位置検出装置

【課題】移動体の位置を精度良く検出する位置検出装置を提供する。
【解決手段】位置検出エリア2に敷設された漏洩同軸ケーブル1a,1bと、漏洩同軸ケーブル1a、1bに接続され、電波を送受信し、この送信する電波には固定局識別信号を含み、電波の送信出力値を変更できる少なくとも2つのアクセスポイント3a、3bと、位置検出エリア2内を移動し、アクセスポイント3a、3bからの送信電波を受信し、受信した固定局識別信号と移動局識別信号を含む電波を送信する少なくとも1つの携帯端末4と、アクセスポイント3a、3bに接続され、電波送信出力値を設定し、固定局識別信号と移動局識別信号と電波送信出力値とから携帯端末4の位置を特定する制御処理部5を有する位置検出装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、漏洩同軸ケーブルを利用して移動体の位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
漏洩同軸ケーブル(LCX(Leaky CoaXial cable system))は、同軸ケーブルの外部に一定間隔でスリット(隙間)を設けたものである。通常、同軸ケーブルは、内部の信号が漏洩しないようにシールドされているが、ここに隙間を空けるのが特徴であり、周辺の一定の領域のみで電波の送受信が可能となる。このようなLCXの特性を利用して、従来の移動体の位置検出装置として、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、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、2本の漏洩同軸ケーブルを通じてそれぞれの受信器により受信し、両受信器での受信信号の信号強度から移動体の位置を検出する方法を使った装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−256051号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら上述した従来の装置では、漏洩同軸ケーブルの受信信号の強度と位置検出エリア内の位置との関係を定めたデータテーブルから移動体の位置を求めているため、移動体の位置を精度良く検出することができない。
本発明は、精度良く移動体の位置を検出可能な位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明の位置検出装置は、位置検出エリアに敷設された少なくとも1本の漏洩同軸ケーブルと、前記漏洩同軸ケーブルの片端または両端に接続され、前記漏洩同軸ケーブルを通じて電波を送受信し、この送信する電波には固定局識別信号を含み、電波の送信出力値を変更できる少なくとも2つの固定局と、前記位置検出エリア内を移動し、前記固定局からの送信電波を受信し、受信した前記固定局識別信号と移動局識別信号を含む電波を送信する少なくとも1つの移動局と、前記固定局に接続され、前記固定局の電波送信出力値を設定し、前記固定局識別信号と前記移動局識別信号と前記固定局の電波送信出力値とから前記移動局の位置を特定する制御処理手段を有することを特徴としている。
【0006】
この構成により、固定局の送信出力を変更することにより電界強度が変化し、その結果、移動局からの返信電波を固定局が受信または消失する。例えば移動局の返信電波を消失するときの固定局の送信する電波の電界強度を定義すると、少なくとも固定局が2つあれば、移動局の位置を特定できる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、精度良く移動体の位置を検出可能な位置検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第一の実施形態に係る移動体の位置検出装置を示す図。
【図2】第一の実施形態における携帯端末4の位置同定方法を説明する図。
【図3】第一の実施形態における漏洩同軸ケーブル1aの電界強度E1を示す図。
【図4】第一の実施形態における漏洩同軸ケーブル1bの電界強度E2を示す図。
【図5】第一の実施形態における携帯端末4が受信状態になったときの電界強度E1とE2を重ね合せた図。
【図6】アクセスポイント3a、3bの送受信状態のON/OFFのタイムチャートを示した図。
【図7】漏洩同軸ケーブル1a、1bを互いに直交する方向に敷設した例を示す図。
【図8】漏洩同軸ケーブル1aの両端にアクセスポイント3a、3bを接続した例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1は、本発明による位置検出装置の第一の実施形態を示したものである。1a、1bは2本の漏洩同軸ケーブル(LCX)で、位置検出エリア2として例えばトンネル内がある。この場合、漏洩同軸ケーブル2本をトンネル内の長手方向の壁側に、ほぼ平行に対向させて敷設する。3a、3bはそれぞれの漏洩同軸ケーブル1a、1bに接続された送受信器の機能を有するアクセスポイント(固定局)である。4はトンネル内の人等が所持する携帯端末の送受信器(移動局)である。5は例えば中央管理室などに設置された制御処理部(制御処理手段)である。制御処理部5は、例えば通常のコンピュータで、CPU、記憶部、インターフェース、表示部、入力部、制御部、通信部などを有する。制御処理部5は、CPUがプログラムに基づいて実施する機能として、アクセスポイント3a、3bの送信出力を任意の値に設定する機能や、携帯端末4の位置を算出する演算機能等を有する。なお、アクセスポイント3a、3bおよび制御処理部5の電源(不図示)は適宜供給されるものとする。
【0010】
次に、図2を参照して、位置検出エリア2内の携帯端末4の位置同定方法について説明する。漏洩同軸ケーブルは、アクセスポイントから離れるほど、また漏洩同軸ケーブルから離れるほど電界強度が弱くなり電波が届かなくなるという性質を持つ。漏洩同軸ケーブル1aに接続されたアクセスポイント3a側の始端から長さL11の地点をW1点とし、アクセスポイント3aの送信出力をP1とすると、W1点でのアクセスポイント3aからの送信出力PW1を式で表すと、
PW1=P1(k/(R・L11)) ・・・(1)
となる。ここで、kは漏洩同軸ケーブルの材質、構造による定数で、Rは漏洩同軸ケーブルの高周波純抵抗である。W1点でのPW1による漏洩同軸ケーブル1aからの距離D1の位置の電界強度をE1とすると、
E1=√((G・PW1)/D1) ・・・(2)
となる。ここで、Gは漏洩同軸ケーブルによって定まる放射利得(放射効率)つまり受信感度である。
【0011】
図3は、(1)、(2)式よりアクセスポイント3aの送信出力P1を変更したときの漏洩同軸ケーブル1aの電界強度E1を示した図である。横軸は漏洩同軸ケーブル1aを意味し、0点はアクセスポイント3aを意味する。電界強度E1は、送信出力P1の値が小さいときは漏洩同軸ケーブル1aに近い線となり、P1が大きいときは漏洩同軸ケーブル1aから離れた線になる。つまり送信出力P1が大きければ遠くまで電波が届くことになる。図3のグラフ内を位置検出エリア2と想定し、このエリア内に携帯端末4が存在したとすると、例えばアクセスポイント3aの送信出力P1を0から次第に大きく漸次変化させると、送信出力P1がある値になったときに携帯端末4で受信状態となる。このとき携帯端末4は、図3のE1のいずれかの線上にいることになる。ここで、アクセスポイント3aの送信出力P1は制御処理部5により制御される。
【0012】
同様に、図2を参照して、漏洩同軸ケーブル1bについて、アクセスポイント3b側の始端から長さL21の地点をW2点とし、アクセスポイント3bの送信出力をP2とすると、W2点でのアクセスポイント3bからの送信出力PW2は、
PW2=P2(k/(R・L21)) ・・・(3)
となる。また、W2点でのPW2による漏洩同軸ケーブル1bからの距離D2の位置の電界強度をE2とすると、
E2=√((G・PW2)/D2) ・・・(4)
となる。
【0013】
図4は、(3)、(4)式よりアクセスポイント3bの送信出力P2を変更したときの漏洩同軸ケーブル1bの電界強度E2を示した図である。横軸は漏洩同軸ケーブル1bを意味し、0点はアクセスポイント3bを意味する。図3の場合と同様に、図4のグラフ内を位置検出エリア2と想定し、このエリア内に携帯端末4が存在したとすると、例えばアクセスポイント3bの送信出力P2を0から次第に大きく漸次変化させると、送信出力P2がある値になったときに携帯端末4で受信状態となる。つまり、このとき携帯端末4は、図4のE2のいずれかの線上にいることになる。ここで、アクセスポイント3bの送信出力P2は制御処理部5により制御される。
【0014】
図5は、図3および図4において、携帯端末4がアクセスポイント3a、3bからの電波を受信したときの電界強度E1、E2を重ね合わせた図である。図5に示すようにE1、E2の交点が携帯端末4の位置を表すことになる。
【0015】
アクセスポイント3a、3bはそれぞれ互いを区別する識別ID(固定局識別信号)を含んだ信号を漏洩同軸ケーブル1a、1bを通じて送信し、携帯端末4でアクセスポイント3aまたは3bからの信号を受信し、携帯端末4はさらに携帯端末4の識別ID(移動局識別信号)を付加した信号を送信する。これにより、携帯端末が複数台あった場合でも個々の携帯端末からの電波を区別することが可能となる。携帯端末4から送信された信号は漏洩同軸ケーブル1a、1bを通じてアクセスポイント3a,3bで受信する。
【0016】
アクセスポイント3a,3bで受信した信号は、アクセスポイント3a、3bの識別IDと携帯端末4の識別IDが含まれ、これに加えてアクセスポイント3a、3bの送信出力値P1、P2が制御処理部5へ送られる。アクセスポイント3a、3bの送信出力に応じた電界強度E1、E2をいくつか実測してアクセスポイント3a、3bおよび携帯端末4を校正して定義しておけば、送信出力P1、P2から電界強度E1、E2は一意に決まるので(1)〜(4)式を用いることにより制御処理部5にて容易に携帯端末4の位置を求めることができる。
【0017】
このように、本発明の第一の実施形態によれば、例えばトンネル内や地下街等の屋内において携帯端末4の位置を精度良く求めることができ、災害等が発生した場合でも携帯端末4の位置や軌跡を確認することで安全確認作業等に寄与することができる。
【0018】
さらに、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。以下に示す変形例は組合せて実施することもできる。
【0019】
図6は、アクセスポイント3a、3bの送受信状態のON/OFFのタイムチャートを示した図である。状態ONのときにアクセスポイントは送受信機能が有効となり、状態OFFのときはアクセスポイントは送受信機能が無効となる。このように互いのアクセスポイントの送受信動作時間が重ならないようにすることで、アクセスポイント3a、3bの識別IDを送信電波に付加しなくても携帯端末4の位置を検出することが可能となる。第一の実施形態ではアクセスポイント3a、3bの識別IDは自分が出した電波が携帯端末4で受信されたかを判別するためのものであり、他のアクセスポイントと送受信動作時間が重ならなければ識別IDは不要になる。
【0020】
図7は、漏洩同軸ケーブル1a、1bを互いに直交する方向に敷設している。この場合、漏洩同軸ケーブルを平行に敷設したときよりも電界強度の線(図3、図4でいうE1、E2)が直交する方向に近い形で交わるため、交点を明確に求めることができる。
【0021】
図8は、漏洩同軸ケーブル1aの両端にアクセスポイント3a、3bを接続した場合である。漏洩同軸ケーブルはどちらの端から送信しても良く、これにより第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0022】
さらに、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を、トンネル内の天井側の長手方向に布設することもできる。そうすると、携帯端末4の位置を3次元情報として、検出することができる。また、ケーブル数を4本以上とすることも可能である。
【符号の説明】
【0023】
1a,1b…漏洩同軸ケーブル、2…位置検出エリア、3a,3b…アクセスポイント、4…携帯端末、5…制御処理部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
位置検出エリアに敷設された少なくとも1本の漏洩同軸ケーブルと、
前記漏洩同軸ケーブルの片端または両端に接続され、前記漏洩同軸ケーブルを通じて電波を送受信し、この送信する電波には固定局識別信号を含み、電波の送信出力値を変更できる少なくとも2つの固定局と、
前記位置検出エリア内を移動し、前記固定局からの送信電波を受信し、受信した前記固定局識別信号と移動局識別信号を含む電波を送信する少なくとも1つの移動局と、
前記固定局に接続され、前記固定局の電波送信出力値を設定し、前記固定局識別信号と前記移動局識別信号と前記固定局の電波送信出力値とから前記移動局の位置を特定する制御処理手段を有することを特徴とする移動体の位置検出装置。
【請求項2】
位置検出エリアに敷設された少なくとも1本の漏洩同軸ケーブルと、
前記漏洩同軸ケーブルの片端または両端に接続され、前記漏洩同軸ケーブルを通じて電波を送受信し、電波の送信出力値を変更できる少なくとも2つの固定局と、
前記位置検出エリア内を移動し、前記固定局からの送信電波を受信し、移動局識別信号を含む電波を送信する少なくとも1つの移動局と、
前記固定局に接続され、前記固定局のうちいずれか1つの固定局の電波の送受信を行っている間は他の固定局の送受信を停止し、前記固定局の電波送信出力値を設定し、前記移動局識別信号と前記固定局の電波送信出力値とから前記移動局の位置を特定する制御処理手段を有することを特徴とする移動体の位置検出装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の位置検出装置において、
前記漏洩同軸ケーブルは少なくとも2本で、前記位置検出エリアに対向して敷設されたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項4】
請求項1または請求項2に記載の位置検出装置において、
前記漏洩同軸ケーブルは少なくとも2本で、前記位置検出エリアに互いに直交する方向に敷設されたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項5】
請求項1または請求項2に記載の位置検出装置において、
前記漏洩同軸ケーブルは少なくとも1本で、前記漏洩同軸ケーブルの両端に前記固定局を接続したことを特徴とする位置検出装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2013−101093(P2013−101093A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−258240(P2011−258240)
【出願日】平成23年11月9日(2011.11.9)
【出願人】(391017540)東芝ITコントロールシステム株式会社 (107)
【Fターム(参考)】