JP6255025B2

JP6255025B2 - 測位信号の放射パラメータ設定方法および測位システム

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Publication number: JP6255025B2
Application number: JP2015537460A
Authority: JP
Inventors: 久功松本; 誠谷川原; 小檜山　智久; 智久小檜山
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2017-12-27
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: TW201512691A; TWI542896B; WO2015040687A1; JPWO2015040687A1

Description

本発明は、無線通信を用いた測位システムにおける測位信号の放射パラメータを最適化するための設定方法、およびこの設定方法を適用する測位システムに関するものである。

近年、屋内ＧＰＳ（ＩＭＥＳ：Indoor Messaging System）、無線ＬＡＮ、ＵＷＢ−ＩＲ（Ultra Wideband-Impulse Radio）、超音波、等を用いた屋内測位システムが注目を集めている（例えば特許文献１参照）。一般的に屋内測位システムでは、壁や天井等に設置された測位信号送信機（もしくは送受信機）から送られてくる測位信号をユーザが持つモバイル端末等で受信することで現在位置を推定する。位置推定は、信号の強度、到達時間、到来方向、等を利用する方法や、位置情報を直接信号にのせる方法が知られている。

特開２００９−８５９２８号公報

前述したような屋内測位システムにおいて、電磁波や音波等、空間を伝搬する信号を利用する場合、天井、壁、什器等の位置や材質等の伝搬環境の条件によって信号の送受信の品質は大きく影響を受ける。したがって、測位信号送信機が測位信号を送信する際の放射パラメータは、伝搬環境に合わせて最適化する必要がある。さらに、測位システムを利用して提供される場所情報サービスの内容によって、個々の測位信号の受信領域の広さに対する要求は異なり、サービスの要求に合致した測位システムを構築するためにも放射パラメータの調整が必要となる。

しかしながら、広範囲にわたる建物内（例えば、空港、駅、地下街、等）に測位システムを構築する場合、設置される測位信号送信機の数は膨大になるため、個々の測位信号送信機の放射パラメータの最適化を行う手段はなるべく簡便であることが望まれる。

そこで、本発明はこのような要望を鑑みてなされたものであり、その代表的な目的は、測位信号送信機の放射パラメータを最適化する簡便な方法を提供することである。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

（１）代表的な測位信号の放射パラメータ設定方法は、測位信号送信機における測位信号の放射パラメータを設定するための設定方法である。前記測位信号の放射パラメータ設定方法は、測位部と、データ通信部と、制御部と、ユーザインターフェース部とを具備したモバイル端末を設定ツールとして利用して、前記測位信号送信機における測位信号の放射パラメータを最適化する。

より好ましくは、前記測位信号の放射パラメータ設定方法は、受信エリアの少なくとも１つの基準点に前記モバイル端末を持った作業者が立ち、前記モバイル端末と前記測位信号送信機とがデータ通信回線で接続された状態において行われる。特に、前記測位信号送信機の前記測位信号の放射パラメータをスイープしながら前記モバイル端末での前記測位信号の受信レベルを計測する第１工程と、前記モバイル端末での前記測位信号の受信レベルが規定値以上の値となるように前記放射パラメータを選択する第２工程と、を有する。

または、前記測位信号の放射パラメータ設定方法は、受信エリアの少なくとも１つの基準点に前記モバイル端末を持った作業者が立ち、前記モバイル端末と前記測位信号送信機とがデータ通信回線で接続された状態において行われる。特に、前記モバイル端末で前記測位信号送信機の前記測位信号を受信し、この受信レベルを前記モバイル端末内のメモリに記録する第１工程と、前記モバイル端末で前記受信レベルに基づき放射パラメータの最適値を計算し、この放射パラメータの最適値を前記測位信号送信機に送信する第２工程と、を有する。

（２）代表的な測位システムは、測位信号送信機と、測位部、データ通信部、制御部、および、ユーザインターフェース部を具備し、前記測位信号送信機における測位信号の放射パラメータを最適化する設定ツールとして利用するモバイル端末と、を有する。

より好ましくは、前記測位システムは、受信エリアの少なくとも１つの基準点に前記モバイル端末を持った作業者が立ち、前記モバイル端末と前記測位信号送信機とがデータ通信回線で接続された状態において用いられる。特に、前記測位信号送信機は前記測位信号の放射パラメータをスイープし、このスイープしている間、前記モバイル端末は前記測位信号の受信レベルを計測し、前記モバイル端末は前記測位信号の受信レベルが規定値以上の値となるように前記放射パラメータを選択する。

または、前記測位システムは、受信エリアの少なくとも１つの基準点に前記モバイル端末を持った作業者が立ち、前記モバイル端末と前記測位信号送信機とがデータ通信回線で接続された状態において用いられる。特に、前記モバイル端末は前記測位信号送信機の前記測位信号を受信し、この受信レベルを前記モバイル端末内のメモリに記録し、前記モバイル端末は前記受信レベルに基づき放射パラメータの最適値を計算し、この放射パラメータの最適値を前記測位信号送信機に送信する。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、代表的な効果は、測位信号の伝搬環境に応じて放射パラメータを最適化する作業を効率化することができる。

本発明の実施の形態１に係る測位システムにおいて、放射パラメータの設定方法の処理フローの一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る測位システムにおいて、放射パラメータの設定作業の様子の一例を示す模式図である。本発明の実施の形態１に係る測位システムにおいて、測位信号送信機の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る測位システムにおいて、モバイル端末の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る測位システムにおいて、測位信号送信機の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る測位システムにおいて、モバイル端末の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る測位システムにおいて、アレイアンテナ装置の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る測位システムにおいて、アレイアンテナの一例を示すレイアウト図である。本発明の実施の形態２に係る測位システムにおいて、アレイアンテナの放射パターン計算結果の一例を示す特性図である。本発明の実施の形態３に係る測位システムにおいて、モバイル端末のユーザインターフェース画面の一例を示す模式図である。本発明の実施の形態４に係る測位システムにおいて、放射パラメータの設定方法の処理フローの一例を示すフローチャートである。

以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

［実施の形態の概要］
まず、実施の形態の概要について説明する。本実施の形態の概要では、一例として、括弧内に実施の形態の対応する構成要素、符号等を付して説明する。

（１）本実施の形態の代表的な測位信号の放射パラメータ設定方法は、測位信号送信機（測位信号送信機１，１Ａ）における測位信号の放射パラメータを設定するための設定方法である。前記測位信号の放射パラメータ設定方法は、測位部と、データ通信部と、制御部と、ユーザインターフェース部とを具備したモバイル端末（モバイル端末２，２Ａ）を設定ツールとして利用して、前記測位信号送信機における測位信号の放射パラメータを最適化する。

より好ましくは、前記測位信号の放射パラメータ設定方法は、受信エリアの少なくとも１つの基準点に前記モバイル端末を持った作業者が立ち、前記モバイル端末と前記測位信号送信機とがデータ通信回線で接続された状態において行われる。特に、前記測位信号送信機の前記測位信号の放射パラメータをスイープしながら前記モバイル端末での前記測位信号の受信レベルを計測する第１工程（Ｓ１０５）と、前記モバイル端末での前記測位信号の受信レベルが規定値以上の値となるように前記放射パラメータを選択する第２工程（Ｓ１０８）と、を有する。

または、前記測位信号の放射パラメータ設定方法は、受信エリアの少なくとも１つの基準点に前記モバイル端末を持った作業者が立ち、前記モバイル端末と前記測位信号送信機とがデータ通信回線で接続された状態において行われる。特に、前記モバイル端末で前記測位信号送信機の前記測位信号を受信し、この受信レベルを前記モバイル端末内のメモリに記録する第１工程（Ｓ２０５）と、前記モバイル端末で前記受信レベルに基づき放射パラメータの最適値を計算し、この放射パラメータの最適値を前記測位信号送信機に送信する第２工程（Ｓ２０８，２０９）と、を有する。

（２）本実施の形態の代表的な測位システムは、測位信号送信機（測位信号送信機１，１Ａ）と、測位部、データ通信部、制御部、および、ユーザインターフェース部を具備し、前記測位信号送信機における測位信号の放射パラメータを最適化する設定ツールとして利用するモバイル端末（モバイル端末２，２Ａ）と、を有する。

以下、上述した実施の形態の概要に基づいた各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、各実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には原則として同一の符号または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

［実施の形態１］
本実施の形態１に係る測位システム、この測位システムにおける放射パラメータの設定方法を、図１〜図４を用いて説明する。本実施の形態に係る測位システムは、屋内測位システムに適用するものである。

〈測位システムにおける放射パラメータの設定方法〉
本実施の形態における放射パラメータの設定方法の処理フローを、図１のフローチャートおよび図２の模式図を用いて説明する。

図２は、放射パラメータの設定作業の様子の一例を示す模式図である。本実施の形態に係る測位システムは、測位信号送信機１と、この測位信号送信機１における測位信号の放射パラメータを設定するための設定ツールとして利用するモバイル端末２とを具備する。

測位信号送信機１は、屋内の天井や壁等に設置されている。好適には、初期状態では測位信号３は停止しており、データ通信回線４によるデータ通信信号は接続待ちの状態である。ただし、設置作業時や、設置から放射パラメータ設定作業までの期間中のメンテナンスの都合等により、測位信号３は必ずしも停止している必要はない。

放射パラメータの設定作業は、受信エリアである測位領域５０の少なくとも１つの基準点（望ましくは複数の基準点）にモバイル端末２を持った作業者６０が立ち、モバイル端末２と測位信号送信機１とがデータ通信回線４で接続された状態において実行される。

放射パラメータの設定方法の作業の流れを、図１に基づいて説明する。図１は、放射パラメータの設定方法の処理フローの一例を示すフローチャートである。

まず、作業者６０は、放射パラメータの設定ツールであるモバイル端末２と、測位信号送信機１との間でデータ通信回線４を接続する（Ｓ１０１）。モバイル端末２とのデータ通信回線４の接続により、測位信号送信機１は「パラメータ設定モード」に切り替わり、モバイル端末２からの命令を受け付ける状態となる（Ｓ１０２）。

次に、作業者６０は、位置情報サービスにより要求される受信エリアである測位領域５０内の基準点（好適には測位領域５０の境界付近）に移動し（Ｓ１０４）、「測位信号計測命令」を実行する。「測位信号計測命令」を実行すると、測位信号送信機１は測位信号３の放射パラメータをスイープし、スイープしている間、モバイル端末２は測位信号３の受信レベルの計測を行う（Ｓ１０５）。

この処理により、基準点における放射パラメータと受信レベルとの関係が得られる。放射パラメータとは好適には、測位信号３の送信電力、放射方向、主ビーム半値幅、偏波角、等である。また、受信レベルとは好適には、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）、ＳＮＲ（Signal-Noise Ratio）、ＣＮＲ（Carrier-Noise Ratio）、等である。基準点は１つだけでもよいが、測位領域５０全体をカバーするように複数点取られることが望ましい。

基準点が複数点取られる場合には、モバイル端末２において、最初に基準点の計数値ｉを初期値の「１」に設定し（Ｓ１０３）、モバイル端末２を持った作業者６０を測位領域５０内のｉ番目の基準点に移動させる（Ｓ１０４）。その後、測位信号送信機１は測位信号３の放射パラメータをスイープして、モバイル端末２は測位信号３の受信レベルを計測する（Ｓ１０５）。そして、モバイル端末２において、全ての基準点で計測が完了したかを判断する（Ｓ１０６）。この判断の結果、完了していない場合（Ｓ１０６−ｎｏ）は、計数値ｉをインクリメント（ｉ←ｉ＋１）し（Ｓ１０７）、Ｓ１０４に戻り、モバイル端末２を持った作業者６０を測位領域５０内の（ｉ＋１）番目の基準点に移動させて同様の処理を繰り返す。これを、全基準点での計測が完了するまで繰り返して行う。

全ての基準点で「測位信号計測命令」の処理が完了した時点（Ｓ１０６−ｙｅｓ）で、モバイル端末２にて「放射パラメータ最適化命令」を実行すると、各基準点での計測結果に基づき、放射パラメータの最適化が実行される（Ｓ１０８）。最適化は、全基準点で受信レベルが規定値以上となるように実行される。ここで規定値とは、例えばモバイル端末２での測位信号３の最低受信感度に対して６ｄＢ大きな値、等である。

ここで最適化の処理は、モバイル端末２側のプロセッサで行って、最適化された放射パラメータだけをデータ通信で測位信号送信機１に送っても良いし、モバイル端末２は測位信号３の受信レベル計測値を測位信号送信機１に送って、最適化の処理は測位信号送信機１側のプロセッサで実行されても良い。

その後、測位信号送信機１は、最適化された放射パラメータに設定し、「通常モード」に切り替え、データ通信回線４を切断して測位信号３の送信を開始する（Ｓ１０９）。

〈測位信号送信機〉
図３は、本実施の形態における測位信号送信機１の一例を示すブロック図である。測位信号送信機１は、測位部５（ＬＯＣ）と、測位信号用アンテナ５ａと、データ通信部７（ＴＲＡＮＳ）と、データ通信用アンテナ７ａと、制御部８（ＣＯＮＴ−Ｕ）とを具備する。

測位部５は好適には、ＩＭＥＳ、無線ＬＡＮ、ＵＷＢ−ＩＲ、等の主にＵＨＦ帯〜ＳＨＦ帯の周波数のＲＦ信号による通信手段、もしくは超音波、赤外線、可視光、等による通信手段である。測位部５が超音波もしくは赤外線、可視光による通信手段である場合は、測位信号用アンテナ５ａはそれぞれ放射器および発光部となる。

データ通信部７は好適には、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標、以下表記省略）、特定小電力無線、等の通信規格に基づく無線機である。

測位とデータ通信に同じ通信手段を用いることで、ひとつの無線機が測位部５とデータ通信部７の両方の役割を担ってもよい。ここで用いられる通信手段には、例えば、ＩＭＥＳ、無線ＬＡＮ、ＵＷＢ−ＩＲ、等が適用できる。測位部５とデータ通信部７とをひとつの無線機で構成することで、機器の小型化、低コスト化が期待できる。

制御部８は、データ通信部７を介してモバイル端末２から送られてきた命令を解釈し、測位部５の動作（放射パラメータ等）を制御する。また、測位部５の状況等を、データ通信部７を介してモバイル端末２に送信する。

〈モバイル端末〉
図４は、本実施の形態におけるモバイル端末２の一例を示すブロック図である。モバイル端末２は、測位部９（ＬＯＣ）と、測位信号用アンテナ１０と、データ通信部１１（ＴＲＡＮＳ）と、データ通信用アンテナ１２と、制御部１３（ＣＯＮＴ−Ｕ）と、ユーザインターフェース部１４（ＵＩ）とを具備する。

測位部９は好適には、ＩＭＥＳ、無線ＬＡＮ、ＵＷＢ−ＩＲ、等の主にＵＨＦ帯〜ＳＨＦ帯の周波数のＲＦ信号による通信手段、もしくは超音波、赤外線、可視光、等による通信手段である。測位部９が超音波もしくは赤外線、可視光による通信手段である場合は、測位信号用アンテナ１０はそれぞれ受信器および受光部となる。

データ通信部１１は好適には、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、特定小電力無線、等の通信規格に基づく無線機である。

測位とデータ通信に同じ通信手段を用いることで、ひとつの無線機が測位部９とデータ通信部１１の両方の役割を担ってもよい。ここで用いられる通信手段には、例えば、ＩＭＥＳ、無線ＬＡＮ、ＵＷＢ−ＩＲ、等が適用できる。測位部９とデータ通信部１１とをひとつの無線機で構成することで、機器の小型化、低コスト化が期待できる。

制御部１３は、測位部９やデータ通信部１１の動作を制御する。

ユーザインターフェース部１４は、入力ユーザインターフェースと出力ユーザインターフェースの２つの機能を持つ。例えば、入力ユーザインターフェースはキーボードで、出力ユーザインターフェースは液晶ディスプレイ、と別々のデバイスになっていても良いし、タッチパネルディスプレイ等を用いることで１つのデバイスで入力ユーザインターフェースと出力ユーザインターフェースを兼ねても良い。

モバイル端末２では、作業者６０がユーザインターフェース部１４から入力した命令に従い、制御部１３は測位部９やデータ通信部１１の動作を制御する。

〈実施の形態１の効果〉
以上説明した本実施の形態に係る測位システム、この測位システムにおける放射パラメータの設定方法によれば、モバイル端末２を設定ツールとして利用することで、測位信号送信機１における測位信号の放射パラメータを最適化することができる。これにより、測位信号送信機１の放射パラメータを最適化する簡便な方法を提供することができる。この結果、測位信号の伝搬環境に応じて放射パラメータを最適化する作業を効率化することができる。より詳細には、以下の通りである。

（１１）本実施の形態では、測位領域５０の基準点にモバイル端末２を持った作業者６０が立ち、モバイル端末２と測位信号送信機１とがデータ通信回線で接続された状態において、放射パラメータの設定が行われる。まず、測位信号送信機１の測位信号の放射パラメータをスイープしながらモバイル端末２での測位信号の受信レベルを計測する。さらに、モバイル端末２での測位信号の受信レベルが規定値以上の値となるように放射パラメータを選択する。そして、測位信号送信機１は、測位信号の受信レベルが全基準点で規定値以上となるように選択された放射パラメータに設定することができる。

（１２）測位信号送信機１の測位信号としては、屋内ＧＰＳ、無線ＬＡＮ、ＵＷＢ−ＩＲ等の通信方式による測位信号を対象とすることができる。

（１３）測位信号送信機１における測位信号の放射パラメータとしては、測位信号の送信電力、放射方向、主ビーム半値幅、偏波角等の放射パラメータを対象とすることができる。

（１４）モバイル端末２での受信レベルとしては、ＲＳＳＩ、ＳＮＲ、ＣＮＲ等の受信レベルを対象とすることができる。

（１５）モバイル端末２のユーザインターフェース部１４としては、タッチパネルディスプレイ等のユーザインターフェースを対象とすることができる。

［実施の形態２］
本実施の形態２に係る測位システム、この測位システムにおける放射パラメータの設定方法を、図５〜図９を用いて説明する。本実施の形態では、前述した実施の形態１に対して、屋内測位システムのより具体的な例について説明する。以下においては、前述した実施の形態１と異なる点を主に説明する。

〈測位信号送信機〉
図５は、本実施の形態における測位信号送信機１Ａの一例を示すブロック図である。図５に示す測位信号送信機１Ａにおいて、測位部５はＩＭＥＳ送信機５Ａ（ＩＭＥＳ−ＴＲＡＮＳ）であり、データ通信部７はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（７Ａ）である。また、制御部８として、マイクロコントロールユニット８Ａ（ＭＣＵ）およびメモリ８Ｂ（ＭＥＭ）を具備する。測位信号用アンテナ５ａはアレイアンテナ装置１５であり、制御回路１６（ＣＯＮＴ−Ｃ）で各アンテナエレメントのパラメータを制御する。

図５に示す測位信号送信機１Ａの各ブロックは、別々にモジュール化されて親基板等で接続されても良いし、全てのブロックが一枚のプリント基板上に実装されて実現されても良い。

〈モバイル端末〉
図６は、本実施の形態におけるモバイル端末２Ａの一例を示すブロック図である。図６に示すモバイル端末２Ａにおいて、測位部９はＩＭＥＳ信号を受信可能なＧＰＳ受信機９Ａ（ＧＰＳ−ＲＥＣ）であり、データ通信部１１はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（１１Ａ）である。また、制御部１３としてマイクロプロセッシングユニット１３Ａ（ＭＰＵ）を具備し、ユーザインターフェース部１４としてタッチスクリーン１４Ａ（ＴＳ）を具備する。

作業者６０は、タッチスクリーン１４Ａを用いて操作が可能である。モバイル端末２Ａには、放射パラメータの設定作業を行うための専用のアプリケーションソフトウエアがインストールされており、作業フローを対話形式で入出力することで簡易な操作ができるように工夫されている。モバイル端末２Ａは、本作業を行うための専用端末でも良いが、好適にはＧＰＳ受信機能やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信機能等を搭載した市販のタブレット端末やスマートフォン等を利用する。その場合、アプリケーションソフトウエアはＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）等のオープンな開発環境を用いて作製することが可能である。

〈アレイアンテナ装置〉
図７は、本実施の形態におけるアレイアンテナ装置１５の一例を示すブロック図である。アレイアンテナ装置１５は、主アンテナ素子２１と、副アンテナ素子２２−１〜４と、制御回路１６とを具備する。制御回路１６は、電力分配器２３，２４（ＤＩＶ）と、振幅調整器２５，２７（Ａ）と、可変移相器２６（φ）と、制御用のマイクロコントロールユニット２８（ＭＣＵ）とを具備する。

マイクロコントロールユニット２８は、測位信号送信機１Ａのマイクロコントロールユニット８Ａからの命令に従い、ＩＭＥＳ送信機５Ａからの測位信号の振幅、および副アンテナ素子２２−１〜４の振幅と移相とを設定する。ＩＭＥＳ送信機５Ａからの測位信号の振幅は、振幅調整器２７の調整により設定する。副アンテナ素子２２−１〜４においては、振幅は振幅調整器２５の調整により設定し、移相は可変移相器２６の可変により設定する。これらの値を適切に選ぶことで、アレイアンテナ装置１５から放射される電波の最大利得および主ビーム半値幅が制御可能である。

〈アレイアンテナのレイアウト〉
図８は、図７に示したアレイアンテナ装置１５のアレイアンテナの一例を示すレイアウト図である。アレイアンテナは、主アンテナ素子２１と、副アンテナ素子２２−１〜４とを具備する。

主アンテナ素子２１を中心として、回転対称に副アンテナ素子２２−１〜４が配置される。主アンテナ素子２１と副アンテナ素子２２−１〜４との距離ｄは、ＩＭＥＳ信号の搬送波の波長の１／４である。すなわち、約４７．６ｍｍである。図８では、アレイアンテナはプリント基板２９上に配置されており、各アンテナ素子はチップアンテナでも良いし、パターンアンテナでも良い。

〈アレイアンテナの放射パターン計算結果〉
図９は、図７および図８に示したアレイアンテナの放射パターン計算結果の一例を示す特性図である。図９において、横軸はアンテナの放射角（Elevation angle）を示し、縦軸は利得（Directivity）を示し、各グラフは最大放射方向の電力で規格化している。

主アンテナ素子２１の給電電圧をＥ_１、副アンテナ素子２２−１〜４の給電電圧をＥ_２とすると、Ｅ_１／Ｅ_２を０〜３に変化させることで、アレイアンテナ装置１５が放射する電波の主ビーム半値幅を制御することができる。図９の例では、Ｅ_１／Ｅ_２＝３のときに主ビーム半値幅が狭まって指向性が最も鋭く（強く）、Ｅ_１／Ｅ_２が小さくなるにつれて主ビーム半値幅が広がって指向性が弱くなっている。

本実施の形態の構成では、測位信号用アンテナ（アレイアンテナ装置１５）の最大利得と主ビームの半値幅を放射パラメータとして、前述した実施の形態１で説明した作業フローに従って、測位信号送信機１Ａの放射パラメータの最適化が実施可能である。なお、放射パラメータとしては、主ビーム半値幅の他に、測位信号３の送信電力、放射方向、偏波角、等も対象となる。

〈実施の形態２の効果〉
以上説明した本実施の形態に係る測位システム、この測位システムにおける放射パラメータの設定方法によれば、屋内測位システムのより具体的な例において、前述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、前述した実施の形態１と異なる効果は、以下の通りである。

（２１）測位信号送信機１Ａとして、測位部５はＩＭＥＳ送信機５Ａ、データ通信部７はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（７Ａ）、制御部８はマイクロコントロールユニット８Ａおよびメモリ８Ｂ、測位信号用アンテナ５ａはアレイアンテナ装置１５および制御回路１６、をそれぞれ用いることができる。

（２２）モバイル端末２Ａとして、測位部９はＧＰＳ受信機９Ａ、データ通信部１１はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（１１Ａ）、制御部１３はマイクロプロセッシングユニット１３Ａ、ユーザインターフェース部１４はタッチスクリーン１４Ａ、をそれぞれ用いることができる。

［実施の形態３］
本実施の形態３に係る測位システム、この測位システムにおける放射パラメータの設定方法を、図１０を用いて説明する。本実施の形態では、前述した実施の形態１および２に対して、モバイル端末２上で動作する専用のアプリケーションソフトウエア（ユーザインターフェース）について説明する。以下においては、前述した実施の形態１および２と異なる点を主に説明する。

〈モバイル端末のユーザインターフェース画面〉
図１０は、本実施の形態におけるモバイル端末２のユーザインターフェース画面の一例を示す模式図である。図１０においては、ユーザインターフェース（ＵＩ）画面はタッチスクリーンを想定している。

アプリケーションソフトウエアには、すでに位置情報サービスの仕様に従って、サービスエリアの地図、測位信号送信機１の設置位置とＩＤ、測位信号３の受信領域、等が与えられている。ＵＩ画面に表示される地図には、店舗（花屋）３１、位置情報サービスでの受信領域３２、測位信号送信機１の設置位置およびＩＤ（３３）、等の情報が含まれており、現在、モバイル端末２が受信している測位信号送信機１からの無線信号のリスト３４も同時に表示されている。リスト３４には、受信中の測位信号のＩＤ（Received ID）と信号強度（Signal strength）が表示されている。なお、受信レベルとしては、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の他に、ＳＮＲ、ＣＮＲ、等も対象となる。

作業者６０がモバイル端末２を持ってサービスエリア内を移動すると、測位信号送信機１のデータ通信部（例えば無線ＬＡＮ）が送信するＩＤ情報を受信し、そのＩＤを持つ測位信号送信機１が設置されている付近の地図を表示する。また、その位置で受信されるＩＤと信号強度のリスト３４も表示される。

例えば、作業者６０が花屋の店舗３１付近の受信領域３２をカバーする測位信号送信機１（設定位置およびＩＤ３３）の放射パラメータを調整したい場合、地図上の測位信号送信機１のアイコン（設定位置およびＩＤ３３）をタッチすればよい。その操作を持ってモバイル端末２は、ＩＤ：１２３４（信号強度：１０１）の測位信号送信機１（設定位置およびＩＤ３３）とデータ通信回線を接続し、測位信号送信機１はパラメータ設定モードに切り替わる。

その後、ＵＩ画面上に「測位信号計測命令」ボタン３５（Measurement）が出現し、作業者６０は地図上に示された受信領域３２の適切な基準点（基準点もＵＩ画面の地図上に予め表示されていても良い）に移動して「測位信号計測命令」ボタン３５をタッチすると、測位信号送信機１とモバイル端末２が連動して計測を開始する。

１つ目の基準点での計測が終了すると、ＵＩ画面上に「測位信号計測命令」ボタン３５および「放射パラメータ最適化命令」ボタン３６（Optimization）が出現する。異なる基準点でさらに計測したい場合はその基準点に移動して「測位信号計測命令」ボタン３５をタッチすればよいし、計測を終えて放射パラメータの最適化に進みたい場合は「放射パラメータ最適化命令」ボタン３６をタッチすればよい。

〈実施の形態３の効果〉
以上説明した本実施の形態に係る測位システム、この測位システムにおける放射パラメータの設定方法によれば、モバイル端末２上で動作する専用のアプリケーションソフトウエアの例において、前述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、前述した実施の形態１と異なる効果は、以下の通りである。

（３１）ユーザインターフェース画面として、サービスエリアの地図、測位信号送信機１の設置位置とＩＤ、測位信号３の受信領域、受信中の測位信号のＩＤとＲＳＳＩ（ＳＮＲ、ＣＮＲ等）を表示するタッチスクリーン等を用いることができる。

［実施の形態４］
本実施の形態４に係る測位システム、この測位システムにおける放射パラメータの設定方法を、図１１を用いて説明する。本実施の形態では、前述した実施の形態１〜３に対して、放射パラメータの設定方法の別の例について説明する。以下においては、前述した実施の形態１〜３と異なる点を主に説明する。

〈放射パラメータの設定方法〉
図１１は、本実施の形態における放射パラメータの設定方法の処理フローの一例を示すフローチャートである。

まず、作業者６０は、放射パラメータの設定ツールであるモバイル端末２と、測位信号送信機１との間でデータ通信回線４を接続する（Ｓ２０１）。モバイル端末２とのデータ通信回線４の接続により、測位信号送信機１は「リファレンスモード」に設定される（Ｓ２０２）。この「リファレンスモード」は好適には、受信エリアが最も広くなるように放射パラメータを設定したものである。例えば、送信信号強度が最大、ビーム幅が最大、等である。

以降は、位置情報サービスにより要求される受信エリアである測位領域５０内の基準点が、測位領域５０全体をカバーするように複数点取られる場合で説明する。

基準点が複数点取られる場合には、モバイル端末２において、最初に基準点の計数値ｉを「１」に設定し（Ｓ２０３）、モバイル端末２を持った作業者６０を測位領域５０内のｉ番目の基準点に移動させる（Ｓ２０４）。その後、モバイル端末２は測位信号３を受信し、受信レベルをモバイル端末２内のメモリに記録する（Ｓ２０５）。そして、モバイル端末２において、全ての基準点で計測が完了したかを判断する（Ｓ２０６）。この判断の結果、完了していない場合（Ｓ２０６−ｎｏ）は、計数値ｉをインクリメント（ｉ←ｉ＋１）し（Ｓ２０７）、Ｓ２０４に戻り、モバイル端末２を持った作業者６０を測位領域５０内の（ｉ＋１）番目の基準点に移動させて同様の処理を繰り返す。これを、全基準点での計測が完了するまで繰り返して行う。

全ての基準点で「測位信号計測命令」の処理が完了した時点（Ｓ２０６−ｙｅｓ）で、モバイル端末２にて、計測した受信レベルに基づき、放射パラメータの最適値を計算する（Ｓ２０８）。そして、モバイル端末２から、測位信号送信機１に放射パラメータの最適値を送信する（Ｓ２０９）。放射パラメータとは好適には、測位信号３の送信電力、放射方向、主ビーム半値幅、偏波角、等である。また、受信レベルとは好適には、ＲＳＳＩ、ＳＮＲ、ＣＮＲ、等である。

最適値の計算は、全基準点で受信レベルが規定値以上となるように実行される。ここで規定値とは、例えばモバイル端末２での測位信号３の最低受信感度に対して６ｄＢ大きな値、等である。ここで最適値の計算は、モバイル端末２側のプロセッサで行って、放射パラメータの最適値を測位信号送信機１に送っても良いが、モバイル端末２は各基準点で測定した受信レベルを測位信号送信機１に送り、放射パラメータの最適値の計算を測位信号送信機１側のプロセッサで実施しても良い。

その後、測位信号送信機１は、放射パラメータを最適値に設定して、通常モードに切り替え、データ通信回線４を切断して測位信号３の送信を開始する（Ｓ２１０）。

〈実施の形態４の効果〉
以上説明した本実施の形態に係る測位システム、この測位システムにおける放射パラメータの設定方法によれば、放射パラメータの設定方法の別の例において、前述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、前述した実施の形態１と異なる効果は、以下の通りである。

（４１）本実施の形態では、測位領域５０の基準点にモバイル端末２を持った作業者が立ち、モバイル端末２と測位信号送信機１とがデータ通信回線で接続された状態において、放射パラメータの設定が行われる。まず、モバイル端末２で測位信号送信機１の測位信号を受信し、この受信レベルをモバイル端末２内のメモリに記録する。さらに、モバイル端末２で受信レベルに基づき放射パラメータの最適値を計算し、この放射パラメータの最適値を測位信号送信機１に送信する。そして、測位信号送信機１は、モバイル端末２から送信された最適値の放射パラメータに設定することができる。

（４２）本実施の形態では、受信レベルの計測の際に、放射パラメータをスイープする必要がないので、測定時間を短縮化することができる。さらに、受信レベルの計測のたびに、モバイル端末２と測位信号送信機１との間で通信を行う必要がないので、処理を簡略化することも可能である。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。たとえば、上記した実施の形態１〜４は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。さらに、各実施の形態を組み合わせる形態も、本発明の範囲として変更可能である。

１，１Ａ…測位信号送信機
２，２Ａ…モバイル端末
３…測位信号
４…データ通信回線
５…測位部
５Ａ…ＩＭＥＳ送信機
５ａ…測位信号用アンテナ（放射器、発光部）
７…データ通信部
７Ａ…Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
７ａ…データ通信用アンテナ
８…制御部
８Ａ…マイクロコントロールユニット
８Ｂ…メモリ
９…測位部
９Ａ…ＧＰＳ受信機
１０…測位信号用アンテナ（受信機、受光部）
１１…データ通信部
１１Ａ…Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
１２…データ通信用アンテナ
１３…制御部
１３Ａ…マイクロプロセッシングユニット
１４…ユーザインターフェース部
１４Ａ…タッチスクリーン
１５…アレイアンテナ装置
１６…制御回路
２１…主アンテナ素子
２２−１〜４…副アンテナ素子
２３…電力分配器
２４…電力分配器
２５…振幅調整器
２６…可変移相器
２７…振幅調整器
２８…マイクロコントロールユニット
２９…プリント基板
３１…店舗（花屋）
３２…位置情報サービスでの受信領域
３３…測位信号送信機の設置位置およびＩＤ
３４…受信中の測位信号のＩＤと信号強度のリスト
３５…「測位信号計測命令」ボタン
３６…「放射パラメータ最適化命令」ボタン
５０…測位領域
６０…作業者

Claims

測位部と、データ通信部と、制御部と、ユーザインターフェース部とを具備し、ＧＰＳ受信機能およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信機能を搭載した市販のタブレット端末またはスマートフォンであり、放射パラメータの設定作業を行うための専用のアプリケーションソフトウエアがインストールされたモバイル端末を設定ツールとして利用して、測位信号送信機における測位信号の放射パラメータを最適化する、測位信号の放射パラメータ設定方法であって、
受信エリアの少なくとも１つの基準点に前記モバイル端末を持った作業者が立ち、前記モバイル端末と前記測位信号送信機とがデータ通信回線で接続された状態において、
前記測位信号送信機の前記測位信号の放射パラメータをスイープしながら前記モバイル端末での前記測位信号の受信レベルを計測する第１工程と、
前記モバイル端末での前記測位信号の受信レベルが規定値以上の値となるように前記放射パラメータを選択する第２工程と、
を有する、測位信号の放射パラメータ設定方法。
請求項１記載の測位信号の放射パラメータ設定方法において、
前記基準点が複数点取られる場合には、
前記第１工程は、前記モバイル端末にて前記基準点の計数値ｉを初期値に設定し、前記モバイル端末を持った前記作業者を測位領域内のｉ番目の基準点に移動させ、前記測位信号送信機は前記測位信号の放射パラメータをスイープして、前記モバイル端末は前記測位信号の受信レベルを計測し、そして、前記モバイル端末にて全ての基準点で計測が完了したかを判断し、完了していない場合は、前記計数値ｉをインクリメントし、前記モバイル端末を持った前記作業者を前記測位領域内のｉ番目の基準点に移動させて同様の処理を繰り返し、全基準点での計測が完了するまで繰り返し、
前記第２工程は、全基準点での処理が完了した時点で、各基準点での計測結果に基づき、前記モバイル端末にて、前記モバイル端末での前記測位信号の受信レベルが全基準点で規定値以上となるように前記放射パラメータを選択する、測位信号の放射パラメータ設定方法。
請求項２記載の測位信号の放射パラメータ設定方法において、
前記第２工程の後、前記測位信号送信機にて、前記測位信号の受信レベルが全基準点で規定値以上となるように選択された前記放射パラメータに設定し、前記データ通信回線を切断して前記測位信号の送信を開始する第３工程を有する、測位信号の放射パラメータ設定方法。
測位信号送信機と、
測位部、データ通信部、制御部、および、ユーザインターフェース部を具備し、ＧＰＳ受信機能およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信機能を搭載した市販のタブレット端末またはスマートフォンであり、放射パラメータの設定作業を行うための専用のアプリケーションソフトウエアがインストールされ、前記測位信号送信機における測位信号の放射パラメータを最適化する設定ツールとして利用するモバイル端末と、
を有し、
受信エリアの少なくとも１つの基準点に前記モバイル端末を持った作業者が立ち、前記モバイル端末と前記測位信号送信機とがデータ通信回線で接続された状態において、
前記測位信号送信機は前記測位信号の放射パラメータをスイープし、このスイープしている間、前記モバイル端末は前記測位信号の受信レベルを計測し、
前記モバイル端末は前記測位信号の受信レベルが規定値以上の値となるように前記放射パラメータを選択する、測位システム。