JP4065437B2 - 無線信号強度を使用する装置位置測定システムのキャリブレーション - Google Patents
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Description
ここで図4を参照すると、本発明による、信号強度から(x,y)位置へのマッピングを決定する処理のより詳細なフロー図を示してある。400で、すべての区画120からの信号強度ベクトルが、K個のクラスタにクラスタ化される。402で、すべての信号強度ベクトルが、ベクトルの学習用の組およびテスト用の組に分けられる。404で、試していないシグマ(σ)の値が選択される。406で、カーネル行列が学習用の組から作成される。408で、線形システムが、アルファ(α)およびベータ(β)の係数について解かれる。410で、シグマ(σ)、アルファ(α)、およびベータ(β)の値が保存される。412で、シグマ(σ)、アルファ(α)、およびベータ(β)の値が、方程式(2)および(3)を用いて、テスト用の組で評価される。414で、最後のシグマ(σ)に到達したかどうか判定する。到達していない場合、フローは404の入力に戻って、試していない別のシグマ(σ)を選択する。到達している場合、フローは416に進んで、最良のシグマ(σ)、アルファ(α)、およびベータ(β)を保存する。
KTKa=KTx (5)
が得られる。ここで、KはKijのNxMの行列であり、x=(x0−cx,x1−cx,...,xN−2−cx,xN−1−cx)Tである。同じように、βjは、KTKβ=KTxから取得される。
先に示したように、本発明の位置決めアルゴリズムは、既知の部屋の位置からとられた信号強度の学習用データの回帰に基づいて作用する。
110 送信機
120 区画
130 キャリブレーションポイント
140 受信機
500 典型的なオフィスフロア、フロア
502 部屋
600 グラフィカルユーザインターフェース(GUI)、インターフェース
602 フロアの画像表現、フロア表現
604 信号強度サブウィンドウ
605 信号強度インディケータの作図
606 バー
608 データ
614 位置入力サブウィンドウ
616 走査制御サブウィンドウ
618 ロギングのパスフィールド
700 計算機環境
702 コンピュータ
704 処理ユニット
706 システムメモリ
708 システムバス
710 読出し専用メモリ(ROM)
712 ランダムアクセスメモリ(RAM)
714 ハードディスクドライブ
716 磁気ディスクドライブ
718 取外し可能ディスク
720 光ディスクドライブ
722 CD−ROMディスク
724 ハードディスクドライブインターフェース
726 磁気ディスクドライブインターフェース
728 光学ドライブインターフェース
730 オペレーティングシステム
732 アプリケーションプログラム
734 他のプログラムモジュール
736 プログラムデータ
738 キーボード
740 マウス
742 シリアルポートインターフェース
744 モニタ
746 映像アダプタ
748 リモートコンピュータ(群)
750 メモリ記憶装置、リモートメモリ記憶装置
752 ローカルエリアネットワーク(LAN)
754 ワイドエリアネットワーク(WAN)
756 ネットワークインターフェース、ネットワークアダプタ、アダプタ、無線アダプタ
758 モデム
800 計算機環境
802 クライアント(群)
804 サーバ(群)
806 通信フレームワーク
808 クライアントデータストア(群)
810 サーバデータストア(群)
Claims (33)
- 観測された信号プロパティに従って新しい位置(群)を判定するために用いられるシステムをキャリブレートする方法であって、
識別された位置に関連する信号プロパティを測定すること、および
少なくとも部分的に前記信号プロパティに基づいたカーネル回帰関数であって、キャリブレーションデータの欠落に関わらず、観測された信号プロパティに応じて新しい位置(群)を推定する回帰関数を生成すること、
を含み、
前記カーネル回帰関数は、複数のカーネル関数を含み、各カーネル関数は、観測された信号プロパティのベクトルと格納された信号プロパティのベクトルとの間の差を計算し、格納されたプロパティの前記ベクトルは、測定された信号プロパティの複数のベクトルをクラスタ化しクラスタの重心をカーネルの重心として用いることによって計算されることを特徴とする方法。 - 前記カーネル関数は、等方性のガウスカーネル関数であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記回帰関数は、重みおよび基準パラメータをさらに含み、各カーネル関数が、前記基準パラメータに依存し、前記基準パラメータがさらに、
複数の前記基準パラメータ値を選択すること、
基準パラメータ値ごとに、前記基準パラメータ値を用いて前記信号プロパティの第1の部分集合に前記重みを適合させること、
前記第1の部分集合から独立したものである、信号プロパティの第2の部分集合に対して適合された前記重みを用いて前記回帰関数を評価すること、
前記信号プロパティの前記第2の部分集合における最小の位置誤差を前記回帰関数が取得する、最良の基準パラメータを選択すること、および
前記最良の基準パラメータおよび対応する重みを格納すること
によって決定されること
を特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記回帰関数は、重みを含み、前記回帰関数を生成することが、前記重みを調整することによって、前記測定された信号プロパティに前記回帰関数を適合させることを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記重みは、最小二乗法手順によって調整されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記重みは、カーネル行列を計算することによって調整されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記重みは、各識別された位置に関連づけられた、位置の不確実性の推定に基づいて調整されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記重みは、x位置を計算する複数の重み、およびy位置を計算する複数の重みを含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記回帰関数は、前記識別された位置の重心から計算される追加パラメータをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記信号プロパティは、無線送受信機から伝送される無線電波信号に関するものであり、前記信号プロパティは、信号強度を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記無線送受信機は、IEEE802.11標準に従って動作することを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記新しい位置(群)の部分集合は、キャリブレーション時には到達不可能であり、前記到達不可能な位置は、1つの部屋、フロア全体に分散する複数の部屋、および1つのフロアにおいて近くに位置する複数の部屋の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 無線装置の位置測定システムをキャリブレートする方法であって、
少なくとも1つの無線送信装置にアクセスすること、
前記少なくとも1つの無線送信装置について信号強度データをロギングすること、
前記信号強度データに基づいたカーネル回帰関数を生成することと
を含み、
前記回帰関数は、観測された信号プロパティのベクトルと格納された信号プロパティのベクトルとの間の差を計算するために複数のカーネル関数を含み、前記複数のカーネル関数は、新しい位置(群)を、キャリブレーションデータの欠落に関わらず推定するために用いられ、この方法は、さらに、
格納されたプロパティの前記ベクトルを、測定された信号プロパティの複数のベクトルをクラスタ化して、クラスタの重心をカーネルの重心として用いることによって計算することを含むことを特徴とする方法。 - 前記信号強度データは、前記少なくとも1つの送信装置の到達範囲内の異なる複数の位置からロギングされることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 信号プロパティを観測して新しい位置(群)を判定する位置決めシステムであって、
識別された位置に関連する信号プロパティを測定する手段と、
キャリブレーションデータの欠落に関わらず信号強度を連続的な位置にマッピングするカーネル回帰関数を生成する手段と、
を備えており、前記カーネル回帰関数は、前記信号プロパティに少なくとも部分的に基づく複数のカーネル関数を含み、観測された信号プロパティと格納された信号プロパティとの差に応じて新しい位置(群)を推定し、格納されたプロパティの前記ベクトルは、測定された信号プロパティの複数のベクトルをクラスタ化しクラスタの重心をカーネルの重心として用いることによって計算されるすることを特徴とするシステム。 - 観測された信号プロパティを使って新しい位置(群)を判定する位置決めシステムであって、
識別された位置に関連する信号プロパティを測定する測定構成要素と、
前記信号プロパティに少なくとも部分的に基づくカーネル回帰関数を生成することによって、キャリブレーションデータの欠落に関わらず信号強度を連続的な位置にマッピングする回帰構成要素と、
を備えており、前記関数は、観測された信号プロパティデータに基づいて新しい位置(群)を推定し、複数のカーネル関数を含み、各カーネル関数が、観測された信号プロパティのベクトルと格納された信号プロパティのベクトルとの間の差を計算し、格納されたプロパティの前記ベクトルは、測定された信号プロパティの複数のベクトルをクラスタ化しクラスタの重心をカーネルの重心として用いることによって計算されることを特徴とするシステム。 - 前記カーネル関数は、等方性のガウスカーネル関数であることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記回帰関数は、重みを含み、前記回帰構成要素は、前記重みを調整することによって、前記測定された信号プロパティに前記回帰関数を適合させる適合構成要素を備えることを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記適合構成要素は、最小二乗法構成要素を備えることを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記適合構成要素は、カーネル行列を計算する構成要素を備えることを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記適合構成要素は、各識別された位置に関連づけられた、位置の不確実性の推定を入力として受け取ることを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記重みは、x位置を計算する複数の重み、およびy位置を計算する複数の重みを含むことを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記回帰関数は、前記識別された位置の重心から計算される追加パラメータをさらに含むことを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記信号プロパティは、無線送受信機から伝送される無線信号に関するものであり、前記信号プロパティは、信号強度を含むことを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 前記無線送受信機は、IEEE802.11標準に従って動作することを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- キャリブレーション時には到達不可能な前記新しい位置(群)の部分集合をさらに含み、前記到達不可能な位置は、1つの部屋、フロア全体に分散する複数の部屋、および1つのフロアにおいて近くに位置する複数の部屋の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項16に記載のシステム。
- 請求項16に記載のシステムを実装することを特徴とするコンピュータ。
- 信号プロパティを使って新しい位置(群)を推定するシステムをキャリブレートするコンピュータであって、
識別された位置に関連する信号プロパティを測定する手段と、
前記測定された信号プロパティに少なくとも部分的に基づくカーネル回帰関数を生成する回帰手段と
を備えており、前記回帰関数は、複数のカーネル関数を含み、各カーネル関数は、キャリブレーションデータの欠落に関わらず、新しい位置(群)を推定するために、観測された信号プロパティのベクトルと格納された信号プロパティのベクトルとの間の差を計算し、前記開始手段は、
回帰アルゴリズムによって用いられる前記信号プロパティをクラスタ化してクラスタの重心がカーネルの重心と一致するようにする手段をさらに含むことを特徴とするコンピュータ。 - 前記回帰手段は、前記測定された信号プロパティを学習用の組およびテスト用の組に分けるための手段をさらに備えたことを特徴とする請求項28に記載のコンピュータ。
- 前記回帰手段は、学習用の組からカーネル行列を生成する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項29に記載のコンピュータ。
- 前記測定された信号プロパティは、信号強度を含むことを特徴とする請求項28に記載のコンピュータ。
- 観測された信号プロパティに従って新しい位置(群)を判定するために用いられるシステムをキャリブレートする方法であって、
1つ又は複数の無線装置に関連づけられて識別された位置に関連する信号プロパティを測定することであって、測定された信号プロパティは、観測された信号プロパティであること、および
キャリブレーションデータの欠落に関わらず、前記観測された信号プロパティに応じて新しい無線装置に関連づけられた新しい位置(群)を推定する回帰関数を生成すること
を含み、
前記回帰関数は、複数のカーネル関数を含み、各カーネル関数は、測定された信号プロパティの複数のベクトルをクラスタ化しクラスタの重心をカーネルの重心として用いることによって、観測された信号プロパティのベクトルと格納された信号プロパティのベクトルとの間の差を計算することを特徴とする方法。 - 観測された信号プロパティに従って新しい位置(群)を判定するために用いられるシステムをキャリブレートする方法であって、
ポータブルコンピュータを利用する1つ又は複数の無線装置に関連づけられて識別された位置に関連する信号プロパティを測定することであって、測定された信号プロパティは、観測された信号プロパティであること、および
前記ポータブルコンピュータ上の回帰関数であって、前記観測された信号プロパティに応じて新しい無線装置に関連づけられた新しい位置(群)を推定する回帰関数を生成すること
を含み、
前記回帰関数は、複数のカーネル関数を含み、各カーネル関数は、測定された信号プロパティの複数のベクトルをクラスタ化しクラスタの重心をカーネルの重心として用いることによって、観測された信号プロパティのベクトルと格納された信号プロパティのベクトルとの間の差を計算することを特徴とする方法。
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