JP7417570B2 - Positioning system and method - Google Patents
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Description
本発明は、測位システム、管理装置、基準装置、測位対象の装置、測位方法及びプログラムに関するものである。 The present invention relates to a positioning system, a management device, a reference device, a positioning target device, a positioning method, and a program.
従来、GNSS人工衛星からの電波が届きにくい屋内などのエリア内において、測位される測位対象の装置(以下「対象装置」ともいう。)と既知の位置座標に設置された複数の基準装置との間の見通し内環境(LOS環境)で電波、音波、光などの無線媒体を送受信し、その送受信の結果に基づくアルゴリズムを用いて対象装置の座標位置を計算して測位するシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in areas such as indoors where radio waves from GNSS satellites are difficult to reach, the positioning target device (hereinafter also referred to as "target device") is connected to multiple reference devices installed at known position coordinates. A system is known that transmits and receives wireless media such as radio waves, sound waves, and light in a line-of-sight environment (LOS environment) between (For example, see Patent Document 1).
上記見通し内環境(LOS環境)での電波などの無線媒体の送受信を利用した従来のシステムにおいて、測位の目的、用途などを区別して対象装置の測位を管理したい、という課題がある。 In conventional systems that utilize the transmission and reception of wireless media such as radio waves in a line-of-sight environment (LOS environment), there is a problem in managing the positioning of a target device by distinguishing the purpose and use of positioning.
本発明の一態様に係る測位システムは、測位対象の装置と、互いに異なる既知の位置座標に設置された複数の基準装置とを備え、前記測位対象の装置と前記複数の基準装置との間で無線媒体による測位信号の送受信を行い、その送受信の結果に基づくアルゴリズムを用いて前記測位対象の装置の位置座標を計算して測位する測位システムである。この測位システムの複数の基準装置はそれぞれ、前記無線媒体を介して前記測位対象の装置から、測位管理識別情報を含む測位信号を受信する受信部を有する。前記測位対象の装置は、前記測位管理識別情報を記憶する記憶部と、前記無線媒体を介して前記複数の基準装置のそれぞれに、前記測位管理識別情報を含む測位信号を送信する送信部と、を有する。 A positioning system according to one aspect of the present invention includes a positioning target device and a plurality of reference devices installed at mutually different known position coordinates, and a positioning system between the positioning target device and the plurality of reference devices. This is a positioning system that performs positioning by transmitting and receiving positioning signals using a wireless medium and calculating the position coordinates of the device to be positioned using an algorithm based on the results of the transmission and reception. Each of the plurality of reference devices of this positioning system has a receiving unit that receives a positioning signal including positioning management identification information from the positioning target device via the wireless medium. The positioning target device includes a storage unit that stores the positioning management identification information, and a transmitting unit that transmits a positioning signal including the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices via the wireless medium. has.
本発明の他の態様に係る装置は、前記測位システムに用いることができる基準装置であり、前記無線媒体を介して前記測位対象の装置から、前記測位管理識別情報を含む測位信号を受信する受信部を有する。 A device according to another aspect of the present invention is a reference device that can be used in the positioning system, and is a receiver that receives a positioning signal including the positioning management identification information from the positioning target device via the wireless medium. has a department.
本発明の更に他の態様に係る装置は、前記測位システムに用いることができる測位対象の装置であり、前記測位管理識別情報を記憶する記憶部と、前記無線媒体を介して前記複数の基準装置のそれぞれに、前記測位管理識別情報を含む測位信号を送信する送信部と、を有する。 A device according to still another aspect of the present invention is a positioning target device that can be used in the positioning system, and includes a storage unit that stores the positioning management identification information, and a plurality of reference devices via the wireless medium. and a transmitter that transmits a positioning signal including the positioning management identification information.
本発明の更に他の態様に係る装置は、前記測位システムに用いることができる管理装置であり、通信ネットワークを介して前記複数の基準装置のそれぞれと通信可能な管理装置である。 A device according to still another aspect of the present invention is a management device that can be used in the positioning system, and is a management device that can communicate with each of the plurality of reference devices via a communication network.
本発明の更に他の態様に係る方法は、測位対象の装置と互いに異なる既知の位置座標に設置された複数の基準装置との間で無線媒体による測位信号の送受信を行い、その送受信の結果に基づくアルゴリズムを用いて前記測位対象の装置の位置座標を計算して測位する測位方法である。この測位方法は、前記複数の基準装置がそれぞれ、前記測位対象の装置が、測位管理識別情報を記憶することと、前記複数の基準装置がそれぞれ、前記無線媒体を介して前記測位対象の装置から、前記測位管理識別情報を含む測位信号を受信することと、前記測位対象の装置が、前記無線媒体を介して前記複数の基準装置のそれぞれに、前記測位管理識別情報を含む測位信号を送信することと、を含む。 A method according to still another aspect of the present invention includes transmitting and receiving positioning signals using a wireless medium between a positioning target device and a plurality of reference devices installed at mutually different known position coordinates, and transmitting and receiving positioning signals using a wireless medium. This is a positioning method in which the position coordinates of the device to be positioned are calculated using an algorithm based on the above algorithm. In this positioning method, each of the plurality of reference devices stores positioning management identification information in the positioning target device, and each of the plurality of reference devices connects the positioning target device to the positioning target device via the wireless medium. , receiving a positioning signal including the positioning management identification information; and the positioning target device transmitting the positioning signal including the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices via the wireless medium. Including.
本発明の更に他の態様に係るプログラムは、前記基準装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムである。このプログラムは、前記無線媒体を介して前記測位対象の装置から、前記測位管理識別情報を含む測位信号を受信するためのプログラムコードを含む。 A program according to yet another aspect of the present invention is a program executed on a computer or processor included in the reference device. This program includes a program code for receiving a positioning signal including the positioning management identification information from the positioning target device via the wireless medium.
本発明の更に他の態様に係るプログラムは、前記測位対象の装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムである。このプログラムは、前記測位管理識別情報を記憶するためのプログラムコードと、前記無線媒体を介して前記複数の基準装置のそれぞれに、前記測位管理識別情報を含む測位信号を送信するためのプログラムコードと、を含む。 A program according to still another aspect of the present invention is a program executed in a computer or processor provided in the device to be positioned. This program includes a program code for storing the positioning management identification information, and a program code for transmitting a positioning signal including the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices via the wireless medium. ,including.
本発明の更に他の態様に係るプログラムは、前記管理装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムである。このプログラムは、通信ネットワークを介して前記複数の基準装置のそれぞれと通信するためのプログラムコードと、前記複数の基準装置のそれぞれの位置座標の情報を記憶するためのプログラムコードと、前記複数の基準装置のそれぞれから、前記測位対象の装置の識別情報と前記基準装置の識別情報と前記測位管理識別情報と前記測位信号の送受信結果の情報とを受信するためのプログラムコードと、前記測位管理識別情報が同じ複数の基準装置について、前記複数の基準装置のそれぞれから受信した前記測位対象の装置の識別情報と前記基準装置の識別情報と前記測位信号の送受信結果の情報とに基づいて、前記測位対象の装置の位置座標を計算するためのプログラムコードと、を含む。 A program according to still another aspect of the present invention is a program executed on a computer or processor included in the management device. This program includes a program code for communicating with each of the plurality of reference devices via a communication network, a program code for storing information on position coordinates of each of the plurality of reference devices, and a program code for storing information on the position coordinates of each of the plurality of reference devices. A program code for receiving, from each of the devices, identification information of the device to be positioned, identification information of the reference device, positioning management identification information, and information on the transmission/reception result of the positioning signal, and the positioning management identification information. With respect to a plurality of reference devices having the same positioning target, the positioning target is determined based on the identification information of the positioning target device, the identification information of the reference device, and the information of the transmission/reception result of the positioning signal received from each of the plurality of reference devices. and program code for calculating position coordinates of the device.
前記測位システム、前記測位対象の装置、前記基準装置、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記測位管理識別情報は、前記測位の目的、前記測位の結果の用途及び前記測位の結果を使用する主体の少なくとも1つを識別可能な情報であってもよい。 In the positioning system, the positioning target device, the reference device, the management device, the positioning method, and the program, the positioning management identification information includes the purpose of the positioning, the use of the positioning result, and the positioning result. The information may be information that can identify at least one of the entities using the information.
前記測位システム、前記測位対象の装置、前記基準装置、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記複数の基準装置はそれぞれ、前記基準装置に予め設定された測位管理識別情報を記憶する記憶部と、前記測位管理識別情報を前記測位対象の装置に送信する送信部と、を有し、前記測位対象の装置は、前記基準装置から前記測位管理識別情報を受信する受信部を有してもよい。ここで、前記測位管理識別情報は、前記基準装置と前記測位対象の装置との間で近距離無線通信方式の認証を伴うペアリング処理の実行時に、前記基準装置から前記測位対象の装置に送信されてもよい。 In the positioning system, the positioning target device, the reference device, the management device, the positioning method, and the program, each of the plurality of reference devices includes a memory that stores positioning management identification information set in advance in the reference device. and a transmission unit that transmits the positioning management identification information to the positioning target device, and the positioning target device has a receiving unit that receives the positioning management identification information from the reference device. Good too. Here, the positioning management identification information is transmitted from the reference device to the positioning target device when a pairing process involving near field communication authentication is performed between the reference device and the positioning target device. may be done.
前記測位システム、前記測位対象の装置、前記基準装置、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記無線媒体は、UWB(超広帯域)無線の電波であってもよい。 In the positioning system, the positioning target device, the reference device, the management device, the positioning method, and the program, the wireless medium may be UWB (ultra wideband) radio waves.
前記測位システム、前記測位対象の装置、前記基準装置、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記複数の基準装置は、互いの時間同期又は時刻差が管理された4以上の基準装置であり、前記測位対象の装置の位置座標は、前記測位対象の装置から送信された前記測位信号が前記複数の基準装置のそれぞれに受信された複数の時間差の情報と、前記複数の基準装置のそれぞれの位置座標の情報と、に基づいて計算されてもよい。 In the positioning system, the positioning target device, the reference device, the management device, the positioning method, and the program, the plurality of reference devices are four or more reference devices whose time synchronization or time difference is managed. The position coordinates of the positioning target device are determined by information on a plurality of time differences at which the positioning signal transmitted from the positioning target device is received by each of the plurality of reference devices, and each of the plurality of reference devices. It may be calculated based on information on the position coordinates of .
前記測位システム、前記測位対象の装置、前記基準装置、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記測位対象の装置は無線ICタグであってもよい。 In the positioning system, the positioning target device, the reference device, the management device, the positioning method, and the program, the positioning target device may be a wireless IC tag.
前記測位システムにおいて、通信ネットワークを介して前記複数の基準装置のそれぞれと通信可能な管理装置を備えてもよい。 The positioning system may include a management device capable of communicating with each of the plurality of reference devices via a communication network.
前記管理装置を備える測位システムにおいて、前記複数の基準装置はそれぞれ、前記測位信号を送信した前記測位対象の装置の識別情報と前記基準装置の識別情報と前記測位管理識別情報と前記測位信号の送受信結果の情報とを、前記管理装置に送信する送信部を有し、前記管理装置は、前記複数の基準装置のそれぞれの位置座標の情報を記憶する記憶部と、前記複数の基準装置のそれぞれから、前記測位対象の装置の識別情報と前記基準装置の識別情報と前記測位管理識別情報と前記測位信号の送受信結果の情報とを受信する受信部と、前記測位管理識別情報が同じ複数の基準装置について、前記複数の基準装置のそれぞれから受信した前記測位対象の装置の識別情報と前記基準装置の識別情報と前記測位信号の送受信結果の情報とに基づいて、前記測位対象の装置の位置座標を計算する計算部と、を有してもよい。 In the positioning system including the management device, each of the plurality of reference devices includes identification information of the positioning target device that transmitted the positioning signal, identification information of the reference device, positioning management identification information, and transmission/reception of the positioning signal. the management device includes a storage section that stores information on the position coordinates of each of the plurality of reference devices, and a transmission section that sends information on the results to the management device; , a receiving unit that receives identification information of the positioning target device, identification information of the reference device, positioning management identification information, and information on the transmission/reception result of the positioning signal; and a plurality of reference devices having the same positioning management identification information. , the position coordinates of the positioning target device are determined based on the identification information of the positioning target device received from each of the plurality of reference devices, the identification information of the reference device, and information on the transmission/reception result of the positioning signal. The computer may also include a calculation unit that performs calculations.
前記管理装置を備える測位システムにおいて、前記管理装置は、前記複数の基準装置のそれぞれに前記測位管理識別情報を送信する送信部を有し、前記複数の基準装置はそれぞれ、前記管理装置から前記通信ネットワークを介して前記測位管理識別情報を受信する受信部と、前記管理装置から受信した前記測位管理識別情報に基づいて、前記測位管理識別情報の初期設定又は更新を行う情報処理部と、を有してもよい。 In the positioning system including the management device, the management device includes a transmitter that transmits the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices, and each of the plurality of reference devices receives the communication from the management device. It includes a receiving unit that receives the positioning management identification information via a network, and an information processing unit that initializes or updates the positioning management identification information based on the positioning management identification information received from the management device. You may.
本発明によれば、複数の基準装置と測位対象の装置との間の無線媒体による測位信号の送受信を利用した測位を行う場合に、測位の目的、用途などを区別して測位対象の装置の測位を管理することができる。 According to the present invention, when positioning is performed using the transmission and reception of positioning signals via a wireless medium between a plurality of reference devices and a positioning target device, the purpose of positioning, use, etc. are distinguished, and the positioning of the positioning target device is performed. can be managed.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本書に記載された実施形態に係る測位システムは、タグ(測位対象の装置)と、互いに異なる既知の位置座標に設置された複数のアンカー(基準装置)との間で、見通し内環境(LOS環境)で超広帯域(UWB)の電波による測位信号の送受信を行い、その送受信の結果に基づくTDoA(到達時間差)方式のアルゴリズムを用いてタグの位置座標を計算するシステムである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The positioning system according to the embodiment described in this document operates in a line-of-sight environment (LOS environment) between a tag (a device to be positioned) and a plurality of anchors (reference devices) installed at mutually different known position coordinates. ) is a system that transmits and receives positioning signals using ultra-wideband (UWB) radio waves, and calculates the position coordinates of a tag using a TDoA (time difference of arrival) algorithm based on the results of the transmission and reception.
本実施形態のTDoA方式の測位システムは、例えばGNSS人工衛星からの電波が届かない又は届きにくい屋内などのエリア内におけるタグの位置座標の測位に適する。本実施形態の測位システムは、タグなどの測位対象の装置の位置をリアルタイムに測位するリアルタイム位置測位システム(RTLS:Real Time Location System)の実現に適する。 The TDoA positioning system of this embodiment is suitable for positioning the position coordinates of a tag in an area such as an indoor area where radio waves from a GNSS satellite cannot reach or are difficult to reach. The positioning system of this embodiment is suitable for realizing a real-time positioning system (RTLS) that measures the position of a positioning target device such as a tag in real time.
図1は、本発明の一実施形態に係る測位システムの主要な構成の一例を示す説明図である。図1において、測位システムは、複数の測位可能空間10A,10Bのそれぞれにおいて、互いに異なる既知の位置座標に設置された複数の基準装置(以下「アンカー」ともいう。)20A(1)~20A(4),20B(1)~20B(4)を備える。測位システムは、測位可能空間10A,10Bのそれぞれにおける測位対象の装置(以下「対象装置」という。)30A,30Bを更に備えてもよい。測位システムは、複数の基準装置20A(1)~20A(4),20B(1)~20B(4)のそれぞれと通信可能な管理装置40を更に備えてもよい。管理装置40は、対象装置30A,30Bと通信可能であってもよい。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the main configuration of a positioning system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the positioning system includes a plurality of reference devices (hereinafter also referred to as "anchors") 20A(1) to 20A() installed at mutually different known position coordinates in each of a plurality of
なお、図1の例は、対象装置30A,30Bの位置をTDoA方式で測位する測位システムを示しているが、ToA(Time of Arrival)方式などの他の測位方式で対象装置30A,30Bの位置を測位してもよい。
Note that the example in FIG. 1 shows a positioning system that measures the positions of the
また、図1の例では、測位可能空間10A,10Bの数が2の場合について示されているが、測位可能空間の数は単数であってもよいし、3以上であってもよい。また、各測位可能空間10A,10Bにおける基準装置20A(1)~20A(4),20B(1)~20B(4)の数はそれぞれ4であるが、測位可能空間における基準装置の数は5以上であってもよい。た、各測位可能空間10A,10Bにおける対象装置30A,30Bの数は1であるが、測位可能空間における対象装置の数は2以上であってもよい。
Further, in the example of FIG. 1, a case is shown in which the number of
また、以下の説明において、各測位可能空間10A,10Bに共通する事項について説明するときは測位可能空間10と記載する。また、各基準装置20A(1)~20A(4),20B(1)~20B(4)に共通する事項について説明するときは基準装置20と記載する。また、各対象装置30A,30Bについて記載するときときは対象装置30と記載する。
Furthermore, in the following description, when describing matters common to each of the
複数の基準装置20は、建物などの内部の2次元又は3次元の測位可能空間10の互いに異なる複数の位置に設置される。複数の基準装置20の設置位置は、水平方向の位置及び高さの少なくとも1つが互いに異なる。設置位置は、測位可能空間10内のできるだけ離れた位置が好ましい。
The plurality of
基準装置20の数は、例えば測位方式のアルゴリズムに応じて設定される。例えば、TDoA方式で3次元空間における対象装置30の位置を測位する場合、基準装置20の数は例えば4以上である。なお、2次元のエリアで対象装置30の位置を測位する場合は、基準装置20の数は3以上であってもよい。また、基準装置20の数は、測位方式によっては2以上であってもよい。
The number of
複数の基準装置20はそれぞれ、互いの時間同期又は時刻差が管理されている基準装置である。例えば、複数の基準装置20は、装置間に適用可能な任意の同期方法により、互いに時間同期されている。複数の基準装置20はそれぞれ、時間同期された内部クロックを備える。
Each of the plurality of
複数の基準装置20のそれぞれが設置された既知の位置座標は、例えば測位可能空間10内のある点を基準にして基準装置20間で予め測定された相対的な位置座標である。複数の基準装置20の位置座標は、いずれか1つの基準装置20の位置を原点として予め測定された相対的な位置座標であってもよい。また、基準装置20がGNSSの人工衛星からの電波を受信できるエリアに配置されている場合は、基準装置20の既知の位置座標はGNSS受信機で測定された位置座標であってもよい。この場合の位置座標は、例えば、既知の緯度、経度及び高度であってもよいし、ある基準点を定義されたECEF(Earth-Centered Earth-Fixed)座標系における座標位置(X,Y,Z)であってもよい。
The known position coordinates at which each of the plurality of
対象装置30は、例えばIC無線タグ(以下「タグ」ともいう。)である。対象装置30は、タグのほか、台車、フォークリフト、各種の部品、又は、各種の製品であってもよい。対象装置30は、移動中の装置若しくは一時停止中の装置であってもよいし、又は、固定配置された装置であってもよい。
The
対象装置30は、図1中の実線の矢印で示すように、複数の基準装置20のそれぞれに対して所定の無線媒体による測位信号の送信を行う。測位信号の送受信に用いる無線媒体は、電波、音波、光などの無線媒体である。本実施形態では、無線媒体としてUWB(超広帯域)無線の電波を用いる。UWBは、広帯域(例えば、数GHz帯中の任意の周波数を中心とした数百MHzの帯域幅)の微弱電波での通信技術であり、IEEE802.15.4で定義されている。
The
対象装置30は、複数の基準装置20のそれぞれとの間で所定の近距離無線通信方式により測位管理識別情報(例えば、PurposeID)などの情報を送受信することができるように構成してもよい。対象装置30と基準装置20との間の近距離無線通信方式としては、各種通信方式を用いることができ、例えばBLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)通信方式を用いてもよい。
The
管理装置40は、例えば、インターネットなどの通信ネットワーク45に構築されたクラウドコンピュータシステム(以下「クラウドシステム」ともいう。)である。管理装置40は、単一又は複数のコンピュータ装置で構成したサーバであってもよい。管理装置40と複数の基準装置20との間の通信は、例えば有線又は無線の通信回線を介して行うことができる。通信回線は公衆回線であってもよいし専用回線であってもよい。
The
図2は、図1の測位システムを構成する基準装置(アンカー)20、対象装置(タグ)30及び管理装置40の主要な構成の一例を示すブロック図である。
図2において、基準装置20は、測位信号の受信部としても機能するUWB受信部210と、記憶部230と、情報の送信部としても機能するNW通信部240とを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the main configurations of the reference device (anchor) 20, target device (tag) 30, and
In FIG. 2, the
UWB受信部210は、例えばUWB無線通信モジュールで構成され、対象装置30からUWBの電波で送信(発信)された測位信号を、アンテナ211を介して受信する。また、UWB受信部210は、対象装置30から受信した測位信号に含まれる情報と、測位信号の受信時刻情報(Timestamp)とを出力する。
The
対象装置30から送信される測位信号の送信フォーマットは、例えば、フレーム制御情報(Frame Control)、送信連続番号(Sequence Number)、対象装置30を識別可能な対象装置識別情報(TAG ID)、メッセージ識別情報(Message ID)、測位管理識別情報(Purpose ID)及びデータエラー修復用情報(CRC)を含む。
The transmission format of the positioning signal transmitted from the
測位管理識別情報(Purpose ID)は、例えば、測位の目的、測位の結果の用途及び測位の結果を使用する主体の少なくとも1つを識別可能な情報である。 The positioning management identification information (Purpose ID) is, for example, information that can identify at least one of the purpose of positioning, the use of the positioning results, and the entity using the positioning results.
UWB受信部210は、例えば、複数の対象装置30からの測位信号を受信した場合、測位信号に含まれる測位管理識別情報(Purpose ID)に基づいて、複数の測位信号のうち自装置20の測位管理識別情報(Purpose ID)を含む特定の測位信号のみを受信し、その特定の測位信号のみ出力してもよい。
For example, when receiving positioning signals from a plurality of
前記測位管理識別情報(Purpose ID)は、対象装置30が様々な場所(例えば測位可能空間10)で使用される場合に、測位の目的、測位の結果の用途、測位の結果を使用する主体など識別する重要な情報である。例えば、対象装置30が移動する場合、その移動先の場所によって異なる測位管理識別情報(Purpose ID)に対応することが必要になることがある。
The positioning management identification information (Purpose ID) includes information such as the purpose of positioning, the use of the positioning results, the entity using the positioning results, etc. when the
ここで、例えば、基準装置20と対象装置30の所有者が法人企業などの同一の主体である場合、前記測位管理識別情報(Purpose ID)は当該主体によって基準装置(自装置)20に予め設定される。
Here, for example, if the owner of the
なお、対象装置30は通常、測位管理識別情報(Purpose ID)を含む測位信号をUWBで発信するだけであるが、その対象装置30で用いる測位管理識別情報(Purpose ID)を場所に応じて自動設定したり自動変更したりするができるようにしてもよい。例えば、後述のように、基準装置20と対象装置30との間で実行されるBLE無線通信のペアリング処理を利用して、対象装置30で使用する測位管理識別情報(Purpose ID)を場所に応じて自動設定及び自動変更してもよい。
Note that the
記憶部230は、UWB受信部210から出力された測位信号に含まれる各種情報と、測位信号の送受信結果の情報である測位信号の受信時刻情報(Timestamp)とを互いに関連付けて記憶する。
The
NW通信部240は、有線又は無線の通信回線を介して管理装置40と通信する。NW通信部240は、記憶部230に記憶されている対象装置30の測位に関する測位関連情報を管理装置40に送信する。管理装置40に送信される測位関連情報の送信フォーマットは、例えば、対象装置識別情報(TAG ID)、基準装置(自装置)20を識別可能な基準装置識別情報(Anchor ID)、対象装置カウント情報(TAG Counter)、測位管理識別情報(Purpose ID)、対象装置30からの測位信号の受信時刻情報(Timestamp)及び電波強度及び絶対時刻情報(Epoch Time)を含む。
The
図2において、対象装置30は、測位信号の送信部としても機能するUWB送信部310と、記憶部330とを備える。
In FIG. 2, the
UWB送信部310は、例えばUWB無線通信モジュールで構成され、前述の測位管理識別情報(Purpose ID)を含む送信フォーマットを有する測位信号を、アンテナ311を介して送信(発信)する。測位信号は、例えば、パルス状の信号であり、所定の時間間隔で周期的に発信される。
The
記憶部330は、UWB送信部310から送信する測位信号に含める情報を記憶する。また、記憶部330は、基準装置20に予め設定されている測位管理識別情報(Purpose ID)を記憶する。
The
図2において、管理装置40は、送受信結果の情報の受信部としても機能するNW通信部410と、位置座標の計算部としても機能する測位計算部420と、記憶部430とを備える。
In FIG. 2, the
NW通信部410は、有線又は無線の通信回線を介して複数の基準装置20と通信する。NW通信部410は、対象装置30の測位に関する測位関連情報を各基準装置20から受信する。測位関連情報の送信フォーマットは、例えば、対象装置識別情報(TAG ID)、基準装置(自装置)20を識別可能な基準装置識別情報(Anchor ID)、対象装置カウント情報(TAG Counter)、測位管理識別情報(Purpose ID)、対象装置30からの測位信号の受信時刻情報(Timestamp)及び電波強度及び絶対時刻情報(Epoch Time)を含む。
The
測位計算部420は、各基準装置20から受信した測位関連情報に基づいて、測位管理識別情報(Purpose ID)毎に、且つ、対象装置30毎に、対象装置30の現在位置を計算して測位する。
The
本実施形態のTDoA方式の測位システムにおいて、対象装置30の現在位置は、例えば次のアルゴリズムにより計算することができる。ここで、前述の図1の測位可能空間10Aにおいて、対象装置30Aから送信された測位信号が4箇所の基準装置20A(1)、20A(2)、20A(3)、20A(4)に到達した受信時刻(Timestamp)をT1、T2、T3、T4とし、測位信号の伝搬速度をv[m/s]とし、対象装置30と基準装置20A(1)、20A(2)、20A(3)、20A(4)のそれぞれとの距離をD1、D2、D3、D4とし、基準装置間の測位信号の受信時間差をΔT12=T1-T2、ΔT13=T1-T3、ΔT14=T1-T4、ΔT23=T2-T3、ΔT24=T2-T4、ΔT34=T3-T4とすると、次の(1)~(6)の関係式が成立する。
上記関係式(1)~(6)を用いて未知の変数である距離D1、D2、D3、D4を求めることができる。この求めた距離D1、D2、D3、D4それぞれを半径とし、基準装置20A(1)、20A(2)、20A(3)、20A(4)の既知の位置座標を原点とした4つの球面の交点を求める任意のアルゴリズムにより、3次元の測位可能空間10Aにおける対象装置30の現在位置を数センチメール(例えば3~10cm)の精度で計算することができる。
Distances D1, D2, D3, and D4, which are unknown variables, can be determined using the above relational expressions (1) to (6). These calculated distances D1, D2, D3, and D4 are the radii of four spherical surfaces whose origin is the known position coordinates of the
測位計算部420から出力される対象装置30の現在位置の測位結果は、例えば、管理装置40において、又は各種サーバや基準装置などにおいて、測位管理識別情報(Purpose ID)の各種サービスに利用することできる。
The positioning result of the current position of the
記憶部430は、測位計算部420での計算に用いる測位関連情報、測位計算部420で測位管理識別情報(Purpose ID)毎に且つ対象装置30毎に計算された測位結果を記憶する。また、記憶部430は、複数の基準装置20のそれぞれに予め設定した測位管理識別情報(Purpose ID)を記憶する。
The
図3は、図1の測位システムにおける測位管理識別情報(PurposeID)の送受信の一例を示す説明図である。図3の測位システムは、複数の基準装置20としてのアンカーA,B,C、Dと、対象装置30としてのタグαと、管理装置40としてのクラウドシステムとを備える。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of transmission and reception of positioning management identification information (Purpose ID) in the positioning system of FIG. 1. The positioning system in FIG. 3 includes anchors A, B, C, and D as a plurality of
図3において、タグαには、PurposeIDとして8888が予め設定され、その設定情報が保存されている。このPurposeIDを用いてタグαの測位の目的、用途などを区別してタグαの測位を管理することができる。アンカーA,B,C,Dが設置されている測位可能空間にタグαが移動すると、所定のタイミングでUWBにより、PurposeID:8888を含む測位信号が発信されると、その測位信号がアンカーA,B,C,Dで受信される。アンカーA,B,C,Dはそれぞれ、タグαのTAG IDと各アンカーA,B,C,DのAnchor IDとPurposeID:8888とを含む測位関連情報を、クラウドシステムに送信する。クラウドシステムは、アンカーA,B,C,Dのそれぞれから受信した測位関連情報に基づいて、PurposeID:8888に対応する測位関連情報だけでタグαの測位を行う。 In FIG. 3, 8888 is preset as the Purpose ID for the tag α, and the setting information is stored. Using this PurposeID, it is possible to manage the positioning of the tag α by distinguishing the purpose, use, etc. of the positioning of the tag α. When tag α moves to the positioning space where anchors A, B, C, and D are installed, a positioning signal containing Purpose ID: 8888 is transmitted by UWB at a predetermined timing, and the positioning signal is transmitted to anchors A, B, C, and D. Received on B, C, and D. Anchors A, B, C, and D each transmit positioning-related information including the TAG ID of tag α, the Anchor ID of each anchor A, B, C, and D, and Purpose ID: 8888 to the cloud system. Based on the positioning-related information received from each of the anchors A, B, C, and D, the cloud system performs positioning of the tag α using only the positioning-related information corresponding to Purpose ID:8888.
図1~図3の測位システムによれば、複数のアンカーA,B,C,Dとタグαとの間のUWBの電波による測位信号の送受信を利用した測位を行うことができ、その測位の目的、用途などを区別してタグαの測位を管理することができる。
According to the positioning system shown in FIGS. 1 to 3, positioning can be performed using the transmission and reception of positioning signals using UWB radio waves between multiple anchors A, B, C, and D and tag α, and the positioning It is possible to manage the positioning of the tag α by distinguishing the purpose, use, etc.
なお、本実施形態の測位システムにおいて、次の図4~図6に示すように、測位可能空間におけるUWB通信方式での測位信号の送受信に先だって、その測位信号で用いられる測位管理識別情報であるPurposeIDを基準装置(アンカー)20から対象装置(タグ)30に送信して設定してもよい。 In addition, in the positioning system of this embodiment, as shown in the following FIGS. 4 to 6, prior to transmitting and receiving a positioning signal using the UWB communication method in a space where positioning is possible, the positioning management identification information used in the positioning signal is The PurposeID may be set by transmitting it from the reference device (anchor) 20 to the target device (tag) 30.
図4は、本発明の他の実施形態に係る測位システムの主要な構成の一例を示す説明図である。本実施形態では、図4中の実線で示すUWB通信方式での測位信号の送受信に先だって、図4中の破線で示すように、基準装置(アンカー)20と対象装置(タグ)30との間の近距離無線通信方式であるBLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)通信方式の認証を伴うペアリング処理を実行している。このペアリング処理の実行時に、基準装置20から対象装置30にPurposeIDを送信し、そのPurposeIDを対象装置30に自動設定している。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the main configuration of a positioning system according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, prior to transmitting and receiving a positioning signal using the UWB communication method shown by the solid line in FIG. 4, as shown by the broken line in FIG. A pairing process that involves authentication of the BLE (Bluetooth (registered trademark) Low Energy) communication method, which is a short-range wireless communication method, is being performed. When executing this pairing process, the
図5は、図4の測位システムを構成する基準装置(アンカー)20、対象装置(タグ)30及び管理装置40の主要な構成の一例を示すブロック図である。なお、図5において、前述の図2と共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the main configurations of the reference device (anchor) 20, target device (tag) 30, and
図5において、基準装置20は、UWB受信部210、記憶部230及びNW通信部240のほか、測位管理識別情報(PurposeID)の送信部として機能するBLE通信部220を更に備える。
In FIG. 5, the
BLE通信部220は、例えばBLE無線通信モジュールで構成され、アンテナ221を介して対象装置30と無線通信を行い、対象装置30との間で認証処理を含むBLE無線通信のペアリング処理を行う。また、BLE通信部220は、BLE無線通信のペアリング処理の際に又はペアリング処理の後に、基準装置(自装置)20に予め設定されている測位管理識別情報(Purpose ID)を対象装置30に送信する。
The
また、図5において、NW通信部240は、情報の受信部としても機能し、管理装置40が基準装置(自装置)20に設定した測位管理識別情報(Purpose ID)を、管理装置40から受信する。管理装置40から受信した測位管理識別情報(Purpose ID)は、初期設定として記憶部230に保存してもよいし、記憶部230に既に保存されている測位管理識別情報(Purpose ID)の更新に用いてもよい。
In FIG. 5, the
また、記憶部230は、測位管理識別情報(Purpose ID)の記憶部としても機能し、基準装置(自装置)20に予め設定されている測位管理識別情報(Purpose ID)を記憶する。
The
図5において、対象装置30は、UWB送信部310及び記憶部330のほか、測位管理識別情報(Purpose ID)の受信部としても機能するBLE通信部220を備える。
In FIG. 5, the
BLE通信部320は、例えばBLE無線通信モジュールで構成され、アンテナ321を介して基準装置20と無線通信を行い、基準装置20との間で認証処理を含むBLE無線通信のペアリング処理を行う。また、BLE通信部320は、BLE無線通信のペアリング処理の際に又はペアリング処理の後に、基準装置20に予め設定されている測位管理識別情報(Purpose ID)を基準装置20から受信する。対象装置30は、基準装置20から受信した測位管理識別情報(Purpose ID)により、対象装置(自装置)30の位置が測位される空間である測位可能空間10を検知することができる。
The
図5において、記憶部330は、BLE通信部320で受信した基準装置20に予め設定されている測位管理識別情報(Purpose ID)を記憶する。
In FIG. 5, the
図5において、管理装置40のNW通信部410は、複数の基準装置20のそれぞれについて、任意の基準又は外部からの制御又は指示の情報に基づいて基準装置20に設定した測位管理識別情報(Purpose ID)を、対応する基準装置20に送信する。
In FIG. 5, the
図6は、図4の測位システムにおける測位管理識別情報(PurposeID)の送受信の一例を示す説明図である。図6の測位システムは、複数の基準装置20としてのアンカーA,B,C、Dと、他の複数の基準装置20としてのアンカーW,X,Y,Zと、対象装置30としてのタグαと、管理装置40としてのクラウドシステムとを備える。なお、図6の例において、複数の基準装置20であるアンカーA,B,C,Dと、他の複数の基準装置20であるアンカーW,X,Y,Zは、同一の測位可能空間に設置されていてもよいし、異なる測位可能空間に設置されていてもよい。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of transmission and reception of positioning management identification information (Purpose ID) in the positioning system of FIG. 4. The positioning system in FIG. 6 includes anchors A, B, C, and D as a plurality of
図6において、アンカーA,B,C,Dが設置されている測位可能空間にタグαが移動すると、アンカーA,B,Cとタグαとの間でBLEペアリング処理が実行され、タグαにPurposeIDとして8888が自動設定される。その自動設定の後、所定のタイミングでUWBにより、PurposeID:8888を含む測位信号が発信されると、その測位信号がアンカーA,B,C,Dで受信される。アンカーA,B,C,Dはそれぞれ、タグαのTAG IDと各アンカーA,B,C,DのAnchor IDとPurposeID:8888とを含む測位関連情報を、クラウドシステムに送信する。クラウドシステムは、アンカーA,B,C,Dのそれぞれから受信した測位関連情報に基づいて、PurposeID:8888に対応する測位関連情報だけでタグαの測位を行う。
In FIG. 6, when tag α moves to the positioning space where anchors A, B, C, and D are installed, BLE pairing processing is executed between anchors A, B, and C and tag α, and
その後、アンカーW,X,Y,Zが設置されている測位可能空間にタグαが移動すると、アンカーW,X,Y,Zとタグαとの間でBLEペアリング処理が実行され、タグαにPurposeIDとして7777が自動設定(自動変更)される。その自動設定の後、所定のタイミングでUWBにより、PurposeID:7777を含む測位信号が発信されると、その測位信号がアンカーW,X,Y,Zで受信される。アンカーW,X,Y,Zはそれぞれ、タグαのTAG IDと各アンカーW,X,Y,ZのAnchor IDとPurposeID:7777とを含む測位関連情報を、クラウドシステムに送信する。クラウドシステムは、アンカーW,X,Y,Zのそれぞれから受信した測位関連情報に基づいて、PurposeID:7777に対応する測位関連情報だけでタグαの測位を行う。
After that, when tag α moves to the positioning space where anchors W, X, Y, and Z are installed, BLE pairing processing is executed between anchors W, X, Y, and Z and tag α, and
図4~図6の測位システムによれば、第1の用途などに対応したPurposeID:8888を用いる複数のアンカーA,B,C,Dが設置されているエリアではアンカーA,B,C,Dとタグαとの間のUWBの電波による測位信号の送受信を利用した測位を行うことができ、第1の用途などとは異なる第2の用途などに対応したPurposeID:7777を用いる複数のアンカーW,X,Y,Zが設置されているエリアではアンカーW,X,Y,Zとタグαとの間のUWBの電波による測位信号の送受信を利用した測位を行うことができる。このようにPurposeIDに基づいてタグαが位置するエリアでの測位の目的、用途などを区別してタグαの測位を管理することができる。 According to the positioning system shown in FIGS. 4 to 6, in an area where multiple anchors A, B, C, and D using Purpose ID: 8888 corresponding to the first purpose are installed, anchors A, B, C, and D are installed. Multiple anchors W using Purpose ID: 7777 can perform positioning using the transmission and reception of positioning signals using UWB radio waves between the , X, Y, and Z, positioning can be performed using the transmission and reception of positioning signals using UWB radio waves between the anchors W, X, Y, and Z and the tag α. In this way, it is possible to manage the positioning of the tag α by distinguishing the purpose, use, etc. of positioning in the area where the tag α is located based on the Purpose ID.
例えば、図4~図6の測位システムによれば、公共目的などでスマートシティ側でPurposeIDを設定しているところが複数ある場合に、一般市民などのタグ所有者がそれぞれにPurposeIDを一致させて使っていくときに、BLEペアリングを使ってPurpose IDを交換して所定の目的、用途などに対応した測位が可能になる。 For example, according to the positioning systems shown in Figures 4 to 6, if there are multiple places where Purpose IDs are set on the smart city side for public purposes etc., tag owners such as ordinary citizens can match Purpose IDs and use them. When moving, Purpose IDs can be exchanged using BLE pairing, making it possible to perform positioning corresponding to a predetermined purpose or application.
以上、本実施形態によれば、複数の基準装置20と対象装置30との間のUWBの電波による測位信号の送受信を利用した測位を行う場合に、測位の目的、用途などを区別して対象装置30の測位を管理することができる。
As described above, according to the present embodiment, when performing positioning using the transmission and reception of positioning signals using UWB radio waves between a plurality of
なお、本明細書で説明された処理工程並びに測位システムの構成要素(例えば、基準装置、対象装置、管理装置)は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。 Note that the processing steps and components of the positioning system (eg, reference device, target device, management device) described herein can be implemented by various means. For example, these steps and components may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof.
ハードウェア実装については、実体(例えば、各種無線通信装置、通信モジュール、Node B、Node G、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置)において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、1つ又は複数の、特定用途向けIC(ASIC)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、デジタル信号処理装置(DSPD)、プログラマブル・ロジック・デバイス(PLD)、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。 Regarding hardware implementation, processing used to realize the above steps and components in an entity (e.g., various wireless communication devices, communication modules, Node B, Node G, terminal, hard disk drive device, or optical disk drive device) The unit or the like may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processors (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gates, etc. implemented in an array (FPGA), processor, controller, microcontroller, microprocessor, electronic device, other electronic unit designed to perform the functions described herein, computer, or combinations thereof; may be done.
また、ファームウェア及び/又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム(例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード)で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び/又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ/プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び/又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び/又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、プログラマブルリードオンリーメモリ(PROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、フラッシュメモリ、フロッピー(登録商標)ディスク、コンパクトディスク(CD)、デジタルバーサタイルディスク(DVD)、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、1又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。 Additionally, for firmware and/or software implementations, the means used to implement the components described above, such as processing units, may include programs (e.g., procedures, functions, modules, instructions) that perform the functions described herein. , etc.). In general, any computer/processor readable medium tangibly embodying firmware and/or software code, such as a processing unit, may be used to implement the above steps and components described herein. may be used for implementation. For example, the firmware and/or software code may be stored in memory and executed by a computer or processor, eg, in a controller. The memory may be implemented within the computer or processor, or external to the processor. The firmware and/or software code may also be stored in, for example, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), non-volatile random access memory (NVRAM), programmable read-only memory (PROM), electrically erasable PROM (EEPROM), etc. ), flash memory, floppy disks, compact disks (CDs), digital versatile disks (DVDs), magnetic or optical data storage devices, etc. good. The code may be executed by one or more computers or processors and may cause the computers or processors to perform certain aspects of the functionality described herein.
また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であればよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの2以上が混在したものであってもよい。 Further, the medium may be a non-temporary recording medium. Further, the code of the program may be read and executed by a computer, processor, or other device or apparatus, and its format is not limited to a specific format. For example, the code of the program may be a source code, an object code, or a binary code, or may be a mixture of two or more of these codes.
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。 The description of the embodiments disclosed herein is also provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to this disclosure will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other variations without departing from the spirit or scope of this disclosure. Therefore, this disclosure is not to be limited to the examples and designs described herein, but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
10 :測位可能空間
20 :基準装置
30 :対象装置(測位対象の装置)
40 :管理装置
45 :通信ネットワーク
210 :UWB受信部
211 :アンテナ
220 :BLE通信部
221 :アンテナ
230 :記憶部
240 :NW通信部
310 :UWB送信部
311 :アンテナ
320 :BLE通信部
321 :アンテナ
330 :記憶部
410 :NW通信部
420 :測位計算部
430 :記憶部
10: Positioning possible space 20: Reference device 30: Target device (device to be positioned)
40: Management device 45: Communication network 210: UWB reception unit 211: Antenna 220: BLE communication unit 221: Antenna 230: Storage unit 240: NW communication unit 310: UWB transmission unit 311: Antenna 320: BLE communication unit 321: Antenna 330 : Storage unit 410 : NW communication unit 420 : Positioning calculation unit 430 : Storage unit
Claims (13)
前記複数の基準装置はそれぞれ、
前記無線媒体を介して前記測位対象の装置から、測位管理識別情報を含む測位信号を受信する受信部を有し、
前記測位対象の装置は、
前記測位管理識別情報を記憶する記憶部と、
前記無線媒体を介して前記複数の基準装置のそれぞれに、前記測位管理識別情報を含む測位信号を送信する送信部と、を有し、
前記測位管理識別情報は、前記測位の目的、前記測位の結果の用途及び前記測位の結果を使用する主体の少なくとも1つを識別可能な情報であり、
前記複数の基準装置はそれぞれ、前記測位対象の装置から受信した測位信号に含まれる前記測位管理識別情報に基づいて、複数の測位信号のうち当該基準装置の測位管理識別情報を含む特定の測位信号のみを受信する、
ことを特徴とする測位システム。 The apparatus comprises a positioning target device and a plurality of reference devices installed at mutually different known position coordinates, and transmitting and receiving positioning signals via a wireless medium between the positioning target device and the plurality of reference devices. A positioning system that calculates and positions the position coordinates of the positioning target device using an algorithm based on the results of transmission and reception,
Each of the plurality of reference devices includes:
a receiving unit that receives a positioning signal including positioning management identification information from the positioning target device via the wireless medium;
The device to be positioned is:
a storage unit that stores the positioning management identification information;
a transmitter that transmits a positioning signal including the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices via the wireless medium ,
The positioning management identification information is information that can identify at least one of the purpose of the positioning, the use of the positioning results, and the entity using the positioning results,
Each of the plurality of reference devices selects a specific positioning signal that includes the positioning management identification information of the reference device among the plurality of positioning signals based on the positioning management identification information included in the positioning signal received from the positioning target device. Receive only
A positioning system characterized by:
前記複数の基準装置はそれぞれ、
前記無線媒体を介して前記測位対象の装置から、測位管理識別情報を含む測位信号を受信する受信部を有し、
前記測位対象の装置は、
前記測位管理識別情報を記憶する記憶部と、
前記無線媒体を介して前記複数の基準装置のそれぞれに、前記測位管理識別情報を含む測位信号を送信する送信部と、を有し、
前記複数の基準装置はそれぞれ、
前記基準装置に予め設定された測位管理識別情報を記憶する記憶部と、
前記測位管理識別情報を前記測位対象の装置に送信する送信部と、を有し、
前記測位対象の装置は、前記基準装置から前記測位管理識別情報を受信する受信部を有する、ことを特徴とする測位システム。 The apparatus comprises a positioning target device and a plurality of reference devices installed at mutually different known position coordinates, and transmitting and receiving positioning signals via a wireless medium between the positioning target device and the plurality of reference devices. A positioning system that calculates and positions the position coordinates of the positioning target device using an algorithm based on the results of transmission and reception,
Each of the plurality of reference devices includes:
a receiving unit that receives a positioning signal including positioning management identification information from the positioning target device via the wireless medium;
The device to be positioned is:
a storage unit that stores the positioning management identification information;
a transmitter that transmits a positioning signal including the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices via the wireless medium,
Each of the plurality of reference devices includes:
a storage unit that stores positioning management identification information set in advance in the reference device;
a transmitter that transmits the positioning management identification information to the positioning target device,
The positioning system characterized in that the positioning target device has a receiving unit that receives the positioning management identification information from the reference device.
前記測位管理識別情報は、前記測位の目的、前記測位の結果の用途及び前記測位の結果を使用する主体の少なくとも1つを識別可能な情報である、 The positioning management identification information is information that can identify at least one of the purpose of the positioning, the use of the positioning results, and the entity using the positioning results.
ことを特徴とする測位システム。A positioning system characterized by:
前記測位管理識別情報は、前記基準装置と前記測位対象の装置との間で近距離無線通信方式の認証を伴うペアリング処理の実行時に、前記基準装置から前記測位対象の装置に送信される、ことを特徴とする測位システム。 The positioning system according to claim 2 or 3,
The positioning management identification information is transmitted from the reference device to the positioning target device when a pairing process involving near field communication authentication is performed between the reference device and the positioning target device. A positioning system characterized by:
前記無線媒体は、UWB(超広帯域)無線の電波である、ことを特徴とする測位システム。 The positioning system according to any one of claims 1 to 4,
A positioning system characterized in that the wireless medium is UWB (ultra wideband) radio waves.
前記複数の基準装置は、互いの時間同期又は時刻差が管理された4以上の基準装置であり、
前記測位対象の装置の位置座標は、前記測位対象の装置から送信された前記測位信号が前記複数の基準装置のそれぞれに受信された複数の時間差の情報と、前記複数の基準装置のそれぞれの位置座標の情報と、に基づいて計算される、ことを特徴とする測位システム。 The positioning system according to any one of claims 1 to 5,
The plurality of reference devices are four or more reference devices whose mutual time synchronization or time difference is managed,
The position coordinates of the positioning target device are determined by information on a plurality of time differences when the positioning signal transmitted from the positioning target device was received by each of the plurality of reference devices, and the position of each of the plurality of reference devices. A positioning system characterized in that the positioning system is calculated based on coordinate information.
前記測位対象の装置は無線ICタグである、ことを特徴とする測位システム。 The positioning system according to any one of claims 1 to 6,
A positioning system characterized in that the device to be positioned is a wireless IC tag.
通信ネットワークを介して前記複数の基準装置のそれぞれと通信可能な管理装置を備える、ことを特徴とする測位システム。 The positioning system according to any one of claims 1 to 7,
A positioning system comprising: a management device capable of communicating with each of the plurality of reference devices via a communication network.
前記複数の基準装置はそれぞれ、前記測位信号を送信した前記測位対象の装置の識別情報と、前記基準装置の識別情報と前記測位管理識別情報と前記測位信号の送受信結果の情報とを前記管理装置に送信する送信部を有し、
前記管理装置は、
前記複数の基準装置のそれぞれの位置座標の情報を記憶する記憶部と、
前記複数の基準装置のそれぞれから、前記測位対象の装置の識別情報と前記基準装置の識別情報と前記測位管理識別情報と前記測位信号の送受信結果の情報とを受信する受信部と、
前記測位管理識別情報が同じ複数の基準装置について、前記複数の基準装置のそれぞれから受信した前記測位対象の装置の識別情報と前記基準装置の識別情報と前記測位信号の送受信結果の情報とに基づいて、前記測位対象の装置の位置座標を計算する計算部と、を有する、
ことを特徴とする測位システム。 The positioning system according to claim 8,
Each of the plurality of reference devices transmits the identification information of the positioning target device that transmitted the positioning signal, the identification information of the reference device, the positioning management identification information, and the information of the transmission/reception result of the positioning signal to the management device. has a transmitting section that transmits to
The management device includes:
a storage unit that stores information on position coordinates of each of the plurality of reference devices;
a receiving unit that receives, from each of the plurality of reference devices, identification information of the positioning target device, identification information of the reference device, positioning management identification information, and information on the transmission/reception result of the positioning signal;
With respect to a plurality of reference devices having the same positioning management identification information, based on the identification information of the device to be positioned, the identification information of the reference device, and information on the transmission/reception result of the positioning signal received from each of the plurality of reference devices. a calculation unit that calculates the position coordinates of the positioning target device;
A positioning system characterized by:
前記管理装置は、前記複数の基準装置のそれぞれに前記測位管理識別情報を送信する送信部を有し、
前記複数の基準装置はそれぞれ、
前記管理装置から前記通信ネットワークを介して前記測位管理識別情報を受信する受信部と、
前記管理装置から受信した前記測位管理識別情報に基づいて、前記測位管理識別情報の初期設定又は更新を行う情報処理部と、を有する、
ことを特徴とする測位システム。 The positioning system according to claim 8 or 9,
The management device includes a transmitter that transmits the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices,
Each of the plurality of reference devices includes:
a receiving unit that receives the positioning management identification information from the management device via the communication network;
an information processing unit that initializes or updates the positioning management identification information based on the positioning management identification information received from the management device;
A positioning system characterized by:
通信ネットワークを介して前記複数の基準装置のそれぞれと通信可能な管理装置を備え、 comprising a management device capable of communicating with each of the plurality of reference devices via a communication network,
前記複数の基準装置はそれぞれ、 Each of the plurality of reference devices includes:
前記無線媒体を介して前記測位対象の装置から、測位管理識別情報を含む測位信号を受信する受信部を有し、 a receiving unit that receives a positioning signal including positioning management identification information from the positioning target device via the wireless medium;
前記測位対象の装置は、 The device to be positioned is:
前記測位管理識別情報を記憶する記憶部と、 a storage unit that stores the positioning management identification information;
前記無線媒体を介して前記複数の基準装置のそれぞれに、前記測位管理識別情報を含む測位信号を送信する送信部と、を有し、 a transmitter that transmits a positioning signal including the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices via the wireless medium,
前記管理装置は、前記複数の基準装置のそれぞれに前記測位管理識別情報を送信する送信部を有し、 The management device includes a transmitter that transmits the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices,
前記複数の基準装置はそれぞれ、 Each of the plurality of reference devices includes:
前記管理装置から前記通信ネットワークを介して前記測位管理識別情報を受信する受信部と、 a receiving unit that receives the positioning management identification information from the management device via the communication network;
前記管理装置から受信した前記測位管理識別情報に基づいて、前記測位管理識別情報の初期設定又は更新を行う情報処理部と、を有する、 an information processing unit that initializes or updates the positioning management identification information based on the positioning management identification information received from the management device;
ことを特徴とする測位システム。A positioning system characterized by:
前記測位対象の装置が、測位管理識別情報を記憶することと、
前記複数の基準装置がそれぞれ、前記無線媒体を介して前記測位対象の装置から、前記測位管理識別情報を含む測位信号を受信することと、
前記測位対象の装置が、前記無線媒体を介して前記複数の基準装置のそれぞれに、前記測位管理識別情報を含む測位信号を送信することと、
前記複数の基準装置がそれぞれ、前記測位対象の装置から受信した測位信号に含まれる前記測位管理識別情報に基づいて、複数の測位信号のうち当該基準装置の測位管理識別情報を含む特定の測位信号のみを受信することと、を含み、
前記測位管理識別情報は、前記測位の目的、前記測位の結果の用途及び前記測位の結果を使用する主体の少なくとも1つを識別可能な情報である、ことを特徴とする測位方法。 Positioning signals are transmitted and received via a wireless medium between the positioning target device and a plurality of reference devices installed at mutually different known position coordinates, and an algorithm based on the results of the transmission and reception is used to calculate the position of the positioning target device. A positioning method that calculates coordinates and measures the position,
The positioning target device stores positioning management identification information;
Each of the plurality of reference devices receives a positioning signal including the positioning management identification information from the positioning target device via the wireless medium;
The positioning target device transmits a positioning signal including the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices via the wireless medium;
Based on the positioning management identification information included in the positioning signal received by each of the plurality of reference devices from the positioning target device, each of the plurality of reference devices generates a specific positioning signal that includes the positioning management identification information of the reference device among the plurality of positioning signals. including, that you will receive only
The positioning method is characterized in that the positioning management identification information is information that can identify at least one of the purpose of the positioning, the use of the positioning results, and the entity using the positioning results .
前記測位対象の装置が、測位管理識別情報を記憶することと、 The positioning target device stores positioning management identification information;
前記複数の基準装置がそれぞれ、前記無線媒体を介して前記測位対象の装置から、前記測位管理識別情報を含む測位信号を受信することと、 Each of the plurality of reference devices receives a positioning signal including the positioning management identification information from the positioning target device via the wireless medium;
前記測位対象の装置が、前記無線媒体を介して前記複数の基準装置のそれぞれに、前記測位管理識別情報を含む測位信号を送信することと、 The positioning target device transmits a positioning signal including the positioning management identification information to each of the plurality of reference devices via the wireless medium;
前記複数の基準装置がそれぞれ、前記基準装置に予め設定された測位管理識別情報を記憶することと、 Each of the plurality of reference devices stores positioning management identification information set in advance in the reference device;
前記複数の基準装置がそれぞれ、前記測位管理識別情報を前記測位対象の装置に送信することと、 each of the plurality of reference devices transmitting the positioning management identification information to the positioning target device;
前記測位対象の装置が、前記基準装置から前記測位管理識別情報を受信することと、 The positioning target device receives the positioning management identification information from the reference device;
を含む、ことを特徴とする測位方法。A positioning method characterized by including.
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US20180075721A1 (en) | 2013-11-29 | 2018-03-15 | Ian James Oliver | Conditional separation alert system |
JP2019186941A (en) | 2018-04-13 | 2019-10-24 | アリン テクノロジーズ インコーポレイテッドARIN Technologies, Inc. | Object tracking using receivers |
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