移動局測位システム
【課題】３次元空間を移動する移動局の位置の算出を４つ未満の基地局により実行可能な移動局測位システムを提供する。
【解決手段】前記移動局の床面からの高さｈについての情報である高さ情報を検出する高さ検出部と、受信時刻検出部により検出された各基地局１２における電波の受信時刻に関する情報である受信時刻情報と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局１０の高さ情報と、前記各基地局１２の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局１０の位置の算出を行なう測位部５０とを有する。
【解決手段】前記移動局の床面からの高さｈについての情報である高さ情報を検出する高さ検出部と、受信時刻検出部により検出された各基地局１２における電波の受信時刻に関する情報である受信時刻情報と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局１０の高さ情報と、前記各基地局１２の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局１０の位置の算出を行なう測位部５０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局から送信される電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻情報と該複数の基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムに関するものであり、特に、移動局が３次元空間を移動する場合に移動局の高さを検出することにより、検出された高さを用いて移動局の位置の算出を行なう技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局から送信される電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻情報と該複数の基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムにおいては、例えば、前記受信時刻情報と移動局が電波を送信した送信時刻に関する送信時刻情報とに基づいて電波の伝搬時間を算出し、算出された伝搬時間に基づいて各基地局と移動局との距離を算出する。そして、算出された各基地局と移動局との距離と、予め既知とされている各基地局の位置とに基づいて移動局の位置を算出する。
【０００３】
図１６は、かかる移動局の位置の測位を説明する図であって、移動局１０よって発信された電波が第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、および第４基地局１２Ｄによって受信される。そして、移動局１０における電波の送信時刻と、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれにおける電波の受信時刻とに基づいて電波の伝搬時間がそれぞれ算出される。さらに、算出された伝搬時間にもとづいて、すなわち伝搬時間に電波の速度ｃ（＝２．９９７×１０８（ｍ／ｓ））を乗ずることにより移動局１０および第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄの間の距離Ｌ１乃至Ｌ４が算出される。
【０００４】
図１６に示す空間には同図に示すように直交座標系が定義されており、空間内の位置を座標により特定することができるようにされている。ここで、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄの位置は予め既知とされており、その座標は第１基地局１２Ａの位置が（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），第２基地局１２Ｂの位置が（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），第３基地局１２Ｃの位置が（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），第４基地局１２Ｄの位置が（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）である。すると、位置を算出しようとする移動局１０の座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とすると、これらの関係は、
（ｘ−Ｘ１）２＋（ｙ−Ｙ１）２＋（ｚ−Ｚ１）２＝Ｌ１２，
（ｘ−Ｘ２）２＋（ｙ−Ｙ２）２＋（ｚ−Ｚ２）２＝Ｌ２２，
（ｘ−Ｘ３）２＋（ｙ−Ｙ３）２＋（ｚ−Ｚ３）２＝Ｌ３２，
（ｘ−Ｘ４）２＋（ｙ−Ｙ４）２＋（ｚ−Ｚ４）２＝Ｌ４２ …（１）
の４式によって表される。
【０００５】
このように移動局の位置を算出する場合においては、移動局が３次元空間を移動する場合には、少なくとも４つの基地局によって移動局からの電波が受信され、それら少なくとも４つの基地局のそれぞれと移動局との距離が算出される必要がある。すなわち、上記（１）式の形式で表される式が３式以下であると、その解を一意に得ることができない。
【０００６】
特許文献１および特許文献２には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した位置測位システムなどにおいて、４つの衛星から電波を受信できなくなった場合に、４つ未満の衛星から送信された電波より得られる情報に、高度情報を補うことによって位置を計算することのできる車両用測位装置などが開示されている。このうち、特許文献１に開示の技術は、前記高度情報は気圧センサによって計測された気圧に基づいて得られるものとされており、また、特許文献２に開示の技術は、予め道路に設置された高度情報を表す磁気マーカを車両に搭載された磁気センサにとて読み取ることによって得られるものとされている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２７３５１０号公報
【特許文献２】特開２００５−９１１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これら特許文献１および２の技術によれば、高さを検出するためには気圧センサあるいは磁気センサという、電波の送受信とは無関係のハードウェアを新たに備える必要がある。また、移動局の位置の算出において、数十センチ、あるいは数センチの精度で位置の算出を行なうことが必要とされる場合には、それらの差を検出することが困難である。また、移動局が静止している、あるいは極めて遅い速度で移動する場合には、所定の間隔で設置された磁気マーカの配列を移動しつつ読み取ることは困難である。
【０００９】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、３次元空間を移動する移動局から送信される電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻情報と該複数の基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、移動局の高さを検出し、検出した移動局の高さについての情報を用いることにより、前記基地局の数が４つ未満である場合においても移動局の位置を算出可能な移動局測位システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）３次元空間を移動する移動局から送信される電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻についての情報と該複数の基地局の位置についての情報とに基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、（ｂ）前記移動局は、電波を送信する送信部を備え、（ｃ）前記基地局は、前記移動局から送信された電波を受信する受信部と、（ｄ）該受信部により電波を受信した時刻を検出する受信時刻検出部と、を備え、（ｅ）前記移動局の床面からの高さについての情報である高さ情報を検出する高さ検出部と、（ｆ）前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に関する情報である受信時刻情報と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出を行なう測位部とを有すること、を特徴とする。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明は、（ａ）前記受信時刻検出部は、前記移動局が送信する電波のうち、前記移動局から直接前記基地局に到達する直接波の前記基地局における受信時刻と、前記移動局から所定の反射面において反射された後に前記基地局に到達する反射波の前記基地局における受信時刻とを検出し、（ｂ）前記高さ検出部は、前記各基地局の少なくとも１つにおける前記受信時刻検出部によって検出された前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さを検出することを特徴とする。
【００１２】
好適には、請求項３にかかる発明は、前記高さ検出部は、移動局と基地局との距離に関する距離関連値に基づいて移動局との距離が最も小さいとされる基地局における、前記受信時刻検出部によって検出された前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さを検出することを特徴とする。
【００１３】
好適には、請求項４にかかる発明は、前記高さ検出部は、複数の前記基地局のそれぞれにおける前記直接波受信時刻情報、前記反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さをそれぞれ検出し、該検出された移動局の高さを平均することにより前記移動局の高さを算出することを特徴とする。
【００１４】
また好適には、請求項５にかかる発明は、前記高さ検出部は、移動局と基地局との距離に関する距離関連値に応じた重みを前記複数の基地局のそれぞれについて算出し、前記複数の基地局のそれぞれについて検出された前記移動局の高さを該重みを用いて重み付け平均を行なうことにより前記移動局の高さを算出することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６にかかる発明は、（ａ）前記送信部は第１の偏波特性を有する電波を送信し、（ｂ）前記移動局は、前記第１の偏波特性を有する電波を受信可能な第１受信部と、（ｃ）該第１の偏波特性とは異なる偏波特性である第２の偏波特性を有する電波を受信可能な第２受信部と、を備え、（ｄ）前記高さ検出部は、前記送信部が送信し、所定の反射面で反射し前記第２受信部において受信される電波について、前記送信部における送信時刻と該第２受信部における受信時刻とに基づいて送信から受信までに要した往復伝搬時間を算出し、算出された前記往復伝搬時間に基づいて前記移動局の高さを検出することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７にかかる発明は、前記測位部は、前記受信時刻検出部により検出された受信時刻に関する情報である受信時刻情報と前記移動局における電波の送信時刻についての情報である送信時刻情報とに基づいて算出される前記移動局から前記各基地局への電波の伝搬時間と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出を行なうことを特徴とする
【００１７】
また、請求項８にかかる発明は、前記測位部によって前記移動局の位置の候補が複数算出される場合において、前記移動局の存在し得る領域に関する情報、または前記移動局の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて前記移動局の位置として前記移動局の位置の候補のいずれかを選択する移動局位置選択部を有することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９にかかる発明は、前記測位部は、前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に基づいて算出される基地局の対に対応する電波の到来時間差と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置情報とに基づいて移動局の位置の算出を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１にかかる移動局測位システムによれば、前記高さ検出部により、前記移動局の床面からの高さについての情報である高さ情報が検出され、前記測位部により、前記測位部により、前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に関する情報である受信時刻情報と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出が行なわれるので、３次元空間を移動する移動局の位置の算出を４つ未満の基地局によって行なうことができる。
【００２０】
また、請求項２にかかる移動局測位システムによれば、前記受信時刻検出部により、前記移動局が送信する電波のうち、前記移動局から直接前記基地局に到達する直接波の前記基地局における受信時刻と、前記移動局から所定の反射面において反射された後に前記基地局に到達する反射波の前記基地局における受信時刻とが検出され、前記高さ検出部により、前記受信時刻検出部によって検出された前記基地局の少なくとも１つにおける前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記各基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さが検出されるので、測位のために必要となる電波以外の他の手段を用いることなく移動局の高さを検出することができ、移動局の構成を簡素化することができる。
【００２１】
また、請求項３にかかる移動局測位システムによれば、前記高さ検出部は、移動局と基地局との距離に関する距離関連値が最も小さいとされる基地局における、前記受信時刻検出部によって検出された前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さを検出するので、精度よく移動局の高さを検出することができ、移動局の測位の精度が向上する。
【００２２】
また、請求項４にかかる移動局測位システムによれば、前記高さ検出部は、複数の前記基地局のそれぞれにおける前記直接波受信時刻情報、前記反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さをそれぞれ検出し、該検出された移動局の高さを平均することにより前記移動局の高さを算出するので、各基地局ごとに検出された移動局の高さの誤差を低減することができ、精度よく移動局の高さを検出することができるとともに、移動局の測位の精度が向上する。
【００２３】
また、請求項５にかかる移動局測位システムによれば、前記高さ検出部は、移動局と基地局との距離に関する距離関連値に応じた重みを前記複数の基地局のそれぞれについて算出し、前記複数の基地局のそれぞれについて検出された前記移動局の高さを該重みを用いて重み付け平均を行なうことにより前記移動局の高さを算出するので、各基地局の検出精度が高い基地局により検出された移動局の高さほど高い重みを付されて平均されるので、より精度よく移動局の高さを検出することができるとともに、移動局の測位の精度が向上する。
【００２４】
また、請求項６にかかる移動局測位システムによれば、前記送信部により第１の偏波特性を有する電波が送信され、前記移動局は、前記第１の偏波特性を有する電波を受信可能な第１受信部と、該第１の偏波特性とは異なる偏波特性である第２の偏波特性を有する電波を受信可能な第２受信部と、を備え、前記高さ検出部により、前記送信部が送信し、所定の反射面で反射し前記第２受信部において受信される電波について、前記送信部における送信時刻と該第２受信部における受信時刻とに基づいて送信から受信までに要した往復伝搬時間が算出され、算出された前記往復伝搬時間に基づいて前記移動局の高さが検出されるので、測位のために必要となる電波以外の他の手段を用いることなく移動局の高さを検出することができ、移動局の構成を簡素化することができる。
【００２５】
また、請求項７にかかる移動局測位システムによれば、前記測位部により、前記受信時刻検出部により検出された受信時刻に関する情報である受信時刻情報と前記移動局における電波の送信時刻についての情報である送信時刻情報とに基づいて算出される前記移動局から前記各基地局への電波の伝搬時間と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出が行なわれるので、前記前記移動局と前記各基地局の間の電波の伝搬時間に基づいて移動局の位置の算出を行なうことができる。
【００２６】
また、請求項８にかかる移動局測位システムによれば、移動局位置選択部により、前記測位部によって前記移動局の位置の候補が複数算出される場合において、前記移動局の存在し得る領域に関する情報、または前記移動局の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて前記移動局の位置として前記移動局の位置の候補のいずれかが選択されるので、前記測位部によって移動局の位置の候補が複数算出された場合であっても、移動局の位置が選択される。これにより、３次元空間を移動する移動局の位置の算出を３つ未満の基地局によって行なうことができる。
【００２７】
また、請求項９にかかる移動局測位システムによれば、前記測位部は、前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に基づいて算出される基地局の対に対応する電波の到来時間差と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置情報とに基づいて移動局の位置の算出を行なうので、前記移動局に時計を有さなくても移動局の位置の算出を正確に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は本発明の移動局測位システム８の一例を説明する図である。図１に示すように、３次元空間を移動可能な移動局１０と、既知の位置に固定され、前記移動局１０から送信された電波を受信する複数の基地局１２と、これら複数の基地局１２と例えば通信ケーブル１８で接続されることにより情報通信可能とされたサーバ１４とを含んで構成される。このサーバ１４は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェース等を備えた所謂コンピュータで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、必要な演算処理を行なうようになっている。図１においては、例として第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、および第３基地局１２Ｃの３つの基地局１２が表されている。なお、これらの各基地局を区別しない場合、基地局１２と記載する。
【００３０】
図２は、移動局１０の制御機能と構成の一例を説明する図である。移動局１０はアンテナ２２、無線部２４、時計２８、等を有する。また、移動局１０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータ（マイコン）２５を含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、時計同期部２６、制御部３１などの制御作動を実行するようになっている。
【００３１】
無線部２４は、電波の送受信を行なうものであって、送信部および受信部に対応する。無線部２４は、電波の送信時においては所定の周波数の搬送波を生成するとともに、後述する拡散符号などの送信信号をＡＳＫ変調、ＦＳＫ変調などの処理やデジタル変調の処理を行ない、処理された電波を所定の出力まで増幅しアンテナ２２を用いて送信する。また、無線部２４は電波の受信時においては、アンテナ２２によって受信された電波から所定の周波数成分のみを取り出し、信号処理に適した増幅を行なうとともに、発信の際に行なわれた変調の方式に対応する復調処理を行なうことにより受信した電波に含まれる信号成分を取り出す。無線部２４における電波の送信状態と受信状態とは必要に応じて後述する制御部３１により切換可能とされている。すなわち、無線部２４は、例えば、搬送波を生成する発振器、変調処理を行なう変調器、あるいはデジタル変調器、増幅を行なう増幅器、受信波から所定の周波数成分を取り出すフィルタ、復調を行なう復調器、送信状態と受信状態を切り換える送受信切換器などの、デジタル無線通信のために広く用いられる機構を含んで構成される。
【００３２】
アンテナ２２は、前記無線部２４が電波の送受信に用いるものであって、無線部２４が送受信する電波の周波数等の特性に応じた形式のものが用いられる。なお、移動局１０から各基地局１２への電波の送信時において、移動局１０からの距離が同一であれば移動局１０に対する基地局１２の方向に関わらず同一の強度で移動局１０から送信される電波の強度が得られるように、アンテナ２２は指向性のないアンテナが好適に用いられる。
【００３３】
時計２８は、時刻に関する情報を供給するものであって、移動局１０の作動時に参照される。具体的には例えば、無線部２４が拡散符号などの符号を含む電波を送信する場合においては、その電波には時計２８を参照することにより得られる時刻情報が送信時刻に関する情報（送信時刻情報）として含まれる。
【００３４】
ここで、移動局１０から送信される電波には、受信の際に受信時刻の検出を精度よく行なうための符号を含むことができる。この符号は、移動局１０からの電波を受信した基地局１２において後述する受信時刻検出部３６により電波の受信時刻の検出に用いられるものであって、好適には自己相関関数に高いピークを持ち、すなわち位相差がゼロである場合において自己相関が大きな値となる一方、位相差がゼロでない場合には自己相関が十分に小さく、かつ、異なる符号間における相関が全ての位相差において十分小さい、すなわち相互相関が小さいことという条件を満たす符号である拡散符号が用いられる。具体的には例えば、Ｍ系列符号や、ＧＰＳにおいても使用されているＧｏｌｄ系列符号などの疑似雑音符号（ｐｓｅｕｄｏ−ｎｏｉｓｅ ｃｏｄｅ；ＰＮ符号）が用いられる。この符号は、後述する移動局１０の制御部３１によって生成されても良いし、予め図示しない記憶装置などに記憶させておき、送信する際などに取得してもよい。
【００３５】
図２において、マイコン２５を図示する破線で表わされたブロックの内部は、マイコン２５によって実行される制御機能の概要を示す機能ブロック図とされている。この図２に示す様に、マイコン２５においては、受信時刻検出部２７、時計同期部２６、制御部３１などが実行される。
【００３６】
受信時刻検出部２７は、周知のマッチドフィルタや遅延素子などを含んで構成され、無線部２４において例えば受信される電波（受信波）の受信時刻を、その受信波に含まれる符号に基づいて検出する。具体的には例えば、移動局１０が基地局１２から送信される電波を受信し、その受信時刻を検出する場合において、予め基地局１２が送信する拡散符号と同一のレプリカ符号を移動局１０の図示しないＲＡＭなどの記憶手段が記憶しておき、そのレプリカ符号と、受信された基地局１２からの電波から取り出された拡散符号（受信符号）とをマッチドフィルタに入力することにより、両者の相関値を得ることができる。この相関値の算出を、例えば前記受信符号を遅延素子によって所定の単位ずつ遅延（シフト）するごとに行ない、算出される相関値がピークを生じた際の遅延量に基づいて、電波の受信時刻を算出する。具体的には例えば、基地局１２による拡散符号の送信時刻に、前記相関値がピークを生じた際、すなわち、前記受信符号およびレプリカ符号が同期した際の遅延量に対応する時間を加算することによって移動局１０における電波の受信時刻とすることができる。
【００３７】
時計同期部２６は、移動局１０の時計２８の時刻と、基地局１２が有する時計４０の時刻とを同期させる処理である時計合わせ処理を行なう。この時計同期部２６は、時計合わせ処理の対象とされるいずれか１つの基地局（以下、「時計同期基準基地局」という。）１２の時計同期部４２と協調して作動するものであって、具体的な作動は後述する。
【００３８】
制御部３１は、移動局１０の作動を制御するものであって、例えば、無線部２４の送信状態と受信状態を切り換えたり、あるいは、無線により移動局１０の作動に関する指令（コマンド）が送信される場合においては、無線部２４によって受信された受信波に含まれるコマンドを抽出し、そのコマンドを実行すべく移動局の作動を決定する。具体的には例えば送信する拡散符号の生成や、生成された送信符号の無線による送信を適切なタイミングで実行するよう指示する。
【００３９】
図３は、基地局１２の制御機能と構成の一例を説明する図である。基地局１２はアンテナ３２、無線部３４、有線通信インタフェース３８、時計４０等を有する。また、基地局１２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータ（マイコン）３５を含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、受信時刻検出部３６、時刻同期部４２、制御部４１などの制御作動を実行するようになっている。
【００４０】
基地局１２の無線部３４、アンテナ３２、および時計４０は、前述の移動局１０の無線部２４、アンテナ２２、および時計２８とそれぞれ同様の作動を行なうものであるので、説明を省略する。なお、無線部３４においては、移動局１０から送信される電波が受信され、復調および復号されるので、受信波に含まれる信号成分が取り出され、移動局１０から送信される電波に含まれる拡散符号などの符号や、移動局１０における電波の送信時刻に関する情報が取り出される。
【００４１】
有線通信インタフェース３８は、ＬＡＮケーブルなどの通信ケーブル１８を介して基地局１２とサーバ１４との情報通信を行なう。具体的には、基地局１２の受信時刻検出部３６によって検出される電波の受信時刻としての同期時刻や、移動局１０から送信される電波に含まれる送信時刻についての情報が基地局１２からサーバ１４に送信されるほか、サーバ１４からは、基地局１２は移動局１０の作動に関する指令などが送信される。
【００４２】
基地局１２から送信される電波にも、前述の移動局１０から送信される電波と同様に、受信の際に受信時刻の検出を精度よく行なうための符号を含むことができる。この符号は、基地局１２からの電波を受信した他の基地局１２の受信時刻検出部３６や移動局１０の受信時刻検出部２７により電波の受信時刻の検出に用いられるものであって、拡散符号が用いられる。この符号は、後述する基地局１２の制御部４１によってその都度生成されても良いし、予め図示しない記憶装置などに記憶され、取得されてもよい。
【００４３】
図３において、マイコン３５を図示する破線で表わされたブロックの内部は、マイコン３５によって実行される制御機能の概要を示す機能ブロック図とされている。この図３に示す様に、マイコン３５においては、受信時刻検出部３６、時計同期部４２、制御部４１などが実行される。
【００４４】
受信時刻検出部３６は、周知のマッチドフィルタや遅延素子などを含んで構成され、無線部３４において受信される移動局１０からの電波（受信波）の受信時刻を、その受信波に含まれる符号に基づいて検出する。具体的にはまず、予め移動局１０が送信する拡散符号と同一のレプリカ符号を各基地局１２の図示しないＲＡＭなどの記憶手段が記憶しておき、そのレプリカ符号と、受信された移動局１０からの電波から取り出された拡散符号（受信符号）とをマッチドフィルタに入力することにより、両者の相関値を得ることができる。この相関値の算出を、例えば前記受信符号を遅延素子によって所定の単位ずつ遅延（シフト）させるごとに行ない、算出される相関値がピークを生じた際の遅延量に基づいて、電波の受信時刻を算出する。具体的には例えば、移動局１０による拡散符号の送信時刻に、前記相関値がピークを生じた際の遅延量に対応する時間を加算することによって基地局１２における電波の受信時刻とすることができる。
【００４５】
時計同期部４２は、各基地局１２のそれぞれが有する時計４０の時刻を同期させるとともに、基地局１２の時計４０の時刻と前記移動局１０の時計２８の時刻とを同期させる処理である時計合わせ処理を行なう。このうち、基地局１２の時計４０の時刻と前記移動局１０の時計２８の時刻との同期は、移動局１０の時計同期部２６と協調して作動するものであって、例えば次の様に行なわれる。まず、移動局１０がその位置が予め既知とされた所定の時刻同期位置に位置させられる。移動局１０の時計２８との時計合わせ処理の対象とされる複数の基地局１２のうちいずれか１つの基地局（以下、「時計同期基準基地局」という。）１２Ｔが選択される。移動局１０から前記時計同期基準基地局１２Ｔに対し電波を発信し、その時計同期基準基地局１２Ｔに電波を受信させ、例えば前記受信時刻検出部３６等によりその受信時刻を検出させる。そして、時計同期基準基地局１２Ｔにおける電波の受信時刻と移動局１０における電波の発信時刻とに基づいて前記移動局１０から時計同期基準基地局１２Ｔへの電波の伝搬時間を算出する。続いて、同様に時計同期基準基地局１２Ｔから移動局１０に対し電波を発信し、移動局１０にその電波を受信させ、移動局１０の受信時刻検出部２７により受信時刻を検出させ、時計同期基準基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬時間を算出する。このようにして得られた移動局１０から時計同期基準基地局１２Ｔへの電波の伝搬時間および時計同期基準基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬時間を比較することによって移動局１０の時計２８と時計同期基準基地局１２Ｔの時計４０との時刻のずれを算出し、算出された時刻のずれに基づいて移動局１０の時計２８あるいは時計同期基準基地局１２Ｔ他の時計４０の時刻を補正することによって、移動局１０の時計２８と、時計同期基準基地局１２Ｔが有する時計４０の時刻とを同期させる。より具体的には、移動局１０の時計２８の時刻が、時計同期基準基地局１２Ｔの時計４０の時刻よりもｔｄ（秒）だけ進んでいる場合において、移動局１０と時計同期基準基地局１２Ｔとの間の電波の伝搬時間の真値をｔ０（秒）とすると、移動局１０から時計同期基準基地局１２Ｔへの電波の伝搬時間はｔ１＝ｔ０−ｔｄとして算出され、時計同期基準基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬時間はｔ２＝ｔ０＋ｔｄとして算出される。したがって、これらより移動局１０の時計２８と時計同期基準基地局１２Ｔの時計４０との時刻のずれｔｄは、ｔｄ＝（ｔ２−ｔ１）／２として算出される。このように算出された時刻のずれｔｄだけ移動局１０の時計２８を遅らせることにより、移動局１０の時計２８の時刻と時計同期基準基地局１２の時計４０の時刻とは同期される。なお、前記移動局１０と他の基地局１２との間の電波の伝搬時間の真値ｔ０は、既知とされた前記時計同期位置にある移動局１０と時計同期基準基地局１２との距離、および電波の速度ｃ（＝２．９９７×１０８（ｍ／ｓ））に基づいて算出される。また、案出された時刻のずれｔｄだけ時計同期基準基地局１２の時計４０を進めることによっても、移動局１０の時計２８の時刻と時計同期基準基地局１２の時計４０の時刻とは同期される。
【００４６】
一方、時計同期部４２は、前記複数の基地局１２がそれぞれ有する時計４０の時刻の同期も行なう。このとき、各基地局１２の時計同期部４２は協調して作動するものであって、具体的には例えば、次の様な作動を行なう。前記複数の基地局１２のうち、時刻の同期の基準となる時計４０を有する任意の基地局１２を時計同期基準基地局１２Ｔとして選択し、選択された時計同期基準基地局１２Ｔから他の基地局１２に対し時計同期のための電波を送信し、その送信時刻を記録する。他の基地局１２は時計同期基準基地局１２Ｔから送信された電波を受信し、その受信時刻検出部３６などにより受信時刻を検出する。このようにして得られた前記他の基地局１２のそれぞれにおける受信時刻と時計同期基準基地局１２Ｔにおける送信時刻とに基づいて、時計同期基準基地局１２Ｔから他の基地局１２のそれぞれへの電波の伝搬時間の実際値を算出する。一方、前述の通り、各基地局１２の位置は予め既知とされているので、各基地局１２間の距離も予め得ることができる。したがって、前記時計同期基準基地局１２Ｔと他の基地局１２のそれぞれとの距離に基づいて、前記時計同期基準基地局１２Ｔと他の基地局１２のそれぞれの間の電波の伝搬時間の理論値を算出することができる。そして、前記他の基地局１２のそれぞれについて、算出された電波の伝搬時間の実際値および理論値を比較し、その実際値が理論値となる様に各基地局１２の時計４０の時刻を補正する。具体的には例えば、ある基地局１２において、時計同期基準基地局１２Ｔからの電波の伝搬時間の実際値がｔ５、理論値がｔ６であった場合には、Δｔ＝ｔ５−ｔ６だけ前記ある基地局１２の時計４０の時刻を遅らせることにより、前記ある基地局１２の時計４０の時刻と、前記時計同期基準基地局１２Ｔの時計４０の時刻とを同期させる。これを前記他の基地局１２の全てについて実行することにより、全ての基地局１２の時計４０の時刻は、前記時計同期基準基地局１２Ｔの時計４０の時刻と同期させれる。また、このとき、移動局１０の時計２８との時刻の同期に用いられる時計同期基準基地局１２Ｔと各基地局１２の時計４０の時刻の同期に用いられる時計同期基準基地局１２Ｔとが同一の基地局が用いられれば、移動局１０の時計２８の時刻および全ての基地局１２の時計４０の時刻を同期することができる。
【００４７】
なお、このとき、移動局１０と基地局１２との間、および各基地局１２の間で送受信される電波には、受信時刻を正確に検出することができるよう、拡散符号を含む電波が好適に用いられる。
【００４８】
制御部４１は、基地局１２の作動を制御するものであって、例えば、無線部３４の送信状態と受信状態を切り換えたり、有線通信インタフェース３８における情報の送受信を制御したり、あるいは、移動局１０の作動に関するための指令（コマンド）を生成し無線により送信する。具体的には例えば送信する電波に含められる拡散符号などの符号の生成や、生成された送信符号の無線による送信を適切なタイミングで実行するよう指示する。
【００４９】
図４は、サーバ１４の有する機能の概要を説明するブロック図である。サーバ１４は、前述のようにＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、図４に示す高さ検出部４６、測距部４８、測位部５０、移動局位置候補選択部５２などにおける制御作動を実行するようになっている。また、サーバ１４はケーブル１８を介して他の機器と情報通信を行なうための有線通信インタフェース４４などを有している。
【００５０】
有線通信インタフェース４４は、サーバ１４と基地局１２とのＬＡＮケーブルなどの通信ケーブル１８を通した情報通信を行なうためのインタフェースである。この有線通信インタフェース４４は、例えばサーバ１４から基地局１２に対し、基地局１２の制御作動に関する指令を行なったり、あるいは移動局１０の制御作動に関する指令を基地局１２を介して行なわせる。また、有線通信インタフェース４４は、基地局１２から送信される情報、例えば基地局１２における電波の受信時刻に関する情報や、移動局１０からの電波に含まれる移動局１０における電波の送信時刻に関する情報などが受信される。なお、サーバ１４の有線通信インタフェース４４が移動局１０の制御作動に関する指令を基地局１２を介して行なわせるのは、サーバ１４は無線通信に関する機能、すなわち受信部や送信部を有していない一方、移動局１０は有線通信に関する機能、すなわち有線通信インタフェースを有しておらず、サーバ１４と移動局１０とが直接通信を行なうことができないためであり、このため、サーバ１４と移動局１０とはいずれかの基地局１２を介して通信を行なうことができる。
【００５１】
測距部４８は、移動局１０における電波の送信時刻と基地局１２におけるその電波の受信時刻とに基づいて、移動局１０および基地局１２の距離を算出する。具体的には、前記電波の受信時刻と電波の送信時刻との差によって算出される電波の伝搬時間に、電波の速度ｃ（＝２．９９７×１０８（ｍ／ｓ））を乗ずることによって移動局１０および基地局１２の距離が算出される。このとき、移動局１０における電波の送信時刻に関する情報は、例えば、移動局１０の無線部２４が電波を送信する際に、送信する信号に時計２８を参照することにより得られる時刻情報を拡散符号とともに送信し、これを受信した基地局１２からサーバ１４に伝達されることにより得られる。また、基地局１２における電波の受信時刻は、受信時刻検出部３６によって検出される受信時刻が用いられる。なお、予め前述のように、基地局１２の時計同期部４２および移動局１０の時計同期部２６とが協調して、基地局１２の時計４０の時刻と移動局１０の時計２８の時刻とを同期させる処理を実行することにより、基地局１２の時計５０の時刻に基づいて算出される受信時刻と、移動局１０の時計２８の時刻に基づいて算出される送信時刻により、移動局１０から送信され基地局１２によって受信され電波の伝搬時間を正確に算出することができる。
【００５２】
高さ検出部４６は、前記基地局１２の受信時刻検出部３６において検出される移動局１０から送信される電波の受信時間のうち、直接波の受信時刻と反射波の受信時刻、および既知である基地局１２の高さに基づいて移動局１０の高さ、すなわち反射波の反射面である床面からの距離を算出する。
【００５３】
図５は、この高さ検出部４６による移動局１０の高さの検出を説明する図である。図５においては、任意のｘｚ平面（ｙ＝ａ（一定））において、基地局１２が既知の位置（ｘ，ｚ）＝（０，Ｈ）、移動局１０が未知の位置（ｘ，ｚ）＝（ｄ，ｈ）にそれぞれ存在している。すなわち、基地局１２の高さはＨ、移動局１０の高さはｈであり、移動局１０と基地局１２との距離の水平成分はｄである。また、図５に示すように、移動局１０から基地局１２を見る仰角、すなわち水平面と移動局および基地局とを結ぶ直線とのなす角度をθ（ｒａｄ）とする。
【００５４】
移動局１０から送信された電波は、直接基地局１２に到達する直接波Ｄ、および床面などで反射した後に基地局に到達する反射波となって基地局１２に到達する。なお、説明を簡単にするため、基地局１２において受信される反射波は床面で反射する反射波Ｒのみであるとする。図６に示すように、基地局１２の受信時刻検出部３６において、受信波に含まれる符号とそのレプリカ符号との相関値は、時刻Ｔｄおよび時刻Ｔｒにおいて、２回のピークを有する。これは、それぞれ直接波Ｄの受信時刻Ｔｄおよび反射波Ｒの受信時刻Ｔｒに相当する。従って測距部４８は基地局１２における受信時刻ＴｄおよびＴｒのそれぞれと、移動局１０における電波の送信時刻Ｔｔとから算出される電波の伝搬時間に，電波の速度ｃを乗ずることによって直接波Ｄの伝搬距離および反射波Ｒの伝搬距離をそれぞれ、Ｌｄ＝（Ｔｄ−Ｔｔ）×ｃ、Ｌｒ＝（Ｔｒ−Ｔｔ）×ｃのように算出する。このとき、図５におけるｈ、ｄ、θについては、算出された値Ｌｄ、Ｌｒ、および既知のＨを用いて、次式（２）のように表される。
ｄ＝Ｌｄ×ｃｏｓθ
ｈ＝Ｈ−Ｌｄ×ｓｉｎθ
ｄ２＋（Ｈ＋ｈ）２＝Ｌｒ２ ・・・（２）
高さ検出部４６は、これらを解いて、
ｈ＝（Ｌｒ２−Ｌｄ２）／（４×Ｈ）
のように、移動局１０の高さｈを算出する。
【００５５】
なお、前述の図５においては、反射波Ｒとして床面で反射する反射波のみを考慮するようにしたが、これは、例えば基地局１２を天井面付近に設置することによって、基地局１２に天井面によって反射した反射波が到達しないようにすることで実施し得る。また、床面および天井面などで複数回反射して基地局１２に到達する反射波も生じ得るが、基地局１２に到達した反射波のうち１回の反射によって基地局１２に到達する反射波が最もその伝搬距離が短いため、最も速く基地局１２に到達した反射波がその１回の反射によって基地局に到達した反射波であるとして、前記基地局１２の受信時刻検出部３６によって検出される反射波の受信時刻のうち、最初に検出されたものが用いられる。
【００５６】
なお、高さ検出部４６は、いずれか１の基地局１２における直接波と反射波の受信時刻に基づいて算出しても良いし、任意の複数の基地局１２における直接波と反射波の受信時刻に基づいて算出した値を平均することにより算出してもよい。このようにすれば、いずれかの基地局１２における直接波と反射波の受信時刻に基づいて算出される移動局１０の高さの値が、マルチパス等の影響により大きく異なる場合であっても、他のマルチパスの影響を受けない基地局における直接波と反射波の受信時刻に基づいて算出される移動局１０の高さとの平均とすることによりマルチパスの影響を低減することができる。
【００５７】
一般に、移動局１０との距離が近い基地局においては直接波と反射波の受信時刻の差が大きくなることから、高さ検出部４６がいずれか１の基地局１２における直接波と反射波の受信時刻に基づいて移動局１０の高さを算出する場合には、移動局１０と各基地局１２との距離を表す指標である距離関連値に基づいて、移動局１０との距離が最も近いとされる基地局１２を選択することにより、移動局１０の高さの検出精度を向上させることができる。また高さ検出部４６が複数の基地局１２における直接波と反射波の受信時刻に基づいて算出した値を平均することにより移動局１０の高さを算出する場合において、その平均を移動局１０とそれぞれの基地局１２との距離に応じた重みつき平均とすることにより、移動局１０の高さの検出精度を向上させることができる。ここで、前記距離関連値は、例えば直接波の伝搬時間に基づいて算出されてもよいし、移動局１０から送信される電波の各基地局１２における受信強度であってもよい。また、移動局１０の測位が例えば所定間隔で繰り返し行なわれる場合には、前回の測位実行時の移動局１０の位置と各基地局１２との距離とされてもよい。すなわち、実際の距離と１対１で変換可能な指標であればよい。
【００５８】
測位部５０は、予め既知である各基地局１２の位置に関する情報と、測距部４８において算出された各基地局１２と移動局１０との距離に関する情報と、高さ検出部４６によって検出される移動局１０の高さに関する情報とに基づいて、移動局１０の位置を算出する。具体的には例えば、第１基地局１２Ａの位置を表す座標が（Ｘ１，Ｙ１）、第２基地局１２Ｂの座標が（Ｘ２，Ｙ２）、第３基地局１２Ｃの座標が（Ｘ３，Ｙ３）であり、前記測距部４８によって第１基地局１２Ａと移動局１０との距離がＬ１、第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離がＬ２、第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離がＬ３であり、前記高さ検出部４６によって検出される移動局の高さがｈである場合において、移動局１０の位置を表す座標を（ｘ，ｙ）とすると（図１参照）、これらの関係は次式（３）で表される。
（ｘ−Ｘ１）２＋（ｙ−Ｙ１）２＋（ｈ−Ｚ１）２＝Ｌ１２，
（ｘ−Ｘ２）２＋（ｙ−Ｙ２）２＋（ｈ−Ｚ２）２＝Ｌ２２，
（ｘ−Ｘ３）２＋（ｙ−Ｙ３）２＋（ｈ−Ｚ３）２＝Ｌ３２ …（３）
測位部５０はこの式（３）を満たす（ｘ，ｙ）を算出し、移動局１０の位置とする。なお、前記測距部４８によって測定される第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ１、第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ２、第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離Ｌ３は、移動局１０による電波の送信時刻をｔｔ、第１基地局１２Ａにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ１、第２基地局１２Ｂにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ２、第３基地局１２Ｃにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ３とすると、電波の速度ｃを用いてそれぞれ、
Ｌ１＝ｃ×（ｔｒ１−ｔｔ），
Ｌ２＝ｃ×（ｔｒ２−ｔｔ），
Ｌ３＝ｃ×（ｔｒ３−ｔｔ）
のように算出される。
【００５９】
前述の式（１）においては、移動局１０の位置の算出を行なう為には４つの基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離、および各基地局１２の位置についての情報が必要であった、すなわち移動局１０の測位のためには４つの基地局１２が必要であった。一方、前記式（３）においては、それよりも少ない３つの基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離、および各基地局１２の位置についての情報と、高さ検出部４６によって算出される移動局１０の高さについての情報とに基づいて移動局１０の測位を行なうことができる。また、高さ検出部４６は基地局１２が既に測距のために必要とする受信時刻検出部３６によって検出される受信時刻に基づいて移動局１０の高さを算出するので、高さ検出部４６は基地局１２の既存のハードウェアによって実現することができる。
【００６０】
ところで、前記測位部５０においては、３つの基地局１２において移動局１０から送信された電波の受信時刻が検出され、測距部４８においてそれら３つの基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離が算出されたことに基づいて、３本の式からなる前述の式（３）を解くことにより移動局１０の位置を算出した。しかしながら、例えば基地局１２のいずれかが故障していたり、あるいは障害物などにより移動局１０からの直接波が到達しない位置に存在している場合には、移動局１０から送信された電波が２つの基地局でしか受信されない場合が生じ得る（図７参照）。かかる場合には、前記測位部５０において移動局１０の位置を算出するための式は２本となり、その解が複数存在することとなる。具体的には例えば、図７に示すように、第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂの２つの基地局によって移動局１０からの電波が受信された場合には、
（ｘ−Ｘ１）２＋（ｙ−Ｙ１）２＋（ｈ−Ｚ１）２＝Ｌ１２，
（ｘ−Ｘ２）２＋（ｙ−Ｙ２）２＋（ｈ−Ｚ２）２＝Ｌ２２ …（４）
の２式が得られ、測位部５０によりこの２式を解くことによって、２つの解が得られる。
【００６１】
かかる場合において移動局位置候補選択部５２は、測位部５０によって算出される式（４）の複数の解を移動局１０の位置候補とし、移動局１０の存在し得る領域に関する情報、または前記移動局１０の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて前記移動局１０の位置として前記移動局１０の位置の候補のいずれかを選択する。
【００６２】
まず、移動局位置候補選択部５２による移動局１０の存在し得る領域に関する情報に基づく移動局１０の位置の候補の選択について説明する。移動局位置候補選択部５２は、移動局１０が存在しうる領域に関する情報と、前記測位部５０によって算出される移動局の位置１０の候補とを比較する。すなわち、移動局１０が壁などでしきられた室内などの限定された領域内のみを移動可能とされている場合においては、その移動局１０が移動可能である領域についての情報（領域情報）を、例えば図示しないメモリなどの記憶手段などに予め記憶しておき、移動局位置候補選択部５２は、この記憶手段などから読み出された領域情報と、前記測位部５０によって算出される移動局１０の位置の候補とを比較する。そして、移動局１０の位置の候補のうち、前記領域情報に基づいて、移動局１０の移動可能な領域の内側にあるか否かを判断する。そして、移動局位置候補選択部５２は、移動局１０の移動可能な領域の内側にないと判断された前記移動局１０の位置の候補については、移動局１０の位置の候補から除外する。
【００６３】
図８は、移動局位置候補選択部５２による移動局１０の存在し得る領域に関する情報に基づく移動局１０の位置候補選択作動を説明する図であり、移動局１０が移動可能な空間のｘｙ平面を示している。測位部５０により、移動局１０からの電波を受信した第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂのそれぞれに対応する２本の式からなる前記式（４）を解くことにより、その解としてＳＡおよびＳＢの２つの移動局１０の位置の候補が得られている。一方、図示しない記憶手段などに予め記憶された領域情報、すなわち、例えば壁などにより制限された移動局１０の移動可能な領域が、図８において斜線の付された領域５であるとする。このとき、この領域５の位置に関する情報が領域情報として予め記憶されており、移動局位置候補選択部５２は、前記移動局１０の位置の候補ＳＡおよびＳＢの位置についての情報と、予め記憶された前記領域情報すなわち存在可能領域５の位置についての情報とを比較し、候補ＳＡは移動局１０の移動可能な領域の内側にあると判断し、一方、候補ＳＢは移動局１０の移動可能な領域の内側にはないと判断する。この判断に基づき、移動局位置候補選択部５２は、候補ＳＢは移動局１０の位置の候補から除外する。この結果、移動局１０の位置の候補は候補ＳＡのみとなり、移動局位置候補選択部５２は移動局１０の位置は候補ＳＡの位置であると選択する。
【００６４】
続いて、移動局位置候補選択部５２による移動局１０の移動履歴に関する情報に基づく移動局１０の位置の候補の選択について説明する。本実施例の移動局測位システムにより移動局１０の測位が例えば所定の間隔で繰り返し行なわれる場合において、移動局位置候補選択部５２は、過去に測位部５０により移動局１０の位置であるとされた位置、あるいは、移動局移動局位置候補選択部５２により移動局１０の位置であるとして選択された位置およびその測位の行なわれた時刻についての情報（移動履歴情報）を所定の回数分だけ図示しないメモリなどの記憶手段に記憶する。
【００６５】
また、移動局位置候補選択部５２は、記憶手段などにおいて記憶された前記移動履歴情報に基づいて、現在の移動局１０の位置を予測する。そして、予測された現在の移動局１０の予測位置と測位部５０によって算出された複数の移動局位置候補とを照合する。そして、移動局位置候補選択部５２は、この照合の結果、前記移動局１０の予測位置に最も近い位置にある移動局の位置の候補を現在の移動局１０の位置であるとして選択する。
【００６６】
図９は、移動局位置候補選択部５２による移動履歴に関する情報に基づく移動局１０の位置候補選択作動を説明する図である。図９において、前記測位部５０によって算出された移動局位置の２つの候補は候補ＳＡおよび候補ＳＢである。一方、点ｑｔ−１、点ｑｔ−２、点ｑｔ−３、点ｑｔ−４はそれぞれ、繰り返し行なわれる移動局１０の測位での、現在より１回乃至４回前に行なわれた移動局１０の測位による移動局１０の位置を表している。移動局位置候補選択部５２は、前記点ｑｔ−１、点ｑｔ−２、点ｑｔ−３、点ｑｔ−４の位置に基づいて、現在の移動局１０の予測位置ｑｔ（ｘｅ，ｙｅ）を予測する。そして、予測された移動局１０の予測位置ｑｔと候補ＳＡの距離ｄｅ１、および移動局１０の予測位置ｑｔと候補ＳＢとの距離ｄｅ２をそれぞれ算出する。移動局位置候補選択部５２は算出された距離ｄｅ１および距離ｄｅ２を比較し、この距離がより小さい移動局位置候補を実際の移動局１０の位置であるとして選択する。すなわち、図９の例であれば、ｄｅ１＞ｄｅ２であるので、より小さい距離であるｄｅ２に対応する移動局位置である候補ＳＢを実際の移動局１０の位置であるとして選択する。
【００６７】
具体的には、移動局位置候補選択部５２は、例えば以下のようにして現在の移動局の予測位置ｑｔ（ｘｅ，ｙｅ）を予測する。現在の移動局の予測位置ｑｔにおける移動局１０の移動速度をｖｔ、加速度をａｔとし、同様に、過去１回前の測位の際の移動局１０の位置ｑｔ−１における移動局１０の移動速度をｖｔ−１、加速度をａｔ−１、過去２回前の測位の際の移動局１０の位置ｑｔ−２における移動局１０の移動速度をｖｔ−２、加速度をａｔ−２、過去３回前の測位の際の移動局１０の位置ｑｔ−３における移動局１０の移動速度をｖｔ−３、加速度をａｔ−３、過去４回前の測位の際の移動局１０の位置ｑｔ−４における移動局１０の移動速度をｖｔ−４、加速度をａｔ−４とする。このとき、現在の加速度は過去２回における測位の際における移動局１０の移動加速度の平均であるとすると、その関係は次式（５）で表される。
ａｔ＝（ａｔ−１＋ａｔ−２）／２ …（５）
で表される。このとき、移動局測位システム８による測位が所定の微小時間で反復して行なわれている場合には、ある測位の際における移動局１０の移動加速度ａｔは、その測位の際における移動局１０の移動速度ｖｔと１回前の測位の際における移動局１０の移動速度ｖｔ−１とを用いて、ａｔ＝ｖｔ−ｖｔ−１と表され、またある測位の際における移動局１０の移動速度ｖｔは、その測位の際における移動局１０の位置ｑｔと１回前の測位の際における移動局１０の位置ｑｔ−１とを用いて、ｖｔ＝ｑｔ−ｑｔ−１と表されることから、前記式（５）は、
ｖｔ−ｖｔ−１＝（（ｖｔ−１−ｖｔ−２）＋（ｖｔ−２−ｖｔ−３））／２
（ｑｔ−ｑｔ−１）−（ｑｔ−１−ｑｔ−２）
＝（（（ｑｔ−１−ｑｔ−２）＋（ｑｔ−２−ｑｔ−３））
＋（（ｑｔ−２−ｑｔ−３）＋（ｑｔ−３−ｑｔ−４）））／２
と順次書き換えられる。これをｑｔについて整理すると、
ｑｔ＝（５ｑｔ−１−３ｑｔ−２−ｑｔ−３＋ｑｔ−４）／２
となる。このようにして、現在の移動局１０の予測位置ｑｔを算出する。
【００６８】
図１０は、本発明の移動局測位システム８の制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、移動局１０の時計同期部２６、基地局１２の時計同期部４２に対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１において、移動局１０の時計２８と各基地局１２の時計４０の時刻とが同期するための時刻同期ルーチンが実行させられる。なお、このＳＡ１で実行される時刻同期ルーチンは、図１０のフローチャートが反復して実行される場合においては、１回目の実行においてのみ実行されるようにしてもよい。そのようにすれば、２回目以降である反復実行時の測位を高速化できる。
【００６９】
図１１は、この時刻同期ルーチンによる移動局１０の時計２８の時刻と基地局１２の時計４０の時刻とを同期する作動を説明するフローチャートであり、図１２は、時刻同期ルーチンによる各基地局１２の時計４０の時刻とを同期する作動を説明するタイムチャートである。これらが順次実行されることにより、移動局１０の時計２８の時刻と、全ての基地局１２の時計４０の時刻とが同期させられる。なお、図１１および図１２の制御作動は、その順で実行することに限られず、まず図１２を実行し、その後図１１を実行してもよい。
【００７０】
図１１は、この時刻同期ルーチンによる移動局１０の時計２８の時刻と基地局１２の時計４０の時刻とを同期する作動を説明するフローチャートである。図１１のフローチャートを実行する前に、複数の基地局のうち、時刻の同期における基準となる基地局である時計同期基準基地局１２Ｔとして、いずれか１の基地局が選択される。そして、選択された時計同期基準基地局１２Ｔと移動局１０とを対象としてこの図１１の時刻同期ルーチンが実行される。
【００７１】
時計同期基準基地局１２Ｔの無線部３４など対応するＳＢ１においては、制御部４１により電波を送信可能に制御された基地局１２の無線部３４から所定の拡散符号が移動局１０に向けて送信されるとともに、その発信時刻ｔｂｔが記憶される。一方、制御部３１により電波を受信可能に制御された移動局１０の無線部２４および受信時刻検出部２７などに対応するＳＢ２においては、ＳＢ１で時計同期基準基地局１２Ｔから発信された拡散符号が受信され、受信した拡散符号を同期検出処理することにより受信時刻ｔｍｒが検出される。
【００７２】
続いて制御部３１により電波を送信可能に制御された移動局１０の無線部２４などに対応するＳＢ３においては、所定の拡散符号、その発信時刻ｔｍｔ、およびＳＢ２において検出された受信時刻ｔｍｒが移動局１０から時計同期基準基地局１２Ｔに対して発信される。一方、制御部４１により電波を受信可能に制御された時計同期基準基地局１２Ｔの無線部３４および受信時刻検出部３６などに対応するＳＢ４においては、ＳＢ３で移動局１０から発信された拡散符号が受信され、受信した拡散符号を同期検出処理することにより受信時刻ｔｂｒが検出される。検出された受信時刻ｔｂｒは、ＳＢ３で移動局１０から発信されＳＢ４で受信された移動局１０における発信時刻ｔｍｔ、および受信時刻ｔｍｒとともに記憶される。
【００７３】
続くＳＢ５乃至ＳＢ６は時計同期基準基地局１２Ｔの時計同期部４２に対応する。まず、ＳＢ５においては、往路、すなわち時計同期基準基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬時間ｔ１および、復路、すなわち移動局１０から時計同期基準基地局１２Ｔへの電波の伝搬時間ｔ２とを、ｔ１＝ｔｍｒ−ｔｂｔ、ｔ２＝ｔｂｒ−ｔｍｔのように算出する。そして、ＳＢ６においては、ＳＢ５において算出された往路の電波伝搬時間ｔ１および復路の電波伝搬時間ｔ２とに基づいて、移動局１０の時計７８と基地局１２の時計４０との時刻のずれｔｄを、ｔｄ＝（ｔ２−ｔ１）／２として算出する。
【００７４】
時計同期基準基地局１２Ｔの時計同期部４２および制御部４１により電波を送信可能に制御された無線部３４に対応するＳＢ７においては、ＳＢ６において算出された移動局１０の時計７８と基地局１２の時計４０との時刻のずれｔｄだけ移動局１０の時計２８の時計を遅らせるよう、移動局１０に対し指令を送信する。そして、移動局１０の制御部３１により電波を受信可能に制御された無線部２４、時計同期部２６などに対応するＳＢ８においては、ＳＢ７において時計同期基準基地局１２Ｔにより送信された指令に基づき、時計２８の時刻を補正する。このようにして、移動局１０の時計２８の時刻と基地局１２の時計４０の時刻とは同期されたものとなる。
【００７５】
一方、図１２は、時刻同期ルーチンによる各基地局１２の時計４０の時刻とを同期する作動を説明するタイムチャートである。図１２のタイムチャートを実行する前に、複数の基地局のうち、時刻の同期における基準となる基地局である時計同期基準基地局１２Ｔとして、いずれか１の基地局が選択される。好適には図１１のフローチャートの実行時における時計同期基準基地局１２Ｔと同一の基地局１２が選択されることにより、移動局１０の時計２８の時刻および全ての基地局１２の時計４０の時刻が同期させられる。本図１２のタイムチャートにおいては、第１基地局１２Ａが時計同期基準基地局１２Ｔとして選択されている。なお本図１２のタイムチャートにおいては、各基地局１２の時計同期部４２の協調作動を制御すると共に、必要な演算をサーバ１４において行なうものとされているが、このような態様に限られず、例えばいずれか１の基地局が有するマイコンの演算機能などを用いてもよい。
【００７６】
図１２において、縦線で表された第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄと測位サーバ１４との間を横方向に結ぶ矢印によって各基地局および測位サーバ間の通信の様子が示されている。なお矢印の向きは通信の方向を示しており、矢印の先が向いている機器が受信側である。また、波線で表された矢印は無線による通信を表している。また、図中下向きに時間軸がとられており、下へ行くほど時間の経過を表している。
【００７７】
まず時刻ｔ１１において、測位サーバ１４から予め選択された時計同期基準基地局１２Ｔ（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、無線通信における空きチャンネルの探索命令がされる。これを受け、第１基地局１２Ａはチャンネルスキャンを実行し、発見した空きチャンネルについての情報を時刻ｔ１２において測位サーバ１４に対し送信する。続いて時刻ｔ１３において測位サーバ１４から時計同期基準基地局１２Ｔ（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、時刻情報を無線により発見された空きチャンネルを用いて送信する命令がされる。更に時刻ｔ１４乃至時刻ｔ１６において、測位サーバ１４から前記時計同期基準基地局１２Ｔ以外の基地局（本図においては第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄ）のそれぞれに対し、順次時刻情報を無線により受信する命令がされる。
【００７８】
続いて時刻ｔ１７において、第１基地局１２Ａの無線部３４から電波が送信される。この電波には、受信した第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄにおいて受信時刻の検出を行なうための拡散符号と、電波の送信時刻を表す送信時刻情報とを含む。そして、この電波が第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの無線部３４によって受信され、受信時刻検出部３６により受信時刻が検出される。更に時刻ｔ１８乃至時刻ｔ２０において、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれが受信した電波に含まれていた電波の送信時刻に関する情報と、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれにおいて検出された電波の受信時刻に関する情報とが有線通信部５０により測位サーバ１４に順次送信される。
【００７９】
ここで、各基地局１２の位置は既知であることから、前記第１基地局１２Ａから発信された電波が第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれへ到達するのに要する伝搬時間は予め算出される。従って、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれについて、受信時刻と送信時刻との時間差から前記それぞれの基地局１２についての伝搬時間を引いたものが第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの時計３９のそれぞれの時刻と第１基地局１２Ａの時計３９の時刻との時間ずれとなる。このようにして算出された時間ずれがなくなるように時刻ｔ２１乃至時刻ｔ２３において第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの時計３９が補正されることにより、各基地局１２の時計は時計同期基準基地局１２Ｔである第１基地局１２Ａの時計４０の時刻と同期させられる。
【００８０】
図１０に戻って、ＳＡ２においては、サーバ１４から移動局１０へ測位のための電波の送信を行なうよう指令が行なわれるとともに、サーバ１４から各基地局１２に対し移動局１０からの電波を受信するよう指令が行なわれる。このとき、サーバ１４から移動局１０への指令は、いずれか１の基地局１２を介して行なわれる。すなわちサーバ１４は無線通信に関する機能、すなわち受信部や送信部を有していない一方、移動局１０は有線通信に関する機能、すなわち有線通信インタフェースを有しておらず、サーバ１４と移動局１０とが直接通信を行なうことができないため、サーバ１４はいずれかの基地局１２に対し、移動局１０へ無線により指令を送信するように指令をおこなう。また、サーバから各基地局１２への指令は、通信ケーブル１８を介して行なわれる。
【００８１】
ＳＡ３においては、各基地局１２において、ＳＡ２におけるサーバ１４から移動局１０への指令を送信する指令を受けたか否かが判断される。そして、サーバ１４から移動局１０への指令を送信する指令を受けた基地局１２においてはこの判断が肯定され、続くＳＡ４が実行される。一方サーバ１４からの指令を受けていない基地局１２においてはこの判断が否定され、移動局１０からの電波の受信の待機が行なわれてＳＡ６が実行される。
【００８２】
移動局１２の無線部３４などに対応するＳＡ４においては、ＳＡ２でサーバ１４から移動局１０への指令を送信する指令を受けた基地局１２から移動局１０に対して、測位のための電波を送信させる指令が無線により送信される。なお、この指令の送信を行なった基地局１２についても、送信の後、移動局１０からの電波の受信の待機が行なわれる。
【００８３】
移動局１０の制御部３１、無線部２４などに対応するＳＡ５においては、移動局１０から測位のための電波が送信される。この測位のための電波には、拡散符号などの所定の符号、および時計２８から得られる電波の送信時刻についての情報が含まれる。
【００８４】
基地局１２の無線部３４、受信時刻検出部３６などに対応するＳＡ６においては、ＳＡ５において移動局１０から送信された測位のための電波が各基地局１２において受信される。そして、受信された電波に含まれる前記ＰＮ符号などの所定の符号に対してそのレプリカ符号との相関値のピーク値を検出することにより、同期時刻が検出され、電波の受信時刻が算出される。そして、算出された電波の受信時刻についての情報と、受信した電波から取り出された電波の送信時刻についての情報とが通信ケーブル１８を介して各基地局１２からサーバ１４に送信される。このとき、受信時刻の算出は、少なくとも２回、すなわち直接波の受信時刻および１回の反射による反射波の受信時刻がそれぞれ算出される。
【００８５】
測距部４８に対応するＳＡ７においては、ＳＡ６において算出された直接波の各基地局１２における受信時刻と、移動局１０における電波の送信時刻とから移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間が算出され、これに電波の速度ｃを乗ずることにより移動局１０と各基地局１２との距離が算出される。
【００８６】
高さ検出部４６に対応するＳＡ８においては、ＳＡ６において算出された反射波の各基地局１２における受信時刻と、移動局１０における電波の送信時刻とから移動局１０から各基地局１２への反射波の伝搬距離Ｌｒが算出され、算出された反射波の伝搬距離ＬｒとＳＡ７において算出された基地局１２と移動局１０との距離、すなわち直接波の伝搬距離Ｌｄと、予め既知とされている基地局１２の高さＨについての情報とに基づいて、移動局１０の高さｈが算出される。なお、移動局１０の高さｈの算出は、いずれか１つの基地局１２に対して、その基地局１２についての移動局１０からの反射波の伝搬距離Ｌｒと、直接波の伝搬距離Ｌｄと、基地局１２の高さＨについての情報とに基づいて算出されてもよいし、任意の複数の基地局に対して移動局１０の高さｈが算出されそれらが平均されてもよい。
【００８７】
測位部５０に対応するＳＡ９においては、ＳＡ７において算出された各基地局１２と移動局１０との距離と、予め既知である各基地局１２の位置についての情報と、ＳＡ８において算出された移動局１０の高さｈについての情報とに基づいて、移動局１０の位置が算出される。具体的には、これらの関係を表す式である前記（４）式を解くことにより、移動局１０の位置が算出される。
【００８８】
続くＳＡ１０においては、ＳＡ９において移動局の位置として算出された前記式（４）の解が複数個であったか否かが判断される。例えば前記（４）式の本数が２本以下である場合などにおいて前記式（４）の解が複数個であった場合には、これら複数個の解は移動局１０の位置の候補であるとして、ＳＡ１１が実行される。一方、前記式（４）の解が１つであった場合には、その１つの解が移動局１０の位置であるとして、本フローチャートは終了される。
【００８９】
移動局位置候補選択部５２に対応するＳＡ１１においては、ＳＡ９において移動局１０の位置の候補とされた前記式（４）の複数の解のいずれかが、前記移動局の存在し得る領域に関する情報、または前記移動局の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて前記移動局の位置として選択される。
【００９０】
前述の実施例の移動局測位システム８によれば、高さ検出部４６（ＳＡ８）により、移動局１０の床面からの高さｈについての情報である高さ情報が検出され、測位部５０（ＳＡ９）により、伝搬時間算出部（測距部４８）（ＳＡ７）によって算出された移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間と、高さ検出部４６によって検出された移動局１０の高さ情報と、各基地局１２の位置情報とに基づいて移動局１０の位置の算出が行なわれるので、３次元空間を移動する移動局１０の位置の算出を４つ未満の基地局によって行なうことができる。
【００９１】
また、前述の実施例の移動局測位システム８によれば、受信時刻検出部３６（ＳＡ６）により、移動局１０が送信する電波のうち、移動局１０から直接基地局１２に到達する直接波の基地局１２における受信時刻と、移動局１０から所定の反射面において反射された後に基地局１２に到達する反射波の基地局１２における受信時刻とが検出され、高さ検出部４６（ＳＡ８）により、受信時刻検出部３６によって検出された各基地局１２における直接波の受信時刻に関する受信時刻情報、反射波の受信時刻に関する受信時刻情報、および各基地局１２の位置情報とに基づいて移動局１０の高さが検出されるので、測位のために必要となる電波以外の他の手段を用いることなく移動局１０の高さを検出することができ、移動局１０の構成を簡素化することができる。
【００９２】
また、前述の実施例の移動局測位システム８によれば、時計ずれ検出部２６、４２により、移動局１０の有する時計２８と各基地局１２の有する時計４０の時刻とのずれが検出され、伝搬時間算出部（測距部４８）（ＳＡ７）により、受信時刻検出部３６（ＳＡ６）により検出された受信時刻に関する情報である受信時刻情報と移動局１０における電波の送信時刻についての情報である送信時刻情報と、時計ずれ検出部２６、４２によって検出された移動局１０の有する時計２８と各基地局１２の有する時計４０の時刻とのずれとに基づいて移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間が算出されるので、移動局１０の有する時計２８の時刻と各基地局１２の有する時計４０の時刻の時刻ずれを考慮して移動局１０と各基地局１２の間の電波の伝搬時間に基づいて移動局１０の位置の算出を正確に行なうことができる。
【００９３】
また、前述の実施例の移動局測位システム８によれば、移動局位置選択部５２により、測位部５０によって移動局１０の位置の候補が複数算出される場合において、移動局１０の存在し得る領域に関する情報、または移動局１０の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて移動局１０の位置として前記移動局１０の位置の候補のいずれかが選択されるので、測位部５０によって移動局１０の位置の候補が複数算出された場合であっても、移動局１０の位置が選択される。
【００９４】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００９５】
図１３は、本実施例における移動局１０の制御機能と構成の一例を説明する図であって、前述の実施例の図２に対応する図である。移動局１０は第１アンテナ６２、第１無線部６４、第２アンテナ６６、第２受信部６８、時計７４等を有する。また、移動局１０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータ（マイコン）７５を含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、時計同期部７０、受信時刻検出部７６、制御部７１などの制御作動を実行するようになっている。本図１３の移動局１０と図２の移動局１０とを比較すると、図２の移動局１０においては単一の無線部２４およびその無線部に接続されたアンテナ２２を有していたのに対し、図１３の移動局１０においては、第１無線部６４およびその無線部に接続された第１アンテナ６２に加え、第２受信部６８およびその無線部に接続された第２アンテナ６６を有する点において異なる。また、この第２受信部６８において受信された電波の受信時刻を検出する受信時刻検出部７６を有する点において異なる。
【００９６】
第１無線部６４は前述の実施例１における無線部２４と同様に、電波の送受信を行なうものであって、送信部および第１受信部に対応する。第１無線部６４は、電波の送信時においては所定の周波数の搬送波を生成するとともに、所定の符号などを含む送信信号に基づいてＡＳＫ（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）変調、ＦＳＫ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）変調などの処理やデジタル変調の処理を行ない、処理された電波を所定の出力まで増幅し第１アンテナ６２を用いて送信する。また、第１無線部６４は電波の受信時においては、第１アンテナ６２によって受信された電波から所定の周波数成分のみを取り出し、信号処理に適した増幅を行なうとともに、発信の際に行なわれた変調の方式に対応する復調処理を行なうことにより受信した電波に含まれる信号成分を取り出す。第１無線部６４における電波の送信状態と受信状態とは必要に応じて後述する制御部７１により切換可能とされている。すなわち、第１無線部６４は、例えば、搬送波を生成する発振器、変調処理を行なう変調器、あるいはデジタル変調器、増幅を行なう増幅器、受信波から所定の周波数成分を取り出すフィルタ、復調を行なう復調器、送信状態と受信状態を切り換える送受信切換器などの、デジタル無線通信のために広く用いられる機構を含んで構成される。なお、第１アンテナ６２および第１無線部６４による電波の受信は、基地局１２からの電波を受信するようにされる。
【００９７】
第１アンテナ６２は、前記第１無線部６４が電波の送受信に用いるものであって、第１無線部６４が送受信する電波の周波数等の特性に応じた形式のものが用いられる。なお、移動局１０から各基地局１２への電波の送信時において、移動局１０からの距離が同一であれば移動局１０に対する基地局１２の方向に関わらず同一の強度で移動局１０から送信される電波の強度が得られるように、アンテナ２２は指向性のないアンテナが好適に用いられる。
【００９８】
また、第２受信部６８は、前記第１無線部６４によって送信された電波の、例えば床面などの所定の反射面によって反射した反射波を受信するものである。第２受信部６８は、後述する第２アンテナ６２によって受信された電波から所定の周波数成分のみを取り出し、信号処理に適した増幅を行なうとともに、発信の際に行なわれた変調の方式に対応する復調処理を行なうことにより受信した電波に含まれる信号成分を取り出す。すなわち、第２受信部６８は、例えば、受信波の増幅を行なう増幅器、受信波から所定の周波数成分を取り出すフィルタ、復調を行なう復調器などの、デジタル無線通信のために広く用いられる機構を含んで構成される。
【００９９】
第２アンテナ６６は、前記第２受信部６８が電波の受信に用いるものであって、第２受信部６８が受信する電波の周波数等の特性に応じた形式のものが用いられる。前述のように、第２受信部６８は、前記第１無線部６４によって送信された電波の、例えば床面などの所定の反射面によって反射した反射波を受信するものであるので、この第２アンテナ６６は、垂直方向に指向性を有するアンテナであって、前記所定の反射面からの電波を受信するようにされてもよい。
【０１００】
ここで、第１無線部６４が送受信する電波と、第２受信部６８が受信する電波は相互に偏波特性の異なる電波であって、反射によってその偏波特性が交互に変化する電波とされる。好適には例えば、第１無線部６４が送受信する電波には、電磁波の進行方向に垂直な面内の電界成分のベクトルの軌跡が円を描く円偏波のうち、ある点における電界ベクトルの回転方向が電波の進行方向に向かって右回りとなる右回り偏波、あるいは左回りとなる左回り偏波のいずれか一方が用いられ、第２受信部６８が受信する電波はそれらの他方とされる。
【０１０１】
また、第１アンテナ６２および第２アンテナ６６は、前述のように、前記第１無線部６４および第２受信部６８がそれぞれ送受信する電波の特性に適したアンテナが用いられる。すなわち、前述のように例えば第１無線部６４が送受信する電波および第２受信部６８が受信する電波がそれぞれ偏波特性の異なる円偏波である場合には、第１アンテナ６２および第２アンテナ６６は円偏波の送受信に適したアンテナ、例えば平面パッチアンテナなどが用いられる。
【０１０２】
時計７４は、時刻に関する情報を供給するものであって、移動局１０の作動時に参照される。具体的には例えば、第１無線部６４が送信符号を含む電波を送信する場合においては、この時計７４を参照することにより得られる時刻情報が、送信時刻に関する情報（送信時刻情報）として送信される電波に含まれる。また、後述する受信時刻検出部７６における受信時刻の検出においても時計７４の時刻が参照される。
【０１０３】
なお、前述の実施例と同様に、移動局１０から送信される電波には、受信の際に受信時刻の検出を精度よく行なうための符号を含むことができる。この符号は、移動局１０からの直接波を受信した基地局１２の受信時刻検出部３６や反射波を受信した移動局１０において後述する受信時刻検出部７６により電波の受信時刻の検出に用いられるものであって、好適には拡散符号が用いられる。
【０１０４】
図１３において、マイコン７５を図示するブロックの内部は、マイコン７５によって実行される制御機能の概要を示す機能ブロック図とされている。この図１３に示す様に、マイコン７５においては、受信時刻検出部７６、時計同期部７０、制御部７１などが実行される。
【０１０５】
受信時刻検出部７６は、前述の実施例１における移動局１０の受信時刻検出部２７と同様の作動を行なうものであって、前記第１アンテナ６２および第１無線部６４、あるいは第２アンテナ６６および第２受信部６８によって受信された電波の受信時刻を検出する。このとき、前述のように第２受信部６８が受信するのは、前記第１無線部６４が送信し、例えば床面などの所定の反射面において反射した反射波であるので、そのレプリカ符号は送信した符号そのものやその複製としてマイコン３５の内部に記憶することによって得ることができる。
【０１０６】
この様にすれば、第１無線部６４および第１アンテナ６２から送信された電波は、前記所定の反射面で反射した後、その偏波特性が変化するので、第１無線部６４および第１アンテナ６２から送信された電波の反射波を第２アンテナ６６および第２受信部６８によって受信することができる。
【０１０７】
時計同期部２６は、移動局１０の時計２８の時刻と、基地局１２が有する時計４０の時刻とを同期させる処理である時計合わせ処理を行なう。この時計同期部２６は、時計合わせ処理の対象とされるいずれか１つの基地局（以下、「時計同期基準基地局」という。）１２の時計同期部４２と協調して作動するものであって、具体的な作動は後述する。
【０１０８】
制御部７１は、移動局１０の作動を制御するものであって、例えば、第１無線部６４の送信状態と受信状態を切り換えたり、あるいは、無線により移動局１０の作動に関する指令（コマンド）が送信される場合においては、第１無線部６４によって受信された受信波に含まれるコマンドを抽出し、そのコマンドを実行すべく移動局の作動を決定する。具体的には例えば送信する拡散符号の生成や、生成された送信符号の無線による送信を適切なタイミングで実行するよう指示する。
【０１０９】
一方、本実施例においては、前述の実施例と同様に、例えば図４に示す構成の基地局１２が用いられる。このうち、アンテナ３２、無線部３４は、前述の移動局１０の第１アンテナ６２および第１無線部６４が送受信する電波と同一の特性の電波を送受信するようにされている。すなわち、移動局１０の第１アンテナ６２および第１無線部６４が送受信する電波が右回り偏波である場合には、基地局１２のアンテナ３２および無線部３４が送受信する電波も右回り偏波であるようにされている。
【０１１０】
このようにすれば、移動局１０の第１無線部６４および第１アンテナ６２は基地局１２のアンテナ３２および無線部３４との間で直接波により好適に電波の送受信をおこなうことができる。
【０１１１】
なお、基地局１２の機能を説明する図４において、他のブロック、例えば受信時刻検出部３６、有線通信インタフェース３８、時計４０、時計ずれ検出部４２などの制御作動については、前述の実施例１と同様であるので説明を省略する。
【０１１２】
また、本実施例においては、前述の実施例と同様に、例えば図４に示す構成のサーバ１４が用いられる。このうち、有線通信インタフェース４４、測距部４８、測位部５０、移動局位置候補選択部５２の制御作動については前述の実施例１と同様であるので説明を省略する。
【０１１３】
高さ検出部４６は、移動局１０における第１無線部６４による電波の送信時刻と受信時刻検出部７６により検出された第２受信部６８による電波の受信時刻とに基づいて、移動局１０の高さ、すなわち反射波の反射面である床面からの距離を算出する。すなわち、受信時刻検出部７６によって検出される電波の受信時刻と第１無線部６４による電波の送信時刻との差は、移動局と反射面との電波の往復伝搬時間に相当することから、これを２で割ることによって得られる移動局から反射面までの電波の伝搬時間に電波の速度ｃを乗ずることによって、移動局１０から反射面までの距離を算出する。
【０１１４】
図１４は、この高さ検出部４６による移動局１０の高さの検出を説明する図である。図１４においては、任意のｘｚ平面（ｙ＝ａ（一定））において、基地局１２および移動局１０がそれぞれ存在している。移動局１０の高さはｈとする。
【０１１５】
移動局１０の第１無線部６４から送信された電波は、直接基地局１２に到達し基地局１２の無線部３４により受信される。また、床面などの所定の反射面で反射した後に移動局１０の第２受信部６８によって受信される。このとき、移動局１０の第１無線部６４から送信された電波が例えば右回り偏波である場合は、直接基地局１２に右回り偏波として到達し、前記第１無線部６４と同一の特性を有する電波を送受信可能にされた基地局１２の無線部３４により受信される。また、移動局１０の第１無線部６４から送信された右回り偏波は、床面などで反射することにより左回り偏波となって、前記第１無線部６４と異なる特性を有する電波を受信可能とされた移動局１０の第２アンテナ６６および第２受信部６８によって受信される。
【０１１６】
ここで、移動局１０の第１無線部６４により電波が送信された送信時刻をｔｔ、移動局１０の第２受信部６８により反射波が受信された受信時刻をｔｒ、基地局１２の無線部３４において移動局１０からの電波（直接波）が受信された時刻をＴｄとする。前述のように、高さ検出部６４は、第２受信部６８による反射波の受信時刻ｔｒと第１無線部６４による電波の送信時刻ｔｔとの差（ｔｒ−ｔｔ）を移動局１０と反射面との電波の往復伝搬時間として算出する。これを２で割った（ｔｒ−ｔｔ）／２を移動局１０から反射面までの電波の伝搬時間とし、これに電波の速度ｃを乗ずることによって、移動局１０の高さｈをｈ＝ｃ×（ｔｒ−ｔｔ）／２のように算出する。
【０１１７】
また、測距部４８は、前述の実施例と同様に、移動局１０と基地局１２との距離Ｌｄを、移動局１０の第１無線部６４により電波が送信された送信時刻をｔｔ、および基地局１２の無線部３４において移動局１０からの電波（直接波）が受信された時刻Ｔｄを用いて、同様にＬｄ＝ｃ×（Ｔｄ−ｔｔ）とする。
【０１１８】
図１５は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、移動局１０の時計同期部２６、基地局１２の時計同期部４２に対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＢ１において、移動局１０の時計２８と各基地局１２の時計４０の時刻とが同期するための時刻同期ルーチンが実行させられる。なお、このＳＢ１で実行される時刻同期ルーチンは、図１５のフローチャートが反復して実行される場合においては、反復の１回目においてのみ実行されるようにしてもよい。そのようにすれば、反復の２回目以降の測位を高速化できる。なお、この時刻同期ルーチンは例えば図１１、図１２に示すものが前述の実施例１と同様に用いられるので、説明を省略する。続くＳＣ２乃至ＳＣ４は、図１０に示した前述の実施例１のフローチャートにおけるＳＡ２乃至ＳＡ４に、また、ＳＣ１２乃至ＳＣ１４はＳＡ９乃至ＳＡ１１にそれぞれ対応し、同様の制御作動が行なわれるステップであるので、説明を省略する。
【０１１９】
移動局１０の制御部７１によって電波を送信可能に制御された第１無線部６４などに対応するＳＣ５においては、移動局１０から測位のための電波が送信される。この測位のための電波には、例えばＰＮ符号などの所定の符号が含まれる。また、電波の送信時刻ｔｔについての情報が時計２８を参照することなどにより取得され、図示しない記憶手段などにより記憶される。
【０１２０】
各基地局１２の無線部３４、受信時刻検出部３６などに対応するＳＣ６においては、ＳＣ５において移動局１０から送信された測位のための電波が各基地局１２において受信される。そして、受信された電波に含まれる前記ＰＮ符号などの所定の符号に対してそのレプリカ符号との相関値のピーク値を検出することにより、同期時刻が検出され、電波の受信時刻Ｔｄとされる。
【０１２１】
移動局１０の第２受信部６８、受信時刻検出部７６などに対応するＳＣ７においては、ＳＣ５において送信された電波が床面などの所定の反射面で反射された電波である反射波が移動局１０の第２アンテナ６６および第２受信部６８において受信され、受信された電波に含まれる前記ＰＮ符号などの所定の符号に対してそのレプリカ符号との相関値のピーク値が検出されことにより、同期時刻が検出され、電波の受信時刻ｔｒとされる。なお、ＳＣ６およびＳＣ７は、それぞれＳＣ５による電波の送信後に実行されればよく、ＳＣ６、ＳＣ７の順に実行される必要はない。
【０１２２】
移動局１０の第１無線部６４などに対応するＳＣ８においては、ＳＣ５における電波の送信時刻ｔｔに関する情報、およびＳＣ７における反射波の受信時刻ｔｒに関する情報が基地局１２へ無線により送信される。さらに、基地局１２の有線通信インタフェース３８などに対応するＳＣ９においては、ＳＣ８において移動局１０から送信され基地局１２において受信された、ＳＣ５における電波の送信時刻ｔｔに関する情報、およびＳＣ７における反射波の受信時刻ｔｒに関する情報に加え、ＳＣ６において受信された基地局１２における電波の受信時刻Ｔｄに関する情報をサーバ１４に通信ケーブル１８を介して送信する。なお、ＳＣ８において移動局１０から送信される送信時刻ｔｔに関する情報および受信時刻ｔｒに関する情報は、少なくとも任意の１の基地局１２おいて受信されればよく、また、ＳＣ９の作動は、この受信が行なわれた基地局１２において行なわれればよい。
【０１２３】
測距部４８に対応するＳＣ１０においては、ＳＣ６において算出された直接波の基地局１２における受信時刻Ｔｄと、移動局１０における電波の送信時刻ｔｔとから移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間（Ｔｄ−ｔｔ）が算出され、これに電波の速度ｃを乗ずることにより移動局１０と各基地局１２との距離が算出される。
【０１２４】
高さ検出部４６に対応するＳＣ１１においては、ＳＣ７において算出された反射波の受信時刻ｔｒと、ＳＣ５における電波の送信時刻ｔｔとに基づいて、移動局１０の高さｈが算出される。移動局１０の高さｈは、前述のように、例えば移動局１０から所定の反射面への電波の伝搬時間（ｔｒ−ｔｔ）／２に電波の速度ｃを乗ずることによって行なわれる。
【０１２５】
前述の実施例２の移動局測位システム８によれば、移動局１０の第１無線部６４（送信部）により第１の偏波特性を有する電波（例えば右回り偏波）が送信され、移動局１０は、前記第１の偏波特性を有する電波を受信可能な第１無線部６４（第１受信部）と、該第１の偏波特性とは異なる偏波特性である第２の偏波特性を有する電波（例えば左回り偏波）を受信可能な第２受信部６８と、を備え、前記高さ検出部４６（ＳＣ１０）により、第１無線部６４（送信部）が送信し、所定の反射面で反射し第２受信部６８において受信される電波について、第１無線部６４（送信部）における送信時刻ｔｔと第２受信部６８における受信時刻ｔｒとに基づいて送信から受信までに要した往復伝搬時間が算出され、算出された往復伝搬時間に基づいて移動局１０の高さｈが検出されるので、測位のために必要となる電波以外の他の手段を用いることなく移動局１０の高さｈを検出することができ、移動局１０の構成を簡素化することができる。
【実施例３】
【０１２６】
前述の実施例においては、測位部５０は測距部４８によって算出された第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ１、第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ２、第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離Ｌ３にもとづいて前記式（３）を解くことにより、移動局１０の位置を算出した。ところで、前記式（３）の各式の両辺の平方根をとり、第２式と第１式との両辺の差、および第３式と第１式の両辺の差をそれぞれ取った式は次式（６）の様になる。
【数１】
ここで、前述のように、前記測距部４８によって測定される第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ１、第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ２、第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離Ｌ３は、移動局１０による電波の送信時刻をｔｔ、第１基地局１２Ａにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ１、第２基地局１２Ｂにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ２、第３基地局１２Ｃにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ３とすると、電波の速度ｃを用いてそれぞれ、
Ｌ１＝ｃ×（ｔｒ１−ｔｔ），
Ｌ２＝ｃ×（ｔｒ２−ｔｔ），
Ｌ３＝ｃ×（ｔｒ３−ｔｔ）
のように算出されることから、これを前記式（６）に適用すると、前記式（６）は次式（７）のようになる。
【数２】
この式（７）においては、移動局１０における電波の送信時刻ｔｔが含まれないことから、移動局１０は時計２８を有する必要がなく、そのため、移動局１０の時計２８の時刻を基地局１２の時計４０の時刻と同期させるための時計同期部２６を有する必要もない。さらに、サーバ１４においては、測位部５０は各基地局１２の位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）、高さ検出部４６によって検出された移動局１０の高さｈ、および、各基地局１２の受信時刻検出部３６によって検出された移動局１０から送信された電波の受信時刻ｔｒ１、ｔｒ２、ｔｒ３に基づいて、移動局１０の位置（ｘ，ｙ，ｈ）を算出するので、各基地局１２と移動局１０との距離を算出する測距部４８を有する必要がない。なお、前記式（７）を解いて得られる解が複数である場合、すなわち、移動局１０の位置の候補が複数算出された場合には、前述の移動局位置候補選択部５２により前記移動局１０の位置の候補のいずれかを選択することにより移動局１０の位置を得ることができる。
【０１２７】
このようにすれば、前記測位部５０（ＳＣ１１）は、移動局１０と各基地局１２との間の電波の伝搬時間のそれぞれの差と、前記高さ検出部４６（ＳＡ８、ＳＣ１０）によって検出された移動局１０の高さｈと、各基地局１２の位置情報とに基づいて移動局１０の位置の算出を行なうので、移動局１０は時計２８（７４）、およびその時計の時刻と各基地局１２の有する時計４０の時刻とを同期させる時計同期部２６（７０）を有する必要がないので、構成を簡易なものとすることができる。また、サーバ１４は移動局１０と各基地局１２との距離をそれぞれ算出する測距部４８を有する必要がないので、演算を高速化することができる。
【０１２８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１２９】
たとえば前述の実施例においては、時計ずれ検出部２６、４２が設けられ、移動局１０の時計２８の時刻および基地局１２の時計４０の時刻のずれが検出され電波の伝搬時間を算出する際にそのずれが補正されたが、例えば移動局１０の時計２８よび基地局１２の時計４０においてそれぞれ生ずる時計誤差が、測位部５０において行なわれる移動局１０の位置の算出において許容される誤差であるような場合には、この補正は必ずしも必要ではない。すなわち、時計ずれ検出部２６、４２がなくても一定の効果が得られる。
【０１３０】
また、前述の実施例においては、所定の反射面を床面としたが、これに限られず、例えば所定の反射面を天井面とすることも可能である。具体的に言えば、前述の実施例１においては、基地局１２を天井面付近に設けることで床面で反射する反射波と直接波とを受信可能にしたが、基地局１２を床面付近に設けることで、基地局１２は移動局１０からの直接波と天井面で反射する反射波とを受信するようにすることもできる。また、前述の実施例２においては、移動局１０の第２アンテナ６６は床面からの反射波を受信したが、例えば第２アンテナ６６の指向性を変更することにより天井面からの反射波を受信することもできる。この様にすれば、床面に凹凸がある一方、天井面に障害物が少ないような場合などにおいて基地局１２は好適に反射波を受信しうる。
【０１３１】
また、前述の実施例においては、移動局測位システム８はサーバ１４を含んで構成されたが、例えば前述の実施例においてサーバ１４において行なわれた演算がいずれかの基地局１２が有するコンピュータによって行なわれることもできる。かかる場合においては、移動局測位システム８はサーバ１４を必要としない。
【０１３２】
また、前述の実施例においては、サーバ１４と基地局１２とは通信ケーブル１８で接続され、その通信ケーブル１８を介してサーバ１４と基地局１２との情報通信が行なわれたが、このような態様に限られない。すなわち、サーバ１４が有線通信インタフェース４４に代えて無線部を有し、基地局１２の無線部３４との間で無線により情報通信を行なってもよい。この場合、前述の実施例のように、サーバ１４と移動局１０とは基地局１２を介した情報通信を行なわず、サーバ１４は移動局１０の無線部２４との間で情報通信を行なってもよい。また、この場合、前記サーバ１４の有線通信インタフェース４４や基地局１２のの有線通信インタフェース３８は必ずしも必要ではない。
【０１３３】
また、前述の実施例１においては、移動局測位システム８は移動局位置候補選択部５２を有し、測位部５０により移動局１０の位置が複数算出された場合にそのいずれかを移動局１０の位置として選択した。しかしながら、測位部５０により算出される移動局１０の位置が１つである場合、例えば３つ以上の基地局１２により移動局１０からの電波が受信され、３本の式からなる前記式（４）が導出される場合にのみ移動局１０の測位を行なうような場合には移動局位置候補選択部５２を有する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の移動局測位システムの概要を説明する図である。
【図２】移動局測位システムを構成する移動局の構成と機能の一例を説明するブロック図である。
【図３】移動局測位システムを構成する基地局の構成と機能の一例を説明するブロック図である。
【図４】移動局測位システムを構成するサーバの構成と機能の一例を説明するブロック図である。
【図５】高さ検出部による移動局の高さの検出作動を説明する図である。
【図６】高さ検出部による移動局の高さの検出作動と受信時刻検出部により検出される相関値の変化を説明する図である。
【図７】移動局位置候補選択部による選択作動を説明する図である。
【図８】移動局位置候補選択部による選択作動を説明する図である。
【図９】移動局位置候補選択部による選択作動を説明する図である。
【図１０】移動局測位システムによる制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】移動局の時計の時刻と基地局の時計の時刻を同期する時刻同期ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１２】複数の基地局の時計の時刻を同期する時刻同期ルーチンを説明するタイムチャートである。
【図１３】本発明の別の実施例における移動局測位システムを構成する移動局の構成と機能の一例を説明するブロック図である。
【図１４】本発明の別の実施例における移動局位置候補選択部による選択作動を説明する図である。
【図１５】本発明の別の実施例における移動局測位システムによる制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１６】従来における移動局位置測位システムの構成の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１０：移動局
１２：基地局
８：移動局測位システム
２４：（移動局の）無線部（送信部）
２６、４２、７０：時計同期部
３４：（基地局の）無線部（受信部）
３６：受信時刻検出部
４８：測距部（伝搬時間算出部）
４６：高さ検出部
５０：測位部
６４：（移動局の）第１無線部（第１受信部）
６８：（移動局の）第２受信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局から送信される電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻情報と該複数の基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムに関するものであり、特に、移動局が３次元空間を移動する場合に移動局の高さを検出することにより、検出された高さを用いて移動局の位置の算出を行なう技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局から送信される電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻情報と該複数の基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムにおいては、例えば、前記受信時刻情報と移動局が電波を送信した送信時刻に関する送信時刻情報とに基づいて電波の伝搬時間を算出し、算出された伝搬時間に基づいて各基地局と移動局との距離を算出する。そして、算出された各基地局と移動局との距離と、予め既知とされている各基地局の位置とに基づいて移動局の位置を算出する。
【０００３】
図１６は、かかる移動局の位置の測位を説明する図であって、移動局１０よって発信された電波が第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、および第４基地局１２Ｄによって受信される。そして、移動局１０における電波の送信時刻と、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれにおける電波の受信時刻とに基づいて電波の伝搬時間がそれぞれ算出される。さらに、算出された伝搬時間にもとづいて、すなわち伝搬時間に電波の速度ｃ（＝２．９９７×１０８（ｍ／ｓ））を乗ずることにより移動局１０および第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄの間の距離Ｌ１乃至Ｌ４が算出される。
【０００４】
図１６に示す空間には同図に示すように直交座標系が定義されており、空間内の位置を座標により特定することができるようにされている。ここで、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄの位置は予め既知とされており、その座標は第１基地局１２Ａの位置が（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），第２基地局１２Ｂの位置が（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），第３基地局１２Ｃの位置が（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３），第４基地局１２Ｄの位置が（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）である。すると、位置を算出しようとする移動局１０の座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とすると、これらの関係は、
（ｘ−Ｘ１）２＋（ｙ−Ｙ１）２＋（ｚ−Ｚ１）２＝Ｌ１２，
（ｘ−Ｘ２）２＋（ｙ−Ｙ２）２＋（ｚ−Ｚ２）２＝Ｌ２２，
（ｘ−Ｘ３）２＋（ｙ−Ｙ３）２＋（ｚ−Ｚ３）２＝Ｌ３２，
（ｘ−Ｘ４）２＋（ｙ−Ｙ４）２＋（ｚ−Ｚ４）２＝Ｌ４２ …（１）
の４式によって表される。
【０００５】
このように移動局の位置を算出する場合においては、移動局が３次元空間を移動する場合には、少なくとも４つの基地局によって移動局からの電波が受信され、それら少なくとも４つの基地局のそれぞれと移動局との距離が算出される必要がある。すなわち、上記（１）式の形式で表される式が３式以下であると、その解を一意に得ることができない。
【０００６】
特許文献１および特許文献２には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した位置測位システムなどにおいて、４つの衛星から電波を受信できなくなった場合に、４つ未満の衛星から送信された電波より得られる情報に、高度情報を補うことによって位置を計算することのできる車両用測位装置などが開示されている。このうち、特許文献１に開示の技術は、前記高度情報は気圧センサによって計測された気圧に基づいて得られるものとされており、また、特許文献２に開示の技術は、予め道路に設置された高度情報を表す磁気マーカを車両に搭載された磁気センサにとて読み取ることによって得られるものとされている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２７３５１０号公報
【特許文献２】特開２００５−９１１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これら特許文献１および２の技術によれば、高さを検出するためには気圧センサあるいは磁気センサという、電波の送受信とは無関係のハードウェアを新たに備える必要がある。また、移動局の位置の算出において、数十センチ、あるいは数センチの精度で位置の算出を行なうことが必要とされる場合には、それらの差を検出することが困難である。また、移動局が静止している、あるいは極めて遅い速度で移動する場合には、所定の間隔で設置された磁気マーカの配列を移動しつつ読み取ることは困難である。
【０００９】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、３次元空間を移動する移動局から送信される電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻情報と該複数の基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、移動局の高さを検出し、検出した移動局の高さについての情報を用いることにより、前記基地局の数が４つ未満である場合においても移動局の位置を算出可能な移動局測位システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）３次元空間を移動する移動局から送信される電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻についての情報と該複数の基地局の位置についての情報とに基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、（ｂ）前記移動局は、電波を送信する送信部を備え、（ｃ）前記基地局は、前記移動局から送信された電波を受信する受信部と、（ｄ）該受信部により電波を受信した時刻を検出する受信時刻検出部と、を備え、（ｅ）前記移動局の床面からの高さについての情報である高さ情報を検出する高さ検出部と、（ｆ）前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に関する情報である受信時刻情報と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出を行なう測位部とを有すること、を特徴とする。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明は、（ａ）前記受信時刻検出部は、前記移動局が送信する電波のうち、前記移動局から直接前記基地局に到達する直接波の前記基地局における受信時刻と、前記移動局から所定の反射面において反射された後に前記基地局に到達する反射波の前記基地局における受信時刻とを検出し、（ｂ）前記高さ検出部は、前記各基地局の少なくとも１つにおける前記受信時刻検出部によって検出された前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さを検出することを特徴とする。
【００１２】
好適には、請求項３にかかる発明は、前記高さ検出部は、移動局と基地局との距離に関する距離関連値に基づいて移動局との距離が最も小さいとされる基地局における、前記受信時刻検出部によって検出された前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さを検出することを特徴とする。
【００１３】
好適には、請求項４にかかる発明は、前記高さ検出部は、複数の前記基地局のそれぞれにおける前記直接波受信時刻情報、前記反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さをそれぞれ検出し、該検出された移動局の高さを平均することにより前記移動局の高さを算出することを特徴とする。
【００１４】
また好適には、請求項５にかかる発明は、前記高さ検出部は、移動局と基地局との距離に関する距離関連値に応じた重みを前記複数の基地局のそれぞれについて算出し、前記複数の基地局のそれぞれについて検出された前記移動局の高さを該重みを用いて重み付け平均を行なうことにより前記移動局の高さを算出することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６にかかる発明は、（ａ）前記送信部は第１の偏波特性を有する電波を送信し、（ｂ）前記移動局は、前記第１の偏波特性を有する電波を受信可能な第１受信部と、（ｃ）該第１の偏波特性とは異なる偏波特性である第２の偏波特性を有する電波を受信可能な第２受信部と、を備え、（ｄ）前記高さ検出部は、前記送信部が送信し、所定の反射面で反射し前記第２受信部において受信される電波について、前記送信部における送信時刻と該第２受信部における受信時刻とに基づいて送信から受信までに要した往復伝搬時間を算出し、算出された前記往復伝搬時間に基づいて前記移動局の高さを検出することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７にかかる発明は、前記測位部は、前記受信時刻検出部により検出された受信時刻に関する情報である受信時刻情報と前記移動局における電波の送信時刻についての情報である送信時刻情報とに基づいて算出される前記移動局から前記各基地局への電波の伝搬時間と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出を行なうことを特徴とする
【００１７】
また、請求項８にかかる発明は、前記測位部によって前記移動局の位置の候補が複数算出される場合において、前記移動局の存在し得る領域に関する情報、または前記移動局の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて前記移動局の位置として前記移動局の位置の候補のいずれかを選択する移動局位置選択部を有することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９にかかる発明は、前記測位部は、前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に基づいて算出される基地局の対に対応する電波の到来時間差と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置情報とに基づいて移動局の位置の算出を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１にかかる移動局測位システムによれば、前記高さ検出部により、前記移動局の床面からの高さについての情報である高さ情報が検出され、前記測位部により、前記測位部により、前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に関する情報である受信時刻情報と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出が行なわれるので、３次元空間を移動する移動局の位置の算出を４つ未満の基地局によって行なうことができる。
【００２０】
また、請求項２にかかる移動局測位システムによれば、前記受信時刻検出部により、前記移動局が送信する電波のうち、前記移動局から直接前記基地局に到達する直接波の前記基地局における受信時刻と、前記移動局から所定の反射面において反射された後に前記基地局に到達する反射波の前記基地局における受信時刻とが検出され、前記高さ検出部により、前記受信時刻検出部によって検出された前記基地局の少なくとも１つにおける前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記各基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さが検出されるので、測位のために必要となる電波以外の他の手段を用いることなく移動局の高さを検出することができ、移動局の構成を簡素化することができる。
【００２１】
また、請求項３にかかる移動局測位システムによれば、前記高さ検出部は、移動局と基地局との距離に関する距離関連値が最も小さいとされる基地局における、前記受信時刻検出部によって検出された前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さを検出するので、精度よく移動局の高さを検出することができ、移動局の測位の精度が向上する。
【００２２】
また、請求項４にかかる移動局測位システムによれば、前記高さ検出部は、複数の前記基地局のそれぞれにおける前記直接波受信時刻情報、前記反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さをそれぞれ検出し、該検出された移動局の高さを平均することにより前記移動局の高さを算出するので、各基地局ごとに検出された移動局の高さの誤差を低減することができ、精度よく移動局の高さを検出することができるとともに、移動局の測位の精度が向上する。
【００２３】
また、請求項５にかかる移動局測位システムによれば、前記高さ検出部は、移動局と基地局との距離に関する距離関連値に応じた重みを前記複数の基地局のそれぞれについて算出し、前記複数の基地局のそれぞれについて検出された前記移動局の高さを該重みを用いて重み付け平均を行なうことにより前記移動局の高さを算出するので、各基地局の検出精度が高い基地局により検出された移動局の高さほど高い重みを付されて平均されるので、より精度よく移動局の高さを検出することができるとともに、移動局の測位の精度が向上する。
【００２４】
また、請求項６にかかる移動局測位システムによれば、前記送信部により第１の偏波特性を有する電波が送信され、前記移動局は、前記第１の偏波特性を有する電波を受信可能な第１受信部と、該第１の偏波特性とは異なる偏波特性である第２の偏波特性を有する電波を受信可能な第２受信部と、を備え、前記高さ検出部により、前記送信部が送信し、所定の反射面で反射し前記第２受信部において受信される電波について、前記送信部における送信時刻と該第２受信部における受信時刻とに基づいて送信から受信までに要した往復伝搬時間が算出され、算出された前記往復伝搬時間に基づいて前記移動局の高さが検出されるので、測位のために必要となる電波以外の他の手段を用いることなく移動局の高さを検出することができ、移動局の構成を簡素化することができる。
【００２５】
また、請求項７にかかる移動局測位システムによれば、前記測位部により、前記受信時刻検出部により検出された受信時刻に関する情報である受信時刻情報と前記移動局における電波の送信時刻についての情報である送信時刻情報とに基づいて算出される前記移動局から前記各基地局への電波の伝搬時間と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出が行なわれるので、前記前記移動局と前記各基地局の間の電波の伝搬時間に基づいて移動局の位置の算出を行なうことができる。
【００２６】
また、請求項８にかかる移動局測位システムによれば、移動局位置選択部により、前記測位部によって前記移動局の位置の候補が複数算出される場合において、前記移動局の存在し得る領域に関する情報、または前記移動局の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて前記移動局の位置として前記移動局の位置の候補のいずれかが選択されるので、前記測位部によって移動局の位置の候補が複数算出された場合であっても、移動局の位置が選択される。これにより、３次元空間を移動する移動局の位置の算出を３つ未満の基地局によって行なうことができる。
【００２７】
また、請求項９にかかる移動局測位システムによれば、前記測位部は、前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に基づいて算出される基地局の対に対応する電波の到来時間差と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置情報とに基づいて移動局の位置の算出を行なうので、前記移動局に時計を有さなくても移動局の位置の算出を正確に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は本発明の移動局測位システム８の一例を説明する図である。図１に示すように、３次元空間を移動可能な移動局１０と、既知の位置に固定され、前記移動局１０から送信された電波を受信する複数の基地局１２と、これら複数の基地局１２と例えば通信ケーブル１８で接続されることにより情報通信可能とされたサーバ１４とを含んで構成される。このサーバ１４は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェース等を備えた所謂コンピュータで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、必要な演算処理を行なうようになっている。図１においては、例として第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、および第３基地局１２Ｃの３つの基地局１２が表されている。なお、これらの各基地局を区別しない場合、基地局１２と記載する。
【００３０】
図２は、移動局１０の制御機能と構成の一例を説明する図である。移動局１０はアンテナ２２、無線部２４、時計２８、等を有する。また、移動局１０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータ（マイコン）２５を含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、時計同期部２６、制御部３１などの制御作動を実行するようになっている。
【００３１】
無線部２４は、電波の送受信を行なうものであって、送信部および受信部に対応する。無線部２４は、電波の送信時においては所定の周波数の搬送波を生成するとともに、後述する拡散符号などの送信信号をＡＳＫ変調、ＦＳＫ変調などの処理やデジタル変調の処理を行ない、処理された電波を所定の出力まで増幅しアンテナ２２を用いて送信する。また、無線部２４は電波の受信時においては、アンテナ２２によって受信された電波から所定の周波数成分のみを取り出し、信号処理に適した増幅を行なうとともに、発信の際に行なわれた変調の方式に対応する復調処理を行なうことにより受信した電波に含まれる信号成分を取り出す。無線部２４における電波の送信状態と受信状態とは必要に応じて後述する制御部３１により切換可能とされている。すなわち、無線部２４は、例えば、搬送波を生成する発振器、変調処理を行なう変調器、あるいはデジタル変調器、増幅を行なう増幅器、受信波から所定の周波数成分を取り出すフィルタ、復調を行なう復調器、送信状態と受信状態を切り換える送受信切換器などの、デジタル無線通信のために広く用いられる機構を含んで構成される。
【００３２】
アンテナ２２は、前記無線部２４が電波の送受信に用いるものであって、無線部２４が送受信する電波の周波数等の特性に応じた形式のものが用いられる。なお、移動局１０から各基地局１２への電波の送信時において、移動局１０からの距離が同一であれば移動局１０に対する基地局１２の方向に関わらず同一の強度で移動局１０から送信される電波の強度が得られるように、アンテナ２２は指向性のないアンテナが好適に用いられる。
【００３３】
時計２８は、時刻に関する情報を供給するものであって、移動局１０の作動時に参照される。具体的には例えば、無線部２４が拡散符号などの符号を含む電波を送信する場合においては、その電波には時計２８を参照することにより得られる時刻情報が送信時刻に関する情報（送信時刻情報）として含まれる。
【００３４】
ここで、移動局１０から送信される電波には、受信の際に受信時刻の検出を精度よく行なうための符号を含むことができる。この符号は、移動局１０からの電波を受信した基地局１２において後述する受信時刻検出部３６により電波の受信時刻の検出に用いられるものであって、好適には自己相関関数に高いピークを持ち、すなわち位相差がゼロである場合において自己相関が大きな値となる一方、位相差がゼロでない場合には自己相関が十分に小さく、かつ、異なる符号間における相関が全ての位相差において十分小さい、すなわち相互相関が小さいことという条件を満たす符号である拡散符号が用いられる。具体的には例えば、Ｍ系列符号や、ＧＰＳにおいても使用されているＧｏｌｄ系列符号などの疑似雑音符号（ｐｓｅｕｄｏ−ｎｏｉｓｅ ｃｏｄｅ；ＰＮ符号）が用いられる。この符号は、後述する移動局１０の制御部３１によって生成されても良いし、予め図示しない記憶装置などに記憶させておき、送信する際などに取得してもよい。
【００３５】
図２において、マイコン２５を図示する破線で表わされたブロックの内部は、マイコン２５によって実行される制御機能の概要を示す機能ブロック図とされている。この図２に示す様に、マイコン２５においては、受信時刻検出部２７、時計同期部２６、制御部３１などが実行される。
【００３６】
受信時刻検出部２７は、周知のマッチドフィルタや遅延素子などを含んで構成され、無線部２４において例えば受信される電波（受信波）の受信時刻を、その受信波に含まれる符号に基づいて検出する。具体的には例えば、移動局１０が基地局１２から送信される電波を受信し、その受信時刻を検出する場合において、予め基地局１２が送信する拡散符号と同一のレプリカ符号を移動局１０の図示しないＲＡＭなどの記憶手段が記憶しておき、そのレプリカ符号と、受信された基地局１２からの電波から取り出された拡散符号（受信符号）とをマッチドフィルタに入力することにより、両者の相関値を得ることができる。この相関値の算出を、例えば前記受信符号を遅延素子によって所定の単位ずつ遅延（シフト）するごとに行ない、算出される相関値がピークを生じた際の遅延量に基づいて、電波の受信時刻を算出する。具体的には例えば、基地局１２による拡散符号の送信時刻に、前記相関値がピークを生じた際、すなわち、前記受信符号およびレプリカ符号が同期した際の遅延量に対応する時間を加算することによって移動局１０における電波の受信時刻とすることができる。
【００３７】
時計同期部２６は、移動局１０の時計２８の時刻と、基地局１２が有する時計４０の時刻とを同期させる処理である時計合わせ処理を行なう。この時計同期部２６は、時計合わせ処理の対象とされるいずれか１つの基地局（以下、「時計同期基準基地局」という。）１２の時計同期部４２と協調して作動するものであって、具体的な作動は後述する。
【００３８】
制御部３１は、移動局１０の作動を制御するものであって、例えば、無線部２４の送信状態と受信状態を切り換えたり、あるいは、無線により移動局１０の作動に関する指令（コマンド）が送信される場合においては、無線部２４によって受信された受信波に含まれるコマンドを抽出し、そのコマンドを実行すべく移動局の作動を決定する。具体的には例えば送信する拡散符号の生成や、生成された送信符号の無線による送信を適切なタイミングで実行するよう指示する。
【００３９】
図３は、基地局１２の制御機能と構成の一例を説明する図である。基地局１２はアンテナ３２、無線部３４、有線通信インタフェース３８、時計４０等を有する。また、基地局１２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータ（マイコン）３５を含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、受信時刻検出部３６、時刻同期部４２、制御部４１などの制御作動を実行するようになっている。
【００４０】
基地局１２の無線部３４、アンテナ３２、および時計４０は、前述の移動局１０の無線部２４、アンテナ２２、および時計２８とそれぞれ同様の作動を行なうものであるので、説明を省略する。なお、無線部３４においては、移動局１０から送信される電波が受信され、復調および復号されるので、受信波に含まれる信号成分が取り出され、移動局１０から送信される電波に含まれる拡散符号などの符号や、移動局１０における電波の送信時刻に関する情報が取り出される。
【００４１】
有線通信インタフェース３８は、ＬＡＮケーブルなどの通信ケーブル１８を介して基地局１２とサーバ１４との情報通信を行なう。具体的には、基地局１２の受信時刻検出部３６によって検出される電波の受信時刻としての同期時刻や、移動局１０から送信される電波に含まれる送信時刻についての情報が基地局１２からサーバ１４に送信されるほか、サーバ１４からは、基地局１２は移動局１０の作動に関する指令などが送信される。
【００４２】
基地局１２から送信される電波にも、前述の移動局１０から送信される電波と同様に、受信の際に受信時刻の検出を精度よく行なうための符号を含むことができる。この符号は、基地局１２からの電波を受信した他の基地局１２の受信時刻検出部３６や移動局１０の受信時刻検出部２７により電波の受信時刻の検出に用いられるものであって、拡散符号が用いられる。この符号は、後述する基地局１２の制御部４１によってその都度生成されても良いし、予め図示しない記憶装置などに記憶され、取得されてもよい。
【００４３】
図３において、マイコン３５を図示する破線で表わされたブロックの内部は、マイコン３５によって実行される制御機能の概要を示す機能ブロック図とされている。この図３に示す様に、マイコン３５においては、受信時刻検出部３６、時計同期部４２、制御部４１などが実行される。
【００４４】
受信時刻検出部３６は、周知のマッチドフィルタや遅延素子などを含んで構成され、無線部３４において受信される移動局１０からの電波（受信波）の受信時刻を、その受信波に含まれる符号に基づいて検出する。具体的にはまず、予め移動局１０が送信する拡散符号と同一のレプリカ符号を各基地局１２の図示しないＲＡＭなどの記憶手段が記憶しておき、そのレプリカ符号と、受信された移動局１０からの電波から取り出された拡散符号（受信符号）とをマッチドフィルタに入力することにより、両者の相関値を得ることができる。この相関値の算出を、例えば前記受信符号を遅延素子によって所定の単位ずつ遅延（シフト）させるごとに行ない、算出される相関値がピークを生じた際の遅延量に基づいて、電波の受信時刻を算出する。具体的には例えば、移動局１０による拡散符号の送信時刻に、前記相関値がピークを生じた際の遅延量に対応する時間を加算することによって基地局１２における電波の受信時刻とすることができる。
【００４５】
時計同期部４２は、各基地局１２のそれぞれが有する時計４０の時刻を同期させるとともに、基地局１２の時計４０の時刻と前記移動局１０の時計２８の時刻とを同期させる処理である時計合わせ処理を行なう。このうち、基地局１２の時計４０の時刻と前記移動局１０の時計２８の時刻との同期は、移動局１０の時計同期部２６と協調して作動するものであって、例えば次の様に行なわれる。まず、移動局１０がその位置が予め既知とされた所定の時刻同期位置に位置させられる。移動局１０の時計２８との時計合わせ処理の対象とされる複数の基地局１２のうちいずれか１つの基地局（以下、「時計同期基準基地局」という。）１２Ｔが選択される。移動局１０から前記時計同期基準基地局１２Ｔに対し電波を発信し、その時計同期基準基地局１２Ｔに電波を受信させ、例えば前記受信時刻検出部３６等によりその受信時刻を検出させる。そして、時計同期基準基地局１２Ｔにおける電波の受信時刻と移動局１０における電波の発信時刻とに基づいて前記移動局１０から時計同期基準基地局１２Ｔへの電波の伝搬時間を算出する。続いて、同様に時計同期基準基地局１２Ｔから移動局１０に対し電波を発信し、移動局１０にその電波を受信させ、移動局１０の受信時刻検出部２７により受信時刻を検出させ、時計同期基準基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬時間を算出する。このようにして得られた移動局１０から時計同期基準基地局１２Ｔへの電波の伝搬時間および時計同期基準基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬時間を比較することによって移動局１０の時計２８と時計同期基準基地局１２Ｔの時計４０との時刻のずれを算出し、算出された時刻のずれに基づいて移動局１０の時計２８あるいは時計同期基準基地局１２Ｔ他の時計４０の時刻を補正することによって、移動局１０の時計２８と、時計同期基準基地局１２Ｔが有する時計４０の時刻とを同期させる。より具体的には、移動局１０の時計２８の時刻が、時計同期基準基地局１２Ｔの時計４０の時刻よりもｔｄ（秒）だけ進んでいる場合において、移動局１０と時計同期基準基地局１２Ｔとの間の電波の伝搬時間の真値をｔ０（秒）とすると、移動局１０から時計同期基準基地局１２Ｔへの電波の伝搬時間はｔ１＝ｔ０−ｔｄとして算出され、時計同期基準基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬時間はｔ２＝ｔ０＋ｔｄとして算出される。したがって、これらより移動局１０の時計２８と時計同期基準基地局１２Ｔの時計４０との時刻のずれｔｄは、ｔｄ＝（ｔ２−ｔ１）／２として算出される。このように算出された時刻のずれｔｄだけ移動局１０の時計２８を遅らせることにより、移動局１０の時計２８の時刻と時計同期基準基地局１２の時計４０の時刻とは同期される。なお、前記移動局１０と他の基地局１２との間の電波の伝搬時間の真値ｔ０は、既知とされた前記時計同期位置にある移動局１０と時計同期基準基地局１２との距離、および電波の速度ｃ（＝２．９９７×１０８（ｍ／ｓ））に基づいて算出される。また、案出された時刻のずれｔｄだけ時計同期基準基地局１２の時計４０を進めることによっても、移動局１０の時計２８の時刻と時計同期基準基地局１２の時計４０の時刻とは同期される。
【００４６】
一方、時計同期部４２は、前記複数の基地局１２がそれぞれ有する時計４０の時刻の同期も行なう。このとき、各基地局１２の時計同期部４２は協調して作動するものであって、具体的には例えば、次の様な作動を行なう。前記複数の基地局１２のうち、時刻の同期の基準となる時計４０を有する任意の基地局１２を時計同期基準基地局１２Ｔとして選択し、選択された時計同期基準基地局１２Ｔから他の基地局１２に対し時計同期のための電波を送信し、その送信時刻を記録する。他の基地局１２は時計同期基準基地局１２Ｔから送信された電波を受信し、その受信時刻検出部３６などにより受信時刻を検出する。このようにして得られた前記他の基地局１２のそれぞれにおける受信時刻と時計同期基準基地局１２Ｔにおける送信時刻とに基づいて、時計同期基準基地局１２Ｔから他の基地局１２のそれぞれへの電波の伝搬時間の実際値を算出する。一方、前述の通り、各基地局１２の位置は予め既知とされているので、各基地局１２間の距離も予め得ることができる。したがって、前記時計同期基準基地局１２Ｔと他の基地局１２のそれぞれとの距離に基づいて、前記時計同期基準基地局１２Ｔと他の基地局１２のそれぞれの間の電波の伝搬時間の理論値を算出することができる。そして、前記他の基地局１２のそれぞれについて、算出された電波の伝搬時間の実際値および理論値を比較し、その実際値が理論値となる様に各基地局１２の時計４０の時刻を補正する。具体的には例えば、ある基地局１２において、時計同期基準基地局１２Ｔからの電波の伝搬時間の実際値がｔ５、理論値がｔ６であった場合には、Δｔ＝ｔ５−ｔ６だけ前記ある基地局１２の時計４０の時刻を遅らせることにより、前記ある基地局１２の時計４０の時刻と、前記時計同期基準基地局１２Ｔの時計４０の時刻とを同期させる。これを前記他の基地局１２の全てについて実行することにより、全ての基地局１２の時計４０の時刻は、前記時計同期基準基地局１２Ｔの時計４０の時刻と同期させれる。また、このとき、移動局１０の時計２８との時刻の同期に用いられる時計同期基準基地局１２Ｔと各基地局１２の時計４０の時刻の同期に用いられる時計同期基準基地局１２Ｔとが同一の基地局が用いられれば、移動局１０の時計２８の時刻および全ての基地局１２の時計４０の時刻を同期することができる。
【００４７】
なお、このとき、移動局１０と基地局１２との間、および各基地局１２の間で送受信される電波には、受信時刻を正確に検出することができるよう、拡散符号を含む電波が好適に用いられる。
【００４８】
制御部４１は、基地局１２の作動を制御するものであって、例えば、無線部３４の送信状態と受信状態を切り換えたり、有線通信インタフェース３８における情報の送受信を制御したり、あるいは、移動局１０の作動に関するための指令（コマンド）を生成し無線により送信する。具体的には例えば送信する電波に含められる拡散符号などの符号の生成や、生成された送信符号の無線による送信を適切なタイミングで実行するよう指示する。
【００４９】
図４は、サーバ１４の有する機能の概要を説明するブロック図である。サーバ１４は、前述のようにＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、図４に示す高さ検出部４６、測距部４８、測位部５０、移動局位置候補選択部５２などにおける制御作動を実行するようになっている。また、サーバ１４はケーブル１８を介して他の機器と情報通信を行なうための有線通信インタフェース４４などを有している。
【００５０】
有線通信インタフェース４４は、サーバ１４と基地局１２とのＬＡＮケーブルなどの通信ケーブル１８を通した情報通信を行なうためのインタフェースである。この有線通信インタフェース４４は、例えばサーバ１４から基地局１２に対し、基地局１２の制御作動に関する指令を行なったり、あるいは移動局１０の制御作動に関する指令を基地局１２を介して行なわせる。また、有線通信インタフェース４４は、基地局１２から送信される情報、例えば基地局１２における電波の受信時刻に関する情報や、移動局１０からの電波に含まれる移動局１０における電波の送信時刻に関する情報などが受信される。なお、サーバ１４の有線通信インタフェース４４が移動局１０の制御作動に関する指令を基地局１２を介して行なわせるのは、サーバ１４は無線通信に関する機能、すなわち受信部や送信部を有していない一方、移動局１０は有線通信に関する機能、すなわち有線通信インタフェースを有しておらず、サーバ１４と移動局１０とが直接通信を行なうことができないためであり、このため、サーバ１４と移動局１０とはいずれかの基地局１２を介して通信を行なうことができる。
【００５１】
測距部４８は、移動局１０における電波の送信時刻と基地局１２におけるその電波の受信時刻とに基づいて、移動局１０および基地局１２の距離を算出する。具体的には、前記電波の受信時刻と電波の送信時刻との差によって算出される電波の伝搬時間に、電波の速度ｃ（＝２．９９７×１０８（ｍ／ｓ））を乗ずることによって移動局１０および基地局１２の距離が算出される。このとき、移動局１０における電波の送信時刻に関する情報は、例えば、移動局１０の無線部２４が電波を送信する際に、送信する信号に時計２８を参照することにより得られる時刻情報を拡散符号とともに送信し、これを受信した基地局１２からサーバ１４に伝達されることにより得られる。また、基地局１２における電波の受信時刻は、受信時刻検出部３６によって検出される受信時刻が用いられる。なお、予め前述のように、基地局１２の時計同期部４２および移動局１０の時計同期部２６とが協調して、基地局１２の時計４０の時刻と移動局１０の時計２８の時刻とを同期させる処理を実行することにより、基地局１２の時計５０の時刻に基づいて算出される受信時刻と、移動局１０の時計２８の時刻に基づいて算出される送信時刻により、移動局１０から送信され基地局１２によって受信され電波の伝搬時間を正確に算出することができる。
【００５２】
高さ検出部４６は、前記基地局１２の受信時刻検出部３６において検出される移動局１０から送信される電波の受信時間のうち、直接波の受信時刻と反射波の受信時刻、および既知である基地局１２の高さに基づいて移動局１０の高さ、すなわち反射波の反射面である床面からの距離を算出する。
【００５３】
図５は、この高さ検出部４６による移動局１０の高さの検出を説明する図である。図５においては、任意のｘｚ平面（ｙ＝ａ（一定））において、基地局１２が既知の位置（ｘ，ｚ）＝（０，Ｈ）、移動局１０が未知の位置（ｘ，ｚ）＝（ｄ，ｈ）にそれぞれ存在している。すなわち、基地局１２の高さはＨ、移動局１０の高さはｈであり、移動局１０と基地局１２との距離の水平成分はｄである。また、図５に示すように、移動局１０から基地局１２を見る仰角、すなわち水平面と移動局および基地局とを結ぶ直線とのなす角度をθ（ｒａｄ）とする。
【００５４】
移動局１０から送信された電波は、直接基地局１２に到達する直接波Ｄ、および床面などで反射した後に基地局に到達する反射波となって基地局１２に到達する。なお、説明を簡単にするため、基地局１２において受信される反射波は床面で反射する反射波Ｒのみであるとする。図６に示すように、基地局１２の受信時刻検出部３６において、受信波に含まれる符号とそのレプリカ符号との相関値は、時刻Ｔｄおよび時刻Ｔｒにおいて、２回のピークを有する。これは、それぞれ直接波Ｄの受信時刻Ｔｄおよび反射波Ｒの受信時刻Ｔｒに相当する。従って測距部４８は基地局１２における受信時刻ＴｄおよびＴｒのそれぞれと、移動局１０における電波の送信時刻Ｔｔとから算出される電波の伝搬時間に，電波の速度ｃを乗ずることによって直接波Ｄの伝搬距離および反射波Ｒの伝搬距離をそれぞれ、Ｌｄ＝（Ｔｄ−Ｔｔ）×ｃ、Ｌｒ＝（Ｔｒ−Ｔｔ）×ｃのように算出する。このとき、図５におけるｈ、ｄ、θについては、算出された値Ｌｄ、Ｌｒ、および既知のＨを用いて、次式（２）のように表される。
ｄ＝Ｌｄ×ｃｏｓθ
ｈ＝Ｈ−Ｌｄ×ｓｉｎθ
ｄ２＋（Ｈ＋ｈ）２＝Ｌｒ２ ・・・（２）
高さ検出部４６は、これらを解いて、
ｈ＝（Ｌｒ２−Ｌｄ２）／（４×Ｈ）
のように、移動局１０の高さｈを算出する。
【００５５】
なお、前述の図５においては、反射波Ｒとして床面で反射する反射波のみを考慮するようにしたが、これは、例えば基地局１２を天井面付近に設置することによって、基地局１２に天井面によって反射した反射波が到達しないようにすることで実施し得る。また、床面および天井面などで複数回反射して基地局１２に到達する反射波も生じ得るが、基地局１２に到達した反射波のうち１回の反射によって基地局１２に到達する反射波が最もその伝搬距離が短いため、最も速く基地局１２に到達した反射波がその１回の反射によって基地局に到達した反射波であるとして、前記基地局１２の受信時刻検出部３６によって検出される反射波の受信時刻のうち、最初に検出されたものが用いられる。
【００５６】
なお、高さ検出部４６は、いずれか１の基地局１２における直接波と反射波の受信時刻に基づいて算出しても良いし、任意の複数の基地局１２における直接波と反射波の受信時刻に基づいて算出した値を平均することにより算出してもよい。このようにすれば、いずれかの基地局１２における直接波と反射波の受信時刻に基づいて算出される移動局１０の高さの値が、マルチパス等の影響により大きく異なる場合であっても、他のマルチパスの影響を受けない基地局における直接波と反射波の受信時刻に基づいて算出される移動局１０の高さとの平均とすることによりマルチパスの影響を低減することができる。
【００５７】
一般に、移動局１０との距離が近い基地局においては直接波と反射波の受信時刻の差が大きくなることから、高さ検出部４６がいずれか１の基地局１２における直接波と反射波の受信時刻に基づいて移動局１０の高さを算出する場合には、移動局１０と各基地局１２との距離を表す指標である距離関連値に基づいて、移動局１０との距離が最も近いとされる基地局１２を選択することにより、移動局１０の高さの検出精度を向上させることができる。また高さ検出部４６が複数の基地局１２における直接波と反射波の受信時刻に基づいて算出した値を平均することにより移動局１０の高さを算出する場合において、その平均を移動局１０とそれぞれの基地局１２との距離に応じた重みつき平均とすることにより、移動局１０の高さの検出精度を向上させることができる。ここで、前記距離関連値は、例えば直接波の伝搬時間に基づいて算出されてもよいし、移動局１０から送信される電波の各基地局１２における受信強度であってもよい。また、移動局１０の測位が例えば所定間隔で繰り返し行なわれる場合には、前回の測位実行時の移動局１０の位置と各基地局１２との距離とされてもよい。すなわち、実際の距離と１対１で変換可能な指標であればよい。
【００５８】
測位部５０は、予め既知である各基地局１２の位置に関する情報と、測距部４８において算出された各基地局１２と移動局１０との距離に関する情報と、高さ検出部４６によって検出される移動局１０の高さに関する情報とに基づいて、移動局１０の位置を算出する。具体的には例えば、第１基地局１２Ａの位置を表す座標が（Ｘ１，Ｙ１）、第２基地局１２Ｂの座標が（Ｘ２，Ｙ２）、第３基地局１２Ｃの座標が（Ｘ３，Ｙ３）であり、前記測距部４８によって第１基地局１２Ａと移動局１０との距離がＬ１、第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離がＬ２、第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離がＬ３であり、前記高さ検出部４６によって検出される移動局の高さがｈである場合において、移動局１０の位置を表す座標を（ｘ，ｙ）とすると（図１参照）、これらの関係は次式（３）で表される。
（ｘ−Ｘ１）２＋（ｙ−Ｙ１）２＋（ｈ−Ｚ１）２＝Ｌ１２，
（ｘ−Ｘ２）２＋（ｙ−Ｙ２）２＋（ｈ−Ｚ２）２＝Ｌ２２，
（ｘ−Ｘ３）２＋（ｙ−Ｙ３）２＋（ｈ−Ｚ３）２＝Ｌ３２ …（３）
測位部５０はこの式（３）を満たす（ｘ，ｙ）を算出し、移動局１０の位置とする。なお、前記測距部４８によって測定される第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ１、第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ２、第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離Ｌ３は、移動局１０による電波の送信時刻をｔｔ、第１基地局１２Ａにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ１、第２基地局１２Ｂにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ２、第３基地局１２Ｃにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ３とすると、電波の速度ｃを用いてそれぞれ、
Ｌ１＝ｃ×（ｔｒ１−ｔｔ），
Ｌ２＝ｃ×（ｔｒ２−ｔｔ），
Ｌ３＝ｃ×（ｔｒ３−ｔｔ）
のように算出される。
【００５９】
前述の式（１）においては、移動局１０の位置の算出を行なう為には４つの基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離、および各基地局１２の位置についての情報が必要であった、すなわち移動局１０の測位のためには４つの基地局１２が必要であった。一方、前記式（３）においては、それよりも少ない３つの基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離、および各基地局１２の位置についての情報と、高さ検出部４６によって算出される移動局１０の高さについての情報とに基づいて移動局１０の測位を行なうことができる。また、高さ検出部４６は基地局１２が既に測距のために必要とする受信時刻検出部３６によって検出される受信時刻に基づいて移動局１０の高さを算出するので、高さ検出部４６は基地局１２の既存のハードウェアによって実現することができる。
【００６０】
ところで、前記測位部５０においては、３つの基地局１２において移動局１０から送信された電波の受信時刻が検出され、測距部４８においてそれら３つの基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離が算出されたことに基づいて、３本の式からなる前述の式（３）を解くことにより移動局１０の位置を算出した。しかしながら、例えば基地局１２のいずれかが故障していたり、あるいは障害物などにより移動局１０からの直接波が到達しない位置に存在している場合には、移動局１０から送信された電波が２つの基地局でしか受信されない場合が生じ得る（図７参照）。かかる場合には、前記測位部５０において移動局１０の位置を算出するための式は２本となり、その解が複数存在することとなる。具体的には例えば、図７に示すように、第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂの２つの基地局によって移動局１０からの電波が受信された場合には、
（ｘ−Ｘ１）２＋（ｙ−Ｙ１）２＋（ｈ−Ｚ１）２＝Ｌ１２，
（ｘ−Ｘ２）２＋（ｙ−Ｙ２）２＋（ｈ−Ｚ２）２＝Ｌ２２ …（４）
の２式が得られ、測位部５０によりこの２式を解くことによって、２つの解が得られる。
【００６１】
かかる場合において移動局位置候補選択部５２は、測位部５０によって算出される式（４）の複数の解を移動局１０の位置候補とし、移動局１０の存在し得る領域に関する情報、または前記移動局１０の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて前記移動局１０の位置として前記移動局１０の位置の候補のいずれかを選択する。
【００６２】
まず、移動局位置候補選択部５２による移動局１０の存在し得る領域に関する情報に基づく移動局１０の位置の候補の選択について説明する。移動局位置候補選択部５２は、移動局１０が存在しうる領域に関する情報と、前記測位部５０によって算出される移動局の位置１０の候補とを比較する。すなわち、移動局１０が壁などでしきられた室内などの限定された領域内のみを移動可能とされている場合においては、その移動局１０が移動可能である領域についての情報（領域情報）を、例えば図示しないメモリなどの記憶手段などに予め記憶しておき、移動局位置候補選択部５２は、この記憶手段などから読み出された領域情報と、前記測位部５０によって算出される移動局１０の位置の候補とを比較する。そして、移動局１０の位置の候補のうち、前記領域情報に基づいて、移動局１０の移動可能な領域の内側にあるか否かを判断する。そして、移動局位置候補選択部５２は、移動局１０の移動可能な領域の内側にないと判断された前記移動局１０の位置の候補については、移動局１０の位置の候補から除外する。
【００６３】
図８は、移動局位置候補選択部５２による移動局１０の存在し得る領域に関する情報に基づく移動局１０の位置候補選択作動を説明する図であり、移動局１０が移動可能な空間のｘｙ平面を示している。測位部５０により、移動局１０からの電波を受信した第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂのそれぞれに対応する２本の式からなる前記式（４）を解くことにより、その解としてＳＡおよびＳＢの２つの移動局１０の位置の候補が得られている。一方、図示しない記憶手段などに予め記憶された領域情報、すなわち、例えば壁などにより制限された移動局１０の移動可能な領域が、図８において斜線の付された領域５であるとする。このとき、この領域５の位置に関する情報が領域情報として予め記憶されており、移動局位置候補選択部５２は、前記移動局１０の位置の候補ＳＡおよびＳＢの位置についての情報と、予め記憶された前記領域情報すなわち存在可能領域５の位置についての情報とを比較し、候補ＳＡは移動局１０の移動可能な領域の内側にあると判断し、一方、候補ＳＢは移動局１０の移動可能な領域の内側にはないと判断する。この判断に基づき、移動局位置候補選択部５２は、候補ＳＢは移動局１０の位置の候補から除外する。この結果、移動局１０の位置の候補は候補ＳＡのみとなり、移動局位置候補選択部５２は移動局１０の位置は候補ＳＡの位置であると選択する。
【００６４】
続いて、移動局位置候補選択部５２による移動局１０の移動履歴に関する情報に基づく移動局１０の位置の候補の選択について説明する。本実施例の移動局測位システムにより移動局１０の測位が例えば所定の間隔で繰り返し行なわれる場合において、移動局位置候補選択部５２は、過去に測位部５０により移動局１０の位置であるとされた位置、あるいは、移動局移動局位置候補選択部５２により移動局１０の位置であるとして選択された位置およびその測位の行なわれた時刻についての情報（移動履歴情報）を所定の回数分だけ図示しないメモリなどの記憶手段に記憶する。
【００６５】
また、移動局位置候補選択部５２は、記憶手段などにおいて記憶された前記移動履歴情報に基づいて、現在の移動局１０の位置を予測する。そして、予測された現在の移動局１０の予測位置と測位部５０によって算出された複数の移動局位置候補とを照合する。そして、移動局位置候補選択部５２は、この照合の結果、前記移動局１０の予測位置に最も近い位置にある移動局の位置の候補を現在の移動局１０の位置であるとして選択する。
【００６６】
図９は、移動局位置候補選択部５２による移動履歴に関する情報に基づく移動局１０の位置候補選択作動を説明する図である。図９において、前記測位部５０によって算出された移動局位置の２つの候補は候補ＳＡおよび候補ＳＢである。一方、点ｑｔ−１、点ｑｔ−２、点ｑｔ−３、点ｑｔ−４はそれぞれ、繰り返し行なわれる移動局１０の測位での、現在より１回乃至４回前に行なわれた移動局１０の測位による移動局１０の位置を表している。移動局位置候補選択部５２は、前記点ｑｔ−１、点ｑｔ−２、点ｑｔ−３、点ｑｔ−４の位置に基づいて、現在の移動局１０の予測位置ｑｔ（ｘｅ，ｙｅ）を予測する。そして、予測された移動局１０の予測位置ｑｔと候補ＳＡの距離ｄｅ１、および移動局１０の予測位置ｑｔと候補ＳＢとの距離ｄｅ２をそれぞれ算出する。移動局位置候補選択部５２は算出された距離ｄｅ１および距離ｄｅ２を比較し、この距離がより小さい移動局位置候補を実際の移動局１０の位置であるとして選択する。すなわち、図９の例であれば、ｄｅ１＞ｄｅ２であるので、より小さい距離であるｄｅ２に対応する移動局位置である候補ＳＢを実際の移動局１０の位置であるとして選択する。
【００６７】
具体的には、移動局位置候補選択部５２は、例えば以下のようにして現在の移動局の予測位置ｑｔ（ｘｅ，ｙｅ）を予測する。現在の移動局の予測位置ｑｔにおける移動局１０の移動速度をｖｔ、加速度をａｔとし、同様に、過去１回前の測位の際の移動局１０の位置ｑｔ−１における移動局１０の移動速度をｖｔ−１、加速度をａｔ−１、過去２回前の測位の際の移動局１０の位置ｑｔ−２における移動局１０の移動速度をｖｔ−２、加速度をａｔ−２、過去３回前の測位の際の移動局１０の位置ｑｔ−３における移動局１０の移動速度をｖｔ−３、加速度をａｔ−３、過去４回前の測位の際の移動局１０の位置ｑｔ−４における移動局１０の移動速度をｖｔ−４、加速度をａｔ−４とする。このとき、現在の加速度は過去２回における測位の際における移動局１０の移動加速度の平均であるとすると、その関係は次式（５）で表される。
ａｔ＝（ａｔ−１＋ａｔ−２）／２ …（５）
で表される。このとき、移動局測位システム８による測位が所定の微小時間で反復して行なわれている場合には、ある測位の際における移動局１０の移動加速度ａｔは、その測位の際における移動局１０の移動速度ｖｔと１回前の測位の際における移動局１０の移動速度ｖｔ−１とを用いて、ａｔ＝ｖｔ−ｖｔ−１と表され、またある測位の際における移動局１０の移動速度ｖｔは、その測位の際における移動局１０の位置ｑｔと１回前の測位の際における移動局１０の位置ｑｔ−１とを用いて、ｖｔ＝ｑｔ−ｑｔ−１と表されることから、前記式（５）は、
ｖｔ−ｖｔ−１＝（（ｖｔ−１−ｖｔ−２）＋（ｖｔ−２−ｖｔ−３））／２
（ｑｔ−ｑｔ−１）−（ｑｔ−１−ｑｔ−２）
＝（（（ｑｔ−１−ｑｔ−２）＋（ｑｔ−２−ｑｔ−３））
＋（（ｑｔ−２−ｑｔ−３）＋（ｑｔ−３−ｑｔ−４）））／２
と順次書き換えられる。これをｑｔについて整理すると、
ｑｔ＝（５ｑｔ−１−３ｑｔ−２−ｑｔ−３＋ｑｔ−４）／２
となる。このようにして、現在の移動局１０の予測位置ｑｔを算出する。
【００６８】
図１０は、本発明の移動局測位システム８の制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、移動局１０の時計同期部２６、基地局１２の時計同期部４２に対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１において、移動局１０の時計２８と各基地局１２の時計４０の時刻とが同期するための時刻同期ルーチンが実行させられる。なお、このＳＡ１で実行される時刻同期ルーチンは、図１０のフローチャートが反復して実行される場合においては、１回目の実行においてのみ実行されるようにしてもよい。そのようにすれば、２回目以降である反復実行時の測位を高速化できる。
【００６９】
図１１は、この時刻同期ルーチンによる移動局１０の時計２８の時刻と基地局１２の時計４０の時刻とを同期する作動を説明するフローチャートであり、図１２は、時刻同期ルーチンによる各基地局１２の時計４０の時刻とを同期する作動を説明するタイムチャートである。これらが順次実行されることにより、移動局１０の時計２８の時刻と、全ての基地局１２の時計４０の時刻とが同期させられる。なお、図１１および図１２の制御作動は、その順で実行することに限られず、まず図１２を実行し、その後図１１を実行してもよい。
【００７０】
図１１は、この時刻同期ルーチンによる移動局１０の時計２８の時刻と基地局１２の時計４０の時刻とを同期する作動を説明するフローチャートである。図１１のフローチャートを実行する前に、複数の基地局のうち、時刻の同期における基準となる基地局である時計同期基準基地局１２Ｔとして、いずれか１の基地局が選択される。そして、選択された時計同期基準基地局１２Ｔと移動局１０とを対象としてこの図１１の時刻同期ルーチンが実行される。
【００７１】
時計同期基準基地局１２Ｔの無線部３４など対応するＳＢ１においては、制御部４１により電波を送信可能に制御された基地局１２の無線部３４から所定の拡散符号が移動局１０に向けて送信されるとともに、その発信時刻ｔｂｔが記憶される。一方、制御部３１により電波を受信可能に制御された移動局１０の無線部２４および受信時刻検出部２７などに対応するＳＢ２においては、ＳＢ１で時計同期基準基地局１２Ｔから発信された拡散符号が受信され、受信した拡散符号を同期検出処理することにより受信時刻ｔｍｒが検出される。
【００７２】
続いて制御部３１により電波を送信可能に制御された移動局１０の無線部２４などに対応するＳＢ３においては、所定の拡散符号、その発信時刻ｔｍｔ、およびＳＢ２において検出された受信時刻ｔｍｒが移動局１０から時計同期基準基地局１２Ｔに対して発信される。一方、制御部４１により電波を受信可能に制御された時計同期基準基地局１２Ｔの無線部３４および受信時刻検出部３６などに対応するＳＢ４においては、ＳＢ３で移動局１０から発信された拡散符号が受信され、受信した拡散符号を同期検出処理することにより受信時刻ｔｂｒが検出される。検出された受信時刻ｔｂｒは、ＳＢ３で移動局１０から発信されＳＢ４で受信された移動局１０における発信時刻ｔｍｔ、および受信時刻ｔｍｒとともに記憶される。
【００７３】
続くＳＢ５乃至ＳＢ６は時計同期基準基地局１２Ｔの時計同期部４２に対応する。まず、ＳＢ５においては、往路、すなわち時計同期基準基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬時間ｔ１および、復路、すなわち移動局１０から時計同期基準基地局１２Ｔへの電波の伝搬時間ｔ２とを、ｔ１＝ｔｍｒ−ｔｂｔ、ｔ２＝ｔｂｒ−ｔｍｔのように算出する。そして、ＳＢ６においては、ＳＢ５において算出された往路の電波伝搬時間ｔ１および復路の電波伝搬時間ｔ２とに基づいて、移動局１０の時計７８と基地局１２の時計４０との時刻のずれｔｄを、ｔｄ＝（ｔ２−ｔ１）／２として算出する。
【００７４】
時計同期基準基地局１２Ｔの時計同期部４２および制御部４１により電波を送信可能に制御された無線部３４に対応するＳＢ７においては、ＳＢ６において算出された移動局１０の時計７８と基地局１２の時計４０との時刻のずれｔｄだけ移動局１０の時計２８の時計を遅らせるよう、移動局１０に対し指令を送信する。そして、移動局１０の制御部３１により電波を受信可能に制御された無線部２４、時計同期部２６などに対応するＳＢ８においては、ＳＢ７において時計同期基準基地局１２Ｔにより送信された指令に基づき、時計２８の時刻を補正する。このようにして、移動局１０の時計２８の時刻と基地局１２の時計４０の時刻とは同期されたものとなる。
【００７５】
一方、図１２は、時刻同期ルーチンによる各基地局１２の時計４０の時刻とを同期する作動を説明するタイムチャートである。図１２のタイムチャートを実行する前に、複数の基地局のうち、時刻の同期における基準となる基地局である時計同期基準基地局１２Ｔとして、いずれか１の基地局が選択される。好適には図１１のフローチャートの実行時における時計同期基準基地局１２Ｔと同一の基地局１２が選択されることにより、移動局１０の時計２８の時刻および全ての基地局１２の時計４０の時刻が同期させられる。本図１２のタイムチャートにおいては、第１基地局１２Ａが時計同期基準基地局１２Ｔとして選択されている。なお本図１２のタイムチャートにおいては、各基地局１２の時計同期部４２の協調作動を制御すると共に、必要な演算をサーバ１４において行なうものとされているが、このような態様に限られず、例えばいずれか１の基地局が有するマイコンの演算機能などを用いてもよい。
【００７６】
図１２において、縦線で表された第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄと測位サーバ１４との間を横方向に結ぶ矢印によって各基地局および測位サーバ間の通信の様子が示されている。なお矢印の向きは通信の方向を示しており、矢印の先が向いている機器が受信側である。また、波線で表された矢印は無線による通信を表している。また、図中下向きに時間軸がとられており、下へ行くほど時間の経過を表している。
【００７７】
まず時刻ｔ１１において、測位サーバ１４から予め選択された時計同期基準基地局１２Ｔ（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、無線通信における空きチャンネルの探索命令がされる。これを受け、第１基地局１２Ａはチャンネルスキャンを実行し、発見した空きチャンネルについての情報を時刻ｔ１２において測位サーバ１４に対し送信する。続いて時刻ｔ１３において測位サーバ１４から時計同期基準基地局１２Ｔ（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、時刻情報を無線により発見された空きチャンネルを用いて送信する命令がされる。更に時刻ｔ１４乃至時刻ｔ１６において、測位サーバ１４から前記時計同期基準基地局１２Ｔ以外の基地局（本図においては第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄ）のそれぞれに対し、順次時刻情報を無線により受信する命令がされる。
【００７８】
続いて時刻ｔ１７において、第１基地局１２Ａの無線部３４から電波が送信される。この電波には、受信した第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄにおいて受信時刻の検出を行なうための拡散符号と、電波の送信時刻を表す送信時刻情報とを含む。そして、この電波が第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの無線部３４によって受信され、受信時刻検出部３６により受信時刻が検出される。更に時刻ｔ１８乃至時刻ｔ２０において、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれが受信した電波に含まれていた電波の送信時刻に関する情報と、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれにおいて検出された電波の受信時刻に関する情報とが有線通信部５０により測位サーバ１４に順次送信される。
【００７９】
ここで、各基地局１２の位置は既知であることから、前記第１基地局１２Ａから発信された電波が第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれへ到達するのに要する伝搬時間は予め算出される。従って、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれについて、受信時刻と送信時刻との時間差から前記それぞれの基地局１２についての伝搬時間を引いたものが第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの時計３９のそれぞれの時刻と第１基地局１２Ａの時計３９の時刻との時間ずれとなる。このようにして算出された時間ずれがなくなるように時刻ｔ２１乃至時刻ｔ２３において第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの時計３９が補正されることにより、各基地局１２の時計は時計同期基準基地局１２Ｔである第１基地局１２Ａの時計４０の時刻と同期させられる。
【００８０】
図１０に戻って、ＳＡ２においては、サーバ１４から移動局１０へ測位のための電波の送信を行なうよう指令が行なわれるとともに、サーバ１４から各基地局１２に対し移動局１０からの電波を受信するよう指令が行なわれる。このとき、サーバ１４から移動局１０への指令は、いずれか１の基地局１２を介して行なわれる。すなわちサーバ１４は無線通信に関する機能、すなわち受信部や送信部を有していない一方、移動局１０は有線通信に関する機能、すなわち有線通信インタフェースを有しておらず、サーバ１４と移動局１０とが直接通信を行なうことができないため、サーバ１４はいずれかの基地局１２に対し、移動局１０へ無線により指令を送信するように指令をおこなう。また、サーバから各基地局１２への指令は、通信ケーブル１８を介して行なわれる。
【００８１】
ＳＡ３においては、各基地局１２において、ＳＡ２におけるサーバ１４から移動局１０への指令を送信する指令を受けたか否かが判断される。そして、サーバ１４から移動局１０への指令を送信する指令を受けた基地局１２においてはこの判断が肯定され、続くＳＡ４が実行される。一方サーバ１４からの指令を受けていない基地局１２においてはこの判断が否定され、移動局１０からの電波の受信の待機が行なわれてＳＡ６が実行される。
【００８２】
移動局１２の無線部３４などに対応するＳＡ４においては、ＳＡ２でサーバ１４から移動局１０への指令を送信する指令を受けた基地局１２から移動局１０に対して、測位のための電波を送信させる指令が無線により送信される。なお、この指令の送信を行なった基地局１２についても、送信の後、移動局１０からの電波の受信の待機が行なわれる。
【００８３】
移動局１０の制御部３１、無線部２４などに対応するＳＡ５においては、移動局１０から測位のための電波が送信される。この測位のための電波には、拡散符号などの所定の符号、および時計２８から得られる電波の送信時刻についての情報が含まれる。
【００８４】
基地局１２の無線部３４、受信時刻検出部３６などに対応するＳＡ６においては、ＳＡ５において移動局１０から送信された測位のための電波が各基地局１２において受信される。そして、受信された電波に含まれる前記ＰＮ符号などの所定の符号に対してそのレプリカ符号との相関値のピーク値を検出することにより、同期時刻が検出され、電波の受信時刻が算出される。そして、算出された電波の受信時刻についての情報と、受信した電波から取り出された電波の送信時刻についての情報とが通信ケーブル１８を介して各基地局１２からサーバ１４に送信される。このとき、受信時刻の算出は、少なくとも２回、すなわち直接波の受信時刻および１回の反射による反射波の受信時刻がそれぞれ算出される。
【００８５】
測距部４８に対応するＳＡ７においては、ＳＡ６において算出された直接波の各基地局１２における受信時刻と、移動局１０における電波の送信時刻とから移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間が算出され、これに電波の速度ｃを乗ずることにより移動局１０と各基地局１２との距離が算出される。
【００８６】
高さ検出部４６に対応するＳＡ８においては、ＳＡ６において算出された反射波の各基地局１２における受信時刻と、移動局１０における電波の送信時刻とから移動局１０から各基地局１２への反射波の伝搬距離Ｌｒが算出され、算出された反射波の伝搬距離ＬｒとＳＡ７において算出された基地局１２と移動局１０との距離、すなわち直接波の伝搬距離Ｌｄと、予め既知とされている基地局１２の高さＨについての情報とに基づいて、移動局１０の高さｈが算出される。なお、移動局１０の高さｈの算出は、いずれか１つの基地局１２に対して、その基地局１２についての移動局１０からの反射波の伝搬距離Ｌｒと、直接波の伝搬距離Ｌｄと、基地局１２の高さＨについての情報とに基づいて算出されてもよいし、任意の複数の基地局に対して移動局１０の高さｈが算出されそれらが平均されてもよい。
【００８７】
測位部５０に対応するＳＡ９においては、ＳＡ７において算出された各基地局１２と移動局１０との距離と、予め既知である各基地局１２の位置についての情報と、ＳＡ８において算出された移動局１０の高さｈについての情報とに基づいて、移動局１０の位置が算出される。具体的には、これらの関係を表す式である前記（４）式を解くことにより、移動局１０の位置が算出される。
【００８８】
続くＳＡ１０においては、ＳＡ９において移動局の位置として算出された前記式（４）の解が複数個であったか否かが判断される。例えば前記（４）式の本数が２本以下である場合などにおいて前記式（４）の解が複数個であった場合には、これら複数個の解は移動局１０の位置の候補であるとして、ＳＡ１１が実行される。一方、前記式（４）の解が１つであった場合には、その１つの解が移動局１０の位置であるとして、本フローチャートは終了される。
【００８９】
移動局位置候補選択部５２に対応するＳＡ１１においては、ＳＡ９において移動局１０の位置の候補とされた前記式（４）の複数の解のいずれかが、前記移動局の存在し得る領域に関する情報、または前記移動局の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて前記移動局の位置として選択される。
【００９０】
前述の実施例の移動局測位システム８によれば、高さ検出部４６（ＳＡ８）により、移動局１０の床面からの高さｈについての情報である高さ情報が検出され、測位部５０（ＳＡ９）により、伝搬時間算出部（測距部４８）（ＳＡ７）によって算出された移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間と、高さ検出部４６によって検出された移動局１０の高さ情報と、各基地局１２の位置情報とに基づいて移動局１０の位置の算出が行なわれるので、３次元空間を移動する移動局１０の位置の算出を４つ未満の基地局によって行なうことができる。
【００９１】
また、前述の実施例の移動局測位システム８によれば、受信時刻検出部３６（ＳＡ６）により、移動局１０が送信する電波のうち、移動局１０から直接基地局１２に到達する直接波の基地局１２における受信時刻と、移動局１０から所定の反射面において反射された後に基地局１２に到達する反射波の基地局１２における受信時刻とが検出され、高さ検出部４６（ＳＡ８）により、受信時刻検出部３６によって検出された各基地局１２における直接波の受信時刻に関する受信時刻情報、反射波の受信時刻に関する受信時刻情報、および各基地局１２の位置情報とに基づいて移動局１０の高さが検出されるので、測位のために必要となる電波以外の他の手段を用いることなく移動局１０の高さを検出することができ、移動局１０の構成を簡素化することができる。
【００９２】
また、前述の実施例の移動局測位システム８によれば、時計ずれ検出部２６、４２により、移動局１０の有する時計２８と各基地局１２の有する時計４０の時刻とのずれが検出され、伝搬時間算出部（測距部４８）（ＳＡ７）により、受信時刻検出部３６（ＳＡ６）により検出された受信時刻に関する情報である受信時刻情報と移動局１０における電波の送信時刻についての情報である送信時刻情報と、時計ずれ検出部２６、４２によって検出された移動局１０の有する時計２８と各基地局１２の有する時計４０の時刻とのずれとに基づいて移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間が算出されるので、移動局１０の有する時計２８の時刻と各基地局１２の有する時計４０の時刻の時刻ずれを考慮して移動局１０と各基地局１２の間の電波の伝搬時間に基づいて移動局１０の位置の算出を正確に行なうことができる。
【００９３】
また、前述の実施例の移動局測位システム８によれば、移動局位置選択部５２により、測位部５０によって移動局１０の位置の候補が複数算出される場合において、移動局１０の存在し得る領域に関する情報、または移動局１０の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて移動局１０の位置として前記移動局１０の位置の候補のいずれかが選択されるので、測位部５０によって移動局１０の位置の候補が複数算出された場合であっても、移動局１０の位置が選択される。
【００９４】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００９５】
図１３は、本実施例における移動局１０の制御機能と構成の一例を説明する図であって、前述の実施例の図２に対応する図である。移動局１０は第１アンテナ６２、第１無線部６４、第２アンテナ６６、第２受信部６８、時計７４等を有する。また、移動局１０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータ（マイコン）７５を含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、時計同期部７０、受信時刻検出部７６、制御部７１などの制御作動を実行するようになっている。本図１３の移動局１０と図２の移動局１０とを比較すると、図２の移動局１０においては単一の無線部２４およびその無線部に接続されたアンテナ２２を有していたのに対し、図１３の移動局１０においては、第１無線部６４およびその無線部に接続された第１アンテナ６２に加え、第２受信部６８およびその無線部に接続された第２アンテナ６６を有する点において異なる。また、この第２受信部６８において受信された電波の受信時刻を検出する受信時刻検出部７６を有する点において異なる。
【００９６】
第１無線部６４は前述の実施例１における無線部２４と同様に、電波の送受信を行なうものであって、送信部および第１受信部に対応する。第１無線部６４は、電波の送信時においては所定の周波数の搬送波を生成するとともに、所定の符号などを含む送信信号に基づいてＡＳＫ（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）変調、ＦＳＫ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）変調などの処理やデジタル変調の処理を行ない、処理された電波を所定の出力まで増幅し第１アンテナ６２を用いて送信する。また、第１無線部６４は電波の受信時においては、第１アンテナ６２によって受信された電波から所定の周波数成分のみを取り出し、信号処理に適した増幅を行なうとともに、発信の際に行なわれた変調の方式に対応する復調処理を行なうことにより受信した電波に含まれる信号成分を取り出す。第１無線部６４における電波の送信状態と受信状態とは必要に応じて後述する制御部７１により切換可能とされている。すなわち、第１無線部６４は、例えば、搬送波を生成する発振器、変調処理を行なう変調器、あるいはデジタル変調器、増幅を行なう増幅器、受信波から所定の周波数成分を取り出すフィルタ、復調を行なう復調器、送信状態と受信状態を切り換える送受信切換器などの、デジタル無線通信のために広く用いられる機構を含んで構成される。なお、第１アンテナ６２および第１無線部６４による電波の受信は、基地局１２からの電波を受信するようにされる。
【００９７】
第１アンテナ６２は、前記第１無線部６４が電波の送受信に用いるものであって、第１無線部６４が送受信する電波の周波数等の特性に応じた形式のものが用いられる。なお、移動局１０から各基地局１２への電波の送信時において、移動局１０からの距離が同一であれば移動局１０に対する基地局１２の方向に関わらず同一の強度で移動局１０から送信される電波の強度が得られるように、アンテナ２２は指向性のないアンテナが好適に用いられる。
【００９８】
また、第２受信部６８は、前記第１無線部６４によって送信された電波の、例えば床面などの所定の反射面によって反射した反射波を受信するものである。第２受信部６８は、後述する第２アンテナ６２によって受信された電波から所定の周波数成分のみを取り出し、信号処理に適した増幅を行なうとともに、発信の際に行なわれた変調の方式に対応する復調処理を行なうことにより受信した電波に含まれる信号成分を取り出す。すなわち、第２受信部６８は、例えば、受信波の増幅を行なう増幅器、受信波から所定の周波数成分を取り出すフィルタ、復調を行なう復調器などの、デジタル無線通信のために広く用いられる機構を含んで構成される。
【００９９】
第２アンテナ６６は、前記第２受信部６８が電波の受信に用いるものであって、第２受信部６８が受信する電波の周波数等の特性に応じた形式のものが用いられる。前述のように、第２受信部６８は、前記第１無線部６４によって送信された電波の、例えば床面などの所定の反射面によって反射した反射波を受信するものであるので、この第２アンテナ６６は、垂直方向に指向性を有するアンテナであって、前記所定の反射面からの電波を受信するようにされてもよい。
【０１００】
ここで、第１無線部６４が送受信する電波と、第２受信部６８が受信する電波は相互に偏波特性の異なる電波であって、反射によってその偏波特性が交互に変化する電波とされる。好適には例えば、第１無線部６４が送受信する電波には、電磁波の進行方向に垂直な面内の電界成分のベクトルの軌跡が円を描く円偏波のうち、ある点における電界ベクトルの回転方向が電波の進行方向に向かって右回りとなる右回り偏波、あるいは左回りとなる左回り偏波のいずれか一方が用いられ、第２受信部６８が受信する電波はそれらの他方とされる。
【０１０１】
また、第１アンテナ６２および第２アンテナ６６は、前述のように、前記第１無線部６４および第２受信部６８がそれぞれ送受信する電波の特性に適したアンテナが用いられる。すなわち、前述のように例えば第１無線部６４が送受信する電波および第２受信部６８が受信する電波がそれぞれ偏波特性の異なる円偏波である場合には、第１アンテナ６２および第２アンテナ６６は円偏波の送受信に適したアンテナ、例えば平面パッチアンテナなどが用いられる。
【０１０２】
時計７４は、時刻に関する情報を供給するものであって、移動局１０の作動時に参照される。具体的には例えば、第１無線部６４が送信符号を含む電波を送信する場合においては、この時計７４を参照することにより得られる時刻情報が、送信時刻に関する情報（送信時刻情報）として送信される電波に含まれる。また、後述する受信時刻検出部７６における受信時刻の検出においても時計７４の時刻が参照される。
【０１０３】
なお、前述の実施例と同様に、移動局１０から送信される電波には、受信の際に受信時刻の検出を精度よく行なうための符号を含むことができる。この符号は、移動局１０からの直接波を受信した基地局１２の受信時刻検出部３６や反射波を受信した移動局１０において後述する受信時刻検出部７６により電波の受信時刻の検出に用いられるものであって、好適には拡散符号が用いられる。
【０１０４】
図１３において、マイコン７５を図示するブロックの内部は、マイコン７５によって実行される制御機能の概要を示す機能ブロック図とされている。この図１３に示す様に、マイコン７５においては、受信時刻検出部７６、時計同期部７０、制御部７１などが実行される。
【０１０５】
受信時刻検出部７６は、前述の実施例１における移動局１０の受信時刻検出部２７と同様の作動を行なうものであって、前記第１アンテナ６２および第１無線部６４、あるいは第２アンテナ６６および第２受信部６８によって受信された電波の受信時刻を検出する。このとき、前述のように第２受信部６８が受信するのは、前記第１無線部６４が送信し、例えば床面などの所定の反射面において反射した反射波であるので、そのレプリカ符号は送信した符号そのものやその複製としてマイコン３５の内部に記憶することによって得ることができる。
【０１０６】
この様にすれば、第１無線部６４および第１アンテナ６２から送信された電波は、前記所定の反射面で反射した後、その偏波特性が変化するので、第１無線部６４および第１アンテナ６２から送信された電波の反射波を第２アンテナ６６および第２受信部６８によって受信することができる。
【０１０７】
時計同期部２６は、移動局１０の時計２８の時刻と、基地局１２が有する時計４０の時刻とを同期させる処理である時計合わせ処理を行なう。この時計同期部２６は、時計合わせ処理の対象とされるいずれか１つの基地局（以下、「時計同期基準基地局」という。）１２の時計同期部４２と協調して作動するものであって、具体的な作動は後述する。
【０１０８】
制御部７１は、移動局１０の作動を制御するものであって、例えば、第１無線部６４の送信状態と受信状態を切り換えたり、あるいは、無線により移動局１０の作動に関する指令（コマンド）が送信される場合においては、第１無線部６４によって受信された受信波に含まれるコマンドを抽出し、そのコマンドを実行すべく移動局の作動を決定する。具体的には例えば送信する拡散符号の生成や、生成された送信符号の無線による送信を適切なタイミングで実行するよう指示する。
【０１０９】
一方、本実施例においては、前述の実施例と同様に、例えば図４に示す構成の基地局１２が用いられる。このうち、アンテナ３２、無線部３４は、前述の移動局１０の第１アンテナ６２および第１無線部６４が送受信する電波と同一の特性の電波を送受信するようにされている。すなわち、移動局１０の第１アンテナ６２および第１無線部６４が送受信する電波が右回り偏波である場合には、基地局１２のアンテナ３２および無線部３４が送受信する電波も右回り偏波であるようにされている。
【０１１０】
このようにすれば、移動局１０の第１無線部６４および第１アンテナ６２は基地局１２のアンテナ３２および無線部３４との間で直接波により好適に電波の送受信をおこなうことができる。
【０１１１】
なお、基地局１２の機能を説明する図４において、他のブロック、例えば受信時刻検出部３６、有線通信インタフェース３８、時計４０、時計ずれ検出部４２などの制御作動については、前述の実施例１と同様であるので説明を省略する。
【０１１２】
また、本実施例においては、前述の実施例と同様に、例えば図４に示す構成のサーバ１４が用いられる。このうち、有線通信インタフェース４４、測距部４８、測位部５０、移動局位置候補選択部５２の制御作動については前述の実施例１と同様であるので説明を省略する。
【０１１３】
高さ検出部４６は、移動局１０における第１無線部６４による電波の送信時刻と受信時刻検出部７６により検出された第２受信部６８による電波の受信時刻とに基づいて、移動局１０の高さ、すなわち反射波の反射面である床面からの距離を算出する。すなわち、受信時刻検出部７６によって検出される電波の受信時刻と第１無線部６４による電波の送信時刻との差は、移動局と反射面との電波の往復伝搬時間に相当することから、これを２で割ることによって得られる移動局から反射面までの電波の伝搬時間に電波の速度ｃを乗ずることによって、移動局１０から反射面までの距離を算出する。
【０１１４】
図１４は、この高さ検出部４６による移動局１０の高さの検出を説明する図である。図１４においては、任意のｘｚ平面（ｙ＝ａ（一定））において、基地局１２および移動局１０がそれぞれ存在している。移動局１０の高さはｈとする。
【０１１５】
移動局１０の第１無線部６４から送信された電波は、直接基地局１２に到達し基地局１２の無線部３４により受信される。また、床面などの所定の反射面で反射した後に移動局１０の第２受信部６８によって受信される。このとき、移動局１０の第１無線部６４から送信された電波が例えば右回り偏波である場合は、直接基地局１２に右回り偏波として到達し、前記第１無線部６４と同一の特性を有する電波を送受信可能にされた基地局１２の無線部３４により受信される。また、移動局１０の第１無線部６４から送信された右回り偏波は、床面などで反射することにより左回り偏波となって、前記第１無線部６４と異なる特性を有する電波を受信可能とされた移動局１０の第２アンテナ６６および第２受信部６８によって受信される。
【０１１６】
ここで、移動局１０の第１無線部６４により電波が送信された送信時刻をｔｔ、移動局１０の第２受信部６８により反射波が受信された受信時刻をｔｒ、基地局１２の無線部３４において移動局１０からの電波（直接波）が受信された時刻をＴｄとする。前述のように、高さ検出部６４は、第２受信部６８による反射波の受信時刻ｔｒと第１無線部６４による電波の送信時刻ｔｔとの差（ｔｒ−ｔｔ）を移動局１０と反射面との電波の往復伝搬時間として算出する。これを２で割った（ｔｒ−ｔｔ）／２を移動局１０から反射面までの電波の伝搬時間とし、これに電波の速度ｃを乗ずることによって、移動局１０の高さｈをｈ＝ｃ×（ｔｒ−ｔｔ）／２のように算出する。
【０１１７】
また、測距部４８は、前述の実施例と同様に、移動局１０と基地局１２との距離Ｌｄを、移動局１０の第１無線部６４により電波が送信された送信時刻をｔｔ、および基地局１２の無線部３４において移動局１０からの電波（直接波）が受信された時刻Ｔｄを用いて、同様にＬｄ＝ｃ×（Ｔｄ−ｔｔ）とする。
【０１１８】
図１５は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、移動局１０の時計同期部２６、基地局１２の時計同期部４２に対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＢ１において、移動局１０の時計２８と各基地局１２の時計４０の時刻とが同期するための時刻同期ルーチンが実行させられる。なお、このＳＢ１で実行される時刻同期ルーチンは、図１５のフローチャートが反復して実行される場合においては、反復の１回目においてのみ実行されるようにしてもよい。そのようにすれば、反復の２回目以降の測位を高速化できる。なお、この時刻同期ルーチンは例えば図１１、図１２に示すものが前述の実施例１と同様に用いられるので、説明を省略する。続くＳＣ２乃至ＳＣ４は、図１０に示した前述の実施例１のフローチャートにおけるＳＡ２乃至ＳＡ４に、また、ＳＣ１２乃至ＳＣ１４はＳＡ９乃至ＳＡ１１にそれぞれ対応し、同様の制御作動が行なわれるステップであるので、説明を省略する。
【０１１９】
移動局１０の制御部７１によって電波を送信可能に制御された第１無線部６４などに対応するＳＣ５においては、移動局１０から測位のための電波が送信される。この測位のための電波には、例えばＰＮ符号などの所定の符号が含まれる。また、電波の送信時刻ｔｔについての情報が時計２８を参照することなどにより取得され、図示しない記憶手段などにより記憶される。
【０１２０】
各基地局１２の無線部３４、受信時刻検出部３６などに対応するＳＣ６においては、ＳＣ５において移動局１０から送信された測位のための電波が各基地局１２において受信される。そして、受信された電波に含まれる前記ＰＮ符号などの所定の符号に対してそのレプリカ符号との相関値のピーク値を検出することにより、同期時刻が検出され、電波の受信時刻Ｔｄとされる。
【０１２１】
移動局１０の第２受信部６８、受信時刻検出部７６などに対応するＳＣ７においては、ＳＣ５において送信された電波が床面などの所定の反射面で反射された電波である反射波が移動局１０の第２アンテナ６６および第２受信部６８において受信され、受信された電波に含まれる前記ＰＮ符号などの所定の符号に対してそのレプリカ符号との相関値のピーク値が検出されことにより、同期時刻が検出され、電波の受信時刻ｔｒとされる。なお、ＳＣ６およびＳＣ７は、それぞれＳＣ５による電波の送信後に実行されればよく、ＳＣ６、ＳＣ７の順に実行される必要はない。
【０１２２】
移動局１０の第１無線部６４などに対応するＳＣ８においては、ＳＣ５における電波の送信時刻ｔｔに関する情報、およびＳＣ７における反射波の受信時刻ｔｒに関する情報が基地局１２へ無線により送信される。さらに、基地局１２の有線通信インタフェース３８などに対応するＳＣ９においては、ＳＣ８において移動局１０から送信され基地局１２において受信された、ＳＣ５における電波の送信時刻ｔｔに関する情報、およびＳＣ７における反射波の受信時刻ｔｒに関する情報に加え、ＳＣ６において受信された基地局１２における電波の受信時刻Ｔｄに関する情報をサーバ１４に通信ケーブル１８を介して送信する。なお、ＳＣ８において移動局１０から送信される送信時刻ｔｔに関する情報および受信時刻ｔｒに関する情報は、少なくとも任意の１の基地局１２おいて受信されればよく、また、ＳＣ９の作動は、この受信が行なわれた基地局１２において行なわれればよい。
【０１２３】
測距部４８に対応するＳＣ１０においては、ＳＣ６において算出された直接波の基地局１２における受信時刻Ｔｄと、移動局１０における電波の送信時刻ｔｔとから移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間（Ｔｄ−ｔｔ）が算出され、これに電波の速度ｃを乗ずることにより移動局１０と各基地局１２との距離が算出される。
【０１２４】
高さ検出部４６に対応するＳＣ１１においては、ＳＣ７において算出された反射波の受信時刻ｔｒと、ＳＣ５における電波の送信時刻ｔｔとに基づいて、移動局１０の高さｈが算出される。移動局１０の高さｈは、前述のように、例えば移動局１０から所定の反射面への電波の伝搬時間（ｔｒ−ｔｔ）／２に電波の速度ｃを乗ずることによって行なわれる。
【０１２５】
前述の実施例２の移動局測位システム８によれば、移動局１０の第１無線部６４（送信部）により第１の偏波特性を有する電波（例えば右回り偏波）が送信され、移動局１０は、前記第１の偏波特性を有する電波を受信可能な第１無線部６４（第１受信部）と、該第１の偏波特性とは異なる偏波特性である第２の偏波特性を有する電波（例えば左回り偏波）を受信可能な第２受信部６８と、を備え、前記高さ検出部４６（ＳＣ１０）により、第１無線部６４（送信部）が送信し、所定の反射面で反射し第２受信部６８において受信される電波について、第１無線部６４（送信部）における送信時刻ｔｔと第２受信部６８における受信時刻ｔｒとに基づいて送信から受信までに要した往復伝搬時間が算出され、算出された往復伝搬時間に基づいて移動局１０の高さｈが検出されるので、測位のために必要となる電波以外の他の手段を用いることなく移動局１０の高さｈを検出することができ、移動局１０の構成を簡素化することができる。
【実施例３】
【０１２６】
前述の実施例においては、測位部５０は測距部４８によって算出された第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ１、第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ２、第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離Ｌ３にもとづいて前記式（３）を解くことにより、移動局１０の位置を算出した。ところで、前記式（３）の各式の両辺の平方根をとり、第２式と第１式との両辺の差、および第３式と第１式の両辺の差をそれぞれ取った式は次式（６）の様になる。
【数１】
ここで、前述のように、前記測距部４８によって測定される第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ１、第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ２、第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離Ｌ３は、移動局１０による電波の送信時刻をｔｔ、第１基地局１２Ａにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ１、第２基地局１２Ｂにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ２、第３基地局１２Ｃにおける移動局１０からの電波の受信時刻をｔｒ３とすると、電波の速度ｃを用いてそれぞれ、
Ｌ１＝ｃ×（ｔｒ１−ｔｔ），
Ｌ２＝ｃ×（ｔｒ２−ｔｔ），
Ｌ３＝ｃ×（ｔｒ３−ｔｔ）
のように算出されることから、これを前記式（６）に適用すると、前記式（６）は次式（７）のようになる。
【数２】
この式（７）においては、移動局１０における電波の送信時刻ｔｔが含まれないことから、移動局１０は時計２８を有する必要がなく、そのため、移動局１０の時計２８の時刻を基地局１２の時計４０の時刻と同期させるための時計同期部２６を有する必要もない。さらに、サーバ１４においては、測位部５０は各基地局１２の位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）、高さ検出部４６によって検出された移動局１０の高さｈ、および、各基地局１２の受信時刻検出部３６によって検出された移動局１０から送信された電波の受信時刻ｔｒ１、ｔｒ２、ｔｒ３に基づいて、移動局１０の位置（ｘ，ｙ，ｈ）を算出するので、各基地局１２と移動局１０との距離を算出する測距部４８を有する必要がない。なお、前記式（７）を解いて得られる解が複数である場合、すなわち、移動局１０の位置の候補が複数算出された場合には、前述の移動局位置候補選択部５２により前記移動局１０の位置の候補のいずれかを選択することにより移動局１０の位置を得ることができる。
【０１２７】
このようにすれば、前記測位部５０（ＳＣ１１）は、移動局１０と各基地局１２との間の電波の伝搬時間のそれぞれの差と、前記高さ検出部４６（ＳＡ８、ＳＣ１０）によって検出された移動局１０の高さｈと、各基地局１２の位置情報とに基づいて移動局１０の位置の算出を行なうので、移動局１０は時計２８（７４）、およびその時計の時刻と各基地局１２の有する時計４０の時刻とを同期させる時計同期部２６（７０）を有する必要がないので、構成を簡易なものとすることができる。また、サーバ１４は移動局１０と各基地局１２との距離をそれぞれ算出する測距部４８を有する必要がないので、演算を高速化することができる。
【０１２８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１２９】
たとえば前述の実施例においては、時計ずれ検出部２６、４２が設けられ、移動局１０の時計２８の時刻および基地局１２の時計４０の時刻のずれが検出され電波の伝搬時間を算出する際にそのずれが補正されたが、例えば移動局１０の時計２８よび基地局１２の時計４０においてそれぞれ生ずる時計誤差が、測位部５０において行なわれる移動局１０の位置の算出において許容される誤差であるような場合には、この補正は必ずしも必要ではない。すなわち、時計ずれ検出部２６、４２がなくても一定の効果が得られる。
【０１３０】
また、前述の実施例においては、所定の反射面を床面としたが、これに限られず、例えば所定の反射面を天井面とすることも可能である。具体的に言えば、前述の実施例１においては、基地局１２を天井面付近に設けることで床面で反射する反射波と直接波とを受信可能にしたが、基地局１２を床面付近に設けることで、基地局１２は移動局１０からの直接波と天井面で反射する反射波とを受信するようにすることもできる。また、前述の実施例２においては、移動局１０の第２アンテナ６６は床面からの反射波を受信したが、例えば第２アンテナ６６の指向性を変更することにより天井面からの反射波を受信することもできる。この様にすれば、床面に凹凸がある一方、天井面に障害物が少ないような場合などにおいて基地局１２は好適に反射波を受信しうる。
【０１３１】
また、前述の実施例においては、移動局測位システム８はサーバ１４を含んで構成されたが、例えば前述の実施例においてサーバ１４において行なわれた演算がいずれかの基地局１２が有するコンピュータによって行なわれることもできる。かかる場合においては、移動局測位システム８はサーバ１４を必要としない。
【０１３２】
また、前述の実施例においては、サーバ１４と基地局１２とは通信ケーブル１８で接続され、その通信ケーブル１８を介してサーバ１４と基地局１２との情報通信が行なわれたが、このような態様に限られない。すなわち、サーバ１４が有線通信インタフェース４４に代えて無線部を有し、基地局１２の無線部３４との間で無線により情報通信を行なってもよい。この場合、前述の実施例のように、サーバ１４と移動局１０とは基地局１２を介した情報通信を行なわず、サーバ１４は移動局１０の無線部２４との間で情報通信を行なってもよい。また、この場合、前記サーバ１４の有線通信インタフェース４４や基地局１２のの有線通信インタフェース３８は必ずしも必要ではない。
【０１３３】
また、前述の実施例１においては、移動局測位システム８は移動局位置候補選択部５２を有し、測位部５０により移動局１０の位置が複数算出された場合にそのいずれかを移動局１０の位置として選択した。しかしながら、測位部５０により算出される移動局１０の位置が１つである場合、例えば３つ以上の基地局１２により移動局１０からの電波が受信され、３本の式からなる前記式（４）が導出される場合にのみ移動局１０の測位を行なうような場合には移動局位置候補選択部５２を有する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の移動局測位システムの概要を説明する図である。
【図２】移動局測位システムを構成する移動局の構成と機能の一例を説明するブロック図である。
【図３】移動局測位システムを構成する基地局の構成と機能の一例を説明するブロック図である。
【図４】移動局測位システムを構成するサーバの構成と機能の一例を説明するブロック図である。
【図５】高さ検出部による移動局の高さの検出作動を説明する図である。
【図６】高さ検出部による移動局の高さの検出作動と受信時刻検出部により検出される相関値の変化を説明する図である。
【図７】移動局位置候補選択部による選択作動を説明する図である。
【図８】移動局位置候補選択部による選択作動を説明する図である。
【図９】移動局位置候補選択部による選択作動を説明する図である。
【図１０】移動局測位システムによる制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】移動局の時計の時刻と基地局の時計の時刻を同期する時刻同期ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１２】複数の基地局の時計の時刻を同期する時刻同期ルーチンを説明するタイムチャートである。
【図１３】本発明の別の実施例における移動局測位システムを構成する移動局の構成と機能の一例を説明するブロック図である。
【図１４】本発明の別の実施例における移動局位置候補選択部による選択作動を説明する図である。
【図１５】本発明の別の実施例における移動局測位システムによる制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１６】従来における移動局位置測位システムの構成の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１０：移動局
１２：基地局
８：移動局測位システム
２４：（移動局の）無線部（送信部）
２６、４２、７０：時計同期部
３４：（基地局の）無線部（受信部）
３６：受信時刻検出部
４８：測距部（伝搬時間算出部）
４６：高さ検出部
５０：測位部
６４：（移動局の）第１無線部（第１受信部）
６８：（移動局の）第２受信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元空間を移動する移動局から送信される電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻についての情報と該複数の基地局の位置についての情報とに基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、
前記移動局は、電波を送信する送信部を備え、
前記基地局は、前記移動局から送信された電波を受信する受信部と、該受信部により電波を受信した時刻を検出する受信時刻検出部と、を備え、
前記移動局の床面からの高さについての情報である高さ情報を検出する高さ検出部と、
前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に関する情報である受信時刻情報と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出を行なう測位部とを有すること、
を特徴とする移動局測位システム。
【請求項２】
前記受信時刻検出部は、前記移動局が送信する電波のうち、前記移動局から直接前記基地局に到達する直接波の前記基地局における受信時刻と、前記移動局から所定の反射面において反射された後に前記基地局に到達する反射波の前記基地局における受信時刻とを検出し、
前記高さ検出部は、前記基地局の少なくとも１つにおける前記受信時刻検出部によって検出された前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さを検出すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
前記高さ検出部は、前記複数の基地局のうち、移動局と基地局との距離に関する距離関連値に基づいて移動局との距離が最も小さいとされる基地局における、前記受信時刻検出部によって検出された前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さを検出すること
を特徴とする請求項２に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
前記高さ検出部は、前記複数の基地局のそれぞれにおける前記直接波受信時刻情報、前記反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さをそれぞれ検出し、該検出された移動局の高さを平均することにより前記移動局の高さを算出すること
を特徴とする請求項２に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記高さ検出部は、移動局と基地局との距離に関する距離関連値に応じた重みを前記複数の基地局のそれぞれについて算出し、前記複数の基地局のそれぞれについて検出された前記移動局の高さを該重みを用いて重み付き平均を行なうことにより前記移動局の高さを算出すること
を特徴とする請求項４に記載の移動局測位システム。
【請求項６】
前記送信部は第１の偏波特性を有する電波を送信し、
前記移動局は、前記第１の偏波特性を有する電波を受信可能な第１受信部と、該第１の偏波特性とは異なる偏波特性である第２の偏波特性を有する電波を受信可能な第２受信部と、を備え、
前記高さ検出部は、前記送信部が送信し、所定の反射面で反射し前記第２受信部において受信される電波について、前記送信部における送信時刻と該第２受信部における受信時刻とに基づいて送信から受信までに要した往復伝搬時間を算出し、算出された前記往復伝搬時間に基づいて前記移動局の高さを検出すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項７】
前記測位部は、前記受信時刻検出部により検出された受信時刻に関する情報である受信時刻情報と前記移動局における電波の送信時刻についての情報である送信時刻情報とに基づいて算出される前記移動局から前記各基地局への電波の伝搬時間と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出を行なうこと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項８】
前記測位部によって前記移動局の位置の候補が複数算出される場合において、前記移動局の存在し得る領域に関する情報、または前記移動局の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて前記移動局の位置として前記移動局の位置の候補のいずれかを選択する移動局位置選択部を有すること
を特徴とする請求項７に記載の移動局測位システム。
【請求項９】
前記測位部は、前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に基づいて算出される基地局の対に対応する電波の到来時間差と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置情報とに基づいて移動局の位置の算出を行なうこと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項１】
３次元空間を移動する移動局から送信される電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻についての情報と該複数の基地局の位置についての情報とに基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、
前記移動局は、電波を送信する送信部を備え、
前記基地局は、前記移動局から送信された電波を受信する受信部と、該受信部により電波を受信した時刻を検出する受信時刻検出部と、を備え、
前記移動局の床面からの高さについての情報である高さ情報を検出する高さ検出部と、
前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に関する情報である受信時刻情報と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出を行なう測位部とを有すること、
を特徴とする移動局測位システム。
【請求項２】
前記受信時刻検出部は、前記移動局が送信する電波のうち、前記移動局から直接前記基地局に到達する直接波の前記基地局における受信時刻と、前記移動局から所定の反射面において反射された後に前記基地局に到達する反射波の前記基地局における受信時刻とを検出し、
前記高さ検出部は、前記基地局の少なくとも１つにおける前記受信時刻検出部によって検出された前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さを検出すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
前記高さ検出部は、前記複数の基地局のうち、移動局と基地局との距離に関する距離関連値に基づいて移動局との距離が最も小さいとされる基地局における、前記受信時刻検出部によって検出された前記直接波の受信時刻に関する直接波受信時刻情報、前記反射波の受信時刻に関する反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さを検出すること
を特徴とする請求項２に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
前記高さ検出部は、前記複数の基地局のそれぞれにおける前記直接波受信時刻情報、前記反射波受信時刻情報、および前記基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の高さをそれぞれ検出し、該検出された移動局の高さを平均することにより前記移動局の高さを算出すること
を特徴とする請求項２に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記高さ検出部は、移動局と基地局との距離に関する距離関連値に応じた重みを前記複数の基地局のそれぞれについて算出し、前記複数の基地局のそれぞれについて検出された前記移動局の高さを該重みを用いて重み付き平均を行なうことにより前記移動局の高さを算出すること
を特徴とする請求項４に記載の移動局測位システム。
【請求項６】
前記送信部は第１の偏波特性を有する電波を送信し、
前記移動局は、前記第１の偏波特性を有する電波を受信可能な第１受信部と、該第１の偏波特性とは異なる偏波特性である第２の偏波特性を有する電波を受信可能な第２受信部と、を備え、
前記高さ検出部は、前記送信部が送信し、所定の反射面で反射し前記第２受信部において受信される電波について、前記送信部における送信時刻と該第２受信部における受信時刻とに基づいて送信から受信までに要した往復伝搬時間を算出し、算出された前記往復伝搬時間に基づいて前記移動局の高さを検出すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項７】
前記測位部は、前記受信時刻検出部により検出された受信時刻に関する情報である受信時刻情報と前記移動局における電波の送信時刻についての情報である送信時刻情報とに基づいて算出される前記移動局から前記各基地局への電波の伝搬時間と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置についての情報である位置情報とに基づいて前記移動局の位置の算出を行なうこと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項８】
前記測位部によって前記移動局の位置の候補が複数算出される場合において、前記移動局の存在し得る領域に関する情報、または前記移動局の移動履歴に関する情報の少なくともいずれか１つに基づいて前記移動局の位置として前記移動局の位置の候補のいずれかを選択する移動局位置選択部を有すること
を特徴とする請求項７に記載の移動局測位システム。
【請求項９】
前記測位部は、前記受信時刻検出部により検出された各基地局における電波の受信時刻に基づいて算出される基地局の対に対応する電波の到来時間差と、前記高さ検出部によって検出された前記移動局の高さ情報と、前記各基地局の位置情報とに基づいて移動局の位置の算出を行なうこと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【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】
【公開番号】特開２００９−２１６４７４（Ｐ２００９−２１６４７４Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５８８４５（Ｐ２００８−５８８４５）
【出願日】平成２０年３月８日（２００８．３．８）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月８日（２００８．３．８）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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