JP6411831B2 - Direction of arrival estimation device, position estimation device, position estimation system - Google Patents
Direction of arrival estimation device, position estimation device, position estimation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6411831B2 JP6411831B2 JP2014190128A JP2014190128A JP6411831B2 JP 6411831 B2 JP6411831 B2 JP 6411831B2 JP 2014190128 A JP2014190128 A JP 2014190128A JP 2014190128 A JP2014190128 A JP 2014190128A JP 6411831 B2 JP6411831 B2 JP 6411831B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arrival
- azimuth
- wave
- estimation
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
本発明は、無線通信信号を用いて送信機の位置を推定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for estimating the position of a transmitter using a wireless communication signal.
従来、携帯機から送信された電波を、アレーアンテナを備えた車載機で受信し、アレーアンテナを構成する各アンテナエレメントから得られる受信信号の受信強度や位相情報に基づいて車載機にて電波の到来方向や、携帯機と車載機の相対位置を求める技術が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, a radio wave transmitted from a portable device is received by an in-vehicle device equipped with an array antenna, and the in-vehicle device receives the radio wave based on reception intensity and phase information of a received signal obtained from each antenna element constituting the array antenna. A technique for obtaining the arrival direction and the relative position between the portable device and the vehicle-mounted device is known (see Patent Document 1).
なお、携帯機や車載機を搭載した車両の周囲に、金属壁等のような電波を反射する物体が存在する環境では、車載機は、携帯機からの直接波以外に、物体に反射した反射波も受信する、いわゆるマルチパスが発生する。この場合、従来技術では、受信強度が最も大きい到来波を直接波であるものとして到来方向を求めている。 In an environment where an object that reflects radio waves, such as a metal wall, is present around a vehicle equipped with a portable device or in-vehicle device, the in-vehicle device reflects the reflected light from the object in addition to the direct wave from the portable device. A so-called multipath is generated in which waves are also received. In this case, in the prior art, the direction of arrival is obtained assuming that the incoming wave having the highest received intensity is a direct wave.
ところで、無線通信の電波、例えば、WiFi(登録商標)やBluetooth (登録商標)などで使用される数GHz帯の電波は、金属などでたやすく反射するだけでなく、人体や水などで大きく減衰する特徴がある。 By the way, radio waves of radio communication, for example, several GHz band radio waves used in WiFi (registered trademark) and Bluetooth (registered trademark) are not only easily reflected by metal, but also greatly attenuated by the human body and water. There is a feature to do.
このため、図16に示すように、携帯機と車載機との間に、人間や水など、電波を減衰させる物体が存在している場合には、必ずしも直接波の方が反射波よりも受信強度が大きくなるとは限らない。このような場合に、従来装置では、直接波の到来方向の推定結果の信頼性、更には、その到来方向に基づいて求めた車載器との相対位置の信頼性が著しく低下してしまうという問題があった。 For this reason, as shown in FIG. 16, when there is an object that attenuates radio waves, such as a person or water, between the portable device and the vehicle-mounted device, the direct wave is not necessarily received more than the reflected wave. The strength does not always increase. In such a case, the conventional apparatus has a problem that the reliability of the estimation result of the direct wave arrival direction and the reliability of the relative position with the vehicle-mounted device obtained based on the arrival direction are significantly reduced. was there.
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、反射波が存在する環境でも信頼性の高い到来方向の推定および測位を実現する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a technique that realizes highly reliable estimation and positioning of an arrival direction even in an environment where a reflected wave exists.
本発明の到来方向推定装置は、方位抽出部と方位選定部とを備える。方位抽出部は、アレーアンテナを構成する各アンテナエレメントからの受信信号に基づいて予め指定された指定波の到来方向を抽出する。方位選定部は、方位抽出部によって抽出された到来方向が複数存在する場合に、ビームフォーミングによって各到来方向からの到来波の受信信号である再生信号を生成し、該再生信号間の位相差から最も早く到来した到来波の方向を選定する。そして、その選定された方向を指定波の真の到来方向として出力する。 The arrival direction estimation device of the present invention includes an orientation extraction unit and an orientation selection unit. The azimuth extraction unit extracts the arrival direction of the designated wave designated in advance based on the received signals from the antenna elements constituting the array antenna. When there are a plurality of arrival directions extracted by the direction extraction unit, the direction selection unit generates a reproduction signal that is a reception signal of an incoming wave from each direction of arrival by beamforming, and uses the phase difference between the reproduction signals. Select the direction of the incoming wave that arrived earliest. Then, the selected direction is output as the true arrival direction of the designated wave.
このような構成によれば、マルチパスが発生する環境においても、直接波の到来方向、即ち、指定波の送信元が存在する方向を正しく求めることができる。
本発明の位置推定装置は、複数の到来方向推定装置と位置推定部とを備える。到来方向推定装置は、互いに異なるアレーアンテナからの受信信号に基づいて動作する。位置推定部は、各到来方向推定装置によって推定された指定波の真の到来方向から、指定波の発生源の位置を推定する。
According to such a configuration, even in an environment where multipath occurs, the direct wave arrival direction, that is, the direction in which the transmission source of the designated wave exists can be obtained correctly.
The position estimation apparatus of the present invention includes a plurality of arrival direction estimation apparatuses and a position estimation unit. The arrival direction estimation apparatus operates based on received signals from different array antennas. The position estimation unit estimates the position of the designated wave generation source from the true arrival direction of the designated wave estimated by each arrival direction estimation device.
このような構成によれば、到来方向推定装置から得られる信頼性の高い到来方向の推定結果を用いるため、指定波の発生源の位置の推定精度を向上させることができる。
本発明の位置推定システムは、送信側装置と受信側装置とを備える。送信側装置は、指定波を送信する。受信側装置は、指定波を受信する一つ以上のアレーアンテナ、および該アレーアンテナからの受信信号に基づいて指定波の発生源である送信側装置の位置を推定する。
According to such a configuration, since the estimation result of the arrival direction with high reliability obtained from the arrival direction estimation device is used, the estimation accuracy of the position of the designated wave generation source can be improved.
The position estimation system of the present invention includes a transmission side device and a reception side device. The transmission side device transmits the designated wave. The receiving-side apparatus estimates the position of the transmitting-side apparatus that is the generation source of the designated wave based on one or more array antennas that receive the designated wave and the received signal from the array antenna.
このような構成によれば、受信側装置によって送信側装置の位置を精度よく推定することができる。
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
According to such a configuration, the position of the transmission side device can be accurately estimated by the reception side device.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is limited is not.
以下に本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.第1実施形態]
無線通信信号を用いて無線通信信号の送信元の位置を推定する位置推定システムについて説明する。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[1. First Embodiment]
A position estimation system that estimates the position of the transmission source of a wireless communication signal using the wireless communication signal will be described.
[1.1.構成]
位置推定システム1は、図1に示すように、被測定装置(送信側装置)2と、測定装置(受信側装置)3とを備える。被測定装置2は、例えば、携帯電話機やスマートキーなどからなり、測定装置3は、例えば車両に搭載される車載器として構成される。
[1.1. Constitution]
As illustrated in FIG. 1, the
被測定装置2は、アンテナ21、送信機22、受信機23,通信制御器24を備える。送信機22,受信機23は、アンテナ21を介して高UHF帯(数GHz)を使用し所定の通信規格(例えば、WiFi(登録商標)やBluetooth (登録商標))に従った無線通信信号を送受信する。通信制御器24は、無線通信信号を使用した通信を制御する。以下では、被測定装置2が送信する電波を「指定波」ともいう。
The device under
測定装置3は、第1アレーアンテナ31と、第2アレーアンテナ32と、第1受信機33と、第2受信機34と、起動制御部35と、記憶部36と、方位推定部37と、位置推定部38を備える。
The
第1および第2アレーアンテナ31,32は、いずれも水平方向に配列された複数のアンテナエレメントで構成されている。また、両アレーアンテナ31,32は、少なくとも水平方向に異なる位置に配置される。第1受信機33は、第1アレーアンテナ31を構成する各アンテナエレメントからの受信信号をサンプリングして起動制御部35および記憶部36に供給する。第2受信機34は、第2アレーアンテナ32を構成する各アンテナエレメントからの受信信号をサンプリングして記憶部36に供給する。
Each of the first and
起動制御部35は、第1受信機33から供給される受信信号に従って、記憶部36および方位推定部37の動作を制御する。記憶部36は、第1時系列装置361と第2時系列装置362とを備え、起動制御部35からの指令に従って予め設定された一定期間動作する。なお、一定期間は、後述する同期回路373,374が信号を同期させるのに要する時間以上に設定される。第1時系列装置361は、第1受信機33から供給される受信信号(サンプリング値)の時系列を、アンテナエレメント毎に識別可能な状態で記憶する。第2時系列装置362は、第2受信機34から供給される受信信号(サンプリング値)の時系列を、アンテナエレメント毎に識別可能な状態で記憶する。
The
方位推定部37は、第1および第2推定部371,372と、第1および第2同期回路373,374とを備える。第1推定部371は、第1時系列装置361の記憶値に基づき、第1同期回路373を利用して、第1アレーアンテナ31の位置から見た指定波(直接波)の到来方向を推定する。第2推定部372は、第2時系列装置362の記憶値に基づき、第2同期回路374を利用して、第2アレーアンテナ32の位置から見た指定波(直接波)の到来方向を推定する。第1および第2同期回路373,374は、同様の構成を有しており、いわゆるレイク(RAKE)受信にて使用される周知のものである。具体的には、第1および第2同期回路373,374は、異なるタイミングで入力された二つの入力信号を、同じタイミングで重ね合わせるために必要な制御量である同期調整値を、両信号の相関を求めること等によって生成する処理を少なくとも実行する。
The
位置推定部38は、第1推定部371で推定された第1到来方向DR1、第2推定部372で推定された第2到来方向DR2、第1アレーアンテナ31と第2アレーアンテナ32の設置間隔等に従って、周知の三角測量の手法を用いて指定波の送信元である被測定装置2の位置を推定する。
The
なお、起動制御部35、第1推定部371、第2推定部372、位置推定部38は、マイクロコンピュータ(マイコン)が実行する処理によって実現される。但し、これらの各部をソフトウェアによって実現することはあくまでも一例であり、その全体または一部を例えばロジック回路等のハードウェアにて実現してもよい。
The
[1.2.処理]
次に、起動制御部35にて実行する起動処理、第1および第2推定部371,372にて実行する方位推定処理について説明する。
[1.2. processing]
Next, the startup process executed by the
<起動処理>
まず、起動処理について、図2に示すフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、測定装置3に電源が投入されている間、繰り返し実行される。
<Startup process>
First, the activation process will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This process is repeatedly executed while the measuring
本処理が起動すると、起動制御部35として機能するマイコンは、まず、S110にて、第1受信機33からの受信信号に基づいて、測位用周波数チャネル(ここでは高UHF帯)の受信強度を取得する。具体的には、いずれか一つのアンテナエレメントから得られる受信信号に対して周波数解析(例えばFFT)処理を実行し、その処理結果として得られる周波数スペクトルから測位用周波数チャネルに該当する周波数成分の受信強度を取得する。
When this process is activated, the microcomputer functioning as the
続くS120では、S110にて取得した受信強度が予め設定された閾値以上であるか否かを判断する。受信強度が閾値に達していない場合(S120:NO)、被測定装置2からの電波を受信していないものとして、S110に戻り、S110,S120の処理を繰り返す。一方、受信強度が閾値以上である場合(S120:NO)、被測定装置2からの電波を受信しているものとして、S130に進む。
In subsequent S120, it is determined whether or not the reception intensity acquired in S110 is equal to or greater than a preset threshold value. If the reception intensity has not reached the threshold value (S120: NO), it is determined that the radio wave from the device under
S130では、記憶部36に対する起動指令を出力する。これにより、第1および第2時系列装置361,362には、各アンテナエレメントからの受信信号(サンプリング値)が一定期間分ずつ記憶されることになる。
In S130, an activation command for the
続くS140では、方位推定部37に対する起動指令を出力して、本処理を終了する。これにより、第1および第2推定部371,372は、それぞれ、第1および第2時系列装置361,362の記憶値に基づく方位推定処理を開始する。
In continuing S140, the starting instruction | command with respect to the
<方位推定処理>
次に、方位推定処理について、図3に示すフローチャートに沿って説明する。なお、本処理は、起動制御部35からの方位推定部37に対する起動指令によって開始される。
<Direction estimation processing>
Next, the direction estimation processing will be described along the flowchart shown in FIG. This process is started by an activation command from the
本処理が起動すると、第1および第2推定部371,372として機能するマイコンは、まず、S210にて、記憶部36の記憶値に基づいて方位候補を抽出する。具体的には、ビームフォーミング法、MUSIC法など、到来波方向を推定する周知の手法を用いて、予め設定された判定閾値以上の受信強度が得られる全ての方位を、方位候補として抽出する。なお、図4は、ビームフォーミング法によって探査範囲内(−90°〜+90°)をスイープすることで得られる受信強度分布を例示したものである。図4の場合、二つの方位候補が抽出されることになる。
When this process is started, the microcomputer functioning as the first and
続くS220では、抽出された全ての方位候補について、記憶部36の記憶値を方位候補に応じた重みを用いて重み付け加算する、いわゆるビームフォーミングを行うことにより(図5参照)、各方位候補からの到来波についての受信信号に相当する再生信号(サンプリング値の時系列)を生成する。なお、図5に示すように、アンテナエレメントの間隔をd、到来方向をθとすると、各アンテナエレメントの受信信号は、dsinθの経路差に応じた位相差を持つため、この位相差を相殺するような重みwi(θ)を設定すればよい。これにより、例えば、検出された到来方向が−30°である場合、ビームフォーミングによって、図6に示すような受信特性を持つアンテナからの受信信号に相当する再生信号が生成されることになる。
In subsequent S220, for all the extracted azimuth candidates, a so-called beam forming is performed by weighting and adding the stored values in the
続くS230では、方位候補の一つを暫定方位に設定する。
続くS240では、暫定方位に設定された方位候補を除き、後述の処理で比較方位に設定されたことのない未処理の方位候補が存在するか否かを判断する。未処理の方位候補が存在する場合(S240:YES)、S250に移行する。
In subsequent S230, one of the orientation candidates is set as a provisional orientation.
In subsequent S240, it is determined whether or not there is an unprocessed azimuth candidate that has not been set as a comparative azimuth in the process described later, except for a azimuth candidate set as a provisional azimuth. When there is an unprocessed azimuth candidate (S240: YES), the process proceeds to S250.
S250では、未処理の方位候補の一つを比較方位に設定する。
続くS260では、暫定方位についての再生信号と比較方位についての再生信号との位相差を表す同期調整値を取得する。具体的には、両再生信号を入力信号として同期回路373または374を作動させることによって、同期調整値を取得する。なお同期調整値は、暫定方位の方が比較方位より再生信号の位相が遅れている場合、即ち、暫定方位からの到来波の方が、到来時間が遅い場合に正値となり、その逆の場合、即ち、暫定方位からの到来波の方が、到来時間が早い場合に負値となるものとする。つまり、図7の場合、同期調整値は負値となる。
In S250, one of the unprocessed azimuth candidates is set as the comparison azimuth.
In subsequent S260, a synchronization adjustment value representing a phase difference between the reproduction signal for the provisional azimuth and the reproduction signal for the comparison azimuth is acquired. Specifically, the synchronization adjustment value is acquired by operating the
続くS270では、同期調整値が正値であるか否かを判断する。同期調整値が正値、即ち、比較方位からの到来波の方が、到来時間が早い場合(S270:YES)、S280にて、比較方位を新たな暫定方位に設定してS240に戻る。一方、同期調整値が正値ではない、即ち暫定方位からの到来波の方が、到来時間が早い場合(S270:NO)、そのままS240に戻る
先のS240にて、未処理の方位候補が存在しないと判断した場合(S240:NO)、S290にて、暫定方位からの到来波が最も到来時間の早い直接波であるものとして、この暫定方位を到来方向DRi(なお、第1推定部371ではi=1、第2推定部372ではi=2)に選定し、これを位置推定部38に供給して本処理を終了する。
In subsequent S270, it is determined whether or not the synchronization adjustment value is a positive value. If the synchronization adjustment value is a positive value, that is, the arrival time from the comparison direction is earlier (S270: YES), the comparison direction is set to a new provisional direction in S280, and the process returns to S240. On the other hand, when the synchronization adjustment value is not a positive value, that is, when the arrival time from the provisional direction is earlier (S270: NO), the process returns to S240 as it is In the previous S240, there is an unprocessed direction candidate If it is determined not to do so (S240: NO), it is determined in S290 that the incoming wave from the provisional azimuth is a direct wave with the earliest arrival time, and this provisional azimuth is determined as the arrival direction DRi (in the first estimation unit 371) i = 1, and the
[1.3.効果]
以上説明したように、被測定装置2から送信された指定波が、測定装置3において複数の方位から到来していることが検出された場合、到来時間が最も早い、即ち、最短時間で到来する直接波の方向を、指定波の到来方向に選定している。従って、マルチパスが生じるような環境でも、被測定装置2が存在する方向を正しく検出することができ、更には、被測定装置2の位置を精度よく求めることができる。
[1.3. effect]
As described above, when it is detected that the designated wave transmitted from the device under
[1.4.変形例]
本実施形態では、第1および第2受信機33,34から得られる二系統の受信信号を、記憶部36および方位推定部37は、系統毎に用意された装置群361,371,272/362,372,374を用いて、並列に処理を実行するように構成されているが、二系統の受信信号を、単一の装置群によって時分割で処理するように構成してもよい。この場合、例えば図8に示す測定装置3aのように、記憶部36aを一つの時系列装置363で構成すると共に、方位推定部37aを各一つの推定部375および同期回路376で構成する。更に、第1および第2受信機33,34から供給される二系統の受信信号を交互に切り替えて時系列装置363に供給する切替スイッチ39を設ける。そして、時系列装置363に両系統の受信信号を記憶させ、推定部375および同期回路376に、各系統の方位推定処理を時分割で実行させる。
[1.4. Modified example]
In this embodiment, the
また、図9に示す測定装置3bのように、2系統のアレーアンテナ31,32の送受信を単一の受信機33aに行わせ、各アンテナエレメントの受信信号を後段に時分割で出力させることで、図7に示した測定装置3aから、更に切替スイッチ39を省略した構成としてもよい。
Further, as in the
[2.第2実施形態]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
[2. Second Embodiment]
Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description of the common configuration will be omitted, and the description will focus on the differences.
前述した第1実施形態では、受信機33,34から供給される受信信号を、記憶部36に一端記憶させた後、その記憶値を用いて方位推定部37が処理を実行している。これに対し、第2実施形態では、受信信号を記憶部36に記憶させることなく、リアルタイムで処理する点で第1実施形態とは相違する。
In the first embodiment described above, the reception signals supplied from the
[2.1.構成]
本実施形態では、第1実施形態とは、測定装置3cの構成が異なる。図10に示すように、測定装置3cは、図1に示した測定装置3から、記憶部36を省略した構成を有する。
[2.1. Constitution]
In this embodiment, the configuration of the measuring
[2.2.処理]
以下、起動制御部35において、第1実施形態の起動処理(図2)に代えて実行される起動処理、第1および第2推定部371,372において、第1実施形態の方位推定処理(図3)に代えて実行する方位推定処理について説明する。
[2.2. processing]
Hereinafter, in the
<起動処理>
図11に示すように、起動処理は、S130が省略されている以外は、第1実施形態の場合と同様である。
<Startup process>
As shown in FIG. 11, the activation process is the same as that in the first embodiment except that S130 is omitted.
<方位推定処理>
図12に示すように、本処理が起動すると、第1および第2推定部371,372として機能するマイコンは、まず、S310にて、所定の方位探査範囲(例えば正面方向に対してー90°〜+90°)について、ビームフォーミングによって、所定角度ずつ方向を変えて受信強度を計測するスイープ(走査)を開始する。
<Direction estimation processing>
As shown in FIG. 12, when this process is started, the microcomputer functioning as the first and
続くS320では、受信強度のピークが検出されたか否かを判断する。ピークが検出されていない場合(S320:NO)、S330に移行し、スイープが終了したか否かを判断する。スイープが終了していない場合(S330:NO)、S320に戻り、スイープを続ける。一方、スイープが終了している場合(S330:YES)、S340に移行し、図示しない報知装置によって、ピークを一つも検出できなかった旨を表すエラー通知を行って、本処理を終了する。 In subsequent S320, it is determined whether or not a peak of received intensity has been detected. When the peak is not detected (S320: NO), the process proceeds to S330, and it is determined whether or not the sweep is finished. If the sweep is not completed (S330: NO), the process returns to S320 and the sweep is continued. On the other hand, when the sweep has been completed (S330: YES), the process proceeds to S340, an error notification indicating that no peak has been detected is performed by a not-illustrated notification device, and this process is terminated.
先のS320にて、ピークが検出された場合(S320:YES)、S350に移行し、その検出されたピークの方位を、暫定方位に設定して、S360に進む。
S360では、スイープを再開し、続くS370では、受信強度のピークが再び検出されたか否かを判断する。ピークが検出された場合(S370:YES)、S380に移行し、その検出されたピークの方位を、比較方位に設定して、S390に進む。
If a peak is detected in the previous S320 (S320: YES), the process proceeds to S350, the azimuth of the detected peak is set as a provisional azimuth, and the process proceeds to S360.
In S360, the sweep is resumed, and in subsequent S370, it is determined whether or not the peak of the received intensity is detected again. When a peak is detected (S370: YES), the process proceeds to S380, the direction of the detected peak is set as a comparison direction, and the process proceeds to S390.
S390では、第1実施形態で説明したS260での処理と同様に、暫定方位からの到来波と比較方位からの到来波の到来時刻差、即ち、両到来波の時間信号の位相差を表す同期調整値を取得する。但し、S260では、同期回路373または374の入力信号として、記憶部36の記憶値から生成した再生信号を用いるが、本実施形態では、受信機33または34から供給される受信信号を用いてリアルタイムに生成した再生信号を用いる。
In S390, similar to the processing in S260 described in the first embodiment, the time difference between the arrival waves from the provisional direction and the arrival wave from the comparison direction, that is, the synchronization representing the phase difference between the time signals of both arrival waves. Get the adjustment value. However, in S260, the reproduction signal generated from the stored value of the
続くS400では、S390で取得した同期調整値が正値であるか否かを判断する。同期調整値が正値、即ち、比較方位からの到来波の方が、到来時間が早い場合(S400:YES)、S410にて、比較方位を暫定方位に設定してS360に戻る。一方、同期調整値が正値ではない、即ち暫定方位からの到来波の方が、到来時間が早い場合(S400:NO)、そのままS360に戻る
先のS370にて、受信強度のピークが検出されない場合(S370:NO)、S420に移行し、スイープが終了しているか否かを判断する。スイープが終了していない場合(S420:NO)、S370に戻りスイープを継続する。一方、スイープが終了している場合(S420:YES)、S430に移行し、暫定方位を到来方向DRi(なお、第1推定部371ではi=1、第2推定部372ではi=2)に選定し、これを位置推定部38に供給して本処理を終了する。
In subsequent S400, it is determined whether or not the synchronization adjustment value acquired in S390 is a positive value. When the synchronization adjustment value is a positive value, that is, when the arrival time from the comparison direction is earlier (S400: YES), the comparison direction is set to the provisional direction in S410, and the process returns to S360. On the other hand, if the synchronization adjustment value is not a positive value, that is, the arrival time from the provisional azimuth is earlier in arrival time (S400: NO), the process returns to S360 as it is. No peak of the received intensity is detected in the previous S370. In the case (S370: NO), the process proceeds to S420, and it is determined whether or not the sweep is finished. When the sweep is not completed (S420: NO), the process returns to S370 and continues the sweep. On the other hand, when the sweep is finished (S420: YES), the process proceeds to S430, and the provisional direction is changed to the arrival direction DRi (where i = 1 in the first estimation unit 371 and i = 2 in the second estimation unit 372). This is selected and supplied to the
[2.3.動作]
このように方位推定処理では、図13に示すように、三つの到来波A,B,Cが存在し、真ん中の到来波Bが直接波、その他の到来波A,Cが反射波である場合、以下のように動作する。
[2.3. Operation]
In this way, in the direction estimation processing, as shown in FIG. 13, there are three incoming waves A, B, and C, the middle incoming wave B is a direct wave, and the other incoming waves A and C are reflected waves. It operates as follows.
即ち、受信強度のスイープを開始して、到来波Aに基づく最初のピークを検出すると、その方位(ピーク方位A)を暫定方位に設定する。
スイープを再開して、到来波Bに基づく次のピークを検出すると、その方位(ピーク方位B)を比較方位に設定すると共に、暫定方位(ピーク方位A)および比較方位(ピーク方位B)からの各到来波の到来時刻を比較する。ここでは、ピーク方位Bの到来波の方が早いため、ピーク方位Bが新たな暫定方位に設定される。
That is, when the reception intensity sweep is started and the first peak based on the incoming wave A is detected, the direction (peak direction A) is set as the provisional direction.
When the sweep is resumed and the next peak based on the incoming wave B is detected, the direction (peak direction B) is set as the comparative direction, and the temporary direction (peak direction A) and the comparative direction (peak direction B) are set. Compare the arrival time of each incoming wave. Here, since the incoming wave with the peak direction B is earlier, the peak direction B is set as a new provisional direction.
スイープを再開して、到来波Cに基づく次のピークを検出すると、その方位(ピーク方位C)を比較方位に設定すると共に、暫定方位(ピーク方位B)および比較方位(ピーク方位C)からの各到来波の到来時刻を比較する。ここでは、ピーク方位Bの到来波の方が早いため、暫定方位は更新されずピーク方位Bのまま保持される。 When the sweep is resumed and the next peak based on the incoming wave C is detected, the direction (peak direction C) is set as the comparison direction, and the temporary direction (peak direction B) and the comparison direction (peak direction C) are set. Compare the arrival time of each incoming wave. Here, since the incoming wave with the peak direction B is earlier, the provisional direction is not updated and the peak direction B is maintained.
スイープを再開して、新たなピークが検出されることなくスイープが終了すると、その時点で暫定方位として設定されているピーク方位が、到来方向DRiに選定され、位置推定部に供給される。 When the sweep is resumed without a new peak being detected, the peak direction set as the provisional direction at that time is selected as the arrival direction DRi and supplied to the position estimation unit.
[2.4.効果]
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
[2.4. effect]
According to the second embodiment described in detail above, the following effects are obtained in addition to the effects of the first embodiment described above.
即ち、本実施形態では、受信信号を一時的に記憶することなく、リアルタイムで処理を実行するため、第1実施形態の測定装置3と比較して、記憶部36を省略することができ、その結果、装置構成を簡略化することができる。
That is, in this embodiment, since the processing is executed in real time without temporarily storing the received signal, the
[2.5.変形例]
図14に示す測定装置3dのように、図8に示した測定装置3aから記憶部36aを省略した構成や、図15に示す測定装置3eのように、図9に示した測定装置3bから記憶部36aを省略した構成を採用してもよい。
[2.5. Modified example]
A configuration in which the
[3.他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
[3. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can take a various form, without being limited to the said embodiment.
(1)上記実施形態では、測定装置3が車載機である場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、被測定装置2および測定装置3が両方とも携帯電話等の携帯機器に搭載されていてもよい。
(1) Although the case where the measuring
(2)上記実施形態における一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。 (2) The functions of one component in the above embodiment may be distributed to a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be integrated into one component. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having the same function. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified only by the wording described in the claim are embodiment of this invention.
(3)上述した到来方向推定装置の他、到来方向推定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、到来方向推定方法など、種々の形態で実現することもできる。 (3) In addition to the arrival direction estimation device described above, the present invention can be realized in various forms such as a program for causing a computer to function as the arrival direction estimation device, a medium on which the program is recorded, and an arrival direction estimation method.
1…位置推定システム 2…被測定装置 3,3a〜3e…測定装置 21…アンテナ 22…送信機 23…受信機 24…通信制御器 31,32…アレーアンテナ 33,34,33a…受信機 35…起動制御部 36,36a…記憶部 37,37a…方位推定部 38…位置推定部 39…切替スイッチ 361〜363…時系列装置 371、372,375…推定部 373,374,376…同期回路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記方位抽出部によって抽出された到来方向が複数存在する場合に、ビームフォーミングによって各到来方向からの到来波の受信信号である再生信号を生成し、該再生信号間の位相差から最も早く到来した到来波の方向を選定する方位選定部(371,372,373:S220〜S290、S350,S380〜S410,S430)と、
前記指定波が属する周波数帯での受信が検出されると、前記方位抽出部および前記方位選定部を起動する起動制御部(35)と、
を備え、前記方位選定部にて選定された方位を前記指定波の真の到来方向として出力することを特徴とする到来方向推定装置。 An azimuth extraction unit (371, 372, 373: S210, S310 to S330, S360 to S420) for extracting the arrival direction of a designated wave designated in advance based on the received signal from each antenna element constituting the array antenna;
When there are a plurality of arrival directions extracted by the azimuth extraction unit, a reproduction signal that is a reception signal of an arrival wave from each arrival direction is generated by beam forming, and arrives earliest from the phase difference between the reproduction signals. An azimuth selector (371, 372, 373: S220 to S290, S350, S380 to S410, S430) for selecting the direction of the incoming wave;
An activation control unit (35) for activating the azimuth extraction unit and the azimuth selection unit when reception in a frequency band to which the designated wave belongs is detected;
The direction-of-arrival estimation apparatus characterized in that the direction selected by the direction selection unit is output as the true direction of arrival of the designated wave.
前記方位抽出部および前記方位選定部は、前記記憶手段に記憶された受信信号に従って処理を実行することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の到来方向推定装置。 The activation control unit stores the time series of the received signals in the storage means (361, 362, 363) before activating the azimuth extraction unit and the azimuth selection unit,
The direction-of-arrival estimation apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the azimuth extraction unit and the azimuth selection unit execute processing according to a reception signal stored in the storage unit.
前記複数の到来方向推定装置によって推定された前記指定波の真の到来方向から、前記指定波の発生源の位置を推定する位置推定部(38)と、
を備えることを特徴とする位置推定装置。 A plurality of direction-of-arrival estimation devices ( 35, 37 , 37a) according to any one of claims 1 to 3 , which operate based on received signals from different array antennas (31, 32);
A position estimation unit (38) for estimating a position of a generation source of the designated wave from a true arrival direction of the designated wave estimated by the plurality of arrival direction estimation devices;
A position estimation apparatus comprising:
前記指定波を受信する一つ以上のアレーアンテナ、および該アレーアンテナからの受信信号に基づいて前記指定波の発生源である前記送信側装置の位置を推定する請求項4に記載の位置推定装置を備えた受信側装置(3,3a〜3e)と、
を備えることを特徴とする位置推定システム。 A transmission side device (2) for transmitting the designated wave;
The position estimation device according to claim 4 , wherein the position estimation device estimates one or more array antennas that receive the designated wave and a position of the transmitting-side device that is a generation source of the designated wave based on a reception signal from the array antenna. A receiving side device (3, 3a-3e) comprising:
A position estimation system comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014190128A JP6411831B2 (en) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Direction of arrival estimation device, position estimation device, position estimation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014190128A JP6411831B2 (en) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Direction of arrival estimation device, position estimation device, position estimation system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016061686A JP2016061686A (en) | 2016-04-25 |
JP6411831B2 true JP6411831B2 (en) | 2018-10-24 |
Family
ID=55797543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014190128A Active JP6411831B2 (en) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | Direction of arrival estimation device, position estimation device, position estimation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6411831B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6812955B2 (en) | 2017-02-28 | 2021-01-13 | 株式会社Soken | Position determination system |
CN112074752A (en) * | 2018-03-28 | 2020-12-11 | 昕诺飞控股有限公司 | Sensor with multiple antennas for multi-dimensional positioning of objects |
JP6705609B1 (en) * | 2019-04-15 | 2020-06-03 | 三菱電機株式会社 | Roadside communication device and roadside-vehicle communication method |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3204111B2 (en) * | 1996-08-28 | 2001-09-04 | 松下電器産業株式会社 | Directivity control antenna device |
EP0834748A1 (en) * | 1996-10-01 | 1998-04-08 | He Holdings, Inc. Dba Hughes Electronics | Vehicle position tracking technique |
FI103248B1 (en) * | 1996-10-29 | 1999-05-14 | Nokia Telecommunications Oy | Locating the terminal in the radio system |
JP4187377B2 (en) * | 2000-02-23 | 2008-11-26 | 富士通株式会社 | Radio transceiver and radio wave radiation direction control method |
JP2009206889A (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Kddi R & D Laboratories Inc | Signal source position estimation method and arrival angle estimation method |
US8884820B2 (en) * | 2010-06-22 | 2014-11-11 | Raytheon Company | Receiving station and methods for determining an angle-of-arrival of short-duration signals using surface-acoustic-wave (SAW) devices |
-
2014
- 2014-09-18 JP JP2014190128A patent/JP6411831B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016061686A (en) | 2016-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6471645B2 (en) | Position estimation device | |
JP2019149831A (en) | Method and apparatus concerning centralized data communication | |
US9019159B2 (en) | Ranging diversity-reception method and receiver | |
CN106062580B (en) | Utilize the positioning of non-simultaneous transmission and Multipath Transmission | |
WO2015114313A1 (en) | Apparatus and method for determining the location of a mobile device using multiple wireless access points | |
JP5814751B2 (en) | COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION SYSTEM, CONTROL METHOD, COMMUNICATION METHOD, AND PROGRAM | |
WO2015114355A1 (en) | Apparatus and method for calibrating a wireless access point comprising an array of multiple antennas | |
EP3485581A1 (en) | Beam direction selection for a radio communications device | |
JP6411831B2 (en) | Direction of arrival estimation device, position estimation device, position estimation system | |
CN104507160B (en) | Wireless network localization method, access point and location-server | |
JP2008199360A (en) | Position estimation system | |
JP2016200478A (en) | Position estimation device | |
JP5861717B2 (en) | Information processing apparatus, wireless communication apparatus, and information processing method | |
JP6538365B2 (en) | measuring device | |
WO2015149273A1 (en) | User equipment and access node and respective methods | |
JP6538366B2 (en) | Direction of arrival estimation device | |
JP2004108851A (en) | Angle measuring equipment and communication system using the same | |
KR20200041967A (en) | Different sector rotation speeds for postamble processing of beamforming packets | |
JP2010139486A (en) | Angle measurement processing device | |
JP2010122024A (en) | Distance measuring apparatus | |
JP2014090271A (en) | Communication system, communication device and control method therefor, and program | |
JP6139987B2 (en) | COMMUNICATION SYSTEM, CONTROL DEVICE, CONTROL METHOD, AND PROGRAM | |
JP2012137447A (en) | Incoming-direction estimation system | |
US20140200017A1 (en) | Cognitive radio apparatus and communication method thereof | |
CN114007187B (en) | Information source direction judging method, device, system, equipment and readable storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180313 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180412 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180904 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180927 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6411831 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |