JP5656584B2 - Position sensing system and method - Google Patents
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Description
本発明は、位置検知技術に関し、特に送信端末から送信された電波の受信電界強度に基づき受信端末の位置を検知する技術に関する。 The present invention relates to a position detection technique, and more particularly to a technique for detecting the position of a receiving terminal based on the received electric field strength of a radio wave transmitted from a transmitting terminal.
近年、室内における人の位置を正確に検知して、建物設備の管理に利用する技術が検討されている。例えば、室内における人の位置が正確に検知できれば、人のいないエリアにおける冷暖房を弱めたり、照明を暗くしあるいは消灯するなどの制御を行うことができ、結果として省エネルギーを実現することができる。また、人の居場所管理や勤務記録管理、危険場所や機密エリアへの侵入警戒、施設における行き先案内、さらには機器・道具・書類ファイルなどの物の位置追跡にも利用できる。 In recent years, a technique for accurately detecting the position of a person in a room and using it for managing building facilities has been studied. For example, if the position of a person in the room can be detected accurately, control such as weakening the air conditioning in an area where there is no person, or dimming or turning off the illumination can be performed, and as a result, energy saving can be realized. It can also be used to manage whereabouts of people and work records, to guard against intrusion into dangerous places and confidential areas, to guide destinations in facilities, and to track the location of items such as equipment, tools, and document files.
このような人や物の位置を検知するシステムとして、GPS(Global Positioning System)が広く利用されている。このGPSは、衛星からの電波を受信する必要があるため、屋内や地下、さらにはビル陰など、電波が十分に届かない場所では利用することができない。また、GPSは原理的に3次元の測位も可能であるが、高さ方向を正確に検知するには、上方からの電波を受信する必要があるため、このような電波がない場合には建物の何階に位置するのか検知することが難しい。 A GPS (Global Positioning System) is widely used as a system for detecting the position of such a person or an object. Since this GPS needs to receive radio waves from satellites, it cannot be used in places where radio waves do not reach sufficiently, such as indoors, underground, and behind buildings. In addition, GPS is capable of three-dimensional positioning in principle, but in order to accurately detect the height direction, it is necessary to receive radio waves from above. It is difficult to detect the number of floors.
従来、このようなGPSを用いた位置検知に代わる技術として、基地局などの基地局からの電波の受信電界強度を計測し、この計測結果に基づき位置を検知する技術が提案されている(例えば、特許文献1など参照)。具体的には、無線LANなどの無線通信システムで利用されている基地局の座標位置をIDとともに事前にサーバへ登録しておき、位置検知時に、無線端末で受信した基地局のビーコンから基地局のIDを取得してサーバへ通知することにより、基地局の座標位置をサーバから取得し、この座標位置情報と基地局のビーコンで計測した基地局の受信電界強度とから、無線端末の位置を計算している。 Conventionally, as a technique to replace such position detection using GPS, a technique has been proposed in which the received electric field strength of radio waves from a base station such as a base station is measured and the position is detected based on the measurement result (for example, , See Patent Document 1). Specifically, the coordinate position of a base station used in a wireless communication system such as a wireless LAN is registered in advance in the server together with the ID, and the base station receives the base station beacon received by the wireless terminal when detecting the position. Is obtained from the server and the coordinate position of the base station is obtained from the server, and the position of the wireless terminal is determined from this coordinate position information and the received electric field strength of the base station measured by the beacon of the base station. I'm calculating.
このような従来技術では、無線端末の位置を精度良く検知するためには、多くの基地局を必要とするが、基地局として無線LANなどの既存無線通信システムで利用されているものを借用することができる。これは基地局のうち、自己の存在を通信相手となる無線端末へ通知するためにビーコンを定期的に送信する機能を、位置検知に利用できるからである。このため、位置検知システムの設備コストを抑えることができる。 In such a conventional technique, in order to detect the position of the wireless terminal with high accuracy, a large number of base stations are required, but the base station that is used in an existing wireless communication system such as a wireless LAN is borrowed. be able to. This is because, among the base stations, the function of periodically transmitting a beacon in order to notify the wireless terminal that is the communication partner of its presence can be used for position detection. For this reason, the equipment cost of a position detection system can be held down.
この際、無線端末の位置を精度良く検知するためには、基地局の正確な座標位置を事前に登録して置く必要がある。しかしながら、無線通信システムの管理者が位置検知システムと異なる場合、基地局の正確な位置情報、さらには基地局の移設、新設、撤去に関する情報も入手することは難しい。このため従来技術では、各基地局の正確な位置情報を取得する作業が必要となり、位置検知システムの運用コストが増大するという問題点があった。 At this time, in order to detect the position of the wireless terminal with high accuracy, it is necessary to register and place the accurate coordinate position of the base station in advance. However, if the administrator of the wireless communication system is different from the position detection system, it is difficult to obtain accurate position information of the base station, and further information regarding the relocation, new establishment, and removal of the base station. For this reason, in the prior art, it is necessary to obtain accurate position information of each base station, and there is a problem that the operation cost of the position detection system increases.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、無線端末の位置計算に必要な基地局の位置を自動的に更新できる位置検知技術を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a position detection technique capable of automatically updating the position of a base station necessary for calculating the position of a wireless terminal.
このような目的を達成するために、本発明にかかる位置検知システムは、各基地局から送信されている電波をそれぞれ受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出する複数の観測局と、基地局ごとに、当該基地局が設置されている座標位置と当該基地局の局IDとの組を当該基地局の基地局情報としてそれぞれ記憶する基地局記憶装置と、観測局ごとに、当該観測局が設置されている座標位置を観測局情報として記憶する観測局記憶装置と、各基地局から送信されている電波を受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出する無線端末と、無線端末で得られた受信電界強度および局IDと、基地局記憶装置から取得した当該局IDに対応する基地局の座標位置とに基づいて、無線端末の座標位置を計算する位置計算装置と、各観測局で得られた受信電界強度および局IDと、観測局記憶装置の観測局情報から取得した各観測局の座標位置とに基づいて、基地局ごとに当該基地局の座標位置を計算し、得られた当該基地局の座標位置と当該基地局の局IDとの組を基地局情報として基地局記憶装置へ保存する基地局管理装置とを備え、前記基地局管理装置は、前記基地局の座標位置を計算する際、当該基地局に関する受信電界強度の変動幅と、受信電界強度の許容変動幅とを比較し、変動幅が許容変動幅を越えている場合には、当該基地局に関する座標位置の計算を行わず、変動幅が許容変動幅を越えていない基地局について計算して得られた前記座標位置と当該基地局の局IDとの組のみを前記基地局情報として前記基地局記憶装置へ保存するようにしたものである。 In order to achieve such an object, the position detection system according to the present invention receives each radio wave transmitted from each base station, measures the received electric field strength for each radio wave, and is included in the radio wave. A set of a plurality of observation stations that detect the station ID of the transmission source base station and the coordinate position where the base station is installed and the station ID of the base station for each base station. A base station storage device that stores information as station information, an observation station storage device that stores, as observation station information, the coordinate position where the observation station is installed for each observation station, and radio waves transmitted from each base station. Received, measures the received electric field strength for each of these radio waves, detects the station ID of the source base station included in the radio waves, and the received electric field strength and station ID obtained by the wireless terminal ,base Based on the coordinate position of the base station corresponding to the station ID acquired from the storage device, the position calculation device that calculates the coordinate position of the wireless terminal, the received electric field strength and the station ID obtained at each observation station, and the observation Based on the coordinate position of each observation station acquired from the observation station information of the station storage device, the coordinate position of the base station is calculated for each base station, and the obtained coordinate position of the base station and the station of the base station A base station management device that stores a set of IDs as base station information in a base station storage device, and the base station management device calculates a received signal strength of the base station when calculating the coordinate position of the base station. Compare the fluctuation range with the allowable fluctuation range of the received electric field strength. If the fluctuation range exceeds the allowable fluctuation range, the coordinate position for the base station is not calculated and the fluctuation range exceeds the allowable fluctuation range. Calculated for base stations that are not The one in which only a set of the station ID of the coordinate position and the base station has to be saved to the base station memory as said base station information.
この際、無線端末に、各基地局から送信されている電波をそれぞれ受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出する無線部と、無線部で得られた受信電界強度および局IDと、基地局管理部から通知されて記憶している各基地局の座標位置とに基づいて、自己の座標位置を計算する位置計算装置とを設けてもよい。 At this time, the radio terminal receives each radio wave transmitted from each base station, measures the received electric field intensity for each radio wave, and detects the station ID of the source base station included in the radio wave. Position to calculate its own coordinate position based on the radio section to be received, the received electric field intensity and station ID obtained by the radio section, and the coordinate position of each base station notified and stored from the base station management section A calculation device may be provided.
また、位置計算装置で、計算した自己の座標位置を順次に保存し、これら複数の座標位置を、当該座標位置を利用するアプリケーション装置へ一括して通知するようにしてもよい。 In addition, the position calculation device may sequentially store the calculated coordinate position of the self, and may notify the plurality of coordinate positions collectively to an application device that uses the coordinate position.
また、無線端末に、各基地局から送信されている電波をそれぞれ受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出し、これら電波ごとに得られた受信電界強度および局IDを位置計算装置へ通知する無線部を設けてもよい。 In addition, the radio terminal receives each radio wave transmitted from each base station, measures the received electric field strength for each radio wave, and detects the station ID of the source base station contained in the radio wave. A radio unit that notifies the position calculation device of the received electric field strength and the station ID obtained for each radio wave may be provided.
また、観測局のうちの一部またはすべての観測局で、当該観測局の局IDを含む電波を送信し、無線端末で、観測局から送信されている電波を受信して、当該電波の受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元観測局の局IDを検出し、位置計算装置で、無線端末の座標位置を計算する際、無線端末で得られた基地局および観測局に関する受信電界強度および局IDと、基地局記憶装置から取得した当該基地局の局IDに対応する座標位置と、観測局記憶装置から取得した当該観測局の局IDに対応する座標位置とに基づいて、無線端末の座標位置を計算するようにしてもよい。 Also, some or all of the observation stations transmit a radio wave including the station ID of the observation station, and the radio terminal receives the radio wave transmitted from the observation station and receives the radio wave. When measuring the field strength, detecting the station ID of the transmission source observation station included in the radio wave, and calculating the coordinate position of the wireless terminal by the position calculation device, the base station and observation obtained by the wireless terminal The received electric field strength and station ID related to the station, the coordinate position corresponding to the station ID of the base station acquired from the base station storage device, and the coordinate position corresponding to the station ID of the observation station acquired from the observation station storage device Based on this, the coordinate position of the wireless terminal may be calculated.
また、基地局管理装置で、基地局の座標位置を計算する際、当該基地局に関する受信電界強度の変動幅と、受信電界強度の許容変動幅とを比較し、変動幅が許容変動幅を越えている場合には、当該基地局に関する座標位置の計算を行わないようにしてもよい。 In addition, when calculating the coordinate position of the base station, the base station management device compares the fluctuation range of the received electric field strength with respect to the base station and the allowable fluctuation range of the received electric field strength, and the fluctuation range exceeds the allowable fluctuation range. In such a case, the calculation of the coordinate position regarding the base station may not be performed.
また、本発明にかかる位置検知方法は、複数の観測局が、各基地局から送信されている電波をそれぞれ受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出する観測ステップと、基地局記憶装置が、基地局ごとに、当該基地局が設置されている座標位置と当該基地局の局IDとの組を当該基地局の基地局情報としてそれぞれ記憶する基地局記憶ステップと、観測局記憶装置が、観測局ごとに、無線端末が、当該観測局が設置されている座標位置を観測局情報として記憶する観測局記憶ステップと、各基地局から送信されている電波を受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出する局ID検出ステップと、位置計算装置が、無線端末で得られた受信電界強度および局IDと、基地局記憶装置から取得した当該局IDに対応する基地局の座標位置とに基づいて、無線端末の座標位置を計算する位置計算ステップと、基地局管理装置が、各観測局で得られた受信電界強度および局IDと、観測局記憶装置の観測局情報から取得した各観測局の座標位置とに基づいて、基地局ごとに当該基地局の座標位置を計算し、得られた当該基地局の座標位置と当該基地局の局IDとの組を基地局情報として基地局記憶装置へ保存する基地局管理ステップとを備え、前記基地局管理ステップは、前記基地局の座標位置を計算する際、当該基地局に関する受信電界強度の変動幅と、受信電界強度の許容変動幅とを比較し、変動幅が許容変動幅を越えている場合には、当該基地局に関する座標位置の計算を行わず、変動幅が許容変動幅を越えていない基地局について計算して得られた前記座標位置と当該基地局の局IDとの組のみを前記基地局情報として前記基地局記憶装置へ保存するようにしたものである。 The position detection method according to the present invention includes a plurality of observation stations that each receive radio waves transmitted from each base station, measure the received electric field strength for each radio wave, and are included in the radio waves. An observation step of detecting a station ID of a transmission source base station, and a base station storage device for each base station, a set of a coordinate position where the base station is installed and a station ID of the base station Base station storage step for storing each as base station information, and an observation station storage device for each observation station, and a radio terminal for storing the coordinate position where the observation station is installed as observation station information If, by receiving radio waves that are transmitted from each base station, while measuring the reception field strength for each of these radio wave, and the station ID detection step of detecting a station ID of the source base station included in the radio The position calculation device calculates the coordinate position of the wireless terminal based on the received electric field strength and the station ID obtained by the wireless terminal and the coordinate position of the base station corresponding to the station ID acquired from the base station storage device. Based on the position calculation step, the base station management device based on the received electric field strength and station ID obtained at each observation station, and the coordinate position of each observation station obtained from the observation station information of the observation station storage device, the base station A base station management step of calculating the coordinate position of the base station for each and storing the obtained set of the coordinate position of the base station and the station ID of the base station in the base station storage device as base station information In the base station management step, when calculating the coordinate position of the base station, the fluctuation range of the received electric field strength with respect to the base station is compared with the allowable fluctuation range of the received electric field strength, and the fluctuation range indicates the allowable fluctuation range. If so, Only the set of the coordinate position and the base station ID of the base station obtained by calculating the base station whose fluctuation range does not exceed the allowable fluctuation range without calculating the coordinate position related to the base station is the base station information. Is stored in the base station storage device .
また、本発明にかかる位置検知方法は、管理装置の管理記憶部が、複数の基地局ごとに、当該基地局が設置されている座標位置と当該基地局の局IDとを当該基地局の基地局情報としてそれぞれ記憶する管理記憶ステップと、管理装置の基地局管理部が、各基地局の基地局情報を管理記憶部から読み出して無線端末へ通知する基地局管理ステップと、無線端末の端末記憶部が、基地局管理部から通知された基地局情報を記憶する端末記憶ステップと、無線端末の無線部が、各基地局から送信された電波をそれぞれ受信して、基地局ごとに当該電波の受信電界強度を計測するとともに当該電波から当該基地局の局IDを検出する検出ステップと、無線端末の位置計算装置が、検出ステップで検出した各局IDに基づき端末記憶部の基地局情報から取得した各基地局の座標位置と、検出ステップで計測した各基地局の受信電界強度とから、自己の座標位置を計算する自己位置計算ステップと、複数の観測局が、各基地局から送信された電波をそれぞれ受信して、基地局ごとに当該電波の受信電界強度を計測するとともに当該電波から当該基地局の局IDを検出する観測ステップとを備え、管理記憶ステップは、各観測局が設置されている座標位置を観測局情報として記憶し、基地局管理ステップは、各観測局から各基地局の受信電界強度および局IDを取得し、基地局ごとに、各観測局で計測された当該基地局の受信電界強度と、管理記憶部の観測局情報から取得した各観測局の座標位置とから、当該基地局の座標位置を計算し、当該基地局の座標位置と局IDとを基地局情報として管理記憶部へ保存するようにしたものである。 Further, in the position detection method according to the present invention, the management storage unit of the management apparatus determines, for each of a plurality of base stations, the coordinate position where the base station is installed and the station ID of the base station. A management storage step for storing each as station information, a base station management step for the base station management unit of the management apparatus to read out the base station information of each base station from the management storage unit, and notify the wireless terminal, and a terminal storage for the wireless terminal Unit stores the base station information notified from the base station management unit, and the radio unit of the radio terminal receives the radio wave transmitted from each base station, and transmits the radio wave for each base station. A detection step of measuring the received electric field strength and detecting the station ID of the base station from the radio wave, and the position calculation device of the wireless terminal based on each station ID detected in the detection step is the base station information of the terminal storage unit. Each base station transmits a self-position calculation step that calculates its own coordinate position from the acquired coordinate position of each base station and the received electric field strength of each base station measured in the detection step, and a plurality of observation stations. Each of the received radio waves, and for each base station, the received electric field strength of the radio wave is measured and the station ID of the base station is detected from the radio wave. Is stored as observation station information, and the base station management step obtains the received electric field strength and station ID of each base station from each observation station, and for each base station, the measurement measured at each observation station From the received electric field strength of the base station and the coordinate position of each observation station obtained from the observation station information in the management storage unit, the coordinate position of the base station is calculated, and the coordinate position and the station ID of the base station are calculated. Tube as information It is obtained so as to save the storage unit.
本発明によれば、各基地局の電波が各観測局で観測されてその座標位置が計算され、基地局情報に対して自動的に反映されることになる。したがって、基地局の設置位置を検出して登録するための作業を自動化することができ、位置検知システムの運用コストを大幅に削減することができる。このため、基地局が属する無線通信システムの管理者が位置検知システムと異なるような、基地局の移設、新設、撤去に関する情報が得られない場合でも、各基地局の最新の設置状況に応じた基地局情報を得ることができる。 According to the present invention, the radio wave of each base station is observed at each observation station, its coordinate position is calculated, and is automatically reflected in the base station information. Therefore, the operation for detecting and registering the installation position of the base station can be automated, and the operation cost of the position detection system can be greatly reduced. For this reason, even if the administrator of the wireless communication system to which the base station belongs is different from the position detection system and information regarding the relocation, new installation, or removal of the base station is not available, Base station information can be obtained.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる位置検知システムについて説明する。図1は、第1の実施の形態にかかる位置検知システムの構成を示すブロック図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a position detection system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a position detection system according to the first embodiment.
この位置検知システム1は、部屋50に予め設置されている複数の基地局(以下、基地局という)61から送信されているビーコンの受信電界強度を無線端末10で計測し、その計測結果に基づき無線端末10が自己の座標位置を計算するためのシステムである。
The
アプリケーション装置40は、位置検知システム1と通信回線L1を介して接続されて、位置検知システム1で計算された無線端末10の座標位置を利用して、各種アプリケーションを実行する装置である。このアプリケーション装置40において、例えば、無線端末10の座標位置を人の座標位置と見なして、人のいないエリアにおける冷暖房を弱めたり、照明を暗くしあるいは消灯するなどの室内環境制御を行えば、結果として省エネルギーを実現することができる。また、人の居場所管理や勤務記録管理、危険場所や機密エリアへの侵入警戒、施設における行き先案内、さらには機器・道具・書類ファイルなどの物の位置追跡などのセキュリティ管理を行えば、結果として施設における高い安全性を得ることができる。
The
基地局61は、通信回線L2を介してルータやゲートウェイなどの通信処理装置60に接続されており、他の無線端末(図示せず)が基地局61を介して無線通信を行うための無線通信システムを構成している。一般的な無線通信システムで使用される基地局61は、無線LANなどの無線通信プロトコルに基づいて、自己の存在を通信相手となる無線端末へ通知するための機能として、自己を識別するための時別情報としてMACアドレスなどからなる局IDを含むビーコンを定期的に送信する機能を有している。
The
この位置検知システム1には、各基地局61から送信されたビーコンなどの電波を受信して、その電波に関する受信電界強度(RSSI:Received Signal Strength Indication)と、各基地局61の座標位置とに基づいて、自己の座標位置を算出する無線端末10と、各基地局61の座標位置を、無線アクセスポイント22を介して無線端末10へ通知する管理装置30とが含まれている。
The
本実施の形態は、各基地局61から送信されている電波をそれぞれ受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出する複数の観測局21と、基地局61ごとに、当該基地局が設置されている座標位置と当該基地局の局IDとの組を当該基地局の基地局情報としてそれぞれ記憶する基地局記憶装置32と、観測局21ごとに、当該観測局が設置されている座標位置を観測局情報として記憶する観測局記憶装置33とを設けたものである。
In the present embodiment, each radio wave transmitted from each
そして、無線端末10において、各基地局61から送信されている電波を受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出し、位置計算装置15において、無線端末10で得られた受信電界強度および局IDと、基地局記憶装置32から取得した当該局IDに対応する基地局の座標位置とに基づいて、無線端末10の座標位置を計算し、基地局管理装置34において、各観測局21で得られた受信電界強度および局IDと、観測局記憶装置33の観測局情報から取得した各観測局21の座標位置とに基づいて、基地局61ごとに当該基地局の座標位置を計算し、得られた当該基地局の座標位置と当該基地局の局IDとの組を基地局情報として基地局記憶装置32へ保存するようにしたものである。
The
[管理装置の構成]
次に、図1を参照して、本実施の形態にかかる位置検知システム1で用いる管理装置30の構成について詳細に説明する。
管理装置30は、サーバ装置などの情報処理装置からなり、通信回線L1を介して各観測局21および無線アクセスポイント(以下、無線APという)22とデータ通信可能に接続されている。なお、観測局21は基地局61からの電波を観測する機能を有する無線通信端末であり、無線AP22は、無線端末10と無線データ通信を行うための一般的な無線通信端末である。
[Configuration of management device]
Next, the configuration of the
The
管理装置30には、主な機能部として、通信処理部31、基地局記憶装置32、観測局記憶装置33、および基地局管理装置34が設けられている。これら管理装置30の機能部の一部またはすべてを別個の装置で実現してもよく、これらすべての機能部を1つの装置で実現してもよい。なお、管理装置30の機能部については、これらに限定されるものではなく、サーバ装置などの一般的な情報処理装置が備える各種機能部を設けてもよい。
The
通信処理部31は、専用のデータ通信回路からなり、通信回線L1を介して観測局21や無線AP22との間でデータ通信を行う機能を有している。
The
基地局記憶装置32は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、各機能部での各種処理動作に用いる基地局情報を記憶する機能を有している。
図2は、基地局情報の構成例である。ここでは、基地局61ごとに、当該基地局61のMACアドレスなど、当該基地局61を識別するための識別情報である局IDと、当該基地局61の設置されている3次元座標位置を示す座標値Xm,Ym,Zmとが組としてそれぞれ登録されている。これら基地局情報の座標値は、観測局21で計測された各基地局61からの電波の受信電界強度に基づいて、基地局管理装置34により計算されて基地局記憶装置32に保存される。
The base
FIG. 2 is a configuration example of base station information. Here, for each
観測局記憶装置33は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、各機能部での各種処理動作に用いる観測局情報を記憶する機能を有している。
図3は、観測局情報の構成例である。ここでは、観測局21ごとに、当該観測局21の座標値Xm,Ym,Zmがそれぞれ登録されている。この観測局情報は、各観測局21を設置した際にオペレータにより予め登録される。なお、部屋50における各装置の座標系は、長手方向がX座標、短手方向がY座標、高さ方向がZ座標であり、座標位置を示す座標値としては、部屋50の左点前角の基点Pから計測した距離(m)が用いられている。
The observation
FIG. 3 is a configuration example of observation station information. Here, for each
基地局管理装置34は、CPUなどのマイクロプロセッサが記憶部(図示せず)のプログラムを読み込んで実行することにより各種演算処理を行う演算処理部を備えている。基地局管理装置34には、主な機能部として、各基地局61の基地局情報を基地局記憶装置32から読み出して、通信処理部31、通信回線L1および無線AP22を介して無線端末10の位置計算装置15へ通知する機能と、通信処理部31および通信回線L1を介して、各観測局21から各基地局61の受信電界強度および局IDを取得する機能と、各観測局21で得られた受信電界強度および局IDと、観測局記憶装置33の観測局情報から取得した各観測局21の座標位置とに基づいて、基地局61ごとに当該基地局の座標位置を計算する機能と、得られた当該基地局の座標位置と当該基地局の局IDとの組を基地局情報として観測局記憶装置へ保存する機能とを有している。
The base
[無線端末の構成]
次に、図1を参照して、本実施の形態にかかる位置検知システム1で用いる無線端末10の構成について詳細に説明する。
無線端末10は、無線データ通信機能を有する携帯電話機や携帯情報端末、さらには無線IDタグなどの携帯無線通信端末からなり、無線回線を介して無線AP22とデータ通信可能に接続され、さらには通信回線L1を介して管理装置30とデータ通信可能に接続されている。
[Configuration of wireless terminal]
Next, with reference to FIG. 1, the structure of the radio |
The
無線端末10には、主な機能部として、無線部11、操作入力部12、画面表示部13、および位置計算装置15が設けられている。なお、無線端末10の機能部については、これらに限定されるものではなく、携帯電話機や携帯情報端末などの一般的な携帯無線通信端末が備える各種機能部を設けてもよい。
The
無線部11は、専用の無線回路からなり、無線回線を介して無線AP22と無線データ通信を行う機能と、基地局61からのビーコンなどの電波を受信する機能と、基地局61ごとに当該電波の受信電界強度を計測する機能と、当該電波から当該基地局61の局IDを検出する機能とを有している。なお、無線部11に、基地局61と無線データ通信を行う機能を設け、通信回線L2を介して通信処理装置60や、さらにはその先に接続されている通信網(図示せず)とデータ通信を行う機能を設けてもよい。
The
操作入力部12は、操作ボタン、操作スイッチ、カーソルキー、タッチパネルなどの操作入力装置からなり、利用者の操作入力を検出する機能を有している。
画面表示部13は、LCDなどの画面表示装置からなり、各機能部から出力されたデータを画面表示する機能を有している。
The
The
位置計算装置15は、CPUなどのマイクロプロセッサが位置計算装置15の内部記憶部(図示せず)から読み出したプログラムを実行することにより各種演算処理を行う演算処理部を備えている。位置計算装置15は、主な機能として、無線部11で受信した管理装置30からの基地局情報を、内部記憶部に保存する機能と、無線部11で検出した各局IDに基づき内部記憶部の基地局情報から取得した各基地局61の座標位置と、無線部11で計測した各基地局61の受信電界強度とから、自己の座標位置を計算する機能とを有している。
The
[第1の実施の形態の動作]
次に、図4を参照して、本実施の形態にかかる位置検知システム1の動作について説明する。図4は、第1の実施の形態にかかる位置検知システムの動作を示すシーケンス図である。
[Operation of First Embodiment]
Next, the operation of the
観測局21は、観測タイミングの到来に応じて、各基地局61から送信された電波をそれぞれ受信して、基地局61ごとに当該電波の受信電界強度を計測するとともに(ステップ100)、当該電波から当該基地局61の局IDを検出する(ステップ101)。各観測局21での観測タイミングについては、それぞれの観測局21の時計機能で計時してもよく、管理装置30の時計機能で計時した結果に基づき管理装置30から各観測局21へ指示してもよい。
The
この後、管理装置30は、基地局管理装置34により、通信処理部31および通信回線L1を介して、各観測局21から各基地局61の受信電界強度および局IDを観測結果として取得し(ステップ102)、基地局記憶装置32に保存する(ステップ103)。
Thereafter, the
続いて、基地局管理装置34は、基地局記憶装置32から各観測局21で観測した各基地局61の観測結果を取得するとともに、観測局記憶装置33の観測局情報から各観測局21の座標位置を取得する。そして、基地局管理装置34は、基地局61ごとに、当該基地局61の観測結果に含まれる受信電界強度と各観測局21の座標位置とから、当該基地局61の座標位置を計算し(ステップ104)、得られた座標位置を当該基地局61の観測結果に含まれる局IDとともに、基地局記憶装置32の基地局情報に保存する(ステップ105)。
Subsequently, the base
このようにして、基地局管理装置34は、各基地局61の座標位置を計算した後、これら基地局61の座標位置を前回計算した座標位置と比較し、いずれかの座標位置が位置誤差許容範囲以上変化したか否か確認する(ステップ106)。この位置誤差許容範囲は、各基地局61の座標位置に対する誤差の許容範囲を示す値であり、前回通知した座標位置と新規座標位置との距離や、各座標軸における座標値差から構成されている。この位置誤差許容範囲の値については、位置検知システムに求められる位置検知精度に基づいて予め記憶部()に設定しておけばよい。
In this way, the base
ここで、すべての座標位置の変化が位置誤差許容範囲より小さい場合(ステップ106:NO)、前回通知した座標位置と新規座標位置との差が許容範囲であることから、無線端末10の基地局情報を更新する必要がない。このため、基地局管理装置34は、無線端末10への基地局情報の通知は行わず、一連の処理を終了する。
Here, if the change in all coordinate positions is smaller than the allowable position error range (step 106: NO), the difference between the previously notified coordinate position and the new coordinate position is within the allowable range. There is no need to update information. For this reason, the base
一方、いずれかの座標位置が位置誤差許容範囲以上変化していた場合(ステップ106:YES)、基地局管理装置34は、新たに計算した各基地局61の座標位置を示す基地局情報を基地局記憶装置32から読み出し、通信処理部31から通信回線L1および無線AP22を介して無線端末10へ通知して(ステップ107)、一連の処理を終了する。
無線端末10は、無線部11を介して管理装置30から通知された基地局情報を受信し、位置計算装置15により、内部記憶部に保存する(ステップ108)。
On the other hand, if any of the coordinate positions has changed by more than the position error allowable range (step 106: YES), the base
The
この後、無線端末10において、利用者による位置確認操作が操作入力部12で検出された場合、位置計算装置15は、無線部11を制御して、基地局61ごとに当該電波の受信電界強度を計測するとともに(ステップ110)、当該電波から当該基地局61の局IDを検出する(ステップ111)。
Thereafter, in the
続いて、位置計算装置15は、無線部11で検出した各局IDに基づき内部記憶部の基地局情報から各基地局61の座標位置を取得し、これら基地局61の座標位置と無線部11で計測した各基地局61の受信電界強度とから、自己の座標位置を計算し(ステップ112)、画面表示部13に自己の座標位置を画面表示して利用者に提示する(ステップ113)。
Subsequently, the
[基地局位置の算出方法]
次に、図5〜図7を参照して、基地局位置の算出方法について説明する。図5は、基地局位置および観測局の配置例である。図6は、観測局での観測結果を示す説明図である。図7は、基地局位置の算出過程を示す説明図である。
[Calculation method of base station position]
Next, a base station position calculation method will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is an example of arrangement of base station positions and observation stations. FIG. 6 is an explanatory diagram showing observation results at the observation station. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a process of calculating a base station position.
図5では、部屋50内に、基地局A1〜A7と、観測局M1〜M5とが設置されており、無線端末Tが存在している。また、図6では、観測局21と基地局61との組合せごとに、当該基地局61の局IDと受信電解強度(RSSI)とが組として登録されている。
ここでは、観測局M1,M2,M3の座標位置が(Xm1,Ym1,Zm1)、(Xm2,Ym2,Zm2)、(Xm3,Ym3,Zm3)であり、これら観測局M1,M2,M3で観測した基地局A2の受信電界強度(RSSI)がそれぞれRa1,Ra2,Ra3であったものとし、加重平均法に基づいて基地局A2の座標位置(Xa2,Ya2,Za2)を算出する場合を例として説明する。
In FIG. 5, base stations A1 to A7 and observation stations M1 to M5 are installed in a
Here, the coordinate positions of the observation stations M1, M2, and M3 are (Xm1, Ym1, Zm1), (Xm2, Ym2, Zm2), and (Xm3, Ym3, Zm3), and the observation stations M1, M2, and M3 are observed. Assuming that the received electric field strength (RSSI) of the base station A2 is Ra1, Ra2, Ra3, respectively, and the coordinate position (Xa2, Ya2, Za2) of the base station A2 is calculated based on the weighted average method. explain.
まず、受信電界強度Rai(i=1,2,3)から、それぞれの観測局M1,M2,M3における受信利得Giを減算して補正することにより、補正受信電界強度Rai’(=Rai−Gi)を計算する。各観測局M1,M2,M3の受信利得については予め観測局記憶装置33に登録しておけばよい。
続いて、得られた補正受信電界強度Rai’をデシベル値(dB)から真値(W)で示される補正受信電界強度Pai(=10Rai'/10)に変換する。
First, the corrected received electric field strength Rai ′ (= Rai−Gi) is obtained by subtracting and correcting the received gain Gi at each observation station M1, M2, M3 from the received electric field strength Rai (i = 1, 2, 3). ). The reception gains of the observation stations M1, M2, and M3 may be registered in the observation
Subsequently, the obtained corrected received electric field strength Rai ′ is converted from a decibel value (dB) to a corrected received electric field strength Pai (= 10 Rai ′ / 10) indicated by a true value (W).
次に、得られた補正受信電界強度Paiに関する受信強度比Cai(=Pai/ΣPai)を計算する。
そして、これら受信強度比Caiと観測局Miの座標位置(Xmi,Ymi,Zmi)とに基づいて、基地局A2の座標位置Xa2(=ΣXmiCai)、Ya2(=ΣYmiCai)、Za2(=ΣZmiCai)を計算すればよい。
Next, the reception intensity ratio Cai (= Pai / ΣPai) regarding the obtained corrected reception electric field intensity Pai is calculated.
Based on the received intensity ratio Cai and the coordinate position (Xmi, Ymi, Zmi) of the observation station Mi, the coordinate position Xa2 (= ΣXmiCai), Ya2 (= ΣYmiCai), Za2 (= ΣZmiCai) of the base station A2 is obtained. Calculate it.
[無線端末位置の算出方法]
次に、図8および図9を参照して、無線端末位置の算出方法について説明する。図8は、基地局位置および観測局の配置例である。図9は、無線端末位置の算出過程を示す説明図である。
[Calculation method of wireless terminal position]
Next, a method for calculating the wireless terminal position will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is an example of arrangement of base station positions and observation stations. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a process of calculating the wireless terminal position.
図8では、部屋50内に、基地局A1〜A7と、観測局M1〜M5とが設置されており、無線端末Tが存在している。
ここでは、基地局A1,A3,A5の座標位置が(Xa1,Ya1,Za1)、(Xa3,Ya3,Za3)、(Xa5,Ya5,Za5)であり、無線端末Tで観測したこれら基地局A1,A3,A5の受信電界強度(RSSI)がそれぞれRt1,Rt3,Rt5であったものとし、加重平均法に基づいて無線端末Tの座標位置(Xt,Yt,Zt)を算出する場合を例として説明する。
In FIG. 8, base stations A1 to A7 and observation stations M1 to M5 are installed in a
Here, the coordinate positions of the base stations A1, A3, A5 are (Xa1, Ya1, Za1), (Xa3, Ya3, Za3), (Xa5, Ya5, Za5), and these base stations A1 observed by the wireless terminal T , A3, A5 received field strengths (RSSI) are Rt1, Rt3, Rt5, respectively, and the coordinate position (Xt, Yt, Zt) of the wireless terminal T is calculated based on the weighted average method. explain.
まず、受信電界強度Rti(i=1,3,5)をデシベル値(dB)から真値(W)で示される補正受信電界強度Pti(=10Rti'/10)に変換する。 First, the received electric field strength Rti (i = 1, 3, 5) is converted from a decibel value (dB) to a corrected received electric field strength Pti (= 10 Rti ′ / 10) indicated by a true value (W).
次に、得られた補正受信電界強度Ptiに関する受信強度比Cti(=Pti/ΣPti)を計算する。
そして、これら受信強度比Ctiと基地局Aiの座標位置(Xai,Yai,Zai)とに基づいて、無線端末Tの座標位置Xt(=ΣXaiCti)、Yt(=ΣYaiCti)、Zt(=ΣZaiCt)を計算すればよい。
Next, the reception intensity ratio Cti (= Pti / ΣPti) relating to the obtained corrected reception electric field intensity Pti is calculated.
Based on the received intensity ratio Cti and the coordinate position (Xai, Yai, Zai) of the base station Ai, the coordinate position Xt (= ΣXaiCti), Yt (= ΣYaiCti), Zt (= ΣZaiCt) of the wireless terminal T is obtained. Calculate it.
[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、各基地局61から送信されている電波をそれぞれ受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出する複数の観測局21を設け、基地局管理装置34において、各観測局21で得られた受信電界強度および局IDと、観測局記憶装置33の観測局情報から取得した各観測局21の座標位置とに基づいて、基地局61ごとに当該基地局の座標位置を計算し、得られた当該基地局の座標位置と当該基地局の局IDとの組を基地局情報として基地局記憶装置32へ保存するようにしたものである。
[Effect of the first embodiment]
As described above, the present embodiment receives the radio waves transmitted from the
これにより、各基地局61の電波が各観測局21で観測されてその座標位置が計算され、基地局情報に対して自動的に反映されることになる。
したがって、基地局61の設置位置を検出して登録するための作業を自動化することができ、位置検知システムの運用コストを大幅に削減することができる。このため、基地局61が属する無線通信システムの管理者が位置検知システムと異なるような、基地局61の移設、新設、撤去に関する情報が得られない場合でも、各基地局61の最新の設置状況に応じた基地局情報を得ることができる。
Thereby, the radio wave of each
Therefore, the operation for detecting and registering the installation position of the
また、本実施の形態では、管理装置30において、新たに計算した各基地局61の新規座標位置を前回通知した座標位置と比較し、いずれかの座標位置が位置誤差許容範囲以上変化していた場合には、新規座標位置を無線端末10の位置計算装置15へ通知し、すべての座標位置の変化が位置誤差許容範囲より小さい場合には、新規座標位置を無線端末10の位置計算装置15へ通知しないようにしたので、基地局情報の更新にかかる無線端末10の処理負担を必要最低限に抑えることができる。特に、無線端末10が無線IDタグからなる場合には、極めて容量の小さい電池しか搭載されておらず、電池の消耗が問題となるが、このような構成を実施することにより電池の消耗を抑制することができ、長寿命化を実現することが可能となる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、管理装置30の基地局管理装置34において、各観測局21から観測結果を取得した際、基地局位置の再計算要否について判定するようにしてもよい。
具体的には、基地局管理装置34において、各観測局21から観測結果を取得した際、これら観測結果に含まれている新規受信電解強度と、前回の基地局位置計算に用いた前回受信電解強度とを比較し、いずれかの受信電界強度が強度誤差許容範囲以上変化していた場合には、新規受信電解強度に基づき基地局位置を新たな計算し、すべての受信電解強度の変化が強度誤差許容範囲より小さい場合には、新規基地局位置を再計算しない。
Moreover, in this Embodiment, when the base
Specifically, when the base
これにより、管理装置30での処理負担を軽減できる。また、前述と同様に、基地局情報の更新にかかる無線端末10の処理負担を必要最低限に抑えることができる。特に、無線端末10が無線IDタグからなる場合には、極めて容量の小さい電池しか搭載されておらず、電池の消耗が問題となるが、このような構成を実施することにより電池の消耗を抑制することができ、長寿命化を実現することが可能となる。
Thereby, the processing burden in the
また、本実施の形態において、無線端末10の位置計算装置15で計算した自己の座標位置を、無線部11から無線AP22を介してアプリケーション装置40へ通知してもよい。これにより、アプリケーション装置40で無線端末10の座標位置を利用して、各種アプリケーションを実行することができる。
In the present embodiment, the own coordinate position calculated by the
この場合、座標位置を計算するごとに通知してもよいが、計算した座標位置を位置計算装置15の内部記憶部へ順次保存しておき、これら複数の座標位置をアプリケーション装置40へ一括して通知するようにしてもよい。これにより、無線端末10での座標位置の無線送信回数を削減することができ、電池消耗の抑制、さらには長寿命化を実現できる。
なお、無線端末10が有線通信機能を備えている場合には、例えば無線端末10が通信回線L1、管理装置30、あるいはアプリケーション装置40に接続された時点で、保存しておいた座標位置をアプリケーション装置40へ通知するようにしてもよい。また、この時点で管理装置30の基地局記憶装置32から基地局情報を無線端末10へ通知するようにしてもよい。
In this case, notification may be made every time the coordinate position is calculated, but the calculated coordinate position is sequentially stored in the internal storage unit of the
When the
[第2の実施の形態]
次に、図10を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかる位置検知システム1について説明する。図10は、第2の実施の形態にかかる位置検知システムの動作を示すシーケンス図であり、前述した図4と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 10, the
第1の実施の形態では、管理装置30で計算した基地局位置を含む基地局情報を、管理装置30から無線端末10へ通知する場合を例として説明した。本実施の形態では、自己位置計算時における無線端末10からの要求に応じて、基地局情報を管理装置30から無線端末10へ通知する場合について説明する。
In the first embodiment, the case where base station information including the base station position calculated by the
本実施の形態において、無線端末10の位置計算装置15は、自己位置計算の際、無線部11で検出した各局IDを含む基地局情報要求を、無線部11から管理装置30へ通知する機能と、これに応じて無線部11で受信した管理装置30からの基地局情報に基づき自己位置を計算する機能とを備えている。
In the present embodiment, the
また、管理装置30の基地局管理装置34は、通信処理部31で受信した無線端末10からの基地局情報要求に応じて、当該基地局情報要求に含まれる局IDの基地局情報を基地局記憶装置32から検索する機能と、この検索により得られた基地局情報を通信処理部31から要求元の無線端末10へ通知する機能とを有している。
なお、本実施の形態にかかるこれら以外の構成については第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
Further, the base
Note that the other configuration according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted here.
[第2の実施の形態の動作]
次に、図10を参照して、本実施の形態にかかる位置検知システムの動作について説明する。
[Operation of Second Embodiment]
Next, the operation of the position detection system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
観測局21は、観測タイミングの到来に応じて、各基地局61から送信された電波をそれぞれ受信して、基地局61ごとに当該電波の受信電界強度を計測するとともに(ステップ100)、当該電波から当該基地局61の局IDを検出する(ステップ101)。各観測局21での観測タイミングについては、それぞれの観測局21の時計機能で計時してもよく、管理装置30の時計機能で計時した結果に基づき管理装置30から各観測局21へ指示してもよい。
The
この後、管理装置30は、基地局管理装置34により、通信処理部31および通信回線L1を介して、各観測局21から各基地局61の受信電界強度および局IDを観測結果として取得し(ステップ102)、基地局記憶装置32に保存する(ステップ103)。
Thereafter, the
続いて、基地局管理装置34は、基地局記憶装置32から各観測局21で観測した各基地局61の観測結果を取得するとともに、観測局記憶装置33の観測局情報から各観測局21の座標位置を取得する。そして、基地局管理装置34は、基地局61ごとに、当該基地局61の観測結果に含まれる受信電界強度と各観測局21の座標位置とから、当該基地局61の座標位置を計算し(ステップ104)、得られた座標位置を当該基地局61の観測結果に含まれる局IDとともに、基地局記憶装置32の基地局情報に保存する(ステップ105)。
Subsequently, the base
一方、無線端末10において、利用者による位置確認操作が操作入力部12で検出された場合、位置計算装置15は、無線部11を制御して、基地局61ごとに当該電波の受信電界強度を計測するとともに(ステップ110)、当該電波から当該基地局61の局IDを検出する(ステップ111)。
ここで、位置計算装置15は、これら検出した局IDを含む基地局情報要求を、無線部11から管理装置30へ通知する(ステップ200)。
On the other hand, in the
Here, the
管理装置30の基地局管理装置34は、通信処理部31で受信した無線端末10からの基地局情報要求に応じて、当該基地局情報要求に含まれる局IDの基地局情報を基地局記憶装置32から検索する(ステップ201)。
そして、基地局管理装置34は、検索により得られた基地局情報を通信処理部31から要求元の無線端末10へ通知する(ステップ202)。
In response to the base station information request from the
Then, the base
無線端末10の位置計算装置15は、無線部11で受信した管理装置30からの基地局情報から各基地局61の座標位置を取得し、これら基地局61の座標位置と無線部11で計測した各基地局61の受信電界強度とから、自己の座標位置を計算し(ステップ112)、画面表示部13に自己の座標位置を画面表示して利用者に提示する(ステップ113)。
The
[第2の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、無線端末10の位置計算装置15で、自己位置計算の際、無線部11で検出した各局IDを含む基地局情報要求を管理装置30へ通知し、管理装置30の基地局管理装置34で、無線端末10からの基地局情報要求に応じて、当該基地局情報要求に含まれる局IDの基地局情報を基地局記憶装置32から検索して要求元の無線端末10へ通知し、無線端末10の位置計算装置15で、これに応じて受信した管理装置30からの基地局情報に基づき自己位置を計算するようにしたので、すべての基地局61に関する基地局情報を内部記憶部で保持することなく、最新の基地局位置に基づき自己位置を計算することができる。
[Effect of the second embodiment]
As described above, in the present embodiment, the
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態にかかる位置検知システム1について説明する。
第1および第2の実施の形態では、観測局21では、基地局61から送信されたビーコンなどの電波の観測のみを行う場合を例として説明したが、観測局21において、基地局61と同様にして、無線端末10の位置計算に用いるビーコンなどの電波を送信するようにしてもよい。
[Third Embodiment]
Next, a
In the first and second embodiments, the
本実施の形態において、観測局21のうちの一部またはすべての観測局は、当該観測局の局IDを含むビーコンなどの電波を送信する機能を有している。
また、無線端末10の無線部11は、観測局21から送信されている電波を受信して、当該電波の受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元観測局の局IDを検出する機能を有している。
In the present embodiment, some or all of the
The
また、位置計算装置15は、無線端末10の座標位置を計算する際、無線端末10で得られた基地局61および観測局21に関する受信電界強度および局IDと、基地局記憶装置32から取得した当該基地局の局IDに対応する座標位置と、観測局記憶装置33から取得した当該観測局の局IDに対応する座標位置とに基づいて、無線端末10の座標位置を計算する機能を有している。
Further, when calculating the coordinate position of the
この場合、観測局21として、無線LANなどの無線通信プロトコルに基づいて、自己の存在を通信相手となる無線端末へ通知するための機能として、自己を識別するための時別情報としてMACアドレスなどからなる局IDを含むビーコンを定期的に送信する機能を備えていればよい。したがって、データ送信を行う機能については必須ではなが、持ち合わせていてもよく、具体的には、基地局61と同様の一般的な無線基地局を用いてもよい。
In this case, as the
これにより、無線端末10の無線部11において、基地局61からの電波と同様に、観測局21からの電波を観測することができ、位置計算に利用できる。
したがって、本実施の形態によれば、基地局61の設置台数が少ない場合には、観測局21で基地局61の機能を補うことができる。特に、部屋50のうち基地局61の設置密度が低い場所に観測局21を設置することにより、無線端末10の位置計算精度を高めることができる。
Thereby, in the radio |
Therefore, according to the present embodiment, when the number of installed
[第4の実施の形態]
次に、図11を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかる位置検知システム1について説明する。図11は、第4の実施の形態にかかる位置検知システムの構成を示すブロック図であり、前述の図1と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
第1〜第3の実施の形態では、位置計算装置15が無線端末10に搭載されている場合を例として説明したが、位置計算装置15を無線端末10から独立した別個の装置で実現してもよい。
[Fourth Embodiment]
Next, with reference to FIG. 11, the
In the first to third embodiments, the case where the
本実施の形態において、位置計算装置15は、通信回線L1に接続されており、無線AP22を介して無線端末10とデータ通信可能に接続されている。なお、位置計算装置15は管理装置30内に設けてもよい。
また、無線端末10の無線部11は、各基地局61から送信されている電波をそれぞれ受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出し、これら電波ごとに得られた受信電界強度および局IDを位置計算装置15へ通知する機能を有している。
In the present embodiment, the
Further, the
これにより、無線端末10での処理負担の軽減、さらには電池の長寿命化を実現することが可能となる。また、複数の無線端末10を位置検知システム1で管理するような場合には、これら無線端末10で個別に実行されていた位置計算を1つの位置計算装置15に集約することができ、位置検知システム1全体における処理の効率化、さらには省エネを実現することができる。
As a result, it is possible to reduce the processing load on the
[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態にかかる位置検知システム1について説明する。
第1および第2の実施の形態では、観測局21で観測された基地局61からの電波の観測結果に基づき、基地局61の位置座標を計算する場合について説明したが、この際、基地局61の受信電界強度の変動に応じて、当該基地局61の位置座標の計算可否を判定するようにしてもよい。
[Fifth Embodiment]
Next, a
In the first and second embodiments, the case where the position coordinates of the
近年、ノートパソコンなどとともに持ち歩くことが可能な小型の無線基地局、いわゆるモバイルアクセスポイントが利用されている。このような無線基地局は、基地局61と同様にビーコンなどの電波を送信する機能を備えているため、この電波が無線端末10、さらには観測局21で観測されて、基地局61が固定的に設置されたものと見なされる場合がある。
このようなモバイルアクセスポイントは、位置が変化するため、その受信電界強度の変動幅が大きく、固定の無線基地局のように受信電界強度が安定していない。このため、無線端末10の座標位置の計算誤差となる。
In recent years, small wireless base stations that can be carried with laptop computers, so-called mobile access points, have been used. Since such a radio base station has a function of transmitting radio waves such as a beacon in the same manner as the
Since the mobile access point changes its position, the fluctuation range of the received electric field strength is large, and the received electric field strength is not stable like a fixed radio base station. For this reason, it becomes a calculation error of the coordinate position of the
本実施の形態では、基地局管理装置34において、観測局21から取得した各基地局61からの電波の受信電界強度に基づいて、これら基地局61の位置座標を計算する際(図4のステップ104)、基地局61ごとに、基地局記憶部32に保存されている受信電界強度の変動幅と、予め記憶部に設定しておいた受信電界強度の許容変動幅とを比較することにより、当該基地局61に関する位置座標の計算要否を判定する機能を有している。
In the present embodiment, when the base
したがって、任意の基地局61について、ある一定期間における受信電界強度の変動幅が許容変動幅よりも大きく、当該基地局61がモバイルアクセスポイントの可能性がある場合には、当該基地局61に関する位置座標の計算が不要と判定され、当該基地局61に関する位置座標の計算が行われない。これにより、無線端末10の位置計算に用いる基地局61としてモバイルアクセスポイントが誤登録されることを回避でき、位置計算精度を高めることができる。
Therefore, for a given
[第6の実施の形態]
次に、図12を参照して、本発明の第6の実施の形態にかかる位置検知システム1について説明する。図12は、第6の実施の形態にかかる位置検知システムの構成を示すブロック図である。
[Sixth Embodiment]
Next, with reference to FIG. 12, a
第1および第2の実施の形態では、基地局61が位置検知システム1とは別個の無線通信システムに接続されている場合を例として説明したが、基地局61が位置検知システム1に共通して接続されていてもよい。
In the first and second embodiments, the case where the
図12では、基地局61が位置検知システム1の通信回線L1に共通して接続されており、この通信回線L1には通信処理装置60も接続されている。このように構成であっても、第1および第2の実施の形態を適用することができる。この場合、すべての基地局61が通信回線L1に接続されているが、その一部のみが通信回線L1に接続されている構成であってもよい。また、無線端末10の無線部11に、基地局61と無線データ通信を行う機能を設け、通信回線L1を介して通信処理装置60や、さらにはその先に接続されている通信網(図示せず)とデータ通信を行う機能を設けてもよい。
In FIG. 12, the
また、このような位置検知システム1によれば、管理装置30から基地局61を制御することができる。このため、観測局21に変えて基地局61のうち設置位置が既知である基地局61で、他の基地局61の電波を観測するようにしてもよい。これにより、観測局21の設置数を削減することができ、設備コストを削減することができる。
Further, according to such a
[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
1…位置検知システム、10…無線端末、11…無線部、12…操作入力部、13…画面表示部、14…端末記憶部、15…位置計算装置、21…観測局、22…無線AP、30…管理装置、31…通信処理部、32…基地局記憶装置、33…観測局記憶装置、34…基地局管理装置、40…アプリケーション装置、50…部屋、60…通信処理装置、61…基地局、L1,L2…通信回線。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基地局ごとに、当該基地局が設置されている座標位置と当該基地局の局IDとの組を当該基地局の基地局情報としてそれぞれ記憶する基地局記憶装置と、
前記観測局ごとに、当該観測局が設置されている座標位置を観測局情報として記憶する観測局記憶装置と、
前記各基地局から送信されている電波を受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出する無線端末と、
前記無線端末で得られた前記受信電界強度および前記局IDと、前記基地局記憶装置から取得した当該局IDに対応する基地局の座標位置とに基づいて、前記無線端末の座標位置を計算する位置計算装置と、
前記各観測局で得られた前記受信電界強度および前記局IDと、前記観測局記憶装置の前記観測局情報から取得した前記各観測局の前記座標位置とに基づいて、前記基地局ごとに当該基地局の座標位置を計算し、得られた当該基地局の前記座標位置と当該基地局の局IDとの組を前記基地局情報として前記基地局記憶装置へ保存する基地局管理装置と、
を備え、
前記基地局管理装置は、前記基地局の座標位置を計算する際、当該基地局に関する受信電界強度の変動幅と、受信電界強度の許容変動幅とを比較し、変動幅が許容変動幅を越えている場合には、当該基地局に関する座標位置の計算を行わず、変動幅が許容変動幅を越えていない基地局について計算して得られた前記座標位置と当該基地局の局IDとの組のみを前記基地局情報として前記基地局記憶装置へ保存する
ことを特徴とする位置検知システム。 A plurality of observation stations that receive radio waves transmitted from each base station, measure the received electric field strength for each of these radio waves, and detect the station ID of the transmission source base station included in the radio waves,
For each base station, a base station storage device that stores a set of a coordinate position where the base station is installed and a base station ID of the base station as base station information of the base station, and
For each observation station, an observation station storage device that stores the coordinate position where the observation station is installed as observation station information;
A radio terminal that receives radio waves transmitted from each of the base stations, measures a received electric field strength for each of the radio waves, and detects a station ID of a transmission source base station included in the radio waves;
The coordinate position of the wireless terminal is calculated based on the received field strength and the station ID obtained by the wireless terminal, and the coordinate position of the base station corresponding to the station ID acquired from the base station storage device. A position calculator;
Based on the received electric field strength and the station ID obtained at each observation station, and the coordinate position of each observation station obtained from the observation station information of the observation station storage device, for each base station A base station management device that calculates the coordinate position of the base station, and stores the obtained set of the coordinate position of the base station and the base station ID of the base station as the base station information in the base station storage device;
Equipped with a,
When calculating the coordinate position of the base station, the base station management device compares the fluctuation range of the received electric field strength with respect to the base station and the allowable fluctuation range of the received electric field strength, and the fluctuation width exceeds the allowable fluctuation range. If the coordinate position for the base station is not calculated, the set of the coordinate position obtained by calculating the base station whose fluctuation range does not exceed the allowable fluctuation range and the station ID of the base station Is stored as the base station information in the base station storage device .
前記無線端末は、
前記各基地局から送信されている電波をそれぞれ受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出する無線部と、
前記無線部で得られた前記受信電界強度および前記局IDと、前記基地局管理部から通知されて記憶している前記各基地局の前記座標位置とに基づいて、自己の座標位置を計算する前記位置計算装置と
を備えることを特徴とする位置検知システム。 The position detection system according to claim 1,
The wireless terminal is
A radio unit that receives each radio wave transmitted from each base station, measures the received electric field strength for each radio wave, and detects the station ID of the transmission source base station included in the radio wave;
Calculates its own coordinate position based on the received electric field intensity and the station ID obtained by the radio unit, and the coordinate position of each base station notified and stored from the base station management unit A position detection system comprising: the position calculation device.
前記位置計算装置は、計算した自己の座標位置を順次に保存し、これら複数の前記座標位置を、当該座標位置を利用するアプリケーション装置へ一括して通知することを特徴とする位置検知システム。 The position detection system according to claim 2,
The position calculation system stores the calculated coordinate position sequentially, and notifies the application apparatus using the coordinate position collectively of the plurality of coordinate positions.
前記無線端末は、前記各基地局から送信されている電波をそれぞれ受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出し、これら電波ごとに得られた前記受信電界強度および前記局IDを前記位置計算装置へ通知する無線部を備えることを特徴とする位置検知システム。 The position detection system according to claim 1,
The wireless terminal receives each radio wave transmitted from each base station, measures the received electric field intensity for each radio wave, and detects the station ID of the transmission source base station included in the radio wave. A position detection system comprising a wireless unit that notifies the position calculation device of the received electric field strength and the station ID obtained for each radio wave.
前記観測局のうちの一部またはすべての観測局は、当該観測局の局IDを含む電波を送信し、
前記無線端末は、前記観測局から送信されている電波を受信して、当該電波の受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元観測局の局IDを検出し、
前記位置計算装置は、前記無線端末の座標位置を計算する際、前記無線端末で得られた前記基地局および前記観測局に関する前記受信電界強度および前記局IDと、前記基地局記憶装置から取得した当該基地局の局IDに対応する座標位置と、前記観測局記憶装置から取得した当該観測局の局IDに対応する座標位置とに基づいて、前記無線端末の座標位置を計算する
ことを特徴とする位置検知システム。 In the position detection system according to any one of claims 1 to 4,
Some or all of the observation stations transmit radio waves including the station ID of the observation station,
The wireless terminal receives the radio wave transmitted from the observation station, measures the received electric field strength of the radio wave, detects the station ID of the transmission source observation station included in the radio wave,
The position calculation device, when calculating the coordinate position of the wireless terminal, obtained from the base station storage device, the received field strength and the station ID related to the base station and the observation station obtained by the wireless terminal The coordinate position of the wireless terminal is calculated based on the coordinate position corresponding to the station ID of the base station and the coordinate position corresponding to the station ID of the observation station acquired from the observation station storage device. Position detection system.
基地局記憶装置が、前記基地局ごとに、当該基地局が設置されている座標位置と当該基地局の局IDとの組を当該基地局の基地局情報としてそれぞれ記憶する基地局記憶ステップと、
観測局記憶装置が、前記観測局ごとに、当該観測局が設置されている座標位置を観測局情報として記憶する観測局記憶ステップと、
無線端末が、前記各基地局から送信されている電波を受信して、これら電波ごとに受信電界強度を計測するとともに、当該電波に含まれている送信元基地局の局IDを検出する局ID検出ステップと、
位置計算装置が、前記無線端末で得られた前記受信電界強度および前記局IDと、前記基地局記憶装置から取得した当該局IDに対応する基地局の座標位置とに基づいて、前記無線端末の座標位置を計算する位置計算ステップと、
基地局管理装置が、前記各観測局で得られた前記受信電界強度および前記局IDと、前記観測局記憶装置の前記観測局情報から取得した前記各観測局の前記座標位置とに基づいて、前記基地局ごとに当該基地局の座標位置を計算し、得られた当該基地局の前記座標位置と当該基地局の局IDとの組を前記基地局情報として前記基地局記憶装置へ保存する基地局管理ステップと、
を備え、
前記基地局管理ステップは、前記基地局の座標位置を計算する際、当該基地局に関する受信電界強度の変動幅と、受信電界強度の許容変動幅とを比較し、変動幅が許容変動幅を越えている場合には、当該基地局に関する座標位置の計算を行わず、変動幅が許容変動幅を越えていない基地局について計算して得られた前記座標位置と当該基地局の局IDとの組のみを前記基地局情報として前記基地局記憶装置へ保存する
ことを特徴とする位置検知方法。 A plurality of observation stations receive radio waves transmitted from the respective base stations, measure the received electric field strength for each radio wave, and detect the station ID of the transmission source base station included in the radio waves. An observation step;
A base station storage device that stores, for each base station, a set of a coordinate position where the base station is installed and a station ID of the base station as base station information of the base station;
The observation station storage device stores, for each observation station, a coordinate position where the observation station is installed as observation station information;
Wireless terminal receives the radio waves transmitted from the respective base stations, as well as measuring the received field strength for each of these radio wave, a station ID to detect a station ID of the source base station included in the radio A detection step ;
Based on the received electric field strength and the station ID obtained by the wireless terminal, and the coordinate position of the base station corresponding to the station ID acquired from the base station storage device, the position calculating device A position calculation step for calculating a coordinate position;
Based on the received electric field strength and the station ID obtained by each observation station, and the coordinate position of each observation station acquired from the observation station information of the observation station storage device, the base station management device, A base that calculates the coordinate position of the base station for each base station, and stores the obtained set of the coordinate position of the base station and the station ID of the base station in the base station storage device as the base station information Station management steps;
Equipped with a,
In the base station management step, when calculating the coordinate position of the base station, the fluctuation range of the received electric field strength related to the base station is compared with the allowable fluctuation range of the received electric field strength, and the fluctuation range exceeds the allowable fluctuation range. If the coordinate position for the base station is not calculated, the set of the coordinate position obtained by calculating the base station whose fluctuation range does not exceed the allowable fluctuation range and the station ID of the base station Only in the base station storage device as the base station information .
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