JP2009288173A - Position estimation terminal, position estimation method, and position estimation program - Google Patents
Position estimation terminal, position estimation method, and position estimation program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009288173A JP2009288173A JP2008143336A JP2008143336A JP2009288173A JP 2009288173 A JP2009288173 A JP 2009288173A JP 2008143336 A JP2008143336 A JP 2008143336A JP 2008143336 A JP2008143336 A JP 2008143336A JP 2009288173 A JP2009288173 A JP 2009288173A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- visible light
- position estimation
- sensor
- elevation angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、可視光送信装置から送信される可視光信号を受信し、受信した可視光信号に基づいて自身の位置を算出する位置推定端末、位置推定方法、および位置推定プログラムに関する。 The present invention relates to a position estimation terminal, a position estimation method, and a position estimation program that receive a visible light signal transmitted from a visible light transmitter and calculate its own position based on the received visible light signal.
従来、携帯電話などの端末が自身の位置情報を取得する技術として、GPS(全地球測位システム:Global Positioning System)衛星から送信される信号を受信し、自身の現在位置を算出するGPSが普及している。このようなGPSにおいては、GPS衛星からGPS受信端末までの信号経路にある電離層や対流層の影響による遅延や減衰、地形や雲などによる遮蔽のため、算出する推定位置に誤差が生じる。また、屋内では正確に信号を受信することは困難である。そこで、屋内で端末が自身の位置を検出する技術として、RFID(Radio Frequency IDentification)などのICタグを用いる方法が提案されているが、この方法の問題点として、屋内の各所にICタグリーダを設置するなどインフラ整備の必要性があることが挙げられる。 Conventionally, as a technique for a terminal such as a mobile phone to acquire its own position information, GPS that receives a signal transmitted from a GPS (Global Positioning System) satellite and calculates its current position has spread. ing. In such GPS, an error occurs in the estimated position to be calculated due to delay and attenuation due to the influence of the ionosphere and convection layer in the signal path from the GPS satellite to the GPS receiving terminal, and shielding by terrain and clouds. Also, it is difficult to receive signals accurately indoors. Therefore, as a technique for detecting the position of the terminal indoors, a method using an IC tag such as RFID (Radio Frequency IDentification) has been proposed. However, as a problem of this method, IC tag readers are installed in various places indoors. There is a need for infrastructure development.
一方、次世代省エネルギー照明光源としての発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)の研究が進められている。このようなLEDは、長寿命、小型、低消費電力といった優れた特徴をもつ。このため、従来の照明光源である電球からLEDによる照明への代用が始まっている。LED照明は、蛍光灯や白熱電球と異なり余熱時間が不要であるため、応答速度が早い。そこで、このようなLEDの性質を利用して、人間の目では認識できない程度の短い時間での照明の光強度変調(IM:Intensity Modulation)により情報通信を行う可視光通信が研究されている。このようなLED照明装置は、自身に予め付与された識別子(ID)を、可視光を伝送媒体とした信号により送出する。LED照明装置から送出された可視光を受信する可視光受信端末は、受信した可視光に含まれる識別子を読み出し、その識別子に対応して予め定められるLED照明装置の位置を、現在位置として推定することが可能となる。 On the other hand, research on a light emitting diode (LED) as a next-generation energy-saving illumination light source is underway. Such an LED has excellent characteristics such as long life, small size, and low power consumption. For this reason, the substitution from the light bulb which is a conventional illumination light source to the illumination by LED has begun. Unlike LED fluorescent lamps and incandescent lamps, LED lighting does not require any remaining heat time, and therefore has a high response speed. Therefore, visible light communication that performs information communication by light intensity modulation (IM: Intensity Modulation) in a short time that cannot be recognized by the human eye using such properties of LEDs has been studied. Such an LED lighting device sends an identifier (ID) given to itself in advance by a signal using visible light as a transmission medium. The visible light receiving terminal that receives the visible light transmitted from the LED lighting device reads the identifier included in the received visible light, and estimates the position of the LED lighting device that is predetermined corresponding to the identifier as the current position. It becomes possible.
さらに、ユーザに認識可能な可視光を用いる可視光通信では、ユーザがその光源の方向を特定することが容易であるため、ユーザが可視光受信端末を光源に指向させることで、可視光受信端末の視野角(FOV:field of view)を狭く絞り込んでいても可視光を受信することが可能である。このため、可視光受信端末は、指向性のある可視光を受信した際の自身の仰角などをセンサにより取得して、可視光送信装置と自身との相対位置を算出することが可能である。非特許文献1には、このような可視光を受信した際の仰角を受光角として端末の位置を推定する可視光IDシステムが記載されている。
しかしながら、上述のように可視光を受信した際の受信部の仰角をそのまま受光角として端末の位置を測定する場合、可視光を受信した際の端末の仰角が大きければ、仰角をそのまま光源の受光角度と推定することができる。一方、端末が光源から離れて仰角が小さくなると、可視光受信端末の視野角の範囲内における角度誤差が、位置を算出する際の大きな位置推定誤差となってしまう問題がある。このため、光源からの可視光を受信可能な範囲であっても、仰角の小さい場合には誤差が大きくなり、高い精度で端末の位置を算出可能な範囲は仰角の大きな範囲に限れられることとなっていた。 However, as described above, when the position of the terminal is measured using the elevation angle of the receiving unit when receiving visible light as it is as the light receiving angle, if the elevation angle of the terminal when receiving visible light is large, the elevation angle is directly received by the light source. It can be estimated as an angle. On the other hand, when the terminal moves away from the light source and the elevation angle becomes small, there is a problem that the angle error within the range of the viewing angle of the visible light receiving terminal becomes a large position estimation error when calculating the position. For this reason, even if it is a range in which visible light from the light source can be received, the error increases when the elevation angle is small, and the range in which the position of the terminal can be calculated with high accuracy is limited to a range where the elevation angle is large. It was.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、可視光送信装置から送出される可視光IDに基づいて自身の位置を推定する端末が、より広い範囲で、自身の位置を高い精度で算出する位置推定端末、位置推定方法、および位置推定プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and a terminal that estimates its own position based on a visible light ID transmitted from a visible light transmitting apparatus can accurately determine its own position in a wider range. An object of the present invention is to provide a position estimation terminal, a position estimation method, and a position estimation program.
上述した課題を解決するために、本発明は、可視光を伝送媒体として信号を送信する可視光送信装置から送信される可視光に基づいて自身の位置を算出する位置推定端末であって、可視光を受信する可視光受信部と、可視光受信部が可視光を受信した場合、位置推定端末の仰角と方位角とを取得するセンサと、センサが取得した仰角に応じて、仰角に、可視光受信部の視野角を加算し、位置推定端末が可視光送信装置から送信される可視光を受信した受光角を算出する受光角度算出部と、受光角度算出部が算出した受光角と、センサが取得した方位角と、記憶されている自端末の高さとに基づいて、可視光送信装置に対する位置推定端末の相対位置を算出する位置推定部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a position estimation terminal that calculates its own position based on visible light transmitted from a visible light transmission device that transmits a signal using visible light as a transmission medium, When a visible light receiving unit that receives light and a visible light receiving unit receive visible light, a sensor that acquires an elevation angle and an azimuth angle of the position estimation terminal, and an elevation angle that is visible according to the elevation angle acquired by the sensor. A light reception angle calculation unit that calculates the light reception angle at which the position estimation terminal receives visible light transmitted from the visible light transmission device by adding the viewing angle of the light reception unit, the light reception angle calculated by the light reception angle calculation unit, and a sensor And a position estimation unit that calculates a relative position of the position estimation terminal with respect to the visible light transmission device based on the azimuth angle acquired by the device and the stored height of the terminal itself.
また、本発明は、上述の受光角度算出部は、センサが取得した仰角が、予め計測されたセンサが取得する仰角と実際の受光角との誤差と、センサが取得する仰角に視野角を加算した角度と実際の受光角との誤差とが等しくなる角度より大きい場合は、仰角を受光角とし、小さい場合は、仰角に視野角を加算した角度を受光角として算出することを特徴とする。 Further, according to the present invention, the above-described light reception angle calculation unit adds the viewing angle to the error between the elevation angle acquired by the sensor measured in advance and the actual light reception angle, and the elevation angle acquired by the sensor. If the difference between the measured angle and the actual light reception angle is larger than the same angle, the elevation angle is used as the light reception angle, and if it is smaller, the angle obtained by adding the viewing angle to the elevation angle is calculated as the light reception angle.
また、本発明は、上述の受光角度算出部は、センサが取得する仰角に応じて予め測定された誤差に対応する受信角の値を算出することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the light reception angle calculation unit described above calculates a value of a reception angle corresponding to an error measured in advance according to an elevation angle acquired by a sensor.
また、本発明は、可視光を伝送媒体とした信号を送信する可視光送信装置から送信される可視光に基づいて自身の位置を算出する位置推定端末を用いた位置推定方法であって、可視光受信部が、可視光を受信するステップと、センサが、可視光受信部が可視光を受信した場合、位置推定端末の仰角と方位角とを取得するステップと、受光角度算出部が、センサが取得した仰角に応じて、仰角に、可視光受信部の視野角を加算し、位置推定端末が可視光送信装置から送信される可視光を受信した受光角を算出するステップと、位置推定部が、受光角度算出部が算出した受光角と、センサが取得した方位角と、記憶されている自端末の高さとに基づいて、可視光送信装置に対する位置推定端末の相対位置を算出するステップと、を備えることを特徴とする。 The present invention also relates to a position estimation method using a position estimation terminal that calculates its own position based on visible light transmitted from a visible light transmission device that transmits a signal using visible light as a transmission medium. The light receiving unit receives the visible light, the sensor acquires the elevation angle and the azimuth angle of the position estimation terminal when the visible light receiving unit receives the visible light, and the light reception angle calculating unit includes the sensor. A step of adding a viewing angle of the visible light receiving unit to the elevation angle in accordance with the obtained elevation angle, and calculating a light receiving angle at which the position estimation terminal receives the visible light transmitted from the visible light transmitting device, and a position estimation unit. Calculating the relative position of the position estimation terminal with respect to the visible light transmission device based on the light reception angle calculated by the light reception angle calculation unit, the azimuth angle acquired by the sensor, and the stored height of the terminal. Special features To.
また、本発明は、上述の受光角度算出部は、センサが取得した仰角が、予め計測されたセンサが取得する仰角と実際の受光角との誤差と、センサが取得する仰角に視野角を加算した角度と実際の受光角との誤差とが等しくなる角度より大きい場合は、仰角を受光角とし、小さい場合は、仰角に視野角を加算した角度を受光角として算出することを特徴とする。 Further, according to the present invention, the above-described light reception angle calculation unit adds the viewing angle to the error between the elevation angle acquired by the sensor measured in advance and the actual light reception angle, and the elevation angle acquired by the sensor. If the difference between the measured angle and the actual light reception angle is larger than the same angle, the elevation angle is used as the light reception angle, and if it is smaller, the angle obtained by adding the viewing angle to the elevation angle is calculated as the light reception angle.
また、本発明は、上述の受光角度算出部は、センサが取得する仰角に応じて予め測定された誤差に対応する受信角の値を算出することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the light reception angle calculation unit described above calculates a value of a reception angle corresponding to an error measured in advance according to an elevation angle acquired by a sensor.
また、本発明は、可視光を伝送媒体とした信号を送信する可視光送信装置から送信される可視光に基づいて自身の位置を算出する位置推定端末のコンピュータに、可視光受信部が、可視光を受信するステップと、センサが、可視光受信部が可視光を受信した場合、位置推定端末の仰角と方位角とを取得するステップと、受光角度算出部が、センサが取得した仰角に応じて、仰角に、可視光受信部の視野角を加算し、位置推定端末が可視光送信装置から送信される可視光を受信した受光角を算出するステップと、位置推定部が、受光角度算出部が算出した受光角と、センサが取得した方位角と、記憶されている自端末の高さとに基づいて、可視光送信装置に対する位置推定端末の相対位置を算出するステップと、を実行させるプログラムである。 In addition, the present invention provides a visible light receiving unit connected to a computer of a position estimation terminal that calculates its own position based on visible light transmitted from a visible light transmitting device that transmits a signal using visible light as a transmission medium. The step of receiving light, the step of acquiring the elevation angle and the azimuth angle of the position estimation terminal when the visible light reception unit receives the visible light, and the light reception angle calculation unit according to the elevation angle acquired by the sensor The step of adding the viewing angle of the visible light receiving unit to the elevation angle and calculating the light receiving angle at which the position estimating terminal receives the visible light transmitted from the visible light transmitting device, and the position estimating unit is configured to receive the light receiving angle calculating unit. Calculating the relative position of the position estimation terminal with respect to the visible light transmitting device based on the received light angle calculated by the sensor, the azimuth angle acquired by the sensor, and the stored height of the terminal. is there
以上説明したように、本発明によれば、可視光を伝送媒体とした信号を受信して自身の位置を算出する位置推定端末が、可視光を受信した際の仰角と方位角とを取得し、取得した仰角に応じて、可視光を受信した受信部の視野角を加算して受光角を算出し、算出した受光角と、取得した方位角と、記憶されている自端末の高さとに基づいて、可視光の光源に対する相対位置を算出するようにしたので、仰角に応じて視野角を考慮して受光角を算出することで、より広い範囲で、自身の位置を高い精度で算出することが可能となる。 As described above, according to the present invention, a position estimation terminal that receives a signal using visible light as a transmission medium and calculates its own position acquires an elevation angle and an azimuth angle when the visible light is received. Depending on the acquired elevation angle, the viewing angle of the receiving unit that has received visible light is added to calculate the light reception angle, and the calculated light reception angle, the acquired azimuth angle, and the stored height of the terminal itself Based on this, the relative position of the visible light with respect to the light source is calculated. Therefore, by calculating the light receiving angle in consideration of the viewing angle according to the elevation angle, the position of the subject can be calculated with high accuracy in a wider range. It becomes possible.
また、本発明によれば、センサが取得した仰角が、予め計測された仰角と実際の受光角との誤差と、仰角に視野角を加算した角度と実際の受光角との誤差とが等しくなる角度より大きい場合は、仰角を受光角とし、小さい場合は、仰角に視野角を加算した角度を受光角として算出するようにしたので、誤差が少ないように計測され定められた閾値に応じて、受光角を算出することが可能となる。 Further, according to the present invention, the elevation angle acquired by the sensor is equal to the error between the elevation angle measured in advance and the actual light reception angle, and the error between the angle obtained by adding the viewing angle to the elevation angle and the actual light reception angle. When the angle is larger than the angle, the elevation angle is set as the light reception angle, and when the angle is small, the angle obtained by adding the viewing angle to the elevation angle is calculated as the light reception angle. The light receiving angle can be calculated.
また、本発明によれば、センサが取得する仰角に応じて予め測定された誤差に対応する受光角の値を算出するようにしたので、より粒度の高い受光角を算出することが可能となる。 Further, according to the present invention, since the value of the light receiving angle corresponding to the error measured in advance according to the elevation angle acquired by the sensor is calculated, it is possible to calculate the light receiving angle with higher granularity. .
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態による位置推定システムの構成を示す図である。
可視光送信装置100は、LED照明装置であり、自身に予め付与された識別子(ID)を、可視光を電送媒体とした信号により送出する。以下、可視光送信装置100の識別子を信号として含む可視光を可視光IDという。
可視光受信端末200は、可視光ID受信部210、6軸センサ220、角演算部230、角演算部230、位置推定部240を備えており、可視光送信装置100から送出される可視光IDを受信し、自身の位置を推定して算出する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a position estimation system according to the first embodiment of the present invention.
The visible
The visible
可視光ID受信部210は、自身の視野角に、可視光送信装置100から送信される可視光を自身の受信感度以上の受光強度で受信すると、受信した可視光に含まれる可視光IDを読み出す。
6軸センサ220は、3軸の加速度を取得する加速度センサ221と、3軸の地磁気を取得する地磁気センサ222とを備えている。
When the visible light
The six-
加速度センサ221は、自身に対する重力加速度を計測するセンサである。加速度センサ221は、三次元座標空間におけるX軸、Y軸、Z軸の3軸の重力加速度を計測するセンサを備えており、計測した重力加速度に基づいて三次元空間における可視光受信端末200に備えられる可視光ID受信部210の仰角を算出することが可能である。
地磁気センサ222は、自身に対する地磁気を計測するセンサである。地磁気センサ222は、三次元座標空間におけるX軸、Y軸、Z軸の3軸の地磁気を計測するセンサを備えており、計測した地磁気に基づいて三次元空間における可視光受信端末200の方位角を算出することが可能である。
The
The
角演算部230は、6軸センサ220の計測結果に基づいて、仰角ξを算出する仰角演算部231と、方位角φを算出する方位角演算部232とを備えている。
仰角演算部231は、加速度センサ221が備える3軸によって計測された重力加速度から、可視光受信端末200の仰角ξを算出する。
方位角演算部232は、地磁気センサ222が備える3軸によって計測された地磁気から、可視光受信端末200の方位角φを算出する。
The
The elevation
The
位置推定部240は、受光角度算出部241と位置算出部242とを備えており、可視光ID受信部210が可視光IDを受信した時点での可視光受信端末200の可視光送信装置100との相対位置を、角演算部230が算出した仰角ξと方位角φとを用いて算出する。
The
受光角度算出部241は、角演算部230の仰角演算部231が算出した仰角ξと、予め定められ自身の記憶領域に記憶された閾値αとを比較し、仰角ξが、閾値αより大きいと判定すると、仰角ξを受光角θとする。一方、閾値αより小さいと判定すると、仰角ξに、定められた視野角ψを加えた値を、受光角θとして算出する。視野角ψは、可視光ID受信部210の視野角であり、例えば、受光角度算出部241の記憶領域に予め記憶されている。ここで、仰角の閾値αについて説明する。
The light reception
図2は、視野角ψと仰角ξと受光角θとの関係を示す図である。図2において、可視光を受信する可視光受信端末200の水平方向の高さは一定であるとする。可視光受信端末200の仰角ξと、可視光受信端末200から可視光送信装置100への受光角θとが一致する点を点Aとし、点Aでの仰角をξA、受光角をθAとする。点Aでは、仰角ξA=受光角θAである。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship among the viewing angle ψ, the elevation angle ξ, and the light receiving angle θ. In FIG. 2, the horizontal height of the visible
可視光受信端末200の可視光ID受信部210の視野角をψとした場合、仰角ξに視野角ψを足した角度が受光角θと一致する点を点Bとする。点Bにおける仰角、受光角、視野角をそれぞれ仰角ξB、受光角θB、視野角ψBとする。点Bでは、受光角θB=仰角ξB+視野角ψBとなる。点Bは、仰角ξに対して、可視光送信装置100から送出される可視光を受光可能な範囲の一端となる。
また、仰角ξから視野角ψを引いた角度が受光角θと一致する点を点Cとする。点Cにおける仰角、受光角、視野角をそれぞれ仰角ξC、受光角θC、視野角ψCとする。点Cでは、受光角θC=仰角ξC−視野角ψCとなる。点Cは、仰角ξに対して、可視光送信装置100から送出される可視光を受光可能な範囲の点Bに対する他端となる。
When the viewing angle of the visible light
Further, a point where the angle obtained by subtracting the viewing angle ψ from the elevation angle ξ coincides with the light receiving angle θ is defined as a point C. The elevation angle, the light reception angle, and the viewing angle at point C are defined as an elevation angle ξ C , a light reception angle θ C , and a viewing angle ψ C , respectively. At the point C, the light receiving angle θ C = the elevation angle ξ C −the viewing angle ψ C. The point C is the other end with respect to the point B in a range where the visible light transmitted from the visible
ここで、可視光受信端末200の仰角ξに対して、可視光受信端末200の視野角ψが一定の場合であって、可視光ID受信部210の受光感度を無視した場合に、可視光受信端末200が受光可能な範囲は点Cと点Bとの間となる。このとき、線CB上の各点における可視光受信端末200の受光電力は、ランバートモデルによる伝達関数から計算され、以下の式(1)で表されるKに比例する。
Here, when the viewing angle ψ of the visible
式(1)において、dは可視光送信装置100から可視光受信端末200までの距離、mは以下の式(2)により表される。
In the formula (1), d is a distance from the visible
式(2)において、Φ1/2は、可視光送信装置100の光源の指向性の半値角である。図2、式(1)、式(2)より、可視光受信端末200が可視光送信装置100から離れ、仰角ξが小さくなるに従って、点Bにおける可視光受信端末200の受光電力KBは、点Aにおける受光電力KAよりも大きくなる。このことから、仰角ξが十分に小さい場合には、点Aにおける受光電力KAが可視光受信端末200の受光感度以下となっても、点Bにおける受信が可能な場合が生じることになる。このように、仰角ξが一定の閾値α以下である場合には、仰角と受光角が等しいとして可視光受信端末200の位置を点Aとするよりも、受光可能範囲のうち光源に近い一端の点Bを可視光受信端末200の位置として受光角を算出することがより正確であると考えられる。一方、仰角ξが大きい場合には、6軸センサ220の測定誤差に伴う仰角ξの角度誤差による影響を受けにくい。したがって、仰角ξが一定の閾値α以上である場合には、点Aを推定位置として受光角を算出する。このようにして算出した受光角の値に基づいて位置算出を行うことで、高精度な位置推定が可能となる。
In Expression (2), Φ 1/2 is a half-value angle of directivity of the light source of the visible
ここで、閾値αは、予め実験により測定した、受光角θが仰角ξと一致する場合と、受光角θと仰角ξに視野角ψを加算した角度とが一致する場合との位置推定誤差の標準偏差が等しくなる角度とする。図3に、実験で得られた仰角と位置推定誤差との関係の例を示す。この場合、仰角50度を閾値αとすることで、仰角を受光角とする従来の方法よりも、広い仰角範囲で、高い位置推定精度が達成可能であることがわかる。
Here, the threshold value α is a position estimation error between the case where the light reception angle θ coincides with the elevation angle ξ and the case where the light reception angle θ and the angle obtained by adding the viewing angle ψ coincide with each other. The angle at which the standard deviation is equal. FIG. 3 shows an example of the relationship between the elevation angle and the position estimation error obtained in the experiment. In this case, by setting the
位置算出部242は、受光角度算出部241に算出された受光角θと、角演算部230に算出された方位角φと、自身の記憶領域に記憶される可視光受信端末200の高さHとから、高さHにおける可視光受信端末200の水平方向の位置を算出する。図4に示されるように、可視光送信装置100の水平方向の位置、高さを(X0、Y0、H0)とすると、高さHにおける可視光受信端末200の水平方向の位置は、以下の式(3)により算出される。ここで、可視光送信装置100の水平方向の位置、高さを示す(X0、Y0、H0)は、予め記憶されていても良いし、可視光送信装置100が送信する可視光信号に情報として含ませるようにしても良い。また、位置算出部242に記憶されている高さHは、推定位置算出処理時にユーザの操作入力に従って入力されるようにしても良いし、ユーザが場所を移動しても端末を操作する高さはほぼ一定であると考えられるため、ユーザにより予め入力された高さの値を記憶しておくようにしても良い。
The
図5は、本実施形態による可視光受信端末200が自身の推定位置を算出する動作例を示すフローチャートである。
ユーザは、可視光送信装置100の位置を目視により確認し、可視光受信端末200の可視光ID受信部210を、可視光送信装置100に指向させる。可視光ID受信部210は、自身の視野角内に、可視光送信装置100から送出された可視光IDを受信したか否かを判定する(ステップS1)。可視光ID受信部210は、可視光IDを受信しない場合は、ステップS1の動作を続ける(ステップS1:NO)。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation example in which the visible
The user visually confirms the position of the visible
角演算部230は、可視光ID受信部210が可視光IDを受信すると(ステップS1:YES)、6軸センサ220から情報を読み取り(ステップS2)、可視光受信端末200の仰角ξと、可視光受信端末200の方位角φとを演算して算出する(ステップS3)。位置推定部240は、角演算部230が算出した仰角ξと方位角φとを取得すると、取得した仰角ξと、自身の記憶領域に予め記憶された閾値αとの大小を比較する(ステップS4)。位置推定部240は、仰角ξが、閾値αより大きいと判定すると、仰角ξを受光角θとする(ステップS4:YES)。一方、閾値αより小さいと判定すると、仰角ξに、定められた視野角ψを加えた値を、受光角θとして算出する(ステップS4:NO)。
When the visible light
そして、位置推定部240は、角演算部230が算出した受光角θと、仰角演算部231が取得した仰角ξと、方位角演算部232が取得した方位角φと、予め記憶されている高さHとの値から、上述の式(3)によって、可視光送信装置100の水平方向の位置を算出する(ステップS5)。
Then, the
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。第2の実施形態における可視光受信端末200は、第1の実施形態と同一の構成であるが、第1の実施形態における角演算部230が、仰角ξが閾値αを超えるか否かによって、仰角ξに視野角ψを加算するか否かを判定して受光角θを算出したことに対し、第2の実施形態の角演算部230は、仰角ξの値に応じて、受光角θを算出するために仰角ξに加算する値を変化させる。ここで、角演算部230は、仰角ξと、その仰角ξに対する受光角θとを対応づけた対応表を予め自身の記憶領域に記憶させても良いし、以下の式(4)の演算を行う関数によって受光角θを算出するようにしても良い。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The visible
式(4)は、図5に示した仰角と位置推定誤差との関係に基づいて、仰角ξに応じた受光角θを算出する演算式である。ここで、Err(A(ξ))、Err(B(ξ))はそれぞれ仰角がξであるときの図2における点A、点Bの位置推定誤差である。このように設定することにより、受光角は点Aと点Bと間のより位置推定誤差の小さい点での受光角となるため、より高い精度での位置推定が可能となる。 Expression (4) is an arithmetic expression for calculating the light reception angle θ corresponding to the elevation angle ξ based on the relationship between the elevation angle and the position estimation error shown in FIG. Here, Err (A (ξ)) and Err (B (ξ)) are position estimation errors at point A and point B in FIG. 2 when the elevation angle is ξ. By setting in this way, the light reception angle becomes a light reception angle at a point with a smaller position estimation error between point A and point B, and therefore position estimation with higher accuracy is possible.
図6は、本発明の第2の実施形態による位置推定システムの動作例を示すフローチャートである。ステップS11からステップS13までは、第1の実施形態におけるステップS1からステップS3までの処理と同一である。ステップS14では、角演算部230が、6軸センサ220がステップS13で取得した計測結果に基づいて、上述の式(3)により受光角を算出する。ステップS15において、ステップS14で算出された受光角に基づいて位置推定部240が可視光受信端末200の位置を算出する処理は、第1の実施形態におけるステップS5の処理と同様である。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation example of the position estimation system according to the second exemplary embodiment of the present invention. Steps S11 to S13 are the same as the steps S1 to S3 in the first embodiment. In step S14, the
なお、仰角ξをいくつかの区間に分割し、各区間の中点での式(4)による受光角を各区間での受光角として参照することによっても、上記と同様に高い精度での位置推定が可能である。
また、式(4)で示した仰角と受光角の関係式はあくまでも一例であり、送受信光学系の構成により、式(4)以外の関数表現による、高精度な位置推定も可能である。
It is also possible to divide the elevation angle ξ into several sections and refer to the light receiving angle according to the equation (4) at the midpoint of each section as the light receiving angle in each section with the same high accuracy as described above. Estimation is possible.
Further, the relational expression between the elevation angle and the light receiving angle shown in Expression (4) is merely an example, and high-precision position estimation can be performed using a function expression other than Expression (4) depending on the configuration of the transmission / reception optical system.
なお、本実施例における位置推定演算については、論理回路を組み合わせてハードウェアにより実現することが可能であるが、可視光受信端末200にCPU等を実装し、コンピュータプログラムによりソフトウェアで実現することも可能である。
なお、本発明における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより位置推定を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
Note that the position estimation calculation in the present embodiment can be realized by hardware by combining logic circuits. However, a CPU or the like may be mounted on the visible
It should be noted that a program for realizing the function of the processing unit in the present invention is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed to perform position estimation. May be. The “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in the computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
100 可視光送信装置
200 可視光受信端末
210 可視光ID受信部
220 6軸センサ
221 加速度センサ
222 地磁気センサ
230 角演算部
231 仰角演算部
232 方位角演算部
240 位置推定部
241 受光角度算出部
242 位置算出部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記可視光を受信する可視光受信部と、
前記可視光受信部が前記可視光を受信した場合、前記位置推定端末の仰角と方位角とを取得するセンサと、
前記センサが取得した前記仰角に応じて、当該仰角に、前記可視光受信部の視野角を加算し、前記位置推定端末が前記可視光送信装置から送信される可視光を受信した受光角を算出する受光角度算出部と、
前記受光角度算出部が算出した前記受光角と、前記センサが取得した前記方位角と、記憶されている自端末の高さとに基づいて、前記可視光送信装置に対する前記位置推定端末の相対位置を算出する位置推定部と、
を備えることを特徴とする位置推定端末。 A position estimation terminal that calculates its own position based on the visible light transmitted from a visible light transmission device that transmits a signal using visible light as a transmission medium,
A visible light receiver for receiving the visible light;
When the visible light receiving unit receives the visible light, a sensor that acquires an elevation angle and an azimuth angle of the position estimation terminal;
In accordance with the elevation angle acquired by the sensor, the viewing angle of the visible light receiving unit is added to the elevation angle, and the light reception angle at which the position estimation terminal receives visible light transmitted from the visible light transmission device is calculated. A light receiving angle calculation unit for
Based on the light reception angle calculated by the light reception angle calculation unit, the azimuth angle acquired by the sensor, and the stored height of the terminal, the relative position of the position estimation terminal with respect to the visible light transmission device is calculated. A position estimation unit to calculate;
A position estimation terminal comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の位置推定端末。 The light reception angle calculation unit adds the viewing angle to the elevation angle acquired by the sensor, the error between the elevation angle acquired by the sensor measured in advance and the actual light reception angle, and the elevation angle acquired by the sensor. When the angle is larger than the angle at which the error of the actual light reception angle is equal, the elevation angle is used as the light reception angle, and when the angle is smaller, the angle obtained by adding the viewing angle to the elevation angle is calculated as the light reception angle. The position estimation terminal according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の位置推定端末。 The position estimation terminal according to claim 1, wherein the light reception angle calculation unit calculates a value of a reception angle corresponding to an error measured in advance according to an elevation angle acquired by the sensor.
可視光受信部が、前記可視光を受信するステップと、
センサが、前記可視光受信部が前記可視光を受信した場合、前記位置推定端末の仰角と方位角とを取得するステップと、
受光角度算出部が、前記センサが取得した前記仰角に応じて、当該仰角に、前記可視光受信部の視野角を加算し、前記位置推定端末が前記可視光送信装置から送信される可視光を受信した受光角を算出するステップと、
位置推定部が、前記受光角度算出部が算出した前記受光角と、前記センサが取得した前記方位角と、記憶されている自端末の高さとに基づいて、前記可視光送信装置に対する前記位置推定端末の相対位置を算出するステップと、
を備えることを特徴とする位置推定方法。 A position estimation method using a position estimation terminal that calculates a position of itself based on the visible light transmitted from a visible light transmission device that transmits a signal using visible light as a transmission medium,
A visible light receiving unit receiving the visible light; and
A sensor, when the visible light receiving unit receives the visible light, obtaining an elevation angle and an azimuth angle of the position estimation terminal;
The light reception angle calculation unit adds the viewing angle of the visible light receiving unit to the elevation angle according to the elevation angle acquired by the sensor, and the position estimation terminal generates visible light transmitted from the visible light transmission device. Calculating the received acceptance angle;
The position estimation unit estimates the position of the visible light transmission device based on the light reception angle calculated by the light reception angle calculation unit, the azimuth angle acquired by the sensor, and the stored height of the terminal. Calculating the relative position of the device;
A position estimation method comprising:
ことを特徴とする請求項4に記載の位置推定方法。 The light reception angle calculation unit adds the viewing angle to the elevation angle acquired by the sensor, the error between the elevation angle acquired by the sensor measured in advance and the actual light reception angle, and the elevation angle acquired by the sensor. When the angle is larger than the angle at which the error of the actual light reception angle is equal, the elevation angle is used as the light reception angle, and when the angle is smaller, the angle obtained by adding the viewing angle to the elevation angle is calculated as the light reception angle. The position estimation method according to claim 4.
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の位置推定方法。 The position estimation method according to claim 4, wherein the light reception angle calculation unit calculates a value of a reception angle corresponding to an error measured in advance according to an elevation angle acquired by the sensor.
可視光受信部が、前記可視光を受信するステップと、
センサが、前記可視光受信部が前記可視光を受信した場合、前記位置推定端末の仰角と方位角とを取得するステップと、
受光角度算出部が、前記センサが取得した前記仰角に応じて、当該仰角に、前記可視光受信部の視野角を加算し、前記位置推定端末が前記可視光送信装置から送信される可視光を受信した受光角を算出するステップと、
位置推定部が、前記受光角度算出部が算出した前記受光角と、前記センサが取得した前記方位角と、記憶されている自端末の高さとに基づいて、前記可視光送信装置に対する前記位置推定端末の相対位置を算出するステップと、
を実行させるプログラム。 To a computer of a position estimation terminal that calculates its position based on the visible light transmitted from a visible light transmission device that transmits a signal using visible light as a transmission medium,
A visible light receiving unit receiving the visible light; and
A sensor, when the visible light receiving unit receives the visible light, obtaining an elevation angle and an azimuth angle of the position estimation terminal;
The light reception angle calculation unit adds the viewing angle of the visible light receiving unit to the elevation angle according to the elevation angle acquired by the sensor, and the position estimation terminal generates visible light transmitted from the visible light transmission device. Calculating the received acceptance angle;
The position estimation unit estimates the position of the visible light transmission device based on the light reception angle calculated by the light reception angle calculation unit, the azimuth angle acquired by the sensor, and the stored height of the terminal. Calculating the relative position of the device;
A program that executes
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008143336A JP5036631B2 (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Position estimation terminal, position estimation method, and position estimation program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008143336A JP5036631B2 (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Position estimation terminal, position estimation method, and position estimation program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009288173A true JP2009288173A (en) | 2009-12-10 |
JP5036631B2 JP5036631B2 (en) | 2012-09-26 |
Family
ID=41457517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008143336A Expired - Fee Related JP5036631B2 (en) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Position estimation terminal, position estimation method, and position estimation program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5036631B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014168137A (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Panasonic Corp | Visible light communication system |
WO2015097923A1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ | Visible-light communication method, identifying signal, and reception device |
US9228840B2 (en) | 2012-02-09 | 2016-01-05 | Samsung Electronics Co., Ltd | Apparatus and method for measuring position using GPS and visible light communication |
JP2016033457A (en) * | 2014-07-30 | 2016-03-10 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Position estimation system and reception terminal |
KR20160145472A (en) * | 2015-06-10 | 2016-12-20 | 한국항공우주연구원 | Device for measuring angle of arrival and navigation system using the same |
US9587931B2 (en) | 2011-11-07 | 2017-03-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Position compensation device using visible light communication and method thereof |
JP2017173247A (en) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 本田技研工業株式会社 | Self-position estimation device and self-position estimation method |
-
2008
- 2008-05-30 JP JP2008143336A patent/JP5036631B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9587931B2 (en) | 2011-11-07 | 2017-03-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Position compensation device using visible light communication and method thereof |
US9228840B2 (en) | 2012-02-09 | 2016-01-05 | Samsung Electronics Co., Ltd | Apparatus and method for measuring position using GPS and visible light communication |
JP2014168137A (en) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Panasonic Corp | Visible light communication system |
WO2015097923A1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ | Visible-light communication method, identifying signal, and reception device |
US9287977B2 (en) | 2013-12-27 | 2016-03-15 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Visible light communication method, identification signal, and receiver |
US9742494B2 (en) | 2013-12-27 | 2017-08-22 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Visible light communication method, identification signal, and receiver |
US10225015B2 (en) | 2013-12-27 | 2019-03-05 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Visible light communication method, identification signal, and receiver |
JP2016033457A (en) * | 2014-07-30 | 2016-03-10 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Position estimation system and reception terminal |
KR20160145472A (en) * | 2015-06-10 | 2016-12-20 | 한국항공우주연구원 | Device for measuring angle of arrival and navigation system using the same |
KR101940065B1 (en) * | 2015-06-10 | 2019-01-18 | 한국항공우주연구원 | Device for measuring angle of arrival and navigation system using the same |
JP2017173247A (en) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 本田技研工業株式会社 | Self-position estimation device and self-position estimation method |
US10895627B2 (en) | 2016-03-25 | 2021-01-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Self-position estimation apparatus and self-position estimation method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5036631B2 (en) | 2012-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5036631B2 (en) | Position estimation terminal, position estimation method, and position estimation program | |
US9432964B2 (en) | Method and apparatus for determining locations of access points | |
Hayward et al. | A survey of indoor location technologies, techniques and applications in industry | |
US9510318B2 (en) | Method and apparatus for ascertaining a location of a personal portable wireless communication device | |
US10937191B2 (en) | Predictive simultaneous localization and mapping system using prior user session positional information | |
US9832615B2 (en) | Mobile device sensor and radio frequency reporting techniques | |
CN111684293B (en) | Apparatus and method for tracking movement of electronic device | |
WO2016082740A1 (en) | Method of determining relative position of positioning terminal | |
US11010917B2 (en) | Systems and methods for position and pose determination and tracking | |
US9526082B2 (en) | Method and apparatus for estimating location of pedestrian using step length estimation model parameters | |
EP2778706B1 (en) | Position correction device using visible light communication and method thereof | |
WO2019168457A1 (en) | Methods, network node and wireless device for supporting positioning of the wireless device | |
JP6044971B2 (en) | Estimated azimuth angle evaluation apparatus, mobile terminal apparatus, estimated azimuth angle evaluation apparatus control program, computer-readable recording medium, estimated azimuth angle evaluation apparatus control method, and positioning apparatus | |
KR20150061587A (en) | Method and system for automatically generating location signatures for positioning using inertial sensors | |
US20140357291A1 (en) | Method and apparatus for signal-based positioning | |
JP2017506840A (en) | Strategy for triggering a depth sensor and transmitting RGBD images in a cloud-based object recognition system | |
KR20130116151A (en) | Method of estimating location of pedestrian using step length estimation model parameter and apparatus for the same | |
Tiku et al. | An Overview of Indoor Localization Techniques | |
Morawska et al. | Static and dynamic comparison of pozyx and decawave uwb indoor localization systems with possible improvements | |
US20150362315A1 (en) | Systems and methods for determining position information using environmental sensing | |
US20240114481A1 (en) | Method for determining positioning integrity based on speed of location estimation | |
Savvas | WiFi-based indoor positioning. | |
TW201636634A (en) | A positioning method | |
Zhang et al. | Open WSN indoor localization platform design | |
Liu et al. | Dependable Visual Light-Based Indoor Localization with Automatic Anomaly Detection for Location-Based Service of Mobile Cyber-Physical Systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100908 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120614 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120626 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120703 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5036631 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |