JP2021158470A - 携帯端末の探索のための進行速度を決定する移動基地局、プログラム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これに対し、携帯端末2は、ユーザが所持する既存のスマートフォンや携帯電話機のようなものである。携帯端末2も、GPSによって自らの位置(緯度経度)を測位することができる。
これに対し、携帯端末の滞在位置を特定するために、携帯端末が基地局とやり取りするアクセス信号を用いることができる。移動基地局から電波を発射して、携帯端末からの応答を受信した際に、その電波範囲内に携帯端末が滞在するとみなせる。
一方で、携帯端末は、移動基地局から放射される電波の受信を待機すると共に、その電波を検知した際に、移動基地局へ向けて信号を送信する。
しかしながら、移動基地局は、携帯端末のインターバル時間(検知動作の起動時点の間の時間間隔)など関係なく飛行している。携帯端末としては、移動基地局の電波範囲内に滞在していても、インターバル時間内に移動基地局が通り過ぎてしまった場合、その移動基地局が放射する電波を検知することもできない。
携帯端末が移動基地局から放射される電波を検知する起動時点の間のインターバル時間Iと、当該移動基地局から放射される円状の電波範囲の直径Rとを用いて、進行方向への移動速度vを決定する
ことを特徴とする。
移動速度vは、以下のように決定する
v=R/(√2・I)
ことも好ましい。
当該移動基地局から放射される電波範囲の円周に、4頂点が接する正方形(最大面積)を規定できるように移動速度vを決定し、
進行方向に対する両側の電波範囲について、当該正方形の進行内側の電波範囲を検知可能範囲と規定し、当該正方形の進行外側の電波範囲を検知不明範囲と規定する
ことも好ましい。
当該移動基地局から放射される円状の電波範囲の直径Rと、インターバル時間Iにおける検知可能進行距離d(=I・v)とを用いて、移動基地局の進行方向に対して垂直方向となる検知可能進行幅cを算出する
ことも好ましい。
検知可能進行幅cは、以下のように決定する
c=√(R2−d2)
ことも好ましい。
携帯端末の探索領域が予め規定されている場合に、
携帯端末から信号を受信した場合、検知地点の電波範囲と携帯端末の探索領域との重畳範囲に、当該携帯端末が滞在しているものと推定し、
携帯端末から信号を受信しなかった場合、検知可能進行幅cの外側範囲と携帯端末の探索領域との重畳範囲に、当該携帯端末が滞在しているものと推定する
ことも好ましい。
携帯端末が移動基地局から放射される電波を検知する起動時点の間のインターバル時間Iと、当該移動基地局から放射される円状の電波範囲の直径Rとを用いて、進行方向への移動速度vを決定する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする。
携帯端末が移動基地局から放射される電波を検知する起動時点の間のインターバル時間Iと、当該移動基地局から放射される円状の電波範囲の直径Rとを用いて、進行方向への移動速度vを決定する
ことを特徴とする。
これら機能構成部は、移動基地局に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現できる。また、これら機能構成部の処理の流れは、移動速度決定方法しても理解できる。
図3(b)は、移動基地局1の進行速度が早い場合を表す。
図3(a)(b)の両方とも、携帯端末2は、移動基地局1の電波範囲に対して側部に滞在しているとする。
尚、移動基地局1の進行について、方向及び高度は一定に制御されているとする。
検知可能進行距離d=インターバル時間I×進行速度v
検知可能進行距離dは、移動基地局1から放射される電波範囲について、進行側に向かう距離が当該検知可能進行距離d以上の場合、検知可能とするものである。即ち、移動基地局1の電波範囲について、進行側に向かう距離が当該検知可能進行距離dよりも短い場合、携帯端末2は、検知時点に移動基地局1の電波を受信できない場合が生じる。
一方で、図3(b)によれば、移動基地局1の進行速度が速いために、検知可能進行距離dも比較的長くなり、側部に滞在する携帯端末が検知されない場合が生じる。即ち、側部の携帯端末の滞在位置では、進行側に向かう距離が当該検知可能進行距離dよりも短いためである。
図3(a)によれば、移動基地局1の進行速度が遅いために、検知可能進行距離dが比較的短く、且つ、検知可能進行幅cが比較的長くなる。
一方で、図3(b)によれば、移動基地局1の進行速度が早いために、検知可能進行距離dが比較的長く、且つ、検知可能進行幅cが比較的短くなる。
I:携帯端末が移動基地局から放射される電波を検知する起動時点の間の
インターバル時間(s)
R:当該移動基地局から放射される円状の電波範囲の直径(m)
v:進行方向への移動速度(m/s)
v=R/(√2・I)
移動基地局1が、自ら放射する電波範囲の中で、検知可能範囲を最大化(正方形)する移動速度vで移動することによって、1回の飛行によって携帯端末2を発見可能な範囲も最大化することができ、それを繰り返すことによって、全体的な飛行時間も短縮化することができる。
検知可能範囲:当該正方形の進行内側の電波範囲(検知可能進行幅cの決定)
検知不明範囲:当該正方形の進行外側の電波範囲
d(=I・v):インターバル時間Iで進行可能な検知可能進行距離(m)
c:移動基地局の進行方向に対して垂直方向となる検知可能進行幅(m)
c=√(R2−d2)
S=√(R2−d2)・vt=vt√(R2−I2v2)
次に、tに関して変形すると、以下のようになる。
t=S/(v√(R2−I2v2))
次に、tをvに関して微分すると、以下のようになる。
∂t/∂v=S(2I2v2−R2)/(v2(R2−I2v2)3/2)
上式について、∂t/∂v=0のとき、tは最小となり、以下のように表すことができる。
v=R/(√2・I)
この進行速度vで、移動基地局1を進行させることによって、携帯端末2の飛行距離及び飛行時間を最小化することができる。
図6は、携帯端末からの信号の検知無しの場合における当該携帯端末の探索領域を表す説明図である。
このとき、移動基地局1は、探索領域に対して、電波を放射し続けながら、網羅的に飛行する必要がある。
An :次に決定された探索領域
An-1:先に決定された探索領域
Bn :移動基地局における携帯端末の検知地点の電波範囲
An = An-1 ∩ Bn
An :次に決定された探索領域
An-1:先に決定された探索領域
Cn :移動基地局の進行における検知可能進行幅cの外側範囲
An = An-1 ∩ Cn
このように、図5及び図6を繰り返す(nの増分)ことによって、移動基地局1は、少なくとも探索領域Anを自律的に絞り込んでいきながら、自らの飛行ルートを決定していくことができる。結果的に、移動基地局1における飛行距離の短縮化と、携帯端末2を発見するまでの時間の短縮化とにつながる。
次に決定された探索領域|An| < 絞り込み要求面積α
101 基地局機能
102 移動機能(マルチコプタ)
103 GPS機能
11 端末検知機能
12 移動制御機能
13 移動速度決定機能
2 携帯端末
Claims (8)
- 携帯端末を発見するべく、空中を所定方向及び所定高度で進行する移動基地局であって、
携帯端末が移動基地局から放射される電波を検知する起動時点の間のインターバル時間Iと、当該移動基地局から放射される円状の電波範囲の直径Rとを用いて、進行方向への移動速度vを決定する
ことを特徴とする移動基地局。 - 移動速度vは、以下のように決定する
v=R/(√2・I)
ことを特徴とする請求項1に記載の移動基地局。 - 当該移動基地局から放射される電波範囲の円周に、4頂点が接する正方形(最大面積)を規定できるように移動速度vを決定し、
進行方向に対する両側の電波範囲について、当該正方形の進行内側の電波範囲を検知可能範囲と規定し、当該正方形の進行外側の電波範囲を検知不明範囲と規定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の移動基地局。 - 当該移動基地局から放射される円状の電波範囲の直径Rと、インターバル時間Iにおける検知可能進行距離d(=I・v)とを用いて、移動基地局の進行方向に対して垂直方向となる検知可能進行幅cを算出する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の移動基地局。 - 検知可能進行幅cは、以下のように決定する
c=√(R2−d2)
ことを特徴とする請求項4に記載の移動基地局。 - 携帯端末の探索領域が予め規定されている場合に、
携帯端末から信号を受信した場合、検知地点の電波範囲と携帯端末の探索領域との重畳範囲に、当該携帯端末が滞在しているものと推定し、
携帯端末から信号を受信しなかった場合、検知可能進行幅cの外側範囲と携帯端末の探索領域との重畳範囲に、当該携帯端末が滞在しているものと推定する
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の移動基地局。 - 携帯端末を発見するべく、空中を所定方向及び所定高度で進行する移動基地局の移動速度を決定するプログラムであって、
携帯端末が移動基地局から放射される電波を検知する起動時点の間のインターバル時間Iと、当該移動基地局から放射される円状の電波範囲の直径Rとを用いて、進行方向への移動速度vを決定する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - 携帯端末を発見するべく、空中を所定方向及び所定高度で進行する移動基地局の移動速度決定方法であって、
携帯端末が移動基地局から放射される電波を検知する起動時点の間のインターバル時間Iと、当該移動基地局から放射される円状の電波範囲の直径Rとを用いて、進行方向への移動速度vを決定する
ことを特徴とする移動速度決定方法。
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