JP2015232505A

JP2015232505A - 測位システムにおける固定局及び移動局

Info

Publication number: JP2015232505A
Application number: JP2014119627A
Authority: JP
Inventors: 功吉野; Isao Yoshino
Original assignee: Oi Electric Co Ltd
Current assignee: Oi Electric Co Ltd
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2015-12-24

Abstract

【課題】電池電圧の低下にともなう稼働停止を抑制する測位システムを提供する。
【解決手段】移動局２０の位置を特定するための位置情報及び固定局１０に備わる電源の電圧の状態を示す電圧情報を含む固定局信号Ｓ１を送信する送信手段を備える固定局１０と、固定局信号Ｓ１を固定局１０（１０ａ〜１０ｎ）から受信する受信手段を備える移動局２０と、を備える測位システムとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、測位システムにおける固定局及び移動局に関する。

グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）等を利用した測位サービスが広く利用されているが、ＧＰＳによる測位の利用範囲は衛星からの測位電波を受信可能な屋外に限定されており、地下街やビル内等の測位では利用できない。

屋内における測位を実現する方式として、位置情報を無線で周期的に送信する固定局を屋内に設置し、移動局が固定局から送信される位置情報を受信し、受信した位置情報と受信信号強度（ＲＳＳＩ）を処理することで移動局の位置を推定する方式がある。また、移動局の情報はサーバに送信され、サーバを用いて管理者は移動局の位置を把握することができる。

このような測位システムにおいて、固定局の主たる電源として蛍光灯電源インターフェースを利用し、蛍光灯の電源が利用できない際に従たる電源として太陽電池付二次電池を利用して位置情報の送信を行う構成が開示されている（特許文献１）。このとき、二次電池を利用した送信を行う状況において、送信を行うために十分な電気エネルギーが二次電池に蓄積されていない場合には蓄積されるまで待って位置情報の送信を行う。

特許第５０５６００９号公報

ところで、測位システムを導入する際に固定局を大量に設置する必要があり、電源供給のための工事費により多大な初期コストが発生してしまう。この初期コストを軽減するために、固定局の設置位置を天井等に設けられた蛍光灯付近として電源を太陽電池と二次電池の組み合わせとする方式が挙げられる。これにより、設置工事費が軽減でき、ランニングコストの軽減も図られる。

一方、電池による稼働となるため、固定局においては省電力を考慮した設計が必要となるが、蛍光灯の消灯／点灯の状況や経年劣化の状況によっては電池の電圧低下を招き、稼働継続不能となるおそれがある。また、大量に設置された固定局を監視し、電池電圧の低下により稼働停止状態となることが懸念される固定局を事前に把握し、人の手によって電池の交換作業が必要となる。例えば、固定局にＬＥＤ等のインジケータを設け、電池電圧低下時に点灯させることで管理者が目視による監視を行うことが考えられるが、電池電圧が低下した状態においてＬＥＤを点灯させることで更なる電圧低下を招き、管理者が電池電圧の低下を認識する前に固定局が稼働停止してしまうおそれがある。

本発明は、電池電圧の低下にともなう稼働停止を抑制することができる測位システムにおける電池管理システムを提供することを目的とする。

本発明の１つの態様は、移動局の位置を測位する測位システムにおける移動局であって、移動局の位置を特定するための位置情報及び固定局に備わる電源の電圧の状態を示す電圧情報を含む固定局信号を前記固定局から受信する受信手段を備えることを特徴とする移動局である。

本発明の別の態様は、移動局の位置を測位する測位システムにおける固定局であって、移動局の位置を特定するための位置情報及び前記固定局に備わる電源の電圧の状態を示す電圧情報を含む固定局信号を送信する送信手段を備えることを特徴とする固定局である。

本発明の別の態様は、移動局は、移動局の位置を特定するための位置情報及び固定局に備わる電源の電圧の状態を示す電圧情報を含む固定局信号を固定局から受信し、前記電圧情報に応じて前記固定局に備わる電源の電圧の状態を示す移動局信号を前記移動局から受信するサーバ受信手段と、前記移動局が前記固定局信号を受信した時刻又は前記サーバ受信手段において前記移動局信号を受信した時刻を受信時刻として記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とするサーバである。

ここで、前記移動局は、前記電圧情報に応じて前記固定局に備わる電源の電圧の状態を示す移動局信号を外部へ出力する出力手段を備えることが好適である。

また、前記電源は、二次電池を含むことが好適である。

本発明によれば、測位システムにおいて電池電圧の低下にともなう稼働停止を抑制することができる。

本発明の実施の形態における測位システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態における固定局の構成を示す図である。本発明の実施の形態における移動局の構成を示す図である。本発明の実施の形態における移動局信号の構成例を示す図である。本発明の実施の形態におけるサーバの構成を示す図である。本発明の実施の形態における固定局データベースの登録例を示す図である。本発明の実施の形態における電源電圧データベースの登録例を示す図である。

本発明の実施の形態における測位システム１００は、図１に示すように、固定局１０、移動局２０及びサーバ３０を含んで構成される。測位システム１００は、ＧＰＳの衛星信号を受信できない屋内等において、ＧＰＳを利用した測位方法を用いず、複数の固定局１０（１０ａ〜１０ｎ）から信号を受けて、測位システム１００が設置された施設内を移動する移動局２０の位置を測位するためのシステムである。

固定局１０は、図２に示すように、制御部１２、送信部１４及び電源１６を含んで構成される。固定局１０は、測位システム１００が設置される施設内に固定して配置される。制御部１２は、固定局１０における処理を制御する。送信部１４は、制御部１２からの指示を受けて固定局信号Ｓ１を送信する。以下、固定局１０ａ〜１０ｎから送信される固定局信号Ｓ１を固定局信号Ｓ１ａ〜Ｓ１ｎと示す。

電源１６は、固定局１０に対して電力を供給するために設けられる。電源１６は、太陽電池１６ａ及び二次電池１６ｂを含むことが好適である。固定局１０を屋内設備の照明の周辺に設置して、照明の光を利用して太陽電池１６ａで発生させた電力を二次電池１６ｂに蓄積して利用することができる。これによって、固定局１０を大量に設置した場合であっても、電源設置のための工事費の初期コストを抑制することができる。

ここで、送信部１４から送信される固定局信号Ｓ１（Ｓ１ａ〜Ｓ１ｎ）は、移動局２０の位置を特定するための位置情報及び固定局１０に備わる二次電池１６ｂの電圧の状態を示す電圧情報を含む。

位置情報は、例えば、固定局１０に固有に与えられた固定局ＩＤを示すビーコン信号とすることができる。固定局１０の設置位置は固定局ＩＤに関連付けて固定局データベースとしてサーバ３０に記憶されており、固定局ＩＤ及びビーコン信号の受信強度（ＲＳＳＩ）の関係から固定局１０の設置位置を知ることができる。

電圧情報は、二次電池１６ｂの現在の端子電圧の値を示す情報とすることができる。例えば、二次電池１６ｂの電圧値が１２．０Ｖである場合には、その値を電圧情報として固定局信号Ｓ１に含めればよい。また、電圧情報は、二次電池１６ｂのステータスを示す情報としてもよい。例えば、二次電池１６ｂの電圧値が許容される基準電圧範囲内でない場合には二次電池１６ｂの電圧値が異常であることを示すフラグ情報を固定局信号Ｓ１に含めればよい。

移動局２０は、図３に示すように、制御部２２、受信部２４、送信部２６及び信号強度計測部２８を含んで構成される。移動局２０は、測位システム１００が設置される施設内を移動して用いられる。例えば、ユーザが移動局２０を携帯して施設内を移動したときに移動局２０の位置を把握することを可能とする。

制御部２２は、移動局２０における処理を制御する。受信部２４は、固定局１０から送信される固定局信号Ｓ１を受信する。このとき、移動局２０の近くにある固定局１０からは強い受信強度で固定局信号Ｓ１が受信され、移動局２０から距離が離れるにつれて固定局１０の固定局信号Ｓ１は弱まり、ある距離を超えると受信可能な強度よりも受信強度が弱くなり固定局１０から固定局信号Ｓ１が受信されなくなる。そこで、移動局２０は、移動局２０において受信可能な固定局１０からの固定局信号Ｓ１を受信すると共に、信号強度計測部２８において受信された固定局信号Ｓ１の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を計測する。

また、制御部２２は、固定局１０から固定局信号Ｓ１を受信した受信時刻を取得する。なお、本実施の形態では、移動局２０において固定局信号Ｓ１を受信した時刻を受信時刻としたが、移動局２０では受信時刻を記録せず、後述するように移動局２０から送信された移動局信号Ｓ２をサーバ３０が受信した時刻を受信時刻としてもよい。このとき、移動局２０は単位時間（例えば５秒）に受信した複数の固定局信号Ｓ１の内容を単位時間周期でまとめて移動局信号Ｓ２としてサーバ３０に送信するようにしてもよく、この場合にはサーバ３０での移動局信号Ｓ２の受信時刻がまとめて送信された固定局信号Ｓ１に対する共通の受信時刻とされる。

送信部２６は、受信された固定局信号Ｓ１に含まれる電圧情報に基づいて、移動局２０の位置を特定するための位置情報及び送信元の固定局１０に備わる二次電池１６ｂの電圧の状態を示す電圧情報を含む移動局信号Ｓ２をサーバ３０に送信する。例えば、移動局信号Ｓ２は、図４に示すように、受信部２４で受信することができたすべての固定局１０からの固定局信号Ｓ１に含まれる位置情報及び電圧情報並びに固定局信号Ｓ１の受信強度及び受信時刻を含むものとする。ちなみに、図４は、受信部２４において固定局１０ａ，１０ｃのみから固定局信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｃが受信できた場合を示している。

なお、移動局２０とサーバ３０との通信は無線であってもよいし有線であってもよい。また、移動局２０とサーバ３０との通信プロトコルは特に制限されるものではない。

サーバ３０は、図５に示すように、制御部３２、受信部３４、記憶部３６及び表示部３８を含んで構成される。制御部３２は、サーバ３０における処理を制御する。また、制御部３２は、移動局２０から受信した移動局信号Ｓ２に基づいて、送信元の移動局２０の測位処理及び固定局１０における二次電池１６ｂの電源電圧の管理処理を行う。以下、これらの処理について説明する。

サーバ３０では、受信部３４によって移動局２０から送信される移動局信号Ｓ２が受信される。制御部３２は、受信された移動局信号Ｓ２に含まれる情報を記憶部３６に記憶させる。具体的には、図４に示したように、移動局信号Ｓ２に含まれる各固定局１０の位置情報及び電圧情報並びに移動局２０において受信された固定局信号Ｓ１の受信強度及び受信時刻が記憶部３６に記憶される。

まず、移動局２０の測位処理について説明する。制御部３２は、記憶部３６から移動局信号Ｓ２に含まれる各固定局１０の固定局ＩＤ及び各固定局１０から移動局２０が受信した固定局信号Ｓ１の受信強度を読み出す。制御部３２は、記憶部３６に記憶されている固定局データベースを参照して、読み出された固定局１０の固定局ＩＤに関連付けられている固定局１０の設置位置を読み出す。固定局データベースは、図６に示すように、測位システム１００に含まれる各固定局１０の固定局ＩＤとその設置位置とを対応付けて登録したデータベースである。制御部３２は、読み出された固定局１０の設置位置と、移動局２０で受信されたその固定局１０からの固定局信号Ｓ１の受信強度に基づいて移動局２０の位置を求める。

例えば、移動局信号Ｓ２に含まれる位置情報のうち最も受信強度が高かった固定局信号Ｓ１から得られた固定局ＩＤに関連付けられている固定局１０の設置位置を移動局２０の位置（近似位置）として決定すればよい。例えば、図４に示すように移動局信号Ｓ２が受信された場合、固定局データベースを参照して、最も受信強度が高い固定局１０ａの固定局ＩＤに関連付けられた固定局１０ａの設置位置を移動局２０の位置（近似位置）とする。

また、移動局信号Ｓ２に含まれる各固定局ＩＤに関連付けられた固定局１０の設置位置をその固定局１０から移動局２０が受信した固定局信号Ｓ１の受信強度で重み付けして平均した位置を移動局２０の位置（近似位置）として決定してもよい。例えば、図４に示すように移動局信号Ｓ２が受信された場合、固定局データベースを参照して、固定局１０ａ，１０ｃの設置位置を読み出し、移動局２０の経度＝（固定局１０ａの経度×１０＋固定局１０ｃの経度×３）／（１０＋３），移動局２０の緯度＝（固定局１０ａの緯度×１０＋固定局１０ｃの緯度×３）／（１０＋３），移動局２０の高度＝（固定局１０ａの高度×１０＋固定局１０ｃの高度×３）／（１０＋３）のように重み付け平均をして移動局２０の位置（近似位置）とすればよい。

なお、固定局１０の設置位置は、図６に示すように緯度、経度及び高度の組み合わせとしてもよいし、固定局１０が設置された施設内において場所を特定できる情報、例えば施設内における相対的な位置を示す座標であってもよい。

次に、固定局１０の二次電池１６ｂの電源電圧の管理処理について説明する。制御部３２は、図７に示すように、受信された移動局信号Ｓ２に含まれる電圧情報を送信元の固定局１０の固定局ＩＤに関連付けて電源管理データベースとして記憶部３６に記憶させる。電源管理データベースには、過去に移動局２０において受信された情報も含めて登録される。

制御部３２は、電源管理データベースを参照して、各固定局１０の二次電池１６ｂの電源電圧が基準電圧の範囲内にあるか否かを判定する。そして、二次電池１６ｂの電源電圧が基準電圧の範囲内にない場合には、その二次電池１６ｂには異常があることを示す警告を表示部３８に表示させる。

二次電池１６ｂの劣化を判定するためには、電源電圧が基準電圧未満になったときに当該二次電池１６ｂが設けられた固定局１０の二次電池１６ｂが劣化したことを示す警告を表示部３８に表示させればよい。例えば、基準電圧範囲の下限値を１２Ｖとすると、図７の電源管理データベースでは、固定局１０ａの二次電池１６ｂが劣化していることを示す警告を表示させる。

また、二次電池１６ｂの過充電を判定するためには、電源電圧が基準電圧以上となったときに当該二次電池１６ｂが設けられた固定局１０の二次電池１６ｂが過充電されていることを示す警告を表示部３８に表示させればよい。例えば、基準電圧の上限値を１３Ｖとすると、図７の電源管理データベースでは、固定局１０ｂの二次電池１６ｂが過充電状態であることを示す警告を表示させる。

本実施の形態における測位システム１００を導入することによって、固定局１０を大量に設置した場合において電源供給の工事費における初期コストを抑制できる。それと共に、移動局２０を用いて二次電池１６ｂの電圧低下を把握することができ、稼働継続不能となることを防ぐことができる。

なお、測位システム１００内に存在する複数の移動局２０を以て設置されたすべての固定局１０の付近を通過しなかった場合、移動局２０が付近を通過しなかった固定局１０の電源電圧は把握することができない。そこで、電源管理データベースに記録された固定局信号Ｓ１の受信時刻の情報を参照し、最近の受信時刻から基準時間以上経過した固定局１０を抽出して表示部３８に表示させてもよい。これにより、管理者が抽出された固定局１０の付近のみを移動局２０を持って通過することで効率的に固定局１０の電源電圧を把握することが可能となる。

１０（１０ａ〜１０ｎ）固定局、１２制御部、１４送信部、１６電源、１６ａ太陽電池、１６ｂ二次電池、２０移動局、２２制御部、２４受信部、２６送信部、２８信号強度計測部、３０サーバ、３２制御部、３４受信部、３６記憶部、３８表示部、１００測位システム。

Claims

移動局の位置を測位する測位システムにおける移動局であって、
移動局の位置を特定するための位置情報及び固定局に備わる電源の電圧の状態を示す電圧情報を含む固定局信号を前記固定局から受信する受信手段を備えることを特徴とする移動局。
請求項１に記載の移動局であって、
前記電圧情報に応じて前記固定局に備わる電源の電圧の状態を示す移動局信号を外部へ出力する出力手段を備えることを特徴とする移動局。
請求項１又は２に記載の移動局であって、
前記電源は、二次電池を含むことを特徴とする移動局。
移動局の位置を測位する測位システムにおける固定局であって、
移動局の位置を特定するための位置情報及び前記固定局に備わる電源の電圧の状態を示す電圧情報を含む固定局信号を送信する送信手段を備えることを特徴とする固定局。
請求項４に記載の固定局であって、
前記電源は、二次電池を含むことを特徴とする固定局。
移動局は、移動局の位置を特定するための位置情報及び固定局に備わる電源の電圧の状態を示す電圧情報を含む固定局信号を固定局から受信し、前記電圧情報に応じて前記固定局に備わる電源の電圧の状態を示す移動局信号を前記移動局から受信するサーバ受信手段と、
前記移動局が前記固定局信号を受信した時刻又は前記サーバ受信手段において前記移動局信号を受信した時刻を受信時刻として記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とするサーバ。