JPH1130659A - 移動体の位置決定および追跡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】受信処理チャネルにおいて受信した信号では、
送受信機の個別情報がないために、複数の送受信機を区
別することができない。 【解決手段】水平方向に配置されたフェーズドアレイア
ンテナに加え、垂直方向に配置されたフェーズドアレイ
アンテナを設置する。また、送受信信号読取装置を付加
することにより、送受信機位置追跡プロセッサが、送受
信機が送信する無線チャネルを送受信機の送信を、制御
する送受信制御プロセッサから得ることにより、送受信
機の個別番号と、送受信機位置を結び付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元位置検出装
置に関する。特に位相干渉方式技術に基づいた入射角度
の検出により、無線電波を送信する送受信機の位置を三
次元的に算出し、自動追尾する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、映画やゲーム等にコンピュータグ
ラフィックス（ＣＧ）は欠かせないものとなってきてい
る。

【０００３】映画やゲーム中で、ＣＧで生成した人物や
動物が動き回る動作（モーション）は、実物の動作を取
得（キャプチャリング）する方法が広く用いられてい
る。ＣＧの中に登場する動作物体の動作を生成する手法
は、大きくわけて次の２つになる。コンピュータの動作
生成アルゴリズムにより全て自動的に生成する方法と、
前記のように、実物の動作を何らかの手法で取得するも
のがある。さらに、いずれかの手法で基本となる動作を
用意し、これらの組み合わせでさまざまな動作を二次的
に生成する手法等に分かれていく。

【０００４】ここでは、実物の動作を取得するモーショ
ンキャプチャリングシステムを対象とする。

【０００５】コンピュータグラフィックス等に用いられ
るモーションキャプチャリングシステムでは、移動体の
任意の位置に取り付けた発光体によるマーキングを、移
動体周囲の複数の位置に設置したカメラによって撮影し
た動画像を画像処理することによりマーキングの三次元
的位置を検出し、移動体の動作を追尾，取得する方法
や、磁性体によるマーキングを検出する方法などが考案
されている。

【０００６】移動体に固定するマーキングは、たとえば
移動体が人体である場合、膝やひじといった関節等、人
体の骨格が表現できる位置に取り付けられる。この時点
で、各マーキングには他のマーキングとの連結構造が構
成されることになる。画像処理により各マーキングの位
置を計測した結果から、もとの人体の骨格構造を再現す
るには、この連結構造を決定する必要がある。このため
には、撮影した最初の画像で手入力で連結構造を指定
し、これを元に追尾していく方法や、マーキングの色を
すべて異なる色にしたり、カメラのシャッターに同期し
て、同一画像には１つのマーキングのみ撮影されるよう
にする等の方法が考えられる。

【０００７】一方、移動体通信の発展に伴い、デジタル
無線伝送の技術の発達により送受信機が安価になり、広
く使用されている。特に移動電話（デジタルセルラー，
ＰＨＳ）は日本国内では数千万台の利用台数となってお
り、今後も増加していくと予想される。

【０００８】こうした電話としての通話機能の他、電子
データの無線伝送機能を備えた送受信機として使用され
ることも可能となる。電子マネーのデータや、クレジッ
トカードの番号を無線通信することにより、移動中や、
遠隔地からショッピング等の支払いを行うことが可能と
なる。

【０００９】駐車場のゲートや、高速道路の料金所，駅
の改札口等の有料ゲートなど、遠隔操作によって料金の
支払いができることで、混雑が解消できたり、ユーザの
利便性向上が可能となる。

【００１０】このような電子課金システムでは課金する
対象となる無線送受信機の位置を検出することが重要と
なる。

【００１１】無線送受信機を所持していない移動体とは
通信を行うことはできないため、無線送受信機を所持せ
ずにゲートを突破することで、課金されることなく通過
することが可能となる。

【００１２】このため、ゲートを通過している移動体の
位置と、無線送受信機を持っている移動体の位置を把握
することが必要となる。

【００１３】ゲートを通過する移動体の位置は送受信機
の有無によらず、レーザセンサや、画像処理等により検
出することが可能である。

【００１４】一方、送受信機を所持する移動体の位置検
出法は、通信範囲を絞り、通信範囲に存在できる送受信
機を１台以下とすることにより送受信機を特定する方法
や、通信範囲を広く取り、複数の送受信機との通信が可
能な状態でも、位相干渉技術により電波の到達角度を検
出することにより、送受信機の位置を検出する方法が考
案されている。

【００１５】前者の方法は、アンテナの指向性を絞り込
むことによって可能となるが、移動体の大きさの仮定が
必要であり、送受信機の感度の細かな制御，反射等によ
る回り込みなどによる障害対策が必要となる。

【００１６】一方、後者の方法は、特開平6−258425 号
公報ではアンテナアレイの各アンテナ素子で受信した送
受信機からの電気信号の位相を比較して、電気信号の空
間的到達角度を定める方法が考案されている。

【００１７】通過ゲートの上部に２基のアレイアンテナ
を設置し、各アレイアンテナで検出した電気信号の空間
到達角度から幾何的計算を行うことにより送受信機位置
を算出する。この方法では自動車に固定された送受信装
置の位置を検出することを目的としているため、全ての
送受信機位置の高さを一定と仮定している。

【００１８】アレイアンテナによって検出された、空間
的到達角度による送受信機の推定位置は、アレイアンテ
ナの各アンテナ素子を結ぶ配列軸を中心とする２つの円
錐体上に存在するとモデル化できる。この２つの円錐体
は、アレイアンテナの中心位置を頂点とし、頂点で点対
称となる。

【００１９】したがって、アレイアンテナの配列軸が水
平に設置され、送受信機の高さが一定値であると仮定す
れば、一基のアレイアンテナによる送受信機の推定位置
は、水平平面上の双曲線として表すことができる。

【００２０】アレイアンテナを二基使用することによ
り、おのおので検出した空間的到達角度による双曲線の
交点として送受信機の位置を推定できる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】モーションキャプチャ
リングでは、任意の三次元位置の検出を対象としてい
る。このため、前記のアレイアンテナを用いたシステム
では、送受信機位置の高さを一定に仮定しているため
に、このままでは適用できない。さらに、マーキングの
連結構造を保つためには、取得したマーキング位置の追
跡が必要である。画像処理を用いた方法では、動画像中
の、あるフレームで取得した各マーキング位置に対し
て、次のフレームまでの間に三次元空間的に移動したあ
とのマーキング位置を、次フレームで取得したマーキン
グ位置から探し出す必要がある。

【００２２】このためには、移動体の動作するスピード
に対してフレーム間隔を短くすることにより、マーキン
グが大きく移動しないようにすることで、フレーム間で
もっとも近い位置のマーキングを同一マーキングとする
方法や、マーキングをすべて異なる色として同一マーキ
ングを識別する方法などが考えられる。

【００２３】しかし、なんらかの障害物や、移動体自体
によってマーキングが一時的に隠されてしまうような場
合が考えられる。前者のマーキングの追跡方法では、フ
レーム間でのマーキング数の整合が取れなくなる。これ
は大きな問題ではなく、通常どのマーキングがフレーム
内から外れてしまったのかは判別が可能である。

【００２４】しかし、複数のマーキングが隠されてしま
った場合には、再びマーキングがフレーム内に出現した
ときには、マーキングの移動距離における制限が適用で
きなくなるため、正しい追跡が困難となるという問題が
ある。

【００２５】また、後者の追跡方法では、マーキングが
隠されてしまう場合でも、対応可能であるが、マーキン
グの色として使用できる色は使用するカメラによる色の
分解能によるため、多数のマーキングには対応できな
い。

【００２６】本発明の目的は、送受信機の三次元位置の
取得のために、送受信機の高さにおける仮定を取り除く
手段を提供すること、および、複数の送受信機が同時に
検出範囲に存在する場合に、個々の送受信機の位置をそ
れぞれ追跡するための手段を提供することである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、少なくとも２つ以上の水平方向に空間的到達角度検
出感度を有するアレイアンテナに加えて、少なくとも１
つ以上の垂直方向に空間的到達角度検出感度を有するア
レイアンテナを設けた。垂直方向に空間的到達角度検出
感度を有するアレイアンテナを設けることにより、異な
る垂直方向角度に存在する複数の送受信機位置を推定す
ることが可能となる。

【００２８】また、送受信制御プロセッサは各送受信機
の個別の番号を用いて、各送受信機が送信する時刻、あ
るいは周波数を指定し、１台以上の送受信機の制御を行
う。これに加えて、送受信信号読取装置および送受信機
位置追跡プロセッサを設けた。

【００２９】送受信信号読取装置を設けることにより、
送受信機の個別の番号および送信する時刻、あるいは送
信する周波数を予め知ることが可能となり、送受信機位
置を検出した時刻、あるいは周波数と比較することによ
り、送受信機位置と送受信機の個別番号を組み合わせ、
これにより送受信機毎の位置の追尾が可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１に本発明による三次元位置決
定および追跡装置の概略図を示す。

【００３１】以下に各部の機能を説明する。

【００３２】送受信機本体３０１は、送受信機アンテナ
３２１、および、送受信機３１１で構成される。

【００３３】送受信機３１１は個別番号を持ち、これに
よって他の送受信機と識別される。送受信機アンテナ３
２１は送受信機３１１からの送受信要求に応じて、無線
信号の送受信を行う。

【００３４】送受信機本体３０２，３０３も同様の構成
である。

【００３５】また、送受信機３１１は、送受信機配置メ
モリ１６３を有する場合もある。これについては後で説
明する。

【００３６】以下では送受信機本体と送受信機は必要が
なければ、特に区別せず、単に送受信機と記し、符号も
３１１，３１２，３１３等を使用する。

【００３７】送受信機３１１は移動体上に設置して使用
される。ここでいう移動体とは、配置位置が既知である
フェーズドアレイアンテナに対して相対的に移動する物
体を指す。たとえば、車両，人体等である。移動体への
取り付け方法は、移動体上に１台の送受信機を固定した
り、移動体が可動する多数の関節を持つような場合には
各関節に固定して配置したりしてもよい。このような、
移動体の上での送受信機の配置は予め既知であるとす
る。

【００３８】同期発生装置１９１は全体の同期をとるた
めの同期信号を発生する。この同期信号に従って、以下
の処理が行われる。

【００３９】送受信制御プロセッサ２１１は、同期信号
に従い、送受信制御無線装置２２１、さらに送受信アン
テナ２３１を介して無線チャネル制御信号を送信する。

【００４０】該制御信号には、複数の送受信機３１１，
３１２，３１３の個別番号と、それぞれ異なる無線チャ
ネルが指定される。

【００４１】無線チャネルは時間分割によるチャネル、
あるいは周波数分割によるチャネル等、ＴＤＭＡ（時分
割多重アクセス）方式，ＦＤＭＡ(周波数分割多重アク
セス)方式等、無線制御系で使用するマルチプルアクセ
ス方式に対応する。

【００４２】各送受信機は、指定された無線チャネルに
おいて、信号の送受信を行う。

【００４３】以下に説明する実施例としては、３つの無
線チャネルに順次、各送受信機311,３１２，３１３を割
り当て、同期信号に合わせて送受信機３１１,３１２,３
１３からの送信を行わせ、この動作を繰り返していくも
のとする。

【００４４】フェーズドアレイアンテナ１０１，１０
２，１０３は、後に述べるように、三次元空間内に配置
されている。図１では例として３つのアンテナ素子１１
１，１１２，１１３を有する。

【００４５】各フェーズドアレイアンテナは空間的配置
および素子配置が異なるが、内部機能的には同様であ
る。

【００４６】フェーズドアレイアンテナの空間的配置、
および素子配置については後に定義する。

【００４７】受信処理装置１０４は、アンテナ素子１１
１，１１２，１１３にそれぞれ対応する受信処理チャネ
ル１２１，１２２，１２３と、位相比較器１３１，Ａ／
Ｄ変換器１３４，空間的到達角度計算プロセッサ１４
１，素子配置メモリ１４４、および受信同期装置１３７
から構成される。

【００４８】受信同期装置１３７では、同期発生装置２
１１より同期信号を受け、無線チャネルの同期をとる。

【００４９】アンテナ素子１１１，１１２，１１３で受
信した無線信号はそれぞれ電気信号に変換される。

【００５０】さらに、変換された電気信号は、受信処理
チャネル１２１，１２２，１２３によって増幅処理を受
け、適当な組み合わせの２チャネル毎に位相比較器１２
１に入力される。

【００５１】さらに、電気信号は位相比較器１２１によ
って、位相差信号に変換される。

【００５２】さらに位相差信号はＡ／Ｄ変換器１３４に
よってデジタル位相差信号に変換される。

【００５３】さらにデジタル位相差信号は、素子配置メ
モリ１４４に保持するフェーズドアレイアンテナ１０１
の素子配置情報と、無線信号の波長情報を用いて、空間
的到達角度計算プロセッサによって空間的到達角度に変
換される。フェーズドアレイアンテナの素子配置の定
義、および素子配置と波長，空間的到達角度の関係は後
に説明する。空間的到達角度計算プロセッサ１４１は、
変換した空間的到達角度を、受信した無線チャネル毎に
位置計算プロセッサ１５１へ送る。

【００５４】位置計算プロセッサ１５１は、各フェーズ
ドアレイアンテナ１０１，１０２，１０３で検出された
空間的到達角度と、各フェーズドアレイアンテナ１０
１，１０２，１０３の空間的配置を保持するアンテナ空
間配置メモリ１５２を用いて、受信した無線チャネル毎
に、送受信機位置を算出する。

【００５５】位置計算プロセッサ１５１は、算出した送
受信機位置を、受信した無線チャネル毎に送受信機位置
追跡プロセッサ１６１へ送る。

【００５６】また、送受信信号読取装置１８１は、送受
信制御プロセッサ２１１から送信される前記制御信号を
受け取り、無線チャネルの制御内容を解読し、送受信機
の個別番号と無線チャネルを、送受信機位置追跡プロセ
ッサ１６１に送る。

【００５７】送受信機位置追跡プロセッサ１６１は、無
線チャネルをキーにして、送受信機の個別番号と、送受
信機位置を連結し、個別番号と送受信機位置の組み合わ
せを外部記憶装置１６２に保存し、必要であれば制御装
置２０１へ送る。

【００５８】また、送受信機配置メモリ１６３は、移動
体上のどの位置に送受信機が固定配置されているかを保
持する。これにより、送受信機位置を取得することによ
って送受信機が固定されている移動体の位置を精度良く
推定することができる。

【００５９】制御装置２０１は、送受信制御プロセッサ
２１１に通信の開始を指示するとともに、通信の結果を
受け取る。

【００６０】図２にフェーズドアレイアンテナの素子配
置の例を示す。

【００６１】フェーズドアレイアンテナ１０１の、各ア
ンテナ素子１１１，１１２，１１３の配列する方向を配
列方向４０１とし、フェーズドアレイアンテナ内の、角
度の基準となる位置を基準位置４１１とする。

【００６２】送受信機３０１に接続する送受信機アンテ
ナ３２１位置と基準位置４１１を結んだ直線が、フェー
ズドアレイアンテナ配列方向４０１となす角度を空間的
到達角度と定義する。

【００６３】空間的到達角度をθとすると、距離Ｄだけ
離れたアンテナ素子１１１，１１３で受信する無線信号
の位相φ１，φ２の差φ＝φ２−φ１は、

【００６４】

【数１】 φ＝２πＤ／λcosθ …（数１） であらわされる。λは無線信号の波長である。

【００６５】従って、位相比較器１３１によって、無線
信号が受信チャネル１２１，１２２，１２３により変換
された電気信号の位相差をアナログ電圧に変換し、Ａ／
Ｄ変換器によりデジタル電圧値を空間的到達角度計算プ
ロセッサ１４１で読取り、空間的到達角度計算プロセッ
サ１４１は、素子配置メモリ１４４に保持するアンテナ
素子間距離Ｄ、および無線信号波長λにより空間的到達
角度θを求めることができる。

【００６６】また、フェーズドアレイアンテナ１０１を
空間の任意の位置に、任意の角度に設置するとき、直行
座標系ｘ,ｙ,ｚにおいて、フェーズドアレイアンテナ１
０１の空間的配置を次のように定義する。フェーズドア
レイアンテナ１０１の基準位置４１１が直行座標系の原
点にあり、配列方向４０１がｙ軸に重なっている状態を
初期状態とする。初期状態から、フェーズドアレイアン
テナ１０１を、ｚ軸を中心として角度α１だけ回転さ
せ、続けてｘ軸を中心に角度β１だけ回転させ、最後に
（ｘ１，ｙ１，ｚ１）だけ平行移動させること、または
その状態を、「フェーズドアレイアンテナを三次元空間
的に配置する」あるいは「フェーズドアレイアンテナの
空間的配置」と呼び、［α１，β１，ｘ１，ｙ１，ｚ
１］と記述する。

【００６７】図３はフェーズドアレイアンテナの空間的
配置と、送受信機位置の決定に関する説明である。フェ
ーズドアレイ１０１，１０２，１０３はそれぞれ［α
１，β１，ｘ１，ｙ１，ｚ１］，［α２，β２，ｘ２，
ｙ２，ｚ２］，［α３，β３，ｘ３，ｙ３，ｚ３］に三
次元空間的に配置されている。この情報は図１における
アンテナ空間配置メモリに保持されている。

【００６８】図３において、送受信機アンテナ３２１が
各配列方向４０１，４０２，４０３との空間的到達角度
θ１，θ２，θ３は、それぞれ空間的到達角度計算プロ
セッサ１４１，１４２，１４３により求められ、位置計
算プロセッサ１５１は、送受信機アンテナ３２１の三次
元位置（ｘ，ｙ，ｚ）を、次の連立方程式を解くことに
より求める。

【００６９】

【数２】

【００７０】このような非線型連立方程式の解法は計算
機による数値解析的解法などが知られている。

【００７１】以上のように、位置計算プロセッサ１５１
は、無線チャネル毎に各フェーズドアレイアンテナ１０
１，１０２，１０３からθ１，θ２，θ３を受け取り、
（数２）に示した連立方程式を解くことにより送受信機
アンテナ３２１の三次元位置を求める。

【００７２】ただし、無線信号には固体差はないので、
求めた三次元位置の個別番号はこの時点では不明であ
る。

【００７３】ただし、このときの無線信号を受信した無
線チャネルはわかっている。

【００７４】図１において、位置計算プロセッサ１５１
は受信した無線チャネルと、三次元位置の組み合わせを
送受信機位置追跡プロセッサ１６１へ送る。

【００７５】送受信制御プロセッサ２１１は、無線チャ
ネルを指定する制御信号を送受信制御無線装置２２１お
よび送受信信号読取装置１８１へ送信する。

【００７６】図１では、送受信信号読取装置１８１は直
接送受信制御無線装置２２１から直接制御信号を受け取
っているが、アンテナを用いて無線信号で受け取っても
構わない。

【００７７】送受信信号読取装置１８１は、制御信号を
解読し、無線チャネルと対応する送受信機の個別番号の
組み合わせを得る。

【００７８】無線チャネルと個別番号組み合わせは送受
信機位置追跡プロセッサ１６１に送信される。

【００７９】送受信機位置追跡プロセッサ１６１は、位
置計算プロセッサ１５１から送られた無線チャネルと送
受信機アンテナの三次元位置の組み合わせ、および、送
受信信号読取装置１８１から送られた無線チャネルと送
受信機の個別番号の組み合わせを受け取る。

【００８０】送受信機位置追跡プロセッサ１６１は、無
線チャネルを鍵として、送受信機アンテナの三次元位置
と、送受信機の個別番号を結合する。

【００８１】また、全体システムは同期発生装置２１１
の同期信号によって動作しているので、送受信機の三次
元位置と個別番号の組み合わせは時系列にそって取得す
ることができる。

【００８２】各送受信機の個別番号と、三次元位置の組
み合わせが、確実に得られることにより、送受信機の追
跡が可能となる。

【００８３】図４にモーションキャプチャリング装置に
適用した例を示す。

【００８４】５０１は動作取得対象である。たとえば、
取得したい動作の演技を行う俳優である。

【００８５】モーションキャプチャリングは、動作取得
対象５０１のコンピュータグラフィックスモデルを用意
しておき、腕や足といった、モデルを構成する部品が、
どのように移動するかを、実物の人間の動作から取得す
るコンピュータグラフィックスの動作生成手法である。

【００８６】動作取得対象５０１の頭，腰、あるいはひ
じや、ひざなどの関節等に送受信機本体３０１を固定す
る。

【００８７】基本的には上記のコンピュータグラフィッ
クスモデルの部品に対応した位置に固定する。

【００８８】これらの固定位置の数は、取得したい動作
によって、増やしたり，減らしたりすることが可能であ
る。

【００８９】複数の送受信機本体３０１が動作取得対象
５０１に固定されるが、すべて相異なる個別番号が割り
振られている。このような配置情報を、予め送受信機配
置メモリ１６３に保持しておく。

【００９０】また、送受信機本体３０１側に送受信機配
置メモリ１６３を持ち、配置情報を保持しておいてもよ
い。この場合には、配置情報は送受信制御プロセッサ２
１１により送受信機本体３０１に対し、配置情報を問い
合わせ、無線信号によって配置情報を各送受信機本体３
０１から得ることになる。これは送受信機本体が多数存
在し、送受信機位置追跡プロセッサ１６１側で管理する
負担が大きい場合に有効である。

【００９１】フェーズドアレイアンテナ１０１は、動作
取得対象５０１の周囲を取り囲むように空間的に配置す
る。

【００９２】前記実施例に記述したように、送受信機位
置プロセッサ１６１は各送受信機本体の個別番号と、三
次元位置時系列に取得することができる。

【００９３】これらの情報は外部記憶装置に順次保存さ
れる。

【００９４】この送受信機の軌跡を、送受信機配置メモ
リ１６３に登録した配置に基づいて、動作取得対象５０
１のコンピュータグラフィックスモデルの対応する部品
に当てはめることで、動作取得対象５０１の動作を再現
することができる。

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば、垂直方向アンテナを付
加し、垂直面での回転角度を利用して演算することによ
り、移動体の三次元的位置を決定できる効果がある。

【００９６】本発明によれば、送受信信号読取装置を付
加することによって、無線チャネルを介して取得した移
動体位置と、その無線チャネルを使用している移動体の
個別番号を結び付けることが可能となり、複数の移動体
を確実に追跡できる効果がある。

【００９７】本発明によれば、送受信機配置メモリを有
することにより、送受信機位置と、これを取り付けた移
動体の位置を明確にし、精度良く移動体の位置を検出，
追尾できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示す図である。

【図２】アンテナ素子の配置例を示す図である。

【図３】フェーズドアレイアンテナの空間的配置を説明
する図である。

【図４】モーションキャプチャリングにおける実施例を
説明する図である。

【符号の説明】

１０１，１０２，１０３…フェーズドアレイアンテナ、
１０４,１０５,１０６…受信処理装置、１１１，１１
２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１
８，１１９…アンテナ素子、１２１，１２２，１２３，
１２４，１２５，１２６，１２７…受信処理チャネル、
１３１，１３２，１３３…位相比較器、１３４，１３
５，１３６…Ａ／Ｄ変換器、１４１，１４２，１４３…
空間的到達角度計算プロセッサ、１４４，１４５，１４
６…素子配置メモリ、１５１…位置計算プロセッサ、１
５２…アンテナ空間配置メモリ、１６１…送受信機位置
追跡プロセッサ、１６２…外部記憶装置、１６３…送受
信機配置メモリ、１８１…送受信信号読取装置、２０１
…制御装置、２１１…送受信制御装置、２２１…送受信
制御無線装置、２３１…送受信アンテナ、３０１，３０
２，３０３…送受信機本体、３１１，３１２，３１３…
送受信機、３２１，３２２，３２３…送受信機アンテ
ナ、４０１，４０２，４０３…配列方向、４１１，４１
２，４１３…基準位置、５０１…動作取得対象。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無線信号の送受信制御を行う制御信号を生
   成する送受信制御プロセッサと、 該制御信号を無線で送信できる電気信号に変換する送受
   信制御無線装置と、 該電気信号を無線信号に変換する送受信アンテナと、 該制御信号に応答して送受信を行う１台以上の送受信機
   と、 移動体に取り付けられた該送受信機から送信された応答
   無線信号を受信し、 該応答無線信号を応答電気信号に変換して供給する複数
   のアンテナ素子を有するフェーズドアレイアンテナと、 該応答電気信号を受け、該フェーズドアレイアンテナへ
   の空間的到達角度を定める該応答電気信号の位相差に変
   換するための増幅処理を行う受信処理チャネルと、 前記位相差を検出する位相比較器と、 該位相差信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
   と、 前記デジタル信号を、空間的到達角度に変換する空間的
   到達角度計算プロセッサと、 前記フェーズドアレイアンテナの空間的配置を保持する
   メモリを有し、 前記空間的到達角度と、該空間的配置によって前記送受
   信機の位置を算出する位置計算プロセッサを有する送受
   信機位置決定システム。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記フェーズドアレイアンテナを少なくとも３基以上有
   し、 該フェーズドアレイアンテナのうち少なくとも２基は水
   平方向に前記アンテナ素子が配列されている水平フェー
   ズドアレイアンテナと、 前記フェーズドアレイアンテナのうち少なくとも１基は
   垂直方向に前記アンテナ素子が配列されている垂直フェ
   ーズドアレイアンテナを有することを特徴とする移動体
   の位置決定および追跡装置。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記フェーズドアレイアンテナの空間的配置は、 該フェーズドアレイアンテナの垂直方向の回転角度をパ
   ラメタに持つことを特徴とする三次元位置決定および追
   跡装置。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記位置計算プロセッサは、 前記垂直方向の回転角度を利用して前記送受信機の位置
   を算出することを特徴とする移動体の位置決定および追
   跡装置。
5. 【請求項５】請求項２において、 前記水平フェーズドアレイアンテナと、 前記垂直フェーズドアレイアンテナが、 少なくとも１つの前記アンテナ素子を共有することを特
   徴とする移動体の位置決定および追跡装置。
6. 【請求項６】請求項１において、 前記送受信機は、個別番号によって識別され、 前記送受信機は、前記送受信制御プロセッサが送出する
   制御信号により、 送信する時刻、または無線周波数によって区別される無
   線チャネルの指定を受け、 前記送受信機は、該無線チャネルにおいて信号を送信
   し、 前記送受信制御プロセッサは、同時に、該無線チャネル
   と、前記個別番号の指定を送受信信号読取装置に送信
   し、 該送受信機位置追跡プロセッサは、受信した前記無線チ
   ャネルと、 前記送受信機位置を算出した無線チャネルを比較，照合
   し、 該送受信機位置と前記個別番号を結合することを特徴と
   する移動体の位置決定および追跡装置。
7. 【請求項７】請求項６において、 全体の同期を制御する同期信号を発生する同期発生装置
   を有し、 前記送受信制御プロセッサは、該同期信号によって前記
   制御信号を発生することを特徴とする移動体の位置決定
   および追跡装置。
8. 【請求項８】請求項７において、 前記受信処理チャネルは該同期信号によって、 受信する無線チャネルを決定することを特徴とする移動
   体の位置決定および追跡装置。
9. 【請求項９】請求項１において、 前記送受信機は、移動体上の一個所以上の位置に固定さ
   れ、 前記送受信機位置追跡プロセッサは、 該移動体上の固定位置と、前記送受信機との個別番号の
   組み合わせを表す送受信機配置情報を保持する送受信機
   配置メモリを有することを特徴とする移動体の位置決定
   および追跡装置。
10. 【請求項１０】請求項１において、 前記送受信機は、移動体上の一個所以上の位置に固定さ
    れ、 該送受信機は、前記送受信機配置情報を保持する送受信
    機配置メモリを有し、 該送受信機は、前記応答無線信号によって、前記送受信
    機配置情報を送信することを特徴とする移動体の位置決
    定および追跡装置。