JP2016114361A - Positioning method, server, and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning method, etc., with which it is possible to automatically raise the precision of reference reception information and realize high-accuracy FP-based positioning, in even an area where a radio wave fluctuation is severe as in an outdoor environment.SOLUTION: In positioning based on a network assisted FP scheme, a management unit 45 in a server 9 on a network, regardless of whether up-oriented positioning or down-oriented positioning or both, periodically or randomly updates the reference reception information vector of a storage unit 43 using a plurality of known beacon tags disposed in a space and an AP connected to the network, whereby it is made possible to flexibly respond to a change in an indoor radio wave situation and realize highly accurate positioning based on the network assisted scheme. Furthermore, the server 9 enables the plurality of beacon tags to be automatically and integratedly managed.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、測位方法、サーバ及びプログラムに関し、特に、測位対象端末の位置を推定する測位システムにおける測位方法等に関する。   The present invention relates to a positioning method, a server, and a program, and more particularly, to a positioning method in a positioning system that estimates the position of a positioning target terminal.

測位技術の代表的手法は、GPSを活用した測位である。GPSによる測位は、すでに広く実用化されており、人々の日々の生活において欠かせないツールとなっている。しかし、GPSを形成する衛星からの電波は屋内や高層ビル群の谷間などでは受信することができず、当該エリアでの高精度測位は永く課題とされていた。   A typical technique of positioning technology is positioning using GPS. GPS positioning has already been widely put into practical use and has become an indispensable tool in people's daily lives. However, radio waves from satellites forming GPS cannot be received indoors or in valleys of high-rise buildings, and high-precision positioning in the area has long been a problem.

測位の手法を分類すると、ネットワーク測位と端末測位とに分類することができる。以下では、各分類の詳細について説明を行う。   If the positioning method is classified, it can be classified into network positioning and terminal positioning. Hereinafter, details of each classification will be described.

ネットワーク測位とは、測位対象端末が発するビーコン信号等の電波を複数のアクセスポイント(以下、「AP」ともいう。)等で受信し、これらをサーバが集約して、当該サーバが測位対象端末の測位(位置の推定)を行う手法である。ネットワーク測位は、APにおいて端末から発せられた上り回線の電波を活用した測位である。そのため、以下では、ネットワーク測位を上り指向測位ともいう。   Network positioning means that a radio wave such as a beacon signal emitted by a positioning target terminal is received by a plurality of access points (hereinafter also referred to as “APs”), and these are aggregated by a server. This is a technique for performing positioning (position estimation). Network positioning is positioning using an uplink radio wave emitted from a terminal at an AP. Therefore, hereinafter, network positioning is also referred to as uplink-oriented positioning.

ネットワーク測位の測位アルゴリズムとしては、Nearest Neighbor方式、三角測量方式、三点測量方式、FingerPrint方式(以下、「FP方式」ともいう。)などが知られている。FP方式では、各AP等が受信した情報を集約して受信情報ベクトルを生成し、既知の測位候補点に対してそれぞれ事前に収集されたリファレンス受信情報ベクトルと比較することで、当該測位対象端末が設置された場所に最も近い測位候補点の位置を当該端末の測位結果とするものである。FP方式は、複雑な屋内電波伝搬環境の下では精度がよいとされている。非特許文献1には、FP方式で、ネットワーク測位を行うことが記載されている。   As a positioning algorithm for network positioning, a Nearest Neighbor method, a triangulation method, a three-point survey method, a FingerPrint method (hereinafter also referred to as “FP method”), and the like are known. In the FP method, information received by each AP or the like is aggregated to generate a reception information vector, which is compared with a reference reception information vector collected in advance for each known positioning candidate point. The position of the positioning candidate point closest to the place where is installed is taken as the positioning result of the terminal. The FP method is said to be accurate in a complicated indoor radio wave propagation environment. Non-Patent Document 1 describes performing network positioning by the FP method.

一方、端末測位は、各AP等から発信されたビーコン信号等の電波を端末が受信し、これらより端末自らが自分自身の位置を推定する手法である。端末測位は、下り回線の電波を活用した測位である。そのため、以下では、端末測位を下り指向測位ともいう。   On the other hand, terminal positioning is a method in which a terminal receives radio waves such as a beacon signal transmitted from each AP, and the terminal itself estimates its own position from these. Terminal positioning is positioning using radio waves on the downlink. Therefore, in the following, terminal positioning is also referred to as downlink-oriented positioning.

端末測位は、さらに、端末完全自立方式とネットワーク支援方式とに分けられる。端末完全自立方式は、端末自身で位置推定を行うものである。GPSやIMESによる測位は、端末完全自立方式の一種と考えられる。ネットワーク支援方式は、端末が測定した各AP等に対する電波受信強度等をネットワーク上のサーバへ伝送し、サーバにおいて当該端末の測位を行うものである。スマートフォンで採用されているWi−Fi電波を活用した測位方式は、ネットワーク支援方式の一種と考えられる。   Terminal positioning is further divided into a terminal self-supporting system and a network support system. In the terminal complete independence method, the terminal itself performs position estimation. Positioning by GPS or IMES is considered to be a kind of terminal self-supporting method. In the network support method, the radio wave reception intensity or the like for each AP measured by the terminal is transmitted to a server on the network, and the server performs positioning of the terminal. A positioning method using Wi-Fi radio waves adopted in smartphones is considered a kind of network support method.

端末測位の測位アルゴリズムは、ネットワーク測位と同様に、Nearest Neighbor方式、三角測量方式、三点測量方式、FP方式などが適用可能である。   As a positioning algorithm for terminal positioning, a Nearest Neighbor method, a triangulation method, a three-point survey method, an FP method, or the like can be applied as in the case of network positioning.

Ling Pei、外4名, "Using Inquiry-based Bluetooth RSSI Probability Distributions for Indoor Positioning.", Journal of Global Positioning Systems(2010), Vol9, No2, p122-130Ling Pei, 4 others, "Using Inquiry-based Bluetooth RSSI Probability Distributions for Indoor Positioning.", Journal of Global Positioning Systems (2010), Vol9, No2, p122-130

FP方式では、精緻なリファレンス受信情報ベクトルの生成が必要である。しかしながら、屋内の間取りは変わりやすく、リファレンス受信情報ベクトルの精緻さを保つことは困難である。   In the FP method, it is necessary to generate a precise reference reception information vector. However, the indoor floor plan is easy to change, and it is difficult to maintain the precision of the reference reception information vector.

また、既知のビーコン発信源を活用した測位として、例えばIMES等が知られている。高精度測位のためには、各ビーコン発信源の設置粒度を上げ、設置場所情報を正確に把握することが必要となる。しかしながら、特に間取り変更が生じる屋内環境では、多数のビーコン発信源を一元的に管理して常に正しい設置場所情報を維持管理することは困難である。   Further, for example, IMES is known as positioning using a known beacon transmission source. For high-accuracy positioning, it is necessary to increase the installation granularity of each beacon transmission source and accurately grasp the installation location information. However, particularly in an indoor environment where a floor plan change occurs, it is difficult to centrally manage a large number of beacon transmission sources and always maintain and manage correct installation location information.

そこで、本願発明は、屋内環境のように電波変動が激しいエリアであっても、リファレンス受信情報ベクトルを自動的に精緻なものとして、高精度なFP方式の測位を実現可能とする測位方法等を提案することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a positioning method and the like that can realize highly accurate FP positioning by automatically refining the reference received information vector even in an area where the radio wave fluctuation is severe such as in an indoor environment. The purpose is to propose.

本願発明の第1の観点は、測位対象端末の空間内の位置を推定する測位システムにおける測位方法であって、前記測位システムは、前記空間内に設置された複数のアクセスポイントと、前記空間内に設置された複数のビーコンタグと、前記各アクセスポイントと通信が可能なサーバを備え、前記サーバは、前記各ビーコンタグの設置位置情報及び前記各ビーコンタグに対応してリファレンス受信情報ベクトルを記憶する記憶手段と、前記記憶手段を管理する管理手段と、前記測位対象端末の位置を推定する端末測位手段を備え、タグベクトル生成手段が、前記各ビーコンタグが発報したタグ電波を前記各アクセスポイントが受信して得られるAP受信情報及び/又は前記各アクセスポイントが発したAP電波を前記各ビーコンタグが受信して得られるタグ受信情報を用いて、各ビーコンタグに対応してリファレンス受信情報ベクトルを生成するリファレンス受信情報ベクトル生成ステップと、前記管理手段が、前記タグベクトル生成手段が生成した前記リファレンス受信情報ベクトルを用いて前記記憶手段を更新する更新ステップと、端末ベクトル生成手段が、前記測位対象端末が発した端末電波を前記各アクセスポイントが受信して得られる受信情報及び/又は前記各アクセスポイントが発した前記AP電波を前記測位対象端末が受信して得られる受信情報を用いて、前記測位対象端末の受信情報ベクトルを生成する受信情報ベクトル生成ステップと、前記端末測位手段が、前記受信情報ベクトルに類似する一つ又は複数の前記リファレンス受信情報ベクトルを特定し、特定された前記リファレンス受信情報ベクトルに対応する前記ビーコンタグの前記設置位置情報を用いて前記測位対象端末の位置を推定する端末測位ステップを含むものである。   A first aspect of the present invention is a positioning method in a positioning system for estimating a position of a positioning target terminal in a space, wherein the positioning system includes a plurality of access points installed in the space, A plurality of beacon tags installed in the server and a server capable of communicating with each of the access points, and the server stores the installation position information of each of the beacon tags and a reference reception information vector corresponding to each of the beacon tags. Storage means, management means for managing the storage means, and terminal positioning means for estimating the position of the positioning target terminal, and the tag vector generating means sends the tag radio wave issued by each beacon tag to each access Each beacon tag receives AP reception information obtained by receiving points and / or AP radio waves emitted by each access point. A reference reception information vector generation step for generating a reference reception information vector corresponding to each beacon tag using the received tag reception information, and the management means uses the reference reception information vector generated by the tag vector generation means. An update step for updating the storage means, and a terminal vector generation means for receiving information obtained by each access point and / or receiving the terminal radio wave emitted by the positioning target terminal and / or The reception information vector generation step of generating the reception information vector of the positioning target terminal using the reception information obtained by receiving the AP radio wave by the positioning target terminal, and the terminal positioning means are similar to the reception information vector Identify one or more of the reference received information vectors Is intended to include terminal positioning step of estimating the position of the positioning target terminal using the installation position information of the beacon tag corresponding to the reference received information vectors.

本願発明の第2の観点は、第1の観点の測位方法であって、前記管理手段が、あるビーコンタグが発報するタグ電波をいずれの前記アクセスポイントも受信できない場合、及び/又は、あるビーコンタグが前記アクセスポイントが発するAP電波をいずれも受信できない場合に、当該ビーコンタグに異常及び/又は設置場所不良が生じていると判定するタグ管理ステップを含むものである。   A second aspect of the present invention is the positioning method according to the first aspect, wherein the management means cannot receive any of the access points for tag radio waves issued by a certain beacon tag, and / or When the beacon tag cannot receive any AP radio wave emitted by the access point, it includes a tag management step for determining that the beacon tag is abnormal and / or defective in the installation location.

本願発明の第3の観点は、第1又は第2に記載の測位方法であって、前記ビーコンタグは、前記タグ電波を発報するものであり、前記測位対象端末が前記タグ電波を受信して端末タグ電波受信情報を得る端末タグ電波受信ステップを含み、前記端末測位ステップにおいて、前記測位対象端末は、受信した前記端末タグ電波受信情報を用いて一つ又は複数のビーコンタグを特定して測位し、及び/又は、前記端末測位手段が、前記端末タグ電波受信情報を用いて前記測位対象端末の位置を推定するものである。   A third aspect of the present invention is the positioning method according to the first or second aspect, wherein the beacon tag issues the tag radio wave, and the positioning target terminal receives the tag radio wave. A terminal tag radio wave reception step for obtaining terminal tag radio wave reception information, wherein, in the terminal positioning step, the positioning target terminal specifies one or a plurality of beacon tags using the received terminal tag radio wave reception information. Positioning and / or the terminal positioning means estimates the position of the positioning target terminal using the terminal tag radio wave reception information.

本願発明の第4の観点は、第1から第3のいずれかの観点の測位方法であって、前記端末測位ステップにおいて、前記端末測位手段が、前記受信情報ベクトルとの距離が最小となる前記リファレンス受信情報ベクトルを決定し、当該リファレンス受信情報ベクトルに対応する前記ビーコンタグの設置位置情報を前記測位対象端末の位置とするものである。   A fourth aspect of the present invention is the positioning method according to any one of the first to third aspects, wherein, in the terminal positioning step, the terminal positioning means has a minimum distance from the received information vector. A reference reception information vector is determined, and the installation position information of the beacon tag corresponding to the reference reception information vector is used as the position of the positioning target terminal.

本願発明の第5の観点は、第1から第3のいずれかの観点の測位方法であって、前記端末測位ステップにおいて、前記端末測位手段が、受信情報ベクトルを引数とする各ビーコンタグに対するリファレンス受信情報ベクトルの分布関数を用いて受信情報ベクトルの合致確率を算出し、最も合致確率が高いビーコンタグの設置位置情報を前記測位対象端末の位置とするものである。   A fifth aspect of the present invention is the positioning method according to any one of the first to third aspects, wherein, in the terminal positioning step, the terminal positioning means provides a reference to each beacon tag having a received information vector as an argument. The reception information vector match function is calculated using the reception information vector distribution function, and the position information of the beacon tag having the highest match probability is used as the position of the positioning target terminal.

本願発明の第6の観点は、第1から第3のいずれかの観点の測位方法であって、前記端末測位手段は、サンプルされた前記リファレンス受信情報ベクトルの群及び前記各リファレンス受信情報ベクトルに対応するビーコンタグ情報により機械学習のアルゴリズムを用いて受信情報ベクトルのグループ分けを行うグループ分け関数を生成するものであり、前記グループ分け関数は、受信情報ベクトルを引数として、入力された受信情報ベクトルがいずれのビーコンタグに属するかを判別して出力するものであり、前記端末測位ステップにおいて、前記端末測位手段は、前記グループ分け関数に前記受信情報ベクトルを入力して得られた出力結果のビーコンタグ情報より、当該ビーコンタグの設置位置情報を前記測位対象端末の位置とするものである。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a positioning method according to any one of the first to third aspects, wherein the terminal positioning means applies the sampled group of reference reception information vectors and each reference reception information vector. Generates a grouping function for grouping received information vectors using machine learning algorithm with corresponding beacon tag information, and the grouped function receives received information vectors as arguments and receives received received information vectors To which the beacon tag belongs, and in the terminal positioning step, the terminal positioning means is a beacon of an output result obtained by inputting the received information vector to the grouping function From the tag information, the position information of the beacon tag is used as the position of the positioning target terminal. That.

本願発明の第7の観点は、請求項1から6のいずれかに記載の測位方法であって、前記各ビーコンタグは、センサー機能を備えてセンサーネットワークを形成し、及び/又は、アクチュエータ機能を備えてアクチュエータネットワークを形成するものである。   A seventh aspect of the present invention is the positioning method according to any one of claims 1 to 6, wherein each of the beacon tags has a sensor function to form a sensor network and / or has an actuator function. And forming an actuator network.

本願発明の第8の観点は、第1から第7のいずれかの観点の測位方法であって、前記更新ステップにおいて、前記管理手段は、あるビーコンタグの設置位置情報が変更していない場合に、前記記憶手段に記憶された前記リファレンス受信情報ベクトルを削除し、又は、当該設置位置情報に対して蓄積時間よりも前及び/若しくは蓄積数以上に生成されたリファレンス受信情報ベクトルを削除し、新たに生成したリファレンス受信情報ベクトルを加えて記録させ、あるビーコンタグの設置位置情報が変更された場合に、以前の設置位置情報に対応するリファレンス受信情報ベクトルを削除し、新たな設置位置情報に対してリファレンス受信情報ベクトルを生成して前記記憶手段に記憶するものである。   An eighth aspect of the present invention is the positioning method according to any one of the first to seventh aspects, wherein, in the update step, the management means is configured when installation position information of a certain beacon tag has not changed. The reference reception information vector stored in the storage means is deleted, or the reference reception information vector generated before the storage time and / or more than the storage number is deleted with respect to the installation position information, and a new When the installation position information of a certain beacon tag is changed, the reference reception information vector corresponding to the previous installation position information is deleted and the new installation position information is added. Thus, a reference reception information vector is generated and stored in the storage means.

本願発明の第9の観点は、第1から第8のいずれかの観点の測位方法であって、前記リファレンス受信情報ベクトル生成ステップにおいて、前記各ビーコンタグは前記タグ電波を発報し、前記各アクセスポイントは、前記タグ電波の受信情報を測定して前記サーバに送信し、前記サーバが備える前記タグベクトル生成手段が前記リファレンス受信情報ベクトルを生成し、前記受信情報ベクトル生成ステップにおいて、前記各アクセスポイントは、前記測位対象端末が発する端末電波の受信情報を測定して前記サーバに送信し、前記サーバが備える前記端末ベクトル生成手段が前記受信情報ベクトルを生成するものである。   A ninth aspect of the present invention is the positioning method according to any one of the first to eighth aspects, wherein, in the reference reception information vector generation step, each beacon tag issues the tag radio wave, The access point measures the reception information of the tag radio wave and transmits it to the server. The tag vector generation means provided in the server generates the reference reception information vector. In the reception information vector generation step, each access The point is that the reception information of the terminal radio wave emitted from the positioning target terminal is measured and transmitted to the server, and the terminal vector generation means provided in the server generates the reception information vector.

本願発明の第10の観点は、第1から第7のいずれかに記載の測位方法であって、前記リファレンス受信情報ベクトル生成ステップにおいて、前記各ビーコンタグは、前記各アクセスポイントが発するAP電波の受信情報を測定し、前記ビーコンタグが備える前記タグベクトル生成手段が前記リファレンス受信情報ベクトルを生成し、前記サーバに送信し、前記受信電路ベクトル生成ステップにおいて、前記測位対象端末は、各アクセスポイントが発するAP電波の受信情報を測定し、前記測位対象端末が備える前記端末ベクトル生成手段が前記受信情報ベクトルを生成し、前記サーバに送信するものである。   A tenth aspect of the present invention is the positioning method according to any one of the first to seventh aspects, wherein, in the reference reception information vector generation step, each beacon tag includes an AP radio wave emitted by each access point. The reception vector is measured, and the tag vector generation means included in the beacon tag generates the reference reception information vector and transmits it to the server. In the reception circuit vector generation step, the positioning target terminal is connected to each access point. The reception information of the AP radio wave to be emitted is measured, and the terminal vector generation means provided in the positioning target terminal generates the reception information vector and transmits it to the server.

本願発明の第11の観点は、測位対象端末の空間内の位置を推定するサーバであって、前記空間内には、複数のビーコンタグと、当該サーバが通信可能な複数のアクセスポイントが設置され、前記各ビーコンタグの設置位置情報及び前記各ビーコンタグに対応してリファレンス受信情報ベクトルを記憶する記憶手段と、前記記憶手段を管理する管理手段と、前記測位対象端末の位置を推定する端末測位手段を備え、前記管理手段は、前記各ビーコンタグが発報したタグ電波を前記各アクセスポイントが受信して得られるAP受信情報及び/又は前記各アクセスポイントが発したAP電波を前記各ビーコンタグが受信して得られるタグ受信情報を用いて生成された各ビーコンタグに対応するリファレンス受信情報ベクトルを用いて前記記憶手段を更新し、前記端末測位手段は、前記測位対象端末が発した端末電波を前記各アクセスポイントが受信して得られる受信情報及び/又は前記各アクセスポイントが発した前記AP電波を前記測位対象端末が受信して得られる受信情報ベクトルに類似する一つ又は複数の前記リファレンス受信情報ベクトルを特定し、特定された前記リファレンス受信情報ベクトルに対応する前記ビーコンタグの前記設置位置情報を用いて前記測位対象端末の位置を推定するものである。   An eleventh aspect of the present invention is a server for estimating a position of a positioning target terminal in a space, and a plurality of beacon tags and a plurality of access points capable of communicating with the server are installed in the space. Storage means for storing the installation position information of each beacon tag and reference reception information vector corresponding to each beacon tag, management means for managing the storage means, and terminal positioning for estimating the position of the positioning target terminal The management means includes AP reception information obtained by the access points receiving tag radio waves issued by the beacon tags and / or AP radio waves emitted by the access points. The storage means using a reference reception information vector corresponding to each beacon tag generated using tag reception information obtained by receiving The terminal positioning means updates the received information obtained by each access point receiving the terminal radio wave emitted by the positioning target terminal and / or the AP radio wave emitted by each access point by the positioning target terminal. One or a plurality of reference reception information vectors similar to the reception information vector obtained by reception are specified, and the positioning target is used by using the installation position information of the beacon tag corresponding to the specified reference reception information vector The position of the terminal is estimated.

本願発明の第12の観点は、コンピュータを、第11の観点のサーバとして機能させるためのプログラムである。   A twelfth aspect of the present invention is a program for causing a computer to function as a server according to an eleventh aspect.

なお、本願発明を、第11の観点のプログラムを(定常的に)記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。   Note that the present invention may be regarded as a computer-readable recording medium in which the program according to the eleventh aspect is recorded (steadily).

また、AP受信情報やタグ受信情報、リファレンス受信情報などの受信情報は、例えば、受信電力、RTT(Round Trip Time)、人感センサー・温度センサー・照度センサー・湿度センサーなどのセンサーによる観測量、およびこれら種々の量の変化量などである。ビーコンタグや測位対象端末にセンサーを内蔵する場合、これらから発せられる電波に当該センサーでセンシングされた観測量も含ませる。複数種の量を用いて受信情報を形成する場合、たとえば受信電力と遅延時間をそれぞれ実部と虚部(あるいはその逆)にもつ複素数で表現してもよい。以下の実施例では、受信電力を例に説明する。なお、測位対象端末はビーコンタグと同一の無線インターフェースであってもよい。   In addition, reception information such as AP reception information, tag reception information, and reference reception information includes, for example, reception power, RTT (Round Trip Time), observation amount by sensors such as a human sensor, a temperature sensor, an illuminance sensor, and a humidity sensor, And variations of these various quantities. When a sensor is built in a beacon tag or a positioning target terminal, the observation amount sensed by the sensor is included in the radio wave emitted from the sensor. When the reception information is formed using a plurality of types of quantities, for example, the reception power and the delay time may be expressed by complex numbers having a real part and an imaginary part (or vice versa), respectively. In the following embodiments, description will be made taking received power as an example. The positioning target terminal may be the same wireless interface as the beacon tag.

また、測位対象端末は、ビーコンタグから発せられたタグ電波を直接受信して、端末測位手段が、これを用いて測位するようにしてもよい。また、多数のビーコンタグから発せられたタグ電波を端末で観測し、これらの受信情報に基づき端末自らが自律して測位を行ってもよい。   Further, the positioning target terminal may directly receive the tag radio wave emitted from the beacon tag, and the terminal positioning means may perform positioning using this. Further, tag radio waves emitted from a large number of beacon tags may be observed at the terminal, and the terminal itself may autonomously perform positioning based on the received information.

各ビーコンタグは、タグ電波において、自身のIDを含ませてもよい。さらに、自身の設置位置を含ませてもよい。さらに、種々の固有情報も一緒に送信することが可能である。この固有情報は、いわば位置に連動した情報である。そのため、情報処理端末が当該情報を受信することで、容易に端末の現在位置に連動したサービスを提供可能となる。   Each beacon tag may include its own ID in the tag radio wave. Furthermore, you may include own installation position. Furthermore, various kinds of unique information can be transmitted together. This unique information is so-called information linked to the position. Therefore, when the information processing terminal receives the information, it is possible to easily provide a service linked to the current position of the terminal.

また、各ビーコンタグとAPは、互いに通信ができるものとしてもよい。これにより、ネットワーク上に設置したサーバは、各ビーコンタグが記録する設置位置等を自由に管理・修正することが可能になる。これにより、間取り変更によってビーコンタグの設置場所の修正が必要となる場合にも、対象となるビーコンタグに新たな設置場所情報を容易に通知可能となる。さらに、各ビーコンタグに対して、定期的に固有情報を変更することで、動的な位置連動型サービスを提供することも可能となる。   Moreover, each beacon tag and AP are good also as what can mutually communicate. As a result, the server installed on the network can freely manage and correct the installation position and the like recorded by each beacon tag. As a result, even when the location of the beacon tag needs to be corrected due to the floor plan change, it is possible to easily notify the target beacon tag of the new location information. Furthermore, it is possible to provide a dynamic location-linked service by periodically changing the unique information for each beacon tag.

本願発明の各観点によれば、ネットワーク支援方式の上り及び/又は下り指向測位において、空間内に配置された複数の既知のビーコンタグとネットワークに接続するAPとを利用して定期/不定期にサーバ上のリファレンス受信情報ベクトルを更新して、FP方式により測位対象端末の測位を行うことにより、屋内の電波状況の変化に柔軟に対応しつつ、ネットワーク支援方式による精度の高い測位を実現することが可能になる。   According to each aspect of the present invention, in uplink and / or downlink-oriented positioning of a network support system, a plurality of known beacon tags arranged in space and APs connected to the network are used regularly / irregularly. By updating the reference reception information vector on the server and positioning the target terminal using the FP method, it is possible to realize highly accurate positioning using the network support method while flexibly responding to changes in indoor radio wave conditions. Is possible.

さらに、本願発明の第2の観点によれば、ビーコンタグの受信状況を用いてビーコンタグの故障発生等の可能性を検出することができ、複数のビーコンタグを一元的に管理することが可能になる。   Furthermore, according to the second aspect of the present invention, it is possible to detect the possibility of a beacon tag failure using the reception status of the beacon tag, and to manage a plurality of beacon tags in an integrated manner. become.

さらに、本願発明の第3の観点によれば、測位対象端末がビーコンタグの電波を受信し、この情報をも用いて測位を行うことにより、より精度の高い測位を実現することが可能になる。   Furthermore, according to the third aspect of the present invention, a positioning target terminal receives a radio wave from a beacon tag and performs positioning using this information as well, thereby realizing more accurate positioning. .

さらに、本願発明の第4の観点によれば、ユークリッド距離等を用いてFP方式による測位処理を行うことができる。   Furthermore, according to the 4th viewpoint of this invention, the positioning process by FP system can be performed using Euclidean distance etc.

さらに、本願発明の第5の観点によれば、分布関数を用いることで、限られた数のリファレンス受信情報ベクトル群であってもより信頼性の高い推定を実現することができる。   Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, by using a distribution function, it is possible to realize more reliable estimation even with a limited number of reference received information vector groups.

さらに、本願発明の第6の観点によれば、機械学習を用いてFP方式による高度な測位処理を実現することが可能になる。   Furthermore, according to the sixth aspect of the present invention, it is possible to realize advanced positioning processing by the FP method using machine learning.

さらに、本願発明の第7の観点によれば、これらの複合的な機能をビーコンタグに持たせることによってセンサー&アクチュエータネットワークを形成することも可能となる。   Furthermore, according to the seventh aspect of the present invention, it is possible to form a sensor and actuator network by providing a beacon tag with these complex functions.

さらに、本願発明の第8の観点によれば、ビーコンタグの位置の変化があってもなくても、統一した管理を実現することが可能になる。   Furthermore, according to the 8th viewpoint of this invention, it becomes possible to implement | achieve unified management, even if there is no change in the position of a beacon tag.

本願発明の実施例において、屋内環境に配置されるアクセスポイントと、リファレンス・ビーコン・タグ及び測位対象端末並びにサーバの位置関係の概要を示した図である。In the Example of this invention, it is the figure which showed the outline | summary of the positional relationship of the access point arrange | positioned in an indoor environment, a reference beacon tag, a positioning object terminal, and a server. 図1のビーコンタグ、測位対象端末、アクセスポイント及びサーバの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the beacon tag of FIG. 1, a positioning object terminal, an access point, and a server. (a)上り指向測位と(b)下り指向測定を行う場合の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure in the case of (a) Upward directional positioning and (b) Downward directional measurement. (a)リファレンス受信情報ベクトルと(b)受信情報ベクトルに関する処理の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the process regarding (a) reference reception information vector and (b) reception information vector. 上り指向測位の一例の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of an example of an up-directed positioning. 下り指向測位の一例の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of an example of a downlink pointing positioning. 上り及び下り指向測位を同時に利用する場合のリファレンス受信情報ベクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reference reception information vector in the case of using uplink and downlink pointing positioning simultaneously. 機械学習を利用する測位の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the positioning using machine learning.

以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、この実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

図1は、本願発明の実施例において、屋内環境に配置されるアクセスポイント(AP)と、リファレンス・ビーコン・タグ(Tag。以下では、「ビーコンタグ」ともいう。)及び測位対象端末(端末)並びにサーバの位置関係の概要を示した図である。サーバは、APと通信可能であればよく、屋内に配置しても屋外に配置してもよい。また、ビーコンタグは、単純なビーコン信号の発信機能を持つ場合のみならず、人感センサー、温度センサー、照度センサー、湿度センサー等の種々のセンサー機能やサーボモータ等のアクチュエータ機能を合わせて持つ場合がある。これらの複合的な機能をビーコンタグに持たせることによってセンサー&アクチュエータネットワークを形成することも可能となる。   FIG. 1 shows an access point (AP) arranged in an indoor environment, a reference beacon tag (Tag, hereinafter also referred to as “beacon tag”), and a positioning target terminal (terminal) in an embodiment of the present invention. It is the figure which showed the outline | summary of the positional relationship of a server. The server only needs to be able to communicate with the AP, and may be disposed indoors or outdoors. Beacon tags not only have a simple beacon signal transmission function, but also have various sensor functions such as human sensor, temperature sensor, illuminance sensor, humidity sensor, etc. and actuator functions such as servo motors. There is. It is possible to form a sensor and actuator network by giving these complex functions to the beacon tag.

屋内環境101には、複数のAPが配置されている。各APは、ネットワーク支援方式により測位対象端末の測位を行うサーバと通信可能である。測位対象端末とビーコンタグは、必要であればAPと無線通信をして、APを経由してインターネット等の外部ネットワークにおける情報処理装置と通信することができる。測位対象端末及びビーコンタグは、APを経由してサーバと通信するものであってもよく、また、必要がなければ通信を行わないものであってもよい。   A plurality of APs are arranged in the indoor environment 101. Each AP can communicate with a server that performs positioning of a positioning target terminal by a network support method. The positioning target terminal and the beacon tag can communicate wirelessly with the AP if necessary, and can communicate with an information processing apparatus in an external network such as the Internet via the AP. The positioning target terminal and the beacon tag may communicate with the server via the AP, or may not communicate unless necessary.

屋内環境101では、複数のビーコンタグが配置されている。各ビーコンタグの設置位置は既知であり、各ビーコンタグの設置位置情報はサーバが管理している。ビーコンタグの設置位置が変更される場合には、サーバに通知される。各ビーコンタグは、必要であれば、APと無線通信したり、APを経由してサーバと通信したりすることができる。各ビーコンタグは、例えば、タグ電波を発報して上り指向測位のみを行う場合のように、必要なければ、APと無線通信を行う機能を省略して単純な構造にすることもできる。   In the indoor environment 101, a plurality of beacon tags are arranged. The installation position of each beacon tag is known, and the server manages the installation position information of each beacon tag. When the installation position of the beacon tag is changed, the server is notified. Each beacon tag can wirelessly communicate with the AP or communicate with the server via the AP if necessary. Each beacon tag can have a simple structure by omitting the function of performing wireless communication with the AP if not necessary, as in the case where only tag-directed positioning is performed by issuing a tag radio wave, for example.

測位対象端末は、測位処理が行われるものである。測位対象端末は、例えば、端末電波を発して上り指向測位のみを行う場合のように、必要なければ、APと無線通信を行う機能を省略して単純な構造にすることもできる。測位対象端末は、例えばスマートフォンなどのように、APと無線通信したりAPを経由してサーバと通信したりするものであってもよい。   The positioning target terminal is subjected to positioning processing. The positioning target terminal can have a simple structure by omitting the function of performing wireless communication with the AP if not necessary, as in the case where only terminal-directed positioning is performed by emitting terminal radio waves, for example. The positioning target terminal may be one that wirelessly communicates with the AP or communicates with the server via the AP, such as a smartphone.

図2は、図1のビーコンタグ、測位対象端末、アクセスポイント及びサーバの一例を示すブロック図である。簡単のために、ビーコンタグ、測位対象端末及びアクセスポイントは、それぞれ1台のみ示している。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the beacon tag, the positioning target terminal, the access point, and the server in FIG. For simplicity, only one beacon tag, positioning target terminal, and access point are shown.

測位システム1は、ビーコンタグ3と、測位対象端末5と、アクセスポイント7と、サーバ9を備える。ビーコンタグ3は、タグ電波発報部11と、タグ測定部13と、タグ通信部15と、タグベクトル生成部17を備える。測位対象端末5は、端末測定部21と、端末通信部23と、端末ベクトル生成部25を備える。アクセスポイント7は、AP通信部31と、AP測定部33を備える。サーバ9は、サーバ通信部41と、記憶部43と、管理部45と、サーバタグベクトル生成部47と、サーバ端末ベクトル生成部49と、測位部51を備える。   The positioning system 1 includes a beacon tag 3, a positioning target terminal 5, an access point 7, and a server 9. The beacon tag 3 includes a tag radio wave report unit 11, a tag measurement unit 13, a tag communication unit 15, and a tag vector generation unit 17. The positioning target terminal 5 includes a terminal measurement unit 21, a terminal communication unit 23, and a terminal vector generation unit 25. The access point 7 includes an AP communication unit 31 and an AP measurement unit 33. The server 9 includes a server communication unit 41, a storage unit 43, a management unit 45, a server tag vector generation unit 47, a server terminal vector generation unit 49, and a positioning unit 51.

タグ電波発報部11は、電波を発するものである。タグ電波発報部11が発報する電波をタグ電波という。タグ電波発報部11は、予め定められた周期により定期的にタグ電波を発報してもよい。また、管理者の指示等により不定期にタグ電波を発報してもよい。タグ電波には、各ビーコンタグ3に固有のID番号やタイムスタンプ等を含ませる。そのため、タグ電波を受信すると、発報したビーコンタグを特定することができる。タグ電波には、各ビーコンタグ3の設置位置情報を含ませてもよい。これにより、タグ電波を受信すると、そのビーコンタグ3の設置位置を特定することができる。また、各ビーコンタグの設置位置情報は、タグ電波に含ませないようにしてもよい。また、各ビーコンタグ3に固有な情報を保有しておく。固有情報は、例えば、当該位置が建物の入り口であることや、店舗であることなどである。さらに、例えば、入り口であることに加えて建物の地図を含ませたり、店舗であることに加えて当該店舗のクーポンなどを含ませたりしてもよい。   The tag radio wave reporting unit 11 emits radio waves. The radio waves issued by the tag radio wave reporting unit 11 are referred to as tag radio waves. The tag radio wave reporting unit 11 may periodically issue a tag radio wave at a predetermined cycle. Further, the tag radio wave may be issued irregularly according to an instruction from an administrator or the like. The tag radio wave includes an ID number unique to each beacon tag 3, a time stamp, and the like. Therefore, when the tag radio wave is received, the issued beacon tag can be specified. The tag radio wave may include installation position information of each beacon tag 3. Thereby, when the tag radio wave is received, the installation position of the beacon tag 3 can be specified. Further, the installation position information of each beacon tag may not be included in the tag radio wave. Information unique to each beacon tag 3 is held. The unique information is, for example, that the position is the entrance of a building or a store. Furthermore, for example, in addition to being an entrance, a map of a building may be included, or in addition to being a store, a coupon of the store may be included.

タグ測定部13は、アクセスポイント7が発する電波の受信電力を測定するものである。アクセスポイント7が発する電波をAP電波という。アクセスポイント7は、ビーコンタグや測位対象端末等と通信可能な無線インターフェースを備える。ビーコンタグと測位対象端末は、同じ無線インターフェースであってもなくてもよい。例えば、ビーコンタグ及び測位対象端末は、ともにBluetooth(登録商標) Low Energy(BLE)インターフェースを用いてもよく、ビーコンタグはBLEを用い、測位対象端末はWi−Fiを用いてもよい。   The tag measuring unit 13 measures received power of radio waves emitted from the access point 7. The radio wave emitted by the access point 7 is called AP radio wave. The access point 7 includes a wireless interface that can communicate with a beacon tag, a positioning target terminal, and the like. The beacon tag and the positioning target terminal may or may not be the same wireless interface. For example, both the beacon tag and the positioning target terminal may use a Bluetooth (registered trademark) Low Energy (BLE) interface, the beacon tag may use BLE, and the positioning target terminal may use Wi-Fi.

タグ通信部15は、アクセスポイント7と無線通信を行い、ビーコンタグ3からサーバ9に対してアクセスポイント7を経由してデータを送信する。   The tag communication unit 15 performs wireless communication with the access point 7 and transmits data from the beacon tag 3 to the server 9 via the access point 7.

タグベクトル生成部17は、タグ測定部13が測定したAP電波の受信電力を利用して、下りリファレンス受信情報ベクトルを生成するものである。   The tag vector generation unit 17 generates a downlink reference reception information vector using the reception power of the AP radio wave measured by the tag measurement unit 13.

端末測定部21は、AP電波の受信電力を測定するものである。   The terminal measurement unit 21 measures received power of AP radio waves.

端末通信部23は、アクセスポイント7と無線通信を行い、ビーコンタグ3からサーバ9に対してアクセスポイント7を経由してデータを送信するものである。測位対象端末5が発する電波を端末電波という。   The terminal communication unit 23 performs wireless communication with the access point 7 and transmits data from the beacon tag 3 to the server 9 via the access point 7. A radio wave emitted from the positioning target terminal 5 is referred to as a terminal radio wave.

端末ベクトル生成部25は、端末測定部13が測定したAP電波の受信電力を利用して、下り受信情報ベクトルを生成するものである。   The terminal vector generation unit 25 generates a downlink reception information vector using the reception power of the AP radio wave measured by the terminal measurement unit 13.

AP通信部31は、サーバ9にデータを送信するものである。また、タグ通信部15及び端末通信部23と無線通信を行う。   The AP communication unit 31 transmits data to the server 9. In addition, wireless communication is performed with the tag communication unit 15 and the terminal communication unit 23.

AP測定部33は、タグ電波及び端末電波の受信電力を測定する。   The AP measurement unit 33 measures the received power of the tag radio wave and the terminal radio wave.

サーバ通信部41は、アクセスポイント7と通信を行う。   The server communication unit 41 communicates with the access point 7.

記憶部43は、各ビーコンタグ3の設置位置情報を記憶する。さらに、各ビーコンタグ3に対応してリファレンス受信情報ベクトルを記憶する。   The storage unit 43 stores installation position information of each beacon tag 3. Further, a reference reception information vector is stored corresponding to each beacon tag 3.

管理部45は、記憶部43を管理する。また、各ビーコンタグ3の固有情報を管理したり、ビーコンタグ3の故障等の検出をしたりする。   The management unit 45 manages the storage unit 43. Further, the unique information of each beacon tag 3 is managed, or a failure of the beacon tag 3 is detected.

サーバタグベクトル生成部47は、AP測定部33が測定したタグ電波の受信電力を利用して、上りリファレンス受信情報ベクトルを生成する。   The server tag vector generation unit 47 uses the received power of the tag radio wave measured by the AP measurement unit 33 to generate an uplink reference reception information vector.

サーバ端末ベクトル生成部49は、AP測定部33が測定した端末電波の受信電力を利用して、上り受信情報ベクトルを生成する。   The server terminal vector generation unit 49 uses the received power of the terminal radio wave measured by the AP measurement unit 33 to generate an uplink reception information vector.

測位部51は、受信情報ベクトルと記憶部43に記憶されたリファレンス受信情報ベクトルとを比較して、記憶部43に記憶された各ビーコンタグ3の設置位置情報を用いて測位対象端末5の位置を推定する。   The positioning unit 51 compares the received information vector with the reference received information vector stored in the storage unit 43 and uses the installation position information of each beacon tag 3 stored in the storage unit 43 to determine the position of the positioning target terminal 5. Is estimated.

図3は、上り及び下り指向測位を行う場合の一例である。例えば、上り指向測位を行う場合には、図3(a)にあるように、ビーコンタグ3はタグ電波発報部11を備え、測位対象端末は端末通信部23を備えるようにしてもよい。また、下り指向測位を行う場合には、図3(b)にあるように、ビーコンタグ3は、タグ測定部13と、タグ通信部15と、タグベクトル生成部17を備え、アクセスポイント7は、AP通信部31を備え、サーバ9は、サーバ通信部41と、記憶部43と、管理部45と、測位部51を備えるようにしてもよい。   FIG. 3 is an example in which uplink and downlink pointing positioning is performed. For example, when performing uplink-oriented positioning, as shown in FIG. 3A, the beacon tag 3 may include the tag radio wave reporting unit 11, and the positioning target terminal may include the terminal communication unit 23. When performing downlink-oriented positioning, as shown in FIG. 3B, the beacon tag 3 includes a tag measurement unit 13, a tag communication unit 15, and a tag vector generation unit 17, and the access point 7 The server 9 may include a server communication unit 41, a storage unit 43, a management unit 45, and a positioning unit 51.

図4を参照して、図2の測位システム1の動作の一例を説明する。図4(a)リファレンス受信情報ベクトルに関する処理の一例を示すフロー図である。図4(b)は、受信情報ベクトルに関する処理の一例を示すフロー図である。   An example of the operation of the positioning system 1 in FIG. 2 will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a flowchart showing an example of processing related to a reference reception information vector. FIG. 4B is a flowchart showing an example of processing related to the reception information vector.

図4(a)を参照して、リファレンス受信情報ベクトルに関する処理の一例を説明する。まず、初期設定の処理が行われる(ステップSTT1)。例えば、管理部45は、各ビーコンタグ3の設置位置情報を取得し、各ビーコンタグに対応するリファレンス受信情報ベクトルの初期値を設定して、記憶部43に記憶する。   With reference to FIG. 4A, an example of processing related to the reference reception information vector will be described. First, initial setting processing is performed (step STT1). For example, the management unit 45 acquires the installation position information of each beacon tag 3, sets an initial value of the reference reception information vector corresponding to each beacon tag, and stores it in the storage unit 43.

続いて、管理部45は、位置が変更したビーコンタグ3が存在するか否かを判断する(ステップSTT2)。位置が変更したビーコンタグ3が存在する場合、例えば、元の設置位置情報に対応するリファレンス受信情報ベクトルを削除し、新たな設置位置情報に対応するリファレンス受信情報ベクトルの初期値を設定する(ステップSTT3)。また、新たなビーコンタグ3が追加された場合には、設置位置情報を追加し、リファレンス受信情報ベクトルの初期値を設定する。ビーコンタグ3が削除された場合には、設置位置情報及びリファレンス受信情報ベクトルを削除する。いずれのビーコンタグ3も位置を変更していない場合には、ステップSTT4に進む。   Subsequently, the management unit 45 determines whether or not the beacon tag 3 whose position has been changed exists (step STT2). If there is a beacon tag 3 whose position has changed, for example, the reference reception information vector corresponding to the original installation position information is deleted, and an initial value of the reference reception information vector corresponding to the new installation position information is set (step STT3). When a new beacon tag 3 is added, installation position information is added and an initial value of a reference reception information vector is set. When the beacon tag 3 is deleted, the installation position information and the reference reception information vector are deleted. If none of the beacon tags 3 has been changed, the process proceeds to step STT4.

続いて、受信電力を測定する(ステップSTT4)。例えば、上り指向測位については、タグ電波発報部11がタグ電波を発報し、AP測定部33がタグ電波の受信電力を測定して、AP通信部31がサーバ9に測定されたタグ電波の受信電力を送信する。下り指向測定については、AP通信部31が発するAP電波の受信電力をタグ測定部13が測定する。測定できなかったときや測定できても感度以下であったときには、その旨を通知してもよい。例えば、上り指向測位でタグ電波発報部11が定期的にタグ電波を発報する場合には、その発報周期の期間内に検出できなかったときに、感度以下であると判断してもよい。また、上り指向測位でタグ電波発報部11が不定期に発する場合には、各APにタグ電波を発したことを知らせ、これを検出等できなかった場合に、感度以下であると判断してもよい。下り指向測位の場合には、タグ測定部13が測定できたか否かによって判断してもよい。   Subsequently, the received power is measured (step STT4). For example, for upward pointing positioning, the tag radio wave reporting unit 11 issues a tag radio wave, the AP measurement unit 33 measures the received power of the tag radio wave, and the AP communication unit 31 measures the tag radio wave measured by the server 9. Transmit the received power. For downlink directivity measurement, the tag measurement unit 13 measures the received power of the AP radio wave emitted by the AP communication unit 31. If the measurement is not possible, or if the measurement is less than the sensitivity, the fact may be notified. For example, when the tag radio wave reporting unit 11 periodically reports the tag radio wave in the upward pointing positioning, even if it is not detected within the period of the reporting cycle, it is determined that the sensitivity is below the sensitivity. Good. Further, when the tag radio wave reporting unit 11 emits irregularly in the up-directed positioning, it is determined that the tag radio wave is below the sensitivity when each AP is informed that the tag radio wave is emitted and cannot be detected. May be. In the case of downlink-oriented positioning, determination may be made based on whether or not the tag measuring unit 13 has been able to measure.

続いて、電波プロファイルを生成する(ステップSTT5)。例えば、上り指向測位については、サーバタグベクトル生成部47が、各ビーコンタグ3に対応して上りリファレンス受信情報ベクトルを生成する。下り指向測位については、タグベクトル生成部17が下りリファレンス受信情報ベクトルを生成し、タグ通信部15が、アクセスポイント7との間で無線通信を行い、アクセスポイント7を経由してサーバ9に下りリファレンス受信情報ベクトルを送信する。   Subsequently, a radio wave profile is generated (step STT5). For example, for uplink-oriented positioning, the server tag vector generation unit 47 generates an uplink reference reception information vector corresponding to each beacon tag 3. For downlink-oriented positioning, the tag vector generation unit 17 generates a downlink reference reception information vector, the tag communication unit 15 performs wireless communication with the access point 7, and is transmitted to the server 9 via the access point 7. A reference reception information vector is transmitted.

続いて、管理部45は、記憶部43を更新する(ステップSTT6)。例えば、記憶部45の各ビーコンタグに対応するリファレンス受信情報ベクトルを削除し、新たに生成されたリファレンス受信情報ベクトルを記憶してもよい。また、元のリファレンス受信情報ベクトルの各値と新たに生成されたリファレンス受信情報ベクトルの各値の平均等の統計処理を行ってもよい。また、所定時間よりも前のリファレンス受信情報ベクトルを削除し、新たに生成されたリファレンス受信情報ベクトルを記憶してもよい。また、所定数を超えるリファレンス受信情報ベクトルを削除し、新たに生成されたリファレンス受信情報ベクトルを記憶してもよい。複数のリファレンス受信情報ベクトルを記憶する場合には、例えば、平均等の統計処理を行い、受信情報ベクトルと比較すればよい。例えば、最新のものを反映することにより、リファレンス受信情報ベクトルの各値は、屋内環境等の変更に合わせて、自動的かつ柔軟に変更される。さらに所定時間内や所定個数内のものとすることにより、より柔軟に変更される。そのため、高精度の測位を実現することができる。   Subsequently, the management unit 45 updates the storage unit 43 (step STT6). For example, the reference reception information vector corresponding to each beacon tag in the storage unit 45 may be deleted and a newly generated reference reception information vector may be stored. Further, statistical processing such as averaging of each value of the original reference reception information vector and each value of the newly generated reference reception information vector may be performed. Further, a reference reception information vector before a predetermined time may be deleted, and a newly generated reference reception information vector may be stored. Further, reference reception information vectors exceeding a predetermined number may be deleted, and newly generated reference reception information vectors may be stored. When storing a plurality of reference reception information vectors, for example, statistical processing such as averaging may be performed and compared with the reception information vectors. For example, by reflecting the latest information, each value of the reference reception information vector is automatically and flexibly changed according to changes in the indoor environment or the like. Furthermore, it can be changed more flexibly by setting it within a predetermined time or within a predetermined number. Therefore, highly accurate positioning can be realized.

続いて、管理部45は、故障や設置場所不良が生じている可能性があるビーコンタグ3が存在するか否かを判断する(ステップSTT7)。管理部45は、例えば、上り指向測位で、あるビーコンタグ3のタグ電波をいずれのアクセスポイント9も感知していないのであれば、当該ビーコンタグ3が故障等をしている可能性があると判断する。また、例えば、下り指向測位で、あるビーコンタグ3のタグ測定部13がいずれのAP電波も検出していなかったり、あるビーコンタグ3のタグ通信部15から下りリファレンス受信情報ベクトルが送信されなかったりした場合に、当該ビーコンタグ3が故障等をしている可能性があると判断する。故障等をしている可能性がなければ、ステップSTT2に戻る。故障している可能性があれば、例えば図示を省略する表示手段に、故障している可能性があるビーコンタグ3と設置位置情報を表示して、管理者にビーコンタグ3の検査の必要性を示す。そして、ステップSTT2に戻る。これにより、空間内のビーコンタグ3を自動的かつ一元的に管理することが可能になる。   Subsequently, the management unit 45 determines whether or not there is a beacon tag 3 that may have a failure or a defective installation location (step STT7). For example, if the management unit 45 detects the tag radio wave of a certain beacon tag 3 by any access point 9 in uplink-oriented positioning, the beacon tag 3 may have a failure or the like. to decide. Further, for example, in downlink-oriented positioning, the tag measurement unit 13 of a certain beacon tag 3 does not detect any AP radio wave, or the downlink reference reception information vector is not transmitted from the tag communication unit 15 of a certain beacon tag 3. In such a case, it is determined that there is a possibility that the beacon tag 3 is malfunctioning. If there is no possibility of failure, the process returns to step STT2. If there is a possibility of failure, for example, the beacon tag 3 that may be broken and the installation position information are displayed on a display means (not shown), and the administrator needs to check the beacon tag 3. Indicates. Then, the process returns to step STT2. Thereby, the beacon tag 3 in the space can be managed automatically and centrally.

図4(b)を参照して、受信情報ベクトルに関する処理の一例を説明する。まず、受信電力を測定する(ステップSTM1)。例えば、上り指向測位であれば、AP測定部33は、端末通信部23が発する端末電波の受信電力を測定し、AP通信部31がサーバ9に端末電波の受信電力を送信する。下り指向測位であれば、端末測定部21がAP電波の受信電力を測定する。   With reference to FIG.4 (b), an example of the process regarding a received information vector is demonstrated. First, the received power is measured (step STM1). For example, in the case of uplink-oriented positioning, the AP measurement unit 33 measures the received power of the terminal radio wave emitted by the terminal communication unit 23, and the AP communication unit 31 transmits the received power of the terminal radio wave to the server 9. In the case of downlink-oriented positioning, the terminal measurement unit 21 measures the received power of the AP radio wave.

続いて、電波プロファイルを生成する(ステップSTM2)。例えば、上り指向測位であれば、サーバ端末ベクトル生成部49が測位対象端末に対する上り受信情報ベクトルを生成する。下り指向測位であれば、端末ベクトル生成部25は、下り受信情報ベクトルを生成し、端末通信部23が、AP通信部31と無線通信を行い、アクセスポイント7を経由してサーバ9に送信する。   Subsequently, a radio wave profile is generated (step STM2). For example, in the case of uplink-oriented positioning, the server terminal vector generation unit 49 generates an uplink reception information vector for the positioning target terminal. In the case of downlink-oriented positioning, the terminal vector generation unit 25 generates a downlink reception information vector, and the terminal communication unit 23 performs wireless communication with the AP communication unit 31 and transmits it to the server 9 via the access point 7. .

続いて、測位部51は、受信情報ベクトルを用いて測位対象端末5の位置を検出する(ステップSTM3)。検出には、例えば、受信情報ベクトルと各リファレンス受信情報ベクトルとの最少ユークリッド距離等の距離を用いてもよい。また、後に図8を参照して具体的に説明する機械学習を利用してもよい。   Subsequently, the positioning unit 51 detects the position of the positioning target terminal 5 using the received information vector (step STM3). For the detection, for example, a distance such as a minimum Euclidean distance between the reception information vector and each reference reception information vector may be used. Moreover, you may utilize the machine learning demonstrated concretely with reference to FIG. 8 later.

最少ユークリッド距離を用いる手法について具体的に説明する。記憶部43に記録されているリファレンス受信情報ベクトルと測位対象端末に対する受信情報ベクトルとのユークリッド距離が最小となるリファレンス受信情報ベクトルを決定し、このリファレンス受信情報ベクトルに対するビーコンタグ3の位置を測位対象端末5の位置として決定する。   A method using the minimum Euclidean distance will be specifically described. A reference reception information vector that minimizes the Euclidean distance between the reference reception information vector recorded in the storage unit 43 and the reception information vector for the positioning target terminal is determined, and the position of the beacon tag 3 with respect to the reference reception information vector is determined as the positioning target The position of the terminal 5 is determined.

具体的には、アクセスポイントの数をNとし、ビーコンタグの個数をMとする。このとき、上り又は下り受信情報ベクトルの次数は、Nである。上り又は下りリファレンス受信情報ベクトルの次数はNである。そして、上り又は下りリファレンス受信情報ベクトルは、M個のビーコンタグに対応してM個存在する。上り又は下り指向測位では、N次の上り又は下り受信情報ベクトル(Rv)と、M個のN次の上り又は下りリファレンス受信情報ベクトル(RRv_i、i=1〜M)とを比較して、最少ユークリッド距離Min_i(|Rv-RRv_i|)となるiを決定し、測位対象端末の位置をビーコンタグiの位置とすることで測位を行う。なお、感度以下の要素については、距離計算にカウントしてもしなくてもよい。また、カウントする場合は、受信感度レベル以下になるように設定する。   Specifically, the number of access points is N, and the number of beacon tags is M. At this time, the degree of the uplink or downlink reception information vector is N. The order of the uplink or downlink reference received information vector is N. There are M uplink or downlink reference reception information vectors corresponding to M beacon tags. In uplink or downlink-oriented positioning, the Nth-order uplink or downlink received information vector (Rv) is compared with M Nth-order uplink or downlink reference received information vectors (RRv_i, i = 1 to M), and the minimum Positioning is performed by determining i that becomes the Euclidean distance Min_i (| Rv-RRv_i |) and setting the position of the positioning target terminal as the position of the beacon tag i. Note that elements below the sensitivity may or may not be counted in the distance calculation. In addition, when counting, it is set to be equal to or lower than the reception sensitivity level.

図5は、上り指向測位の概要を示す図である。(a)は上りリファレンス受信情報ベクトルに関する処理の順番の概要を示し、(b)は上りリファレンス受信情報ベクトルの一例を示し、(c)は上り受信情報ベクトルに関する処理の順番を示す。   FIG. 5 is a diagram showing an outline of uplink-oriented positioning. (A) shows the outline of the order of processing regarding the uplink reference reception information vector, (b) shows an example of the uplink reference reception information vector, and (c) shows the order of processing regarding the uplink reception information vector.

図5(a)を参照して、測位システム内に、サーバと、N個のAPと、M個のビーコンタグがあるとする。N個のAPは、それぞれ、各ビーコンタグが発報するタグ電波の受信電力を測定する。N個のAPは、サーバに、各ビーコンタグのタグ電波の受信電力を送信する。サーバは、受信した各ビーコンタグのタグ電波の受信電力を集約し、各ビーコンタグに対応して上りリファレンス受信情報ベクトルを自動生成する。   Referring to FIG. 5A, it is assumed that there are a server, N APs, and M beacon tags in the positioning system. Each of the N APs measures the received power of the tag radio wave issued by each beacon tag. The N APs transmit the received power of the tag radio wave of each beacon tag to the server. The server aggregates the received power of the received tag radio wave of each beacon tag, and automatically generates an uplink reference reception information vector corresponding to each beacon tag.

図5(b)は、上りリファレンス受信情報ベクトルの一例を示す。「−」は、感度以下で受信できなかった箇所を示す。数値は、各APで受信されたビーコンタグ毎の受信電力を示す。数値は、平均や中央値等の統計処理により得られたものであってもよい。   FIG. 5B shows an example of the uplink reference reception information vector. "-" Indicates a location that cannot be received because of sensitivity or less. The numerical value indicates the received power for each beacon tag received by each AP. The numerical value may be obtained by statistical processing such as average or median.

図5(c)を参照して、N個のAPは、測位対象端末が発する端末電波の受信電力を測定する。N個のAPは、サーバに、端末電波の受信電力を送信する。サーバは、受信した端末電波の受信電力を集約し、上り受信情報ベクトルを自動生成し、測位処理を行う。   With reference to FIG.5 (c), N AP measures the receiving power of the terminal radio wave which a positioning object terminal emits. N APs transmit the received power of terminal radio waves to the server. The server aggregates the received power of the received terminal radio waves, automatically generates an uplink reception information vector, and performs a positioning process.

図6は、下り指向測位の概要を示す図である。(a)は下りリファレンス受信情報ベクトルに関する処理の順番の概要を示し、(b)は下りリファレンス受信情報ベクトルの一例を示し、(c)は下り受信情報ベクトルに関する処理の順番を示す。   FIG. 6 is a diagram showing an outline of downlink-oriented positioning. (A) shows the outline of the processing order regarding the downlink reference reception information vector, (b) shows an example of the downlink reference reception information vector, and (c) shows the order of processing regarding the downlink reception information vector.

図6(a)を参照して、測位システム内に、サーバと、N個のAPと、M個のビーコンタグがあるとする。M個のビーコンタグは、それぞれ、N個のAPが発するAP電波の受信電力を測定する。APは、無線通信を行っており、その電波を利用してもよい。各ビーコンタグは、各APから発報されたAP電波を受信して下りリファレンス受信情報ベクトルを生成し、APを経由してサーバへ当該下り受信情報ベクトルを伝送し、サーバでは、下りリファレンス受信情報ベクトルのデータベースを自動生成する。   Referring to FIG. 6A, it is assumed that there are a server, N APs, and M beacon tags in the positioning system. Each of the M beacon tags measures the received power of the AP radio wave emitted by the N APs. The AP performs wireless communication and may use the radio waves. Each beacon tag receives an AP radio wave issued from each AP, generates a downlink reference reception information vector, transmits the downlink reception information vector to the server via the AP, and the server receives the downlink reference reception information. Automatically generate a database of vectors.

図6(b)は、下りリファレンス受信情報ベクトルの一例を示す「−」は、感度以下で受信できなかった箇所を示す。数値は、各APで受信されたビーコンタグ毎の受信電力を示す。数値は、平均や中央値等の統計処理により得られたものであってもよい。   In FIG. 6B, “−” indicating an example of the downlink reference reception information vector indicates a location that cannot be received because of sensitivity or less. The numerical value indicates the received power for each beacon tag received by each AP. The numerical value may be obtained by statistical processing such as average or median.

図6(c)を参照して、測位対象端末は、各APが発するAP電波の受信電力を測定して集約し、下り受信情報ベクトルを生成して、サーバに送信する。サーバは、下り受信情報ベクトルを用いて測位処理を行う。   With reference to FIG.6 (c), a positioning object terminal measures and aggregates the reception power of AP radio wave which each AP emits, produces | generates a downlink received information vector, and transmits to a server. The server performs a positioning process using the downlink reception information vector.

なお、下り指向測位に関して、タグや端末において下りリファレンス受信情報ベクトルや下り受信情報ベクトルを生成する場合を説明したが、タグや端末が受信電力を測定してサーバに送信し、サーバにおいて下りリファレンス受信情報ベクトルや下り受信情報ベクトルを生成するようにしてもよい。   In addition, regarding downlink-oriented positioning, the case where a tag or terminal generates a downlink reference reception information vector or downlink reception information vector has been described. However, the tag or terminal measures received power and transmits it to the server, and the server receives downlink reference reception information. An information vector or a downlink reception information vector may be generated.

図7は、上り及び下り指向測位を同時に利用する場合のリファレンス受信情報ベクトルを示す。上りと下りでは、一般に受信電力が異なる。そのため、ベクトルの次元を増加させることにより、より高精度な測位を実現することが可能になる。この場合、上り受信情報ベクトルと下り受信情報ベクトルを合わせた受信情報ベクトルと、上りリファレンス受信情報ベクトルと下りリファレンス受信情報ベクトルとを合わせたリファレンス受信情報ベクトルを比較して測位する。   FIG. 7 shows a reference reception information vector when uplink and downlink pointing positioning are used simultaneously. The reception power is generally different between upstream and downstream. Therefore, it is possible to realize more accurate positioning by increasing the dimension of the vector. In this case, positioning is performed by comparing a reception information vector obtained by combining the uplink reception information vector and the downlink reception information vector with a reference reception information vector obtained by combining the uplink reference reception information vector and the downlink reference reception information vector.

一つのビーコンタグに対して複数のリファレンス受信情報ベクトルが記録されている。これらを用いて受信情報ベクトルを引数とする分布関数を導き出し、測位対象端末の受信情報ベクトルを引数として当該分布関数の値(合致確率)をすべてのビーコンタグに対して算出し、最も合致確率の高いビーコンタグの設置位置を当該測位対象端末の位置とすることができる。当該分布関数は、正規分布や指数分布あるいはレイリー分布等の何らかの確率分布モデルの結合確率によって定義し、当該確率分布を特徴づけるパラメータを測定されたリファレンス受信情報ベクトル群より事前に推定しておく。このような分布関数を用いることで、限られた数のリファレンス受信情報ベクトル群であってもより信頼性の高い推定を実現することができる。   A plurality of reference reception information vectors are recorded for one beacon tag. Using these, the distribution function with the received information vector as an argument is derived, and with the received information vector of the positioning target terminal as an argument, the value of the distribution function (match probability) is calculated for all beacon tags. The installation position of the high beacon tag can be set as the position of the positioning target terminal. The distribution function is defined by a joint probability of some probability distribution model such as a normal distribution, an exponential distribution, or a Rayleigh distribution, and a parameter characterizing the probability distribution is estimated in advance from a measured reference received information vector group. By using such a distribution function, more reliable estimation can be realized even with a limited number of reference reception information vector groups.

図8は、上り指向測位の場合の機械学習を用いた測位の一例を示す図である。○は計算子である。計算子のインデックスをjとし、入力ベクトルをx、出力(ベクトル)をyとすると、y=fj(x)で与えられる関数を示す。初段の計算子には、外部から入力値が与えられる。学習段階では、リファレンス受信情報ベクトルの値が与えられる。位置推定段階では、受信情報ベクトルの値が与えられる。矢印は結合子を示す。各結合子は、インデックスiによって区別されている。各結合子は、それぞれ固有の重みづけを行うことができる。この重みづけは、学習によりアップデートする。入力は、各APで測定された端末電波の受信電力の要素Rv[1]・・・Rv[N]を示す。出力P_1・・・P_Mは、測位候補点の確度を示す。各結合子は、最も確からしい測位点が最も大きな値となるように各結合子の重みを学習する。なお、Mは測位候補点数であり、通常はビーコンタグの数とするが、その他の値であってもよい。各ビーコンタグは、出力値の少なくとも一つと対応させる。各出力値は、各ビーコンタグの合致確率として捉えることができる。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of positioning using machine learning in the case of uplink-oriented positioning. ○ is a calculator. If the index of the calculator is j, the input vector is x, and the output (vector) is y, a function given by y = f j (x) is shown. An input value is given from the outside to the first stage calculator. In the learning stage, the value of the reference reception information vector is given. In the position estimation stage, the value of the reception information vector is given. Arrows indicate connectors. Each connector is distinguished by an index i. Each connector can have a unique weight. This weighting is updated by learning. The input indicates elements Rv [1]... Rv [N] of received power of terminal radio waves measured at each AP. Outputs P_1... P_M indicate the accuracy of positioning candidate points. Each connector learns the weight of each connector so that the most likely positioning point has the largest value. Note that M is the number of positioning candidate points, and is usually the number of beacon tags, but may be other values. Each beacon tag is associated with at least one of the output values. Each output value can be understood as a match probability of each beacon tag.

図8では、例えば端末測位部が、設置場所が既知の複数のビーコンタグに対するリファレンス受信情報ベクトルに基づき、各計算子jで用いる関数fj(x)並びに各結合子の重みを最適化する。例えば、計算子jで用いるある関数を事前に与え、あるビーコンタグkに対して、当該タグkに対応する機械学習ネットワークの出力値P_kが他の出力値P_u(u≠k)に比べて最大となるように、各結合子iの重みを繰り返しアップデートし、これをすべてのビーコンタグに対して実施する。そして、端末測位部は、受信情報ベクトルに対して機械学習ネットワークを用いて最も大きな値となる測位候補点を求め、測位を行う。 In FIG. 8, for example, the terminal positioning unit optimizes the function f j (x) used in each calculator j and the weight of each connector based on the reference reception information vector for a plurality of beacon tags whose installation locations are known. For example, given a certain function used in the calculator j in advance, the output value P_k of the machine learning network corresponding to the tag k is maximum compared to other output values P_u (u ≠ k) for a certain beacon tag k. The weight of each connector i is updated repeatedly so that And a terminal positioning part calculates | requires the positioning candidate point which becomes the largest value using a machine learning network with respect to a received information vector, and performs positioning.

図8の機械学習ネットワークは、受信情報ベクトルを引数として、入力された受信情報ベクトルがいずれのビーコンタグに属するかを判別して出力するグループ分け関数として捉えることができる。そして、例えば端末測位部が、リファレンス受信情報ベクトルの群及び前記各リファレンス受信情報ベクトルに対応するビーコンタグ情報により、機械学習のアルゴリズムを用いて受信情報ベクトルのグループ分けを行うグループ分け関数を生成する。そして、端末測位部は、グループ分け関数に受信情報ベクトルを入力して得られた出力結果のビーコンタグ情報より、例えばビーコンタグの設置位置情報を測位対象端末の位置とすることにより、測位を行うことができる。   The machine learning network in FIG. 8 can be regarded as a grouping function that determines and outputs to which beacon tag an input received information vector belongs, using the received information vector as an argument. Then, for example, the terminal positioning unit generates a grouping function for grouping received information vectors using a machine learning algorithm based on a group of reference received information vectors and beacon tag information corresponding to each reference received information vector. . Then, the terminal positioning unit performs positioning by using, for example, the installation position information of the beacon tag as the position of the positioning target terminal from the output result beacon tag information obtained by inputting the reception information vector to the grouping function. be able to.

機械学習のアルゴリズムには、他にも、SVM(Support Vector Machine)やその応用手法、あるいはディープラーニング等の既知の手法を用いてよい。   In addition, as a machine learning algorithm, a known method such as SVM (Support Vector Machine), its application method, or deep learning may be used.

なお、本実施例では、受信情報として、受信電力を使って説明したが、例えば、RTTや種々のセンサーによりセンシングされた物理量などであってもよい。これらの量の変化量を用いてもよい。また、測位対象端末は、例えばタグ電波を受信して近くに存在する一つ又は複数のビーコンタグの設置位置情報を用いて測位を行ってもよい。例えば、ビーコンタグの設置位置情報を用いて、ネットワーク測位により測位された位置を修正する等を行ってもよい。   In the present embodiment, reception power is used as reception information. However, for example, a physical quantity sensed by RTT or various sensors may be used. A change amount of these amounts may be used. In addition, the positioning target terminal may perform positioning using, for example, the installation position information of one or a plurality of beacon tags that are present nearby by receiving the tag radio wave. For example, the position measured by network positioning may be corrected using the installation position information of the beacon tag.

本願発明によれば、ビーコンタグの設置場所は既知であるため、容易に各測位候補点毎のリファレンス受信情報ベクトルが生成可能となる。また、間取りの変更が生じても、手間をかけずに自動かつ即座にリファレンス受信情報ベクトルの修正が可能となる。   According to the present invention, since the installation location of the beacon tag is known, a reference reception information vector for each positioning candidate point can be easily generated. In addition, even if the floor plan changes, the reference reception information vector can be corrected automatically and immediately without taking time and effort.

さらに、例えば、上り指向測位において各ビーコンタグが発したビーコン信号の受信強度をAPで測定し、これらがサーバへ告知されるように、サーバにおいてビーコンタグの管理を当該サーバにおいて一元的に行うことが可能となる。   Further, for example, the reception intensity of the beacon signal emitted by each beacon tag in uplink-oriented positioning is measured by the AP, and the server manages the beacon tag centrally in the server so that these are notified to the server. Is possible.

さらに、上り指向測位と下り指向測位を組み合わせることで、AP側で測定した上り回線の受信情報ベクトルに基づくFP測位と測位対象端末自ら測定した下り回線の受信出力ベクトルに基づくFP測位を結合させることで測位精度をさらに向上させることが可能となる。   Further, by combining uplink-oriented positioning and downlink-oriented positioning, FP positioning based on the uplink received information vector measured on the AP side and FP positioning based on the downlink received output vector measured by the positioning target terminal itself are combined. Thus, the positioning accuracy can be further improved.

さらに、ビーコンタグから発せられたタグ電波を測位対象端末が直接受信する機能を有することで、多数のビーコンタグから発生られた電波を端末で観測し、これらの受信情報に基づき端末自らが自律して測位を行うこともできる。   Furthermore, the positioning target terminal has the function of directly receiving the tag radio waves emitted from the beacon tag, so that the terminal itself observes the radio waves generated from a large number of beacon tags, and the terminal itself becomes autonomous based on the received information. Positioning can also be performed.

各ビーコンタグは自身の設置位置のみならず、種々の固有情報も一緒に送信することが可能である。当該情報はいわば位置に連動した情報であるため、端末が当該情報を受信することで容易に端末の現在位置に連動したサービスを提供可能となる。例えば、ある店舗の前に位置するビーコンタグは、店舗でのクーポンを発行するなど、店舗に関する情報を積極的に発信することができる。   Each beacon tag can transmit not only its own installation position but also various unique information. Since the information is so-called information linked to the position, the terminal can easily provide a service linked to the current position of the terminal by receiving the information. For example, a beacon tag located in front of a certain store can actively transmit information about the store, such as issuing a coupon at the store.

各ビーコンタグとAPは互いに通信ができるものとすると、各ビーコンタグが記録する自身の設置位置等をネットワーク上に設置したサーバから自由に管理・修正が可能となる。これにより、間取り変更によってタグの設置場所の修正が必要となる場合にも新たな設置場所情報を対象となるタグへ容易に通知可能で、また定期的に固有情報を変更することで動的な位置連動型サービスを提供することも可能となる。   Assuming that each beacon tag and AP can communicate with each other, it is possible to freely manage and modify the installation position and the like recorded by each beacon tag from a server installed on the network. This makes it possible to easily notify the target tag of new location information even when the location of the tag needs to be corrected due to a floor plan change. It is also possible to provide location-linked services.

1 測位システム,3 ビーコンタグ,5 測位対象端末,7 アクセスポイント,9 サーバ,11 タグ電波発報部,13 タグ測定部,15 タグ通信部,17 タグベクトル生成部,21 端末測定部,23 端末通信部,25 端末ベクトル生成部,31 AP通信部,33 AP測定部,41 サーバ通信部,43 記憶部,45 管理部,47 サーバタグベクトル生成部,49 サーバ端末ベクトル生成部,51 測位部,101 屋内環境   1 positioning system, 3 beacon tag, 5 positioning target terminal, 7 access point, 9 server, 11 tag radio wave reporting unit, 13 tag measuring unit, 15 tag communication unit, 17 tag vector generating unit, 21 terminal measuring unit, 23 terminal Communication unit, 25 terminal vector generation unit, 31 AP communication unit, 33 AP measurement unit, 41 server communication unit, 43 storage unit, 45 management unit, 47 server tag vector generation unit, 49 server terminal vector generation unit, 51 positioning unit, 101 Indoor environment

Claims (12)

測位対象端末の空間内の位置を推定する測位システムにおける測位方法であって、
前記測位システムは、
前記空間内に設置された複数のアクセスポイントと、
前記空間内に設置された複数のビーコンタグと、
前記各アクセスポイントと通信が可能なサーバを備え、
前記サーバは、
前記各ビーコンタグの設置位置情報及び前記各ビーコンタグに対応してリファレンス受信情報ベクトルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段を管理する管理手段と、
前記測位対象端末の位置を推定する端末測位手段を備え、
タグベクトル生成手段が、前記各ビーコンタグが発報したタグ電波を前記各アクセスポイントが受信して得られるAP受信情報及び/又は前記各アクセスポイントが発したAP電波を前記各ビーコンタグが受信して得られるタグ受信情報を用いて、各ビーコンタグに対応してリファレンス受信情報ベクトルを生成するリファレンス受信情報ベクトル生成ステップと、
前記管理手段が、前記タグベクトル生成手段が生成した前記リファレンス受信情報ベクトルを用いて前記記憶手段を更新する更新ステップと、
端末ベクトル生成手段が、前記測位対象端末が発した端末電波を前記各アクセスポイントが受信して得られる受信情報及び/又は前記各アクセスポイントが発した前記AP電波を前記測位対象端末が受信して得られる受信情報を用いて、前記測位対象端末の受信情報ベクトルを生成する受信情報ベクトル生成ステップと、
前記端末測位手段が、前記受信情報ベクトルに類似する一つ又は複数の前記リファレンス受信情報ベクトルを特定し、特定された前記リファレンス受信情報ベクトルに対応する前記ビーコンタグの前記設置位置情報を用いて前記測位対象端末の位置を推定する端末測位ステップを含む測位方法。
A positioning method in a positioning system for estimating a position of a positioning target terminal in space,
The positioning system is
A plurality of access points installed in the space;
A plurality of beacon tags installed in the space;
A server capable of communicating with each access point;
The server
Storage means for storing a reference reception information vector corresponding to each beacon tag installation position information and each beacon tag;
Management means for managing the storage means;
Comprising terminal positioning means for estimating the position of the positioning target terminal;
The tag vector generation means receives the AP reception information obtained when each access point receives the tag radio wave issued by each beacon tag and / or the beacon tag receives the AP radio wave emitted by each access point. Using the received tag information, a reference received information vector generating step for generating a reference received information vector corresponding to each beacon tag,
An update step in which the management means updates the storage means using the reference reception information vector generated by the tag vector generation means;
Terminal vector generation means receives the reception information obtained by each access point receiving a terminal radio wave emitted by the positioning target terminal and / or the AP radio wave emitted by each access point received by the positioning target terminal. A reception information vector generation step for generating a reception information vector of the positioning target terminal using the obtained reception information;
The terminal positioning means specifies one or a plurality of the reference reception information vectors similar to the reception information vector, and uses the installation position information of the beacon tag corresponding to the specified reference reception information vector A positioning method including a terminal positioning step for estimating a position of a positioning target terminal.
前記管理手段が、あるビーコンタグが発報するタグ電波をいずれの前記アクセスポイントも受信できない場合、及び/又は、あるビーコンタグが前記アクセスポイントが発するAP電波をいずれも受信できない場合に、当該ビーコンタグに異常及び/又は設置場所不良が生じていると判定するタグ管理ステップを含む請求項1記載の測位方法。   When the management means cannot receive any tag radio waves issued by a certain beacon tag, and / or when any beacon tag cannot receive any AP radio waves emitted by the access point, the beacon The positioning method according to claim 1, further comprising a tag management step that determines that an abnormality and / or a poor installation location have occurred in the tag. 前記ビーコンタグは、前記タグ電波を発報するものであり、
前記測位対象端末が前記タグ電波を受信して端末タグ電波受信情報を得る端末タグ電波受信ステップを含み、
前記端末測位ステップにおいて、前記測位対象端末は、受信した前記端末タグ電波受信情報を用いて一つ又は複数のビーコンタグを特定して測位し、及び/又は、前記端末測位手段が、前記端末タグ電波受信情報を用いて前記測位対象端末の位置を推定する、請求項1又は2に記載の測位方法。
The beacon tag is for issuing the tag radio wave,
A terminal tag radio wave reception step in which the positioning target terminal receives the tag radio wave and obtains terminal tag radio wave reception information;
In the terminal positioning step, the positioning target terminal performs positioning by specifying one or a plurality of beacon tags using the received terminal tag radio wave reception information, and / or the terminal positioning means includes the terminal tag The positioning method according to claim 1 or 2, wherein the position of the positioning target terminal is estimated using radio wave reception information.
前記端末測位ステップにおいて、前記端末測位手段が、前記受信情報ベクトルとの距離が最小となる前記リファレンス受信情報ベクトルを決定し、当該リファレンス受信情報ベクトルに対応する前記ビーコンタグの設置位置情報を前記測位対象端末の位置とする、請求項1から3のいずれかに記載の測位方法。   In the terminal positioning step, the terminal positioning means determines the reference reception information vector that minimizes the distance to the reception information vector, and sets the beacon tag installation position information corresponding to the reference reception information vector to the positioning The positioning method according to claim 1, wherein the position is a position of a target terminal. 前記端末測位ステップにおいて、前記端末測位手段が、前記受信情報ベクトルを引数とする前記各ビーコンタグに対する前記リファレンス受信情報ベクトルの分布関数を用いて前記受信情報ベクトルの合致確率を算出し、最も合致確率が高い前記ビーコンタグの設置位置情報を前記測位対象端末の位置とする、請求項1から3のいずれかに記載の測位方法。   In the terminal positioning step, the terminal positioning means calculates a match probability of the received information vector using a distribution function of the reference received information vector for each beacon tag having the received information vector as an argument, and the highest match probability The positioning method according to any one of claims 1 to 3, wherein the position information of the beacon tag having a high value is set as the position of the positioning target terminal. 前記端末測位手段は、サンプルされた前記リファレンス受信情報ベクトルの群及び前記各リファレンス受信情報ベクトルに対応するビーコンタグ情報により機械学習のアルゴリズムを用いて受信情報ベクトルのグループ分けを行うグループ分け関数を生成するものであり、
前記グループ分け関数は、受信情報ベクトルを引数として、入力された受信情報ベクトルがいずれのビーコンタグに属するかを判別して出力するものであり、
前記端末測位ステップにおいて、前記端末測位手段は、前記グループ分け関数に前記受信情報ベクトルを入力して得られた出力結果のビーコンタグ情報より、当該ビーコンタグの設置位置情報を前記測位対象端末の位置とする、請求項1から3のいずれかに記載の測位方法。
The terminal positioning means generates a grouping function for grouping received information vectors by using a machine learning algorithm based on the sampled received reference received information vectors and beacon tag information corresponding to each reference received information vector. Is what
The grouping function is to determine and output to which beacon tag the input received information vector belongs, using the received information vector as an argument,
In the terminal positioning step, the terminal positioning means obtains the position information of the positioning target terminal from the beacon tag information of the output result obtained by inputting the reception information vector to the grouping function. The positioning method according to any one of claims 1 to 3.
前記各ビーコンタグは、センサー機能を備えてセンサーネットワークを形成し、及び/又は、アクチュエータ機能を備えてアクチュエータネットワークを形成する、請求項1から6のいずれかに記載の測位方法。   The positioning method according to claim 1, wherein each beacon tag has a sensor function to form a sensor network and / or has an actuator function to form an actuator network. 前記更新ステップにおいて、前記管理手段は、
あるビーコンタグの設置位置情報が変更していない場合に、前記記憶手段に記憶された前記リファレンス受信情報ベクトルを削除し、又は、当該設置位置情報に対して蓄積時間よりも前に及び/若しくは蓄積数以上に生成されたリファレンス受信情報ベクトルを削除し、新たに生成したリファレンス受信情報ベクトルを加えて記録させ、
あるビーコンタグの設置位置情報が変更された場合に、以前の設置位置情報に対応するリファレンス受信情報ベクトルを削除し、新たな設置位置情報に対してリファレンス受信情報ベクトルを前記記憶手段に記憶する、請求項1から7のいずれかに記載の測位方法。
In the updating step, the management means includes
When the installation position information of a certain beacon tag has not changed, the reference reception information vector stored in the storage means is deleted, or the storage position information is stored before and / or before the storage time. Delete the reference reception information vector generated more than a few, add the newly generated reference reception information vector and record it,
When the installation position information of a certain beacon tag is changed, the reference reception information vector corresponding to the previous installation position information is deleted, and the reference reception information vector is stored in the storage unit for the new installation position information. The positioning method according to any one of claims 1 to 7.
前記リファレンス受信情報ベクトル生成ステップにおいて、前記各ビーコンタグは前記タグ電波を発報し、前記各アクセスポイントは、前記タグ電波の受信情報を測定して前記サーバに送信し、前記サーバが備える前記タグベクトル生成手段が前記リファレンス受信情報ベクトルを生成し、
前記受信情報ベクトル生成ステップにおいて、前記各アクセスポイントは、前記測位対象端末が発する端末電波の受信情報を測定して前記サーバに送信し、前記サーバが備える前記端末ベクトル生成手段が前記受信情報ベクトルを生成する、請求項1から8のいずれかに記載の測位方法。
In the reference reception information vector generation step, each beacon tag issues the tag radio wave, and each access point measures reception information of the tag radio wave and transmits it to the server, and the tag included in the server A vector generation means generates the reference reception information vector,
In the reception information vector generation step, each access point measures reception information of a terminal radio wave emitted by the positioning target terminal and transmits it to the server, and the terminal vector generation means provided in the server uses the reception information vector. The positioning method according to claim 1, wherein the positioning method is generated.
前記リファレンス受信情報ベクトル生成ステップにおいて、前記各ビーコンタグは、前記各アクセスポイントが発するAP電波の受信情報を測定し、前記ビーコンタグが備える前記タグベクトル生成手段が前記リファレンス受信情報ベクトルを生成し、前記サーバに送信し、
前記受信電路ベクトル生成ステップにおいて、前記測位対象端末は、各アクセスポイントが発するAP電波の受信情報を測定し、前記測位対象端末が備える前記端末ベクトル生成手段が前記受信情報ベクトルを生成し、前記サーバに送信する、請求項1から7のいずれかに記載の測位方法。
In the reference reception information vector generation step, each beacon tag measures reception information of an AP radio wave emitted by each access point, and the tag vector generation unit included in the beacon tag generates the reference reception information vector, Send to the server,
In the reception electric path vector generation step, the positioning target terminal measures reception information of AP radio waves emitted from each access point, the terminal vector generation means provided in the positioning target terminal generates the reception information vector, and the server The positioning method according to claim 1, wherein the positioning method is transmitted to.
測位対象端末の空間内の位置を推定するサーバであって、
前記空間内には、複数のビーコンタグと、当該サーバが通信可能な複数のアクセスポイントが設置され、
前記各ビーコンタグの設置位置情報及び前記各ビーコンタグに対応してリファレンス受信情報ベクトルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段を管理する管理手段と、
前記測位対象端末の位置を推定する端末測位手段を備え、
前記管理手段は、前記各ビーコンタグが発報したタグ電波を前記各アクセスポイントが受信して得られるAP受信情報及び/又は前記各アクセスポイントが発したAP電波を前記各ビーコンタグが受信して得られるタグ受信情報を用いて生成された各ビーコンタグに対応するリファレンス受信情報ベクトルを用いて前記記憶手段を更新し、
前記端末測位手段は、前記測位対象端末が発した端末電波を前記各アクセスポイントが受信して得られる受信情報及び/又は前記各アクセスポイントが発した前記AP電波を前記測位対象端末が受信して得られる受信情報ベクトルに類似する一つ又は複数の前記リファレンス受信情報ベクトルを特定し、特定された前記リファレンス受信情報ベクトルに対応する前記ビーコンタグの前記設置位置情報を用いて前記測位対象端末の位置を推定する、サーバ。
A server that estimates the position of a positioning target terminal in space,
In the space, a plurality of beacon tags and a plurality of access points with which the server can communicate are installed,
Storage means for storing a reference reception information vector corresponding to each beacon tag installation position information and each beacon tag;
Management means for managing the storage means;
Comprising terminal positioning means for estimating the position of the positioning target terminal;
The management means is configured so that each beacon tag receives AP reception information obtained by each access point receiving tag radio waves issued by each beacon tag and / or AP radio waves emitted by each access point. Updating the storage means using a reference reception information vector corresponding to each beacon tag generated using the tag reception information obtained,
The terminal positioning unit receives the reception information obtained by each access point receiving a terminal radio wave emitted by the positioning target terminal and / or the AP radio wave emitted by each access point. Specify one or a plurality of reference reception information vectors similar to the obtained reception information vector, and use the installation position information of the beacon tag corresponding to the specified reference reception information vector to determine the position of the positioning target terminal Estimate the server.
コンピュータを、請求項11記載のサーバとして機能させるためのプログラム。   The program for functioning a computer as a server of Claim 11.
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