TW201702630A

TW201702630A - 位置推定裝置及位置推定方法

Info

Publication number: TW201702630A
Application number: TW104140267A
Authority: TW
Inventors: Takashi Asahara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2017-01-16
Also published as: WO2016199254A1; JPWO2016199254A1

Abstract

位置推定裝置10，包括衰減特性算出部12，根據構成無線通訊系統的各基地台從其他基地台接收的信號接收強度及上述各基地台的位置，每一基地台算出各基地台接收的信號接收強度的距離衰減特性；補正處理部13，根據無線終端從既定位置傳送的信號在上述各基地台中的接收強度，補正衰減特性算出部12算出的距離衰減特性；衰減特性保持部15，保持補正處理部13補正後的距離衰減特性；以及位置算出部14，根據無線終端傳送的信號在各基地台中的接收強度及衰減特性保持部15保持的距離衰減特性，算出無線終端的推定位置。

Description

位置推定裝置及位置推定方法

本發明係關於推定無線終端的位置之位置推定裝置及位置推定方法。

作為推定無線終端的位置之習知方式，具有複數的基地台測量來自無線終端的電波到達時間，進行三邊測量推定無線終端的位置之電波到達時間差方式；以複數的基地台測量來自無線終端的電波的電波強度，進行三邊測量推定無線終端的位置之電波接收強度方式；以及藉由對照預先作成電波強度的接收結果之電波強度圖(map)，推定無線終端的位置之方式等。

上述電波接收強度信號方式，無線終端不必具有特別功能等，比較容易導入系統(system)，但有相較於電波到達時間差方式等，位置檢出的推定精度低的課題。為了處理此課題，必須高精度推定接收強度的距離衰減特性的參數<parameter>之衰減常數，提高接收強度的推定精度等。解決此課題，只使用接收強度推定無線終端的位置之發明例如記載於專利文件1中。專利文件1中記載的發明，來自終端的傳送信號由複數的無線節點(node)接收並測量其接收強度的同時，(a)假設無線終端的初期位置，算出無線終端與各無線節點間的距離，根據各無線節點中來自無線終端的電波的接收強度理論值及實測值以及無線終端與各無線節點間的距離，算出指示各節點中來自無線終端的電波的接收強度與距離的關係，(b)根據算出的衰減常數與各無線節點中來自無線終端的電波的接收強度，推定無線終端的位置。又，代替上述無線終端的初期位置，使用推定的無線終端的位置，進行上述(a)及(b)的處理，再度推定無線終端的位置。以下，直到滿足既定的條件為止，重複進行上述(a)及(b)的處理，推定無線終端的位置，改善推定精度。

[先行技術文件]

[專利文件]

[專利文件1]日本專利第2008-122132號公開公報

不過，專利文件1記載的發明中，每次進行無線終端的位置推定，直到位置推定的誤差變小為止，因為必須交互重複衰減常數的決定與無線終端的位置推定，直到確定無線終端的位置推定結果，具有需要許多運算量的課題。又，專利文件1記載的發明中，算出各無線節點中來自無線終端的電波接收強度的理論值之際，不區分無線節點，使用相同的衰減常數，推定無線終端的位置。因此，各無線節點與無線終端間電波傳輸環境在每一無線節點不同時，具有降低位置推算精度的問題。

本發明，有鑑於上述而形成，以得到實現推定處理的運算量降低及位置的推定精度提高之位置推定裝置為目的。

為了解決上述課題，達成目的，本發明的位置推定裝置，根據構成無線通訊系統的各基地台從其他基地台接收的信號接收強度及各基地台的位置，每一基地台算出各基地台接收的信號接收強度的距離衰減特性，根據無線終端從既定位置傳送的信號在各基地台中的接收強度，補正算出的距離衰減特性。又，位置推定裝置，保持補正後的距離衰減特性，根據從無線終端傳送的信號的基地台中分別的接收強度與保持的距離衰減特性，算出無線終端的推定位置。

根據本發明的位置推斷位置，達到降低推定處理的運算量的同時，可以提高位置的推定精度之效果。

1~5‧‧‧基地台(AP：Access Point)

10‧‧‧位置推定裝置

11‧‧‧控制部

12‧‧‧衰減特性算出部

13‧‧‧補正處理部

14‧‧‧位置算出部

15‧‧‧衰減特性保持部

101‧‧‧處理器(processor)

102‧‧‧記憶體(memory)

103‧‧‧輸出入界面(interface)

[第1圖]係顯示包含位置推定裝置及無線通訊系統而構成之位置推定系統之一範例圖；[第2圖]係顯示位置推定裝置之構成例圖；[第3圖]係顯示位置推定裝置的動作例之流程圖；[第4圖]係用以說明衰減特性算出部之動作圖；[第5圖]係說明衰減特性算出部的動作例之流程圖；[第6圖]係顯示距離衰減特性的算出方法的一範例圖； [第7圖]係顯示距離衰減特性的算出方法的另一範例圖；[第8圖]係顯示算出距離衰減特性的補正量之動作圖；[第9圖]係用以說明位置算出部之動作圖；以及[第10圖]係顯示實現位置推定裝置的硬體(hardware)構成之一範例圖。

以下，根據圖面，詳細說明本發明實施例的位置推定裝置及位置推定方法。又，不以此實施例限定此發明。

[實施例]

第1圖係顯示包含本發明的位置推定裝置及無線通訊系統而構成之位置推定系統之一範例圖。位置推定系統，由位置推定裝置10、無線通訊系統的基地台(AP：Access Point)1~5構成。本實施例中，以無線通訊系統作為無線LAN(Local Area Nework)，複數的基地台作為基地台(Access Point)(以下，稱作AP)說明。又，AP的數量、各AP的配置不限定為第1圖所示。

本發明的位置推定裝置10連接至AP1，與AP1可能直接通訊。位置推定裝置10與AP1的連接可以是有線連接與無線連接中的任一。假設AP1經由有線或無線與AP2~5可能通訊。位置推定裝置10，經由AP1與AP2~5通訊是可能的。AP1與AP2~5以無線通訊時，AP1與不能直接通信的AP經由多點跳躍(multi-hop)等進行通訊。即，AP1，經由1個以上的AP，與不能直接通訊的AP通訊。又，本實施例中，連接位置推定裝置10至AP1，但總括AP的上位裝置存在時，連接位置推定裝置10至上位裝置也可以。又，構成為位置推定裝置10與複數的AP可以直接通訊也可以，構成為位置推定裝置10與AP1與AP1~5全部可以直接通訊也可以。

本實施例的位置推定裝置10，第1圖中收集省略記載的無線終端傳送的信號在各AP中的接收強度，根據收集的接收強度推定無線終端的位置。根據位置推定裝置10產生的無線終端的位置推定，只使用不必使無線終端具有特別功能之接收強度，可能適用於一般無線終端的位置推定。又，因為比使用習知常檢討的3個接收強度之3邊測量收集更多的接收強度，利用收集的多數的接收強度進行位置推定，因為比較可以期待推定精度的提高，位置推定使用的接收強度的收集數即使可變也可能對應，即，從3點以上的任意數的AP收集強度時也可能對應。又，根據接收強度用以推定距離之距離衰減特性係根據AP的位置是已知的既設AP間接收強度推定，更藉由進行起因於無線終端的特性補正，改善利用接收強度的距離衰減特性的參數進行的距離的推定精度，伴隨實現位置檢出的精度提高。又，本實施例中，接收強度的距離衰減特性的參數稱為距離衰減係數。

第2圖係顯示位置推定裝置10之構成例圖。位置推定裝置10包括控制部11及衰減特性保持部15，控制部11包括衰減特性算出部12、補正處理部13以及位置算出部14。

控制部11中，衰減特性算出部12根據AP1~5分別從其他AP接收的信號接收強度及各AP的位置，算出每一AP距離衰減特性。補正處理部13，根據省略圖示的無線終端從預先決定的位置傳送的信號在各AP中的接收強度、無線終端的位置及各AP的位置，補正衰減特性算出部12算出的每一AP的距離衰減特性。位置算出部14，根據從位置推定對象的無線終端傳送的信號在各AP中的接收強度及衰減特性保持部15保持的距離衰減特性，推定無線終端的位置。

衰減特性保持部15，接受保持以衰減特性算出部12算出，以補正處理部13補正後的每一AP的距離衰減特性。

接著，關於位置推定裝置10推定無線終端的位置之動作，一邊參照第3~9圖，一邊說明。第3圖係顯示位置推定裝置10的動作例之流程圖。

位置推定裝置10，根據第3圖所示的流程圖實行步驟(step)S1~S11的處理，推定與第1圖所示的無線通訊系統的AP通訊之無線終端的位置。第3圖所示的步驟S1~S11中，步驟S1~S4係在無線通訊系統的運用開始前進行的處理，例如，設置各AP建構無線通訊系統之際進行的處理。步驟S5~S11係在開始無線通訊系統的運用後進行的處理。又，步驟S1~S4可以在需要無線終端的位置推定前進行，無線終端的位置推定成為必需之前的話，在開始無線通訊系統的運用後進行也可以。又，位置推定裝置10的衰減特性算出部12實行步驟S1及S2的處理，補正處理部13實行步驟S3及S4的處理，位置算出部14實行步驟S5~S11。步驟S1及S2相當於衰減特性算出步驟，步驟S3及步驟S4相當於補正步驟，步驟S5~S8相當於位置算出步驟。

位置推定裝置10，首先，從AP1~AP5分別收集 AP間的信號接收強度(步驟S1)。具體而言，衰減特性算出部12，分別對AP1~AP5，測量從其他AP傳送的信號接收強度，指示通知測量結果，對此，從AP1~AP5分別通知過來測量結果即AP間的信號接收強度時，保持通知過來的AP間的信號接收強度。在此，所謂AP間的信號接收強度，係各AP中從其他AP接收的信號接收強度。例如，所謂AP1中AP間的信號接收強度，係從AP2~AP5分別傳送的信號的AP1中的接收強度。AP1中的AP間的信號接收強度中，包含從AP2傳送的信號在AP1中的接收強度，從AP3傳送的信號在AP1中的接收強度、從AP4傳送的信號在AP1中的接收強度以及從AP5傳送的信號在AP1中的接收強度。同樣地，AP2中的AP間的信號接收強度中，包含從AP1傳送的信號在AP2中的接收強度，從AP3傳送的信號在AP2中的接收強度、從AP4傳送的信號在AP2中的接收強度以及從AP5傳送的信號在AP2中的接收強度。在此，從APi(i=1~5)傳送的信號在APi(j=1~5,i≠j)中的接收強度假設為Rij(參照第4圖)。又，第4圖係用以說明衰減特性算出部12之動作圖。

更詳細說明步驟S1的處理。例如，衰減特性算出部12，根據第5圖所示的流程圖，首先AP1~5中，任選1個指示接收強度測量用的信號傳送(步驟S21，S22)，其次，對剩下的AP指示接收強度的測量(步驟S23)。根據衰減特性算出部12指示接收強度測量用的信號傳送之AP，傳送接收強度測量用的信號，根據衰減特性算出部12指示接收強度的測量之AP，進行接收強度的測量，傳送測量結果至衰減特性算出部 12。接收強度測量用的信號可以是任何形式。指示接收強度測量用的信號傳送之AP，例如以預先決定的頻率傳送虛擬資料(dummy data)。指示接收強度的測量之AP，進行複數次接收強度的測量，傳送複數的測量結果至衰減特性算出部12也可以。此時，假設APi傳送的信號在APj中的複數的測量結果(接收強度)為Rij(I)(I=1,2,3,...,Lij)。又，指示接收強度的測量之AP，進行複數次接收強度的測量，傳送複數次的傳送結果的平均值至衰減特性算出部12作為測量結果。

衰減特性算出部12，實行步驟S23後，確認測量結果的接收是否結束，即是否從指示接收強度測量之全部AP接收測量結果(步驟S24)，測量結果的接收還沒結束時(步驟S24：No)，繼續確認。衰減特性算出部12，從指示接收強度的測量之全部AP接收測量結果(步驟S24：Yes)時，是否選擇全部的AP，即對全部的AP確認是否指示接收強度測量用的信號傳送(步驟S25)。衰減特性算出部12，對AP指示接收強度測量用的信號傳送時(步驟S25：Yes)，結束處理。另一方面，衰減特性算出部12，當未指示接收強度測量用的信號傳送之AP存在時(步驟S25：No)，未選擇的AP，即在未指示接收強度測量用的信號傳送之AP中，選擇一個(步驟S26)，回到步驟S22繼續處理。

回到第3圖所示的動作說明，衰減特性算出部12，結束步驟S1的處理時，其次，根據從各AP收集的AP間的信號接收強度以及各AP間的距離即與各AP中的其他AP間的距離，算出各AP中的信號接收強度的距離衰減特性(以下，僅稱

作距離衰減特性)(步驟S2)。在此，所謂與各AP中的其他AP的距離，係AP1~5分別與其他AP之間的直線距離，例如，與AP1中的其他AP的距離，包含AP1的設置位置與AP2的設置位置之間的距離、AP1的設置位置與AP3的設置位置之間的距離、AP1的設置位置與AP4的設置位置之間的距離、以及AP1的設置位置與AP5的設置位置之間的距離。假設APi的設置位置為(Xi,Yi,Zi)、APj的設置位置為(Xj,Yj,Zj)時，APi的設置位置與APj的設置位置之距離Dij，成為Dij=((Xi-Xj)²+(Yi-Yj)²+(Zi-Zj)²)^1/2(參照第4圖)。

步驟S2中，衰減特性算出部12，根據各AP中的接收強度Rij及與各AP中的其他AP之間的距離Dij，算出各AP中的距離衰減特性。作為距離衰減特性的算出方法，例如考慮藉由最小化式(1)表示的e(αi)之距離衰減特性αi以最小平方法等求出之算出的方法。

e(αi)=Σ(fi(Ai,αi,Dij)-Rij)²fi(Ai,αi,Dij)=Ai-10αi×log(Dij)…(1)

式(1)中，Σ是j取得的值，即，本實施例中，顯示分別j=1,2,...,5時的(fi(Ai,αi,Dij)-Rij)²的總和。又，fi(Ai,αi,Dij)係APi中的距離衰減特性，αi係APi中的信號接收強度的距離衰減係數。Ai係由傳送電力等決定的係數，根據模擬(simulation)等預先求得。式(1)的e(αi)表示APi中的距離衰減特性與信號接收強度間之差的平方。

圖示距離衰減特性的上述算出方法時，如第6圖。第6圖中，黑圓係根據APi從各其他AP傳送的信號接收強度、及APi測量接收強度的各信號的傳送器的AP與APi的距離特別指定的點。衰減特性算出部12，以上述的算出方法，為了與第6圖所示的黑圓間的距離成為最小，算出實線所示的距離衰減特性。

或者，衰減特性算出部12，如第7圖所示，從假設的距離衰減特性的複數候補中，選擇式(1)所示的e(αi)為最小的距離衰減特性，決定距離衰減特性也可以。距離衰減特性的複數候補，由衰減特性算出部12保持著也可以，由衰減特性保持部15保持著也可以。第7圖所示的範例中，作為距離衰減特性，先準備實線所示的4個候補，衰減特性算出部12，在4個候補中，選擇與黑圓表示的各點的距離為最小之候補作為距離衰減特性。4個候補，分別對應距離衰減係數αi為1.5次方、平方、2.5次方及3次方的狀況。又，距離衰減特性的算出方法不限定於此。

因此，衰減特性算出部12，推定APi中的信號接收強度的距離衰減係數αi，根據此推定的距離衰減係數αi決定信號接收強度的距離衰減特性fi(Ai,αi,d)。又，因為距離衰減係數一般為2~3次方左右，距離衰減係數的推定結果大為脫離此範圍時，判斷為產生推定誤差，廢除推定結果也可以。例如，假設設定範圍的臨界值等等，進行超過臨界值時排除其值等的處理也可以。

步驟S2的處理結束時，其次，位置推定裝置10，實行步驟S3及S4，補正步驟S2算出的各AP中的距離衰減特性。例如，配置無線終端在已知的位置(Xh,Yh,Zh)的狀態下，位置推定裝置10實行後述的步驟S5~S11進行位置推定時，位置的推定結果一定顯示以無線終端的實際位置(Xh,Yh,Zh)為中心的容許誤差範圍內，但根據無線終端的特性，有可能推定結果的誤差變大。因此，位置推定裝置10，實行步驟S3及S4，以步驟S2算出的各AP中的距離衰減特性，考慮無線終端的特性並補正

即，首先，位置推定裝置10的補正處理部13，從AP1~5收集在規定位置中設置的無線終端傳送的信號接收強度(步驟S3)。此步驟S3中，預先決定之對於補正處理部13已知的位置配置無線終端的同時，從此無線終端傳送信號的狀態中，測量AP1~5從無線終端傳送的信號的接收強度。補正處理部13，從AP1~5收集AP1~5中的信號接收強度。例如，AP1~5，直到經過規定的時間為止或是測量值的收集數成為規定值為止，測量位置(Xh,Yh,Zh)的無線終端傳送的信號接收強度。假設APk(k=1,2,...5)中的信號接收強度的收集數為Mk個，APk中的信號接收強度為Rk(m)(m=1,2,...Mk)(參照第8圖)。又，配置無線終端的位置，可以是實測決定的任意位置，也可以在清楚設置位置的AP中的任一AP的正下方等。

補正處理部13，當步驟S3結束時，根據收集的信號接收強度及各AP到無線終端的距離，補正上述步驟S2算出的各AP中的距離衰減特性(步驟S4)。此步驟S4中，補正處理部13，算出各AP中的距離衰減特性的補正量，補正距離衰減特性。具體而言，補正處理部13，當各AP中的距離衰減特性的補正量為h=(h11,h12,h21,h22,...,h51,h52)時，使用無線終端的位置p=(Xh,Yh,Zh)、無線終端與APk(k=1,2,...,5)的距離Dk(p)=((Xh-Xk)²+(Yh-Yk)²+(Zh-Zk)²)^1/2、預先推定的APk中的信號接收強度的距離衰減特性rk=fk(Ak,αk,Dk(p))，以APk觀察的信號接收強度Rk(m)與假設的接收強度的距離衰減特性的差的平方和e(h)根據次式(2)算出，求出最小化此e(h)的補正量h。

e(h)=Σ(fk(hk1×Ak,hk2×αk,Dk(p))-Rk)²…(2)

式(2)中，Σ是k取得的值，即，本實施例中，顯示分別k=1,2,...,5時(fk(hk1×Ak,hk2×αk,Dk(p))-Rk)²的總和。Pk係以APk觀察來自無線終端的信號接收強度Rk(m)的平均值。

又，無線終端一邊變更傳送信號的位置，補正處理部13持續實行複數次步驟S3及S4的處理，複數次算出上述的補正量h，以算出的複數的補正量h的平均值為最終補正量h也可以。假設補正處理部13預先知道無線終端傳送信號的位置。無線特性不同的複數種類的無線終端，例如，存在製造者不同的無線終端，以這些作為無線終端A、B時，補正處理部13使用製造者A的無線終端A，實行步驟S3及S4，求出對應無線終端A的補正量ha=(ha11,ha12,...,ha52)，又，使用製造者B的無線終端B實行步驟S3及S4，求出對應無線終端B的補正量hb=(hb11,hb12,...,hb52)等，可連接至AP的無線終端的每一種類求出補正量也可以。

補正處理部13，當步驟S4的處理結束時，補正後的各AP中的距離數減特性輸出至衰減特性保持部15。衰減特性保持部15，從補正處理部13一接受各AP的距離衰減特性時，就保持此特性。

第8圖係顯示算出各AP中的距離衰減特性的補正量之動作圖。位置推定裝置10的補正處理部13，在上述步驟S3中收集配置於規定位置p的無線終端傳送的信號在各個AP1~5中的信號接收強度R1~R5。位置推定裝置10的補正處理部13，在步驟S4中，根據收集的信號強度R1~R5與各個AP1~5的位置及無線終端位置即各個AP1~5與無線終端的距離D1~D5，算出AP1~5中的距離衰減特性的補正量h=(h11,h12,h21,h22,...,h51,h52)，使用算出的補正量h補正APk(AP1~AP5)中的距離衰減特性rk=fk(Ak,αk,Dk(p))，求出補正後的距離衰減特性rk=fk(hk1×Ak,hk2×αk,Dk(p))。

步驟S4的處理結束後，位置推定裝置10等待無線終端連接至AP1~5中的任一，檢出連接時，實行步驟S5~S11，推定無線終端的位置。連接的檢出，例如位置推定裝置10對AP1~5詢問是否連接無線終端也可以，AP1~5在無線終端連接時，通知位置推定裝置10也可以。又，位置推定裝置10，檢出AP1~5連接無線終端時，不是一定進行位置的推定，作為推定位置的對象預先決定的無線終端連接至AP時，進行位置的推定也可以。此時，例如，位置推定裝置10，檢出簽約某特定的伺服器之無線終端的連接時，進行位置的推定。推定無線終端的位置之處理以位置算出部14進行。

位置推定裝置10的位置算出部14，當推定位置的對象無線終端連接至AP時，從各AP收集此無線終端傳送的信號接收強度(步驟S5)，具體而言，位置算出部14，對AP1~5指示無線終端傳送的信號接收強度的測量及測量結果的通知，從AP1~5收集信號接收強度的測量結果。位置算出部14，直到信號接收強度的收集數在規定值以上，重複進行步驟S5。即，位置算出部14，確認信號接收強度的收集數是否在規定值以上(步驟S6)，未達規定值時(步驟S6：No)，回到步驟S5。位置算出部14，在信號接收強度的收集數在規定值以上時(步驟S6：Yes)，前進至步驟S7。

又，在此，直到信號接收強度的收集數在規定值以上為止，重複進行步驟S5，但位置算出部14，檢出推定位置的對象無線終端連接至AP後到經過規定時間為止，重複步驟S5也可以。以下的說明中，假設位置算出部14從AP1~5收集的信號接收強度的數量為Mk個(k=1,2,...,5)，並假設從無線終端傳送的信號在APk中的信號接收強度為Rk(m)(m=1,2,3,...,Mk)。

位置算出部14，從AP1~5收集的信號接收強度的數量在規定值以上時(步驟S6：Yes)，算出收集的信號接收強度Rk(m)以及衰減特性保持部15內保持之APk的距離衰減特性即APk中的距離衰減特性的差的平方和(步驟S7)。又，存在無線特性不同的複數種類的無線終端，上述的步驟S3及S4中補正處理部13對每一無線終端的種類求出距離衰減特性的補正值，補正每一AP的距離衰減特性時，即，作為每一AP 的距離衰減特性，求出每一無線終端的種類之複數的距離衰減特性，這由衰減特性保持部15保持時，位置算出部14，使用對應推定位置的對象無線終端的種類之距離衰減特性，實行步驟S7。此時，例如，位置算出部14，在上述步驟S5中，對AP1~5指示從無線終端傳送的信號接收強度的測量及測量結果、以及無線終端的資訊通知。所謂無線終端的資訊，係顯示無線終端的種類之資訊、無線終端的ID等。指示無線終端的ID的通知時，位置算出部14，保持著ID與無線終端的種類對應表(table)，從AP1~5通知無線終端的ID時，藉由比較保持通知的ID之對應表，掌握推定位置的無線終端的種類。ID與無線終端的種類對應表不是由位置算出部14保持著，而以衰減特性保持部15等保持也可以。

其次，位置算出部14，使用非線形最小平方法，算出步驟7中算出的平方和為最小之無線終端的位置(步驟S8)。

詳細說明這些在步驟S7及S8的處理。在此，如第9圖所示，假設無線終端的位置p=(x,y,z)、無線終端與APk(k=1,2,...,5)之間的距離為Dk(p)=((x-Xk)²+(y-Yk)²+(z-Zk)²)^1/2，APk中的距離衰減特性為rk=fhk(Ahk,αhk,Dk(p))、Ahk=hk1×Ak、αhk=hk2×αk。

位置算出部14，在步驟S7中，根據次式(3)算出從無線終端傳送的信號在APk中的接收強度之APk收集的信號接收強度Rk(m)與APk中的距離衰減特性的差的平方和e(p)。

e(p)=Σ(fhk(Ahk,αhk,Dk(p))-Rk)²…(3)

式(3)中，Σ是k取得的值。即，本實施例中，顯示分別k=1,2,...,5時的(fhk(Ahk,αhk,Dk(p))-Rk)²的總和。Rk係以APk觀察之來自無線終端的信號接收強度Rk(m)的平均值。又，位置算出部14，在本實施例中使用Rk即信號接收強度Rk(m)的平均值，但使用平均化前的接收強度Rk(m)計算式(3)的e(p)也可以。

位置算出部14，在步驟S8中，最小化上述步驟S7中算出的e(p)之無線終端的位置p=(x,y,z)以非線形最小平方法算出。假設p=(x,y,z)=(p1,p2,p3)時，位置算出部14，例如，假設無線終端的位置p的初期為p₀，根據次式(4)算出位置p的修正量δp_n-1(n=1,2,3,...)，重複執行p_n=p_n-1+λδp_n-1的計算，求出無線終端的推定位置p_n即p₁、p₂、p₃...。位置算出部14，在判定p_n收斂為某值的時間點結束重複處理，在結束重複處理時間點的推定位置p_n看作最佳解答。即，以重複處理結束時間點的推定位置p_n為無線終端的位置。位置算出部14，例如，p_n與p_n-1的距離變成規定值Th以下時，具體而言，p_n-1=(x_n-1,y_n-1,z_n-1)、p_n=(x_n,y_n,z_n)時，(x_n-x_n-1)²+(y_n-y_n-1)²+(z_n-z_n-1)²≦Th時，結束重複處理。Th，例如，為根據系統要求的推定精度決定的某了值，假設為5m、10m等。又，Th的值不限定於此。

式(4)中，A為距陣，b為向量<vector>。aki是矩陣A的各因數，bk是向量b的各因數。又，λ是縮小因子(0<λ≦1)，矩陣右側的t指轉置矩陣，1是單位矩陣，γ是加上矩陣A^tA的對角項的係數。

又，初期值p₀=(x₀,y₀,z₀)的值，例如，設定無線終端傳送的信號在各AP中的信號接收強度中得到最大值之AP的位置。

位置算出部14藉由實行步驟S5~S8可以得到無線終端位置的推定結果，但位置算出部14實行步驟S9~S11也可以。又，步驟S9~S11在位置算出部14推定無線終端位置之後，雖非必要的處理，但藉由實行這些處理，可以使推定精度更提高。

位置算出部14，在步驟S9算出無線終端的位置時，其次，根據無線終端的推定位置算出無線終端的移動速度(步驟S9)。位置算出部14，在步驟S9中，例如，根據某測量時刻t1中的無線終端的推定位置p_t1與其次的測量時刻t2中的無線終端的推定位置p_t2，依次式(5)算出無線終端的移動速度v。又，推定位置p_t2是最新的推定位置，即以步驟S8算出的推定位置。

v=| p_t2-p_t1 |/(t2-t1)…(5)

其次，位置算出部14，確認無線終端的移動速度V是否在臨界值以上(步驟S10)。臨界值為根據推定位置的對象無線終端之假設的移動速度所決定的值。例如，推定位置的對象無線終端由步行者攜帶時，以一般的步行速度為例，係以2倍值為臨界值。位置算出部14，當無線終端的移動速度比臨界值大時(步驟S10：Yes)，判斷為由於某些特殊主因推定位置的誤差變大，推定位置的可靠性低，廢除步驟S8中算出的無線終端的推定位置之推定結果(步驟S11)。位置算出部14，之後，回到步驟S5，重複步驟S5~S11的處理。位置算出部14，當無線終端的移動速度未達臨界值時(步驟S10：No)，回到步驟S5，重複步驟S5~S11的處理。

如上述，本實施例的位置推定裝置，根據構成無線通訊系統的各AP從其他AP接收的信號接收強度及各AP的位置，算出各AP中的信號接收強度的距離衰減特性，又，根據從預先決定無線終端的位置傳送的信號在各AP中的接收強度，補正算出的距離衰減特性並保持著。又，位置推定裝置，根據推定位置的對象無線終端傳送的信號在各AP中的信號接收強度、以及保持著的每一AP的距離衰減特性，推定無線終端的位置。又，根據無線終端的推定位置算出無線終端的移動速度，根據移動速度判別推定結果是否可靠性高，廢除有關可靠性低的推定結果。藉此，得到以下的效果。

根據本實施例的位置推定裝置，首先，因為根據各AP間的距離與複數的信號接收強度推定信號接收強度的距離衰減特性，可以提高距離衰減特性的推定精度。又，因為在每一AP推定各AP中的信號接收強度的距離衰減特性，系統內的每一區域(area)即使電波傳輸環境不同時，也可以防止無線終端的位置推定精度下降。即，位置推定精度提高。

又，對無線終端的每一種類算出複數的距離衰減特性並保持著，使用根據推定位置的無線終端的種類的距離衰減特性，成為進行位置推定的構成，藉此在複數的終端的無線特性存在時可以降低位置推定的誤差主因，可以提高位置的推定精度。

又，推定無線終端的位置，使根據無線終端的特性補正的每一AP的距離衰減特性顯示的信號接收強度與實測的3點以上的信號接收強度之間的差的平方和成為最小時，有效利用收集的複數的信號接收強度，降低信號接收強度的測量誤差的影響，推定無線終端的位置成為可能。

又，藉由根據無線終端的推定位置算出移動速度，並根據移度速度的妥當性判斷推定位置的可靠度，即，可靠性低的推定位置時，因為推定位置作為無效廢除，由於突發的無線環境的變化等的特殊主因產生的位置推定誤差時，將此排除，可以防止推定誤差變大。

又，分割無線終端的位置推定次序為在系統建構時與系統運用時，進行無線終端的位置推定之系統運用時，因為使用系統建構時求得並保持著的距離衰減特性進行無線終端的位置推定，相較於專利文件1中記載之距離衰減特性與終端的位置推定交互重複進行的方式，可以降低用以位置推定的運算量。

又，因為只使用各AP接收之來自無線終端的信號接收強度、既設AP的位置、AP間的距離實現位置推定精度的提高，無線終端中不必具有特別的功能而可能對既存的無線終端適用，導入系統變得容易。

根據本實施例的位置推定裝置10，例如，可以以第10圖所示的硬體實現。

第10圖係顯示實現位置推定裝置10的硬體構成之一範例圖。位置推定裝置10，例如，以第10圖所示的處理器(processor)101、記憶體(memory)102及輸出入界面(interface)103實現。處理器101係CPU(也稱作中央處理單元(Central Processing Unit)、中央處理裝置、處理裝置、運算裝置、微處理器(microprocessor)、微電腦(microcomputer)、處理器或DSP(數位信號處理器)、系統LSI(大型積體電路)等。記憶體102，係RAM(隨機存取記憶體)、ROM(唯讀記憶體)、快閃記憶體(flash memory)、EPROM(可拭除可編程唯讀記憶體)、EEPROM(電氣EPROM)等的非揮發性或揮發性的半導體記憶體、磁碟(disk)、軟碟(flexible disk)、光碟、壓縮光盤(compact disk)、微型碟片(mini disk)或DVD(數位多功能光碟)等。

位置推定裝置10的控制部11，即衰減特性算出部12、補正處理部13及位置算出部14，由收納在處理器101及記憶體102內的程式(program)實現。具體而言，藉由從記憶體102讀出實行用以作為控制部11動作之程式，實現處理器101。衰減特性保持部15由記憶體102實現。

輸出入界面103，使用於位置推定裝置10與AP 通訊之際。又，第10圖的構成係假設位置推定裝置10與AP經由有線通訊線路通訊的情況。位置推定裝置10與AP經由無線通訊線路通訊的情況下，第10圖的輸出入界面103置換為無線通訊裝置。

又，位置推定裝置10的控制部11以專用的硬體之處理電路實現也可以，控制部11的一部分以專用的硬體實現，剩下的以軟體、韌體(firmware)、或軟體與韌體的組合實現也可以。以專用的硬體實現控制部11時，專用的硬體之處理電路，例如單一電路、複合電路、程式化的處理器、並聯程式化的處理器、ASIC(特殊應用積體電路)、FPGA(現場可編程閘陣列)，或組合這些之物是適用的。

以上實施例所示的構成，係顯示本發明的內容的一範例，也可能組合其他眾所周知的技術，也可能在不脫離發明的內容主旨的範圍內省略、變更構成的一部分。