JPWO2006067874A1 - 測位装置および測位装置の位置特定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の測位装置は、未知電波を用いて電波源の位置を測位するものであり、特定基地局により未知電波の推定を行って基準時刻の参照信号を生成し、この参照信号に基づいてそれぞれの基地局が直接波受信時刻を求めることを特徴としている。
まず始めに、時間差測位の基本原理について説明する。図15は、時間差測位により電波源の位置を特定する測位装置の基本構成を示した図であり、電波源1、K個の基地局15(1)〜15(K)(ただし、Kは3以上の整数)、および時間差測位器3で構成される。図15は、3個の基地局を示しており、K=3の場合に相当する。
本実施の形態2では、未知電波の推定結果を用いて直接波の受信時刻を計測する別の方法を説明する。図5は、本発明の実施の形態2における未知電波の推定結果を用いて直接波の受信時刻を計測する基地局の構成図であり、受信時刻算出基地局である未知電波対応型基地局2(1)、2(2)、2(K)の構成を示すものである。
実施の形態1および2では、1台の未知電波対応型基地局2(k0)を未知電波の推定を行う基地局として特定することにより直接波受信時刻の計測を行い、電波源1の位置を推定する場合について説明した。本実施の形態3では、直接波受信時刻の計測および電波源の位置の算出を、異なる基地局を未知電波の推定を行う基地局として特定した場合についてそれぞれ個別に行うことにより複数の推定結果を求め、それらの推定結果から最終的に電波源1の位置を特定する場合について説明する。実施の形態3における測位装置の構成は、図1と同様である。
本実施の形態4では、電波源としてRFIDタグを用い、基地局としてRFIDリーダ/ライタを用いる場合について説明する。基本的な構成及び動作は、実施の形態1〜3で記載したものと同一である。
本実施の形態5は、直接波と間接波の振幅比が複素数の場合にも、受信した未知電波に基づいて直接波の受信時刻をゼロとした基準時刻における参照信号を生成することができる特定基地局について説明する。
本実施の形態6では、本発明による測位装置および位置特定方法を車両位置の測位に適用する応用例について説明する。図10は、本発明の実施の形態6において車両位置の測位に位置特定方法を適用した応用例の説明図である。フリーフローETC(Electronic Toll Collection)システムを用いて、車両位置の測位を実現するものである。
本実施の形態7では、本発明による測位装置および位置特定方法を車両位置の測位に適用する別の応用例について説明する。図13は、本発明の実施の形態7において車両位置の測位に位置特定方法を適用した応用例の説明図である。スマートプレートを用いて、車両位置の測位を実現するものである。
Claims (16)
- 電波源から発信された電波を受信し、参照信号と受信電波との相関から電波受信時刻を計測する複数の受信時刻算出基地局と、
前記複数の受信時刻算出基地局からのそれぞれの前記電波受信時刻に基づいて前記電波源の位置を特定する時間差測位器と
を備えた測位装置において、
前記電波源から発信された未知電波を推定して基準時刻における参照信号を生成する特定基地局をさらに備え、
前記複数の受信時刻算出基地局は、前記特定基地局からの前記参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻を計測する測位装置。 - 請求項1に記載の測位装置において、
前記電波源は、RFIDタグであり、
前記複数の受信時刻算出基地局は、複数のRFIDリーダ/ライタであり、
前記特定基地局は、特定RFIDリーダ/ライタである
測位装置。 - 請求項2に記載の測位装置において、
前記RFIDタグは、前記複数のRFIDリーダ/ライタあるいは前記特定RFIDリーダ/ライタの何れかからの電波の受信電力を検知することにより電波を発信する測位装置。 - 請求項2に記載の測位装置において、
前記RFIDタグは、未知電波として周波数成分の絶対値が周波数に依らずに一定となる電波を発信し、
前記特定RFIDリーダ/ライタは、前記未知電波の位相を求めることにより基準時刻における参照信号を生成する
測位装置。 - 請求項2に記載の測位装置において、
前記特定RFIDリーダ/ライタは、
前記RFIDタグから発信された電波を受信する受信機と、
前記受信機からの受信電波を複数の周波数成分の周波数信号に変換する周波数成分算出手段と、
前記周波数成分算出手段からの前記周波数信号に基づいてそれぞれの周波数成分に対応した参照信号を生成する参照信号生成手段と
を備えた測位装置。 - 請求項5に記載の測位装置において、
前記参照信号生成手段は、
前記周波数成分算出手段からの前記周波数信号に基づいて、直接波の受信時刻をゼロとしたときのマルチパスを経由して受信された間接波の受信時刻を推定する間接波受信時刻推定手段と、
時刻ゼロにおける直接波の振幅と、推定された前記間接波の受信時刻における間接波の振幅との振幅比を推定する振幅比推定手段と、
前記間接波の受信時刻および前記振幅比に基づいて前記RFIDタグから発信された電波の周波数成分の初期位相を推定してそれぞれの周波数成分に対応した参照信号を生成する初期位相推定手段と
を備えた測位装置。 - 請求項5に記載の測位装置において、
前記参照信号生成手段は、
前記周波数成分算出手段からの前記周波数信号に基づいて、直接波の受信時刻をゼロとしたときのマルチパスを経由して受信された間接波の受信時刻を推定する間接波受信時刻推定手段と、
時刻ゼロにおける直接波の振幅と、推定された前記間接波の受信時刻における間接波の振幅との複素振幅比を推定する複素振幅比推定手段と、
前記間接波の受信時刻、前記複素振幅比、および前記周波数信号に基づいて前記RFIDタグから発信された電波の周波数成分の初期位相を推定してそれぞれの周波数成分に対応した参照信号を生成する複素振幅比対応型初期位相推定手段と
を備えた測位装置。 - 請求項6または7に記載の測位装置において、
前記間接波受信時刻推定手段は、MUSIC処理を用いて前記間接波の受信時刻を推定する測位装置。 - 請求項2に記載の測位装置において、
前記RFIDリーダ/ライタは、
前記RFIDタグから発信された電波を受信する受信機と、
前記受信機からの受信電波を複数の周波数成分の周波数信号に変換する周波数成分算出手段と、
前記特定RFIDリーダ/ライタからの参照信号と前記周波数成分算出手段からの周波数信号とに基づいて周波数成分ごとの相関信号を生成する相関信号生成手段と、
前記相関信号生成手段からの前記相関信号に基づいて未知電波の電波受信時刻を計測する電波受信時刻推定手段と
を備えた測位装置。 - 請求項9に記載の測位装置において、
前記電波受信時刻推定手段は、MUSIC処理を用いて前記電波受信時刻を推定する測位装置。 - 請求項5ないし10のいずれか1項に記載の測位装置において、
前記周波数成分算出手段は、FFT処理を行うことにより前記受信電波から前記複数の周波数成分の周波数信号を算出するFFT処理手段である測位装置。 - 請求項5ないし10のいずれか1項に記載の測位装置において、
前記周波数成分算出手段は、帯域通過フィルタを用いることにより前記受信電波から前記複数の周波数成分の周波数信号を算出するフィルタバンクである測位装置。 - 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の測位装置において、
前記測位装置は、前記特定RFIDリーダ/ライタとして複数の特定RFIDリーダ/ライタを備え、
前記複数のRFIDリーダ/ライタは、前記複数の特定RFIDリーダ/ライタからのそれぞれの参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻をそれぞれの参照信号別に計測し、
前記時間差測位器は、前記複数のRFIDリーダ/ライタからのそれぞれの前記電波受信時刻に基づいて参照信号別に前記RFIDタグの位置を特定し、さらに参照信号別に特定された前記RFIDタグの位置から前記RFIDタグの位置を特定する
測位装置。 - 請求項13に記載の測位装置において、
前記複数の特定RFIDリーダ/ライタのそれぞれは、他の特定RFIDリーダ/ライタからのそれぞれの参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻をそれぞれの参照信号別に計測し、
前記時間差測位器は、前記複数のRFIDリーダ/ライタおよび前記複数の特定RFIDリーダ/ライタからのそれぞれの前記電波受信時刻に基づいて参照信号別に前記RFIDタグの位置を特定し、さらに参照信号別に特定された前記RFIDタグの位置から前記RFIDタグの位置を特定する
測位装置。 - 特定基地局で、電波源から発信された未知電波を推定して基準時刻における参照信号を生成するステップと、
複数の受信時刻算出基地局で、前記特定基地局からの前記参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻を計測するステップと、
時間差測位器で、前記複数の受信時刻算出基地局からのそれぞれの前記電波受信時刻に基づいて前記電波源の位置を特定するステップと
を備えた測位装置の位置特定方法。 - 複数のRFIDリーダ/ライタあるいは特定RFIDリーダ/ライタの何れかからRFIDタグに電波を送信するステップと、
前記RFIDタグで、前記電波の受信電力を検知することにより未知電波を発信するステップと、
前記特定RFIDリーダ/ライタで、前記RFIDタグから発信された前記未知電波を推定して基準時刻における参照信号を生成するステップと、
前記複数のRFIDリーダ/ライタで、前記特定RFIDリーダ/ライタからの前記参照信号と受信した未知電波との相関から電波受信時刻を計測するステップと、
時間差測位器で、前記複数の複数のRFIDリーダ/ライタからのそれぞれの前記電波受信時刻に基づいて前記RFIDタグの位置を特定するステップと
を備えた測位装置の位置特定方法。
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