JPH0363584A - 移動体の位置識別システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は移動体の位置識別システムに関し、より具体的
には、固定の発信器から発する信号を移動体が受信器で
受信して自己の位置を識別する位置識別システムに関す
る。

（従来の技術） 周知のように、アレイ状に配置された多数の信号発信点
からの信号を利用して移動体の現在位置を知る従来の方
法として、次の方法があった。すなわち、移動体が動き
得る対象の平面を小面積の複数の位置ブロックに分割し
、各位置ブロックを代表する位置をあらかじめ定めてお
く。移動体がある位置ブロック内に存在するとき、移動
体はその位置ブロックを代表する位置に存在するとして
、移動体の位置を識別していた。

また、移動体がどの位置ブロック内に存在するかを知る
方法として、たとえば、自動車電話に代表される方法が
ある。これは、信号の受信により移動体の現在位置を確
定することが可能な信号を磁気、電波あるいは光の形で
各信号発信点から空間に一定の強さで発射する。この信
号を移動体側で受信し、その信号強度が最も強く受信さ
れた信号を送信した発信点に代表される位置ブロックに
その移動体が含まれると判断する方法である。理想的な
環境条件では、信号発信点から一定の強度以上で電波を
受信できる領域は円形である。円形領域が隙間な（稠密
配置されるように発信点を配置すると、隣接する位置ブ
ロックからの電波を所定の電界強度以上で受信できる領
域の形状は、６角形となる。信号発信点は、このような
６角形の位置ブロックのそれぞれについて１個宛て配設
される。

実際の自動車電話システムでは、たとえば桑原守二監脩
「自動車電話」電子通信学会発行、第１９７〜２００頁
（昭和６０年２月ＩＯ日発行）に記載のように、自動車
側で電波を発信し、固定局側で受信強度を判断して自動
車がどの発信点に代表される位置ブロックに含まれるか
を固定局側で判断するシステムがある。

さらに別の例として、本願と同じ出願人によって開発さ
れた個人位置認識カードシステムがある。これは、光を
受信し電波を発信する機能を有するカード状の装置を個
人に持たせ、天井などに敷設された光送信器および電波
受信器で双方向の通信を行ない、屋内での各個人の現在
位置と識別情報を得る方法である。この方法では、信号
発信点からその位置を表現する情報を符号の形で含む信
号を発信する。移動体側では、この信号を受信して、こ
れにより得られる符号からその現在の位置ブロックを判
定する。日経エレクトロニクス、第４６９号ｆ１９８９
．３．２０＋第２３７〜２４０頁参照。

（発明が解決しようとする課題） しかし、それらの方法ではいずれも、移動体の位置の識
別単位となる位置ブロックと信号発信点が１対ｌに対応
している。したがって、位置検出をきめ細かく行なおう
とすると、位置ブロックの面積を小さくする必要がある
。したがって、位置検出の対象とする平面空間の面積が
同じであれば、それだけ数多くの信号発信点を設けなけ
ればならなかった。また、複数の位置ブロックの信号が
混信すると、位置情報の解読が不可能になることがあっ
た。混信を防ぐには、複数の発信点からの信号が同時に
受信されないように、換言すれば、各発信点における有
効受信範囲が重ならないように、発信点の間隔を広くと
る必要があった。

本発明は、このような従来技術の欠点を解消し、限られ
た領域内において多くの発信点を設けることなく精度よ
く移動体の位置を識別できる位置識別システムを提供す
ることを目的とする６（課題を解決するための手段） 本発明は上述の課題を解決するために、特定の領域にお
ける移動体の位置を識別する位置識別システムは、それ
ぞれに固有に割り当てられた符号を含む信号を送信する
複数の発信手段と、移動体に保持され、複数の発信手段
の少なくとも１つからの信号を受信してそれに含まれる
符号を抽出する受信手段とを含み、複数の発信手段は、
前記領域に分散して固定的に配置され、これによってそ
の領域は、複数の発信手段の信号を有効に送信する範囲
が互いに部分的に重複して複数の位置ブロックに分割さ
れ、前記符号は、複数の発信手段のそれぞれに固有であ
るとともに、？！ｆ数の発信手段からの信号が重複した
ときは重畳された形で、複数の位置ブロックのそれぞれ
に固有の符号を形成する符号形式をとり、受信手段は、
抽出された符号に基づいて複数の位置ブロックのうち移
動体の存在するブロックを識別する。

本発明によればまた、このような移動体の位置識別シス
テムに適用される送信装置および受信装置が提供される
。

（作　用） 本発明によれば、複数の発信手段は、それぞれに固有の
符号により変調された信号を送信する。

受信手段は、１もしくは複数の発信手段からの信号を受
信し、これに含まれる符号を抽出する。この符号は、複
数の発信手段のそれぞれに固有であり、複数の発信手段
からの信号が重複したときは重畳された形で、複数の位
置ブロックのそれぞれに固有の符号を形成する符号形式
をとっているので、受信手段は、この符号に基づいて、
移動体が現在含まれている位置ブロックを識別すること
ができる。

（実施例） 次に添付図面を参照して本発明による移動°体の位置識
別システムの実施例を詳細に説明する。

第１図には、本発明による位置識別システムの一実施例
がブロック図の形で示されている。本実施例における位
置識別システム２は、基本的には複数ｎ台の発信器Ａｌ
−Ａｎ、同期回路６および受信器４からなる。位置を識
別すべき人や物体などの移動体には、受信器４が発信器
Ａｌ−Ａｎのいずれかからの信号を受けられるような状
態で搭載される。

発信器Ａ１〜Ａｎは通常、たとえば工場や事務所、病院
などの屋内、または市街地や公園などの屋外等、移動体
の移動領域である対象平面において。

アレイ状に固定的に配設される。屋内であれば、たとえ
ば天井に設置してもよい。対象平面は複数あってもよく
、また、この対象領域内には受信器４を複数含んでよい
。

第１図に示すように、各発信３Ａ１〜Ａｎはそれぞれ、
変調回路Ｍｌ−Ｍｎと、これに対応的に接続された発光
素子Ｌ１〜Ｌｎとを含む。１つの変調回路に複数の発光
素子を接続してちよい。発光素子Ｌｌ−Ｌｎは、本実施
例では赤外線を放射する発光ダイオードが有利に適用さ
れ、信号を送信する信号退出機能を有する。変調回路旧
〜■ｎは、第２図に示すように、それぞれに固有で互い
に異なるパターンのパルス信号を同期信号ｌＯに従って
繰返し発生し、これによって赤外線発光ダイオードＬｌ
−Ｌｎを駆動する回路である。

変調器Ｍｌ−ｕｎは、接続線１２によって共通に同期回
路６に接続され、これよりクロック信号８および同期信
号ＩＯが供給される。同期回路６は、安定なりロック信
号８を発生し、これから各変調回路旧〜Ｍｎの動作タイ
ミングを合わせるための同期信号ＩＯを信号線１２に出
力するタイミング発生回路である。

発信器が４個の場合について、その変調器Ｍｌ〜Ｍ４で
変調され発光ダイオードＬＬ−１４で発光される送信信
号Ａｌ−Ａ４の波形の例を第２図に示す。以降の図にお
いて、信号の参照符号は、それに関連する信号線、送受
信器または領域の参照符号で表わすちのとする。

各発光ダイオード、たとえばＬｌ−１４から出力される
固有のパルス信号Ａ１−Ａ４のパルス幅および繰り返し
周期は、図示のように、それぞれクロック信号８のパル
ス幅および繰り返し周期に等しい。

本実施例では、送信器ＡＩから送信されるパルスＡｌは
、同期信号１０に同期した３個の相続く矩形波からなる
パターンを有し、送信器Ａ２から送信されるパルスＡ２
は、同期信号ＩＯに同期した２個の相続く矩形波にｌク
ロックパルス周期をおいてこれに続く１個の矩形波のパ
ターンを有する。同様に送信パルスＡ３は、同期信号ｌ
Ｏに同期した２個の相続く矩形波に２クロックパルス周
期をおいてこれに続く１個の矩形波からなる。このよう
にして送信信号Ａｌ−Ａｎは、それぞれの送信器の位置
に応じて符号化されている。

発光ダイオードＬＬ＝Ｌｎの発光特性は、第３図に発信
器Ａｌ−Ａ４について例示するように、それらを中心と
した円形の照射領域２１−２４をもつ。領域２１−２４
は、図示のようにそれぞれの領域の一部が互いに重複し
、重複部分では位置によって２ないし３個の異なる発信
器から同時に信号を受信することになる。発信器ＡＩ−
Ａｎは、信号を有効に送信できる範囲が隙間なく＠密装
置されるように配置されている。

一方、受信器４は、発信器ＡＩ−Ａｎのいずれか１つ以
上から赤外線信号を受信し、これに含まれる符号より受
信器４が現在台まれる位置ブロックを識別するｊ８報を
その出力３０に出力する装置であるにの機能を実現する
ため、受信器４は、受光素子２０、符号抽出回路１４、
符号比較回路１６および地図情報記憶回路１８を有する
。受光素子２０は１発信器Ａｌ−Ａｎのいずれかから送
出された赤外線信号を受光して対応の電気信号に変換す
る受光素子であり、たとえばフォトダイオードまた（ま
フォトトランジスタが用いられる。受光素子２０の出力
は信号線２２を経て符号抽出回路１４に接続されている
。

符号抽出回路１４は、受光素子２０で受信した信号から
それに含まれる符号を抽出する回路である。

この符号は、送信器Ａ１〜Ａｎのいずれかから送信され
た信号に含まれる符号、または送信器Ａ１〜Ａｎのうち
の２つ以上から送信された信号が重畳された符号であり
、受信ブロック８１〜Ｂｍ　（第４図にそれらのうち旧
〜Ｂｌｌを示す。）のうち受信器４が現在含まれている
ブロックの識別表示として機能している。

たとえば、４個の送信器Ａ１−Ａ４が第３図に示すよう
に配置されている場合、受信ブロック８１〜Ｂ４のいず
れかに受信器４が存在すれば、その受信器４は、それぞ
れ発信器Ａｔ、　Ａ２、Ａ３およびＡ４から発信される
信号のみを受信する。また、位置ブロックＢ５に受信器
４が含まれていれば、その受信器４は、発信器ＡＩおよ
びＡ２からの信号を第２図の受信信号Ｂ５で示す重畳さ
れた形の波形で受信する。同様に位置ブロックＢ７では
、送信信号Ａ１．　Ａ２およびＡ３が重なった受信信号
Ｂ７が得られる。

本システムで用いられる符号形式は、発信器ＡＩ”−Ａ
ｎのそれぞれに固有であるとともに、複数の発信器から
の信号が重複したときはそれらが重畳された形で、位置
ブロックＢｌｘＢｍのそれぞれに固有の符号を形成する
ように構成されている。したがって本システムでは、上
述のような受信信号Ｂ５やＢ７の波形をそれぞれ位置ブ
ロックＢ５およびＢ７を表わす符号として認識すること
で、移動体の位置を識別することができる。符号抽出回
路１４の出力２４からは、このような形で抽出された符
号が符号比較回路１６へ出力される。

符号比較回路１６は、受信信号から得られた符号の表わ
す位置ブロック８１〜Ｂｍのデータと、地図情報記憶回
路１８に格納されている位置ブロックＢｌ〜ＢＩＴｌの
データとを比較し、両者が一致すると、一致した位置ブ
ロック旧〜Ｂｍの識別表示、たとえば番号を位置情報出
力端子３０に出力する回路である。

位置情報出力端子３０には、図示しない表示装置や記録
装置を接続し、移動体の現在位置や行動を表示、記録す
ることができる。なお、符号抽出回路１４からの位置ブ
ロック８１〜Ｂｍのデータを位置情報端子３０に直接出
力し、これを外部の変換装置でデータ処理してもよい。

地図情報記憶回路１８は、位置ブロック８１−Ｂｍを特
定するためのデータを格納するメモリである。

このメモリには、たとえばＲＯＩＪが有利に適用される
。地図情報記憶回路１８に格納されるデータは、位置ブ
ロック旧〜Ｂｍを特定するデータ、たとえば番号と８位
置ブロック旧〜Ｂｍに固有に割り当てられた符号とを含
む。後者は１発信器ＡＩ＝Ａｎのそれぞれに固有の符号
と、発振器Ａ１−Ａｎのうちの隣接する２個ちしくは３
個の符号を論理和した符号とで個々の位置ブロック旧〜
Ｂｍをユニークに識別するものである。地図情報記憶回
路１８のデータは信号線２６を経て符号比較回路１６に
入力される。

なお、本実施例では、発信器Ａ１〜Ａｎと受信ａ４との
間の伝送手段に赤外線を利用している。しかし、本発明
は必ずしもこれに限定されず、たとえば可視光線や紫外
線をｉｌ用してもよい。

次に第１図、第２図および第３図を参明して本実施例シ
ステムの動作について説明する。位置識別システム２の
同期回路６はクロック信号８および同期信号ＩＯを発生
する。同期信号ＩＯは各変調回路Ｍｌ−Ｍｎに供給され
、たとえば変調回路Ｍ１〜Ｍｎは、これに応動してそれ
ぞれ固有のパターンＡｌ〜Ａｎ　（第２図にそれらのう
ちのＡｌ−Ａ４を示す、）でそれぞれ発光素子Ｌｌ＝Ｌ
ｎを駆動する。発光素子Ｌ１〜Ｌｎは、これに応じた赤
外線を発光する。

送信器ＡＩ−Ａｎの形成する位置ブロック旧〜Ｂｍのい
ずれかに受信器４が位置していれば、受信器４は、発光
素子Ｌｌ−Ｌｎからの光信号をその受光素子２０にて受
信する。これは、受光素子２０にて電気信号に変換され
て信号線２２を経て符号抽出回路１４に入力される。符
号抽出回路１４ではその信号に含まれる符号を抽出する
。

たとえば位置ブロックＢｌｌに受信器４があるときは、
送信信号Ａ３とＡ４の信号が重畳ないしは加算された形
で受信されるので、受信信号Ｂｌｌ　（第２図）が得ら
れ、位置ブロックＢ９にあるときはＡ２、Ａ３およびＡ
４の信号が重なって信号Ｂ９が得られる。

符号抽出回路１４は、これらの信号の中に繰り返される
符号部分Ｃを抽出し、信号線２４を経て符号比較回路１
６に送る。符号比較回路１６では、地図情報記憶回路１
８に格納されたデータを読み出して、この抽出された符
号と比較する。地図情報記憶回路１Ｂには位置ブロック
（第３図では８１〜Ｂｌｌ　）を表わす符号のデータが
格納されている。このデータより１発信器４の含まれる
位置ブロックを特定し、それを表わすデータ、たとえば
位置ブロックの番号を表わすデータを信号線２８を経て
位置情報出力端子３０に出力する。ここで特徴的なこと
は、信号が重複する領域、たとえば８５などにおいて、
重複した信号をそのまま一つの信号としてｆｉｌ用し、
これによって受信器４の位置を識別するととである。そ
のため、位置精度が一段と向上した。

第４図および第５図を参照して位置精度の説明をする。

第４図には従来例による位置ブロックの配置例が、また
第５図には上述の実施例による位置ブロックの配置例が
示されている。第４図の黒画角は従来システムの発信器
３２の位置を示し、第５図の黒画角４０は本発明の実施
例による発信器Ａ−の位置を示す。両弁信器３２および
４０とも円形状に信号を送出している。いずれの配置例
でも、計算の目的で、円の半径を３単位とし、−辺が４
単位の正三角形の頂点に発信器３２および４０が配置さ
れている。

第４図の配置例では、信号が重複する領域では信号強度
の強い方を選択して位置決定をする方式をとっているた
め、識別可能な領域は六角形の斜線部３４となる。この
場合、斜線部の面積は１３．８５６となる。一方、第５
図に示す本実施例による配置例では、信号が重複する領
域も個別の領域として識別可能な方式をとっている。こ
のため、従来１ｆｌ＋と同じ発信器配置でありながら、
識別可能な領域は斜線部３４で示すような形をとり１個
々の位置ブロックの面積が小さい、たとえば、最大面積
のブロック３６の面積は３６０５で最小面積のブロック
３８の面積は２．０２８となり、平均面積は２．３０９
となる。これかられかるように本システムでは、同じ発
信器配置をとっても従来の方法に比較して６倍に向上し
た位置精度が実現される。

このように本実施例では、発信器からの信号が重複する
領域においても、重複した信号をｆｉｌ用することで、
移動体の位置識別の精度を向上させている。

めの説明図。

第５図は、実施例による位置精度の説明をするための説
明図である。

（発明の効果） このように本発明によれば、発信器からそれに固有の符
号を含む信号を送信し、これを移動体で受信してこの符
号と領域を特定するデータとを比較することによって、
高い精度で移動体の位置を識別をすることができる。し
かも、限られた領域内に設ける発信器の数がこれによっ
て増加することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による位置識別システムの実施例の概略
構成を示すブロック図、 第２図は、第１図に示す実施例で送受１８される信号波
形を示す波形図、 第３図は、同実施例による信号領域を説明するための説
明図。 第４図は、従来例による位置精度を説明するた主　　部
　　の　　−の説明 ２１９位置識別システム ４１３．受信器 ６１６．同期回路 ８５３．クロック信号 １０、　、　、同量信号 １４、　、　、符号抽出回路 １６１．符号比較回路 １８１０．地図情報記憶回路 ２０８．受光素子 Ａｌ−Ａｎ、送信器 Ｂｌ−Ｂｉｔ、位置ブロック Ｌｌ−Ｌｎ、発光素子 Ｍｌ＝Ｍｎ、変調回路 Ｍｌ ＊Ｘ慢犯ンズテムの賓１暗骨１１ 纂１図 ７０．７信ち８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、特定の領域における移動体の位置を識別する位置識
   別システムにおいて、 該システムは、 それぞれに固有に割り当てられた符号を含む信号を送信
   する複数の発信手段と、 前記移動体に保持され、前記複数の発信手段の少なくと
   も１つからの信号を受信して該信号に含まれる符号を抽
   出する受信手段とを含み、 前記複数の発信手段は、前記領域に分散して固定的に配
   置され、これによって該領域は、該複数の発信手段の信
   号を有効に送信する範囲が互いに部分的に重複して複数
   の位置ブロックに分割され、 前記符号は、前記複数の発信手段のそれぞれに固有であ
   るとともに、該複数の発信手段からの信号が重複したと
   きは重畳された形で、前記複数の位置ブロックのそれぞ
   れに固有の符号を形成する符号形式をとり、 該受信手段は、前記抽出された符号に基づいて前記複数
   の位置ブロックのうち前記移動体の存在するブロックを
   識別することを特徴とする移動体の位置識別システム。 ２、請求項１に記載のシステムにおいて、前記受信手段
   は、 前記複数の位置ブロックのそれぞれを特定するデータが
   前記符号に対応して蓄積される記憶手段と、 前記抽出された符号と前記記憶手段に蓄積されているデ
   ータとを比較することにより前記移動体の含まれる位置
   ブロックを識別する出力を生成する比較手段とを含むこ
   とを特徴とする位置識別システム。 ３、移動体の位置を識別すべき特定の領域に固定的に配
   置され、符号を含む信号を送信する位置識別システムの
   送信装置において、 該送信装置は、前記領域に分散して複数配置され、これ
   によって該領域は、該複数の送信装置の信号を有効に送
   信する範囲が互いに部分的に重複して複数の位置ブロッ
   クに分割され、 前記符号は、前記複数の送信装置のそれぞれに固有であ
   るとともに、該複数の送信装置からの信号が重複したと
   きは重畳された形で、前記複数の位置ブロックのそれぞ
   れに固有の符号を形成する符号形式をとり、 該送信装置は、 前記信号を送出する信号送出手段と、 該信号送出手段を該送信装置に固有の符号で駆動する変
   調手段と、 該複数の送信装置について共通に該変調手段を同期させ
   る同期回路手段とを含み、 前記移動体では、該複数の発信装置の少なくとも１つか
   らの信号を受信して該信号に含まれる符号を抽出し、該
   抽出された符号に基づいて前記複数の位置ブロックのう
   ち該移動体の存在するブロックを識別することを特徴と
   する位置識別システムの送信装置。 ４、特定の領域における位置を識別すべき移動体に保持
   され、該領域に分散して固定的に配置された複数の発信
   手段の少なくとも１つより送信される信号を受信する位
   置識別システムの受信装置において、 前記領域は、前記複数の発信手段の分散配置によって、
   該発信手段の信号を有効に送信する範囲が互いに部分的
   に重複して複数の位置ブロックに分割され、 前記発信手段は、それぞれに固有に割り当てられた符号
   を前記信号に含めて送信し、該符号は、該複数の発信手
   段からの信号が重複したときは重畳された形で前記複数
   の位置ブロックのそれぞれに固有の符号を形成する符号
   形式をとり、 該受信装置は、 前記複数の発信手段の少なくとも１つからの信号を受信
   する受信手段と、 該受信した信号に含まれる符号を抽出する抽出手段と、 該抽出された符号に基づいて前記複数の位置ブロックの
   うち前記移動体の存在するブロックを識別する識別手段
   とを含むことを特徴とする位置識別システムの受信装置
   。 ５、請求項４に記載の装置において、前記識別手段は、 前記複数の位置ブロックのそれぞれを特定するデータが
   前記符号に対応して蓄積される記憶手段と、 前記抽出された符号と前記記憶手段に蓄積されているデ
   ータとを比較することにより前記移動体の含まれる位置
   ブロックを識別する出力を生成する比較手段とを含むこ
   とを特徴とする受信装置。