信する。受信信号はミキサー部２１１０において送信信号ＳＧ１３と混合されて擬似的に干渉を起こし、テスト受信信号ＳＧ２１２が生成される。いわば擬似干渉波Ｗ２３が生成される。
【００５５】
ＣＰＵ２１１では、テスト受信信号ＳＧ２１２に基づいて生成されたテスト干渉パターンデータＳＧ２１５を取得し、このデータに基づいて、検出局２０３において受信可能な干渉パターンが得られるよう、周波数発振部２１６の基準周波数ｆ１を調整する。例えば、ＣＰＵ２１１は、疑似干渉波Ｗ２３の進行速度が所定の範囲に収まるよう基準周波数ｆ１を調整したり、疑似干渉波Ｗ２３の粗密間隔が所定の範囲に収まるよう基準周波数ｆ１を調整する。ＣＰＵ２１１は、調整する度にテスト干渉パターンデータＳＧ２１５を監視し、テスト干渉パターンデータＳＧ２１５が所定の範囲に収まるまで、または調整回数の上限まで、調整を繰り返す。
【００５６】
〔通信処理〕
ＣＰＵ２１１は、通信処理プログラムＰ２１３に基づいて、前述の通信処理を第１実施形態と同様に実行する。この処理により、基準局２０１は、位置特定局２０４から基準電波生成指示を受信したり、位置特定局２０４に位置特定終了通知を送信したりする。
（３）基準局が行う処理の流れ
図１５は、基準局２０１が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態において、無線ノード２０２、検出局２０３及び位置特定局２０４は、前記第１実施形態で同一名称を付して示した各端末と同様の処理を行うので、以下では基準局２０１が行う処理について説明する。第１実施形態と同様、無線ノード２０２は常にノード電波Ｗ２２を送信している。
【００５７】
ステップＳ２０１：基準局２０１は、位置特定局２０４からの電波生成指示を待機し、これを受信するとステップＳ２０２に移行する。
ステップＳ２０２：基準局２０１は、切替部２１９によってアンテナ２１８を受信モードに設定する。
ステップＳ２０３〜Ｓ２０５：周波数発振部２１６の発振周波数、すなわち基準周波数ｆ１を規定のデフォルト値に設定し（Ｓ２０３）、基準電波Ｗ２１の送信信号ＳＧ１３を送信部２１７から出力する（Ｓ２０４）。この時点ではアンテナ２１８が受信モードになっているため、基準電波Ｗ２１はアンテナ２１８から発信されず、送信信号ＳＧ１３はミキサー部２１１０に供給される。ミキサー部２１１０は、受信したノード電波Ｗ２２の受信信号と、送信部２１７から出力された送信信号ＳＧ１３とを混合し、擬似的な干渉を起こさせ、テスト受信信号ＳＧ２１２を出力する（Ｓ２０５）。すなわち、基準局２０１は、ノード電波Ｗ２２と基準電波Ｗ２１とを、擬似的に干渉させ、疑似干渉波Ｗ２３を生成する。
【００５８】
ステップＳ２０６〜Ｓ２１０：基準局２０１は、テスト干渉パターンデータＳＧ２１５を生成すると（Ｓ２０６）、テスト干渉パターンデータＳＧ２１５から疑似干渉波Ｗ２３の粗密間隔を求め、その値が規定値範囲内かどうかを判定する（Ｓ２０７）。規定値範囲内であれば、基準局２０１は切替部２１９によってアンテナ２１８を送信モードに切り替え（Ｓ２０８）、位置特定局２０４に周波数調整完了通知を伝送する（Ｓ２０９）。なお、この通知は必須ではない。その後、基準局２０１は、基準電波Ｗ２１の送信を開始し、位置特定局２０４から位置特定終了通知を受信するまで、基準電波Ｗ２１を送信し続ける（Ｓ２１０）（前記図１２の＃４〜＃２３参照）。
【００５９】
ステップＳ２１１〜Ｓ２１３：ステップＳ２０７において、求めた粗密間隔の値が規定値範囲外と判定すると、ステップＳ２１１に移行する。この場合、基準局２０１は、周波数発振部２１６の発振周波数ｆ１を若干シフトさせて調整する（Ｓ２１１）。次いで、基準局２０１は、調整回数が規定回数を超過しているか否かを判断し（Ｓ２１２）、疑似干渉波Ｗ２３の粗密間隔が規定値内になるまでステップＳ２０７〜Ｓ２１２を繰り返す。疑似干渉波Ｗ２３の粗密間隔が規定値内に入る前に調整回数が規定回数を超過した場合（Ｓ２１２）、基準局２０１は周波数発振部２１６の発振を停止し、位置特定局２０４に調整エラー通知を伝送する（Ｓ２１３）。無線ノード２０２などに異常があると考えられるからである。
【００６０】
上記ステップＳ２０２〜Ｓ２１３の処理を一定時間間隔で行うことにより、ノード電波Ｓ２２の第２周波数ｆ２が変動する場合などでも、検出局２０３が受信可能または安定して受信できる干渉波Ｗ２３を、安定して生成することができる。
なお、上述の例ではアンテナ２１８の送信モードと受信モードとを切り替えたが、送信用アンテナと受信用アンテナとを設けてもよい。疑似干渉波ではなく実際の干渉波Ｗ２３を受信しながら、干渉波Ｗ２３の干渉パターンが検出しやすくなるように、送信する基準電波の周波数調整を行うことができる。
【００６１】
（４）効果
本実施形態の位置検出システム２００では、基準局２０１が、疑似干渉波Ｗ２３の干渉パターン変化を監視しながら基準周波数ｆ１を調整するので、検出局２０３で受信可能あるいは受信良好な範囲の干渉パターンを生成することができる。また、ノード電波の第２周波数ｆ２の経時変化などが原因で、基準局２０１が単に第２周波数ｆ２から規定値分だけシフトさせた基準周波数ｆ１で基準電波Ｗ２１を生成するだけでは干渉波Ｗ２３に適当な進行速度が得られない場合でも、検出局にとって受信可能あるいは受信良好な進行速度を持つ干渉波Ｗ２３を安定して生成することができる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
（１）システム全体の構成及び動作
図１６は、本発明の第３実施形態に係る位置検出システム３００の構成を示す説明図である。位置検出システム３００は、基準電波Ｗ３１を送信する基準局３０１、ノード電波Ｗ３２ａ，Ｗ３２ｂ，Ｗ３２ｃを送信する無線ノード３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ、干渉波Ｗ３３ａ〜ｃの干渉パターンを検出する検出局３０３ａ、ｂ及び位置特定局３０４を含む。基準局３０１、検出局３０３ａ、ｂ及び位置特定局３０４は、光ケーブルなどの通信ネットワーク３０５により通信可能に接続されている。従って、検出された干渉パターンは、通信ネットワーク３０５を介して検出局３０３から位置特定局３０４に送信される。なお、干渉波Ｗ３３ａ，Ｗ３３ｂ，Ｗ３３ｃは、それぞれノード電波Ｗ３２ａ，Ｗ３２ｂ，Ｗ３２ｃと基準電波Ｗ３１との干渉波である。
【００６３】
図１７は、位置検出システム３００の動作の概念説明図である。本実施形態では、基準局３０１からのスロット同期信号ＳＳａ，ＳＳｂ，ＳＳｃ（まとめてスロット同期信号ＳＳということがある）に同期して、複数の無線ノード３０２ａ〜ｃが時分割でノード電波Ｗ３２ａ〜ｃを送信する。基準局３０１が送信する各スロット同期信号ＳＳａ，ＳＳｂ，ＳＳｃには、それぞれノードＩＤ“Ｎ１”、“Ｎ２”、“Ｎ３”が含まれている。ノードＩＤ“Ｎ１”、“Ｎ２”及び“Ｎ３”は、それぞれ無線ノード３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃの識別子である。各無線ノード３０２ａ〜ｃは、スロット同期信号ＳＳ内のノードＩＤが自端末のノードＩＤと一致した場合、そのスロット同期信号ＳＳの終了後にノード電波Ｗ３２ａ〜ｃを送信する。ノード電波Ｗ３２ａ〜ｃの送信は、次のスロット同期信号ＳＳの受信前に停止される。スロット同期信号ＳＳ内にはスロット期間データ（送信終了条件に相当）が格納されており、無線ノード３０２はこのスロット期間データからノード電波Ｗ３２の停止タイミングを特定する。この処理は、各無線ノード３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃにおいて同様である。その結果、測定空間には干渉波Ｗ３３ａ，Ｗ３３ｂ，Ｗ３３ｃが時分割多重によって多重生成される。検出局３０３は、基準局３０１が送信するスロット同期信号ＳＳに続く干渉波Ｗ３３ａ〜ｃを次々に受信して干渉パターンを解析し、解析結果を位置特定局３０４に伝送する。これにより、位置特定局３０４は、同一測定空間内の複数の無線ノード３０２ａ〜ｃの位置を特定することができる。このとき、検出局３０３は、各スロット同期信号に含まれるノードＩＤも取得しておき、ノードＩＤと干渉パターンの検出結果とを対応づけて位置特定局３０４に伝送するとよい。位置特定局３０４において、ノードＩＤと無線ノード３０２の位置とを関連づけることができる。
【００６４】
なお、ノードＩＤは各無線ノード３０２が個別に持つユニークな機械的固有番号であってもよいし、各無線ノード３０２に割り振られた自由名称であってもよい。自由名称をノードＩＤとして用いる場合は、位置検出システム３００の通信ネットワーク３０５上に、無線ノード３０２の自由名称と機械的固有番号とを対応付ける名前解決端末を備えておけばよい。
【００６５】
位置検出システム３００において、位置特定局３０４の機能は、前記第１実施形態の位置特定局１０４と同様である。以下では、基準局３０１、無線ノード３０２及び検出局３０３の機能について説明する。
（２）基準局
（２−１）基準局の構成
図１８は、基準局３０１の構成を示すブロック図である。基準局３０１は、以下の構成要素（ａ）〜（ｊ）を含む。基準局３０１は、前記第１実施形態の基準局１０１の構成要素に相当する構成要素（ａ）〜（ｈ）に加え、（ｉ）変調部３１９及び（ｊ）切替部３１１０を有している。
（ａ）ＣＰＵ３１１：基準局３０１各部の制御を行う。また、ＣＰＵ３１１は、後述するＲＯＭ３１２に格納されているプログラムを実行することにより、基準電波送信処理や同期データ生成処理、通信処理を行う。各処理については、詳細を後述する。
（ｂ）ＲＯＭ３１２：基準電波送信プログラムＰ３１１、同期データ生成プログラムＰ３１２及び通信処理プログラムＰ３１３を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ３１３：ＣＰＵ３１１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー３１４：基準局３０１の内部クロックとして機能する。本実施形態では基準局３０１に必須の構成要素ではない。
（ｅ）ＬＡＮ制御部３１５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク２０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク３０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク３０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）周波数発振部３１６：ＣＰＵ３１１から周波数設定データＳＧ１１を受け取り、所定の基準周波数ｆ１を有する基準信号ＳＧ１２を発振する。周波数発振部３１６としては、発信周波数が可変のシンセサイザーなどを用いる。
（ｇ）送信部３１７：周波数発振部３１６が発振した基準信号ＳＧ１２の高周波増幅を行い、送信信号ＳＧ１３を出力する。
（ｈ）アンテナ３１８：送信部３１７から入力された送信信号ＳＧ１３に基づいて、基準周波数ｆ１をもつ基準電波Ｗ３１を無指向で発信する。
（ｉ）変調部３１９：ＣＰＵ３１１から出力されるスロット同期信号ＳＳの元データとなる同期データＳＧ３１２によって、周波数発振部３１６からの基準信号ＳＧ１２に変調をかけ、変調同期信号ＳＧ３１３を出力する。
（ｊ）切替部３１１０：ＣＰＵ３１１から出力される送信切替信号ＳＧ３１１に基づいて送信信号を切り替えることにより、変調同期信号ＳＧ３１３と基準信号ＳＧ１２とを交互に送信部３１７に出力する。変調同期信号ＳＧ３１３と基準信号ＳＧ１２とを交互に送信することにより、スロットを生成する。
【００６６】
（３−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ３１１は、ＲＯＭ３１２のプログラムに基づいて、基準電波送信処理、同期データ生成処理及び通信処理を行う。
〔基準電波送信処理〕
ＣＰＵ３１１は、基準電波送信プログラムＰ３１１に基づいて、前述の基準電波送信処理を第１実施形態と同様に実行する。この処理により、基準局３０１は、基準周波数ｆ１を有する基準電波Ｗ３１を送信する。ただし、ＣＰＵ３１１は、基準電波送信プログラムＰ３１１により送受信切替信号ＳＧ３１１を出力する点が第１実施形態と異なる。この送受信切替信号ＳＧ３１１により、切替部３１１０が周波数発振部３１６側に切り替わり、基準信号ＳＧ１２が高周波増幅されてアンテナ３１８より出力される。これにより、基準電波Ｗ３１が送信される。
【００６７】
〔同期データ生成処理〕
ＣＰＵ３１１は、同期データ生成プログラムＰ３１２に基づいて、同期データ生成処理を実行する。この処理により、基準局３０１は、スロット同期信号ＳＳと基準電波Ｗ３１とを切り替えて交互に送信する。具体的には、ＣＰＵ３１１は送信切替信号ＳＧ３１１を生成する。
【００６８】
また同期データ生成処理により、基準局３０１は、スロット同期信号ＳＳの元となる同期データを生成する。具体的にはＣＰＵ３１１は、次々に同期データを生成し、生成する度に同期データに含まれるノードＩＤを更新する。これにより、複数の無線ノード３０２ａ〜ｃに対し、ノード電波Ｗ３２の送信期間が順次割り当てられるようになる。ＣＰＵ３１１は、スロット期間データを同期データに含ませてもよい。例えば次のスロット同期信号ＳＳの送信開始時刻や、ノード電波Ｗ３２の送信時間長を、スロット期間データとすることが挙げられる。スロット期間データに基づいて、無線ノード３０２は、次のスロット同期信号ＳＳの送信開始前にノード電波Ｗ３２の送信を停止することができる。この他に、同期データには、スロット同期信号ＳＳに必要なデータが適宜記述される。
【００６９】
図１９は、基準局３０１の動作及びスロット同期信号のデータフォーマットの一例を示す説明図である。スロット同期信号ＳＳと基準電波Ｗ３１とは、交互に送信される。前述したように、スロット同期信号ＳＳは、基準電波Ｗ３１の基準周波数ｆ１をキャリア周波数とし、スロット同期信号ＳＳのデータによって変調された信号である。また、基準電波Ｗ３１は、基準電波Ｗ３１の基準周波数ｆ１の単一周波数による無変調の連続信号である。
【００７０】
スロット同期信号ＳＳは、下記のフィールド（ａ）〜（ｅ）を含む。
（ａ）プリアンブルＳＳ１：受信側無線ノード３０２ａ〜ｃの復調部内のＰＬＬが再生クロックを引き込むために用いられる。
（ｂ）同期パターンＳＳ２：プリアンブルに続いて伝送される直列ビットデータにおいて、バイトアラインの先頭を示す。
（ｃ）ノードＩＤＳＳ３：無線ノード３０２ａ〜ｃを識別する識別子。
（ｄ）コマンドフィールドＳＳ４：制御コマンドや動作パラメータなどを格納する。スロット期間データはこのフィールドに記述される。
（ｅ）エラーチェックコードＳＳ５：スロット同期信号ＳＳにおける符号誤りを検査するためのデータ。
【００７１】
なお、スロット同期信号ＳＳの送信間隔を一定間隔にすれば、スロット期間データをコマンドフィールドＳＳ４に記述しなくてもよい。無線ノード３０２は、位置検出に先立ってスロット同期信号ＳＳの時間間隔を測定して学習し、学習した時間間隔からノード電波Ｗ３２の送信時間を決めることができるからである。
〔通信処理〕
ＣＰＵ３１１は、通信処理プログラムＰ３１３に基づいて、前述の通信処理を第１実施形態と同様に実行する。この処理により、基準局３０１は、位置特定局３０４から基準電波生成指示を受信したり、位置特定局３０４に位置特定終了通知を送信したりする。
【００７２】
以上の構成を有する基準局３０１は、無線ノード３０２の指定を含む同期スロット信号ＳＳと、基準電波Ｗ３１と、を交互に送信する。
（３）無線ノード
（３−１）無線ノードの構成
図２０は、無線ノード３０２の構成を示すブロック図である。各無線ノード３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃは同一の構成を有するので、ここでは無線ノード３０２と記載する。無線ノード３０２は、第１実施形態の無線ノード１０２の構成要素に相当する構成要素（ｅ）〜（ｇ）に加え、スロット同期信号ＳＳを解析するための構成要素（ａ）〜（ｄ）、（ｈ）〜（ｋ）を有している。
（ａ）ＣＰＵ３２１：無線ノード３０２の各部を制御する。またＲＯＭ３２２に格納されたデータ解析プログラムＰ３２１を実行することにより、データ解析処理を行う。この処理については後述する。
（ｂ）ＲＯＭ３２２：データ解析プログラムＰ３２１を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ３２３：ＣＰＵ３２１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー３２４：無線ノード３０２の内部クロックとして機能する。本実施形態では無線ノード３０２に必須の構成要素ではない。
（ｅ）発振部３２５：規定の第２周波数ｆ２を有するノード信号ＳＧ３２２を発振する。
（ｆ）送信部３２６：発振部３２５が発振したノード信号ＳＧ３２２の高周波増幅を行い、送信信号ＳＧ３２３を生成する。
（ｇ）電池３２１１：無線ノード３０２の各部に電力を供給する。
（ｈ）アンテナ３２７：送信モードの場合、送信部３２６から入力された送信信号ＳＧ３２３に基づいて、第２周波数ｆ２を持つノード電波Ｗ３２を無指向で発信する。受信モードの場合、スロット同期信号ＳＧ３２４を受信する。
（ｉ）切替部３２８：ＣＰＵ３２１からの送受信切替信号ＳＧ３２７に基づいて、アンテナ３２７を送信モードと受信モードとで切り替える。
（ｊ）受信部３２９：スロット同期信号ＳＧ３２４を受信同期信号ＳＧ３２５に変換する。
（ｋ）復調部３２１０：受信同期信号ＳＧ３２５を復調同期データＳＧ３２６に変換し、ＣＰＵ３２１に出力する。
【００７３】
以上のように構成された無線ノード３０２は、スロット同期信号ＳＧ３２４の受信と、ノード電波Ｗ３２の送信と、を交互に実行する。なお、送信専用アンテナと受信専用アンテナとを用い、スロット同期信号ＳＧ３２４を受信しながら、自ノードに割り当てられたスロットでノード電波Ｗ３２を送信することもできる。
（３−２）ＣＰＵの機能
〔データ解析処理〕
ＣＰＵ３２１は、データ解析プログラムＰ３２１に基づいて、データ解析処理を実行する。この処理により、無線ノード３０２は、自ノードがノード電波Ｗ３２を送信すべき期間にのみ、ノード電波Ｗ３２を送信する。具体的には、ＣＰＵ３２１は、スロット同期信号ＳＧ３２４を受信する場合、送受信切替信号ＳＧ３２７によって切替部３２８を受信側に切り替え、アンテナ３２７を受信モードに切り替える。これにより、アンテナ３２７はスロット同期信号ＳＧ３２４を受信する。スロット同期信号ＳＧ３２４は、変換されて復調同期データＳＧ３２６となり、ＣＰＵ３２１に出力される。
【００７４】
ＣＰＵ３２１は、復調同期データＳＧ３２６に含まれるノードＩＤが自局のノードＩＤと一致するか否かを判断する。一致する場合、ＣＰＵ３２１は、自ノード専用スロットと判断し、スロット同期信号期間終了後に直ちに発信制御信号ＳＧ３２１を発振部３２５に出力する。またＣＰＵ３２１は、送受信切替信号ＳＧ３２７を切替部３２８に出力し、アンテナ３２７と送信部３２６とを接続すると共に、アンテナ３２７を送信モードに切り替える。発信制御信号ＳＧ３２１に基づいて生成された送信信号ＳＧ３２３は、アンテナ３２７に供給され、ノード電波Ｗ３２が発信される。
【００７５】
さらにＣＰＵ３２１は、復調同期データＳＧ３２６内のスロット期間データに基づいて、ノード電波Ｗ３２の停止タイミングを決定し、決定したタイミングでノード電波Ｗ３２を停止させる。その後ＣＰＵ３２１は、発信制御信号ＳＧ３２１により、発振部３２５の発振を停止する。前述したように、スロット同期信号の送信間隔が一定の場合には、無線ノード３０２がこれを学習することによりノード電波Ｗ３２の停止タイミングを決定することができる。
【００７６】
（４）検出局
（４−１）検出局の構成
図２１は、検出局３０３の構成を示すブロック図である。検出局３０３は、以下の構成要素を含む。検出局３０３は、前記第１実施形態の検出局１０３の構成要素に相当する構成要素（ａ）〜（ｉ）に加え、（ｊ）分配部３３１０及び（ｋ）復調部３３１１を有している。
（ａ）ＣＰＵ３３１：検出局３０３各部の制御を行う。また、ＣＰＵ３３１は、後述するＲＯＭ３３２に格納されているプログラムを実行することにより、干渉パターン解析処理やノード特定処理、通信処理を行う。これらの処理については後述する。
（ｂ）ＲＯＭ３３２：干渉解析プログラムＰ３３１やノード特定プログラムＰ３３２、通信処理プログラムＰ３３３を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ３３３：ＣＰＵ３３１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー３３４：検出局３０３の内部クロックとして機能する。
（ｅ）ＬＡＮ制御部３３５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク３０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク３０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク３０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）アンテナ３３６：干渉波Ｗ３３を受信し、受信信号ＳＧ３１を出力する。
（ｇ）受信部３３７：受信信号ＳＧ３１を増幅して干渉信号ＳＧ３２を出力する。基準局３０１が基準電波Ｗ３１を送信している期間は、干渉信号ＳＧ３２には基準電波Ｗ３１の信号が現れる。基準局３０１がスロット同期信号ＳＳを送信している期間は、干渉信号ＳＧ３２には受信同期信号ＳＧ３３１が現れる。
（ｈ）フィルター部３３８：基準電波Ｗ３１の受信信号ＳＧ３１から得られる干渉信号ＳＧ３２のうち、特定の周波数だけを選択的に通過させると共に検波処理を行い、干渉パターン信号ＳＧ３３を出力する。フィルター部３３８は、ＳＡＷフィルタなどのバンドパスフィルタと検波回路とを含む。バンドパスフィルターの通過帯域は、基準電波Ｗ３１の基準周波数ｆ１を中心周波数とした急峻な通過特性を持ち、干渉信号ＳＧ３２を効率よく通過させる。検波回路は、バンドパスフィルタを通過した信号から干渉パターン信号ＳＧ３３を生成する。
（ｉ）ＡＤ変換部３３９：干渉パターン信号ＳＧ３３をデジタルデータに変換し、干渉パターンデータＳＧ３４をＣＰＵ３３１に出力する。ＡＤ変換部３３９に代えて電圧コンパレータを用い、適切な閾値電圧で干渉パターン信号ＳＧ３３を二値化した結果の直列デジタルデータを、干渉パターンデータＳＧ３４とすることもできる。
（ｊ）分配部３３１０：受信部３３７が出力した干渉信号ＳＧ３２を分配し、フィルター部３３８及び後述する復調部３３１１に同時に出力する。
（ｋ）復調部３３１１：受信同期信号ＳＧ３３１を復調し、復調同期データＳＧ３３２を再生してＣＰＵ３３１に出力する。
【００７７】
（４−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ３３１は、ＲＯＭ３３２のプログラムに基づいて、干渉パターン解析処理、ノード特定処理及び通信処理を行う。
〔干渉パターン解析処理〕
ＣＰＵ３３１は、干渉解析プログラムＰ３３１に基づいて、干渉パターン解析処理を実行する。この処理により、検出局３０３は、干渉波Ｗ３３の干渉パターン、例えば粗密間隔を特定する。具体的には、ＣＰＵ３３１は、ＡＤ変換部３３９から干渉パターンデータＳＧ３４を受け取り、例えば干渉波の粗密間隔を算出する。さらに、ＣＰＵ３３１は、算出した粗密間隔を、次に述べるノード特定処理で特定したノードＩＤと対応づけて、位置特定局３０４へ伝送する。
【００７８】
〔ノード特定処理〕
ＣＰＵ３３１は、ノード特定プログラムＰ３３２に基づいてノード特定処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ３３１は、受信同期信号ＳＧ３３１が変換された復調同期データＳＧ３３２を解釈し、そこに含まれるノードＩＤを特定する。特定されたノードＩＤは、前述したように、干渉パターン解析処理において粗密間隔と対応づけられ、位置特定局３０４に伝送される。
【００７９】
〔通信処理〕
ＣＰＵ３３１は、通信処理プログラムＰ３３３に基づいて通信処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ３３１は、ワークメモリとしてＲＡＭ３３３を用いながら、通信ネットワーク３０５で接続された外部機器と通信処理を行う。この処理により、検出局３０３は、基準局３０１から干渉パターンの検出結果の送信要求を受信したり、干渉パターンの検出結果を位置特定局３０４に送信したりする。
【００８０】
（５）効果
本実施形態の位置検出システム３００では、基準局３０１が送信するスロット同期信号ＳＳのノードＩＤにより、各無線ノード３０２にスロットが割り当てられる。各無線ノード３０２は、自ノード専用のスロット期間でノード電波Ｗ３２を送信するので、そのスロット期間ではある１つの無線ノード３０２のノード電波Ｗ３２と基準電波Ｗ３１との干渉波Ｗ３３が生成される。従って、検出局３０３は、時分割で複数の干渉波Ｗ３３の干渉パターンを検出する。検出局３０３がノードＩＤと干渉パターンとを対応づけて位置特定局３０４に伝送すれば、位置特定局３０４は同じ空間内に存在する複数の無線ノード３０２の位置を短時間のうちに検出することができる。
【００８１】
＜第４実施形態＞
（１）システムの構成及び動作
図２２は、本発明の第４実施形態に係る位置検出システム４００の構成を示す説明図である。位置検出システム４００は、基準電波Ｗ４１を送信する基準局４０１（基準電波送信手段に相当）、Ｙ電波Ｗｙ４２を送信するＹ基準局４０６ｙ（第２電波送信手段に相当）、図示していないＸ電波Ｗｘ４２を送信するＸ基準局４０６ｘ（第２電波送信手段に相当）、干渉波Ｗ４３の干渉パターンを検出する無線ノード４０２（干渉波検出手段に相当）及び位置特定局４０４（位置特定手段に相当）を含む。基準局４０１、Ｙ基準局４０６ｙ、Ｘ基準局４０６ｘ及び位置特定局４０４は、光ケーブルなどの通信ネットワーク４０５により通信可能に接続されている。Ｙ基準局４０６ｙ及びＸ基準局４０６ｘは、無線ノード４０２と無線通信可能である。無線ノード４０２が検出した干渉パターンは、無線通信によりＹ基準局４０６ｙまたはＸ基準局４０６ｘにいったん送信され、そこから通信ネットワーク４０５を介して位置特定局４０４に送信される。
【００８２】
図２３〜図２４は、位置検出システム４００における動作の概念説明図である。本実施形態では、無線ノード４０２のｘ座標を求める場合とｙ座標を求める場合とでは、干渉波が異なる。図２３は無線ノードのｘ座標を求める場合の説明図である。無線ノード４０２は、干渉波Ｗｙ４３の干渉パターンを測定する。ここで、干渉波Ｗｙ４３は、基準局４０１の基準電波Ｗ４１と、Ｙ基準局４０６ｙのＹ電波Ｗｙ４２と、が干渉して生成される。干渉波Ｗｙ４３の測定結果は、無線ノード４０２から干渉波Ｗｙ４３の生成に関与していないＸ基準局４０６ｘに無線で送信され、そこから位置特定局４０４に伝送される。干渉波Ｗ４３ｙは、ｙ軸を起点としてｘ軸方向への距離の増加に伴って粗密間隔が徐々に広がる干渉パターンを有する。そのため、干渉波Ｗｙ４３の粗密間隔を測定することにより、測定空間における無線ノード４０２のｘ座標の値ｘpを求めることができる。すなわち、位置特定局４０４は、干渉波Ｗｙ４３の干渉パターンに基づいて無線ノード４０２のｘ座標を特定する。特定方法は、前記第１実施形態と同様、テーブルを参照したり位置計算関数を用いることが考えられる。
【００８３】
図２４は、無線ノードのｙ座標を求める場合の説明図である。無線ノード４０２は、干渉波Ｗｘ４３の干渉パターンを測定する。ここで、干渉波Ｗｘ４３は、基準局４０１の基準電波Ｗ４１と、Ｘ基準局４０６ｘのＸ電波Ｗｘ４２と、が干渉して生成される。干渉波Ｗｘ４３の測定結果は、無線ノード４０２から干渉波Ｗｘ４３の生成に関与していないＹ基準局４０６ｙに無線で送信され、そこから位置特定局４０４に伝送される。干渉波Ｗｘ４３は、ｘ軸を起点としてｙ軸方向への距離の増加に伴って粗密間隔が徐々に広がる干渉パターンを有する。そのため、干渉波Ｗｘ４３の粗密間隔を測定することにより、測定空間における無線ノード４０２のｙ座標の値ｙpを求めることができる。すなわち、位置特定局４０４は、干渉波Ｗｘ４３の干渉パターンに基づいて無線ノード４０２のｙ座標を特定する。
【００８４】
（２）Ｙ基準局／Ｘ基準局
（２−１）Ｙ基準局／Ｘ基準局の構成
図２５は、Ｙ基準局４０６ｙの構成を示すブロック図である。なお、Ｘ基準局４０６ｘとＹ基準局４０６ｙとは同様の構成を有するので、Ｙ基準局４０６ｙを例にとって説明する。Ｙ基準局４０６ｙは以下の構成要素（ａ）〜（ｍ）を有している。
（ａ）ＣＰＵ４６１：Ｙ基準局４０６ｙ各部の制御を行う。また、ＣＰＵ４６１は、後述するＲＯＭ４６２に格納されているプログラムを実行することにより、ＸＹ電波送信処理や中継処理、通信処理を行う。各処理については、詳細を後述する。
（ｂ）ＲＯＭ４６２：ＸＹ電波送信プログラムＰ４６１、中継処理プログラムＰ４６２及び通信処理プログラムＰ４６３を格納する。
（ｃ）ＲＡＭ４６３：ＣＰＵ４６１のワークメモリとして機能する。
（ｄ）タイマー４６４：基準局４０６ｙの内部クロックとして機能する。本実施形態ではＹ基準局４０６ｙに必須の構成要素ではない。
（ｅ）ＬＡＮ制御部４６５：例えばネットワークカードとそのソフトウェアなどで実現され、ネットワーク４０５で接続される外部機器とのＬＡＮ通信を制御する。なお、ここでは通信ネットワーク４０５がＬＡＮ(Local Area Network)である場合を示しているが、通信ネットワーク４０５は必ずしもＬＡＮでなくてもよい。
（ｆ）周波数発振部４６６：ＣＰＵ４６１から周波数設定データＳＧ４６１を受け取る。さらに、第３周波数ｆ３を有する基準信号ＳＧ４６２を発振する。第３周波数ｆ３は、基準電波Ｗ４１の基準周波数ｆ１から所定値だけシフトした周波数である。周波数発振部４６６としては、発信周波数が可変のシンセサイザーなどを用いる。
（ｇ）変調部４６７：周波数発振部４６６からの基準信号ＳＧ４６２に送信データＳＧ４６５で変調をかけて、変調基準信号ＳＧ４６７を生成する。
（ｈ）切替部４６８：ＣＰＵ４６１からの送信データ切替信号ＳＧ４６３に応じ、後述するアンテナ４６１１に出力する送信信号を、送信データＳＧ４６５で変調された変調基準信号ＳＧ４６７と、無変調の基準信号ＳＧ４６２と、の間で切り替える。
（ｉ）送信部４６９：基準信号ＳＧ４６２または変調基準信号ＳＧ４６７の高周波増幅を行い、送信信号を出力する。
（ｊ）切替部４６１０：ＣＰＵ４６１からの送受信データ切替信号ＳＧ４６４に応じ、後述するアンテナ４６１１を、送信モードと受信モードとの間で切り替える。
（ｋ）アンテナ４６１１：送信モードの場合、第３周波数ｆ３を有するＹ電波Ｗｙ４２を送信するか、または基準信号ＳＧ４６２に送信データＳＧ４６５で変調をかけた変調基準信号ＳＧ４６７を高周波増幅したものを送信する。受信モードの場合、無線ノード４０２から干渉波Ｗｙ４３の測定結果を受信する。
（ｌ）受信部４６１２：受信信号を増幅して干渉信号を出力する。
（ｍ）復調部４６１３：干渉信号を受信データＳＧ４６６に変換し、ＣＰＵ４６１に出力する。
【００８５】
（２−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ４６１は、ＲＯＭ４６２のプログラムに基づいて、ＸＹ電波送信処理、中継処理及び通信処理を行う。
〔ＸＹ電波送信処理〕
ＣＰＵ４６１は、ＸＹ電波送信プログラムＰ４６１に基づいて、ＸＹ電波送信処理を実行する。この処理により、Ｙ基準局４０６ｙはＹ基準電波Ｗｙ４２を送信する。具体的には、ＣＰＵ４６１は、基準周波数ｆ１から規定値だけシフトした第３周波数ｆ３を指定する周波数設定データＳＧ４６１を生成し、周波数発振部４６６に出力する。またＣＰＵ４６１は、送信データ切替信号ＳＧ４６３を切替部４６８に出力し、周波数発振部４６６と送信部４６９とを接続する。さらに、ＣＰＵ４６１は、Ｙ電波Ｗｙ４２を送信するために、送受信データ切替信号ＳＧ４６４を切替部４６１０に出力し、アンテナ４６１１を送信モードに設定する。これにより、第３周波数ｆ３を有するＸＹ電波Ｗｙ４２が、アンテナ４６１１から送信される。
【００８６】
〔中継処理〕
ＣＰＵ４６１は、中継処理プログラムＰ４６２に基づいて、中継処理を実行する。この処理により、Ｙ基準局４０６ｙは、無線ノード４０２に干渉パターンの測定結果を要求し、これを受信する。
具体的には、ＣＰＵ４６１は、無線ノード４０２に測定結果を要求するための送信データ４６５を生成する。ＣＰＵ４６１は、送信データ４６５の出力の直前に送受信データ切替信号ＳＧ４６４を切替部４６１０に出力し、アンテナ４６１１を送信モードに設定する。また、ＣＰＵ４６１は、送信データ切替信号ＳＧ４６３を切替部４６８に出力し、変調部４６７と送信部４６９とを接続する。これにより、生成された送信データ４６５は、第３周波数ｆ３を持つＹ電波Ｗｙ４２をキャリアとして、アンテナ４６１１から送信される。
【００８７】
また、ＣＰＵ４６１は、要求に応じて無線ノード４０２から受信する受信データ４６６を解析する。受信データ４６６には、無線ノード４０２が検出した干渉波Ｗｙ４３の測定結果が含まれている。ＣＰＵ４６１は、無線ノード４０２から測定結果を受信するために、前記送信データ４６５を出力して所定時間経過後に送受信データ切替信号ＳＧ４６４を切替部４６１０に出力し、アンテナ４６１１を受信モードに設定する。無線ノード４０２から得られた測定結果は、後述する通信処理により位置特定局４０４に伝送される。
【００８８】
〔通信処理〕
ＣＰＵ４６１は、通信処理プログラムＰ４６３に基づいて、ＬＡＮ制御部４６５及び通信ネットワーク４０５を介した通信処理を実行する。この処理により、Ｙ基準局４０６ｙは、中継処理で解析した測定結果を位置特定局４０４に送信したり、位置特定局４０４から基準電波生成指示を受信したり、基準局４０１から位置特定終了通知を受信したりする。
【００８９】
（３）無線ノード
（３−１）無線ノードの構成
図２６は、無線ノード４０２の構成を示すブロック図である。無線ノード４０２は、前記第１実施形態の検出局１０３に、切替部４２１０、変調部４２１１、送信部４２１２及び復調部４２１３を付加した構成を有している。ただし、通信ネットワーク４０５を介して通信するためのインターフェース機能は無線ノード４０２に設けられていない。図中、検出局１０３の構成要素１３１〜１３９と同様の機能を有する構成要素４２１〜４２４，４２６〜４２９については、同一の名称を付して示している。
【００９０】
変調部４２１１は、基準電波ｆ１で発振し、局部発信信号を出力する。送信部４２１２は、変調部４２１１から出力される信号を高周波増幅した送信信号を生成し、アンテナ４２６に供給する。復調部４２１３は、受信信号から得られる干渉信号ＳＧ４２２を復調データＳＧ４２７に変換し、ＣＰＵ４２１に出力する。
（３−２）ＣＰＵの機能
ＣＰＵ４２１は、ＲＯＭ４２２のプログラムに基づいて、干渉パターン解析処理及び通信処理を行う。干渉パターン解析処理では、前記第１実施形態の検出局１０３と同様に、干渉波Ｗｙ４３，Ｗｘ４３の粗密間隔を求める。
【００９１】
通信処理では、要求に応じ、干渉パターン解析処理で求められた粗密間隔のデータが、それぞれＸ基準局４０６ｘ，Ｙ基準局４０６ｙに無線で送信される。具体的には、ＣＰＵ４２１は、Ｘ基準局４０６ｘまたはＹ基準局４０６ｙからの要求を受信し、これを解釈し、要求に応じて干渉波Ｗｙ４３，Ｗｘ４３の測定結果を送信する。
測定結果を送信する場合、ＣＰＵ４２１は、送信データＳＧ４２５を生成し、変調部４２１１に出力する。送信データＳＧ４２５は、変調部４２１１が生成する局部発信信号をキャリアとしてアンテナ４２６から送信される。なお、ＣＰＵ４２１は、送受信切替信号ＳＧ４２８を切替部４２１０に出力し、アンテナ４２６の送信モードと受信モードをと切り替える。
【００９２】
（４）位置検出システムの処理
図２７ａ，ｂは、位置検出システム４００が行う動作の流れの一例を示す説明図である。この例では、まず無線ノード４０２のｘ座標を求めるための干渉パターンを測定し、その後ｙ座標を求めるための干渉パターンを測定する。
〔干渉波Ｗｙ４３の測定及びｘ座標の特定〕
まず、位置特定局４０４は、操作者から位置検出開始の指示を受け付け（＃４０１）、Ｙ基準局４０６ｙ及び基準局４０１にＹ電波生成指示を送信する（＃４０２）。また、位置特定局４０４は、Ｘ基準局４０６ｘに、電波中継指示を送信する（＃４０３）。
【００９３】
Ｙ基準局４０６ｙ及び基準局４０１は、Ｙ電波生成指示を受信すると、それぞれＹ電波Ｗｙ４２及び基準電波Ｗ４１の送信を開始する（＃４０４，＃４０５）。これにより、測定空間には干渉波Ｗｙ４３が生成される。さらに基準局４０１は、無線ノード４０２に対し、干渉パターンの検出指示を送信する（＃４０６）。
無線ノード４０２は、基準局４０１から干渉パターン検出指示を受信すると、干渉波Ｗｙ４３の受信を開始する（＃４０７）。無線ノード４０２は、受信した干渉波Ｗｙ４３の受信信号を解析し、自ノードの位置での干渉波Ｗｙ４３の粗密間隔を求め、基準局４０１及びＸ基準局４０６ｘに通知する（＃４０８）。
【００９４】
Ｘ基準局４０６ｘは、検出終了通知を無線ノード４０２から受信すると、測定結果の送信要求を無線ノード４０２に送信する（＃４０９）。この要求を受けた無線ノード４０２は、Ｘ基準局４０６ｘに無線で送信する（＃４１０）。Ｘ基準局４０６ｘは、受信した測定結果を、通信ネットワーク４０５を介して位置特定局４０４に伝送する（＃４１１）。
位置特定局４０４は、無線ノード４０２での干渉波Ｗｙ４３の測定結果に基づいて、無線ノード４０２のｘ座標を特定する（＃４１２）。次いで、位置特定局４０４は、特定したｘ座標の値が正常か否かを判断し（＃４１３）、判断結果を基準局４０１に伝送する（＃４１４）。この判断は、得られたｘ座標が所定の範囲内か否かに基づいて行うことができる。
【００９５】
基準局４０１は、正常な位置が算出されなかった場合、再度無線ノード４０２に対し、干渉パターン検出指示を伝送することにより、前記処理を繰り返す（＃４０６〜＃４１５）。正常な位置が算出された場合、基準局４０１は、Ｘ位置特定終了通知をＹ基準局４０６ｙ及び位置特定局４０４に伝送し（＃４１６）、基準電波Ｗ４１の送信を停止する（＃４１７）。一方、位置特定終了通知を受けたＹ基準局４０６ｙは、Ｙ電波の送信を停止する（＃４１８）。
【００９６】
以上の処理により、無線ノード４０２の位置における干渉波Ｗｙ４３の粗密間隔などを求め、求めた値に基づいて無線ノード４０２のｘ座標が特定される。
〔干渉波Ｗｘ４３の測定及びｙ座標の特定〕
次に、Ｘ基準局４０６ｘとＹ基準局４０６ｙとは、互いの役割を逆にして上記＃４０２〜＃４１８の処理を行うことにより（＃４１９〜＃４３５）、無線ノード４０２の位置における干渉波Ｗｘ４３の粗密間隔などを求め、求めた値に基づいて無線ノード４０２のｙ座標を決定する。最後に、位置特定局４０４は、無線ノード４０２の位置を、ｘｙ座標系などで表示する（＃４３６）。
【００９７】
以上により、無線ノード４０２のｘｙ座標をそれぞれ特定することができる。ｘ軸及びｙ軸に加え、ｚ軸を有する測定空間においても、同様にｘｙｚ座標をそれぞれ特定することができる。
本実施形態の位置検出システム４００では、前述の処理を無線ノード４０２毎に行うことで、測定空間に複数の無線ノード４０２が存在しても、複雑な通信プロトコルや同期処理を用いずに各無線ノード４０２の位置検出を行うことができる。
【００９８】
＜その他の実施形態＞
（Ａ）図２８は、本発明の別の実施形態に係る位置検出システムの概念説明図である。この例では、位置検出システムを建物内の無線ノードの位置検出に適用している。図２８において、建物の３辺にそってｘ，ｙ，ｚ軸がそれぞれ想定されている。基準局５０１は原点に位置している。無線ノード５０２は、建物内の任意の位置に位置している。Ｘ検出局５０３ｘ、Ｙ検出局５０３ｙ及びＺ検出局５０３ｚは、それぞれｘ、ｙ、ｚ軸上に位置している。このように構成された位置検出システムでは、ｘ，ｙ，ｚ軸が定義された空間内で無線ノード５０２の位置に応じた干渉パターンを検出し、無線ノード５０２の位置を特定することができる。例えば、ｘｙ平面上での位置とｙｚ平面上での位置とをそれぞれ求めることにより、図示しない位置特定局は、無線ノードの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を求めることができる。位置特定局は、前記参照パターンテーブルＴ１４１を拡張してＺ軸干渉間隔もパラメータに加えたテーブルに基づいて、位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を決定すればよい。位置特定局は、各検出局５０３ｘ〜ｚから収集した干渉パターンを変数として予め定められた位置計算関数計算を実行することにより、位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）を決定しても良い。
【００９９】
（Ｂ）図２９は、本発明の別の実施形態に係る位置検出システムの検出局６０３の外観を示す説明図である。検出局６０３は、アクチュエータＡＣＴに搭載されている。アクチュエータＡＣＴはレールＲＬ上を摺動可能に設けられている。レールＲＬを測定空間のｘ軸やｙ軸、ｚ軸上に配置すれば、それらの軸上を検出局６０３が摺動することになる。検出局６０３は、例えば前記第１実施形態の位置検出システム１００において、検出局１０３に代えて用いられる。このような構成では、検出局６０３がレールＲＬ上を自走するので、干渉波が進行波である必要が無い。そのため、基準電波の基準周波数とノード電波の周波数とを等しく設定することができる。従って、より安価に基準局を構成することができる。
【０１００】
図３０は、本実施形態における検出局６０３の構成を示すブロック図である。検出局６０３は、前記第１実施形態の検出局１０３の構成に、駆動回路部６３１０を付加した構成を有している。図中、検出局１０３の構成要素１３１〜１３９と同様の機能を有する構成要素６３１〜６３９は、同一の名称を付して示している。ＣＰＵ６３１は、駆動制御信号ＳＧ６３１によって駆動回路部６３１０を動作させ、アクチュエータ駆動信号ＳＧ６３２を生成する。アクチュエータ駆動信号ＳＧ６３２は、アクチュエータＡＣＴを駆動し、検出局６０３をレールＲＬ上で摺動させる。
【０１０１】
本実施形態では、基準電波の基準周波数とノード電波の第２周波数とが等しく、干渉波が定常波となっても、検出局６０３が自走することによって定常波となった干渉波を次々に受信できる。そのため、相対的に干渉波の疎密部位が、移動局となった検出局６０３を次々と通過していくことになり、検出局６０３は干渉波の疎密間隔を検出することができる。なお、検出局６０３への電源やＬＡＮなどは、レールＲＬから接触方式で外部と接続しても良いし、検出局６０３の移動範囲内で余裕を持たせた長さのケーブルで接続しても良い。
【０１０２】
（Ｃ）図３１は、本発明の別の実施形態における無線ノード７０２の構成を示すブロック図である。無線ノード７０２は、前記いずれの実施形態にも適用可能である。図３１に示す無線ノード７０２は、前記第３実施形態の無線ノード３０２の構成（図２０参照）に加え、着信検出部７２１１及び電源分配部７２１２をさらに有している。図中、無線ノード３０２の構成要素３２１〜３２１０と同様の機能を有する構成要素７２１〜７２１０は、同一名称を付して示している。
【０１０３】
着信検出部７２１１は、受信部７２９から出力された干渉信号ＳＧ７２５のレベルを監視することにより、図示しない基準局からの基準信号の着信を検出し、着信信号ＳＧ７２７を電源分配部７２１２に出力する。電源分配部７２１２は、電源である電池７２１３の出力ＰＷ３を切替制御する電力スイッチであり、電源ＰＷ４を出力する。
所定時間以上に無通信の状態が続いた場合、ＣＰＵ７２１から電源分配部７２１２に対してスリープモード移行信号ＳＧ７２８が出力される。電源分配部７２１２は、スリープモード移行信号ＳＧ７２８の入力によって電源ＰＷ４を遮断し、無線ノード７０２をフル動作モードからスリープモードに移行させる。逆にスリープモードにおいて無線ノード７０２が基準信号を受信した場合、着信信号ＳＧ７２７に基づいて、電源分配部７２１２は電源ＰＷ４を出力する。これにより、無線ノード７０２は、スリープモードからフル動作モードに移行する。
【０１０４】
ここで、スリープモードとフル動作モードとについて説明する。電源ＰＷ３は電池７２１３の出力であって、常時電源を供給する電源線である。電源ＰＷ３は、電波受信に最低限必要な部位に常時電源を供給する。電波受信に最低限必要な部位とは、受信部７２９と切替部７２８と着信検出部７２１１と電源分配部７２１２とである。これら部位を用いて必要最低限の受信状態を維持することにより、無線ノード７０２は基準局からの信号を受信する。この状態をスリープモードと呼ぶ。一方、電源ＰＷ４は、電源ＰＷ３によって電源が供給されている部位以外の部位に供給されている。着信があった場合、着信検出部７２１１からの着信信号ＳＧ７２７によって電源分配部７２１２のゲートが開き、電源ＰＷ４のラインに電力が供給される。この作用により無線ノード７０２全体がすべて駆動する。この状態をフル動作モードと呼ぶ。
【０１０５】
本実施形態では、無線ノード７０２はスリープモード及びフル動作モードの２つの動作モードを有している。無線ノード７０２は、基準電波を受信している場合はフル動作モードで動作し、基準電波が停止して規定時間経過すれば低消費電力状態のスリープモードに入る。その後、基準局が基準電波の送信を再開した場合、無線ノードは再びフル動作モードへ移行する。このように無線ノード７０２は間欠動作を行うため、消費電力を抑え、電池７２１３の寿命を延ばすことができる。ひいては、位置検出システムのシステムライフも延びることになる。
【０１０６】
なお、着信検出部７２１１が復調データＳＧ７２６に基づいて電源制御すれば、さらに正確な着信判定が可能になる。この場合、電源ＰＷ３の供給部位を復調部７２１０まで拡張する。しかし、一般的に、復調部７２１０は多くの動作電力を必要とするため、システムからの電池寿命要求との兼ね合いから着信検出精度を決定することが好ましい。
（Ｄ）図３２は、本発明の別の実施形態における無線ノード８０２の構成を示すブロック図である。無線ノード８０２は、前記いずれの実施形態にも適用可能である。図３２に示す無線ノード８０２は、前記第３実施形態の無線ノード３０２の構成（図２０参照）に加え、充電回路部８２１１及び２次電池８２１２をさらに有している。図中、無線ノード３０２の構成要素３２１〜３２１０と同様の機能を有する構成要素８２１〜８２１０は、同一名称を付して示している。
【０１０７】
ＣＰＵ８２１は、送受信切替信号ＳＧ７２９により切替部８２８を切り替えてアンテナ８２７を受信モードにしている時、充電開始信号ＳＧ８２１によって充電回路部８２１１を「ＯＮ」にする。充電回路部８２１１は、受信信号ＳＧ７２４を高周波電磁変換によって直流電流に変換し、２次電池８２１２への充電プロファイルを持つ充電のための電源ＰＷ５を出力する。電源ＰＷ５は２次電池８２１２を充電する。同時に、２次電池８２１２の出力は、電源ＰＷ６として無線ノード８０２の各ブロックに供給される。すなわち、無線ノード８０２が受信モードになって基準電波や干渉波を受信している場合、それら電波の電磁エネルギーを電流に変換して２次電池８２１２を常時充電する。逆に無線ノード８０２が送信モードになる場合、ＣＰＵ８２１は充電開始信号ＳＧ８２１により充電回路部８２１１を「ＯＦＦ」にする。これにより、電磁変換を中止し、２次電池８２１２の充電を停止する。この状態では、無線ノード８０２の各部は、２次電池８２１２の出力である電源ＰＷ６のみで駆動される。このような構成により、無線ノード８０２の電源を外部から供給できるため、電池不要あるいは電池交換不要の、メンテナンス性の優れた無線ノード８０２を構成できる。
【０１０８】
（Ｅ）前記第１実施形態〜第４実施形態においてさらに位置検出の精度を上げるために、測定空間内の既知の場所に補正無線ノードを設けても良い。この補正無線ノードのノード電波が生成する干渉波を用い、位置特定局の位置計算テーブルを補正して更新すれば、より正確な位置算出が可能となる。
また、前記実施形態では干渉波の粗密間隔を測定することによって干渉パターンを得ているが、干渉波包絡線の微分変化量を検出することにより干渉パターンを解析することも考えられる。
【０１０９】
前述の実施形態において、座標系の取り方は、特に限定されない。ｘｙ座標系やｘｙｚ座標系以外に、極座標系など、測定空間の形状に応じて様々な座標系を用いることができる。
（Ｆ）なお、各実施形態において、各周波数発振部には、シンセサイザーの他、共振周波数を電圧入力で可変できる水晶発振器（ＶＣＸＯ）などを用いても良い。
（Ｇ）なお、各実施形態において、電波の代わりに音波などの他の物理的波動を用いても、同様の作用、効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の位置検出システムは、無線ノードや無線タグなどの電波を送信する物体の位置を検出するので、商品・人・動植物・ロボットなどあらゆる物体の位置の検出に適用可能である。また、センサーネットワークシステムなどアドホック通信技術を用いたシステムにも好適に適用可能である。さらに、屋内の物体だけでなく、屋外の物体の位置を検出する用途にも、広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１実施形態における位置検出システムの構成を示すブロック図
【図２】基準局の基準電波と、無線ノードのノード電波とが、空間に広がっていく様子を示す模式図
【図３】干渉波Ｗ１３の干渉パターンの模式図
【図４】干渉波Ｗ１３の干渉パターンの模式図（無線ノードが座標（ｘ１，ｙ１）にある場合）
【図５】干渉波Ｗ１３の干渉パターンの模式図（無線ノードが座標（ｘ２，ｙ２）にある場合）
【図６】図１の基準局の構成を示すブロック図
【図７】図１の無線ノードの構成を示すブロック図
【図８】図１の検出局の構成を示すブロック図
【図９】図１の位置特定局の構成を示すブロック図
【図１０】図１の位置特定局に記憶されている参照パターンテーブル１の一例を示す概念説明図
【図１１】参照パターンテーブルＴ１４１の別の一例を示す説明図
【図１２】位置検出システム全体が行う処理の流れの一例を示す説明図
【図１３】第２実施形態に係る位置検出システムの構成を示す説明図
【図１４】図１３の基準局の構成を示すブロック図
【図１５】図１３の基準局が行う処理の流れの一例を示すフローチャート
【図１６】第３実施形態に係る位置検出システムの構成を示す説明図
【図１７】図１６の位置検出システムの動作の概念説明図
【図１８】図１６の基準局の構成を示すブロック図
【図１９】図１６の基準局の動作及びスロット同期信号のデータフォーマットの一例を示す説明図
【図２０】図１６の無線ノードの構成を示すブロック図
【図２１】図１６の検出局の構成を示すブロック図
【図２２】第４実施形態に係る位置検出システムの構成を示す説明図
【図２３】図２２の位置検出システムにおいて、無線ノードのｘ座標を求める場合の説明図
【図２４】図２２の位置検出システムにおいて、無線ノードのｙ座標を求める場合の説明図
【図２５】図２２のＹ基準局／Ｘ基準局の構成を示すブロック図
【図２６】図２２の無線ノードの構成を示すブロック図
【図２７ａ】図２２の位置検出システムが行う動作の流れの一例を示す説明図
【図２７ｂ】図２２の位置検出システムが行う動作の流れの一例を示す説明図
【図２８】その他の実施形態Ａに係る位置検出システムの概念説明図
【図２９】その他の実施形態Ｂに係る位置検出システムの検出局の外観を示す説明図
【図３０】図２９の検出局の構成を示すブロック図
【図３１】その他の実施形態Ｃにおける無線ノードの構成を示すブロック図
【図３２】その他の実施形態Ｄにおける無線ノードの構成を示すブロック図
【図３３】特許文献１に記載のCell-ID検出法を示す説明図
【図３４】特許文献２に記載の電界強度検出法（ＲＳＳＩ法）を示す説明図
【図３５】特許文献３に記載のＴＤＯＡ法を示す説明図
【符号の説明】
【０１１２】
１００，２００，３００，４００ 位置検出システム
１０１，２０１，３０１，４０１ 基準局
１０２，２０２，３０２，４０２ 無線ノード
１０３，２０３，３０３ 検出局
１０４，２０４，３０４，４０４ 位置特定局
４０６ｘ、４０６ｙ Ｘ基準局、Ｙ基準局
Ｗ１１，Ｗ２１，Ｗ３１，Ｗ４１ 基準電波
Ｗ１２，Ｗ２２，Ｗ３２ ノード電波
Ｗｘ４２、Ｗｙ４２ Ｘ電波、Ｙ電波
Ｗ１３，Ｗ２３，Ｗ３３，Ｗ４３ 干渉波
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基準周波数を有する基準電波を送信する基準電波送信手段と、
前記基準周波数とは異なる周波数を有する第２電波を送信する第２電波送信手段と、
前記基準電波と前記第２電波との干渉波を受信し、前記干渉波の干渉パターンを検出する干渉波検出手段と、
前記干渉波検出手段が検出した前記干渉パターンに基づいて、前記第２電波送信手段または干渉波検出手段の位置を特定する位置特定手段と、
を備えることを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記基準電波送信手段は、
前記第２電波を受信する受信部と、
前記受信部が受信した第２電波に、前記基準電波を加算し合成波を生成するミキサと、を備え、
前記ミキサが生成した合成波に基づいて、前記基準周波数を調節することを特徴とする、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記第２電波送信手段が複数設けられており、
前記基準電波送信手段は、各第２電波送信手段を識別する第２電波識別子のいずれかを含むスロット同期信号を繰り返し送信し、送信する毎にスロット同期信号に含まれる前記第２電波識別子を更新し、
前記第２電波送信手段のそれぞれは、自端末の第２電波識別子を記憶し、前記スロット同期信号に含まれる前記第２電波識別子と自端末の第２電波識別子とが一致する場合、前記第２電波を送信することを特徴とする、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記スロット同期信号には、前記第２電波の送信終了条件が含まれており、
前記第２電波送信手段のそれぞれは、前記送信終了条件に基づいて、前記第２電波の送信を終了することを特徴とする、請求項３に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記干渉波検出手段は少なくとも２つ設けられており、
前記少なくとも２つの干渉波検出手段は、前記基準電波送信手段を交点として交差している少なくとも２つの軸上に、それぞれ１ずつ位置しており、
前記位置特定手段は前記第２電波送信手段の位置を特定することを特徴とする、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項６】
前記基準電波送信手段を交点として交差している２つの軸上のそれぞれに、第１の第２電波送信手段と第２の第２電波送信手段とがそれぞれ位置しており、
前記干渉波検出手段は、前記２つの軸で定まる平面上に位置しており、
前記位置特定手段は、前記第１の第２電波送信手段が送信する第２電波及び前記基準電波の干渉波の干渉パターンと、前記第２の第２電波送信手段が送信する第２電波及び前記基準電波の干渉波の干渉パターンと、に基づいて、前記干渉波検出手段の位置を特定することを特徴とする、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項７】
所定の基準周波数を有する基準電波を、第１無線端末から送信するステップと、
前記基準周波数とは異なる周波数を有する第２電波を、第２無線端末から送信するステップと、
前記基準電波と前記第２電波との干渉波を第３無線端末で受信し、前記干渉波の干渉パターンを検出するステップと、
前記検出した前記干渉パターンに基づいて、前記第２電波を送信した第２無線端末または前記干渉パターンを検出した第３無線端末の位置を特定するステップと、
を含むことを特徴とする位置検出方法。
【請求項１】
所定の基準周波数を有する基準電波を送信する基準電波送信手段と、
前記基準周波数とは異なる周波数を有する第２電波を送信する第２電波送信手段と、
前記基準電波と前記第２電波との干渉波を受信し、前記干渉波の干渉パターンを検出する干渉波検出手段と、
前記干渉波検出手段が検出した前記干渉パターンに基づいて、前記第２電波送信手段または干渉波検出手段の位置を特定する位置特定手段と、
を備えることを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記基準電波送信手段は、
前記第２電波を受信する受信部と、
前記受信部が受信した第２電波に、前記基準電波を加算し合成波を生成するミキサと、を備え、
前記ミキサが生成した合成波に基づいて、前記基準周波数を調節することを特徴とする、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記第２電波送信手段が複数設けられており、
前記基準電波送信手段は、各第２電波送信手段を識別する第２電波識別子のいずれかを含むスロット同期信号を繰り返し送信し、送信する毎にスロット同期信号に含まれる前記第２電波識別子を更新し、
前記第２電波送信手段のそれぞれは、自端末の第２電波識別子を記憶し、前記スロット同期信号に含まれる前記第２電波識別子と自端末の第２電波識別子とが一致する場合、前記第２電波を送信することを特徴とする、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記スロット同期信号には、前記第２電波の送信終了条件が含まれており、
前記第２電波送信手段のそれぞれは、前記送信終了条件に基づいて、前記第２電波の送信を終了することを特徴とする、請求項３に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記干渉波検出手段は少なくとも２つ設けられており、
前記少なくとも２つの干渉波検出手段は、前記基準電波送信手段を交点として交差している少なくとも２つの軸上に、それぞれ１ずつ位置しており、
前記位置特定手段は前記第２電波送信手段の位置を特定することを特徴とする、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項６】
前記基準電波送信手段を交点として交差している２つの軸上のそれぞれに、第１の第２電波送信手段と第２の第２電波送信手段とがそれぞれ位置しており、
前記干渉波検出手段は、前記２つの軸で定まる平面上に位置しており、
前記位置特定手段は、前記第１の第２電波送信手段が送信する第２電波及び前記基準電波の干渉波の干渉パターンと、前記第２の第２電波送信手段が送信する第２電波及び前記基準電波の干渉波の干渉パターンと、に基づいて、前記干渉波検出手段の位置を特定することを特徴とする、請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項７】
所定の基準周波数を有する基準電波を、第１無線端末から送信するステップと、
前記基準周波数とは異なる周波数を有する第２電波を、第２無線端末から送信するステップと、
前記基準電波と前記第２電波との干渉波を第３無線端末で受信し、前記干渉波の干渉パターンを検出するステップと、
前記検出した前記干渉パターンに基づいて、前記第２電波を送信した第２無線端末または前記干渉パターンを検出した第３無線端末の位置を特定するステップと、
を含むことを特徴とする位置検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７ａ】
【図２７ｂ】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７ａ】
【図２７ｂ】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公開番号】特開２００７−１１３９６６（Ｐ２００７−１１３９６６Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０３６７２（Ｐ２００５−３０３６７２）
【出願日】平成１７年１０月１８日（２００５．１０．１８）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１８日（２００５．１０．１８）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]