TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2021021635
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210218
出願番号2019138311
出願日20190726
発明の名称電子機器
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01S 3/20 20060101AFI20210122BHJP(測定;試験)
要約【課題】通信相手と通信する直接波の到来方向を特定する際の精度が向上し得る電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器は、送信部と、受信部と、推定部と、特定部と、を備える。送信部は、受信する電波の到来方向を推定可能な他の電子機器に第1電波を送信する。受信部は、他の電子機器から送信される第2電波を受信する。推定部は、受信部が受信する第2電波の到来方向を推定する。特定部は、他の電子機器によって推定される第1電波の到来方向と、第2電波の到来方向とに基づいて、自機器と他の電子機器との間における電波の直接波の方向を特定する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
受信する電波の到来方向を推定可能な他の電子機器に第1電波を送信する送信部と、
前記他の電子機器から送信される第2電波を受信する受信部と、
前記受信部が受信する前記第2電波の到来方向を推定する推定部と、
前記他の電子機器によって推定される前記第1電波の到来方向と、前記第2電波の到来方向とに基づいて、自機器と前記他の電子機器との間における電波の直接波の方向を特定する特定部と、
を備える電子機器。
続きを表示(約 1,700 文字)【請求項2】
前記特定部は、前記第1電波の到来方向と前記第2電波の到来方向とのずれが所定の範囲内にある場合、前記第1電波の到来方向及び前記第2電波の到来方向の少なくとも一方に基づいて、前記直接波の方向を特定する、請求項1に記載の電子機器。
【請求項3】
前記受信部は、受信する電波の到来方向をそれぞれ推定可能な複数の他の電子機器から送信される複数の第2電波を受信し、
前記特定部は、前記複数の他の電子機器それぞれによって推定される前記第1電波の到来方向と、前記複数の第2電波それぞれの到来方向とに基づいて、前記電子機器と前記複数の他の電子機器との間における電波の直接波の方向をそれぞれ特定する、請求項1又は2に記載の電子機器。
【請求項4】
前記複数の他の電子機器それぞれの位置と、前記直接波それぞれの方向とに基づいて、前記電子機器の位置を算出する位置算出部を備える、請求項3に記載の電子機器。
【請求項5】
前記受信部は、前記複数の他の電子機器それぞれの位置を示す情報を、当該複数の他の電子機器から受信する、請求項4に記載の電子機器。
【請求項6】
前記電子機器の2次元的な方位を検出する方位検出部を備え、
前記推定部は、前記第2電波の到来方向を、前記方位検出部が検出する前記電子機器の2次元的な方位に応じて補正する、請求項1から5のいずれかに記載の電子機器。
【請求項7】
前記電子機器の3次元的な方位を検出する方位検出部を備え、
前記推定部は、前記第2電波の到来方向を、前記方位検出部が検出する前記電子機器の3次元的な方位に応じて補正する、請求項1から5のいずれかに記載の電子機器。
【請求項8】
前記受信部は、屋内の隅部近傍において当該隅部を形成する2つの壁面それぞれから等しくない距離に設置された他の電子機器から送信される第2電波を受信する、請求項1から7のいずれかに記載の電子機器。
【請求項9】
受信する電波の到来方向を推定可能な他の電子機器から送信される第1電波を受信する受信部と、
前記他の電子機器に第2電波を送信する送信部と、
前記受信部が受信する前記第1電波の到来方向を推定する推定部と、
前記受信部が前記第1電波を受信すると、前記推定部によって推定された前記第1電波の到来方向を示す情報を、前記第2電波として前記送信部が前記他の電子機器に送信するように制御する制御部と、
を備える電子機器。
【請求項10】
前記制御部は、前記受信部が前記第1電波を受信すると、前記第1電波の到来方向を示す情報とともに、自機器の位置を示す情報を、前記第2電波として前記送信部が前記他の電子機器に送信するように制御する、請求項8に記載の電子機器。
【請求項11】
画像を撮像する撮像部を備え、
前記推定部は、前記撮像部が撮像した画像を加味して、前記受信部が受信する前記第1電波の到来方向を推定する、請求項9又は10に記載の電子機器。
【請求項12】
前記推定部は、前記受信部が受信する前記第1電波の電波強度が所定の範囲内にない場合、前記撮像部が撮像した画像を加味して、前記受信部が受信する前記第1電波の到来方向を推定する、請求項11に記載の電子機器。
【請求項13】
前記推定部は、前記撮像部が撮像した画像に前記他の電子機器が含まれているか否かを加味して、前記受信部が受信する前記第1電波の到来方向を推定する、請求項11又は12に記載の電子機器。
【請求項14】
前記推定部は、前記撮像部が撮像した画像に含まれている前記他の電子機器の位置を加味して、前記受信部が受信する前記第1電波の到来方向を推定する、請求項11から13のいずれかに記載の電子機器。
【請求項15】
屋内の隅部近傍において当該隅部を形成する2つの壁面それぞれから等しくない距離に設置される、請求項9から14のいずれかに記載の電子機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、電子機器に関する。
続きを表示(約 6,900 文字)【背景技術】
【0002】
近年、GPS(Global Positioning System)などのような、屋外における位置を検出する技術が普及している。一方、例えばオフィスピル内、イベント会場、駅構内、又は地下街などのような屋内においても、比較的高い精度で位置を検出することができる技術が注目を集めている。特に、最近、モノのインターネット(Internet of Things(IoT))のような技術の普及に伴い、このような位置検出の技術の重要性はますます高まっている。位置の検出に関連する技術として、例えば、特許文献1は、アレーアンテナを用いて、コヒーレント波の直接波の到来方向を推定可能な装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2006−125993号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
通信相手と通信する直接波の到来方向を高い精度で特定できれば、自装置の位置を検出する際に有益である。
【0005】
本開示の目的は、通信相手と通信する直接波の到来方向を特定する際の精度が向上し得る電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一実施形態に係る電子機器は、送信部と、受信部と、推定部と、特定部と、を備える。
前記送信部は、受信する電波の到来方向を推定可能な他の電子機器に第1電波を送信する。
前記受信部は、前記他の電子機器から送信される第2電波を受信する。
前記推定部は、前記受信部が受信する前記第2電波の到来方向を推定する。
前記特定部は、前記他の電子機器によって推定される前記第1電波の到来方向と、前記第2電波の到来方向とに基づいて、自機器と前記他の電子機器との間における電波の直接波の方向を特定する。
【0007】
一実施形態に係る電子機器は、送信部と、受信部と、推定部と、制御部と、を備える。
前記受信部は、受信する電波の到来方向を推定可能な他の電子機器から送信される第1電波を受信する。
前記受信部は、前記他の電子機器に第2電波を送信する。
前記推定部は、前記受信部が受信する前記第1電波の到来方向を推定する。
前記制御部は、前記受信部が前記第1電波を受信すると、前記推定部によって推定された前記第1電波の到来方向を示す情報を、前記第2電波として前記送信部が前記他の電子機器に送信するように制御する。
【発明の効果】
【0008】
一実施形態によれば、通信相手と通信する直接波の到来方向を特定する際の精度が向上し得る電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
一実施形態に係る電子機器の配置の例を示す図である。
一実施形態に係る第1電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
一実施形態に係る第2電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
一実施形態に係る電子機器の配置の例を示す図である。
一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。
一実施形態に係る電子機器による電波の直接波の到来方向の推定を説明する図である。
一実施形態に係る電子機器による位置検出を説明するための比較例を示す図である。
一実施形態に係る電子機器による位置検出を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。一実施形態に係る電子機器は、例えば、IoT(Internet of Things)向けの電子機器であってよい。例えば、一実施形態に係る電子機器は、IoT向けの通信ユニットとして実現してもよい。また、一実施形態に係る電子機器は、IoT向けの電子機器に限定されず、無線通信機能を有する各種の電子機器として実現してよい。
【0011】
以下、一実施形態に係る第1電子機器及び第2電子機器について説明する。ここで、一実施形態に係る第1電子機器と第2電子機器とは、互いに通信可能としてよい。特に、一実施形態に係る第1電子機器と第2電子機器とは、無線通信可能としてよい。一実施形態において、第1電子機器は、第2電子機器と通信することにより、第1電子機器と第2電子機器との間における電波の直接波の方向を特定し得る。また、一実施形態において、第1電子機器は、第2電子機器と通信することにより、自機器(第1電子機器)の位置を算出(検出)し得る。
【0012】
図1は、一実施形態に係る電子機器の配置の例を示す図である。より詳細には、図1は、一実施形態に係る第1電子機器及び第2電子機器の配置の例を示す図である。
【0013】
図1に示すように、一実施形態に係る第1電子機器及び第2電子機器は、例えば屋内の空間であるスペース100内に配置されてよい。図1において、XY平面は例えば水平面としてよい。図1は、壁などによって仕切られたスペース100を上から俯瞰した様子を示すものとしてよい。図1に示すスペース100は、例えば出入口及び窓などを適宜備えてもよい。図1においては、スペース100の出入口及び窓などの図示は省略してある。
【0014】
図1に示すスペース100は、例えばX軸方向に10mとして、Y軸方向に8mの大きさとしてよい。図1に示すスペース100の大きさは例示であり、一実施形態において、スペース100の大きさは任意としてよい。また、スペース100は、図1に示すような矩形状に限定されず、後述のように種々の形状としてよい。図1に示すスペース100は、説明の便宜上、X軸及びY軸方向と平行に、1mごとに破線を付してある。一実施形態において、スペース100は、屋外としてもよいし、屋内としてもよい。特に、一実施形態において、スペース100は、例えばGPSの電波が届かない屋内又は地下などとしてもよい。
【0015】
図1に示すように、一実施形態に係る第1電子機器1は、スペース100内に配置されてよい。図1においては、スペース100の中央よりもやや右上寄りに、第1電子機器1が1つ配置されている。しかしながら、一実施形態において、第1電子機器1は、スペース100内の任意の位置に配置されてよい。以下の説明において、第1電子機器1は、静止していてもよいし、動いて(移動して)いてもよい。
【0016】
一実施形態に係る第1電子機器1は、第2電子機器2と通信することにより、第1電子機器と第2電子機器との間における電波の直接波の方向を特定し得る。また、一実施形態に係る第1電子機器1は、第2電子機器2と通信することにより、自機器(第1電子機器)の位置を算出(検出)し得る。すなわち、一実施形態に係る第1電子機器1は、第2電子機器2が配置されたスペース100内において、自らの位置を特定することができる。
【0017】
一実施形態に係る第1電子機器1は、例えば、IoT向けの通信ユニットとしてもよいし、スマートフォン又は携帯電話などとしてもよい。また、一実施形態に係る第1電子機器1は、専用に設計された通信装置などとしてもよい。さらに、一実施形態に係る第1電子機器1は、他の電子機器などの一部として組み込まれてもよい。一実施形態に係る第1電子機器1は、例えば人間又は動物などとし得るユーザに携行されることにより、当該ユーザとともに移動してもよい。また、一実施形態に係る第1電子機器1は、例えば自走式の運搬装置のような移動装置に設置されたり、当該移動装置に搭載される荷物に含まれたりすることにより、移動してもよい。第1電子機器1の構成については、さらに後述する。
【0018】
一実施形態に係る第2電子機器2は、スペース100内に少なくとも1つ配置されてよい。図1においては、スペース100の四隅の近傍それぞれに、第2電子機器2が配置されている。具体的には、スペース100の左下の隅部近傍には、第2電子機器2Aが配置されている。スペース100の右下の隅部近傍には、第2電子機器2Bが配置されている。スペース100の右上の隅部近傍には、第2電子機器2Cが配置されている。スペース100の左上の隅部近傍には、第2電子機器2Dが配置されている。
【0019】
以下、第2電子機器2Aと、第2電子機器2Bと、第2電子機器2Cと、第2電子機器2Dとを特に区別しない場合、単に「第2電子機器2」と記す。図1においては、スペース100の四隅の近傍それぞれに、合計4つの第2電子機器2が配置してある。しかしながら、一実施形態において、スペース100の任意の位置に、少なくとも1つの任意の数の第2電子機器2を配置してよい。第2電子機器2を配置する位置及び/又は個数は、例えば、スペース100の形状、及び/又は、直接波の方向を特定する際に求められる精度などに応じて、適宜決定してよい。以下の説明において、第2電子機器2は、それぞれの位置に配置されて動かない(例えば固定されている)ものとしてよい。
【0020】
一実施形態に係る第2電子機器2は、例えば、IoT向けの通信ユニットとしてもよいし、スマートフォン又は携帯電話などとしてもよい。また、一実施形態に係る第2電子機器2は、専用に設計された通信装置などとしてもよい。また、一実施形態に係る第2電子機器2は、他の電子機器などの一部として組み込まれてもよい。さらに、一実施形態に係る第2電子機器2は、スペース100の壁又は壁の近傍に取り付けられたり、埋め込まれたりしてもよい。第1電子機器1の構成については、さらに後述する。
【0021】
図1において、第1電子機器1及び第2電子機器2は、それぞれ位置を模式的に示すものとしてよい。したがって、図1において、第1電子機器1及び第2電子機器2は、実際の形状を示すものでなくてもよい。また、図1において、スペース100に対する第1電子機器1及び第2電子機器2の大きさの比率は、実際の比率に基づくものでなくてもよい。
【0022】
図2は、一実施形態に係る第1電子機器1の構成を概略的に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係る第1電子機器1の構成について説明する。
【0023】
現在、屋内における位置を検出する方法として、例えばWi−Fi又はBluetooth(登録商標)の電波受信電界強度を利用するものなどが提案されている。他に、屋内における位置を検出する方法として、超音波を利用するもの、又はRFID(radio frequency identifier)タグによるものなども提案されている。さらに、屋内における位置を検出し得る方法として、GPS信号を利用したIMES(Indoor MEssaging System)、又はMIMO(multiple-input and multiple-output)レーダによるものなども提案されている。一実施形態に係る第1電子機器1が採用する無線通信の方式は特に限定されるものではなく、各種の無線通信方式を採用してよい。以下、一実施形態に係る第1電子機器1は、一例として、BLE(Bluetooth Low Energy)通信が可能なものとして説明する。ここで、Bluetoothは、例えば、2019年1月に発表されたバージョン5.1に準拠するものとしてもよい。
【0024】
図2に示すように、一実施形態に係る第1電子機器1は、送信部11と、受信部12と、制御部15と、を備えてよい。また、一実施形態に係る第1電子機器1は、方位検出部13を備えてもよい。また、一実施形態に係る第1電子機器1の制御部15は、推定部16と、特定部17とを備えてよい。また、一実施形態に係る第1電子機器1の制御部15は、位置算出部18を備えてもよい。
【0025】
送信部11は、例えば第2電子機器2などに電波を送信する。以下、第1電子機器1から第2電子機器2に送信される電波を、第1電波R1と記す。すなわち、送信部11は、第2電子機器2に第1電波R1を送信する。ここで、第2電子機器2は、後述のように、受信する電波の到来方向を推定可能な電子機器としてよい。すなわち、第2電子機器2は、第1電子機器1から受信する第1電波R1の到来方向を推定することができる。送信部11は、制御部15による制御に基づいて、第1電波R1として、例えばビーコン信号を第2電子機器2に送信してよい。一実施形態に係る第1電子機器1において、送信部11は、第2電子機器2に第1電波R1を送信可能であれば、任意のものを採用してよい。
【0026】
受信部12は、例えば第2電子機器2などから送信された電波を受信する。以下、第2電子機器2から第1電子機器1に送信される電波を、第2電波R2と記す。すなわち、受信部12は、第2電子機器2から送信される第2電波R2を受信する。ここで、第1電子機器1も、後述のように、受信する電波の到来方向を推定可能な電子機器としてよい。
【0027】
Bluetoothの電波の到来角及び/又は出射角を推定するためには、一般的に、アレーアンテナが必要になる。屋内においては、壁面、天井、及び/又は床からの多重反射波が到来するため、送信された電波の到来方向の推定がうまくいかない場合がある。電波の到来方向(DOA:Direction Of Arrival)の推定における多重反射波(マルチパス)に対処するための方策の1つとして、天井、床、壁面、又は什器などから到来するコヒーレントな素波を分離することが揚げられる。アレーアンテナで分離可能なマルチパスの素波数は、一般的には、アレーの素子数に制限される。このため、マルチパスを分離するには、アレーアンテナの素子数を増やす必要がある。また、アレーアンテナの素子数を増やすことにより、角度分解能を向上させることもできる。
【0028】
そこで、以下、一実施形態に係る第1電子機器1において、アレーアンテナの素子数を比較的安価に増やすことができるエスパ(ESPAR(electronically steerable parasitic array radiator))アンテナを採用する例について説明する。エスパアンテナは、給電素子を1素子とした電子走査導波器アレーアンテナである。現在、種々のエスパアンテナについて、試作機の検証結果及び小型化が報告されている。エスパアンテナの採用には、複数の可変リアクタンスの電圧を制御する回路、及びソフトウェアが必要になる。一方、エスパアンテナに使用される可変リアクタンス素子は汎用品で安価である。このため、エスパアンテナの実装は、容易かつ低コストとし得る。
【0029】
以下、一実施形態に係る第1電子機器1の受信部12は、例えば中心の給電素子を1素子とし、周辺の無給電素子を24素子として、計25素子の円アレーで構成されるエスパアンテナを備えるものとして説明する。しかしながら、一実施形態に係る第1電子機器1において、受信部12は、他の構成のエスパアナテナを備えるものとしてもよいし、エスパアンテナ以外のアンテナを備えるものとしてもよい。一実施形態に係る第1電子機器1において、受信部12は、第2電子機器2から送信される第2電波R2を受信可能であり、受信する電波の到来方向を推定可能であれば、任意のものを採用してよい。
【0030】
また、受信部12は、第2電子機器2の位置を示す情報を、例えば第2電子機器2から受信してもよい。特に、第2電子機器2が複数の場合、受信部12は、複数の第2電子機器2それぞれの位置を示す情報を、複数の第2電子機器2から受信してもよい。一方、受信部12は、複数の第2電子機器2からそれぞれ個別に位置情報を受信しなくてもよい。例えば、受信部12は、周辺に存在する複数の第2電子機器2の位置情報をまとめて、いずれかの(例えば1つの)第2電子機器2から受信してもよい。また、受信部12は、周辺に存在する複数の第2電子機器2の位置情報を、当該複数の第2電子機器2以外の他の電子機器(例えば位置情報サーバなど)から受信してもよい。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

京セラ株式会社
積層体
京セラ株式会社
変速機
京セラ株式会社
ヒータ
京セラ株式会社
ヒータ
京セラ株式会社
配線基板
京セラ株式会社
通信機器
京セラ株式会社
電子機器
京セラ株式会社
通信機器
京セラ株式会社
光学部材
京セラ株式会社
電子機器
京セラ株式会社
収容装置
京セラ株式会社
送風装置
京セラ株式会社
電子機器
京セラ株式会社
照明装置
京セラ株式会社
受信装置
京セラ株式会社
蓄電装置
京セラ株式会社
ピペット
京セラ株式会社
流路部材
京セラ株式会社
光回路基板
京セラ株式会社
試料保持具
京セラ株式会社
試料保持具
京セラ株式会社
センサ装置
京セラ株式会社
コイル装置
京セラ株式会社
コンデンサ
京セラ株式会社
弾性波素子
京セラ株式会社
打ち込み工具
京セラ株式会社
燃料電池装置
京セラ株式会社
打ち込み工具
京セラ株式会社
燃料電池装置
京セラ株式会社
液体吐出装置
京セラ株式会社
燃料電池装置
京セラ株式会社
RFIDタグ
京セラ株式会社
電子デバイス
京セラ株式会社
燃料電池装置
京セラ株式会社
燃料電池装置
京セラ株式会社
ガス検出装置
続きを見る