JP6771348B2

JP6771348B2 - 無線通信システム

Info

Publication number: JP6771348B2
Application number: JP2016188229A
Authority: JP
Inventors: 松本　敦; 敦松本
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2036-09-27
Also published as: JP2018056692A

Description

本発明は、無線通信システム及び無線通信装置に関するものである。

ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System／全地球測位衛星システム）から捕捉した位置情報を使用した機能やシステムには、カーナビゲーション等による動態管理や移動端末による動態管理がある。
カーナビゲーション等による動態管理の場合、トンネルなど位置測位をできない場所において直前測位した位置情報を元に、加速度、ジャイロセンサやコンパス情報を使用して、技術（自立航法）が使用されている。
また、移動端末による動態管理の場合、屋内等の位置測位をできない場所において、近年ビーコン発信器からの位置情報を元に、各種センサ情報を使用した技術（歩行型自立航法）の研究及び使用されている。
しかし、移動端末の場合、発信器を個別に配置する必要があり、広い屋内においては、発信器の追加が必要であった。また、発信器を追加できない環境においては発信器から十分な数の位置情報が取得できず、装置が正確な位置情報を取得できないため、位置情報に大きな誤りや位置精度の低下が生じることがあった。

先行技術文献としては、例えば、特許文献１に、基地局エリアだけでなく、ＧＰＳやＩＭＥＳを利用することにより、例えばＧＰＳ電波が届かない屋内や基地局エリアが重複するエリアなど、位置の把握が難しい場所であっても、位置検知を容易にすると共に位置検知精度を向上させる発明が開示されている。

特開２０１５−２８４４２号公報

屋内等の位置測位ができない場所にある装置において、発信器の信号受信範囲外の場合、位置情報が取得できず、位置情報に大きな誤差（位置精度の低下）または誤りが生じる。
また、発信器による位置情報を取得しても、位置精度が低く、位置情報の精度向上のために発信器が複数必要となる。
さらに、位置情報が取得できず明らかな位置情報の誤りがあっても、参照する位置情報がないため位置情報を修正することができない。
本発明の目的は、位置情報を取得できない環境にある無線通信装置でも中継機能を持つ装置から位置情報を取得することである。

本発明の無線通信システムは、発信器から発信される位置情報を受信して自己の位置情報を生成する無線通信装置が他の無線通信装置に対して自己の位置情報を送信する手段を有し、他の無線通信装置は発信器の発信エリア外においても無線通信装置の位置情報を受信することにより、自己の位置情報を生成できる手段を有することを特徴とする。

また、無線通信装置は、他の発信器の発信エリアに移動した場合、自己の位置情報を更新し、さらに他の無線通信装置に自己の位置情報を送信することが好ましい。

また、他の無線通信装置は、無線通信装置の移動前と移動後の位置情報から自己の位置情報の精度を向上させることが好ましい。

また、本発明の無線通信装置は、発信器から発信される位置情報を受信する手段と、位置情報から自己の位置情報を生成する手段と、自己の位置情報を送信する手段と、移動して他の発信器から発信される位置情報を受信して、自己の位置情報を生成した場合に自己の位置情報を記憶更新する手段と、記憶更新した位置情報を送信する手段とを有することを特徴とする。

さらに、無線通信装置は、他の無線通信装置から送信される位置情報を受信する手段と、他の無線通信装置から位置情報から自己の位置情報を生成する手段とを有することが好ましい。

本発明によれば、位置情報を取得できない環境にある無線通信装置でも中継機能を持つ装置から位置情報を取得することができる。

本発明の一実施例に係るＧＰＳ位置情報中継機能を有する無線通信装置のブロック図である。本発明の一実施例に係る無線通信システムの実施例１を説明するための図である。本発明の一実施例に係る無線通信システムの実施例２を説明するための図である。本発明の一実施例に係る無線通信システムの実施例３を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係るＧＰＳ（Global Positioning System）位置情報中継機能を有する無線通信装置のブロック図である。
図１において、無線端末である無線通信装置１０１は、近距離無線アンテナ１０２、近距離無線用無線部１０３、公衆網アンテナ１０４、公衆用無線部１０５、装置制御部１６０、記憶部１７０で構成されている。
装置制御部１６０は、距離計算部１６１、位置計算部１６２を備えている。

記憶部１７０は、取得情報１８０と装置情報１９０とを記憶している。
取得情報１８０は、最新データ１８０Ａと過去データ１８０Ｂとがある。
最新データ１８０Ａは、発信器位置情報１８１、受信電界強度１８２、加速度情報１８３、方位情報１８４、受信データＩＤ情報１８５等である。
過去データ１８０Ｂは、発信器位置情報１８６、受信電界強度１８７、加速度情報１８８、方位情報１８９、受信データＩＤ情報１８１０等である。
装置情報１９０は、装置位置情報１９１、加速度情報１９２、方位情報１９３、装置のＩＤ情報１９４等である。

外部の固定発信器からデータを受信する場合は、近距離無線アンテナ１０２、近距離無線用無線部１０３を介して、取得する取得情報を記憶部１７０の発信器位置情報１８１，１８６、受信電界強度１８２，１８７、ＩＤ情報１８５，１８１０に記憶する。ここで、発振器位置情報１８１、１８６は、後述する発信器２１０１，２１０２が送信する当該発信器２１０１，２１０２の位置情報、あるいは、他の無線通信装置１０１から受信した位置情報である。ここで、位置情報は地点を示す座標情報でもよいし、位置範囲を示す情報であってもよい。受信電界強度１８２、１８７は、近距離無線用無線部１０３による後述する発信器２１０１，２１０２から送信された無線信号の受信電界強度、あるいは、近距離無線用無線部１０３による他の無線通信装置１０１から送信された無線信号の受信電界強度である。
また、ＩＤ情報１８５，１８１０は、近距離無線用無線部１０３が無線信号を受信した発信機２１０１、２１０２のＩＤ情報、もしくは、近距離無線用無線部１０３が無線信号を受信した他の無線通信装置１０１のＩＤ情報、あるいは、位置情報を受信する度に生成するＩＤ情報である。
なお、加速度情報１８３，１８８、方位情報１８４，１８９は少なくとも外部の中継無線通信装置からデータを受信した場合に記憶するものであればよく、そのデータ受信時点での当該無線通信装置１０１のセンサ（図示略）からの加速度情報、方位情報である。

装置制御部１６０は、少なくとも記憶した発信器位置情報から自身の無線通信装置の位置情報を更新する。自身の位置情報は発振器位置情報そのものであってもよいし、受信電界強度を考慮して更新してもよい。
また、無線通信装置１０１は、図示していないセンサから取得した加速度情報１９２、方位情報１９３を記憶し、ランダムにＩＤ情報１９４を生成し、記憶する。なお、ＩＤ情報１９４は当該装置位置情報１９１を算出した時刻に関する情報であってもよい。
記憶した装置位置情報１９１、加速度情報１９２、方位情報１９３、装置のＩＤ情報１９４は、装置制御部１６０、近距離無線用無線部１０３、近距離無線アンテナ１０２を介して、中継先の他の無線通信装置１０１に発信される。

（実施例１）
次に、実施例１について図１と図２を用いて説明する。
図２は本発明の一実施例に係る無線通信システムの実施例１を説明するための図である。
図２において、無線通信システムは、発信器２１０１、発信器２１０２、無線通信装置２１１１（移動して無線通信装置２１１２）、無線通信装置２１１５で構成されている。

発信器２１０１の発信エリアは発信エリア２１０３であり、発信器２１０２の発信エリアは発信エリア２１０４である。
無線通信装置２１１１は、発信エリア２１０３内にあり、発信エリア２１０４内に移動した場合には無線通信装置２１１２とする。
無線通信装置２１１５は、発信エリア２１０３及び発信エリア２１０４に属していない場合である。

発信器２１０１，２１０２は、それぞれが持つ位置情報を自動的もしくは無線通信装置からの発信依頼があった場合に位置情報を発信する。

発信器２１０１から位置情報を取得した無線通信装置２１１１は、装置内部の位置計算部１６２で位置計算し、無線通信装置２１１５に情報を発信する。
無線通信装置２１１５は、取得した情報から無線通信装置２１１５の位置を位置計算部１６２で計算し、記憶部１７０の装置情報１９０に装置位置情報１９１として記憶する。

無線通信装置２１１１は、発信エリア２１０４内に移動して無線通信装置２１１２となった場合、更新された装置情報１９０を発信する。

無線通信装置２１１２から発信した装置情報１９０を受信した無線通信装置２１１５は、ＩＤ情報１９４から装置の更新対象情報を読出し、加速度情報、方位情報から移動距離計算を距離計算部１６１、位置計算部１６２で計算し、装置情報１９０を更新する。受信電界強度と位置情報のみの更新の場合、無線通信装置２１１５の位置精度が低いが、過去の情報から移動位置、方向を計算することで、装置の位置精度が向上する。

（実施例２）
次に、実施例２について図１と図３を用いて説明する。
図３は本発明の一実施例に係る無線通信システムの実施例２を説明するための図である。
図３において、無線通信システムは、発信器２１０１、無線通信装置２１１１（移動して無線通信装置２１１２）、無線通信装置２１１５で構成されている。

無線通信装置２１１１は、発信器２１０１の発信エリアである発信エリア２１０３内で移動し、無線通信装置２１１２となった場合、図示していない加速度センサによる加速度情報１９２及び方位情報１９３、ＩＤ情報１９４が無線通信装置２１１５に発信される。

無線通信装置２１１２が発信した加速度情報１９２、方位情報１９３、ＩＤ情報１９４を受信し取得した無線通信装置２１１５は、装置制御部１６０で計算し、位置情報を更新する。さらに情報が蓄積されれば、同一発信器エリア２１３内で送信された情報から、発信器エリア２１３外にある無線通信装置２１１５の位置情報精度が向上する。

また、情報を取得した無線通信装置２１１５は、データ受信元のＩＤ情報を元に情報管理を行うことができ、複数台の無線通信装置から位置情報を取得した場合でもデータを間違いなく取り扱うことができる。これにより、複数台の無線通信装置から位置情報を複数回受信することで、位置精度がさらに向上する。

（実施例３）
次に、実施例３について図１と図４を用いて説明する。
図４は本発明の一実施例に係る無線通信システムの実施例３を説明するための図である。
図４において、無線通信システムは、エリア４１２に属する無線通信装置４１１１，４１１２，４１１３，４１１４と、エリア４１２に属さない無線通信装置４１１５で構成されている。

エリア４１２に属する無線通信装置４１１１，４１１２，４１１３，４１１４は、装置間で装置情報１９０を取得、発信し、装置の位置補正を行う。
無線通信装置４１１１，４１１２，４１１３，４１１４は、装置間で位置情報を更新、修正することで、位置精度を向上することができる。なお、無線通信装置４１１５は、エリア４１２の無線通信装置４１１１，４１１２，４１１３，４１１４とグルーピングを行っている。

無線通信装置４１１５がエリア４１２から外れた場合の位置精度の向上について説明する。無線通信装置４１１１〜４１１５は互いに定期的に無線通信を行いお互いが通信可能か否かを判定している。そして、エリア４１２から外れた無線通信装置４１１５は、他のどの無線通信装置４１１１〜４１１４とも接続ができなくなる。無線通信装置４１１１，４１１２，４１１３，４１１４は、無線通信装置４１１５がエリア４１２から外れて位置情報が取得できず、位置情報に誤りがあると判断した場合、公衆網アンテナ１０４を介して、各装置の位置情報を無線通信装置４１１５に送信する。
無線通信装置４１１１，４１１２，４１１３，４１１４の位置情報を受信した無線通信装置４１１５は、位置情報を大まかにとらえることができ、大きく誤った情報を回避することができる。

無線通信装置４１１５がエリア４１２から外れた場合の警告について説明する。
無線通信装置４１１１，４１１２，４１１３，４１１４は、無線通信装置４１１５が、エリア４１２から外れた場合、エリア４１２から外れたことを無線通信装置４１１５にアラーム等の情報により知らせる。
同様にエリア４１２に位置する無線端末にも情報を知らせることができる。このことで、屋内など位置情報を取得できない状況下でも、無線通信装置の相互発信によるローカルでネットワークを作ることで、無線通信装置及び無線通信装置の所有者を安全に管理することが可能となる。

本発明の実施形態である無線通信システム及び無線通信装置は、位置情報を取得できない環境にある装置でも中継機能を持つ装置から位置情報を取得することができる。

以上、本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。
例えば、上述した実施例２において、無線通信装置４１１１，４１１２，４１１３，４１１４は、無線通信装置４１１５がエリア４１２から外れたと判断した場合、互いに通信し、無線通信装置４１１１，４１１２，４１１３，４１１４のいずれか１台を代表として決定し、その１台が無線通信装置４１１５に位置情報を送信してもよい。１台の決定の仕方は、ランダムの数字を自身のＩＤとともに送信しあい、最も大きい数値、あるいは、最も小さい数値であった装置とするなど、種々の決定方法が考えられる。この決定方法は本発明において限定されるものではない。

無線通信装置に中継機能を持たせることによって、発信器の発信エリアから外れた無線通信装置が発信器の発信エリア内の無線通信装置から位置情報を取得する用途に適用できる。

１０１：無線通信装置、１０２：近距離無線アンテナ、１０３：近距離無線用無線部、１０４：公衆網アンテナ、１０５：公衆用無線部、１６１：装置制御部、１６１：距離計算部、１６２：位置計算部、１７０：記憶部、１８０：取得情報、１８０Ａ：最新データ、１８０Ｂ：過去データ、１８１：発信器位置情報、１８２：受信電界強度、１８３：加速度情報、１８４：方位情報、１８５：受信データＩＤ情報、１８６：発信器位置情報、１８７：受信電界強度、１８８：加速度情報、１８９：方位情報、１８１０：受信データＩＤ情報、１９０：装置情報、１９１：装置位置情報、１９２：加速度情報、１９３：方位情報、１９４：装置のＩＤ情報、２１０１：発信器、２１０２：発信器、２１０３：発信エリア、２１０４：発信エリア、２１１１：無線通信装置、２１１２：無線通信装置、２１１３：発信エリア、２１１４：発信エリア、２１１５：無線通信装置、４１２：エリア。

Claims

発信器から発信される位置情報を受信して自己の位置情報を生成する無線通信装置が他の無線通信装置に対して自己の位置情報を送信する手段を有するとともに、他の発信器の発信エリアに移動した場合、自己の位置情報を更新し、さらに他の無線通信装置に自己の位置情報を送信し、
前記他の無線通信装置は、前記発信器の発信エリア外においても前記無線通信装置の位置情報を受信することにより、自己の位置情報を生成できる手段を有するとともに、前記無線通信装置の移動前と移動後の位置情報から自己の位置情報の精度を向上させることを特徴とする無線通信システム。