JP2023074965A - 測位システム、管理装置、測位方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】測位対象の装置との間の無線媒体による測位信号の送受信を利用した測位に用いられる複数の基準装置の設置の工数の簡易化が可能になる測位システムを提供する。【解決手段】１台目の基準装置の設置位置が直交座標系の垂直座標軸上に位置するように直交座標系の原点が設定され、２台目の基準装置の設置位置が一方の水平座標軸と垂直座標軸とを含む仮想垂直面上に位置するように水平座標軸が設定される。１台目の基準装置と２台目の基準装置との間の距離の測定結果と２台目の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、一方の水平座標軸における２台目の基準装置の設置位置の座標が決定される。３台目以降の基準装置と他の基準装置との間の複数の距離の測定結果と３台目以降の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、２つの水平座標軸における３台目以降の基準装置の設置位置の座標が決定される。【選択図】図５

Description

本発明は、測位システム、管理装置、測位方法及びプログラムに関するものである。

従来、ＧＮＳＳ人工衛星からの電波が届きにくい屋内などのエリア内において、測位される測位対象の装置（以下「対象装置」ともいう。）と既知の位置座標に設置された複数の基準装置との間の見通し内環境（ＬＯＳ環境）で電波、音波、光などの無線媒体を送受信し、その送受信の結果に基づくアルゴリズムを用いて対象装置の座標位置を計算して測位するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１８／１５５４３７号

上記見通し内環境（ＬＯＳ環境）での電波などの無線媒体の送受信を利用した従来のシステムにおいて、複数の基準装置の設置の工数を簡易化したい、という課題がある。

本発明の一態様に係る測位システムは、測位対象の装置と、互いに異なる既知の位置座標に設置された複数の基準装置とを備え、前記測位対象の装置と前記複数の基準装置との間で無線媒体による測位信号の送受信を行い、その送受信の結果に基づくアルゴリズムを用いて前記測位対象の装置の位置座標を計算して測位する測位システムである。この測位システムは、１台目の基準装置が設置された設置位置が、前記測位に用いられる直交座標系の垂直座標軸上に位置するように、前記直交座標系の原点を設定する座標原点設定部と、２台目の基準装置が設置された設置位置が、前記直交座標系の２つの水平座標軸のうち一方の水平座標軸と前記垂直座標軸とを含む仮想垂直面上に位置するように、前記２つの水平座標軸を設定する水平座標軸設定部と、前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の距離を測定し、前記距離の測定結果と前記２台目の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記一方の水平座標軸における前記２台目の基準装置の設置位置の座標を決定する第１座標決定部と、３台目以降の基準装置と前記１台目の基準装置及び前記２台目の基準装置を含む他の基準装置のそれぞれとの間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記３台目以降の基準装置と前記他の基準装置のそれぞれとの間の複数の距離を測定し、前記複数の距離の測定結果と前記３台目以降の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記直交座標系の前記２つの水平座標軸における前記３台目以降の基準装置の設置位置の座標を決定する第２座標決定部と、を備える。

本発明の他の態様に係る装置は、前記測位システムに用いることができる基準装置であり、前記座標原点設定部と、前記水平座標軸設定部と、前記第１座標決定部と、前記第２座標決定部と、前記直交座標系における前記複数の基準装置の設置位置の座標の情報を記憶する記憶部と、を備える。

本発明の更に他の態様に係る方法は、測位対象の装置と互いに異なる既知の位置座標に設置された複数の基準装置との間で無線媒体による測位信号の送受信を行い、その送受信の結果に基づくアルゴリズムを用いて前記測位対象の装置の位置座標を計算して測位する測位方法である。この測位方法は、１台目の基準装置が設置された設置位置が、前記測位に用いられる直交座標系の垂直座標軸上に位置するように、前記直交座標系の原点を設定することと、２台目の基準装置が設置された設置位置が、前記直交座標系の２つの水平座標軸のうち一方の水平座標軸と前記垂直座標軸とを含む仮想垂直面上に位置するように、前記２つの水平座標軸を設定することと、前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の距離を測定し、前記距離の測定結果と前記２台目の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記一方の水平座標軸における前記２台目の基準装置の設置位置の座標を決定することと、３台目以降の基準装置と前記１台目の基準装置及び前記２台目の基準装置を含む他の基準装置のそれぞれとの間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記３台目以降の基準装置と前記他の基準装置のそれぞれとの間の複数の距離を測定し、前記複数の距離の測定結果と前記３台目以降の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記直交座標系の前記２つの水平座標軸における前記３台目以降の基準装置の設置位置の座標を決定することと、を含む。

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、前記管理装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムである。このプログラムは、通信ネットワークを介して前記複数の基準装置のそれぞれと通信するためのプログラムコードと、１台目の基準装置が設置された設置位置が、前記測位に用いられる直交座標系の垂直座標軸上に位置するように、前記直交座標系の原点を設定するためのプログラムコードと、２台目の基準装置が設置された設置位置が、前記直交座標系の２つの水平座標軸のうち一方の水平座標軸と前記垂直座標軸とを含む仮想垂直面上に位置するように、前記２つの水平座標軸を設定するためのプログラムコードと、前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の距離を測定し、前記距離の測定結果と前記２台目の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記一方の水平座標軸における前記２台目の基準装置の設置位置の座標を決定するためのプログラムコードと、３台目以降の基準装置と前記１台目の基準装置及び前記２台目の基準装置を含む他の基準装置のそれぞれとの間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記３台目以降の基準装置と前記他の基準装置のそれぞれとの間の複数の距離を測定し、前記複数の距離の測定結果と前記３台目以降の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記直交座標系の前記２つの水平座標軸における前記３台目以降の基準装置の設置位置の座標を決定するためのプログラムコードと、前記複数の基準装置のそれぞれの位置座標の情報を記憶するためのプログラムコードと、を含む。

前記測位システム、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記直交座標系の原点は、前記１台目の基準装置の設置位置であってもよいし、又は、前記複数の基準装置が設置される測位対象空間の水平状の底面と前記１台目の基準装置の設置位置を通る仮想鉛直線との交点であってもよい。

前記測位システム、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記無線媒体は、ＵＷＢ（超広帯域）無線の電波であってもよい。

前記測位システム、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記測位信号の送受信による前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の距離及び前記３台目以降の基準装置と前記他の基準装置との間の距離の測定方式は、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式であってもよい。

前記測位システム、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記複数の基準装置は互いの時刻同期又は時刻差が管理され、前記測位信号の送受信による前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置及び前記３台目の基準装置のそれぞれとの間の複数の距離の測定方式は、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式であり、４台目以降の基準装置と他の基準装置との間の複数の距離の測定方式は、ＴＤｏＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）方式であってもよい。

前記測位システム、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記複数の基準装置は、互いの時刻同期又は時刻差が管理された４台以上の基準装置であり、前記測位対象の装置の位置座標は、前記測位対象の装置から送信された前記測位信号が前記複数の基準装置のそれぞれに受信された複数の時間差の情報と、前記複数の基準装置のそれぞれの位置座標の情報と、に基づいて計算されてもよい。

前記測位システム、前記管理装置、前記測位方法及び前記プログラムにおいて、前記測位対象の装置は無線ＩＣタグであってもよい。

前記測位システムにおいて、通信ネットワークを介して前記複数の基準装置のそれぞれと通信可能な管理装置を備えてもよい。

本発明によれば、測位対象の装置との間の無線媒体による測位信号の送受信を利用した測位に用いられる複数の基準装置の設置の工数の簡易化が可能になる。

実施形態に係る測位システムの主要な構成の一例を示す説明図。 図１の測位システムの対象装置の測位時における基準装置、対象装置及び管理装置の主要な構成の一例を示すブロック図。 図１の測位システムの基準装置の追加設置時における基準装置及び管理装置の主要な構成の一例を示すブロック図。 基準装置間の距離の測定に用いることができるＴｏＦ方式の測距技術の一例を示す説明図。 実施形態の測位システムにおける複数の基準装置の設置時の座標系の設定及び基準装置の位置座標の決定の手順の一例を示すフローチャート。 図５における１台目の基準装置及び２台目の基準装置の設置時における座標系の設定及び２台目の基準装置の位置座標の決定の一例を示す斜視図。 図５における３台目の基準装置の位置座標の決定の一例を示す斜視図。 図５における３台目の基準装置の位置座標の決定の一例を示す平面図。 図５における４台目の基準装置の位置座標の決定の一例を示す斜視図。 図５における４台目の基準装置の位置座標の決定の一例を示す平面図。 実施形態の測位システムにおける複数の基準装置の設置時の座標系の設定及び基準装置の位置座標の決定の手順の他の例を示すフローチャート。 図１１における４台目の基準装置の位置座標の決定の一例を示す斜視図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本書に記載された実施形態に係る測位システムは、タグ（測位対象の装置）と、互いに異なる既知の位置座標に設置された複数のアンカー（基準装置）との間で、見通し内環境（ＬＯＳ環境）で超広帯域（ＵＷＢ）の電波による測位信号の送受信を行い、その送受信の結果に基づくＴＤｏＡ（到達時間差）方式のアルゴリズムを用いてタグの位置座標を計算するシステムである。

本実施形態のＴＤｏＡ方式の測位システムは、例えばＧＮＳＳ人工衛星からの電波が届かない又は届きにくい屋内などのエリア内におけるタグの位置座標の測位に適する。本実施形態の測位システムは、タグなどの測位対象の装置の位置をリアルタイムに測位するリアルタイム位置測位システム（ＲＴＬＳ：Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の実現に適する。

特に、本実施形態の測位システムは、測位に用いられる複数のアンカーの設置の工数の簡易化が可能になる測位システムである。

図１は、本発明の一実施形態に係る測位システムの主要な構成の一例を示す説明図である。図１において、測位システムは、複数の測位可能空間（以下「測位対象空間」ともいう。）１０Ａ，１０Ｂのそれぞれにおいて、互いに異なる既知の位置座標に設置された複数の基準装置（以下「アンカー」ともいう。）２０Ａ（１）～２０Ａ（４），２０Ｂ（１）～２０Ｂ（４）を備える。測位システムは、測位可能空間１０Ａ，１０Ｂのそれぞれにおける測位対象の装置（以下「対象装置」という。）３０Ａ，３０Ｂを更に備えてもよい。測位システムは、複数の基準装置２０Ａ（１）～２０Ａ（４），２０Ｂ（１）～２０Ｂ（４）のそれぞれと通信可能な管理装置４０を更に備えてもよい。管理装置４０は、対象装置３０Ａ，３０Ｂと通信可能であってもよい。

なお、図１の例は、対象装置３０Ａ，３０Ｂの位置をＴＤｏＡ方式で測位する測位システムを示しているが、ＴｏＡ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）方式などの他の測位方式で対象装置３０Ａ，３０Ｂの位置を測位してもよい。

また、図１の例では、測位可能空間１０Ａ，１０Ｂの数が２の場合について示されているが、測位可能空間の数は単数であってもよいし、３以上であってもよい。また、各測位可能空間１０Ａ，１０Ｂにおける基準装置２０Ａ（１）～２０Ａ（４），２０Ｂ（１）～２０Ｂ（４）の数はそれぞれ４であるが、測位可能空間における基準装置の数は５以上であってもよい。また、各測位可能空間１０Ａ，１０Ｂにおける対象装置３０Ａ，３０Ｂの数は１であるが、測位可能空間における対象装置の数は２以上であってもよい。

また、以下の説明において、各測位可能空間１０Ａ，１０Ｂに共通する事項について説明するときは測位可能空間１０と記載する。また、各基準装置２０Ａ（１）～２０Ａ（４），２０Ｂ（１）～２０Ｂ（４）に共通する事項について説明するときは、基準装置２０、２０'又は基準装置２０（１）、２０（２）、・・・と記載する。また、各対象装置３０Ａ，３０Ｂについて記載するときは対象装置３０と記載する。

複数の基準装置２０は、建物などの内部の２次元又は３次元の測位可能空間１０の互いに異なる複数の位置に設置される。複数の基準装置２０の設置位置は、水平方向の位置及び高さの少なくとも１つが互いに異なる。設置位置は、測位可能空間１０内のできるだけ離れた位置が好ましい。なお、複数の基準装置２０の設置時の座標系の設定及び基準装置の位置座標の決定のより詳しい説明については後述する。

基準装置２０の数は、例えば測位方式のアルゴリズムに応じて設定される。例えば、ＴＤｏＡ方式で３次元空間における対象装置３０の位置を測位する場合、基準装置２０の数は例えば４以上である。なお、２次元のエリアで対象装置３０の位置を測位する場合は、基準装置の数は３以上であってもよい。また、基準装置２０の数は、測位方式によっては２以上であってもよい。

複数の基準装置２０は、装置間に適用可能な任意の同期方法により互いの時刻同期が管理され又は装置間の互いの時刻差が管理されている。複数の基準装置２０はそれぞれ、互いの時刻同期が管理された時刻同期内部クロック又は互いの時刻差が管理された内部クロックを備える。

ここで、上記「時刻同期」とは、複数の基準装置２０の間で特定の時点どうしを同期させることを意味し、「時間同期」とも言われることがある。また、上記時刻同期が管理される場合の例としては、例えば、複数の基準装置２０のそれぞれとの間の位置関係（例えば距離）が既知である位置に共通の送信装置を設置した状態で当該送信装置から送信された信号を複数の基準装置２０が受信した受信タイミングのタイムスタンプの時刻差を測定し、その時刻差を基準装置間のＯｆｆｓｅｔ値として管理装置４０などに保持することが挙げられる。この基準装置間のＯｆｆｓｅｔ値は、後述のＴＤｏＡ方式の測位において対象装置３０の複数の基準装置２０との間の距離の計算に用いられる基準装置間の受信時間差（タイムスタンプの差）の補正に用いることができ、複数の基準装置２０の間の時刻同期を行うことなく、対象装置３０の現在位置の計算（推定）が可能になる。なお、上記Ｏｆｆｓｅｔ値は、初期設定の後、所定のタイミングに（例えば所定周期の定期的なタイミングに）、上記共通の送信装置からの信号の受信タイミングのタイムスタンプの時刻差を測定して更新してもよい。

複数の基準装置２０のそれぞれが設置された既知の位置座標は、例えば、測位対象空間１０に予め設定された座標系における相対的な位置座標である。本実施形態における複数の基準装置２０の位置座標は、いずれか１つの基準装置２０の設置位置を通る垂直座標軸上に原点が設定された直交座標系における相対的な位置座標であってもよい。測位対象空間１０の所定の座標系における複数の基準装置２０の位置座標は、後述のように基準装置間の測位信号の送受信によって決定することができる。

複数の基準装置２０の位置座標を、後述の基準装置間の測位信号の送受信によって決定できない場合は、一般的な測量技術（例えば、トータルステーション、レーザ測距センサー）を使った測量作業を行って決定してもよい。また、複数の基準装置２０の一部又は全部がＧＮＳＳの人工衛星からの電波を受信できるエリアに配置されている場合は、前記一部又は全部の基準装置２０の既知の位置座標としてＧＮＳＳ受信機で測定された位置座標を使用してもよい。この場合の位置座標は、例えば、緯度、経度及び高度であってもよいし、ある基準点を定義されたＥＣＥＦ（Ｅａｒｔｈ-Ｃｅｎｔｅｒｅｄ Ｅａｒｔｈ-Ｆｉｘｅｄ）座標系における座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）であってもよい。

対象装置３０は、例えばＩＣ無線タグ（以下「タグ」ともいう。）である。対象装置３０は、タグのほか、台車、フォークリフト、各種の部品、又は、各種の製品であってもよい。対象装置３０は、移動中の装置若しくは一時停止中の装置であってもよいし、又は、固定配置された装置であってもよい。

対象装置３０は、図１中の実線の矢印で示すように、複数の基準装置２０のそれぞれに対して所定の無線媒体による測位信号の送信を行う。測位信号の送受信に用いる無線媒体は、電波、音波、光などの無線媒体である。本実施形態では、無線媒体としてＵＷＢ（超広帯域）無線の電波を用いる。ＵＷＢは、広帯域（例えば、数ＧＨｚ帯中の任意の周波数を中心とした数百ＭＨｚの帯域幅）の微弱電波での通信技術であり、ＩＥＥＥ８０２．１５．４で国際標準化を推進されている。

管理装置４０は、例えば、インターネットなどの通信ネットワーク４５に構築されたクラウドコンピュータシステム（以下「クラウドシステム」ともいう。）である。管理装置４０は、単一又は複数のコンピュータ装置で構成したサーバであってもよい。管理装置４０と複数の基準装置２０との間の通信は、例えば有線又は無線の通信回線を介して行うことができる。通信回線は公衆回線であってもよいし専用回線であってもよい。

図２は、図１の測位システムの対象装置（タグ）３０の測位時における基準装置（アンカー）２０、対象装置（タグ）３０及び管理装置４０の主要な構成の一例を示すブロック図である。
図２において、基準装置２０は、ＵＷＢ通信部２１０と、記憶部２３０と、情報の送信部としても機能するＮＷ通信部２４０とを備える。ＵＷＢ通信部２１０は、対象装置３０の測位時における測位信号の受信部としても機能する。

ＵＷＢ通信部２１０は、例えばＵＷＢ無線通信モジュールで構成されている。ＵＷＢ通信部２１０は、対象装置３０の測位時に、対象装置３０からＵＷＢの電波で送信（発信）された測位信号を、アンテナ２１１を介して受信する。また、ＵＷＢ通信部２１０は、対象装置３０から受信した測位信号に含まれる情報と、測位信号の受信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）とを出力する。

対象装置３０から送信される測位信号の送信フォーマットは、例えば、フレーム制御情報（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、送信連続番号（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ）、対象装置３０を識別可能な対象装置識別情報（ＴＡＧ ＩＤ）、メッセージ識別情報（Ｍｅｓｓａｇｅ ＩＤ）、測位管理識別情報（Ｐｕｒｐｏｓｅ ＩＤ）及びデータエラー修復用情報（ＣＲＣ）を含む。測位管理識別情報（Ｐｕｒｐｏｓｅ ＩＤ）は、例えば、測位の目的、測位の結果の用途及び測位の結果を使用する主体の少なくとも１つを識別可能な情報である。

記憶部２３０は、ＵＷＢ通信部２１０から出力された測位信号に含まれる各種情報と、測位信号の送受信結果の情報である測位信号の受信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）とを互いに関連付けて記憶する。

ＮＷ通信部２４０は、有線又は無線の通信回線を介して管理装置４０と通信する。ＮＷ通信部２４０は、記憶部２３０に記憶されている対象装置３０の測位に関する測位関連情報を管理装置４０に送信する。管理装置４０に送信される測位関連情報の送信フォーマットは、例えば、対象装置識別情報（ＴＡＧ ＩＤ）、基準装置（自装置）２０を識別可能な基準装置識別情報（Ａｎｃｈｏｒ ＩＤ）、対象装置カウント情報（ＴＡＧ Ｃｏｕｎｔｅｒ）、測位管理識別情報（Ｐｕｒｐｏｓｅ ＩＤ）、対象装置３０からの測位信号の受信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）及び電波強度及び絶対時刻情報（Ｅｐｏｃｈ Ｔｉｍｅ）を含む。

図２において、対象装置３０は、測位信号の送信部としても機能するＵＷＢ送信部３１０と、記憶部３３０とを備える。

ＵＷＢ送信部３１０は、例えばＵＷＢ無線通信モジュールで構成され、前述の測位管理識別情報（Ｐｕｒｐｏｓｅ ＩＤ）を含む送信フォーマットを有する測位信号を、アンテナ３１１を介して送信（発信）する。測位信号は、例えば、パルス状の信号であり、所定の時間間隔で周期的に発信される。

記憶部３３０は、ＵＷＢ送信部３１０から送信する測位信号に含める情報を記憶する。また、記憶部３３０は、基準装置２０に予め設定されている測位管理識別情報（Ｐｕｒｐｏｓｅ ＩＤ）を記憶してもよい。

図２において、管理装置４０は、ＮＷ通信部４１０と測位計算部４２０と記憶部（ＤＢ）４３０とを備える。ＮＷ通信部４１０は、対象装置３０の測位時における測位信号の送受信結果の情報の受信部としても機能する。

測位計算部４２０は、対象装置３０の測位時における対象装置３０の位置座標の計算部として機能する。

ＮＷ通信部４１０は、有線又は無線の通信回線を介して複数の基準装置２０と通信する。ＮＷ通信部４１０は、対象装置３０の測位時に、対象装置３０の測位に関する測位関連情報を各基準装置２０から受信する。基準装置２０からの測位関連情報は、例えば、対象装置識別情報（ＴＡＧ ＩＤ）、基準装置（自装置）２０を識別可能な基準装置識別情報（Ａｎｃｈｏｒ ＩＤ）、対象装置カウント情報（ＴＡＧ Ｃｏｕｎｔｅｒ）、測位管理識別情報（Ｐｕｒｐｏｓｅ ＩＤ）、対象装置３０からの測位信号の受信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）及び電波強度及び絶対時刻情報（Ｅｐｏｃｈ Ｔｉｍｅ）を含む。

測位計算部４２０は、各基準装置２０から受信した測位関連情報に基づいて、例えば、対象装置３０毎に、対象装置３０の現在位置を計算して測位する。測位計算部４２０は、各基準装置２０から受信した測位関連情報に基づいて、測位管理識別情報（Ｐｕｒｐｏｓｅ ＩＤ）毎に、且つ、対象装置３０毎に、対象装置３０の現在位置を計算して測位してもよい。

本実施形態のＴＤｏＡ方式の測位システムにおいて、対象装置３０の現在位置は、例えば次のアルゴリズムにより計算することができる。ここで、前述の図１の測位可能空間１０Ａにおいて、対象装置３０Ａから送信された測位信号が４箇所の基準装置２０Ａ（１）、２０Ａ（２）、２０Ａ（３）、２０Ａ（４）に到達した受信時刻（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）をＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とし、測位信号の伝搬速度をｖ［ｍ／ｓ］とし、対象装置３０と基準装置２０Ａ（１）、２０Ａ（２）、２０Ａ（３）、２０Ａ（４）のそれぞれとの距離をＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４とし、基準装置間の測位信号の受信時間差をΔＴ１２＝Ｔ１－Ｔ２、ΔＴ１３＝Ｔ１－Ｔ３、ΔＴ１４＝Ｔ１－Ｔ４、ΔＴ２３＝Ｔ２－Ｔ３、ΔＴ２４＝Ｔ２－Ｔ４、ΔＴ３４＝Ｔ３－Ｔ４とすると、次の（１）～（６）の関係式が成立する。

上記関係式（１）～（６）を用いて未知の変数である距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を求めることができる。この求めた距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４それぞれを半径とし、基準装置２０Ａ（１）、２０Ａ（２）、２０Ａ（３）、２０Ａ（４）の既知の位置座標を原点とした４つの球面の交点を求める任意のアルゴリズムにより、３次元の測位可能空間１０Ａにおける対象装置３０の現在位置を数センチメール（例えば３～１０ｃｍ）の精度で計算することができる。

測位計算部４２０から出力される対象装置３０の現在位置の測位結果は、例えば、管理装置４０において、又は各種サーバや基準装置などにおいて、測位管理識別情報（Ｐｕｒｐｏｓｅ ＩＤ）の各種サービスに利用することできる。

記憶部（ＤＢ）４３０は、測位計算部４２０での計算に用いる測位関連情報、測位計算部４２０で測位管理識別情報（Ｐｕｒｐｏｓｅ ＩＤ）毎に且つ対象装置３０毎に計算された測位結果を記憶する。また、記憶部（ＤＢ）４３０は、複数の基準装置２０のそれぞれに予め設定した測位管理識別情報（Ｐｕｒｐｏｓｅ ＩＤ）を記憶する。

図３は、図１の測位システムの基準装置（アンカー）２０'の追加設置時における基準装置（アンカー）２０，２０'及び管理装置４０の主要な構成の一例を示すブロック図である。なお、図３において基準装置２０は既存の基準装置であり、基準装置２０'は新規設置の基準装置である。また、図３において、前述の図２と共通する構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。

図３において、基準装置２０のＵＷＢ通信部２１０は、基準装置２０の設置時における測位信号の送受信部としても機能する。また、基準装置２０のＵＷＢ通信部２１０は、追加設置の基準装置２０'の設置時に、アンテナ２１１を介して、基準装置２０'にＵＷＢの電波で測位信号を送信する。更に、ＵＷＢ通信部２１０は、アンテナ２１１を介して、追加設置の基準装置２０'から返信された測位信号を受信する。また、基準装置２０のＵＷＢ通信部２１０は、追加設置の基準装置２０'へ測位信号を送信した送信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）と、当該基準装置２０'から返信された測位信号を受信した受信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）とを出力する。

基準装置２０から送信される測位信号の送信フォーマットは、例えば、フレーム制御情報（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、送信連続番号（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ）、基準装置（自装置）２０を識別可能な基準装置識別情報（Ａｎｃｈｏｒ ＩＤ）を含む。基準装置２０から送信される測位信号の送信フォーマットは、予め測定された基準装置（自装置）３０の高さ（Ｚ軸座標）の測定情報を更に含んでもよい。

基準装置２０の記憶部２３０は、ＵＷＢ通信部２１０から出力された測位信号に含まれる各種情報と、測位信号の送受信結果の情報である測位信号の送信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）及び受信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）とを互いに関連付けて記憶する。記憶部２３０は、予め測定された基準装置（自装置）３０の高さ（Ｚ軸座標）の測定情報を更に関連付けて記憶してもよい。

基準装置２０のＮＷ通信部２４０は、記憶部２３０に記憶されている追加設置の基準装置２０'の測位に関する測位関連情報を、管理装置４０に送信する。管理装置４０に送信される測位関連情報の送信フォーマットは、例えば、基準装置（自装置）２０を識別可能な基準装置識別情報（Ａｎｃｈｏｒ ＩＤ）、追加設置の基準装置２０'を識別可能な基準装置識別情報（Ａｎｃｈｏｒ ＩＤ）、追加設置の基準装置２０'への測位信号の送信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）及び追加設置の基準装置２０'からの測位信号の受信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）を含む。管理装置４０に送信される測位関連情報の送信フォーマットは、基準装置（自装置）２０の高さ（Ｚ軸座標）の測定情報及び追加設置の基準装置２０の高さ（Ｚ軸座標）の測定情報を更に含んでもよい。

図３において、管理装置４０のＮＷ通信部４１０は、基準装置２０の設置時における測位信号の送受信結果の情報の受信部としても機能する。

管理装置４０の測位計算部４２０は、基準装置２０'の設置時における測位に用いられる直交座標系の原点を設定する座標原点設定部、前記直交座標系の２つの水平座標軸を設定する水平座標軸設定部、測位対象空間１０における２台目の基準装置２０'の設置位置の座標を決定する第１座標決定部、及び、測位対象空間１０における３台目以降の基準装置の設置位置の座標を決定する第２座標決定部としても機能する。

座標原点設定部としての測位計算部４２０は、１台目の基準装置２０（１）が設置された設置位置が、測位に用いられる直交座標系の垂直座標軸（Ｚ軸）上に位置するように、直交座標系の原点を設定する。後述の例では、直交座標系の原点は、１台目の基準装置２０（１）の設置位置である。直交座標系の原点は、測位対象空間１０の水平状の底面（例えば、測位対象空間の室内の床面）と、１台目の基準装置２０（１）の設置位置を通る仮想鉛直線との交点であってもよい。

水平座標軸設定部としての測位計算部４２０は、２台目の基準装置２０（２）が設置された設置位置が、直交座標系の２つの水平座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）のうち一方の水平座標軸（例えば、Ｘ軸）と垂直座標軸（Ｚ軸）とを含む仮想垂直面上に位置するように、２つの水平座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を設定する。

第１座標決定部としての測位計算部４２０は、１台目の基準装置２０（１）と２台目の基準装置２０（２）との間のＵＷＢの電波による測位信号の送受信により、１台目の基準装置２０（１）と２台目の基準装置２０（２）との間の距離Ｄａ１２を測定し、その距離Ｄａ１２の測定結果と２台目の基準装置２０（２）の高さ（Ｚ軸座標）の測定結果Ｚ２とに基づいて、一方の水平座標軸（例えば、Ｘ軸）における２台目の基準装置２０（２）の設置位置の座標を決定する。

第２座標決定部としての測位計算部４２０は、３台目以降の基準装置２０（３）と１台目の基準装置２０（１）及び２台目の基準装置２０（２）を含む他の基準装置２０（１）、２０（２）のそれぞれとの間のＵＷＢの電波による測位信号の送受信により、３台目以降の基準装置２０（３）と他の基準装置２０（１）、２０（２）のそれぞれとの間の複数の距離Ｄａ３１、Ｄａ３２を測定し、その複数の距離Ｄａ３１、Ｄａ３２の測定結果と３台目以降の基準装置２０（３）の高さ（Ｚ軸座標）の測定結果Ｚ３とに基づいて、直交座標系の２つの水平座標軸（Ｘ軸，Ｙ軸）における３台目以降の基準装置２０（３）の設置位置の座標を決定する。

図４は、基準装置２０（１），２０（２）間の距離の測定に用いることができるＴｏＦ方式の測距技術の一例を示す説明図である。図４は、見通し内環境（ＬＯＳ環境）にある２台の基準装置２０（１）、２０（２）との間の距離Ｄ１２［ｍ］を測定する場合の例である。図４において、イニシエータとしての１台目の基準装置２０（１）がＵＷＢの電波による測位信号を送信（発信）してからレスポンダーとしての２台目の基準装置２０（２）から当該測位信号に対する応答信号を受信までの時間をＴｌｏｏｐ［ｓ］とし、２台目の基準装置２０（２）が上記測位信号を受信してから上記応答信号を送信（発信）するまでの時間をＴｒｅｐｌｙ［ｓ］とすると、基準装置２０（１），２０（２）間の距離を一方向に伝搬する伝搬時間ＴｏＦ［ｓ］は、次式（７）で表される。

上記伝搬時間ＴｏＦ［ｓ］に光の速度ｃ［ｍ／ｓ］を掛け合わせると、２台の基準装置２０（１）、２０（２）との間の距離Ｄ１２［ｍ］が求まる。

管理装置４０のＮＷ通信部４１０は、基準装置２０'の追加設置時に、新規設置の基準装置２０'の測位に関する測位関連情報を既存の基準装置２０から受信する。基準装置２０からの測位関連情報は、例えば、既存の基準装置（自装置）２０の基準装置識別情報（Ａｎｃｈｏｒ ＩＤ）、追加対象の基準装置２０'を識別可能な基準装置識別情報（Ａｎｃｈｏｒ ＩＤ）、既存の基準装置（自装置）２０から追加設置の基準装置２０'へ送信した測位信号の送信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）及び追加設置の基準装置２０'からの測位信号を既存の基準装置（自装置）２０が受信した受信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）を含む。既存の基準装置２０からの測位関連情報は、当該基準装置（自装置）２０の高さ（Ｚ軸座標）の測定情報及び追加設置の基準装置２０の高さ（Ｚ軸座標）の測定情報を更に含んでもよい。

図５は、本実施形態の測位システムにおける複数の基準装置２０を設置する際の座標系の設定及び基準装置２０の位置座標の決定の手順（Ｓ１００）の一例を示すフローチャートである。図６～図１０は、図５における座標系の設定及び基準装置２０の位置座標の決定の手順の一例を示す斜視図又は平面図である。図５～図１０は、４台の基準装置２０の位置座標を決定して自動登録する場合の例を示しているが、５台以上の基準装置２０を設置する場合も同様な手順で各基準装置２０の位置座標を決定して自動登録することができる。

なお、以下の説明において、１台目～４台目の基準装置２０（１），２０（２），２０（３），２０（４）をそれぞれ、アンカーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄという。また、図中の上下方向の線Ｌｖａ，Ｌｖｂ，Ｌｖｃ，Ｌｖｄはそれぞれ、アンカーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの設置位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを通る仮想鉛直線である。また、図中の破線で示した円Ｒａｂ，Ｒａｃ，Ｒａｄはそれぞれ、アンカーＡを中心とした他のアンカーＢ，Ｃ，Ｄまでの距離を半径とした仮想球表面を示している。同様に、円Ｒｂａ，Ｒｂｃ，ＲｂｄはそれぞれアンカーＢを中心とした他のアンカーＡ，Ｃ，Ｄまでの距離を半径とした仮想球表面を示し、円Ｒｃａ，Ｒｃｂ，ＲｃｄはそれぞれアンカーＣを中心とした他のアンカーＡ，Ｂ，Ｄまでの距離を半径とした仮想球表面を示している。

図５において、まず、作業者は、測位対象空間１０内に１台目のアンカーＡを設置し、そのアンカーＡの水平状の底面である床面からの高さＨａ（図６の例では、２０３［ｃｍ］）を測定する（Ｓ１０１）。測定したアンカーＡの高さＨａの情報は、測位初期設定の要求とともに、作業者が自身の端末装置であるＵＥ（ユーザ装置）を操作してＵＥから管理装置４０に送信してもよいし、作業者がアンカーＡに入力してアンカーＡから管理装置４０に送信してもよい。

管理装置４０は、対象装置３０の測位に用いられる直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の原点（０，０，０）を設定する（Ｓ１０１）。図６の例では、１台目のアンカーＡが設置された設置位置Ｐａ（０，０，２０３）が、座標系の垂直座標軸（Ｚ軸）上に位置するように、座標系の原点（０，０，０）が設定される。すなわち、座標系の原点（０，０，０）は、測位対象空間１０の水平状の底面（床面）とアンカーＡの設置位置Ｐａを通る仮想鉛直線Ｌｖａとの交点であり、その原点を通る仮想鉛直線Ｌｖａが上方向プラスのＺ軸（垂直座標軸）である。

なお、座標系の原点（０，０，０）は、１台目のアンカーＡの設置位置Ｐａであってもよい。

次に、図５において、作業者は、測位対象空間１０内に２台目のアンカーＢを設置し、そのアンカーＢの床面からの高さＨｂ（図６の例では、２０５［ｃｍ］）を測定する（Ｓ１０２）。測定したアンカーＢの高さＨｂの情報は、作業者がＵＥを操作してＵＥから管理装置４０に送信してもよいし、作業者がアンカーＢに入力してアンカーＢから管理装置４０に送信してもよい。

管理装置４０は、２台目のアンカーＢが設置された設置位置Ｐｂが、直交座標系の２つの水平座標軸であるＸ軸及びＹ軸のうち一方の水平座標軸（図６の例ではＸ軸）とＺ軸（垂直座標軸）とを含む仮想垂直面（Ｘ－Ｚ面）上に位置するように、２つの水平座標軸（Ｘ軸及びＹ軸）を設定する（Ｓ１０２）。図６の例では、２台目のアンカーＢの設置位置Ｐｂを通る水平軸がＸ軸であり、アンカーＡの設置位置Ｐａ（原点）からアンカーＢの設置位置Ｐｂに向かう方向がＸ軸のプラス方向である。

図６の例において、上記座標系の水平軸（Ｘ軸及びＹ軸）が設定された段階では、２台目のアンカーＢの設置位置Ｐｂの位置座標は（Ｘｂ，０，２０５）であり、アンカーＢのＸ軸上の座標Ｘｂが未知である。このアンカーＢの座標Ｘｂを算出して決定するために、アンカーＡとアンカーＢとの間で前述のＴｏＦ方式による測距が行われ、その測距の結果であるアンカーＡとアンカーＢとの間の距離の測定結果の情報が、アンカーＡから管理装置４０に送信される（Ｓ１０２）。

管理装置４０は、アンカーＡから受信したアンカーＡとアンカーＢとの間の距離の測定結果の情報に基づいて、アンカーＢのＸ軸上の座標Ｘｂを算出して決定し、その座標Ｘｂの高さＨｂの情報に基づいて、上記座標系におけるアンカーＢの設置位置Ｐｂの位置座標（Ｘｂ，０，２０５）を決定する（Ｓ１０２）。

次に、図５において、作業者は、測位対象空間１０内に３台目のアンカーＣを設置し、そのアンカーＣの床面からの高さＨｃ（図７，８の例では、２１０［ｃｍ］）を測定する（Ｓ１０３）。測定したアンカーＣの高さＨｃの情報は、作業者がＵＥを操作してＵＥから管理装置４０に送信してもよいし、作業者がアンカーＣに入力してアンカーＣから管理装置４０に送信してもよい。

図７，８の例において、アンカーＣの高さＨｃを測定した段階では、アンカーＣの設置位置Ｐｃの位置座標は（Ｘｃ，Ｙｃ，２１０）であり、アンカーＣのＸ軸上の座標ＸｂとＹ軸上の座標Ｙｃが未知である。このアンカーＣの座標Ｘｃ，Ｙｃを算出して決定するために、アンカーＡ及びアンカーＢとアンカーＣとの間で前述のＴｏＦ方式による測距が行われ、その測距の結果である各アンカーの間の距離の測定結果の情報が、アンカーＡ，Ｂから管理装置４０に送信される（Ｓ１０３）。

管理装置４０は、アンカーＡから受信したアンカーＡとアンカーＣとの間の距離の測定結果の情報と、アンカーＢから受信したアンカーＢとアンカーＣとの間の距離の測定結果の情報と、アンカーＣの高さＨｂの情報とに基づいて、上記座標系におけるアンカーＣの設置位置Ｐｃの位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，２１０）を算出して決定する（Ｓ１０３）。

次に、図５において、作業者は、測位対象空間１０内に４台目のアンカーＤを設置し、そのアンカーＤの床面からの高さＨｄ（図９，１０の例では、２２５［ｃｍ］）を測定する（Ｓ１０４）。測定したアンカーＤの高さＨｄの情報は、作業者がＵＥを操作してＵＥから管理装置４０に送信してもよいし、作業者がアンカーＤに入力してアンカーＤから管理装置４０に送信してもよい。

図９，１０の例において、アンカーＤの高さＨｄを測定した段階では、アンカーＤの設置位置Ｐｄの位置座標は（Ｘｄ，Ｙｄ，２２５）であり、アンカーＤのＸ軸上の座標ＸｄとＹ軸上の座標Ｙｄが未知である。このアンカーＤの座標Ｘｄ，Ｙｄを算出して決定するために、アンカーＡ、Ｂ及びＣとアンカーＤとの間で前述のＴｏＦ方式による測距が行われ、その測距の結果である各アンカーの間の距離の測定結果の情報が、アンカーＡ，Ｂ，Ｃから管理装置４０に送信される（Ｓ１０４）。

管理装置４０は、アンカーＡから受信したアンカーＡとアンカーＤとの間の距離の測定結果の情報と、アンカーＢから受信したアンカーＢとアンカーＤとの間の距離の測定結果の情報と、アンカーＣから受信したアンカーＣとアンカーＤとの間の距離の測定結果の情報と、アンカーＤの高さＨｄの情報とに基づいて、上記座標系におけるアンカーＤの設置位置Ｐｄの位置座標（Ｘｄ，Ｙｄ，２２５）を算出して決定する（Ｓ１０４）。

なお、上記測位対象空間に５台目以降のアンカー（Ｅ，・・・）を設置する場合についても、図５のステップＳ１０４及び図９，１０と同様に、上記座標系における５台目以降のアンカーの設置位置の位置座標を決定することができる。

管理装置４０は、例えば次の表１に示すように、上記手順で決定した各アンカーの位置座標を前述の記憶部（ＤＢ）４３０に記憶して登録する。

図１１は、本実施形態の測位システムの基準装置２０の設置時における座標系の設定及び基準装置の位置座標の決定の手順（Ｓ２００）の他の例を示すフローチャートである。図１２は、図１１における４台目の基準装置の位置座標の決定の一例を示す斜視図である。図１１及び図１２は、基準局間のＴＤｏＡ方式の測距により４台目の基準装置２０（アンカーＤ）について高さの測定が不要になる例である。なお、図１１のＳ２０１～２０３については前述の図５のＳ１０１～１０３と同様であるので、説明を省略する。

図１１において、作業者は、測位対象空間１０内に４台目のアンカーＤを設置した段階では、アンカーＤの設置位置Ｐｄの位置座標は（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｚｄ）であり、アンカーＤの各軸上の座標Ｘｄ、Ｙｄ，Ｚｄが未知である。このアンカーＤの座標Ｘｄ、Ｙｄ，Ｚｄを算出して決定するために、アンカーＡ、Ｂ及びＣとアンカーＤとの間で前述のＴＤｏＡ方式による測距が行われる（Ｓ２０４）。

図１２に示すように、ＴＤｏＡ方式による測距における測位信号の送信機がアンカーＤであり、測位信号の受信機がアンカーＡ，Ｂ，Ｃである。アンカーＤは、前述の対象装置３０の測位時の場合と同様に所定の送信フォーマットからなる測位信号を、ＵＷＢの電波で送信（発信）する。アンカーＡ，Ｂ，Ｃはそれぞれ、アンカーＤからＵＷＢの電波で送信（発信）された測位信号を受信し、受信した測位信号に含まれる情報と測位信号の受信時刻情報（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）とを含む所定の送信フォーマットの測位関連情報を管理装置４０に送信する。管理装置４０は、アンカーＡ，Ｂ，Ｃから受信した測位関連情報に基づいて、アンカーＤの座標Ｘｄ、Ｙｄ，Ｚｄを算出して決定する（Ｓ２０４）。

なお、上記測位対象空間に５台目以降のアンカー（Ｅ，・・・）を設置する場合についても、図１１のステップＳ２０４及び図１２と同様に、上記座標系における５台目以降のアンカーの設置位置の位置座標を決定してもよい。

以上、本実施形態によれば、測位対象空間１０に複数の基準装置２０を設置する際に、各基準装置２０の高さのみを測定して設定するだけで各基準装置２０の位置座標が管理装置４０に自動登録される。従って、複数の基準装置２０の設置の際に各基準装置２０の設置位置の位置関係（例えば基準装置間の距離）を実測して登録する場合に比して、複数の基準装置２０の設置の工数の簡易化が可能になる。

なお、本明細書で説明された処理工程並びに測位システムの構成要素（例えば、基準装置、対象装置、管理装置）は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、通信モジュール、Ｎｏｄｅ Ｂ、Ｎｏｄｅ Ｇ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であればよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

１０ ：測位可能空間（測位対象空間）
２０ ：基準装置
３０ ：対象装置（測位対象の装置）
４０ ：管理装置
４５ ：通信ネットワーク
２１０ ：ＵＷＢ通信部
２１１ ：アンテナ
２３０ ：記憶部
２４０ ：ＮＷ通信部
３１０ ：ＵＷＢ通信部
３１１ ：アンテナ
３３０ ：記憶部
４１０ ：ＮＷ通信部
４２０ ：測位計算部
４３０ ：記憶部

Claims (12)

1. 測位対象の装置と、互いに異なる既知の位置座標に設置された複数の基準装置とを備え、前記測位対象の装置と前記複数の基準装置との間で無線媒体による測位信号の送受信を行い、その送受信の結果に基づくアルゴリズムを用いて前記測位対象の装置の位置座標を計算して測位する測位システムであって、
   １台目の基準装置が設置された設置位置が、前記測位に用いられる直交座標系の垂直座標軸上に位置するように、前記直交座標系の原点を設定する座標原点設定部と、
   ２台目の基準装置が設置された設置位置が、前記直交座標系の２つの水平座標軸のうち一方の水平座標軸と前記垂直座標軸とを含む仮想垂直面上に位置するように、前記２つの水平座標軸を設定する水平座標軸設定部と、
   前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の距離を測定し、前記距離の測定結果と前記２台目の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記一方の水平座標軸における前記２台目の基準装置の設置位置の座標を決定する第１座標決定部と、
   ３台目以降の基準装置と前記１台目の基準装置及び前記２台目の基準装置を含む他の基準装置のそれぞれとの間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記３台目以降の基準装置と前記他の基準装置のそれぞれとの間の複数の距離を測定し、前記複数の距離の測定結果と前記３台目以降の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記直交座標系の前記２つの水平座標軸における前記３台目以降の基準装置の設置位置の座標を決定する第２座標決定部と、
   を備える、ことを特徴とする測位システム。
2. 請求項１の測位システムにおいて、
   前記直交座標系の原点は、前記１台目の基準装置の設置位置である、ことを特徴とする測位システム。
3. 請求項１の測位システムにおいて、
   前記直交座標系の原点は、前記複数の基準装置が設置される測位対象空間の水平状の底面と前記垂直座標軸との交点である、ことを特徴とする測位システム。
4. 請求項１乃至３のいずれかの測位システムにおいて、
   前記無線媒体は、ＵＷＢ（超広帯域）無線の電波である、ことを特徴とする測位システム。
5. 請求項１乃至４のいずれかの測位システムにおいて、
   前記測位信号の送受信による前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の距離及び前記３台目以降の基準装置と前記他の基準装置との間の距離の測定方式は、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式である、ことを特徴とする測位システム。
6. 請求項１乃至４のいずれかの測位システムにおいて、
   前記複数の基準装置は互いの時刻同期又は時刻差が管理され、
   前記測位信号の送受信による前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置及び前記３台目の基準装置のそれぞれとの間の複数の距離の測定方式は、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式であり、
   前記４台目以降の基準装置と前記他の基準装置のとの間の複数の距離の測定方式は、ＴＤｏＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）方式である、ことを特徴とする測位システム。
7. 請求項１乃至６のいずれかの測位システムにおいて、
   前記複数の基準装置は、互いの時刻同期又は時刻差が管理された４以上の基準装置であり、
   前記測位対象の装置の位置座標は、前記測位対象の装置から送信された前記測位信号が前記複数の基準装置のそれぞれに受信された複数の時間差の情報と、前記複数の基準装置のそれぞれの位置座標の情報と、に基づいて計算される、ことを特徴とする測位システム。
8. 請求項１乃至７のいずれかの測位システムにおいて、
   前記測位対象の装置は無線ＩＣタグである、ことを特徴とする測位システム。
9. 請求項１乃至８のいずれかの測位システムにおいて、
   通信ネットワークを介して前記複数の基準装置のそれぞれと通信可能な管理装置を備え、
   前記管理装置は、前記座標原点設定部と、前記水平座標軸設定部と、前記第１座標決定部と、前記第２座標決定部と、前記直交座標系における前記複数の基準装置の設置位置の座標の情報を記憶する記憶部と、を備えることを特徴とする測位システム。
10. 請求項１乃８のいずれかの測位システムにおける前記複数の基準装置のそれぞれと通信ネットワークを介して通信可能な管理装置であって、
    前記座標原点設定部と、前記水平座標軸設定部と、前記第１座標決定部と、前記第２座標決定部と、前記直交座標系における前記複数の基準装置の設置位置の座標の情報を記憶する記憶部と、を備えることを特徴とする管理装置。
11. 測位対象の装置と互いに異なる既知の位置座標に設置された複数の基準装置との間で無線媒体による測位信号の送受信を行い、その送受信の結果に基づくアルゴリズムを用いて前記測位対象の装置の位置座標を計算して測位する測位方法であって、
    １台目の基準装置が設置された設置位置が、前記測位に用いられる直交座標系の垂直座標軸上に位置するように、前記直交座標系の原点を設定することと、
    ２台目の基準装置が設置された設置位置が、前記直交座標系の２つの水平座標軸のうち一方の水平座標軸と前記垂直座標軸とを含む仮想垂直面上に位置するように、前記２つの水平座標軸を設定することと、
    前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の距離を測定し、前記距離の測定結果と前記２台目の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記一方の水平座標軸における前記２台目の基準装置の設置位置の座標を決定することと、
    ３台目以降の基準装置と前記１台目の基準装置及び前記２台目の基準装置を含む他の基準装置のそれぞれとの間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記３台目以降の基準装置と前記他の基準装置のそれぞれとの間の複数の距離を測定し、前記複数の距離の測定結果と前記３台目以降の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記直交座標系の前記２つの水平座標軸における前記３台目以降の基準装置の設置位置の座標を決定することと、
    を含むことを特徴とする測位方法。
12. 請求項９又は１０に記載の管理装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって、
    通信ネットワークを介して前記複数の基準装置のそれぞれと通信するためのプログラムコードと、
    １台目の基準装置が設置された設置位置が、前記測位に用いられる直交座標系の垂直座標軸上に位置するように、前記直交座標系の原点を設定するためのプログラムコードと、
    ２台目の基準装置が設置された設置位置が、前記直交座標系の２つの水平座標軸のうち一方の水平座標軸と前記垂直座標軸とを含む仮想垂直面上に位置するように、前記２つの水平座標軸を設定するためのプログラムコードと、
    前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記１台目の基準装置と前記２台目の基準装置との間の距離を測定し、前記距離の測定結果と前記２台目の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記一方の水平座標軸における前記２台目の基準装置の設置位置の座標を決定するためのプログラムコードと、
    ３台目以降の基準装置と前記１台目の基準装置及び前記２台目の基準装置を含む他の基準装置のそれぞれとの間の前記無線媒体による測位信号の送受信により、前記３台目以降の基準装置と前記他の基準装置のそれぞれとの間の複数の距離を測定し、前記複数の距離の測定結果と前記３台目以降の基準装置の高さの測定結果とに基づいて、前記直交座標系の前記２つの水平座標軸における前記３台目以降の基準装置の設置位置の座標を決定するためのプログラムコードと、
    前記複数の基準装置のそれぞれの位置座標の情報を記憶するためのプログラムコードと、
    を含むことを特徴とするプログラム。

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