JP2013221943A - 測位方法、装置、及びシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の実施形態は、通信分野に関し、屋内WLAN測位に適用され、測位精度を向上させる測位方法、装置及びシステムを提供する。
【解決手段】本発明の実施形態における方法は、測位サーバによって測定APのセットの中のAPの位置サービス情報を取得し、測定APのセットの中の測定3APを予め設定された規則に従って選択し、端末の第1の座標を計算し、第1の座標における測定3APの任意の未測定APの計算RSSI値を予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って取得し、未測定APの計算RSSI値が測定RSSI値と予め設定された閾値との差より小さくない場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断し、APの識別子に従って測定3APが全て測定されたかどうかを判断し、測定3APが全て測定された場合、第1の座標を端末の位置座標として使用し、端末を測位することを含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、通信分野に関し、特に、測位方法、装置、及びシステムに関する。
測位サービスは、ナビゲーション、アセットトレーシング(assets tracing)、医療ケアなどを含み、モバイル端末の位置情報を迅速かつ正確に捕捉することが可能であり、人々の仕事と生活を豊かにする。測位サービスの方法は、一般に、グローバル・ポジショニング・システム(Global Positioning System、略称:GPS)測位と、無線ローカルエリア・ネットワーク(Wireless Local Area Network、略称:WLAN)測位とを含む。GPS測位は、衛星信号の捕捉及び受信に依存する。しかし、屋内環境では測位衛星の信号を受信することは困難であり、これはGPS測位を正常に使用できないということをもたらす。WLANは、無線チャネルを伝送媒体として使用するコンピュータ・ローカルエリア・ネットワークである。軽量のモバイル端末(ノートブック・コンピュータ、パームトップ・コンピュータ、パーソナル・デジタル・アシスタント、及びポジショニング・ラベル(positioning label)など)を用いて、WLAN測位ユーザは、WLANの柔軟かつ効果的なネットワークカバレージの下で高品質なアクセス及び要求に適合する測位サービスを得ることが可能である。
WLAN測位方法は、主として、到達時間(Time of Arrival、略称:TOA)測位方法と、到着時刻差(Time Difference of Arrival、略称:TDOA)測位方法と、受信信号強度識別子(Received Signal Strength Identification、RSSI)ベースの測位方法とを含む。RSSI測位方法は、主として、フィンガープリント測位方法と、伝搬モデル測位方法とを含む。
TOAの基本原理は、以下の通りである。端末が信号を送信する際に、タイムスタンプt1が追加され、アクセスポイント(Access Point、略称:AP)が信号を受信した際に、アクセスポイントは、信号が受信された時刻t2を記録する。2つの時刻値の間の差は、空気中の無線波の伝搬継続時間である。空気中を伝搬する無線波の速度は、光速度cである。従って、APと端末との間の距離は、c*(t2−t1)である。少なくとも3つのAPの位置を使用して、端末の位置は、三辺測位(trilateral positioning)の原理に従って算出されることが可能である。
TDOAは、TOAの改善されたアルゴリズムである。TDOAはやはり、時間に従って距離を推定することによって、動作する。TOAとは異なり、TDOAでは、端末がメッセージを送信する際に、端末がタイムスタンプを追加することは必要とされず、少なくとも3つのAPがメッセージを受信した後で、信号の受信の時刻差に従って、端末からAPまでの距離の差が取得される。2つの点への距離の間の差は定数に等しく、これは双曲線特性と一致する。3つのAPを使用して3つの双曲線が取得され、3つの双曲線の交点が測位位置である(又は、双曲線のうちの2つのみが考慮される)。
伝搬モデル測位方法の基本原理は、以下の通りである。空気中の信号の伝搬モデルを調査し、壁などの障害物を通過した信号の減衰を推定し、これにより、ネットワークにわたる各位置における信号の強度を計算する。
しかし、前述のWLAN測位方法は、屋内の反射の影響を受けやすく、これにより、測位精度に影響が及ぼされ、測位結果にかなりの誤りがもたらされる。
本発明の実施形態は、屋内WLAN測位に適用されて、アクセスポイントと端末との間での信号が反射によって影響を及ぼされているかどうかを判断することによって、端末の測位の精度を向上させる測位方法、装置、及びシステムを提供する。
前述の目的を達成するために、本発明の実施形態は、以下の技術的解決法を採用する。
一態様では、本発明の一実施形態は、
101.測位サーバによって、測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得し、ここで、測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、信号伝搬時間情報とを含み、
102.測位サーバによって、予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の測定される3つのAPを選択し、測定される3つのAPの信号伝搬時間情報に従って端末の第1の座標を計算し、
103.測位サーバによって、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、第1の座標における測定される3つのAPのうちの任意の未測定APの計算されたRSSI値を取得し、
104.未測定APの計算されたRSSI値が未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さくない場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断し、そして、測位サーバによって、APの識別子に従って、測定される3つのAPが全て測定されたかどうかを判断し、
105.測定される3つのAPのうちのいずれか1つが依然として測定されていない場合、103及び104を繰り返して実行し、
106.測定される3つのAPが全て測定された場合、第1の座標を端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位すること
を含む測位方法を提供する。
別の態様では、本発明の一実施形態は、
101.測位サーバによって、測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得し、ここで、測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、測定された信号伝搬継続時間値とを含み、
102.測位サーバによって、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPの計算されたRSSI値と3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を端末の第1の座標として使用し、
103.測位サーバによって、予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の任意の未測定APを選択し、未測定APから予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの距離に従って、未測定APから伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの信号の伝搬の計算された信号伝搬継続時間値を計算し、
104.未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が予め設定された閾値より大きくない場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断し、そして、測位サーバによって、APの識別子に従って、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断し、
105.測定されるAPのセットの中のいずれかのAPが依然として測定されていない場合、103及び104を繰り返して実行し、
106.測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定された場合、第1の座標を端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位すること
を含む測位方法を提供する。
一態様では、本発明の一実施形態は、
測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得するように構成された第1の取得ユニットと(ここで、測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、信号伝搬時間情報とを含み)、
予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の測定される3つのAPを選択し、測定される3つのAPの信号伝搬時間情報に従って、端末の第1の座標を計算するように構成された計算ユニットと、
予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、第1の座標における測定される3つのAPのうちの任意の未測定APの計算されたRSSI値を取得するように構成された第2の取得ユニットと、
未測定APの計算されたRSSI値が未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さいかどうかを判断して、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないかどうかを判断するように構成された第1の判断ユニットと、
未測定APの計算されたRSSI値が未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さくないこと、及び、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないことを、第1の判断ユニットが判断した場合に、APの識別子に従って、測定される3つのAPが全て測定されたかどうかを判断するように構成された第2の判断ユニットと、
測定される3つのAPが全て測定されたと第2の判断ユニットが判断した場合に、第1の座標を端末の位置座標と判断し、これにより、端末の測位を実現するように構成された測位ユニットと、
を含む測位装置を提供する。
別の態様では、本発明の一実施形態は、
測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得するように構成された取得ユニットと(ここで、測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、測定された信号伝搬継続時間値とを含み)、
予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPの計算されたRSSI値と3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を端末の第1の座標として使用するように構成された計算及び比較ユニットと、
予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の任意の未測定APを選択し、未測定APから予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの距離に従って、未測定APから伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの信号の伝搬の計算された信号伝搬継続時間値を計算するように構成された計算ユニットと、
未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が予め設定された閾値より大きいかどうかを判断して、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないかどうかを判断するように構成された第1の判断ユニットと、
未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が予め設定された閾値より大きくないこと、及び、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないことを、第1の判断ユニットが判断した場合に、APの識別子に従って、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断するように構成された第2の判断ユニットと、
測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたと第2の判断ユニットが判断した場合に、第1の座標を端末の位置座標と判断し、これにより、端末の測位の測位を実現するように構成された測位ユニットと、
を含む測位装置を提供する。
更に別の態様では、本発明の一実施形態は、少なくとも3つのAPと、上述の測位サーバとを含む測位システムを提供する。
本発明の実施形態で提供され、屋内WLAN測位に適用される測位方法、装置、及びシステムを使用すれば、まず、測定される同じAPについて、比較が行われて、位置サービス情報と予め設定された伝搬モデル信号グラフとに従って、測定されるAPの測定されたRSSI値と計算されたRSSI値との差が予め設定された閾値以内であるかどうかが調べられ、又は、比較が行われて、測定されるAPの測定された伝搬継続時間値と計算された伝搬継続時間値との差が予め設定された閾値以内であるかどうかが調べられ、測定されるAPと端末との間での信号反射が測位結果の精度に影響を及ぼしているかどうかに関して判断が行われ、次に、反射によって信号が影響を及ぼされていないAPを使用することによって、端末の位置座標が取得され、これにより、端末の測位の精度が向上する。
本発明の実施形態における又は従来技術における技術的解決法をより明確に説明するために、以下では、実施形態又は従来技術を説明するために必要とされる添付の図面について、簡単に紹介する。明らかに、以下の説明における添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を示すものにすぎず、当業者は、創造的な活動を行うことなく、添付の図面から、その他の図面を更に導き出すことが可能である。
本発明の実施形態による測位方法のフローチャートである。 本発明の実施形態による別の測位方法のフローチャートである。 本発明の実施形態による別の測位方法のフローチャートである。 本発明の実施形態による別の測位方法のフローチャートである。 本発明の実施形態による別の測位方法のフローチャートである。 本発明の実施形態による別の測位方法のフローチャートである。 本発明の実施形態による測位装置の構成図である。 本発明の実施形態による別の測位装置の構成図である。 本発明の実施形態による別の測位装置の構成図である。 本発明の実施形態による別の測位装置の構成図である。 本発明の実施形態による測位システムのシステム図である。 本発明の実施形態による別の測位システムのシステム図である。
以下では、本発明の実施形態における技術的解決法について、本発明の実施形態における添付の図面を参照して、明確かつ完全に説明する。明らかに、説明される実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく、一部にすぎない。当業者によって、本発明の実施形態に基づいて、創造的な活動を行うことなく取得される全てのその他の実施形態は、本発明の保護範囲内に入る。
一態様では、本発明の一実施形態は、測位方法を提供する。図1を参照すると、この方法は、以下を含む。
101.測位サーバは、測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得し、ここで、測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、信号伝搬時間情報とを含む。
102.測位サーバは、予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の測定される3つのAPを選択し、測定される3つのAPの信号伝搬時間情報に従って、端末の第1の座標を計算する。
103.測位サーバは、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、第1の座標における測定される3つのAPのうちの任意の未測定APの計算されたRSSI値を取得する。
104.未測定APの計算されたRSSI値が、未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さくない場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断され、そして、測位サーバは、APの識別子に従って、測定される3つのAPが全て測定されたかどうかを判断する。
105.測定される3つのAPのうちのいずれか1つが依然として測定されていない場合、103及び104を繰り返して実行する。
106.測定される3つのAPが全て測定された場合、第1の座標を端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位する。
本発明の実施形態で提供され、屋内WLAN測位に適用される測位方法を使用すれば、測定される同じAPについて、位置サービス情報と予め設定された伝搬モデル信号グラフとに従って、比較が行われて、測定されるAPの位置サービス情報の測定されたRSSI値と、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って取得された計算されたRSSI値との差が、予め設定された閾値以内であるかどうかが調べられ、測定されるAPと端末との間での信号伝搬が測位結果の精度に影響を及ぼしているかどうかに関して判断が行われ、次に、反射によって信号が影響を及ぼされていないAPを使用することによって、端末の位置座標が取得され、これにより、端末位置の精度が向上する。
本発明の一実施形態は、屋内WLAN測位に適用される別の測位方法を提供する。図2を参照すると、この方法は、以下を含む。
201.測位サーバは、測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得し、ここで、測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、測定された信号伝搬継続時間値とを含む。
202.測位サーバは、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPそれぞれの計算されたRSSI値を、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、取得し、全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPの計算されたRSSI値と、3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を端末の第1の座標として使用する。
203.測位サーバは、予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の任意の未測定APを選択し、未測定APから伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの信号の伝搬の継続時間値を、未測定APから予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの距離に従って計算する。
204.未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が予め設定された閾値より大きくない場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断され、そして、測位サーバは、APの識別子に従って、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断する。
205.測定されるAPのセットの中のいずれかのAPが依然として測定されていない場合、203及び204を繰り返して実行する。
206.測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定された場合、第1の座標を端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位する。
本発明の実施形態で提供され、屋内WLAN測位に適用される測位方法を使用すれば、まず、測定される同じAPについて、比較が行われて、測定されるAPの位置サービス情報の測定された伝搬継続時間値と、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って取得された計算された伝搬継続時間値との差が、予め設定された閾値以内であるかどうかが、位置サービス情報と予め設定された伝搬モデル信号グラフとに従って、調べられ、測定されるAPと端末との間での信号伝搬が測位結果の精度に影響を及ぼしているかどうかに関して判断が行われ、次に、反射によって信号が影響を及ぼされていないAPを使用することによって、端末の位置座標が取得され、これにより、端末の測位の精度が向上する。
本発明の一実施形態は、屋内WLAN測位に適用される別の測位方法を提供する。図3を参照すると、この方法は、以下を含む。
301.測位サーバは、測定されるAPのセットの中のAPによって送信された測定情報を受信し、ここで、測定情報は、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、APと端末との間での信号の伝搬継続時間、又は、APによる信号の受信の時刻とを含む。
例示的に、測位サーバは、少なくとも3つのAPによって送信された測定情報を受信し、全てのAPを、測定されるAPのセットにまとめる。例示的に、このセットは、セットBとして表されてもよい。もちろん、これは、テーブル形式又は別の形式で表されてもよい。測位サーバは、独立した装置として配備されてもよく、又は、APのうちの1つにおいて配備されてもよい。APは、測位サーバと有線ネットワークを介して接続され、端末は、APと無線を介して通信する。端末は、APのうちの1つにアクセスしてもよく又はしなくてもよい。
302.測位サーバは、測定情報に従って、位置サービス情報を取得し、ここで、位置サービス情報は、APの識別子と、測定されたRSSI値と、信号伝搬時間情報とを含む。
例示的に、信号は、APと端末との間で、パケットの形式で伝送されてもよい。信号は、端末によって送信され、APによって受信されてもよく、又は、APによって送信され、端末によって受信されてもよい。
信号伝搬時間情報は、APと端末との間での信号の伝搬継続時間、又は、端末と任意の2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差を含む。信号伝搬時間情報の内容は、本明細書では限定されず、具体的には、選択された測位のモードに依存する。例えば、以下の通りである。
A.TOAモードが測位のために選択された場合、信号伝搬時間情報は、APと端末との間での信号の伝搬継続時間である。例示的に、APは、パケットを送信してもよく、ここで、パケットは、APによるパケットの送信の時刻を運び、パケットを受信した後、端末は、フィードバック・パケットをAPに送信し、ここで、フィードバック・パケットは、パケットのAPによる送信の時刻T1と、パケットが端末によって受信された時刻T2と、フィードバック・パケットの端末による送信の時刻T3とを運び、フィードバック・パケットを受信した後、APは、端末の識別子情報と、端末によって検出された信号のRSSIと、フィードバック・パケットの受信の時刻T4とを記録する。必要に応じて、APは、APと端末との間での信号の伝搬継続時間を、[(T4−T1)−(T3−T2)−T]/2に従って計算してもよい。次に、APは、測定情報を生成し、測定情報を測位サーバに送信し、これにより、測位サーバは、APの位置サービス情報を測定情報に従って取得する。APと端末との間での信号の伝搬継続時間が、測定情報内で運ばれて、測位サーバに送信されてもよく、又は、記録されたT1、T2、T3、及びT4が、測定情報内で運ばれて、測位サーバに送信され、測位サーバが、APと端末との間での信号の伝搬継続時間を計算してもよいということに留意されたい。ここで、T1は、APによる信号の送信の時刻であり、T2は、端末によるAPからの信号の受信の時刻であり、T3は、端末からのAPへのフィードバック信号の送信の時刻であり、T4は、APによる端末からのフィードバック信号の受信の時刻であり、Tは、受信及び送信処理遅延である。受信及び送信処理遅延Tは、経験的に又はネットワークが配備される際の測定によって取得されてもよい。例えば、実施可能な測定方法では、APが、APに近く、かつ、テストメッセージを時刻T5において送信し、メッセージを時刻T6において受信した後、APは、フィードバックメッセージを時刻T7において直ちに送信すると仮定すると、フィードバックメッセージを時刻T8において受信した場合、端末は、受信及び送信処理遅延T=[(T8−T5)−(T7−T6)]/2を計算することが可能である。この実施形態では、受信及び送信処理遅延Tを取得する手法を限定しない。
B.TDOAモードが測位のために選択された場合、信号伝搬時間情報は、端末と任意の2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差である。端末と2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差は、2つのAPの測定情報における信号受信時刻差に従って、取得される。例示的に、端末は、パケットを全てのAPに同時に送信する。パケットは、ネットワーク・アダプタのMACアドレス又はRFIDタグの物理アドレスなどの端末識別子を運ぶ。信号を受信した後、APは、端末の識別子情報と、端末によって検出された信号のRSSIと、信号の受信の時刻とを記録し、測定情報を生成し、測定情報を測位サーバに送信する。測位サーバは、2つのAPによって測定及び報告された測定情報における信号受信時刻差に従って、端末と2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差を取得する。
303:測位サーバは、予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の測定される3つのAPを選択し、測定される3つのAPの信号伝搬時間情報に従って、端末の第1の座標を計算する。
好ましくは、信号伝搬時間情報は、APと端末との間での信号の伝搬継続時間であり、予め設定された規則は、APと端末との間での信号の伝搬継続時間を昇順にソートすることであり、又は、信号伝搬時間情報は、端末と任意の2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差であり、予め設定された規則は、APによる信号の受信の時刻を昇順にソートすることである。このようにして、端末に最も近い測定されるAPがなるべく選択されてもよく、これにより、反射の影響の可能性が最小になり、計算の作業負荷が減少する。
最初は、測定されるAPのセット(すなわち、セットB)の中の要素の数は、3以上である。予め設定された規則に従って、測定される3つのAPが、この場合は、Bの中で選択されてもよい。例えば、第1のAP、第2のAP、及び第3のAPが選択される。測定される3つのAPの位置サービス情報に従って、端末の第1の座標が計算される。
測位サーバは、位置サービス情報の信号伝搬時間情報に従って、TOA方法又はTDOA方法を選択して、端末の第1の座標を計算する。しかし、本発明における端末の第1の座標を計算する方法は、TOA又はTDOAに限定されない。伝搬時間を利用する任意の計算方法が、それらが本発明の目的を達成することが可能である場合、適切である。
例示的に、端末の第1の座標は、(X,Y)として表される。以下では、TDOA方法及びTOA方法をそれぞれ例として取り上げて、更なる説明を示す。
1.TDOA方法が、端末の第1の座標を計算するために使用され、この方法は、第1のAP及び第3のAPに到着する信号の時刻差T1を、第1のAPによる信号の受信の時刻と、第3のAPによる信号の受信の時刻とに従って取得し、端末の第1の計算されたトレースを、T1と、第1のAPの座標(x1,y1)と、第3のAPの座標(x3,y3)とに従って、すなわち、
Figure 2013221943

に従って取得し、上式で、cは光速度であり、
第1のAP及び第2のAPに到着する信号の時刻差T2を、第1のAPによる信号の受信の時刻と、第2のAPによる信号の受信の時刻とに従って取得し、端末の第2の計算されたトレースを、T2と、第1のAPの座標(x1,y1)と、第2のAPの座標(x2,y2)とに従って、すなわち、
Figure 2013221943

に従って取得し、上式で、cは光速度であり、
端末の第1の座標を、第1の計算されたトレースと第2の計算されたトレースとの交点に従って取得することを含む(すなわち、前述の2つの関数の共通解が、端末の第1の座標である)。
端末の第1の座標を計算する方法は、第1の座標を、第1のAP及び第3のAPに到着する信号の時刻差T1と、第1のAP及び第2のAPに到着する信号の時刻差T2とに従って計算することに限定されないということに留意されたい。例えば、端末の第1の座標は、第1のAP及び第3のAPに到着する信号の時刻差T1と、第2のAP及び第3のAPに到着する信号の時刻差T3とに従って計算されてもよい。3つのAPに到着する信号の3つの時刻差のうち任意の2つの時刻差が、全て適切である。
2.TOA方法が、端末の第1の座標を計算するために使用され、この方法は、端末の第3の計算されたトレース
Figure 2013221943

(上式で、cは光速度である)を、第1のAPと端末との間での信号の伝搬継続時間t1と第1のAPの座標(x1,y1)とに従って取得し、
端末の第4の計算されたトレース
Figure 2013221943

(上式で、cは光速度である)を、第2のAPと端末との間での信号の伝搬継続時間t2と第2のAPの座標(x2,y2)とに従って取得し、
端末の第5の計算されたトレース
Figure 2013221943

(上式で、cは光速度である)を、第3のAPと端末との間での信号の伝搬継続時間t3と第3のAPの座標(x3,y3)とに従って取得し、
端末の第1の座標(X,Y)を、第3の計算されたトレースと第4の計算されたトレースと第5の計算されたトレースとの交点に従って取得することを含む。すなわち、端末の第1の座標(X,Y)は、前述の3つの関数の共通解を計算することによって取得される。
実際には、信号反射が発生して、上記の方法の測位結果に影響を及ぼしている可能性があるということに留意されたい。従って、取得された端末の第1の座標は、端末の実際の位置ではない可能性がある。
304.測位サーバは、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、第1の座標における測定される3つのAPのうちの任意の未測定APの計算されたRSSI値を取得する。
例示的に、選択された未測定APは、第1のAPであると仮定する。
例示的に、伝搬モデル信号グラフを設定するステップは、
グリッド(この中では、グリッドセルの辺長が、必要とされる測位精度を満たす)を設定し、ここで、
例示的に、必要とされる測位精度が5メートルである場合、グリッドセルの辺長は、5メートル以下であってもよく、
グリッドと同じスケールを有するストーリー構造図(storey structure diagram)をグリッド内にインポートし、ここで、ストーリー構造図は、障害物情報を含み、
例示的に、障害物情報は、障害物の所在と障害物のタイプとを含み、障害物の減衰値は、経験値であり、測位サーバ上のデータベースから読み出されること又はその他の手段によって取得されることが可能であり、
ネットワーク内の各APの位置をマーキングし、
グリッド内の各グリッドセルによって受信される各APのRSSI値を計算することを含んでもよい。
各グリッドセルによって受信される各APのRSSI値を計算することは、従来技術においてカバーされており、本明細書では限定されないということに留意されたい。例えば、計算は、次の式を使用することによって実行されてもよい。
Figure 2013221943
上式で、dは、現在位置からアクセスポイントまでの距離であり、P(d)は、現在位置における受信のRSSI値であり、P(d)は、APから距離dを隔てた位置における受信のRSSI値であり、nは、空気中を伝搬する信号の減衰率であり、WAFは、障害物を貫通する信号の減衰であり、nWは、伝搬プロセスにおいて貫通される障害物の数であり、Cは、障害物の数の上限である。
まず、各グリッドセルによって受信される各APの計算されたRSSI値が、計算及び記憶されてもよく、次に、第1の座標において受信される第1のAPの計算されたRSSI値が、端末の第1の座標に従って照会されてもよく、又は、計算が即時に実行されてもよく、これは、測位サーバの計算機能力及び記憶容量に応じて設定されてもよいということに留意されたい。
但し、より正確な測位を実施するために、何らかの変更が、伝搬モデルに基づく計算方法において発生した場合、あるいは、式又は式のパラメータにおいて発生した場合、更新及び記憶が適時に実行されてもよい。
305.未測定APの計算されたRSSI値が、未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さいかどうかを判定する。
例示的に、強度差閾値Δが測位サーバ内に予め設定されてもよい。第1のAPの計算された信号強度RSSI値が、第1のAPの測定された信号強度値とΔとの差より小さくない場合、第1のAPと端末との間での信号反射は、測位結果に影響を及ぼしていないとみなされてもよく、ここで、Δの値は、必要とされる測位精度に応じて選択されてもよい。
306.未測定APの計算されたRSSI値が、未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さくない場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断され、そして、測位サーバは、APの識別子に従って、測定される3つのAPが全て測定されたかどうかを判断する。
例えば、第1のAPの計算されたRSSI値が、第1のAPの測定されたRSSI値と予め設定された閾値Δとの差より小さくない場合、第1のAPと端末との間での信号は反射によって影響を及ぼされていない、又は、反射は測位精度に影響を及ぼしていないことを示し、そして、測位サーバは、APの識別子に従って、第1のAP、第2のAP、及び第3のAPが全て測定されたかどうかを判断する。
307.未測定APの計算されたRSSI値が、未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さい場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていると判断され、そして、測位サーバは、その未測定APを、測定されるAPのセットから削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得する。
例示的に、第1のAPの計算されたRSSI値が、第1のAPの測定されたRSSI値と予め設定された閾値Δとの差より小さい場合、第1のAPと端末との間での信号は反射されており、反射は測位精度に影響を及ぼしていることを示し、従って、第1のAPは、測定されるAPのセットから削除され、測定されるAPの更新されたセットが取得される。すなわち、第1のAPは、セットBから削除されて、更新されたセットBが取得される。
308.測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が、3以上である場合、303〜307を繰り返して実行する。
例示的に、測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が、3以上である場合、測位サーバは、予め設定された規則に従って、更新されたセットBの中の測定される3つのAPを選択し、端末の第1の座標を再計算し、測定される3つのAPのうちの任意の未測定APを選択し、その未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされているかどうかを判断する。信号が反射によって影響を及ぼされている場合、測位サーバは、そのAPを削除し、セットBを再度更新し、信号が反射によって影響を及ぼされていない場合、測位サーバは、測定される3つのAPのうちの他のAPの信号が、反射によって影響を及ぼされているかどうかを続けて判断する。
309.測定される3つのAPのうちのいずれか1つが依然として測定されていない場合、304及び305を繰り返して実行する。
例示的に、第1のAPと端末との間での信号反射が測位結果に影響を及ぼしていないと判断された場合、測位サーバは、APの識別子に従って、第1のAP、第2のAP、及び第3のAPが全て測定されたかどうかを判断する。例えば、第2のAP及び第3のAPが未測定である場合、304及び305が繰り返される。304が繰り返される場合に、第2のAPが選択されていると仮定する。304及び305において、第2のAPと端末との間での信号反射が測位結果に影響を及ぼしていないと判断された後、測位サーバは、APの識別子に従って、第1のAP、第2のAP、及び第3のAPが全て測定されたかどうかを判断する。例えば、第3のAPが依然として測定されていない場合、測位サーバは、304及び305を繰り返して実行して、第3のAPと端末との間での信号反射が測位結果に影響を及ぼしているかどうかを判断する。
310.測定される3つのAPが全て測定された場合、第1の座標を端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位する。
例示的に、第1のAP、第2のAP、及び第3のAPが全て測定された場合、これは、第1のAPと端末との間、又は、第2のAPと端末との間、又は、第3のAPと端末との間でのいずれの信号反射も測位結果に影響を及ぼしていないことを示す。従って、第1のAP、第2のAP、及び第3のAPによって取得された第1の座標が端末の位置座標であり、これにより、端末を測位する。
311.測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3より小さい場合、測定されるAPのセットの中の最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPを選択する。
最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPの位置サービス情報の信号伝搬時間情報に従って、端末の第2の座標を計算する。
予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPの計算されたRSSI値と3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を端末の第3の座標として使用する。
例示的に、最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPの測定されたRSSI値は、A1、A2、及びA3であると仮定する。
予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得する。例えば、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の座標Aにおける最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPの計算されたRSSI値はそれぞれ、a1、a2、及びa3であり、座標Bにおける計算されたRSSI値はそれぞれ、b1、b2、及びb3である。このようにして、全ての座標における計算されたRSSI値が取得される。
全ての座標における3つのAPの計算されたRSSI値と、3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を、計算及び比較する。例えば、座標Aにおいて、3つのAPの測定された値と計算された値との差の二次和は、(A1−a1)+(A2−a2)+(A3−a3)であり、座標Bにおいて、3つのAPの測定された値と計算された値との差の二次和は、(A1−b1)+(A2−b2)+(A3−b3)である。このようにして、全ての座標における3つのAPの計算されたRSSI値と3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和が取得される。全ての座標における3つのAPの計算されたRSSI値と3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和が比較され、最小の二次和に対応する座標が、端末の第3の座標である。
第2の座標と第3の座標との中間座標を端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位する。
本発明の実施形態で提供され、屋内WLAN測位に適用される、測位方法を使用すれば、測定される同じAPについて比較が行われて、測定されるAPの位置サービス情報の測定されたRSSI値と、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って取得された計算されたRSSI値との差が、予め設定された閾値以内であるかどうかが、位置サービス情報と予め設定された伝搬モデル信号グラフとに従って、調べられ、測定されるAPと端末との間での信号伝搬が、測位結果の精度に影響を及ぼしているかどうかに関して判断が行われ、次に、反射によって信号が影響を及ぼされていないAPを使用することによって、端末の位置座標が取得され、これにより、端末位置の精度が向上する。
本発明の一実施形態は、屋内WLAN測位に適用される別の測位方法を提供する。図4を参照すると、この方法は、以下を含む。
401.測位サーバは、測定されるAPのセットの中のAPによって送信された測定情報を受信し、ここで、測定情報は、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、APと端末との間での信号の伝搬継続時間とを含む。
測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含む。
例示的に、測位サーバは、少なくとも3つのAPによって送信された測定情報を受信し、全てのAPを、測定されるAPのセットにまとめる。例示的に、このセットは、セットBとして表されてもよい。しかし、これは、テーブル形式又は別の形式で表されてもよい。測位サーバは、独立した装置として配備されてもよく又はAPのうちの1つにおいて配備されてもよい。APは、サーバと有線ネットワークを介して接続され、端末は、APと無線を介して通信する。端末は、APのうちの1つにアクセスしてもよく又はしなくてもよい。
402.測位サーバは、測定情報に従って、位置サービス情報を取得する。位置サービス情報は、APの識別子と、測定されたRSSI値と、測定された信号伝搬継続時間値とを含む。
例示的に、位置サービス情報をAPによって送信された測定情報に従って取得する測位サーバのプロセスは、前述の実施形態における302内のAと同じであり、ここではこれ以上繰り返さない。
403.測位サーバは、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPの計算されたRSSI値と、3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を、計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を、端末の第1の座標として使用する。
例示的に、測定される全てのAPから、同じ端末に関する情報を受信した後、測位サーバは、Bを、測定される全てのAPのセットを表すために使用してもよく、そして、空のセットAを設定してもよい。
最初は、セットBの中の要素の数は、3以上である。
伝搬モデル信号グラフを設定する手法は、前述の実施形態と同じであり、ここではこれ以上繰り返さない。また、まず、各グリッドセルによって受信される各APのRSSI値が、計算及び記憶されてもよく、又は、計算は即時に実行されてもよく、これは、測位サーバの計算機能力及び記憶容量に応じて設定されてもよい。但し、より正確な測位を実施するために、何らかの変更が、伝搬モデルに基づく計算方法において発生した場合、あるいは、式又は式のパラメータにおいて発生した場合、更新及び記憶が適時に実行されてもよい。
例示的に、測定されるAPのセットは、n個のAPを含むと仮定する。従って、n個のAPの測定されたRSSI値は、A1、A2、A3、...、Anである。
予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標におけるn個のAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得する。例えば、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の座標Aにおけるn個のAPの計算されたRSSI値はそれぞれ、a1、a2、a3、...、Anであり、座標Bにおける計算されたRSSI値はそれぞれ、b1、b2、b3、...、Bnである。このようにして、全ての座標におけるn個のAPの計算されたRSSI値が取得される。
全ての座標におけるn個のAPの計算されたRSSI値と、APの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を、計算及び比較する。例えば、座標Aにおいて、n個のAPの測定された値と計算された値との差の二次和は、(A1−a1)+(A2−a2)+(A3−a3)+...+(An−an)であり、座標Bにおいて、n個のAPの測定された値と計算された値との差の二次和は、(A1−b1)+(A2−b2)+(A3−b3)+...+(An−bn)である。このようにして、全ての座標におけるn個のAPの計算されたRSSI値とAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和が取得される。全ての座標におけるn個のAPの計算されたRSSI値と、APの対応する測定されたRSSI値との差の二次和が、比較され、最小の二次和に対応する座標が、端末の第1の座標である。
好ましくは、計算の作業負荷を減らすために、まず、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の測定されるAPのセットの中の最大の測定されたRSSI値を有するAPの座標を判断し、次に、この座標のセル及びこのセルの周辺のセルに対応する座標に位置するn個のAPの計算されたRSSI値と、APの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を、計算し、最小の二次和に対応する座標を、端末の第1の座標として使用することが適切である。
実際には、信号反射が発生して、伝搬モデルの測位結果に影響を及ぼしている可能性がある。従って、取得された端末の第1の座標は、端末の実際の位置ではない可能性がある。
404.測位サーバは、予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の任意の未測定APを選択し、未測定APから予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの距離に従って、未測定APから伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの信号の伝搬の継続時間値を計算する。
例示的に、予め設定された規則は、測定されるAPのセットの中の各APにシリアル番号を割り当て、次に、APを連続的に選択することであってもよい。しかし、これは、予め設定された規則の一例にすぎない。
例えば、測位サーバは、第1のAPを選択し、そして、伝搬モデル信号グラフ内の第1のAPの座標と端末の第1の座標とを使用して、第1のAPから第1の座標までの距離を取得してもよく、そして、光速度を距離で割ることによって、第1のAPから伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの計算された伝搬の継続時間値を取得してもよい。
405.未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と、未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が、予め設定された閾値を超過するかどうかを判定する。
例示的に、測位サーバは、時間差閾値ΔTを予め設定してもよい。計算された伝搬継続時間値と測定された伝搬継続時間値との差の絶対値が、設定された時間差閾値ΔTより大きくない場合、反射が測位結果に影響を及ぼしているとみなされてもよく、ここで、ΔTの値は、必要とされる測位精度に応じて選択されてもよい。
406.未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と、未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が、予め設定された閾値より大きくない場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断され、そして、測位サーバは、APの識別子に従って、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断する。
例えば、第1のAPの計算された信号伝搬継続時間値と、第1のAPの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が、ΔTより大きくない場合、第1のAPの信号は反射によって影響を及ぼされていないことを示し、そして、測位サーバは、APの識別子に従って、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断する。
407.測定されるAPのセットの中のいずれかのAPが依然として測定されていない場合、404〜406を繰り返して実行する。
例示的に、測位サーバが、第1のAPの信号が反射によって影響を及ぼされていないと判断した場合、測位サーバは、APの識別子に従って、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断する。いずれかのAPが依然として測定されていない場合、測位サーバは、予め設定された規則に従って、未測定APのうちの任意のAPを選択し、次に、そのAPの信号が反射によって影響を及ぼされているかどうかを判断し、等をする。
408.未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と、未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が、予め設定された閾値より大きい場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていると判断され、そして、測位サーバは、その未測定APを、測定されるAPのセットから削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得する。
例示的に、第1のAPの計算された信号伝搬継続時間値と、第1のAPの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が、ΔTより大きい場合、第1のAPの信号は反射によって影響を及ぼされているとみなされ、そして、測位サーバは、第1のAPを、測定されるAPのセットから削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得する、すなわち、更新されたセットBを取得する。
409.測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3以上である場合、403〜408を繰り返して実行する。
例示的に、測位サーバが、反射によって信号が影響を及ぼされている測定されたAPを削除した後、測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3以上である場合、測位サーバは、測定されるAPの更新されたセットの中の全てのAPの測位サービス情報と、予め設定された伝搬モデル信号グラフとを使用することによって、端末の新たな第1の座標を取得し、次に、予め設定された規則に従って、測定されるAPの更新されたセットの中の任意の未測定APを選択し、そして、未測定APが、反射によって影響を及ぼされているかどうかを判断する。APが反射によって影響を及ぼされている場合、測位サーバは、そのAPを削除し、測定されるAPの更新されたセットを再度取得し、APが反射によって影響を及ぼされていない場合、測位サーバは、他のAPが反射によって影響を及ぼされているかどうかを判断し、等をする。
410.測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定された場合、第1の座標を、端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位する。
例示的に、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定された場合、これは、測定されるAPのセットの中のいずれのAPと端末との間での信号も、反射によって影響を及ぼされていないことを示す。従って、測定されるAPのセットの中のAPを使用することによって取得された端末の第1の座標が、端末の位置座標であり、これにより、端末を測位する。
411.測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3より小さい場合、測定されるAPのセットの中の3つのAPを選択し、ここで、選択される3つのAPは、測定されるAPのセットの中の計算された信号伝搬継続時間値と、測定された信号伝搬継続時間値との最小差を有するものである。
3つのAPの位置サービス情報の測定された信号伝搬継続時間値に従って、端末の第2の座標が計算される。
予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における3つのAPそれぞれの計算されたRSSI値が、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って取得され、全ての座標における3つのAPの計算されたRSSI値と、3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和が、計算及び比較され、最小の二次和に対応する座標が、端末の第3の座標として使用される。
第2の座標と第3の座標との中間座標が、端末の位置座標として使用され、これにより、端末を測位する。
本発明の実施形態で提供され、屋内WLAN測位に適用される測位方法を使用すれば、測定される同じAPについて、まず比較が行われて、測定されるAPの位置サービス情報の測定された伝搬継続時間値と、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って取得された計算された伝搬継続時間値との差が、予め設定された閾値以内であるかどうかが、位置サービス情報と予め設定された伝搬モデル信号グラフとに従って、調べられ、測定されるAPと端末との間での信号伝搬が、測位結果の精度に影響を及ぼしているかどうかに関して判断が行われ、次に、反射によって信号が影響を及ぼされていないAPを使用することによって、端末の位置座標が取得され、これにより、端末位置の精度が向上する。
別の態様では、本発明の一実施形態は、図1に示す方法を実施するための測位装置を提供する。図5を参照すると、この測位装置は、第1の取得ユニット501と、計算ユニット502と、第2の取得ユニット503と、第1の判断ユニット504と、第2の判断ユニット505と、測位ユニット506と、を含む。ここで、
第1の取得ユニット501は、測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得するように構成され、ここで、測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、信号伝搬時間情報とを含む。
例示的に、この装置は、測位サーバ上に配置されてもよく、測位サーバは、少なくとも3つのAPによって送信された測定情報を受信し、端末を測位する目的のために、測定情報に従って、少なくとも3つのAPによって送信された位置サービス情報を取得する。測位サーバは、独立した装置として配備されてもよく、又は、APのうちの1つにおいて配備されてもよい。APは、サーバと有線ネットワークを介して接続され、端末は、APと無線を介して通信する。端末は、APのうちの1つにアクセスしてもよく又はしなくてもよい。
例示的に、信号は、APと端末との間でパケットの形式で伝送されてもよい。信号は、端末によって送信され、APによって受信されてもよく、又は、APによって送信され、端末によって受信されてもよい。
信号伝搬時間情報は、APと端末との間での信号の伝搬継続時間、又は、端末と任意の2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差を含む。信号伝搬時間情報の内容は、本明細書では限定されず、具体的には、選択された測位のモードに依存する。
例えば、TOAモードが測位のために選択された場合、信号伝搬時間情報は、APと端末との間での信号の伝搬継続時間である。例示的に、APは、パケットを送信してもよく、ここで、パケットは、パケットの送信の時刻を運び、パケットを受信した後、端末は、フィードバック・パケットをAPに送信し、ここで、フィードバック・パケットは、APによるパケットの送信の時刻T1と、端末によるパケットの受信の時刻T2と、端末によるフィードバック・パケットの送信の時刻T3とを運び、フィードバック・パケットを受信した後、APは、端末の識別子情報と、端末によって検出された信号のRSSIと、フィードバック・パケットの受信の時刻T4とを記録する。必要に応じて、APは、APと端末との間での信号の伝搬継続時間tを、[(T4−T1)−(T3−T2)−T]/2に従って計算してもよい。その後、APは、測定情報を生成し、それを、測位サーバに送信し、これにより、測位サーバは、測定情報に従って、APの位置サービス情報を取得する。APは、APと端末との間での信号の伝搬継続時間を測定情報内に追加して、測定情報を測位サーバに送信してもよく、又は、記録されたT1、T2、T3、及びT4を測定情報内に追加して、測定情報を測位サーバに送信し、測位サーバが、APと端末との間での信号の伝搬継続時間tを計算してもよいということに留意されたい。ここで、T1は、APによる信号の送信の時刻であり、T2は、端末によるAPからの信号の受信の時刻であり、T3は、端末からのAPへのフィードバック信号の送信の時刻であり、T4は、APによる端末からのフィードバック信号の受信の時刻であり、Tは、受信及び送信処理遅延である。受信及び送信処理遅延Tは、経験値に従って取得されてもよく、又は、ネットワークが配備される際に測定されてもよい。例えば、実施可能な測定方法では、APが、APに近く、テストメッセージを時刻T5において送信し、メッセージを時刻T6において受信した後、APは、フィードバックメッセージを時刻T7において直ちに送信すると仮定すると、フィードバックメッセージを時刻T8において受信した場合、端末は、受信及び送信処理遅延T=[(T8−T5)−(T7−T6)]/2を計算することが可能である。この実施形態では、受信及び送信処理遅延Tを取得する手法を限定しない。
別の例では、TDOAモードが測位のために選択された場合、信号伝搬時間情報は、端末と任意の2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差である。端末と2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差は、2つのAPの測定情報における信号受信時刻差に従って取得されてもよい。例示的に、端末は、パケットを全てのAPに同時に送信する。パケットは、ネットワーク・アダプタのMACアドレス又はRFIDタグの物理アドレスなどの端末識別子を運ぶ。信号を受信した後、APは、端末の識別子情報と、端末によって検出された信号のRSSIと、信号受信時刻とを記録し、次に、測定情報を生成し、それを、測位サーバに送信する。測位サーバは、2つのAPによって測定及び報告された測定情報における信号受信時刻差に従って、端末と2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差を取得する。
計算ユニット502は、予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の測定される3つのAPを選択し、測定される3つのAPの信号伝搬時間情報に従って、端末の第1の座標を計算するように構成される。
好ましくは、信号伝搬時間情報は、APと端末との間での信号の伝搬継続時間であり、予め設定された規則は、APと端末との間での信号の伝搬継続時間を昇順にソートすることである。
あるいは、信号伝搬時間情報は、端末と任意の2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差であり、予め設定された規則は、APによる信号の受信の時刻を昇順にソートすることである。
このようにして、端末に最も近い測定されるAPがなるべく選択されてもよく、これにより、反射の影響の可能性が最小になり、計算の作業負荷が減少する。
例示的に、測定される全てのAPから同じ端末に関する測定情報を受信した後、測位サーバは、Bを、測定される全てのAPのセットを表すために使用してもよい。
最初は、セットBの中の要素の数は、3以上である。このとき、任意の測定される3つのAPが、Bの中で選択されてもよい。例えば、第1のAP、第2のAP、及び第3のAPが選択される。3つのAPの位置サービス情報に従って、端末の第1の座標が計算される。
測位サーバは、位置サービス情報の信号伝搬時間情報に従って、TOA方法又はTDOA方法を選択して、端末の第1の座標を計算する。しかし、本発明における端末の第1の座標を計算する方法は、TOA又はTDOAに限定されない。伝搬時間を利用する任意の計算方法が、それらが本発明の目的を達成することが可能である場合、適切である。
詳細な計算プロセスは、方法実施形態と同じであり、ここではこれ以上繰り返さない。
第2の取得ユニット503は、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、第1の座標における測定される3つのAPのうちの任意の未測定APの計算されたRSSI値を取得するように構成される。
例示的に、伝搬モデル信号グラフを設定するステップは、
グリッド(この中では、グリッドセルの辺長が、必要とされる測位精度を満たす)を設定し、ここで、
例示的に、必要とされる測位精度が5メートルである場合、グリッドセルの辺長は、5メートル以下であってもよく、
グリッドと同じスケールを有するストーリー構造図をグリッド内にインポートし、ここで、ストーリー構造図は、障害物情報を含み、
例示的に、障害物情報は、障害物の所在と、障害物のタイプとを含み、障害物の減衰値は、経験値であり、測位サーバ上のデータベースから読み出されること、又は、その他の手段によって取得されることが可能であり、
ネットワーク内の各APの位置をマーキングし、
グリッド内の各グリッドセルによって受信される各APのRSSI値を計算すること
を含んでもよい。
各グリッドセルによって受信される各APのRSSI値を計算することは、従来技術においてカバーされており、本明細書では限定されないということに留意されたい。例えば、計算は、次の式を使用することによって実行されてもよい。
Figure 2013221943
上式で、dは、現在位置からアクセスポイントまでの距離であり、P(d)は、現在位置における受信のRSSI値であり、P(d)は、APから距離dを隔てた位置における受信のRSSI値であり、nは、空気中を伝搬する信号の減衰率であり、WAFは、障害物を貫通する信号の減衰であり、nWは、伝搬プロセスにおいて貫通される障害物の数であり、Cは、障害物の数の上限である。
まず、各グリッドセルによって受信される各APのRSSI値が計算及び記憶されてもよく、次に、第1の座標において受信されるAPのRSSI値が、端末の第1の座標に従って照会されてもよく、又は、計算は即時に実行されてもよく、これは、測位サーバの計算機能力及び記憶容量に応じて設定されてもよいということに留意されたい。
但し、より正確な測位を実施するために、何らかの変更が、伝搬モデルに基づく計算方法において発生した場合、あるいは、式又は式のパラメータにおいて発生した場合、更新及び記憶が適時に実行されてもよい。
第1の判断ユニット504は、未測定APの計算されたRSSI値が、未測定APの測定されたRSSI値と、予め設定された閾値との差より小さいかどうかを判断して、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないかどうかを判断するように構成される。
例示的に、測位サーバは、時間閾値Δを予め設定してもよく、そして、計算されたRSSI値が、測定されたRSSI値よりΔを超えて小さい場合のみ、反射が測位結果に影響を及ぼしているとみなされ、ここで、Δの値は、必要とされる測位精度に応じて選択されてもよい。
第2の判断ユニット505は、未測定APの計算されたRSSI値が、未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さくないこと、及び、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないことを、第1の判断ユニットが判断した場合に、APの識別子に従って、測定される3つのAPが全て測定されたかどうかを判断するように構成される。
第1の判断ユニット504が、伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標における第1のAPの計算されたRSSI値が、測定されたRSSI値−Δ以上であること、及び、第1のAPと端末と間での信号伝搬が、反射によって影響を及ぼされていないことを判断した場合、第2の判断ユニット505は、APの識別子に従って、測定される3つのAPが全て測定されたかどうかを判断する。測定される3つのAPのうちのいずれかのAPが依然として測定されていない場合、第2の取得ユニット503は、測定される3つのAPのうちの未測定APを再選択し、未測定APの計算されたRSSI値を取得し、第1の判断ユニット504は、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされているかどうかを更に判断する。
測位ユニット506は、測定される3つのAPが全て測定されたと、第2の判断ユニット505が判断した場合に、第1の座標を端末の位置座標と判断し、これにより、端末を測位するように構成される。
例示的に、第1のAP、第2のAP、及び第3のAPが全て測定された場合、これは、第1のAPと端末との間、又は、第2のAPと端末との間、又は、第3のAPと端末との間でのいずれの信号反射も、測位結果に影響を及ぼしていないことを示す。従って、第1のAP、第2のAP、及び第3のAPによって取得された第1の座標が、端末の位置座標であり、これにより、端末を測位する。
更に、図6を参照すると、測位サーバは、更新ユニット507と、第3の判断ユニット508と、受信ユニット509と、記憶ユニット510とを更に含む。ここで、
更新ユニット507は、未測定APの計算されたRSSI値が未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さいこと、及び、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていることを、第1の判断ユニット504が判断した場合に、その未測定APを、測定されるAPのセットから削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得するように構成される。
例示的に、第1のAPの計算されたRSSI値が、第1のAPの測定されたRSSI値と、予め設定された閾値との差より小さいこと、及び、第1のAPと端末との間での信号が反射されていることを、第1の判断ユニット504が判断した場合、更新ユニット507は、第1のAPを、測定されるAPのセットから削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得する、すなわち、第1のAPをセットBから削除して、更新されたセットBを取得する。
第3の判断ユニット508は、測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が、3より小さいかどうかを判断するように構成される。
例示的に、測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3以上である場合、計算ユニット502は、測定される3つのAPを、更新されたセットBの中で選択し、端末の第1の座標を再計算し、第2の取得ユニット503は、測定される3つのAPのうちの任意の未測定APを選択し、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、第1の座標における未測定APの計算されたRSSI値を取得し、第1の判断ユニット504は、未測定APの計算されたRSSI値が、未測定APの測定されたRSSI値と、予め設定された閾値との差より小さいかどうかを判断して、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされているかどうかを判断し、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていると第1の判断ユニット504が判断した場合、更新ユニット507は、そのAPを削除し、セットBを再度更新し、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないと第1の判断ユニット504が判断した場合、第2の取得ユニット503及び第1の判断ユニット504は、測定される3つのAPのうちの他のAPの信号が反射によって影響を及ぼされているかどうかを続けて判断する。
測位ユニット506は、測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3より小さいと第3の判断ユニット508が判断した場合に、測定されるAPのセットの中の最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPを選択し、
端末の第2の座標を、最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPの位置サービス情報の信号伝搬時間情報に従って計算し、
予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPの計算されたRSSI値と、3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を、計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を、端末の第3の座標として使用し、
第2の座標と第3の座標との中間座標を、端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位するように更に構成される。
受信ユニット509は、測定されるAPのセットの中のAPによって送信された測定情報を受信するように構成され、ここで、測定情報は、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、APと端末との間での信号の伝搬継続時間、又は、APによる信号の受信の時刻とを含む。
記憶ユニット510は、予め設定された伝搬モデル信号グラフと予め設定された規則とを記憶するように構成される。
本発明の実施形態で提供され、屋内WLAN測位に適用される測位装置を使用すれば、測定される同じAPについて比較が行われて、測定されるAPの位置サービス情報の測定されたRSSI値と、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って取得された計算されたRSSI値との差が、予め設定された閾値以内であるかどうかが、位置サービス情報と予め設定された伝搬モデル信号グラフとに従って、調べられ、測定されるAPと端末との間での信号伝搬が、測位結果の精度に影響を及ぼしているかどうかに関して判断が行われ、次に、反射によって信号が影響を及ぼされていないAPを使用することによって、端末の位置座標が取得され、これにより、端末位置の精度が向上する。
本発明の一実施形態は、図2に示す方法を実施するための別の測位装置を提供する。図7を参照すると、この装置は、取得ユニット701と、計算及び比較ユニット702と、計算ユニット703と、第1の判断ユニット704と、第2の判断ユニット705と、測位ユニット706と、を含む。ここで、
取得ユニット701は、測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得するように構成され、ここで、測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、測定された信号伝搬継続時間値とを含む。
詳細なプロセス及び手法は、方法実施形態におけるものと同じであり、ここではこれ以上繰り返さない。
計算及び比較ユニット702は、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPの計算されたRSSI値と、3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を、計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を、端末の第1の座標として使用するように構成される。
例示的に、全てのAPから、同じ端末に関する情報を受信した後、測位サーバは、Bを、全てのAPのセットを表すために使用してもよい。
最初は、セットBの中の要素の数は、3以上である。
伝搬モデル信号グラフを設定する手法は、前述の実施形態と同じであり、ここではこれ以上繰り返さない。また、まず、各グリッドセルによって受信される各APのRSSI値が、計算及び記憶されてもよく、又は、計算は即時に実行されてもよく、これは、測位サーバの計算機能力及び記憶容量に応じて設定されてもよい。但し、より正確な測位を実施するために、何らかの変更が、伝搬モデルに基づく計算方法において発生した場合、あるいは、式又は式のパラメータにおいて発生した場合、更新及び記憶が適時に実行されてもよい。
例示的に、測定されるAPのセットは、n個のAPを含むと仮定する。従って、n個のAPの測定されたRSSI値は、A1、A2、A3、...、Anである。
予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標におけるn個のAPのそれぞれの計算されたRSSI値が取得される。例えば、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の座標Aにおけるn個のAPの計算されたRSSI値は、それぞれ、a1、a2、a3、...、Anであり、座標Bにおける計算されたRSSI値は、それぞれ、b1、b2、b3、...、Bnである。このようにして、全ての座標におけるn個のAPの計算されたRSSI値が取得される。
全ての座標におけるn個のAPの計算されたRSSI値と、APの対応する測定されたRSSI値との差の二次和が、計算及び比較される。例えば、座標Aにおいて、n個のAPの測定された値と計算された値との差の二次和は、(A1−a1)+(A2−a2)+(A3−a3)+...+(An−an)であり、座標Bにおいて、n個のAPの測定された値と計算された値との差の二次和は、(A1−b1)+(A2−b2)+(A3−b3)+...+(An−bn)である。このようにして、全ての座標におけるn個のAPの計算されたRSSI値と、APの対応する測定されたRSSI値との差の二次和が、取得される。全ての座標におけるn個のAPの計算されたRSSI値と、APの対応する測定されたRSSI値との差の二次和が、比較され、最小の二次和に対応する座標が、端末の第1の座標である。
好ましくは、計算の作業負荷を減らすために、まず、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の測定されるAPのセットの中の最大の測定されたRSSI値を有するAPの座標を判断し、次に、この座標のセル及びこのセルの周辺のセルに対応する座標に位置するn個のAPの計算されたRSSI値とAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算し、最小の二次和に対応する座標を、端末の第1の座標として使用することが適切である。
実際には、信号反射が発生している可能性がある。従って、取得された端末の第1の座標は、端末の実際の位置ではない可能性がある。
計算ユニット703は、予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の任意の未測定APを選択し、未測定APから予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの距離に従って、未測定APから伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの伝搬の計算された信号伝搬継続時間値を計算するように構成される。
第1のAPの座標と端末の第1の座標とを使用することによって、第1のAPから伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの距離が取得され、そして、光速度を距離で割ることによって、第1のAPから伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの計算された伝搬の継続時間値が取得される。
第1の判断ユニット704は、未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が、予め設定された閾値より大きいかどうかを判断して、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないかどうかを判断するように構成される。
例示的に、測位サーバは、閾値ΔTを予め設定してもよく、この値は、必要とされる測位精度に応じて決定されてもよい。端末から第1のAPまでの伝搬の測定された継続時間値と、伝搬モデル信号グラフに従って計算された伝搬継続時間値との差が、予め設定された閾値ΔT以下である場合、第1のAPと端末との間での反射は、測位結果にほとんど又は全く影響を及ぼしていないとみなされる。
第2の判断ユニット705は、未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と、未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が、予め設定された閾値より大きくないこと、及び、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないことを、第1の判断ユニット704が判断した場合に、APの識別子に従って、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断するように構成される。
例示的に、第2の判断ユニット705は、未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と、未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が、予め設定された閾値より大きくないこと、及び、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないことを、第1の判断ユニット704が判断した場合、APの識別子に従って、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断する。第2の判断ユニット705が、測定されるAPのセットの中に、いずれかの未測定APが依然として存在すると判断した場合、計算ユニット703は、測定されるAPのセットの中の任意の未測定APを選択し、未測定APの計算された信号伝搬継続時間値を計算し、第1の判断ユニット704は、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされているかどうかを続けて判断し、等をする。
測位ユニット706は、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたと第2の判断ユニット705が判断した場合に、第1の座標を端末の位置座標と判断し、これにより、端末を測位するように構成される。
例示的に、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定された場合、これは、測定されるAPのセットの中のいずれのAPも、反射によって影響を及ぼされていないことを示す。従って、測定されるAPのセットの中のAPを使用することによって取得された端末の第1の座標が、端末の位置座標であり、これにより、端末を測位する。
更に、図8を参照すると、測位装置は、以下に述べるような、更新ユニット707と、第3の判断ユニット708と、受信ユニット709と、記憶ユニット710と、を更に含む。
更新ユニット707は、未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と、未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が、予め設定された閾値より大きいこと、及び、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていることを、第1の判断ユニット704が判断した場合に、その未測定APを、測定されるAPのセットから削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得するように構成される。
第3の判断ユニット708は、測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が、3より小さいかどうかを判断するように構成される。
例示的に、更新ユニット707が、反射によって信号が影響を及ぼされている測定されたAPを削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得した後、第3の判断ユニット708が、測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3以上であると判断した場合、計算及び比較ユニット702は、測定されるAPの更新されたセットの中の全てのAPの測位サービス情報を使用して、端末の新たな第1の座標を取得する。計算ユニット703は、予め設定された規則に従って、測定されるAPの更新されたセットの中の任意の未測定APを選択し、未測定APから予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の新たな第1の座標までの距離に従って、未測定APの計算された伝搬継続時間値を計算する。第1の判断ユニット704は、未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされているかどうかを判断し、未測定APが反射によって影響を及ぼされている場合、更新ユニット707は、その未測定APを削除し、測定されるAPの更新されたセットを再度取得し、又は、未測定APが反射によって影響を及ぼされていない場合、他のAPが反射によって影響を及ぼされているかどうかに関して、更なる判断が行われる。
測位ユニット706は、測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3より小さいと第3の判断ユニット708が判断した場合に、測定されるAPのセットの中の3つのAPを選択し、ここで、選択されるAPは、測定されるAPのセットの中の計算された信号伝搬継続時間値と、測定された信号伝搬継続時間値との最小差を有するものであり、
端末の第2の座標を、3つのAPの位置サービス情報の測定された信号伝搬継続時間値に従って計算し、
予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における3つのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における3つのAPの計算されたRSSI値と、3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を、端末の第3の座標として使用し、
第2の座標と第3の座標との中間座標を、端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位するように更に構成される。
受信ユニット709は、測定されるAPのセットの中のAPによって送信された測定情報を受信するように構成され、ここで、測定情報は、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、APと端末との間での信号の伝搬継続時間とを含む。
記憶ユニット710は、予め設定された伝搬モデル信号グラフを記憶するように構成される。
本発明の実施形態で提供され、屋内WLAN測位に適用される測位装置を使用すれば、測定される同じAPについて、まず比較が行われて、測定されるAPの位置サービス情報の測定された伝搬継続時間値と、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って取得された計算された伝搬継続時間値との差が、予め設定された閾値以内であるかどうかが、位置サービス情報と予め設定された伝搬モデル信号グラフとに従って調べられ、測定されるAPと端末との間での信号伝搬が、測位結果の精度に影響を及ぼしているかどうかに関して判断が行われ、次に、反射によって信号が影響を及ぼされていないAPを使用することによって、端末の位置座標が取得され、これにより、端末位置の精度が向上する。
別の態様では、本発明の一実施形態は、測位システムを提供する。図9を参照すると、このシステムは、少なくとも3つのAP40と、測位サーバ50と、を含む。ここで、
測位サーバ50は、測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得し、ここで、測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、信号伝搬時間情報とを含み、予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の測定される3つのAPを選択し、測定される3つのAPの信号伝搬時間情報に従って、端末の第1の座標を計算し、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、第1の座標における測定される3つのAPのうちの任意の未測定APの計算されたRSSI値を取得し、未測定APの計算されたRSSI値が、未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さくない場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断し、APの識別子に従って、測定される3つのAPが全て測定されたかどうかを判断し、測定される3つのAPが全て測定された場合、第1の座標を、端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位するように構成される。
少なくとも3つのAP40は、測定情報を測位サーバに送信するように構成される。
必要に応じて、図10を参照すると、このシステムは、端末30を更に含む。
例示的に、信号が、AP40と端末30との間で伝搬され、従って、AP40は、測定情報を取得し、測定情報を測位サーバ50に送信し、測位サーバ50は、測定情報に従って、測位サービス情報を取得し、測位サービス情報を使用して、端末30の位置を特定する。
本発明の実施形態で提供され、屋内WLAN測位に適用される測位システムを使用すれば、測定される同じAPについて比較が行われて、測定されるAPの位置サービス情報の測定されたRSSI値と、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って取得された計算されたRSSI値との差が、予め設定された閾値以内であるかどうかが、位置サービス情報と予め設定された伝搬モデル信号グラフとに従って、調べられ、測定されるAPと端末との間での信号伝搬が、測位結果の精度に影響を及ぼしているかどうかに関して判断が行われ、次に、反射によって信号が影響を及ぼされていないAPを使用することによって、端末の位置座標が取得され、これにより、端末位置の精度が向上する。
本発明の一実施形態は、別の測位システムを提供する。図9を参照すると、このシステムは、少なくとも3つのAP40と、測位サーバ50とを含む。ここで、
測位サーバ50は、測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得し、ここで、測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、測定された信号伝搬継続時間値とを含み、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における測定されるAPのセットの中の全てのAPの計算されたRSSI値と、3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を、計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を、端末の第1の座標として使用し、予め設定された規則に従って、測定されるAPのセットの中の任意の未測定APを選択し、未測定APから予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの距離に従って、未測定APから伝搬モデル信号グラフ内の第1の座標までの信号の伝搬の計算された信号伝搬継続時間値を計算し、未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と、未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が、予め設定された閾値より大きくない場合、未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断し、APの識別子に従って、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断し、測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定された場合、第1の座標を、端末の位置座標として使用し、これにより、端末を測位するように構成される。
少なくとも3つのAP40は、測定情報を測位サーバに送信するように構成される。必要に応じて、図10を参照すると、このシステムは、端末30を更に含む。
例示的に、信号が、AP40と端末30との間で伝搬され、従って、AP40は、測定情報を取得し、測定情報を測位サーバ50に送信し、測位サーバ50は、測位サービス情報を測定情報に従って取得し、測位サービス情報を使用して、端末30の位置を特定する。
本発明の実施形態で提供され、屋内WLAN測位に適用される測位システムを使用すれば、測定される同じAPについて、まず比較が行われて、測定されるAPの位置サービス情報の測定された伝搬継続時間値と、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って取得された計算された伝搬継続時間値との差が、予め設定された閾値以内であるかどうかが、位置サービス情報と予め設定された伝搬モデル信号グラフとに従って、調べられ、測定されるAPと端末との間での信号伝搬が、測位結果の精度に影響を及ぼしているかどうかに関して判断が行われ、次に、反射によって信号が影響を及ぼされていないAPを使用することによって、端末の位置座標が取得され、これにより、端末位置の精度が向上する。
前述の説明は、本発明の特定の実施形態にすぎず、本発明の保護範囲を限定することを意図するものではない。当業者によって、本発明において開示された技術的範囲内で容易に考え出される、いかなる変形又は置換も、本発明の保護範囲内に入る。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲によって決まる。

Claims (18)

  1. 101.測位サーバによって、測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得し、前記測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、前記位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、信号伝搬時間情報とを含み、
    102.前記測位サーバによって、予め設定された規則に従って、前記測定されるAPのセットの中の測定される3つのAPを選択し、前記測定される3つのAPの信号伝搬時間情報に従って、端末の第1の座標を計算し、
    103.前記測位サーバによって、予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、前記第1の座標における前記測定される3つのAPのうちの任意の未測定APの計算されたRSSI値を取得し、
    104.前記未測定APの計算されたRSSI値が前記未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さくない場合、前記未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断し、前記測位サーバによって、前記APの識別子に従って、前記測定される3つのAPが全て測定されたかどうかを判断し、
    105.前記測定される3つのAPのうちのいずれか1つが依然として測定されていない場合、103及び104を繰り返して実行し、
    106.前記測定される3つのAPが全て測定された場合、前記第1の座標を前記端末の位置座標として使用し、これにより、前記端末を測位すること
    を含む、測位方法。
  2. 前記未測定APの計算されたRSSI値が前記未測定APの測定されたRSSI値と前記予め設定された閾値との差より小さい場合、前記未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていると判断し、前記測位サーバによって、前記未測定APを前記測定されるAPのセットから削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得し、
    前記測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3以上である場合、102〜104を繰り返して実行すること
    を更に含む、請求項1に記載の測位方法。
  3. 前記測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3より小さい場合、前記測位サーバによって、前記測定されるAPのセットの中の最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPを選択し、
    前記最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPの信号伝搬時間情報に従って、前記端末の第2の座標を計算し、
    前記予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、前記伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における前記最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における前記最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPの計算されたRSSI値と前記3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を前記端末の第3の座標として使用し、
    前記第2の座標と前記第3の座標との中間座標を前記端末の位置座標として使用し、これにより、前記端末を測位すること
    を更に含む、請求項2に記載の測位方法。
  4. 前記信号伝搬時間情報は、前記APと前記端末との間での信号の伝搬継続時間であり、前記予め設定された規則は、前記APと前記端末との間での前記信号の前記伝搬継続時間を昇順にソートすることであり、又は、
    前記信号伝搬時間情報は、前記端末と任意の2つのAPとの間での信号の伝搬の継続時間差であり、前記予め設定された規則は、前記APによる前記信号の受信の時刻を昇順にソートすることである、
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の測位方法。
  5. 前記方法は、101の前に、前記測位サーバによって、前記測定されるAPのセットの中の前記APによって送信された測定情報を受信することを更に含み、
    対応して、101は、前記測位サーバによって、前記測定情報に従って、前記測定されるAPのセットの中の前記APの位置サービス情報を取得することを更に含み、ここで、
    前記測定情報は、測定されたRSSI値と、前記APと前記端末との間での信号の伝搬継続時間、又は、前記APによる前記信号の受信の時刻を含む、
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の測位方法。
  6. 101.測位サーバによって、測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得し、前記測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、前記位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、測定された信号伝搬継続時間値とを含み、
    102.前記測位サーバによって、前記予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における前記測定されるAPのセットの中の全てのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における前記測定されるAPのセットの中の全てのAPの計算されたRSSI値と前記3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を前記端末の第1の座標として使用し、
    103.前記測位サーバによって、予め設定された規則に従って、前記測定されるAPのセットの中の任意の未測定APを選択し、前記未測定APから前記予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の前記第1の座標までの距離に従って、前記未測定APから前記伝搬モデル信号グラフ内の前記第1の座標までの伝搬の計算された信号伝搬継続時間値を計算し、
    104.前記未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と前記未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が予め設定された閾値より大きくない場合、前記未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていないと判断し、前記測位サーバによって、前記APの識別子に従って、前記測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断し、
    105.前記測定されるAPのセットの中のいずれかのAPが依然として測定されていない場合、103及び104を繰り返して実行し、
    106.前記測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定された場合、前記第1の座標を前記端末の位置座標として使用し、これにより、前記端末を測位すること
    を含む、測位方法。
  7. 前記未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と前記未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が前記予め設定された閾値より大きい場合、前記未測定APの信号は反射によって影響を及ぼされていると判断し、前記測位サーバによって、前記未測定APを前記測定されるAPのセットから削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得し、
    前記測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3以上である場合、102〜104を繰り返して実行すること
    を更に含む、請求項6に記載の測位方法。
  8. 前記測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3より小さい場合、前記測定されるAPのセットの中の3つのAPを選択し、前記選択される3つのAPは、前記測定されるAPのセットの中の前記計算された信号伝搬継続時間値と前記測定された信号伝搬継続時間値との最小差を有するものであり、
    前記3つのAPの前記位置サービス情報の前記測定された信号伝搬継続時間値に従って、前記端末の第2の座標を計算し、
    前記予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における前記3つのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における前記3つのAPの計算されたRSSI値と前記3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を前記端末の第3の座標として使用し、
    前記第2の座標と前記第3の座標との中間座標を前記端末の位置座標として使用し、これにより、前記端末を測位すること
    を更に含む、請求項7に記載の測位方法。
  9. 前記方法は、101の前に、前記測位サーバによって、前記測定されるAPのセットの中の前記APによって送信された測定情報を受信することを更に含み、
    対応して、101は、前記測位サーバによって、前記測定情報に従って、前記測定されるAPのセットの中の前記APの位置サービス情報を取得することを更に含み、
    前記測定情報は、測定されたRSSI値と、前記APと端末との間での信号の伝搬継続時間とを含む、
    請求項6〜8のいずれか一項に記載の測位方法。
  10. 測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得するように構成された第1の取得ユニットであって、前記測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、前記位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、信号伝搬時間情報とを含む、前記第1の取得ユニットと、
    予め設定された規則に従って、前記測定されるAPのセットの中の測定される3つのAPを選択し、前記測定される3つのAPの信号伝搬時間情報に従って、端末の第1の座標を計算するように構成された計算ユニットと、
    予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、前記第1の座標における前記測定される3つのAPのうちの任意の未測定APの計算されたRSSI値を取得するように構成された第2の取得ユニットと、
    前記未測定APの計算されたRSSI値が前記未測定APの測定されたRSSI値と予め設定された閾値との差より小さいかどうかを判断して、前記未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないかどうかを判断するように構成された第1の判断ユニットと、
    前記未測定APの計算されたRSSI値が前記未測定APの測定されたRSSI値と前記予め設定された閾値との差より小さくないこと、及び、前記未測定APの前記信号が反射によって影響を及ぼされていないことを、前記第1の判断ユニットが判断した場合に、前記APの識別子に従って、前記測定される3つのAPが全て測定されたかどうかを判断するように構成された第2の判断ユニットと、
    前記測定される3つのAPが全て測定されたと前記第2の判断ユニットが判断した場合に、前記第1の座標を前記端末の位置座標と判断し、これにより、前記端末を測位するように構成された測位ユニットと、
    を備える、測位装置。
  11. 前記未測定APの計算されたRSSI値が前記未測定APの測定されたRSSI値と前記予め設定された閾値との差より小さいこと、及び、前記未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていることを、前記第1の判断ユニットが判断した場合に、前記未測定APを前記測定されるAPのセットから削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得するように構成された更新ユニットと、
    前記測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3より小さいかどうかを判断するように構成された第3の判断ユニットと、
    を更に備える、請求項10に記載の測位装置。
  12. 前記測位ユニットは、前記測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3より小さいと前記第3の判断ユニットが判断した場合に、前記測定されるAPのセットの中の最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPを選択し、前記最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPの位置サービス情報の信号伝搬時間情報に従って、前記端末の第2の座標を計算し、前記予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、前記予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における前記最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における前記最大の測定されたRSSI値を有する3つのAPの計算されたRSSI値と前記3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を前記端末の第3の座標として使用し、前記第2の座標と前記第3の座標との中間座標を前記端末の位置座標として使用し、これにより、前記端末を測位するように更に構成される、
    請求項11に記載の測位装置。
  13. 前記測定されるAPのセットの中のAPによって送信された測定情報を受信するように構成された受信ユニットを更に備え、ここで、前記測定情報は、測定されたRSSI値と、前記APと端末との間での信号の伝搬継続時間、又は、前記APによる前記信号の受信の時刻とを含む、
    請求項10〜12のいずれか一項に記載の測位装置。
  14. 測定されるAPのセットの中のAPの位置サービス情報を取得するように構成された取得ユニットであって、前記測定されるAPのセットは、少なくとも3つのAPを含み、前記位置サービス情報は、APの識別子と、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、測定された信号伝搬継続時間値とを含む、前記取得ユニットと、
    前記予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における前記測定されるAPのセットの中の全てのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、全ての座標における前記測定されるAPのセットの中の全てのAPの計算されたRSSI値と前記3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を前記端末の第1の座標として使用するように構成された計算及び比較ユニットと、
    予め設定された規則に従って、前記測定されるAPのセットの中の任意の未測定APを選択し、前記未測定APから前記予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の前記第1の座標までの距離に従って、前記未測定APから前記伝搬モデル信号グラフ内の前記第1の座標までの信号の伝搬の計算された信号伝搬継続時間値を計算するように構成された計算ユニットと、
    前記未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と前記未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が予め設定された閾値より大きいかどうかを判断して、前記未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないかどうかを判断するように構成された第1の判断ユニットと、
    前記未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と前記未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が前記予め設定された閾値より大きくないこと、及び、前記未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていないことを、前記第1の判断ユニットが判断した場合に、前記APの識別子に従って、前記測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたかどうかを判断するように構成された第2の判断ユニットと、
    前記測定されるAPのセットの中の全てのAPが測定されたと前記第2の判断ユニットが判断した場合に、前記第1の座標を前記端末の位置座標と判断し、これにより、前記端末を測位するように構成された測位ユニットと、
    を備える、測位装置。
  15. 前記未測定APの計算された信号伝搬継続時間値と前記未測定APの測定された信号伝搬継続時間値との差の絶対値が前記予め設定された閾値より大きいこと、及び、前記未測定APの信号が反射によって影響を及ぼされていることを、前記第1の判断ユニットが判断した場合に、前記未測定APを前記測定されるAPのセットから削除して、測定されるAPの更新されたセットを取得するように構成された更新ユニットと、
    前記測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3より小さいかどうかを判断するように構成された第3の判断ユニットと、
    を更に備える、請求項14に記載の測位装置。
  16. 前記測位ユニットは、前記測定されるAPの更新されたセットの中のAPの数が3より小さいと前記第3の判断ユニットが判断した場合に、前記測定されるAPのセットの中の3つのAPを選択し、前記選択される3つのAPは、前記測定されるAPのセットの中の前記計算された信号伝搬継続時間値と前記測定された信号伝搬継続時間値との最小差を有するものであり、前記3つのAPの前記位置サービス情報の前記測定された信号伝搬継続時間値に従って、前記端末の第2の座標を計算し、前記予め設定された伝搬モデル信号グラフに従って、予め設定された伝搬モデル信号グラフ内の全ての座標における前記3つのAPそれぞれの計算されたRSSI値を取得し、前記3つのAPの計算されたRSSI値と前記3つのAPの対応する測定されたRSSI値との差の二次和を計算及び比較し、最小の二次和に対応する座標を前記端末の第3の座標として使用し、前記第2の座標と前記第3の座標との中間座標を前記端末の位置座標として使用し、これにより、前記端末を測位するように更に構成される、
    請求項15に記載の測位装置。
  17. 前記装置は、測定されるAPの前記セットの中のAPによって送信された測定情報を受信するように構成された受信ユニットを更に備え、前記測定情報は、測定された受信信号強度インジケータRSSI値と、前記APと端末との間での信号の伝搬継続時間とを含む、
    請求項14〜16のいずれか一項に記載の測位装置。
  18. 少なくとも3つのAPを備え、
    請求項10〜13のいずれか一項に記載の測位装置、又は、請求項14〜17のいずれか一項に記載の測位装置を更に備える、
    測位システム。
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