JP2012215559A - 方向探知装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】今回の測定時の第1段階推定方向D1(N)および1回前の第2段階推定方向D2(N−1)から角度差ΔDを算出し、この角度差ΔDと無線タグまでの推定距離Rとから、無線タグの推定移動距離Bを決定する。その推定移動距離Bの移動可能性に応じた重み係数Wを決定し、推定移動距離Bが、移動可能な距離でない場合には、小さい重み係数Wを決定する。よって、マルチパスの影響により、突然、第1段階推定方向D1(N)が大きく変化し、それにより、推定移動距離Bが大きくなると、重み係数Wは小さい値となる。この重み係数Wを用いて複数回分の第1段階推定方向D1の加重平均を行って第2段階推定方向D2(N)を決定することから、マルチパスの影響を抑えることができ、精度のよい方向探知が可能となる。
【選択図】図6
Description
指向性を切り替えつつ電波を受信し、受信した電波の強度に基づいて発信機からの電波到来方向を決定することで、発信機の方向を探知する方向探知装置であって、指向性を切り替えつつ、各指向性において受信した電波の受信強度を、指向性とともに記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されている記憶内容から、各指向性における受信強度を比較して、発信機の推定方向を決定する第1段階方向推定手段と、第1段階方向推定手段で推定した最新の推定方向、および、過去複数回分の推定方向の加重平均により、第1段階方向推定手段で推定した最新の推定方向を修正した第2段階の推定方向を逐次決定する第2段階方向推定手段を備える。
前記第1段階方向推定手段は、全体の推定方向範囲を複数領域に分割して、いずれかの領域を前記発信機の推定方向として選択するものであり、
前記発信機を携帯する者の移動を阻止する遮蔽物の存在に対応して、前記第1段階方向推定手段における一部の領域の境界線が不連続境界線に設定されており、この不連続境界線により、前記第1段階方向推定手段における全体の推定方向範囲が複数に区分されて複数の連続領域が設定されており、
前記第1段階方向推定手段で推定した推定方向が所定回数連続して同じ連続領域に含まれた場合に、その連続領域を、前記発信機が存在する連続領域であるとする第1連続領域決定手段と、
前記第1段階方向推定手段で推定した今回の推定方向が、どの連続領域に含まれるかを決定する第2連続領域決定手段と、
前記第2連続領域決定手段で決定した連続領域が、前記第1連続領域決定手段で決定した連続領域とは異なるか否かを判断する領域変化判断手段と、を備え、
前記第2段階方向推定手段は、
領域変化判断手段で連続領域が異なると判断した場合であって、連続してその判断をした回数が所定回数よりも少ない場合には、前記推定移動距離とは無関係に今回の重み係数を最低値にして前記第2段階の推定方向を決定し、
領域変化判断手段で連続領域が異なると判断した場合であって、連続してその判断をした回数が所定回数となった場合には、前記推定移動距離とは無関係に最低値に設定していた重み係数を、推定移動距離の移動可能性が低いほど小さい重み係数として、重み係数を最低値としていた測定回の第2段階の推定方向を再決定する。
(式1) B=2R×sin(ΔD/2)
図5は、この式1の計算内容を説明する図である。この図において原点Oが無線タグリーダの位置である。この図に示すように、推定移動距離Bは、推定距離Rを斜辺とする直角三角形に近似させて算出する。また、この図の例は、推定距離R(N−1)と推定距離R(N)を比較すると、推定距離R(N−1)の方が長いので、推定距離R(N−1)を斜辺とする直角三角形により推定移動距離Bを算出している。
(式2) SumV=SumV+D1(k)+W(k)
(式3) SumW=SumW+W(k)
ステップS714ではkに1を加え、ステップS715へ進む。ステップS715では、kがNを越えたか否かを判断する。この判断が否定判断であればステップS713へ戻り、肯定判断であればステップS716へ進む。
(式4) D2(N)=mod(SumV/SumW,360)
図6、図7は本実施形態の効果を示す実験結果である。図6のデータは、無線タグを携帯した人が、無線タグリーダから60°の方向に3m離れた位置から無線タグリーダに向かって、秒速1m/sでまっすぐ進んだとき結果である。この図6(A)は、この実験において得た第1段階推定方向D1(N)、第2段階推定方向D2(N)を、タグまでの推定距離R、重み係数W、推定移動距離B等とともに示している。図6(B)は、図6(A)の第1段階推定方向D1(N)、第2段階推定方向D2(N)をグラフ化したものである。
第2実施形態では、不連続境界線により区別される複数の連続領域に対してそれぞれ異なるラベル(連続領域ラベル)を設定し、この連続領域ラベルが異なるラベルへと変化した場合に、第2段階方向推定の重み係数をひとまず小さい係数に仮設定し、異なる連続領域ラベルへの移動が確実だと判断できた場合に、仮設定した重み係数を遡及して修正する。
B:推定移動距離、 D1:第1段階推定方向、 D2:第2段階推定方向、 ΔD:角度差、 M:平均を算出するデータ数、 N:測定回数、 R:無線タグまでの距離、 W:重み係数、 S5:第1段階方向推定手段、 S7:第2段階方向推定手段、 S101:第1連続領域決定手段、 S102:領域変化判断手段、 S114:第1連続領域決定手段、 S701:角度差算出手段、 S702〜S704:移動距離推定手段、 S705〜S709:係数決定手段
Claims (5)
- 指向性を切り替えつつ電波を受信し、受信した電波の強度に基づいて発信機からの電波到来方向を決定することで、発信機の方向を探知する方向探知装置であって、
指向性を切り替えつつ、各指向性において受信した電波の受信強度を、指向性とともに記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶されている記憶内容から、各指向性における受信強度を比較して、発信機の推定方向を決定する第1段階方向推定手段と、
前記第1段階方向推定手段で推定した最新の推定方向、および、過去複数回分の推定方向の加重平均により、前記第1段階方向推定手段で推定した最新の推定方向を修正した第2段階の推定方向を逐次決定する第2段階方向推定手段を備え、
その第2段階方向推定手段は、
前記第1段階方向推定手段で推定した最新の推定方向と、第2段階方向推定手段で推定した1回前の推定方向との角度差を算出する角度差算出手段と、
その角度差算出手段で算出した角度差と、前記第1段階方向推定手段で推定した最新の推定方向および1回前の推定方向の少なくともいずれか一方に対応する発信機までの距離とに基づいて、前記発信機の推定移動距離を決定する移動距離推定手段と、
前記第1段階方向推定手段で推定した最新の推定方向に対して、前記移動距離推定手段で決定した推定移動距離の移動可能性が低いほど小さい重み係数を決定する係数決定手段とを有し、
前記第1段階方向推定手段で決定した推定方向を最新のものから過去所定数用いるとともに、それら推定方向に対応する前記重み係数を用いて、加重平均により、前記第2段階の推定方向を決定する
ことを特徴とする方向探知装置。 - 請求項1において、
前記第1段階方向推定手段は、全体の推定方向範囲を複数領域に分割して、いずれかの領域を前記発信機の推定方向として選択するものであり、
前記発信機を携帯する者の移動を阻止する遮蔽物の存在に対応して、前記第1段階方向推定手段における一部の領域の境界線が不連続境界線に設定されており、この不連続境界線により、前記第1段階方向推定手段における全体の推定方向範囲が複数に区分されて複数の連続領域が設定されており、
前記第1段階方向推定手段で推定した推定方向が所定回数連続して同じ連続領域に含まれた場合に、その連続領域を、前記発信機が存在する連続領域であるとする第1連続領域決定手段と、
前記第1段階方向推定手段で推定した今回の推定方向が、どの連続領域に含まれるかを決定する第2連続領域決定手段と、
前記第2連続領域決定手段で決定した連続領域が、前記第1連続領域決定手段で決定した連続領域とは異なるか否かを判断する領域変化判断手段と、を備え、
前記第2段階方向推定手段は、
領域変化判断手段で連続領域が異なると判断した場合であって、連続してその判断をした回数が所定回数よりも少ない場合には、前記推定移動距離とは無関係に今回の重み係数を最低値にして前記第2段階の推定方向を決定し、
領域変化判断手段で連続領域が異なると判断した場合であって、連続してその判断をした回数が所定回数となった場合には、前記推定移動距離とは無関係に最低値に設定していた重み係数を、推定移動距離の移動可能性が低いほど小さい重み係数として、重み係数を最低値としていた測定回の第2段階の推定方向を再決定する
ことを特徴とする方向探知装置。 - 請求項1または2において、
前記係数決定手段は、最も小さい重み係数を0よりも大きい値とすることを特徴とする方向探知装置。 - 請求項3において、
前記係数決定手段は、第1段階方向推定手段による前回の推定方向が存在しない初回測定時は、前記推定移動距離の移動可能性が最も高い場合に決定する重み係数よりも、小さい値の重み係数を決定することを特徴とする方向探知装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項において、
前記第2段階方向推定手段は、前記第1段階方向推定手段で決定し、過去所定数分に含まれる推定方向であっても、所定時間以上経過している場合には、その推定方向は用いずに、第2段階の推定方向を決定することを特徴とする方向探知装置。
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