JP4969335B2 - 測位システム、測位方法及び測位プログラム - Google Patents
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Yulin Zhao,"Standardization ofMobile Phone Positioning for 3G Systems",IEEE Communications Magazine,p.p.108-116,July2002. Samir S.Soliman and Charles E.Wheatley,"Geolocation technologies and applicatons for third generationwireless",Wireless Communications and Mobile Computing,vol.2,p.p.229-251,2002.
より動作することにより、上述した測位サーバ10の機能が発揮される。
Bi:基地局ID
θi:電波の方向(セクタ指向方向)
Ri:セルラ端末20とセルラ基地局30との間の距離
とする。ここでiは1つの情報(1回の測定:1回の測位用信号の受信)に対応するインデックスであり1〜nの整数である。例えば、得られた情報が6つであるとすると、図7(a)のように整理される。
1.基地局IDであるBiが同じである測定結果をまとめ、B´jとする。その数(基地局IDの数)をbとする。上記でjは、基地局IDのインデックスである。
2.更に基地局IDがB´jである測定結果に対して、θiが同じである測定結果をまとめ、θj,kとする。その数(基地局ID毎の電波の方向の数)をpjとする。ここで、kは、電波の方向のインデックスである。
3.更に基地局IDがB´jかつθiが同じである測定結果をまとめ、Rj,k,lとして、その数(基地局ID及び電波の方向毎の距離の数)をmj、kとする。ここで、lは距離のインデックスである。
b=3
p1=2,p2=1,p3=1
m1,1=2,m1,2=1,m2,1=2,m3,1=1
となる。
[仮想セクタの角度広がりαjの算出]
なお、以下の算出は、仮想セクタ算出手段15により記憶された範囲算出ルールに基づいて行われる。B´jにおいて、仮想セクタの角度広がりαjは各セクタ31の指向方向θj、kの関数Fとして算出する。
仮想セクタの角度広がりを算出する関数Fの例として、全指向方向を含む最小の扇形の角度を算出する関数を用いる。具体的な方法として、全指向方向θj、kに対し、昇順にソートを行い、その結果をθ´j、kとする。そして、θ´j、kに対し、隣接同士の指向方向差Δαk=θ´j、k+1−θ´j、kを算出する。このとき、最先頭の角度と最後尾の角度を隣接同士と見なす。また、角度差がΔαk<0であれば、Δαk=2π+Δαkとする。そして、最大となるMAX[Δαk]に対し、2π−MAX[Δαk]を仮想セクタ32の角度広がりとする。つまり、
仮想セクタの角度広がり算出関数の例として、αjを[0,2π]の定数とする。つまり、
B´jにおいて、仮想セクタ32の指向方向θ´jは、各セクタ31の指向方向θj,k、又はセルラ基地局30とセルラ端末20との間の距離Rj,k,lとθj,kの関数Gとして算出する。
θ´jの算出関数の例として、仮想セクタ32の中心角の2等分線の指向方向を用いる。つまり、仮想セクタ32の角度広がりを成す2つの指向方向θ1,θ2(θ1>θ2)を求め、その中間の角度の方向(θ1−θ2)/2をθ´jとする。但し、θ1,θ2の角度差がπより大きい場合はθ´j−πを指向方向とする。つまり
B´jにおいて、仮想セクタ32の半径R´jは、B´jにおけるセルラ基地局30とセルラ端末20との間の距離Rj,k,lの関数Hとして算出する。
R´jの算出関数の例として、Rj,k,lの任意の値をR´jとして用いることができる。つまり、
仮想セクタの角度広がりが0≦αj≦πの場合:
[0,π]の領域において、仮想セクタのセクタ半径R´j及び角度広がりαjに関する増加関数が信頼度関数として用いられる。関数として以下の何れかを用いることができる。
(2)仮想セクタの弧上における端点から弧の中点までの距離を用いる。つまり、
(3)仮想セクタの弧上における端点から仮想セクタの重心までの距離を用いる。つまり、
(5)仮想セクタの円弧上における両端点から円弧の中点までの距離和を用いる。つまり、
(6)仮想セクタの弦の長さ(円弧上における一方の端点からもう一方の端点までの距離)を用いる。つまり、
(π,2π)の領域において、仮想セクタのセクタ半径R´j及び角度広がりαjに関する増加関数が信頼度関数として用いられる。関数としては、例えば、図11に示すような、仮想セクタの円弧の両端点32cから円弧の中点32bまでの距離の和等、上記の0≦αj≦πの場合における(1),(2),(4),(5)の何れかを用いることができる。[0,2π)においては、上記の[0,π]及び(π,2π)の2種類の関数を組み合わせて用いることができる。
Claims (18)
- 移動通信端末の位置を推定する測位システムであって、
1以上の電波の発信源と前記移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて算出される当該発信源と当該移動通信端末との間の距離を示す情報を取得する距離情報取得手段と、
前記電波の発信源から送信されて前記移動通信端末に受信された電波の方向を示す情報を複数、取得する方向情報取得手段と、
前記方向情報取得手段により取得された複数の電波の方向を示す情報から、予め記憶された範囲算出ルールに基づいて、前記電波の発信源から前記移動通信端末への方向の範囲を前記発信源毎に算出する方向範囲算出手段と、
前記距離情報取得手段により取得された前記距離、及び前記方向範囲算出手段により算出された前記方向の範囲に基づいて、前記移動通信端末の位置を算出する位置算出手段と、
を備え、
前記位置算出手段は、
前記距離情報取得手段により取得された前記距離、及び前記方向範囲算出手段により算出された前記方向の範囲から、予め記憶された信頼度算出ルールに基づいて、前記移動通信端末の測位に対しての電波の信頼度を発信源毎に評価する信頼度評価手段と、
前記信頼度評価手段により評価された信頼度に基づいて、前記移動通信端末の位置の算出に用いる情報に係る前記発信源を決定する決定手段と、
を備える測位システム。 - 移動通信端末の位置を推定する測位システムであって、
複数の電波の発信源と前記移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて算出される当該発信源と当該移動通信端末との間の距離を示す情報を取得する距離情報取得手段と、
前記電波の発信源から送信されて前記移動通信端末に受信された電波の方向を示す情報を複数、取得する方向情報取得手段と、
前記方向情報取得手段により取得された複数の電波の方向を示す情報から、予め記憶された範囲算出ルールに基づいて、前記電波の発信源から前記移動通信端末への方向の範囲を前記発信源毎に算出する方向範囲算出手段と、
前記距離情報取得手段により取得された前記距離、及び前記方向範囲算出手段により算出された前記方向の範囲に基づいて、前記移動通信端末の位置を算出する位置算出手段と、
を備え、
前記位置算出手段は、
前記距離情報取得手段により取得された前記距離、及び前記方向範囲算出手段により算出された前記方向の範囲から、予め記憶された信頼度算出ルールに基づいて、前記移動通信端末の測位に対しての電波の信頼度を発信源毎に評価する信頼度評価手段と、
前記信頼度評価手段により評価された信頼度に基づいて、前記移動通信端末の位置の算出に用いる情報に係る前記発信源を決定する決定手段と、
を備える測位システム。 - 前記方向範囲算出手段は、前記発信源毎の、前記移動通信端末によって電波が受信された回数にも基づいて、前記方向の範囲を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の測位システム。
- 前記位置算出手段は、前記決定手段により決定された前記発信源と前記移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて、当該発信源から前記移動通信端末への方向、及び当該発信源と前記移動通信端末との間の距離を算出して、当該方向及び距離から前記移動通信端末の位置を算出することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の測位システム。
- 前記位置算出手段は、前記決定手段により決定された発信源から前記移動通信端末への方向を、当該発信源から当該移動通信端末への方向の範囲の中心として算出することを特徴とする請求項4に記載の測位システム。
- 前記位置算出手段は、前記決定手段により決定された発信源から前記移動通信端末への方向を、当該発信源から送信されて前記移動通信端末に受信された電波の方向の平均値として算出することを特徴とする請求項4に記載の測位システム。
- 前記位置算出手段は、前記決定手段により決定された発信源から前記移動通信端末への方向を、当該発信源から送信されて前記移動通信端末に受信された電波の方向のうち、当該電波に基づいて算出される当該発信源と前記移動通信端末との間の距離が最も小さい方向として算出することを特徴とする請求項4に記載の測位システム。
- 前記位置算出手段は、前記決定手段により決定された発信源と前記移動通信端末との間の距離を、当該発信源と当該移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて算出される前記距離の何れかとして算出することを特徴とする請求項4に記載の測位システム。
- 前記位置算出手段は、前記決定手段により決定された発信源と前記移動通信端末との間の距離を、当該発信源と当該移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて算出される前記距離のうち最も小さい距離として算出することを特徴とする請求項8に記載の測位システム。
- 前記位置算出手段は、前記決定手段により決定された発信源と前記移動通信端末との間の距離を、当該発信源と当該移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて算出される前記距離の平均値として算出することを特徴とする請求項4に記載の測位システム。
- 前記位置算出手段は、前記決定手段により決定された発信源と前記移動通信端末との間の距離を、当該発信源と当該移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて算出される前記距離を距離の範囲毎のクラスタに切り分けるクラスタリングを行って、クラスタ内の個数によって算出することを特徴とする請求項4に記載の測位システム。
- 前記距離情報取得手段により取得される距離を算出するために用いられると共に前記方向情報取得手段により方向が取得される電波として、測位用信号を前記発信源から前記移動通信端末に対して送信させる制御を行う送信制御手段を更に備える請求項1〜11の何れか一項に記載の測位システム。
- 前記距離情報取得手段は、前記送信制御手段によって制御されて発信源から送信された測位用信号を受信した前記移動通信端末から、当該受信に応じて送信されて当該発信源によって受信された応答信号の伝搬遅延又は強度の減衰量に基づいて、前記距離を算出することを特徴とする請求項12に記載の測位システム。
- 前記方向情報取得手段は、前記移動通信端末に受信された電波のセクタに基づく方向の情報を当該電波の方向を示す情報として取得することを特徴とする請求項1〜13の何れか一項に記載の測位システム。
- 移動通信端末の位置を推定する測位方法であって、
1以上の電波の発信源と前記移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて算出される当該発信源と当該移動通信端末との間の距離を示す情報を取得する距離情報取得ステップと、
前記電波の発信源から送信されて前記移動通信端末に受信された電波の方向を示す情報を複数、取得する方向情報取得ステップと、
前記方向情報取得ステップにおいて取得された複数の電波の方向を示す情報から、予め記憶された範囲算出ルールに基づいて、前記電波の発信源から前記移動通信端末への方向の範囲を前記発信源毎に算出する方向範囲算出ステップと、
前記距離情報取得ステップにおいて取得された前記距離、及び前記方向範囲算出ステップにおいて算出された前記方向の範囲に基づいて、前記移動通信端末の位置を算出する位置算出ステップと、
を含み、
前記位置算出ステップは、
前記距離情報取得ステップにおいて取得された前記距離、及び前記方向範囲算出ステップにおいて算出された前記方向の範囲から、予め記憶された信頼度算出ルールに基づいて、前記移動通信端末の測位に対しての電波の信頼度を発信源毎に評価する信頼度評価ステップと、
前記信頼度評価ステップにおいて評価された信頼度に基づいて、前記移動通信端末の位置の算出に用いる情報に係る前記発信源を決定する決定ステップと、
を含む測位方法。 - 移動通信端末の位置を推定する測位方法であって、
複数の電波の発信源と前記移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて算出される当該発信源と当該移動通信端末との間の距離を示す情報を取得する距離情報取得ステップと、
前記電波の発信源から送信されて前記移動通信端末に受信された電波の方向を示す情報を複数、取得する方向情報取得ステップと、
前記方向情報取得ステップにおいて取得された複数の電波の方向を示す情報から、予め記憶された範囲算出ルールに基づいて、前記電波の発信源から前記移動通信端末への方向の範囲を前記発信源毎に算出する方向範囲算出ステップと、
前記距離情報取得ステップにおいて取得された前記距離、及び前記方向範囲算出ステップにおいて算出された前記方向の範囲に基づいて、前記移動通信端末の位置を算出する位置算出ステップと、
を含み、
前記位置算出ステップは、
前記距離情報取得ステップにおいて取得された前記距離、及び前記方向範囲算出ステップにおいて算出された前記方向の範囲から、予め記憶された信頼度算出ルールに基づいて、前記移動通信端末の測位に対しての電波の信頼度を発信源毎に評価する信頼度評価ステップと、
前記信頼度評価ステップにおいて評価された信頼度に基づいて、前記移動通信端末の位置の算出に用いる情報に係る前記発信源を決定する決定ステップと、
を含む測位方法。 - コンピュータに移動通信端末の位置を推定させる測位プログラムであって、
1以上の電波の発信源と前記移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて算出される当該発信源と当該移動通信端末との間の距離を示す情報を取得する距離情報取得機能と、
前記電波の発信源から送信されて前記移動通信端末に受信された電波の方向を示す情報を複数、取得する方向情報取得機能と、
前記方向情報取得機能により取得された複数の電波の方向を示す情報から、予め記憶された範囲算出ルールに基づいて、前記電波の発信源から前記移動通信端末への方向の範囲を前記発信源毎に算出する方向範囲算出機能と、
前記距離情報取得機能により取得された前記距離、及び前記方向範囲算出機能により算出された前記方向の範囲に基づいて、前記移動通信端末の位置を算出する位置算出機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記位置算出機能は、
前記距離情報取得機能により取得された前記距離、及び前記方向範囲算出機能により算出された前記方向の範囲から、予め記憶された信頼度算出ルールに基づいて、前記移動通信端末の測位に対しての電波の信頼度を発信源毎に評価する信頼度評価機能と、
前記信頼度評価機能により評価された信頼度に基づいて、前記移動通信端末の位置の算出に用いる情報に係る前記発信源を決定する決定機能と、
を有する測位プログラム。 - コンピュータに移動通信端末の位置を推定させる測位プログラムであって、
複数の電波の発信源と前記移動通信端末との間で送受信された電波に基づいて算出される当該発信源と当該移動通信端末との間の距離を示す情報を取得する距離情報取得機能と、
前記電波の発信源から送信されて前記移動通信端末に受信された電波の方向を示す情報を複数、取得する方向情報取得機能と、
前記方向情報取得機能により取得された複数の電波の方向を示す情報から、予め記憶された範囲算出ルールに基づいて、前記電波の発信源から前記移動通信端末への方向の範囲を前記発信源毎に算出する方向範囲算出機能と、
前記距離情報取得機能により取得された前記距離、及び前記方向範囲算出機能により算出された前記方向の範囲に基づいて、前記移動通信端末の位置を算出する位置算出機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記位置算出機能は、
前記距離情報取得機能により取得された前記距離、及び前記方向範囲算出機能により算出された前記方向の範囲から、予め記憶された信頼度算出ルールに基づいて、前記移動通信端末の測位に対しての電波の信頼度を発信源毎に評価する信頼度評価機能と、
前記信頼度評価機能により評価された信頼度に基づいて、前記移動通信端末の位置の算出に用いる情報に係る前記発信源を決定する決定機能と、
を有する測位プログラム。
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