JP5577810B2 - POSITION ESTIMATION DEVICE, POSITION ESTIMATION PROGRAM, AND POSITION ESTIMATION METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、位置推定装置、位置推定プログラム及び位置推定方法に関する。 The present invention relates to a position estimation device, a position estimation program, and a position estimation method.
従来、携帯電話機等の端末装置には、無線IC(Integrated Circuit)タグが組み込まれているものがある。かかる無線ICタグは、種々のデータを記憶し、電波や電磁波等によりデータを読み取る機器と通信を行なう。また、無線ICタグは、端末装置だけでなく様々なものに取り付け可能であり、当該無線ICタグが取り付けられた人や物等の識別や管理等も行なわれる。 2. Description of the Related Art Conventionally, some terminal devices such as mobile phones have a built-in wireless IC (Integrated Circuit) tag. Such a wireless IC tag stores various data and communicates with a device that reads the data by radio waves or electromagnetic waves. In addition, the wireless IC tag can be attached to various devices as well as the terminal device, and identification, management, and the like of a person or an object to which the wireless IC tag is attached are performed.
また、無線ICタグの位置を推定することは、端末装置のユーザに対する商品情報及び位置情報等の提供の際に重要となる。特に、地下街や混雑する駅構内等のマルチパス環境下では、より正確な位置の推定が求められる。位置推定の方法では、アクセスポイントと端末装置との間において、見通し内(LOS:Line of Sight)環境或いは見通し外(NLOS:Non Line of Sight)環境がダイナミックに出現する。このため、LOS環境にのみ適応可能であるレーザ等を用いた測距手法は、マルチパス環境下において利用することが困難である。 In addition, estimating the position of the wireless IC tag is important when providing product information, position information, and the like to the user of the terminal device. In particular, in a multipath environment such as an underground shopping center or a crowded station, a more accurate position estimation is required. In the position estimation method, a line-of-sight (LOS) environment or a non-line-of-sight (NLOS) environment dynamically appears between the access point and the terminal device. For this reason, it is difficult to use a ranging method using a laser or the like that can be applied only to the LOS environment in a multipath environment.
そこで、最近では、一つの態様として、NLOS環境でも適応可能である電波を用いた位置推定の手法がある。例えば、電波を用いた位置推定では、端末装置からの距離が比較的小さく、設置位置が既知である無線LAN(Local Area Network)等のアクセスポイントを基準として位置推定が行なわれることにより、誤差を比較的小さく抑えられる。 Thus, recently, as one aspect, there is a position estimation method using radio waves that can be applied even in an NLOS environment. For example, in position estimation using radio waves, the position estimation is performed with reference to an access point such as a wireless local area network (LAN) whose installation position is known because the distance from the terminal device is relatively small. Relatively small.
また、他の態様として、アレーアンテナを用いた位置推定の手法がある。例えば、アレーアンテナを用いた位置推定では、アクセスポイントから周方向の識別の分解能を上げることができるので、周囲の物体に起因して生じるマルチパス波による干渉の影響を抑制できる。 As another mode, there is a position estimation method using an array antenna. For example, in position estimation using an array antenna, since the resolution of identification in the circumferential direction from the access point can be increased, the influence of interference due to multipath waves caused by surrounding objects can be suppressed.
しかしながら、従来技術では、対象物の位置を高精度に推定することができないという課題がある。具体的には、従来技術では、混雑した場所での人の位置や人の密度等が時々刻々と変化することで、人や障害物のない測定環境とは異なる伝搬状態が生じるため、位置推定に誤差が生じることになる。 However, the conventional technique has a problem that the position of the object cannot be estimated with high accuracy. Specifically, in the conventional technology, the position of a person in a crowded place, the density of the person, etc. change from moment to moment, resulting in a propagation state different from a measurement environment without people or obstacles. An error will occur.
そこで、本願に開示する技術は、上記に鑑みてなされたものであって、対象物の位置を高精度に推定することが可能である位置推定装置、位置推定プログラム及び位置推定方法を提供することを目的とする。 Therefore, the technology disclosed in the present application has been made in view of the above, and provides a position estimation device, a position estimation program, and a position estimation method capable of estimating the position of an object with high accuracy. With the goal.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本願に開示する位置推定装置は、障害物が存在せず、自装置及び端末間の距離が既知である状態において測定された該端末の受信電力と、前記自装置及び前記端末間の距離とを保持する測定値保持部を有する。また、位置推定装置は、測定対象である測定対象端末の受信電力と、該測定対象端末の環境における混雑度合いとを測定する測定部を有する。また、位置推定装置は、測定部によって測定された受信電力及び混雑度合いの関係から任意の関数を用いて近似して、近似された関数を補外することによって得られる混雑度合いがないときの受信電力を求める受信電力算出部を有する。また、位置推定装置は、測定値保持部に保持された受信電力及び距離の関係から任意の関数を用いて近似し、該近似された関数と受信電力算出部によって求められた受信電力とに基づいて、自装置及び測定対象端末間の距離を求める距離算出部を有する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the position estimation device disclosed in the present application is the received power of the terminal measured in a state where there is no obstacle and the distance between the own device and the terminal is known. And a measured value holding unit that holds the distance between the device and the terminal. In addition, the position estimation apparatus includes a measurement unit that measures the received power of the measurement target terminal that is the measurement target and the degree of congestion in the environment of the measurement target terminal. Further, the position estimation device approximates using an arbitrary function from the relationship between the received power measured by the measurement unit and the degree of congestion, and receives when there is no degree of congestion obtained by extrapolating the approximated function. A reception power calculation unit for obtaining power is included. Further, the position estimation device approximates using an arbitrary function from the relationship between the received power and the distance held in the measurement value holding unit, and based on the approximated function and the received power obtained by the received power calculation unit. And a distance calculation unit for obtaining a distance between the own device and the measurement target terminal.
本願に開示する位置推定装置、位置推定プログラム及び位置推定方法の一つの様態は、対象物の位置を高精度に推定することができるという効果を奏する。 One aspect of the position estimation device, the position estimation program, and the position estimation method disclosed in the present application has an effect that the position of the object can be estimated with high accuracy.
以下に添付図面を参照して、本願に開示する位置推定装置、位置推定プログラム及び位置推定方法の実施例を説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。また、各実施例は、内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。 Embodiments of a position estimation device, a position estimation program, and a position estimation method disclosed in the present application will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by the following examples. In addition, the embodiments can be appropriately combined within a range that does not contradict the contents.
図1を用いて、実施例1に係る位置推定装置の構成を説明する。図1は、実施例1に係る位置推定装置の構成例を示す図である。例えば、図1に示すように、位置推定装置1は、測定値保持部2と、測定部3と、受信電力算出部4と、距離算出部5とを有する。また、位置推定装置1は、例えば、ビームアンテナを有するアクセスポイントである基地局等である。
The configuration of the position estimation apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the position estimation apparatus according to the first embodiment. For example, as illustrated in FIG. 1, the
測定値保持部2は、障害物が存在せず、自装置及び端末間の距離が既知である状態において測定された該端末の受信電力と、自装置及び端末間の距離とを保持する。測定部3は、測定対象である測定対象端末の受信電力と、該測定対象端末の環境における混雑度合いとを測定する。
The measured
受信電力算出部4は、測定部3によって測定された受信電力及び混雑度合いの関係から任意の関数を用いて近似して、近似された関数を補外することによって得られる混雑度合いがないときの受信電力を求める。 The received power calculation unit 4 approximates using an arbitrary function from the relationship between the received power measured by the measurement unit 3 and the degree of congestion, and there is no degree of congestion obtained by extrapolating the approximated function. Obtain received power.
ここで、図2を用いて、実施例1に係る受信電力、混雑度合い及び近似で得られる関数を説明する。図2は、実施例1に係る受信電力、混雑度合い及び近似で得られる関数の例を示す図である。なお、図2では、縦軸は受信電力(RSS:Received Signal Strength)を示し、横軸は密度(混雑度合い)を示す。 Here, the received power, the degree of congestion, and the function obtained by approximation will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a function obtained by the received power, the degree of congestion, and approximation according to the first embodiment. In FIG. 2, the vertical axis represents received power (RSS) and the horizontal axis represents density (degree of congestion).
例えば、図2に示す黒い点は、測定部3によって測定された受信電力と混雑度合いとの関係を示している。そして、受信電力算出部4は、受信電力と混雑度合いとの関係から任意の関数で近似し、図2に示す実線の曲線を得る。続いて、受信電力算出部4は、実線の曲線を補外することによって得られる混雑度合いがゼロのときの受信電力RSS1を求める。なお、実線の曲線を補外した場合には、図2に示す点線の曲線になる。 For example, the black dots shown in FIG. 2 indicate the relationship between the received power measured by the measuring unit 3 and the degree of congestion. Then, the received power calculation unit 4 approximates with an arbitrary function from the relationship between the received power and the degree of congestion, and obtains a solid curve shown in FIG. Subsequently, the received power calculation unit 4 obtains the received power RSS 1 when the degree of congestion obtained by extrapolating the solid curve is zero. When extrapolating the solid curve, the dotted curve shown in FIG. 2 is obtained.
距離算出部5は、測定値保持部2に保持された受信電力及び距離の関係から任意の関数を用いて近似し、該近似された関数と受信電力算出部4によって求められた受信電力とに基づいて、自装置及び測定対象端末間の距離を求める。
The
ここで、図3及び図4を用いて、実施例1に係る距離算出部5によって求められる距離について説明する。図3は、実施例1に係る測定値保持部2に保持された受信電力、距離及び近似で得られる関数の例を示す図である。図4は、実施例1に係る距離算出部5によって求められる距離を説明する図である。なお、図3及び図4では、縦軸は受信電力(RSS)を示し、横軸は端末或いは測定対象端末を持ったユーザまでの距離を示す。
Here, the distance calculated | required by the
例えば、図3に示す黒い点は、測定値保持部2に保持された受信電力と距離との関係を示している。そして、距離算出部5は、受信電力と距離との関係から任意の関数で近似し、図3に示す実線の曲線を得る。続いて、距離算出部5は、図4に示すように、この曲線を用いて受信電力算出部4によって求められた受信電力RSS1から測定対象端末を持ったユーザまでの距離を求める。なお、求められた距離は、所定の表示部に出力したり、他の装置に通知したりする。
For example, the black dots shown in FIG. 3 indicate the relationship between the received power held in the measured
このように、位置推定装置1は、混雑度合いが仮想的にゼロになったときの受信電力と、混雑していない環境で事前に測定された受信電力及びユーザまでの距離の関係のグラフとの比較によって、現在のユーザまでの距離を求める。この結果、位置推定装置1は、混雑した場所における距離算出において、人や障害物のない測定環境とは異なる伝搬状態が生じることによって位置推定に誤差が生じる従来技術と比較して、対象物の位置を高精度に推定することができる。
As described above, the
[実施例2に係る伝送装置の構成]
図5を用いて、実施例2に係る位置推定装置の構成を説明する。図5は、実施例2に係る位置推定装置の構成例を示す図である。
[Configuration of Transmission Apparatus According to Second Embodiment]
The configuration of the position estimation apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the position estimation apparatus according to the second embodiment.
例えば、図5に示すように、位置推定装置100は、ビームアンテナ101と、測定センサ102とを有する。また、位置推定装置100は、測定値保持部111を有する。また、位置推定装置100は、センサ切替部121と、ユーザID(IDentifier)認識部122と、受信電力測定部123と、混雑度合測定部124と、最小自乗近似関数生成部125と、位置推定部126とを有する。なお、位置推定装置100は、実施例1に係る位置推定装置1の一例である。
For example, as illustrated in FIG. 5, the
ビームアンテナ101は、例えば、指向性を有するアンテナであり、複数の方向にビームを出力する。測定センサ102は、例えば、レーザ距離計等のセンサであり、ビームアンテナ101に追従して動作する。かかる測定センサ102は、後述する混雑度合測定部124によって混雑度合いの測定の開始を通知された場合に、レーザ距離計を用いた測定を開始する。
The
測定値保持部111は、例えば、端末を持ったユーザ以外のユーザやその他の障害物等が存在しない状態、且つ、位置推定装置100及び端末間の距離が既知である状態において位置推定装置100で受信された受信電力と、該端末までの距離とを保持する。かかる端末までの距離は、レーザ距離計やその他の機器を用いて測定することが好ましい。なお、測定値保持部111には、上記のようにして測定されたデータが予め保持される。また、測定値保持部111は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置である。
The measurement value holding unit 111 is, for example, the
センサ切替部121は、例えば、ビームアンテナ101を制御するとともに、該ビームアンテナ101に追従して測定センサ102が動作するように、該測定センサ102の切り替え制御を行なう。センサ切替部121によるビームアンテナ101の制御では、後述するユーザID認識部122によってユーザIDを認識したことが通知された場合に、ビーム方向が固定される。そして、センサ切替部121は、ユーザID認識部122によるユーザIDの認識が確認できなくなると、ビームアンテナ101に対し再度ビームを出力させて測定対象となる測定対象端末を探索させる。
For example, the
ユーザID認識部122は、例えば、ビームアンテナ101によって出力されたビームに対し、測定対象端末からユーザIDが応答された場合に、該ユーザIDを認識してセンサ切替部121に通知する。そして、ユーザID認識部122は、認識されたユーザIDを位置推定部126に通知する。
For example, when a user ID is returned from the measurement target terminal to the beam output from the
受信電力測定部123は、例えば、ビームアンテナ101から出力されたビームを受けた測定対象端末から送信された信号を受信し、受信された信号の受信電力(RSS:Received Signal Strength)を測定する。そして、受信電力測定部123は、測定された受信電力を所定閾値と比較し、該受信電力が所定閾値以下である場合に、混雑度合測定部124に混雑度合いの測定を依頼する。一方、受信電力測定部123は、測定された受信電力が所定閾値より大きい場合に、LOS且つ位置推定装置100から極めて近い場所に測定対象端末が位置することとして判定する。なお、受信電力測定部123は、測定された受信電力を最小自乗近似関数生成部125に通知する。
The received
混雑度合測定部124は、例えば、受信電力測定部123から混雑度合いの測定を依頼された場合に、測定センサ102に対して混雑度合いの開始を通知する。そして、混雑度合測定部124は、測定された混雑度合いを最小自乗近似関数生成部125に通知する。
The congestion
ここで、図6A及び図6Bを用いて、実施例2に係るレーザ距離計を用いた距離の測定を説明する。図6A及び図6Bは、実施例2に係るレーザ距離計を用いた距離の測定例を示す図である。なお、図6A及び図6Bでは、地下街の通路等の閉空間において、測定対象端末を持ったユーザと位置推定装置100とがLOSになったりNLOSになったりする様子を示す。また、図6A及び図6Bでは、測定対象端末を持ったユーザを網掛けの円で示し、該ユーザ以外の障害物を黒い円で示す。また、図6A及び図6Bでは、ビームアンテナ101によって出力されたビームを網掛けの楕円で示し、レーザ距離計によって出力されたレーザを矢印で示す。
Here, the measurement of the distance using the laser rangefinder according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. 6A and 6B are diagrams illustrating an example of distance measurement using the laser distance meter according to the second embodiment. 6A and 6B show a situation in which the user having the measurement target terminal and the
例えば、図6A及び図6Bに示すように、混雑度合測定部124は、測定センサ102に対し、ビームアンテナ101のビーム方向θnの左右Δθの角度で走査させ、最も近傍な障害物までの距離を測定する。走査させる角度Δθは、例えば、10°等である。なお、測定センサ102のレーザ距離計によって出力されるレーザは、障害物が固定されていないため、左右Δθの角度で走査させずに一定方向に固定するようにしても良い。このとき、混雑度合測定部124は、例えば、測定センサ102に対して周期Tでレーザを出力するように制御し、障害物までの距離が測定されることにより混雑度合いを測定する。
For example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the congestion
ここで、図7を用いて、実施例2に係る混雑度合測定部124によって測定された距離と時間との関係を説明する。図7は、実施例2に係る混雑度合測定部124によって測定された距離と時間との関係を示す図である。なお、図7では、縦軸は障害物までの距離を示し、横軸は時間を示す。なお、この「障害物」は、人混みを指す。
Here, the relationship between the distance and time measured by the congestion
例えば、図7に示すように、混雑度合測定部124は、周期Tごとに「障害物A」、「障害物B」、「障害物C」、「障害物D」、「障害物E」及び「障害物F」等までの距離を測定する。また、混雑度合測定部124は、混雑度合いが大きいほど周期Tを小さくする。すなわち、混雑度合いが大きい場合には、測定の頻度を短くして更新回数を増やすことによって、より有用な混雑度合いの測定が可能になる。
For example, as shown in FIG. 7, the congestion
最小自乗近似関数生成部125は、例えば、受信電力測定部123によって測定された受信電力と、混雑度合測定部124によって測定された混雑度合いとの関係から最小自乗近似関数で近似する。そして、最小自乗近似関数生成部125は、近似された関数を補外することによって得られる混雑度合いがないときの受信電力を求める。
For example, the least square approximation function generation unit 125 approximates with a least square approximation function from the relationship between the received power measured by the received
ここで、図8を用いて、実施例2に係る受信電力、混雑度合い及び最小自乗近似で得られる関数を説明する。図8は、実施例2に係る受信電力、混雑度合い及び最小自乗近似で得られる関数の例を示す図である。なお、図8では、縦軸は受信電力を示し、横軸は密度又は障害物までの距離を示す。 Here, a function obtained by the received power, the degree of congestion, and the least square approximation according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating examples of functions obtained by the received power, the degree of congestion, and the least square approximation according to the second embodiment. In FIG. 8, the vertical axis indicates the received power, and the horizontal axis indicates the density or the distance to the obstacle.
例えば、図8に示す黒い点は、受信電力測定部123によって求められた受信電力と、混雑度合測定部124によって測定された距離との関係を示している。また、図8に示すA〜Fは、図7に示したA〜Fと対応する。そして、最小自乗近似関数生成部125は、受信電力と混雑度合いとの関係から最小自乗近似関数で近似し、図8に示す実線を得る。続いて、最小自乗近似関数生成部125は、実線を補外することによって得られる混雑度合いがゼロ、すなわち反対側の壁まで到達する際の受信電力RSS1を求める。なお、実線を補外した場合には、図8に示す点線になる。
For example, the black dots shown in FIG. 8 indicate the relationship between the received power obtained by the received
位置推定部126は、例えば、測定値保持部111に保持された受信電力及び距離の関係から最小自乗近似関数で近似する。そして、位置推定部126は、近似された関数と、最小自乗近似関数生成部125によって求められた受信電力とに基づいて、位置推定装置100及び測定対象端末間の距離を求める。位置推定部126による距離の算出は、図4に示したものと同様となるのでその説明を省略する。なお、位置推定部126は、ユーザID認識部122からユーザIDを受け付けて、該ユーザIDと求めた距離とを所定の表示部に出力したり、他の装置に通知したりする。また、他の装置は、受け付けたユーザIDと距離とに基づき、ユーザIDに該当する端末に対して経路情報を通知したり、近くのお店の商品情報を通知したりする。
For example, the
なお、センサ切替部121〜位置推定部126は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路である。或いは、センサ切替部121〜位置推定部126は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の電子回路である。また、測定値保持部111は、実施例1に係る測定値保持部2の一例である。また、混雑度合測定部124及び受信電力測定部123は、実施例1に係る測定部3の一例である。また、最小自乗近似関数生成部125は、実施例1に係る受信電力算出部4の一例である。また、位置推定部126は、実施例1に係る距離算出部5の一例である。
The
[実施例2に係る位置推定処理]
次に、図9を用いて、実施例2に係る位置推定処理を説明する。図9は、実施例2に係る位置推定処理の例を示すフローチャートである。
[Position Estimation Processing According to Second Embodiment]
Next, the position estimation process according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the position estimation process according to the second embodiment.
例えば、図9に示すように、位置推定装置100は、ビームアンテナ101のビーム角度を「θn=θ1」に設定する(ステップS101)。そして、位置推定装置100は、ビームアンテナ101によるビームスキャンを開始する(ステップS102)。続いて、位置推定装置100は、ビーム角度「θn」によるビームスキャンでユーザIDを認識できたか否かを判定する(ステップS103)。
For example, as shown in FIG. 9, the
このとき、位置推定装置100は、ユーザIDを認識できない場合に(ステップS103否定)、「n=n+1」にして、「n<=N」であるか否かを判定する(ステップS104)。なお、Nは、例えば、スキャン可能なビーム方向の総数である。そして、位置推定装置100は、上記条件を満たさない場合すなわちビーム角度「θ1」から始まったビームスキャンがN個の方向全てについてのスキャンを終了したとき(ステップS104否定)、ビーム角度「θn=θ1」として(ステップS105)、ステップS102の処理を実行する。なお、位置推定装置100は、上記条件を満たす場合に(ステップS104肯定)、ステップS102の処理を実行する。
At this time, if the user ID cannot be recognized (No at Step S103), the
一方、位置推定装置100は、ユーザIDを認識した場合に(ステップS103肯定)、該当するユーザIDの端末から出力された受信電力を測定する(ステップS106)。そして、位置推定装置100は、測定された受信電力が所定閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップS107)。
On the other hand, when recognizing the user ID (Yes at Step S103), the
このとき、位置推定装置100は、受信電力が所定閾値よりも大きい場合に(ステップS107肯定)、LOS且つ位置推定装置100から極めて近い場所に端末が位置することとして、該当ユーザまでの距離を例えば50cm等として求める(ステップS112)。なお、該当ユーザまでの距離は、例えば、1m以内の距離として推定しても良く、該1m以内の距離であれば実用上の誤差は小さい。
At this time, if the received power is larger than the predetermined threshold (Yes at Step S107), the
一方、位置推定装置100は、受信電力が所定閾値以下である場合に(ステップS107否定)、θnの方向に周期Tでレーザを出力し、障害物までの距離の時間平均を求めることで、ユーザ周囲における混雑度合いを測定する(ステップS108)。すなわち、位置推定装置100は、ユーザ周囲のみの環境における混雑度合いを測定することで、処理負荷を削減できるとともに、より高精度に位置推定を行なうことができる。また、混雑度合いの測定時には、混雑度合いが大きいほど測定頻度を短くすることが好ましい。
On the other hand, when the received power is equal to or less than the predetermined threshold (No at Step S107), the
そして、位置推定装置100は、測定された受信電力とレーザによる距離平均とを所定のメモリに記録する(ステップS109)。続いて、位置推定装置100は、「距離平均のデータ数m<=M」を満たすか否かを判定する(ステップS110)。すなわち、Mは、ユーザまでの距離の算出に十分なデータ数を示す。
Then, the
このとき、位置推定装置100は、ユーザまでの距離の算出に十分なデータがないと判定した場合に(ステップS110肯定)、ステップS108の処理を実行する。一方、位置推定装置100は、ユーザまでの距離の算出に十分なデータがあると判定した場合に(ステップS110否定)、距離平均と受信電力との関係から最小自乗近似の関数を生成して、補外して得られるRSS1を求める(ステップS111)。
At this time, if it is determined that there is not enough data for calculating the distance to the user (Yes at Step S110), the
そして、位置推定装置100は、測定値保持部111に保持された受信電力及び距離の関係から最小自乗近似関数で近似し、該関数と求められたRSS1とに基づいて、該当するユーザIDの測定対象端末までの距離を求める(ステップS112)。
Then, the
[実施例2による効果]
上述したように、位置推定装置100は、レーザ距離計を用いて測定対象端末の周辺の障害物の距離を測定することで混雑度合いを測定し、該測定対象端末までの距離を求めるので、より高精度に測定対象端末までの距離を推定することができる。
[Effects of Example 2]
As described above, the
ここで、図10A〜図10Dを用いて、実施例2による効果を説明する。図10Aは、実施例2に係る位置推定装置100による位置推定結果を示す図である。図10Bは、実施例2に係る距離算出の誤差の度数分布を示す図である。図10Cは、従来技術による位置推定結果を示す図である。図10Dは、従来技術に係る距離算出の誤差の度数分布を示す図である。なお、図10A及び図10Cでは、位置推定結果を「×」印で示す。
Here, the effect by Example 2 is demonstrated using FIG. 10A-FIG. 10D. FIG. 10A is a diagram illustrating a result of position estimation performed by the
例えば、図10Aに示すように、位置推定装置100は、測定対象端末を示す「円」の周囲のみに位置する障害物までの距離を所定回数測定することにより位置推定を行なう。この結果、位置推定装置100は、図10A中の「×」で示すように、測定対象端末から比較的小さい距離に位置推定の結果を得ることができる。要するに、位置推定装置100は、図10Bに示すように、距離算出の誤差を比較的小さくすることができる。なお、図10Bでは、縦軸は度数を示し、横軸は誤差の度数分布を示す。
For example, as illustrated in FIG. 10A, the
また、例えば、図10Cに示すように、従来技術による位置推定では、伝搬状態の変化に対応できずに推定誤差が大きくなる結果、測定対象端末を示す「円」から遠い位置に位置推定の結果が分布する。要するに、従来技術では、図10Dに示すように、距離算出の誤差が比較的大きくなる。すなわち、位置推定装置100は、人混みの状態によって伝搬パラメータが逐次変化することにより推定誤差が大きくなる従来技術と比較して、対象物の位置を高精度に推定することができる。
Further, for example, as shown in FIG. 10C, in the position estimation according to the conventional technique, the estimation error becomes large because it cannot cope with the change of the propagation state, and as a result of the position estimation at a position far from the “circle” indicating the measurement target terminal. Is distributed. In short, in the prior art, as shown in FIG. 10D, the error in distance calculation is relatively large. That is, the
ところで、上記実施例2では、混雑度合いの測定でレーザ距離計を用いる場合を説明したが、非接触の温度計を用いることもできる。そこで、実施例3では、混雑度合いの測定で非接触の温度計を用いる場合を説明する。なお、以下では、非接触の温度計の一例として赤外線温度計を用いる場合を説明する。 By the way, although the case where the laser distance meter is used in the measurement of the degree of congestion has been described in the second embodiment, a non-contact thermometer can also be used. In the third embodiment, a case where a non-contact thermometer is used for measuring the degree of congestion will be described. In the following, a case where an infrared thermometer is used as an example of a non-contact thermometer will be described.
[実施例3に係る位置推定装置の測定センサ]
図11を用いて、実施例3に係る赤外線温度計を用いた温度の測定を説明する。図11は、実施例3に係る赤外線温度計を用いた温度の測定例を示す図である。なお、図11では、測定対象端末を持ったユーザを網掛けの円で示し、該ユーザ以外の障害物を黒い円で示す。また、図11では、ビームアンテナ101によって出力されたビームを網掛けの楕円で示し、赤外線温度計によって出力された赤外線の範囲を扇形で示す。
[Measurement Sensor of Position Estimation Device According to Third Embodiment]
The temperature measurement using the infrared thermometer according to Example 3 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating a temperature measurement example using the infrared thermometer according to the third embodiment. In FIG. 11, the user having the measurement target terminal is indicated by a shaded circle, and obstacles other than the user are indicated by a black circle. In FIG. 11, the beam output from the
例えば、図11に示すように、混雑度合測定部124は、測定センサ102に対し、ビームアンテナのビーム方向θnの角度において一定の角度幅内の空間における平均温度を測定するように制御する。すなわち、赤外線温度計を利用する場合には、人間のように周囲温度よりも高い温度を有する対象に適しており、該赤外線温度計の温度測定の範囲内に存在する人間の数に比例して、空間の平均温度が変化するので、混雑度合いを求めることができる。
For example, as shown in FIG. 11, the congestion
ここで、図12及び図13を用いて、実施例3に係る赤外線温度計を用いた混雑度合いについて説明する。図12は、実施例3に係る混雑度合測定部124によって測定された温度と時間との関係を示す図である。なお、図12では、縦軸は平均空間温度を示し、横軸は時間を示す。また、図13は、実施例3に係る受信電力、混雑度合い及び最小自乗近似で得られる関数の例を示す図である。なお、図13では、縦軸は受信電力を示し、横軸は密度又は空間平均温度を示す。
Here, the degree of congestion using the infrared thermometer according to Example 3 will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between temperature and time measured by the congestion
例えば、図12に示すように、混雑度合測定部124は、ある時刻における空間において「障害物H」〜「障害物M」の温度を測定する。また、例えば、図13に示す黒い点は、受信電力測定部123によって求められた受信電力と、混雑度合測定部124によって測定された空間平均温度との関係を示している。また、図13に示すH〜Mは、図12に示したH〜Mと対応する。そして、最小自乗近似関数生成部125は、受信電力と混雑度合いとの関係から最小自乗近似関数で近似し、図13に示す実線の曲線を得る。続いて、最小自乗近似関数生成部125は、実線の曲線を補外することによって得られる混雑度合いがゼロとなる際の受信電力RSS1を求める。なお、実線の曲線を補外した場合には、図13に示す点線の曲線になる。
For example, as illustrated in FIG. 12, the congestion
[実施例3に係る位置推定処理]
次に、図14を用いて、実施例3に係る位置推定処理を説明する。図14は、実施例3に係る位置推定処理の例を示すフローチャートである。なお、以下では、図9に示した位置推定処理と同様のステップについては図14において同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Position Estimation Processing According to Third Embodiment]
Next, the position estimation process according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of position estimation processing according to the third embodiment. In the following, the same steps as those in the position estimation process shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals in FIG.
例えば、図14に示すように、位置推定装置100は、赤外線温度計を用いて、周方向「θn」の周辺における空間の平均温度を周期Tで測定することにより、ユーザ周囲の混雑度合いを測定する(ステップS208)。そして、位置推定装置100は、測定された受信電力と、赤外線温度計によって測定された混雑度合いを示す温度の平均とを所定のメモリに記録する(ステップS209)。
For example, as illustrated in FIG. 14, the
[実施例3による効果]
上述したように、位置推定装置100は、赤外線温度計を用いて測定対象端末の周辺の障害物の温度を測定することで混雑度合いを測定し、該測定対象端末までの距離を求めるので、より高精度に測定対象端末までの距離を推定することができる。
[Effects of Example 3]
As described above, the
さて、これまで本願に開示する位置推定装置の実施例について説明したが、上述した実施例以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、(1)近似関数、(2)装置の構成、(3)プログラム、において異なる実施例を説明する。 Now, the embodiments of the position estimation device disclosed in the present application have been described above. However, the present invention may be implemented in various different forms other than the embodiments described above. Therefore, different embodiments in (1) approximation function, (2) device configuration, and (3) program will be described.
(1)近似関数
上記実施例では、任意の近似関数を用いて補外する場合を説明したが、該近似関数は、曲線であっても直線であっても良い。
(1) Approximate Function In the above embodiment, the case of extrapolation using an arbitrary approximate function has been described. However, the approximate function may be a curve or a straight line.
(2)装置の構成
また、上記文書中や図面中等で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータ等を含む情報(例えば、「測定値保持部111」に保持されるデータ等)については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
(2) Configuration of apparatus In addition, information including the processing procedure, control procedure, specific name, various data, parameters, and the like shown in the above-described document or drawing (for example, stored in “measurement value storage unit 111”) Data etc.) can be changed arbitrarily unless otherwise specified.
また、図示した位置推定装置100等の各構成要素は、機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は、図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負担や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合することができる。例えば、受信電力測定部123と混雑度合測定部124とを、ビームアンテナ101を介して受信電力を測定するとともに、測定センサ102を介して混雑度合いを測定する「測定部」として統合しても良い。
Each component of the illustrated
(3)プログラム
ところで、上記実施例では、ハードウェアロジックによって各種の処理を実現する場合を説明したが、予め用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現するようにしても良い。そこで、以下では、図15を用いて、上記実施例に示した位置推定装置1と同様の機能を有する位置推定プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図15は、位置推定プログラムを実行するコンピュータの例を示す図である。
(3) Program In the above embodiment, the case where various types of processing are realized by hardware logic has been described. However, it may be realized by executing a program prepared in advance by a computer. Therefore, in the following, an example of a computer that executes a position estimation program having the same function as the
図15に示すように、位置推定装置1としてのコンピュータ11は、バス18で接続されるHDD13、CPU14、ROM15及びRAM16等を有する。
As shown in FIG. 15, the
ROM15には、上記実施例に示した位置推定装置1と同様の機能を発揮する位置推定プログラム、つまり、図15に示すように、測定プログラム15aと、受信電力算出プログラム15bと、距離算出プログラム15cとが予め記憶されている。なお、これらのプログラム15a〜プログラム15cについては、図1に示した位置推定装置1の各構成要素と同様、適宜統合または分散しても良い。
The
そして、CPU14がこれらのプログラム15a〜プログラム15cをROM15から読み出して実行する。これにより、図15に示すように、プログラム15a〜プログラム15cは、測定プロセス14aと、受信電力算出プロセス14bと、距離算出プロセス14cとして機能するようになる。なお、プロセス14a〜プロセス14cは、図1に示した、測定部3と、受信電力算出部4と、距離算出部5とに対応する。そして、CPU14は、RAM16に記録されたデータ(例えば、測定値データ)に基づいて位置推定プログラムを実行する。
Then, the
なお、上記各プログラム15a〜プログラム15cについては、必ずしも最初からROM15に記憶させておく必要はない。例えば、コンピュータ11に挿入されるフレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカード等の「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させておいても良い。また、例えば、コンピュータ11の内外に備えられるHDD等の「固定用の物理媒体」に各プログラムを記憶させておいても良い。また、例えば、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータ11に接続される「他のコンピュータ(またはサーバ)」等に各プログラムを記憶させておいても良い。そして、コンピュータ11がこれから各プログラムを読み出して実行するようにしても良い。
Note that the
100 位置推定装置
101 ビームアンテナ
102 測定センサ
111 測定値保持部
121 センサ切替部
122 ユーザID認識部
123 受信電力測定部
124 混雑度合測定部
125 最小自乗近似関数生成部
126 位置推定部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
測定対象である測定対象端末の受信電力と、該測定対象端末の環境における障害物の密度である混雑度合いとを測定する測定部と、
前記測定部によって測定された受信電力及び混雑度合いの関係から任意の関数を用いて近似して、近似された関数を補外することによって得られる混雑度合いがないときの受信電力を求める受信電力算出部と、
前記測定値保持部に保持された受信電力及び距離の関係から任意の関数を用いて近似し、該近似された関数と前記受信電力算出部によって求められた受信電力とに基づいて、自装置及び前記測定対象端末間の距離を求める距離算出部と
を有し、
前記測定部は、
空間内の平均温度を測定し、測定した平均温度から前記混雑度合いを求めることを特徴とする位置推定装置。 A measured value holding unit that holds the received power of the terminal measured in a state where there is no obstacle and the distance between the own device and the terminal is known, and the distance between the own device and the terminal;
A measurement unit that measures the received power of the measurement target terminal that is the measurement target and the degree of congestion that is the density of obstacles in the environment of the measurement target terminal;
Approximating with an arbitrary function from the relationship between the received power measured by the measuring unit and the degree of congestion, and calculating received power when there is no degree of congestion obtained by extrapolating the approximated function And
Approximate using an arbitrary function from the relationship between the received power and distance held in the measurement value holding unit, and based on the approximated function and the received power obtained by the received power calculating unit, have a distance calculation unit for determining the distance between the measurement target terminal,
The measuring unit is
Measuring the average temperature in the space, the position estimation device according to claim Rukoto seek the congestion degree from the measured average temperature.
前記測定手順によって測定された受信電力及び混雑度合いの関係から任意の関数を用いて近似して、近似された関数を補外することによって得られる混雑度合いがないときの受信電力を求める受信電力算出手順と、
障害物が存在せず、位置推定装置及び端末間の距離が既知である状態において測定された該端末の受信電力と、前記位置推定装置及び前記端末間の距離とを保持する測定値保持部に保持された受信電力及び距離の関係から、任意の関数を用いて近似し、該近似された関数と前記受信電力算出手順によって求められた受信電力とに基づいて、前記位置推定装置及び前記測定対象端末間の距離を求める距離算出手順と
をコンピュータに実行させ、
前記測定手順において、
空間内の平均温度を測定し、測定した平均温度から前記混雑度合いを求める処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする位置推定プログラム。 A measurement procedure for measuring the received power of the measurement target terminal that is the measurement target and the degree of congestion that is the density of obstacles in the environment of the measurement target terminal;
Approximating with an arbitrary function from the relationship between the received power measured by the measurement procedure and the degree of congestion, and calculating received power when there is no congestion degree obtained by extrapolating the approximated function Procedure and
A measured value holding unit that holds the received power of the terminal measured in a state where there is no obstacle and the distance between the position estimating device and the terminal is known, and the distance between the position estimating device and the terminal From the relationship between the stored received power and distance, approximate using an arbitrary function, and based on the approximated function and the received power obtained by the received power calculation procedure, the position estimation device and the measurement object Let the computer execute the distance calculation procedure to find the distance between the terminals ,
In the measurement procedure,
Measuring the average temperature in the space, a position estimation program characterized Rukoto from the measured average temperature to execute the process of obtaining the congestion degree to the computer.
前記測定ステップによって測定された受信電力及び混雑度合いの関係から任意の関数を用いて近似する第1の近似ステップと、
前記近似ステップによって近似された関数を補外することによって得られる混雑度合いがないときの受信電力を求める受信電力算出ステップと、
障害物が存在せず、位置推定装置及び端末間の距離が既知である状態において測定された該端末の受信電力と、前記位置推定装置及び前記端末間の距離とを保持する測定値保持部に保持された受信電力及び距離の関係から、任意の関数を用いて近似する第2の近似ステップと、
前記第2の近似ステップによって近似された関数と前記受信電力算出ステップによって求められた受信電力とに基づいて、前記位置推定装置及び前記測定対象端末間の距離を求める距離算出ステップと
を含み、
前記測定ステップにおいて、
空間内の平均温度を測定し、測定した平均温度から前記混雑度合いを求めることを特徴とする位置推定方法。 A measurement step of measuring the received power of the measurement target terminal that is the measurement target and the degree of congestion that is the density of obstacles in the environment of the measurement target terminal;
A first approximation step for approximating using an arbitrary function from the relationship between the received power and the degree of congestion measured in the measurement step;
A received power calculation step for obtaining received power when there is no degree of congestion obtained by extrapolating the function approximated by the approximating step;
A measured value holding unit that holds the received power of the terminal measured in a state where there is no obstacle and the distance between the position estimating device and the terminal is known, and the distance between the position estimating device and the terminal A second approximation step for approximating using an arbitrary function from the relationship between the received power and the distance held;
Based on the received power obtained by the received power calculation step as a function approximated by the second approximate step, seen including a distance calculation step of obtaining a distance between the position estimation device and the measurement target terminal,
In the measuring step,
A position estimation method characterized by measuring an average temperature in a space and obtaining the degree of congestion from the measured average temperature .
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