JP7229714B2 - Position estimation device, wireless device, position estimation system, and position estimation method - Google Patents

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Description

本開示は、位置推定装置、無線装置、位置推定システム、および位置推定方法に関する。 The present disclosure relates to position estimation devices, wireless devices, position estimation systems, and position estimation methods.

近年、無線通信技術の発展および無線端末の普及に伴い、無線通信技術を応用した無線端末の位置推定の需要が高まっている。例えば、無線LANのフィンガープリントを収集し、ラジオマップを構築することによって、屋内にある無線端末の位置を推定する方法が提案されている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, with the development of wireless communication technology and the spread of wireless terminals, the demand for location estimation of wireless terminals using wireless communication technology is increasing. For example, a method has been proposed for estimating the position of an indoor wireless terminal by collecting fingerprints of wireless LANs and constructing a radio map (see Patent Document 1).

特開2016-99349号公報JP 2016-99349 A

本開示の一態様は、第3の無線装置の位置推定を良好に行う第2の無線装置の配置を決定する、改善された位置推定装置、無線装置、位置推定システム、および位置推定方法の提供に資する。 One aspect of the present disclosure provides improved location estimation devices, wireless devices, location estimation systems, and location estimation methods for determining placement of a second wireless device that provides a good location estimate for a third wireless device. contribute to

本開示の一態様に係る位置推定装置は、複数の第1の無線装置が送信した第1の無線信号の、複数の第2の無線装置での第1の受信強度に基づいて、前記複数の第2の無線装置の少なくとも2つを選択する決定回路と、第3の無線装置が送信した第2の無線信号の、選択された前記少なくとも2つの第2の無線装置での第2の受信強度に基づいて、前記第3の無線装置の位置を推定する推定回路と、を備える構成を採る。 A position estimation device according to an aspect of the present disclosure, based on a first reception strength of a first radio signal transmitted by a plurality of first radio devices at a plurality of second radio devices, the plurality of a decision circuit for selecting at least two of the second radio devices; and a second reception strength of a second radio signal transmitted by a third radio device at said at least two selected second radio devices. and an estimating circuit for estimating the position of the third radio apparatus based on the above.

本開示の一態様に係る無線装置は、他の無線装置を宛先とする第1の無線信号を傍受する無線通信機と、前記第1の無線信号の受信強度を測定する測定回路と、を備え、前記無線通信機は、前記第1の無線信号の受信強度を示す情報を含む無線信号を送信し、前記無線通信機は、他の無線装置を宛先とする第2の無線信号を傍受し、前記測定回路は、前記第2の無線信号の受信強度を測定し、前記無線通信機は、前記第2の無線信号の受信強度を示す情報を含む無線信号を送信する、構成を採る。 A wireless device according to an aspect of the present disclosure includes a wireless communication device that intercepts a first wireless signal destined for another wireless device, and a measurement circuit that measures the reception strength of the first wireless signal. , the wireless communication device transmits a wireless signal including information indicating the reception strength of the first wireless signal, the wireless communication device intercepts a second wireless signal addressed to another wireless device; The measuring circuit measures the reception strength of the second radio signal, and the radio communication device transmits a radio signal including information indicating the reception strength of the second radio signal.

本開示の一態様に係る位置推定システムは、本開示の一態様に係る位置推定装置と、本開示の一態様に係る無線装置と、前記位置推定装置に接続され、前記無線装置と無線通信するアクセスポイントと、を備える構成を採る。 A position estimation system according to one aspect of the present disclosure includes a position estimation device according to one aspect of the present disclosure, a wireless device according to one aspect of the present disclosure, connected to the position estimation device, and wirelessly communicating with the wireless device. and an access point.

本開示の一態様に係る位置推定方法は、複数の第1の無線装置が送信した第1の無線信号の、複数の第2の無線装置での第1の受信強度に基づいて、前記複数の第2の無線装置の少なくとも2つを選択し、第3の無線装置が送信した第2の無線信号の、選択された前記少なくとも2つの第2の無線装置での第2の受信強度に基づいて、前記第3の無線装置の位置を推定する、構成を採る。 A position estimation method according to an aspect of the present disclosure is based on a first received strength of a first radio signal transmitted by a plurality of first radio devices at a plurality of second radio devices, selecting at least two of the second radio devices, based on a second received strength of a second radio signal transmitted by a third radio device at said at least two selected second radio devices , estimating the position of the third radio apparatus.

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 These generic or specific aspects may be realized by systems, methods, integrated circuits, computer programs, or recording media, and any of the systems, devices, methods, integrated circuits, computer programs and recording media may be implemented in any combination.

本開示の一態様によれば、第3の無線装置の位置推定を良好に行う第2の無線装置の配置を決定することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to determine the placement of the second wireless device that performs a good position estimation of the third wireless device.

本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。 Further advantages and advantages of one aspect of the present disclosure are apparent from the specification and drawings. Such advantages and/or advantages are provided by the several embodiments and features described in the specification and drawings, respectively, not necessarily all provided to obtain one or more of the same features. no.

本開示に係る無線通信システムの構成の一例を示す図A diagram showing an example of the configuration of a wireless communication system according to the present disclosure 本開示に係る位置推定装置の構成の一例を示す図A diagram showing an example of a configuration of a position estimation device according to the present disclosure 本開示に係るアクセスポイントの構成の一例を示す図A diagram showing an example of the configuration of an access point according to the present disclosure 本開示に係る無線ノードの構成の一例を示す図A diagram showing an example of a configuration of a wireless node according to the present disclosure 本開示に係るアンカーノード決定時の候補位置および参照位置の配置の一例を示す図A diagram showing an example of arrangement of candidate positions and reference positions when determining an anchor node according to the present disclosure 本開示に係るアンカーノード決定時の動作の一例を示すフローチャートFlowchart showing an example of operation when determining an anchor node according to the present disclosure アンカーノード決定時のステップS603,S604における無線信号のシーケンスの一例を示す図A diagram showing an example of a radio signal sequence in steps S603 and S604 when determining an anchor node RSSI(Receive Signal Strength Indicator、受信信号強度)行列の一例を示す図A diagram showing an example of an RSSI (Receive Signal Strength Indicator, received signal strength) matrix フィンガープリント行列の一例を示す図A diagram showing an example of a fingerprint matrix 位置ノードが送信し、候補ノードが傍受した無線信号のRSSI値の具体例を示す図A diagram showing a specific example of RSSI values of radio signals transmitted by a location node and intercepted by a candidate node. 位置ノードが送信し、候補ノードが傍受した無線信号のRSSI値の具体例を示す図A diagram showing a specific example of RSSI values of radio signals transmitted by a location node and intercepted by a candidate node. 位置ノードが送信し、候補ノードが傍受した無線信号のRSSI値の具体例を示す図A diagram showing a specific example of RSSI values of radio signals transmitted by a location node and intercepted by a candidate node. RSSI行列をテーブル形式で表したデータの具体例を示す図A diagram showing a specific example of data representing an RSSI matrix in a table format フィンガープリント行列をテーブル形式で表したデータの具体例を示す図A diagram showing a specific example of data representing a fingerprint matrix in table format アンカーノード決定時のステップS606において、4つのアンカーノードが選択された場合の一例を示す図A diagram showing an example in which four anchor nodes are selected in step S606 when determining anchor nodes. 本開示に係る位置推定装置による位置推定時の動作の一例を示すフローチャートFlowchart showing an example of operation during position estimation by the position estimation device according to the present disclosure 位置推定時のステップS1103,S1104における無線信号のシーケンスの一例を示す図A diagram showing an example of a radio signal sequence in steps S1103 and S1104 during position estimation

特許文献1においては、室内地図の分割された領域における移動機器の移動を、位置状態の遷移モデルとして機械学習し、移動機器が移動することによって収集した無線LANフィンガープリントに位置情報をラベル付けして自動的にラジオマップを構築する。しかしながら、無線LANフィンガープリントの基礎となるアクセスポイントは、設置済であることが前提とされ、アクセスポイントの位置や数を変更することについては、何ら考慮されていない。 In Patent Document 1, movement of a mobile device in a divided area of an indoor map is machine-learned as a position state transition model, and wireless LAN fingerprints collected by the movement of the mobile device are labeled with location information. to automatically build a radio map. However, it is assumed that the access points that form the basis of the wireless LAN fingerprint have already been installed, and no consideration is given to changing the location or number of access points.

その結果、移動機器が存在する可能性のある範囲によっては、移動機器の位置の識別が容易なフィンガープリントが得られる保証がなくなる。また、移動機器の位置の識別が容易なフィンガープリントが得られるように、新たにアクセスポイントを設置する台数および位置を決定する場合、移動機器の位置とアクセスポイントの設置位置との組み合わせの数が多くなると、決定に伴う測定に求められる時間とコストが増大し、決定が困難になる。 As a result, depending on the range in which the mobile device may be present, there is no guarantee that a fingerprint for easy identification of the location of the mobile device will be obtained. Also, when determining the number and locations of new access points to be installed so as to obtain a fingerprint that facilitates identification of the locations of mobile devices, the number of combinations of mobile device locations and access point installation locations is As the number increases, the time and cost required for the measurements involved in the decision increase, and the decision becomes difficult.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本開示は以下の実施の形態により限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the embodiment described below is an example, and the present disclosure is not limited to the following embodiment.

(実施の形態)
図1は、本開示に係る位置推定システム1000の構成の一例を示す。
(Embodiment)
FIG. 1 shows an example configuration of a position estimation system 1000 according to the present disclosure.

位置推定システム1000は、位置推定装置1と、アクセスポイント2と、無線ノード(無線装置)3(3a~3e)と、を備える。位置推定システム1000は、例えば、店舗やオフィスなどで使用されることが想定される。一例として、図1には、対象エリアである店舗内において位置推定システム1000が使用されることを想定し、位置推定システム1000に加えて壁面4と商品棚5a,5bが示されている。無線ノード3は、店舗内の見取図上に配置して示されている。 A position estimation system 1000 includes a position estimation device 1, an access point 2, and wireless nodes (wireless devices) 3 (3a to 3e). Position estimation system 1000 is assumed to be used, for example, in stores and offices. As an example, FIG. 1 shows a wall surface 4 and product shelves 5a and 5b in addition to the position estimation system 1000, assuming that the position estimation system 1000 is used in a store, which is the target area. A wireless node 3 is shown arranged on a floor plan in the store.

位置推定装置1は、アクセスポイント2を介して無線ノード3と無線通信を行い、移動する無線ノード3eの位置を推定する。位置推定装置1の構成の詳細については、図2を参照して後述する。 A position estimation device 1 performs wireless communication with a wireless node 3 via an access point 2 and estimates the position of a moving wireless node 3e. Details of the configuration of the position estimation device 1 will be described later with reference to FIG.

アクセスポイント2は、位置推定装置1の指示に応じて、無線ノード3との間の無線通信を行い、無線ノード3からの受信データを位置推定装置1に送信する。アクセスポイント2の構成の詳細については、図3を参照して後述する。 The access point 2 performs wireless communication with the wireless node 3 according to the instruction of the position estimation device 1 and transmits the reception data from the wireless node 3 to the position estimation device 1 . Details of the configuration of the access point 2 will be described later with reference to FIG.

無線ノード3は、アクセスポイント2と無線通信を行う。無線ノード3の構成の詳細については、図4を参照して後述する。 The wireless node 3 performs wireless communication with the access point 2 . Details of the configuration of the wireless node 3 will be described later with reference to FIG.

無線ノード3(3a~3e)は、アンカーノードA(A1~A4)とターゲットノード(第3の無線装置)Tとを含む。ここで、アンカーノードは、予め決められた位置に固定された無線ノードである。また、ターゲットノードは、位置推定の対象となる無線ノードである。図1に示される一例においては、アンカーノードAは、アンカーノードA1~A4の4個であるが、アンカーノードAの個数は、2以上の任意の数であってもよい。 The wireless node 3 (3a-3e) includes an anchor node A (A1-A4) and a target node (third wireless device) T. Here, an anchor node is a wireless node fixed at a predetermined position. A target node is a wireless node whose position is to be estimated. In the example shown in FIG. 1, there are four anchor nodes A, A1 to A4, but the number of anchor nodes A may be any number of two or more.

図1に示される一例においては、無線ノード3(3a~3d)が、それぞれ、アンカーノードA(A1~A4)である。無線ノード3a(アンカーノードA1)は、棚5aの上に、無線ノード3b(アンカーノードA2)は、棚5bの上に、無線ノード3c(アンカーノードA3)は、左側の壁面4に、無線ノード3d(アンカーノードA4)は、下側の壁面4に、それぞれ設置されている。 In the example shown in FIG. 1, wireless nodes 3 (3a-3d) are anchor nodes A (A1-A4), respectively. The wireless node 3a (anchor node A1) is placed on the shelf 5a, the wireless node 3b (anchor node A2) is placed on the shelf 5b, and the wireless node 3c (anchor node A3) is placed on the wall 4 on the left side. 3d (anchor node A4) are installed on the lower wall surface 4, respectively.

一方、図1に示される一例においては、通路上を移動する無線ノード3eが、ターゲットノードTである。 On the other hand, in the example shown in FIG. 1, the target node T is the wireless node 3e moving on the path.

図1に示されるアクセスポイント2とターゲットノードTとを結ぶ点線と、ターゲットノードTとアンカーノードA1~A4とを結ぶ点線とは、それぞれ、無線信号の到達経路を示す。例えば、ターゲットノードTがアクセスポイント2に無線信号を送信した場合、この無線信号は、アンカーノードA1~A4にも到達し、それぞれのアンカーノードA1~A4は、無線信号を受信することができる。無線信号を受信する際、到達経路の違いにより、無線信号の受信レベルは、それぞれのアンカーノードA1~A4の間で異なり、無線信号の受信レベルから構成されるパターンは、ターゲットノードTの位置に応じて変化する。 A dotted line connecting the access point 2 and the target node T and a dotted line connecting the target node T and the anchor nodes A1 to A4 shown in FIG. 1 respectively indicate arrival routes of radio signals. For example, if the target node T transmits a radio signal to the access point 2, this radio signal also reaches the anchor nodes A1-A4, and each anchor node A1-A4 can receive the radio signal. When receiving a radio signal, the reception level of the radio signal differs among the respective anchor nodes A1 to A4 due to differences in arrival routes, and the pattern composed of the reception level of the radio signal is at the position of the target node T. Varies accordingly.

ここで、無線ノード3の1つから送信され、無線ノード3の他の複数によって受信される無線信号の複数の受信レベルから構成されるパターンを、フィンガープリントと呼ぶ。上述のとおり、フィンガープリントは、ターゲットノードTの位置に応じて変化する。そこで、ターゲットノードTの位置推定を行うために、ターゲットノードTが移動する可能性のある範囲(例えば、通路など)において、位置推定に先だってフィンガープリントを収集しておく。次いで、ターゲットノードTが無線信号を送信した時に、アンカーノードA1~A4での受信レベルを、予め収集されたフィンガープリントとパターンマッチングすることにより、ターゲットノードTの位置推定を行う。 Here, a pattern composed of a plurality of reception levels of radio signals transmitted from one of the radio nodes 3 and received by a plurality of other radio nodes 3 is called a fingerprint. As mentioned above, the fingerprint changes depending on the target node T's location. Therefore, in order to estimate the position of the target node T, fingerprints are collected prior to position estimation in a range (for example, a passage) in which the target node T may move. Next, when the target node T transmits a radio signal, the position of the target node T is estimated by pattern matching the reception levels at the anchor nodes A1 to A4 with previously collected fingerprints.

図1に示される例においては、アンカーノードA1~A4の個数は、4個である。ここで、アンカーノードの個数が多いほど、ターゲットノードTの位置の推定精度が向上するが、アンカーノードの設置や位置の推定にコストがかかる。したがって、アンカーノードを、どこにいくつ設置すれば、ターゲットノードTの位置を充分に推定できるかが検討される。 In the example shown in FIG. 1, the number of anchor nodes A1-A4 is four. Here, as the number of anchor nodes increases, the accuracy of estimating the position of the target node T improves, but the installation of the anchor nodes and the estimation of the position are costly. Therefore, where and how many anchor nodes should be installed to sufficiently estimate the position of the target node T is considered.

また、ターゲットノードTが移動する可能性のある範囲において、ターゲットノードTの位置毎に得られるフィンガープリントの間の相関が低い程、フィンガープリントの識別が容易になる。しかしながら、フィンガープリントの間の相関が低くなるアンカーノードの設置場所を決定するために、ターゲットノードTおよびアンカーノードAの膨大な数の組み合わせを変えながら測定する場合、時間とコストが非常にかかる。 Further, the lower the correlation between the fingerprints obtained for each position of the target node T in the range where the target node T may move, the easier the identification of the fingerprints becomes. However, it takes a lot of time and cost to measure while changing a huge number of combinations of the target node T and the anchor node A in order to determine the installation location of the anchor node where the correlation between the fingerprints becomes low.

以上の点に関する解決策については、図5~図11を参照して後述する。 Solutions to the above points will be described later with reference to FIGS. 5 to 11. FIG.

図2は、本開示に係る位置推定装置1の構成の一例を示す。位置推定装置1は、制御部(制御回路)11と、記憶部(記憶回路)13と、通信部(通信機)15と、を備える。 FIG. 2 shows an example of the configuration of the position estimation device 1 according to the present disclosure. The position estimation device 1 includes a control section (control circuit) 11 , a storage section (storage circuit) 13 , and a communication section (communication device) 15 .

制御部11は、ターゲットノードの位置推定に用いられるアンカーノードの決定時および決定されたアンカーノードを用いたターゲットノードの位置推定時の、位置推定装置1の動作を制御する。制御部11は、ターゲットノード位置推定部(推定回路)12と、無線ノード選択部(選択回路)14と、アンカーノード決定部(決定回路)16と、を備える。 The control unit 11 controls the operation of the position estimation device 1 when determining the anchor node used for estimating the position of the target node and when estimating the position of the target node using the determined anchor node. The control unit 11 includes a target node position estimation unit (estimation circuit) 12 , a wireless node selection unit (selection circuit) 14 , and an anchor node determination unit (determination circuit) 16 .

ターゲットノード位置推定部12は、ターゲットノードの位置推定時に、記憶部13からフィンガープリントを読み出し、ターゲットノードTの位置推定を行う。読み出されるフィンガープリントは、アンカーノードAの決定時に収集されるフィンガープリントである。 The target node position estimation unit 12 reads the fingerprint from the storage unit 13 and estimates the position of the target node T when estimating the position of the target node. The read fingerprint is the fingerprint collected when the anchor node A is determined.

記憶部13は、アンカーノードAの決定時に、アンカーノードAから収集されたフィンガープリントを記憶する。記憶されたフィンガープリントは、アンカーノードAの決定時に更新されてもよい。 The storage unit 13 stores the fingerprint collected from the anchor node A when the anchor node A is determined. The stored fingerprint may be updated upon determination of the anchor node A.

無線ノード選択部14は、アンカーノードAの決定時およびターゲットノードTの位置推定時に、通信対象となる無線ノードを選択する。 The wireless node selection unit 14 selects a wireless node to be communicated with when the anchor node A is determined and when the position of the target node T is estimated.

通信部15は、アクセスポイント2との通信を行う。通信部15は、アクセスポイント2を介して、無線ノード3と通信を行うことができる。通信は、有線通信媒体を介した有線通信、または、アクセスポイント2および無線ノード3の間の無線通信と干渉しない無線通信媒体を介した無線通信である。通信部15が用いる通信プロトコルは、例えば、シリアル通信プロトコル、USB(Universal Serial Bus)プロトコル、またはEthernet(登録商標)プロトコルである。 The communication unit 15 communicates with the access point 2 . The communication unit 15 can communicate with the wireless node 3 via the access point 2 . The communication is wired communication via a wired communication medium or wireless communication via a wireless communication medium that does not interfere with wireless communication between the access point 2 and the wireless node 3 . The communication protocol used by the communication unit 15 is, for example, a serial communication protocol, a USB (Universal Serial Bus) protocol, or an Ethernet (registered trademark) protocol.

アンカーノード決定部16は、アンカーノードAの決定時に、無線ノードから収集されたフィンガープリントに基づいて、アンカーノードAを決定する。さらに、アンカーノード決定部16は、アンカーノードAから収集されたフィンガープリントを、記憶部13に記憶させる。 The anchor node determination unit 16 determines the anchor node A based on the fingerprints collected from the wireless nodes when the anchor node A is determined. Further, the anchor node determination unit 16 stores the fingerprint collected from the anchor node A in the storage unit 13. FIG.

図3は、本開示に係るアクセスポイント2の構成の一例を示す。 FIG. 3 shows an example configuration of an access point 2 according to the present disclosure.

アクセスポイント2は、通信部(通信機)21と、制御部(制御回路)22と、RSSI測定部(測定回路)23と、無線通信部(無線通信機)24と、を備える。 The access point 2 includes a communication section (communication device) 21 , a control section (control circuit) 22 , an RSSI measurement section (measurement circuit) 23 , and a radio communication section (radio communication device) 24 .

通信部21は、位置推定部1との通信を行う。通信は、有線通信媒体を介した有線通信、または、アクセスポイント2および無線ノード3の間の無線通信と干渉しない無線通信媒体を介した無線通信である。 The communication unit 21 communicates with the position estimation unit 1 . The communication is wired communication via a wired communication medium or wireless communication via a wireless communication medium that does not interfere with wireless communication between the access point 2 and the wireless node 3 .

制御部22は、通信部21と、無線通信部24と、を制御し、通信対象の無線ノード3を指示するデータを位置推定装置1から受信させ、通信対象の無線ノード3へ呼び出しパケットを送出させ、無線ノード3からの応答パケットを受信させる。さらに、制御部22は、通信部21と、RSSI測定部23と、を制御し、無線ノード3との通信のRSSIを測定させ、測定結果を示すデータを位置推定装置1に送信させる。 The control unit 22 controls the communication unit 21 and the wireless communication unit 24 to receive data indicating the wireless node 3 to be communicated from the position estimation device 1 and to send a call packet to the wireless node 3 to be communicated. and receive a response packet from the wireless node 3 . Furthermore, the control unit 22 controls the communication unit 21 and the RSSI measurement unit 23 to measure the RSSI of the communication with the wireless node 3 and transmit data indicating the measurement result to the position estimation device 1 .

RSSI測定部23は、無線通信部24で受信された無線ノード3からの無線信号の受信レベルを測定し、RSSIに変換する。RSSI測定部23は、RSSIに対して、dB単位への変換、所定のスケール変換、直線近似、曲線近似といった種々の変換をさらに施してもよい。 The RSSI measurement unit 23 measures the reception level of the radio signal from the radio node 3 received by the radio communication unit 24 and converts it into RSSI. The RSSI measurement unit 23 may further perform various conversions such as conversion to dB units, predetermined scale conversion, linear approximation, and curve approximation to the RSSI.

無線通信部24は、無線ノード3との無線通信を行う。無線通信は、例えば、920MHz帯を用いる小電力通信、IEEE802.15.4、2.4GHz帯を用いるZigbee、Bluetooth(登録商標)、無線LAN(IEEE802.11b/g/n)、5GHz帯を用いる無線LAN(IEEE802.11a/ac)またはDSRC、60GHz帯を用いる無線LAN(IEEE802.11ad)、構内PHS、あるいは、LTEを用いた無線通信である。 The wireless communication unit 24 performs wireless communication with the wireless node 3 . Wireless communication includes, for example, low-power communication using the 920 MHz band, IEEE802.15.4, Zigbee using the 2.4 GHz band, Bluetooth (registered trademark), wireless LAN (IEEE802.11b/g/n), wireless LAN using the 5 GHz band ( IEEE802.11a/ac) or DSRC, wireless LAN (IEEE802.11ad) using the 60 GHz band, local PHS, or wireless communication using LTE.

図4は、本開示に係る無線ノード3の構成の一例を示す。 FIG. 4 shows an example configuration of a wireless node 3 according to the present disclosure.

無線ノード3は、無線通信部(無線通信機)31と、RSSI測定部(測定回路)32と、制御部(制御回路)33と、を備える。 The wireless node 3 includes a wireless communication unit (wireless communication device) 31 , an RSSI measurement unit (measurement circuit) 32 , and a control unit (control circuit) 33 .

無線通信部31は、アクセスポイント2との無線通信を行う。無線通信の方式は、アクセスポイント2が用いる無線通信の方式と同様の方式である。 The wireless communication unit 31 performs wireless communication with the access point 2 . The wireless communication method is the same as the wireless communication method used by the access point 2 .

RSSI測定部32は、無線通信部31で受信されたアクセスポイント2からの無線信号の受信レベルを測定し、RSSIに変換する。RSSI測定部32は、RSSIに対して、dB単位への変換、所定のスケール変換、直線近似、曲線近似といった種々の変換をさらに施してもよい。 The RSSI measurement unit 32 measures the reception level of the radio signal from the access point 2 received by the radio communication unit 31 and converts it into RSSI. The RSSI measurement unit 32 may further perform various conversions such as conversion to dB units, predetermined scale conversion, linear approximation, and curve approximation to the RSSI.

制御部33は、無線通信部31を制御して、無線通信部31にアクセスポイント2との無線通信を行わせ、また、他の無線ノード3からの無線信号を傍受させる。さらに、制御部33は、RSSI測定部32を制御して、RSSI測定部32に、無線信号の受信レベルをRSSIに変換させる。 The control unit 33 controls the wireless communication unit 31 to perform wireless communication with the access point 2 and intercept wireless signals from other wireless nodes 3 . Furthermore, the control unit 33 controls the RSSI measurement unit 32 to cause the RSSI measurement unit 32 to convert the reception level of the radio signal into RSSI.

制御部33は、RSSI管理部(管理回路)34を備える。RSSI管理部34は、無線通信部31が傍受した他の無線ノード3のRSSIと送信元とを受信履歴として保存する。制御部33は、アクセスポイント2からの要求に応じて、無線通信部31を制御して、RSSI管理部34が保存したRSSIの履歴を、アクセスポイント2に通知させる。 The control unit 33 includes an RSSI management unit (management circuit) 34 . The RSSI management unit 34 saves the RSSI of another wireless node 3 intercepted by the wireless communication unit 31 and the transmission source as a reception history. In response to a request from the access point 2 , the control unit 33 controls the wireless communication unit 31 to notify the access point 2 of the RSSI history saved by the RSSI management unit 34 .

[アンカーノードの決定]
ターゲットノードTの位置推定に用いられるアンカーノードAを決定するために、ターゲットノードTが移動する範囲内に配置された各無線ノード3について、アンカーノードAを設置する候補位置に設置された各無線ノード3との間のRSSIが測定される。
[Determination of anchor node]
In order to determine the anchor node A to be used for estimating the position of the target node T, for each radio node 3 placed within the range of movement of the target node T, each radio installed at a candidate position to install the anchor node A RSSI to and from node 3 is measured.

図5は、本開示に係るアンカーノード決定時の候補位置C1~C20および参照位置P1~P16の配置の一例を示す。 FIG. 5 shows an example arrangement of candidate positions C1-C20 and reference positions P1-P16 during anchor node determination according to the present disclosure.

図5に示される対象エリアは、図1に示される対象エリアと同じである。候補位置C1~C20はアンカーノードAを設置する候補となる位置を示す。参照位置P1~P16は、ターゲットノードTが移動する範囲内において参照される位置を示す。なお、図5に示される一例においては、候補位置C1~C20の個数は、20であり、参照位置P1~P16の個数は、16であるが、それぞれの個数は、これに限られず、2以上の任意の数である。 The target area shown in FIG. 5 is the same as the target area shown in FIG. Candidate positions C1 to C20 indicate candidate positions where the anchor node A is installed. Reference positions P1 to P16 indicate positions to be referenced within the range in which the target node T moves. In the example shown in FIG. 5, the number of candidate positions C1 to C20 is 20, and the number of reference positions P1 to P16 is 16. is any number of

フィンガープリント測定時は、候補位置C1~C20および参照位置P1~P16の全ての位置に無線ノード3を配置する。例えば、図5に示される一例においては、20カ所の候補位置C1~C20と16カ所の参照位置P1~P16とに、合計で36台の無線ノード3が設置される。 At the time of fingerprint measurement, wireless nodes 3 are arranged at all positions of candidate positions C1 to C20 and reference positions P1 to P16. For example, in the example shown in FIG. 5, a total of 36 wireless nodes 3 are installed at 20 candidate positions C1-C20 and 16 reference positions P1-P16.

アンカーノードAの候補位置C1~C20は、設置が容易な位置であるのが好ましく、かつ対象エリア内でなるべく一様に分布するように配置されるのが好ましい。また、ターゲットノードTの参照位置P1~P16は、位置推定時に、特にターゲットノードTの位置を詳細に把握したい範囲は密に、そうでない範囲では粗に配置するようにしてもよい。 The candidate positions C1 to C20 of the anchor node A are preferably positions that are easy to install, and are preferably arranged so as to be distributed as evenly as possible within the target area. Further, the reference positions P1 to P16 of the target node T may be arranged densely in a range where the detailed position of the target node T is desired, and sparsely in other ranges.

以下において、参照位置P1~P16に配置された無線ノード3を、位置ノード(第1の無線装置)P1~P16と呼ぶ。また、候補位置C1~C20に配置された無線ノード3を、候補ノード(第2の無線装置)C1~C20と呼ぶ。 The wireless nodes 3 located at the reference positions P1 to P16 are hereinafter referred to as position nodes (first wireless devices) P1 to P16. Also, the wireless nodes 3 arranged at the candidate positions C1 to C20 are called candidate nodes (second wireless devices) C1 to C20.

図6は、本開示に係るアンカーノード決定時の動作の一例を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of operations when determining an anchor node according to the present disclosure.

ステップS603からステップS605において、位置推定装置1は、アクセスポイント2に指示することにより、位置ノードP1~P16に生成させたフィンガープリントを集める。 In steps S603 to S605, the position estimation device 1 collects the fingerprints generated by the position nodes P1-P16 by instructing the access point 2. FIG.

まず、ステップS603において、無線ノード選択部14は、位置ノードP1~P16のうちの1つ(例えば、P1)を選択する。次いで、無線ノード選択部14は、位置ノードP1および候補ノードC1~C20の間のRSSIを測定するために、選択した位置ノードP1に、無線信号を送信させ、候補ノードC1~C20に無線信号を受信させる。候補ノードC1~C20は、この無線信号を傍受してRSSI測定を行い、送信した位置ノードのIDと測定したRSSI値とを受信履歴として記憶部13に記憶させる。 First, in step S603, the wireless node selection unit 14 selects one of the position nodes P1 to P16 (for example, P1). Next, the radio node selection unit 14 causes the selected position node P1 to transmit a radio signal and transmits the radio signal to the candidate nodes C1 to C20 in order to measure the RSSI between the position node P1 and the candidate nodes C1 to C20. receive. Candidate nodes C1 to C20 intercept this radio signal, measure the RSSI, and store the ID of the transmitted position node and the measured RSSI value in the storage unit 13 as a reception history.

次に、ステップS604において、アンカーノード決定部16は、候補ノードC1~C20を呼び出し、候補ノードC1~C20が位置ノードP1から傍受した無線信号の受信履歴を集める。 Next, in step S604, the anchor node determination unit 16 calls the candidate nodes C1 to C20 and collects reception histories of radio signals intercepted by the candidate nodes C1 to C20 from the position node P1.

図7は、アンカーノード決定時のステップS603,S604における無線信号のシーケンスの一例を示す。 FIG. 7 shows an example of the radio signal sequence in steps S603 and S604 when determining the anchor node.

図7において、APはアクセスポイント2を、P1~PMは位置ノードP1~PMを、C1~CNは候補ノードC1~CNを、それぞれ表す。ここで、MおよびNは、それぞれ、2以上の整数である。 In FIG. 7, AP represents access point 2, P1-PM position nodes P1-PM, and C1-CN candidate nodes C1-CN, respectively. Here, M and N are each an integer of 2 or more.

まず、アクセスポイント2は、位置ノードP1を呼び出すためのパケットREQ(P1,AP)を、無線信号で送信する。ここで、パケットREQ(P1,AP)は、宛先が位置ノードP1で、送信元がAPであるパケットである。パケットREQ(P1,AP)は、全ての無線ノード3によって受信される。パケットREQ(P1,AP)の宛先が自身のIDと一致する位置ノードP1が、これに応答する。 First, the access point 2 transmits a packet REQ (P1, AP) for calling the location node P1 by radio signal. Here, the packet REQ (P1, AP) is a packet whose destination is the position node P1 and whose source is the AP. Packet REQ(P1, AP) is received by all radio nodes 3 . The location node P1 whose destination in the packet REQ(P1, AP) matches its own ID responds.

位置ノードP1は、応答パケットACK(AP,P1)を、無線信号でAPに送信する。候補ノードC1~CNは、応答パケットACK(AP,P1)を傍受し、送信元IDとRSSIとを受信履歴として保存する。 The location node P1 sends a response packet ACK(AP, P1) to the AP by radio signal. The candidate nodes C1 to CN intercept the response packet ACK(AP, P1) and store the source ID and RSSI as a reception history.

例えば、候補ノードC1は位置ノードP1が送信した応答パケットACK(P1,AP)を傍受することによって、送信元ID「P1」とRSSI値「r1,1」を保存する。同様に、候補ノードCNは、送信元ID「P1」とRSSI値「rN,1」を保存する。 For example, the candidate node C1 saves the source ID 'P1' and the RSSI value ' r1,1 ' by intercepting the response packet ACK(P1, AP) sent by the location node P1. Similarly, the candidate node CN stores the source ID 'P1' and the RSSI value 'r N,1 '.

上記の手順を位置ノードP1から位置ノードPMまで繰り返すことにより、候補ノードC1~CNには、位置ノードP1~PMまでの受信履歴が保存される。 By repeating the above procedure from the position node P1 to the position node PM, the candidate nodes C1 to CN store the reception history of the position nodes P1 to PM.

アクセスポイント2は、位置ノードPMからの応答パケットACK(AP,PM)を受信した後、候補ノードC1~CNを順に呼び出す。まず、候補ノードC1について、アクセスポイント2は、候補ノードC1に受信履歴の通知を要求するために、パケットREQ(C1,AP)を無線信号で送信する。候補ノードC1は、受信したパケットREQ(C1,AP)に応答して、それまでに保存した受信履歴(r1,1,…,rM,1)を含む応答パケットACK(AP,C1)を無線信号で送信する。次いで、同様の手順を候補ノードC2から候補ノードCNまで繰り返すことにより、アクセスポイント2には、全ての受信履歴が集められる。アクセスポイント2は、受信履歴を位置推定装置1に送信する。 After receiving the response packet ACK (AP, PM) from the location node PM, the access point 2 calls the candidate nodes C1 to CN in order. First, for the candidate node C1, the access point 2 transmits a packet REQ (C1, AP) by radio signal in order to request notification of the reception history to the candidate node C1. In response to the received packet REQ (C1, AP), the candidate node C1 sends a response packet ACK (AP, C1) including the reception history (r 1,1 , . . . , r M,1 ) saved up to that point. Transmit by radio signal. Then, by repeating the same procedure from candidate node C2 to candidate node CN, access point 2 collects all reception histories. The access point 2 transmits the reception history to the position estimation device 1 .

再度、図6を参照する。ステップS605において、アンカーノード決定部16は、位置ノードP1~P16および候補ノードC1~C20の間のRSSIを全て測定したか否かを判定する。全てを測定していないと判定した場合(ステップS605:No)、処理をステップS603に戻す。全てを測定したと判定した場合(ステップS605:Yes)、ステップS606において、アンカーノード決定部16は、受信履歴に基づいて、候補ノードC1~CNから、アンカーノードの位置を選択する。 Again, refer to FIG. In step S605, the anchor node determining unit 16 determines whether or not all RSSIs between the position nodes P1 to P16 and the candidate nodes C1 to C20 have been measured. If it is determined that all have not been measured (step S605: No), the process returns to step S603. If it is determined that all have been measured (step S605: Yes), in step S606, the anchor node determining unit 16 selects the position of the anchor node from the candidate nodes C1 to CN based on the reception history.

図8Aは、RSSI行列RCの一例を示す。アンカーノード決定部16は、まず、APから受信した受信履歴に基づいて、図8Aに示されるRSSI行列RCを生成する。次いで、アンカーノード決定部16は、参照位置P1~P20と候補位置C1~C20との間の無線信号のRSSI値に基づいて、参照位置P1~P20との間のRSSI値を並べた行ベクトルの間の相関が低い(バラツキが大きい)候補位置C1~C20の組み合わせを求める(図8B)。アンカーノード決定部16は、求めた候補位置C1~C20の組み合わせを、アンカーノードAを設置する位置に選択する。選択された位置以外の位置に配置された無線ノード3を全て取り除くことにより、対象エリア内の位置推定に適したアンカーノードAの配置が求まる。 FIG. 8A shows an example of the RSSI matrix RC. The anchor node determination unit 16 first generates the RSSI matrix RC shown in FIG. 8A based on the reception history received from the AP. Next, based on the RSSI values of the radio signals between the reference positions P1 to P20 and the candidate positions C1 to C20, the anchor node determination unit 16 creates a row vector in which the RSSI values between the reference positions P1 to P20 are arranged. A combination of candidate positions C1 to C20 with low correlation (large variation) is obtained (FIG. 8B). The anchor node determining unit 16 selects a combination of the obtained candidate positions C1 to C20 as the position where the anchor node A is to be installed. By removing all wireless nodes 3 placed at positions other than the selected position, the placement of the anchor node A suitable for position estimation within the target area is obtained.

なお、上述の例においては、ステップS603において、位置ノードP1~P16に無線信号を送信させるために、位置ノードP1~P16をこの順序で呼び出した。また、ステップS604において、受信履歴を集めるために、候補ノードC1~C20をこの順序で呼び出した。しかしながら、呼び出す順序は、上述の例に限られない。 In the above example, the position nodes P1 to P16 are called in this order in order to cause the position nodes P1 to P16 to transmit radio signals in step S603. Also, in step S604, the candidate nodes C1 to C20 were called in this order to collect reception histories. However, the calling order is not limited to the above example.

位置ノードP1~PMの個数Mが多くなり、候補ノードC1~CNの個数Nが多くなることによって、ノード間の組み合わせ数は、M×Nに増加する。各無線ノード3が保持する受信履歴のメモリ長や、受信履歴を送信するパケット長の制限から、一度に全ての受信履歴を送信することが困難な場合も考えられる。また、伝搬環境の変動により各パケットを一時的に正しく復調することが困難な場合、アクセスポイント2において、RSSI行列RCの一部の要素が欠落することも考えられる。 As the number M of position nodes P1 to PM increases and the number N of candidate nodes C1 to CN increases, the number of combinations between nodes increases to M×N. Due to the memory length of the reception history held by each wireless node 3 and the limitation of the packet length for transmitting the reception history, it may be difficult to transmit all reception histories at once. Also, if it is difficult to correctly demodulate each packet temporarily due to changes in the propagation environment, it is conceivable that some elements of the RSSI matrix RC may be missing at the access point 2 .

そこで、一例において、無線ノード選択部14は、無線ノード3の呼び出し順を、ランダムにしてもよい。例えば、無線ノード選択部14は、全無線ノード3のIDをランダムに並び替え、並び替えたIDのリストに基づいて、順に呼び出しを行ってもよい。無線ノード選択部14は、IDのリストを一巡した後、再度リストのIDをランダムに並び替えてもよい。さらに、RSSI行列RCの要素が全て得られるまで、これを繰り返してもよい。 Therefore, in one example, the wireless node selection unit 14 may randomize the calling order of the wireless nodes 3 . For example, the wireless node selection unit 14 may rearrange the IDs of all the wireless nodes 3 at random and make calls in order based on the rearranged list of IDs. After going through the list of IDs, the wireless node selection unit 14 may randomly rearrange the IDs in the list again. Further, this may be repeated until all elements of the RSSI matrix RC are obtained.

また、一例において、無線ノード選択部14は、受信履歴が得られていない無線ノード3の組み合わせを優先して呼び出してもよい。例えば、無線ノード3jが送信した信号を無線ノード3iが受信した時のRSSIをri,jとしたとき、無線ノード選択部14は、出来るだけ取得済みのri,jと重複しないri,jを受信履歴により多く含んでいる無線ノード3を優先して呼び出してもよい。 In one example, the wireless node selector 14 may preferentially call a combination of wireless nodes 3 for which no reception history has been obtained. For example, when the RSSI when the wireless node 3i receives the signal transmitted by the wireless node 3j is ri ,j , the wireless node selection unit 14 selects ri, j that does not overlap with the already acquired r i,j as much as possible . A wireless node 3 having a large number of j in its reception history may be called preferentially.

例えば、無線ノード選択部14は、RSSI行列RCの中でri,jが未取得の無線ノード3の組み合わせを抽出する。次いで、無線ノード選択部14は、その時点までに呼び出した無線ノード3のリストに含まれる無線ノード3を送信側の無線ノード3jに持つri,jを、次に取得可能なri,jとする。次いで、無線ノード選択部14は、取得可能なri,jを最も多く含むI個の無線ノード3の中から、次に呼び出す無線ノード3をランダムに選択する。ここで、Iは、1以上の任意の整数である。 For example, the wireless node selection unit 14 extracts combinations of wireless nodes 3 for which r i,j has not yet been acquired from the RSSI matrix RC. Next, the wireless node selection unit 14 selects r i,j having, as the wireless node 3 j on the transmitting side, the wireless node 3 included in the list of the wireless nodes 3 called up to that point, as the next available r i,j and Next, the wireless node selection unit 14 randomly selects the wireless node 3 to be called next from the I wireless nodes 3 having the largest number of obtainable r i,j . Here, I is an arbitrary integer greater than or equal to 1.

上述のように無線ノード3の呼び出し順を決定することにより、ri,jが未取得の無線ノード3の組み合わせの個数が多い間、効率よくri,jを集められる。さらに、ri,jが未取得の無線ノード3の組み合わせの個数が減少して、呼び出し順がランダムに近づき収集効率が下がる前に、呼び出し順を切り替えてもよい。例えば、未取得のri,jの個数が所定の閾値を下回った場合、呼び出し順を、次のように切り替えてもよい。まず、未取得のri,jについて、無線ノード3jに呼び出しを行い、無線ノード3iに傍受させる。次に無線ノード3iを呼び出すことで未取得のri,jを取得する。 By determining the calling order of the wireless nodes 3 as described above, r i,j can be collected efficiently while the number of combinations of wireless nodes 3 whose r i,j has not yet been obtained is large. Furthermore, the calling order may be switched before the number of combinations of wireless nodes 3 for which r i,j has not been acquired decreases and the calling order becomes random and the collection efficiency drops. For example, when the number of unacquired r i,j falls below a predetermined threshold, the calling order may be switched as follows. First, a call is made to the wireless node 3j for r i,j that has not yet been acquired, and the wireless node 3i intercepts. Next, by calling the wireless node 3i, the unacquired r i,j is acquired.

このように無線ノード3の呼び出し順を選択することにより、無線ノード3の個数が多く、無線ノード3の間の組み合わせが膨大になるような場合であっても、RSSIを効率よく集めることができる。 By selecting the calling order of the wireless nodes 3 in this manner, RSSIs can be collected efficiently even when the number of wireless nodes 3 is large and the number of combinations among the wireless nodes 3 is enormous. .

図8Bは、フィンガープリント行列RAの一例を示す。 FIG. 8B shows an example of fingerprint matrix RA.

収集されたRSSIを行列に並べて生成されたRSSI行列RCは、参照位置P1~PMごとのRSSIを列ベクトルに含む。列ベクトルの各要素は、候補位置C1~CNでのRSSI値である。例えば、RSSI行列RCの行ベクトルの分散が最も大きくなる行の組み合わせ(即ち、候補位置C1~CNの組み合わせ)を選択することにより、列ベクトル間の相関を下げることができ、参照位置P1~PMの識別が容易になる。 The RSSI matrix RC, which is generated by arranging the collected RSSIs in a matrix, includes the RSSIs for each of the reference positions P1 to PM in column vectors. Each element of the column vector is the RSSI value at the candidate positions C1-CN. For example, by selecting a combination of rows (that is, a combination of the candidate positions C1 to CN) that maximizes the variance of the row vectors of the RSSI matrix RC, the correlation between the column vectors can be reduced, and the reference positions P1 to PM can be easily identified.

つまり、図8Aに示すRSSI行列RCの全てを用いずに、図8Bのフィンガープリント行列RAを用いることで、参照位置P1~PM(ターゲットノード)の位置推定を行うことができる。このため、候補位置C1~CNの全ては必要でなく、候補位置C1~CNの一部をアンカー位置に決定することができる。処理の具体例については、図9A~図11を参照して後述する。 In other words, position estimation of the reference positions P1 to PM (target nodes) can be performed by using the fingerprint matrix RA in FIG. 8B without using all the RSSI matrix RC shown in FIG. 8A. Therefore, not all of the candidate positions C1 to CN are necessary, and some of the candidate positions C1 to CN can be determined as anchor positions. A specific example of the processing will be described later with reference to FIGS. 9A to 11. FIG.

このような要素の組み合わせを選択し、対応する行ベクトルを取り出すことにより、フィンガープリント行列RAが生成される。例えば、ここではK個の候補位置が抽出され、その行ベクトルを連結したK×M行列となる。図8Bに示されるように、行方向には、新たなインデックス1~Kを付与する。それぞれの行に、アンカーノードA1~AKが対応する。 A fingerprint matrix RA is generated by selecting a combination of such elements and retrieving the corresponding row vectors. For example, here K candidate positions are extracted and the row vectors are concatenated into a K×M matrix. As shown in FIG. 8B, new indexes 1 to K are given in the row direction. Anchor nodes A1 to AK correspond to each row.

ターゲットノードの位置推定時には、ターゲットノード位置推定部12は、アンカーノードA1~AKで受信した、ターゲットノードTからの無線信号に基づいて、フィンガープリント列ベクトルr=(r1,…,rK)を生成する。ここで、Tは、転置を表す。次いで、ターゲットノード位置推定部12は、フィンガープリント列ベクトルr=(r1,…,rK)を、フィンガープリント行列RAの各列ベクトルと比較し、最も近い列ベクトルに対応する参照位置P1~PMを、ターゲットノードTの位置と推定する。ターゲットノードの位置推定時の動作の詳細については、図12~図14を参照して後述する。 When estimating the position of the target node, the target node position estimating unit 12 calculates a fingerprint column vector r=(r1, . Generate. where T represents transposition. Next, the target node position estimator 12 compares the fingerprint column vector r=(r1,...,rK) T with each column vector of the fingerprint matrix RA, and the reference positions P1 to PM is assumed to be the position of the target node T. Details of the operation when estimating the position of the target node will be described later with reference to FIGS. 12 to 14. FIG.

[具体例]
アンカーノード決定時の位置推定装置1の動作を説明するために、以下に具体例を示す。なお、説明を簡単にするため、3個の位置ノードP2,P8,P14が送信し、20個の候補ノードC1~C20が受信した無線信号のRSSI値に基づいて、4個のアンカーノードA1~A4を選択する例を示す。
[Concrete example]
A specific example is shown below to explain the operation of the position estimation device 1 when determining the anchor node. In order to simplify the explanation, the four anchor nodes A1 to An example of selecting A4 is shown.

図9Aは、位置ノードP2が送信し、候補ノードC1~C20が傍受した無線信号のRSSI値の具体例を示す。図9Bは、位置ノードP8が送信し、候補ノードC1~C20が傍受した無線信号のRSSI値の具体例を示す。図9Cは、位置ノードP14が送信し、候補ノードC1~C20が傍受した無線信号のRSSI値の具体例を示す。 FIG. 9A shows a specific example of RSSI values of radio signals transmitted by position node P2 and intercepted by candidate nodes C1-C20. FIG. 9B shows a specific example of RSSI values of radio signals transmitted by position node P8 and intercepted by candidate nodes C1-C20. FIG. 9C shows specific examples of RSSI values of radio signals transmitted by position node P14 and intercepted by candidate nodes C1-C20.

ここで、図9A~9Cに示される表内の位置は、図5に示される候補ノードの位置に対応し、RSSI値を、縦に5行、横に4列配置している。例えば、候補ノードC1が傍受した無線信号のRSSI値は、図9A~9Cに示される表内の左上隅の値であり、それぞれ、60,50,50である。また、候補ノードC20が傍受した無線信号のRSSI値は、図9A~9Cに示される表内の右下隅の値であり、それぞれ、50,50,50である。 Here, the positions in the tables shown in FIGS. 9A-9C correspond to the positions of the candidate nodes shown in FIG. 5, and the RSSI values are arranged in 5 rows vertically and 4 columns horizontally. For example, the RSSI values of radio signals intercepted by candidate node C1 are the upper left corner values in the tables shown in FIGS. 9A-9C, which are 60, 50, and 50, respectively. Also, the RSSI values of the radio signals intercepted by candidate node C20 are the values in the lower right corner in the tables shown in FIGS. 9A-9C, which are 50, 50, and 50, respectively.

RSSI値には、正規化を施してもよい。例えば、RSSI値として、複数回測定したRSSI値の平均値(時間平均)を用いてもよい。また、候補ノードC1~C20の間の相対値をとるように、各候補ノードC1~C20のRSSI値から、全候補ノードC1~C20の平均RSSI値(空間平均)を引いた値を、RSSI値として用いてもよい。また、各位置ノードP2,P8,P14の送信電力などに基づいてRSSI値を重み付けしてもよい。 RSSI values may be normalized. For example, an average value (time average) of RSSI values measured multiple times may be used as the RSSI value. Also, the RSSI value is obtained by subtracting the average RSSI value (spatial average) of all candidate nodes C1 to C20 from the RSSI value of each candidate node C1 to C20 so as to take relative values among the candidate nodes C1 to C20. may be used as Also, the RSSI value may be weighted based on the transmission power of each of the position nodes P2, P8, P14.

図10は、RSSI行列をテーブル形式で表したデータの具体例を示す。
図10にテーブル形式で示されるRSSI行列の各列ベクトルは、図9A~9Cに示される表のRSSI値を、縦方向に並べ替えたものである。図9A~9Cに示される表のRSSI値は、それぞれ、図10に示されるRSSI行列の1列目、2列目、および3列目に配置されている。
FIG. 10 shows a specific example of data representing the RSSI matrix in a table format.
Each column vector of the RSSI matrix shown in table form in FIG. 10 is obtained by rearranging the RSSI values in the tables shown in FIGS. 9A to 9C in the vertical direction. The RSSI values in the tables shown in FIGS. 9A-9C are respectively placed in the first, second, and third columns of the RSSI matrix shown in FIG.

図10にテーブル形式で示されるRSSI行列から、フィンガープリント行列を生成するために、まず、RSSI行列の(各候補ノードC1~C20に対応する)各行について、RSSI値のバラツキを示す値を計算する。ここで、バラツキを示す値は、例えば、分散または標準偏差である。 To generate a fingerprint matrix from the RSSI matrix shown in tabular form in FIG. 10, first, for each row (corresponding to each candidate node C1 to C20) of the RSSI matrix, a value indicating the variation of the RSSI values is calculated. . Here, the value indicating the variation is, for example, variance or standard deviation.

RSSI値のバラツキが大きい行ほど、位置ノードP2,P8,P14の間との違いがより良く現れていることになり、対応する候補ノードC1~C20は、アンカーノードとしてよりふさわしい。そこで、例えば、アンカーノード決定部16は、RSSI行列の各行について、標準偏差σを求め、標準偏差σが所定の閾値th(例えば、th=5)より大きい行の中から、上位K行(例えば、K=4)に対応する候補ノード(例えば、候補ノードC7,C12,C4,C15)を選択する。 A row with a greater variation in RSSI value represents a better difference between the position nodes P2, P8, and P14, and the corresponding candidate nodes C1 to C20 are more suitable as anchor nodes. Therefore, for example, the anchor node determination unit 16 obtains the standard deviation σ for each row of the RSSI matrix, and selects the top K rows (for example, , K=4) (eg candidate nodes C7, C12, C4, C15).

なお、アンカーノード決定部16は、閾値thを用いずに、RSSI行列の各行について、標準偏差σを求め、標準偏差σの上位K行に対応する候補ノードを選択してもよい。または、これに代えて、標準偏差σが閾値th以上の行がK行未満である場合は、アンカーノード決定部16は、K行未満の行に対応する候補ノード、即ちK個未満の候補ノードを選択してもよい。または、これに代えて、標準偏差σが閾値th以上の行がK行未満である場合は、新たな候補ノードを追加した後に、または、RSSI値が下位の候補ノードの位置を変更した後に、図6に示されるフローチャートを再度実行して、位置ノード-候補ノード間の無線信号を再測定してもよい。 Note that the anchor node determination unit 16 may obtain the standard deviation σ for each row of the RSSI matrix without using the threshold th, and select candidate nodes corresponding to the top K rows of the standard deviation σ. Alternatively, if the number of rows with the standard deviation σ equal to or greater than the threshold th is less than K rows, the anchor node determination unit 16 determines the candidate nodes corresponding to the rows of less than K rows, that is, the candidate nodes of less than K may be selected. Alternatively, if there are less than K rows with a standard deviation σ greater than or equal to the threshold th, after adding a new candidate node or after repositioning a candidate node with a lower RSSI value, The flow chart shown in FIG. 6 may be executed again to re-measure the radio signal between the location node and the candidate node.

図11は、フィンガープリント行列をテーブル形式で表したデータの具体例を示す。
アンカーノード決定部16は、図10にテーブル形式で示されるRSSI行列から、上述のとおり選択した候補ノードC7,C12,C4,C15に対応する行を並べることにより、図11にテーブル形式で示されるフィンガープリント行列を生成する。候補ノードC7,C12,C4,C15は、それぞれ、アンカーノードA1~A4に対応する。
FIG. 11 shows a specific example of data representing the fingerprint matrix in table format.
The anchor node determination unit 16 arranges the rows corresponding to the candidate nodes C7, C12, C4, and C15 selected as described above from the RSSI matrix shown in table form in FIG. Generate a fingerprint matrix. Candidate nodes C7, C12, C4, and C15 correspond to anchor nodes A1 to A4, respectively.

[ターゲットノードの位置推定]
図12は、アンカーノード決定時のステップS606において、4つのアンカーノードA1~A4が選択された場合の一例を示す。
[Position estimation of target node]
FIG. 12 shows an example in which four anchor nodes A1 to A4 are selected in step S606 when determining anchor nodes.

図12においては、図5に示される候補位置C1~C20のうち、候補位置C7にアンカーノードA1、候補位置C12にアンカーノードA2、候補位置C4にアンカーノードA3、候補位置C15にアンカーノードA4が、それぞれ配置されている。 12, among the candidate positions C1 to C20 shown in FIG. 5, the anchor node A1 is at the candidate position C7, the anchor node A2 is at the candidate position C12, the anchor node A3 is at the candidate position C4, and the anchor node A4 is at the candidate position C15. , respectively.

上述のアンカーノードの決定時の位置推定装置1の動作により、ターゲットノードTが通路上を移動している場合に、ターゲットノードTに最も近い参照位置を推定するのに適したアンカーノードA1~A4の個数と配置が、図12に示されるように得られている。以下において、図12に示されるアンカーノードA1~A4を用いた、ターゲットノードTの位置推定時の位置推定装置1の動作を説明する。 Anchor nodes A1 to A4 that are suitable for estimating the closest reference position to the target node T when the target node T is moving on the passage by the operation of the position estimation device 1 when determining the anchor nodes described above. are obtained as shown in FIG. The operation of the position estimation device 1 when estimating the position of the target node T using the anchor nodes A1 to A4 shown in FIG. 12 will be described below.

図13は、本開示に係る位置推定装置1による位置推定時の動作の一例を示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flow chart showing an example of operations during position estimation by the position estimation device 1 according to the present disclosure.

まず、ステップS1103において、ターゲットノードTおよびアンカーノードA1~AKの間のRSSIを測定するために、無線ノード選択部14は、ターゲットノードTに無線信号を送信させ、アンカーノードA1~AKに無線信号を受信させる。ここで、Kは、2以上かつ候補ノードの個数以下の任意の整数である。アンカーノードA1~AKは、この無線信号を傍受してRSSI測定を行い、測定したRSSI値を受信履歴として記憶部13に記憶させる。 First, in step S1103, in order to measure the RSSI between the target node T and the anchor nodes A1 to AK, the wireless node selection unit 14 causes the target node T to transmit a wireless signal and the anchor nodes A1 to AK to transmit the wireless signal. receive. Here, K is any integer greater than or equal to 2 and less than or equal to the number of candidate nodes. The anchor nodes A1 to AK intercept this radio signal, measure the RSSI, and store the measured RSSI value in the storage unit 13 as a reception history.

次いで、ステップS1104において、ターゲットノード位置推定部12は、アンカーノードA1~AKを呼び出し、アンカーノードA1~AKがターゲットノードTから傍受した無線信号の受信履歴を集める。 Next, in step S1104, the target node position estimation unit 12 calls the anchor nodes A1 to AK and collects reception histories of radio signals intercepted from the target node T by the anchor nodes A1 to AK.

図14は、位置推定時のステップS1103,S1104における無線信号のシーケンスの一例を示す。 FIG. 14 shows an example of a radio signal sequence in steps S1103 and S1104 during position estimation.

図14においてAPはアクセスポイント2、TはターゲットノードT、A1~AKはアンカーノードA1~AKを表す。 In FIG. 14, AP represents access point 2, T represents target node T, and A1 to AK represent anchor nodes A1 to AK.

アクセスポイント2は、ターゲットノードTを呼び出すパケットREQ(T,AP)を、無線信号で送信する。パケットREQ(T,AP)の宛先が自身のIDと一致するターゲットノードTが、これに応答する。 The access point 2 transmits a packet REQ(T, AP) calling the target node T by radio signal. The target node T, whose destination in the packet REQ(T, AP) matches its own ID, responds to this.

ターゲットノードTは、応答パケットACK(AP,T)を、無線信号でアクセスポイント2に送信する。アンカーノードA1~AKは、応答パケットACK(AP,T)を傍受し、送信元IDとRSSIとを受信履歴として保存する。 The target node T transmits a response packet ACK(AP,T) to the access point 2 by radio signal. Anchor nodes A1 to AK intercept the response packet ACK(AP, T) and store the source ID and RSSI as a reception history.

アクセスポイント2は、ターゲットノードTからの応答パケットACK(AP,T)を受信した後、アンカーノードA1~AKを順に呼び出す。まず、アクセスポイント2は、アンカーノードA1に受信履歴の通知を要求するために、パケットREQ(A1,AP)を無線信号で送信する。ターゲットノードA1は、受信したパケットREQ(A1,AP)に応答して、それまでに保存した受信履歴(r1)を含む応答パケットACK(AP,A1;r1)を無線信号で送信する。 After receiving the response packet ACK(AP,T) from the target node T, the access point 2 calls the anchor nodes A1 to AK in order. First, the access point 2 transmits a packet REQ (A1, AP) by radio signal to request the anchor node A1 to notify the reception history. In response to the received packet REQ (A1, AP), the target node A1 transmits a response packet ACK (AP, A1; r1) including the reception history (r1) saved up to that point by radio signal.

上記の手順をアンカーノードA1からアンカーノードAKまで繰り返すことにより、アクセスポイント2には、全ての受信履歴(r1,…、rK)が集められる。アクセスポイント2は、受信履歴(r1,…、rK)を、位置推定装置1に送信する。 By repeating the above procedure from anchor node A1 to anchor node AK, access point 2 collects all reception histories (r1, . . . , rK). The access point 2 transmits the reception history (r1, . . . , rK) to the position estimation device 1. FIG.

再度、図13を参照する。ステップS1105において、ターゲットノード位置推定部12は、ターゲットノードTおよびアンカーノードA1~AKの間のRSSIを全て測定したか否かを判定する。全てを測定していないと判定した場合(ステップS1105:No)、処理をステップS1103に戻し、測定されていないRSSIを測定する。全てを測定したと判定した場合(ステップS1105:Yes)、ステップS1106において、ターゲットノード位置推定部12は、ターゲットノードTの位置を推定する。 Please refer to FIG. 13 again. In step S1105, the target node location estimation unit 12 determines whether or not all RSSIs between the target node T and the anchor nodes A1 to AK have been measured. If it is determined that all have not been measured (step S1105: No), the process returns to step S1103 to measure RSSI that has not been measured. If it is determined that all have been measured (step S1105: Yes), the target node position estimation unit 12 estimates the position of the target node T in step S1106.

ターゲットノード位置推定部12は、アクセスポイント2から受信した受信履歴(r1,…、rK)を転置して生成されるフィンガープリント列ベクトルr=(r1,…、rK)を、図8Bに示されるフィンガープリント行列RAの各列ベクトルと比較することで最も近い参照位置を推定する。即ち、ターゲットノード位置推定部12は、次の式(1)で示されるm0を求め、m0に対応する位置ノードPm0の位置をターゲットノードTの位置と推定する。 The target node position estimation unit 12 generates a fingerprint column vector r=(r1,...,rK) T generated by transposing the reception history (r1,...,rK) received from the access point 2, as shown in FIG. 8B. The closest reference position is estimated by comparing with each column vector of the fingerprint matrix RA provided. That is, the target node position estimation unit 12 obtains m0 represented by the following equation (1), and estimates the position of the position node Pm0 corresponding to m0 as the position of the target node T.

Figure 0007229714000001
但し、RA・,m=(r1,m,r2,m,…,rK,mであり、Tは転置を表す。ノルムは、例えば、L1ノルム、L2ノルム、またはL∞ノルムである。
Figure 0007229714000001
However, RA ·,m = (r 1,m ,r 2,m ,...,r K,m ) T , where T represents transposition. The norm is, for example, the L1 norm, the L2 norm, or the L∞ norm.

本開示によれば、M個の位置ノードPmが送信した無線信号を、N個の候補ノードCnが同時に傍受する。また、N個の候補ノードCnは、M個の位置ノードPmが送信した無線信号のRSSI値を、1つのACKパケットにまとめて送信する。したがって、M個の位置ノードPmとN個の候補ノードCnとの組み合わせの数がオーダーO(M×N)で増加するにも関わらず、最大でも、オーダーO(M×N)より増加の速度が緩いオーダーO(M)+O(N)で増加する時間内に、RSSI値を集めることができる。したがって、MおよびNが大きく、組み合わせの数が大きい場合であっても、ターゲットノードTおよびアンカーノードAの組み合わせを変えながらRSSI値を測定する方式と比較して、対象エリアにある良好なターゲットノードTの位置推定性能を確保するためのアンカーノードAの配置の決定にかかる時間とコストを低減できる。 According to the present disclosure, radio signals transmitted by M location nodes Pm are simultaneously intercepted by N candidate nodes Cn. Also, the N candidate nodes Cn collectively transmit the RSSI values of the radio signals transmitted by the M position nodes Pm into one ACK packet. Therefore, even though the number of combinations of M position nodes Pm and N candidate nodes Cn increases by order O(M×N), the rate of increase is greater than order O(M×N) at maximum. RSSI values can be collected in a time period in which , increases in loose order O(M)+O(N). Therefore, even if M and N are large and the number of combinations is large, compared to the method of measuring the RSSI value while changing the combination of the target node T and the anchor node A, the good target node in the target area The time and cost required to determine the placement of the anchor node A to ensure T's location estimation performance can be reduced.

また、本開示によれば、ターゲットノードTが移動する可能性のある範囲において、ターゲットノードTの位置毎に得られるフィンガープリントの間の相関が低くなるように、候補ノードCからアンカーノードAが選択される。したがって、アンカーノードAの設置個数およびコストを低減しつつ、良好なターゲットノードTの位置推定性能を確保できる。 Further, according to the present disclosure, in a range where the target node T may move, the correlation between the fingerprints obtained for each position of the target node T is low, so that the candidate node C to the anchor node A selected. Therefore, it is possible to secure good position estimation performance of the target node T while reducing the number of anchor nodes A to be installed and the cost.

(その他の実施の形態)
上述の実施の形態においては、位置ノードP1~PMが送信した無線信号を候補ノードC1~CNが傍受し、候補ノードC1~CNが無線信号のRSSI値を測定する。これに代えて、送受信の関係を入れ替えた実施の形態、即ち、候補ノードC1~CNが送信した無線信号を位置ノードP1~PMが傍受し、位置ノードP1~PMが無線信号のRSSI値を測定する実施の形態も考えられる。この場合、アンカーノードAの決定時においては、図6および図7に示されるステップS603において、アクセスポイント2は、位置ノードPmにパケットREQ(Pm,AP)を送信する代わりに、候補ノードCnにパケットREQ(Cn,AP)を送信する。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the candidate nodes C1-CN intercept the radio signals transmitted by the position nodes P1-PM, and the candidate nodes C1-CN measure the RSSI values of the radio signals. Alternatively, an embodiment in which the relationship of transmission and reception is exchanged, that is, the radio signals transmitted by the candidate nodes C1 to CN are intercepted by the position nodes P1 to PM, and the position nodes P1 to PM measure the RSSI values of the radio signals. An embodiment is also conceivable. In this case, when determining anchor node A, in step S603 shown in FIGS. Send a packet REQ (Cn, AP).

また、図6および図7に示されるステップS604において、アクセスポイント2は、候補ノードCnにパケットREQ(Cn,AP)を送信する代わりに、位置ノードPmにパケットREQ(Pm,AP)を送信する。また、ターゲットノードTの位置推定時においては、図13および図14に示されるステップS1103において、アクセスポイント2は、ターゲットノードTにパケットREQ(T,AP)を送信する代わりに、k=1,…,Kに対して、アンカーノードAkに、それぞれ、パケットREQ(Ak,AP)を送信する。また、図13および図14に示されるステップS1104において、アクセスポイント2は、k=1,…,Kに対して、アンカーノードAkにパケットREQ(Ak,AP)を送信する代わりに、ターゲットノードTにパケットREQ(T,AP)を送信する。 Also, in step S604 shown in FIGS. 6 and 7, the access point 2 sends a packet REQ (Pm, AP) to the location node Pm instead of sending the packet REQ (Cn, AP) to the candidate node Cn. . Also, when estimating the position of the target node T, in step S1103 shown in FIGS. 13 and 14, the access point 2 sends k=1, , K each send a packet REQ(Ak, AP) to the anchor node Ak. Also, in step S1104 shown in FIGS. 13 and 14, for k=1, . Send packet REQ(T, AP) to .

また、上述の実施の形態においては、アクセスポイント2は、RSSI測定部23を備える。しかしながら、アクセスポイント2がRSSI測定部23を備えない実施の形態も考えられる。 Also, in the above-described embodiment, the access point 2 has the RSSI measuring section 23 . However, an embodiment in which the access point 2 does not have the RSSI measuring section 23 is also conceivable.

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。 Various embodiments have been described above with reference to the drawings, but it goes without saying that the present disclosure is not limited to such examples. It is obvious that a person skilled in the art can conceive of various modifications or modifications within the scope described in the claims, and these also belong to the technical scope of the present disclosure. Understood. Also, the components in the above embodiments may be combined arbitrarily without departing from the gist of the disclosure.

上記各実施形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。 In each of the above-described embodiments, the present disclosure has been described as an example configured using hardware, but the present disclosure can also be realized by software in cooperation with hardware.

また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。集積回路は、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックを制御し、入力と出力を備えてもよい。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。 Also, each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically implemented as an LSI, which is an integrated circuit. The integrated circuit may control each functional block used in the description of the above embodiments and may have inputs and outputs. These may be made into one chip individually, or may be made into one chip so as to include part or all of them. Although LSI is used here, it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.

また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、LSI内部の回路セルの接続又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサ(Reconfigurable Processor)を利用してもよい。 Also, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be implemented using a dedicated circuit or a general-purpose processor. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after LSI manufacturing, and a reconfigurable processor (Reconfigurable Processor) that can reconfigure connections or settings of circuit cells inside the LSI may be used.

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により,LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。 Furthermore, if an integration technology that replaces LSI appears due to advances in semiconductor technology or another technology derived from it, the technology may naturally be used to integrate the functional blocks. Application of biotechnology, etc. is possible.

以上の説明において、各構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路(circuitry)」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。 In the above description, the notation "... part" used for each component may be "... circuitry", "... device", "... unit", or "... Other notations such as "module" may be substituted.

(実施の形態のまとめ)
本開示に係る位置推定装置は、複数の第1の無線装置が送信した第1の無線信号の、複数の第2の無線装置での第1の受信強度に基づいて、前記複数の第2の無線装置の少なくとも2つを選択する決定回路と、第3の無線装置が送信した第2の無線信号の、選択された前記少なくとも2つの第2の無線装置での第2の受信強度に基づいて、前記第3の無線装置の位置を推定する推定回路と、を備える。
(Summary of embodiment)
The position estimation device according to the present disclosure, based on the first reception strength of the first radio signals transmitted by the plurality of first radio devices, at the plurality of second radio devices, the plurality of second a determining circuit for selecting at least two of the wireless devices; and based on a second received strength of a second wireless signal transmitted by a third wireless device at said at least two selected second wireless devices. , and an estimation circuit for estimating the position of the third wireless device.

本開示に係る位置推定装置において、前記複数の第1の無線装置に前記第1の無線信号を送信させるための信号と前記第3の無線装置に前記第2の無線信号を送信させるための信号とをアクセスポイントに出力する出力回路を備え、前記アクセスポイントは、前記複数の第1の無線装置、前記複数の第2の無線装置、および前記第3の無線装置と無線通信する。 In the position estimation device according to the present disclosure, a signal for causing the plurality of first radio devices to transmit the first radio signal and a signal for causing the third radio device to transmit the second radio signal to an access point, and the access point wirelessly communicates with the plurality of first wireless devices, the plurality of second wireless devices, and the third wireless device.

本開示に係る位置推定装置において、前記第1の無線信号および前記第2の無線信号の送信先は、前記アクセスポイントであり、前記複数の第2の無線装置は、傍受によって前記第1の無線信号および前記第2の無線信号を受信する。 In the position estimation device according to the present disclosure, the destination of the first radio signal and the second radio signal is the access point, and the plurality of second radio A signal and the second wireless signal are received.

本開示に係る位置推定装置において、前記第2の無線装置は、前記アクセスポイントからの要求に応じて、前記第1の受信強度または前記第2の受信強度を示す情報を含む応答信号を、前記アクセスポイントに送信し、前記決定回路は、前記アクセスポイントから前記第1の受信強度または前記第2の受信強度を示す情報を取得する。 In the position estimation device according to the present disclosure, the second wireless device transmits a response signal including information indicating the first reception strength or the second reception strength in response to a request from the access point. to an access point, and the decision circuit obtains information indicative of the first reception strength or the second reception strength from the access point.

本開示に係る位置推定装置において、前記第1の受信強度および前記第2の受信強度は、RSSI(Receive Signal Strength Indicator)値によって示され、前記決定回路は、前記複数の第2の無線装置のうち、前記複数の第1の無線装置から受信した前記第1の無線信号のRSSI値の変動を示す値に基づいて、前記少なくとも2つを選択する。 In the position estimation device according to the present disclosure, the first received strength and the second received strength are indicated by an RSSI (Receive Signal Strength Indicator) value, and the determination circuit determines whether the plurality of second radio devices At least two of them are selected based on a value indicating variation in the RSSI value of the first radio signal received from the plurality of first radio apparatuses.

本開示に係る位置推定装置において、前記変動を示す値は、分散または標準偏差であり、前記決定回路は、前記複数の第2の無線装置のうち、前記複数の第1の無線装置から受信した前記第1の無線信号のRSSI値の変動が大きいものK個を選択し、Kは2以上の整数である。 In the position estimation device according to the present disclosure, the value indicating the variation is a variance or a standard deviation, and the decision circuit receives from the plurality of first wireless devices among the plurality of second wireless devices K radio signals having large fluctuations in the RSSI value of the first radio signal are selected, where K is an integer of 2 or more.

本開示に係る位置推定装置において、前記決定回路は、前記複数の第2の無線装置のうち、前記複数の第1の無線装置から受信した前記第1の無線信号のRSSI値の変動を示す値が所定の閾値より大きいものを選択する。 In the position estimating device according to the present disclosure, the determination circuit is configured to obtain a value indicating variation in RSSI value of the first radio signal received from the plurality of first radio devices among the plurality of second radio devices. is greater than a predetermined threshold.

本開示に係る無線装置は、他の無線装置を宛先とする第1の無線信号を傍受する無線通信機と、前記第1の無線信号の受信強度を測定する測定回路と、を備え、前記無線通信機は、前記第1の無線信号の受信強度を示す情報を含む無線信号を送信し、前記無線通信機は、他の無線装置を宛先とする第2の無線信号を傍受し、前記測定回路は、前記第2の無線信号の受信強度を測定し、前記無線通信機は、前記第2の無線信号の受信強度を示す情報を含む無線信号を送信する。 A wireless device according to the present disclosure includes a wireless communication device that intercepts a first wireless signal addressed to another wireless device, and a measurement circuit that measures the reception strength of the first wireless signal, wherein the wireless The communication device transmits a radio signal including information indicating the reception strength of the first radio signal, the radio communication device intercepts a second radio signal addressed to another radio device, and the measurement circuit measures the reception strength of the second radio signal, and the radio communication device transmits a radio signal including information indicating the reception strength of the second radio signal.

本開示に係る無線装置において、前記第1の無線信号の受信強度および前記第2の無線信号の受信強度は、RSSI(Receive Signal Strength Indicator)値によって示される。 In the radio apparatus according to the present disclosure, the reception strength of the first radio signal and the reception strength of the second radio signal are indicated by RSSI (Receive Signal Strength Indicator) values.

本開示に係る位置推定システムは、本開示に係る位置推定装置と、本開示に係る無線装置と、前記位置推定装置に接続され、前記無線装置と無線通信するアクセスポイントと、を備える。 A position estimation system according to the present disclosure includes a position estimation device according to the present disclosure, a wireless device according to the present disclosure, and an access point connected to the position estimation device and wirelessly communicating with the wireless device.

本開示に係る位置推定方法は、複数の第1の無線装置が送信した第1の無線信号の、複数の第2の無線装置での第1の受信強度に基づいて、前記複数の第2の無線装置の少なくとも2つを選択し、第3の無線装置が送信した第2の無線信号の、選択された前記少なくとも2つの第2の無線装置での第2の受信強度に基づいて、前記第3の無線装置の位置を推定する。 A position estimation method according to the present disclosure is based on a first reception strength of a first radio signal transmitted by a plurality of first radio devices at a plurality of second radio devices, selecting at least two of the wireless devices, and determining, based on a second received strength of a second wireless signal transmitted by a third wireless device at the at least two selected second wireless devices, Estimate the location of 3 wireless devices.

本開示は、無線通信のフィンガープリントを用いた位置推定システムに適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure can be applied to a position estimation system using fingerprints of wireless communication.

1000 位置推定システム
1 位置推定装置
2 アクセスポイント
3 無線ノード
11,22,33 制御部
12 ターゲットノード位置推定部
13 記憶部
14 無線ノード選択部
15,21 通信部
16 アンカーノード決定部
23,32 RSSI測定部
24,31 無線通信部
34 RSSI管理部
1000 position estimation system 1 position estimation device 2 access point 3 wireless nodes 11, 22, 33 control unit 12 target node position estimation unit 13 storage unit 14 wireless node selection units 15, 21 communication unit 16 anchor node determination units 23, 32 RSSI measurement Units 24 and 31 Wireless communication unit 34 RSSI management unit

Claims (10)

複数の第1の無線装置が送信した第1の無線信号の、複数の第2の無線装置での第1の受信強度の組み合わせに基づいて、前記複数の第2の無線装置の少なくとも2つを選択する決定回路と、
第3の無線装置が送信した第2の無線信号の、選択された前記少なくとも2つの第2の無線装置での第2の受信強度の組み合わせと、前記第1の受信強度の組み合わせのうち選択された前記少なくとも2つの第2の無線装置での受信強度の組み合わせと、に基づいて、前記複数の第1の無線装置位置のいずれか1つを前記第3の無線装置の位置として推定する推定回路と、
を備え、
前記第1の受信強度および前記第2の受信強度は、RSSI(Receive Signal Strength Indicator)値によって示され、
前記決定回路は、前記複数の第2の無線装置のうち、前記複数の第1の無線装置から受信した前記第1の無線信号のRSSI値の変動を示す値に基づいて、前記少なくとも2つの第2の無線装置を選択する、
位置推定装置。
at least two of the plurality of second radio devices based on a combination of first reception strengths of the first radio signals transmitted by the plurality of first radio devices at the plurality of second radio devices a decision circuit to select;
selected from a combination of the second received strengths of the second radio signal transmitted by the third radio device and the combination of the first received strengths of the at least two selected second radio devices; estimating any one of the positions of the plurality of first radio devices as the position of the third radio device based on a combination of received strengths of the at least two second radio devices, and a circuit;
with
The first received strength and the second received strength are indicated by RSSI (Receive Signal Strength Indicator) values,
The decision circuit determines the at least two second selecting two wireless devices;
Position estimator.
前記複数の第1の無線装置に前記第1の無線信号を送信させるための信号と前記第3の無線装置に前記第2の無線信号を送信させるための信号とをアクセスポイントに出力する出力回路を備え、
前記アクセスポイントは、前記複数の第1の無線装置、前記複数の第2の無線装置、および前記第3の無線装置と無線通信する、
請求項1に記載の位置推定装置。
An output circuit for outputting to an access point a signal for causing the plurality of first wireless devices to transmit the first wireless signal and a signal for causing the third wireless device to transmit the second wireless signal. with
the access point wirelessly communicates with the plurality of first wireless devices, the plurality of second wireless devices, and the third wireless device;
The position estimation device according to claim 1.
前記第1の無線信号および前記第2の無線信号の送信先は、前記アクセスポイントであり、
前記複数の第2の無線装置は、傍受によって前記第1の無線信号および前記第2の無線信号を受信する、
請求項2に記載の位置推定装置。
a destination of the first wireless signal and the second wireless signal is the access point;
the plurality of second radio devices receive the first radio signal and the second radio signal by interception;
The position estimation device according to claim 2.
前記第2の無線装置は、前記アクセスポイントからの要求に応じて、前記第1の受信強度または前記第2の受信強度を示す情報を含む応答信号を、前記アクセスポイントに送信し、
前記決定回路は、前記アクセスポイントから前記第1の受信強度または前記第2の受信強度を示す情報を取得する、
請求項3に記載の位置推定装置。
the second wireless device transmits a response signal including information indicating the first reception strength or the second reception strength to the access point in response to a request from the access point;
the decision circuit obtains information indicating the first reception strength or the second reception strength from the access point;
The position estimation device according to claim 3.
前記変動を示す値は、分散または標準偏差であり、
前記決定回路は、前記複数の第2の無線装置のうち、前記複数の第1の無線装置から受信した前記第1の無線信号のRSSI値の変動が大きいものK個を選択し、Kは2以上の整数である、
請求項に記載の位置推定装置。
The value indicating the variation is the variance or standard deviation,
The decision circuit selects, from the plurality of second radio apparatuses, K radio signals having large variations in RSSI values of the first radio signals received from the plurality of first radio apparatuses, where K is 2. is an integer greater than or equal to
The position estimation device according to claim 4 .
前記決定回路は、前記複数の第2の無線装置のうち、前記複数の第1の無線装置から受信した前記第1の無線信号のRSSI値の変動を示す値が所定の閾値より大きいものを選択する、
請求項またはに記載の位置推定装置。
The decision circuit selects, from among the plurality of second radio apparatuses, one having a value indicating variation in RSSI value of the first radio signal received from the plurality of first radio apparatuses greater than a predetermined threshold. do,
The position estimation device according to claim 4 or 5 .
請求項1から6のいずれか1項に記載の位置推定装置によって選択される第2の無線装置としての無線装置であって、
アクセスポイントに接続されている第1の無線装置が送信した第1の無線信号を受信する無線通信機と、
前記第1の無線信号の受信強度を測定する測定回路と、
を備え、
前記無線通信機は、前記第1の無線信号の受信強度を示す情報を含む無線信号を、前記アクセスポイントに送信し、
前記無線通信機は、第3の無線装置が送信した第2の無線信号を受信し、
前記測定回路は、前記第2の無線信号の受信強度を測定し、
前記無線通信機は、前記第2の無線信号の受信強度を示す情報を含む無線信号を、前記アクセスポイントに送信し、
前記アクセスポイントは、請求項1からのいずれか1項に記載の位置推定装置が接続されている、
無線装置。
A radio device as a second radio device selected by the position estimation device according to any one of claims 1 to 6,
a wireless communication device that receives a first wireless signal transmitted by a first wireless device connected to an access point;
a measurement circuit that measures the reception strength of the first radio signal;
with
The wireless communication device transmits a wireless signal including information indicating the reception strength of the first wireless signal to the access point,
The wireless communication device receives a second wireless signal transmitted by a third wireless device,
The measurement circuit measures the reception strength of the second radio signal,
the wireless communication device transmits a wireless signal including information indicating the reception strength of the second wireless signal to the access point;
The access point is connected to the position estimation device according to any one of claims 1 to 6 ,
radio equipment.
前記第1の無線信号の受信強度および前記第2の無線信号の受信強度は、RSSI(ReceiveSignalStrengthIndicator)値によって示される、
請求項に記載の無線装置。
The received strength of the first radio signal and the received strength of the second radio signal are indicated by RSSI (Receive Signal Strength Indicator) values,
A wireless device according to claim 7 .
請求項1からのいずれか一項に記載の位置推定装置と、
請求項またはに記載の無線装置と、
前記位置推定装置に接続され、前記無線装置と無線通信するアクセスポイントと、
を備える、位置推定システム。
A position estimation device according to any one of claims 1 to 6 ;
a wireless device according to claim 7 or 8 ;
an access point connected to the position estimation device and wirelessly communicating with the wireless device;
A position estimation system, comprising:
複数の第1の無線装置が送信した第1の無線信号の、複数の第2の無線装置での第1の受信強度の組み合わせに基づいて、前記複数の第2の無線装置の少なくとも2つを選択し、
第3の無線装置が送信した第2の無線信号の、選択された前記少なくとも2つの第2の無線装置での第2の受信強度の組み合わせと、前記第1の受信強度の組み合わせのうち選択された前記少なくとも2つの第2の無線装置での受信強度の組み合わせと、に基づいて、前記の複数の第1の無線装置位置のいずれか1つを前記第3の無線装置の位置として推定し、
前記第1の受信強度および前記第2の受信強度は、RSSI(Receive Signal Strength Indicator)値によって示され、
前記少なくとも2つの第2の無線装置は、前記複数の第2の無線装置のうち、前記複数の第1の無線装置から受信した前記第1の無線信号のRSSI値の変動を示す値に基づいて、選択される、
位置推定方法。
at least two of the plurality of second radio devices based on a combination of first reception strengths of the first radio signals transmitted by the plurality of first radio devices at the plurality of second radio devices selection,
selected from a combination of the second received strengths of the second radio signal transmitted by the third radio device and the combination of the first received strengths of the at least two selected second radio devices; estimating any one of the positions of the plurality of first radio devices as the position of the third radio device, based on a combination of received strengths of the at least two second radio devices, and ,
The first received strength and the second received strength are indicated by RSSI (Receive Signal Strength Indicator) values,
The at least two second radio devices receive, among the plurality of second radio devices, the first radio signals received from the plurality of first radio devices, based on a value indicating variation in the RSSI value of the radio signal , selected,
Location estimation method.
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