JP2022546656A - 動的環境に基づく自己適応室内融合位置決め方法 - Google Patents
動的環境に基づく自己適応室内融合位置決め方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
CIRに基づいてオフライン段階での位置決めスポットのパラメータを取得するステップ(1)と、
5G位置決め基地局に基づいて測定待ち位置決めターゲットのパラメータを取得し分析するステップ(2)と、
マルチラテレーション方法を利用して測定待ち位置決めターゲットについて位置決めを行い、予測された位置と実際の位置との誤差を分析するステップ(3)と、
CIR指紋による位置決め方法を利用して測定待ち位置決めターゲットについて位置決めを行い、予測された位置と実際の位置との誤差を分析するステップ(4)と、
マルチラテレーション方法を利用して測定された位置を測定値とし、CIR指紋による位置決め方法を利用して予測した位置を予測値とし、測定値と予測値との誤差について平均二乗誤差に基づく融合計算を行い、最適な位置を推定するステップ(5)と、
室内環境変化に応じて自己適応的に融合位置決めを行うステップ(6)と、
を含む。
5G位置決め基地局により測定待ち位置決めターゲットポイントにおける時間遅延、電力および周波数のパラメータを収集するステップ(21)と、
室内環境画像を収集して分析するステップ(22)と、
取得したデータについて処理を行うステップ(23)と、
を含む。
d1、d2およびd3をそれぞれ三つの5G位置決め基地局とターゲットとの計算距離であるとし、(A1,A2)、(B1,B2)および(C1,C2)がそれぞれ5G位置決め基地局の位置を表すとする場合、以下の式
5G位置決め基地局は時間遅延、電力および周波数のパラメータに基づいてオフラインCIR指紋データベースを構築し、CIRは以下の式
CIR指紋データベースは以下の式
仮に、第i番目に予測された位置がlc=(xi c,yi c)であり、ターゲットの実際の位置がla=(xi a,yi a)である場合、平均誤差は以下の式
RSSI距離測定モデルにより、以下の式
各5G位置決め基地局はそれぞれマルチラテレーション方法およびCIR指紋による位置決め方法の誤差修正データベースを構築し、修正後の誤差は、
本発明によれば、室内変化を測定することにより、5G位置決め基地局の切り替えおよび誤差修正を行うことができ、位置決めモデルが環境変化へ適応するとともに予測精度を向上できるにようにする。
図1に示すように、本発明に係る動的環境に基づく自己適応室内融合位置決め方法によれば、まず、室内における各スポットの特徴を取得するとともに、5G位置決め基地局により位置決めを行い、続いて、CIR指紋による位置決め方法およびマルチラテレーション方法を利用した場合の実際の位置との差について誤差分析を行う。さらに、画像認識により周囲環境の変化を識別し、識別結果を融合システムにフィードバックすることにより基地局の切り替えおよび誤差修正を行う。このようにして、より正確で確実な環境適応性の高い位置予測が行えるようにする。
CIRに基づいてオフライン段階での位置決めスポットのパラメータを取得する。また、5G位置決め基地局に基づいて測定待ち位置決めターゲットのパラメータを取得し分析する。
マルチラテレーション方法を利用して測定待ち位置決めターゲットについて位置決めを行い、予測された位置と実際の位置との誤差を分析する。
図2に示すように、チャネルが経時変化するため、各5G位置決め基地局が測定する距離には一定の範囲があり、信号強度が最も大きい三つの5G測位基地局により位置計算を行うと、その変換範囲が重なる領域がターゲットの位置であり、一定の誤差が生じうる。仮に、d1、d2およびd3をそれぞれ三つの5G位置決め基地局とターゲットとの計算距離であるとし、(A1,A2)、(B1,B2)および(C1,C2)がそれぞれ5G位置決め基地局の位置を表すとする場合、以下の式
CIR指紋による位置決め方法を利用して測定待ち位置決めターゲットについて位置決めを行い、予測された位置と実際の位置との誤差を分析する。
まず、多くの5G位置決め基地局は、時間遅延、電力および周波数などのパラメータに基づいてオフラインCIR指紋データベース(各5G位置決め基地局のオフラインCIR指紋データベースは基本的に異なる)を構築する。図3に示すように、陰の部分は距離が極めて近いスポットを表し、その環境におけるCIR信号は基本同じであり、また、チャネルは経時変化する。当該方法によれば、一定の推定誤差が生じうるが、CIRではマルチパス効果を考慮しているため、上述のパラメータから一意的な位置を得ることができ、精度も比較的に高い。CIRは以下の式
平均二乗誤差に基づいて、融合位置決めを実現する。
まず、マルチラテレーション方法とCIR指紋による位置決め方法とを組み合わせ、毎回位置予測を行う際、マルチラテレーション方法を利用して測定される位置を測定値とし、CIR指紋による位置決め方法を利用して予測した位置を予測値とし、続いて、測定値と予測値との誤差について平均二乗誤差に基づく融合計算を行い、最後に、最適な位置を推定する。
室内環境の変化に応じて自己適応的に融合位置決めを行う。
位置決めする前、画像認識により室内環境を識別し、システムが自己適応的に調整することを確保する。前回(一つ前の時刻)の画像と今回(今の時刻)の画像とを比較し、さらにニューラルネットワークアルゴリズムと組み合わせることにより、室内環境の変化を素早く反映できる。室内家具の移動や人の動きなど一部の大きな変化は、上述した二種類の位置決めアルゴリズムのいずれにおいても大きな誤差を生じさせるため、5G位置決め基地局の切り替えや誤差修正を行うことにより位置決め精度を高める必要がある。
Claims (5)
- CIRに基づいてオフライン段階での位置決めスポットのパラメータを取得するステップ(1)と、
5G位置決め基地局に基づいて測定待ち位置決めターゲットのパラメータを取得し分析するステップ(2)と、
マルチラテレーション方法を利用して測定待ち位置決めターゲットについて位置決めを行い、予測された位置と実際の位置との誤差を分析するステップ(3)と、
CIR指紋による位置決め方法を利用して測定待ち位置決めターゲットについて位置決めを行い、予測された位置と実際の位置との誤差を分析するステップ(4)と、
マルチラテレーション方法を利用して測定された位置を測定値とし、CIR指紋による位置決め方法を利用して予測した位置を予測値とし、測定値と予測値との誤差について平均二乗誤差に基づく融合計算を行い、最適な位置を推定するステップ(5)と、
室内環境の変化に応じて自己適応的に融合位置決めを行うステップ(6)と、
を含む、動的環境に基づく自己適応室内融合位置決め方法。 - 前記ステップ(2)は、
5G位置決め基地局により測定待ち位置決めターゲットスポットにおける時間遅延、電力および周波数のパラメータを収集するステップ(21)と、
室内環境の画像を収集して分析するステップ(22)と、
取得したデータについて処理を行うステップ(23)と、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の動的環境に基づく自己適応室内融合位置決め方法。 - 前記ステップ(3)は、以下に示す方法により実現され、
d1、d2およびd3をそれぞれ三つの5G位置決め基地局とターゲットとの計算距離であるとし、(A1,A2)、(B1,B2)および(C1,C2)がそれぞれ5G位置決め基地局の位置を表すとする場合、以下の式
- 前記ステップ(4)は、以下に示す方法により実現され、
5G位置決め基地局は時間遅延、電力および周波数のパラメータに基づいてオフラインCIR指紋データベースを構築し、CIRは以下の式
CIR指紋データベースは以下の式
仮に、第i番目に予測された位置がlc=(xi c,yi c)であり、ターゲットの実際の位置がla=(xi a,yi a)である場合、平均誤差は以下の式
- 前記ステップ(6)は、以下の方法により実現され、
RSSI距離測定モデルにより、以下の式
各5G位置決め基地局はそれぞれマルチラテレーション方法およびCIR指紋による位置決め方法の誤差修正データベースを構築し、修正後の誤差は、
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