JP7216835B2 - 位置特定システム - Google Patents

位置特定システム Download PDF

Info

Publication number
JP7216835B2
JP7216835B2 JP2021546536A JP2021546536A JP7216835B2 JP 7216835 B2 JP7216835 B2 JP 7216835B2 JP 2021546536 A JP2021546536 A JP 2021546536A JP 2021546536 A JP2021546536 A JP 2021546536A JP 7216835 B2 JP7216835 B2 JP 7216835B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arrival
variable
measurement unit
angle
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
Application number
JP2021546536A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021053973A1 (ja
Inventor
智 中嶋
哲 早坂
康洋 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Alps Alpine Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd, Alps Alpine Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Publication of JPWO2021053973A1 publication Critical patent/JPWO2021053973A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7216835B2 publication Critical patent/JP7216835B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0257—Hybrid positioning
    • G01S5/0268—Hybrid positioning by deriving positions from different combinations of signals or of estimated positions in a single positioning system
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0221—Receivers
    • G01S5/02213—Receivers arranged in a network for determining the position of a transmitter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0252—Radio frequency fingerprinting
    • G01S5/02521—Radio frequency fingerprinting using a radio-map
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/029—Location-based management or tracking services
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G01S11/06—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using intensity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S2205/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S2205/01—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G01S3/48—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the antennas being continuous or intermittent and the phase difference of signals derived therefrom being measured
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0278—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves involving statistical or probabilistic considerations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0284—Relative positioning
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/021—Services related to particular areas, e.g. point of interest [POI] services, venue services or geofences
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/023—Services making use of location information using mutual or relative location information between multiple location based services [LBS] targets or of distance thresholds

Description

本発明は、位置特定システムに関する。
従来より、車両側制御部は、携帯機制御部が検出した一部の送信アンテナからの強度データから、当該一部の送信アンテナの周りにおいてクロストークが影響する及び／または飽和が生じる領域に携帯機が位置することを検出した場合には、当該領域のうち車内外境界面の車内側に沿わせて携帯機を位置させた際において、送信アンテナから送信される信号を携帯機が受信して得られる複数の強度データを有するデータ群に、携帯機が検出した送信アンテナからの強度データが含まれるか否かを判別し、含まれると判別したときは携帯機が車内側に位置すると判定し、含まれないと判別したときは携帯機が車外側に位置すると判定する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８－１１５６４８号公報
ところで、従来の車両側制御部は、受信信号の強度データ（受信強度）に基づいて携帯機の位置を判定しているが、受信強度は、携帯機の持ち方、バッテリの電圧、マルチパス等の影響によって変動するおそれがある。
そこで、特定精度を向上させることができる位置特定システムを提供することを目的とする。
本発明の実施の形態の位置特定システムは、電波の到達時刻に応じた第１変量と、前記電波の第１受信強度とを測定する第１測定部と、前記第１測定部から離隔して設置され、電波の到達時刻に応じた第２変量と、前記電波の第２受信強度とを測定する第２測定部と、複数の領域と、前記複数の領域の各領域内から電波が発信された場合の前記第１測定部及び前記第２測定部における電波の到達時刻にそれぞれ応じた第１基準変量及び第２基準変量とを関連付けた第１データと、前記複数の領域と、前記複数の領域の各領域内から電波が発信された場合の前記第１測定部及び前記第２測定部における第１基準受信強度及び第２基準受信強度とを関連付けた第２データとを記憶する記憶部と、前記第１変量及び前記第２変量と前記第１基準変量及び前記第２基準変量と、前記第１受信強度及び前記第２受信強度と前記第１基準受信強度及び前記第２基準受信強度とに基づいて、所定の判別理論を用いて前記複数の領域のうちから前記電波の発信位置が含まれる確度が最も高い領域を特定する、位置特定部とを含む。
特定精度を向上させることができる位置特定システムを提供することができる。
車両１０とスマートフォン２００を示す図である。 車両１０を示す平面図である。 マハラノビス距離の計算に利用するデータを示す図である。 位置測定部１２０が実行する処理を表すフローチャートである。 位置特定システム１００Ａの判定結果を示す図である。
以下、本発明の位置特定システムを適用した実施の形態について説明する。
＜実施の形態＞
図１は、車両１０とスマートフォン２００を示す図である。車両１０は、位置測定ＥＣＵ(Electronic Control Unit：電子制御装置)１００と測定部１３とを含む。位置測定ＥＣＵ１００と測定部１３は、位置特定システム１００Ａを構築する。このため、位置測定ＥＣＵ１００と測定部１３には括弧書きで符号１００Ａを記す。
車両１０は、位置測定ＥＣＵ１００と測定部１３の他に、自動駐車ＥＣＵ及びその他のＥＣＵや、超音波センサ、カメラ、加速度センサ、速度センサ等を含むが、ここでは省略する。
位置測定ＥＣＵ１００は、車両１０の周囲におけるスマートフォン２００の位置を測定する。スマートフォン２００は、車両１０の外から無線通信によって車両１０を自立的に駐車スペースに移動させる操作を行うリモートパーキングシステム用の端末機の一例である。
自動駐車ＥＣＵは、スマートフォン２００から送信される指令に基づいて車両１０を操作して自立的に移動させ、カメラや超音波センサ等で検出される空き駐車スペースに車両１０を駐車するＥＣＵである。
位置測定ＥＣＵ１００、測定部１３、自動駐車ＥＣＵ、超音波センサ、カメラ、加速度センサ、速度センサ、及びスマートフォン２００は、車両１０の自動駐車を実現するリモートパーキングシステムを構築する。リモートパーキングシステムに必要な機能は、一例として位置測定ＥＣＵ１００、自動駐車ＥＣＵ、及びスマートフォン２００に搭載されるが、ここでは詳細な説明を省略する。
測定部１３は、スマートフォン２００からビーコン信号を受信し、測定部１３に対してスマートフォン２００が位置する方向を表す角度を測定する測定部であり、通信部とＥＣＵを含む。測定部１３の通信部は、一例としてＢＬＥ(Bluetooth Low Energy)（登録商標）規格の近距離無線通信器であり、２つのアンテナ（測位用アンテナ）を含む。測定部１３の通信部は、受信部の一例であるが、スマートフォン２００にデータを送信する機能を有していてもよい。
測定部１３のＥＣＵは、ＡＯＡ(Angle Of Arrival)形式で、２つのアンテナで受信されるビーコン信号の位相差から、測定部１３に対してスマートフォン２００が位置する方向を表す角度を測定する。また、測定部１３は、ビーコン信号を受信したときのＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator：受信信号強度)を測定する。測定部１３は、求めた角度を表すデータ（角度データ）とＲＳＳＩとを位置測定ＥＣＵ１００に伝送する。
測定部１３は、車両１０に複数設けられている。なお、測定部１３は、Bluetoothに限らず、ＷＬＡＮ(Wireless Local Area Network)やその他の規格の通信器等であってもよい。
リモートパーキングシステムでは、測定部１３からスマートフォン２００までの距離が所定距離（ここでは一例として６ｍ）以内である場合に、スマートフォン２００で車両１０を操作することができる。
位置測定ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及び内部バス等を含むコンピュータによって実現される。位置測定ＥＣＵ１００は、主制御部１１０、位置測定部１２０、通信部１３０、及びメモリ１４０を有する。主制御部１１０、位置測定部１２０、通信部１３０は、位置測定ＥＣＵ１００が実行する位置測定プログラムの機能（ファンクション）を機能ブロックとして示したものである。また、メモリ１４０は、位置測定ＥＣＵ１００のメモリを機能的に表したものである。
主制御部１１０は、位置測定ＥＣＵ１００の制御処理を統括する処理部であり、位置測定部１２０、及び通信部１３０が実行する処理以外の処理を実行する。
位置測定部１２０は、測定部１３から角度データとＲＳＳＩを受信し、スマートフォン２００の位置を求める。
位置測定部１２０は、隣り合う２つの測定部１３によって受信されるビーコン信号のＲＳＳＩと、ビーコン信号の位相差から求まる角度を表す角度データとに基づいて、車両１０の周囲にあるすべてのサブゾーンについてマハラノビス距離を計算し、マハラノビス距離が最も小さいサブゾーンにスマートフォン２００が存在すると特定する。サブゾーンについては図２を用いて後述する。また、マハラノビス距離の計算方法についても後述する。
通信部１３０は、公衆回線網を介してスマートフォン２００と通信を行い、車両１０の情報、駐車処理の開始及び終了の指令、駐車処理における車両１０の操作指令、及び指令データ等の通信を行う。
メモリ１４０は、主制御部１１０、位置測定部１２０、通信部１３０が上述のような処理を実行するために必要な位置測定プログラム及びデータ等を格納（記憶）する記憶部の一例である。メモリ１４０に格納されるデータには、位置測定部１２０がマハラノビス距離を計算する際に利用するデータが含まれる。
スマートフォン２００は、車両１０の外から無線通信によって車両１０を自立的に駐車スペースに移動させる操作を行うリモートパーキングシステム用の端末機の一例であり、ここでは一例として、測定部１３とＢＬＥ（登録商標）形式で通信を行うとともに、公衆回線網を介して通信部１３０と通信を行う。スマートフォン２００は、ＢＬＥ形式のビーコン信号を出力する。ビーコン信号は、電波の一例であり、スマートフォン２００の位置は、電波の発信位置の一例である。
図２は、車両１０とサブゾーンを示す平面図である。図２には、車両１０の平面視における中心を原点ＯとしたＸＹ座標系を示す。スマートフォン２００の位置は、このようなＸＹ座標系の値として求められる。
車両１０のボディの四隅には、複数の測定部１３が設けられている。図２では、一例として８つの測定部１３を示す。車両１０の前方の左右端部には測定部１３が１つずつ設けられ、車両１０の後方の左右端部には測定部１３が１つずつ設けられ、車両１０の左側方の前後端部には測定部１３が１つずつ設けられ、車両１０の右側方の前後端部には測定部１３が１つずつ設けられている。
ここでは、８つの測定部１３に、１～８の番号を割り振って説明する。１、４、５、８番の測定部１３は、車両１０の側部に設けられており、２、３番の測定部１３は、車両の前部に設けられており、６、７番の測定部１３は、車両の後部に設けられている。
各測定部１３は、２つのアンテナ１３Ａを有する。１、４、５、８番の測定部１３の２つのアンテナ１３Ａは、車両１０の前後方向（長さ方向）に離隔して設置されており、２、３、６、７番の測定部１３の２つのアンテナ１３Ａは、車両１０の横方向（幅方向）に離隔して設置されている。
なお、隣り合う２つの測定部１３のうちの一方は第１測定部の一例であり、他方は第２測定部の一例である。また、隣り合う２つの測定部１３のうちの一方に含まれる２つのアンテナ１３Ａは、第１アンテナの一例であり、他方に含まれる２つのアンテナ１３Ａは、第２アンテナの一例である。
また、隣り合う２つの測定部１３のうちの一方の２つのアンテナ１３Ａによって測定されるビーコン信号の位相差は、電波の到達時刻に応じた第１変量の一例であり、他方の測定部１３の２つのアンテナ１３Ａによって測定されるビーコン信号の位相差は、電波の到達時刻に応じた第２変量の一例である。隣り合う２つの測定部１３のうちの一方によって測定される位相差から測定される角度は、第１到来角度の一例であり、他方によって測定される位相差から測定される角度は、第２到来角度の一例である。
また、隣り合う２つの測定部１３のうちの一方によって測定されるビーコン信号のＲＳＳＩは、第１受信強度の一例であり、他方の測定部１３によって測定されるビーコン信号のＲＳＳＩは、第２受信強度の一例である。
車両１０の周囲には、複数のサブゾーン２０が規定される。複数のサブゾーン２０は、複数の領域の一例である。図２では、車両の前後と右の１０個のサブゾーン２０を示し、左のサブゾーンを省略する。左のサブゾーンは、右のサブゾーン２０とＹ軸に対して線対称である。図２に示すサブゾーン２０は、In_Front、In_FrontRight、In_Right、In_RearRight、In_Rearと、Out_Front、Out_FrontRight、Out_Right、Out_RearRight、Out_Rearとであり、ＸＹ座標において各サブゾーン２０の座標が規定されている。サブゾーン２０は、車両１０の前後、左右、左右斜め前方、及び左右斜め後方の領域に区分されている。
位置測定ＥＣＵ１００によってスマートフォン２００の位置がIn_Front、In_FrontRight、In_Right、In_RearRight、In_Rearのサブゾーン２０の内部にあると判定されるときは、スマートフォン２００で車両１０の操作が可能である。
位置測定ＥＣＵ１００によってスマートフォン２００の位置がOut_Front、Out_FrontRight、Out_Right、Out_RearRight、Out_Rearのサブゾーン２０の内部にあると判定されるときは、スマートフォン２００で車両１０の操作を行うことができない。
In_Front、In_FrontRight、In_Right、In_RearRight、In_Rearと、Out_Front、Out_FrontRight、Out_Right、Out_RearRight、Out_Rearとの間は、最も近い測定部１３から４ｍ～６ｍの範囲の領域であり、実際にこの領域内にスマートフォン２００があっても、いずれかのサブゾーン２０の内部にいると判定されることになる。
次に、マハラノビス距離の計算方法について説明する。図３は、マハラノビス距離の計算に利用するデータを示す図である。図３に示すテーブルデータは、隣り合う２つの測定部１３の組毎に作成される。図３には、４番と５番の測定部１３の組についてのテーブルデータを示すが、同様のテーブルデータは、１番と２番の測定部１３の組、２番と３番の測定部１３の組、３番と４番の測定部１３の組、５番と６番の測定部１３の組、６番と７番の測定部１３の組、７番と８番の測定部１３の組、８番と１番の測定部１３の組についても存在する。
テーブルデータは、隣り合う２つの測定部１３の番号、サブゾーン、特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーを含む。ｉ、ｊは、１から１０の整数であるため、図３には、平均値ｘｉバー、ｘｊバーとしてｘ１バーからｘ１０バーを示す。
サブゾーンは、車両１０の周囲のすべてのサブゾーン２０（図２参照）の種類を表し、図２に示すIn_FrontからIn_Rearと、Out_FrontからOut_Rearの他に、図２で図示を省略する車両１０の左のサブゾーンも含む。
特徴量ｘｉ、ｘｊは、１≦ｉ≦８、１≦ｊ≦８については１番から８番の測定部１３で測定されたＲＳＳＩである。２つのアンテナ１３Ａでビーコン信号を受信した際のＲＳＳＩの平均のＲＳＳＩを測定部１３のＲＳＳＩとする。また、９≦ｉ≦１０、９≦ｊ≦１０については、隣り合う２つの測定部１３でＡＯＡ形式で測定された角度データである。図３のように４番と５番の測定部１３についてのテーブルデータでは、４番と５番の測定部１３で測定された角度データである。
ここで、特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーのうち、ＲＳＳＩの平均値を表す１≦ｉ≦８、１≦ｊ≦８についての特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーは、第１基準受信強度、第２基準受信強度の一例である。
また、特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーのうち、角度の平均値を表す９≦ｉ≦１０、９≦ｊ≦１０についての特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーは、第１基準変量、第２基準変量、第１基準到来角度、及び第２基準到来角度の一例である。
特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーは、それぞれ、特徴量ｘｉ、ｘｊの所定の測定回数（Ｎｍ）分の平均値である。すなわち、特徴量ｘｉは次式（１）で表される。特徴量ｘｊも同様である。
Figure 0007216835000001
 各サブゾーン２０についての特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーは、各サブゾーン２０内にスマートフォン２００が存在すると特定された際のＲＳＳＩの平均値、角度データの所定の測定回数（Ｎｍ）分の平均値である。このような特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーは、例えば、予め実験等で求めてテーブルデータに格納しておけばよい。
また、特徴量ｘｉ、ｘｊと平均値ｘｉバー、ｘｊバーとを用いれば、次式（２）で特徴量ｘｉ、ｘｊの共分散Ｓｉｊを求めることができる。式（２）のＮｄは、測定部１３の個数（ここでは８）である。
Figure 0007216835000002
 このような特徴量ｘｉ、ｘｊ、平均値ｘｉバー、ｘｊバー、共分散Ｓｉｊを用いて、マハラノビス距離ＭＤは、次式（３）を用いて求めることができる。式（３）は、マハラノビス距離ＭＤの二乗ＭＤ２を求める式である。式（３）で求まるＭＤ２の平方根を取れば、マハラノビス距離ＭＤを求めることができる。マハラノビス距離ＭＤは、電波の発信位置（スマートフォン２００）とサブゾーン２０との離れ具合を表すパラメータの一例である。
Figure 0007216835000003
 マハラノビス距離ＭＤは、スマートフォン２００からビーコン信号を受信した隣り合う２つの測定部１３で測定されたＲＳＳＩと角度データを用いて求められる。４番と５番の測定部１３でＲＳＳＩと角度が測定された場合には、位置測定部１２０は、図３に示すテーブルデータを用いて式（２）で共分散Ｓｉｊを計算し、さらに式（３）でマハラノビス距離ＭＤの二乗ＭＤ２を求める。位置測定部１２０は、ＭＤ２の平方根を計算することで、マハラノビス距離ＭＤを求めることができる。
このようにして求まるマハラノビス距離ＭＤは、４番と５番の測定部１３と、すべてのサブゾーン２０とについてのマハラノビス距離ＭＤである。
位置測定部１２０は、すべてのサブゾーン２０について求めたマハラノビス距離ＭＤのうち、最小のマハラノビス距離ＭＤを取るサブゾーン２０にスマートフォン２００がいると特定する。
図４は、位置測定部１２０が実行する処理を表すフローチャートである。
位置測定部１２０は、処理を開始すると（スタート）、２つの測定部１３からＲＳＳＩと角度データを取得する（ステップＳ１）。
位置測定部１２０は、ＲＳＳＩと角度データを取得した２つの測定部１３の番号に対応するテーブルデータをメモリ１４０から読み出す（ステップＳ２）。
位置測定部１２０は、テーブルデータから特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーを抽出し、ＲＳＳＩと角度データを用いて式（２）に従って共分散Ｓｉｊを計算する（ステップＳ３）。
位置測定部１２０は、式（３）に従って、すべてのサブゾーン２０についてマハラノビス距離ＭＤの二乗ＭＤ２を求め、さらに平方根（マハラノビス距離ＭＤ）を求める（ステップＳ４）。
位置測定部１２０は、求めたすべてのマハラノビス距離ＭＤのうち、最小のマハラノビス距離ＭＤを与えるサブゾーン２０をスマートフォン２００がいるサブゾーン２０として特定する（ステップＳ５）。
以上で一連の処理が終了する（エンド）。
図５は、位置特定システム１００Ａの判定結果を示す図である。図５には、スマートフォン２００がInのサブゾーン２０にいる場合の正解率In、スマートフォン２００がOutのサブゾーン２０にいる場合の正解率Out、正解率In及び正解率Outの平均である正解率Aveを示す。また、比較用に、２つの測定部１３がＡＯＡ形式で測定した２つの角度から二角挟辺の関係を用いて測定したスマートフォン２００の位置の正解率In、正解率Out、正解率Aveを示す。
図５に示すように、位置特定システム１００Ａの判定結果は、比較例に比べて正解率Aveが約５％向上することが分かった。
以上のように、実施の形態によれば、測定部１３で測定されるＲＳＳＩと、測定部１３でＡＯＡ形式で測定される角度とを用いて、マハラノビス距離ＭＤを求める。このようにして求まるマハラノビス距離ＭＤは、ＲＳＳＩに加えて測定部１３でＡＯＡ形式で測定される角度を用いて計算される。ＲＳＳＩは、スマートフォン２００の持ち方等による影響を受けるおそれがあるが、ＡＯＡ形式で測定される角度は、スマートフォン２００の持ち方等による影響を殆ど受けないため、スマートフォン２００が位置するサブゾーン２０を高精度に特定することができる。
したがって、特定精度を向上させることができる位置特定システム１００Ａを提供することができる。
なお、以上では、２つの測定部１３がＡＯＡ形式で測定する２つの角度を用いて、マハラノビス距離ＭＤを求める形態について説明したが、２つの角度の代わりに、２つの測定部１３がビーコン信号を受信する受信時刻（２つの測定部１３にビーコン信号が到来する到来時刻）を用いてもよい。この場合には、９≦ｉ≦１０、９≦ｊ≦１０についての特徴量ｘｉ、ｘｊについては、ＴＯＡ(Time Of Arrival)形式の値を用いることになる。
この場合には、２つの測定部１３がビーコン信号を受信する受信時刻が第１変量、第２変量の一例であり、９≦ｉ≦１０、９≦ｊ≦１０についての特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーとしては、例えば、予め実験等で測定した受信時刻の平均値をテーブルデータに格納しておけばよい。９≦ｉ≦１０、９≦ｊ≦１０についての特徴量ｘｉ、ｘｊの平均値ｘｉバー、ｘｊバーは、第１基準到来時刻、第２基準到来時刻の一例である。
また、以上では、測定部１３で測定されるＲＳＳＩと、測定部１３でＡＯＡ形式で測定される角度とを用いて、マハラノビス距離ＭＤを求める形態について説明したが、ＲＳＳＩと角度に加えて、測定部１３の２つのアンテナ１３Ａで測定される位相についてのクオリティファクタと、測定部１３で測定されるＲＳＳＩのばらつきについてのクオリティファクタとを用いて、マハラノビス距離ＭＤを求めてもよい。クオリティファクタを用いた場合の正解率Aveは、８７．２％であった。
また、以上では、測定部１３で測定されるＲＳＳＩと、測定部１３でＡＯＡ形式で測定される角度とを用いて、マハラノビス距離ＭＤを求める形態について説明したが、マハラノビス距離ＭＤの代わりに、ニューラルネットワークや決定木を用いて、電波の発信位置（スマートフォン２００）とサブゾーン２０との離れ具合を求めてもよい。
また、以上では、測定部１３がＥＣＵを含み、角度データを測定して位置測定ＥＣＵ１００に伝送する形態について説明したが、測定部１３は電波を受信するだけで、位置測定ＥＣＵ１００が角度データを測定してもよい。
以上、本発明の例示的な実施の形態の位置特定システムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
なお、本国際出願は、２０１９年９月１９日に出願した日本国特許出願２０１９－１７０６７３号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。
１０ 車両
１３ 測定部
１００ 位置測定ＥＣＵ
１００Ａ 位置特定システム
１１０ 主制御部
１２０ 位置測定部
１３０ 通信部
１４０ メモリ
２００ スマートフォン

Claims (5)

  1. 電波の到達時刻に応じた第１変量と、前記電波の第１受信強度とを測定する第１測定部と、
    前記第１測定部から離隔して設置され、電波の到達時刻に応じた第２変量と、前記電波の第２受信強度とを測定する第２測定部と、
    複数の領域と、前記複数の領域の各領域内から電波が発信された場合の前記第１測定部及び前記第２測定部における電波の到達時刻にそれぞれ応じた第１基準変量及び第２基準変量とを関連付けた第１データと、前記複数の領域と、前記複数の領域の各領域内から電波が発信された場合の前記第１測定部及び前記第２測定部における第１基準受信強度及び第２基準受信強度とを関連付けた第２データとを記憶する記憶部と、
    前記第１変量及び前記第２変量と前記第１基準変量及び前記第２基準変量と、前記第１受信強度及び前記第２受信強度と前記第１基準受信強度及び前記第２基準受信強度とに基づいて、所定の判別理論を用いて前記複数の領域のうちから前記電波の発信位置が含まれる確度が最も高い領域を特定する、位置特定部と
    を含む、位置特定システム。
  2. 前記第１測定部及び前記第２測定部は、複数の第１アンテナ及び複数の第２アンテナをそれぞれ有し、前記第１変量及び前記第２変量として前記複数の第１アンテナで受信する電波の第１位相差及び前記複数の第２アンテナで受信する電波の第２位相差をそれぞれ測定し、前記第１位相差及び前記第２位相差から電波の第１到来角度及び第２到来角度を求め、
    前記第１データは、前記複数の領域と、前記複数の領域の各領域内から電波が発信された場合の前記第１測定部及び前記第２測定部における電波の第１基準到来角度及び第２基準到来角度とを関連付けたデータであり、
    前記位置特定部は、前記第１到来角度及び前記第２到来角度と前記第１基準到来角度及び前記第２基準到来角度と、前記第１受信強度及び前記第２受信強度と前記第１基準受信強度及び前記第２基準受信強度とに基づいて、前記電波の発信位置が含まれる確度が最も高い領域を特定する、請求項１記載の位置特定システム。
  3. 前記第１測定部及び前記第２測定部は、前記第１変量及び前記第２変量として電波の第１到来時刻及び第２到来時刻をそれぞれ測定し、
    前記第１データは、前記複数の領域と、前記複数の領域の各領域内から電波が発信された場合の前記第１測定部及び前記第２測定部における電波の第１基準到来時刻及び第２基準到来時刻とを関連付けたデータであり、
    前記位置特定部は、前記第１到来時刻及び前記第２到来時刻と前記第１基準到来時刻及び前記第２基準到来時刻と、前記第１受信強度及び前記第２受信強度と前記第１基準受信強度及び前記第２基準受信強度とに基づいて、前記電波の発信位置が含まれる確度が最も高い領域を特定する、請求項１記載の位置特定システム。
  4. 前記電波の発信位置と前記複数の領域との離れ具合を表すパラメータを前記複数の領域の各々について計算し、前記パラメータが最小の領域を前記電波の発信位置を含む領域として特定する、請求項１～３記載の位置特定システム。
  5. 前記パラメータは、マハラノビス距離である、請求項４記載の位置特定システム。
JP2021546536A 2019-09-19 2020-07-30 位置特定システム Active JP7216835B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019170673 2019-09-19
JP2019170673 2019-09-19
PCT/JP2020/029345 WO2021053973A1 (ja) 2019-09-19 2020-07-30 位置特定システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021053973A1 JPWO2021053973A1 (ja) 2021-03-25
JP7216835B2 true JP7216835B2 (ja) 2023-02-01

Family

ID=74884171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021546536A Active JP7216835B2 (ja) 2019-09-19 2020-07-30 位置特定システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11719781B2 (ja)
EP (1) EP4033207A4 (ja)
JP (1) JP7216835B2 (ja)
CN (1) CN114270138A (ja)
WO (1) WO2021053973A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11958321B2 (en) * 2022-08-17 2024-04-16 Cypress Semiconductor Corporation Received signal strength indicator (RSSI) signature for tire localization

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070207816A1 (en) 2003-02-24 2007-09-06 Polaris Wireless, Inc. Location Estimation of Wireless Terminals Based on Combinations of Signal-Strength Measurements and Geometry-of-Arrival Measurements
JP2008115648A (ja) 2006-11-07 2008-05-22 Alps Electric Co Ltd キーレスエントリー装置
JP2012255673A (ja) 2011-06-08 2012-12-27 Fujitsu Ltd 測位方法、測位システム及びプログラム
JP2017015698A (ja) 2015-07-01 2017-01-19 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ 通知方法、通知プログラム、通知システム及びサーバ
JP2018066174A (ja) 2016-10-19 2018-04-26 アルプス電気株式会社 位置判定装置、位置判定方法及びプログラム並びにキーレスエントリーシステム

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3165391B2 (ja) * 1996-03-22 2001-05-14 松下電器産業株式会社 移動体無線通信システムとその移動局の位置検出方法
GB2311697B (en) 1996-03-22 1999-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wireless communication system and method and system for detection of position of radio mobile station
US8314736B2 (en) * 2008-03-31 2012-11-20 Golba Llc Determining the position of a mobile device using the characteristics of received signals and a reference database
JP5662906B2 (ja) * 2011-08-25 2015-02-04 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 位置検知システム及び位置判定方法
KR102280610B1 (ko) * 2014-04-24 2021-07-23 삼성전자주식회사 전자 장치의 위치 추정 방법 및 장치
JP6528368B2 (ja) * 2014-07-14 2019-06-12 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用通信システム、車載機、携帯機、及びコンピュータプログラム
FR3030052A1 (fr) * 2014-12-04 2016-06-17 Arnaud Roquel Dispositif electronique pour la localisation proche d'un objet terrestre et procede de localisation d'un tel objet
US9622208B2 (en) * 2015-09-02 2017-04-11 Estimote, Inc. Systems and methods for object tracking with wireless beacons
US9642167B1 (en) * 2015-12-17 2017-05-02 Cisco Technology, Inc. Location-based VoIP functions in a wireless network
WO2018112224A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-21 Denso International America, Inc. Method and system for establishing microlocation zones
US10736074B2 (en) * 2017-07-31 2020-08-04 Qualcomm Incorporated Systems and methods to facilitate location determination by beamforming of a positioning reference signal
JP6394774B2 (ja) * 2017-10-30 2018-09-26 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用通信システム、車載機、携帯機及びコンピュータプログラム
JP2019170673A (ja) 2018-03-28 2019-10-10 株式会社三共 遊技機
CN112312301B (zh) * 2019-08-01 2023-04-25 中国移动通信集团浙江有限公司 用户终端定位方法、装置、设备及计算机存储介质
US11509733B2 (en) * 2019-08-29 2022-11-22 Qualcomm Incorporated Determining a location context of a device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070207816A1 (en) 2003-02-24 2007-09-06 Polaris Wireless, Inc. Location Estimation of Wireless Terminals Based on Combinations of Signal-Strength Measurements and Geometry-of-Arrival Measurements
JP2008115648A (ja) 2006-11-07 2008-05-22 Alps Electric Co Ltd キーレスエントリー装置
JP2012255673A (ja) 2011-06-08 2012-12-27 Fujitsu Ltd 測位方法、測位システム及びプログラム
JP2017015698A (ja) 2015-07-01 2017-01-19 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ 通知方法、通知プログラム、通知システム及びサーバ
JP2018066174A (ja) 2016-10-19 2018-04-26 アルプス電気株式会社 位置判定装置、位置判定方法及びプログラム並びにキーレスエントリーシステム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
横井 直明 ほか，マハラノビス距離によるＰＨＳ測位誤差の拠点補正法，マイクロメカトロニクス，日本，日本時計学会，2009年，第53巻，第201号，p.2-8

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021053973A1 (ja) 2021-03-25
US11719781B2 (en) 2023-08-08
WO2021053973A1 (ja) 2021-03-25
EP4033207A4 (en) 2023-07-05
EP4033207A1 (en) 2022-07-27
CN114270138A (zh) 2022-04-01
US20220187412A1 (en) 2022-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2375261B1 (en) Method and system for determining a position fix indoors
US7174172B2 (en) System and method for asset location in wireless networks
US11919414B2 (en) Positioning method for inductively charging electric vehicles
US10509115B2 (en) Position estimation method, position estimation device, and position estimation system
US11927458B2 (en) Map information correction apparatus, mobile object, map information correction system, map information correction method, control circuit, and non-transitory storage medium
JP7216835B2 (ja) 位置特定システム
CN113447899B (zh) 一种车载毫米波雷达的安装测试方法和系统
US20200015030A1 (en) Positioning system and method utilizing normalized beacon signal strengths
US10836351B2 (en) Authorizing the use of a motor vehicle
KR102003339B1 (ko) 정밀 위치 설정 장치 및 방법
CN117295158B (zh) 基于指纹匹配的WiFi定位方法、装置、设备和介质
JP7286494B2 (ja) 位置測定システム
CN113366332B (zh) 远程通信系统
US10871544B2 (en) Apparatus and method for defining a parametric model for mobile device positioning
US10386455B2 (en) Position detection system
CN114442100A (zh) 一种检测干扰对象的方法、装置及车辆
CN111357341B (zh) 借助于车辆对移动终端设备的定位
CN113993116A (zh) 车辆形变检测方法、装置、车辆及存储介质
JP6983034B2 (ja) 車載システム、物標認識方法及びコンピュータプログラム
US20210199749A1 (en) Device distance estimation for vehicle access
CN112689242A (zh) 寻找目标设备的方法及装置、设备、存储介质
WO2023204120A1 (ja) 位置推定システムおよび位置推定方法
US11722983B2 (en) Electronic device for performing positioning and method thereof
WO2012151932A1 (zh) 一种纵向定位的方法及装置
CN111181583B (zh) 发送和接收信号强度补偿方法、装置、发送和接收设备

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220307

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: 20230117

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7216835

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150