JP7090882B2 - 波源情報提示システム、波源情報提示方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明の一態様は、波源情報提示システム、波源情報提示方法、およびプログラムに関する。

従来より、環境電磁工学（ＥＭＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）分野において、様々な電子機器から放射される電波（電磁波）ノイズを計測する技術が知られている。実際に機器のどの部分から電波ノイズが発生しているかを特定するためには、機器周辺での電波ノイズの空間分布を知ることが重要である。また、通信機器に組み込んだアンテナの指向性等を評価する場合にも、放射される電波強度の空間分布を計測する必要がある。

特許文献１には、電波の強度を計測するための電波強度計測装置が記載されている。電波強度計測装置は、複数の測定領域を有する平面を有する電波吸収部により、複数の測定領域における電波の強度を測定する。電波強度計測装置は、複数の測定領域における電波の強度に基づいて、測定領域の位置に対応させて可視化した画像である電波強度分布画像を生成し、生成した電波強度分布画像を表示することができる。さらに、電波強度計測装置は、所定時間毎に生成された電波強度分布画像を更新しながら表示することができる。

国際公開第２０１０／０１３４０８号

しかしながら、上述した電波強度計測装置は、電波吸収部において測定された電波強度を可視化できるものの、当該電波の波源に関する情報を提示することができなかった。

本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、波源に関する情報を提示することができる、波源情報提示システム、波源情報提示方法、およびプログラムを提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様の波源情報提示システムは、基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチを含み、波源から三次元空間を伝搬した電波を前記金属パッチのそれぞれにより受信する受信部と、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記受信部における振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定する推定部と、前記推定部により推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示する提示部と、を備える。

本発明の一態様の波源情報提示システムは、上記の波源情報提示システムであって前記推定部は、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相に基づいて、前記波源の周囲の位置における電界成分の振幅及び位相、電界ベクトルの向き、磁界成分の振幅及び位相、磁界ベクトルの向き、電波の伝搬方向のうち少なくとも一つを推定し、
前記提示部は、前記推定部により推定された電界成分の振幅及び位相、電界ベクトルの向き、磁界成分の振幅及び位相、磁界ベクトルの向き、電波の伝搬方向のうち少なくとも一つに基づく画像を提示する。

本発明の一態様の波源情報提示システムは、上記の波源情報提示システムであって、前記提示部は、画像を表示するヘッドマウントディスプレイを備え、前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの視点に基づいて、前記ユーザが見ている３次元空間の画像に、波源の位置および姿勢に基づく画像を重畳させる。

本発明の一態様の波源情報提示システムは、上記の波源情報提示システムであって、波源の位置および姿勢に基づく画像は、電波に関するパラメータに基づく画像である。

本発明の一態様の波源情報提示システムは、上記の波源情報提示システムであって、前記推定部は、前記波源の位置及び姿勢を推定できない場合、前記電波の到来方向または伝搬方向に基づく画像のみを提示する。

本発明の一態様の波源情報提示方法は、基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチのそれぞれにより波源から三次元空間を伝搬した電波を受信し、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記複数の金属パッチにおける振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定し、推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示する。

本発明の一態様のプログラムは、コンピュータに、基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチのそれぞれにより波源から三次元空間を伝搬した電波を受信した場合に、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記複数の金属パッチにおける振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定させ、推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示させる。

本発明の一態様によれば、波源に関する情報を提示することができる。

第１の実施形態の波源情報提示システム１の構成を示す図である。 電波センサ１００の一例を示す斜視図である。 電波センサ１００の断面図である。 電波センサ１００の断面および等価回路を示す図である。 波源ＲＷの位置を推定する処理を説明するための図である。 ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる表示画像５１０の一例である。 車両に搭載された車両制御用電子機器から漏洩する電波を検査することを説明するための図である。 表示画像５１０の一例を示す図である。 波源情報を提示する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態における制御用パソコン４００Ａの一構成例を示すブロック図である。 電波を推定する処理を説明するための図である。 ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる範囲を説明するための図である。 ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる範囲を説明するための図である。 電波のパラメータに基づく情報を提示する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、本発明を適用した波源情報提示システム、波源情報提示方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の波源情報提示システム１の構成を示す図である。
波源情報提示システム１は、例えば、ユーザが３次元空間に存在する波源についての情報を取得したい場合に使用される。ユーザが波源についての情報を取得したい場合、ユーザは、ヘッドマウントディスプレイ５００を掛け、電波センサ１００に３次元空間において伝搬している電波を検出させる。これにより、波源情報提示システム１は、電波センサ１００により検出された電波に基づいて、波源についての情報を推定し、当該波源についての情報をヘッドマウントディスプレイ５００に描画させる。これにより、波源情報提示システム１は、３次元空間においてどのような波源が存在するかを表示することができる。

本実施形態において、波源情報提示システム１は、電波を放出する波源ＲＷについての情報を推定することを説明するが、本発明は、これに限定されず、音や超音波などの３次元空間を伝搬する波であれば適用可能である。また、本実施形態において、電波についての情報を表示することを説明するが、本発明は、これに限定されず、音や振動等によりユーザに電波についての情報を提示してよい。

波源情報提示システム１は、図１に示すように、例えば、電波センサ１００と、ＲＦスイッチ２００と、ソフトウェア無線機３００と、制御用パソコン４００と、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）５００とを備える。波源情報提示システム１は、電波センサ１００により波源ＲＷから放射された波としての電波を受信する。なお、本実施形態において、波源ＲＷは、ダイポールアンテナであるが、これに限定されず、波を放射するものであればよい。

図２は、電波センサ１００の一例を示す斜視図である。電波センサ１００は、例えば、誘電体基板１０２と、銅パッチ１０４と、ビア１０６と、銅板１０８とを備える。誘電体基板１０２の形状は、例えば、シート（薄板）状である。なお、電波センサ１００において、基板は誘電体であるが、これに限定されず、他の種類の基板であってもよい。なお、誘電体基板１０２の大きさは、測定者が容易に持ち運び可能なサイズであることが望ましい。

誘電体基板１０２の表面１００Ａには、複数の銅パッチ１０４が形成される。複数の銅パッチ１０４は、マトリクス状に配置される。各銅パッチ１０４は、電波センサ１００における各セルに対応する。
銅パッチ１０４の各々は、銅板により形成される方形電極である。なお、銅パッチ１０４の形状は、方形に限定されることなく、たとえば、三角形、六角形等の他の形状であってもよい。なお、銅パッチ１０４は、銅パッチに限定されることなく、他の金属パッチであってもよい。

複数の銅パッチ１０４の各々は、波源ＲＷから照射される電波の波長よりも十分に短い間隔で配置される。銅パッチ１０４の各々の縦、横の長さ（サイズ）は、波源ＲＷから放射される電波の波長よりも十分に短い。

波源ＲＷから照射される電波の周波数は、例えば、８００ＭＨｚ～２．４ＧＨｚの間の周波数であるとする。なお、周波数が８００ＭＨｚの電波の波長は、３７．５ｃｍである。また、周波数が２．４ＧＨｚの電波の波長は、１２．５ｃｍである。この場合、たとえば、銅パッチ１０４同士の間隔は、１ミリメートルであるとする。また、銅パッチ１０４の縦および横の長さは、例えば、２０ミリメートルであるとする。

電波センサ１００の裏面１００Ｂには、銅板１０８が形成される。銅板１０８は、接地端子として機能する。なお、電波センサ１００の裏面１００Ｂは、銅板に限定されることなく、他の金属の板であってもよい。

図３は、電波センサ１００の断面図である。なお、電波センサ１００の表面１００Ａの銅パッチ１０４間には、波源ＲＷから放射された電波を吸収する抵抗（不図示）が設けられる。誘電体基板１０２には、各銅パッチ１０４に対応して、ビア１０６が形成される。ビア１０６は、電波センサ１００の表面１００Ａから裏面１００Ｂに貫通する銅である。これにより、ビア１０６は、各銅パッチ１０４と銅板１０８とを電気的に接続させる。

図４は、電波センサ１００の断面および等価回路を示す図である。電波センサ１００に電波が入射した場合、図４（ａ）に示すように、銅パッチ１０４間は電荷が生ずることで、銅パッチ１０４同士がコンデンサとして機能し、ビア１０６に挟まれた誘電体基板１０２がインダクタとして機能する。これにより、電波センサ１００は、図４（ｂ）に示すように、等価的にＬＣ並列回路として機能する。すなわち、電波センサ１００は、表面１００Ａに入射した電波に対して、ＬＣ並列回路としての表面インピーダンスを持つシートとして機能する。すなわち、電波センサ１００は、周波数により入射電波の反射位相を変えたり、特定の周波数帯の表面波伝搬を遮断（バンドギャップ）したりする性質を持つ。

ＲＦスイッチ２００は、図１に示したように、電波センサ１００の裏面１００Ｂに設置される。ＲＦスイッチ２００は、例えば、複数の測定回路（不図示）を含む。各測定回路は、複数の銅パッチ１０４の各々に接続される抵抗の両端に、電気的に接続される。各測定回路は、対応する抵抗に生じる電圧を測定する。電波センサ１００の表面１００Ａに配置される銅パッチ１０４間を接続する抵抗は、接続されている銅パッチ１０４において吸収される電波の電力（エネルギー）を消費する。このとき、銅パッチ１０４間を接続する抵抗に生じる電圧は、入射した電波の電界成分に比例する。そのため、測定回路により、対応する抵抗に生じる電圧の振幅及び位相を計測すれば、対応する銅パッチ１０４に入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測することができる。すなわち、各測定回路により、対応する抵抗に対応する銅パッチ１０４に入射する電波の電界成分の強度及び位相を測定することができる。なお、銅パッチ１０４と測定回路との組み合わせにより、波源から三次元空間を伝搬した波を受信する複数の受信素子（２次元センサアレイ）を実現する。

ＲＦスイッチ２００は、測定回路が測定した電波（電界成分）の振幅及び位相情報が含まれる電圧信号を順次選択して、ソフトウェア無線機３００に送信する。

ソフトウェア無線機３００は、ＲＦスイッチ２００から送信された電圧信号を受信する。ソフトウェア無線機３００は、電圧信号の情報を制御用パソコン４００に送信する。パソコン４００は、電波センサ１００における抵抗に生じた電圧信号の振幅を計算する。併せて、電波センサ１００に設けた基準点の抵抗に生じた電圧信号の位相と、基準点から離れた点の抵抗に生じた電圧信号の位相との差を計算する。さらに、電圧信号の振幅を校正し、電波センサ１００の表面上に入射した電波（電界強度）の振幅に変換する。

制御用パソコン４００は、例えば、信号解析装置４１０と、送信装置４２０とを備える。信号解析装置４１０は、電波情報解析部４１２と、波源推定部４１４とを備える。電波情報解析部４１２および波源推定部４１４は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の１つ以上のプロセッサが１つ以上のプログラムメモリに格納された電波解析・電波推定用プログラムを実行することにより実現される。

電波情報解析部４１２は、電波センサ１００に入射した電波（電界成分）の振幅及び電波センサ１００に設けた基準点に入射した電波（電界成分）の位相との位相差をセルごとに算出する。これにより、電波情報解析部４１２は、電波センサ１００の表面に入射した電波（電界成分）の振幅及び位相差の２次元分布を計測する。

図５は、波源ＲＷの位置を推定する処理を説明するための図である。波源推定部４１４は、電波情報解析部４１２により計測された電波（電界成分）振幅の分布、および電波（電界成分）位相差の分布に基づいて、波源ＲＷの位置を推定する。波源推定部４１４は、波源ＲＷの位置を推定するため、例えば、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ)法を用いる。ＭＵＳＩＣ法は、電波の到来方向や波源位置等の推定に用いられるアルゴリズムである。ＭＵＳＩＣ法では、複数の計測点（電波検出領域）において受信される電波の電界成分をモードベクトルとして利用する。波源推定部４１４は、電波センサ１００に入射する電波の吸収係数に基づき、理論的に求まる受信電界を用いてモードベクトルを計算する。これにより、波源推定部４１４は、波源ＲＷの３次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）、および波源ＲＷの姿勢（θ、φ）を推定することができる。θおよびφは、３次元空間における基準軸に対する波源ＲＷの傾き度合いを示す角度である。

波源推定部４１４は、ＭＵＳＩＣ法を用いて、電波センサ１００の表面上に、計測された電波（電界成分）振幅及び位相の分布を生じさせることのできる波源ＲＷの位置及び姿勢を探索し、もっとも確からしい波源ＲＷの位置及び姿勢を推定値として求める。なお、波源ＲＷは複数存在していてもよい。ここでは、波源ＲＷはダイポールアンテナであると仮定してＭＵＳＩＣ法を用いるが、ダイポールアンテナ以外の波源に対しては、適切な波源モデルを仮定すればよい。

送信装置４２０は、波源ＲＷの位置および姿勢を表す情報をヘッドマウントディスプレイ５００に送信する。波源ＲＷの位置および姿勢を表す情報は、例えば、波源ＲＷの位置および姿勢を表す画像である。

ヘッドマウントディスプレイ５００は、表示装置および通信装置を備える。ヘッドマウントディスプレイ５００は、ユーザが存在する３次元空間の画像を表示する。ヘッドマウントディスプレイ５００は、視点位置に基づいて、３次元空間の画像を更新する。視点位置の取得方法は、既存の技術であれば何であるかは限定しない。

ヘッドマウントディスプレイ５００は、送信装置４２０から波源ＲＷの位置および姿勢を表す情報を受信した場合、波源ＲＷの位置および姿勢を表す情報に基づいて表示装置に表示させる画像を描画する。これにより、ヘッドマウントディスプレイ５００は、３次元空間の画像に、波源ＲＷの位置および姿勢を表す画像を重畳して表示する。

ヘッドマウントディスプレイ５００は、例えば、３次元空間の位置と、表示する画像内位置との対応関係を記憶する。ヘッドマウントディスプレイ５００は、制御用パソコン４００から取得した波源ＲＷの位置および姿勢が、表示している３次元空間の画像のどの位置に相当するかを計算する。これにより、ヘッドマウントディスプレイ５００は、３次元空間の画像に、波源ＲＷの位置および姿勢に基づく画像を重畳して表示させる。

図６は、ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる表示画像５１０の一例である。表示画像５１０には、視点から波源ＲＷを見た位置に相当する画像内位置に、波源画像５１２と、３次元空間の画像５１４とが含まれる。なお、３次元空間の画像５１４は、必ずしもヘッドマウントディスプレイ５００により表示する必要は無い。また、ヘッドマウントディスプレイ５００は、波源ＲＷから電波が放射されていることを強調するため、実際の波源ＲＷとは異なる色（例えば赤などの強調色）で波源画像５１２を表示してもよい。

図７は、車両に搭載された車両制御用電子機器から漏洩する電波を検査することを説明するための図である。車両Ｍから漏洩する電波を検査する場合、例えば、ユーザが電波センサ１００を保持し、車両Ｍに近づき、ヘッドマウントディスプレイ５００により、車両Ｍの画像を含む波源画像５１２を表示させる。ユーザの視界が車両Ｍ内部の車両制御用電子機器６００が内蔵されている位置に移動した場合、波源情報提示システム１は、車両制御用電子機器６００から漏洩している電波が例えば異常な電波である場合、図８に示すような表示画像５１０を表示させる。

表示画像５１０には、３次元空間の画像（不図示）に加え、車両Ｍに内蔵された車両制御用電子機器６００の位置および姿勢を表す画像５２０と、警告を認識させるアラート画像５２２と、メッセージ画像５２４とが含まれる。

なお、波源ＲＷの位置および姿勢に基づく画像は、制御用パソコン４００により生成してよいが、これに限定されず、ヘッドマウントディスプレイ５００により生成してよい。

図９は、波源情報を提示する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、電波センサ１００の位置、および視点位置を決定する（ステップＳ１００）。視点位置の検出は、視点が移動したことが分かるものであればよい。次に、電波センサ１００、ＲＦスイッチ２００、およびソフトウェア無線機３００は、電波の振幅及び位相情報を含む電圧信号を計測する（ステップＳ１０２）。次に、制御用パソコン４００により、計測された電圧信号に基づいて、電波センサ１００の表面１００Ａに入射した電波情報を算出する（ステップＳ１０４）。電波情報には、電波（電界成分）の振幅及び位相差分布に加え、周波数、波長などの電波のパラメータが含まれる。次に、制御用パソコン４００は、電波情報に基づいて、波源の位置および姿勢を推定する（ステップＳ１０６）。次に、ヘッドマウントディスプレイ５００は、波源の位置および姿勢に基づいて、視界に含まれる波源ＲＷの位置および姿勢に基づく画像を表示させる（ステップＳ１０８）。
波源情報提示システム１は、ステップＳ１００からステップＳ１０８の処理を繰り返すことにより、電波センサ１００およびヘッドマウントディスプレイ５００の位置が移動した場合でも、波源の位置および姿勢に基づく画像を表示させることができる。

以上説明した第１の実施形態の波源情報提示システム１によれば、波源ＲＷから三次元空間を伝搬した波を受信する複数の受信素子（１００）と、複数の受信素子（１００）の受信結果に基づいて、三次元空間における波源ＲＷの位置および向きを推定する推定部（４００）と、推定部（４００）により推定した波源ＲＷの位置および向きに基づく画像を提示する提示部（５００）と、を実現することができる。これにより、波源情報提示システム１によれば、波源ＲＷに関する情報を提示することができる。波源ＲＷに関する情報は、例えば、上述した図６に示した波源画像５１２、図８に示した位置および姿勢を表す画像５２０と、警告を認識させるアラート画像５２２と、およびメッセージ画像５２４である。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。図１０は、第２の実施形態における制御用パソコン４００Ａの一構成例を示すブロック図である。制御用パソコン４００Ａは、波源推定部４１４に代えて、電波推定部４１６を備える点で、第１の実施形態の制御用パソコン４００とは異なる。

図１１は、電波を推定する処理を説明するための図である。電波推定部４１６は、例えば、電波センサ１００から所定の範囲における３次元空間の鉛直方向および水平方向の所定間隔ごとに、複数の電波推定位置を設定する。電波推定部４１６は、例えばＭＵＳＩＣ法を用いて、波源の位置及び姿勢を推定する。次に電波推定部４１６は、３次元空間における電波推定位置毎に、波源ＲＷから周辺に放射され伝搬するはずの電波を、理論計算または電磁界シミュレーション計算などに基づいて推定する。電波推定部４１６は、電波推定位置毎の電波のパラメータとして、電界成分の振幅及び位相、電界ベクトルの向き、磁界成分の振幅及び位相、磁界ベクトルの向き、電波の伝搬方向、等を計算する。

図１２は、ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる範囲を説明するための図である。ユーザの視界が波源ＲＷを含む範囲である場合、制御用パソコン４００Ａは、波源ＲＷ付近の電波推定位置の電波のパラメータに基づく画像を表示させる。

図１３は、ヘッドマウントディスプレイ５００に表示させる画像の一例である。ヘッドマウントディスプレイ５００は、波源画像７１０と、電波画像７２０－１、７２０－２、および７２０－３と、３次元空間の画像７３０とを重畳して表示させる。なお、波源画像７１０は、３次元空間の画像７３０の一部であってよい。電波画像７２０は、例えば、電波（電界成分）の振幅が大きいほど、強調した色で表示している。例えば、波源に最も近い電波推定位置の電波画像７２０－１の色は赤であり、次に波源に近い電波推定位置の電波画像７２０－２の色は薄い青色であり、波源から最も遠い電波推定位置の電波画像７２０－３の色は濃い青色である。また、電波画像７２０は、三角錐を立体的に表示した画像であって、先鋭部分が３次元的に電波（電界成分の方向を示すベクトル）の向きを表すように描画される。なお、電波画像７２０は、電界成分の振幅に限らず、電界成分の位相、磁界成分の振幅及び位相、周波数（波長）などに基づいて色が変更されてもよいし、磁界ベクトルの方向を示す三角錐を表示してもよいし、電波の伝搬方向を示す三角錐を表示してもよい。なお電波の画像は、静止画であってもよいし、電波のパラメータの変化を示す動画であってもよい。

図１４は、電波のパラメータに基づく情報を提示する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、電波センサ１００の位置、および視点位置を決定する（ステップＳ２００）。次に、電波センサ１００、ＲＦスイッチ２００、およびソフトウェア無線機３００は、電波（電界成分）の振幅及び位相情報を含む電圧信号を計測する（ステップＳ２０２）。次に、制御用パソコン４００により、計測された電圧信号に基づいて、電波センサ１００の表面１００Ａに入射した電波情報を算出する（ステップＳ２０４）。電波情報には、電波（電界成分）の振幅及び位相差分布に加え、周波数、波長などの電波のパラメータが含まれる。次に、制御用パソコン４００Ａは、電波情報に基づいて、電波推定位置毎に電波のパラメータを推定する（ステップＳ２０６）。次に、ヘッドマウントディスプレイ５００は、推定した電波のパラメータに基づいて、推定した電波のパラメータに基づく画像を表示させる（ステップＳ２０８）。
波源情報提示システム１は、ステップＳ２００からステップＳ２０８の処理を繰り返すことにより、電波センサ１００およびヘッドマウントディスプレイ５００の位置が移動した場合でも、電波のパラメータに基づく画像を表示させることができる。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、推定部（４１６）は、複数の受信素子（１００）の受信結果に基づいて、波源ＲＷの周囲の位置における電波に関するパラメータを推定し、提示部（５００）は、推定部により推定された電波に関するパラメータに基づく画像を提示する。これにより、第２の実施形態によれば、波源に関する情報として、当該波源から放射された電波推定位置毎の電波のパラメータを提示することができる。

（その他の実施形態）
（１）第１の実施形態において波源の位置および姿勢に基づく画像を表示し、第２の実施形態おいて電波推定位置毎の電波のパラメータに基づく画像を表示したが、波源の位置および姿勢に基づく画像と、電波推定位置毎の電波のパラメータに基づく画像との双方を表示してよい。
（２）本発明の用途は、例えば、車両制御用電子機器６００の検査をすることであるが、これに限定されず、例えば、電磁気学や電波工学等の教育において、アンテナから放射されている電波の状態を表示して理解させることもできる。
（３）電波センサ１００は、表面が平面のものを説明したが、これに限定されず、入射電波の分布が検出できるものであれば、平面以外の形状であってよい。
（４）電波推定部４１６は、波源の位置及び姿勢を推定できない場合、電波の伝搬方向（到来方向）のみを推定してよい。波源の位置及び姿勢を推定できない場合とは、例えば電波センサ１００の表面上における電波の分布が一様であり、遠方から到来した平面波を受信した場合である。
（５）制御用パソコン４００は、電波を放射する波源としての電流経路（電流分布）を推定し、電流値及び電流方向に基づいて、電波を放射または漏洩する機器のどこからどのように電波が放射されているかを推定してよい。制御用パソコン４００は、推定した電流経路（電流分布）または機器からの電波放射の様子を示す情報、あるいはその両方を、ヘッドマウントディスプレイ５００により表示させてよい。
（６）制御用パソコン４００は、電波推定位置の電波のパラメータとして、電波の周波数を推定し、電波の周波数に基づいて、どのような電波が３次元空間に伝搬しているかを推定して、推定結果をヘッドマウントディスプレイ５００に表示させてよい。例えば、制御用パソコン４００は、携帯キャリアに割り当てられた周波数のうちどの携帯キャリアに割り当てられた周波数の電波の振幅が高いか、という情報をヘッドマウントディスプレイ５００に表示させることができる。
（７）制御用パソコン４００は、３次元空間の画像に、波源の位置および姿勢や、電波推定位置毎の電波のパラメータに基づく画像を重畳したが、これに限定されず、写真画像を表示させ、写真を撮影した場所における波源の位置および姿勢や電波推定位置毎の電波のパラメータに基づく画像を重畳してよい。

以上、この発明の一態様として各実施形態や変形例に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は各実施形態や変形例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明の一態様は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態や変形例に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。

１…波源情報提示システム、１００…電波センサ、１０４…銅パッチ、１０６…ビア、２００…ＲＦスイッチ、３００…ソフトウェア無線機、４００、４００Ａ…制御用パソコン、４１０…信号解析装置、４１２…電波情報解析部、４１４…波源推定部、４１６…電波推定部、４２０…送信装置、５００…ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、５１０…表示画像、５１２…波源画像、５２２…アラート画像、５２４…メッセージ画像、６００…車両制御用電子機器、７１０…波源画像、７２０…電波画像、７２０－１…電波画像、７２０－２…電波画像、７２０－３…電波画像、７３０…画像

Claims (7)

1. 基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチを含み、波源から三次元空間を伝搬した電波を前記金属パッチのそれぞれにより受信する受信部と、
   前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記受信部における振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定する推定部と、
   前記推定部により推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示する提示部と、
   を備える、波源情報提示システム。
2. 前記推定部は、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相に基づいて、前記波源の周囲の位置における電界成分の振幅及び位相、電界ベクトルの向き、磁界成分の振幅及び位相、磁界ベクトルの向き、電波の伝搬方向のうち少なくとも一つを推定し、
   前記提示部は、前記推定部により推定された電界成分の振幅及び位相、電界ベクトルの向き、磁界成分の振幅及び位相、磁界ベクトルの向き、電波の伝搬方向のうち少なくとも一つに基づく画像を提示する、
   請求項１に記載の波源情報提示システム。
3. 前記提示部は、画像を表示するヘッドマウントディスプレイを備え、
   前記ヘッドマウントディスプレイを装着したユーザの視点に基づいて、前記ユーザが見ている３次元空間の画像に、波源の位置および姿勢に基づく画像を重畳させる、
   請求項１に記載の波源情報提示システム。
4. 波源の位置および姿勢に基づく画像は、電波に関するパラメータに基づく画像である、
   請求項３に記載の波源情報提示システム。
5. 前記推定部は、前記波源の位置及び姿勢を推定できない場合、前記電波の到来方向または伝搬方向に基づく画像のみを提示する、
   請求項４に記載の波源情報提示システム。
6. 基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチのそれぞれにより波源から三次元空間を伝搬した電波を受信し、
   前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記複数の金属パッチにおける振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定し、
   推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示する、
   波源情報提示方法。
7. コンピュータに、
   基板の平面上に電波の波長よりも短い間隔で配置された複数の金属パッチのそれぞれにより波源から三次元空間を伝搬した電波を受信した場合に、前記金属パッチそれぞれに入射する電波の電界成分の振幅及び位相を計測し、前記複数の金属パッチにおける振幅の分布、および前記平面上の基準点に入射した電波の位相との位相差の分布に基づいて、前記三次元空間における前記波源の位置および姿勢を推定させ、
   推定した波源の位置および姿勢に基づく画像を提示させる、
   プログラム。

Images