JP2006300861A - Device and method for calculating relative position, its program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線信号の送受信により複数の固定装置の相対位置を算出する相対位置算出装置および相対位置算出方法およびそのプログラム並びに記録媒体に関する。 The present invention relates to a relative position calculation device, a relative position calculation method, a program thereof, and a recording medium that calculate the relative positions of a plurality of fixing devices by transmitting and receiving radio signals.
標識番号を無線信号により発信した送信局の位置を算出するシステムが公開されている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、上述の特許文献における送信局の位置算出方法では、移動する送信局の位置を算出しているが、必ず、固定された受信局側の位置が既知でなければ、送信局の位置を算出することは出来ない。
また固定された送信局が複数あるような環境において、それら送信局の位置を随時算出するようなシステムを構築しようとした場合、例えば、全ての送信局に座標を記憶させることで、容易に全ての送信局の座標を検出できるが、この場合、送信局が多ければ多いほど、送信局を設置した座標を記憶させる作業が発生するので、このシステムの管理者の作業上、多くの労力が必要になるとともに、送信局のハードウェア構成として記憶部を備える必要がありハードウェア構成が多くなってしまう。またこのようなシステムにおいて、送信局にGPSの機能を追加すれば、容易に全ての送信局の座標を検出できるが、この場合においても、送信局のハードウェア構成としてGPS機能部を備える必要がありハードウェア構成が多く、また高価なってしまう。
Here, in the method for calculating the position of the transmitting station in the above-mentioned patent document, the position of the moving transmitting station is calculated. However, if the position on the fixed receiving station side is not known, the position of the transmitting station is always determined. It cannot be calculated.
Also, in an environment where there are multiple fixed transmitting stations, when trying to build a system that calculates the positions of these transmitting stations as needed, for example, by storing coordinates in all transmitting stations, all However, in this case, the more transmitters there are, the more work is required to memorize the coordinates where the transmitters are installed. At the same time, it is necessary to provide a storage unit as the hardware configuration of the transmitting station, which increases the hardware configuration. Also, in such a system, if the GPS function is added to the transmitting station, the coordinates of all the transmitting stations can be easily detected. In this case, however, it is necessary to provide a GPS function unit as the hardware configuration of the transmitting station. There are many hardware configurations, and it becomes expensive.
そこでこの発明は、送信局(送信装置)や受信局(受信装置)などの座標が全て未知数であっても、固定されている送信局または受信局の位置を容易に算出することができる、相対位置算出装置および相対位置算出方法およびそのプログラム並びに記録媒体を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention can easily calculate the position of a fixed transmitting station or receiving station even if the coordinates of the transmitting station (transmitting apparatus), receiving station (receiving apparatus), etc. are all unknown. An object of the present invention is to provide a position calculation device, a relative position calculation method, a program thereof, and a recording medium.
本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、複数の固定装置と少なくとも1つの移動装置との間で送受信される無線信号を用いて、前記複数の固定装置の相対位置を算出する相対位置算出装置であって、前記固定装置または前記移動装置のいずれかの受信強度検出手段より、前記複数の固定装置と複数の座標における前記移動装置との間でそれぞれ送受信された無線信号の受信強度を取得する受信強度取得手段と、前記固定装置と前記移動装置との間の所定の関係を表す第1関係式を記憶する第1関係式記憶手段から当該第1関係式を読み取って、前記第1関係式に前記受信強度を代入した第2関係式を前記固定装置と前記移動装置の組合せ毎に作成する第2関係式作成手段と、前記作成した複数の第2関係式を連立方程式として、前記複数の固定装置それぞれの相対座標を算出する相対座標算出手段と、を備えることを特徴とする相対位置算出装置である。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and calculates the relative positions of the plurality of fixing devices using radio signals transmitted and received between the plurality of fixing devices and at least one mobile device. A relative position calculation device that receives radio signals respectively transmitted and received between the plurality of fixed devices and the moving device at a plurality of coordinates from the reception intensity detecting means of either the fixed device or the moving device. The first relational expression is read from a reception intensity acquisition means for acquiring the intensity, and a first relational expression storage means for storing a first relational expression representing a predetermined relation between the fixed device and the moving device, and A second relational expression creating means for creating a second relational expression obtained by substituting the reception intensity into the first relational expression for each combination of the fixed device and the moving device; and the plurality of the created second relational expressions as simultaneous equations , A relative coordinate calculating means for calculating a serial multiple respective securing device relative coordinates, a relative position calculating apparatus comprising: a.
また本発明は、前記第1関係式における前記固定装置と前記移動装置との間の所定の関係は、前記固定装置と前記移動装置との間の距離と受信強度の関係であることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the predetermined relationship between the fixed device and the moving device in the first relational expression is a relationship between a distance between the fixed device and the moving device and reception intensity. To do.
また本発明は、前記固定装置と前記移動装置との間の距離が、前記固定装置の位置を示す未知座標と、前記移動装置の位置を示す未知座標によって示されることを特徴とする。 The distance between the fixing device and the moving device may be indicated by unknown coordinates indicating the position of the fixing device and unknown coordinates indicating the position of the moving device.
また本発明は、前記固定装置の数がm、前記移動装置位置する数がnであり、前記未知座標が2次元座標である場合に、前記相対座標算出手段は、前記mと前記nの関係が、mn>2m+2nを満たす当該mとnを乗じた数の、前記第2関係式を特定し、前記連立方程式として、前記複数の固定装置それぞれの相対座標を算出することを特徴とする。 Further, in the present invention, when the number of the fixing devices is m, the number of the moving device positions is n, and the unknown coordinates are two-dimensional coordinates, the relative coordinate calculation unit is configured to obtain a relationship between the m and the n. However, the second relational expression, which is a number obtained by multiplying m and n satisfying mn> 2m + 2n, is specified, and relative coordinates of each of the plurality of fixing devices are calculated as the simultaneous equations.
また本発明は、前記固定装置が無線信号発信手段を備え、前記移動装置が無線信号受信手段を備えることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the fixed device includes a wireless signal transmission unit, and the mobile device includes a wireless signal reception unit.
また本発明は、前記移動装置が無線信号発信手段を備え、前記固定装置が無線信号受信手段を備えることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the mobile device includes a wireless signal transmission unit, and the fixing device includes a wireless signal reception unit.
また本発明は、複数の固定装置と少なくとも1つの移動装置との間で送受信される無線信号を用いて、前記複数の固定装置の相対位置を算出する相対位置算出装置における相対位置算出方法であって、前記固定装置または前記移動装置のいずれかの受信強度検出手段より、前記複数の固定装置と複数の座標における前記移動装置との間でそれぞれ送受信された無線信号の受信強度を取得する受信強度取得過程と、前記固定装置と前記移動装置との間の所定の関係を表す第1関係式を記憶する第1関係式記憶手段から当該第1関係式を読み取って、前記第1関係式に前記受信強度を代入した第2関係式を前記固定装置と前記移動装置の組合せ毎に作成する第2関係式作成過程と、前記作成した複数の第2関係式を連立方程式として、前記複数の固定装置それぞれの相対座標を算出する相対座標算出過程と、を有することを特徴とする相対位置算出方法である。 The present invention is also a relative position calculation method in a relative position calculation device that calculates a relative position of the plurality of fixed devices using radio signals transmitted and received between the plurality of fixed devices and at least one mobile device. The reception strength for acquiring the reception strength of the radio signals respectively transmitted and received between the plurality of fixed devices and the mobile device at a plurality of coordinates from the reception strength detection means of either the fixed device or the mobile device The first relational expression is read from a first relational expression storage means that stores a first relational expression representing a predetermined relationship between the acquisition process and the fixed device and the moving device, and the first relational expression is A second relational expression creating process for creating a second relational expression into which reception intensity is substituted for each combination of the fixed device and the mobile device, and the plurality of the created second relational expressions as simultaneous equations, The relative coordinate calculation step of calculating a constant device each relative coordinate, a relative position calculating method characterized by having a.
また本発明は、複数の固定装置と少なくとも1つの移動装置との間で送受信される無線信号を用いて、前記複数の固定装置の相対位置を算出する相対位置算出装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、前記固定装置または前記移動装置のいずれかの受信強度検出手段より、前記複数の固定装置と複数の座標における前記移動装置との間でそれぞれ送受信された無線信号の受信強度を取得する受信強度取得処理と、前記固定装置と前記移動装置との間の所定の関係を表す第1関係式を記憶する第1関係式記憶手段から当該第1関係式を読み取って、前記第1関係式に前記受信強度を代入した第2関係式を前記固定装置と前記移動装置の組合せ毎に作成する第2関係式作成処理と、前記作成した複数の第2関係式を連立方程式として、前記複数の固定装置それぞれの相対座標を算出する相対座標算出処理と、をコンピュータに実行させるプログラムである。 According to another aspect of the present invention, there is provided a program that is executed by a computer of a relative position calculation device that calculates a relative position of the plurality of fixed devices using radio signals transmitted and received between the plurality of fixed devices and at least one mobile device. And reception which acquires the receiving strength of each radio signal transmitted and received between the plurality of fixed devices and the mobile device at a plurality of coordinates from the receiving strength detection means of either the fixed device or the mobile device Read the first relational expression from the first relational expression storage means for storing the first relational expression representing the predetermined relation between the strength acquisition process and the fixed device and the moving device, A second relational expression creating process for creating a second relational expression into which the received intensity is substituted for each combination of the fixed device and the moving device, and the plurality of the created second relational expressions as simultaneous equations The relative coordinate calculation process for calculating the plurality of fixing devices each relative coordinates, a program for executing a computer.
本発明によれば、連立方程式を用いて、固定されている複数の送信局(送信装置)や受信局(受信装置)の相対座標を検出するので、全ての座標が未知数であっても、その固定されている送信局または受信局(固定装置)の相対座標を容易に算出することができる。
また送信局や受信局にGPS機能を備えることなく、全ての各送信局や受信局の相対座標を検出することができる。また、このようなシステムを利用する管理者が、送信局と受信局の全てに位置情報を設定する必要もなくなるので、管理者の労力も軽減することができるようになる。
According to the present invention, since the relative coordinates of a plurality of fixed transmitting stations (transmitting devices) and receiving stations (receiving devices) are detected using simultaneous equations, even if all the coordinates are unknown, The relative coordinates of a fixed transmitting station or receiving station (fixing device) can be easily calculated.
Further, the relative coordinates of all the transmitting stations and receiving stations can be detected without providing the transmitting station and the receiving station with a GPS function. Further, since it is not necessary for an administrator who uses such a system to set position information for all of the transmitting station and the receiving station, the labor of the administrator can be reduced.
以下、本発明の一実施形態による固定装置相対位置算出システムを図面を参照して説明する。図1は本実施形態による第1の固定装置相対位置算出システムの構成を示すブロック図である。
この図において、符号1は識別番号を無線信号により送信する送信局(送信装置)である。また2は無線信号を受信してその無線信号の受信強度を検出する受信局(受信装置)である。また3は全ての送信局の相対座標(相対位置)を算出するサーバ(相対位置算出装置)である。そして、固定装置相対位置算出システムにおいて、サーバ3は受信局2と通信ネットワークを介して接続されているものとする。なお、図1において送信局1は、例えば家や美術館などの構内の各箇所に固定されている。従って図1においては送信局1が固定装置となる。
Hereinafter, a fixing device relative position calculation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first fixing device relative position calculation system according to the present embodiment.
In this figure,
図2は本実施形態による第2の固定装置相対位置算出システムの構成を示すブロック図である。
この図における送信局および受信局およびサーバは図1と同一符号を用いている。そして、図2の固定装置相対位置算出システムにおいて、サーバ3は通信ネットワークを介して受信局2と接続されている。なお、図2においては受信局2が、例えば構内の各箇所に固定されている。従って図2においては受信局2が固定装置となる。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the second fixing device relative position calculation system according to this embodiment.
The same reference numerals as those in FIG. 1 are used for the transmitting station, receiving station, and server in this figure. In the fixed device relative position calculation system of FIG. 2, the
図1、図2のいずれの場合も、サーバ3は全ての固定装置(図1においては送信局1、図2においては受信局2)と移動装置(図1においては受信局2、図2においては送信局1)の未知座標により、その各固定装置の相対座標を算出する。
このとき、サーバ3は、受信局2(図1の形態においては移動装置となり、図2の形態においては固定装置)に備えられた受信強度検出手段より、固定装置(図1においては送信局1、図2においては受信局2)と移動装置(図1においては受信局2、図2においては送信局1)との間でそれぞれ送受信された無線信号の受信強度を取得する。そして、固定装置と移動装置との間の所定の関係(本実施形態においては距離と受信強度の関係)を表す第1関係式を記憶する第1関係式記憶部から当該第1関係式を読み取って、第1関係式に受信強度を代入した第2関係式を固定装置と移動装置の組合せ毎に作成する。そして作成した複数の第2関係式を連立方程式として、複数の固定装置と移動装置それぞれの相対座標を算出する。
1 and 2, the
At this time, the
図3は送信局と受信局の構成を示すブロック図である。
図3において、送信局1の符号10は無線信号を発信するためのアンテナ、11は無線信号の発信処理を行なう無線発信処理部である。また12は送信局1に固有の識別番号を記憶する識別番号記憶部である。また13は電源である。また受信局2の符号20は無線信号を受信するためのアンテナ、21は無線信号の受信処理を行なう無線受信処理部である。また22は通信ネットワークを介してサーバ3と情報を送受信するネットワーク処理部である。また23は受信局2の各処理部を制御する制御部である。また24は無線受信処理部21で受信した無線信号の受信強度を検出する受信強度検出部である。また25は受信した無線信号に含まれる送信局1の識別番号と受信強度検出部24で検出した受信強度とをサーバ3へ通知する算出用情報通知処理部である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the transmitting station and the receiving station.
In FIG. 3,
図4はサーバの構成を示すブロック図である。
この図において、符号31は通信ネットワークを介して受信局2と情報の送受信を行なう通信処理部である。また32はサーバ3の各処理部を制御する制御部である。また33は受信局から送信された情報を記憶する算出用情報記憶部である。また34は送信局1と受信局2との間の距離と受信強度の関係を表す第1関係式を記憶する第1関係式記憶部である。また35は第1関係式に受信強度を代入した第2関係式を送信局1と受信局2の組合せ毎に作成する第2関係式作成部である。また36は第2関係式作成部35の作成した複数の第2関係式を連立方程式として、複数の送信局1と受信局2それぞれの相対座標を算出する相対座標算出部である。
また符号4は受信局2とサーバ3とを接続する通信ネットワークである。この通信ネットワークは無線により接続されたネットワークであっても有線によって接続されたネットワークであってもよい。なお図3、図4で示すシステムの形態は、図1に示した送信局1が固定装置、受信局2が移動装置となるシステム形態における各送信局1、受信局2、サーバ3の各ハードウェアの機能構成を示している。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the server.
In this figure,
Reference numeral 4 denotes a communication network connecting the receiving
次に、第1関係式記憶部の記憶する第1関係式について説明する。
複数の送信局1のうちi番目の送信局1の座標を(xi,yi)、移動先の箇所における受信局2のうちj番目の箇所の受信局2の座標を(uj,vj)とすると、送信局1から受信局2までの距離dijは、
Next, the first relational expression stored in the first relational expression storage unit will be described.
The coordinates of the i-
となる。
またi番目の送信局1から送信された信号をj番目の箇所の受信局2が受信したときの受信強度をeijとすると、受信強度eijと上記距離dijの関係式(第1関係式)は、
It becomes.
Further, if the reception intensity when the j-
で表される。ここでS1、S2は補正係数である。ここで距離dijが0の時の受信強度を示す係数がS2である。 It is represented by Here, S 1 and S 2 are correction coefficients. Here, the coefficient indicating the reception intensity when the distance d ij is 0 is S 2 .
次に、送信局1と受信局2の移動先の箇所の数について説明する。
上述したように、送信局1の座標を(xi,yi)、受信局2の座標を(uj,vj)として、それぞれの座標が未知である場合、送信局1と受信局2の組み合わせ毎に未知の値が4つ存在することとなる(xi,yi, uj,vj)。これから分かるように、送信局1の数をmとし、受信局2の移動先の箇所の数をnとすると、2m+2nの数だけ、送信局1と受信局2の組み合わせ毎に未知の値が発生する。そして上記式(2)で表される第1関係式は、「送信局1の数m×受信局2の移動先の箇所の数n」だけ成り立つ。
Next, the number of destination locations of the transmitting
As described above, when the coordinates of the transmitting
ここで、1つの送信局1と1つの受信局2の移動先との組み合わせに対応する、第1関係式における未知の値は、受信強度eijが分かれば、残りは(xi,yi, uj,vj)の4つである。そしてこの4つの未知の値を解くために必要な、第1関係式の数は、mn>2m+2nの条件を満たす、mとnによって算出される数(つまり前記条件を満たすm、nの数を乗じた値)である。前記条件を満たすmとnの数だけ送信局1と受信局2の移動先の箇所が存在すれば、第1関係式を用いて、複数の送信局1の座標と(xi,yi)、移動先の各箇所における受信局2の相対座標を(uj,vj)算出することが出来る。
従って、本実施形態においては、mn>2m+2nの条件を満たすmの数だけ送信局1があり、また同様に前記条件を満たすnの数だけ受信局2の移動先の箇所が存在する。本実施形態において移動装置となる送信局1(図2のシステム形態の送信局)または受信局2(図1のシステム形態の受信局)は、移動することによって、その数がnになるようにするものとする。
なお、送信局1や受信局2の座標が(x,y,z)の3次元で表される場合には、前記条件はmn>3m+3nとなる。
Here, the unknown value in the first relational expression corresponding to the combination of one transmitting
Therefore, in the present embodiment, there are as many transmitting
When the coordinates of the transmitting
次に算出用情報記憶部の記憶するデータの構成について説明する。
図5は算出用情報記憶部の記憶するデータの構成を示す図である。
図5で示すように、算出用情報記憶部33は受信局2が送信局1から受信した無線信号の受信強度と、その無線信号に含まれる送信局1の識別番号の組み合わせを、送信局1と受信局2の組み合わせ毎に保持したテーブルを記憶している。
Next, the configuration of data stored in the calculation information storage unit will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of data stored in the calculation information storage unit.
As shown in FIG. 5, the calculation
次に、送信局が固定装置となる場合の固定装置相対位置算出システムにおける各装置の処理について順を追って説明する。
まず、送信局1と受信局2の処理について説明する。
固定装置相対位置算出システムにおける送信局1においては、無線発信処理部11が識別番号記憶部12に記録されている自装置の識別番号を含む無線信号を間欠的にまたはユーザの指示に基づきアンテナ10から発信する処理を行なう。そして、受信局2ではアンテナ20を介して無線受信処理部21が無線信号を受信する。この時、受信強度検出部24は無線受信処理部21で受信した無線信号の受信強度を検出し、その受信強度の値を算出用情報通知処理部25に通知する。
Next, the processing of each device in the fixed device relative position calculation system when the transmitting station is a fixed device will be described in order.
First, processing of the transmitting
In the
また制御部23は、受信した無線信号を無線受信処理部21から受け取って、当該無線信号に含まれる送信局1の識別番号を読み取り、その識別番号を算出用情報通知処理部25に通知すると共に、算出用情報通知処理部25に識別番号と受信強度の値の情報をサーバ3に通知するよう指示する。すると、算出用情報通知処理部25は制御部23から受け取った識別番号と受信強度検出部24から受け取った受信強度の値の組み合わせの情報をネットワーク処理部22に送信するよう指示する。ネットワーク処理部22は識別番号と受信強度の値の組み合わせの情報をサーバ3へ通信ネットワーク4を介して送信する。なお、図1のシステム形態においては、移動装置が受信局2となるので、例えばシステムの管理者やユーザが携帯用の受信局2を持ち歩きながら、移動先の各座標点において、毎回受信局2にサーバ3への前記識別番号と受信強度の値の組み合わせの情報の通知を指示することなどによって、受信局2からサーバ3へそれらの情報が通知される。また図2のシステム形態においては、移動装置が送信局1となるので、例えばシステムの管理者やユーザが携帯用の送信局1を持ち歩きながら、移動先の各座標点において、毎回送信局1にサーバ3への前記識別番号と受信強度の値の組み合わせの情報の通知を指示することなどによって、送信局1からサーバ3へそれらの情報が通知される。
The
図6はサーバの処理フローを示す図である。
次に、図6を用いて図1のシステム形態におけるサーバの処理について説明する。
サーバ3では、まず、固定装置相対位置の算出の処理開始の指示を入力部などから受付けると、通信処理部31が通信ネットワーク4を介して受信局2から送信された識別番号と受信強度の値の組み合わせの情報を受信する(ステップS1)。すると制御部32はその識別番号と受信強度の値の組み合わせの情報を、算出用情報記憶部33に記録する。ここで、受信局2からの上記組み合わせの情報は管理者の指示によって送信されており、制御部32はその受信した情報を算出用情報記憶部33の記憶するテーブル(つまり、識別番号と受信強度の値の組み合わせの情報の一覧)に書込んでいく(ステップS2)。
FIG. 6 is a diagram showing a processing flow of the server.
Next, the server processing in the system form of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
In the
そして、第2関係式作成部35と相対座標算出部36は以降の処理を行なうことで、送信局1と受信局2の相対座標を算出する。
第2関係式作成部35は、第1関係式記憶部34から第1関係式を読み取る。また第2関係式作成部35は算出用情報記憶部33から識別番号と受信強度の値の組み合わせの情報を1つ読み取る。そしてその読み取った受信強度を、前記第1関係式に代入して第2関係式を作成する。このようにして、第2関係式作成部35は、算出用情報記憶部33に記録されている全ての識別番号について第2関係式を作成する(ステップS3)。つまり第2関係式は送信局1と受信局2の組み合わせ分だけ作成される。
Then, the second relational
The second relational
次に、相対座標算出部36は、送信局1の数をm、受信局2の移動先の箇所の数をnとして、mn>2m+2nの条件を満たすmとnの最小値を算出する。なお、送信局1の数mと受信局2の移動先の箇所の数nは予めサーバ3が記憶部に記憶しているものとする。そして相対座標算出部36は、送信局1と受信局2の相対座標を算出するための第2関係式として、前記第2関係式作成部35が作成した第2関係式のうち、算出したmとnを乗じて得られる値の数だけ、第2関係式を特定する(ステップS4)。また相対座標算出部36は特定した複数の第2関係式を用いて、未知数を算出する(ステップS5)。これにより、送信局1と受信局2の相対座標が算出される。
Next, the relative coordinate
本システムは、送信局1の相対座標を算出することで、例えば、構内において、固定された送信局1を、送信局1と受信局2の相対関係から判断するような機能に用いることが出来る。また、本発明によれば、送信局1にGPS機能を備えることなく、全ての各送信局1の相対座標を検出することができる。また1点の座標とその方位が分かればGPSを利用することなく絶対座標を検出することもできる。また、このようなシステムを利用する管理者が、送信局1の全てに位置(座標)情報を設定する必要もなくなるので、管理者の労力も軽減することができるようになる。
By calculating the relative coordinates of the transmitting
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態に限らず、他の異なる処理形態によっても同様に送信局1と受信局2の相対座標を算出できる。
例えば、上記(2)式に送信局1における環境係数と、受信局2における環境係数の少なくともいずれか一方を含むようにしても良い。
受信局2における環境係数Krjを用いた場合は、第1関係式は、
Although the embodiment of the present invention has been described above, the relative coordinates of the transmitting
For example, the above equation (2) may include at least one of the environmental coefficient at the transmitting
When the environmental coefficient K rj at the receiving
で表される。この場合、未知数S1、S2、Krjを決定し、決定した係数値を用いて送信局1と受信局2の相対座標を算出する。
また、送信局1における環境係数Ktiを用いた場合は第1関係式は、
It is represented by In this case, the unknown numbers S1, S2, and K rj are determined, and the relative coordinates of the transmitting
Further, when the environmental coefficient Kti at the transmitting
で表される。この場合、未知数S1、S2、Ktiを決定し、決定した係数値を用いて送信局1と受信局2の相対座標を算出する。
It is represented by In this case, the unknowns S1, S2, and Kti are determined, and the relative coordinates of the transmitting
また、図2のようなシステムの形態の場合には、受信局2(固定装置)が自装置に固有の識別番号を記憶し、その識別番号と送信局1(移動装置)から発信された無線信号の電波強度の組み合わせの情報をサーバ3へ送信する。そして、サーバ3は、図1のシステム形態の場合と同様に、移動先の各箇所の送信局1と受信局2の相対座標を算出するようにしてもよい。
Further, in the case of the system form as shown in FIG. 2, the receiving station 2 (fixed device) stores an identification number unique to the own device, and the identification number and the radio transmitted from the transmitting station 1 (mobile device). Information on the combination of signal radio field intensities is transmitted to the
また、第1関係式を、移動先の箇所の送信局1と受信局2との間の距離と受信強度の関係を示す上述の式(2)で示した第1関係式の代わりに、式(5)を用いても良い。この式(5)は、i番目の移動先の各箇所の送信局1の座標を(ui,vi)、j番目の受信局2の座標を(uj,vj)、前記j番目の受信局2で受信されたi番目の移動先の各箇所の送信局1からの無線信号の強度をeij、送受信に要する時間をtij、前記i番目の移動先の各箇所の送信局1とj番目の受信局2との間の距離をdij、空気中における無線信号の伝搬時間をpijとすると、補正係数B,g、hおよび比例定数Kを用いて
Further, the first relational expression is replaced with the first relational expression shown in the above-described expression (2) indicating the relationship between the distance between the transmitting
で表される。なお、この場合、送受信に要する時間をtijを検出する処理部が送信局1または受信局2またはサーバ3に必要となる。
また無線信号は、電波だけでなく音波であっても良い。
また、本実施形態においては、図1のシステム形態においては受信局2が、また図2のシステム形態においては送信局1が各箇所に移動する移動装置となるが、複数の移動装置を各箇所それぞれにに固定的に設置することによって(つまり固定装置とする)、移動の代替とするようにしてもよい。
It is represented by In this case, a processing unit that detects tij for the time required for transmission / reception is required for the transmitting
The radio signal may be a sound wave as well as a radio wave.
In the present embodiment, the receiving
上述の各装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。 Each of the above devices has a computer system inside. The process described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by the computer reading and executing this program. Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
1・・・送信局
2・・・受信局
3・・・サーバ
4・・・通信ネットワーク
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記固定装置または前記移動装置のいずれかの受信強度検出手段より、前記複数の固定装置と複数の座標における前記移動装置との間でそれぞれ送受信された無線信号の受信強度を取得する受信強度取得手段と、
前記固定装置と前記移動装置との間の所定の関係を表す第1関係式を記憶する第1関係式記憶手段から当該第1関係式を読み取って、前記第1関係式に前記受信強度を代入した第2関係式を前記固定装置と前記移動装置の組合せ毎に作成する第2関係式作成手段と、
前記作成した複数の第2関係式を連立方程式として、前記複数の固定装置それぞれの相対座標を算出する相対座標算出手段と、
を備えることを特徴とする相対位置算出装置。 A relative position calculation device that calculates a relative position of the plurality of fixing devices using radio signals transmitted and received between the plurality of fixing devices and at least one mobile device,
Reception strength acquisition means for acquiring the reception strength of radio signals transmitted and received between the plurality of fixed devices and the mobile device at a plurality of coordinates from the reception strength detection means of either the fixed device or the mobile device. When,
Read the first relational expression from a first relational expression storage unit that stores a first relational expression representing a predetermined relation between the fixed device and the moving device, and substitute the reception intensity into the first relational expression. Second relational expression creating means for creating the second relational expression for each combination of the fixed device and the moving device;
Relative coordinate calculation means for calculating the relative coordinates of each of the plurality of fixing devices, using the plurality of second relational expressions created as simultaneous equations,
A relative position calculation device comprising:
前記固定装置と前記移動装置との間の距離と受信強度の関係である
ことを特徴とする請求項1に記載の相対位置算出装置。 The predetermined relationship between the fixing device and the moving device in the first relational expression is:
The relative position calculation device according to claim 1, wherein the relationship is a relationship between a distance between the fixing device and the moving device and reception intensity.
ことを特徴とする請求項2に記載の相対位置算出装置。 The relative position according to claim 2, wherein the distance between the fixing device and the moving device is indicated by unknown coordinates indicating the position of the fixing device and unknown coordinates indicating the position of the moving device. Calculation device.
前記相対座標算出手段は、
前記mと前記nの関係が、mn>2m+2nを満たす当該mとnを乗じた数の、前記第2関係式を特定し、前記連立方程式として、前記複数の固定装置それぞれの相対座標を算出する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の相対位置算出装置。 When the number of the fixing devices is m, the number of the moving devices is n, and the unknown coordinates are two-dimensional coordinates,
The relative coordinate calculation means includes
The second relational expression is obtained by multiplying m and n by the relation between m and n satisfying mn> 2m + 2n, and the relative coordinates of each of the plurality of fixing devices are calculated as the simultaneous equations. The relative position calculation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the relative position calculation device is provided.
前記移動装置が無線信号受信手段を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項4に記載の相対位置算出装置。 The fixing device includes a wireless signal transmission means;
The relative position calculation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the moving device includes a wireless signal receiving unit.
前記固定装置が無線信号受信手段を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項5に記載の相対位置算出装置。 The mobile device includes a wireless signal transmission means,
The relative position calculation device according to claim 1, wherein the fixing device includes a wireless signal receiving unit.
前記固定装置または前記移動装置のいずれかの受信強度検出手段より、前記複数の固定装置と複数の座標における前記移動装置との間でそれぞれ送受信された無線信号の受信強度を取得する受信強度取得過程と、
前記固定装置と前記移動装置との間の所定の関係を表す第1関係式を記憶する第1関係式記憶手段から当該第1関係式を読み取って、前記第1関係式に前記受信強度を代入した第2関係式を前記固定装置と前記移動装置の組合せ毎に作成する第2関係式作成過程と、
前記作成した複数の第2関係式を連立方程式として、前記複数の固定装置それぞれの相対座標を算出する相対座標算出過程と、
を有することを特徴とする相対位置算出方法。 A relative position calculation method in a relative position calculation device that calculates a relative position of the plurality of fixing devices using radio signals transmitted and received between the plurality of fixing devices and at least one mobile device,
A reception strength acquisition process for acquiring the reception strength of radio signals transmitted and received between the plurality of fixed devices and the mobile device at a plurality of coordinates from the reception strength detection means of either the fixed device or the mobile device. When,
Read the first relational expression from a first relational expression storage unit that stores a first relational expression representing a predetermined relation between the fixed device and the moving device, and substitute the reception intensity into the first relational expression. A second relational expression creating process for creating the second relational expression for each combination of the fixed device and the moving device;
Relative coordinate calculation process of calculating relative coordinates of each of the plurality of fixing devices, using the plurality of second relational expressions created as simultaneous equations,
A relative position calculation method characterized by comprising:
前記固定装置または前記移動装置のいずれかの受信強度検出手段より、前記複数の固定装置と複数の座標における前記移動装置との間でそれぞれ送受信された無線信号の受信強度を取得する受信強度取得処理と、
前記固定装置と前記移動装置との間の所定の関係を表す第1関係式を記憶する第1関係式記憶手段から当該第1関係式を読み取って、前記第1関係式に前記受信強度を代入した第2関係式を前記固定装置と前記移動装置の組合せ毎に作成する第2関係式作成処理と、
前記作成した複数の第2関係式を連立方程式として、前記複数の固定装置それぞれの相対座標を算出する相対座標算出処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。 A program to be executed by a computer of a relative position calculation device that calculates a relative position of the plurality of fixing devices using radio signals transmitted and received between the plurality of fixing devices and at least one mobile device,
Reception strength acquisition processing for acquiring the reception strength of radio signals transmitted and received between the plurality of fixed devices and the mobile device at a plurality of coordinates from the reception strength detection means of either the fixed device or the mobile device. When,
Read the first relational expression from a first relational expression storage unit that stores a first relational expression representing a predetermined relation between the fixed device and the moving device, and substitute the reception intensity into the first relational expression. A second relational expression creating process for creating the second relational expression for each combination of the fixed device and the moving device;
Relative coordinate calculation processing for calculating the relative coordinates of each of the plurality of fixing devices, using the created second relational expressions as simultaneous equations,
A program that causes a computer to execute.
前記固定装置または前記移動装置のいずれかの受信強度検出手段より、前記複数の固定装置と複数の座標における前記移動装置との間でそれぞれ送受信された無線信号の受信強度を取得する受信強度取得処理と、
前記固定装置と前記移動装置との間の所定の関係を表す第1関係式を記憶する第1関係式記憶手段から当該第1関係式を読み取って、前記第1関係式に前記受信強度を代入した第2関係式を前記固定装置と前記移動装置の組合せ毎に作成する第2関係式作成処理と、
前記作成した複数の第2関係式を連立方程式として、前記複数の固定装置それぞれの相対座標を算出する相対座標算出処理と、
をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する記録媒体。
A recording medium for storing a program to be executed by a computer of a relative position calculation device that calculates a relative position of the plurality of fixing devices using radio signals transmitted and received between the plurality of fixing devices and at least one mobile device. There,
Reception strength acquisition processing for acquiring the reception strength of radio signals transmitted and received between the plurality of fixed devices and the mobile device at a plurality of coordinates from the reception strength detection means of either the fixed device or the mobile device. When,
Read the first relational expression from a first relational expression storage unit that stores a first relational expression representing a predetermined relation between the fixed device and the moving device, and substitute the reception intensity into the first relational expression. A second relational expression creating process for creating the second relational expression for each combination of the fixed device and the moving device;
Relative coordinate calculation processing for calculating the relative coordinates of each of the plurality of fixing devices, using the created second relational expressions as simultaneous equations,
Medium for storing a program for causing a computer to execute the program.
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