JP2021124434A - 送信局位置推定装置、送信局位置推定方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

送信局位置推定装置、送信局位置推定方法及びコンピュータプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】RSSI重心等の電力重心に基づいて探索エリア内に存在する複数の送信局の各位置を推定すること。【解決手段】送信局から送信される電波の電力を検出する複数の電波センサーの各位置を各電波センサーが検出した電力で重み付けて平均した電力重心を算出する電力重心算出部と、特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することを確認する送信局存在確認部と、送信局が存在することが確認された位置推定エリア内の複数の電波センサーを対象にして電力重心を電力重心算出部により算出し、当該位置推定エリアが分割された分割エリア内の複数の電波センサーを対象にして電力重心を電力重心算出部により算出し、当該位置推定エリアの分割前の電力重心と分割後の電力重心とが同じであるか否かを判断し、この判断の結果、同じであると判断された電力重心を送信局の推定位置に決定する位置推定部と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、送信局位置推定装置、送信局位置推定方法及びコンピュータプログラムに関する。
従来、移動通信に利用可能な周波数帯の電波を送信する送信局(波源)の位置を推定する波源位置推定技術が、例えば非特許文献1に記載されている。非特許文献1に記載された波源位置推定技術では、送信局から送信される電波の受信信号強度(Received Signal Strength Indicator:RSSI)を検出する複数の端末(センサーノード)を探索エリアに配置し、各端末の位置を各端末で検出されたRSSIで重み付けて平均したRSSI重心を算出し、算出されたRSSI重心を送信局の推定位置としている。
和高拓也,前山利幸,松野宏己,新保宏之、「移動分散モニタリングにおける電波利用領域の推定に関する一検討」、2016年電子情報通信学会総合大会、B−17−11
しかし、上述した非特許文献1に記載された波源位置推定技術では、探索エリア内に複数の送信局が存在する場合、探索エリア内のRSSI重心が送信局の位置にならないという問題があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、RSSI重心等の電力重心に基づいて探索エリア内に存在する複数の送信局の各位置を推定することを図ることにある。
(1)本発明の一態様は、送信局から送信される電波の電力を検出する複数の電波センサーの各位置を各前記電波センサーが検出した前記電力で重み付けて平均した電力重心を算出する電力重心算出部と、特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することを確認する送信局存在確認部と、送信局が存在することが確認された位置推定エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出部により算出し、当該位置推定エリアが分割された分割エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出部により算出し、当該位置推定エリアの分割前の前記電力重心と分割後の前記電力重心とが同じであるか否かを判断し、この判断の結果、同じであると判断された前記電力重心を送信局の推定位置に決定する位置推定部と、を備える送信局位置推定装置である。
(2)本発明の一態様は、送信局が存在することが確認された位置推定エリアは、当該位置推定エリアの前記電力重心を含む分割エリアと、当該位置推定エリアの前記電力重心を含まない分割エリアとに分割される、上記(1)の送信局位置推定装置である。
(3)本発明の一態様は、送信局が存在することが確認された位置推定エリアは、当該位置推定エリアの前記電力重心を含む分割境界線により分割される、上記(1)の送信局位置推定装置である。
(4)本発明の一態様は、送信局が存在することが確認された位置推定エリアは、分割後の各分割エリア内の電波センサーの個数が等分又は略等分になるように分割される、上記(1)から(3)のいずれかの送信局位置推定装置である。
(5)本発明の一態様は、前記送信局存在確認部は、特定の位置推定エリア内に配置される複数のサブエリアであって隣り合うサブエリアの一部が重複する複数のサブエリア毎にサブエリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出部により算出し、隣り合うサブエリアが同じ前記電力重心であるか否かを判断し、この判断の結果、同じ前記電力重心である場合に当該位置推定エリアの中に送信局が存在すると判断する、上記(1)から(4)のいずれかの送信局位置推定装置である。
(6)本発明の一態様は、隣り合うサブエリアにおいて、各サブエリア内の前記複数の電波センサーは1個以上が異なる電波センサーである、上記(5)の送信局位置推定装置である。
(7)本発明の一態様は、サブエリア内に一定数以上の前記複数の電波センサーが存在する、上記(5)又は(6)のいずれかの送信局位置推定装置である。
(8)本発明の一態様は、サブエリアのサイズは、前記位置推定エリア内の前記複数の電波センサーの個数に応じて決定された、上記(7)の送信局位置推定装置である。
(9)本発明の一態様は、送信局位置推定装置が、送信局から送信される電波の電力を検出する複数の電波センサーの各位置を各前記電波センサーが検出した前記電力で重み付けて平均した電力重心を算出する電力重心算出ステップと、前記送信局位置推定装置が、特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することを確認する送信局存在確認ステップと、前記送信局位置推定装置が、送信局が存在することが確認された位置推定エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出ステップにより算出し、当該位置推定エリアが分割された分割エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出ステップにより算出し、当該位置推定エリアの分割前の前記電力重心と分割後の前記電力重心とが同じであるか否かを判断し、この判断の結果、同じであると判断された前記電力重心を送信局の推定位置に決定する位置推定ステップと、を含む送信局位置推定方法である。
(10)本発明の一態様は、コンピュータに、送信局から送信される電波の電力を検出する複数の電波センサーの各位置を各前記電波センサーが検出した前記電力で重み付けて平均した電力重心を算出する電力重心算出ステップと、特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することを確認する送信局存在確認ステップと、送信局が存在することが確認された位置推定エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出ステップにより算出し、当該位置推定エリアが分割された分割エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出ステップにより算出し、当該位置推定エリアの分割前の前記電力重心と分割後の前記電力重心とが同じであるか否かを判断し、この判断の結果、同じであると判断された前記電力重心を送信局の推定位置に決定する位置推定ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。
本発明によれば、RSSI重心等の電力重心に基づいて探索エリア内に存在する複数の送信局の各位置を推定することができるという効果が得られる。
一実施形態に係る送信局位置推定装置の構成例を示すブロック図である。 一実施形態に係る電力重心算出方法を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局位置推定処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局位置推定処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局位置推定処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局位置推定処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局位置推定処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局位置推定処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局位置推定処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局位置推定処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局位置推定処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局位置推定方法の手順の例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る送信局検出処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局検出処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局検出処理を説明するための説明図である。 一実施形態に係る送信局存在確認方法の手順の例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、下付き文字の「a」を「_a」と表記することがある。
図1は、一実施形態に係る送信局位置推定装置の構成例を示すブロック図である。図1において、送信局位置推定装置10は、電力重心算出部11と、送信局存在確認部12と、位置推定部13とを備える。
送信局位置推定装置10の各機能は、送信局位置推定装置10がCPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)及びメモリ等のコンピュータハードウェアを備え、CPUがメモリに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
なお、送信局位置推定装置10として、汎用のコンピュータ装置を使用して構成してもよく、又は、専用のハードウェア装置として構成してもよい。例えば、送信局位置推定装置10は、インターネット等の通信ネットワークに接続されるサーバコンピュータを使用して構成されてもよい。また、送信局位置推定装置10の各機能はクラウドコンピューティングにより実現されてもよい。
電力重心算出部11は、送信局から送信される電波の電力(以下、送信局電力と称する)を検出する複数の電波センサーの各位置を各該当電波センサーが検出した送信局電力で重み付けて平均した電力重心を算出する。
ここで、図2を参照して、本実施形態に係る電力重心算出方法を説明する。図2において、探索エリア100には、複数(N個)の電波センサーSEが配置されている。ここでは、説明の便宜上、探索エリア100全体を電力重心の算出対象エリアとする。電力重心算出部11は、次の(1)式により、電力重心Gの座標(x_G,y_G)を算出する。
Figure 2021124434
上記(1)式において、座標(x_n,y_n)はn番目の電波センサーSEの座標である。「1≦n≦N、Nは2以上の整数」である。P_nは、n番目の電波センサーSEが検出した送信局電力である。
本実施形態の一例として、送信局電力はRSSI(受信信号強度)である。送信局電力がRSSIである場合、電波センサーSEは送信局から送信される電波のRSSIを検出する。この場合、上記(1)式において、P_nはn番目の電波センサーSEが検出したRSSIであり、座標(x_G,y_G)はRSSI重心である。
説明を図1に戻す。
送信局位置推定装置10には、電波センサー情報20が入力される。電波センサー情報20は、探索エリア100内のN個の各電波センサーSEの位置(座標(x_n,y_n))及び送信局電力P_nを示す情報である。
送信局存在確認部12は、特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することを確認する。この送信局存在確認方法については後述する。
位置推定部13は、送信局が存在することが確認された位置推定エリア内に存在する送信局の位置を推定する送信局位置推定処理を実行する。
ここで、図3−図11を参照して、本実施形態に係る送信局位置推定処理を説明する。図3−図11は、本実施形態に係る送信局位置推定処理を説明するための説明図である。図3に例示されるように、探索エリア100には3台の送信局Sndが存在する。
送信局存在確認部12は、探索エリア100(位置推定エリア)の中に送信局Sndが存在することを確認する。位置推定部13は、送信局Sndが存在することが確認された探索エリア100(位置推定エリア)内の複数の電波センサーSEを対象にして電力重心を電力重心算出部11により算出する。つまり、探索エリア100全体が電力重心算出部11における電力重心の算出対象エリアとなる。位置推定部13は、探索エリア100内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、探索エリア100の電力重心GP−0を算出させる。探索エリア100内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力は、電波センサー情報20に含まれている。電力重心算出部11は、探索エリア100内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を使用して、上記(1)式により探索エリア100の電力重心GP−0を算出する。これにより、図4に例示される探索エリア100の電力重心GP−0が算出される。
図5に例示されるように、探索エリア100は、図5中の破線で示される分割境界線により、1次分割エリア100P−11と1次分割エリア100P−12とに分割される。1次分割エリア100P−11は、分割前の探索エリア100(位置推定エリア)の電力重心GP−0を含むエリアである。1次分割エリア100P−12は、分割前の探索エリア100(位置推定エリア)の電力重心GP−0を含まないエリアである。
位置推定部13は、探索エリア100が分割された1次分割エリア100P−11内の複数の電波センサーSEを対象にして電力重心を電力重心算出部11により算出する。1次分割エリア100P−11は、電力重心算出部11における電力重心の算出対象エリアとなる。位置推定部13は、1次分割エリア100P−11内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、1次分割エリア100P−11の電力重心GP−11を算出させる。1次分割エリア100P−11内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力は、電波センサー情報20に含まれている。電力重心算出部11は、1次分割エリア100P−11内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を使用して、上記(1)式により1次分割エリア100P−11の電力重心GP−11を算出する。これにより、図6に例示される1次分割エリア100P−11の電力重心GP−11が算出される。
位置推定部13は、探索エリア100(位置推定エリア)の分割前の電力重心GP−0と分割後の電力重心GP−11とが同じであるか否かを判断する。位置推定部13は、電力重心GP−0と電力重心GP−11とが同じであると判断した場合、当該同じであると判断された電力重心GP−0(GP−11)を送信局の推定位置に決定する。ここでの図6の例では、位置推定部13は、電力重心GP−0と電力重心GP−11とが同じではないと判断する。これにより、1次分割エリア100P−11は位置推定エリアに設定される。
電力重心GP−aと電力重心GP−bとが同じであるか否かを判断する方法として、例えば、電力重心GP−aと電力重心GP−bとの両方が所定サイズの範囲に入っている場合に電力重心GP−aと電力重心GP−bとが同じであると判断し、そうではない場合に電力重心GP−aと電力重心GP−bとが同じではないと判断することが挙げられる。
送信局存在確認部12は、1次分割エリア100P−12の中に送信局Sndが存在することを確認する。1次分割エリア100P−12は、分割前の探索エリア100の電力重心GP−0を含まないエリアである。ここでの図5の例では、1次分割エリア100P−12の中に送信局Sndが存在することが確認される。これにより、1次分割エリア100P−12は位置推定エリアに設定される。
位置推定部13は、送信局Sndが存在することが確認された1次分割エリア100P−12(位置推定エリア)内の複数の電波センサーSEを対象にして電力重心を電力重心算出部11により算出する。つまり、1次分割エリア100P−12が電力重心算出部11における電力重心の算出対象エリアとなる。位置推定部13は、1次分割エリア100P−12内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、1次分割エリア100P−12の電力重心GP−12を算出させる。1次分割エリア100P−12内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力は、電波センサー情報20に含まれている。電力重心算出部11は、1次分割エリア100P−12内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を使用して、上記(1)式により1次分割エリア100P−12の電力重心GP−12を算出する。これにより、図6に例示される1次分割エリア100P−12の電力重心GP−12が算出される。
図7に例示されるように、1次分割エリア100P−11は、図7中の破線で示される分割境界線により、2次分割エリア100P−21と2次分割エリア100P−22とに分割される。2次分割エリア100P−21は、分割前の1次分割エリア100P−11(位置推定エリア)の電力重心GP−11を含むエリアである。2次分割エリア100P−22は、分割前の1次分割エリア100P−11(位置推定エリア)の電力重心GP−11を含まないエリアである。
位置推定部13は、1次分割エリア100P−11が分割された2次分割エリア100P−21内の複数の電波センサーSEを対象にして電力重心を電力重心算出部11により算出する。2次分割エリア100P−21は、分割前の1次分割エリア100P−11(位置推定エリア)の電力重心GP−11を含むエリアである。2次分割エリア100P−21は、電力重心算出部11における電力重心の算出対象エリアとなる。位置推定部13は、2次分割エリア100P−21内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、2次分割エリア100P−21の電力重心GP−21を算出させる。2次分割エリア100P−21内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力は、電波センサー情報20に含まれている。電力重心算出部11は、2次分割エリア100P−21内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を使用して、上記(1)式により2次分割エリア100P−21の電力重心GP−21を算出する。これにより、図8に例示される2次分割エリア100P−21の電力重心GP−21が算出される。
位置推定部13は、1次分割エリア100P−11(位置推定エリア)の分割前の電力重心GP−11と分割後の電力重心GP−21とが同じであるか否かを判断する。位置推定部13は、電力重心GP−11と電力重心GP−21とが同じであると判断した場合、当該同じであると判断された電力重心GP−11(GP−21)を送信局の推定位置に決定する。ここでの図8の例では、位置推定部13は、電力重心GP−11と電力重心GP−21とが同じではないと判断する。これにより、2次分割エリア100P−21は位置推定エリアに設定される。
送信局存在確認部12は、2次分割エリア100P−22の中に送信局Sndが存在することを確認する。2次分割エリア100P−22は、分割前の1次分割エリア100P−11の電力重心GP−11を含まないエリアである。ここでの図7の例では、2次分割エリア100P−22の中に送信局Sndが存在することが確認される。これにより、2次分割エリア100P−22は位置推定エリアに設定される。
位置推定部13は、送信局Sndが存在することが確認された2次分割エリア100P−22(位置推定エリア)内の複数の電波センサーSEを対象にして電力重心を電力重心算出部11により算出する。つまり、2次分割エリア100P−22が電力重心算出部11における電力重心の算出対象エリアとなる。位置推定部13は、2次分割エリア100P−22内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、2次分割エリア100P−22の電力重心GP−22を算出させる。2次分割エリア100P−22内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力は、電波センサー情報20に含まれている。電力重心算出部11は、2次分割エリア100P−22内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を使用して、上記(1)式により2次分割エリア100P−22の電力重心GP−22を算出する。これにより、図8に例示される2次分割エリア100P−22の電力重心GP−22が算出される。
図7に例示されるように、1次分割エリア100P−12は、図7中の破線で示される分割境界線により、2次分割エリア100P−23と2次分割エリア100P−24とに分割される。2次分割エリア100P−23は、分割前の1次分割エリア100P−12(位置推定エリア)の電力重心GP−12を含まないエリアである。2次分割エリア100P−24は、分割前の1次分割エリア100P−12(位置推定エリア)の電力重心GP−12を含むエリアである。
送信局存在確認部12は、2次分割エリア100P−23の中に送信局Sndが存在することを確認する。2次分割エリア100P−23は、分割前の1次分割エリア100P−12の電力重心GP−12を含まないエリアである。ここでの図7の例では、2次分割エリア100P−23の中に送信局Sndが存在することが確認されない。これにより、位置推定部13は、2次分割エリア100P−23の中には送信局Sndが存在しないと判断する。
位置推定部13は、1次分割エリア100P−12が分割された2次分割エリア100P−24内の複数の電波センサーSEを対象にして電力重心を電力重心算出部11により算出する。2次分割エリア100P−24は、分割前の1次分割エリア100P−12(位置推定エリア)の電力重心GP−12を含むエリアである。2次分割エリア100P−24は、電力重心算出部11における電力重心の算出対象エリアとなる。位置推定部13は、2次分割エリア100P−24内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、2次分割エリア100P−24の電力重心GP−24を算出させる。2次分割エリア100P−24内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力は、電波センサー情報20に含まれている。電力重心算出部11は、2次分割エリア100P−24内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を使用して、上記(1)式により2次分割エリア100P−24の電力重心GP−24を算出する。これにより、図8に例示される2次分割エリア100P−21の電力重心GP−24が算出される。
位置推定部13は、1次分割エリア100P−12(位置推定エリア)の分割前の電力重心GP−12と分割後の電力重心GP−24とが同じであるか否かを判断する。位置推定部13は、電力重心GP−12と電力重心GP−24とが同じであると判断した場合、当該同じであると判断された電力重心GP−12(GP−24)を送信局の推定位置に決定する。ここでの図8の例では、位置推定部13は、電力重心GP−12と電力重心GP−24とが同じであると判断する。これにより、電力重心GP−12(GP−24)は、送信局の推定位置に決定される。
図9に例示されるように、2次分割エリア100P−21は、図9中の破線で示される分割境界線により、3次分割エリア100P−31と3次分割エリア100P−32とに分割される。3次分割エリア100P−31は、分割前の2次分割エリア100P−21(位置推定エリア)の電力重心GP−21を含まないエリアである。3次分割エリア100P−32は、分割前の2次分割エリア100P−21(位置推定エリア)の電力重心GP−21を含むエリアである。
送信局存在確認部12は、3次分割エリア100P−31の中に送信局Sndが存在することを確認する。3次分割エリア100P−31は、分割前の2次分割エリア100P−21(位置推定エリア)の電力重心GP−21を含まないエリアである。ここでの図9の例では、3次分割エリア100P−31の中に送信局Sndが存在することが確認されない。これにより、位置推定部13は、3次分割エリア100P−31の中には送信局Sndが存在しないと判断する。
位置推定部13は、2次分割エリア100P−21が分割された3次分割エリア100P−32内の複数の電波センサーSEを対象にして電力重心を電力重心算出部11により算出する。3次分割エリア100P−32は、分割前の2次分割エリア100P−21(位置推定エリア)の電力重心GP−21を含むエリアである。3次分割エリア100P−32は、電力重心算出部11における電力重心の算出対象エリアとなる。位置推定部13は、3次分割エリア100P−32内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、3次分割エリア100P−32の電力重心GP−32を算出させる。3次分割エリア100P−32内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力は、電波センサー情報20に含まれている。電力重心算出部11は、3次分割エリア100P−32内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を使用して、上記(1)式により3次分割エリア100P−32の電力重心GP−32を算出する。これにより、図10に例示される3次分割エリア100P−32の電力重心GP−32が算出される。
位置推定部13は、2次分割エリア100P−21(位置推定エリア)の分割前の電力重心GP−21と分割後の電力重心GP−32とが同じであるか否かを判断する。位置推定部13は、電力重心GP−21と電力重心GP−32とが同じであると判断した場合、当該同じであると判断された電力重心GP−21(GP−32)を送信局の推定位置に決定する。ここでの図10の例では、位置推定部13は、電力重心GP−21と電力重心GP−32とが同じであると判断する。これにより、電力重心GP−21(GP−32)は、送信局の推定位置に決定される。
図9に例示されるように、2次分割エリア100P−22は、図9中の破線で示される分割境界線により、3次分割エリア100P−33と3次分割エリア100P−34とに分割される。3次分割エリア100P−33は、分割前の2次分割エリア100P−22(位置推定エリア)の電力重心GP−22を含むエリアである。3次分割エリア100P−34は、分割前の2次分割エリア100P−22(位置推定エリア)の電力重心GP−22を含まないエリアである。
位置推定部13は、2次分割エリア100P−22が分割された3次分割エリア100P−33内の複数の電波センサーSEを対象にして電力重心を電力重心算出部11により算出する。3次分割エリア100P−33は、分割前の2次分割エリア100P−22(位置推定エリア)の電力重心GP−22を含むエリアである。3次分割エリア100P−33は、電力重心算出部11における電力重心の算出対象エリアとなる。位置推定部13は、3次分割エリア100P−33内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、3次分割エリア100P−33の電力重心GP−33を算出させる。3次分割エリア100P−33内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力は、電波センサー情報20に含まれている。電力重心算出部11は、3次分割エリア100P−33内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を使用して、上記(1)式により3次分割エリア100P−33の電力重心GP−33を算出する。これにより、図10に例示される3次分割エリア100P−33の電力重心GP−33が算出される。
位置推定部13は、2次分割エリア100P−22(位置推定エリア)の分割前の電力重心GP−22と分割後の電力重心GP−33とが同じであるか否かを判断する。位置推定部13は、電力重心GP−22と電力重心GP−33とが同じであると判断した場合、当該同じであると判断された電力重心GP−22(GP−33)を送信局の推定位置に決定する。ここでの図10の例では、位置推定部13は、電力重心GP−22と電力重心GP−33とが同じであると判断する。これにより、電力重心GP−22(GP−33)は、送信局の推定位置に決定される。
送信局存在確認部12は、3次分割エリア100P−34の中に送信局Sndが存在することを確認する。3次分割エリア100P−34は、分割前の2次分割エリア100P−22(位置推定エリア)の電力重心GP−22を含まないエリアである。ここでの図9の例では、3次分割エリア100P−34の中に送信局Sndが存在することが確認されない。これにより、位置推定部13は、3次分割エリア100P−34の中には送信局Sndが存在しないと判断する。
上述した送信局位置推定処理によって、探索エリア100に存在する3台の送信局Sndの各推定位置が、電力重心GP−12(GP−24)、電力重心GP−21(GP−32)、電力重心GP−22(GP−33)に決定される。
上述した送信局位置推定処理では、送信局が存在することが確認された位置推定エリアは、当該位置推定エリアの電力重心を含む分割エリアと、当該位置推定エリアの電力重心を含まない分割エリアとに分割される。
なお、図11に例示されるように、送信局位置推定処理において、送信局が存在することが確認された位置推定エリアは、当該位置推定エリアの電力重心を含む分割境界線により分割されてもよい。図11の例では、探索エリア100(位置推定エリア)は、図11中の破線で示される分割境界線100Lにより、1次分割エリア100P−11と1次分割エリア100P−12とに分割される。当該分割境界線100Lは、探索エリア100(位置推定エリア)の電力重心GP−0を含む分割境界線である。
また、送信局が存在することが確認された位置推定エリアは、分割後の各分割エリア内の電波センサーSEの個数が等分又は略等分になるように分割されてもよい。
以上が本実施形態に係る送信局位置推定処理の説明である。
説明を図1に戻す。
位置推定部13は、送信局位置推定情報22を出力する。送信局位置推定情報22は、送信局位置推定処理によって得られた送信局Sndの推定位置を示す情報である。
次に図12を参照して本実施形態に係る送信局位置推定方法を説明する。図12は、本実施形態に係る送信局位置推定方法の手順の例を示すフローチャートである。
(ステップS11) 電波センサー情報20が送信局位置推定装置10に入力される。送信局位置推定装置10は、電波センサー情報20から、探索エリア100内のN個の各電波センサーSEの位置(座標(x_n,y_n))及び送信局電力P_nを取得する。
(ステップS12) 送信局位置推定装置10は、特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することを確認する。
(ステップS13) 特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することが確認された場合にはステップS14に進む。特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することが確認されなかった場合には図12の処理を終了する。特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することが確認されなかった場合、送信局位置推定装置10は、当該特定の位置推定エリアの中には送信局が存在しないと判断する。
(ステップS14) 送信局位置推定装置10は、送信局が存在することが確認された位置推定エリア内の複数の電波センサーを対象にして電力重心を算出する。
(ステップS15) 送信局位置推定装置10は、送信局が存在することが確認された位置推定エリアが分割された分割エリア内の複数の電波センサーを対象にして電力重心を算出する。
(ステップS16) 送信局位置推定装置10は、送信局が存在することが確認された位置推定エリアの分割前の電力重心と分割後の電力重心とが同じであるか否かを判断する。
(ステップS17) ステップS16の判断の結果、分割前の電力重心と分割後の電力重心とが同じである場合にはステップS18に進み、そうではない場合にはステップS19に進む。
(ステップS18) 送信局位置推定装置10は、ステップS16の判断の結果、同じであると判断された電力重心を送信局の推定位置に決定する。この後、図12の処理を終了する。
(ステップS19) 送信局位置推定装置10は、ステップS16の判断の結果、分割前の電力重心と分割後の電力重心とが同じではないと判断された位置推定エリアの分割エリアを位置推定エリアに設定する。この後、図12の処理を終了する。
上述した図12の処理は、送信局の推定位置が未決定である位置推定エリアが無くなるまで繰り返される。
[送信局存在確認方法]
図13−図16を参照して、本実施形態に係る送信局存在確認方法の例を説明する。送信局存在確認部12は、特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することを確認するために、電波センサー情報20を使用して、特定の位置推定エリアに送信局が存在するか否かを判別するための送信局検出処理を実行する。
図13,図14,図15を参照して、本実施形態に係る送信局検出処理を説明する。ここでは、説明の便宜上、探索エリア100全体を特定の位置推定エリアとする。
図13に例示されるように、探索エリア100内に複数のサブエリアSbを設ける。サブエリアSbは、探索エリア100よりも小さいサイズ「r×r」の矩形である。図13には、9個のサブエリアSb−1,Sb−2,・・・,Sb−9が配置されている。隣り合うサブエリアSbの一部が重複するように配置される。図13の例では、隣り合うサブエリアSb(Sb−m,Sb−(m+1)、1≦m≦9)は、一方のサブエリアSb−nの位置から、もう一方のサブエリアSb−(n+1)をスライド量ΔRだけx軸方向にスライドさせた配置になっている。例えば、サブエリアSb−2は、サブエリアSb−1の位置からスライド量ΔRだけx軸方向にスライドさせた配置になっている。同様に、サブエリアSb−3は、サブエリアSb−2の位置からスライド量ΔRだけx軸方向にスライドさせた配置になっている。つまり、サブエリアSb−(m+1)は、サブエリアSb−mの位置からスライド量ΔRだけx軸方向にスライドさせた配置になっている。
なお、スライド量ΔRは、サブエリアSbの一辺のサイズrの半分「r/2」よりも短い長さであってもよい。
送信局存在確認部12は、9個のサブエリアSb−m毎に、サブエリアSb−m内の複数の電波センサーSEを対象にして電力重心G−mを電力重心算出部11により算出する。つまり、9個のサブエリアSb−1〜9の一つ一つが、電力重心算出部11における電力重心の算出対象エリアとなる。送信局存在確認部12は、サブエリアSb−1について、サブエリアSb−1内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、サブエリアSb−1の電力重心G−1を算出させる。同様に、送信局存在確認部12は、サブエリアSb−2について、サブエリアSb−2内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、サブエリアSb−2の電力重心G−2を算出させる。つまり、送信局存在確認部12は、サブエリアSb−mについて、サブエリアSb−m内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を電力重心算出部11に通知して、サブエリアSb−mの電力重心G−mを算出させる。サブエリアSb−m内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力は、電波センサー情報20に含まれている。電力重心算出部11は、サブエリアSb−m内の各電波センサーSEの位置及び送信局電力を使用して、上記(1)式によりサブエリアSb−mの電力重心G−mを算出する。
送信局存在確認部12は、9個のサブエリアSb−1〜9の各電力重心G−1〜9の座標(x_G,y_G)を電力重心算出部11から受け取る。送信局存在確認部12は、隣り合うサブエリアSb(Sb−m,Sb−(m+1))が同じ電力重心であるか否かを判断する。送信局存在確認部12は、同じ電力重心であると判断された隣り合うサブエリアSb(Sb−m,Sb−(m+1))に送信局が存在すると判断する。
図14には、9個のサブエリアSb−1〜9のいずれにも送信局が存在しない場合が例示されている。図14において、9個のサブエリアSb−1〜9の全ての電力重心G−1〜9が異なっている。したがって、全ての隣り合うサブエリアSb(Sb−m,Sb−(m+1))において、電力重心は異なる。
図15には、隣り合うサブエリアSb(Sb−5,Sb−6)に送信局Sndが存在する場合が例示されている。図15において、サブエリアSb−5の電力重心G−5とサブエリアSb−6の電力重心G−6とが同じであると判断される。これにより、送信局存在確認部12は、同じ電力重心であると判断された隣り合うサブエリアSb(Sb−5,Sb−6)に送信局Sndが存在すると判断する。
なお、図13,図14,図15には、x軸方向にスライド量(ΔR=「Δ_R,x」)ずつスライドさせた各サブエリアSb−mの配置が示されているが、同様にy軸方向にスライド量「Δ_R,y」ずつスライドさせた各サブエリアSbが設けられてもよい。送信局存在確認部12は、y軸方向にスライド量「Δ_R,y」ずつスライドさせた各サブエリアSbに対しても、同様に、各電力重心Gを電力重心算出部11により算出し、算出された各電力重心Gに基づいて送信局の有無を判断してもよい。
(同一電力重心判断方法)
ここで、隣り合うサブエリアSbが同じ電力重心であるか否かを判断する同一電力重心判断方法を、例1,例2を挙げて説明する。以下に説明される同一電力重心判断方法の例1,例2のいずれが適用されてもよい。
(同一電力重心判断方法の例1)
同一電力重心判断方法の例1では、隣り合うサブエリアSb−a,Sb−bの各電力重心G−a,G−bが所定サイズの範囲Aに入っている場合に、当該隣り合うサブエリアSb−a,Sb−bの各電力重心G−a,G−bが同じであると判断する。同一電力重心判断方法の例1において、サブエリアSb−bは、サブエリアSb−aを、x軸方向とy軸方向とのうち少なくとも一方に一定のスライド量だけスライドさせた配置のものである。例えば、図15に例示されるように、隣り合うサブエリアSb−5,Sb−6の各電力重心G−5,G−6が所定サイズの範囲Aに入っているので、送信局存在確認部12は電力重心G−5と電力重心G−6とが同じであると判断する。
(同一電力重心判断方法の例2)
同一電力重心判断方法の例2では、隣り合うサブエリアSb−a,Sb−bの各電力重心G−a,G−bについて電力重心の勾配の絶対値Sを次の(2)式により算出し、算出された絶対値Sが0であると判断することができる場合に、当該隣り合うサブエリアSbの各電力重心Gが同じであると判断する。絶対値Sが0であると判断することができる場合とは、「S=0」又は「S≦Th」である。Thは、Sが略0であると判断することができる所定の閾値である。同一電力重心判断方法の例2において、サブエリアSb−bは、サブエリアSb−aを、一定のスライド量(ΔR=(「Δ_R,x」,「Δ_R,y」)だけスライドさせた配置のものである。同一電力重心判断方法の例2では、スライド量ΔRは、x軸方向の成分「Δ_R,x」とy軸方向の成分「Δ_R,y」とを持つ。
Figure 2021124434
上記(2)式において、「Δ_G,x」は、隣り合うサブエリアSb−a,Sb−bの各電力重心G−a,G−b間のx軸方向の変動量「(x_G−b)−(x_G−a)」である。「Δ_G,y」は、隣り合うサブエリアSb−a,Sb−bの各電力重心G−a,G−b間のy軸方向の変動量「(y_G−b)−(y_G−a)」である。電力重心G−aの座標(x_G−a,y_G−a)、電力重心G−bの座標(x_G−b,y_G−b)である。
以上が同一電力重心判断方法の例1,例2の説明である。
なお、隣り合うサブエリアSb−a,Sb−bにおいて、各サブエリアSb−a,Sb−b内の複数の電波センサーSEは1個以上が異なる電波センサーSEであることが好ましい。これは、サブエリアSb−a内の全ての電波センサーSEと、サブエリアSb−b内の全ての電波センサーSEとが同一であると、サブエリアSb−a,Sb−bに送信局が存在しなくても、サブエリアSb−aの電力重心G−aとサブエリアSb−bの電力重心G−bとが同一になってしまうからである。
また、一つのサブエリアSb内に一定数以上の複数の電波センサーSEが存在するように、各サブエリアSbを設定してもよい。これにより、電力重心の精度をある程度以上に保つ効果が得られる。また、一つのサブエリアSb内に一定数以上の複数の電波センサーSEが存在するように各サブエリアSbを設定するために、サブエリアSbのサイズは、探索エリア100内の複数の電波センサーSEの個数(N個)に応じて決定されてもよい。
送信局存在確認部12は、送信局検出処理を実行した結果、送信局が存在すると判断したサブエリアSbがある場合に、探索エリア100に送信局が存在すると判断する。これにより、探索エリア100に送信局が存在することが確認されたことになる。一方、送信局存在確認部12は、送信局検出処理を実行した結果、送信局が存在すると判断したサブエリアSbがない場合には、探索エリア100において送信局を発見することができなかったと判断する。これにより、探索エリア100に送信局が存在することが確認されなかったことになる。
送信局存在確認部12は、送信局存在確認対象の位置推定エリア(特定の位置推定エリア)が位置推定部13から指定される。送信局存在確認部12は、位置推定部13から指定された送信局存在確認対象の位置推定エリアに対して、送信局検出処理を実行する。送信局存在確認部12は、送信局存在確認対象の位置推定エリアに対する送信局検出処理を実行した結果、送信局存在確認対象の位置推定エリアに送信局が存在することが確認されたか否かを示す送信局存在確認結果情報を、位置推定部13へ返答する。
次に図16を参照して本実施形態に係る送信局存在確認方法を説明する。図16は、本実施形態に係る送信局存在確認方法の手順の例を示すフローチャートである。ここでは、上述した図13,図14,図15と同様に、説明の便宜上、探索エリア100全体を特定の位置推定エリアとする。
(ステップS1) 電波センサー情報20が送信局位置推定装置10に入力される。送信局位置推定装置10は、電波センサー情報20から、探索エリア100内のN個の各電波センサーSEの位置(座標(x_n,y_n))及び送信局電力P_nを取得する。
(ステップS2) 送信局位置推定装置10は、探索エリア100内の各サブエリアSbの電力重心Gを算出する。
(ステップS3) 送信局位置推定装置10は、隣り合うサブエリアSbが同じ電力重心であるか否かを判断する。
(ステップS4) 隣り合うサブエリアSbが同じ電力重心であると判断された場合(ステップS4,YES)、ステップS5に進む。一方、隣り合うサブエリアSbが同じ電力重心ではないと判断された場合(ステップS4,NO)、ステップS6に進む。
(ステップS5) 送信局位置推定装置10は、同じ電力重心であると判断された隣り合うサブエリアSbに送信局が存在すると判断する。送信局位置推定装置10は、送信局が存在すると判断したサブエリアSbがある場合に、探索エリア100に送信局が存在すると判断する。これにより、探索エリア100に送信局が存在することが確認されたことになる。
(ステップS6) 送信局位置推定装置10は、同じ電力重心ではないと判断された隣り合うサブエリアSbには送信局が存在しないと判断する。送信局位置推定装置10は、送信局が存在すると判断したサブエリアSbがない場合には、探索エリア100において送信局を発見することができなかったと判断する。これにより、探索エリア100に送信局が存在することが確認されなかったことになる。
以上が本実施形態に係る送信局存在確認方法の例の説明である。
なお、本実施形態に係る送信局存在確認方法は、上記の図13−図16を参照して説明した送信局存在確認方法の例に限定されない。例えば、送信局が送信する電波の到来方向を特定の位置推定エリアで観測し、観測結果の電波到来方向に基づいて当該特定の位置推定エリアの中に送信局が存在するか否かを判断してもよい。
上述した実施形態によれば、RSSI重心等の電力重心に基づいて探索エリア内に存在する複数の送信局の各位置を推定することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
また、上述した送信局位置推定装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、DVD(Digital Versatile Disc)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
10…送信局位置推定装置、11…電力重心算出部、12…送信局存在確認部、13…位置推定部

Claims (10)

  1. 送信局から送信される電波の電力を検出する複数の電波センサーの各位置を各前記電波センサーが検出した前記電力で重み付けて平均した電力重心を算出する電力重心算出部と、
    特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することを確認する送信局存在確認部と、
    送信局が存在することが確認された位置推定エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出部により算出し、当該位置推定エリアが分割された分割エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出部により算出し、当該位置推定エリアの分割前の前記電力重心と分割後の前記電力重心とが同じであるか否かを判断し、この判断の結果、同じであると判断された前記電力重心を送信局の推定位置に決定する位置推定部と、
    を備える送信局位置推定装置。
  2. 送信局が存在することが確認された位置推定エリアは、当該位置推定エリアの前記電力重心を含む分割エリアと、当該位置推定エリアの前記電力重心を含まない分割エリアとに分割される、
    請求項1に記載の送信局位置推定装置。
  3. 送信局が存在することが確認された位置推定エリアは、当該位置推定エリアの前記電力重心を含む分割境界線により分割される、
    請求項1に記載の送信局位置推定装置。
  4. 送信局が存在することが確認された位置推定エリアは、分割後の各分割エリア内の電波センサーの個数が等分又は略等分になるように分割される、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の送信局位置推定装置。
  5. 前記送信局存在確認部は、特定の位置推定エリア内に配置される複数のサブエリアであって隣り合うサブエリアの一部が重複する複数のサブエリア毎にサブエリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出部により算出し、隣り合うサブエリアが同じ前記電力重心であるか否かを判断し、この判断の結果、同じ前記電力重心である場合に当該位置推定エリアの中に送信局が存在すると判断する、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の送信局位置推定装置。
  6. 隣り合うサブエリアにおいて、各サブエリア内の前記複数の電波センサーは1個以上が異なる電波センサーである、
    請求項5に記載の送信局位置推定装置。
  7. サブエリア内に一定数以上の前記複数の電波センサーが存在する、
    請求項5又は6のいずれか1項に記載の送信局位置推定装置。
  8. サブエリアのサイズは、前記位置推定エリア内の前記複数の電波センサーの個数に応じて決定された、
    請求項7に記載の送信局位置推定装置。
  9. 送信局位置推定装置が、送信局から送信される電波の電力を検出する複数の電波センサーの各位置を各前記電波センサーが検出した前記電力で重み付けて平均した電力重心を算出する電力重心算出ステップと、
    前記送信局位置推定装置が、特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することを確認する送信局存在確認ステップと、
    前記送信局位置推定装置が、送信局が存在することが確認された位置推定エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出ステップにより算出し、当該位置推定エリアが分割された分割エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出ステップにより算出し、当該位置推定エリアの分割前の前記電力重心と分割後の前記電力重心とが同じであるか否かを判断し、この判断の結果、同じであると判断された前記電力重心を送信局の推定位置に決定する位置推定ステップと、
    を含む送信局位置推定方法。
  10. コンピュータに、
    送信局から送信される電波の電力を検出する複数の電波センサーの各位置を各前記電波センサーが検出した前記電力で重み付けて平均した電力重心を算出する電力重心算出ステップと、
    特定の位置推定エリアの中に送信局が存在することを確認する送信局存在確認ステップと、
    送信局が存在することが確認された位置推定エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出ステップにより算出し、当該位置推定エリアが分割された分割エリア内の前記複数の電波センサーを対象にして前記電力重心を前記電力重心算出ステップにより算出し、当該位置推定エリアの分割前の前記電力重心と分割後の前記電力重心とが同じであるか否かを判断し、この判断の結果、同じであると判断された前記電力重心を送信局の推定位置に決定する位置推定ステップと、
    を実行させるためのコンピュータプログラム。
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