JP2006339970A - 無線ｌａｎ位置検知サーバ - Google Patents

Abstract

【課題】 被位置検知端末と無線ＬＡＮアクセスポイントの間に遮蔽物等がある場合でも位置検知精度を保証することができる位置検知サーバを提供する。
【解決手段】 無線ＬＡＮ位置検知サーバにおいて、被位置検知端末１３０の移動範囲内に設置された複数のＩＣタグ１４０の固定位置情報を格納し、無線ＬＡＮの通信情報により被位置検知端末１３０の位置情報を検知する際、被位置検知端末１３０がＩＣタグリーダ１３２により読み取ったＩＣタグ１４０の情報および複数のＩＣタグ１４０の固定位置情報に基づいて、被位置検知端末１３０の位置情報を補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線電波を用いて被位置検知端末の現在位置を検知する無線ＬＡＮ位置検知サーバに関し、特に、検知結果の精度補正に適用して有効な技術に関するものである。

従来、任意の端末の位置座標を求める手段として、ＰＣ等の情報端末で一般的に用いられている汎用無線ＬＡＮの電波伝搬時間を使った位置検知システム（ＴＤＯＡ方式）が実用化されているが（例えば、特許文献１参照）、ＴＤＯＡ方式を汎用無線ＬＡＮに適用した場合、遮蔽物等によって無線ＬＡＮ基地局からの直接波が弱くなってしまうと、位置検知精度が極端に悪くなることがわかっている。これは壁などに反射した電波あるいは環境ノイズや電波の減衰によって、直接波の到達タイミングの検知が難しくなり、正しいタイミングを検出できなくなることによる。これにより、環境によっては数十ｍの誤差が発生する場合がある（通常３ｍ程度）。これらを解決する手段としては、複数の検知方式を信頼度によって合成し、精度を向上させる方法がある（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−１８１２４２号公報 特開２００２−２８１５４０号公報

しかしながら、被位置検知端末と無線ＬＡＮ基地局の間に遮蔽物等があると、無線ＬＡＮ位置検知に必要な電波の受信品質を保てず、位置検知精度が落ちる。

また、特許文献２に記載の方式では、前後に測定した位置検知結果を使わないで処理を行うため、どちらかの方式による位置検知処理ができなくなった場合に、全く補正がきかない状態になってしまう。また、信頼性の重み付けが固定となるため、例えば信頼度を、ＧＰＳ：０．８、セルラ：０．２と設定した場合の実際の測定誤差がそれぞれＧＰＳ：１Ｍ、セルラ方式５Ｍであった場合に算出結果は誤差４．２Ｍとなり、ＧＰＳのみの測定誤差よりも大きくなる。

また、信頼度による合成方式を適用しようとすると、ＩＣタグが読み取れた時点においては信頼性関数により補正が可能だが、数十ｃｍ移動するとアソシエート可能距離からはずれてしまい、ＩＣタグによる検知ができなくなる。よって無線ＬＡＮでの位置検知結果のみが出力されることとなり、ＩＣタグ近傍の、限られたエリアでしか補正を行うことができない。

そこで、本発明の目的は、被位置検知端末と無線ＬＡＮアクセスポイントの間に遮蔽物等がある場合でも位置検知精度を保証することができる位置検知サーバを提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明による無線ＬＡＮ位置検知サーバは、被位置検知端末に設置された無線ＬＡＮクライアントと被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間の通信情報に基づいて、被位置検知端末の位置を検知する無線ＬＡＮ位置検知サーバであって、被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の非接触情報タグの固定位置情報を格納し、無線ＬＡＮの通信情報により被位置検知端末の位置情報を検知する際、被位置検知端末が非接触情報タグ読取装置により読み取った非接触情報タグの情報および複数の非接触情報タグの固定位置情報に基づいて、被位置検知端末の位置情報を補正するものである。

また、本発明による無線ＬＡＮ位置検知サーバは、被位置検知端末に設置された無線ＬＡＮクライアントと被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間の通信情報に基づいて、被位置検知端末の位置を検知する無線ＬＡＮ位置検知サーバであって、被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の非接触情報タグ読取装置の固定位置情報を格納し、無線ＬＡＮの通信情報により被位置検知端末の位置情報を検知する際、複数の非接触情報タグ読取装置により読み取った被位置検知端末に設置された非接触情報タグの情報および複数の非接触情報タグ読取装置の固定位置情報に基づいて、被位置検知端末の位置情報を補正するものである。

また、本発明による無線ＬＡＮ位置検知システムは、無線ＬＡＮクライアントを設置した被位置検知端末と、被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間の通信情報に基づいて、被位置検知端末の位置を検知する無線ＬＡＮ位置検知サーバとを備えた無線ＬＡＮ位置検知システムであって、被位置検知端末の移動範囲内に複数の非接触情報タグを設置し、被位置検知端末は、非接触情報タグの情報を読み取る非接触情報タグ読取装置を有し、無線ＬＡＮ位置検知サーバは、被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の非接触情報タグの固定位置情報を格納し、無線ＬＡＮの通信情報により被位置検知端末の位置情報を検知する際、被位置検知端末が非接触情報タグ読取装置により読み取った非接触情報タグの情報および複数の非接触情報タグの固定位置情報に基づいて、被位置検知端末の位置情報を補正するものである。

また、本発明による無線ＬＡＮ位置検知システムは、無線ＬＡＮクライアントを設置した被位置検知端末と、被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間の通信情報に基づいて、被位置検知端末の位置を検知する無線ＬＡＮ位置検知サーバとを備えた無線ＬＡＮ位置検知システムであって、被位置検知端末の移動範囲内に複数の非接触情報タグ読取装置を設置し、被位置検知端末は、非接触情報タグを有し、無線ＬＡＮ位置検知サーバは、被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の非接触情報タグ読取装置の固定位置情報を格納し、無線ＬＡＮの通信情報により被位置検知端末の位置情報を検知する際、複数の非接触情報タグ読取装置により読み取った被位置検知端末に設置された非接触情報タグの情報および複数の非接触情報タグ読取装置の固定位置情報に基づいて、被位置検知端末の位置情報を補正するものである。

また、本発明による無線ＬＡＮ位置検知プログラムは、被位置検知端末の位置情報を検知するためにサーバを、被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の非接触情報タグの固定位置情報を格納し、被位置検知端末に設置された無線ＬＡＮクライアントと被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間の通信情報に基づいて、被位置検知端末の位置を検知する際、被位置検知端末が非接触情報タグ読取装置により読み取った非接触情報タグの情報および複数の非接触情報タグの固定位置情報に基づいて、被位置検知端末の位置情報を補正する無線ＬＡＮ位置検知手段として機能させるものである。

また、本発明による無線ＬＡＮ位置検知プログラムは、被位置検知端末の位置情報を検知するためにサーバを、被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の非接触情報タグ読取装置の固定位置情報を格納し、被位置検知端末に設置された無線ＬＡＮクライアントと被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間の通信情報に基づいて、被位置検知端末の位置を検知する際、複数の非接触情報タグ読取装置により読み取った被位置検知端末に設置された非接触情報タグの情報および複数の非接触情報タグ読取装置の固定位置情報に基づいて、被位置検知端末の位置情報を補正する無線ＬＡＮ位置検知手段として機能させるものである。

無線ＬＡＮの受信品質が悪い領域においても、ＩＣタグ検知後一定時間は近傍の検知結果を出力することにより、タグ設置場所近傍の精度を改善することが可能である。または、確実に位置を検知したい地点にＩＣタグを敷設することにより、精度を保証することが可能である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜無線ＬＡＮ位置検知サーバの概要＞
無線ＬＡＮを用いた位置検知においては、位置検知精度が悪くなるエリアは、通常遮蔽物の周囲の極限られた範囲である。

このため、本実施の実施の形態では、これらの周囲の場所に補助的に固定座標を知ることができる手段、例えば非接触情報タグであるＩＣタグ等を床などに埋め込み、これらの座標をあらかじめ無線ＬＡＮ位置検知サーバに記憶しておく。

そして、これらのＩＣタグ等など上を被位置検知端末が通過する際に被位置検知端末に備えつけられた非接触情報タグ読取装置であるＩＣタグリーダなどの読み取り装置によってＩＣタグのＩＤを記憶しておき、その後無線ＬＡＮによる位置検知が要求された時に、最後に読み取ったＩＣタグのＩＤ情報を元に、無線ＬＡＮによる検知結果を補正する。

補正値の算出は、ＩＣタグのＩＤにひもづく固定座標とＩＣタグを検知してからの経過時間より算出する。補正値は、固定座標を検知してからの経過時間が短いほど、無線ＬＡＮ位置検知結果を固定座標側に近づけるような値を算出するようにして、一定時間後あるいはタグ未検出の場合は、補正を行わないようにする。この補正値を、無線ＬＡＮによる位置検知結果から加減算することにより、最終的な検知座標の値を決定する。

このように、本実施の形態では、信頼できる固定座標の検知結果と経過時間を使って無線ＬＡＮの検知座標を補正している。

＜無線ＬＡＮ位置検知サーバの構成＞
図１により、本発明の一実施の形態に係る位置検知サーバの構成について説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る位置検知サーバの構成示す構成図である。

図１において、無線ＬＡＮ位置検知サーバ１００は、通信部１１、メモリ１２、入力部１３、表示部１４、制御部１５、記憶部１６から構成されている。

記憶部１６には、無線ＬＡＮ位置検知処理を行うための、無線ＬＡＮ位置検出プログラム１０１、データベースプログラム１０２、ＩＣタグ情報管理プログラム１０３、補正値算出プログラム１０４、ＩＣタグ情報データベース５０３が格納されている。

無線ＬＡＮ位置検知サーバ１００には、位置検知情報を利用するための位置検知情報利用端末１１０が接続され、位置検知結果などの情報を位置検知情報利用端末１１０に送信する。

また、無線ＬＡＮ位置検知サーバ１００には、無線ＬＡＮアクセスポイント１２０〜１２２が接続され、被位置検知端末（あるいは、例えば、フォークリフトのような移動機械）１３０との間で無線ＬＡＮにより通信し、情報のやり取りを行う。

また、被位置検知端末１３０には、無線ＬＡＮクライアント１３１およびＩＣタグリーダ１３２が実装されており、無線ＬＡＮアクセスポイント１２０にアソシエートしている。この状態で無線ＬＡＮアクセスポイント１２０はマスタとして機能し、無線ＬＡＮアクセスポイント１２１、１２２はスレーブとして機能している。床面等にはＩＣタグ１４０が敷設されている。フォークリフト等の場合は、床面に近い位置にＩＣタグリーダ１３２が設置される。

ＩＣタグリーダ１３２は、ＩＣタグ情報管理プログラム１０３によって監視されており、ＩＣタグ１４０を読み出すと、データベースプログラム１０２に情報を登録する。

通信部１１は、位置検知情報利用端末１１０および無線ＬＡＮアクセスポイント１２０〜１２２との間での通信を制御する。

メモリ１２は、記憶部１６に格納された各プログラムの実行などに使用される。

入力部１３は、無線ＬＡＮ位置検知サーバ１００上での設定操作や各種情報の入力などを行う。

表示部１４は無線ＬＡＮ位置検知サーバ１００上で各種情報の表示を行う。

制御部は、記憶部１６内の各プログラムを実行して、無線ＬＡＮ位置検知サーバ１００の動作を制御する。

被位置検知端末１３１の位置検知は、位置検知情報利用端末１１０から補正値算出プログラム１０４に対しての位置検知要求により開始される。要求に対し、補正値算出プログラム１０４は無線ＬＡＮ位置検出プログラム１０１を呼び出して位置情報を入手し、ＩＣタグ情報管理プログラム１０３の情報を使って検知座標を補正し、位置検知情報利用端末１１０に返す。

＜無線ＬＡＮ位置検知サーバの動作＞
次に、図２〜図７により、本発明の一実施の形態に係る無線ＬＡＮ位置検知サーバの動作について説明する。図２〜図４は本発明の一実施の形態に係る無線ＬＡＮ位置検知サーバの各プログラムの動作を示すフローチャートであり、図２はＩＣタグ情報管理プログラム１０３の動作を示し、図３は無線ＬＡＮ位置検出プログラム１０１の動作を示し、図４は補正値算出プログラム１０４の動作を示している。図５および図６は本発明の一実施の形態に係る無線ＬＡＮ位置検知サーバの補正値算出プログラムの算出処理の詳細を示す図、図７は本発明の一実施の形態に係る無線ＬＡＮ位置検知サーバのＩＣタグ情報データベースのテーブル構成を示す図であり、（ａ）はＩＣタグ座標テーブル、（ｂ）は履歴管理テーブルを示している。

まず、ＩＣタグ情報管理プログラム１０３の動作は、図２に示すように、被位置検知端末１３０のＩＣタグリーダ１３２にＩＣタグ１４０の反応があった場合（Ｓ５００）、ＩＣタグリーダ１３２によるＩＣタグ１４０の床面ＩＣチップＩＤの読み出しを行う（Ｓ５０１）。

そして、Ｓ５０１で得たＩＤ情報ＩＤｉおよび時刻Ｔｉを、読み出した端末ＩＤ（ＩＤｃ）とともに、ＩＣタグ情報データベース５０３に無線ＬＡＮアクセスポイント１２０経由でアクセスし登録する。

このＩＣタグ情報データベース５０３のテーブル構成は図７に示すとおりである。このＳ５００〜Ｓ５０２の処理は、ＩＣタグ１４０を読み出すたびに実施され、ＩＣタグ情報データベース５０３は常に最新の読み取り履歴を保持する。

そして、補正値算出プログラム１０４などにより呼び出されたＩＣタグ情報問い合わせ要求があると（Ｓ５０４）、指定された端末ＩＤ（ＩＤｃ）にひもづく一番新しいＩＣタグの座標（Ｘｉ，Ｙｉ）と検知時刻（Ｔｉ）をＤＢから入手し（Ｓ５０５）、要求元に返す（Ｓ５０６）。

次に、無線ＬＡＮ位置検出プログラム１０１の動作は、図３に示すように、無線ＬＡＮによる端末の位置検知が要求された場合（Ｓ５１０）、図１に示す無線ＬＡＮアクセスポイント（１２０，１２１，１２２）より波形情報を入手し、端末座標（Ｘｗ，Ｙｗ）を算出し（Ｓ５１１）、要求元に端末座標および検知時刻（Ｔｗ）を返す（Ｓ５１２）。

例えば、位置検知情報利用端末１１０から、被位置検知端末１３０に対する位置情報要求があった場合に、端末ＩＤ（ＩＤｃ）の端末に対して、図３に示す無線ＬＡＮ位置検出プログラム１０１の動作により、無線ＬＡＮによる位置検知を行い、検知座標ＸｗＹｗと時刻Ｔｗを入手する。同時に、位置検知要求のあった被位置検知端末１３０が、今までに通過して得たＩＣタグの情報を、検知対象の被位置検知端末１３０のＩＤ（ＩＤｃ）をキーにして、図２に示すＩＣタグ情報管理プログラム１０３の動作によりＩＣタグ情報データベース５０３から入手する。

この後、補正値を得るために、入手した情報Ｘｗ，Ｙｗ，Ｘｉ，Ｙｉ，Ｔｗ，Ｔｉの差分を算出し、算出されたＸｄ，Ｙｄ，Ｔｄと、５０４で得たＸｗ，Ｙｗを用いて、最終的な位置測定結果Ｘ，Ｙを算出し、測定結果の出力を行う。

この補正値の算出処理を行う補正値算出プログラム１０４の動作は、図４に示すように、位置検知情報利用端末１１０からの要求に対して、無線ＬＡＮ位置検知プログラム１０１から端末座標（Ｘｗ，Ｙｗ）と検知時刻（Ｔｗ）を入手し（Ｓ５２０）、ＩＣタグ情報管理プログラム１０３からＩＣタグの座標（Ｘｉ，Ｙｉ）と検知時刻（Ｔｉ）を取得する（Ｓ５２１）。

そして、Ｓ５２０およびＳ５２１で取得した情報に基づいて、座標・時刻差分算出処理として座標・時刻差分の算出をする（Ｓ５２２）。この算出の一例は図５に示すように、無線ＬＡＮ位置検知プログラム１０１からの無線ＬＡＮ検知座標・時刻情報（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｔｗ）１０５、ＩＣタグ情報管理プログラム１０３からのＩＣタグ座標・時刻情報（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｔｉ）１０６が入力され、その入力された値を、差分処理として座標のＸ，Ｙおよび時刻Ｔのそれぞれにおいて減算し、座標・時刻差分情報（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｔｄ）３０１を求める。

そして、座標・時刻差分情報（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｔｄ）３０１を元に、検知結果補正処理として、補正値を算出する（Ｓ５２３）。この算出の一例としては、図６に示すように、無線ＬＡＮ検知座標情報（Ｘｗ，Ｙｗ）１０５と、座標・時刻差分情報（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｔｄ）３０１をパラメータとして、補正演算・適用処理として、最終検知座標情報（Ｘ，Ｙ）１０７を求める。

なお、補正被演算・適用処理における関数に関しては、無線ＬＡＮ検知座標情報（Ｘｗ，Ｙｗ）１０５から、補正値を減算する形になっているが、補正値は図６に示すように、Ｔｄが大きくになるにつれ減算する値が小さくなっていく傾向の関数を用いている。これはＩＣタグ読み出し後の移動を考慮したものであり、関数中のαは移動速度により調整するパラメータである。移動速度が速いほど、ＩＣタグを読み出した地点から遠ざかっていると考えられることから、αに大きな値を入れることにより、補正量を少なく調整することが可能となる。調整値は、実際の検知対象の運用状況により設定することとなる。

最後に、最終検知座標情報（Ｘ，Ｙ）１０７を検知座標（Ｘ，Ｙ）として、位置検知情報利用端末１１０に返す（Ｓ５２４）。

以上の処理により、本実施の形態では、無線ＬＡＮによる被位置検知端末１３０の位置情報を、ＩＣタグ１４０により位置情報により補正することにより、被位置検知端末と無線ＬＡＮアクセスポイントの間に遮蔽物等がある場合でも位置検知精度を保証することが可能である。

また、過去の検知結果を利用して補正を行うことから、１つの物体の位置を追跡するような、トラッキング用途において特に有効である。

また、本実施の形態では、固定座標の取得にＩＣタグを用いるので、物体が移動中でもＩＣタグを取得することが可能である。また、赤外線方式のＩＤタグによる赤外線センサ等を用いても、これらは実現可能である。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、本実施の形態では、被位置検知端末１３０側にＩＣタグリーダ１３２を設置し、床面にＩＣタグ１４０を敷設しているが、逆に、被位置検知端末１３０側にＩＣタグ１４０を設置し、床面にＩＣタグリーダ１３２を敷設して、床面に敷設されたＩＣタグリーダ１３２から無線ＬＡＮ検知サーバ１０に被位置検知端末１３０のＩＣタグ情報を送信するようにしてもよい。

無線ＬＡＮによる位置検知は、主に屋内をターゲットとしているが、その屋内における位置検知に対するニーズは、特にフリーロケーションを採用する倉庫等において、位置情報をＩＴで管理したいという要求から高まりをみせている。ＴＤＯＡによる無線ＬＡＮ位置検知方式は、遮蔽物による電波の反射が弱点であり、どうしても一部のエリアで位置検知精度が落ちる現象が確認されていたが、本発明の無線ＬＡＮ位置検知サーバにより、今まで精度が問題で導入ができなかったエリアに対して、位置情報管理が可能となる。

本発明の一実施の形態に係る位置検知サーバの構成示す構成図である。 本発明の一実施の形態に係る無線ＬＡＮ位置検知サーバのＩＣタグ情報管理プログラムの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る無線ＬＡＮ位置検知サーバの無線ＬＡＮ位置検出プログラムの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る無線ＬＡＮ位置検知サーバの補正値算出プログラムの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る無線ＬＡＮ位置検知サーバの補正値算出プログラムの算出処理の詳細を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る無線ＬＡＮ位置検知サーバの補正値算出プログラムの算出処理の詳細を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る無線ＬＡＮ位置検知サーバのＩＣタグ情報データベースのテーブル構成を示す図である。

符号の説明

１００…無線ＬＡＮ位置検知サーバ、１０１…無線ＬＡＮ位置検出プログラム、１０２…データベースプログラム、１０３…ＩＣタグ情報管理プログラム、１０４…補正値算出プログラム、１１０…位置検知情報利用端末、１２０…無線ＬＡＮアクセスポイント、１３０…被位置検知端末、１３１…無線ＬＡＮクライアント、１３２…ＩＣタグリーダ、１４０…ＩＣタグ。

Claims (3)

1. 被位置検知端末に設置された無線ＬＡＮクライアントと前記被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間の通信情報に基づいて、前記被位置検知端末の位置を検知する無線ＬＡＮ位置検知サーバであって、
   前記被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の非接触情報タグの固定位置情報を格納し、無線ＬＡＮの前記通信情報により前記被位置検知端末の位置情報を検知する際、前記被位置検知端末が非接触情報タグ読取装置により読み取った前記非接触情報タグの情報および前記複数の非接触情報タグの固定位置情報に基づいて、前記被位置検知端末の位置情報を補正することを特徴とする無線ＬＡＮ位置検知サーバ。
2. 被位置検知端末に設置された無線ＬＡＮクライアントと前記被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の無線ＬＡＮアクセスポイントとの間の通信情報に基づいて、前記被位置検知端末の位置を検知する無線ＬＡＮ位置検知サーバであって、
   前記被位置検知端末の移動範囲内に設置された複数の非接触情報タグ読取装置の固定位置情報を格納し、無線ＬＡＮの前記通信情報により前記被位置検知端末の位置情報を検知する際、前記複数の非接触情報タグ読取装置により読み取った前記被位置検知端末に設置された非接触情報タグの情報および前記複数の非接触情報タグ読取装置の固定位置情報に基づいて、前記被位置検知端末の位置情報を補正することを特徴とする無線ＬＡＮ位置検知サーバ。
3. 請求項１または２記載の無線ＬＡＮ位置検知サーバにおいて、
   前記非接触情報タグは、ＩＣタグまたは赤外線方式のＩＤタグであり、前記非接触情報タグ読取装置は、前記ＩＣタグの情報を読み取るＩＣタグリーダまたは前記赤外線方式のＩＤタグの情報を読み取る赤外線方式のＩＤタグリーダであることを特徴とする無線ＬＡＮ位置検知サーバ。

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