JP2021196945A - 移動体システム、位置管理装置、位置推定方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】低コストな移動体にて移動体の位置推定を実現する。【解決手段】移動体システム１は、移動体２０と、アクセスポイント１０と、移動体２０の位置を推定する位置推定部とを備える。アクセスポイント１０は、アレイアンテナと、アレイアンテナが放射する電波のビーム角を制御するビーム角制御部と、移動体との無線通信を確立する通信制御部とを備える。移動体２０は、アクセスポイント１０と無線通信する無線通信部と、無線通信部が受信した電波の受信状態を計測する受信状態計測部と、受信状態を示す信号をアクセスポイント１０に送信する受信状態送信部と、を備える。位置推定部は、アレイアンテナが放射する電波のビーム角と、アレイアンテナが移動体２０から受信した信号が示す受信状態と、に基づいて移動体２０の位置を推定する。【選択図】図１

Description

本開示は、移動体システム、位置管理装置、位置推定方法及びプログラムに関する。

例えば特許文献１にて示されるように、移動体の分野において、移動体がセンサによって自身の位置を推定しながら目的の位置に自律移動する技術が知られている。また、特許文献１には、複数の移動体のそれぞれが位置推定の結果を共有することで、効率よく複数の移動体を運用する技術も開示されている。

特開２０１７−１８８０６６号公報

移動体自身が自身の位置を推定するには、センサ結果に基づく位置推定のために必要な演算を行うハードウェアを移動体に設ける必要があるため、移動体のコストが上昇してしまうという問題がある。特に、特許文献１に記載のように、複数の移動体の位置推定の結果を共有する場合には、高い演算能力を有するハードウェアが必要となり、かつ全ての移動体に当該ハードウェアを設ける必要があるため、コストの問題が顕在化しやすい。

本開示の目的は、上記の事情に鑑み、低コストな移動体にて移動体の位置推定を実現する移動体システム等を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本開示に係る移動体システムは、
移動体と、
前記移動体と無線通信するアクセスポイントと、
前記移動体の位置を推定する位置推定手段と、
を備え、
前記アクセスポイントは、
電波を送受信するアレイアンテナと、
前記アレイアンテナが放射する電波のビーム角を制御するビーム角制御手段と、
前記アレイアンテナによる電波の送受信により前記移動体との無線通信を確立する通信制御手段と、を備え、
前記移動体は、
前記アクセスポイントと無線通信する無線通信手段と、
前記無線通信手段が受信した電波の受信状態を計測する受信状態計測手段と、
前記受信状態を示す信号を前記無線通信手段にて前記アクセスポイントに送信する受信状態送信手段と、を備え、
前記位置推定手段は、前記アレイアンテナが放射する電波のビーム角と、前記アレイアンテナが前記移動体から受信した信号が示す前記受信状態と、に基づいて前記移動体の位置を推定する。

本開示によれば、低コストな移動体にて移動体の位置推定を実現できる。

本開示の実施の形態に係る移動体システムの全体構成を示す図 本開示の実施の形態に係るアクセスポイントの機能的構成を示す図 本開示の実施の形態に係る移動体の機能的構成を示す図 本開示の実施の形態に係る位置管理装置の機能的構成を示す図 本開示の実施の形態に係る位置管理装置による経路探索の一例を示す図 本開示の実施の形態に係る位置管理装置のハードウェア構成の一例を示す図 本開示の実施の形態に係る移動体システムによる移動体とビーム角と受信状態との対応付けの動作の一例を示すシーケンス図 本開示の実施の形態に係る移動体システムによる位置推定及び経路探索の動作の一例を示すシーケンス図 本開示の実施の形態の変形例に係る移動体システムの全体構成を示す図

以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態に係る移動体システムを説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。

（実施の形態）
図１を参照しながら、実施の形態に係る移動体システム１を説明する。移動体システム１は、複数の移動体の位置を推定し、各移動体の経路を探索する移動体システムである。移動体システム１は、アクセスポイント１０と、複数の移動体２０と、位置管理装置３０とを備える。アクセスポイント１０と各移動体２０とは、電波により無線通信する。詳細は後述するが、アクセスポイント１０は、ビーム角を制御して指向性のある電波を放射することにより各移動体２０に信号を送信する。図１にて示されるビームＢが、「指向性のある電波」である。図１に示す矢印は、ビーム角の制御によりビームＢのビーム角が随時変化しうることを示す。アクセスポイント１０は、ネットワークＮＴを介して位置管理装置３０と通信する。ネットワークＮＴは、例えばインターネットである。移動体システム１は、本開示に係る移動体システムの一例である。

移動体２０は、例えば屋内の床面上を自律移動するロボット掃除機である。あるいは、移動体２０は、屋内空間又は屋外空間を自律移動するドローンであってもよい。詳細は後述するが、移動体２０自身は自己の位置を推定することなく、位置管理装置３０が探索した経路に従って自律移動する。また、詳細は後述するが、移動体２０は、アクセスポイント１０から受信したビームＢの受信状態を計測し、受信状態を示す信号をアクセスポイント１０に送信する。移動体２０の機能的構成については後述する。移動体２０は、本開示に係る移動体の一例である。

アクセスポイント１０は、指向性のあるビームＢを放射することにより各移動体２０に信号を送信する。アクセスポイント１０は、各移動体２０から、ビームＢを受信したときの受信状態を示す信号を受信する。アクセスポイント１０は、後述の位置管理装置３０による位置推定に必要なデータを位置管理装置３０に送信する。アクセスポイント１０は、位置管理装置３０から、各移動体２０が移動すべき経路上の移動先を示すデータを受信する。アクセスポイント１０は、経路上の移動先を示す信号を各移動体２０に送信する。アクセスポイント１０は、例えばロボット掃除機である移動体２０が自律移動する屋内空間に設置されたベースステーションである。アクセスポイント１０は、本開示に係るアクセスポイントの一例である。

「経路上の移動先を示すデータ」あるいは「経路上の移動先を示す信号」は、例えば移動先を何らかの座標系にて表したデータあるいは信号である。例えば、座標系として極座標系を採用することにより、移動先の位置を、移動体２０の現在位置を基準とした距離及び方位にて表すことができる。あるいは、移動体２０の現在位置と何らかの方位を基準とした直交座標系を採用してもよい。

また、「経路上の移動先を示すデータ」あるいは「経路上の移動先を示す信号」は、移動先そのものを表したデータあるいは信号ではなく、移動体２０が移動先へ移動するために必要な制御に関するデータあるいは信号であってもよい。例えば、モータの回転速度、モータを回転させる秒数、車輪の方向等、移動体２０の駆動制御に関するデータあるいは信号を、「経路上の移動先を示すデータ」あるいは「経路上の移動先を示す信号」とすることができる。

位置管理装置３０は、アクセスポイント１０から受信したデータに基づいて、各移動体２０の位置を推定する。位置管理装置３０は、位置推定の結果に基づいて、各移動体２０が移動すべき経路を探索する。位置管理装置３０は、探索した経路上の移動先を示すデータをアクセスポイント１０に送信する。位置管理装置３０は、例えば、ネットワークＮＴ上に設置された、移動体２０の製造者が運用するクラウドサーバである。位置管理装置３０は、本開示に係る位置管理装置の一例である。

図２を参照しながら、アクセスポイント１０の機能的構成を説明する。アクセスポイント１０は、アレイアンテナ１１とビーム角制御部１２と通信制御部１３と制御部１４と通信部１５とを備える。

アレイアンテナ１１は、規則的に配置された複数のアンテナ素子を含む。アレイアンテナ１１が信号を送信する際には、後述のビーム角制御部１２が各アンテナ素子に供給される信号の位相をずらすことにより、各アンテナ素子から放射される電波の合成波が指向性を有するビームＢとなってアレイアンテナ１１から放射される。また、アレイアンテナ１１は、各移動体２０が送信した電波信号を受信する。アレイアンテナ１１は、本開示に係るアレイアンテナの一例である。

なお、アレイアンテナ１１により送受信される電波の周波数帯域は、２．４ギガヘルツ帯、５ギガヘルツ帯等の周波数帯域であってもよいが、いわゆるミリ波と呼ばれる３０ギガヘルツ以上の周波数帯域であるほうがより好ましい。高周波数帯域にて電波を送受信する場合、電波の波長が短くなるので、アレイアンテナ１１の各アンテナ素子の間隔を狭くすることができ、アレイアンテナ１１の小型化を図ることができるからである。また、高周波数帯域にて電波を送受信するほうが電波の指向性も鋭くなるため、後述する位置推定の精度が向上する。また、高周波数帯域にて電波を送受信するほうが高速に無線通信をすることができる。

ビーム角制御部１２は、ビームフォーミングの技術に基づいて、アレイアンテナ１１の各アンテナ素子に位相をずらして信号を供給する。これにより、各アンテナ素子から放射される電波の合成波が指向性を有するビームＢとなってアレイアンテナ１１から放射される。ビーム角制御部１２は、ずらす位相を調整することにより、アレイアンテナ１１から放射されるビームＢのビーム角を制御できる。ビーム角制御部１２は、例えばアナログ方式によるビームフォーミングを行うモジュールを備える。あるいは、ビーム角制御部１２は、デジタル方式あるいはハイブリッド方式によるビームフォーミングを行うモジュールを備えてもよい。ビーム角制御部１２は、本開示に係るビーム角制御手段の一例である。

通信制御部１３は、アレイアンテナ１１による無線通信を統括制御し、アクセスポイント１０と移動体２０との無線通信を確立する。通信制御部１３は、無線通信の確立の際、ビーム角制御部１２を制御して、ビーム角を一定の範囲内で継続的に変化させる。「一定の範囲内」とは、例えば正面視して右９０度から左９０度までの範囲である。また、通信制御部１３は、無線通信の確立の際には、例えばパイロット信号を電波に重畳する。通信制御部１３は、アレイアンテナ１１が移動体２０から受信した受信状態を示す信号から受信状態を示す情報を抽出して制御部１４に出力する。通信制御部１３は、経路上の移動先を示す信号を移動体２０に送信する際に、ビームＢのビーム角が移動体２０に対応付けられたビーム角となるようにビーム角制御部１２を制御しつつ、経路上の移動先を示す情報が重畳された信号をアレイアンテナ１１の各アンテナ素子に出力する。通信制御部１３は、本開示に係る通信制御手段の一例である。

制御部１４は、アクセスポイント１０を統括制御する。制御部１４は、移動体２０と、移動体２０がビームＢを受信したときの受信状態と、当該ビームＢのビーム角とを対応付ける。このとき、制御部１４は、受信状態が最もよいときのビーム角と当該受信状態とを移動体２０に対応付ける。制御部１４は、位置管理装置３０からの要求に応じて、後述の通信部１５を介して、移動体２０と、当該移動体２０に対応付けられたビーム角と、当該移動体２０に対応付けられた受信状態とを示すデータを、位置管理装置３０に送信する。制御部１４は、通信部１５を介して位置管理装置３０から経路上の移動先を示すデータを受信し、通信制御部１３を制御して経路上の移動先を示す信号をアレイアンテナ１１に出力する。

通信部１５は、位置管理装置３０と通信する。通信部１５は、例えばネットワークＮＴに接続可能な通信インタフェースである。

次に、図３を参照しながら、移動体２０の機能的構成を説明する。移動体２０は、制御部２１と無線通信部２２と受信状態計測部２３と駆動部２４とを備える。

無線通信部２２は、アクセスポイント１０のアレイアンテナ１１と電波信号の送受信をすることにより、アクセスポイント１０と無線通信する。無線通信部２２は、例えば無線通信モジュールである。無線通信部２２は、本開示に係る無線通信手段の一例である。

受信状態計測部２３は、ビームＢを受信した無線通信部２２の受信状態を計測して制御部２１に出力する。受信状態を示す指標として、例えば受信信号強度が使用される。後述する距離推定に使用できる指標であれば受信信号強度以外の指標を使用してもよく、例えばチャネル別強度を、受信状態を示す指標として使用可能である。受信状態計測部２３は、例えば受信信号強度を計測する計測回路である。受信状態計測部２３は、本開示に係る受信状態計測手段の一例である。

駆動部２４は、移動体２０自身を駆動する。駆動部２４は、例えば車輪とモータとドライバ回路とを含む。後述する制御部２１の移動制御部２１２が駆動部２４を制御することにより、移動体２０は自律移動することができる。

制御部２１は、移動体２０を統括制御する。制御部２１は、受信状態送信部２１１と移動制御部２１２とを備える。制御部２１は、例えばマイクロコントローラにより実現される。

受信状態送信部２１１は、受信状態計測部２３が計測した受信状態を示す信号を、無線通信部２２を介してアクセスポイント１０に送信する。受信状態送信部２１１は、本開示に係る受信状態送信手段の一例である。

移動制御部２１２は、無線通信部２２がアクセスポイント１０から受信した経路上の移動先を示す信号に基づいて、経路上の移動先に移動体２０が移動するように駆動部２４を制御する。例えば、経路上の移動先を示す信号が、移動体２０の現在位置を基準とした距離及び方位により表されるとき、移動制御部２１２は、移動体２０の現在の向きを基準として、上記の方位に上記の距離のぶんだけ移動体２０が移動するように駆動部２４を制御する。また、例えば、経路上の移動先を示す信号が、モータの回転速度、モータを回転させる秒数、車輪の方向等により表されるとき、移動制御部２１２は、これらに基づいて駆動部２４を制御する。移動制御部２１２は、本開示に係る移動制御手段の一例である。

次に、図４を参照しながら、位置管理装置３０の機能的構成を説明する。位置管理装置３０は、制御部３１と通信部３２と記憶部３３とを備える。

通信部３２は、ネットワークＮＴを介してアクセスポイント１０と通信する。通信部３２は、例えばネットワークＮＴに接続可能なネットワークインタフェースである。

記憶部３３は、位置推定及び経路探索に必要な各種パラメータを保存する。各種パラメータとは、例えばアクセスポイント１０のアレイアンテナ１１の送信アンテナ利得及び送信電力、移動体２０の無線通信部２２の受信アンテナ利得、使用する電波の周波数、アクセスポイント１０の設置位置、移動体２０が設置された空間を示す情報などである。これらの情報がどのように位置推定及び経路探索にて使用されるかについては後述する。

制御部３１は、位置管理装置３０を統括制御する。また、制御部３１は、一定時間ごとにアクセスポイント１０に対して、各移動体２０に対応付けられたビーム角と受信状態とを要求する。移動体２０が自律移動をしているとき、誤差、外的要因等により経路から逸れて自律移動する可能性があるため、定期的に位置推定及び経路探索を改めて行う必要があるからである。

制御部３１は、ビーム角取得部３１１と受信状態取得部３１２と位置推定部３１３と経路探索部３１４と移動先送信部３１５とを備える。

ビーム角取得部３１１は、アクセスポイント１０から受信したデータに含まれるビーム角を示す情報を取得する。受信状態取得部３１２は、アクセスポイント１０から受信したデータに含まれる受信状態を示す情報を取得する。

位置推定部３１３は、移動体２０に対応付けられたビーム角と受信状態とに基づいて、移動体２０の位置を推定する。より具体的には、まず、位置推定部３１３は、後述するフリスの伝達公式を用いて、記憶部３３に保存された各種パラメータと受信状態とに基づいて、アクセスポイント１０から移動体２０までの距離を算出する。次に、位置推定部３１３は、アクセスポイント１０から見てビーム角の方向に移動体２０が存在すると判定する。アクセスポイント１０から移動体２０までの距離と方向とが算出できたので、位置推定部３１３は、アクセスポイント１０の設置位置を基準とした移動体２０の位置を推定することができる。位置推定部３１３は、本開示に係る位置推定手段の一例である。

フリスの伝達公式は、送信電力をＰｔ、受信電力をＰｒ、送信アンテナ利得をＧｔ、受信アンテナ利得をＧｒ、送信アンテナから受信アンテナまでの距離をｄ、電波の波長をλとしたときに、以下の式（１）が成立する、というものである。
Ｐｒ＝Ｋ^２ＧｔＧｒＰｔ ・・・（１）
（ただし、Ｋ＝λ／（４πｄ））

式（１）において、Ｐｔ、Ｇｒ、Ｇｔ、λは既知であり記憶部３３に保存されたパラメータである。受信電力Ｐｒは、受信状態から算出できる。例えば受信状態として受信信号強度が使用されている場合、受信信号強度から受信電力Ｐｒを算出できる。したがって、式（１）を利用することにより、アクセスポイント１０から移動体２０までの距離を算出することができる。

方向の特定については、上述のとおり、アクセスポイント１０の制御部１４は、受信状態が最もよいときのビーム角と当該受信状態とを移動体２０に対応付けるので、アクセスポイント１０から見てビーム角の方向に移動体２０が存在するとみなしてよい。アクセスポイント１０から見てビーム角の方向に移動体２０が存在するとき、受信状態が最もよくなるからである。

経路探索部３１４は、位置推定部３１３が推定した移動体２０の位置と、記憶部３３に保存された各種パラメータとに基づいて、移動体２０が自律移動すべき経路を探索する。このとき、経路探索部３１４は、移動体２０同士が衝突しないような経路を探索する。経路探索部３１４は、本開示に係る経路探索手段の一例である。

図５を参照しながら、経路探索の例を概略的に説明する。図５は、領域Ａ内に２つの移動体２０が存在するときに探索される経路の例を示す。領域Ａは、例えば屋内空間の床上の平面である。経路探索部３１４は、記憶部３３に保存された、アクセスポイント１０の設置位置を示す情報と、移動体２０が設置された空間を示す情報とに基づいて、領域Ａ内における移動体２０の絶対位置を求めることができる。そして経路探索部３１４は、移動体２０同士の衝突を防ぐべく領域Ａを２つの小領域Ａ１とＡ２とに分割し、それぞれの小領域の範囲内で経路を探索する。その結果、経路探索部３１４は、例えば図５において矢印で示される経路を探索する。

移動先送信部３１５は、経路探索部３１４が探索した経路上の移動先を示すデータをアクセスポイント１０に送信する。移動先送信部３１５は、例えば、経路上の位置のうち移動体２０が現在位置から５秒後に移動すべき位置を移動先として決定し、当該移動先を示すデータを送信する。前述のとおり、移動先を示すデータは、例えば移動先を何らかの座標系にて表したデータであってもよいし、移動体２０が移動先へ移動するために必要な制御に関するデータであってもよい。

次に、位置管理装置３０のハードウェア構成の一例について、図６を参照しながら説明する。図６に示す位置管理装置３０は、例えばパーソナルコンピュータ、マイクロコントローラなどのコンピュータにより実現される。

位置管理装置３０は、バス１０００を介して互いに接続された、プロセッサ１００１と、メモリ１００２と、インタフェース１００３と、二次記憶装置１００４と、を備える。

プロセッサ１００１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）である。プロセッサ１００１が、二次記憶装置１００４に記憶された動作プログラムをメモリ１００２に読み込んで実行することにより、位置管理装置３０の各機能が実現される。

メモリ１００２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）により構成される主記憶装置である。メモリ１００２は、プロセッサ１００１が二次記憶装置１００４から読み込んだ動作プログラムを記憶する。また、メモリ１００２は、プロセッサ１００１が動作プログラムを実行する際のワークメモリとして機能する。

インタフェース１００３は、例えばシリアルポート、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、ネットワークインタフェースなどのＩ／Ｏ（Input/Output）インタフェースである。インタフェース１００３により通信部３２の機能が実現される。

二次記憶装置１００４は、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）である。二次記憶装置１００４は、プロセッサ１００１が実行する動作プログラムを記憶する。二次記憶装置１００４により記憶部３３の機能が実現される。

次に、図７及び図８を参照しながら、移動体システム１による位置推定及び経路探索の動作の一例を説明する。まず、図７を参照しながら、位置推定及び経路探索の前提となる、移動体とビーム角と受信状態との対応付けの動作の一例を説明する。図７に示す動作は、例えばアクセスポイント１０が各移動体２０及び位置管理装置３０と通信可能となったときに開始される。

アクセスポイント１０の通信制御部１３は、ビーム角制御部１２を制御して、アレイアンテナ１１から放射される電波のビーム角を継続的に変化させてパイロット信号を送信する（ステップＴ１０１）。

移動体２０の無線通信部２２は、変化するビーム角ごとにパイロット信号を受信し、受信状態計測部２３は、ビーム角ごとに受信状態を計測する（ステップＴ１０２）。

移動体２０の受信状態送信部２１１は、ステップＴ１０２にて計測された受信状態を示す信号を、ビーム角ごとにアクセスポイント１０に送信する（ステップＴ１０３）。

アクセスポイント１０のアレイアンテナ１１は、ビーム角ごとに受信状態を示す信号を受信する。アクセスポイント１０の制御部１４は、ビーム角ごとの受信状態のうち受信状態が最良となるものについて、移動体とビーム角と受信状態とを対応付ける（ステップＴ１０４）。

そして、後述する位置管理装置３０からの要求がない場合には、再びステップＴ１０１からの動作が繰り返され、位置管理装置３０からの要求がある場合には、図８に示すステップＴ２０１からの動作が実行される。

次に、図８を参照しながら、位置推定及び経路探索の動作の一例を説明する。図８に示す動作は、例えば位置管理装置３０が前回経路上の移動先を示すデータを送信してから一定時間経過したときに、改めて位置推定と経路探索を行うために実行される。

位置管理装置３０の制御部３１は、アクセスポイント１０に各移動体２０についてのビーム角と受信状態を要求する（ステップＴ２０１）。

アクセスポイント１０は、各移動体２０について、移動体２０とビーム角と受信状態とを示すデータを位置管理装置３０に送信する（ステップＴ２０２）。移動体２０を示すには、例えば移動体２０に予め割り当てられた固有の識別子を使用する。

各移動体２０について、位置管理装置３０の制御部３１のビーム角取得部３１１は、ステップＴ２０２にて送信されたデータが示すビーム角を取得し、受信状態取得部３１２は、当該データが示す受信状態を取得する（ステップＴ２０３）。

位置管理装置３０の制御部３１の位置推定部３１３は、ステップＴ２０３にて取得したビーム角と受信状態とに基づいて、各移動体２０の位置を推定する（ステップＴ２０４）。

位置管理装置３０の制御部３１の経路探索部３１４は、ステップＴ２０４にて推定した各移動体２０の位置に基づいて、各移動体２０が自律移動すべき経路を探索する（ステップＴ２０５）。

位置管理装置３０の制御部３１の移動先送信部３１５は、ステップＴ２０５にて探索された経路上の移動先を示すデータを、移動体２０ごとにアクセスポイント１０に送信する（ステップＴ２０６）。

アクセスポイント１０の制御部１４は、通信制御部１３及びビーム角制御部１２を制御して、ビーム角が移動体２０に対応付けられたビーム角である電波によって、経路上の移動先を示す信号を移動体２０に送信する（ステップＴ２０７）。ステップＴ２０７の動作は、移動体２０ごとに実行される。

各移動体２０の無線通信部２２は、アクセスポイント１０から経路上の移動先を示す信号を受信する。各移動体２０の制御部２１の移動制御部２１２は、受信した信号が示す経路上の移動先に移動体２０が移動するように駆動部２４を制御することにより、移動体２０を移動制御する（ステップＴ２０８）。

そして、位置管理装置３０からの要求がない場合には、図７に示すステップＴ１０１からの動作が繰り返され、位置管理装置３０からの要求がある場合には、ステップＴ２０１からの動作が実行される。

以上、実施の形態に係る移動体システム１を説明した。移動体システム１によれば、移動体２０ではなく位置管理装置３０が位置推定及び経路探索を行うので、移動体２０のコストを低減できる。つまり、移動体システム１によれば、低コストな移動体２０にて移動体２０の位置推定及び経路探索を実現できる。

また、位置管理装置３０は、複数の移動体２０について位置推定及び経路探索を行い、衝突を回避する経路を探索できるので、衝突回避のために各移動体２０が他の移動体２０の位置情報を取得する必要がない。そのため、この観点においても、移動体システム１によれば、移動体２０のコストを低減できる。

また、移動体システム１において、無線通信に使用される電波の周波数帯をミリ波帯、つまり３０ギガヘルツ以上とすることにより、アレイアンテナ１１の小型化、位置推定の精度向上及び通信の高速化を図ることができる。

（変形例）
実施の形態において、移動体２０は複数としたが、移動体２０は単数であってもよい。この場合も、移動体２０自身は位置推定及び経路探索をする必要がないため、移動体２０のコストを低減できる。

実施の形態においては、１つのアクセスポイント１０が位置管理装置３０と通信するものであったが、図９に示すように、複数のアクセスポイント１０が位置管理装置３０と通信し、位置管理装置３０は各アクセスポイント１０の管理下にある移動体２０について位置推定及び経路探索をしてもよい。図９に示す例は、領域Ａ及び領域Ｂのそれぞれに移動体２０とアクセスポイント１０とが設置され、各アクセスポイント１０がネットワークＮＴを介して位置管理装置３０と通信する。領域Ａ及び領域Ｂは、例えば同一の屋内区間に属する領域であってもよいし、異なる屋内空間に属する領域であってもよい。

実施の形態においては、アクセスポイント１０と位置管理装置３０とはネットワークＮＴを介して通信するものであった。しかし、アクセスポイント１０と位置管理装置３０とは直接通信可能に接続されているものであってもよい。例えば、位置管理装置３０がアクセスポイント１０及び移動体２０と同一の屋内空間に設置されている場合、アクセスポイント１０と位置管理装置３０とを直接通信可能に接続してもよい。また、アクセスポイント１０と位置管理装置３０とをまとめて１つの装置としてもよい。

図６に示すハードウェア構成においては、位置管理装置３０が二次記憶装置１００４を備えている。しかし、これに限らず、二次記憶装置１００４を位置管理装置３０の外部に設け、インタフェース１００３を介して位置管理装置３０と二次記憶装置１００４とが接続される形態としてもよい。この形態においては、USBフラッシュドライブ、メモリカードなどのリムーバブルメディアも二次記憶装置１００４として使用可能である。

また、図６に示すハードウェア構成に代えて、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いた専用回路により位置管理装置３０を構成してもよい。また、図６に示すハードウェア構成において、位置管理装置３０の機能の一部を、例えばインタフェース１００３に接続された専用回路により実現してもよい。

１ 移動体システム、１０ アクセスポイント、１１ アレイアンテナ、１２ ビーム角制御部、１３ 通信制御部、１４ 制御部、１５ 通信部、２０ 移動体、２１ 制御部、２２ 無線通信部、２３ 受信状態計測部、２４ 駆動部、３０ 位置管理装置、３１ 制御部、３２ 通信部、３３ 記憶部、 ２１１ 受信状態送信部、２１２ 移動制御部、３１１ ビーム角取得部、３１２ 受信状態取得部、３１３ 位置推定部、３１４ 経路探索部、３１５ 移動先送信部、１０００ バス、１００１ プロセッサ、１００２ メモリ、１００３ インタフェース、１００４ 二次記憶装置。

Claims (9)

1. 移動体と、
   前記移動体と無線通信するアクセスポイントと、
   前記移動体の位置を推定する位置推定手段と、
   を備え、
   前記アクセスポイントは、
   電波を送受信するアレイアンテナと、
   前記アレイアンテナが放射する電波のビーム角を制御するビーム角制御手段と、
   前記アレイアンテナによる電波の送受信により前記移動体との無線通信を確立する通信制御手段と、を備え、
   前記移動体は、
   前記アクセスポイントと無線通信する無線通信手段と、
   前記無線通信手段が受信した電波の受信状態を計測する受信状態計測手段と、
   前記受信状態を示す信号を前記無線通信手段にて前記アクセスポイントに送信する受信状態送信手段と、を備え、
   前記位置推定手段は、前記アレイアンテナが放射する電波のビーム角と、前記アレイアンテナが前記移動体から受信した信号が示す前記受信状態と、に基づいて前記移動体の位置を推定する、
   移動体システム。
2. 前記位置推定手段により推定された前記移動体の位置に基づいて、前記移動体が自律移動すべき経路を探索する経路探索手段をさらに備え、
   前記通信制御手段は、前記経路探索手段により探索された経路上の移動先を示す信号を前記移動体に送信し、
   前記移動体は、前記経路上の移動先を示す信号を前記無線通信手段にて受信したときに、前記経路上の移動先に移動するように前記移動体を制御する移動制御手段を更に備える、
   請求項１に記載の移動体システム。
3. 前記移動体を複数備え、
   前記経路探索手段は、複数の前記移動体のそれぞれの移動体同士が衝突しないような経路を探索する、
   請求項２に記載の移動体システム。
4. 前記ビーム角制御手段は、前記アレイアンテナが前記移動体から受信した信号が示す前記受信状態に基づいて定期的にビーム角を変更する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の移動体システム。
5. 前記アレイアンテナと前記移動体との無線通信は、３０ギガヘルツ以上の周波数帯を含む周波数帯域にて行われる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の移動体システム。
6. アレイアンテナが放射する電波のビーム角と、移動体が前記アレイアンテナから受信した電波の受信状態と、に基づいて前記移動体の位置を推定する位置推定手段を備える、
   位置管理装置。
7. 前記位置推定手段により推定された前記移動体の位置に基づいて、前記移動体が移動すべき経路を探索する経路探索手段をさらに備える、
   請求項６に記載の位置管理装置。
8. アレイアンテナが放射する電波のビーム角を制御し、
   アレイアンテナによる電波の送受信により移動体との無線通信を確立し、
   前記移動体にて受信された電波の受信状態を計測し、
   前記受信状態を示す信号を前記移動体から前記アレイアンテナに送信し、
   前記アレイアンテナが放射する電波のビーム角と、前記アレイアンテナが前記移動体から受信した信号が示す前記受信状態と、に基づいて前記移動体の位置を推定する、
   位置推定方法。
9. コンピュータを、
   アレイアンテナが放射する電波のビーム角と、移動体が前記アレイアンテナから受信した電波の受信状態と、に基づいて前記移動体の位置を推定する位置推定手段、
   として機能させるプログラム。

Images