JP2008249675A - Method and device for estimating mobile station position - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動局から発信された電波を複数の基地局が受信することにより、移動局の位置を推定する精度の高い移動局位置推定方法に関するものであって、特に前記複数の基地局の一部を使用しない場合においても精度の高い位置推定を可能にするものである。 The present invention relates to a highly accurate mobile station position estimation method for estimating the position of a mobile station when a plurality of base stations receive radio waves transmitted from the mobile station. This makes it possible to estimate the position with high accuracy even when a part of the information is not used.
無線通信を利用することにより、人や物の位置を検出し、追跡するシステムが提案されている。例えば、全地球測位システム(Global Positioning System;GPS)と呼ばれるシステムがそれである。このGPSは、例えば非特許文献1に示す様に、複数の衛星から送信される電波を一の移動可能な受信機によりそれぞれ受信し、該受信した複数の電波の到来時間差等に基づいて、前記受信機の位置を検出するシステムである。
A system for detecting and tracking the position of a person or an object by using wireless communication has been proposed. For example, a system called a Global Positioning System (GPS). For example, as shown in
ところで、前記GPSにおいては、既知の位置にある衛星からの電波を受信機が受信することによって位置の検出が行われたが、逆に移動可能な一の発信機から発信された電波を複数の既知の位置に固定された受信機に受信させ、これらの複数の受信機によって受信された電波に基づいて発信機の位置を検出することも同様に可能である。例えば特許文献2には、位置が既知である無線機である複数の基準局と、位置の不明な無線機である検出対象局との間の無線信号を、上記複数の基準局もしくは検出対象局の一方が受信し、距離に関する物理量を計測することで該基準局と該検出対象局との絶対距離もしくは相対距離をそれぞれ測定し、上記各測定された距離である測距結果と、上記各基準局との位置とに基づいて該検出対象局の位置を算出する方法が開示されている。
By the way, in the GPS, the position is detected by the receiver receiving the radio wave from the satellite at a known position, but conversely, the radio wave transmitted from one movable transmitter Similarly, it is possible to detect the position of the transmitter based on the radio waves received by the plurality of receivers received by a receiver fixed at a known position. For example, in
このような、移動可能な一の移動局から発信された電波を所定位置に予め設置された複数の基地局で受信し、これらの基地局で受信された電波に基づいて前記移動局の位置を算出する方法において、前記基地局は例えば無線LAN(Local Area Network)基地局やPHS(Personal Handy‐phone System)基地局などの既存の無線通信基地局を用いることができる。このとき、前記基地局は移動局の位置の検出のための用途と、他の用途とに適宜切り換えて用いられることが可能となる。そのため、前記複数の基地局のうち、一部を移動局の位置の検出のための用途に、残りを他の用途に用いたい場合が想定しうる。一般に移動局の位置の検出に用いる基地局の数が多いほど正確な検出が可能になるため、基地局の数を減らす場合には、移動局の位置の検出の精度が低下する。そのため、かかる場合において、移動局の検出に用いる基地局の数を減らした場合であってもできるだけ精度の良く検出が可能である、移動局の位置の検出に用いる基地局の選択方法が必要となる。 A plurality of base stations installed in advance at predetermined positions receive radio waves transmitted from one movable mobile station, and the position of the mobile station is determined based on the radio waves received at these base stations. In the calculation method, the base station may be an existing wireless communication base station such as a wireless LAN (Local Area Network) base station or a PHS (Personal Handy-phone System) base station. At this time, the base station can be used by appropriately switching between a use for detecting the position of the mobile station and another use. Therefore, it may be assumed that some of the plurality of base stations are used for the purpose of detecting the position of the mobile station and the rest are used for other purposes. In general, the more base stations used for detecting the position of the mobile station, the more accurate the detection becomes possible. Therefore, when the number of base stations is reduced, the accuracy of detecting the position of the mobile station decreases. Therefore, in such a case, there is a need for a method for selecting a base station used for detecting the position of a mobile station, which can be detected with the highest possible accuracy even when the number of base stations used for detecting a mobile station is reduced. Become.
なお、前記GPSにおいて、シミュレーションの結果に基づき、観測時点毎に所定数の可視衛星の組み合わせを全て検出すると共に、この検出した各組み合わせに含まれる所定数の可視衛星による測位精度を計算し、観測時点、可視衛星の組み合わせおよび測位精度を対応づけたデータ組を1観測地点分まとめたデータテーブルを作成して記憶保持するとともに、人工衛星の故障を想定する場合には、そのデータテーブルに含まれるデータ組のうちで故障衛星を含んだデータ組を除いた残りのデータ組のうちから、各観測時点における最良の測位精度を検出することで任意の故障状況下での測位精度を算出するとともに、該測位精度に基づいて測位システムの有効性を計算する技術が特許文献1に開示されている。しかしながら、特許文献1に記載の技術は、衛星の飛行状況をシミュレートして予め定められた所定数の可視衛星の全ての組み合わせから、故障した衛星を含む組み合わせを除き、残りの組み合わせのうち最も測位精度の良い衛星の組み合わせを検出するものであり、本発明の様に複数の固定局が移動局から発せられた電波を受信してその位置の検出を行うシステムで他の用途にも用いるために基地局を減らす場合を想定したものとは異なるものである。
The GPS detects all combinations of a predetermined number of visible satellites for each observation time point based on the result of simulation, calculates the positioning accuracy of the predetermined number of visible satellites included in each detected combination, and observes A data table is created and stored for one observation point and a data set corresponding to the time point, the combination of visible satellites, and the positioning accuracy is stored and held, and if a satellite failure is assumed, it is included in the data table While calculating the positioning accuracy under any failure situation by detecting the best positioning accuracy at each observation time from the remaining data sets excluding the data set including the failed satellite in the data set, A technique for calculating the effectiveness of a positioning system based on the positioning accuracy is disclosed in
[課題を解決するための第1の手段]
かかる課題を解決するための請求項1にかかる発明の要旨とするところは、(a)所定の移動可能領域を移動する移動局から発信された電波を所定位置に予め設置された複数の基地局の組合わせからなる基地局組で受信し、該基地局組で受信された電波に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局位置算出工程を有し、該移動局位置算出工程における前記移動局の位置の算出に必要となる前記基地局組を構成する前記基地局の最小の個数を超える前記基地局が存在する場合の移動局位置推定方法であって、(b)前記移動局の移動可能領域における位置に対応し、前記複数の基地局から前記移動局位置算出工程による前記移動局の位置の算出に用いた場合に精度の劣化を表す係数である精度劣化係数が最小となる前記基地局組である最適基地局組を決定する最適基地局組決定工程と、(c)前記基地局組から選択された1つの基地局組である選択基地局組を用いて前記移動局位置算出工程によって所定の移動局の位置を算出したとき、該移動局位置算出工程が用いた前記選択基地局組と、該移動局位置算出工程によって算出された前記移動局の位置に対応して最適基地局組決定工程によって決定された前記最適基地局組と、が一致するか否かを判断する基地局組照合工程と、(d)前記基地局組照合工程による照合において、前記選択基地局組と前記最適基地局組とが一致しないと判断された場合には、前記移動局位置算出工程において用いる前記選択基地局組を前記最適基地局組に変更する選択基地局組変更工程とを有し、(e)前記移動局位置算出工程は、前記選択基地局組変更工程によって変更された選択基地局組を用いて再度移動局の位置算出を実行すること、を特徴とする。
[First Means for Solving the Problems]
The gist of the invention according to
[第1の発明の効果]
このようにすれば、前記最適基地局組決定工程によって、前記移動局の移動可能領域における位置ごとに、前記精度劣化係数が最小となる前記基地局組である前記最適基地局組が決定され、前記基地局組照合工程によって、前記移動局位置算出工程が用いた前記選択基地局組と、該移動局位置算出工程によって算出された前記移動局の位置に対応して最適基地局組決定工程によって決定された前記最適基地局組とが一致するか否かが判断され、前記基地局組照合工程による照合において前記選択基地局組と前記最適基地局組とが一致しないと判断された場合には、前記選択基地局組変更工程によって、前記移動局位置算出工程において用いる前記選択基地局組が前記最適基地局組に変更され、前記移動局位置算出工程によって、前記選択基地局組変更工程によって変更された選択基地局組、すなわち、前記移動局位置算出手段によって算出された移動局の位置に対応する前記最適基地局組を用いて再度移動局の位置算出が実行されるので、精度の高い前記移動局の位置の推定が可能となる。
[Effect of the first invention]
In this way, the optimum base station set determination step determines the optimum base station set that is the base station set that minimizes the accuracy degradation coefficient for each position of the mobile station in the movable region. By the base station group matching step, the selected base station group used by the mobile station position calculating step and the optimum base station group determining step corresponding to the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculating step When it is determined whether or not the determined optimal base station set matches, and when it is determined that the selected base station set and the optimal base station set do not match in the verification by the base station set verification step The selected base station set changing step changes the selected base station set used in the mobile station location calculating step to the optimum base station set, and the mobile station location calculating step changes the selected base station Since the position calculation of the mobile station is performed again using the selected base station group changed by the group changing step, that is, the optimum base station group corresponding to the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculation means. Thus, the position of the mobile station can be estimated with high accuracy.
ここで好適には、前記最適基地局組決定工程は、前記移動可能領域内における座標に関連づけられた前記最適基地局組を最適基地局組テーブルに保存することを特徴とする。このようにすれば、前記最適基地局組決定工程は前記選択基地局組を用いて前記移動局位置算出工程によって算出された移動局位置に対応する最適基地局組を前記最適基地局組テーブルから読み出すことによって決定するので、迅速な演算が可能となる。 Here, preferably, the optimum base station set determining step stores the optimum base station set associated with coordinates in the movable area in an optimum base station set table. According to this configuration, the optimum base station set determination step uses the selected base station set to obtain the optimum base station set corresponding to the mobile station position calculated by the mobile station position calculation step from the optimum base station set table. Since it is determined by reading, quick calculation is possible.
また好適には、前記最適基地局組決定工程は、(a)前記複数の基地局から構成される全ての基地局組を算出し、(b)前記移動可能領域内において予め設定された複数の基準点のそれぞれにおいて、前記全ての基地局組のうちの一の基地局組を用いて前記移動局の位置の算出を行った場合の前記精度劣化係数を算出し、該精度劣化係数を前記基準点の座標に対応づけて記憶する精度劣化係数テーブルを前記全ての基地局組に対して作成するとともに、(c)前記基準点のそれぞれにおいて、前記全ての基地局組に対して作成された複数の精度劣化係数テーブルのうち、該基準点における精度劣化係数が最も小さくなる前記精度劣化係数テーブルを作成する際に用いた前記基地局組を、前記基準点の座標に対応づけて前記最適基地局組テーブルに保存することを特徴とする。このようにすれば、前記基準点のそれぞれについて前記前記精度劣化係数が最も小さくなる前記最適基地局組テーブルを作成することができる。 Also preferably, the optimum base station set determining step (a) calculates all base station sets composed of the plurality of base stations, and (b) sets a plurality of preset base stations in the movable area. At each reference point, the accuracy degradation coefficient is calculated when the position of the mobile station is calculated using one base station set of all the base station sets, and the accuracy degradation coefficient is calculated as the reference degradation coefficient. The accuracy degradation coefficient table stored in association with the coordinates of the points is created for all of the base station groups, and (c) a plurality of created for all of the base station groups at each of the reference points Among the accuracy degradation coefficient tables, the base station group used when creating the accuracy degradation coefficient table with the smallest accuracy degradation coefficient at the reference point is associated with the coordinates of the reference point and the optimum base station Assembly table It characterized in that it saved to. In this way, it is possible to create the optimum base station set table that minimizes the accuracy degradation coefficient for each of the reference points.
また、好適には、前記移動局位置推定方法は、前記移動局位置算出工程において用いる前記選択基地局組の前記選択基地局組変更工程による変更と、変更された他の選択基地局組を用いた前記移動局位置算出工程による再度の移動局の位置の算出とは、前記基地局組照合工程において前記選択基地局組と前記最適基地局組とが一致すると判断されるまで反復して実行される。このようにすれば、前記移動局位置算出工程によって算出される移動局の位置と、該移動局の位置に対応する前記最適基地局組が一致するので、より精度の高い前記移動局の位置の推定が可能となる。 Preferably, the mobile station location estimation method uses a change of the selected base station set used in the mobile station location calculation step by the selected base station set changing step and another changed selected base station set. The calculation of the position of the mobile station again in the mobile station position calculation step is repeatedly performed until it is determined in the base station group matching step that the selected base station group and the optimum base station group match. The According to this configuration, since the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculation step matches the optimum base station set corresponding to the position of the mobile station, the position of the mobile station with higher accuracy can be determined. Estimation is possible.
また、好適には、前記最適基地局組決定工程による最適基地局組の決定は、前記移動局の移動可能領域内に予め設定された複数の位置について、予め実行される。このようにすれば、前記移動可能領域内の複数の位置について予め最適基地局組が決定されているため、前記移動局位置算出工程による初回の移動局の位置の算出の際においても、前記最適基地局組決定工程により、その算出された移動局の位置に対応する最適基地局組が決定される。 Preferably, the determination of the optimum base station group by the optimum base station group determination step is executed in advance for a plurality of positions set in advance in the movable area of the mobile station. In this way, since the optimum base station set is determined in advance for a plurality of positions in the movable region, the optimum mobile station position is calculated even in the first mobile station position calculation by the mobile station position calculation step. In the base station group determination step, the optimum base station group corresponding to the calculated position of the mobile station is determined.
また、好適には、前記最適基地局組決定工程による最適基地局組の決定は、前記移動局位置算出工程によって移動局の位置が算出されるごとに、該移動局の位置であると算出された箇所について実行される。このようにすれば、前記最適基地局組の決定は前記移動局位置算出工程によって前記移動局の位置が算出されるごとに該移動局の位置であると算出された箇所について実行されるので、事前に前記最適基地局組決定工程を実行しておく必要がない。 Preferably, the determination of the optimal base station set by the optimal base station set determination step is calculated to be the position of the mobile station each time the position of the mobile station is calculated by the mobile station position calculation step. It is executed for the point where In this way, since the determination of the optimal base station set is performed for the part calculated as the position of the mobile station every time the position of the mobile station is calculated by the mobile station position calculation step, It is not necessary to execute the optimum base station set determination step in advance.
また、好適には、前記最適基地局組決定工程によって決定される最適基地局組は、前記移動局位置算出工程において用いることができた前記基地局によって構成される。このようにすれば、前記最適基地局組は前記移動局位置算出工程において用いることができた前記基地局によって構成されるので、前記最適基地局が実際には使用できないといったことが生じない。 Preferably, the optimum base station set determined by the optimum base station set determining step is configured by the base station that can be used in the mobile station position calculating step. In this way, the optimum base station group is constituted by the base stations that can be used in the mobile station position calculating step, so that the optimum base station cannot be actually used.
また、好適には、前記移動局位置推定方法による移動局の位置の推定が繰り返し実行される場合において、直前の前記移動局位置推定方法において用いられた最適基地局組が前記選択基地局組として前記基地局照合工程によって用いられる。このようにすれば、前記移動局の移動速度が遅い等の場合には、前記移動局位置推定方法を反復実行する場合において前記選択基地局組が該反復実行時における最適基地局組となることにより、前記移動局位置算出工程による再度の位置の算出を実行する必要がなくなる場合があり、位置の推定に要する時間を短縮できる。 Preferably, when the estimation of the position of the mobile station by the mobile station position estimation method is repeatedly performed, the optimum base station set used in the immediately preceding mobile station position estimation method is the selected base station set. Used by the base station verification process. In this way, when the moving speed of the mobile station is slow, the selected base station set becomes the optimum base station set at the time of the repeated execution when the mobile station position estimation method is repeatedly executed. Therefore, it may not be necessary to perform the position calculation again in the mobile station position calculation step, and the time required for position estimation can be shortened.
また、好適には、前記移動局は複数個の移動局であり、前記選択基地局組の選択および前記最適基地局組の決定は前記複数個の移動局の各移動局ごとに実行される。このようにすれば、前記移動局が複数個の場合であっても、各移動局毎に順次位置の算出が実行される。 Preferably, the mobile station is a plurality of mobile stations, and the selection of the selected base station set and the determination of the optimum base station set are executed for each mobile station of the plurality of mobile stations. In this way, even if there are a plurality of mobile stations, the position is calculated sequentially for each mobile station.
また、好適には、前記移動局位置推定方法は、(a)前記複数の基地局の一部が故障した場合において、該故障した一部の基地局を除く正常な基地局によって移動局の位置の推定が可能であるか否かを判断する故障判定工程を有し、(b)該故障判定工程によって移動局の位置の推定が可能であると判断された場合には、前記選択基地局組の選択および前記最適基地局組の決定は、前記正常な基地局から行われることを特徴とする。このようにすれば、前記故障判定工程によって、前記複数の基地局の一部が故障した場合であっても、該故障した一部の基地局を除く正常な基地局によって移動局の位置の推定が可能であるか否かが判断され、該故障判定工程によって移動局の位置の推定が可能であると判断された場合には、前記選択基地局組の選択および前記最適基地局組の決定は、前記正常な基地局から行われるので、前記移動局の位置の推定を実行することができる。 Preferably, in the mobile station position estimation method, (a) when a part of the plurality of base stations fails, the position of the mobile station is detected by a normal base station excluding the part of the failed base stations. (B) when it is determined that the position of the mobile station can be estimated by the failure determination step, the selected base station group And selection of the optimum base station set is performed from the normal base station. In this way, even if a part of the plurality of base stations fails due to the failure determination step, the position of the mobile station is estimated by a normal base station excluding the part of the failed base stations. If it is determined that the position of the mobile station can be estimated by the failure determination step, the selection of the selected base station set and the determination of the optimum base station set are as follows: Since this is performed from the normal base station, the position of the mobile station can be estimated.
また、好適には、前記最適基地局組決定工程は、前記選択基地局組の複数の組み合わせを、該選択基地局組を用いて前記移動局位置算出工程による前記移動局の位置の算出に用いた場合に精度劣化係数が小さい順に順位づけるとともに、前記故障した一部の基地局を含まない前記選択基地局組のうち、前記順位が最も高いものを最適基地局組として決定する。このようにすれば、前記複数の基地局の一部が故障した場合であっても、前記故障した基地局を含まない前記選択基地局組のうち、最も順位が高い、すなわち精度劣化係数が小さいものが最適基地局組とされるので、前記複数の基地局の一部が故障した場合であっても精度の良い位置の推定が可能となる。 Preferably, the optimum base station set determining step uses a plurality of combinations of the selected base station sets for calculating the position of the mobile station by the mobile station position calculating step using the selected base station set. In the case where there is an error, the ranks are ranked in ascending order of accuracy degradation coefficients, and among the selected base station groups not including the failed part of the base stations, the highest base station group is determined as the optimum base station group. In this way, even when some of the plurality of base stations fail, the highest rank among the selected base station sets not including the failed base station, that is, the accuracy degradation coefficient is small. Since the optimum base station group is used, it is possible to estimate the position with high accuracy even when a part of the plurality of base stations fails.
また、好適には、前記移動局位置推定方法は、(a)前記移動局位置算出工程によって算出された前記移動局の位置が、該移動局の位置に対して前記最適基地局組決定工程によって決定される前記最適基地局組と、前記移動局の位置の近傍に対して前記最適基地局組決定工程によって決定される前記最適基地局組とが異なる境界領域にあるか否かを判定する境界判定工程と、(b)前記境界判定工程によって、前記移動局の位置が前記境界領域にあると判断された場合には、前記境界領域における最適基地局組を考慮して前記移動局の位置を算出する境界近傍移動局位置算出工程とを有することを特徴とする。このようにすれば、前記移動局位置算出工程によって算出された前記移動局の位置が前記境界領域にある場合であっても、前記最適基地局組を決定することができる。 Preferably, in the mobile station position estimation method, (a) the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculation step is determined by the optimal base station set determination step with respect to the position of the mobile station. Boundary for determining whether or not the optimum base station set to be determined and the optimum base station set determined by the optimum base station set determination step are in different boundary regions with respect to the vicinity of the position of the mobile station And (b) when it is determined by the boundary determination step that the position of the mobile station is in the boundary area, the position of the mobile station is determined in consideration of an optimal base station group in the boundary area. And a boundary vicinity mobile station position calculating step for calculating. In this way, the optimum base station set can be determined even when the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculating step is in the boundary region.
また、好適には、(a)前記最適基地局組決定工程は、決定した最適基地局組ごとに、該最適基地局組に関連した最適基地局組関連値を付するものであり、(b)前記境界判定工程は、前記決定された移動局位置および前記近傍において前記最適基地局組決定工程により決定された前記最適基地局組に対応する前記最適基地局組関連値の重み付き平均に基づいて前記移動局位置が境界にあるか否かを判断することを特徴とする。このようにすれば、前記境界領域において存在する複数の最適基地局組に対応する前記最適基地局組関連値の重み付き平均に基づいて前記移動局位置が境界にあるか否かが判断される。 Preferably, (a) the optimum base station group determining step attaches an optimum base station group related value related to the optimum base station group for each determined optimum base station group; The boundary determination step is based on a weighted average of the optimum base station set-related values corresponding to the optimum base station set determined by the optimum base station set decision step at the determined mobile station position and in the vicinity. And determining whether or not the mobile station position is at the boundary. In this way, it is determined whether or not the mobile station position is at the boundary based on a weighted average of the optimum base station group-related values corresponding to a plurality of optimum base station groups existing in the boundary region. .
また、好適には、前記境界判定工程は、前記境界領域の大きさを前記移動局と前記複数の基地局、および前記移動局位置推定方法の仕様上発生する前記移動局の測位の際に生ずる誤差に基づいて決定する。このようにすれば、前記誤差を考慮した前記境界領域の決定ができる。 Preferably, the boundary determination step occurs at the time of positioning of the mobile station in which the size of the boundary area is generated according to specifications of the mobile station, the plurality of base stations, and the mobile station position estimation method. Determine based on error. In this way, the boundary region can be determined in consideration of the error.
また、好適には、前記境界判定工程は、前記境界領域が前記移動可能領域の内部と前記移動可能領域の外部との両方に跨がって存在する場合において、前記移動可能領域の外部における前記最適基地局組関連値を考慮しない重み付けを行う。このようにすれば、前記境界判定工程は、前記境界領域が前記移動可能領域の内部と前記移動可能領域の外部との両方に跨がって存在する場合においても、前記境界近傍移動局位置算出工程によって前記移動局の位置を推定することができる。 Preferably, in the boundary determination step, the boundary region is located outside the movable region when the boundary region exists both inside the movable region and outside the movable region. Weighting is performed without considering the optimum base station group related value. In this way, the boundary determination step calculates the position of the mobile station near the boundary even when the boundary area exists across both the inside of the movable area and the outside of the movable area. According to the process, the position of the mobile station can be estimated.
[課題を解決するための第2の手段]
また、かかる課題を解決するための請求項16にかかる発明の要旨とするところは、(a)所定の移動可能領域を移動する移動局から発信された電波を所定位置に予め設置された複数の基地局の組合わせからなる基地局組で受信し、該基地局組で受信された電波に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局位置算出手段を有し、該移動局位置算出手段における前記移動局の位置の算出に必要となる前記基地局組を構成する前記基地局の最小の個数を超える前記基地局が存在する場合の移動局位置推定装置であって、(b)前記移動局の移動可能領域における位置に対応し、前記複数の基地局から前記移動局位置算出手段による前記移動局の位置の算出に用いた場合に精度の劣化を表す係数である精度劣化係数が最小となる前記基地局組である最適基地局組を決定する最適基地局組決定手段と、(c)前記基地局組から選択された1つの基地局組である選択基地局組を用いて前記移動局位置算出手段によって所定の移動局の位置を算出したとき、該移動局位置算出手段が用いた前記選択基地局組と、該移動局位置算出手段によって算出された前記移動局の位置に対応して最適基地局組決定手段によって決定された前記最適基地局組と、が一致するか否かを判断する基地局組照合手段と、(d)前記基地局組照合手段による照合において、前記選択基地局組と前記最適基地局組とが一致しないと判断された場合には、前記移動局位置算出手段において用いる前記選択基地局組を前記最適基地局組に変更する選択基地局組変更手段とを有し、(e)前記移動局位置算出手段は、前記選択基地局組変更手段によって変更された選択基地局組を用いて再度移動局の位置算出を実行すること、を特徴とする。
[Second Means for Solving the Problems]
Further, the gist of the invention according to claim 16 for solving such a problem is that: (a) a plurality of radio waves transmitted in advance from a mobile station moving in a predetermined movable area are installed at predetermined positions; A mobile station position calculating means for receiving a base station set comprising a combination of base stations and calculating the position of the mobile station based on radio waves received by the base station set; A mobile station position estimation apparatus in the case where there are more base stations than the minimum number of the base stations constituting the base station set necessary for calculating the position of the mobile station, and (b) the mobile station Corresponding to the position in the movable area of the mobile station, the accuracy degradation coefficient, which is a coefficient representing degradation in accuracy, is used when the mobile station position calculation means calculates the position of the mobile station from the plurality of base stations. In the base station group (C) a predetermined movement by the mobile station position calculating means using a selected base station set which is one base station set selected from the base station set; When the position of the station is calculated, the selected base station set used by the mobile station position calculating means and the optimum base station set determining means corresponding to the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculating means Base station set verification means for determining whether or not the determined optimal base station set matches, and (d) in the verification by the base station set verification means, the selected base station set and the optimal base station set The base station set changing means for changing the selected base station set used in the mobile station position calculating means to the optimum base station set when (e) the mobile The station position calculation means is the selection Performing a re-position calculation of the mobile station using the selected base station sets that have been modified by the earth station set changing means, characterized by.
[第2の発明の効果]
このようにすれば、前記最適基地局組決定手段によって、前記移動局の移動可能領域における位置ごとに、前記精度劣化係数が最小となる前記基地局組である前記最適基地局組が決定され、前記基地局組照合手段によって、前記移動局位置算出手段が用いた前記選択基地局組と、該移動局位置算出手段によって算出された前記移動局の位置に対応して最適基地局組決定手段によって決定された前記最適基地局組とが一致するか否かが判断され、前記基地局組照合手段による照合において前記選択基地局組と前記最適基地局組とが一致しないと判断された場合には、前記選択基地局組変更手段によって、前記移動局位置算出手段において用いる前記選択基地局組が前記最適基地局組に変更され、前記移動局位置算出手段によって、前記選択基地局組変更手段によって変更された選択基地局組、すなわち、前記移動局位置算出手段によって算出された移動局の位置に対応する前記最適基地局組を用いて再度移動局の位置算出が実行されるので、精度の高い前記移動局の位置の推定が可能となる。
[Effect of the second invention]
In this way, the optimum base station set determining means determines the optimum base station set that is the base station set that minimizes the accuracy degradation coefficient for each position in the movable area of the mobile station, Corresponding to the selected base station set used by the mobile station position calculating means by the base station set checking means and the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculating means by the optimum base station set determining means When it is determined whether or not the determined optimum base station set matches, and it is determined that the selected base station set and the optimum base station set do not match in the check by the base station set check means The selected base station set changing means changes the selected base station set used in the mobile station position calculating means to the optimum base station set, and the mobile station position calculating means changes the selected base station Since the position calculation of the mobile station is executed again using the selected base station group changed by the group changing means, that is, the optimum base station set corresponding to the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculating means. Thus, the position of the mobile station can be estimated with high accuracy.
ここで好適には、前記最適基地局組決定手段は、前記移動可能領域内における座標に関連づけられた前記最適基地局組を最適基地局組テーブルに保存することを特徴とする。このようにすれば、前記最適基地局組決定手段は前記選択基地局組を用いて前記移動局位置算出手段によって算出された移動局位置に対応する最適基地局組を前記最適基地局組テーブルから読み出すことによって決定するので、迅速な演算が可能となる。 Preferably, the optimum base station set determining means stores the optimum base station set associated with coordinates in the movable area in an optimum base station set table. In this way, the optimum base station set determining means uses the selected base station set to obtain the optimum base station set corresponding to the mobile station position calculated by the mobile station position calculating means from the optimum base station set table. Since it is determined by reading, quick calculation is possible.
また好適には、前記最適基地局組決定手段は、(a)前記複数の基地局から構成される全ての基地局組を算出し、(b)前記移動可能領域内において予め設定された複数の基準点のそれぞれにおいて、前記全ての基地局組のうちの一の基地局組を用いて前記移動局の位置の算出を行った場合の前記精度劣化係数を算出し、該精度劣化係数を前記基準点の座標に対応づけて記憶する精度劣化係数テーブルを前記全ての基地局組に対して作成するとともに、(c)前記基準点のそれぞれにおいて、前記全ての基地局組に対して作成された複数の精度劣化係数テーブルのうち、該基準点における精度劣化係数が最も小さくなる前記精度劣化係数テーブルを作成する際に用いた前記基地局組を、前記基準点の座標に対応づけて前記最適基地局組テーブルに保存することを特徴とする。このようにすれば、前記基準点のそれぞれについて前記精度劣化係数が最も小さくなる前記最適基地局組テーブルを作成することができる。 Also preferably, the optimum base station set determining means (a) calculates all base station sets composed of the plurality of base stations, and (b) a plurality of preset base stations in the movable area. At each reference point, the accuracy degradation coefficient is calculated when the position of the mobile station is calculated using one base station set of all the base station sets, and the accuracy degradation coefficient is calculated as the reference degradation coefficient. The accuracy degradation coefficient table stored in association with the coordinates of the points is created for all of the base station groups, and (c) a plurality of created for all of the base station groups at each of the reference points Among the accuracy degradation coefficient tables, the base station group used when creating the accuracy degradation coefficient table with the smallest accuracy degradation coefficient at the reference point is associated with the coordinates of the reference point and the optimum base station Assembly table It characterized in that it saved to. In this way, it is possible to create the optimum base station set table that minimizes the accuracy degradation coefficient for each of the reference points.
また、好適には、前記位置推定装置は、前記移動局位置算出手段において用いる前記選択基地局組変更手段による前記選択基地局組の変更と、変更された他の選択基地局組を用いた前記移動局位置算出手段による再度の移動局の位置の算出とは、前記基地局組照合手段において前記選択基地局組と前記最適基地局組とが一致すると判断されるまで反復して実行される。このようにすれば、前記移動局位置算出手段によって算出される移動局の位置と、該移動局の位置に対応する前記最適基地局組が一致するので、より精度の高い前記移動局の位置の推定が可能となる。 Preferably, the position estimation device uses the selected base station set changing means by the selected base station set changing means used in the mobile station position calculating means, and the changed other selected base station set is used. The calculation of the position of the mobile station again by the mobile station position calculation means is repeatedly performed until the base station set verification means determines that the selected base station set matches the optimum base station set. In this way, since the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculation means matches the optimum base station set corresponding to the position of the mobile station, the position of the mobile station with higher accuracy can be determined. Estimation is possible.
また、好適には、前記最適基地局組決定手段による最適基地局組の決定は、前記移動局の移動可能領域内に予め設定された複数の位置について、予め実行される。このようにすれば、前記移動可能領域内の複数の位置について予め最適基地局組が決定されているため、前記移動局位置算出手段による初回の移動局の位置の算出の際においても、前記最適基地局組決定手段により、その算出された移動局の位置に対応する最適基地局組が決定される。 Preferably, the determination of the optimum base station set by the optimum base station set determination means is executed in advance for a plurality of positions set in advance in the movable area of the mobile station. In this way, since the optimum base station set is determined in advance for a plurality of positions in the movable area, the optimum position is calculated even when the mobile station position calculation means calculates the position of the mobile station for the first time. The base station set determining means determines an optimal base station set corresponding to the calculated position of the mobile station.
また、好適には、前記最適基地局組決定手段による最適基地局組の決定は、前記移動局位置算出手段によって移動局の位置が算出されるごとに、該移動局の位置であると算出された箇所について実行される。このようにすれば、前記最適基地局組の決定は前記移動局位置算出手段によって前記移動局の位置が算出されるごとに該移動局の位置であると算出された箇所について実行されるので、事前に前記最適基地局組決定手段を実行しておく必要がない。 Preferably, the determination of the optimum base station set by the optimum base station set determining means is calculated to be the position of the mobile station every time the position of the mobile station is calculated by the mobile station position calculating means. It is executed for the point where In this way, since the determination of the optimum base station set is performed for the part calculated as the position of the mobile station every time the position of the mobile station is calculated by the mobile station position calculation means, There is no need to execute the optimum base station group determining means in advance.
また、好適には、前記最適基地局組決定手段によって決定される最適基地局組は、前記移動局位置算出手段において用いることができた前記基地局によって構成される。このようにすれば、前記最適基地局組は前記移動局位置算出手段において用いることができた前記基地局によって構成されるので、前記最適基地局が実際には使用できないといったことが生じない。 Preferably, the optimum base station group determined by the optimum base station group determining unit is configured by the base station that can be used in the mobile station position calculating unit. In this way, the optimum base station group is constituted by the base stations that can be used in the mobile station position calculating means, so that the optimum base station cannot be actually used.
また、好適には、前記位置推定装置による移動局の位置の推定が繰り返し実行される場合において、直前の前記位置推定装置において用いられた最適基地局組が前記選択基地局組として前記基地局照合手段によって用いられる。このようにすれば、前記移動局の移動速度が遅い等の場合には、前記位置推定装置を反復実行する場合において前記選択基地局組が該反復実行時における最適基地局組となることにより、前記移動局位置算出手段による再度の位置の算出を実行する必要がなくなる場合があり、位置の推定に要する時間を短縮できる。 Preferably, in the case where the estimation of the position of the mobile station is repeatedly performed by the position estimation device, the optimum base station set used in the immediately preceding position estimation device is the base station verification as the selected base station set. Used by means. In this way, when the moving speed of the mobile station is slow, etc., when the position estimation device is repeatedly executed, the selected base station set becomes the optimum base station set at the time of the repeated execution, There is a case where it is not necessary to perform position calculation again by the mobile station position calculating means, and the time required for position estimation can be shortened.
また、好適には、前記移動局は複数個の移動局であり、前記選択基地局組の選択および前記最適基地局組の決定は前記複数個の移動局の各移動局ごとに実行される。このようにすれば、前記移動局が複数個の場合であっても、各移動局毎に順次位置の算出が実行される。 Preferably, the mobile station is a plurality of mobile stations, and the selection of the selected base station set and the determination of the optimum base station set are executed for each mobile station of the plurality of mobile stations. In this way, even if there are a plurality of mobile stations, the position is calculated sequentially for each mobile station.
また、好適には、前記位置推定装置は、(a)前記複数の基地局の一部が故障した場合において、該故障した一部の基地局を除く正常な基地局によって移動局の位置の推定が可能であるか否かを判断する故障判定手段を有し、(b)該故障判定手段によって移動局の位置の推定が可能であると判断された場合には、前記選択基地局組の選択および前記最適基地局組の決定は、前記正常な基地局から行われることを特徴とする。このようにすれば、前記故障判定手段によって、前記複数の基地局の一部が故障した場合であっても、該故障した一部の基地局を除く正常な基地局によって移動局の位置の推定が可能であるか否かが判断され、該故障判定手段によって移動局の位置の推定が可能であると判断された場合には、前記選択基地局組の選択および前記最適基地局組の決定は、前記正常な基地局から行われるので、前記移動局の位置の推定を実行することができる。 Preferably, the position estimation device is configured to (a) estimate a position of a mobile station by a normal base station excluding the part of the failed base stations when a part of the plurality of base stations fails. And (b) if it is determined by the failure determination means that the position of the mobile station can be estimated, the selection of the selected base station set is performed. The determination of the optimum base station set is performed from the normal base station. In this way, even when a part of the plurality of base stations fails, the position of the mobile station is estimated by a normal base station excluding the part of the failed base stations. If the failure determination means determines that the position of the mobile station can be estimated, the selection of the selected base station set and the determination of the optimal base station set are as follows: Since this is performed from the normal base station, the position of the mobile station can be estimated.
また、好適には、前記最適基地局組決定手段は、前記選択基地局組の複数の組み合わせを、該選択基地局組を用いて前記移動局位置算出手段による前記移動局の位置の算出に用いた場合に精度劣化係数が小さい順に順位づけるとともに、前記故障した一部の基地局を含まない前記選択基地局組のうち、前記順位が最も高いものを最適基地局組として決定する。このようにすれば、前記複数の基地局の一部が故障した場合であっても、前記故障した基地局を含まない前記選択基地局組のうち、最も順位が高い、すなわち精度劣化係数が小さいものが最適基地局組とされるので、前記複数の基地局の一部が故障した場合であっても精度の良い位置の推定が可能となる。 Preferably, the optimum base station set determining means uses a plurality of combinations of the selected base station sets for calculating the position of the mobile station by the mobile station position calculating means using the selected base station set. In the case where there is an error, the ranks are ranked in ascending order of accuracy degradation coefficients, and among the selected base station groups not including the failed part of the base stations, the highest base station group is determined as the optimum base station group. In this way, even when some of the plurality of base stations fail, the highest rank among the selected base station sets not including the failed base station, that is, the accuracy degradation coefficient is small. Since the optimum base station group is used, it is possible to estimate the position with high accuracy even when a part of the plurality of base stations fails.
また、好適には、前記位置推定装置は、(a)前記移動局位置算出手段によって算出された前記移動局の位置が、該移動局の位置に対して前記最適基地局組決定手段によって決定される前記最適基地局組と、前記移動局の位置の近傍に対して前記最適基地局組決定手段によって決定される前記最適基地局組とが異なる境界領域にあるか否かを判定する境界判定手段と、(b)前記境界判定手段によって、前記移動局の位置が前記境界領域にあると判断された場合には、前記境界領域における最適基地局組を考慮して前記移動局の位置を算出する境界近傍移動局位置算出手段とを有することを特徴とする。このようにすれば、前記移動局位置算出手段によって算出された前記移動局の位置が前記境界領域にある場合であっても、前記最適基地局組を決定することができる。 Preferably, the position estimation device is configured such that (a) the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculation unit is determined by the optimum base station set determination unit with respect to the position of the mobile station. Boundary determining means for determining whether or not the optimum base station set and the optimum base station set determined by the optimum base station set determining means are in a different boundary region with respect to the vicinity of the position of the mobile station And (b) when the boundary determination means determines that the position of the mobile station is in the boundary area, the position of the mobile station is calculated in consideration of the optimum base station group in the boundary area. It has a boundary vicinity mobile station position calculation means. In this way, the optimum base station set can be determined even when the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculating means is in the boundary region.
また、好適には、(a)前記最適基地局組決定手段は、決定した最適基地局組ごとに、該最適基地局組に関連した最適基地局組関連値を付するものであり、(b)前記境界判定手段は、前記決定された移動局位置および前記近傍において前記最適基地局組決定手段により決定された前記最適基地局組に対応する前記最適基地局組関連値の重み付き平均に基づいて前記移動局位置が境界にあるか否かを判断することを特徴とする。このようにすれば、前記境界領域において存在する複数の最適基地局組に対応する前記最適基地局組関連値の重み付き平均に基づいて前記移動局位置が境界にあるか否かが判断される。 Preferably, (a) the optimum base station set determining means attaches an optimum base station set related value related to the optimum base station set to each determined optimum base station set; The boundary determination means is based on a weighted average of the optimum base station set-related values corresponding to the optimum base station set determined by the optimum base station set decision means at the determined mobile station position and in the vicinity. And determining whether or not the mobile station position is at the boundary. In this way, it is determined whether or not the mobile station position is at the boundary based on a weighted average of the optimum base station group-related values corresponding to a plurality of optimum base station groups existing in the boundary region. .
また、好適には、前記境界判定手段は、前記境界領域の大きさを前記移動局と前記複数の基地局、および前記位置推定装置の仕様上発生する前記移動局の測位の際に生ずる誤差に基づいて決定する。このようにすれば、前記誤差を考慮した前記境界領域の決定ができる。 Preferably, the boundary determination means determines the size of the boundary area as an error generated during positioning of the mobile station, which occurs due to specifications of the mobile station, the plurality of base stations, and the position estimation device. Determine based on. In this way, the boundary region can be determined in consideration of the error.
また、好適には、前記境界判定手段は、前記境界領域が前記移動可能領域の内部と前記移動可能領域の外部との両方に跨がって存在する場合において、前記移動可能領域の外部における前記最適基地局組関連値を考慮しない重み付けを行う。このようにすれば、前記境界判定手段は、前記境界領域が前記移動可能領域の内部と前記移動可能領域の外部との両方に跨がって存在する場合においても、前記境界近傍移動局位置算出手段によって前記移動局の位置を推定することができる。 In addition, preferably, the boundary determination means, when the boundary area exists across both the inside of the movable area and the outside of the movable area, the outside of the movable area Weighting is performed without considering the optimum base station group related value. In this way, the boundary determination means calculates the position of the mobile station in the vicinity of the boundary even when the boundary area exists across both the inside of the movable area and the outside of the movable area. The position of the mobile station can be estimated by means.
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の移動局位置推定方法を適用するシステムの概観を示した図である。図1には、平面上の任意の形状に設けられる移動可能領域50として一辺30(m)の正方形からなる移動可能領域50が設けられている。また、前記移動可能領域50には、後述する移動局10と無線による通信を行う機能を有する基地局12として4つの基地局として、第1基地局12A、第2基地局12B、第3基地局12C、第4基地局12Dがそれぞれ設けられる。基地局としては後述するように、電波の伝播時間による平面上における移動局10の位置の算出のためには少なくとも3個の基地局が必要である。従って、前記移動可能領域の何れの地点においても、少なくとも移動局が3個の基地局と通信可能となるように基地局が配置されている。また、基地局の数が多いほど移動局の位置の算出は正確に行うことができる。本図1においては、正方形の移動可能領域50の4隅にそれぞれ基地局12A乃至12Dが1つづつ配置されており、この要件を満たす。また、前記移動可能領域50内には移動局10が配置され、その移動可能領域50内を移動可能とされている。本図1においては一例として2つの移動局10A、10Bが配置されている。なお、移動局の個数は特に限定されない。また、基地局12と例えば有線ケーブル52により接続されることにより通信可能とされた測位サーバ14が設けられ、前記移動局10によって発信され前記基地局12によって受信された電波に基づいて、前記移動可能領域内における基地局10の位置を算出する。なお、本明細書において、特に個々の移動局10A、10Bを区別しない場合には移動局10と表記し、個々の基地局12A乃至12Dを区別しない場合には基地局12と表記する。
FIG. 1 is a diagram showing an overview of a system to which a mobile station position estimation method of the present invention is applied. In FIG. 1, a
このとき、移動可能領域50は、便宜上図2に示す様にx軸およびy軸が定義され、移動可能領域50上の点はこの軸に基づいて座標が規定される。すなわち、第1基地局12Aは座標(0,0)上に、第2基地局12Bは座標(0,30)上に、第3基地局12Cは座標(30,30)上に、第4基地局12Dは座標(30,0)上にそれぞれ配置されている。また移動可能領域50は、例えば図2に示す様に一辺が1(m)の正方形により格子状に区切って考えることができる。このとき、区切りに用いられる正方形の一辺の長さは、例えば測位精度や測位サーバ14などにおける計算機の処理時間に基づいて決定される。なお、この格子を構成する正方形のそれぞれをセル54とよぶ。
At this time, the x-axis and the y-axis are defined for the
図3は移動局10および基地局12の構成の概要を示す機能ブロック線図である。移動局10および基地局12は図3に示す様にほぼ同様の機能構成を有する。アンテナ部20は電波を送受信するために用いられ、平衡不平衡変換部22はバラン(balun)であり、送受信切換部24の不平衡線路をアンテナ部20に適合するよう平衡線路に変換する。コントローラ401は周知のマイコンおよびその周辺回路からなる制御回路であり、後述の送受信切換部24等を制御して移動局10の動作を制御するものである。
FIG. 3 is a functional block diagram showing an outline of the configuration of the
送受信切換部24は、移動局10または基地局12の送信状態と受信状態とを切り換える。すなわち、送受信切換部24が移動局10または基地局12を送信状態に切り換える場合には、移動局10または基地局12は送信機として機能させられ、受信状態に切り換える場合には受信機として機能させられる。また、送信アンプ部26は、前記送受信切換部24によって移動局10または基地局12が送信機として機能させられる場合に、後述する無線部28によって生成された信号波を増幅する。
The transmission /
無線部28は、移動局10または基地局12が送信機として機能させられる場合には、後述する制御部32によって生成される信号を無線通信を行うための形式に変換し、移動局10または基地局12が受信機として機能させられる場合には、またアンテナ部20によって受信された受信波から制御部32によって処理されるための信号に変換するものであって、例えばICなどによって実装される。この無線部28は具体的にはコントローラ401からの指令により所定の周波数の搬送波を発生させるPLL回路(phase lock loop)回路、VCO(voltage controlled oscillator)回路及びデジタル変調復調部30などからなり、このデジタル変調復調部30は、制御部32によって生成される信号をデジタル変調、および受信された受信信号の復調を行い、生成されたデジタルデータを制御部32に出力することにより移動局10と基地局12との間の無線通信がデジタル通信によってなされる。
When the
制御部32は、スペクトラム拡散部34、逆拡散処理部341、ベースバンド信号生成復元部36、および拡散符号発生部38などからなり、例えばこれらの機能を有するゲートアレイやマイコンなどによって実装される。このうち、ベースバンド信号生成復元部36は、移動局10または基地局12が送信機として機能させられる場合には、伝送したい情報を符号化しベースバンド信号を生成する。また、移動局10または基地局12が受信機として機能させられる場合には、後述する逆拡散処理部341によって逆拡散により復号されたベースバンド信号から、伝送された情報を取りだす。
The
拡散符号発生部38は、後述するスペクトラム拡散部34によってスペクトラム拡散を行うための拡散符号を発生させる。この拡散符号としては、自己相関関数に高いピークを持つ、すなわち位相差がゼロである場合において自己相関が大きな値となる一方、位相差がゼロでない場合には自己相関が十分に小さく、かつ、符号間における相関が全ての位相差において十分小さい、すなわち相互相関が小さいことという条件を満たす符号列が用いられる。具体的には例えば、M系列符号や、GPSにおいても使用されているGold系列符号が用いられる。このGold系列符号は疑似雑音符号(pseudo−noise code;PN信号)とも呼ばれる。
The
スペクトラム拡散部34は、移動局10または基地局12が送信機として機能させられる場合には、ベースバンド信号生成復元部36において生成されたベースバンド信号を、拡散符号発生部38において発生させられた拡散符号を用いてスペクトラム拡散を行い、送信のための信号を生成する。具体的には例えば、前記ベースバンド信号と前記拡散符号との排他的論理和を結果として用いる直接拡散(direct spread)方式が用いられる。また、逆拡散処理部341は、移動局10または基地局12が受信機として機能させられる場合には、前記デジタル変調復調部30によって復調された受信波と前記拡散符号とを用いてスペクトラム逆拡散を行い、ベースバンド信号を取りだす。この受信の場合も送信の場合と同じ拡散符号が用いられる。このようなスペクトラム拡散を利用すれば、ある特定の移動局と基地局との通信がある特定の拡散符号を用いて行われている場合に、同じ時刻および同じ周波数において他の移動局と基地局との通信が別の拡散符号を用いて行われる場合であっても、相互の通信が影響を受けることがない。
When the
また、電源部40は、上述した送信アンプ26、無線部28、制御部32などに対し、必要な電力を供給する。時計41は、電波の発信時や受信時において参照される時刻情報を供給する。
The
測距部42は、基地局12において設けられるもので、移動局10によって発信された電波と基地局12が受信した電波の時刻差、すなわち電波の到達に要する時間に基づいて、移動局10と基地局12との距離を測定する。この測距部42は例えばマッチドフィルタを含んで構成され、具体的には例えばレプリカ符号発生部44、遅延回路46および相関計算部50などによって構成される。レプリカ符号発生部44においては、移動局10において、拡散符号発生部38により発生され、スペクトラム拡散部34において用いられた拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号が発生させられる。そして、周知のシフトレジスタにより構成される遅延回路46においては、移動局10によって発信され基地局12によって受信された電波における信号波が入力され予め定められた複数の所定の間隔ごとに遅延させられる。そして、相関計算部50においては、遅延回路46によって遅延させられた受信波とレプリカ符号との相関係数が算出される。この結果、算出された相関係数が最大となった際の受信時刻を移動局10からの電波の到来時刻とする。移動局10による送信時刻はベースバンド信号作成復元部36によりベースバンド信号を復元することにより得られるので、電波の到来時刻と送信時刻との時刻差を計算し、電波の速度c(2.997×108(m/s))を乗ずることにより移動局10との距離が算出される。また、基地局12として用いられる場合には、後述する測位サーバ14との通信を行うための有線通信部43が設けられ、例えばLANケーブルなどの有線ケーブル52によって接続された測位サーバ14とデータの送受信が可能とされる。
The
測位サーバ14は例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、移動局10の位置の算出すなわち測位を実行する。
The
図4は、測位サーバ14の制御作動を説明する機能ブロック線図である。測位サーバ14は、有線ケーブル52などを介して基地局12とデータの受け渡しを行うためのI/F(インターフェース)部106、位置計算部56、基地局組み合わせ情報保持部100、DOPマップ作成保持部102、および基地局組み合わせ判定部104などから構成される。
FIG. 4 is a functional block diagram for explaining the control operation of the
まず、移動局位置算出工程あるいは移動局位置算出手段に対応する位置計算部56においては、例えば複数の基地局12によって算出された基地局と移動局の距離に基づいて、移動可能領域50中の移動局10の位置を算出する。具体的には、例えば移動可能領域50が前記図1に示す様な平面である場合において、第1基地局12Aの座標を(x1,y1)、第2基地局12Bの座標を(x2,y2)、第3基地局12Cの座標を(x3,y3)、また、第1基地局12Aが測定した第1基地局12Aと移動局10との距離をr1、第2基地局12Bが測定した第2基地局12Bと移動局10との距離をr2、第3基地局12Cが測定した第2基地局12Cと移動局10との距離をr3、とし、移動局の座標を(x,y)、移動局10と基地局12とがそれぞれ有する時計41の時刻のずれに基づく誤差sとすると、図5に示す様に、
(x−x1)2+(y−y1)2=(r1+s)2,
(x−x2)2+(y−y2)2=(r2+s)2, (1)
(x−x3)2+(y−y3)2=(r3+s)2,…
で表される関係がある。なお、このとき、第1基地局12A、第2基地局12B、第3基地局12Cのそれぞれが有する時計41の時計は例えば後述する方法により同期されており、誤差sは各基地局に共通である。このとき変数はx,yおよびsの3つであり、方程式は上記3つであるから、これらの3つの式を例えばニュートンラフソン法などにより解くことにより、x、yおよびsの値を算出することが可能である。なお、上述の様に、第1基地局12A乃至第3基地局12Cのそれぞれが有する測距部42が測定して得られる第1基地局12A乃至第3基地局12Cと移動局10との距離r1、r2、およびr3はそれぞれ、移動局10と基地局12とがそれぞれ有する時計41の時刻のずれに基づく誤差sが考慮されていない、いわゆる疑似距離と呼ばれるものであるが、これらに代えて距離r1、r2、およびr3として、前記時計のずれに基づく誤差sが補正された正確な距離が用いられてもよい。
First, in the
(X−x 1 ) 2 + (y−y 1 ) 2 = (r 1 + s) 2 ,
(X−x 2 ) 2 + (y−y 2 ) 2 = (r 2 + s) 2 , (1)
(X−x 3 ) 2 + (y−y 3 ) 2 = (r 3 + s) 2 ,.
There is a relationship represented by At this time, the clock of the clock 41 included in each of the
このように移動可能領域50が平面である場合には変数が3つとなることから、少なくとも3つの式があればこれらの変数の値が算出されることになり、これは少なくとも3つの基地局12があれば移動局10の位置の算出が可能であることを意味している。一方、基地局が4つ以上存在する場合には、算出における誤差を最小化する最小二乗法を用いることなどにより、より精度の良い移動局10の位置の算出が可能となる。
Thus, when the
図6は4つの基地局12の有する時計41を同期させるための手順の一例を示したタイムチャートである。この図において、縦線で表された第1基地局12A乃至第4基地局12Dと測位サーバ14との間を横方向に結ぶ矢印によって各基地局および測位サーバ間の通信の様子が示されている。なお矢印の向きは通信の方向を示しており、矢印の先が向いている機器が受信側である。また、波線で表された矢印は無線による通信を表している。また、図中下向きに時間軸がとられており、下へ行くほど時間の経過を表している。
FIG. 6 is a time chart showing an example of a procedure for synchronizing the clocks 41 of the four base stations 12. In this figure, the state of communication between each base station and the positioning server is shown by arrows connecting the
まず時刻t1において、測位サーバ14から任意の1の基地局12(本図においては第1基地局12A)に対し、無線通信における空きチャンネルの探索命令がされる。これをうけ、第1基地局12Aはチャンネルスキャンを実行し、発見した空きチャンネルについての情報を時刻t2において測位サーバ14に対し送信する。続いて時刻t3において測位サーバ14から任意の1の基地局12(本図においては第1基地局12A)に対し、時刻情報を無線により送信する命令がされる。更に時刻t4乃至時刻t6において、測位サーバ14から前記任意の1の基地局以外の基地局(本図においては第2基地局12B乃至第4基地局12D)のそれぞれに対し、順次時刻情報を無線により受信する命令がされる。続いて時刻t7において、第1基地局12Aから時刻情報、すなわち第1基地局12Aの時計41の時刻情報が無線により送信され、第2基地局12B乃至第4基地局12Dによってこれが無線により受信される。更に時刻t8乃至時刻t10において、第2基地局12B乃至第4基地局12Dのそれぞれが受信した時刻情報、すなわち第1基地局12Aによって発信された発信時の第1基地局の時刻と第2基地局12B乃至第4基地局12Dのそれぞれが受信した時刻とからなる情報が有線通信部43により測位サーバに順次送信される。
First, at time t1, the
ここで、各基地局12の位置は既知であることから、前記第1基地局12Aから発信された電波が第2基地局12B乃至第4基地局12Dのそれぞれへ到達するのに要するそれぞれの伝播時間は予め算出される。従って、第2基地局12B乃至第4基地局12Dのそれぞれについて、受信した時刻と第1基地局12Aが発信した時刻との時間から前記伝播時間を引いたものが第2基地局12B乃至第4基地局12Dの時計41と第1基地局12Aの時計41との時間ずれとなる。このようにして算出された時間ずれがなくなるように時刻t11乃至時刻t13において第2基地局12B乃至第4基地局12Dの時計41が補正されることにより、各基地局12の時計41は同期される。
Here, since the position of each base station 12 is known, each propagation required for the radio wave transmitted from the
図7は、位置計算部56によって用いられる各基地局12と移動局10との距離rを算出するためのタイムチャートである。この図において、縦線で表された第1基地局12A乃至第4基地局12Dと測位サーバ14および移動局10との間を横方向に結ぶ矢印によって各基地局および測位サーバ間の通信の様子が示されている。なお矢印の向きは通信の方向を示しており、矢印の先が向いている機器が受信側である。また、波線で表された矢印は無線による通信を表している。また、図中下向きに時間軸がとられており、下へ行くほど時間の経過を表している。
FIG. 7 is a time chart for calculating the distance r between each base station 12 and the
まず時刻t1において、測位サーバ14から任意の1の基地局12(本図においては第1基地局12A)に対し、無線通信における空きチャンネルの探索命令がされる。これをうけ、第1基地局12Aはチャンネルスキャンを実行し、発見した空きチャンネルについての情報を時刻t2において測位サーバ14に対し送信する。続いて時刻t3において測位サーバ14から任意の1の基地局12(本図においては第1基地局12A)に対し、移動局10に対し時刻情報を無線により送信させる命令を無線により送信させる命令がされる。これを受け、時刻t4において、第1基地局12Aは移動局10に対し、時刻情報を無線により送信させる命令を無線により送信する。更に時刻t5乃至時刻t8において、測位サーバ14から全ての基地局(本図においては第1基地局12A乃至第4基地局12D)のそれぞれに対し、順次時刻情報を無線により受信する命令がされる。続いて時刻t9において、移動局10から時刻情報、すなわち移動局10の時計41の時刻情報が無線により送信され、第1基地局12A乃至第4基地局12Dによってこれが無線により受信される。この受信信号に基づいて各基地局12の測距部42は各基地局12と移動局10との距離を算出し、時刻t10乃至時刻t13において、第1基地局12A乃至第4基地局12Dのそれぞれが算出した基地局12のそれぞれと移動局10との距離rが有線通信部43により測位サーバ14に送信される。
First, at time t1, the
このようにして得られた第1基地局12A乃至第4基地局12Dと移動局10との距離r1乃至r4と、予め与えられた各基地局の位置情報とが前記式(1)に代入され、式(1)がニュートンラフソン法もしくは最小二乗法により解かれる結果、移動局10の位置座標(x,y)が算出される。
The distances r1 to r4 between the
ところで、上述の様に、移動局10の移動可能領域50が平面である場合には、その位置の算出のために必要となる基地局12の個数は少なくとも3つである。そして、4以上の基地局が存在する場合には、基地局12の全てを使用して移動局10の位置の算出を実行することもできる一方、基地局12の一部であって少なくとも3つ以上を用いて移動局10の位置を算出することも可能である。しかしながら、基地局12の一部を用いて移動局10の位置の算出を行う場合、その基地局12の一部の組み合わせによっては移動局10の位置の検出の精度が悪くなる場合がある。従って、例えば、基地局12として、例えば無線LAN(Local Area Network)基地局やPHS(Personal Handy‐phone System)基地局などの既存の無線通信基地局が用いられる場合に、その一部を移動局10の位置の検出の為の基地局12として用いる一方、残りを無線LAN基地局としての用途に用いたい場合などには、移動局10の位置の算出の精度が最もよくなるように、移動局10の位置の算出に用いる基地局12を選択する必要がある。
Incidentally, as described above, when the
本実施例においては、図1に示す様に第1基地局12A乃至第4基地局12Dの4つの基地局12が存在する場合において、これら4つの基地局12のうち3つを用いて移動局10の位置の算出を実行したい場合の基地局の選択を例として説明する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, when there are four base stations 12 of the
ところで、測位の精度の指標を表す数である精度劣化係数の一つとしてDOP(Dilution of Precision)がある。このDOPは、移動局10と基地局12との間の距離の測定精度すなわち測距精度と、移動局の位置の測定精度すなわち測位精度との関係を表す数であり、
(測距精度)×(DOP)=(測位精度)
である。移動局10が平面上を移動する場合には、水平方向の測位精度についてのDOPであるHDOP(Horizontal DOP)が用いられる。HDOPは次の様に定義される。
(Ranging accuracy) x (DOP) = (Positioning accuracy)
It is. When the
各座標においては測位に用いる基地局の組み合わせに対応してHDOPの値が計算される。ここで、図8は、移動可能領域50の各座標に対し高さ方向にHDOPの最小値を表したものである。この図に表されたように、HDOPの最小値を表す曲面は4つの異なる曲面からなっており、これらの曲線は稜線状の曲線58によって接している。そして、これらの4つの曲面は、それぞれ4つの基地局から3つの基地局を選択する選択方法、すなわち移動局10の測位を行う基地局をそれぞれ、第1基地局12A、第2基地局12Bおよび第3基地局12Cの組み合わせ、第1基地局12A、第2基地局12Bおよび第4基地局12Dの組み合わせ、第1基地局12A、第3基地局12Cおよび第4基地局12Dの組み合わせ、第2基地局12B、第3基地局12Cおよび第4基地局12Dの組み合わせとすることに対応するものである。図8においては、移動可能領域50の位置ごとに、相互に重なり合った前記4つの曲面のうち、HDOPを最小とする曲面のみが描かれている。このように、移動可能領域50の位置に応じて、HDOPを最小とする基地局の組み合わせが異なることがわかる。図9は図8をHDOP軸上方から見た平面図である。図8の曲線58に対応する線、すなわち曲線58を座標平面に投影した線581によって移動可能領域50は領域I乃至領域IVに分割される。そして、領域Iにある移動局10の測位は第1基地局12A、第2基地局12B、第4基地局12Dの組み合わせによって行うのがHDOPが最小となり、領域IIにある移動局10の測位は第1基地局12A、第2基地局12B、第3基地局12Cの組み合わせによって行うのがHDOPが最小となり、領域IIIにある移動局10の測位は第2基地局12B、第3基地局12C、第4基地局12Dの組み合わせによって行うのがHDOPが最小となり、領域IVにある移動局10の測位は第1基地局12A、第3基地局12C、第4基地局12Dの組み合わせによって行うのがHDOPが最小となることがわかる。すなわち、図9のように、移動可能領域50における位置と、その位置にある移動局10の測位を実行するために最もHDOPが小さくなる基地局12の組み合わせが対応づけられることにより、正確な測位を行うための基地局の選択が容易となる。
At each coordinate, the HDOP value is calculated corresponding to the combination of base stations used for positioning. Here, FIG. 8 shows the minimum value of HDOP in the height direction for each coordinate of the
図4に戻って、基地局組み合わせ情報保持部100は、前記位置計算部56が移動局10の位置の算出に用いる基地局12の組み合わせを記憶する。なお、便利のため基地局の組み合わせに対しては以下の表1に示す様な基地局組番号を付される。ここで基地局組とは基地局の組み合わせを表す。
[表1]
基地局組番号 構成する基地局
――――――――――――――――――――――――――――――――――――
1 第1基地局12A 第2基地局12B 第3基地局12C
2 第1基地局12A 第2基地局12B 第4基地局12D
3 第1基地局12A 第3基地局12C 第4基地局12D
4 第2基地局12B 第3基地局12C 第4基地局12D
Returning to FIG. 4, the base station combination
[Table 1]
Base station group number Base station to be configured ―――――――――――――――――――――――――――――――――――
1
2
3
4
DOPマップ作成保持部102は、移動可能領域50を区分するセル54の中心位置にある移動局10の位置を所定の基地局12の組み合わせによって算出した際のHDOPを算出すると共に、算出されたHDOPを前記セル54の位置および前記基地局12の組み合わせに関連付けてマップもしくはテーブル状に保存する。また、測位結果出力部60は測位結果すなわち算出された移動局10の位置情報を例えば図示しないモニタ装置に出力したり、あるいは他のプログラムに伝達したりする。この各セル54の中心位置が基準点に相当する。
The DOP map
図10は、移動可能領域50の各セル54のそれぞれの中心にある移動局10ついて、基地局組番号1の組み合わせにより測位を実行した場合のDOPを示したものであって、精度劣化係数テーブルに相当する。同様に図11は移動可能領域50の各セル54のそれぞれの中心にある移動局10ついて、基地局組番号2の組み合わせにより測位を実行した場合のDOPを示したものである。これを基地局組番号3および4の組み合わせについても実行し、得られた4つのマップをDOPマップとして保存する。すなわち、DOPマップは、1の基地局の組み合わせに対するマップを基地局の組み合わせの数だけ集めたものである。
FIG. 10 shows the DOP when positioning is performed by the combination of the base
最適基地局組決定工程、基地局組照合工程、および選択基地局組変更工程あるいは最適基地局組決定手段、基地局組照合手段、および選択基地局組変更手段に対応する基地局組み合わせ判断部104は、位置計算部56が移動局10の位置の算出に用いた基地局12の組み合わせが適当であったかを判断するとともに、適当でないと判断する場合には、何れの基地局12の組み合わせによって移動局10の位置の算出を行うべきかを判断する。具体的には、位置計算部56が算出した移動局10の位置を算出するのに最も適した基地局12の組み合わせを表す最適基地局組番号と、実際に位置計算部56が移動局10の位置の算出に用いた基地局12の組み合わせを表す基地局組番号とを比較し、これらが同一である場合には位置計算部56が移動局10の位置の算出に用いた移動局の組み合わせは適当であったと判断する。一方、これらが同一でない場合には位置計算部56が移動局10の位置の算出に用いた移動局の組み合わせは適当でなかったと判断し、前記最適基地局組番号に対応する組み合わせからなる基地局12を用いて移動局10の位置の算出を行うべきであると判断する。なお作動の詳細については、フローチャートを用いた説明を後述する。
Base station
また、基地局組み合わせ判断部104は最適基地局組マップ作成部105を有する。最適基地局組マップ作成部105は、DOPマップ作成保持部102によって作成されたDOPマップに基づいて、最適基地局組マップを作成する。この最適基地局組マップが最適基地局組テーブルに相当する。そして、基地局組み合わせ判断部104は最適基地局組マップ作成部105によって作成された最適基地局組マップに基づいてこれらの判断を実行する。図12は、この最適基地局組マップの一例であって、移動可能領域50の各セル54毎に、そのセル54の中心にある移動局10を測位するのに最も適した、すなわちDOPが最小となる基地局組番号が記載されている。
The base station
図13は本発明の移動局位置推定方法における制御作動の一例を表すフローチャートである。図13におけるステップ(以下「ステップ」を省略する。)SA1においては、図14に示すDOPマップおよび最適基地局組マップの作成のためのマップ作成ルーチンが実行される。そして、SA2においては、図15に示す正確な測位のための測位ルーチンが実行される。 FIG. 13 is a flowchart showing an example of the control operation in the mobile station position estimation method of the present invention. In step (hereinafter, “step” is omitted) in FIG. 13, a map creation routine for creating the DOP map and the optimum base station set map shown in FIG. 14 is executed. In SA2, a positioning routine for accurate positioning shown in FIG. 15 is executed.
図14は図13のSA1において実行されるマップ作成ルーチンである。SB1乃至SB6はDOPマップ作成保持部102に対応する。SB1においては、存在する基地局12の全数と、測位に使用することができる基地局の数とに基づいて、基地局の組み合わせが生成される。そして、SB2においては、前記基地局の組み合わせの個数が変数NumPermに格納される。本実施例においては、全部で4つの基地局12から3つの基地局を用いて測位を実行しようとしているので、前記表1に示すように4つの基地局の組み合わせが生成され、また、NumPerm=4とされる。一般には基地局の数をnとしてnから3の基地局を選ぶ組み合わせはnC3で表される。
FIG. 14 shows a map creation routine executed in SA1 of FIG.
SB3においては、反復のための変数iが初期化され、i=1とされる。そして、SB4においては、例えば前記表1の1番上に記載されたすなわち基地局組番号が1の基地局の組み合わせによって、移動可能領域50の全てのセル54の中心にある移動局10を測位した場合のDOP(HDOP)が算出され、算出されたDOPが各セルの位置と対応づけられて図10に示す様な一枚のマップとして保存される。
In SB3, the variable i for iteration is initialized and i = 1. In SB4, for example, the
SB5においては、SB4を全ての基地局組に対して実行したかが判断される。全ての基地局組に対して実行した場合にはこれまでのSB4で作成されたマップを全て集めたものをDOPマップとして保存してSB7に進む一方、全ての基地局組に対して実行していない場合には、SB6においてSB4の実行した回数を表す変数iに1を加え、再度SB4が実行される。 In SB5, it is determined whether SB4 has been executed for all base station groups. When it is executed for all base station groups, a collection of all the maps created in the previous SB4 is saved as a DOP map and the process proceeds to SB7, while it is executed for all base station groups. If not, 1 is added to the variable i indicating the number of times SB4 is executed in SB6, and SB4 is executed again.
最適基地局組マップ作成部105に対応するSB7においては、作成されたDOPマップに基づいて、移動可能領域50の全てのセル54について、DOPが最も小さくなる基地局組が探索され、その基地局組番号をセルの位置と関連付けて例えば図12に示す様な最適基地局マップとして保存される。具体的には、DOPマップを構成する全てのマップのうち、あるセルについて、最もDOPが小さいマップを選択し、そのマップに対応する基地局組番号を取りだすようにされる。
In
図15は、図13のSA2において実行される測位ルーチンである。まず、基地局組み合わせ情報保持部100に対応するSC1においては、適当な基地局組である選択基地局組が選択され、例えば表1に示すようにその選択基地局組に対応する基地局組番号が変数cに格納される。このとき選択基地局組の選択は任意であり、例えば表1のように基地局組が列挙されている場合に、最も上に記載された基地局組としてもよいし、最適基地局組マップにおいて最も多くのセル54で最適基地局組とされた基地局組としてもよい。
FIG. 15 is a positioning routine executed in SA2 of FIG. First, in SC1 corresponding to the base station combination
測距部42および位置計算部56に対応するSC2においては、SC1で選択された選択基地局組の基地局12を用いて測距を行い、選択基地局組のそれぞれの基地局12と移動局10とのそれぞれの距離が測距されるとともに、測距の結果に基づいて移動局10の位置の算出すなわち測位が実行される。
In SC2 corresponding to the ranging
続くSC3乃至SC5は基地局組み合わせ判断部104に対応する。まずSC3においては、SA1において作成された最適基地局組マップに基づいて、SC2において算出された移動局10の位置に対応する最適基地局組の基地局組番号が読み出される。具体的にはSC2において算出された移動局10の位置が含まれるセル54に対応する最適基地局組の基地局組番号が読み出される。
Subsequent SC3 to SC5 correspond to the base station
続いてSC4においては、SC2における測位に用いた選択基地局組の基地局組番号と、SC3において読み出された最適基地局組の基地局組番号とが比較され、同一か否かが判断される。そして、これらが同一である場合には、SC2における測位の結果が最も精度のよいものであったとして、SC2の測位の結果を移動局10の位置であるとして本フローチャートが終了される。一方、これらが同一でない場合にはSC5が実行される。
Subsequently, in SC4, the base station group number of the selected base station group used for positioning in SC2 is compared with the base station group number of the optimum base station group read in SC3 to determine whether or not they are the same. The If they are the same, the result of the positioning in SC2 is regarded as the most accurate, and the result of the positioning in SC2 is assumed to be the position of the
SC5においては、SC3において読み出された最適基地局組が選択基地局組とされる。そして、測距部42および位置計算部56に対応するSC6においては、SC5で新たに選択基地局組とされた基地局12を用いて再度の測距および測位を実行する。そして、この結果得られた測位結果を移動局10の位置であるとする。
In SC5, the optimum base station set read in SC3 is set as the selected base station set. Then, in SC6 corresponding to the
上述の実施例によれば、最適基地局組マップ作成部105によって、移動局10の移動可能領域50における位置ごとに、精度劣化係数であるDOPが最小となる基地局組である最適基地局組が決定され最適基地局組マップが作成され、基地局組み合わせ判断部104によって、位置計算部56が用いた選択基地局組と、位置計算部56によって算出された移動局10の位置に対応して最適基地局組マップ作成部105によって作成されたマップから読み出される最適基地局組とが一致するか否かが判断され、基地局組み合わせ判断部104による判断において前記選択基地局組と前記最適基地局組とが一致しないと判断された場合には、基地局組み合わせ判断部104によって、位置計算部56において用いる選択基地局組が前記最適基地局組に変更され、位置計算部56によって、基地局組み合わせ判断部104によって変更された選択基地局組、すなわち、位置計算部56によって算出された移動局10の位置に対応する最適基地局組を用いて再度移動局10の位置算出が実行されるので、精度の高い移動局10の位置の推定が可能となる。
According to the above-described embodiment, the optimum base station group
また、上述の実施例によれば、最適基地局組マップ作成部105は、移動可能領域50内における座標に関連づけられた最適基地局組を最適基地局組テーブルとしての最適基地局組マップに保存するので、基地局組み合わせ判断部104は選択基地局組を用いて位置計算部56によって算出された移動局位置に対応する最適基地局組を前記最適基地局組マップから読み出すことによって決定するので、迅速な演算が可能となる。
Further, according to the above-described embodiment, the optimum base station group
また、上述の実施例によれば、最適基地局組マップ作成部105は、複数の基地局から構成される全ての基地局組を算出し、移動可能領域50内において予め設定された複数の基準点である各セル54の中心のそれぞれにおいて、前記全ての基地局組のうちの一の基地局組を用いて移動局10の位置の算出を行った場合の精度劣化係数であるDOPを算出し、このDOPを前記基準点の座標に対応づけて記憶する精度劣化係数テーブルとしてのDOPマップを前記全ての基地局組に対して作成するとともに、前記基準点のそれぞれにおいて、前記全ての基地局組に対して作成された複数のDOPマップのうち、各基準点におけるDOPが最も小さくなるDOPマップを作成する際に用いた基地局組を、基準点の座標に対応づけて最適基地局組マップに保存するので、基準点のそれぞれについてDOPが最も小さくなる基地局組を表す最適基地局組マップを作成することができる。
Further, according to the above-described embodiment, the optimum base station set
また、上述の実施例によれば、最適基地局組マップ作成部105による最適基地局組マップの作成は、移動局10の移動可能領域50内に予め設定された複数の位置である各セル54の中心について予め実行されるので、移動可能領域50内の複数の位置について予め最適基地局組が決定されているため、位置計算部56による初回の移動局10の位置の算出の際においても、基地局組み合わせ判断部104により、その算出された移動局の位置に対応する最適基地局組が決定される。
Further, according to the above-described embodiment, the optimum base station group map creation by the optimum base station group
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。 Subsequently, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, portions common to the embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図16は、図13のSA2において実行される測位ルーチンの別の例であって、図15に対応するものである。図16におけるSD1乃至SD6はそれぞれ図15におけるSC1乃至SC6に対応し、それぞれのステップにおける作動は共通する。図15と図16との差異は次の点である。すなわち、図15においては、SC6において再度の測距および測位が実行された場合、その測位の結果を移動局10の位置であるとしてフローチャートが終了するのに対し、図16においては、SD6においてSC6と同様に再度の測距および測位が実行されたのち、SD3が再度実行される様にされている点である。このように、図16においては、測距および測位に用いた選択基地局組の基地局組番号と、その測位の結果に対応する最適基地局組の基地局組番号とが一致した場合に最後に実行された測位の結果を移動局10の位置であるとしてフローチャートが終了させられるようにされている。
FIG. 16 is another example of the positioning routine executed in SA2 of FIG. 13, and corresponds to FIG. SD1 to SD6 in FIG. 16 correspond to SC1 to SC6 in FIG. 15, respectively, and the operation in each step is common. The difference between FIG. 15 and FIG. 16 is as follows. That is, in FIG. 15, when the distance measurement and positioning are performed again in SC6, the flowchart ends with the result of the positioning as the position of the
上述の実施例によれば、位置計算部56は、位置計算部56において用いる基地局組み合わせ判断部104による選択基地局組の変更と、変更された他の選択基地局組を用いた位置計算部56による再度の移動局の位置の算出とは、基地局組み合わせ判断部104において選択基地局組と最適基地局組とが一致すると判断されるまで反復して実行される。このようにすれば、位置計算部56によって算出される移動局10の位置と、移動局10の位置に対応する最適基地局組が一致するので、より精度の高い移動局10の位置の推定が可能となる。
According to the above-described embodiment, the
図17は、図15のフローチャートにおけるSC3または図16のフローチャートにおけるSD3に代えて用いられるステップSE3を表したものである。前述の実施例1および2においては、図15および図16のフローチャートは図13のフローチャートのSA2によって実行されるサブルーチンとされていたが、本実施例においてSE3が用いられる場合には、図15および図16のフローチャートが単独で用いられ、それだけで本発明の移動局位置推定方法における制御作動の一例を表すフローチャートとなる。すなわち、図13および図14は不要となる。 FIG. 17 shows step SE3 used in place of SC3 in the flowchart of FIG. 15 or SD3 in the flowchart of FIG. In the first and second embodiments described above, the flowcharts of FIGS. 15 and 16 are subroutines executed by SA2 of the flowchart of FIG. 13, but when SE3 is used in this embodiment, FIG. The flowchart of FIG. 16 is used alone, and it alone becomes a flowchart representing an example of the control operation in the mobile station position estimation method of the present invention. That is, FIG. 13 and FIG. 14 become unnecessary.
具体的には、DOPマップ作成保持部102に対応するSE3においては、SC2またはSD2において選択基地局組に基づいて測位された結果、移動局10の位置であるとされた位置に対し、前記選択基地局組を含む少なくとも2以上の基地局組によりDOPが算出される。そして算出された複数のDOPのうち最小となるDOPを算出した際の基地局組が最適基地局組とされる。
Specifically, in the SE3 corresponding to the DOP map
上述の実施例によれば、基地局組み合わせ判断部104による最適基地局組の決定は、位置計算部56によって移動局10の位置が算出されるごとに、移動局10の位置であると算出された箇所について実行されるので、事前に最適基地局組マップ作成部105による最適基地局組マップを作成しておく必要がない。
According to the embodiment described above, the determination of the optimum base station set by the base station
図18は、図15のフローチャートにおけるSC3または図16のフローチャートにおけるSD3に代えて用いられるステップSF3を表したものであって、図17のSE3に対応するものである。前述の実施例1および2においては、図15および図16のフローチャートは図13のフローチャートのSA2によって実行されるサブルーチンとされていたが、本実施例においてSF3が用いられる場合には、実施例3の場合と同様に、図15および図16のフローチャートが単独で用いられ、それだけで本発明の移動局位置推定方法における制御作動の一例を表すフローチャートとなる。すなわち、図13および図14は不要となる。 FIG. 18 shows step SF3 used in place of SC3 in the flowchart of FIG. 15 or SD3 in the flowchart of FIG. 16, and corresponds to SE3 in FIG. In the above-described first and second embodiments, the flowcharts of FIGS. 15 and 16 are subroutines executed by SA2 of the flowchart of FIG. 13. However, when SF3 is used in this embodiment, the third embodiment is used. Similarly to the above case, the flowcharts of FIG. 15 and FIG. 16 are used alone, and only the flowcharts showing an example of the control operation in the mobile station position estimation method of the present invention. That is, FIG. 13 and FIG. 14 become unnecessary.
具体的には、DOPマップ作成保持部102に対応するSE3においては、SC2またはSD2において選択基地局組に基づいて測位された結果、移動局10の位置であるとされた位置に対し、測距可能な基地局12によって構成される、前記選択基地局組を含む少なくとも2以上の基地局組によりDOPが算出される。そして算出された複数のDOPのうち最小となるDOPを算出した際の基地局組が最適基地局組とされる。ここで、測距可能な基地局12とは、測距に用いることが可能な基地局を意味し、例えば前記図6に示した時計の同期の実行時に反応したか否かや、これまでに行われた測距において何らかの異常が発生したか否かによって判断される。そして、測距に用いることが可能でない基地局が存在した場合には、その基地局は測距に用いることができないとして、前記基地局組を構成する基地局としては用いないようにされる。
Specifically, in SE3 corresponding to the DOP map
上述の実施例によれば、基地局組み合わせ判断部104によって決定される最適基地局組は、位置計算部56において用いることができた基地局12によって構成されるので、最適基地局組とされた基地局組が実際には使用できないといったことが生じない。
According to the above-described embodiment, the optimum base station set determined by the base station
図19は、図15または図16のフローチャートの別の例であって、図15または図16において破線で囲まれた部分に挿入して用いられるステップである。このステップSG7においては、SC3またはSD3において選択基地局組を用いた測位結果に対する最適基地局組であるとされた基地局組の基地局組番号を保存しておき、次回図15または図16のフローチャートが実行される時のSC1またはSD1における選択基地局組を選択する際に前記保存された基地局組番号に対応する基地局組を選択基地局組とする。 FIG. 19 is another example of the flowchart of FIG. 15 or 16, and is a step used by being inserted into a portion surrounded by a broken line in FIG. 15 or FIG. 16. In step SG7, the base station group number of the base station group determined to be the optimum base station group for the positioning result using the selected base station group in SC3 or SD3 is stored, and the next time as shown in FIG. 15 or FIG. When selecting the selected base station set in SC1 or SD1 when the flowchart is executed, the base station set corresponding to the stored base station set number is set as the selected base station set.
なお、上述の説明においては、このSG7は、実施例1および2のように図15、図16が図13のサブルーチンとして用いられる場合について説明したが、図15または図16が実施例3および4のように単独で用いられる場合においても同様に適用することが可能である。この場合、SG7においては、選択基地局組を用いた測位結果に対し、SE3またはSF3において、DOPが最小となる基地局組であるとして最適基地局組とされた基地局組の基地局組番号を保存しておき、次回図15または図16のフローチャートが実行される時のSE1またはSF1における選択基地局組を選択する際に前記保存された基地局組番号に対応する基地局組を選択基地局組とする。 In the above description, SG7 has been described in the case where FIGS. 15 and 16 are used as the subroutine of FIG. 13 as in the first and second embodiments, but FIG. 15 or FIG. The same can be applied to the case of being used alone as shown in FIG. In this case, in SG7, the base station set number of the base station set determined as the optimal base station set in SE3 or SF3 as the base station set having the smallest DOP for the positioning result using the selected base station set And the base station set corresponding to the stored base station set number is selected when selecting the selected base station set in SE1 or SF1 when the flowchart of FIG. 15 or FIG. 16 is executed next time. A station group.
上述の実施例によれば、本発明の移動局位置推定方法または本発明の位置推定装置による移動局10の位置の推定が繰り返し実行される場合において、直前の前記移動局位置推定方法または位置推定装置の実行において用いられた最適基地局組が位置計算部56において前記選択基地局組として用いられるので、移動局10の移動速度が遅い等の場合には、本発明の移動局位置推定方法または本発明の位置推定装置を反復実行する場合において選択基地局組が反復実行時における最適基地局組となることにより、位置計算部56による再度の位置の算出を実行する必要がなくなる場合があり、位置の推定に要する時間を短縮できる。
According to the above-described embodiment, when the estimation of the position of the
図20は、移動可能領域50において2以上の複数の移動局10が存在する場合における図15または図16のフローチャートの例であって、図15または図16において一点鎖線で囲まれた部分に挿入して用いられるステップである。このステップSH0においては、前記複数の移動局10に対して移動局番号が付されるとともに、測位の対象としたい移動局番号が選択される。そしてSC1以降もしくはSD1以降がSH0によって選択された移動局について実行される。
FIG. 20 is an example of the flowchart of FIG. 15 or FIG. 16 when there are two or more
なお、上述の説明においては、このSH0は、実施例1および2のように図15、図16が図13のサブルーチンとして用いられる場合であっても、図15または図16が実施例3および4のように単独で用いられる場合であっても適用することが可能である。また、実施例5のようにフローチャートの最下段にSG7が設けられる場合には、次に示す表2のように移動局ごとに前回実行時のSC3またはSD3において選択基地局組を用いた測位結果に対する最適基地局組であるとされた基地局組の基地局組番号を保存しておき、次回実行時におけるSC1またはSD1においては、SH0において選択された移動局に対応する選択基地局番号をこの表2より読み出すことにより選択基地局が選択されればよい。
[表2]
移動局番号 次回実行時の選択基地局組番号
――――――――――――――――――――――――――――
1 1
2 4
3 4
In the above description, even if SH0 is used when FIG. 15 and FIG. 16 are used as the subroutine of FIG. 13 as in the first and second embodiments, FIG. 15 or FIG. It is possible to apply even when it is used alone as shown in FIG. In addition, when SG7 is provided at the bottom of the flowchart as in the fifth embodiment, the positioning result using the selected base station set in SC3 or SD3 at the previous execution for each mobile station as shown in Table 2 below. The base station group number of the base station group that is determined to be the optimum base station group is stored, and in the next execution SC1 or SD1, the selected base station number corresponding to the mobile station selected in SH0 is The selected base station may be selected by reading from Table 2.
[Table 2]
Mobile station number Selected base station group number for next execution ―――――――――――――――――――――――――――
1 1
2 4
3 4
上述の実施例によれば、移動局は複数個の移動局である場合において、選択基地局組の選択および最適基地局組の決定は複数個の移動局の各移動局ごとに実行されるので、移動局10が複数個の場合であっても、各移動局毎に順次位置の算出が実行される。
According to the above embodiment, when the mobile station is a plurality of mobile stations, the selection of the selected base station set and the determination of the optimum base station set are executed for each mobile station of the plurality of mobile stations. Even if there are a plurality of
基地局12の一部が故障した場合において、故障した基地局が含まれる最適基地局組マップをそのまま使用すると、実際には故障して使用することのできないにも関わらず、その故障した基地局を含む最適基地局組に基づいて測位を実行しなければならないなどの実行し得ない事例が発生してしまうため、これを防止する必要がある。 When a part of the base station 12 fails, if the optimum base station set map including the failed base station is used as it is, the failed base station can be used even though it cannot actually be used due to failure. Since there are cases in which positioning cannot be performed, such as the necessity to perform positioning based on the optimal base station set including the above, it is necessary to prevent this.
図4の故障判定部62は、故障判定工程あるいは故障判定手段に対応し、複数の基地局の一部が故障した場合において、故障した一部の基地局を除く正常な基地局によって移動局の位置の推定が可能であるか否かを判断する。
The
図21は、基地局12の一部が故障した場合においても測位を可能にするための最適基地局組マップを作成するためのフローチャートであって、図14に対応するものである。 FIG. 21 is a flowchart for creating an optimal base station set map for enabling positioning even when a part of the base station 12 breaks down, and corresponds to FIG.
まず、SJ1においては、基地局12のうち一部の基地局の故障が検出される。この故障の検出は、例えば、それまで通常に測位サーバ14との通信が行われていた基地局12との通信が2回連続して失敗したことや、基地局12から明らかに誤った測距データが測位サーバ14に送られてきたことなどに基づいて行われる。続くSJ2においては、基地局12のうち、故障していない基地局の数が算出され、故障していない基地局の数が、最小限測位に必要な数に足りているかが判断される。上述の様に、移動局10の移動可能領域50が平面である場合には、最小限測位に必要な基地局12の数は3つであるから、故障していない基地局12の数が3以上であるかが判断される。本判断が肯定される場合には続くSJ3以降が実行される一方、本判断が否定される場合には測位を実行することができないとして本フローチャートは終了させられる。
First, in SJ1, a failure of some of the base stations 12 is detected. This failure is detected, for example, when communication with the base station 12 that has normally been in communication with the
続くSJ3においては、故障した基地局を除いた基地局の数と、測位に使用することができる基地局の数とに基づいて、基地局の組み合わせが生成される。そして、SJ4においては、前記基地局の組み合わせの個数が変数NumPermに格納される。例えば全部で6つの基地局12が存在し、その2つが故障した場合には、故障した基地局を除いた4つの基地局12から3つの基地局を用いて測位を実行しようとしているので、4つの基地局の組み合わせが生成され、また、NumPerm=4とされる。 In the subsequent SJ3, a combination of base stations is generated based on the number of base stations excluding the failed base station and the number of base stations that can be used for positioning. In SJ4, the number of combinations of the base stations is stored in a variable NumPerm. For example, when there are six base stations 12 in total and two of them are out of order, the four base stations 12 except for the base station that has failed are trying to perform positioning using three base stations. A combination of two base stations is generated and NumPerm = 4.
続くSJ5乃至SJ9は、図14におけるSB3乃至SB7に対応し、その作動は同一であるので説明を省略する。このようにして作成された最適基地局組マップは故障した基地局12を含まないものであるので、図15における測位ルーチンによって用いられることができる。 Subsequent SJ5 to SJ9 correspond to SB3 to SB7 in FIG. 14, and the operation thereof is the same, so the description thereof is omitted. Since the optimum base station set map created in this way does not include the failed base station 12, it can be used by the positioning routine in FIG.
上述の実施例によれば、複数の基地局の一部が故障した場合において、故障した一部の基地局を除く正常な基地局によって移動局の位置の推定が可能であるか否かを判断する故障判定部62を有し、故障判定部62によって移動局の位置の推定が可能であると判断された場合には、選択基地局組の選択および最適基地局組の決定は正常な基地局の中から行われるので、複数の基地局の一部が故障した場合であっても移動局10の位置の推定を実行することができる。
According to the above-described embodiment, when a part of a plurality of base stations fails, it is determined whether or not the position of the mobile station can be estimated by a normal base station excluding a part of the failed base stations. If the
本実施例は、上述の実施例7同様、基地局12の一部が故障した場合に対応するものである。図22は、図14のマップ作成ルーチンに対応するフローチャートである。図22においてSK1乃至SK6は図14のSB1乃至SB6に対応し、各ステップにおける作動はそれぞれ同一であるので説明を省略する。続くSK7乃至SK10は最適基地局組マップ作成部105に対応する。本フローチャートにおいては、図23に示す様な多層化された最適基地局組マップが作成される。まず、SK7においては、反復のための変数jが初期化されj=1とされる。この変数jは、移動可能領域50の各セル54の中心にある移動局10を測位した場合にDOPが何番めに小さいかを表すものとして用いられる。
The present embodiment corresponds to a case where a part of the base station 12 has failed as in the seventh embodiment. FIG. 22 is a flowchart corresponding to the map creation routine of FIG. In FIG. 22, SK1 to SK6 correspond to SB1 to SB6 of FIG. 14, and the operation in each step is the same, so the description thereof is omitted. Subsequent SK7 to SK10 correspond to the optimum base station set
続くSK8においては、SK4乃至SK6によって作成されたDOPマップを探索することにより、移動可能領域50の全てのセル54ごとに、その中心にある移動局10を測位した場合のDOPがj番めである基地局組を見つけ出し、対応するセルの位置と関連付けて、例えば図23に示すようなDOPマップのj番目の層のマップに保存される。すなわち、SK8の1回めの実行時には、各セル54に対しDOPを最も小さくする基地局組が発見され、この基地局組に対応する基地局組番号がセル54の位置と関連付けて例えば図23に示す多層化された最適基地局組マップの最上層のマップに保存される。
In subsequent SK8, by searching the DOP map created by SK4 to SK6, the DOP when the
SK9においては、SK8を全ての基地局組の個数だけ反復したかが判断される。本判断が否定される場合には、SK10においてj=j+1とされ、各セル54に対して次にDOPが小さくなる基地局組の探索が実行される。一方本ステップの判断が肯定される場合には、前記多層化された最適基地局マップが作成されたとして、本フローチャートが終了させられる。
In SK9, it is determined whether SK8 is repeated by the number of all base station groups. If this determination is negative, j = j + 1 is set in SK10, and a search for a base station set with the next smallest DOP is performed for each
このようにして作成された多層化された最適基地局マップは、マップの各セル54についてそれぞれ、最上層にDOPを小さくする基地局組の基地局組番号すなわち最適基地局組の基地局組番号が記載され、次の層に各セル54についてDOPを2番目に小さくする基地局組の基地局組番号が記載され、以下DOPを小さくする順に基地局組番号が記載されている。
The multi-layered optimum base station map created in this way is the base station set number of the base station set that reduces the DOP at the top layer for each
図24および図25は、図23がマップ作成ルーチンとして用いられた場合に対応する測位ルーチンであって、それぞれ図15および図16に対応するものである。図24と図15とを比べると、図15におけるSC3に代えてSL3乃至SL6が設けられている点が異なる。一方、SL1、SL2、SL7、SL8およびSL9はそれぞれSC1、SC2、SC4、SC5およびSC6に対応するものであって、各ステップにおける作動もそれぞれ同一であるから説明を省略する。 FIGS. 24 and 25 are positioning routines corresponding to the case where FIG. 23 is used as a map creation routine, and correspond to FIGS. 15 and 16, respectively. 24 differs from FIG. 15 in that SL3 to SL6 are provided instead of SC3 in FIG. On the other hand, SL1, SL2, SL7, SL8, and SL9 correspond to SC1, SC2, SC4, SC5, and SC6, respectively, and the operation in each step is also the same, and thus the description thereof is omitted.
SL3においては、反復のための変数iが初期化されi=1とされる。続いてSL4においては、前記図23のフローチャートにおいて作成された多層化された最適基地局マップのうち、SL2において選択基地局組に基づいて測位された移動局10の位置とされた位置に対応するセルに対応するのi番目の層のマップに記載された基地局組番号が読み出される。これが最適基地局組の候補となる。すなわち、SL4の1回めの実行時には、前記多層化された最適基地局マップの最上層のマップにおいて、SL2において選択基地局組に基づいて測位された移動局10の位置とされた位置に対応するセルに対応された記載された基地局組番号が読み出される。
In SL3, a variable i for iteration is initialized and i = 1. Subsequently, in SL4, among the multi-layered optimum base station map created in the flowchart of FIG. 23, the position corresponding to the position of the
続いてSL5においては、SL4において読み出された基地局組番号に対応する最適基地局組の候補を構成する基地局12が、故障した基地局を含むか否かが判定される。そして、本判断が肯定される場合、すなわち最適基地局組の候補が故障した基地局を含むものであった場合にはSL6において反復のための変数iがi=i+1とされ、再度SL4が実行される。この結果、再度のSL4の実行時には、前回の実行時のDOPの次に小さいDOPとなる基地局組が次の最適基地局組の候補とされる。すなわち、SL4の2回めの実行時(i=2)においては、あるセル54についてDOPを2番目に小さくする基地局組が最適基地局組の候補とされるのである。
Subsequently, in SL5, it is determined whether or not the base station 12 constituting the optimal base station set candidate corresponding to the base station set number read in SL4 includes a failed base station. If this determination is affirmative, that is, if the optimal base station set candidate includes a failed base station, the variable i for repetition is set to i = i + 1 in SL6, and SL4 is executed again. Is done. As a result, when SL4 is executed again, the base station set that becomes the DOP smaller than the DOP at the previous execution is set as a candidate for the next optimum base station set. That is, at the time of the second execution of SL4 (i = 2), the base station set that makes the DOP second smallest for a
一方、図25と図16を比べると、図16におけるSD3に代えてSM3乃至SM6が設けられている点が異なる。一方SM1、SM2、SM7、SM8およびSM9はそれぞれSD1、SD2、SD4、SD5およびSD6に対応するものであって、各ステップにおける作動もそれぞれ同一であるから説明を省略する。またSM3乃至SM6は図24におけるSL3乃至SL6と同様の作動をするものである。 On the other hand, FIG. 25 is compared with FIG. 16 in that SM3 to SM6 are provided instead of SD3 in FIG. On the other hand, SM1, SM2, SM7, SM8, and SM9 correspond to SD1, SD2, SD4, SD5, and SD6, respectively, and the operation in each step is also the same, and thus the description thereof is omitted. SM3 to SM6 operate in the same manner as SL3 to SL6 in FIG.
上述の実施例によれば、基地局組み合わせ判断部104は、選択基地局組の複数の組み合わせを、この選択基地局組を用いて位置計算部56による移動局10の位置の算出に用いた場合に精度劣化係数としてのDOPが小さい順に順位づけるとともに、前記故障した一部の基地局12を含まない選択基地局組のうち、順位が最も高いものを最適基地局組として決定するので、複数の基地局12の一部が故障した場合であっても、故障した基地局を含まない選択基地局組のうち、最も順位が高い、すなわちDOPが小さいものが最適基地局組とされるので、複数の基地局の一部が故障した場合であっても精度の良い位置の推定が可能となる。
According to the above-described embodiment, the base station
図26は、本実施例において用いられる測位サーバ14の制御機能の概要を説明する機能ブロック線図である。本図においては、境界判定部106、測位誤差計算部108、および許容誤差算出保持部112などが加えて設けられている点、また基地局組み合わせ判断部104が境界時基地局組み合わせ判断部110を有する点において、図4と異なる。許容誤差算出保持部112は、本発明の移動局位置推定方法が移動局10の位置の推定を行う際の測位誤差eを算出し、算出した値を保持する。
FIG. 26 is a functional block diagram illustrating an outline of the control function of the
境界判定工程および境界判定手段に対応する境界判定部106は、マスク設定部114、Lap値算出部116、縁部処理部118などを有し、位置計算部56によって算出された移動局10の位置が、最適基準局組マップ作成部105において作成された最適基準局組マップにおける境界領域に含まれるか否かを判定する。ここで、境界領域とは最適基準局組マップにおいてあるセル54に着目した場合にそのセル54に対応する最適基準局組と、その着目したセル54の近傍にあるセル54に対応する最適基準局組とが異なっている領域をいう。具体的には、マスク設定部114によって設定されたマスクに対して、Lap値算出部116によって算出されるLap値が0である場合には境界領域にないと判断され、Lap値が0でない場合には境界領域にあると判断される。
The
マスク設定部114は、位置計算部56によって移動局10の位置が算出された場合に、その位置を含むセル54を中心とするマスクを設定する。このマスクの設定方法について説明する。図27乃至図29は、マスク設定部114によるマスクの設定を説明する図である。マスクは、許容誤差算出保持部112が算出し保持する測位誤差eに基づいてその大きさと形状とが決定される。具体的には例えば、位置計算部56によって移動局10の位置が算出された場合に、その位置を含むセル54の中心として半径eの円を描いた場合に、その円が隠れる最小のセルがマスクとされる。本実施例においては、移動可能領域50は一辺1mの正方形のセル54に区切られているので、測位誤差eが e<0.5mの場合には図27に示す様に、移動局10の位置として測位された位置含むセル1つがマスクとなる。また、測位誤差eが 0.5≦e<√2/2である場合には図28に示す様に、移動局10の位置として測位された位置を含むセルとその上下左右1つづつのセルからなる合計5つのセルがマスクとなる。また、測位誤差eが √2/2≦e<1.5である場合には図29に示す様に、移動局10の位置として測位された位置含むセルとそのそのセルに隣接する8つのセルからなる合計9つのセルがマスクとなる。測位誤差eが1.5以上である場合にも同様にマスクの大きさと形状とが決定される。
When the
Lap値算出部116は、マスク設定部114において設定されたマスクにおけるLap値を算出する。このLap値は、マスクに含まれるセルに対応づけられた最適基地局組に関連する値である最適基地局組関連値を所定の数式により計算して得られるものである。具体的には例えば、前記最適基地局組関連値とは最適基地局組に対応する基地局組番号の値であって、また前記所定の数式は次の規則に基づいて決定される。すなわち、
(1)マスクの中心以外のセル54に対応する最適基地局関連値を足し合わせる。
(2)マスクの中心となるセル54に対応する最適基地局関連値にマスクの中心以外のセル54の個数を乗ずる。
(3)(1)の結果より(2)の結果を減ずる。
である。この(3)の結果がLap値である。具体的には図29の例でいえば、マスクの中心以外のセルであるセル54a乃至セル54hに対応する最適基地局関連値である基地局組番号を足し合わせた数から、マスクの中心であるセル54iに対応する基地局番号にマスクの中心以外のセルの54a乃至54hの数である8を減じた数を引くことによって算出される。すなわち、図27乃至図29に示したマスクの例において、マスクを構成するセルに記載された値は、マスク値であって、そのマスク値とそのセルに対応した最適基地局関連値とを掛け合わせたものを全てのセルについて足し合わせることによりLap値となる様にされたものである。
The Lap
(1) The optimum base station related values corresponding to the
(2) Multiply the optimum base station related value corresponding to the
(3) The result of (2) is subtracted from the result of (1).
It is. The result of (3) is the Lap value. Specifically, in the example of FIG. 29, from the number obtained by adding the base station group numbers that are the optimum base station related values corresponding to the
これを、具体的に最適基地局組マップに適用したのが図30である。いま、測位誤差eが √2/2≦e<1.5であり、図29に示す様に、移動局10の位置として測位された位置を含む9つのセルによってマスクが設定されるとする。位置計算部56によって算出された移動局10の位置がセル54jに含まれる場合には、マスクは図30の太線Rjのように算出される。そしてこのときのLap値は、
4+4+4+4+4+4+4+4−4×8=0
であるので、この場合境界判定部106によりセル54jは境界領域にないと判断される。一方、位置計算部56によって算出された移動局10の位置がセル54kに含まれる場合には、マスクは図30の太破線Rkのように算出される。そしてこのときのLap値は、
4+5+3+5+3+5+5+3−5×8=−7
となりLap値が0ではないので、この場合境界判定部106によりセル54kは境界領域にあると判断される。
FIG. 30 shows a specific application of this to the optimum base station group map. Now, it is assumed that the positioning error e is √2 / 2 ≦ e <1.5, and the mask is set by nine cells including the position measured as the position of the
4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4-4 × 8 = 0
Therefore, in this case, the
4 + 5 + 3 + 5 + 3 + 5 + 5 + 3-5 × 8 = −7
Since the Lap value is not 0, the
ところで、位置計算部56によって移動局10の位置と算出された位置が移動可能領域50の端部であるような場合には、マスク設定部114によって設定されるマスクが移動可能領域50に対応して作成された最適基地局組マップの内部と外部に跨がってしまう場合がある。例えば、図31に示す様な場合である。図31においては、位置計算部56によって移動局10の位置と算出された位置が図31に示すセル54mに含まれ、このときマスクは太線Rmのように算出され、最適基地局組マップの内部と外部に跨がっている。このような場合において、そのままではLap値算出部116によるLap値の算出ができないため、縁部処理部118により、マスクを構成するセルに対応する前記マスク値を変更する処理がなされる。
By the way, when the position calculated by the
具体的には、縁部処理部118は、マスクを構成するセルのうち、最適基地局組マップの外部に存在するセルに対応するマスク値を0とするとともに、マスクの中心となるセル54に対応するマスク値を、マスクの中心以外のセル54のうち最適基地局マップの内側に存在するセル54の数に−1を乗じたものとするようにマスク値を変更する。例えば、図31の場合の太線Rmで表されたマスクのマスク値は、図32の様に表される。このように縁部処理部118によってマスク値が変更されるので、Lap値算出部116によるLap値の算出は次の様に行われる。
(1’)マスクの中心以外のセル54のうち、最適基地局組マップの内部に存在するセル54に対応する最適基地局関連値を足し合わせる。
(2’)マスクの中心となるセル54に対応する最適基地局関連値に、マスクの中心以外のセル54のうち最適基地局組マップの内部に存在するセル54の個数を乗ずる。
(3’)(1’)の結果より(2’)の結果を減ずる。
である。この(3’)の結果がLap値である。具体的には図31の太線Rmのように算出されマスクのLap値は、
0+0+0+0+4+0+4+4−4×3=0
であるので、この場合境界判定部106によりセル54mは境界領域にないと判断される。
Specifically, the
(1 ′) Among the
(2 ′) The optimum base station related value corresponding to the
(3 ′) The result of (2 ′) is subtracted from the result of (1 ′).
It is. The result of (3 ′) is the Lap value. Specifically, the Lap value of the mask calculated as shown by the thick line Rm in FIG.
0 + 0 + 0 + 0 + 4 + 0 + 4 + 4-4 × 3 = 0
Therefore, in this case, the
測位誤差計算部108は、位置計算部56によって算出された移動局10の位置であるとされた位置が境界判定部106により境界領域にあると判断された場合において、最適基地局組マップにおいてマスク設定部114により設定されたマスクに含まれるセル54に対応する全ての基地局組を用いて位置計算部56により移動局10の位置の算出すなわち測位を所定の回数だけ実行し、それぞれの基地局組を用いた場合における測位誤差を算出する。ここで前記測位誤差は例えば標準偏差であって、前記所定の回数とはこの標準偏差を算出することが可能な回数以上の回数として定められる。
The positioning
境界近傍移動局位置算出工程または境界近傍移動局位置算出手段に対応する境界時測位結果算出部110は、位置計算部56によって算出された移動局10の位置であるとされた位置が境界判定部106により境界領域にあると判断された場合において、測位誤差計算部108によって算出された測位誤差のうち最も小さい測位誤差であった場合の基地局組を選択する。そして選択された基地局組を用いて再度移動局10の位置の算出を実行し、この結果を移動局10の位置とする。
The boundary-time positioning
具体的には、例えば図30の太破線Rkのように算出されたマスクであれば、測位誤差計算部108により、そのマスクのセルに対応する最適基地局組マップのセルに記載された基地局番号である3、4および5の基地局組を用いてそれぞれ位置計算部56による移動局10の測位が所定回数実行されるとともに、測位誤差がそれぞれ算出される。そして、境界時基地局組み合わせ判断部110はこれらの3つの基地局組に対応する測位誤差のうち、例えば基地局組番号3に対応する基地局組を用いた場合の測位誤差が最も小さい測位誤差となった場合には基地局組番号3に対応する基地局組を選択する。そしてこの基地局組番号3に対応する基地局組を用いて再度移動局10の位置の算出を実行し、この結果を移動局10の位置とする。
Specifically, for example, if the mask is calculated as indicated by a thick broken line Rk in FIG. 30, the positioning
図33は、測位した移動局10の位置が境界であるか否かを考慮した測位ルーチンの一部であって、図15のSC2とSC3との間、または図16のSD2とSD3との間に記載された二点鎖線の部分に挿入して実行されるものである。
FIG. 33 is a part of a positioning routine considering whether the position of the
まず、境界判定部106に対応するSN1においては、図34の境界判定ルーチンが実行される。図34のフローチャートはこの境界判定ルーチンを説明するものであり、まずマスク設定部114に対応するSP1においては、SC2またはSD2において算出された移動局10の位置であるとされた位置を含むセルを中心としたマスクが設定される。なお、このとき、マスクが最適基地局組マップの外部に跨がって設定された場合には、上述した縁部処理部118によるマスク値の補正処理が実行される。
First, in SN1 corresponding to the
Lap値算出部116に対応するSP2においては、SP1において設定されたマスクに対応するLap値が算出される。
In SP2 corresponding to the Lap
図33に戻って、SN2においてはSN1における境界判定ルーチンの実行の結果であるLap値が0であるか否かに基づいて、SC2またはSD2において測位された移動局10の位置が境界領域にあるか否かが判断される。本判断が肯定される場合、すなわちLap値が0であり、SC2またはSD2において算出された移動局10の位置であるとされた位置が境界領域にある場合には、図15または図16の場合と異なる処理が必要であるとして、SN3以降が実行される。一方、本判断が否定される場合、すなわちLap値が0であり、SC2またはSD2において算出された移動局10の位置であるとされた位置が境界領域にない場合には、図15または図16の処理が行われればよく、引き続きSC3以降またはSD3以降のステップが実行される。
Returning to FIG. 33, in SN2, the position of the
SN3およびSN4は測位誤差計算部108に対応する。まず、SN3においては、SP1において設定されたマスクに対応する最適基地局組マップにおける基地局組番号に対応する複数の基地局組を用いて移動局10の測位が実行される。この測位は各基地局組ごとにそれぞれ所定回数だけ実行される。この所定回数とは、続くSN4において計算される測位誤差が十分な信頼性を有するのに十分な回数であって、計算に要する時間や測距に要する時間を考慮して決定される。
SN3 and SN4 correspond to the
SN4においては、SN3において実行された移動局10の測位における測位誤差が、移動局組ごとにそれぞれ算出される。この測位誤差は例えば標準偏差である。この場合、SN3における所定回数とはこの標準偏差を算出し得るだけの測位結果が得られる回数となり、例えば10回である。
In SN4, the positioning error in the positioning of the
境界時測位結果算出部110に対応するSN5においては、SN4において複数の基地局組について算出された測位誤差のうち、測位誤差が最も小さい場合の基地局組を選択するとともに、その選択された基地局組を用いて再度移動局10の測位を実行し、この結果を移動局10の位置であるとして、本フローチャートは終了される。
In SN5 corresponding to the boundary-time positioning
上述の実施例によれば、位置計算部56よって算出された移動局10の位置が、移動局10の位置に対して基地局組み合わせ判断部104によって決定される最適基地局組と、移動局10の位置の近傍に対して基地局組み合わせ判断部104によって決定される前記最適基地局組とが異なる境界領域にあるか否かを判定する境界判定部106と、前記境界判定部106によって、移動局10の位置が前記境界領域にあると判断された場合には、前記境界領域における最適基地局組を考慮して前記移動局の位置を算出する境界時測位結果算出部110とを有するので、位置計算部56によって算出された移動局10の位置が前記境界領域にある場合であっても、最適基地局組を決定することができる。
According to the above-described embodiment, the optimal base station set in which the position of the
また、上述の実施例によれば、最適基地局組マップ作成部105は、最適基地局組マップにおける最適基地局組ごとに、該最適基地局組に関連した最適基地局組関連値として基地局組番号を付するものであり、境界判定部106は、位置計算部56により計算された移動局位置および前記近傍においてLap値算出部116により決定された前記最適基地局組に対応する前記最適基地局組関連値の重み付き平均であるLap値に基づいて前記移動局位置が境界にあるか否かを判断するので、前記境界領域において存在する複数の最適基地局組に対応する前記最適基地局組関連値の重み付き平均であるLap値に基づいて前記移動局位置が境界にあるか否かが判断される。
Further, according to the above-described embodiment, the optimum base station set
また、上述の実施例によれば、マスク設定部114は、前記境界領域としてのマスクの大きさを、移動局10と複数の基地局12、および移動局位置推定方法の仕様上発生する移動局10の測位の際に生ずる誤差eに基づいて決定するので、このようにすれば、前記誤差を考慮した前記境界領域の決定ができる。
Further, according to the above-described embodiment, the
また、上述の実施例によれば、前記縁部処理部118は、前記境界領域としてのマスクが移動可能領域50の内部と移動可能領域50の外部との両方に跨がって存在する場合において、移動可能領域50の外部における最適基地局組関連値を考慮しない重み付けを行うので、境界判定部106は、前記境界領域としてのマスクが移動可能領域50の内部と移動可能領域50の外部との両方に跨がって存在する場合においても、境界時測位結果算出部110によって移動局10の位置を推定することができる。
Further, according to the above-described embodiment, the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
例えば、上述の実施例においては、移動局10が移動しうる領域である移動可能領域50は一辺30mの正方形の平面として設けられたが、これに限られない。具体的には、移動可能領域50が平面である場合にその形状が限定されることはなく、また移動可能領域50が平面ではなく空間として設けられてもよく、その場合の形状も限定されない。なお、移動可能領域50が空間として設けられる場合には、上述の様に測位に必要な基地局の個数は最低4個となる。
For example, in the above-described embodiment, the
上述の実施例においては、測位サーバ14と各基地局12とは有線ケーブル52で接続されて通信を行ったが、測位サーバ14と各基地局12との間の通信は有線に限定されず、例えば電波や赤外線等によっても可能である。
In the above-described embodiment, the
上述の実施例において、移動局10および基地局12に設けられた平衡不平衡変換部22は、必ずしも必要ではなく、機器の構成状態によっては整合器としての機能のみを有すればよい場合がある。
In the above-described embodiment, the balance /
上述の実施例においては、スペクトラム拡散部34の手法として直接拡散方式が採用されたがこれに限られず、UWB(Ultra Wide Band)などその他の方式が用いられても良い。
In the above-described embodiment, the direct spreading method is adopted as the method of the
上述の実施例においては、位置計算部56においては、上記式(1)を連立方程式としてニュートンラフソン法などを用いて解くこととされたが、これに限られず、例えば測距結果と状態遷移に基づいて最適解を導出するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施例においては、測距部40は基地局12の機能として設けられたが、これに限られず、例えば測位サーバ14内に設けられても良い。この場合、基地局12から測位サーバ14へは、例えば、基地局12が受信した信号波がそのまま送信される様にすればよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施例1においては、マップ作成ルーチンが実行された後、測位ルーチンが実行される様にされたが、必ずしもこれに限られず、例えばこれらのルーチンが同時に並行して実行される様にしてもよい。 In the first embodiment, the positioning routine is executed after the map creation routine is executed. However, the present invention is not limited to this. For example, these routines may be executed in parallel at the same time. Also good.
また、上述の実施例においては、最適基地局組マップは一旦作成されるとその後は作成された最適基地局組マップがそのまま用いられるようにされたが、これに限られず、例えば以降の測位等に基づいて学習されたり更新されたりしてもよい。 In the above-described embodiment, once the optimum base station group map is created, the created optimum base station group map is used as it is. However, the present invention is not limited to this. For example, the following positioning, etc. It may be learned or updated based on
また、上述の実施例9において、境界時測位結果算出部110は、位置計算部56によって算出された移動局10の位置であるとされた位置が境界判定部106により境界領域にあると判断された場合において、測位誤差計算部108によって算出された測位誤差のうち最も小さい測位誤差であった場合の基地局組を選択し、その選択された基地局組を用いて再度移動局10の位置の算出を実行するようにされたが、例えば前記選択された基地局組と位置計算部56によって移動局10の位置を算出した際の基地局組とが一致する場合には必ずしも再度の位置の算出は必要ではない。
In the ninth embodiment, the boundary positioning
なお、上述の実施例においては、4つの基地局12のうち3つの基地局12を使用して測位を実行する際の例を示したが、これは一例に過ぎず、存在する基地局の合計に限定はなく、また、測位に用いる基地局も、前記少なくとも必要となる基地局の数以上の基地局であればよい。 In the above-described embodiment, an example of performing positioning using three of the four base stations 12 is shown, but this is only an example, and the total number of existing base stations is shown. The base station used for positioning may be any base station that is at least as many as the required number of base stations.
また、上述の実施例においては、前記最適基地局組決定工程あるいは最適基地局組決定手段としての基地局組み合わせ判断部104は、精度劣化係数としてのHDOPが最小となる基地局組を最適基地局組と決定したが、これに限られない。例えば、前記精度劣化係数が予め定められた所定値よりも小さい前記基地局組を前記最適基地局として決定してもよい。このようにすれば、前記精度劣化係数が所定値よりも小さい基地局組が最適基地局として決定されるので、全ての基地局組に対する精度劣化係数を算出し比較することなく最適基地局組が決定されることができ、最適基地局組に要する時間を短縮することができる。
In the above-described embodiment, the base station
また、上述の実施例においては、前記最適基地局組決定工程あるいは最適基地局組決定手段としての基地局組み合わせ判断部104が決定する最適基地局組は、精度劣化係数としてのHDOPが最小となる1つの基地局組であるとされるとともに、前記基地局組照合工程あるいは基地局組照合手段は前記選択基地局組と前記最適基地局組とが一致するか否かを判断したが、これに限られない。例えば、上述のように、前記最適基地局組決定工程あるいは最適基地局組決定手段によって、前記精度劣化係数が予め定められた所定値よりも小さい前記基地局組が前記最適基地局として決定される場合などにおいては、複数の基地局組が最適基地局組とされてもよく、また、前記基地局組照合工程あるいは基地局組照合手段は前記選択基地局組と、前記最適基地局組を構成する複数の基地局組のいずれかとが一致するか否か、すなわち前記選択基地局組が前記最適基地局組を構成する複数の基地局組に含まれるか否かを判断してもよい。このようにすれば、複数の基地局組が最適基地局として決定される場合であっても、前記選択基地局組が前記複数の基地局組からなる最適基地局組を構成するいずれかの基地局組と一致するか否かの判断がされるので、前記精度劣化係数の最小値を含む前記所定の範囲に含まれる複数の基地局組が存在する場合において、これらの複数の基地局組が最適基地局組とされ、前記選択基地局変更工程による選択基地局が変更、および前記移動局位置算出工程による再度の移動局の位置の算出が行われる回数が少なくなり、移動局の位置の算出に要する時間が短縮される。
In the above-described embodiment, the optimal base station set determined by the base station
また、上述の実施例においては、前記最適基地局決定工程あるいは最適基地局決定手段としての基地局組み合わせ判断部104は、各セル54について一通りの最適基地局組を決定したが、これに限られない。例えば、前記移動局位置算出工程あるいは移動局位置算出手段において前記移動局が発信し前記基地局が受信することにより前記移動局の位置の算出に用いられる電波の周波数に応じて前記最適基地局を決定するようにしてもよい。このようにすれば、前記移動局位置算出工程あるいは移動局位置算出手段において前記移動局が発信し前記基地局が受信することにより前記移動局の位置の算出に用いられる際に複数の周波数の異なる電波が切り換えられて用いられる場合において、前記電波の周波数に応じてマルチパス等の影響が変化し、最適基地局組が変化する場合であっても、これを考慮した最適基地局の決定が行われる。また、予め前記複数の周波数の異なる電波に対して最適基地局組を決定しておき、これを各周波数の電波毎に保存しておく、すなわち、各周波数の電波毎に図12に示すような最適基地局組マップを保存するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the base station
10:移動局
12:基地局
14:測位サーバ
56:位置計算部(移動局位置算出工程、移動局位置算出手段)
60:測位結果出力部
62:故障判定部(故障判定工程、故障判定手段)
100:基地局組み合わせ情報保持部
102:DOPマップ作成保持部
104:基地局組み合わせ判断部(最適基地局組決定工程、基地局組照合工程、選択基地局組変更工程、最適基地局組決定手段、基地局組照合手段、選択基地局組変更手段)
105:最適基地局組マップ作成部
106:境界判定部(境界判定工程、境界判定手段)
108:測位誤差計算部
110:境界時測位結果算出部(境界近傍移動局位置算出工程、境界近傍移動局位置算出手段)
112:許容誤差保持部
114:マスク設定部
116:Lap値算出部
118:縁部処理部
10: mobile station 12: base station 14: positioning server 56: position calculation unit (mobile station position calculating step, mobile station position calculating means)
60: Positioning result output unit 62: Failure determination unit (failure determination step, failure determination means)
100: base station combination information holding unit 102: DOP map creation holding unit 104: base station combination determining unit (optimum base station group determining step, base station group checking step, selected base station group changing step, optimal base station group determining means, Base station set verification means, selected base station set change means)
105: Optimal base station set map creation unit 106: Boundary determination unit (boundary determination step, boundary determination means)
108: Positioning error calculation unit 110: Boundary positioning result calculation unit (border vicinity mobile station position calculation step, boundary vicinity mobile station position calculation means)
112: Allowable error holding unit 114: Mask setting unit 116: Lap value calculation unit 118: Edge processing unit
Claims (30)
前記移動局の移動可能領域における位置に対応し、前記複数の基地局から前記移動局位置算出工程による前記移動局の位置の算出に用いた場合に精度の劣化を表す係数である精度劣化係数が最小となる前記基地局組である最適基地局組を決定する最適基地局組決定工程と、
前記基地局組から選択された1つの基地局組である選択基地局組を用いて前記移動局位置算出工程によって所定の移動局の位置を算出したとき、該移動局位置算出工程が用いた前記選択基地局組と、該移動局位置算出工程によって算出された前記移動局の位置に対応して最適基地局組決定工程によって決定された前記最適基地局組と、が一致するか否かを判断する基地局組照合工程と、
前記基地局組照合工程による照合において、前記選択基地局組と前記最適基地局組とが一致しないと判断された場合には、前記移動局位置算出工程において用いる前記選択基地局組を前記最適基地局組に変更する選択基地局組変更工程とを有し、
前記移動局位置算出工程は、前記選択基地局組変更工程によって変更された選択基地局組を用いて再度移動局の位置算出を実行すること
を特徴とする移動局位置推定方法。 A radio wave transmitted from a mobile station moving in a predetermined movable area is received by a base station set consisting of a combination of a plurality of base stations installed in advance at a predetermined position, and based on the radio wave received by the base station set A mobile station position calculating step for calculating the position of the mobile station, and a minimum number of the base stations constituting the base station set necessary for calculating the position of the mobile station in the mobile station position calculating step A mobile station location estimation method when there are more base stations than
Corresponding to the position of the mobile station in the movable region, an accuracy deterioration coefficient that is a coefficient representing deterioration in accuracy when used for calculating the position of the mobile station from the plurality of base stations in the mobile station position calculation step is An optimal base station set determining step for determining an optimal base station set which is the base station set to be minimized; and
When the position of a predetermined mobile station is calculated by the mobile station position calculating step using a selected base station set that is one base station set selected from the base station set, the mobile station position calculating step uses the It is determined whether or not the selected base station set matches the optimum base station set determined by the optimum base station set determining step corresponding to the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculating step. A base station group verification process,
When it is determined in the collation by the base station group collation step that the selected base station group and the optimum base station group do not match, the selected base station group used in the mobile station position calculating step is determined as the optimum base station A selected base station group changing step for changing to a station group,
The mobile station position calculating step includes performing the mobile station position calculation again using the selected base station group changed by the selected base station group changing step.
を特徴とする請求項1に記載の移動局位置推定方法。 2. The mobile station position estimation method according to claim 1, wherein the optimal base station set determination step stores the optimal base station set associated with coordinates in the movable area in an optimal base station set table. .
前記複数の基地局から構成される全ての基地局組を算出し、
前記移動可能領域内において予め設定された複数の基準点のそれぞれにおいて、前記全ての基地局組のうちの一の基地局組を用いて前記移動局の位置の算出を行った場合の前記精度劣化係数を算出し、該精度劣化係数を前記基準点の座標に対応づけて記憶する精度劣化係数テーブルを前記全ての基地局組に対して作成するとともに、
前記基準点のそれぞれにおいて、前記全ての基地局組に対して作成された複数の精度劣化係数テーブルのうち、該基準点における精度劣化係数が最も小さくなる前記精度劣化係数テーブルを作成する際に用いた前記基地局組を、前記基準点の座標に対応づけて前記最適基地局組テーブルに保存すること
を特徴とする請求項2に記載の移動局位置推定方法。 The optimal base station set determination step includes:
Calculate all base station sets composed of the plurality of base stations,
The accuracy degradation when the position of the mobile station is calculated using one base station set of all the base station sets at each of a plurality of preset reference points in the movable region A coefficient is calculated, and an accuracy deterioration coefficient table for storing the accuracy deterioration coefficient in association with the coordinates of the reference point is created for all the base station groups, and
In each of the reference points, among the plurality of accuracy degradation coefficient tables created for all the base station groups, it is used when creating the accuracy degradation coefficient table with the smallest accuracy degradation coefficient at the reference point. The mobile station position estimation method according to claim 2, wherein the base station group stored is stored in the optimum base station group table in association with the coordinates of the reference point.
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の移動局位置推定方法。 Change of the selected base station set used in the mobile station position calculating step by the selected base station set changing step and re-positioning of the mobile station by the mobile station position calculating step using another changed selected base station set The calculation of is performed repeatedly until it is determined that the selected base station set and the optimum base station set match in the base station set collating step. The mobile station position estimation method described in 1.
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の移動局位置推定方法。 The determination of the optimal base station group in the optimal base station group determination step is executed in advance for a plurality of positions set in advance in the movable area of the mobile station. The mobile station position estimation method according to claim 1.
を特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の移動局位置推定方法。 The determination of the optimal base station group by the optimal base station group determination step is executed for the part calculated as the position of the mobile station every time the position of the mobile station is calculated by the mobile station position calculation step. The mobile station position estimation method according to claim 1, wherein the mobile station position is estimated.
を特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の移動局位置推定方法。 The optimal base station group determined by the optimal base station group determining step is configured by the base station that can be used in the mobile station position calculating step. The mobile station position estimation method described.
を特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の移動局位置推定方法。 When the estimation of the position of the mobile station by the mobile station position estimation method is repeatedly executed, the base station collation step uses the optimum base station set used for the previous estimation as the selected base station set. The mobile station position estimation method according to any one of claims 1 to 7.
を特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の移動局位置推定方法。 The mobile station is a plurality of mobile stations, and the selection of the selected base station set and the determination of the optimum base station set are executed for each mobile station of the plurality of mobile stations. The mobile station position estimation method according to any one of 1 to 8.
該故障判定工程によって移動局の推定が可能であると判断された場合には、前記選択基地局組の選択および前記最適基地局組の決定は、前記正常な基地局から行われること
を特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の移動局位置推定方法。 In the case where a part of the plurality of base stations fails, it has a failure determination step of determining whether or not the mobile station can be estimated by normal base stations excluding the part of the base stations that have failed.
When it is determined that the mobile station can be estimated by the failure determination step, the selection of the selected base station set and the determination of the optimum base station set are performed from the normal base station. The mobile station position estimation method according to any one of claims 1 to 9.
を特徴とする請求項10に記載の移動局位置推定方法。 The optimum base station set determination step uses a plurality of combinations of the selected base station sets when calculating the position of the mobile station by the mobile station position calculation step using the selected base station set. 11. The system according to claim 10, wherein the base stations are ranked in ascending order, and the selected base station set not including some of the failed base stations is determined as the optimum base station set from among the selected base station sets. Mobile station position estimation method.
前記境界判定工程によって、前記移動局の位置が前記境界領域にあると判断された場合には、前記境界領域における最適基地局組を考慮して前記移動局の位置を算出する境界近傍移動局位置算出工程と
を有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の移動局位置推定方法。 The position of the mobile station calculated by the mobile station position calculating step is determined by the optimal base station set determining step with respect to the position of the mobile station, and the vicinity of the position of the mobile station A boundary determination step for determining whether or not the optimal base station set determined by the optimal base station set determination step is in a different boundary region;
When the boundary determination step determines that the position of the mobile station is in the boundary area, a mobile station position in the vicinity of the boundary that calculates the position of the mobile station in consideration of the optimum base station set in the boundary area The mobile station position estimation method according to claim 1, further comprising: a calculation step.
前記境界判定工程は、前記決定された移動局位置および前記近傍において前記最適基地局組決定工程により決定された前記最適基地局組に対応する前記最適基地局組関連値の重み付き平均に基づいて前記移動局位置が境界にあるか否かを判断すること
を特徴とする請求項12に記載の移動局位置推定方法。 The optimal base station set determination step attaches an optimal base station set related value related to the optimal base station set for each determined optimal base station set,
The boundary determination step is based on a weighted average of the optimum base station set related values corresponding to the optimum base station set determined by the optimum base station set decision step in the determined mobile station position and the vicinity. The mobile station position estimation method according to claim 12, wherein it is determined whether or not the mobile station position is at a boundary.
を特徴とする請求項12乃至13に記載の移動局位置推定方法。 In the boundary determination step, the size of the boundary region is determined based on an error that occurs during positioning of the mobile station, which occurs due to specifications of the mobile station, the plurality of base stations, and the mobile station position estimation method. The mobile station position estimation method according to claim 12, wherein the mobile station position is estimated.
を特徴とする請求項13乃至14に記載の移動局位置推定方法。 In the boundary determination step, when the boundary area exists across both the inside of the movable area and the outside of the movable area, the optimum base station set related value outside the movable area The mobile station position estimation method according to claim 13, wherein weighting is performed without considering
前記移動局の移動可能領域における位置に対応し、前記複数の基地局から前記移動局位置算出手段による前記移動局の位置の算出に用いた場合に精度の劣化を表す係数である精度劣化係数が最小となる前記基地局組である最適基地局組を決定する最適基地局組決定手段と、
前記基地局組から選択された1つの基地局組である選択基地局組を用いて前記移動局位置算出手段によって所定の移動局の位置を算出したとき、該移動局位置算出手段が用いた前記選択基地局組と、該移動局位置算出手段によって算出された前記移動局の位置に対応して最適基地局組決定手段によって決定された前記最適基地局組と、が一致するか否かを判断する基地局組照合手段と、
前記基地局組照合手段による照合において、前記選択基地局組と前記最適基地局組とが一致しないと判断された場合には、前記移動局位置算出手段において用いる前記選択基地局組を前記最適基地局組に変更する選択基地局組変更手段とを有し、
前記移動局位置算出手段は、前記選択基地局組変更手段によって変更された選択基地局組を用いて再度移動局の位置算出を実行すること
を特徴とする移動局位置推定装置。 A radio wave transmitted from a mobile station moving in a predetermined movable area is received by a base station set consisting of a combination of a plurality of base stations installed in advance at a predetermined position, and based on the radio wave received by the base station set Mobile station position calculating means for calculating the position of the mobile station, and the minimum number of the base stations constituting the base station set necessary for calculating the position of the mobile station in the mobile station position calculating means A mobile station location estimation apparatus when there are more base stations than
Corresponding to the position of the mobile station in the movable region, an accuracy deterioration coefficient that is a coefficient representing deterioration in accuracy when used for calculating the position of the mobile station by the mobile station position calculating means from the plurality of base stations. An optimum base station set determining means for determining an optimum base station set that is the base station set that is minimized;
When the position of a predetermined mobile station is calculated by the mobile station position calculating means using a selected base station set that is one base station set selected from the base station set, the mobile station position calculating means uses the It is determined whether or not the selected base station set matches the optimal base station set determined by the optimal base station set determining means corresponding to the position of the mobile station calculated by the mobile station position calculating means. Base station group verification means for
In the collation by the base station group collating unit, if it is determined that the selected base station group and the optimum base station group do not match, the selected base station group used in the mobile station position calculating unit is determined as the optimum base station group. A selection base station group changing means for changing to a station group;
The mobile station position estimation means performs the mobile station position calculation again using the selected base station set changed by the selected base station set change means.
を特徴とする請求項16に記載の移動局位置推定装置。 The mobile station position according to claim 16, wherein the optimal base station set determining means stores the optimal base station set positioned using coordinates in the movable area in an optimal base station set table. Estimating device.
前記複数の基地局から構成される全ての基地局組を算出し、
前記移動可能領域内において予め設定された複数の基準点のそれぞれにおいて、前記全ての基地局組のうちの一の基地局組を用いて前記移動局の位置の算出を行った場合の前記精度劣化係数を算出し、該精度劣化係数を前記基準点の座標に対応づけて記憶する精度劣化係数テーブルを前記全ての基地局組に対して作成するとともに、
前記基準点のそれぞれにおいて、前記全ての基地局組に対して作成された複数の精度劣化係数テーブルのうち、該基準点における精度劣化係数が最も小さくなる前記精度劣化係数テーブルを作成する際に用いた前記基地局組を、前記基準点の座標に対応づけて前記最適基地局組テーブルに保存すること
を特徴とする請求項17に記載の位置推定装置。 The optimum base station set determining means includes:
Calculate all base station sets composed of the plurality of base stations,
The accuracy degradation when the position of the mobile station is calculated using one base station set of all the base station sets at each of a plurality of preset reference points in the movable region A coefficient is calculated, and an accuracy deterioration coefficient table for storing the accuracy deterioration coefficient in association with the coordinates of the reference point is created for all the base station groups, and
In each of the reference points, among the plurality of accuracy degradation coefficient tables created for all the base station groups, it is used when creating the accuracy degradation coefficient table with the smallest accuracy degradation coefficient at the reference point. The position estimation apparatus according to claim 17, wherein the base station group stored is stored in the optimum base station group table in association with the coordinates of the reference point.
を特徴とする請求項16乃至18のいずれかに記載の位置推定装置。 The change of the selected base station set used in the mobile station position calculating means by the selected base station set changing means, and the position of the mobile station again by the mobile station position calculating means using another changed selected base station set 19. The calculation of is repeatedly performed until it is determined by the base station set collating means that the selected base station set and the optimum base station set match each other. The position estimation apparatus described in 1.
を特徴とする請求項16乃至19のいずれかに記載の位置推定装置。 The optimal base station set determination by the optimal base station set determination means is executed in advance for a plurality of positions set in advance within the movable area of the mobile station. A position estimation device according to claim 1.
を特徴とする請求項16乃至20のいずれかに記載の位置推定装置。 The determination of the optimal base station set by the optimal base station set determining means is executed for the portion calculated as the position of the mobile station every time the position of the mobile station is calculated by the mobile station position calculating means. The position estimation device according to any one of claims 16 to 20, wherein
を特徴とする請求項16乃至21のいずれかに記載の位置推定装置。 The optimal base station group determined by the optimal base station group determining unit is configured by the base station that can be used in the mobile station position calculating unit. The position estimation apparatus described.
を特徴とする請求項16乃至22のいずれかに記載の位置推定装置。 The base station collating means uses the optimum base station set used for the previous estimation as the selected base station set when the position estimation of the mobile station by the position estimation device is repeatedly executed. Item 23. The position estimation device according to any one of Items 16 to 22.
を特徴とする請求項16乃至23いずれかに記載の位置推定装置。 The mobile station is a plurality of mobile stations, and the selection of the selected base station set and the determination of the optimum base station set are executed for each mobile station of the plurality of mobile stations. The position estimation apparatus according to any one of 16 to 23.
該故障判定手段によって移動局の推定が可能であると判断された場合には、前記選択基地局組の選択および前記最適基地局組の決定は、前記正常な基地局から行われること
を特徴とする請求項16乃至24のいずれかに記載の位置推定装置。 In the case where a part of the plurality of base stations fails, it has a failure determination means for determining whether or not a mobile station can be estimated by a normal base station excluding the part of the base stations that have failed.
When it is determined that the mobile station can be estimated by the failure determination means, the selection of the selected base station set and the determination of the optimum base station set are performed from the normal base station. The position estimation apparatus according to any one of claims 16 to 24.
を特徴とする請求項25に記載の位置推定装置。 The optimum base station set determining means uses a plurality of combinations of the selected base station sets when calculating the position of the mobile station by the mobile station position calculating means using the selected base station set. 26. The system is ranked in ascending order and the selected base station set not including some of the failed base stations is determined as the optimal base station set in the selected base station set. Position estimation device.
前記境界判定手段によって、前記移動局の位置が前記境界領域にあると判断された場合には、前記境界領域における最適基地局組を考慮して前記移動局の位置を算出する境界近傍移動局位置算出手段と
を有することを特徴とする請求項16乃至26のいずれかに記載の位置推定装置。 The position of the mobile station calculated by the mobile station position calculating means is determined by the optimal base station set determining means with respect to the position of the mobile station, and the vicinity of the position of the mobile station Boundary determining means for determining whether or not the optimal base station set determined by the optimal base station set determining means is in a different boundary region;
When the boundary determination unit determines that the position of the mobile station is in the boundary area, the mobile station position near the boundary calculates the position of the mobile station in consideration of the optimum base station set in the boundary area 27. The position estimation device according to claim 16, further comprising a calculation unit.
前記境界判定手段は、前記決定された移動局位置および前記近傍において前記最適基地局組決定手段により決定された前記最適基地局組に対応する前記最適基地局組関連値の重み付き平均に基づいて前記移動局位置が境界にあるか否かを判断すること
を特徴とする請求項27に記載の位置推定装置。 The optimum base station set determining means attaches an optimum base station set related value related to the optimum base station set to each determined optimum base station set,
The boundary determination means is based on the weighted average of the optimum base station set related values corresponding to the optimum base station set determined by the optimum base station set decision means in the determined mobile station position and the vicinity. The position estimation apparatus according to claim 27, wherein it is determined whether or not the mobile station position is at a boundary.
を特徴とする請求項27乃至28に記載の位置推定装置。 The boundary determination means determines the size of the boundary region based on an error that occurs during positioning of the mobile station, which occurs due to specifications of the mobile station, the plurality of base stations, and the position estimation device. 29. The position estimation apparatus according to claim 27, wherein the position estimation apparatus is characterized in that:
を特徴とする請求項28乃至29に記載の位置推定装置。 The boundary determination means, when the boundary region exists across both the inside of the movable region and the outside of the movable region, the optimum base station set related value outside the movable region 30. The position estimation apparatus according to claim 28, wherein weighting is performed without considering
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JP2011047915A (en) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Korea Electrotechnology Research Inst | Radio-positioning system and positioning method |
WO2011162311A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-29 | 日本電気株式会社 | Positioning error calculation device, positioning error calculation system, and positioning error calculation method |
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- 2007-03-30 JP JP2007095227A patent/JP2008249675A/en active Pending
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