CN102124367A - 无线终端测位系统、无线终端测位方法、环境测量系统、设备管理系统、环境测量方法以及无线移动终端的移动目的地决定方法 - Google Patents

无线终端测位系统、无线终端测位方法、环境测量系统、设备管理系统、环境测量方法以及无线移动终端的移动目的地决定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种无线终端测位方法,无需固定地设置基站,而可以通过所设置的各通信终端彼此测定距离,来取得各通信终端的位置。测位管理终端(100)具备:测位对象决定部(130),从无线终端(200)中选择作为测位对象的被测位终端和位置已知的测位基准终端;测位管理部(120),请求被测位终端与测位基准终端之间的距离信息;以及位置计算部(140),计算被测位终端的位置,测位管理部(120)对测位对象决定部(130)选择出的被测位终端,请求与测位对象决定部(130)选择出的测位基准终端之间的距离信息,位置计算部(140)使用该距离信息和测位基准终端的位置信息,计算被测位终端的位置。

Description

无线终端测位系统、无线终端测位方法、环境测量系统、设备管理系统、环境测量方法以及无线移动终端的移动目的地决定方法
技术领域
本发明涉及计算无线终端的位置的无线终端测位系统及其方法。另外,还涉及测量环境状态的技术。
背景技术
在传感器网络系统等主要假想了大厦设备、家庭内的利用的小规模的无线网络系统中,开发出了高精度地对无线通信终端的位置进行测位的技术。
另外,已知由于在大厦设备、家庭内无法接收GPS(GlobalPositioning System,全球定位系统)的信号,所以利用与预先知道位置的基站之间的电波的到达时间(TOA:Time of Arrival)、电波的到达时间差(TDOA:Time Difference of Arrival)、以及电波接收强度等,对多个终端之间的距离、距离差进行测量,来推测位置。
另外,上述方案以预先知道基站的坐标为前提,但为了进一步降低设定基站的坐标的工作,提出了如下技术:“具备至少(N+1)个基站(其中,N=1~3)和测位服务器,计算所述至少(N+1)个基站之间的距离,求出所述各基站的相对坐标,评价所述求出的相对坐标,判断向求出所述终端的位置的终端测位处理的切换,使用在所述终端与所述基站之间发送接收的无线信号的传输时间、以及所述求出的基站之间的相对坐标,求出所述终端的位置”(专利文献1)。
另一方面,一般在以大厦、家庭为对象的配置多个终端那样的无线通信系统中,将输出抑制得较低,使得能过通过电池等进行驱动,通信范围被限定于几m~几10m左右。
因此,已知例如如ZigBee(注册商标)那样处于中间的通信终端针对电波无法直接到达的通信终端中继数据,从而可以实现宽范围的通信的多跳(multi-hop)网络技术。
另外,近年来,在大厦、工厂内,为了适合地控制空调/照明等机器,使用了在各处设置传感器而对温度、湿度、以及照度等环境状态进行测量的环境测量系统。例如,在空调系统中,以使空调室内机的供气口、远程控制器等中设置的温度传感器的测量值成为所设定的温度的方式,控制空调机。
进而,为了根据各个居住者的请求、空间的温度分布等极其细致地控制机器、或者正确地评价建筑物的能量性能,需要在更多个测量点测量环境状态。
为了这样在多个测量点进行环境状态的测量,一般需要增加所测量的传感器的个数,而在多个场所设置传感器。因此,存在成本增大、管理复杂化这样的课题。
与上述那样的环境测量关联地,作为以“为了测定车间内的设备以及地域中的过程值,将传感器设成自行式,而在多点处得到多个过程值来提高车间诊断的精度/准确度,并且减少检查的偏移等。”为目的的技术,提出了“一种对构成车间的设备或者该规定地域的过程值进行检测的传感器,在该传感器中,具备移动到设备或者规定地域中的期望的位置来检测过程值的驱动单元。”这样的技术(专利文献2)。
专利文献1:日本特开2007-248362号公报(摘要)
专利文献2:日本特开2003-130695号公报(摘要)
发明内容
在以往的方法中,这样在宽范围设置多个低输出的通信终端,在中间进行中继而向无法直接进行通信的终端进行通信那样的系统中,需要以覆盖设置网络系统的区域的方式,设置多个成为测位的基准的基站。
另外,即使如所述专利文献1那样自动地求出基站之间的相对位置的方法中,也需要使基站彼此全部能够相互进行通信,难以决定超过某基站的通信范围的区域的基站的相对位置。
另外,所述专利文献2记载的自行传感器沿着配管移动、或者在预先铺设的轨道上移动。因此,需要预先设置成为控制自行传感器的移动位置时成为参照的轨道等导轨,需要为此的成本。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的,其目的在于得到一种无线终端测位方法,无需固定地设置基站,而通过所设置的各通信终端彼此测定距离,从而可以取得各通信终端的位置。
另外,其目的在于提供一种通过少数的传感器终端而无需增加成本地可以测量多个测量点的环境状态的方法。
本发明提供一种无线终端测位系统,具有1个至多个无线终端和对所述无线终端的测位进行管理的测位管理终端,其特征在于,所述测位管理终端具备:测位对象决定部,从所述无线终端中选择作为测位对象的被测位终端和位置已知的测位基准终端;测位管理部,请求所述被测位终端与所述测位基准终端之间的距离信息;以及位置计算部,计算所述被测位终端的位置,所述无线终端具备:距离测量部,对与该无线终端的无线信号到达的邻接终端之间的距离进行测量;以及通信部,将所述距离测量部的测量结果发送到所述测位管理终端,所述测位管理部针对所述测位对象决定部选择出的所述被测位终端,请求与所述测位对象决定部选择出的所述测位基准终端之间的距离信息,所述位置计算部使用该距离信息和所述测位基准终端的位置信息,计算所述被测位终端的位置。
另外,本发明提供一种环境测量系统,对测量对象空间的环境状态进行测量,其特征在于,具有:固定传感器终端,固定地设置在所述测量对象空间中;移动传感器终端,在所述测量对象空间内移动;以及测位单元,对所述移动传感器终端的位置进行测量,所述固定传感器终端对本终端的设置场所周边的环境状态进行测量,所述固定传感器终端和所述移动传感器终端通过无线通信,发送或者接收用于对所述移动传感器终端的位置进行测位的信号,所述测位单元使用该信号对所述移动传感器终端的位置进行测位,所述移动传感器终端使用该测位的结果掌握所述测量对象空间内的本终端的位置,并且对本终端的周边的环境状态进行测量。
在本发明的无线终端测位系统中,依次选择被测位终端和测位基准终端而取得距离信息,并根据该距离信息计算无线终端的位置。
因此,无需固定地设置基站。另外,通过无线终端彼此依次测定距离并收集距离信息,可以取得宽范围中设置的无线终端的位置。
另外,在本发明的环境测量系统中,移动传感器终端在掌握本终端的位置,并且在测量对象空间内移动而测量环境状态。由此,可以仅通过少数的移动传感器终端,一边移动一边测量多个测量点的环境状态。
另外,可以将固定传感器终端用作位置检测的基准,所以无需铺设用于控制移动传感器终端的移动位置的轨道等导轨,从而在成本面中是有利的。
附图说明
图1是实施方式1的无线测位系统的结构图。
图2是实施方式1的测位管理终端100的功能框图。
图3是实施方式1的无线终端200的功能框图。
图4是无线终端200的距离测量部220进行距离测量的步骤的说明图。
图5是测距数据请求分组500的结构图。
图6是测距数据应答分组600的结构图。
图7是终端信息存储部150保存的无线终端列表700的结构图。
图8是示出在实施方式1的无线测位系统中,依次决定各无线终端200的位置的样子的概念图。
图9是实施方式1的无线测位系统的整体动作时序图。
图10是详细示出图9的步骤S901的流程图。
图11是实施方式2的无线终端200的功能框图。
图12是无线终端200a接收到邻接终端数据请求分组1300时的动作时序图。
图13是邻接终端数据请求分组1300的结构图。
图14是邻接终端数据应答分组1400的结构图。
图15是实施方式2中的测位步骤的流程图。
图16是实施方式3的无线测位系统的结构图。
图17是移动无线终端300的功能框图。
图18是实施方式3的无线测位系统的整体动作时序图。
图19是示出求出(N+1)个以上的无线终端200的相对位置,并保存在位置信息702中的步骤的时序图。
图20是实施方式15的环境测量系统的结构图。
图21是固定传感器终端101的功能框图。
图22是移动传感器终端2200的功能框图。
图23是说明无线测位部2213计算移动传感器终端2200与固定传感器终端2100之间的距离的步骤的图。
图24是说明无线测位部2213计算移动传感器终端2200的位置的方法的图。
图25是移动传感器终端2200测量环境状态时的动作流程。
图26是实施方式16的环境测量系统的结构图。
图27是实施方式17的环境测量系统的结构图。
图28是说明移动传感器终端2200切换本终端的作用的样子的图。
图29是位置检测对象终端2902测量环境状态的动作流程。
图30是示出分割了测量对象空间的样子的图。
图31是实施方式21的移动传感器终端2200的结构图。
图32是实施方式22的设备管理系统的结构图。
(符号说明)
100:测位管理终端;110:通信部;120:测位步骤管理部;130:测位对象决定部;140:位置计算部;150:终端信息存储部;200a~200j:无线终端;210:通信部;220:距离测量部;230:测距数据处理部;240:邻接终端搜索部;250:邻接终端数据处理部;300:移动无线终端;500:测距数据请求分组;501:测距数据请求标识符;502:发送源终端地址;503:被测位终端地址;504:测距终端数;505:测距对象终端地址;600:测距数据应答分组;601:测距数据应答标识符;602:被测位终端地址;603:发送目的地终端地址;604:测距终端数;605:测距对象地址;606:测距信息;700:无线终端列表;701:终端地址;702:位置信息;703:邻接终端列表;704:终端地址;705:距离信息;1300:邻接终端数据请求分组;1301:邻接终端数据请求标识符;1302:发送源终端地址;1303:搜索源终端地址;1400:邻接终端数据应答分组;1401:邻接终端数据应答标识符;1402:搜索源终端地址;1403:发送目的地终端地址;1404:邻接终端数;1405:邻接终端地址;2100:固定传感器终端;2100a~2100c:固定传感器终端;2110:终端控制部;2111:无线通信部;2112:环境测量部;2200:移动传感器终端;2210:终端控制部;2211:无线通信部;2212:环境测量部;2213:无线测位部;2214:自己位置控制部;2215:驱动部;2701:窗;2702:出入口;2901:位置检测基准终端;2902:位置检测对象终端;3101:代表点;3201:移动台车;3202:控制模块;3203:支撑台;3204:传感器模块;3300:设备管理装置;3301:设备管理部;3302:无线通信部。
具体实施方式
实施方式1.
图1是本发明的实施方式1的无线测位系统的结构图。
本实施方式1的无线测位系统具有1个或多个测位管理终端100、无线终端200a~200j。
测位管理终端100管理对无线终端200a~200j的位置进行测定的测位过程。使用后述图8~图10说明具体的步骤。
无线终端200a~200j是具备无线通信功能的通信终端。
在以下的说明中,在区分无线终端200a~200j时附加字符的后缀,而将它们总称而说明时,称为无线终端200。对于无线终端200具备的各功能部,也是同样的。
图2是本实施方式1的测位管理终端100的功能框图。
测位管理终端100具备通信部110、测位步骤管理部120、测位对象决定部130、位置计算部140、以及终端信息存储部150。
通信部110在与无线终端200之间进行无线通信。
终端信息存储部150保持无线测位系统内的无线终端列表700。对于无线终端列表700,在后述图7中重新说明。
位置计算部140根据至少(N+1)个位置已知的无线终端200(其中,N是计算的位置的维数,N=1~3)与成为决定位置的对象的无线终端200之间的距离信息,计算该无线终端200的N维空间中的位置、即N维坐标。
在以下的说明中,将位置已知的无线终端200称为“测位基准终端”,将成为决定位置的对象的无线终端200称为“被测位终端”。
对于将哪个无线终端200作为测位基准终端以及被测位终端,由测位步骤管理部120和测位对象决定部130决定。详细将后述。
测位步骤管理部120管理与用于进行测位的各无线终端200的通信、通过位置计算部140进行的无线终端200的位置计算、通过测位对象决定部130进行的测位基准终端以及被测位终端的选择等步骤,并管理本无线测位系统中的测位动作。
测位对象决定部130决定成为接下来进行测位的对象的无线终端200、和将该无线终端200作为被测位终端的情况的成为用于测位的基准的无线终端200(测位基准终端)。
对于将哪个无线终端作为被测位终端、测位基准终端的决定方法,在后面重新说明。
图3是本实施方式1的无线终端200的功能框图。
无线终端200具备通信部210、距离测量部220、以及测距数据处理部230。
通信部210与测位管理终端100以及其他无线终端200进行无线通信。
距离测量部220利用无线通信,对2个无线终端200之间的距离进行测量。对于无线终端200之间的距离测量的步骤,在后述图4中重新说明。
测距数据处理部230在无线终端200与测位管理终端100之间,经由通信部210发送接收测距数据请求分组以及测距数据应答分组。另外,发送接收在后述图4中说明的测距请求分组和测距应答分组。
测距数据处理部230经由通信部210,通过多跳通信,可以使测距数据请求分组以及测距数据应答分组还到达无线信号无法直接到达的无线终端200以及测位管理终端100。
测位管理终端100的通信部110以及无线终端200的通信部210在与无线信号直接到达的测位管理终端100或者无线终端200之间进行分组通信。
另外,通信部210通过中继发送发往其他无线终端200的分组,也可以对无线信号无法直接到达的测位管理终端100以及无线终端200传送分组。
通信部110以及通信部210为了向无线信号无法直接到达的测位管理终端100以及无线终端200中继分组,而利用例如ZigBee那样的多跳网络协议等。
图4是无线终端200的距离测量部220进行距离测量的步骤的说明图。此处,以无线终端200a对与无线终端200b之间的距离进行测量的情况为例子。以下,说明图4的各步骤。
(S401)
无线终端200a的距离测量部220a经由通信部210,对无线终端200b发送测距请求分组。
无线终端200b的距离测量部220b如果接收到测距请求分组,则在经过了规定的处理时间之后,向无线终端200a发送测距应答分组。
无线终端200a的距离测量部220a如果接收到测距应答分组,则对从测距请求分组的发送到测距应答分组的接收的应答时间进行测量。
对于从测距请求分组的发送到测距应答分组的接收的时间测量,例如在测距请求分组的发送时通过计数器(counter)开始计时,在测距应答分组的接收时使计数器停止,读取计数器的计时的值。
(S402)
无线终端200a的距离测量部220a根据步骤S401的应答时间,减去从无线终端200b接收到测距请求分组到发送测距应答分组的规定的处理时间,计算无线终端200a~200b之间的电波传播时间。
(S403)
无线终端200a的距离测量部220a通过对电波传播时间乘以光的速度,求出无线终端200a~200b之间的距离。
通信部210通过在发送接收测距请求以及测距应答时,使用发送脉冲信号的超宽带(Ultra Wide Band)脉冲无线信号,可以正确地测量应答时间,所以可以测量更准确的距离。
图5是测距数据请求分组500的结构图。测距数据请求分组500是一种分组,该分组用于请求接收到该分组的无线终端200实施图4中说明的测距并发送其结果。
测距数据请求分组500具有测距数据请求标识符501、发送源终端地址502、被测位终端地址503、测距终端数504、以及测距对象终端地址505。
在测距数据请求标识符501中,保存表示该分组是测距数据请求分组的意思的标识符。
在发送源终端地址502中,保存该分组的发送源终端地址。
在被测位终端地址503中,保存被测位终端地址。
在测距终端数504中,保存进行测距的对象的终端的数量。
在测距对象终端地址505中,保存通过测距终端数504表示的数量的进行测距的对象的终端地址。
图6是测距数据应答分组600的结构图。测距数据应答分组600是针对测距数据请求分组500的应答分组。
测距数据应答分组600具有测距数据应答标识符601、被测位终端地址602、发送目的地终端地址603、测距终端数604、测距对象终端地址605、以及测距信息606。
在测距数据应答标识符601中,保存表示该分组是测距数据应答分组的意思的标识符。
在被测位终端地址602中,保存被测位终端地址。
在发送目的地终端地址603中,保存该分组的发送目的地终端地址。
在测距终端数604中,保存进行测距的对象的终端的数量。
在测距对象终端地址605中,保存通过测距终端数604表示的数量的成为进行测距的对象的终端地址。
在测距信息606中,针对每个测距对象终端,保存进行了测距的结果。
如果无线终端200接收到测距请求分组,则距离测量部220在与测距请求分组的测距对象终端地址505指示的无线终端200之间实施测距。
接下来,测距数据处理部230根据距离测量部220实施的测距的实施结果,生成测距应答分组,发送到测距请求分组的发送源。
图7是终端信息存储部150保存的无线终端列表700的结构图。
无线终端列表700具有终端地址701、位置信息702、以及邻接终端列表703。
邻接终端列表703具有终端地址704、距离信息705。
在终端地址701中,保存无线终端200的地址。此处,仅以无线终端的编号的简易的形式记载了地址。
在位置信息702中,保存用终端地址701确定的无线终端200的位置坐标。此处,示出保存了3维坐标的例子。
在邻接终端列表703中,保存用终端地址701确定的无线终端200的邻接终端的列表。
在终端地址704中,保存邻接终端的地址。
在距离信息705中,保存用终端地址704确定的邻接终端与该无线终端之间的距离。
也可以在位置信息702、邻接终端列表703、以及距离信息705中,保存未确定的意思。
另外,只要可以充分地保持所述信息,则不限于该保持形式。
测位管理终端100具备的通信部110、测位步骤管理部120、位置计算部140、测位对象决定部130、及终端信息存储部150、和无线终端200具备的通信部210、距离测量部220、及测距数据处理部230可以使用安装了无线发送接收电路的LSI(Large Scale Integration,大规模集成电路)以及ROM(Read Only Memory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机访问存储器)等来构成。
或者,还可以通过微型机等运算装置和规定其动作的软件来构成等同的功能。
另外,一个测位管理终端100或者无线终端200的结构要素也可以分散在多个微型计算机、个人计算机等终端而构成。在以下的实施方式中也是同样的。
以上,说明了本实施方式1的无线测位系统的各结构。
接下来,说明本实施方式1的无线测位系统的动作。
另外,在以下的本实施方式1的说明中,各无线终端200的邻接终端的终端地址预先保存在测位管理终端100的终端信息存储部150的邻接终端列表703中。
各无线终端200的邻接终端的终端地址701例如通过预先由人输入来设定。或者,也可以例如将所有终端设置在可通信的范围内,对与各无线终端200对应的邻接终端列表703,设定本终端以外的所有无线终端200的终端地址。
同样地,也可以考虑通信距离来设置各无线终端200,将预先决定的无线终端200设定到邻接终端列表703中。
另外,在以下的说明中,最低(N+1)个无线终端200的位置设定在测位管理终端100的终端信息存储部150的对应的终端地址701的位置信息702。
或者,也可以预先决定(N+1)个以上的无线终端200的位置,并在该位置配置各无线终端200,也可以由人设定输入所配置的多个无线终端200中的(N+1)个以上的终端的位置。
图8是在本实施方式1的无线测位系统中,依次决定各无线终端200的位置的样子的概念图。另外,省略了测位管理终端100。
图8的上图示出在某第k个测位时,终端地址701是“3”的无线终端200c的邻接终端列表703c。另外,示出测位管理终端100选择出的被测位终端和测位基准终端。
图8的下图同样地示出在第(k+1)个测位时,终端地址701是“4”的无线终端200d的邻接终端列表703d。另外,用图中的记号表示测位管理终端100选择出的被测位终端和测位基准终端。
在第k个状态(图8上图)下,在终端地址701是“3”的无线终端200c的邻接终端列表703c中,终端地址“2”“5”“6”“9”的无线终端200b、200e、200f、200i的位置信息702已确定(横格模样的终端)。
即,在计算3维坐标时,至少3+1=4个邻接终端的位置信息已确定。
因此,测位管理终端100的测位对象决定部130将终端地址“3”的无线终端200c选择为被测位终端(全面涂抹的终端)。另外,将终端地址“2”“5”“6”“9”的无线终端200b、200e、200f、200i选择为测位基准终端(横格模样的终端)。
测位管理终端100的测位步骤管理部120取得被测位终端(无线终端200c)与测位基准终端(无线终端200b、200e、200f、200i)之间的距离信息705。位置计算部140使用该距离信息705,计算被测位终端(无线终端200c)的位置。
同样地,在第(k+1)个测位时的状态下,在终端地址701是“4”的无线终端200d的邻接终端列表703d中,终端地址“2”“3”“5”“6”的无线终端200b、200c、200e、200f的位置信息702已确定(横格模样的终端)。
因此,测位管理终端100的测位对象决定部130将终端地址701是“4”的无线终端200d选择为被测位终端(全部涂抹的终端)。另外,将终端地址“2”“3”“5”“6”的无线终端200b、200c、200e、200f选择为测位基准终端(横格模样的终端)。
测位管理终端100的测位步骤管理部120取得被测位终端(无线终端200d)与测位基准终端(无线终端200b、200c、200e、200f)之间的距离信息705。位置计算部140使用该距离信息705,计算被测位终端(无线终端200d)的位置。
图9是本实施方式1的无线测位系统的整体动作时序图。以下,说明图9的各步骤。此处,以图8上图的状态下的各动作为例子进行说明。
(S901)
测位管理终端100的测位对象决定部130参照终端信息存储部150保持的无线终端列表700的信息,从无线终端列表700中的位置信息702未确定的无线终端200中,将成为接下来被测位的对象的终端选择为被测位终端。在图8的例子中,例如选择无线终端200c。
另外,测位对象决定部130从无线终端列表700中的位置信息702已确定的无线终端200中,选择用于对被测位终端进行测位的至少(N+1)个测位基准终端。
(S902)
测位步骤管理部120对从测位对象决定部130通知的被测位终端(无线终端200c),经由通信部110发送测距数据请求分组500。
在测距数据请求分组500的测距对象终端地址505中,保存从测位对象决定部130通知的测位基准终端(在图8的例子中无线终端200b、200e、200f、200i)的终端地址。
(S903a~S903d)
接收到测距数据请求分组500的被测位终端(无线终端200c)的距离测量部220c对测距数据请求分组500的测距对象终端地址505中保存的测位基准终端(此处为无线终端200b、200e、200f、200i),依次实施测位。
测距数据处理部230c将距离测量部220c实施了测位的结果汇集保存到测距数据应答分组600中,发送到测位管理终端100。
(S904)
测位管理终端100的位置计算部140从终端信息存储部150,取得测位对象决定部130选择出的测位基准终端的位置信息702、和测位对象决定部130选择出的被测位终端~测位基准终端之间的距离信息705。
接下来,位置计算部140使用该位置信息702和距离信息705,计算被测位终端(无线终端200c)的位置。
所计算出的被测位终端(无线终端200c)的位置保存在终端信息存储部150的对应的位置信息702中。
通过以上的步骤(S902~S904),决定测位对象决定部130选择出的被测位终端(无线终端200c)的位置。
(S905)
测位步骤管理部120判定无线终端列表700内的所有无线终端200的位置信息702是否为已确定。
如果所有无线终端200的位置信息702已确定,则测位步骤管理部120结束测位。如果所有无线终端200的位置信息702没有确定完,则返回到步骤S901,反复同样的处理。
图10是详细示出图9的步骤S901的流程图。以下,说明图10的各步骤。
(S1001)
测位管理终端100的测位对象决定部130依次选择终端信息存储部150保存的无线终端列表700内的无线终端200。
(S1002)
测位对象决定部130判定在步骤S1001中选择出的无线终端200的位置信息702是否为已确定。如果没有确定完则进入到步骤S1003,如果已确定则返回到步骤S1001而选择接下来的无线终端200。本步骤用于检索被测位终端的候补。
(S1003)
测位对象决定部130针对位置信息702未确定的无线终端200,参照该无线终端200的邻接终端列表703。接下来,判别在邻接终端列表703中是否包含至少(N+1)个以上的位置信息702为已确定的无线终端200。
如果已确定(N+1)个以上则进入到步骤S1004,如果并非已确定则返回到步骤S1001而选择接下来的无线终端200。
(S1004)
测位对象决定部130将当前选择的位置信息702未确定的无线终端200选择为被测位终端。
(S1005)
测位对象决定部130将在步骤S1004中选择出的被测位终端的邻接终端中的、某一个的(N+1)个无线终端200选择为测位基准终端。
在未包含位置信息702为已确定的(N+1)个以上的邻接终端的情况下,针对接下来的位置信息702未确定的无线终端200,实施与S1001~S1002同样的判定。
以上,详细说明了步骤S901。
如图10的说明,通过选择被测位终端和测位基准终端,可以选择能够根据测距数据确定位置的被测位终端。
测位对象决定部130将所选择出的被测位终端和测位基准终端的终端地址701通知到测位步骤管理部120。
以上,说明了本实施方式1的无线测位系统的动作。
如上所述,根据本实施方式1,通过与位置信息702确定的无线终端200之间的距离信息705,依次计算位置信息702未确定的无线终端200的位置。
由此,可以计算所有无线终端200的位置信息702。
另外,根据本实施方式1,测位管理终端100依次选择测位基准终端以及被测位终端,同时计算所有无线终端200的位置信息702。
因此,无需另外将基站配置在宽范围内、预先设定其位置,而可以根据已经设置的无线终端200的位置信息,计算各无线终端200的位置信息702。
另外,根据本实施方式1,即使存在无法相互直接通信的无线终端200的情况下,测位管理终端100也向选择为被测位终端的无线终端200,通过多跳通信发送测距数据请求分组500。
另外,接收到测距数据请求分组500的无线终端200将包括所测量出的距离信息606的测距数据应答分组600再次通过多跳通信发送到测位管理终端100。
由此,测位管理终端100可以依次确定无线终端200的位置信息702,所以可以在宽范围内配置了无线终端200的无线测位系统中,决定所有无线终端200的位置信息702。
另外,在本实施方式1中,并非对所有无线终端200的相互的距离进行测量,而仅对测位管理终端100选择出的被测位终端与测位基准终端之间的距离进行测量即可。由此,可以减少用于测距的通信量。
即,在存在N个无线终端200的情况下,为了测量所有邻接终端之间的距离,需要与N的二次方成比例的次数的通信,相对于此,在本实施方式1的方法中,仅需与N成比例的次数的通信。
由此,可以大幅削减为了测量大量的台数的位置而所需的通信量。
另外,在本实施方式1中,测位管理终端100依次选择测位基准终端以及被测位终端,并且计算所有无线终端200的位置信息702。
因此,无需如以往的测位方法那样区分基站和被测位终端。
因此,通过例如在大厦设备内以适合的间隔设置的机器中设置本实施方式1的无线终端200,无需另外设置基站,而可以取得各个机器的位置。
实施方式2.
图11是本发明的实施方式2的无线终端200的功能框图。
本实施方式2的无线终端200除了实施方式1的无线终端200的结构以外,新具备邻接终端搜索部240、邻接终端数据处理部250。其他结构与图3相同。
邻接终端搜索部240取得该无线终端200的邻接终端的信息。对于取得邻接终端的信息的步骤,在后述图12中重新说明。
邻接终端数据处理部250在与测位管理终端100之间,发送接收在后述图13~图14中说明的邻接终端数据请求分组1300以及邻接终端数据应答分组1400。另外,发送接收在后述图12中说明的邻接终端搜索分组和邻接终端搜索应答分组。
邻接终端数据处理部250经由通信部210,通过多跳通信,可以使邻接终端数据请求分组1300以及邻接终端数据应答分组1400还到达无线信号无法直接到达的无线终端200以及测位管理终端100。
无线终端200的邻接终端数据处理部250如果接收到邻接终端数据请求分组1300,则将邻接终端搜索部240取得的邻接终端的地址保存在邻接终端数据应答分组1400中,发送到邻接终端数据请求分组1300的发送源。
邻接终端搜索部240、邻接终端数据处理部250可以使用安装了无线发送接收电路的LSI以及ROM、RAM等来构成。
或者,还可以通过微型机等运算装置和规定其动作的软件来构成等同的功能。
图12是无线终端200a接收到邻接终端数据请求分组1300时的动作时序图。
无线终端200a的邻接终端数据处理部250a经由通信部210,接收在后述图13中说明的邻接终端数据请求分组1300。
接下来,邻接终端搜索部240a通过广播发送邻接终端搜索分组。
接收到该邻接终端搜索分组的无线终端200(此处为200b~d)的邻接终端数据处理部250将邻接终端搜索应答分组发送到无线终端200a。
搜索源的无线终端200a的邻接终端搜索部240将该邻接终端搜索应答分组的发送源地址保持在存储器等中。
由此,无线终端200a可以取得自己的邻接终端的信息。
另外,邻接终端搜索部240如果接收到邻接终端数据请求分组1300,则也可以应答搜索邻接终端而取得的邻接终端的信息,也可以应答预先已取得的邻接终端数据。
另外,在邻接终端的个数多的情况下,也可以分割成多个分组而应答邻接终端信息。
图13是邻接终端数据请求分组1300的结构图。
邻接终端数据请求分组1300具有邻接终端数据请求标识符1301、发送源终端地址1302、以及搜索源终端地址1303。
在邻接终端数据请求标识符1301中,保存该分组是邻接终端数据请求分组的意思的标识符。
在发送源终端地址1302中,保存该分组的发送源终端地址。
在搜索源终端地址1303中,保存接收该分组而搜索邻接终端的终端的地址(在图12的例子中为无线终端200a)。
图14是邻接终端数据应答分组1400的结构图。
邻接终端数据应答分组1400具有邻接终端数据应答标识符1401、搜索源终端地址1402、发送目的地终端1403、邻接终端数1404、以及邻接终端地址1405。
在邻接终端数据应答标识符1401中,保存该分组是邻接终端数据应答分组的意思的标识符。
在搜索源终端地址1402中,保存该分组的发送源、即收集到邻接终端的搜索结果的终端(在图12的例子中为无线终端200a)的地址。
在发送目的地终端1403中,保存该分组的发送目的地终端、即发送了邻接终端数据请求分组1300的终端的地址。
在邻接终端数1404中,保存发送该分组的无线终端的邻接终端数(在图12的例子中为3)。
在邻接终端地址1405中,保存发送该分组的无线终端的邻接终端(在图12的例子中为无线终端200b~200d)的地址。
图15是本实施方式2中的测位步骤的流程图。以下,说明图15的各步骤。
(S1501)
测位管理终端100将邻接终端数据请求分组1300发送到所有无线终端200,取得邻接终端数据应答分组1400中包含的、各无线终端200的邻接终端的信息。
在实施方式1中,设成在测位动作的实施前,预先对测位管理终端100的终端信息存储部150已设定了邻接终端的信息,但在本实施方式2中,通过本步骤收集邻接终端的信息的点与实施方式1不同。
(S1502)~(S1505)
是与在实施方式1的图9中说明的步骤S901~S905同样的步骤。
如上所述,在本实施方式2中,各无线终端200相互进行通信而自动地取得邻接终端地址。
因此,可以在设置了无线终端200之后,自动地进行所有无线终端200的位置信息702的计算。因此,可以大幅降低为了求出在宽范围中设置的无线终端200的位置而所需的事先设定。
实施方式3.
图16是本发明的实施方式3的无线测位系统的结构图。
本实施方式3的无线测位系统除了在实施方式1~2中构成的无线测位系统以外,还具有移动无线终端300a~300c。
本实施方式3的测位管理终端100具备与实施方式1~2的测位管理终端100同样的结构。
本实施方式3的测位管理终端100的终端信息存储部150除了实施方式1~2中的终端信息存储部150保存的信息以外,针对移动无线终端300,也同样地保存终端地址701、位置信息702以及邻接终端列表703。
本实施方式3的测位管理终端100的测位对象决定部130除了实施方式1~2中的测位对象决定部130以外,还根据关于移动无线终端300的邻接终端的信息、和无线终端200的位置信息702,选择用于移动无线终端300的测位的测位基准终端。
本实施方式3的测位管理终端100的测位步骤管理部120除了实施方式1~2中的测位步骤管理部120以外,还管理实施移动无线终端300的测位的步骤。
本实施方式3中的测位管理终端100的位置计算部140以及通信部110与实施方式1~2中的结构相同,所以省略说明。
本实施方式3的无线终端200的结构与实施方式1~2的无线终端200相同。对于无线终端200的各结构要素也是同样的。
图17是移动无线终端300的功能框图。
移动无线终端300具备与实施方式3的无线终端200同样的结构。各结构部的功能也与实施方式2中说明的功能相同。
以上,说明了本实施方式3的无线测位系统的各结构。
接下来,说明本实施方式3的无线测位系统的动作。
图18是本实施方式3的无线测位系统的整体动作时序图。以下,说明图18的各步骤。
在本实施方式3中的动作中,在实施方式1~2中的、求出所有无线终端200的位置信息702的动作之后,还追加了计算移动无线终端300的位置的动作。
(S1800)
测位管理终端100通过实施方式1~2说明的方法,实施所有无线终端200的测位。接下来,测位管理终端100实施以下说明的计算移动无线终端300的位置的动作。
(S1801)
测位管理终端100的测位步骤管理部120经由通信部110,向计算位置的移动无线终端300发送邻接终端数据请求分组1300,取得移动无线终端300的邻接终端。邻接终端的取得方法使用在实施方式2中说明的方法等。
(S1802)
测位管理终端100的测位对象决定部130将终端信息存储部150保存的移动无线终端300的邻接终端中的、位置确定的(N+1)个无线终端200选择为测位基准终端。
在选择测位基准终端时,也可以从位置确定的(N+1)个以上的无线终端200中随机地选择,也可以使用适合的评价函数等而选择成为最高评价的无线终端200的组合。
(S1803)
测位管理终端100的测位步骤管理部120生成以移动无线终端300为被测位终端、以测位对象决定部130选择出的测位基准终端的地址为测距对象终端地址505的测距数据请求分组500。
接下来,测位步骤管理部120经由通信部110,将该测距数据请求分组500发送到移动无线终端300。
移动无线终端300如果接收到测距数据请求分组500,则在与用测距对象终端地址505指定的无线终端200之间实施测距,将测距数据应答分组600发送到测位管理终端100。
(S1804)
如果测位管理终端100接收到测距数据应答分组600,则位置计算部140计算移动无线终端300的位置。
对于移动无线终端300的测位,可以测位管理终端100定期地针对各移动无线终端300实施,也可以从移动无线终端300向测位管理终端100发送请求本终端的测位的信号(未图示),如果测位管理终端100接收到该信号,则实施该移动无线终端300的测位。
另外,也可以使用者对测位管理终端100进行指示,以实施测位,并按照该指示实施移动无线终端300的测位。
如上所述,在本实施方式3中,将通过自动地取得邻接终端而自动测位出的无线终端200中的(N+1)个以上的无线终端200选择为测位基准终端。另外,对该测位基准终端与移动无线终端300之间的距离进行测量,而对移动无线终端300的位置进行测位。
由此,无需将多个基站设置在宽范围中来设定基站的位置,而可以实施移动无线终端300的测位。
因此,可以大幅降低为了实施移动无线终端300的测位而所需的事先设定。
实施方式4.
在以上的实施方式1~3中,位置计算部140计算被测位终端的位置的步骤例如可以如以下那样进行。
(位置计算方法1)
位置计算部140以各测位基准终端的位置为中心,求出半径与被测位终端和各测位基准终端的距离信息705相等的圆的交点而作为被测位终端的位置。
(位置计算方法2)
将各测位基准终端的位置设为Pi(i=1...k)、将被测位终端的位置设为Pt、将各测位基准终端与被测位终端的距离设为di(i=1...k)。
位置计算部140通过最小二乘法等计算例如使如下那样的评价函数ε(Pt)成为最小这样的Pt,计算距离误差成为最小那样的被测位终端的位置。
(式1)
ϵ ( p t ) = Σ i = 1 k ( | p i - p t | - d k ) 2
实施方式5.
在本发明的实施方式5中,说明评价被测位终端的测位精度的方法。另外,无线测位系统以及各终端的结构与实施方式1~4相同。
在本实施方式5中,测位管理终端100的测位对象决定部130在被测位终端具有(N+1)个位置已确定的邻接终端的情况下,例如按照如下那样的评价函数,评价可以成为测位基准终端的候补的无线终端200的组合,将最高评价的无线终端200的组合选择为测位基准终端。
(评价函数1):行列式:其1
例如,在(N+1)个以上的位置信息702已确定的邻接终端中,针对可以成为测位基准终端的无线终端200的组合,将测位基准终端的位置分别设为{P0、P1、...、PN}。
将以其中{P1、...、PN}与{P0}的差矢量为要素的下述行列式M作为评价函数。
(式2)
M=[p1-p0,...,pN-p0]
测位对象决定部130针对可以成为测位基准终端的候补的所有无线终端200的组合,计算评价函数的值,将评价函数的值最高的组合选择为测位基准终端。
一般,在计算2维的位置时3点的测位基准终端处于同一直线上的情况、在计算3维的位置时4点的测位基准终端处于同一平面上的情况下,存在多个计算位置候补,测位精度降低。
所述评价函数表示测位基准终端的位置关系的分散程度。
因此,通过选择评价函数的值高的组合,可以通过处于更分散的位置关系的测位基准终端,对被测位终端的位置进行测位,可以提高测位精度。
(评价函数2):行列式:其2
同样地,作为评价函数,即使将以对{P1、...、PN}与{P0}的差矢量进行归一化而得到的矢量为要素的下述行列式M作为评价函数,也起到同样的效果。
(式3)
M = [ p 1 - p 0 | p 1 - p 0 , . . . , p N - p 0 | p N - p 0 | ]
(评价函数3):对所计算出的位置的精度进行评价:其1
将位置信息702已确定的无线终端200(将后缀设为i)的位置设为Pi、将与其他位置信息702已确定的无线终端200(将后缀设为j)之间的距离信息705设为dij。测位对象决定部130计算如下那样的评价值gi
(式4)
g i = 1 N Σ j N ( | p i - p j | - d ij ) 2
其中,N是在测位管理终端100的终端信息存储部150中,在无线终端i的邻接终端中,位置信息702已确定,并且已取得了距离信息705的邻接终端的数。
接下来,测位对象决定部130在位置信息702已确定的邻接终端中,从评价值gi小的终端起依次选择(N+1)个,而选择为测位基准终端。
评价值gi是表示通过位置计算部140计算出的位置关系计算的距离、与由距离测量部220得到的距离信息705之差的程度的值。表示该值越小,则位置计算部140计算出的位置与通过距离测量部220的测量得到的距离信息705越一致。
即,表示评价值gi的值越小,则位置计算部140计算出的位置的精度越高。
因此,通过使用评价值gi最小的测位基准终端的组合,可以将计算位置精度高的无线终端200作为测位基准终端,对被测位终端的位置进行测位,所以可以提高被测位终端的测位精度。
(评价函数4):对所计算出的位置的精度进行评价:其2
作为评价值gi,也可以使用例如如下那样地计算出的表示位置的精度的值。
(式5)
g i = 1 N Σ j N ( | p i - p j | - d ij d ij ) 2
或者
g i = 1 N Σ j N ( | p i - p j | - d ij | p i - p j | ) 2
一般,通过无线测量出的距离信息705包含误差。通过包含误差的距离信息705计算出的位置信息702也包含误差。
如果使用包含误差的位置信息702来计算接下来的无线终端200的位置,则可以推测为:随着步骤行进,被测位终端的计算位置误差变大。
因此,通过选择所述(评价函数3)(评价函数4)那样的、可以提高被测位终端的测位精度那样的测位基准终端,来依次计算位置,可以得到位置误差更小的无线测位系统。
在本实施方式5中,测位对象决定部130在(N+1)个以上的邻接终端的位置信息702已确定那样的无线终端200存在多个的情况下,也可以针对所有无线终端200的、所有可以成为测位基准终端的无线终端200的组合,按照所述那样的评价函数进行评价,将成为最高评价的组合选择为被测位终端以及测位基准终端。
通过这样,可以将被测位终端的测位精度成为最高那样的无线终端200的组合作为测位基准终端而进行测位,可以提高无线测位系统整体的测位精度。
实施方式6.
在本发明的实施方式6中,说明对于无线终端200的位置信息702,代替绝对坐标而作为相对坐标进行计算,并保存在终端信息存储部150中的方法。另外,无线测位系统以及各终端的结构与实施方式1~5相同。
图19是示出求出(N+1)个以上的无线终端200的相对位置,并保存在位置信息702中的步骤的时序图,以下,说明图19的各步骤。
(S1901)
测位管理终端100的测位步骤管理部120从终端信息存储部150保存的邻接终端的信息中,选择相互成为邻接终端的k个(k是N+1以上的整数)无线终端200(此处设为k=4,将后缀设为a~d)。
测位步骤管理部120对无线终端200a发送将无线终端200b~d的地址作为测距对象终端地址505而包含的测距数据请求分组500。
无线终端200a如果接收到测位数据请求分组500,则在与无线终端200b~d之间实施测距,向测位管理终端100发送测距数据应答分组600。
(S1902)~(S1903)
测位管理终端100同样地,向无线终端200b~d发送将距离未确定的无线终端200b~d的地址作为测距对象终端地址505而包含的测距数据请求分组500,取得无线终端200a~d的相互的距离信息705。
(S1904)
测位管理终端100的位置计算部140根据所得到的相互的距离信息705,计算无线终端200a~d的相对位置。
例如,在求出无线终端200a~d的3维的位置的情况下,将无线终端200a的位置设为P1=(0、0、0)、将无线终端200b的位置设为P2=(x2、0、0)、将无线终端200c的位置设为P3=(x3、y3、0)、将k个无线终端200中的200a~c以外的位置设为Pi=(xi、yi、zi)(其中,i=4...k、x、y、z是未知变量)。
位置计算部140通过以与在实施方式5中说明的评价函数gi相同的方式,求出使根据所计算出的位置求出的距离、与所测量出的距离信息705之差成为最小那样的位置,可以求出以P1的位置为原点的各无线终端200的相对位置。
通过这样计算出相对位置并保存在位置信息702中,可以在开始位置计算动作之前得到(N+1)个以上的位置信息702已确定的无线终端200。
因此,无需预先设定(N+1)个以上的无线终端200的位置,而可以自动地得到所有无线终端200的位置。
进而,在所述方法中,有可能相对真正的位置,得到镜对象、整体旋转/并行移动那样的相对位置,但也可以由人通过输入单元(未图示)实施校正镜对象、旋转那样的输入来校正。
通过这样,可以得到校正了镜对象、旋转的位置的位置信息702,来得到与真正的位置等同的位置。
另外,也可以仅预先决定所述P2=(x2、0、0)、P3=(x3、y3、0)的未知变量的符号,配置成规定的k个无线终端200中的位置关系成为确定的符号,根据无线终端200的相互的距离信息705计算所述相对位置。
通过这样,如果与计算位置的坐标系符合地仅设置位置关系的符号,则无需使镜对象、整体旋转,而可以得到与真正的位置等同的位置。
实施方式7.
在本发明的实施方式7中,说明在进行了测位之后,再次计算而校正所计算出的位置信息702来提高精度的方法。另外,无线测位系统以及各终端的结构与实施方式1~6相同。
(再计算方法1)
测位管理终端100的位置计算部140在测位结束之后,再次参照终端信息存储部150保存的距离信息705以及位置信息702,重新计算各无线终端200的位置。
在位置计算部140再计算位置信息时,与所述测位动作的途中的步骤相比,更多的距离信息705保存于终端信息存储部150中,所以通过使用这些距离信息705,可以进一步提高各无线终端200的测位精度。
(再计算方法2)
测位管理终端100的位置计算部140在所有测位步骤结束,测位结束之后,针对未确定的距离信息705中的一部分或者所有距离信息705,发送测距数据请求分组500,而使距离信息705的数据数增加之后,修正位置信息702。
根据该方法,距离信息705的数据数增加,从而可以更正确地提高精度。
进而,在取得未确定的距离信息705时,针对距离信息705未确定的邻接终端,计算所述评价值gi,仅追加取得与评价值gi比规定的阈值小(=位置精度高)的邻接终端的距离信息705。
通过追加取得与评价值gi小的邻接终端的距离信息705,并使用距离信息705来计算位置,可以使用与更准确地测量了位置的无线终端200的距离信息705,所以可以提高各无线终端200的测位精度。
(再计算方法3)
测位管理终端100的位置计算部140在所有测位步骤结束,测位结束之后,针对(N+1)个以上的无线终端200的组合,根据该组合中包含的无线终端200的各个,计算共通地成为邻接终端的无线终端200的个数。
接下来,将该个数成为最大的组合选择为测位基准终端,将它们共通地成为邻接终端的无线终端200分别选择为被测位终端,计算各个被测位终端的位置。
通过这样,被测位终端根据与共通的测位基准终端之间的距离信息702计算位置,所以可以抑制所述位置误差传播的问题。
实施方式8.
还可以将在实施方式5中说明的表示计算位置精度的评价值gi等作为位置信息702的精度的指标并经由有线/无线等接口输出到其他无线终端等而提示(未图示)。
通过与位置信息702一并地提示位置信息702的精度的指标,利用通过本无线测位系统得到的位置信息702的系统可以利用加入了计算位置精度的位置信息702。
进而,也可以将表示精度的评价值gi与位置信息702一起显示在作业者操作的画面(未图示)等中。具体而言,例如在测位管理终端100中预先设置液晶显示器、发光二极管等显示单元,而在其中显示精度指标值。
实施方式9.
在如实施方式3的说明,在无线测位系统中存在移动无线终端300的情况下,该移动无线终端300无需实际移动,而也可以固定设置在无线测位系统中。
另外,也可以将在无线测位系统中追加设置的固定的无线终端200处理为移动无线终端300。
即使是追加设置的无线终端200,通过作为移动无线终端300计算位置,所追加的无线终端200搜索邻接终端,选择位置计算精度变高的测位基准终端,仅在与该测位基准终端之间实施测距。
因此,可以自动地求出所追加的无线终端200的位置,并且,可以减少测距所需的通信量。
另外,在实施方式3中,将移动无线终端300和无线终端200构成为不同的结构,但也可以全部构成为同一无线终端200。
在该情况下,各无线终端200预先将区分是否为移动无线终端300的符号保存在测位管理终端100的终端信息存储部150中。测位步骤管理部120按照该符号,进行各个无线终端200和移动无线终端300的测位。
另外,所述区分的符号也可以在系统的工作中切换。
例如,也可以在最初设置的状态下,全部作为无线终端200而实施测位,之后将一部分的无线终端200切换为移动无线终端300,通过实施方式3说明的方法,根据需要实施该移动无线终端300的测位。
通过这样,可以进行如下测位方法:例如包括固定而不移动的无线终端200、和各无线终端200的测位时不移动而之后移动的移动无线终端300,来实施测位,之后,仅对移动无线终端300反复进行测位。
通过用更多的无线终端200进行测位,可利用的测位基准终端的候补增加,所以通过利用精度更高的测位基准终端、或者在测位后进一步通过位置计算精度更高的测位基准终端的距离进行校正,可以实现高精度的测位。
另外,在一旦设置了各无线终端200之后,仅使一部分的无线终端200设为可以移动设置位置的情况下,通过将该无线终端200临时作为移动无线终端300进行处理,可以通过少的通信量,再测定位置。
实施方式10.
在以上的实施方式1~9中,将测位对象决定部130选择的测位基准终端的数量设成(N+1)个,但也可以选择比(N+1)个更多的测位基准终端,根据与比(N+1)个更多的测位基准终端的距离,计算被测位终端的位置。
通过用来自更多的测位基准终端的距离信息705来计算位置,可以提高被测位终端的测位精度。
进而,也可以利用所述表示位置计算精度的评价值gi,选择比(N+1)个更多的测位基准终端中的适合的数量的测位基准终端。
例如,也可以仅将评价值gi比预定的阈值小的无线终端200选择为测位基准终端。
通过这样选择测位基准终端,可以仅将多个位置计算精度高的无线终端200选择为测位基准终端,可以提高被测位终端的测位精度。
实施方式11.
在本发明的实施方式11中,说明位置已知的邻接终端的数量不足,测位基准终端的数量不足的情况的动作例。另外,无线测位系统以及各终端的结构与实施方式1~10相同。
对于位置未确定的无线终端200以及移动无线终端300这全部,在邻接终端的数量小于(N+1)个的情况下,测位对象决定部130减少维数,选择N个测位基准终端。
测位步骤管理部120进行该测位基准终端和被测位终端的测距,计算通过测位对象决定部130选择出的N个测位基准终端的位置决定的(N-1)维空间等中的被测位终端的位置。
另外,也可以从(N-1)进一步减少维数来计算。另外,也可以使用例如在地面、天花板中设置等的制约信息来计算位置。
在如上所述邻接终端的数量不足(N+1)个的情况下,通过减少维数来计算位置,即使在疏远地配置了无线终端200的部分中,也可以确定无线终端200以及移动无线终端300的位置。
实施方式12.
在以上的实施方式1~11中,根据位置已知的无线终端200的距离信息计算位置,但还可以除了距离以外,例如还对从被测位终端发出的电波到达各测位基准终端的时间差进行测量,作为以各测位基准终端的位置和所测量出的电波传播时间差为参数的双曲线的交点,计算被测位终端的位置。
不依赖于测位方法,通过按照本发明逐次决定测位基准终端和被测位终端,计算被测位终端的位置,起到同样的效果,这是显而易见的。
实施方式13.
在以上的实施方式1~12中,也可以设成测位管理终端100具备距离测量部220和测距数据处理部230,测位管理终端100自身也包含在测位的对象中而实施所述测位步骤。
同样地,也可以设成测位管理终端100还具备邻接终端搜索部240和邻接终端数据处理部250,作为实施方式2~3中说明的无线终端200或者移动无线终端300而实施测位。
通过这样,还可以包括测位管理终端100而自动地计算位置。
实施方式14.
在以上的实施方式1~13中,距离测量部220根据电波传播延迟时间计算了无线终端200之间的距离,但也可以利用电波接收强度等其他距离测量方法。
实施方式15.
图20是本发明的实施方式15的环境测量系统的结构图。
本实施方式15的环境测量系统是对测量对象空间的环境状态进行测量的系统,具有固定传感器终端2100和移动传感器终端2200。
多个固定传感器终端2100固定地设置在测量对象空间内,对本终端的周边的环境状态进行测量。
移动传感器终端2200在测量对象空间内移动的同时,对本终端的周边的环境状态进行测量。预先设定移动传感器终端2200对环境状态进行测量的测量点。
图21是固定传感器终端2100的功能框图。
固定传感器终端2100具备终端控制部2110、无线通信部2111、以及环境测量部2112。
终端控制部2110取得环境测量部2112测量出的环境状态的测量值。另外,经由无线通信部2111与其他传感器终端交换数据。
无线通信部2111在与其他传感器终端之间进行无线通信。
环境测量部2112具有1个或者多个温度传感器、湿度传感器、以及照度传感器等传感器,对本终端的周边的温度、湿度、以及照度等环境状态进行测量。
另外,传感器的种类不限于温度传感器、湿度传感器、以及照度传感器,而可以根据需要测量的环境状态使用任意的传感器。例如,还可以使用对特定的化学物质进行检测的传感器。
图22是移动传感器终端2200的功能框图。
移动传感器终端2200具备终端控制部2210、无线通信部2211、环境测量部2212、无线测位部2213、自己位置控制部2214、以及驱动部2215。
终端控制部2210取得环境测量部2212测量出的测量值。另外,经由无线通信部2211与其他传感器终端交换数据。
终端控制部2210另外具有控制本终端的位置的作用。例如,通过自己位置控制部2214的功能,使移动传感器终端2200移动到期望的位置,并且,通过无线测位部2213的功能检测并管理移动传感器终端2200的位置。
无线通信部2211在与其他传感器终端之间进行无线通信。
环境测量部2212的结构以及功能与环境测量部2112相同。
无线测位部2213利用无线通信对移动传感器终端2200的位置进行检测。对于检测方法,将后述。
自己位置控制部2214根据移动传感器终端2200的目标位置和当前位置,使驱动部2215适合地动作,由此进行控制以使移动传感器终端2200的位置成为期望的位置。
作为控制到期望的位置的方法,例如,可以使用以下等方法:计算移动传感器终端2200的目标位置与当前位置的偏差,并将根据该偏差变更驱动部2215的动作时间的、与该偏差成比例的输出指令提供到驱动部2215。
驱动部2215是使移动传感器终端2200移动的单元。驱动部2215例如具备马达和车轮,通过使车轮旋转,可以使移动传感器终端2200移动。另外,也可以构成为通过利用履带、链机构的步行方式等而使移动传感器终端2200移动。
终端控制部2110、终端控制部2210、无线测位部2213、以及自己位置控制部2214还可以使用实现这些功能的电路器件等硬件来构成,还可以使用微型机、CPU(Central Processing Unit,中央控制单元)等运算装置和规定其动作的软件来构成。
无线通信部2111、无线通信部2211适宜地具备无线通信接口等必要的结构。
以上,说明了本实施方式15的环境测量系统的结构。
接下来,说明通过无线测位部2213进行的位置检测方法。
图23是说明无线测位部2213计算移动传感器终端2200与固定传感器终端2100之间的距离的步骤的图。以下,说明图23的各步骤。
(S401)
移动传感器终端2200经由无线通信部2211,发送测距请求信号。
(S402)
固定传感器终端2100如果接收到测距请求信号,则将测距应答信号发送到移动传感器终端2200。
(S403)
移动传感器终端2200经由无线通信部2211接收测距应答信号。无线测位部2213对从测距请求信号的发送到测距应答信号接收的应答时间进行测量。
无线测位部2213可以通过例如在测距请求信号的发送时用计数器开始计时并在测距应答接收时读取用计数器计时的值等方法来进行应答时间的测量。
(S404)
移动传感器终端2200的无线测位部2213通过对在步骤S403中测量出的应答时间乘以电磁波的速度、或者参照预定的应答时间与距离的对应表,计算移动传感器终端2200与固定传感器终端2100之间的距离。
图24是说明无线测位部2213计算移动传感器终端2200的位置的方法的图。
无线测位部2213针对多个固定传感器终端2100(例如图24的100a~100c),进行在图23中说明的计算移动传感器终端2200与固定传感器终端2100之间的距离的步骤。
接下来,无线测位部2213根据多个固定传感器终端2100与移动传感器终端2200之间的终端间距离、和各固定传感器终端2100的位置(设成已知),求出以固定传感器终端2100为中心,以所计算出的终端间距离为半径的圆。
无线测位部2213可以将这些圆相交的区域检测为移动传感器终端2200的位置。
因此,为了高精度地检测移动传感器终端2200的位置,优选计算与3个以上的固定传感器终端2100之间的终端间距离。
以上,说明了对移动传感器终端2200的位置进行检测的方法。
接下来,说明移动传感器终端2200对环境状态进行测量的动作。
图25是移动传感器终端2200测量环境状态时的动作流程。以下,说明图25的各步骤。
(S601)
终端控制部2210从预先设定的测量点列表中,决定接下来测量环境状态的测量点。终端控制部2210也可以例如按照预先设定的顺序选择测量点,也可以从当前的移动传感器终端2200的位置选择最近的测量点。也可以通过其他方法选择接下来的测量点。
(S602)
无线测位部2213通过在图23~图24中说明的方法,对移动传感器终端2200的位置进行检测。
(S603)
自己位置控制部2214进行用于以在步骤S601中决定的测量点为目标位置,以在步骤S602中检测出的位置为当前位置,使移动传感器终端2200移动到所指定的测量点的控制动作。
自己位置控制部2214通过例如根据目标位置与当前位置的偏差决定驱动部2215的动作时间并使驱动部2215动作该驱动时间,而使移动传感器终端2200移动到测量点。
或者,自己位置控制部2214也可以通过直到测量点的位置与当前位置的偏差成为预定的阈值以下,反复进行通过无线测位部2213实现的当前位置的检测和移动,而使移动传感器终端2200移动到测量点。
对于控制移动传感器终端2200的位置的方法,可以另外应用一般的自行机器人的控制方法。
(S604)
环境测量部2212如果移动传感器终端2200移动到测量点,则对本终端周边的环境状态进行测量。
(S605)
终端控制部2210针对测量点列表中包含的所有测量点,判别环境状态的测量是否完成。在存在未完成的测量点的情况下,返回到步骤S601而反复同样的处理。如果对于在测量点列表中包含的所有测量点,测量完成,则结束环境状态的测量。
以上,说明了移动传感器终端2200测量环境状态的动作。
固定传感器终端2100也可以与移动传感器终端2200同步地测量本终端周边的环境状态,也可以与移动传感器终端2200独立地测量环境状态。
如上所述,根据本实施方式15,通过少数的固定传感器终端2100和移动传感器终端2200对测量对象空间的环境状态进行测量,所以无需增加固定设置的传感器,而可以在多个测量点处测量环境状态。
另外,根据本实施方式15,无线测位部2213利用固定传感器终端2100与移动传感器终端2200之间的无线通信信号,对移动传感器终端2200的当前位置进行检测。另外,移动传感器终端2200利用该检测结果,掌握本终端的位置,并且测量环境状态。
由此,无需设置导轨轨道、标记这样的成为移动传感器终端2200的当前位置的参照的其他装置,而可以通过更少的成本容易地导入环境测量系统。
一般,自行机器人移动之后的位置相对目标位置存在误差。
相对于此,在本实施方式15中,通过无线方式对移动传感器终端2200的位置进行检测,所以即使在从测量点存在误差的情况下,也可以通过一并保持所测量出的环境状态和移动传感器终端2200的检测位置,正确地掌握实际测量出的点。
即,即使在预定的测量点以外的位置处测量了环境状态,该位置与环境状态的对应关系自身不会有错,所以可以对测量对象区域的环境状态正确地进行测量。
进而,通过反馈所检测出的位置并移动到测量点,可以使移动传感器终端2200正确地移动到测量点。
实施方式16.
图26是本发明的实施方式16的环境测量系统的结构图。
在本实施方式16中,在要求以比其他测量点高的时间周期对环境状态进行测量的部位,设置固定传感器终端2100。移动传感器终端2200对除此以外的无需高的时间周期的测量点处的环境状态进行测量。
例如,在测量大厦内的温度的环境测量系统中,接近窗2701、接近出入口2702的位置的热的移动大,要求高的时间周期下的环境状态的测量。另一方面,在除此以外的层内的部分中,无需高的时间周期下的测量。
因此,如图26所示,在接近要求高的时间周期的窗2701、出入口2702的位置设置固定传感器终端2100,移动传感器终端2200在除此以外的测量点之间移动,并且测量环境状态。
即使在固定传感器终端2100和移动传感器终端2200同步地测量环境状态的情况下,相对于固定传感器终端2100连续地测量同一场所的环境状态,移动传感器终端2200在多个测量点之间移动,并进行测量。
因此,固定传感器终端2100的针对同一测量点的测量频度高。
如上所述,在本实施方式16中,在要求以比其他测量点高的时间周期进行测量的位置设置固定传感器终端2100,移动传感器终端2200对无需高的时间周期的测量点的环境状态进行测量。
由此,无需在所有位置设置固定的传感器,而可以通过少的终端数高效地进行环境状态的测量。进而,可以根据系统要求构筑灵活的系统。
实施方式17.
图27是本发明的实施方式17的环境测量系统的结构图。
本实施方式17的环境测量系统具有4个以上的移动传感器终端2200。移动传感器终端2200的结构与实施方式15~16相同。
图28是说明移动传感器终端2200切换本终端的作用的样子的图。
在本实施方式17中,移动传感器终端2200切换成为移动以及位置检测的对象而移动到测量点的作用、和不移动而表示用于进行位置检测的基准位置的作用这2个作用,并且相互检测位置而进行环境状态的测量。
以后,将成为前者的作用的移动传感器终端2200称为位置检测对象终端2902、将成为后者的作用的移动传感器终端2200称为位置检测基准终端2901。另外,预先设定对环境状态进行测量的测量点的列表、以及最初的各移动传感器终端2200的位置。
图29是位置检测对象终端2902测量环境状态的动作流程。以下,说明图29的各步骤。
(S1001)
本步骤与图25的步骤S601相同。
(S1002)
终端控制部2210根据在步骤S1001中决定的测量点的位置,从各移动传感器终端2200中,决定位置检测对象终端2902、和除此以外的位置检测基准终端2901。以后,位置检测对象终端2902进行在步骤S1001中决定的测量点处的环境状态的测量。
终端控制部2210例如将最远离在步骤S1001中决定的测量点的移动传感器终端2200作为位置检测对象终端2902,将除此以外的移动传感器终端902作为位置检测基准终端2901。
(S1003)
无线测位部2213对位置检测对象终端2902的位置进行检测。可以与实施方式15~16中的通过无线测位部2213实现的位置检测同样地,通过在位置检测对象终端2902与位置检测基准终端2901之间发送接收测距信号,来进行位置检测。
(S1004)
位置检测对象终端2902通过与图25的步骤S603同样的步骤,移动到自己位置控制部2214指定的测量点。
(S1005)
与图25的步骤S604相同。
(S1006)
与图25的步骤S605相同。
如上所述,本实施方式17的环境测量系统具有4个以上的移动传感器终端2200,移动传感器终端2200切换位置检测对象终端2902、和位置检测基准终端2901这2个作用,同时相互检测位置而移动,从而进行测量对象空间的环境状态的测量。
通过这样测量,可以通过更少的终端数进行多个测量点处的环境状态的测量。
另外,根据本实施方式17的环境测量系统,仅通过设定最初的移动传感器终端2200的位置,可以包括位置信息而测量大厦、工厂内的环境状态。由此,可以大幅削减用于开始环境测量的设定作业。
另外,本实施方式17的环境测量系统仅由移动传感器终端2200构成,但进而也可以设成包括1个~2个固定传感器终端2100的结构,在位置检测对象终端2902与固定传感器终端2100之间发送接收测距信号,而对位置检测对象终端2902的位置进行检测。
通过这样,可以提高位置检测对象终端2902的位置检测精度。
另外,在本实施方式17中,说明了移动传感器终端2200的个数是4个以上的结构,但只要容许移动传感器终端2200的位置检测的精度也可以较粗,则即使在移动传感器终端2200是3个以下的情况下,也可以使用与在本实施方式17中说明的方法同样的方法。
实施方式18.
在本发明的实施方式18中,说明变更了实施方式17的步骤S1001中的测量点的决定方法的例子。在本实施方式18中,在步骤S1001中进行下述那样的动作。
(S1001)
终端控制部2210从预先设定的测量点列表中,计算环境状态的测量尚未完成的测量点的位置与各移动传感器终端2200的当前位置的距离。
接下来,终端控制部2210将所计算出的距离中的至少3个以上的距离小于预定的值的测量点作为接下来的测量点。将预定的值作为例如无线通信部2211的可通信距离。
通过这样决定接下来的测量点,可以防止位置检测对象终端2902超过与位置检测基准终端2901的可通信距离地移动而无法实施位置检测这样的现象。
进而,在存在多个满足所述条件的测量点的情况下,也可以计算出各移动传感器终端2200的当前位置的重心位置,将满足所述条件的多个测量点中的最接近该重心位置的测量点决定为接下来的测量点。
通过这样,可以从移动传感器终端2200的近点测量环境状态,可以缩短移动距离以及环境状态的测量花费的时间。
实施方式19.
在本发明的实施方式19中,说明变更了实施方式17的步骤S1002中的位置检测对象终端2902、位置检测基准终端2901的决定方法的例子。在本实施方式19中,在步骤S1002中进行下述那样的动作。
(S1002:其1)
终端控制部2210从预先设定的测量点列表中,计算环境状态的测量尚未完成的测量点的位置与各移动传感器终端2200的当前位置的距离。
接下来,终端控制部2210将所计算出的距离比预定的值小的移动传感器终端2200选择3个以上,将它们作为位置检测基准终端2901。另外,将除此以外的移动传感器终端2200作为位置检测对象终端2902。
(S1002:其2)
进而,终端控制部2210在存在多个位置检测基准终端2901的组合的候补的情况下,还可以通过与各测量点的几何学上的关系,将位置检测精度变高那样的组合作为位置检测基准终端2901,将除此以外的移动传感器终端2200作为位置检测对象终端2902。
在选择位置检测精度变高的组合的评价指标中,可以利用在GPS(Global Positioning System,全球定位系统)的领域中利用的GDOP(几何学的精度劣化指数)等。
通过这样,位置检测对象终端2902的位置检测精度提高,所以可以减少与测量环境状态的测量点相关的位置误差。
另外,还可以将实施方式18记载的测量点的决定方法、和本实施方式19中的位置检测终端902以及位置检测基准终端2901的决定方法组合来决定评价函数。
终端控制部2210选择该评价函数的评价值变得最高的测量点、位置检测对象终端2902、以及位置检测基准终端2901。
在该情况下,可以综合性地评价测量点的位置、与位置检测终端902以及位置检测基准终端2901的组合,来同样地提高位置检测精度。
实施方式20.
在此前的实施方式15~19中,设成预先设定了测量环境状态的测量点列表。在本实施方式20中,说明自动地生成测量点列表的动作例。
本实施方式20与实施方式15~19同样地由固定传感器终端2100以及移动传感器终端2200构成。各终端的结构与实施方式15~19相同。
图30是示出分割了测量对象空间的样子的图。
在本实施方式20中,如图30所示,将测量对象空间分割成预先决定的间隔的格子状,以用各格子划分的区域(小区)的代表点3101,作为测量点列表。将代表点3101例如设成各小区的中央等。
通过这样将各小区的代表点3101作为测量点,无需另外设定测量点列表,可以更简便地进行用于开始环境状态的测量的事先设定作业。
进而,也可以将格子状地划分出的小区中的除去了配置有固定传感器终端2100的小区的小区的代表点3101作为测量点。由此,可以防止测量点的重复,所以可以高效地测量环境状态。
另外,在实施方式15~19中的决定接下来的测量点的步骤(S601或者S1001)中,也可以不从预先设定的测量点列表中选择接下来的测量点,而预先确定测量点之间的既定间隔。
在该情况下,终端控制部2210计算从在1个步骤前测量出的测量点错开既定间隔的位置,而设成接下来的测量点。
这样,即使不预先设定测量点列表,而逐次计算接下来的测量点,也发挥与本实施方式20同样的效果。
进而,在实施方式15~19中的决定接下来的测量点的步骤(S601或者S1001)中,也可以通过虚拟随机数生成等,决定随机的移动方向以及移动量,并按照该移动方向和移动量来决定接下来的测量点。
在该情况下,通过在利用无线通信对移动传感器终端2200的位置进行检测,并且随机地进行测量,无需预先设定测量点列表,而可以自主地对测量对象空间整体细致地进行测量。
实施方式21.
在本发明的实施方式21中,说明移动传感器终端2200的结构例。其他结构与实施方式15~20相同。
图31是本实施方式21的移动传感器终端2200的结构图。
本实施方式21的移动传感器终端2200具备移动台车3201、控制模块3202、支撑台3203、以及传感器模块3204。
移动台车3201具备用于在2维平面上移动的单元例如车轮等。
控制模块3202内置终端控制部2210和无线通信部2211。
支撑台3203是在移动台车3201中沿铅直方向设置的棒状的台座。
传感器模块3204内置环境测量部2212,沿着支撑台3203设置了1个至多个。
通过这样构成移动传感器终端2200,可以同时测量高度方向的环境状态,可以进一步极其细致地测量环境状态。
另外,同样地对于固定传感器终端2100,也可以具备棒状的支撑台,并在该支撑台中设置多个传感器模块。由此,对于固定传感器终端2100的设置部位,也可以更细致地测量环境状态。
实施方式22.
图32是本发明的实施方式22的设备管理系统的结构图。
本实施方式22的设备管理系统除了实施方式15~21记载的环境测量系统以外,还具备设备管理装置3300。
设备管理装置3300具备设备管理部3301和无线通信部3302。
在本实施方式22中,设备管理装置3300经由无线通信部3302,取得环境测量系统测量出的测量数据。进而,设备管理部3301根据该测量数据,进行空调、照明等设备仪器的控制。
如上所述,根据本实施方式22,可以在通过少的传感器终端测量了多个环境状态之后,根据其测量结果进行设备仪器的控制。
由此,可以如例如根据个人的嗜好调节温度/照度、或者按照空间的细致的温度分布实施节能效果高的设备仪器控制等那样,更细致地进行设备仪器的控制。
实施方式23.
在以上的实施方式15~22中,固定传感器终端2100和移动传感器终端2200在传送测距请求信号、测距应答信号时,还可以使用测距传送脉冲信号的超宽带脉冲无线信号。
由此,可以正确地测量应答时间,所以可以更正确地检测终端间距离以及终端位置。
另外,在以上的实施方式15~22中,也可以根据移动传感器终端2200与固定传感器终端2100之间的无线通信的接收电波强度,计算终端间距离以及终端位置。
或者,在以上的实施方式15~22中,也可以利用多个固定传感器终端2100分别接收到从移动传感器终端2200发送的测距请求信号的时刻之差、即电波传输时间差,来检测终端间距离以及终端位置。
另外,在以上的实施方式15~22中,预先设定了固定传感器终端2100的位置,但也可以通过计算而计算出固定传感器终端2100的相对位置。例如,可以使用以下那样的步骤。
首先,通过与上述同样的方法,根据无线通信,计算固定传感器终端2100之间的距离,求出固定传感器终端2100之间的相对位置,从而对固定传感器终端2100的位置进行检测。可以根据该位置,检测移动传感器终端2200的位置。
另外,在以上的实施方式15~22中,还可以预先设置多台移动传感器终端2200,一并利用各移动传感器终端2200与固定传感器终端2100之间的测距信号,来检测移动传感器终端2200的位置。
实施方式24.
在以上的实施方式15~23中,构成为移动传感器终端2200具备无线测位部2213,而对该移动传感器终端2200的位置进行检测,但本发明不限于本结构。
例如,还可以代替移动传感器终端2200,而使某个固定传感器终端2100具备无线测位部2213。
在该情况下,将无线通信的接收电波强度、电波传播时间、以及电波传播时间差等信息从移动传感器终端2200发送到固定传感器终端2100。固定传感器终端2100的无线测位部2213根据该信息,对移动传感器终端2200的位置进行检测。
或者,在以上的实施方式15~23中,也可以设成固定传感器终端2100对与移动传感器终端2200之间的无线通信的接收电波强度、电波传播时间、以及电波传播时间差等进行测量。
固定传感器终端2100将该测量值发送到具备无线测位部2213的其他终端。接收到这些信息的终端的无线测位部2213对移动传感器终端2200的位置进行检测。
另外,在以上的实施方式15~23中,也可以设成与固定传感器终端2100、移动传感器终端2200独立地,例如使具备无线通信部的集中管理装置(未图示)等具备等同的功能。
在该情况下,集中管理装置等也可以对移动传感器终端2200的位置进行检测、或者将应接下来测量环境状态的测量点发送到移动传感器终端2200。

Claims (39)

1.一种无线终端测位系统,具有1个或多个无线终端和对所述无线终端的测位进行管理的测位管理终端,其特征在于,
所述测位管理终端具备:
测位对象决定部,从所述无线终端中选择作为测位对象的被测位终端和位置已知的测位基准终端;
测位管理部,请求所述被测位终端与所述测位基准终端之间的距离信息;
位置计算部,计算所述被测位终端的位置;以及
存储部,保持所述无线终端的无线信号到达的邻接终端的列表,
所述无线终端具备:
距离测量部,对与该无线终端的无线信号到达的邻接终端之间的距离进行测量;以及
通信部,将所述距离测量部的测量结果发送到所述测位管理终端,
所述测位管理部针对所述测位对象决定部选择出的所述被测位终端,请求与所述测位对象决定部选择出的所述测位基准终端之间的距离信息,
所述位置计算部使用该距离信息和所述测位基准终端的位置信息,计算所述被测位终端的位置。
2.根据权利要求1所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位对象决定部直到所述位置计算部计算出所有所述无线终端的位置为止,反复进行所述被测位终端和所述测位基准终端的选择,
所述测位管理部针对每个该反复,请求所述被测位终端与所述测位基准终端之间的距离信息。
3.根据权利要求1或者2所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位对象决定部在所述位置计算部计算所述被测位终端的N维坐标时,将具有至少N+1个位置已知的所述邻接终端的所述无线终端选择为所述被测位终端,将至少该N+1个所述邻接终端选择为所述测位基准终端。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的无线终端测位系统,其特征在于,所述无线终端具备搜索无线信号到达的邻接终端的邻接终端搜索部,
所述测位管理终端对所述无线终端请求该无线终端的邻接终端的列表,
所述邻接终端搜索部根据该请求搜索该无线终端的邻接终端并将其结果得到的邻接终端列表发送到所述测位管理终端,
所述测位管理终端将该邻接终端列表保存在所述存储部中。
5.根据权利要求4所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位管理部对所述无线终端请求该无线终端的邻接终端的列表,
所述测位对象决定部从该邻接终端列表中包含的无线终端中选择所述测位基准终端。
6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述存储部保存:
所述无线终端的位置信息;以及
从所述无线终端到所述邻接终端的距离信息,
所述测位对象决定部根据所述位置信息和所述距离信息,计算所述位置信息的精度指标值。
7.根据权利要求6所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位对象决定部根据各位置信息,计算所述无线终端的位置信息表示的位置、与该无线终端的所述邻接终端的位置信息表示的位置之间的距离,并且从所述存储部取得从该无线终端到所述邻接终端的距离信息,根据两者的差分计算所述位置信息的精度指标值。
8.根据权利要求6或者7所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位对象决定部以使所述位置信息的精度指标值成为最高的方式,选择所述被测位终端或者所述测位基准终端。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位管理部对所述无线终端,请求该无线终端与邻接终端之间的距离信息,
所述位置计算部使用该距离信息计算该无线终端的相对位置。
10.根据权利要求1~9中的任意一项所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位管理部在所述位置计算部计算出所有所述无线终端的位置之后,对某一个所述无线终端请求与其他无线终端之间的距离信息,
所述位置计算部使用该距离信息重新计算所述无线终端的位置。
11.根据权利要求1~10中的任意一项所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位管理终端具备对与该测位管理终端的无线信号到达的邻接终端之间的距离进行测量的第2距离测量部,
所述位置计算部使用所述第2距离测量部测量出的距离信息和所述测位基准终端的位置信息,计算该测位管理终端的位置。
12.根据权利要求1~11中的任意一项所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位管理终端具备搜索无线信号到达的邻接终端的第2邻接终端搜索部,
所述第2邻接终端搜索部将经搜索而得到的邻接终端列表保存在所述存储部中。
13.根据权利要求1~12中的任意一项所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述距离测量部使用无线信号的电波传输时间对所述无线终端之间的距离进行测量。
14.根据权利要求13所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述通信部在所述距离测量部对所述无线终端之间的距离进行测量时使用的无线信号中,使用发送脉冲信号的超宽带信号。
15.根据权利要求1~14中的任意一项所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述通信部进行多跳通信。
16.一种无线终端测位系统,具有1个或多个无线终端和对所述无线终端的测位进行管理的测位管理终端,其特征在于,
所述测位管理终端具备存储部,该存储部保存:
所述无线终端的无线信号到达的邻接终端的列表;
所述无线终端的位置信息;以及
从所述无线终端到所述邻接终端的距离信息,
所述测位管理终端根据所述位置信息和所述距离信息,计算所述位置信息的精度指标值。
17.根据权利要求16所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位管理终端根据各位置信息,计算所述无线终端的位置信息表示的位置、与该无线终端的所述邻接终端的位置信息表示的位置之间的距离,并且从所述存储部取得从该无线终端到所述邻接终端的距离信息,根据两者的差分计算所述位置信息的精度指标值。
18.根据权利要求6、7、8、16或者17所述的无线终端测位系统,其特征在于,
所述测位管理终端具备显示所述精度指标值的显示单元。
19.一种在无线终端测位系统中对无线终端的位置进行测位的无线终端测位方法,该无线终端测位系统具有1个或多个无线终端和对所述无线终端的测位进行管理的测位管理终端,其特征在于,所述无线终端测位方法具有:
测位对象决定步骤,从所述无线终端中选择作为测位对象的被测位终端和位置已知的测位基准终端;
测位管理步骤,请求所述被测位终端与所述测位基准终端之间的距离信息;
距离测量步骤,对与所述无线终端的无线信号到达的邻接终端之间的距离进行测量;以及
位置计算步骤,计算所述被测位终端的位置,
在所述测位管理步骤中,对在所述测位对象决定步骤中选择出的所述被测位终端,请求与在所述测位对象决定步骤中选择出的所述测位基准终端之间的距离信息,
在所述位置计算步骤中,使用该距离信息和所述测位基准终端的位置信息,计算所述被测位终端的位置。
20.根据权利要求19所述的无线终端测位方法,其特征在于,
在所述测位对象决定步骤中,直到在所述测位管理步骤中计算出所有所述无线终端的位置为止,反复进行所述被测位终端和所述测位基准终端的选择,
在所述测位管理步骤中,针对每个该反复,请求所述被测位终端与所述测位基准终端之间的距离信息。
21.一种环境测量系统,对测量对象空间的环境状态进行测量,其特征在于,具有:
固定传感器终端,固定地设置在所述测量对象空间中;
移动传感器终端,在所述测量对象空间内移动;以及
测位单元,对所述移动传感器终端的位置进行测量,
所述固定传感器终端对本终端的设置场所周边的环境状态进行测量,
所述固定传感器终端和所述移动传感器终端通过无线通信,发送或者接收用于对所述移动传感器终端的位置进行测位的信号,
所述测位单元使用该信号对所述移动传感器终端的位置进行测位,
所述移动传感器终端使用该测位的结果掌握所述测量对象空间内的本终端的位置,并且对本终端的周边的环境状态进行测量。
22.根据权利要求21所述的环境测量系统,其特征在于,
所述移动传感器终端保持在所述测量对象空间内应测量环境状态的测量点的列表,从所述列表选择接下来应测量环境状态的测量点,根据该测量点和基于所述测位单元的测位的结果的本终端的当前位置,决定本终端的移动量而移动到该测量点,对该测量点的环境状态进行测量。
23.根据权利要求21或者22所述的环境测量系统,其特征在于,
所述移动传感器终端在从所述列表中选择接下来应测量环境状态的测量点时,将至少3个以上的距所述固定传感器终端的距离是规定阈值以下的测量点,选择为接下来应测量环境状态的测量点。
24.根据权利要求21~23中的任意一项所述的环境测量系统,其特征在于,
所述固定传感器终端设置在需要以比所述移动传感器终端测量环境状态的区域高的频度测量环境状态的区域中。
25.一种环境测量系统,对测量对象空间的环境状态进行测量,其特征在于,具有:
多个移动传感器终端,在所述测量对象空间内移动;以及
测位单元,对所述移动传感器终端的位置进行测量,
所述测位单元将所述移动传感器终端中的1个选择为位置检测对象终端,并且将其他移动传感器终端选择为位置检测基准终端,
所述位置检测对象终端和所述位置检测基准终端通过无线通信,发送或者接收用于对所述位置检测对象终端的位置进行测位的信号,
所述测位单元使用该信号对所述位置检测对象终端的位置进行测位,
所述位置检测对象终端使用该测位的结果来掌握所述测量对象空间内的本终端的位置,并且测量本终端的周边的环境状态。
26.根据权利要求25所述的环境测量系统,其特征在于,
所述位置检测对象终端保持在所述测量对象空间内应测量环境状态的测量点的列表,从所述列表中选择接下来应测量环境状态的测量点,根据该测量点和基于所述测位单元的测位的结果的本终端的当前位置,决定本终端的移动量而移动到该测量点,
对该测量点的环境状态进行测量。
27.根据权利要求25或者26所述的环境测量系统,其特征在于,
所述位置检测对象终端在从所述列表中选择接下来应测量环境状态的测量点时,将至少3个距所述位置检测基准终端的距离是规定阈值以下的测量点,选择为接下来应测量环境状态的测量点。
28.根据权利要求25~27中的任意一项所述的环境测量系统,其特征在于,
所述测位单元在决定了所述位置检测对象终端接下来应测量环境状态的测量点之后,将处于最远离该测量点的位置处的所述移动传感器终端选择为所述位置检测对象终端。
29.根据权利要求25~28中的任意一项所述的环境测量系统,其特征在于,
所述测位单元在所述位置检测对象终端测量了本终端的周边的环境状态之后,将所述移动传感器终端中的1个重新选择为位置检测对象终端,并且将其他移动传感器终端重新选择为位置检测基准终端。
30.根据权利要求25~29中的任意一项所述的环境测量系统,其特征在于,
所述测位单元在决定了所述位置检测对象终端接下来应测量环境状态的测量点之后,将距该测量点的距离是规定阈值以下的至少3个所述移动传感器终端选择为所述位置检测基准终端。
31.根据权利要求21~30中的任意一项所述的环境测量系统,其特征在于,
所述移动传感器终端作为在所述测量对象空间内应测量环境状态的测量点的列表,
保持如下的列表,在该列表中,在将所述测量对象空间划分成规定间隔的格子状区域之后,将各区域的代表点作为所述测量点。
32.根据权利要求21~30中的任意一项所述的环境测量系统,其特征在于,
所述移动传感器终端作为在所述测量对象空间内应测量环境状态的测量点的列表,保持如下的列表,在该列表中,在将所述测量对象空间划分成规定间隔的格子状区域之后,将不存在固定地设置的固定传感器终端的所述格子状区域的代表点作为所述测量点。
33.根据权利要求21~32中的任意一项所述的环境测量系统,其特征在于,
所述移动传感器终端具备:
移动台车,能够在2维平面上移动;以及
支撑台,支撑对所述测量对象空间的环境状态进行测量的传感器,
在所述支撑台上沿铅直方向具备多个所述传感器。
34.根据权利要求21~33中的任意一项所述的环境测量系统,其特征在于,
各所述传感器终端使用超宽带无线信号进行无线通信。
35.根据权利要求21~34中的任意一项所述的环境测量系统,其特征在于,
所述测位单元
根据无线信号的接收电波强度、电波传播时间和电波传播时间差中的某一个或者其组合,检测所述移动传感器终端的位置。
36.一种设备管理系统,其特征在于,具有:
权利要求21~35中的任意一项所述的环境测量系统;以及
设备管理装置,对设备仪器的动作进行控制,
所述设备管理装置取得所述环境测量系统测量出的环境状态的测量数据,根据该测量数据,对所述设备仪器的动作进行控制。
37.一种环境测量方法,使用在测量对象空间中固定地设置的固定传感器终端、和在所述测量对象空间内移动的移动传感器终端,对所述测量对象空间的环境状态进行测量,其特征在于,具有:
使所述固定传感器终端测量本终端的设置场所周边的环境状态的步骤;
使所述固定传感器终端和所述移动传感器终端通过无线通信,发送或者接收用于对所述移动传感器终端的位置进行测位的信号的步骤;
使用该信号对所述移动传感器终端的位置进行测位的步骤;以及
使所述移动传感器终端使用该测位的结果掌握所述测量对象空间内的本终端的位置,并且测量本终端的周边的环境状态的步骤。
38.一种环境测量方法,使用在测量对象空间内移动的4个以上的移动传感器终端,对所述测量对象空间的环境状态进行测量,其特征在于,具有:
将所述移动传感器终端中的1个选择为位置检测对象终端,并且将其他移动传感器终端选择为位置检测基准终端的步骤;
使所述位置检测对象终端和所述位置检测基准终端,通过无线通信,发送或者接收用于对所述位置检测对象终端的位置进行测位的信号的步骤;
使用该信号对所述位置检测对象终端的位置进行测位的步骤;以及
使所述位置检测对象终端,使用该测位的结果掌握所述测量对象空间内的本终端的位置,并且测量本终端的周边的环境状态的步骤。
39.一种无线移动终端的移动目的地决定方法,在具有多个无线移动终端的通信系统中决定所述无线移动终端的移动目的地,其特征在于,具有:
将1个所述无线移动终端选择为位置检测对象终端的步骤;
将其他所述无线移动终端选择为位置检测基准终端的步骤;
根据所述位置检测对象终端与所述位置检测基准终端之间的无线通信信号,对所述位置检测对象终端的位置进行检测的步骤;以及
根据所检测出的所述位置检测对象终端的位置、与预先设定的测量点的偏差,决定所述位置检测对象终端的移动方向或者移动量中的至少某一个的步骤。
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