JP2008177779A - 位置検出システム - Google Patents
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Abstract
【課題】無線装置の位置を精度良く検出可能な位置検出システムを提供する。
【解決手段】ループアンテナ1〜15は、碁盤目状に配置され、ループアンテナ1〜15の各位置は、x座標およびy座標によって表される。測位制御モジュール60および無線LAN受信モジュール20,30,40は、パケットPKTを受信可能なループアンテナをループアンテナ1〜15に順次切換えながら無線装置90から送信されたパケットPKTを受信する。そして、測位制御モジュール60は、ループアンテナ1〜15がパケットPKTを受信したときの受信信号強度RSSI1〜RSSI15のうち、最大の受信信号強度RSSI_maxを検出し、その検出した最大の受信信号強度RSSI_maxが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナの位置を無線装置90の位置として検出する。
【選択図】図1
【解決手段】ループアンテナ1〜15は、碁盤目状に配置され、ループアンテナ1〜15の各位置は、x座標およびy座標によって表される。測位制御モジュール60および無線LAN受信モジュール20,30,40は、パケットPKTを受信可能なループアンテナをループアンテナ1〜15に順次切換えながら無線装置90から送信されたパケットPKTを受信する。そして、測位制御モジュール60は、ループアンテナ1〜15がパケットPKTを受信したときの受信信号強度RSSI1〜RSSI15のうち、最大の受信信号強度RSSI_maxを検出し、その検出した最大の受信信号強度RSSI_maxが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナの位置を無線装置90の位置として検出する。
【選択図】図1
Description
この発明は、無線装置の位置を検出する位置検出システムに関するものである。
従来、無線装置の位置を検出する位置検出システムとして、室内に配置された無線装置からの電波を受信したときの受信信号強度パターンを用いる位置検出システムが知られている(特許文献1)。
この位置検出システムは、無線装置を室内の各場所に配置し、無線装置から送信された電波の受信信号強度パターンを予め測定して記憶しておき、無線装置から送信された電波の受信信号強度パターンを実際に測定し、その実際に測定した受信信号強度パターンに類似する予め測定した受信信号強度パターンを検出し、その検出した受信信号強度パターンに対応する無線装置の位置を現在の無線装置の位置として検出するものである。
特許第3809528号公報
しかし、従来の位置検出システムにおいては、位置検出の精度が低下するという問題がある。すなわち、受信信号強度パターンを予め測定するときと、受信信号強度パターンを実際に測定するときとで、室内の電波環境が変化した場合、実際に測定した受信信号強度パターンに類似した予め測定した受信信号強度パターンを検出することが困難であり、無線装置の実際の位置と異なる位置を無線装置の位置として検出してしまう。その結果、位置検出の精度が低下する。
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、無線装置の位置を精度良く検出可能な位置検出システムを提供することである。
この発明によれば、位置検出システムは、複数のアンテナと、検出装置とを備える。複数のアンテナは、平面状に配置され、各々が重力方向の指向性を有する。検出装置は、複数のアンテナのうち、基準値以上の受信信号強度を検出したアンテナの位置を位置検出の対象である無線装置の位置として検出する。
好ましくは、検出装置は、無線装置から送信された電波を受信可能なアンテナの配置領域を徐々に狭くして無線装置の位置を検出する。
好ましくは、検出装置は、アンテナ切換手段と、検出手段とを含む。アンテナ切換手段は、無線装置から送信された電波を受信するアンテナを複数のアンテナの中で、順次、切換える。検出手段は、電波を受信するアンテナが複数のアンテナに順次切換えられたときに、複数のアンテナから受信した複数の受信信号強度に基づいて、基準値以上の受信信号強度を検出したアンテナの位置を検出し、その検出した位置を無線装置の位置として検出する。
好ましくは、検出装置は、送信手段をさらに含む。送信手段は、電波の送信を要求するための電波送信要求を無線装置へ送信する。そして、アンテナ切換手段は、電波送信要求の送信後、検出手段が1つのアンテナから受信信号強度を受信すると、電波を受信するアンテナを切換える。
好ましくは、検出装置は、確認手段をさらに含む。確認手段は、電波を受信するアンテナが複数のアンテナに順次切換えられたときに、無線装置から送信された電波の受信信号を複数のアンテナから受け、その受けた受信信号に含まれる無線装置の識別子に基づいて、位置検出の対象である無線装置を確認する。そして、検出手段は、確認手段が無線装置を確認すると、無線装置の位置を検出する。
好ましくは、検出装置は、さらに、無線装置の移動方向を検出する。
好ましくは、検出装置は、第1のタイミングで検出した無線装置の第1の位置と、第2のタイミングで検出した無線装置の第2の位置とに基づいて、無線装置の移動方向を検出する。
好ましくは、位置検出システムは、撮影装置をさらに備える。撮影装置は、検出装置によって無線装置の位置または移動方向が検出されると、無線装置の推定地点を撮影する。
好ましくは、撮影装置は、無線装置を追従して無線装置の推定地点を撮影する。
好ましくは、検出装置は、複数のアンテナのうち、最大の受信信号強度を検出したアンテナの位置を無線装置の位置として検出する。
好ましくは、複数のアンテナの各々は、ループアンテナである。
好ましくは、複数のアンテナは、碁盤目状に室内の床に配置される。
好ましくは、複数のアンテナは、碁盤目状または三角格子状に地下街の地面に配置される。
好ましくは、複数のアンテナは、地下街の入口および出口の少なくとも一方の地面に配置される。
この発明による位置検出システムにおいては、位置検出の対象である無線装置から送信された電波の受信信号強度が基準値以上であるアンテナを複数のアンテナから検出し、その検出したアンテナの位置を無線装置の位置とする。その結果、複数のアンテナが配置された領域の電波環境が変化しても、無線装置の位置は、精度が変わることなく検出される。
したがって、この発明によれば、無線装置の位置を精度良く検出できる。
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
図1は、この発明の実施の形態による位置検出システムの構成を示す概略図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による位置検出システム100は、ループアンテナ1〜15と、スイッチSS1〜SS15と、無線LAN(Local Area Network)受信モジュール20,30,40と、ケーブル50,70と、測位制御モジュール60と、無線LAN基地局80とを備える。
ループアンテナ1〜15は、たとえば、地下街の通路の地面に碁盤目状に配置される。そして、ループアンテナ1〜15は、地面から上方向に指向性を有する。この場合、ループアンテナ1〜15は、たとえば、50cmの間隔で、それぞれ、x座標およびy座標によって表される位置[x1,y1]〜[x15,y15]に配置される。そして、ループアンテナ1〜15は、無線装置90から送信されたパケットPKTを受信し、その受信したパケットPKTを無線LAN受信モジュール20,30,40へ出力する。
スイッチSS1〜SS15は、それぞれ、ループアンテナ1〜15に対応して設けられる。そして、スイッチSS1〜SS5は、無線LAN受信モジュール20からの切換信号EX1によってオン/オフされ、スイッチSS6〜SS10は、無線LAN受信モジュール30からの切換信号EX2によってオン/オフされ、スイッチSS11〜SS15は、無線LANモジュール40からの切換信号EX3によってオン/オフされる。
無線LAN受信モジュール20は、ケーブル50によって測位制御モジュール60と接続される。そして、無線LAN受信モジュール20は、測位制御モジュール60からのアンテナ切換信号ATEXに応じて切換信号EX1を生成し、その生成した切換信号EX1をスイッチSS1〜SS5へ出力する。
また、無線LAN受信モジュール20は、ループアンテナ1〜5のいずれかがパケットPKTを受信したときの受信信号強度RSSIを検出するとともに、ループアンテナ1〜5のいずれかが受信したパケットPKTを受ける。そして、無線LASN受信モジュール20は、受信信号強度RSSIとパケットPKTとを測位制御モジュール60へ送信する。
無線LAN受信モジュール30は、ケーブル50によって測位制御モジュール60と接続される。そして、無線LAN受信モジュール30は、測位制御モジュール60からのアンテナ切換信号ATEXに応じて切換信号EX2を生成し、その生成した切換信号EX2をスイッチSS6〜SS10へ出力する。
また、無線LAN受信モジュール30は、ループアンテナ6〜10のいずれかがパケットPKTを受信したときの受信信号強度RSSIを検出するとともに、ループアンテナ6〜10のいずれかが受信したパケットPKTを受ける。そして、無線LASN受信モジュール30は、受信信号強度RSSIとパケットPKTとを測位制御モジュール60へ送信する。
無線LAN受信モジュール40は、ケーブル50によって測位制御モジュール60と接続される。そして、無線LAN受信モジュール40は、測位制御モジュール60からのアンテナ切換信号ATEXに応じて切換信号EX3を生成し、その生成した切換信号EX3をスイッチSS11〜SS15へ出力する。
また、無線LAN受信モジュール40は、ループアンテナ11〜15のいずれかがパケットPKTを受信したときの受信信号強度RSSIを検出するとともに、ループアンテナ11〜15のいずれかが受信したパケットPKTを受ける。そして、無線LASN受信モジュール40は、受信信号強度RSSIとパケットPKTとを測位制御モジュール60へ送信する。
ケーブル50は、無線LAN受信モジュール20,30,40を測位制御モジュール60に接続する。
測位制御モジュール60は、ケーブル50によって無線LAN受信モジュール20,30,40に接続されるとともに、ケーブル70によって無線LAN基地局80に接続される。
測位制御モジュール60は、無線装置90の位置を検出するとき、応答要求パケット送信命令RPLY_comを生成して無線LAN気著局80へ出力するとともに、アンテナ切換信号ATEXを生成して無線LAN受信モジュール20,30,40へ出力する。
また、測位制御モジュール60は、ループアンテナ1〜15のIDと、ループアンテナ1〜15の位置情報[x1,y1]〜[x15,y15]との対応関係を示す位置情報テーブルTBL1を保持しており、無線LAN受信モジュール20,30,40からパケットPKTおよび受信信号強度RSSIを受ける。そして、測位制御モジュール60は、その受けたパケットPKTのヘッダ(MACアドレス)を参照して、パケットPKTを送信した無線装置90が位置検出の対象となっている無線装置であるか否かを判定する。
無線装置90が位置検出の対象でない場合、測位制御モジュール60は、パケットPKTおよび受信信号強度RSSIを破棄し、無線装置90の位置検出を行なわない。
一方、無線装置90が位置検出の対象となっている場合、測位制御モジュール60は、無線LAN受信モジュール20,30,40から受けた複数の受信信号強度RSSIの中から最大の受信信号強度RSSI_maxを検出し、その検出した最大の受信信号強度RSSI_maxが得られたループアンテナ(ループアンテナ1〜15)に対応する位置[xp,yp]を位置情報テーブルTBL1を参照して検出する。そして、測位制御モジュール60は、その検出した位置[xp,yp]を無線装置90の位置とする。
たとえば、ループアンテナ8でパケットPKTを受信したときの受信信号強度RSSI_8が最大である場合、測位制御モジュール60は、ループアンテナ8の位置[x8,y8]を無線装置90の位置として検出する。
ケーブル70は、無線LAN基地局80を測位制御モジュール60に接続する。
無線LAN基地局80は、測位制御モジュール60からの応答要求パケット送信命令RPLY_comに応じて、応答要求パケットPKT_RPLYを送信する。
無線装置90は、応答要求パケットPKT_RPLYを受信し、その受信した応答要求パケットPKT_RPLYに応答して、パケットPKTを送信する。
図2は、図1に示す測位制御モジュール60の構成を示す概略ブロック図である。図2を参照して、測位制御モジュール60は、入出力部61と、命令生成部62と、判定部63と、位置データ保持部64とを含む。
入出力部61は、アンテナ切換信号ATEXおよび応答要求パケット送信命令RPLY_comを命令生成部62から受け、その受けたアンテナ切換信号ATEXを無線LAN受信モジュール20,30,40へ送信するとともに、応答要求パケット送信命令RPLY_comを無線LAN基地局80へ送信する。
また、入出力部61は、パケットPKTおよび受信信号強度RSSIを無線LAN受信モジュール20,30,40から受信し、その受信したパケットPKTおよび受信信号強度RSSIを判定部63へ出力する。
命令生成部62は、アンテナ切換信号ATEXおよび応答要求パケット送信命令RPLY_comを一定時間間隔ごとに生成し、その生成したアンテナ切換信号ATEXおよび応答要求パケット送信命令RPLY_comを入出力部61へ出力する。この場合、アンテナ切換信号ATEXは、たとえば、スイッチSS1をオンし、スイッチSS2〜SS15をオフする場合、[100000000000000]からなり、スイッチSS8をオンし、スイッチSS1〜SS7,SS9〜SS15をオフする場合、[000000010000000]からなる。このように、アンテナ切換信号ATEXは、15ビットのビット列からなる。したがって、命令生成部62は、ループアンテナ1〜15と、スイッチSS1〜SS15との対応関係を保持しており、その保持している対応関係に基づいて、15ビットのビット列からなるアンテナ切換信号ATEXを生成する。
判定部63は、パケットPKTおよび受信信号強度RSSIを入出力部61から受ける。そして、判定部63は、パケットPKTのヘッダ(MACアドレス)を参照して、パケットPKTを送信した無線装置90が位置検出の対象となっている無線装置であるか否かを判定する。すなわち、判定部63は、パケットPKTに含まれるMACアドレスが無線装置90のMACアドレスに一致するか否かを判定することによって、無線装置90が位置検出の対象となっている無線装置であるか否かを判定する。そして、判定部63は、パケットPKTに含まれるMACアドレスが無線装置90のMACアドレスに一致するとき、無線装置90が位置検出の対象となっている無線装置であると判定し、パケットPKTに含まれるMACアドレスが無線装置90のMACアドレスに不一致であるとき、無線装置90が位置検出の対象となっていない無線装置であると判定する。
判定部63は、無線装置90が位置検出の対象となっている無線装置であると判定したとき、入出力部61から受けた複数の受信信号強度RSSIの中から最大の受信信号強度RSSI_maxを検出し、その検出した最大の受信信号強度RSSI_maxが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナを検出する。この場合、各受信信号強度RSSIには、各受信信号強度RSSIが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナのIDが含まれているので、判定部63は、最大の受信信号強度RSSI_maxが含むIDに基づいて、最大の受信信号強度RSSI_maxが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナを検出する。
判定部63は、最大の受信信号強度RSSI_maxが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナを検出すると、位置データ保持部64から位置情報テーブルTBL1を読み出し、その読み出した位置情報テーブルTBL1を参照して、最大の受信信号強度RSSI_maxが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナ(ループアンテナ1〜15のいずれか)に対応する位置[xp,yp](位置[x1,y1]〜[x15,y15]のいずれか)を検出し、その検出した位置[xp,yp]を無線装置90の位置とする。そして、判定部63は、その検出した位置[xp,yp]を各タイミングにおける無線装置90の位置として位置データ保持部64に格納する。
位置データ保持部64は、ループアンテナ1〜15のIDと、ループアンテナ1〜15の位置との関係を示す位置情報テーブルTBL1と、位置検出の結果を示す位置検出テーブルTBL_PSとを保持する。
図3は、図2に示す位置データ保持部64が保持する位置情報テーブルTBL1の例を示す図である。図3を参照して、位置情報テーブルTBL1は、ループアンテナのIDと、位置情報とからなり、ループアンテナのIDおよび位置情報は、相互に対応付けられる。
そして、ループアンテナ1〜15のIDであるLAT1〜LAT15は、それぞれ、位置情報[x1,y1]〜[x15,y15]に対応付けられる。
図4は、図2に示す位置データ保持部64が保持する位置検出テーブルTBL_PSの例を示す図である。図4を参照して、位置検出テーブルTBL_PSは、位置検出の対象となった無線装置のMACアドレスと、時刻と、位置情報とからなる。
位置検出の対象となった無線装置のMACアドレスは、たとえば、MACaddress90からなる。時刻は、t1,t2,・・・からなる。そして、t1,t2,・・・の各々は、YYYY(年)/MMMM(月)/DDDD(日)/HHHH(時)/MMMM(分)/SSSS(秒)のフォーマットからなる。
位置情報は、たとえば、時刻t1に対応して[x3,y3]からなり、時刻t2に対応して[x10,y10]からなる。このように、位置データ保持部64は、各無線装置の各時刻における位置を保持する。
図5は、図1に示す無線LAN受信モジュール20の構成を示す概略ブロック図である。図5を参照して、無線LAN受信モジュール20は、入出力部21と、アンテナ切換部22と、強度検出部23と、受信部24とを含む。
入出力部21は、アンテナ切換信号ATEXを測位制御モジュール60から受信し、その受信したアンテナ切換信号ATEXをアンテナ切換部22へ出力する。
また、入出力部21は、受信信号強度RSSIを強度検出部23から受け、パケットPKTを受信部24から受ける。そして、入出力部21は、受信信号強度RSSIおよびパケットPKTを測位制御モジュール60へ送信する。
アンテナ切換部22は、入出力部21からアンテナ切換信号ATEXを受けると、切換信号EX1を生成してスイッチSS1〜SS5へ出力する。より具体的には、上述したように、アンテナ切換信号ATEXは、15ビットのビット列からなるので、アンテナ切換部22は、15ビットのビット列からなるアンテナ切換信号ATEXの最初の5ビットを検出し、その検出した5ビットからなる切換信号EX1を生成してスイッチSS1〜SS5へ出力する。たとえば、アンテナ切換信号ATEXが[100000000000000]からなる場合、アンテナ切換部22は、[100000000000000]の最初の5ビット[10000]を検出し、その検出した5ビット[10000]からなる切換信号EX1を生成して強度検出部23およびスイッチSS1〜SS5へ出力する。
強度検出部23は、アンテナ切換部22から切換信号EX1を受ける。また、強度検出部23は、ループアンテナ1〜5が受信した電波RFを受け、その受けた電波RFの受信信号強度RSSIを検出する。そして、強度検出部23は、その検出した受信信号強度RSSIと、受信信号強度RSSIが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナ(ループアンテナ1〜5のいずれか)のIDとを含む受信強度RIを入出力部21へ出力する。この場合、強度検出部23は、アンテナ切換部22から切換信号EX1を受けているので、ループアンテナ1〜5のうち、いずれのループアンテナがオンされているかを知っている。したがって、強度検出部23は、受信信号強度RSSIが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナのIDを検知できる。
受信部24は、ループアンテナ1〜5が受信したパケットPKTを受け、その受けたパケットPKTを復調等して入出力部21へ出力する。
なお、図1に示す無線LAN受信モジュール30,40の各々も、図5に示す無線LAN受信モジュール20と同じ構成からなる。この場合、無線LAN受信モジュール30のアンテナ切換部22は、アンテナ切換信号ATEXの6ビット目〜10ビット目のビット列を検出して切換信号EX2を生成し、その生成した切換信号EX2を強度検出部23およびスイッチSS6〜SS10へ出力する。また、無線LAN受信モジュール40のアンテナ切換部22は、アンテナ切換信号ATEXの11ビット目〜15ビット目のビット列を検出して切換信号EX3を生成し、その生成した切換信号EX3を強度検出部23およびスイッチSS11〜SS15へ出力する。
図6は、図1に示す位置検出システム100における位置検出の動作を説明するためのフローチャートである。図6を参照して、一連の動作が開始されると、測位制御モジュール60の命令生成部62は、s=1を設定し(ステップS1)、応答要求パケット送信命令RPLY_comを生成し、その生成した応答要求パケット送信命令RPLY_comを入出力部61へ出力する。
そして、測位制御モジュール60の入出力部61は、応答要求パケット送信命令RPLY_comを受け、その受けた応答要求パケット送信命令RPLY_comをケーブル70を介して無線LAN基地局80へ出力する。
無線LAN基地局80は、ケーブル70を介して応答要求パケット送信命令RPLY_comを測位制御モジュール60から受け、その受けた応答要求パケット送信命令RPLY_comに応じて、応答要求パケットPKT_RPLYを送信する(ステップS2)。
その後、測位制御モジュール60の命令生成部62は、[100000000000000]からなるアンテナ切換信号ATEXを生成し、その生成したアンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]を入出力部61へ出力する。
そして、測位制御モジュール60の入出力部61は、アンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]を受け、その受けたアンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]をケーブル50を介して無線LAN受信モジュール20,30,40へ出力する。
無線LAN受信モジュール20の入出力部21は、ケーブル50を介してアンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]を受け、その受けたアンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]をアンテナ切換部22へ出力する。
そして、無線LAN受信モジュール20のアンテナ切換部22は、アンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]を受け、その受けたアンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]の1ビット目〜5ビット目のビット列=[10000]を検出し、その検出したビット列=[10000]からなる切換信号EX1を生成してスイッチSS1〜SS5へ出力する。そうすると、スイッチSS1は、オンされ、スイッチSS2〜SS5は、オフされる。
また、無線LAN受信モジュール30のアンテナ切換部22は、アンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]を受け、その受けたアンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]の6ビット目〜10ビット目のビット列=[00000]を検出し、その検出したビット列=[00000]からなる切換信号EX2を生成してスイッチSS6〜SS10へ出力する。そうすると、スイッチSS6〜SS10は、オフされる。
さらに、無線LAN受信モジュール40のアンテナ切換部22は、アンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]を受け、その受けたアンテナ切換信号ATEX=[100000000000000]の11ビット目〜15ビット目のビット列=[00000]を検出し、その検出したビット列=[00000]からなる切換信号EX3を生成してスイッチSS11〜SS15へ出力する。そうすると、スイッチSS11〜SS15は、オフされる。
これによって、ループアンテナ1がオンされ、ループアンテナ2〜15がオフされる。すなわち、オンされるループアンテナのパターンが[ループアンテナ1:ON/ループアンテナ2〜15:OFF]に切換えられる(ステップS3)。
その後、無線装置90は、無線LAN基地局80から送信された応答要求パケットPKT_RPLYを受信し、その受信した応答要求パケットPKT_RPLYに応じて、応答パケットPKTを送信する。
そして、ループアンテナ1は、応答パケットPKTを受信し(ステップS4)、その受信した応答PKTを無線LAN受信モジュール20へ出力する。なお、ループアンテナ2〜15も、応答パケットPKTを受信するが、スイッチSS2〜SS15がオフされているため、無線LAN受信モジュール20は、ループアンテナ2〜5から応答パケットPKTを受信せず、無線LAN受信モジュール30は、ループアンテナ6〜10から応答パケットPKTを受信せず、無線LAN受信モジュール40は、ループアンテナ11〜15から応答パケットPKTを受信しない。
そうすると、無線LAN受信モジュール20の強度検出部23は、ループアンテナ1が応答パケットPKTを受信したときの受信信号強度RSSI1を検出し(ステップS5)、その検出した受信信号強度RSSI1と、ループアンテナ1のID(=LAT1)とを含む受信強度RI1を入出力部21へ出力する。また、無線LAN受信モジュール20の受信部24は、パケットPKTを復調等して入出力部21へ出力する。
そして、無線LAN受信モジュール20の入出力部21は、受信強度RI1=[RSSI1,LAT1]を強度検出部23から受け、パケットPKTを受信部24から受け、その受けた受信強度RI1=[RSSI1,LAT1]およびパケットPKTをケーブル50を介して測位制御モジュール60へ送信する。
測位制御モジュール60の入出力部61は、ケーブル50を介して受信強度RI1=[RSSI1,LAT1]およびパケットPKTを受け、その受けた受信強度RI1=[RSSI1,LAT1]およびパケットPKTを判定部63へ出力する。
測位制御モジュール60の判定部63は、受信強度RI1=[RSSI1,LAT1]およびパケットPKTを入出力部61から受け、その受けたパケットPKTのMACアドレスMACaddress_detを検出する。そして、測位制御モジュール60の判定部63は、その検出したMACアドレスMACaddress_detが無線装置90のMACアドレスMACaddress90に一致するか否かを判定することによって、応答パケットPKTを送信した無線装置が位置検出の対象である無線装置であるか否かを判定する(ステップS6)。
MACアドレスMACaddress_detがMACアドレスMACaddress90に一致しないとき、測位制御モジュール60の判定部63は、応答パケットPKTを送信した無線装置が位置検出の対象である無線装置でないと判定する(ステップS6のNO)。そして、一連の動作は、終了する。
一方、MACアドレスMACaddress_detがMACアドレスMACaddress90に一致するとき、測位制御モジュール60の判定部63は、応答パケットPKTを送信した無線装置が位置検出の対象である無線装置であると判定する(ステップS6のYES)。
そして、測位制御モジュール60の判定部63は、無線LAN受信モジュール20から受けた受信強度RI1=[RSSI1,LAT1]を位置データ保持部64に格納する。
その後、測位制御モジュール60の命令生成部62は、s=N(=ループアンテナの総数)であるか否かを判定し(ステップS7)、s=Nでないとき、s=s+1を設定する(ステップS8)。その後、一連の動作は、ステップS2へ戻り、ステップS7において、s=Nであると判定されるまで、上述したステップS2〜S8が繰り返し実行される。
そして、ステップS7において、s=Nであると判定されると、測位制御モジュール60の位置データ検出部64から受信強度RI1=[RSSI1,LAT1]〜RI15=[RSSI15,LAT15]を読み出し、その読み出したRI1=[RSSI1,LAT1]〜RI15=[RSSI15,LAT15]に含まれる受信信号強度RSSI1〜RSSI15の中から最大の受信信号強度RSSI_maxを検出する(ステップS9)。
そうすると、測位制御モジュール60の判定部63は、その検出した最大の受信信号強度RSSI_maxに対応するループアンテナのID(=LAT_max)を受信強度RI1=[RSSI1,LAT1]〜RI15=[RSSI15,LAT15]から読み出す。
そして、測位制御モジュール60の判定部63は、位置データ保持部64から位置情報テーブルTBL1を読み出し、その読み出した位置情報テーブルTBL1を参照して、ループアンテナのID(=LAT_max)に対応する位置[x_max,y_max](=[x1,y1]〜[x15,y15]のいずれか)を検出し、その検出した位置[x_max,y_max](=[x1,y1]〜[x15,y15]のいずれか)を無線装置90の位置とする。そして、測位制御モジュール60の判定部63は、時刻に対応付けて位置[x_max,y_max](=[x1,y1]〜[x15,y15]のいずれか)を位置データ保持部64に保持された位置検出テーブルTBL_PSに格納する。
これにより、測位制御モジュール60の判定部63は、最大の受信信号強度RSSI_maxが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナの位置を無線装置の位置として検出する(ステップS10)。そして、一連の動作は、終了する。
上述したステップS2〜ステップS8からなるループは、スイッチSS1〜SS15のうちのいずれか1つのスイッチをオンし、他のスイッチをオフした情報で無線装置90から送信されたパケットPKTを受信する動作であり、ステップS2〜ステップS8からなるループがN回(=15回)繰り返し実行されることによって、無線装置90から送信されたパケットPKTを受信するループアンテナがループアンテナ1〜15に順次切換えられる。
したがって、この発明においては、パケットを受信可能なループアンテナをループアンテナ1〜15に順次切換えながら無線装置90から送信されたパケットPKTを受信し、ループアンテナ1〜15がパケットPKTを受信したときの受信信号強度RSSI1〜RSSI15のうち、最大の受信信号強度RSSI_maxが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナの位置を無線装置90の位置として検出する。
その結果、ループアンテナ1〜15が配置された領域を人が通過したり、ループアンテナ1〜15が配置された領域に物が置かれたりして、ループアンテナ1〜15が配置された領域の電波環境が変化しても、無線装置90の位置を検出できるので、この発明によれば、無線装置90の位置を精度良く検出できる。
なお、位置データ保持部64は、各時刻に対応付けられた位置情報からなる位置情報テーブルTBL_PSを保持しているので、判定部63は、位置情報テーブルTBL_PSを参照して、タイミングt1における無線装置90の位置と、タイミングt2における無線装置90の位置とに基づいて、無線装置90の移動方向を検出してもよい。
図7は、この発明の実施の形態による他の位置検出システムの構成を示す概略図である。この発明による実施の形態による位置検出システムは、図7に示す位置検出システム100Aであってもよい。
図7を参照して、位置検出システム100Aは、図1に示す位置検出システム100にカメラ110およびケーブル120を追加したものであり、その他は、位置検出システム100と同じである。
カメラ110は、ケーブル120によって測位制御モジュール60に接続される。そして、カメラ110は、測位制御モジュール60の判定部63から検出した無線装置90の位置[x_max,y_max](=[x1,y1]〜[x15,y15]のいずれか)を受け、その受けた位置[x_max,y_max](=[x1,y1]〜[x15,y15]のいずれか)の領域を撮影する。これによって、カメラ110は、無線装置90を持っている人物の映像を取得する。
そして、カメラ110は、無線装置90を持っている人物の映像を撮影し始めると、その後、その人物を追跡して、その人物を撮影し続ける。つまり、カメラ110は、ループアンテナ1〜15が配置された領域外へ移動しても、その人物を撮影する。
このように、位置検出システム100Aを用いることによって、無線装置90の位置を検出するとともに、無線装置90を持っている人物の撮影を開始し、その人物を追跡する。
したがって、ループアンテナ1〜15の配置領域が狭くても、広い領域にわたって無線装置90を持っている人物の位置を検出できる。
なお、位置検出システム100Aにおいて、無線装置90の位置を検出する動作は、図7に示すフローチャートに従って実行される。
図8は、図7に示す位置検出システム100Aの具体的な配置例を示す図である。図8を参照して、位置検出システム100Aは、地下街200の入り口200Aに配置される。この場合、ループアンテナ1〜15は、入り口200Aの地面に碁盤目状に配置され、無線LAN受信モジュール20,30,40、測位制御モジュール60、無線LAN基地局80およびカメラ110は、入り口200Aの側壁に設置される。
そして、無線装置90を持った人物は、入り口200Aから地下街200に入り、ループアンテナ1〜15が配置された領域を通過する。この場合、位置検出システム100Aは、上述した動作に従って無線装置90の位置を検出し、無線装置90を持った人物を撮影し始める。
その後、無線装置90を持った人物がループアンテナ1〜15の配置領域を通過して地下街200を奥の方へ移動すると、位置検出システム100Aのカメラ110は、無線装置90を持った人物を追跡して、その人物を撮影し続ける。すなわち、カメラ110は、測位制御モジュール60によって推定された無線装置90の推定地点を撮影する。
図9は、図7に示す位置検出システム100Aの好ましい例を示す図である。図9を参照して、位置検出システム100Aのカメラ110は、3台のカメラ111〜113からなっていてもよい。
ループアンテナ1〜15は、地下街200の入り口200Aの地面に配置され、無線LAN受信モジュール20,30,40、測位制御モジュール60および無線LAN基地局80は、入り口200Aの側壁に設置される。
カメラ111は、ケーブル121によって測位制御モジュール60に接続され、カメラ112は、ケーブル122によってカメラ111に接続され、カメラ113は、ケーブル123によってカメラ112に接続される。そして、カメラ111は、地下街200の入り口200Aに設置され、カメラ112は、地下街200の中央部200Bに設置され、カメラ113は、地下街200の出口200Cに設置される。
無線装置90を持った人物は、入り口200Aから地下街200に入り、ループアンテナ1〜15が配置された領域を通過する。この場合、位置検出システム100Aは、上述した動作に従って無線装置90の位置を検出し、カメラ111によって無線装置90を持った人物を撮影し始める。
その後、無線装置90を持った人物がループアンテナ1〜15の配置領域を通過して地下街200の中央部200Bへ移動すると、位置検出システム100Aのカメラ111は、ケーブル122を介して、無線装置90を持った人物の追跡をカメラ112に依頼し、カメラ112は、無線装置90を持った人物の撮影を開始し、その後、無線装置90を持った人物を追跡する。
さらに、無線装置90を持った人物が地下街200の出口200Cに近づくと、カメラ112は、ケーブル123を介して、無線装置90を持った人物の追跡をカメラ113に依頼し、カメラ113は、無線装置90を持った人物の撮影を開始し、その後、無線装置90を持った人物が出口200Cから地下街200を出て行くまで、無線装置90を持った人物の撮影を続ける。
このように、この発明においては、無線装置90の位置を検出するためのループアンテナ1〜15は、地下街200の一部の領域に設置しておき、その一部の領域で無線装置90の位置を検出すると、その後、地下街200の全域をカバーできる3台のカメラ111〜113によって無線装置90を持った人物を追跡することによって、地下街200の全領域において、無線装置90を持った人物の位置を検知できる。
図10は、位置検出システム100における位置検出の好ましい方法を説明するための図である。図10を参照して、複数のループアンテナは、領域REG1内に碁盤目状に配置されている。位置検出システム100において無線装置90の位置を検出する場合、無線LAN受信モジュール20,30,40の強度検出部23は、電波を受信可能なループアンテナを領域REG1内に配置された複数のループアンテナのうちのループアンテナ201〜225に順次切換えながら無線装置90から送信された電波を受信して受信信号強度RSSI201〜RSSI225を検出し、その検出した受信信号強度RSSI201〜RSSI225を入出力部21を介して測位制御モジュール60へ送信する。
測位制御モジュール60の判定部63は、入出力部61を介して受信信号強度RSSI201〜RSSI225を受信し、その受信した受信信号強度RSSI201〜RSSI225のうち、基準値RSSI_STD1以上の受信信号強度RSSI206〜RSSI208,RSSI211〜RSSI213,RSSI216〜RSSI218を検出する。
そして、測位制御モジュール60の判定部63は、その検出した受信信号強度RSSI206〜RSSI208,RSSI211〜RSSI213,RSSI216〜RSSI218に基づいて、無線装置90の位置を受信信号強度RSSI206〜RSSI208,RSSI211〜RSSI213,RSSI216〜RSSI218の検出に用いられたループアンテナ206〜208,211〜213,216〜218が配置された領域REG2と推定する。この場合、ループアンテナ206〜208,211〜213,216〜218は、碁盤目状に配置されたループアンテナからなる。
その後、無線LAN受信モジュール20,30,40の強度検出部23は、電波を受信可能なループアンテナを領域REG2内のループアンテナ206〜208,211〜213,216〜218,226,227,228〜241に順次切換えながら無線装置90から送信された電波を受信して受信信号強度RSSI206〜RSSI208,RSSI211〜RSSI213,RSSI216〜RSSI218,RSSI226,RSSI227,RSSI228〜RSSI241を検出し、その検出した受信信号強度RSSI206〜RSSI208,RSSI211〜RSSI213,RSSI216〜RSSI218,RSSI226,RSSI227,RSSI228〜RSSI241を入出力部21を介して測位制御モジュール60へ送信する。
測位制御モジュール60の判定部63は、入出力部61を介して受信信号強度RSSI206〜RSSI208,RSSI211〜RSSI213,RSSI216〜RSSI218,RSSI226,RSSI227,RSSI228〜RSSI241を受信し、その受信した受信信号強度RSSI206〜RSSI208,RSSI211〜RSSI213,RSSI216〜RSSI218,RSSI226,RSSI227,RSSI228〜RSSI241のうち、基準値RSSI_STD2以上の受信信号強度RSSI206,RSSI207,RSSI211,RSSI212,RSSI226,RSSI228〜RSSI230,RSSI233を検出する。
そして、測位制御モジュール60の判定部63は、その検出した受信信号強度RSSI206,RSSI207,RSSI211,RSSI212,RSSI226,RSSI228〜RSSI230,RSSI233に基づいて、無線装置90の位置をRSSI206,RSSI207,RSSI211,RSSI212,RSSI226,RSSI228〜RSSI230,RSSI233の検出に用いられたループアンテナ206,207,211,212,226,228〜230,233が配置された領域REG32と推定する。この場合、ループアンテナ206,207,211,212,226,228〜230,233は、碁盤目状に配置されたループアンテナからなる。
その後、無線LAN受信モジュール20,30,40および測位制御モジュール60は、電波を受信可能なループアンテナを領域REG3内に配置された全てのループアンテナに順次切換えながら無線装置90からの電波を検出し、上述した方法によって無線装置90の位置を検出する。
このように、この発明においては、位置検出システム100は、好ましくは、無線装置90から送信された電波を基準値以上の受信信号強度で受信可能をループアンテナの配置領域を徐々に狭くして無線装置90の位置を検出する。
なお、上記においては、位置検出システム100,100Aは、ループアンテナ1〜15を備えると説明したが、この発明においては、これに限らず、位置検出システム100,100Aは、地面に垂直な方向、すなわち、重力方向に指向性を有するアンテナを備えていればよい。
また、この発明においては、位置検出システム100,100Aのループアンテナ1〜15の個数および間隔は、設置される領域の広さに応じて決定される。
さらに、上記においては、位置検出システム100Aを用いて地下街200の全領域において無線装置90の位置を検出すると説明したが、この発明においては、これに限らず、地下街200の全領域にループアンテナを碁盤目状に配置して位置検出システム100によって無線装置90の位置を検出するようにしてもよい。
さらに、上記においては、複数の受信信号強度RSSI1〜RSSI15のうち、最大の受信信号強度RSSI_maxが得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナの位置を無線装置90の位置として検出すると説明したが、この発明においては、位置検出システム100,100Aは、複数の受信信号強度RSSI1〜RSSI15のうち、基準値以上の受信信号強度が得られたときのパケットPKTを受信したループアンテナの位置を無線装置90の位置として検出する。この場合、複数のループアンテナが受信したパケットPKTの受信信号強度RSSIが基準値以上になる可能性があるが、ループアンテナ1〜15の設置間隔は、上述したように、50cmと狭いので、複数のループアンテナが受信したパケットPKTの受信信号強度RSSIが基準値以上になっても、無線装置90の位置の検出精度は、問題にならない。
さらに、上記においては、ループアンテナ1〜15は、碁盤目状に配置されると説明したが、この発明においては、これに限らず、ループアンテナ1〜15は、任意の間隔、および任意の形状に配置されていてもよい。そして、ループアンテナ1〜15が地下街の地面に配置される場合、ループアンテナ1〜15は、好ましくは、三角格子状に配置される。
さらに、上記においては、ループアンテナ1〜15は、地下街200の入り口200Aの地面に配置されると説明したが、この発明においては、これに限らず、ループアンテナ1〜15は、地下街200の入り口200Aおよび出口200Cの少なくとも一方に配置されていればよい。
さらに、上記においては、位置検出システム100,100Aは、地下街200に配置されると説明したが、この発明においては、これに限らず、位置検出システム100,100Aは、室内に配置されても良く、一般的には、GPS(Global Positioning System)によって位置検出が不可能な空間に配置される。
この発明においては、ループアンテナ1〜15は、「複数のアンテナ」を構成し、無線LAN受信モジュール20,30,40、測位制御モジュール60および無線LAN基地局80は、「検出装置」を構成する。
また、この発明においては、アンテナ切換部22および命令生成部62は、「アンテナ切換手段」を構成し、強度検出部23、判定部63および位置データ保持部64は、「検出手段」を構成する。
さらに、この発明においては、命令生成部62および無線LAN基地局80は、「送信手段」を構成し、応答要求パケットPKT_RPLYは、「電波送信要求」を構成する。
さらに、この発明においては、パケットPKTに含まれるMACアドレスが無線装置90のMACアドレスMACaddress90に一致していると判定する判定部63は、「確認手段」を構成する。
さらに、この発明においては、カメラ120〜123は、「撮影装置」を構成する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明は、無線装置の位置を精度良く検出可能な位置検出システムに適用される。
1〜15,201〜241 ループアンテナ、20,30,40 無線LAN受信モジュール、21,61 入出力部、22 アンテナ切換部、23 強度検出部、24 受信部、50,70,120〜123 ケーブル、60 測位制御モジュール、62 命令生成部、63 判定部、64 位置データ保持部、80 無線LAN基地局、90 無線装置、100,100A 位置検出システム、110〜113 カメラ、200 地下街、200A 入り口、200B 中央部、200C 出口、SS1〜SS15 スイッチ。
Claims (14)
- 平面状に配置され、各々が重力方向の指向性を有する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのうち、基準値以上の受信信号強度を検出したアンテナの位置を位置検出の対象である無線装置の位置として検出する検出装置とを備える位置検出システム。 - 前記検出装置は、前記無線装置から送信された電波を受信可能なアンテナの配置領域を徐々に狭くして前記無線装置の位置を検出する、請求項1に記載の位置検出システム。
- 前記検出装置は、
前記無線装置から送信された電波を受信するアンテナを前記複数のアンテナの中で、順次、切換えるアンテナ切換手段と、
前記電波を受信するアンテナが前記複数のアンテナに順次切換えられたときに、前記複数のアンテナから受信した複数の受信信号強度に基づいて、前記基準値以上の受信信号強度を検出したアンテナの位置を検出し、その検出した位置を前記無線装置の位置として検出する検出手段とを含む、請求項1または請求項2に記載の位置検出システム。 - 前記検出装置は、電波の送信を要求するための電波送信要求を前記無線装置へ送信する送信手段をさらに含み、
前記アンテナ切換手段は、前記電波送信要求の送信後、前記検出手段が1つのアンテナから受信信号強度を受信すると、前記電波を受信するアンテナを切換える、請求項3に記載の位置検出システム。 - 前記検出装置は、前記電波を受信するアンテナが前記複数のアンテナに順次切換えられたときに、前記無線装置から送信された電波の受信信号を前記複数のアンテナから受け、その受けた受信信号に含まれる前記無線装置の識別子に基づいて、位置検出の対象である無線装置を確認する確認手段をさらに含み、
前記検出手段は、前記確認手段が前記無線装置を確認すると、前記無線装置の位置を検出する、請求項3または請求項4に記載の位置検出システム。 - 前記検出装置は、さらに、前記無線装置の移動方向を検出する、請求項1に記載の位置検出システム。
- 前記検出装置は、第1のタイミングで検出した前記無線装置の第1の位置と、第2のタイミングで検出した前記無線装置の第2の位置とに基づいて、前記無線装置の移動方向を検出する、請求項6に記載の位置検出システム。
- 前記検出装置によって前記無線装置の位置または移動方向が検出されると、前記無線装置の推定地点を撮影する撮影装置をさらに備える、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記撮影装置は、前記無線装置を追従して前記無線装置の推定地点を撮影する、請求項8に記載の位置検出システム。
- 前記検出装置は、前記複数のアンテナのうち、最大の受信信号強度を検出したアンテナの位置を前記無線装置の位置として検出する、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記複数のアンテナの各々は、ループアンテナである、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記複数のアンテナは、碁盤目状に室内の床に配置される、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記複数のアンテナは、碁盤目状または三角格子状に地下街の地面に配置される、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の位置検出システム。
- 前記複数のアンテナは、前記地下街の入口および出口の少なくとも一方の地面に配置される、請求項13に記載の位置検出システム。
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