無線測位装置及び座標構成方法
【課題】基地局自身が、一点測位技術を用いて、他の基地局との相対的な位置を測定し（相対座標を得る）、この測定結果を統合して絶対座標に変換することにより、複数の基地局の位置関係を表す統一座標系を自動的に構築できる無線測位装置及び座標構成方法提供する。
【解決手段】本発明の無線測位装置は、複数の基地局を含み、前記複数の基地局のうち第１の基地局が送信する基準信号が、第２の基地局に含まれる前記基準信号再送信部により受信され、かつ再送信され、前記再送信された基準信号は前記第１の基地局に含まれる前記受信部で受信され、受信された基準信号に基づいて、前記第１の基地局に含まれる前記測位処理部は前記第２の基地局までの位置を測定する。そして、前記複数の基地局を相互に接続する伝送路と、前記伝送路により前記複数の基地局の各々と接続された統合処理部とをさらに備えてもいてもよい。
【解決手段】本発明の無線測位装置は、複数の基地局を含み、前記複数の基地局のうち第１の基地局が送信する基準信号が、第２の基地局に含まれる前記基準信号再送信部により受信され、かつ再送信され、前記再送信された基準信号は前記第１の基地局に含まれる前記受信部で受信され、受信された基準信号に基づいて、前記第１の基地局に含まれる前記測位処理部は前記第２の基地局までの位置を測定する。そして、前記複数の基地局を相互に接続する伝送路と、前記伝送路により前記複数の基地局の各々と接続された統合処理部とをさらに備えてもいてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線測位装置及び座標構成方法に関し、特にウルトラワイドバンド（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）無線を利用して、無線端末の位置を測定する無線測位装置及び座標構成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された無線測位装置は、３個または４個の無線基地局を用いて端末局で受信される信号の到来時間差を利用して、無線端末の位置を検出する。
【０００３】
図２６は、特許文献１に記載された無線端末の位置検出を行うための測位システム全体図である。図２６に示すように、測位システム１８０１は、複数の無線基地局１８１１、１８１２、１８１３と、計算サーバ１８１４から構成されている。各無線基地局１８１１、１８１２、１８１３と計算サーバ１８１４とは、有線ネットワーク１８１５を介して互いに接続されている。測位システム１８０１は、無線端末１８１０の位置座標を計測するために、無線端末１８１０と各無線基地局の間で送受信される測定用信号１８１６、１８１７、１８１８の伝搬時間差を用いる。測定用信号１８１６、１８１７、１８１８の信号伝搬の絶対的な時間を求めるためには、無線端末１８１０のクロックと無線基地局のクロックが同期している必要がある。
【０００４】
しかし、一般的な無線通信を利用した測位システムでは、無線端末と無線基地局間は非同期である。このため、一般的な無線通信を利用した測位システム絶対的な伝搬時間を利用した測位（ＴＯＡ：Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）を行うことはできない。しかし、複数の無線基地局のクロックを同期させた場合、無線端末から各無線基地局への測定用信号が到達に要した時間の差を求めることができる。そのため、相対的な伝搬時間（伝搬時間差）を利用した測位（ＴＤＯＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）を行うことができる。図２６に示す測位システム１８０１では、後者の方法で伝搬時間差を求めて、無線端末１８１０の位置座標を計測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４２１２２号公報（第６頁、第１２頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した特許文献１に開示されている無線測位装置は、複数の基地局１８１１、１８１２、１８１３への伝搬時間差を用いて無線端末の位置測定を行うので、複数の基地局１８１１、１８１２、１８１３のクロックを同期させる必要がある。そのため、複数の基地局間をケーブルで接続するか、又は無線端末１８１０の位置座標を計測するための基地局１８１１、１８１２、１８１３とは別に、複数の基地局間のクロックを同期させるための基準局を設置する必要がある。
また、複数の基地局１８１１、１８１２、１８１３への伝搬時間差から、無線端末１８１０の位置を測定するためには、基地局間の相対的な位置関係を、データとしてあらかじめ保持する必要がある。そのため、各基地局の位置（統一座標）をあらかじめ測定し、各基地局へ、その位置情報を入力しなければならない
【０００７】
本発明の目的は、一つの基地局で受信した信号のみから無線端末等の位置を特定することができる一点測位技術を用いて、基地局自身が、他の基地局との相対的な位置を測定し（相対座標を得る）、この測定結果を統合して絶対座標に変換することにより、複数の基地局の位置関係を表す統一座標系を自動的に構築できる無線測位装置及び座標構成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の基地局と、無線端末とから構成される無線測位装置であって、前記複数の基地局の各々は、測位のための基準信号を生成する基準信号生成部と、前記基準信号を送信する送信部と、外部からの信号を受信する受信部と、前記受信された信号に基づいて、前記信号の送信元である無線端末または基地局までの位置を算出する測位処理部と、他の基地局から送信された基準信号を受信し、再送信する基準信号再送信部とを有し、前記無線端末は、前記基準信号を受信する端末受信部と、受信した基準信号を再送信する端末送信部とを有し、前記複数の基地局のうち第１の基地局が送信する基準信号が、第２の基地局に含まれる前記基準信号再送信部により受信され、かつ再送信され、前記再送信された基準信号は前記第１の基地局に含まれる前記受信部で受信され、受信された基準信号に基づいて、前記第１の基地局に含まれる前記測位処理部は前記第２の基地局までの位置を測定する無線測位装置を提供する。そのため、各基地局は、基準信号を用いて他の基地局または無線端末との相対位置を測定することができる。
【０００９】
上記無線測位装置において、前記複数の基地局を相互に接続する伝送路と、前記伝送路により前記複数の基地局の各々と接続された統合処理部とをさらに備えてもよく、前記統合処理部は、前記伝送路から情報を受信する通信部と、前記複数の基地局の各々で測定された測位結果から、前記複数の基地局の各々の位置関係を表す統一座標を作成し、前記複数の基地局の少なくともいずれかで測定された前記無線端末に関する測位結果から、前記無線端末の位置を統一座標に変換する統一座標変換部とを有する構成としてもよい。
そのため、複数の基地局間で測定した測位結果に基づき、複数の基地局の位置関係を表す統一座標を自動的に構成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る無線測位装置及び座標構成方法によれば、一つの基地局で受信した信号のみから無線端末等の位置を特定することができる一点測位技術を用いて、基地局自身が、他の基地局との相対的な位置を測定し（相対座標を得る）、この測定結果を統合して絶対座標に変換することにより、複数の基地局の位置関係を表す統一座標系を自動的に構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における無線測位装置の全体構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における測位の手順を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における基地局の構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における統合処理部の構成を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における基地局の構成を示す図
【図６】本発明の実施の形態２における基地局リストの構成を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における無線測位装置の全体構成の複数の基地局の配置例を示す図
【図８】図７の基地局が有する基地局リストの一例を示す図
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、基地局の環境に変化が生じた場合の、制御プロセッサにおける処理手順を示したフロー図
【図１０】基地局が追加された場合の、本発明の実施の形態２における無線測位装置を示す図
【図１１】図１１（ａ）は基地局リスト（基地局の追加前）を示す図、図１１（ｂ）は基地局リスト（基地局の追加後）を示す図
【図１２】２つの無線測位装置を結合して形成された本発明の実施の形態２における無線測位装置を示す図
【図１３】本発明の実施の形態２における無線測位装置の基地局リストであって、図１３（ａ）は、２つの無線測位装置のうち、一方の無線測位装置の基地局リストを示す図、図１３（ｂ）は、他方の無線測位装置の基地局リストを示す図、図１３（ｃ）は、２つの無線測位装置を結合して形成された新たな無線測位装置の基地局リストを示す図
【図１４】基地局が相対局を変更した場合の、実施の形態２における無線測位装置を示す図
【図１５】図１５（ａ）は相対局の変更前の基地局リストの一例を示す図、図１５（ｂ）は相対局変更後の基地局リストの一例を示す図
【図１６】基地局リストを分割した場合の、実施の形態２における無線測位装置を示す図
【図１７】図１７（ａ）は実施の形態２における無線測位装置の基地局リスト（分割前）を示す図、図１７（ｂ）（ｃ）は実施の形態２における無線測位装置の基地局リスト（分割後）を示す図
【図１８】本発明の実施の形態３の無線測位装置の全体構成図
【図１９】本発明の実施の形態４の無線測位装置が設置される環境を示した図
【図２０】本発明の実施の形態４のリーダ２００１の構成を示すブロック図
【図２１】測位処理部２２００の内部構成を示すブロック図
【図２２】（ａ）符号化列Ｍの機能を表す図、（ｂ）符号化列Ｎの機能を表す図
【図２３】無線端末タグ２００５の構成を示すブロック図
【図２４】変調部２３０１で変調した変調波を説明するための図
【図２５】リーダ２００２から送信される信号を示した図
【図２６】従来の無線測位装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の無線測位装置を示した図である。図１において、無線測位装置は、一点測位が可能な第１の基地局１００、第２の基地局１０１、第３の基地局１０２、第４の基地局１０３と、位置を測定される無線端末１０４と、通信を行うための有線ネットワーク１０５と、複数の基地局で測定した無線端末の位置情報を用いて無線端末の位置の精度を向上するための計算を行う統合処理部１０６で構成される。
【００１４】
ここで、一点測位とは、従来例に示される装置のように、複数の基地局で受信した信号を利用して端末の位置を特定するのではなく、一つの基地局で受信した信号のみから無線端末の位置を特定する方法である。一点測位は、例えば基地局と無線端末の距離と、基地局に対する無線端末の方向を測定することにより無線端末の位置を特定する。
【００１５】
第１の基地局１００は、無線信号を用いて無線端末の位置を測定する機能を備える。第２の基地局〜第４の基地局１０１、１０２、１０３も第１の基地局１００と同様に、無線端末の位置を測定する機能を備える。第１〜第４の基地局１００、１０１、１０２、１０３は、それぞれ、設定された通信距離に対応する一定の範囲内に存在する無線端末の位置を測定する。設定された通信距離は、信号電力が減衰、壁、パーティションなどによる遮蔽、曲がった廊下など、無線端末が存在するエリアの伝搬環境条件により、ある範囲内に限定される。ここで、基地局、無線端末がＵＷＢ無線信号を使用するとすれば、送信電力の制約からその位置測定範囲は基地局を中心とする半径１０〜３０ｍと考えられる。
【００１６】
そこで、移動無線端末の位置をより広い範囲で測定するために、図１のように複数の基地局を設置する。この時、隣接する基地局間の距離は、隣接する基地局が送信する信号を受信することができる間隔とする。例えば、基地局の位置測定可能エリアが基地局を中心として１０ｍ〜３０ｍ離れた範囲で有るとすると、基地局の位置測定可能エリアがお互いに接する範囲に置かれる場合が、距離について最悪条件となる。その場合、基地局は、自局を中心として２０ｍ〜６０ｍ離れた範囲で測位が可能である必要がある。一例として、複数の基地局は、一例として天井に離散的に配置され、お互いに伝搬直線距離が短く、見通し可能な伝搬である様な環境では、上述のように、距離についても最悪条件より緩和され、損失においてもリンクバジェットで考慮すべきマージンより少なくなる。しかしながら、基地局の配置は、必ずしも見通し可能な環境（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｔｅ）に限定はされない。特に、基地局は一度設置された場合には、お互いに固定されているため、相対位置変化しない。このため、通信時間に比較して長時間の信号積分を用いることにより、信号感度を改善することができる。このため、例えば基地局が地上４ｍの高さに、互いに２０ｍ程度離れて設置される、すなわちそれぞれの測位エリアが半径１０ｍでオーバーラップするような配置において、基地局を配置できる例が典型的な配置と考えられる。
【００１７】
図２を用いて、無線端末１０４の位置を測定する方法について説明する。図２は、無線端末１０４の位置を測定するために、第１の基地局１００と無線端末１０４との間で行われるやり取りを示したフロー図である。無線端末の位置を測定するために、第１の基地局１００と無線端末１０４とで無線信号をやり取りする。無線信号を用いた位置測定方法はいくつか存在するが、一点測位を行う一例として、基地局が無線端末から受信する信号の距離と角度を求める方法で行う。
【００１８】
図２の手順２００において、第１の基地局１００は、無線端末１０４へ基準信号を送信する。基準信号は、例えば、送信される時間の短いＵＷＢパルス信号や、Ｍ系列のような自己相関特性の高い信号などを用いることができる。ここでは例としてＵＷＢパルス信号を用いたパッシブ方式またはセミパッシブ方式であることを前提として説明する。
【００１９】
手順２０１において、無線端末１０４は、第１の無線基地局１００から送信された基準信号を受信する。無線端末１０４は、基地局からの受信信号を増幅する。
【００２０】
次に、手順２０２において、増幅した第１の基地局１００から受信した基準信号を再び第１の基地局へ送信する。
【００２１】
次に、手順２０３において、無線端末１０４からの返信を第１の基地局１００で受信する。このように、第１の基地局１００から送信された基準信号は、無線端末１０４で増幅され後に反射され、再び第１の基地局１００で受信される。
【００２２】
次に、手順２０４において、第１の基地局１００は、基準信号が第１の基地局１００から送信されてから、無線端末１０４で反射され、再び第１の基地局１００で受信されるまでに要した到来時間を測定する。
【００２３】
次に、手順２０５において、測定した到来時間から、第１の基地局１００と無線端末１０４との距離を算出する。以上の手順で、基地局から無線端末までの距離を求めることができる。
【００２４】
手順２０６において、第１の基地局１００で受信される無線端末１０４からの到来波の到来方向を求める。到来方向の算出には、複数の受信アンテナを用いて、それぞれの受信アンテナで受信される信号の位相差から到来方向推定アルゴリズムを用いて求める方法を用いる。各アンテナで受信された到来波の位相から到来方向を推定する方法としては、例えば、ＭＵＳＩＣ（Ｕｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｆｉｃａｔｉｏｎ）法やＥＳＰＲＩＴ（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｖｉａ Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）法が挙げられる。単純に複数受信信号を合成してビームスイープして最大受信方向を求める方法も一般的である。以上の手順で第１の基地局１００から無線端末１０４までの距離と、無線端末１０４から送信される信号を第１の基地局１００で受信した時の到来方向を求めることによって、無線端末１０４の位置を測定することができる。
【００２５】
次に、図１を用いて、無線測位装置における複数の基地局の位置検出について説明する。図１において、第１〜第４の基地局１００、１０１、１０２、１０３は、それぞれ有線ネットワーク１０５、例えばイーサネット（登録商標）ケーブルで相互に接続され、さらに統合処理部１０６と接続されている。第１の基地局１００で測定された無線端末１０４の位置情報は、有線ネットワーク１０５を介して、統合処理部１０６へ送信される。統合処理部１０６は、複数の基地局で測定された無線端末の位置情報を集め、一つの統一座標にまとめる処理を行う。この統一座標を絶対座標とする
【００２６】
ここで、統合処理部１０６が統一座標にまとめる処理を行うためには、設置された複数の基地局の位置が検出されていることが必要である。以下に、基地局の座標を得て統一座標を作成する方法を説明する。複数の基地局が存在する場合、まず、座標軸（原点）を決定する必要がある。図１に示す例においては、第１の基地局１００の位置を原点とした座標を作成する。１つの基地局を基準点に設定することにより、複数の基地局の絶対座標をあらかじめ求めておく必要のある従来の技術と比較して、容易に、基地局の位置関係を表す座標系を定めることができる。
【００２７】
なお、原点の決定は、第１の基地局１００に限られるものではなく、他の基地局が原点になっても良い。これにより基地局を構成する場合に、どれか一つの基地局を原点とすればいいので、基地局自体の機器を変更することなく測位範囲の変更が容易に行える。
【００２８】
第１の基地局１００の位置に原点を決めると、第２の基地局１０１において測定されるデータは、第１の基地局１００を原点とする座標に対して第２の基地局１０１の位置座標をオフセットすることにより測定されることになる。そこで、第２の基地局１０１の原点からの座標を求め、この第２の基地局１０１の座標を用いて、第２の基地局１０１で測定された結果を補正することで、第２の基地局１０１で測定された端末１０４の位置を第１の基地局１００の位置を基準とする統一座標に変換することができる。
【００２９】
第２の基地局１０１は、原点との相対座標を得るために、第１の基地局１００の位置を測位する。測位の方法は図２で説明したフロー図と同様である。基地局は、隣接する基地局の測位を可能とするために、第１乃至第４の無線基地局１００、１０１、１０２、１０３は、それぞれ、無線端末１０４と同様の構成を備える。または、無線端末１０４と同様の構成の端末を第１乃至第４の基地局の内部に有しても良い。
【００３０】
次に、測位の手順を説明する。第２の基地局１０１は、測位のための基準信号を送信する。第１の基地局１００は、第２の基地局１０１から送信された基準信号を受信し、受信した信号を増幅した後に反射信号として送信する。第２の基地局１０１は、第１の基地局１００において増幅され反射された基準信号を受信し、受信した信号から到来波の距離と到来角度を求めることで、第１の基地局１００の位置を特定する。
【００３１】
以下同様に、第３の基地局１０２は、隣接する第２の基地局１０１の位置を測定するために基準信号を送信する。第３の基地局１０２から送信された基準信号は、第２の基地局１０１で受信され増幅された後に、反射信号として送信される。第３の基地局１０２は、第２の基地局１０１において増幅され反射された基準信号を受信し、受信した信号から到来波の距離と到来角度を求めることで第２の基地局１０１の位置を特定する。
【００３２】
この時、第３の基地局１０２は、隣接基地局として第１の基地局１００と第２の基地局１０１が測位のために送信する基準信号が到達することができる範囲に存在するものとする。このため、相対座標を得るための基地局が二つ存在するが、どちらの基地局から相対座標を得てもかまわない。例えば第１の基地局１００の位置を測位し第１の基地局１００から相対座標を得ることで原点と補正を行うことも可能であるし、第２の基地局１０１の位置を測位し第２の基地局１０１からの相対座標を得た場合でも、第２の基地局１０１は、第１の基地局１００を測位し基地局１００との相対座標を得ているので、第３の基地局１０２は、間接的に第２基地局１０１を経由し、原点と補正を行うことができる。
【００３３】
なお、第３の基地局１０２は、基準信号が到達することができる範囲内に存在する二つの隣接基地局の一方を選択し相対座標を求めたが、これに限らず、両方の基地局を測位し両方の基地局との相対座標を求めても良い。この場合、二つの相対座標を用いて合成することにより測定精度を高めることができる。二つのデータを合成する方法には、測定結果の平均を算出する方法や、到来波の受信電力を用いて重み付け合成する方法を用いる。
【００３４】
次に、第４の基地局１０３は、隣接する第２の基地局１０１の位置を測定するために基準信号を送信する。第４の基地局１０３から送信された基準信号は、第２の基地局１０１で受信され増幅された後に、反射信号として送信される。第４の基地局１０３は、第２の基地局１０１において増幅され反射された基準信号を受信し、受信信号から到来波の距離と到来角度を求めることで第２の基地局１０１の位置を特定する。このようにそれぞれの基地局が隣接する基地局を測位することで得た相対座標のデータは、有線ネットワーク１０５を介して統合処理部１０６へ送信される。統合処理部１０６は、それぞれの基地局で測定された隣接基地局の相対座標を用いて、一つの基地局の位置を原点とした統一座標を作成する。図１の場合、例として第１の基地局１００を原点としている。この方法により、それぞれの基地局は、隣接基地局の位置を測位することで、複数の基地局を一つの座標系上にマッピングすることができるので、一つの基地局の測位できる範囲に限りがある場合でも、大きな範囲を持った座標系を作成することができる。
【００３５】
統合処理部１０６は、各基地局で測定された無線端末の位置を、上記に説明した統一座標上の座標へ変換する処理を行う。つまり、それぞれの基地局においては、自基地局の範囲内に存在する無線端末の位置に関して自基地局を原点とした座標で測定し、測定した座標のデータを統合処理部へ送信すればよく、それぞれの基地局で統一座標を保持する必要は無い。よって、各基地局の構成や位置が変更された場合でも、統一座標を容易に再構築することが可能である。
【００３６】
図３は、第１の基地局１００の内部構成を示したブロック図である。第１の基地局１００は、測位のための基準信号を生成する基準信号生成部３００と、基準信号を無線信号に変換する送信部３０１と、送信アンテナ３０２と、外部からの信号を受信するためのアレーアンテナ３０３と、無線端末からの反射信号を受信する受信部３０４と、受信部３０４で受信した信号から、その信号の送信元である無線端末または基地局までの距離と到来方向を算出する測位処理部３０５と、基地局及び無線端末からの反射信号の確からしさを算出する尤度算出部３０６と、他の基地局及び統合処理部とデータ通信を行う通信部３０７と、他の基地局から送信された基準信号を反射し送信するセミパッシブタグ３０８とで構成される。
【００３７】
図３を用いて基地局の動作を説明する。基準信号生成部３００は、測位に使用する基準信号を生成する。ここでは例としてＵＷＢパルス信号を用いる。
【００３８】
送信部３０１は、基準信号生成部で生成した基準信号のベースバンド信号を無線周波数の信号に変換する。この時、増幅、帯域制限等の処理を送信部３０１で行う。送信アンテナ３０２は、送信部３０１で無線周波数に変換された基準信号を空間に送信する。アレーアンテナ３０３は、無線端末及び基地局からの反射信号を受信する。
【００３９】
受信部３０４は、アレーアンテナ３０３で受信された無線信号をベースバンド信号に変換する。この時、増幅、帯域制限等の処理を受信信号に対して施す。
【００４０】
測位処理部３０５は、受信部でベースバンド信号に変換された基準信号を入力とする。測位処理部３０５は、反射信号の送信元である無線端末又は基地局までの距離を、別途生成される制御信号の入力に応じて基準信号を用いて求める処理と、アレーアンテナに含まれる、異なるアンテナ素子で受信された基準信号から、基準信号の到来方向を算出し、通信部３０７へ入力する。距離を求める方法は、前述したように基準信号を送信してから無線端末及び基地局で反射し、反射信号が受信されるまでの時間を測定する。到来方向の測定方法は、前述したように、複数のアンテナで反射信号を受信した信号を用いて到来方向推定アルゴリズムにより算出する。
【００４１】
尤度算出部３０６は、受信部３０４から出力されるベースバンド信号に変換された基準信号を入力とする。尤度算出部３０６は、到来波から求めた測位結果の確からしさを表す尤度を算出する。尤度としては、受信電力を基準に算出する方法が考えられる。
【００４２】
ここで、尤度とは、求めた測位結果の確からしさを表す値である。到来波の受信電力に注目すると、受信電力の高い到来波は、雑音の影響を受けにくいため、この到来波を用いて求めた測位結果は正確な値が得られる可能性が高い。しかし、受信電力の低くなればなるほど雑音の影響が大きく受けるため、測位結果の信頼性が低くなる。この特性を利用し、尤度算出部３０６は、到来波の受信電力を求めた測位結果の尤度として出力する。なお、尤度の例として受信電力を用いる場合を示したが、これに限るものではなく、到来波の特性を現したものであればよい。
【００４３】
通信部３０７は、測位処理部３０５から出力される測位結果と尤度算出部３０６から出力される尤度を有線ネットワーク１０５に送信する。なお例として、通信部３０７は、有線ネットワークを対象としたが、これに限るものではなく、無線ＬＡＮのような無線ネットワークを用いてもよい。この場合、基地局の設置容易性が向上する。基地局を追加或いは削除する場合において、ネットワークを設置或いは撤去する必要が無い。基地局の位置を変更する場合においても、ネットワークの変更の手間を省くことができる。
【００４４】
セミパッシブタグ３０８は、無線端末１０４と同様の構成である。なお、このセミパッシブタグは、基準信号再送信部と称してもよい。セミパッシブタグ３０８は、基地局から送信される測位のための基準信号を受信し増幅処理を行った後に、再び基地局へ送信する。セミパッシブタグ３０８は、隣接基地局から測位する場合に用いる。隣接基地局は、測位する対象の基地局のセミパッシブタグに対して測位基準信号を送信し、送信した信号がセミパッシブタグにより反射して自基地局へ返ってくる信号を受信する。この信号の距離と到来方向を測定することで、隣接基地局の位置を測定できる。すなわち、無線端末１０４と同様の構成を基地局に備えることにより、他の基地局から、該基地局の位置を測定できる構成である。
【００４５】
次に、図１の統合処理部１０６について、図４を用いて説明する。統合処理部１０６は、複数の基地局において測定されたデータを、統一座標にまとめる処理を行う。図４は、統合処理部１０６の構成を示したブロック図である。統合処理部１０６は、通信部４００と、基地局座標生成部４０１と、統一座標変換部４０２と、合成部４０３で構成される。
【００４６】
通信部４００は、有線ネットワーク１０５と接続され、基地局とのデータのやり取りを行う。通信の方式としては例えばイーサネット（登録商標）やワイヤレスＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）などがある。通信部４００は、複数の基地局の各々から測位結果のデータを受信したり、統一座標に変換されたデータを各基地局へ送信したりする。なお、各基地局で得られた測位結果は、それを測定した基地局に固有の識別ＩＤが付加されて、送信される。なお、無線端末１０４も、受信した信号を増幅して、反射信号として送信する際に、自端末に固有の識別ＩＤを付加して送信する。
【００４７】
基地局座標作成部４０１は、通信部４００で受信した測位結果の中から、識別ＩＤが「基地局」を表す測位結果を抽出する。抽出した測位結果から、ある基地局を原点として、それ以外の基地局の位置を表す統一座標を作成する。このとき、一つの識別ＩＤについて、複数の測位結果が存在する場合がある。ここで、例えば基地局の送出信号をスペクトル拡散することにより、各基地局が符号分割多重をしている場合においては、基地局間の時間同期をする必要が無く、それぞれの基地局からの信号に対して無線端末が自ＩＤを付加してそれぞれの基地局に返送している。これは、一つの基地局を複数の基地局が測位したことを表す。一つの識別ＩＤに対して複数の測位結果が存在する場合は、それらの平均を算出することや、尤度算出部３０６が出力する尤度を用いて重み付け合成を行うことができる。平均処理や合成処理を行うことにより、ある基地局を原点とした、より精度の高い統一座標を作成することができる。
【００４８】
統一座標変換部４０２は、基地局座標生成部４０１において生成された各基地局の統一座標と、通信部４００から出力される、無線端末の位置を表す測位結果を入力とする。統一座標変換部４０２は、測位結果の中から基地局以外の識別ＩＤを示す結果を抜き出し、その無線端末を測位した基地局の統一座標をもちいて、無線端末の測位結果を統一座標上の点に変換する。
【００４９】
合成部４０３は、合成部に入力される測位結果を合成する。合成は、同じ無線端末の識別番号（ＩＤ）を持った測位結果で、異なる基地局で測定されたものについて行う。合成の方法は、複数の基地局で測定された同じ無線端末ＩＤを示す結果の平均を演算する方法や、測位と同時に尤度算出部３０６において算出した尤度を用いて測位結果を重み付け合成する方法がある。重み付け合成に使用する尤度としては、測位に用いた到来波の受信電力がある。平均処理、或いは尤度合成処理を測位結果に施すことにより、測位結果の精度を高めることができる。これは、各基地局の位置を一つの座標系で表すことで、複数の基地局で測定された結果を関連づけることができるため、実現できる。
【００５０】
図５は、図１における無線端末１０４の内部構成を示した図である。無線端末１０４は、アンテナ１００１と、サーキュレータ１００２と、増幅器１００３で構成される。
【００５１】
アンテナ１００１は、基地局から空間に送信される基準信号を受信する。受信した信号はサーキュレータ１００２へ入力される。
【００５２】
サーキュレータ１００２は、アンテナから入力される信号を増幅器１００３へ送り、増幅器１００３から出力される信号をアンテナ１００１へ送る。サーキュレータは入力信号を一方向にのみ通す機能を有する電子部品である。したがって、アンテナから入力された信号が増幅器の出力へ送られることと、増幅器の出力が増幅器の入力に送られることは無い。
【００５３】
増幅器１００３は、サーキュレータを通ったアンテナで受信された基地局からの信号を入力される。入力された信号は増幅され、増幅器１００３から出力される。増幅器から出力された信号はサーキュレータのアンテナからの入力とは別の端子から入力され、アンテナ１００１へ送られる。
【００５４】
アンテナ１００１は、サーキュレータから送られてくる信号を空間へ送信する。
【００５５】
このように、無線端末１０４では、入力信号を増幅して再び送信する。これにより、基地局から送信される基準信号を受信し、再び基地局へ送信することができる。
【００５６】
なお、図５に示す無線端末１０４は、送受信アンテナを共用する構成だが、これに限らない。無線端末１０４は、送受信用にそれぞれ、アンテナを設けても良い。
【００５７】
なお、図５の示す無線端末１０４は、受信信号を増幅し再び送信する構成だが、これに限らない。無線端末１０４は、受信信号を検波しベースバンド信号に変換した後、再び無線信号にアップコンバートし、増幅、再送信する構成としても良い。この場合、検波してダウンコンバートする受信部と、無線信号にアップコンバートし、増幅する送信部とで構成される。
【００５８】
以上に説明したように、測位される無線端末と同様の構成の無線タグを一点測位の基地局に搭載することにより、基地局同士の測位結果を利用して、複数の基地局の統一座標を、あらかじめ設定することなく自動的に構築することができる。また、一度構築した座標系において、新たな基地局の追加や、既存の基地局の削除を行った場合に、自動的に統一座標を再構築することができる。これにより機器の設置容易性が高まる。さらに、作成した統一座標を用いて、複数の基地局で測定された結果に平均処理や重み付け合成処理を施すことにより、測定結果の精度を向上させることができる。
なお、統一座標を作成するときに、基地局を測位した結果を用いるだけでなく、無線端末の測位結果を用いてもよい。複数の基地局から測位できる位置に無線端末を配置し、複数の基地局から無線端末を測位する。それぞれの基地局で測定した無線端末の測位結果が一致するように統一座標を作成、或いは補正する。これにより、隣接する基地局がお互いに電波が到達できない距離にある場合でも、無線端末を隣接する基地局の両方に電波が到達できる距離に配置し、無線端末の測位結果を利用して統一座標を作成することができる。或いは、複数の基地局から測位した無線端末の結果を用いて統一座標を補正することで、統一座標を作成する精度を向上することができる。
なお、統一座標を作成するときに、一つの無線端末を利用する方法を示したが、これに限るものではなく、無線端末を複数利用してもよい。複数端末の測位結果を用いて統一座標を作成することで、作成する統一座標の精度を向上させることができる。
【００５９】
本実施の形態で説明した構成により、本願発明にかかる基地局は、基地局と無線端末を区別することなく測位することができる。これにより、基地局は、基地局か無線端末のどちらの測位結果であるかを意識することなく、統合処理部に情報を送信すればよい。ただし、送信内容には、測位結果のそれぞれに、測位対象を示す識別ＩＤが付加されている。
【００６０】
統合処理部は、測位結果に付加されている識別ＩＤから基地局の測位結果であるか無線端末の測位結果であるかを判断し、基地局の測位結果を利用して統一座標を構築することができる。基地局は、基地局か無線端末の測位結果であるかを意識しないので、基地局が追加或いは削除された場合でも、設定を変更する必要は無い。基地局が追加或いは削除された場合、統合処理部で統一座標を再作成すればよいので、基地局の設置容易性が高まる効果がある。
【００６１】
（実施の形態２）
以下に、図６〜図１７を参照し、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１と重複する部分について、同じ符号を用いてその説明を省略し、構成が異なる部分について、その機能と動作の説明を行う。実施の形態２の無線測位装置は、基地局が自立分散的に統一座標を作成する方法を説明する。また、一度構築した統一座標においても、新たな基地局の追加や、既存の基地局の削除等の基地局の環境に変化が生じた場合に、自律分散的に、統一座標を再構築することができる。
【００６２】
図６は、本発明の実施の形態２における無線測位装置の一例を示す図である。図６に示す実施の形態２の無線測位装置は、一点測位が可能な複数の基地局Ａ〜基地局Ｇと、位置を測定される無線端末１０４と、通信を行うための有線ネットワーク１０５と、複数の基地局で測定した無線端末の位置情報を用いて無線端末の位置の精度を向上するための計算を行う統合処理部１０６とで構成される。図６の矢印（点線）先の基地局が、測位の対象となる基地局（相対局）であることを示す。
【００６３】
ここで、一点測位とは、従来例に示される装置のように、複数の基地局で受信した信号を利用して端末の位置を特定するのではなく、一つの基地局で受信した信号のみから無線端末の位置を特定する方法である。一点測位は、例えば基地局と無線端末の距離と、基地局に対する無線端末の方向を測定することにより無線端末の位置を特定する。
【００６４】
基地局Ａ〜Ｇは、実施の形態１の基地局同様、無線信号を用いて無線端末の位置を測定する機能を備える。基地局Ａ〜基地局Ｇは、それぞれ、設定された通信距離に対応する一定の範囲内に存在する無線端末の位置を測定する。設定された通信距離は、信号電力が減衰、壁、パーティションなどによる遮蔽、曲がった廊下など、無線端末が存在するエリアの伝搬環境条件により、ある範囲内に限定される。
【００６５】
そこで、移動無線端末の位置をより広い範囲で測定するために、図６のように複数の基地局Ａ〜Ｇを設置する。この時、隣接する基地局間の距離は、隣接する基地局が送信する信号を受信することができる間隔とする。また、複数の基地局は、一例として天井に離散的に配置され、お互いに伝搬直線距離が短く、見通し可能な伝搬である様な環境が想定されるが、必ずしも見通し可能な環境（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｔｅ）に限定はされない。
【００６６】
ここで、基地局の位置を測位する方法は、実施の形態１と同じであるため、その説明を省略する。また、同様に、実施の形態２において、無線端末１０４の位置を測定する方法は、実施の形態１の手順（図２）と同じであるため、その説明を省略する。
【００６７】
次に、図７を参照し、実施の形態２の基地局の内部構成を説明する。図７は、実施の形態２の基地局Ａの内部構成を示したブロック図である。
ここで、実施の形態２の基地局Ａの内部構成が、図３に示す第１の実施の形態の第１の基地局１００の内部構成と異なる点は、実施の形態１の第１の基地局１００の内部構成に加えて、隣接基地局が送信する基準信号から基地局の識別番号（ＩＤ）を取得するビーコン復調部５００と、基地局の相対座標を保持した基地局リスト５０１と、基地局リスト５０１の情報を追加・削除等を管理するリスト管理部５０２と、基準信号生成部３００、測位処理部３０５、尤度算出部３０６、ビーコン復調部５００、及びリスト管理部５０２制御する制御プロセッサ５０３を備える点である。なお、ビーコン復調部５００は、基地局識別番号取得部と称してもよい。
【００６８】
制御プロセッサ５０３は、基準信号を送信する命令を基準信号生成部３００へ出力する。基準信号生成部３００は、制御プロセッサ５０３からの命令を受けて、測位に使用する基準信号を生成する。ここでは例としてＵＷＢパルス信号を用いる。送信部３０１は、基準信号生成部で生成した基準信号のベースバンド信号を無線周波数の信号に変換する。この時、増幅、帯域制限等の処理を送信部３０１で行う。送信アンテナ３０２は、送信部３０１で無線周波数に変換された基準信号を空間に送信する。
【００６９】
アレーアンテナ３０３は、無線端末及び基地局からの反射信号を受信する。受信部３０４は、アレーアンテナ３０３で受信された無線信号をベースバンド信号に変換する。この時、増幅、帯域制限等の処理を受信信号に対して施す。
【００７０】
測位処理部３０５は、制御プロセッサ５０３からの命令に基づき、反射信号の送信元である無線端末又は基地局までの距離を、別途生成される制御信号の入力に応じて基準信号を用いて求める処理を行う。また、測位処理部３０５は、制御プロセッサ５０３からの命令に基づき、アレーアンテナに含まれる異なるアンテナ素子で受信された基準信号から、基準信号の到来方向を算出し、制御プロセッサ５０３へ入力する。距離を求める方法は、前述したように基準信号を送信してから無線端末及び基地局で反射し、反射信号が受信されるまでの時間を測定する。到来方向の測定方法は、前述したように、複数のアンテナで反射信号を受信した信号を用いて到来方向推定アルゴリズムにより算出する。
【００７１】
ビーコン復調部５００は、通信部３０７から出力されるベースバンド信号に変換された基準信号を入力とする。ビーコン復調部５００は、基準信号に載せて送信される各基地局に割り当てられた個別の基地局のＩＤを復調し、制御プロセッサ５０３へ基地局ＩＤを出力する。これにより、基準信号がどの基地局から送信された信号であるかを識別することができる。基準信号を識別することにより、自基地局の周りに存在する隣接基地局を区別することができるため、相対座標を取得することができる隣接基地局を選択することができる。
【００７２】
尤度算出部３０６は、受信部３０４から出力されるベースバンド信号に変換された基準信号を入力とする。尤度算出部３０６は、到来波から求めた測位結果の確からしさを表す尤度を算出する。尤度としては、受信電力を基準に算出する方法が考えられる。ここで、尤度とは、求めた測位結果の確からしさを表す値である。到来波の受信電力に注目すると、受信電力の高い到来波は、雑音の影響を受けにくいため、この到来波を用いて求めた測位結果は正確な値が得られる可能性が高い。しかし、受信電力の低くなればなるほど雑音の影響が大きく受けるため、測位結果の信頼性が低くなる。この特性を利用し、尤度算出部３０６は、到来波の受信電力を求めた測位結果の尤度として出力する。なお、尤度の例として受信電力を用いる場合を示したが、これに限るものではなく、到来波の特性を現したものであればよい。
【００７３】
制御プロセッサ５０３は、測位処理部３０５から出力される測位結果と、ビーコン復調部５００から出力される基地局ＩＤと、尤度算出部３０６から出力される尤度とを入力とし、通信部３０７へこれら情報を出力する。制御プロセッサ５０３は、統一座標を作成する制御を行う。制御方法は後述する。
【００７４】
基地局リスト５０１は、統一座標に存在する基地局の情報のリストである。リストには基地局ＩＤ、相対座標を取得した隣接基地局のＩＤ、隣接基地局の測位結果、原点を表すフラグが格納されている。このリストを全ての基地局で共有することで、どの基地局を経由すれば原点座標まで到達するかを調べることができる。
【００７５】
図８は、図６に示す無線測位装置の基地局リスト５０１を示す図である。図８に示す基地局リスト５０１は、左から右へ順に基地局ＩＤ、相対局ＩＤ、相対局の測位結果、及びＭａｓｔｅｒフラグから構成される。基地局ＩＤは、基地局の識別番号を表す。また、列方向は同じ基地局ＩＤのデータを表す。相対局ＩＤは、基地局が隣接基地局を測位し相対座標を取得した基地局の識別番号を表す。相対局の測位結果は、相対局ＩＤの基地局の位置座標（ｘ、ｙ）を測位した結果である。Ｍａｓｔｅｒフラグは、基地局が原点の位置に存在するかどうかを示すフラグで、Ｍａｓｔｅｒフラグが１の場合、その基地局が原点の位置にあることを表し、Ｍａｓｔｅｒフラグが０の場合、その基地局は原点の位置ではない。例えば、図８に示す基地局リスト５０１の１行目を参照すると、基地局ＩＤが１である基地局（図６の基地局Ａ）は、相対局ＩＤと相対局の測位結果は有しない。したがって、基地局Ａは、図６に示すにように、座標軸（原点）に存在することを示す。基地局ＡのＭａｓｔｅｒフラグは、１となる。
【００７６】
また、図８に示す基地局リスト５０１の２行目を参照すると、基地局ＩＤが２である基地局（図６の基地局Ｂ）は、相対局ＩＤが１であり、その相対局の測位結果は、ｘ軸が−１０、ｙ軸が−１０である。したがって、基地局Ｂは、基地局Ｂの相対局である基地局Ａに対して、ｘ軸方向へ−１０、ｙ軸方向へ−１０移動した場所に位置する。そして、基地局Ｂは、座標軸（原点）に存在しないので、基地局ＢのＭａｓｔｅｒフラグは、０となる。
【００７７】
同様に、図８には、基地局ＩＤがそれぞれ３〜７である複数の基地局のそれぞれ（図６の基地局Ｃ〜基地局Ｇ）について、相対局ＩＤ、相対局の測位結果、及びＭａｓｔｅｒフラグが示されている。したがって、基地局は、基地局リスト５０１を参照することで、基地局リスト５０１にある相対局及びその相対局に対する相対的な位置を認識できる。なお、図８の基地局リスト５０１では、一例として相対局の測位結果を２次元の直交座標（ｘ軸、ｙ軸）で示しているが、これに限らず、相対局の測位結果を３次元の座標軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）で示しても良い。
【００７８】
リスト管理部５０２は、制御プロセッサ５０３からの制御信号を入力とし、基地局リスト５０１の読み込み、追加、削除といった基地局リスト５０１の管理を行う。また、リスト管理部５０２は、制御プロセッサ５０３を介して、通信部３０７に接続される。これにより、有線ネットワーク１０５を介して、統合処理部１０６及び他の基地局に接続されている。基地局リスト５０１に新たな基地局を追加又は既存の基地局を削除した場合、基地局リスト５０１は、有線ネットワーク１０５を介して全ての基地局にブロードキャストされる。基地局リスト５０１をブロードキャストすることにより、統合処理部１０６及び他の全ての基地局で最新の基地局リストを共有することができる。
【００７９】
通信部３０７は、制御プロセッサ５０３からのデータを有線ネットワーク１０５に送信する。また、他の基地局や統合処理部１０６から送信されるデータを制御プロセッサ５０３へ送信する。なお例として、通信部３０７は、有線ネットワークを対象としたが、これに限るものではなく、無線ＬＡＮのような無線ネットワークを用いてもよい。この場合、基地局の設置容易性が向上する。基地局を追加或いは削除する場合において、ネットワークを設置或いは撤去する必要が無い。基地局の位置を変更する場合においても、ネットワークの変更の手間を省くことができる。
【００８０】
セミパッシブタグ３０８は、無線端末１０４と同様の構成である。セミパッシブタグ３０８は、基地局から送信される測位のための基準信号を受信し増幅処理を行った後に、基地局へ再送信する。セミパッシブタグ３０８は、隣接基地局から測位する場合に用いる。隣接基地局は、測位する対象の基地局のセミパッシブタグに対して測位基準信号を送信し、送信した信号がセミパッシブタグにより反射して自基地局へ返ってくる信号を受信する。この信号の距離と到来方向を測定することで、隣接基地局の位置を測定できる。
【００８１】
なお、実施の形態２の無線端末１０４の構成は、実施の形態１の無線端末１０４及び統合処理部とそれぞれ同じであり、その説明を省略する。また、統合処理部１０６の構成は同様であるが、基地局座標生成部４０１において、基地局リストを用いて統一座標を作成する点が異なる。
【００８２】
次に、図９〜図１７を用いて、実施の形態２の無線測位装置において、新たな基地局の追加や、既存の基地局の削除等の基地局の環境に変化が生じた場合に、複数の基地局の位置検出を行うための処理について説明する。なお、基地局の動作の説明のため、図１０、図１２、図１４、図１６に示す実施の形態２の無線測位装置では、各基地局のみを示して、無線端末１０４、各基地局を統合処理部１０６に接続する有線ネットワーク１０５、及び統合処理部１０６を省略する。また、これ以降、実施の形態２の説明では、基地局ＩＤがｎ（ｎ；自然数）である基地局を「基地局ＩＤｎ」と記載する。
【００８３】
図９（ａ）、（ｂ）を参照して、実施の形態２の無線測位装置において、新たな基地局の追加や、既存の基地局の削除等の基地局の環境に変化が生じた場合に、各基地局の位置の検出するための各基地局の制御プロセッサ５０３で行われる処理を、説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、基地局の環境に変化が生じた場合の基地局の制御プロセッサ５０３における処理の手順を示したフロー図である。図９（ａ）、（ｂ）では、基地局リストを単にリストと表記する。
【００８４】
制御プロセッサ５０３は、自律分散的に統一座標を構築するために、測位処理部３０５から出力される測位結果と、ビーコン復調部５００から出力される基地局ＩＤと、尤度算出部３０６から出力される尤度とを入力とし、通信部３０７へこれら情報を出力する。
【００８５】
まず、制御プロセッサ５０３は、統一座標を構築するための処理を開始する。
【００８６】
手順７０１において、各基地局は、隣接基地局から測位のために送信される基準信号から基地局ＩＤを取得する。
【００８７】
次に、分岐７０３において、自基地局が基地局リストを保持しているかを確認する。自基地局が基地局リストを保持していない場合（ＮＯ）、分岐７０５へ進む。自基地局が基地局リストを保持している場合（ＹＥＳ）分岐７１９へ進む。
【００８８】
次に、分岐７０５において、自基地局が保持する基地局リストに隣接基地局が存在するか否かと、隣接基地局が存在した場合に、その隣接基地局自身が基地局リストを保持しているかを判定する。
【００８９】
（基地局の初期動作）
分岐７０５において、自基地局が保持する基地局リストに隣接基地局が存在しない場合（ＮＯ）、または隣接基地局は存在するが、隣接基地局自身が基地局リストを保持していない場合（ＮＯ）、手順７０７へ進み、自基地局が原点に位置するように、基地局リストを作成する。そして、手順７０９へ進み、有線ネットワーク１０５を介して作成したリストをブロードキャストし、処理を終了する。ここで、隣接基地局の存在の有無については、手順７０１において取得した基地局ＩＤが、自基地局の基地局リストに載っているか否かで判定できる。この処理により、統一座標が存在しない場合に、自基地局が原点となる統一座標を新規に作成することができる。
【００９０】
（基地局の追加）
また、分岐７０５において、自基地局が保持する基地局リストに隣接基地局が存在し、かつ隣接基地局自身が基地局リストを保持している場合（ＹＥＳ）、手順７１１へ進み、隣接する基地局から有線ネットワーク１０５を介して、隣接基地局が保持する基地局リストを、自基地局の基地局リストにコピーする。
【００９１】
そして、手順７１３へ進み、隣接する基地局までの位置を測定する。
次に、手順７１５へ進み、コピーした基地局リストに隣接基地局の位置情報を追加する。このように、自基地局が保持する基地局リストは更新される。
【００９２】
最後に、手順７１７へ進み、更新された基地局リストをブロードキャストし、処理を終了する。手順７０１、７０３、７０５、７１１、７１３、７１５で示す処理により、例えば、基地局を１台追加した場合に、既存の統一座標に自基地局を追加することができる。
【００９３】
（リストの結合）
分岐７０３において、自基地局が基地局リストを保持しているかを確認する。自基地局が基地局リストを保持している場合（ＹＥＳ）、分岐７１９へ進む。
【００９４】
次に、分岐７１９において、さらに、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局が存在するか否かを確認する。自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局が存在する場合、手順７２１へ進む。
【００９５】
手順７２１において、有線ネットワーク１０５を介して、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局から、その隣接基地局が保持する基地局リストを自基地局のリストにコピーし、分岐７２３へ進む。
【００９６】
次に、分岐７２３において、自基地局が存在する基地局リスト内で座標軸（原点）に位置する基地局ＩＤと、自基地局が存在しない隣接基地局のリスト内で他の座標軸（他の原点）に位置する基地局ＩＤとを比較する。そして、基地局ＩＤの比較の結果、自基地局が存在する基地局リスト内で座標軸（原点）に位置する基地局のＩＤが、自基地局が存在しない隣接基地局のリスト内で、他の座標軸（他の原点）に位置する他の基地局のＩＤよりも大きい場合（ＹＥＳ）、手順７２５へ進む。
【００９７】
次に、手順７２５において、自基地局は、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局の位置を測定し、手順７２７へ進む。
【００９８】
次に、手順７２７において、自基地局は、隣接基地局の位置情報及び自基地局の情報を、隣接基地局の基地局リストに追加し、手順７２９へ進む。
【００９９】
次に、手順７２９において、自基地局は、自基地局の基地局リストから自基地局の情報を削除し、手順７３１へ進む。
【０１００】
最後に、手順７３１において、有線ネットワーク１０５を介して、自基地局の基地局リスト及び隣接基地局の基地局リストをブロードキャストし、処理を終了する。なお、手順７２３において、基地局ＩＤの比較の結果、自基地局が存在する基地局リスト内で座標軸（原点）に位置する基地局のＩＤが、自基地局が存在しない隣接基地局のリスト内で、他の座標軸（他の原点）に位置する他の基地局のＩＤよりも小さい場合（ＮＯ）、処理を終了する。
【０１０１】
（相対局の変更）
分岐７１９において、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局が存在しない場合、分岐７３３へ進む。
【０１０２】
次に、分岐７３３において、自基地局の基地局リストに、自基地局の相対局の存在を確認する。存在する場合（ＹＥＳ）は、処理を終了する。存在しない場合（ＮＯ）は、分岐７３５へ進む。
【０１０３】
次に、分岐７３５において、自基地局の基地局リスト内の基地局のうち、自基地局の配下以外の隣接基地局の存在を確認する。存在する場合（ＹＥＳ）は、手順７３７へ進む。存在しない場合（ＮＯ）は、手順７４３へ進む。ここで、「自基地局の配下の基地局」とは、相対局をたどった場合に、自基地局へ到達する基地局のことを意味する。例えば、図６に示す実施の形態２の無線測位装置において、基地局ＩＤ４の配下の基地局とは、基地局ＩＤ５、基地局ＩＤ６、基地局ＩＤ７である。
【０１０４】
次に、手順７３７において、自基地局の配下以外の隣接基地局を測位する。さらに、手順７３９において、自基地局の保持する基地局リストにおける自基地局の相対局ＩＤと測位結果を、新たに測位した結果を用いて更新する。自基地局の保持する基地局リストを更新した後に手順７４１へ進む。
【０１０５】
手順７４１において、更新した自基地局の基地局リストをブロードキャストし、処理を終了する。
【０１０６】
（リストの分割）
また、分岐７３５において、自基地局の基地局リスト内の基地局のうち、自基地局の配下以外の隣接基地局がない場合、手順７４３へ進む。
【０１０７】
次に、手順７４３において、自基地局の保持する基地局リストを、自基地局の配下の基地局のリストと、それ以外の基地局のリストとに分割する。そして、自基地局を含むリストの原点を自基地局に変更し、手順７４７に進む。
【０１０８】
次に、手順７４７において、分割した基地局のリストをブロードキャストし、処理を終了する。
【０１０９】
上述のように、図９（ａ）、（ｂ）に示したフロー図のように制御することで、基地局の座標を自律分散的に作成し、基地局間で共有することができる。また、基地局の個数、配置の変更にも自動的に座標を再構築することができる。
【０１１０】
次に、実施の形態２の無線測位装置において、基地局の環境が変化する場合の具体例を、図９（ａ）、（ｂ）のフロー図を参照しながら、説明する。
【０１１１】
（基地局の追加）
図１０及び図１１（ａ）、（ｂ）を参照し、既存の無線測位装置に新たに基地局が加わる例について、具体的に説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すフロー図において、分岐７０３、分岐７０５、手順７１１、７１３、７１５、７１７がこの具体例に対応する。図１０は、新たに基地局が加わる場合の、実施の形態２の無線測位装置を示す図である。図１１（ａ）は基地局が加わる前の基地局リストを示す図であり、図１１（ｂ）は基地局が加わった後の基地局リストを示す図である。なお、図１１（ａ）、（ｂ）に示す基地局リストの構成は、図８と同じであり、その説明を省略する。
【０１１２】
図１０の無線測位装置において、新たに加わる基地局は、基地局ＩＤ８であり、基地局ＩＤ５、６，７は、基地局ＩＤ８が測位のために送信する基準信号が到達可能な範囲に存在するものとする。さらに、説明のため、ここでは、基地局ＩＤ８に隣接する複数の基地局ＩＤ５、６、７のうち、基地局ＩＤ５を基地局ＩＤ８の相対局とする。しかし、基地局ＩＤ８は、複数の基地局ＩＤ５，６，７のうち、いずれの基地局を相対局としても良い。又は、複数の基地局ＩＤ５，６，７を相対局として測位し、相対座標を求めても良い。これにより測定精度を高めることができる。複数の測位結果を合成する方法には、測定結果の平均を算出する方法や、到来波の受信電力を用いて重み付け合成する方法を用いることができる。
【０１１３】
次に、図９（ａ）、（ｂ）のフロー図を参照し、基地局ＩＤ８の動作を説明する。
まず、基地局ＩＤ８は、自基地局に基地局リストが存在しないことを確認する（図９（ａ）の手順７０１）。これは、電源投入時には、基地局リストを保持していないためである。
【０１１４】
次に、複数の隣接基地局ＩＤ５〜基地局ＩＤ７の存在を確認する。そして、基地局ＩＤ８は、隣接基地局ＩＤ５の基準信号を受信し、隣接基地局ＩＤ５が基地局リストを保持しているかを確認する（図９（ａ）の分岐７０５）。ここで、隣接基地局ＩＤ５は、基地局リストを保持している。
【０１１５】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局ＩＤ５が基地局リストを保持しているのを確認し、基地局ＩＤ５から、基地局ＩＤ５の基地局リストをコピーする（図９（ａ）の手順７１１）。
【０１１６】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局ＩＤ５の位置を測位する（図９（ａ）の手順７１３）。
【０１１７】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局ＩＤ５の位置測位の結果を、自基地局の基地局リストに追加する（図９（ｂ）の手順７１５）。
【０１１８】
最後に、基地局ＩＤ８は、有線ネットワーク１０５を介して、基地局リストをブロードキャストし（図９（ｂ）の手順７１７）、処理を終了する。
【０１１９】
上述の手順で、基地局ＩＤ８が動作すると、基地局リストは、図１１（ａ）から図１１（ｂ）に遷移する。図１１（ｂ）に示すように、基地局ＩＤ８が追加された基地局リストには、基地局ＩＤ８に対応する、相対局ＩＤとして５、相対局との測位結果としてｘ：−８、ｙ：１０、及びＭａｓｔｅｒフラグとして、０が追加されている。これにより、統合処理部１０６は、基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８の相対座標を用いて、基地局ＩＤ１を原点とした統一座標を再構築することができる。
【０１２０】
上述のように、基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８の各基地局が、隣接基地局の位置を測位することで、統合処理部１０６は、複数の基地局（基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８）を一つの統一座標上にマッピングすることができる。そのため、一つの基地局の測位できる範囲に限りがある場合でも、大きな範囲を持った統一座標を作成することができる。また、統合処理部１０６は、各基地局で測定された無線端末の位置を、上記に説明した統一座標上の座標へ変換する処理を行う。そのため、基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８の各基地局は、自基地局に対して、基準信号を送受信可能な範囲内に存在する無線端末の位置に関して、自基地局を原点とした座標で測定すればよい。さらに、各基地局は、有線ネットワーク１０５を介して、統合処理部１０６に、自基地局を原点とした座標で測定した座標データを統合処理部１０６へ送信すればよく、各基地局で統一座標を保持する必要は無い。そのため、各基地局の構成や位置が変更された場合でも、統一座標を容易に再構築することが可能である。
【０１２１】
（リストの結合）
次に、図１２及び図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照し、異なる統一座標で定義される２つの無線測位装置間に１つの基地局を新たに追加することで、異なる統一座標で定義される２つの無線測位装置を、新たな統一座標で定義される１つの無線相測位装置とする例について、具体的に説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すフロー図において、分岐７０３、７１９、７２３、及び手順７２１、７２５、７２７、７２９、７３１がこの具体例に対応する。
【０１２２】
図１２は、新たな基地局を追加することで、異なる統一座標で定義される２つの無線測位装置を結合して形成された無線測位装置を示す図である。図１３（ａ）は、異なる統一座標で定義される２つの無線測位装置のうち、一方の無線測位装置の基地局リストを示す図であり、図１３（ｂ）は、他方の無線測位装置の基地局リストを示す図である。図１３（ｃ）は、２つの無線測位装置が結合された新たな無線測位装置の基地局リストを示す図である。
【０１２３】
図１２に示すように、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３で構成される無線測位装置と、基地局ＩＤ４〜基地局ＩＤ８で構成される他の無線測位装置とが存在する。
【０１２４】
基地局リストの結合処理は、二つの段階がある。第一段階の処理は、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３で構成される無線測位装置の基地局リストに、新たな基地局ＩＤ９の情報を追加するための処理であり、第二段階の処理は、２つの無線測位装置の基地局リストを結合して、一つの基地局リストにするための処理である。
【０１２５】
［第一段階：基地局の追加］
図１２に示すように、第一段階として、基地局ＩＤ３及び基地局ＩＤ６の基準信号を受信できる位置に、基地局ＩＤ９の基地局を配置する。ここで、追加された基地局ＩＤ９は、図１０、１１（ａ）（ｂ）に示した追加方法と同じ方法で、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３で構成される統一座標に追加する処理を行う。
【０１２６】
［第二段階：リストの結合］
次に、図９（ａ）、（ｂ）及び図１３を参照し、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３、及び新たに追加された基地局ＩＤ９で構成される無線測位装置の基地局リストと、基地局ＩＤ４〜基地局ＩＤ８で構成される他の無線測位装置の基地局リストとを結合して、ひとつの基地局リストとするための処理を説明する。
【０１２７】
まず、基地局ＩＤ６は、自基地局の基地局リストが存在することを確認する（図９（ａ）の手順７０３）。
【０１２８】
次に、基地局ＩＤ６は、自基地局が保持するリストに存在しない基地局ＩＤ９が隣接基地局に存在することを確認する（図９（ａ）の分岐７１９）。
【０１２９】
次に、基地局ＩＤ６は、自基地局の基地局リストには存在しない基地局ＩＤ９が存在するので、隣接基地局としての基地局ＩＤ９から基地局リストをコピーする（図９（ａ）の手順７２１）。
【０１３０】
次に、基地局ＩＤ６は、隣接基地局である基地局ＩＤ９からコピーした基地局リストを用いて、自基地局の基地局リスト及び隣接基地局の基地局リストを比較し、座標軸（原点）に位置する基地局のＩＤを比較する（図９（ａ）の分岐７２３）。ここで、図１３において、座標軸（原点）に位置する基地局は、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ４であり、基地局ＩＤの若い基地局ＩＤ１をリスト結合後の原点とする。
【０１３１】
次に、基地局ＩＤ６は、基地局ＩＤ６の相対局である基地局ＩＤ９を測位する（図９（ｂ）の手順７２５）。
【０１３２】
そして、測位した結果と、自基地局の情報は、基地局ＩＤ９の基地局リストに追加される（図９（ｂ）の手順７２７）。
【０１３３】
次に、基地局ＩＤ６は、自基地局の基地局リストから自基地局の情報及び、自基地局の配下の基地局の情報を削除する（図９（ｂ）の手順７２９）。
【０１３４】
最後に、基地局ＩＤ９は、有線ネットワーク１０５を介して、変更した基地局リストを、ブロードキャストし、処理を終了する（図９（ｂ）の手順７３１）。
【０１３５】
上述の処理により、基地局ＩＤ６は、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３、基地局ＩＤ９から構成される無線測位装置に移動する。なお、同様の手順により、基地局ＩＤ５、基地局ＩＤ４は、順次、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３、基地局ＩＤ６，基地局ＩＤ９から構成される統一座標に移動することで、二つの統一座標を一つの統一座標に結合することができる。
【０１３６】
図１３（ｃ）に、上述の処理によって作成された一つの統一座標における、新たな無線測位装置の基地局リストの一例を示す。基地局ＩＤ９は新規に追加された基地局である。また基地局ＩＤ４、５、６の相対局ＩＤが変更されている。さらに、図１３（ａ）（ｂ）に示すように結合前は、基地局ＩＤ１及び基地局ＩＤ４が原点であったが、図１３（ｃ）に示すように、結合後は、基地局ＩＤ１のみが原点となっている。
【０１３７】
（相対局の変更）
次に、図１４及び図１５（ａ）、（ｂ）を参照し、相対局を変更する例について、具体的に説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すフロー図において、分岐７０３、７１９、７３３、７３５及び手順７３７、７３９、７４１がこの具体例に対応する。
図１４は、基地局が相対局を変更した場合の、実施の形態２における無線測位装置を示す図である。図１５（ａ）は相対局の変更前の基地局リストの例、図１５（ｂ）は相対局変更後の基地局リストの一例を示す図である。
【０１３８】
図１４の無線測位装置において、基地局ＩＤ５が削除されると、基地局ＩＤ６と、基地局ＩＤ８とが測位をやり直し、相対局を変更する。
【０１３９】
まず、相対局である基地局ＩＤ５が削除されたので、基地局ＩＤ８は、自基地局に基地局リストが存在するかを判定する（図９（ａ）の分岐７０３）。
【０１４０】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局リストが存在する場合、基地局リストに存在しない隣接基地局の存在を判定する（図９（ａ）の分岐７１９）。
【０１４１】
次に、基地局リストに存在しない隣接基地局が無い場合、基地局ＩＤ８は、基地局リストに自身の相対局が存在するか判定する（図９（ａ）の分岐７３３）。ここで、基地局ＩＤ８の相対局は、すでに削除された基地局ＩＤ５である。したがって、基地局ＩＤ８の基地局リストには、相対局は存在しない（図１５（ａ）参照）。
【０１４２】
次に、自基地局リストに自身の相対局がないので、基地局ＩＤ８は、自基地局の配下以外の隣接基地局の存在を判定する（図９（ａ）の分岐７３５）。基地局ＩＤ８の配下以外の隣接基地局は、ＩＤ７の基地局とＩＤ６の基地局が存在する。基地局ＩＤ８の配下以外の隣接する基地局として、基地局ＩＤ７が存在する。
【０１４３】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局ＩＤ８の配下以外の隣接する基地局である基地局ＩＤ７を測位する（図９（ａ）の手順７３７）。
【０１４４】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局ＩＤ７を測位した結果に基づき、自基地局の基地局リストの自基地局の情報を更新する（図９（ｂ）の手順７３９）。
【０１４５】
最後に、基地局ＩＤ８は、有線ネットワーク１０５を介して、更新した基地局リストを、ブロードキャストし、処理を終了する。
【０１４６】
上述の手順により、基地局ＩＤ８は、相対局であった基地局ＩＤ５が削除されても、自基地局の配下ではない他の隣接する基地局ＩＤ７を測位し、その測位した基地局ＩＤ７を新たに自基地局の相対局とすることできる。つまり、基地局ＩＤ８は、自律的に、基地局リストから削除された基地局ＩＤ５から、基地局ＩＤ７に相対局を変更することができる。なお、相対局が基地局ＩＤ５であった基地局ＩＤ６は、基地局ＩＤ８と同じ処理を実行することで、相対局を基地局ＩＤ５から基地局ＩＤ８へ変更することができる（図１５（ｂ）参照）。これにより、図１４に示す無線測位装置は、基地局が削除されたとしても、自律的に装置を再構築する。
【０１４７】
図１５（ａ）は、相対局の変更前の基地局リスト示す図であり、図１５（ｂ）は相対局変更後の基地局リストを示す図である。図１５（ａ）では、基地局ＩＤ５が、基地局リストから削除されている。図１５（ｂ）では、基地局ＩＤ６及び基地局ＩＤ８について、相対局ＩＤと相対局の測位結果が変更されている（図１５（ｂ）斜線部参照）。
【０１４８】
上述のように、実施の形態２の無線測位装置において、無線測位装置内の基地局が削除されても、削除された基地局を相対局としていた基地局自体が、自基地局の配下ではない他の隣接する基地局を測位し、測位した基地局を新たな相対局とすることができる。そのため、実施の形態２の無線測位装置は、無線測位装置内の基地局が削除されても、無線測位装置の統一座標を自律分散的に再構成することができる。
【０１４９】
（リストの分割）
次に、図１６及び図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照し、基地局リストを分割し、異なる統一座標を有する２つの無線測位装置を形成する例について、具体的に説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すフロー図において、分岐７０３、７１９、７３３、７３５及び手順７４３、７４５、７４７がこの具体例に対応する。
図１６は、基地局リストを分割した場合の、実施の形態２における無線測位装置を示す図である。図１７（ａ）は、実施の形態２における無線測位装置の基地局リスト（分割前）を示す図であり、図１７（ｂ）（ｃ）は実施の形態２における無線測位装置の分割された基地局リストを示す図である。
【０１５０】
図１６において、基地局ＩＤ４の相対局である基地局ＩＤ２が削除されている。この場合、基地局ＩＤ４は、新たに測位する相対局を探すが、自基地局の配下の基地局ＩＤ５〜基地局ＩＤ８以外の基地局は存在しない。そのため、基地局ＩＤ４が原点となり、基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８で構成されていた無線測位装置を、異なる統一座標を有する２つの無線測位装置に分けることになる。
【０１５１】
まず、基地局ＩＤ４は、自基地局の基地局リストが存在するかを確認する（図９（ａ）の手順７０３）。ここで、基地局ＩＤ４は基地局リストを保持している。
【０１５２】
次に、基地局ＩＤ４は基地局リストを保持しているので、自基地局の基地局リストに存在しない隣接する基地局の存在の有無を確認する（図９（ａ）の分岐７１９）。ここで、図１６に示すように、基地局ＩＤ４について、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局が無い。
【０１５３】
次に、基地局ＩＤ４は、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局が無いので、自基地局の基地局リスト中に、自基地局の相対局の存在の有無を確認する（図９（ａ）の分岐７３３）。ここで、基地局ＩＤ４の相対局である基地局ＩＤ２は削除されている。
【０１５４】
次に、基地局ＩＤ４の相対局である基地局ＩＤ２は削除されているので、基地局ＩＤ４は、隣接する基地局に自基地局の配下以外の基地局の存在の有無を確認する（図９（ａ）の分岐７３５）。ここで、図１６に示すように隣接する基地局の中で基地局ＩＤ４の配下以外の基地局は存在しない。
【０１５５】
次に、基地局ＩＤ４は、自基地局の配下の基地局とそれ以外の基地局とに、自基地局の基地局リストを分割する（図９（ａ）の手順７４３）。ここで、分割された基地局リストに基づき、基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８で構成される無線測位装置は、図１６に示すように、基地局ＩＤ１及び基地局ＩＤ３で構成される無線測位装置Ａと基地局ＩＤ４、５、６、７、８で構成される無線測位装置Ｂとに分割される。
【０１５６】
次に、基地局ＩＤ４は、自基地局の基地局リストにおいて、自基地局を座標軸（原点）に位置するように変更する（図９（ｂ）の手順７４５）。
【０１５７】
最後に、基地局ＩＤ４は、分割した基地局リストを、有線ネットワーク１０５を介してブロードキャストする。
【０１５８】
図１７は、基地局リスト分割前後の無線測位装置の基地局リストの一例を示す図である。図１７（ａ）に示す基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８で構成される無線測位装置の基地局リストは、図１７（ｂ）（ｃ）に示すように、基地局ＩＤ１及び基地局ＩＤ３で構成される無線測位装置Ａの基地局リストと、基地局ＩＤ４、５、６、７、８で構成される無線測位装置Ｂの基地局リストとに分割される。また、基地局ＩＤ４に関して、基地局リスト分割前の図１７（ａ）では、相対局ＩＤ及び相対局との測位結果はいずれも存在し、Ｍａｓｔｅｒフラグが０である。しかし、基地局リスト分割後には、基地局ＩＤ４は原点に位置するように処理がなされたため、基地局リスト分割後の図１７（ｃ）では、基地局ＩＤ４の相対局ＩＤ及び相対局との測位結果はいずれも存在せず、Ｍａｓｔｅｒフラグが１となっている。
【０１５９】
上述の処理により、実施の形態２の無線測位装置は、複数の基地局で構成される無線測位装置において、基地局が削除されても、手動で設定することなく自律分散的に、異なる統一座標を有する２つの無線測位装置に分けることができる。
【０１６０】
以上に説明したように、本発明の実施の形態２の無線測位装置は、測位される無線端末と同様の構成の無線タグを一点測位の基地局に搭載する構成と、これを利用し、複数の基地局の座標を構成する手順により、複数の基地局の座標を、あらかじめ設定することなく自動的に構築することができる。また、一度構築した座標系において、新たな基地局の追加や、既存の基地局の削除を行った場合に、自動的に統一座標を再構築することができる。これにより機器の設置容易性が高まる。さらなる効果として、作成した統一座標を用いて、複数の基地局で測定された結果に平均処理や重み付け合成処理を施すことにより、測定結果の精度を向上させることができる
【０１６１】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３の無線測位装置について、図１８を参照し説明する。図１８は、実施の形態３の無線測位装置の全体構成図である。
【０１６２】
実施の形態３の無線測位装置は、複数の基地局として機能する第１のリーダ８０１及び第２のリーダ８０２、測位カメラ８０３、測位の対象である無線端末タグ８０４、及び統合処理部（マネージャー）８０５で構成されている。
【０１６３】
第１のリーダ８０１及び第２のリーダ８０２は、図３に示す実施の形態１の基地局と同じ構成である。測位カメラ８０３は、測位用のセミパッシブタグ８１０、図示しない統合処理部と無線で通信可能な通信部を備える。また、撮像した画像収差から物体の位置を測定する機能を有している。測位カメラ８０３の例として、複数の撮像部を備えるステレオカメラ等がある。
【０１６４】
測位の対象である無線端末タグ８０４、及び統合処理部（マネージャー）８０５はそれぞれ、実施の形態１の無線端末１０４、統合処理部１０６と同じ構成であるため、その構成についての詳細な説明を省略する。
なお、実施の形態３の無線測位装置では、第１のリーダの位置８０１を座標軸（原点）として、統一座標を構築するものとする。
【０１６５】
ここで、実施の形態３の無線測位装置は、測位カメラ８０３及び第２のリーダ８０２の測位結果を基に、測位カメラ８０３の絶対位置と視線方位を補正する。以下、図１８を参照し、実施の形態３の無線測位装置の動作を説明する。
【０１６６】
まず、第１のリーダ８０１及び第２のリーダ８０２は、それぞれ、測位用のセミパッシブタグを用いて、互いに相対位置を測定する。
【０１６７】
次に、第２のリーダ８０２は、無線端末タグ８０４及び測位カメラ８０３の位置を測定する。測定結果は、通信部を介して、統合処理部（マネージャー）８０５に送信される。
【０１６８】
測位カメラ８０３は、ステレオカメラの原理を用いて、無線端末タグ８０４を装着した物体の位置を測定する。測定結果は、通信部を介して、統合処理部（マネージャー）８０５に送信される
【０１６９】
また、統合処理部８０５は、第１のリーダ８０１と第２のリーダ８０２の位置関係から、第１のリーダ、第２のリーダの絶対位置をあらかじめ取得しているので、上述した同様の方法で、無線端末タグ８０４、並びに測位カメラ８０３の絶対位置及び測位カメラ８０３の視線方位を決定することができる。
【０１７０】
以上のように、実施の形態３の無線測位装置によれば、リーダ８０１，８０２、無線端末タグ８０４、及び測位カメラ８０３の相対位置が得られ、無線端末タグ８０４の測位結果と測位カメラ８０３の測定結果の比較することで、補正データが得られるので、容易に高精度な無線端末の測位を行うことができる。
【０１７１】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４の無線測位装置について、図１９を用いて説明する。本実施の形態の無線測位装置において、リーダ２００１及びリーダ２００２は、上記各実施の形態で説明した基地局に対応し、リーダに搭載されていない無線端末タグ２００５は、無線端末１０４に対応する。そのため、上記各実施の形態と重複する部分について、同じ符号を用いてその説明を省略し、構成が異なる部分について、その機能と動作の説明を行う。
【０１７２】
図１９は、無線測位装置が設置される環境を示した図である。図１９に示す環境は、リーダ２００１と、リーダ２００２と、エリア２００３と、エリア２００４と、無線端末タグ２００５と、統合処理部１０６とで構成される。図１９において、リーダ２００１とリーダ２００２とは、それぞれ有線ネットワーク１０５、例えばイーサネット（登録商標）ケーブルで、統合処理部１０６と接続されている。なお、統合処理部１０６は、複数のリーダで測定されたデータに基づき、統一座標を生成するが、上記各実施の形態の統合処理部１０６と同じ構成であるため、その詳細な説明を省略する。
【０１７３】
リーダ２００１は、リーダ２００１を中心とする半径１０ｍの範囲（エリア２００３に相当）に存在する無線端末タグ２００５を測位する。リーダ２００１は、３〜４ｍ程度の高さの場所に設置される。これは、オフィス環境等で考えられる障害物の影響を軽減するためである。オフィスや家庭内など屋内環境での使用を想定した場合、リーダは天井に設置することが望ましい。エリア２００３は、リーダ２００１が無線端末タグの位置を測位できる範囲を示している。エリア２００３は、リーダ２００１を中心とした半径１０ｍの円である。
【０１７４】
リーダ２００２は、リーダ２００１に隣接し、リーダ２００２を中心とする半径１０ｍの範囲（エリア２００４に相当）に存在する無線端末タグを測位する。リーダ２００２は、リーダ２００１と同様の高さに設置される。エリア２００４は、リーダ２００２が無線端末タグの位置を測位可能な範囲を示している。エリア２００４は、リーダ２００２を中心とした半径１０ｍの円である。
【０１７５】
エリア２００３とエリア２００４とは互いに隣接し、両エリアは少しオーバーラップするようにリーダ２００１とリーダ２００２が設置されている。このようにエリア２００３とエリア２００４とに、リーダ２００１とリーダ２００２とを設置した場合、半径１０ｍのエリアを隣接するように形成するため、リーダ２００１とリーダ２００２との距離は、２０ｍとなる。
【０１７６】
ここで、本実施の形態では、一例として、リーダ２００１とリーダ２００２との設置場所を、３〜４ｍ程度の高さの場所にある天井を想定しているので、リーダ２００１とリーダ２００２の間に障害物は存在しない。したがって、リーダ２００１とリーダ２００２の間は見通し可能な環境（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｔｅ）となる。
【０１７７】
前述した実施の形態１〜２で説明した無線測位装置では、無線端末１０４と同じ機能を有する無線端末を基地局に搭載し、ある基地局から、その基地局に隣接する隣接基地局の位置を測位し、各実施の形態に係る無線測位装置の統一座標を構築した。しかしながら、本実施の形態では、リーダ２００１と、リーダ２００１に隣接するリーダ２００２との距離は、２０ｍあるために、実施の形態１〜３で説明した隣接基地局の測位方法を単純に適用するだけでは、測位に使用する信号が減衰し、正確に測位できない場合が発生する。
【０１７８】
そこで、本実施の形態では、リーダは、他の隣接するリーダに搭載された無線端末タグからの送信信号を加算する処理を行うことで、加算利得を得て、無線端末タグを搭載した他のリーダを、送信信号に含まれるタグＩＤから特定する。
【０１７９】
図２０は、本実施の形態のリーダ２００１の構成を示すブロック図である。図２０に示すリーダ２００１は、実施の形態１に係る基地局と同様、測位のための基準信号を生成する基準信号生成部３００と、基準信号を無線信号に変換する送信部３０１と、送信アンテナ３０２と、外部からの信号を受信するためのアレーアンテナ３０３と、無線端末タグからの反射信号を受信する受信部３０４と、受信部３０４で受信した信号から、その信号の送信元である無線端末タグ又は他のリーダまでの距離と到来方向を算出する測位処理部２２００と、リーダ及び無線端末タグからの反射信号の確からしさを算出する尤度算出部３０６と、他のリーダ及び統合処理部とデータ通信を行う通信部３０７と、他のリーダから送信された基準信号を反射し送信するセミパッシブタグ３０８とで構成される。
【０１８０】
ここで、本実施の形態のリーダ２００１が、図３に示す第１の基地局１００と構成が異なるのは、測位処理部の構成であり、以下、本実施の形態のリーダ２１００の構成のうち、測位処理部２２００について説明する。
【０１８１】
図２１は、本実施の形態のリーダ２００１の測位処理部２２００の内部構成を示すブロック図である。図２１に示す測位処理部２２００は、第一の相関演算部２１０１と、到来方向測定部２１０２と、第二の相関演算部２１０３と、リーダ測位用相関演算部２１０４と、加算部２１０５と、ＩＤ復調部２１０６と、距離算出部２１０７で構成される。
【０１８２】
第一の相関演算部２１０１は、アレーアンテナ３０３及び受信部３０４を介して、外部から受信した受信信号から、リーダ２００１から送信されるパルス系列との相関演算を行い、相関結果を出力する。相関演算は、リーダ２００１から送信するパルスの符号系列と、受信信号のスライディング相関を行う。
【０１８３】
ここで、受信信号には、（１）リーダ２００２に搭載された無線端末タグが、リーダ２００１の基準信号生成部３００で生成した、測位のための基準信号を受信し、当該基準信号を処理して、リーダ２００１へ送信した信号、（２）無線端末タグ２００５が、基準信号生成部３００で生成した、測位のための基準信号を受信し、当該基準信号を処理して、リーダ２００１へ送信した信号、などが含まれる。
【０１８４】
到来方向測定部２１０２は、アレーアンテナ３０３からの受信信号を用いて、到来方向測定を行う。到来方向測定の方法は、さまざまな方法が考えられるが、ここでは例としてビームフォーミングを行う。ビームフォーミングは、アレーアンテナ３０３で受信した信号の位相と振幅を制御することにより、特定の方向に指向性を作り出し、その方向の信号電力から受信波の到来方向を求める方法である。
【０１８５】
第二の相関演算部２１０３は、無線端末タグ２００５がリーダ２００１から受信した測位のための基準信号を再送信する時に付加した符号系列Ｍと、第一の相関演算部の出力結果との相関演算を行い、相関結果を出力する。
【０１８６】
ここで、符号系列Ｍを、図２２（ａ）を用いて説明する。図２２（ａ）は、リーダに搭載されていない、通常の無線端末タグ２００５がリーダ２００１から受信した測位のための基準信号である受信パルスを、再送信する時に付加する符号系列の機能を表している。ここで、符号系列Ｍを二つの機能に分ける。符号系列Ｍの前半をプリアンブル２２０１とし、全無線端末タグで同じ符号系列を付加する。符号系列Ｍの後半は、無線端末タグ２００５にユニーク（固有）な無線端末タグＩＤ２２０２を付加する。前半のプリアンブルは、リーダ２００１で、無線端末タグ２００５が送信した信号を検出するために用いる。
【０１８７】
第二の相関演算部２１０３は、図２２（ａ）に示す符号系列Ｍのうち、プリアンブル２２０１の系列と第一の相関演算部２１０１の出力との相関演算を行う。第二の相関演算部２１０３は、相関結果からＩＤ復調を行うためのタイミング信号を出力する。
【０１８８】
リーダ測位用相関演算部２１０４は、詳細は後述するが、リーダ２００２に搭載された無線端末タグが付加したプリアンブル２２０３を検出する（図２２（ｂ）参照）。リーダ測位用相関演算部２１０４は、第一の相関演算部２１０１から出力される相関演算結果を入力とし、入力と既知のプリアンブルパターンとの相関演算を行い、タイミング信号を出力する。
【０１８９】
ここで、図２２（ｂ）を用いて、リーダ２００２に搭載された無線端末タグが、リーダ２００１から受信した測位のための基準信号を送信する時に付加する符号系列Ｎの機能を説明する。
【０１９０】
図２２（ｂ）は、リーダ２００２を測位するためにリーダ２００２に搭載された無線端末タグにおいて、再送信パルスに付加する符号系列を表している。図左が再送信されるパルスの先頭を表し、右方向へ時間軸をあらわす。図２２（ｂ）に示す符号系列Ｎのうち、プリアンブル２２０３は、リーダ２００２に搭載された無線端末タグにおいて再送信パルスに付加する符号系列の前半部で、リーダに搭載された無線端末タグのすべてにおいて共通の既知のパターンの系列である。ここで、符号系列Ｎのうち、プリアンブル２２０３の符号長は、符号系列Ｍ（図２２（ａ）参照）のうち、プリアンブル２２０１の符号長よりも長い。
【０１９１】
また、図２２（ｂ）に示す符号系列ＮのうちタグＩＤ２２０４は、リーダ２００２に搭載された無線端末タグにおいて再送信パルスに付加する符号系列の後半部で、無線端末タグ固有のＩＤをあらわす。ここで、符号系列Ｎのうち、タグＩＤ２２０４の符号長は、符号系列Ｍ（図２２（ａ）参照）のうち、タグＩＤ２２０２の符号長よりも長い。
【０１９２】
上述のように、リーダ２００２に搭載した無線端末タグは、リーダに搭載されていない、通常の無線端末タグ２００５と比較して、プリアンブル２２０３、タグＩＤ２２０４ともに長い符号長を用いる。
【０１９３】
加算部２１０５は、リーダ測位用相関演算部２１０４からのタイミング信号と第一の相関演算部２１０１からの相関結果を入力とし、リーダ測位用相関演算部２１０４から入力されるタイミング信号に応じてあらかじめ決められた数のパルスを加算する。加算部２１０５は、決められたパルス分加算した信号を出力する。このように、加算部２１０５は、リーダ２００２に搭載された無線端末タグからの送信信号を加算することで、加算利得を得ることができる。
【０１９４】
ＩＤ復調部２１０６は、第一の相関演算部から入力される相関演算結果と、第二の相関演算部２１０３から入力されるタグ検出を示すタイミング信号と、リーダ測位用相関演算部２１０４から入力されるリーダ２００２に搭載されたタグを検出したタイミング信号と、加算部２１０５から出力される加算信号とを入力とする。
【０１９５】
また、ＩＤ復調部２１０６は、第二の相関演算部からのタイミング信号が入力された場合、そのタイミングに応じて、第一の相関演算部から入力される相関演算結果をＡＳＫ復調する。これにより、受信パルスからタグＩＤを検出する。或いは、ＩＤ復調部２１０６は、リーダ測位用相関演算部２１０４からのタイミング信号が入力された場合、加算部２１０５から入力される信号をＡＳＫ復調する。ＩＤ復調部２１０６は、ＡＳＫ復調することで取得したタグＩＤを出力する。
【０１９６】
距離算出部２１０７は、第二の相関演算部２１０３から出力されるタイミング信号と、リーダ測位用相関演算部２１０４から出力されるタイミング信号を入力とする。距離算出部２１０７は、パルスを送信してからの時間をカウントする。パルスの送信タイミングから無線端末タグからの応答が受信されるまでの時間を計算する。これにより、パルスがリーダから無線端末タグまでの往復時間を測定でき、この時間からリーダから無線端末タグまでの距離を求める。このような方法で距離を算出する。
【０１９７】
以上のような構成により、本実施の形態に係るリーダ２００１は、隣接するリーダ２００２に搭載された無線端末タグからの再送信信号を加算する処理を行うことで、加算利得を得ることができる。そのため、本実施の形態に係るリーダ２００１は、無線端末タグを搭載したリーダ２００２を、送信信号に含まれるタグＩＤから特定することができる。
【０１９８】
さらに、本実施の形態に係るリーダ２００１は、隣接するリーダ２００２に搭載された無線端末タグからの再送信信号を加算することで加算利得を得て、リーダに搭載されない、通常の無線端末タグ（例えば、無線端末タグ２００５）よりも、受信パルスの伝搬距離が長くても、通常の無線端末タグと同様に、無線端末タグ２００５又はリーダ２００２を測距することができる。
【０１９９】
次に、図２３を参照して、本実施の形態における、無線端末タグ２００５の構成について説明する。図２３は、無線端末タグ２００５の構成を示すブロック図である。なお、図５に示した無線端末と同様の構成については同じ符号を用い、その動作の説明を省略する。
【０２００】
図２３に示す無線端末タグ２００５は、アンテナ１００１と、サーキュレータ１００２と、変調部２３０１と、増幅器１００３とで構成される。
【０２０１】
アンテナ１００１で受信された信号が、サーキュレータ１００２を介して変調部２３０１へと入力される。
【０２０２】
変調部２３０１は、アンテナ１００１で受信された信号を入力とする。変調部２３０１は、繰り返し入力されるＵＷＢパルスに対してＡＳＫ変調によりタグＩＤを付加する。ＡＳＫ変調されたパルス信号は増幅器１００３へと入力される。
【０２０３】
ここで、図２４を参照し、変調部２３０１において、入力信号２５０１に対してタグＩＤを付加した変調波について説明する。図２４は、変調部２３０１で変調した変調波を説明するための図である。
【０２０４】
入力信号２５０１は、サーキュレータ１００２から入力される受信信号である。なお、入力信号２５０１は、リーダ２００１から送信された信号を無線端末タグ２００５で受信した信号である。入力信号２５０１は、１００ｎｓｅｃ間隔にパルスが生成され、生成パルスに対して、リーダ２００１のリーダＩＤでＡＳＫ変調された信号である。図２４に示す例では、リーダ２００１のリーダＩＤは、５ビットで繰り返されているものとする。また、タグＩＤ２５０２は、リーダＩＤ５ビットの系列長をタグＩＤの１ビットとする。タグＩＤ２５０２は、タグ固有のＩＤである。
【０２０５】
変調部２３０１は、図２４を参照して説明したように、入力信号２５０１に対してタグＩＤ２５０２でＡＳＫ変調し、送信信号２５０３を生成する。
【０２０６】
送信信号２５０３は、タグＩＤが０の時に、信号を送信しない。このように、ＡＳＫ変調により、受信パルス（入力信号２５０１）にタグＩＤを付加する。送信信号２５０３は、無線端末タグ２００５から送信される。
【０２０７】
次に、図２５を参照して、リーダ２００２から送信される信号について説明する。リーダ２００２から送信される信号を示した図である。なお、リーダ２００２に搭載される無線端末タグは、無線端末タグ２００５と同様の構成であるため、その詳細な説明を省略する。
【０２０８】
リーダ２００１は、ＵＷＢパルス信号を一定間隔で繰り返し送信する。送信するＵＷＢ信号のパルス２４０８のパルス幅は、例えば１ｎｓｅｃである。パルス２４０８のパルス幅は、障害物や壁から反射して到来する受信信号を分離する分解能となる。したがって、想定するシステムに応じてパルス幅を決定すればよい。ここでは、屋内環境を想定し、３０ｃｍ程度の分解能が必要とし、１ｎｓｅｃ幅とする。
【０２０９】
生成信号を構成する、パルス２４０１、２４０２、２４０３、２４０４は、いずれも１ｎｓｅｃ幅のＵＷＢパルスである。パルス２４０１は、リーダ２００１で生成される。パルス２４０２は、パルス２４０１がリーダ２００１から送信されてから１００ｎｓｅｃ後にリーダ２００２において生成される。以下、同様に、１００ｎｓｅｃ後にパルス２４０３が、さらに１００ｎｓｅｃ後にパルス２４０４が生成される。リーダ２００１は、このように１００ｎｓｅｃ間隔で、生成信号を構成するＵＷＢパルスの生成を繰り返す。なお、リーダ２００２についても、リーダ２００１と同様の信号を生成する。
【０２１０】
リーダＩＤ２４０５は、リーダが持つ固有のＩＤである。リーダ２００１とリーダ２００２は、お互いに異なるＩＤを持つ。また、リーダＩＤ２４０５は、１と０からなる系列である。ここでは擬似ランダム系列を用いる。リーダＩＤ２４０５は、１をＨｉｇｈ、０をＬｏｗであらわしている。
【０２１１】
リーダ２００２は、リーダＩＤ２４０５と上述した生成信号を構成するパルス２４０１〜２４０４を用いて、送信信号を生成する。つまり、リーダ２００２は、生成パルスをリーダＩＤ２４０５でＡＳＫ変調し、リーダ２００１から送信する送信信号を生成する。
【０２１２】
図２５に示すように、リーダＩＤが０の区間Ａに存在するパルス２４０３は、ＡＳＫ変調されたことにより、区間Ａで送信信号が送信されない。したがって、パルス２４０６、２４０７、２４０８が、リーダ２００１から、送信信号として、送信される。なお、リーダ２００２においても同様の方法で送信信号を生成し、送信する。なお、図２５で示したリーダＩＤは一例であり、さらに、説明を簡略化するために、４ビットの系列長とした。
【０２１３】
また、上記各実施の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。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。
【０２１４】
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で実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【０２１５】
さらには、半導体技術の進歩また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の集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０２１６】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【０２１７】
本出願は、２００８年１１月１９日出願の日本特許出願（特願２００８−２９５５１０）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明にかかる無線測位装置は、基地局自身が、他の基地局との相対的な位置を測定する（相対座標を得る）ことにより、複数の基地局の位置関係を表す座標系を自動的に構築でき、ＵＷＢセミパッシブ方式の基地局、移動端末を有し、リモコン、名札等に装着されたタグのロケータ等として有用である。また物体間の精密な距離測定等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０２１９】
１００ 第１の基地局
１０１ 第２の基地局
１０２ 第３の基地局
１０３ 第４の基地局
１０４ 無線端末
１０５ 有線ネットワーク
１０６ 統合処理部
３００ 基準信号生成部
３０１ 送信部
３０２ 送信アンテナ
３０３ アレーアンテナ
３０４ 受信部
３０５ 測位処理部
３０６ 尤度算出部
３０７ 通信部
３０８ セミパッシブタグ
４００ 通信部
４０１ 基地局座標生成部
４０２ 統一座標変換部
４０３ 合成部
５００ ビーコン復調部（基地局識別番号取得部）
５０１ 基地局リスト
５０２ リスト管理部
５０３ 制御プロセッサ
８０１ 第１のリーダ
８０２ 第２のリーダ
８０３ 測位カメラ
８０４ タグ
８０５ 統合処理部
８１０ セミパッシブタグ
２００１、２００２ リーダ
２００５ 無線端末タグ
２２００ 測位処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線測位装置及び座標構成方法に関し、特にウルトラワイドバンド（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）無線を利用して、無線端末の位置を測定する無線測位装置及び座標構成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された無線測位装置は、３個または４個の無線基地局を用いて端末局で受信される信号の到来時間差を利用して、無線端末の位置を検出する。
【０００３】
図２６は、特許文献１に記載された無線端末の位置検出を行うための測位システム全体図である。図２６に示すように、測位システム１８０１は、複数の無線基地局１８１１、１８１２、１８１３と、計算サーバ１８１４から構成されている。各無線基地局１８１１、１８１２、１８１３と計算サーバ１８１４とは、有線ネットワーク１８１５を介して互いに接続されている。測位システム１８０１は、無線端末１８１０の位置座標を計測するために、無線端末１８１０と各無線基地局の間で送受信される測定用信号１８１６、１８１７、１８１８の伝搬時間差を用いる。測定用信号１８１６、１８１７、１８１８の信号伝搬の絶対的な時間を求めるためには、無線端末１８１０のクロックと無線基地局のクロックが同期している必要がある。
【０００４】
しかし、一般的な無線通信を利用した測位システムでは、無線端末と無線基地局間は非同期である。このため、一般的な無線通信を利用した測位システム絶対的な伝搬時間を利用した測位（ＴＯＡ：Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）を行うことはできない。しかし、複数の無線基地局のクロックを同期させた場合、無線端末から各無線基地局への測定用信号が到達に要した時間の差を求めることができる。そのため、相対的な伝搬時間（伝搬時間差）を利用した測位（ＴＤＯＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）を行うことができる。図２６に示す測位システム１８０１では、後者の方法で伝搬時間差を求めて、無線端末１８１０の位置座標を計測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４２１２２号公報（第６頁、第１２頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した特許文献１に開示されている無線測位装置は、複数の基地局１８１１、１８１２、１８１３への伝搬時間差を用いて無線端末の位置測定を行うので、複数の基地局１８１１、１８１２、１８１３のクロックを同期させる必要がある。そのため、複数の基地局間をケーブルで接続するか、又は無線端末１８１０の位置座標を計測するための基地局１８１１、１８１２、１８１３とは別に、複数の基地局間のクロックを同期させるための基準局を設置する必要がある。
また、複数の基地局１８１１、１８１２、１８１３への伝搬時間差から、無線端末１８１０の位置を測定するためには、基地局間の相対的な位置関係を、データとしてあらかじめ保持する必要がある。そのため、各基地局の位置（統一座標）をあらかじめ測定し、各基地局へ、その位置情報を入力しなければならない
【０００７】
本発明の目的は、一つの基地局で受信した信号のみから無線端末等の位置を特定することができる一点測位技術を用いて、基地局自身が、他の基地局との相対的な位置を測定し（相対座標を得る）、この測定結果を統合して絶対座標に変換することにより、複数の基地局の位置関係を表す統一座標系を自動的に構築できる無線測位装置及び座標構成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の基地局と、無線端末とから構成される無線測位装置であって、前記複数の基地局の各々は、測位のための基準信号を生成する基準信号生成部と、前記基準信号を送信する送信部と、外部からの信号を受信する受信部と、前記受信された信号に基づいて、前記信号の送信元である無線端末または基地局までの位置を算出する測位処理部と、他の基地局から送信された基準信号を受信し、再送信する基準信号再送信部とを有し、前記無線端末は、前記基準信号を受信する端末受信部と、受信した基準信号を再送信する端末送信部とを有し、前記複数の基地局のうち第１の基地局が送信する基準信号が、第２の基地局に含まれる前記基準信号再送信部により受信され、かつ再送信され、前記再送信された基準信号は前記第１の基地局に含まれる前記受信部で受信され、受信された基準信号に基づいて、前記第１の基地局に含まれる前記測位処理部は前記第２の基地局までの位置を測定する無線測位装置を提供する。そのため、各基地局は、基準信号を用いて他の基地局または無線端末との相対位置を測定することができる。
【０００９】
上記無線測位装置において、前記複数の基地局を相互に接続する伝送路と、前記伝送路により前記複数の基地局の各々と接続された統合処理部とをさらに備えてもよく、前記統合処理部は、前記伝送路から情報を受信する通信部と、前記複数の基地局の各々で測定された測位結果から、前記複数の基地局の各々の位置関係を表す統一座標を作成し、前記複数の基地局の少なくともいずれかで測定された前記無線端末に関する測位結果から、前記無線端末の位置を統一座標に変換する統一座標変換部とを有する構成としてもよい。
そのため、複数の基地局間で測定した測位結果に基づき、複数の基地局の位置関係を表す統一座標を自動的に構成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る無線測位装置及び座標構成方法によれば、一つの基地局で受信した信号のみから無線端末等の位置を特定することができる一点測位技術を用いて、基地局自身が、他の基地局との相対的な位置を測定し（相対座標を得る）、この測定結果を統合して絶対座標に変換することにより、複数の基地局の位置関係を表す統一座標系を自動的に構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における無線測位装置の全体構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における測位の手順を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における基地局の構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における統合処理部の構成を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における基地局の構成を示す図
【図６】本発明の実施の形態２における基地局リストの構成を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における無線測位装置の全体構成の複数の基地局の配置例を示す図
【図８】図７の基地局が有する基地局リストの一例を示す図
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、基地局の環境に変化が生じた場合の、制御プロセッサにおける処理手順を示したフロー図
【図１０】基地局が追加された場合の、本発明の実施の形態２における無線測位装置を示す図
【図１１】図１１（ａ）は基地局リスト（基地局の追加前）を示す図、図１１（ｂ）は基地局リスト（基地局の追加後）を示す図
【図１２】２つの無線測位装置を結合して形成された本発明の実施の形態２における無線測位装置を示す図
【図１３】本発明の実施の形態２における無線測位装置の基地局リストであって、図１３（ａ）は、２つの無線測位装置のうち、一方の無線測位装置の基地局リストを示す図、図１３（ｂ）は、他方の無線測位装置の基地局リストを示す図、図１３（ｃ）は、２つの無線測位装置を結合して形成された新たな無線測位装置の基地局リストを示す図
【図１４】基地局が相対局を変更した場合の、実施の形態２における無線測位装置を示す図
【図１５】図１５（ａ）は相対局の変更前の基地局リストの一例を示す図、図１５（ｂ）は相対局変更後の基地局リストの一例を示す図
【図１６】基地局リストを分割した場合の、実施の形態２における無線測位装置を示す図
【図１７】図１７（ａ）は実施の形態２における無線測位装置の基地局リスト（分割前）を示す図、図１７（ｂ）（ｃ）は実施の形態２における無線測位装置の基地局リスト（分割後）を示す図
【図１８】本発明の実施の形態３の無線測位装置の全体構成図
【図１９】本発明の実施の形態４の無線測位装置が設置される環境を示した図
【図２０】本発明の実施の形態４のリーダ２００１の構成を示すブロック図
【図２１】測位処理部２２００の内部構成を示すブロック図
【図２２】（ａ）符号化列Ｍの機能を表す図、（ｂ）符号化列Ｎの機能を表す図
【図２３】無線端末タグ２００５の構成を示すブロック図
【図２４】変調部２３０１で変調した変調波を説明するための図
【図２５】リーダ２００２から送信される信号を示した図
【図２６】従来の無線測位装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の無線測位装置を示した図である。図１において、無線測位装置は、一点測位が可能な第１の基地局１００、第２の基地局１０１、第３の基地局１０２、第４の基地局１０３と、位置を測定される無線端末１０４と、通信を行うための有線ネットワーク１０５と、複数の基地局で測定した無線端末の位置情報を用いて無線端末の位置の精度を向上するための計算を行う統合処理部１０６で構成される。
【００１４】
ここで、一点測位とは、従来例に示される装置のように、複数の基地局で受信した信号を利用して端末の位置を特定するのではなく、一つの基地局で受信した信号のみから無線端末の位置を特定する方法である。一点測位は、例えば基地局と無線端末の距離と、基地局に対する無線端末の方向を測定することにより無線端末の位置を特定する。
【００１５】
第１の基地局１００は、無線信号を用いて無線端末の位置を測定する機能を備える。第２の基地局〜第４の基地局１０１、１０２、１０３も第１の基地局１００と同様に、無線端末の位置を測定する機能を備える。第１〜第４の基地局１００、１０１、１０２、１０３は、それぞれ、設定された通信距離に対応する一定の範囲内に存在する無線端末の位置を測定する。設定された通信距離は、信号電力が減衰、壁、パーティションなどによる遮蔽、曲がった廊下など、無線端末が存在するエリアの伝搬環境条件により、ある範囲内に限定される。ここで、基地局、無線端末がＵＷＢ無線信号を使用するとすれば、送信電力の制約からその位置測定範囲は基地局を中心とする半径１０〜３０ｍと考えられる。
【００１６】
そこで、移動無線端末の位置をより広い範囲で測定するために、図１のように複数の基地局を設置する。この時、隣接する基地局間の距離は、隣接する基地局が送信する信号を受信することができる間隔とする。例えば、基地局の位置測定可能エリアが基地局を中心として１０ｍ〜３０ｍ離れた範囲で有るとすると、基地局の位置測定可能エリアがお互いに接する範囲に置かれる場合が、距離について最悪条件となる。その場合、基地局は、自局を中心として２０ｍ〜６０ｍ離れた範囲で測位が可能である必要がある。一例として、複数の基地局は、一例として天井に離散的に配置され、お互いに伝搬直線距離が短く、見通し可能な伝搬である様な環境では、上述のように、距離についても最悪条件より緩和され、損失においてもリンクバジェットで考慮すべきマージンより少なくなる。しかしながら、基地局の配置は、必ずしも見通し可能な環境（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｔｅ）に限定はされない。特に、基地局は一度設置された場合には、お互いに固定されているため、相対位置変化しない。このため、通信時間に比較して長時間の信号積分を用いることにより、信号感度を改善することができる。このため、例えば基地局が地上４ｍの高さに、互いに２０ｍ程度離れて設置される、すなわちそれぞれの測位エリアが半径１０ｍでオーバーラップするような配置において、基地局を配置できる例が典型的な配置と考えられる。
【００１７】
図２を用いて、無線端末１０４の位置を測定する方法について説明する。図２は、無線端末１０４の位置を測定するために、第１の基地局１００と無線端末１０４との間で行われるやり取りを示したフロー図である。無線端末の位置を測定するために、第１の基地局１００と無線端末１０４とで無線信号をやり取りする。無線信号を用いた位置測定方法はいくつか存在するが、一点測位を行う一例として、基地局が無線端末から受信する信号の距離と角度を求める方法で行う。
【００１８】
図２の手順２００において、第１の基地局１００は、無線端末１０４へ基準信号を送信する。基準信号は、例えば、送信される時間の短いＵＷＢパルス信号や、Ｍ系列のような自己相関特性の高い信号などを用いることができる。ここでは例としてＵＷＢパルス信号を用いたパッシブ方式またはセミパッシブ方式であることを前提として説明する。
【００１９】
手順２０１において、無線端末１０４は、第１の無線基地局１００から送信された基準信号を受信する。無線端末１０４は、基地局からの受信信号を増幅する。
【００２０】
次に、手順２０２において、増幅した第１の基地局１００から受信した基準信号を再び第１の基地局へ送信する。
【００２１】
次に、手順２０３において、無線端末１０４からの返信を第１の基地局１００で受信する。このように、第１の基地局１００から送信された基準信号は、無線端末１０４で増幅され後に反射され、再び第１の基地局１００で受信される。
【００２２】
次に、手順２０４において、第１の基地局１００は、基準信号が第１の基地局１００から送信されてから、無線端末１０４で反射され、再び第１の基地局１００で受信されるまでに要した到来時間を測定する。
【００２３】
次に、手順２０５において、測定した到来時間から、第１の基地局１００と無線端末１０４との距離を算出する。以上の手順で、基地局から無線端末までの距離を求めることができる。
【００２４】
手順２０６において、第１の基地局１００で受信される無線端末１０４からの到来波の到来方向を求める。到来方向の算出には、複数の受信アンテナを用いて、それぞれの受信アンテナで受信される信号の位相差から到来方向推定アルゴリズムを用いて求める方法を用いる。各アンテナで受信された到来波の位相から到来方向を推定する方法としては、例えば、ＭＵＳＩＣ（Ｕｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｆｉｃａｔｉｏｎ）法やＥＳＰＲＩＴ（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｖｉａ Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）法が挙げられる。単純に複数受信信号を合成してビームスイープして最大受信方向を求める方法も一般的である。以上の手順で第１の基地局１００から無線端末１０４までの距離と、無線端末１０４から送信される信号を第１の基地局１００で受信した時の到来方向を求めることによって、無線端末１０４の位置を測定することができる。
【００２５】
次に、図１を用いて、無線測位装置における複数の基地局の位置検出について説明する。図１において、第１〜第４の基地局１００、１０１、１０２、１０３は、それぞれ有線ネットワーク１０５、例えばイーサネット（登録商標）ケーブルで相互に接続され、さらに統合処理部１０６と接続されている。第１の基地局１００で測定された無線端末１０４の位置情報は、有線ネットワーク１０５を介して、統合処理部１０６へ送信される。統合処理部１０６は、複数の基地局で測定された無線端末の位置情報を集め、一つの統一座標にまとめる処理を行う。この統一座標を絶対座標とする
【００２６】
ここで、統合処理部１０６が統一座標にまとめる処理を行うためには、設置された複数の基地局の位置が検出されていることが必要である。以下に、基地局の座標を得て統一座標を作成する方法を説明する。複数の基地局が存在する場合、まず、座標軸（原点）を決定する必要がある。図１に示す例においては、第１の基地局１００の位置を原点とした座標を作成する。１つの基地局を基準点に設定することにより、複数の基地局の絶対座標をあらかじめ求めておく必要のある従来の技術と比較して、容易に、基地局の位置関係を表す座標系を定めることができる。
【００２７】
なお、原点の決定は、第１の基地局１００に限られるものではなく、他の基地局が原点になっても良い。これにより基地局を構成する場合に、どれか一つの基地局を原点とすればいいので、基地局自体の機器を変更することなく測位範囲の変更が容易に行える。
【００２８】
第１の基地局１００の位置に原点を決めると、第２の基地局１０１において測定されるデータは、第１の基地局１００を原点とする座標に対して第２の基地局１０１の位置座標をオフセットすることにより測定されることになる。そこで、第２の基地局１０１の原点からの座標を求め、この第２の基地局１０１の座標を用いて、第２の基地局１０１で測定された結果を補正することで、第２の基地局１０１で測定された端末１０４の位置を第１の基地局１００の位置を基準とする統一座標に変換することができる。
【００２９】
第２の基地局１０１は、原点との相対座標を得るために、第１の基地局１００の位置を測位する。測位の方法は図２で説明したフロー図と同様である。基地局は、隣接する基地局の測位を可能とするために、第１乃至第４の無線基地局１００、１０１、１０２、１０３は、それぞれ、無線端末１０４と同様の構成を備える。または、無線端末１０４と同様の構成の端末を第１乃至第４の基地局の内部に有しても良い。
【００３０】
次に、測位の手順を説明する。第２の基地局１０１は、測位のための基準信号を送信する。第１の基地局１００は、第２の基地局１０１から送信された基準信号を受信し、受信した信号を増幅した後に反射信号として送信する。第２の基地局１０１は、第１の基地局１００において増幅され反射された基準信号を受信し、受信した信号から到来波の距離と到来角度を求めることで、第１の基地局１００の位置を特定する。
【００３１】
以下同様に、第３の基地局１０２は、隣接する第２の基地局１０１の位置を測定するために基準信号を送信する。第３の基地局１０２から送信された基準信号は、第２の基地局１０１で受信され増幅された後に、反射信号として送信される。第３の基地局１０２は、第２の基地局１０１において増幅され反射された基準信号を受信し、受信した信号から到来波の距離と到来角度を求めることで第２の基地局１０１の位置を特定する。
【００３２】
この時、第３の基地局１０２は、隣接基地局として第１の基地局１００と第２の基地局１０１が測位のために送信する基準信号が到達することができる範囲に存在するものとする。このため、相対座標を得るための基地局が二つ存在するが、どちらの基地局から相対座標を得てもかまわない。例えば第１の基地局１００の位置を測位し第１の基地局１００から相対座標を得ることで原点と補正を行うことも可能であるし、第２の基地局１０１の位置を測位し第２の基地局１０１からの相対座標を得た場合でも、第２の基地局１０１は、第１の基地局１００を測位し基地局１００との相対座標を得ているので、第３の基地局１０２は、間接的に第２基地局１０１を経由し、原点と補正を行うことができる。
【００３３】
なお、第３の基地局１０２は、基準信号が到達することができる範囲内に存在する二つの隣接基地局の一方を選択し相対座標を求めたが、これに限らず、両方の基地局を測位し両方の基地局との相対座標を求めても良い。この場合、二つの相対座標を用いて合成することにより測定精度を高めることができる。二つのデータを合成する方法には、測定結果の平均を算出する方法や、到来波の受信電力を用いて重み付け合成する方法を用いる。
【００３４】
次に、第４の基地局１０３は、隣接する第２の基地局１０１の位置を測定するために基準信号を送信する。第４の基地局１０３から送信された基準信号は、第２の基地局１０１で受信され増幅された後に、反射信号として送信される。第４の基地局１０３は、第２の基地局１０１において増幅され反射された基準信号を受信し、受信信号から到来波の距離と到来角度を求めることで第２の基地局１０１の位置を特定する。このようにそれぞれの基地局が隣接する基地局を測位することで得た相対座標のデータは、有線ネットワーク１０５を介して統合処理部１０６へ送信される。統合処理部１０６は、それぞれの基地局で測定された隣接基地局の相対座標を用いて、一つの基地局の位置を原点とした統一座標を作成する。図１の場合、例として第１の基地局１００を原点としている。この方法により、それぞれの基地局は、隣接基地局の位置を測位することで、複数の基地局を一つの座標系上にマッピングすることができるので、一つの基地局の測位できる範囲に限りがある場合でも、大きな範囲を持った座標系を作成することができる。
【００３５】
統合処理部１０６は、各基地局で測定された無線端末の位置を、上記に説明した統一座標上の座標へ変換する処理を行う。つまり、それぞれの基地局においては、自基地局の範囲内に存在する無線端末の位置に関して自基地局を原点とした座標で測定し、測定した座標のデータを統合処理部へ送信すればよく、それぞれの基地局で統一座標を保持する必要は無い。よって、各基地局の構成や位置が変更された場合でも、統一座標を容易に再構築することが可能である。
【００３６】
図３は、第１の基地局１００の内部構成を示したブロック図である。第１の基地局１００は、測位のための基準信号を生成する基準信号生成部３００と、基準信号を無線信号に変換する送信部３０１と、送信アンテナ３０２と、外部からの信号を受信するためのアレーアンテナ３０３と、無線端末からの反射信号を受信する受信部３０４と、受信部３０４で受信した信号から、その信号の送信元である無線端末または基地局までの距離と到来方向を算出する測位処理部３０５と、基地局及び無線端末からの反射信号の確からしさを算出する尤度算出部３０６と、他の基地局及び統合処理部とデータ通信を行う通信部３０７と、他の基地局から送信された基準信号を反射し送信するセミパッシブタグ３０８とで構成される。
【００３７】
図３を用いて基地局の動作を説明する。基準信号生成部３００は、測位に使用する基準信号を生成する。ここでは例としてＵＷＢパルス信号を用いる。
【００３８】
送信部３０１は、基準信号生成部で生成した基準信号のベースバンド信号を無線周波数の信号に変換する。この時、増幅、帯域制限等の処理を送信部３０１で行う。送信アンテナ３０２は、送信部３０１で無線周波数に変換された基準信号を空間に送信する。アレーアンテナ３０３は、無線端末及び基地局からの反射信号を受信する。
【００３９】
受信部３０４は、アレーアンテナ３０３で受信された無線信号をベースバンド信号に変換する。この時、増幅、帯域制限等の処理を受信信号に対して施す。
【００４０】
測位処理部３０５は、受信部でベースバンド信号に変換された基準信号を入力とする。測位処理部３０５は、反射信号の送信元である無線端末又は基地局までの距離を、別途生成される制御信号の入力に応じて基準信号を用いて求める処理と、アレーアンテナに含まれる、異なるアンテナ素子で受信された基準信号から、基準信号の到来方向を算出し、通信部３０７へ入力する。距離を求める方法は、前述したように基準信号を送信してから無線端末及び基地局で反射し、反射信号が受信されるまでの時間を測定する。到来方向の測定方法は、前述したように、複数のアンテナで反射信号を受信した信号を用いて到来方向推定アルゴリズムにより算出する。
【００４１】
尤度算出部３０６は、受信部３０４から出力されるベースバンド信号に変換された基準信号を入力とする。尤度算出部３０６は、到来波から求めた測位結果の確からしさを表す尤度を算出する。尤度としては、受信電力を基準に算出する方法が考えられる。
【００４２】
ここで、尤度とは、求めた測位結果の確からしさを表す値である。到来波の受信電力に注目すると、受信電力の高い到来波は、雑音の影響を受けにくいため、この到来波を用いて求めた測位結果は正確な値が得られる可能性が高い。しかし、受信電力の低くなればなるほど雑音の影響が大きく受けるため、測位結果の信頼性が低くなる。この特性を利用し、尤度算出部３０６は、到来波の受信電力を求めた測位結果の尤度として出力する。なお、尤度の例として受信電力を用いる場合を示したが、これに限るものではなく、到来波の特性を現したものであればよい。
【００４３】
通信部３０７は、測位処理部３０５から出力される測位結果と尤度算出部３０６から出力される尤度を有線ネットワーク１０５に送信する。なお例として、通信部３０７は、有線ネットワークを対象としたが、これに限るものではなく、無線ＬＡＮのような無線ネットワークを用いてもよい。この場合、基地局の設置容易性が向上する。基地局を追加或いは削除する場合において、ネットワークを設置或いは撤去する必要が無い。基地局の位置を変更する場合においても、ネットワークの変更の手間を省くことができる。
【００４４】
セミパッシブタグ３０８は、無線端末１０４と同様の構成である。なお、このセミパッシブタグは、基準信号再送信部と称してもよい。セミパッシブタグ３０８は、基地局から送信される測位のための基準信号を受信し増幅処理を行った後に、再び基地局へ送信する。セミパッシブタグ３０８は、隣接基地局から測位する場合に用いる。隣接基地局は、測位する対象の基地局のセミパッシブタグに対して測位基準信号を送信し、送信した信号がセミパッシブタグにより反射して自基地局へ返ってくる信号を受信する。この信号の距離と到来方向を測定することで、隣接基地局の位置を測定できる。すなわち、無線端末１０４と同様の構成を基地局に備えることにより、他の基地局から、該基地局の位置を測定できる構成である。
【００４５】
次に、図１の統合処理部１０６について、図４を用いて説明する。統合処理部１０６は、複数の基地局において測定されたデータを、統一座標にまとめる処理を行う。図４は、統合処理部１０６の構成を示したブロック図である。統合処理部１０６は、通信部４００と、基地局座標生成部４０１と、統一座標変換部４０２と、合成部４０３で構成される。
【００４６】
通信部４００は、有線ネットワーク１０５と接続され、基地局とのデータのやり取りを行う。通信の方式としては例えばイーサネット（登録商標）やワイヤレスＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）などがある。通信部４００は、複数の基地局の各々から測位結果のデータを受信したり、統一座標に変換されたデータを各基地局へ送信したりする。なお、各基地局で得られた測位結果は、それを測定した基地局に固有の識別ＩＤが付加されて、送信される。なお、無線端末１０４も、受信した信号を増幅して、反射信号として送信する際に、自端末に固有の識別ＩＤを付加して送信する。
【００４７】
基地局座標作成部４０１は、通信部４００で受信した測位結果の中から、識別ＩＤが「基地局」を表す測位結果を抽出する。抽出した測位結果から、ある基地局を原点として、それ以外の基地局の位置を表す統一座標を作成する。このとき、一つの識別ＩＤについて、複数の測位結果が存在する場合がある。ここで、例えば基地局の送出信号をスペクトル拡散することにより、各基地局が符号分割多重をしている場合においては、基地局間の時間同期をする必要が無く、それぞれの基地局からの信号に対して無線端末が自ＩＤを付加してそれぞれの基地局に返送している。これは、一つの基地局を複数の基地局が測位したことを表す。一つの識別ＩＤに対して複数の測位結果が存在する場合は、それらの平均を算出することや、尤度算出部３０６が出力する尤度を用いて重み付け合成を行うことができる。平均処理や合成処理を行うことにより、ある基地局を原点とした、より精度の高い統一座標を作成することができる。
【００４８】
統一座標変換部４０２は、基地局座標生成部４０１において生成された各基地局の統一座標と、通信部４００から出力される、無線端末の位置を表す測位結果を入力とする。統一座標変換部４０２は、測位結果の中から基地局以外の識別ＩＤを示す結果を抜き出し、その無線端末を測位した基地局の統一座標をもちいて、無線端末の測位結果を統一座標上の点に変換する。
【００４９】
合成部４０３は、合成部に入力される測位結果を合成する。合成は、同じ無線端末の識別番号（ＩＤ）を持った測位結果で、異なる基地局で測定されたものについて行う。合成の方法は、複数の基地局で測定された同じ無線端末ＩＤを示す結果の平均を演算する方法や、測位と同時に尤度算出部３０６において算出した尤度を用いて測位結果を重み付け合成する方法がある。重み付け合成に使用する尤度としては、測位に用いた到来波の受信電力がある。平均処理、或いは尤度合成処理を測位結果に施すことにより、測位結果の精度を高めることができる。これは、各基地局の位置を一つの座標系で表すことで、複数の基地局で測定された結果を関連づけることができるため、実現できる。
【００５０】
図５は、図１における無線端末１０４の内部構成を示した図である。無線端末１０４は、アンテナ１００１と、サーキュレータ１００２と、増幅器１００３で構成される。
【００５１】
アンテナ１００１は、基地局から空間に送信される基準信号を受信する。受信した信号はサーキュレータ１００２へ入力される。
【００５２】
サーキュレータ１００２は、アンテナから入力される信号を増幅器１００３へ送り、増幅器１００３から出力される信号をアンテナ１００１へ送る。サーキュレータは入力信号を一方向にのみ通す機能を有する電子部品である。したがって、アンテナから入力された信号が増幅器の出力へ送られることと、増幅器の出力が増幅器の入力に送られることは無い。
【００５３】
増幅器１００３は、サーキュレータを通ったアンテナで受信された基地局からの信号を入力される。入力された信号は増幅され、増幅器１００３から出力される。増幅器から出力された信号はサーキュレータのアンテナからの入力とは別の端子から入力され、アンテナ１００１へ送られる。
【００５４】
アンテナ１００１は、サーキュレータから送られてくる信号を空間へ送信する。
【００５５】
このように、無線端末１０４では、入力信号を増幅して再び送信する。これにより、基地局から送信される基準信号を受信し、再び基地局へ送信することができる。
【００５６】
なお、図５に示す無線端末１０４は、送受信アンテナを共用する構成だが、これに限らない。無線端末１０４は、送受信用にそれぞれ、アンテナを設けても良い。
【００５７】
なお、図５の示す無線端末１０４は、受信信号を増幅し再び送信する構成だが、これに限らない。無線端末１０４は、受信信号を検波しベースバンド信号に変換した後、再び無線信号にアップコンバートし、増幅、再送信する構成としても良い。この場合、検波してダウンコンバートする受信部と、無線信号にアップコンバートし、増幅する送信部とで構成される。
【００５８】
以上に説明したように、測位される無線端末と同様の構成の無線タグを一点測位の基地局に搭載することにより、基地局同士の測位結果を利用して、複数の基地局の統一座標を、あらかじめ設定することなく自動的に構築することができる。また、一度構築した座標系において、新たな基地局の追加や、既存の基地局の削除を行った場合に、自動的に統一座標を再構築することができる。これにより機器の設置容易性が高まる。さらに、作成した統一座標を用いて、複数の基地局で測定された結果に平均処理や重み付け合成処理を施すことにより、測定結果の精度を向上させることができる。
なお、統一座標を作成するときに、基地局を測位した結果を用いるだけでなく、無線端末の測位結果を用いてもよい。複数の基地局から測位できる位置に無線端末を配置し、複数の基地局から無線端末を測位する。それぞれの基地局で測定した無線端末の測位結果が一致するように統一座標を作成、或いは補正する。これにより、隣接する基地局がお互いに電波が到達できない距離にある場合でも、無線端末を隣接する基地局の両方に電波が到達できる距離に配置し、無線端末の測位結果を利用して統一座標を作成することができる。或いは、複数の基地局から測位した無線端末の結果を用いて統一座標を補正することで、統一座標を作成する精度を向上することができる。
なお、統一座標を作成するときに、一つの無線端末を利用する方法を示したが、これに限るものではなく、無線端末を複数利用してもよい。複数端末の測位結果を用いて統一座標を作成することで、作成する統一座標の精度を向上させることができる。
【００５９】
本実施の形態で説明した構成により、本願発明にかかる基地局は、基地局と無線端末を区別することなく測位することができる。これにより、基地局は、基地局か無線端末のどちらの測位結果であるかを意識することなく、統合処理部に情報を送信すればよい。ただし、送信内容には、測位結果のそれぞれに、測位対象を示す識別ＩＤが付加されている。
【００６０】
統合処理部は、測位結果に付加されている識別ＩＤから基地局の測位結果であるか無線端末の測位結果であるかを判断し、基地局の測位結果を利用して統一座標を構築することができる。基地局は、基地局か無線端末の測位結果であるかを意識しないので、基地局が追加或いは削除された場合でも、設定を変更する必要は無い。基地局が追加或いは削除された場合、統合処理部で統一座標を再作成すればよいので、基地局の設置容易性が高まる効果がある。
【００６１】
（実施の形態２）
以下に、図６〜図１７を参照し、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１と重複する部分について、同じ符号を用いてその説明を省略し、構成が異なる部分について、その機能と動作の説明を行う。実施の形態２の無線測位装置は、基地局が自立分散的に統一座標を作成する方法を説明する。また、一度構築した統一座標においても、新たな基地局の追加や、既存の基地局の削除等の基地局の環境に変化が生じた場合に、自律分散的に、統一座標を再構築することができる。
【００６２】
図６は、本発明の実施の形態２における無線測位装置の一例を示す図である。図６に示す実施の形態２の無線測位装置は、一点測位が可能な複数の基地局Ａ〜基地局Ｇと、位置を測定される無線端末１０４と、通信を行うための有線ネットワーク１０５と、複数の基地局で測定した無線端末の位置情報を用いて無線端末の位置の精度を向上するための計算を行う統合処理部１０６とで構成される。図６の矢印（点線）先の基地局が、測位の対象となる基地局（相対局）であることを示す。
【００６３】
ここで、一点測位とは、従来例に示される装置のように、複数の基地局で受信した信号を利用して端末の位置を特定するのではなく、一つの基地局で受信した信号のみから無線端末の位置を特定する方法である。一点測位は、例えば基地局と無線端末の距離と、基地局に対する無線端末の方向を測定することにより無線端末の位置を特定する。
【００６４】
基地局Ａ〜Ｇは、実施の形態１の基地局同様、無線信号を用いて無線端末の位置を測定する機能を備える。基地局Ａ〜基地局Ｇは、それぞれ、設定された通信距離に対応する一定の範囲内に存在する無線端末の位置を測定する。設定された通信距離は、信号電力が減衰、壁、パーティションなどによる遮蔽、曲がった廊下など、無線端末が存在するエリアの伝搬環境条件により、ある範囲内に限定される。
【００６５】
そこで、移動無線端末の位置をより広い範囲で測定するために、図６のように複数の基地局Ａ〜Ｇを設置する。この時、隣接する基地局間の距離は、隣接する基地局が送信する信号を受信することができる間隔とする。また、複数の基地局は、一例として天井に離散的に配置され、お互いに伝搬直線距離が短く、見通し可能な伝搬である様な環境が想定されるが、必ずしも見通し可能な環境（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｔｅ）に限定はされない。
【００６６】
ここで、基地局の位置を測位する方法は、実施の形態１と同じであるため、その説明を省略する。また、同様に、実施の形態２において、無線端末１０４の位置を測定する方法は、実施の形態１の手順（図２）と同じであるため、その説明を省略する。
【００６７】
次に、図７を参照し、実施の形態２の基地局の内部構成を説明する。図７は、実施の形態２の基地局Ａの内部構成を示したブロック図である。
ここで、実施の形態２の基地局Ａの内部構成が、図３に示す第１の実施の形態の第１の基地局１００の内部構成と異なる点は、実施の形態１の第１の基地局１００の内部構成に加えて、隣接基地局が送信する基準信号から基地局の識別番号（ＩＤ）を取得するビーコン復調部５００と、基地局の相対座標を保持した基地局リスト５０１と、基地局リスト５０１の情報を追加・削除等を管理するリスト管理部５０２と、基準信号生成部３００、測位処理部３０５、尤度算出部３０６、ビーコン復調部５００、及びリスト管理部５０２制御する制御プロセッサ５０３を備える点である。なお、ビーコン復調部５００は、基地局識別番号取得部と称してもよい。
【００６８】
制御プロセッサ５０３は、基準信号を送信する命令を基準信号生成部３００へ出力する。基準信号生成部３００は、制御プロセッサ５０３からの命令を受けて、測位に使用する基準信号を生成する。ここでは例としてＵＷＢパルス信号を用いる。送信部３０１は、基準信号生成部で生成した基準信号のベースバンド信号を無線周波数の信号に変換する。この時、増幅、帯域制限等の処理を送信部３０１で行う。送信アンテナ３０２は、送信部３０１で無線周波数に変換された基準信号を空間に送信する。
【００６９】
アレーアンテナ３０３は、無線端末及び基地局からの反射信号を受信する。受信部３０４は、アレーアンテナ３０３で受信された無線信号をベースバンド信号に変換する。この時、増幅、帯域制限等の処理を受信信号に対して施す。
【００７０】
測位処理部３０５は、制御プロセッサ５０３からの命令に基づき、反射信号の送信元である無線端末又は基地局までの距離を、別途生成される制御信号の入力に応じて基準信号を用いて求める処理を行う。また、測位処理部３０５は、制御プロセッサ５０３からの命令に基づき、アレーアンテナに含まれる異なるアンテナ素子で受信された基準信号から、基準信号の到来方向を算出し、制御プロセッサ５０３へ入力する。距離を求める方法は、前述したように基準信号を送信してから無線端末及び基地局で反射し、反射信号が受信されるまでの時間を測定する。到来方向の測定方法は、前述したように、複数のアンテナで反射信号を受信した信号を用いて到来方向推定アルゴリズムにより算出する。
【００７１】
ビーコン復調部５００は、通信部３０７から出力されるベースバンド信号に変換された基準信号を入力とする。ビーコン復調部５００は、基準信号に載せて送信される各基地局に割り当てられた個別の基地局のＩＤを復調し、制御プロセッサ５０３へ基地局ＩＤを出力する。これにより、基準信号がどの基地局から送信された信号であるかを識別することができる。基準信号を識別することにより、自基地局の周りに存在する隣接基地局を区別することができるため、相対座標を取得することができる隣接基地局を選択することができる。
【００７２】
尤度算出部３０６は、受信部３０４から出力されるベースバンド信号に変換された基準信号を入力とする。尤度算出部３０６は、到来波から求めた測位結果の確からしさを表す尤度を算出する。尤度としては、受信電力を基準に算出する方法が考えられる。ここで、尤度とは、求めた測位結果の確からしさを表す値である。到来波の受信電力に注目すると、受信電力の高い到来波は、雑音の影響を受けにくいため、この到来波を用いて求めた測位結果は正確な値が得られる可能性が高い。しかし、受信電力の低くなればなるほど雑音の影響が大きく受けるため、測位結果の信頼性が低くなる。この特性を利用し、尤度算出部３０６は、到来波の受信電力を求めた測位結果の尤度として出力する。なお、尤度の例として受信電力を用いる場合を示したが、これに限るものではなく、到来波の特性を現したものであればよい。
【００７３】
制御プロセッサ５０３は、測位処理部３０５から出力される測位結果と、ビーコン復調部５００から出力される基地局ＩＤと、尤度算出部３０６から出力される尤度とを入力とし、通信部３０７へこれら情報を出力する。制御プロセッサ５０３は、統一座標を作成する制御を行う。制御方法は後述する。
【００７４】
基地局リスト５０１は、統一座標に存在する基地局の情報のリストである。リストには基地局ＩＤ、相対座標を取得した隣接基地局のＩＤ、隣接基地局の測位結果、原点を表すフラグが格納されている。このリストを全ての基地局で共有することで、どの基地局を経由すれば原点座標まで到達するかを調べることができる。
【００７５】
図８は、図６に示す無線測位装置の基地局リスト５０１を示す図である。図８に示す基地局リスト５０１は、左から右へ順に基地局ＩＤ、相対局ＩＤ、相対局の測位結果、及びＭａｓｔｅｒフラグから構成される。基地局ＩＤは、基地局の識別番号を表す。また、列方向は同じ基地局ＩＤのデータを表す。相対局ＩＤは、基地局が隣接基地局を測位し相対座標を取得した基地局の識別番号を表す。相対局の測位結果は、相対局ＩＤの基地局の位置座標（ｘ、ｙ）を測位した結果である。Ｍａｓｔｅｒフラグは、基地局が原点の位置に存在するかどうかを示すフラグで、Ｍａｓｔｅｒフラグが１の場合、その基地局が原点の位置にあることを表し、Ｍａｓｔｅｒフラグが０の場合、その基地局は原点の位置ではない。例えば、図８に示す基地局リスト５０１の１行目を参照すると、基地局ＩＤが１である基地局（図６の基地局Ａ）は、相対局ＩＤと相対局の測位結果は有しない。したがって、基地局Ａは、図６に示すにように、座標軸（原点）に存在することを示す。基地局ＡのＭａｓｔｅｒフラグは、１となる。
【００７６】
また、図８に示す基地局リスト５０１の２行目を参照すると、基地局ＩＤが２である基地局（図６の基地局Ｂ）は、相対局ＩＤが１であり、その相対局の測位結果は、ｘ軸が−１０、ｙ軸が−１０である。したがって、基地局Ｂは、基地局Ｂの相対局である基地局Ａに対して、ｘ軸方向へ−１０、ｙ軸方向へ−１０移動した場所に位置する。そして、基地局Ｂは、座標軸（原点）に存在しないので、基地局ＢのＭａｓｔｅｒフラグは、０となる。
【００７７】
同様に、図８には、基地局ＩＤがそれぞれ３〜７である複数の基地局のそれぞれ（図６の基地局Ｃ〜基地局Ｇ）について、相対局ＩＤ、相対局の測位結果、及びＭａｓｔｅｒフラグが示されている。したがって、基地局は、基地局リスト５０１を参照することで、基地局リスト５０１にある相対局及びその相対局に対する相対的な位置を認識できる。なお、図８の基地局リスト５０１では、一例として相対局の測位結果を２次元の直交座標（ｘ軸、ｙ軸）で示しているが、これに限らず、相対局の測位結果を３次元の座標軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）で示しても良い。
【００７８】
リスト管理部５０２は、制御プロセッサ５０３からの制御信号を入力とし、基地局リスト５０１の読み込み、追加、削除といった基地局リスト５０１の管理を行う。また、リスト管理部５０２は、制御プロセッサ５０３を介して、通信部３０７に接続される。これにより、有線ネットワーク１０５を介して、統合処理部１０６及び他の基地局に接続されている。基地局リスト５０１に新たな基地局を追加又は既存の基地局を削除した場合、基地局リスト５０１は、有線ネットワーク１０５を介して全ての基地局にブロードキャストされる。基地局リスト５０１をブロードキャストすることにより、統合処理部１０６及び他の全ての基地局で最新の基地局リストを共有することができる。
【００７９】
通信部３０７は、制御プロセッサ５０３からのデータを有線ネットワーク１０５に送信する。また、他の基地局や統合処理部１０６から送信されるデータを制御プロセッサ５０３へ送信する。なお例として、通信部３０７は、有線ネットワークを対象としたが、これに限るものではなく、無線ＬＡＮのような無線ネットワークを用いてもよい。この場合、基地局の設置容易性が向上する。基地局を追加或いは削除する場合において、ネットワークを設置或いは撤去する必要が無い。基地局の位置を変更する場合においても、ネットワークの変更の手間を省くことができる。
【００８０】
セミパッシブタグ３０８は、無線端末１０４と同様の構成である。セミパッシブタグ３０８は、基地局から送信される測位のための基準信号を受信し増幅処理を行った後に、基地局へ再送信する。セミパッシブタグ３０８は、隣接基地局から測位する場合に用いる。隣接基地局は、測位する対象の基地局のセミパッシブタグに対して測位基準信号を送信し、送信した信号がセミパッシブタグにより反射して自基地局へ返ってくる信号を受信する。この信号の距離と到来方向を測定することで、隣接基地局の位置を測定できる。
【００８１】
なお、実施の形態２の無線端末１０４の構成は、実施の形態１の無線端末１０４及び統合処理部とそれぞれ同じであり、その説明を省略する。また、統合処理部１０６の構成は同様であるが、基地局座標生成部４０１において、基地局リストを用いて統一座標を作成する点が異なる。
【００８２】
次に、図９〜図１７を用いて、実施の形態２の無線測位装置において、新たな基地局の追加や、既存の基地局の削除等の基地局の環境に変化が生じた場合に、複数の基地局の位置検出を行うための処理について説明する。なお、基地局の動作の説明のため、図１０、図１２、図１４、図１６に示す実施の形態２の無線測位装置では、各基地局のみを示して、無線端末１０４、各基地局を統合処理部１０６に接続する有線ネットワーク１０５、及び統合処理部１０６を省略する。また、これ以降、実施の形態２の説明では、基地局ＩＤがｎ（ｎ；自然数）である基地局を「基地局ＩＤｎ」と記載する。
【００８３】
図９（ａ）、（ｂ）を参照して、実施の形態２の無線測位装置において、新たな基地局の追加や、既存の基地局の削除等の基地局の環境に変化が生じた場合に、各基地局の位置の検出するための各基地局の制御プロセッサ５０３で行われる処理を、説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、基地局の環境に変化が生じた場合の基地局の制御プロセッサ５０３における処理の手順を示したフロー図である。図９（ａ）、（ｂ）では、基地局リストを単にリストと表記する。
【００８４】
制御プロセッサ５０３は、自律分散的に統一座標を構築するために、測位処理部３０５から出力される測位結果と、ビーコン復調部５００から出力される基地局ＩＤと、尤度算出部３０６から出力される尤度とを入力とし、通信部３０７へこれら情報を出力する。
【００８５】
まず、制御プロセッサ５０３は、統一座標を構築するための処理を開始する。
【００８６】
手順７０１において、各基地局は、隣接基地局から測位のために送信される基準信号から基地局ＩＤを取得する。
【００８７】
次に、分岐７０３において、自基地局が基地局リストを保持しているかを確認する。自基地局が基地局リストを保持していない場合（ＮＯ）、分岐７０５へ進む。自基地局が基地局リストを保持している場合（ＹＥＳ）分岐７１９へ進む。
【００８８】
次に、分岐７０５において、自基地局が保持する基地局リストに隣接基地局が存在するか否かと、隣接基地局が存在した場合に、その隣接基地局自身が基地局リストを保持しているかを判定する。
【００８９】
（基地局の初期動作）
分岐７０５において、自基地局が保持する基地局リストに隣接基地局が存在しない場合（ＮＯ）、または隣接基地局は存在するが、隣接基地局自身が基地局リストを保持していない場合（ＮＯ）、手順７０７へ進み、自基地局が原点に位置するように、基地局リストを作成する。そして、手順７０９へ進み、有線ネットワーク１０５を介して作成したリストをブロードキャストし、処理を終了する。ここで、隣接基地局の存在の有無については、手順７０１において取得した基地局ＩＤが、自基地局の基地局リストに載っているか否かで判定できる。この処理により、統一座標が存在しない場合に、自基地局が原点となる統一座標を新規に作成することができる。
【００９０】
（基地局の追加）
また、分岐７０５において、自基地局が保持する基地局リストに隣接基地局が存在し、かつ隣接基地局自身が基地局リストを保持している場合（ＹＥＳ）、手順７１１へ進み、隣接する基地局から有線ネットワーク１０５を介して、隣接基地局が保持する基地局リストを、自基地局の基地局リストにコピーする。
【００９１】
そして、手順７１３へ進み、隣接する基地局までの位置を測定する。
次に、手順７１５へ進み、コピーした基地局リストに隣接基地局の位置情報を追加する。このように、自基地局が保持する基地局リストは更新される。
【００９２】
最後に、手順７１７へ進み、更新された基地局リストをブロードキャストし、処理を終了する。手順７０１、７０３、７０５、７１１、７１３、７１５で示す処理により、例えば、基地局を１台追加した場合に、既存の統一座標に自基地局を追加することができる。
【００９３】
（リストの結合）
分岐７０３において、自基地局が基地局リストを保持しているかを確認する。自基地局が基地局リストを保持している場合（ＹＥＳ）、分岐７１９へ進む。
【００９４】
次に、分岐７１９において、さらに、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局が存在するか否かを確認する。自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局が存在する場合、手順７２１へ進む。
【００９５】
手順７２１において、有線ネットワーク１０５を介して、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局から、その隣接基地局が保持する基地局リストを自基地局のリストにコピーし、分岐７２３へ進む。
【００９６】
次に、分岐７２３において、自基地局が存在する基地局リスト内で座標軸（原点）に位置する基地局ＩＤと、自基地局が存在しない隣接基地局のリスト内で他の座標軸（他の原点）に位置する基地局ＩＤとを比較する。そして、基地局ＩＤの比較の結果、自基地局が存在する基地局リスト内で座標軸（原点）に位置する基地局のＩＤが、自基地局が存在しない隣接基地局のリスト内で、他の座標軸（他の原点）に位置する他の基地局のＩＤよりも大きい場合（ＹＥＳ）、手順７２５へ進む。
【００９７】
次に、手順７２５において、自基地局は、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局の位置を測定し、手順７２７へ進む。
【００９８】
次に、手順７２７において、自基地局は、隣接基地局の位置情報及び自基地局の情報を、隣接基地局の基地局リストに追加し、手順７２９へ進む。
【００９９】
次に、手順７２９において、自基地局は、自基地局の基地局リストから自基地局の情報を削除し、手順７３１へ進む。
【０１００】
最後に、手順７３１において、有線ネットワーク１０５を介して、自基地局の基地局リスト及び隣接基地局の基地局リストをブロードキャストし、処理を終了する。なお、手順７２３において、基地局ＩＤの比較の結果、自基地局が存在する基地局リスト内で座標軸（原点）に位置する基地局のＩＤが、自基地局が存在しない隣接基地局のリスト内で、他の座標軸（他の原点）に位置する他の基地局のＩＤよりも小さい場合（ＮＯ）、処理を終了する。
【０１０１】
（相対局の変更）
分岐７１９において、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局が存在しない場合、分岐７３３へ進む。
【０１０２】
次に、分岐７３３において、自基地局の基地局リストに、自基地局の相対局の存在を確認する。存在する場合（ＹＥＳ）は、処理を終了する。存在しない場合（ＮＯ）は、分岐７３５へ進む。
【０１０３】
次に、分岐７３５において、自基地局の基地局リスト内の基地局のうち、自基地局の配下以外の隣接基地局の存在を確認する。存在する場合（ＹＥＳ）は、手順７３７へ進む。存在しない場合（ＮＯ）は、手順７４３へ進む。ここで、「自基地局の配下の基地局」とは、相対局をたどった場合に、自基地局へ到達する基地局のことを意味する。例えば、図６に示す実施の形態２の無線測位装置において、基地局ＩＤ４の配下の基地局とは、基地局ＩＤ５、基地局ＩＤ６、基地局ＩＤ７である。
【０１０４】
次に、手順７３７において、自基地局の配下以外の隣接基地局を測位する。さらに、手順７３９において、自基地局の保持する基地局リストにおける自基地局の相対局ＩＤと測位結果を、新たに測位した結果を用いて更新する。自基地局の保持する基地局リストを更新した後に手順７４１へ進む。
【０１０５】
手順７４１において、更新した自基地局の基地局リストをブロードキャストし、処理を終了する。
【０１０６】
（リストの分割）
また、分岐７３５において、自基地局の基地局リスト内の基地局のうち、自基地局の配下以外の隣接基地局がない場合、手順７４３へ進む。
【０１０７】
次に、手順７４３において、自基地局の保持する基地局リストを、自基地局の配下の基地局のリストと、それ以外の基地局のリストとに分割する。そして、自基地局を含むリストの原点を自基地局に変更し、手順７４７に進む。
【０１０８】
次に、手順７４７において、分割した基地局のリストをブロードキャストし、処理を終了する。
【０１０９】
上述のように、図９（ａ）、（ｂ）に示したフロー図のように制御することで、基地局の座標を自律分散的に作成し、基地局間で共有することができる。また、基地局の個数、配置の変更にも自動的に座標を再構築することができる。
【０１１０】
次に、実施の形態２の無線測位装置において、基地局の環境が変化する場合の具体例を、図９（ａ）、（ｂ）のフロー図を参照しながら、説明する。
【０１１１】
（基地局の追加）
図１０及び図１１（ａ）、（ｂ）を参照し、既存の無線測位装置に新たに基地局が加わる例について、具体的に説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すフロー図において、分岐７０３、分岐７０５、手順７１１、７１３、７１５、７１７がこの具体例に対応する。図１０は、新たに基地局が加わる場合の、実施の形態２の無線測位装置を示す図である。図１１（ａ）は基地局が加わる前の基地局リストを示す図であり、図１１（ｂ）は基地局が加わった後の基地局リストを示す図である。なお、図１１（ａ）、（ｂ）に示す基地局リストの構成は、図８と同じであり、その説明を省略する。
【０１１２】
図１０の無線測位装置において、新たに加わる基地局は、基地局ＩＤ８であり、基地局ＩＤ５、６，７は、基地局ＩＤ８が測位のために送信する基準信号が到達可能な範囲に存在するものとする。さらに、説明のため、ここでは、基地局ＩＤ８に隣接する複数の基地局ＩＤ５、６、７のうち、基地局ＩＤ５を基地局ＩＤ８の相対局とする。しかし、基地局ＩＤ８は、複数の基地局ＩＤ５，６，７のうち、いずれの基地局を相対局としても良い。又は、複数の基地局ＩＤ５，６，７を相対局として測位し、相対座標を求めても良い。これにより測定精度を高めることができる。複数の測位結果を合成する方法には、測定結果の平均を算出する方法や、到来波の受信電力を用いて重み付け合成する方法を用いることができる。
【０１１３】
次に、図９（ａ）、（ｂ）のフロー図を参照し、基地局ＩＤ８の動作を説明する。
まず、基地局ＩＤ８は、自基地局に基地局リストが存在しないことを確認する（図９（ａ）の手順７０１）。これは、電源投入時には、基地局リストを保持していないためである。
【０１１４】
次に、複数の隣接基地局ＩＤ５〜基地局ＩＤ７の存在を確認する。そして、基地局ＩＤ８は、隣接基地局ＩＤ５の基準信号を受信し、隣接基地局ＩＤ５が基地局リストを保持しているかを確認する（図９（ａ）の分岐７０５）。ここで、隣接基地局ＩＤ５は、基地局リストを保持している。
【０１１５】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局ＩＤ５が基地局リストを保持しているのを確認し、基地局ＩＤ５から、基地局ＩＤ５の基地局リストをコピーする（図９（ａ）の手順７１１）。
【０１１６】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局ＩＤ５の位置を測位する（図９（ａ）の手順７１３）。
【０１１７】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局ＩＤ５の位置測位の結果を、自基地局の基地局リストに追加する（図９（ｂ）の手順７１５）。
【０１１８】
最後に、基地局ＩＤ８は、有線ネットワーク１０５を介して、基地局リストをブロードキャストし（図９（ｂ）の手順７１７）、処理を終了する。
【０１１９】
上述の手順で、基地局ＩＤ８が動作すると、基地局リストは、図１１（ａ）から図１１（ｂ）に遷移する。図１１（ｂ）に示すように、基地局ＩＤ８が追加された基地局リストには、基地局ＩＤ８に対応する、相対局ＩＤとして５、相対局との測位結果としてｘ：−８、ｙ：１０、及びＭａｓｔｅｒフラグとして、０が追加されている。これにより、統合処理部１０６は、基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８の相対座標を用いて、基地局ＩＤ１を原点とした統一座標を再構築することができる。
【０１２０】
上述のように、基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８の各基地局が、隣接基地局の位置を測位することで、統合処理部１０６は、複数の基地局（基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８）を一つの統一座標上にマッピングすることができる。そのため、一つの基地局の測位できる範囲に限りがある場合でも、大きな範囲を持った統一座標を作成することができる。また、統合処理部１０６は、各基地局で測定された無線端末の位置を、上記に説明した統一座標上の座標へ変換する処理を行う。そのため、基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８の各基地局は、自基地局に対して、基準信号を送受信可能な範囲内に存在する無線端末の位置に関して、自基地局を原点とした座標で測定すればよい。さらに、各基地局は、有線ネットワーク１０５を介して、統合処理部１０６に、自基地局を原点とした座標で測定した座標データを統合処理部１０６へ送信すればよく、各基地局で統一座標を保持する必要は無い。そのため、各基地局の構成や位置が変更された場合でも、統一座標を容易に再構築することが可能である。
【０１２１】
（リストの結合）
次に、図１２及び図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照し、異なる統一座標で定義される２つの無線測位装置間に１つの基地局を新たに追加することで、異なる統一座標で定義される２つの無線測位装置を、新たな統一座標で定義される１つの無線相測位装置とする例について、具体的に説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すフロー図において、分岐７０３、７１９、７２３、及び手順７２１、７２５、７２７、７２９、７３１がこの具体例に対応する。
【０１２２】
図１２は、新たな基地局を追加することで、異なる統一座標で定義される２つの無線測位装置を結合して形成された無線測位装置を示す図である。図１３（ａ）は、異なる統一座標で定義される２つの無線測位装置のうち、一方の無線測位装置の基地局リストを示す図であり、図１３（ｂ）は、他方の無線測位装置の基地局リストを示す図である。図１３（ｃ）は、２つの無線測位装置が結合された新たな無線測位装置の基地局リストを示す図である。
【０１２３】
図１２に示すように、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３で構成される無線測位装置と、基地局ＩＤ４〜基地局ＩＤ８で構成される他の無線測位装置とが存在する。
【０１２４】
基地局リストの結合処理は、二つの段階がある。第一段階の処理は、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３で構成される無線測位装置の基地局リストに、新たな基地局ＩＤ９の情報を追加するための処理であり、第二段階の処理は、２つの無線測位装置の基地局リストを結合して、一つの基地局リストにするための処理である。
【０１２５】
［第一段階：基地局の追加］
図１２に示すように、第一段階として、基地局ＩＤ３及び基地局ＩＤ６の基準信号を受信できる位置に、基地局ＩＤ９の基地局を配置する。ここで、追加された基地局ＩＤ９は、図１０、１１（ａ）（ｂ）に示した追加方法と同じ方法で、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３で構成される統一座標に追加する処理を行う。
【０１２６】
［第二段階：リストの結合］
次に、図９（ａ）、（ｂ）及び図１３を参照し、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３、及び新たに追加された基地局ＩＤ９で構成される無線測位装置の基地局リストと、基地局ＩＤ４〜基地局ＩＤ８で構成される他の無線測位装置の基地局リストとを結合して、ひとつの基地局リストとするための処理を説明する。
【０１２７】
まず、基地局ＩＤ６は、自基地局の基地局リストが存在することを確認する（図９（ａ）の手順７０３）。
【０１２８】
次に、基地局ＩＤ６は、自基地局が保持するリストに存在しない基地局ＩＤ９が隣接基地局に存在することを確認する（図９（ａ）の分岐７１９）。
【０１２９】
次に、基地局ＩＤ６は、自基地局の基地局リストには存在しない基地局ＩＤ９が存在するので、隣接基地局としての基地局ＩＤ９から基地局リストをコピーする（図９（ａ）の手順７２１）。
【０１３０】
次に、基地局ＩＤ６は、隣接基地局である基地局ＩＤ９からコピーした基地局リストを用いて、自基地局の基地局リスト及び隣接基地局の基地局リストを比較し、座標軸（原点）に位置する基地局のＩＤを比較する（図９（ａ）の分岐７２３）。ここで、図１３において、座標軸（原点）に位置する基地局は、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ４であり、基地局ＩＤの若い基地局ＩＤ１をリスト結合後の原点とする。
【０１３１】
次に、基地局ＩＤ６は、基地局ＩＤ６の相対局である基地局ＩＤ９を測位する（図９（ｂ）の手順７２５）。
【０１３２】
そして、測位した結果と、自基地局の情報は、基地局ＩＤ９の基地局リストに追加される（図９（ｂ）の手順７２７）。
【０１３３】
次に、基地局ＩＤ６は、自基地局の基地局リストから自基地局の情報及び、自基地局の配下の基地局の情報を削除する（図９（ｂ）の手順７２９）。
【０１３４】
最後に、基地局ＩＤ９は、有線ネットワーク１０５を介して、変更した基地局リストを、ブロードキャストし、処理を終了する（図９（ｂ）の手順７３１）。
【０１３５】
上述の処理により、基地局ＩＤ６は、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３、基地局ＩＤ９から構成される無線測位装置に移動する。なお、同様の手順により、基地局ＩＤ５、基地局ＩＤ４は、順次、基地局ＩＤ１、基地局ＩＤ３、基地局ＩＤ６，基地局ＩＤ９から構成される統一座標に移動することで、二つの統一座標を一つの統一座標に結合することができる。
【０１３６】
図１３（ｃ）に、上述の処理によって作成された一つの統一座標における、新たな無線測位装置の基地局リストの一例を示す。基地局ＩＤ９は新規に追加された基地局である。また基地局ＩＤ４、５、６の相対局ＩＤが変更されている。さらに、図１３（ａ）（ｂ）に示すように結合前は、基地局ＩＤ１及び基地局ＩＤ４が原点であったが、図１３（ｃ）に示すように、結合後は、基地局ＩＤ１のみが原点となっている。
【０１３７】
（相対局の変更）
次に、図１４及び図１５（ａ）、（ｂ）を参照し、相対局を変更する例について、具体的に説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すフロー図において、分岐７０３、７１９、７３３、７３５及び手順７３７、７３９、７４１がこの具体例に対応する。
図１４は、基地局が相対局を変更した場合の、実施の形態２における無線測位装置を示す図である。図１５（ａ）は相対局の変更前の基地局リストの例、図１５（ｂ）は相対局変更後の基地局リストの一例を示す図である。
【０１３８】
図１４の無線測位装置において、基地局ＩＤ５が削除されると、基地局ＩＤ６と、基地局ＩＤ８とが測位をやり直し、相対局を変更する。
【０１３９】
まず、相対局である基地局ＩＤ５が削除されたので、基地局ＩＤ８は、自基地局に基地局リストが存在するかを判定する（図９（ａ）の分岐７０３）。
【０１４０】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局リストが存在する場合、基地局リストに存在しない隣接基地局の存在を判定する（図９（ａ）の分岐７１９）。
【０１４１】
次に、基地局リストに存在しない隣接基地局が無い場合、基地局ＩＤ８は、基地局リストに自身の相対局が存在するか判定する（図９（ａ）の分岐７３３）。ここで、基地局ＩＤ８の相対局は、すでに削除された基地局ＩＤ５である。したがって、基地局ＩＤ８の基地局リストには、相対局は存在しない（図１５（ａ）参照）。
【０１４２】
次に、自基地局リストに自身の相対局がないので、基地局ＩＤ８は、自基地局の配下以外の隣接基地局の存在を判定する（図９（ａ）の分岐７３５）。基地局ＩＤ８の配下以外の隣接基地局は、ＩＤ７の基地局とＩＤ６の基地局が存在する。基地局ＩＤ８の配下以外の隣接する基地局として、基地局ＩＤ７が存在する。
【０１４３】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局ＩＤ８の配下以外の隣接する基地局である基地局ＩＤ７を測位する（図９（ａ）の手順７３７）。
【０１４４】
次に、基地局ＩＤ８は、基地局ＩＤ７を測位した結果に基づき、自基地局の基地局リストの自基地局の情報を更新する（図９（ｂ）の手順７３９）。
【０１４５】
最後に、基地局ＩＤ８は、有線ネットワーク１０５を介して、更新した基地局リストを、ブロードキャストし、処理を終了する。
【０１４６】
上述の手順により、基地局ＩＤ８は、相対局であった基地局ＩＤ５が削除されても、自基地局の配下ではない他の隣接する基地局ＩＤ７を測位し、その測位した基地局ＩＤ７を新たに自基地局の相対局とすることできる。つまり、基地局ＩＤ８は、自律的に、基地局リストから削除された基地局ＩＤ５から、基地局ＩＤ７に相対局を変更することができる。なお、相対局が基地局ＩＤ５であった基地局ＩＤ６は、基地局ＩＤ８と同じ処理を実行することで、相対局を基地局ＩＤ５から基地局ＩＤ８へ変更することができる（図１５（ｂ）参照）。これにより、図１４に示す無線測位装置は、基地局が削除されたとしても、自律的に装置を再構築する。
【０１４７】
図１５（ａ）は、相対局の変更前の基地局リスト示す図であり、図１５（ｂ）は相対局変更後の基地局リストを示す図である。図１５（ａ）では、基地局ＩＤ５が、基地局リストから削除されている。図１５（ｂ）では、基地局ＩＤ６及び基地局ＩＤ８について、相対局ＩＤと相対局の測位結果が変更されている（図１５（ｂ）斜線部参照）。
【０１４８】
上述のように、実施の形態２の無線測位装置において、無線測位装置内の基地局が削除されても、削除された基地局を相対局としていた基地局自体が、自基地局の配下ではない他の隣接する基地局を測位し、測位した基地局を新たな相対局とすることができる。そのため、実施の形態２の無線測位装置は、無線測位装置内の基地局が削除されても、無線測位装置の統一座標を自律分散的に再構成することができる。
【０１４９】
（リストの分割）
次に、図１６及び図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照し、基地局リストを分割し、異なる統一座標を有する２つの無線測位装置を形成する例について、具体的に説明する。図９（ａ）、（ｂ）に示すフロー図において、分岐７０３、７１９、７３３、７３５及び手順７４３、７４５、７４７がこの具体例に対応する。
図１６は、基地局リストを分割した場合の、実施の形態２における無線測位装置を示す図である。図１７（ａ）は、実施の形態２における無線測位装置の基地局リスト（分割前）を示す図であり、図１７（ｂ）（ｃ）は実施の形態２における無線測位装置の分割された基地局リストを示す図である。
【０１５０】
図１６において、基地局ＩＤ４の相対局である基地局ＩＤ２が削除されている。この場合、基地局ＩＤ４は、新たに測位する相対局を探すが、自基地局の配下の基地局ＩＤ５〜基地局ＩＤ８以外の基地局は存在しない。そのため、基地局ＩＤ４が原点となり、基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８で構成されていた無線測位装置を、異なる統一座標を有する２つの無線測位装置に分けることになる。
【０１５１】
まず、基地局ＩＤ４は、自基地局の基地局リストが存在するかを確認する（図９（ａ）の手順７０３）。ここで、基地局ＩＤ４は基地局リストを保持している。
【０１５２】
次に、基地局ＩＤ４は基地局リストを保持しているので、自基地局の基地局リストに存在しない隣接する基地局の存在の有無を確認する（図９（ａ）の分岐７１９）。ここで、図１６に示すように、基地局ＩＤ４について、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局が無い。
【０１５３】
次に、基地局ＩＤ４は、自基地局の基地局リストに存在しない隣接基地局が無いので、自基地局の基地局リスト中に、自基地局の相対局の存在の有無を確認する（図９（ａ）の分岐７３３）。ここで、基地局ＩＤ４の相対局である基地局ＩＤ２は削除されている。
【０１５４】
次に、基地局ＩＤ４の相対局である基地局ＩＤ２は削除されているので、基地局ＩＤ４は、隣接する基地局に自基地局の配下以外の基地局の存在の有無を確認する（図９（ａ）の分岐７３５）。ここで、図１６に示すように隣接する基地局の中で基地局ＩＤ４の配下以外の基地局は存在しない。
【０１５５】
次に、基地局ＩＤ４は、自基地局の配下の基地局とそれ以外の基地局とに、自基地局の基地局リストを分割する（図９（ａ）の手順７４３）。ここで、分割された基地局リストに基づき、基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８で構成される無線測位装置は、図１６に示すように、基地局ＩＤ１及び基地局ＩＤ３で構成される無線測位装置Ａと基地局ＩＤ４、５、６、７、８で構成される無線測位装置Ｂとに分割される。
【０１５６】
次に、基地局ＩＤ４は、自基地局の基地局リストにおいて、自基地局を座標軸（原点）に位置するように変更する（図９（ｂ）の手順７４５）。
【０１５７】
最後に、基地局ＩＤ４は、分割した基地局リストを、有線ネットワーク１０５を介してブロードキャストする。
【０１５８】
図１７は、基地局リスト分割前後の無線測位装置の基地局リストの一例を示す図である。図１７（ａ）に示す基地局ＩＤ１〜基地局ＩＤ８で構成される無線測位装置の基地局リストは、図１７（ｂ）（ｃ）に示すように、基地局ＩＤ１及び基地局ＩＤ３で構成される無線測位装置Ａの基地局リストと、基地局ＩＤ４、５、６、７、８で構成される無線測位装置Ｂの基地局リストとに分割される。また、基地局ＩＤ４に関して、基地局リスト分割前の図１７（ａ）では、相対局ＩＤ及び相対局との測位結果はいずれも存在し、Ｍａｓｔｅｒフラグが０である。しかし、基地局リスト分割後には、基地局ＩＤ４は原点に位置するように処理がなされたため、基地局リスト分割後の図１７（ｃ）では、基地局ＩＤ４の相対局ＩＤ及び相対局との測位結果はいずれも存在せず、Ｍａｓｔｅｒフラグが１となっている。
【０１５９】
上述の処理により、実施の形態２の無線測位装置は、複数の基地局で構成される無線測位装置において、基地局が削除されても、手動で設定することなく自律分散的に、異なる統一座標を有する２つの無線測位装置に分けることができる。
【０１６０】
以上に説明したように、本発明の実施の形態２の無線測位装置は、測位される無線端末と同様の構成の無線タグを一点測位の基地局に搭載する構成と、これを利用し、複数の基地局の座標を構成する手順により、複数の基地局の座標を、あらかじめ設定することなく自動的に構築することができる。また、一度構築した座標系において、新たな基地局の追加や、既存の基地局の削除を行った場合に、自動的に統一座標を再構築することができる。これにより機器の設置容易性が高まる。さらなる効果として、作成した統一座標を用いて、複数の基地局で測定された結果に平均処理や重み付け合成処理を施すことにより、測定結果の精度を向上させることができる
【０１６１】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３の無線測位装置について、図１８を参照し説明する。図１８は、実施の形態３の無線測位装置の全体構成図である。
【０１６２】
実施の形態３の無線測位装置は、複数の基地局として機能する第１のリーダ８０１及び第２のリーダ８０２、測位カメラ８０３、測位の対象である無線端末タグ８０４、及び統合処理部（マネージャー）８０５で構成されている。
【０１６３】
第１のリーダ８０１及び第２のリーダ８０２は、図３に示す実施の形態１の基地局と同じ構成である。測位カメラ８０３は、測位用のセミパッシブタグ８１０、図示しない統合処理部と無線で通信可能な通信部を備える。また、撮像した画像収差から物体の位置を測定する機能を有している。測位カメラ８０３の例として、複数の撮像部を備えるステレオカメラ等がある。
【０１６４】
測位の対象である無線端末タグ８０４、及び統合処理部（マネージャー）８０５はそれぞれ、実施の形態１の無線端末１０４、統合処理部１０６と同じ構成であるため、その構成についての詳細な説明を省略する。
なお、実施の形態３の無線測位装置では、第１のリーダの位置８０１を座標軸（原点）として、統一座標を構築するものとする。
【０１６５】
ここで、実施の形態３の無線測位装置は、測位カメラ８０３及び第２のリーダ８０２の測位結果を基に、測位カメラ８０３の絶対位置と視線方位を補正する。以下、図１８を参照し、実施の形態３の無線測位装置の動作を説明する。
【０１６６】
まず、第１のリーダ８０１及び第２のリーダ８０２は、それぞれ、測位用のセミパッシブタグを用いて、互いに相対位置を測定する。
【０１６７】
次に、第２のリーダ８０２は、無線端末タグ８０４及び測位カメラ８０３の位置を測定する。測定結果は、通信部を介して、統合処理部（マネージャー）８０５に送信される。
【０１６８】
測位カメラ８０３は、ステレオカメラの原理を用いて、無線端末タグ８０４を装着した物体の位置を測定する。測定結果は、通信部を介して、統合処理部（マネージャー）８０５に送信される
【０１６９】
また、統合処理部８０５は、第１のリーダ８０１と第２のリーダ８０２の位置関係から、第１のリーダ、第２のリーダの絶対位置をあらかじめ取得しているので、上述した同様の方法で、無線端末タグ８０４、並びに測位カメラ８０３の絶対位置及び測位カメラ８０３の視線方位を決定することができる。
【０１７０】
以上のように、実施の形態３の無線測位装置によれば、リーダ８０１，８０２、無線端末タグ８０４、及び測位カメラ８０３の相対位置が得られ、無線端末タグ８０４の測位結果と測位カメラ８０３の測定結果の比較することで、補正データが得られるので、容易に高精度な無線端末の測位を行うことができる。
【０１７１】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４の無線測位装置について、図１９を用いて説明する。本実施の形態の無線測位装置において、リーダ２００１及びリーダ２００２は、上記各実施の形態で説明した基地局に対応し、リーダに搭載されていない無線端末タグ２００５は、無線端末１０４に対応する。そのため、上記各実施の形態と重複する部分について、同じ符号を用いてその説明を省略し、構成が異なる部分について、その機能と動作の説明を行う。
【０１７２】
図１９は、無線測位装置が設置される環境を示した図である。図１９に示す環境は、リーダ２００１と、リーダ２００２と、エリア２００３と、エリア２００４と、無線端末タグ２００５と、統合処理部１０６とで構成される。図１９において、リーダ２００１とリーダ２００２とは、それぞれ有線ネットワーク１０５、例えばイーサネット（登録商標）ケーブルで、統合処理部１０６と接続されている。なお、統合処理部１０６は、複数のリーダで測定されたデータに基づき、統一座標を生成するが、上記各実施の形態の統合処理部１０６と同じ構成であるため、その詳細な説明を省略する。
【０１７３】
リーダ２００１は、リーダ２００１を中心とする半径１０ｍの範囲（エリア２００３に相当）に存在する無線端末タグ２００５を測位する。リーダ２００１は、３〜４ｍ程度の高さの場所に設置される。これは、オフィス環境等で考えられる障害物の影響を軽減するためである。オフィスや家庭内など屋内環境での使用を想定した場合、リーダは天井に設置することが望ましい。エリア２００３は、リーダ２００１が無線端末タグの位置を測位できる範囲を示している。エリア２００３は、リーダ２００１を中心とした半径１０ｍの円である。
【０１７４】
リーダ２００２は、リーダ２００１に隣接し、リーダ２００２を中心とする半径１０ｍの範囲（エリア２００４に相当）に存在する無線端末タグを測位する。リーダ２００２は、リーダ２００１と同様の高さに設置される。エリア２００４は、リーダ２００２が無線端末タグの位置を測位可能な範囲を示している。エリア２００４は、リーダ２００２を中心とした半径１０ｍの円である。
【０１７５】
エリア２００３とエリア２００４とは互いに隣接し、両エリアは少しオーバーラップするようにリーダ２００１とリーダ２００２が設置されている。このようにエリア２００３とエリア２００４とに、リーダ２００１とリーダ２００２とを設置した場合、半径１０ｍのエリアを隣接するように形成するため、リーダ２００１とリーダ２００２との距離は、２０ｍとなる。
【０１７６】
ここで、本実施の形態では、一例として、リーダ２００１とリーダ２００２との設置場所を、３〜４ｍ程度の高さの場所にある天井を想定しているので、リーダ２００１とリーダ２００２の間に障害物は存在しない。したがって、リーダ２００１とリーダ２００２の間は見通し可能な環境（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｔｅ）となる。
【０１７７】
前述した実施の形態１〜２で説明した無線測位装置では、無線端末１０４と同じ機能を有する無線端末を基地局に搭載し、ある基地局から、その基地局に隣接する隣接基地局の位置を測位し、各実施の形態に係る無線測位装置の統一座標を構築した。しかしながら、本実施の形態では、リーダ２００１と、リーダ２００１に隣接するリーダ２００２との距離は、２０ｍあるために、実施の形態１〜３で説明した隣接基地局の測位方法を単純に適用するだけでは、測位に使用する信号が減衰し、正確に測位できない場合が発生する。
【０１７８】
そこで、本実施の形態では、リーダは、他の隣接するリーダに搭載された無線端末タグからの送信信号を加算する処理を行うことで、加算利得を得て、無線端末タグを搭載した他のリーダを、送信信号に含まれるタグＩＤから特定する。
【０１７９】
図２０は、本実施の形態のリーダ２００１の構成を示すブロック図である。図２０に示すリーダ２００１は、実施の形態１に係る基地局と同様、測位のための基準信号を生成する基準信号生成部３００と、基準信号を無線信号に変換する送信部３０１と、送信アンテナ３０２と、外部からの信号を受信するためのアレーアンテナ３０３と、無線端末タグからの反射信号を受信する受信部３０４と、受信部３０４で受信した信号から、その信号の送信元である無線端末タグ又は他のリーダまでの距離と到来方向を算出する測位処理部２２００と、リーダ及び無線端末タグからの反射信号の確からしさを算出する尤度算出部３０６と、他のリーダ及び統合処理部とデータ通信を行う通信部３０７と、他のリーダから送信された基準信号を反射し送信するセミパッシブタグ３０８とで構成される。
【０１８０】
ここで、本実施の形態のリーダ２００１が、図３に示す第１の基地局１００と構成が異なるのは、測位処理部の構成であり、以下、本実施の形態のリーダ２１００の構成のうち、測位処理部２２００について説明する。
【０１８１】
図２１は、本実施の形態のリーダ２００１の測位処理部２２００の内部構成を示すブロック図である。図２１に示す測位処理部２２００は、第一の相関演算部２１０１と、到来方向測定部２１０２と、第二の相関演算部２１０３と、リーダ測位用相関演算部２１０４と、加算部２１０５と、ＩＤ復調部２１０６と、距離算出部２１０７で構成される。
【０１８２】
第一の相関演算部２１０１は、アレーアンテナ３０３及び受信部３０４を介して、外部から受信した受信信号から、リーダ２００１から送信されるパルス系列との相関演算を行い、相関結果を出力する。相関演算は、リーダ２００１から送信するパルスの符号系列と、受信信号のスライディング相関を行う。
【０１８３】
ここで、受信信号には、（１）リーダ２００２に搭載された無線端末タグが、リーダ２００１の基準信号生成部３００で生成した、測位のための基準信号を受信し、当該基準信号を処理して、リーダ２００１へ送信した信号、（２）無線端末タグ２００５が、基準信号生成部３００で生成した、測位のための基準信号を受信し、当該基準信号を処理して、リーダ２００１へ送信した信号、などが含まれる。
【０１８４】
到来方向測定部２１０２は、アレーアンテナ３０３からの受信信号を用いて、到来方向測定を行う。到来方向測定の方法は、さまざまな方法が考えられるが、ここでは例としてビームフォーミングを行う。ビームフォーミングは、アレーアンテナ３０３で受信した信号の位相と振幅を制御することにより、特定の方向に指向性を作り出し、その方向の信号電力から受信波の到来方向を求める方法である。
【０１８５】
第二の相関演算部２１０３は、無線端末タグ２００５がリーダ２００１から受信した測位のための基準信号を再送信する時に付加した符号系列Ｍと、第一の相関演算部の出力結果との相関演算を行い、相関結果を出力する。
【０１８６】
ここで、符号系列Ｍを、図２２（ａ）を用いて説明する。図２２（ａ）は、リーダに搭載されていない、通常の無線端末タグ２００５がリーダ２００１から受信した測位のための基準信号である受信パルスを、再送信する時に付加する符号系列の機能を表している。ここで、符号系列Ｍを二つの機能に分ける。符号系列Ｍの前半をプリアンブル２２０１とし、全無線端末タグで同じ符号系列を付加する。符号系列Ｍの後半は、無線端末タグ２００５にユニーク（固有）な無線端末タグＩＤ２２０２を付加する。前半のプリアンブルは、リーダ２００１で、無線端末タグ２００５が送信した信号を検出するために用いる。
【０１８７】
第二の相関演算部２１０３は、図２２（ａ）に示す符号系列Ｍのうち、プリアンブル２２０１の系列と第一の相関演算部２１０１の出力との相関演算を行う。第二の相関演算部２１０３は、相関結果からＩＤ復調を行うためのタイミング信号を出力する。
【０１８８】
リーダ測位用相関演算部２１０４は、詳細は後述するが、リーダ２００２に搭載された無線端末タグが付加したプリアンブル２２０３を検出する（図２２（ｂ）参照）。リーダ測位用相関演算部２１０４は、第一の相関演算部２１０１から出力される相関演算結果を入力とし、入力と既知のプリアンブルパターンとの相関演算を行い、タイミング信号を出力する。
【０１８９】
ここで、図２２（ｂ）を用いて、リーダ２００２に搭載された無線端末タグが、リーダ２００１から受信した測位のための基準信号を送信する時に付加する符号系列Ｎの機能を説明する。
【０１９０】
図２２（ｂ）は、リーダ２００２を測位するためにリーダ２００２に搭載された無線端末タグにおいて、再送信パルスに付加する符号系列を表している。図左が再送信されるパルスの先頭を表し、右方向へ時間軸をあらわす。図２２（ｂ）に示す符号系列Ｎのうち、プリアンブル２２０３は、リーダ２００２に搭載された無線端末タグにおいて再送信パルスに付加する符号系列の前半部で、リーダに搭載された無線端末タグのすべてにおいて共通の既知のパターンの系列である。ここで、符号系列Ｎのうち、プリアンブル２２０３の符号長は、符号系列Ｍ（図２２（ａ）参照）のうち、プリアンブル２２０１の符号長よりも長い。
【０１９１】
また、図２２（ｂ）に示す符号系列ＮのうちタグＩＤ２２０４は、リーダ２００２に搭載された無線端末タグにおいて再送信パルスに付加する符号系列の後半部で、無線端末タグ固有のＩＤをあらわす。ここで、符号系列Ｎのうち、タグＩＤ２２０４の符号長は、符号系列Ｍ（図２２（ａ）参照）のうち、タグＩＤ２２０２の符号長よりも長い。
【０１９２】
上述のように、リーダ２００２に搭載した無線端末タグは、リーダに搭載されていない、通常の無線端末タグ２００５と比較して、プリアンブル２２０３、タグＩＤ２２０４ともに長い符号長を用いる。
【０１９３】
加算部２１０５は、リーダ測位用相関演算部２１０４からのタイミング信号と第一の相関演算部２１０１からの相関結果を入力とし、リーダ測位用相関演算部２１０４から入力されるタイミング信号に応じてあらかじめ決められた数のパルスを加算する。加算部２１０５は、決められたパルス分加算した信号を出力する。このように、加算部２１０５は、リーダ２００２に搭載された無線端末タグからの送信信号を加算することで、加算利得を得ることができる。
【０１９４】
ＩＤ復調部２１０６は、第一の相関演算部から入力される相関演算結果と、第二の相関演算部２１０３から入力されるタグ検出を示すタイミング信号と、リーダ測位用相関演算部２１０４から入力されるリーダ２００２に搭載されたタグを検出したタイミング信号と、加算部２１０５から出力される加算信号とを入力とする。
【０１９５】
また、ＩＤ復調部２１０６は、第二の相関演算部からのタイミング信号が入力された場合、そのタイミングに応じて、第一の相関演算部から入力される相関演算結果をＡＳＫ復調する。これにより、受信パルスからタグＩＤを検出する。或いは、ＩＤ復調部２１０６は、リーダ測位用相関演算部２１０４からのタイミング信号が入力された場合、加算部２１０５から入力される信号をＡＳＫ復調する。ＩＤ復調部２１０６は、ＡＳＫ復調することで取得したタグＩＤを出力する。
【０１９６】
距離算出部２１０７は、第二の相関演算部２１０３から出力されるタイミング信号と、リーダ測位用相関演算部２１０４から出力されるタイミング信号を入力とする。距離算出部２１０７は、パルスを送信してからの時間をカウントする。パルスの送信タイミングから無線端末タグからの応答が受信されるまでの時間を計算する。これにより、パルスがリーダから無線端末タグまでの往復時間を測定でき、この時間からリーダから無線端末タグまでの距離を求める。このような方法で距離を算出する。
【０１９７】
以上のような構成により、本実施の形態に係るリーダ２００１は、隣接するリーダ２００２に搭載された無線端末タグからの再送信信号を加算する処理を行うことで、加算利得を得ることができる。そのため、本実施の形態に係るリーダ２００１は、無線端末タグを搭載したリーダ２００２を、送信信号に含まれるタグＩＤから特定することができる。
【０１９８】
さらに、本実施の形態に係るリーダ２００１は、隣接するリーダ２００２に搭載された無線端末タグからの再送信信号を加算することで加算利得を得て、リーダに搭載されない、通常の無線端末タグ（例えば、無線端末タグ２００５）よりも、受信パルスの伝搬距離が長くても、通常の無線端末タグと同様に、無線端末タグ２００５又はリーダ２００２を測距することができる。
【０１９９】
次に、図２３を参照して、本実施の形態における、無線端末タグ２００５の構成について説明する。図２３は、無線端末タグ２００５の構成を示すブロック図である。なお、図５に示した無線端末と同様の構成については同じ符号を用い、その動作の説明を省略する。
【０２００】
図２３に示す無線端末タグ２００５は、アンテナ１００１と、サーキュレータ１００２と、変調部２３０１と、増幅器１００３とで構成される。
【０２０１】
アンテナ１００１で受信された信号が、サーキュレータ１００２を介して変調部２３０１へと入力される。
【０２０２】
変調部２３０１は、アンテナ１００１で受信された信号を入力とする。変調部２３０１は、繰り返し入力されるＵＷＢパルスに対してＡＳＫ変調によりタグＩＤを付加する。ＡＳＫ変調されたパルス信号は増幅器１００３へと入力される。
【０２０３】
ここで、図２４を参照し、変調部２３０１において、入力信号２５０１に対してタグＩＤを付加した変調波について説明する。図２４は、変調部２３０１で変調した変調波を説明するための図である。
【０２０４】
入力信号２５０１は、サーキュレータ１００２から入力される受信信号である。なお、入力信号２５０１は、リーダ２００１から送信された信号を無線端末タグ２００５で受信した信号である。入力信号２５０１は、１００ｎｓｅｃ間隔にパルスが生成され、生成パルスに対して、リーダ２００１のリーダＩＤでＡＳＫ変調された信号である。図２４に示す例では、リーダ２００１のリーダＩＤは、５ビットで繰り返されているものとする。また、タグＩＤ２５０２は、リーダＩＤ５ビットの系列長をタグＩＤの１ビットとする。タグＩＤ２５０２は、タグ固有のＩＤである。
【０２０５】
変調部２３０１は、図２４を参照して説明したように、入力信号２５０１に対してタグＩＤ２５０２でＡＳＫ変調し、送信信号２５０３を生成する。
【０２０６】
送信信号２５０３は、タグＩＤが０の時に、信号を送信しない。このように、ＡＳＫ変調により、受信パルス（入力信号２５０１）にタグＩＤを付加する。送信信号２５０３は、無線端末タグ２００５から送信される。
【０２０７】
次に、図２５を参照して、リーダ２００２から送信される信号について説明する。リーダ２００２から送信される信号を示した図である。なお、リーダ２００２に搭載される無線端末タグは、無線端末タグ２００５と同様の構成であるため、その詳細な説明を省略する。
【０２０８】
リーダ２００１は、ＵＷＢパルス信号を一定間隔で繰り返し送信する。送信するＵＷＢ信号のパルス２４０８のパルス幅は、例えば１ｎｓｅｃである。パルス２４０８のパルス幅は、障害物や壁から反射して到来する受信信号を分離する分解能となる。したがって、想定するシステムに応じてパルス幅を決定すればよい。ここでは、屋内環境を想定し、３０ｃｍ程度の分解能が必要とし、１ｎｓｅｃ幅とする。
【０２０９】
生成信号を構成する、パルス２４０１、２４０２、２４０３、２４０４は、いずれも１ｎｓｅｃ幅のＵＷＢパルスである。パルス２４０１は、リーダ２００１で生成される。パルス２４０２は、パルス２４０１がリーダ２００１から送信されてから１００ｎｓｅｃ後にリーダ２００２において生成される。以下、同様に、１００ｎｓｅｃ後にパルス２４０３が、さらに１００ｎｓｅｃ後にパルス２４０４が生成される。リーダ２００１は、このように１００ｎｓｅｃ間隔で、生成信号を構成するＵＷＢパルスの生成を繰り返す。なお、リーダ２００２についても、リーダ２００１と同様の信号を生成する。
【０２１０】
リーダＩＤ２４０５は、リーダが持つ固有のＩＤである。リーダ２００１とリーダ２００２は、お互いに異なるＩＤを持つ。また、リーダＩＤ２４０５は、１と０からなる系列である。ここでは擬似ランダム系列を用いる。リーダＩＤ２４０５は、１をＨｉｇｈ、０をＬｏｗであらわしている。
【０２１１】
リーダ２００２は、リーダＩＤ２４０５と上述した生成信号を構成するパルス２４０１〜２４０４を用いて、送信信号を生成する。つまり、リーダ２００２は、生成パルスをリーダＩＤ２４０５でＡＳＫ変調し、リーダ２００１から送信する送信信号を生成する。
【０２１２】
図２５に示すように、リーダＩＤが０の区間Ａに存在するパルス２４０３は、ＡＳＫ変調されたことにより、区間Ａで送信信号が送信されない。したがって、パルス２４０６、２４０７、２４０８が、リーダ２００１から、送信信号として、送信される。なお、リーダ２００２においても同様の方法で送信信号を生成し、送信する。なお、図２５で示したリーダＩＤは一例であり、さらに、説明を簡略化するために、４ビットの系列長とした。
【０２１３】
また、上記各実施の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。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。
【０２１４】
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で実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【０２１５】
さらには、半導体技術の進歩また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の集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０２１６】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【０２１７】
本出願は、２００８年１１月１９日出願の日本特許出願（特願２００８−２９５５１０）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明にかかる無線測位装置は、基地局自身が、他の基地局との相対的な位置を測定する（相対座標を得る）ことにより、複数の基地局の位置関係を表す座標系を自動的に構築でき、ＵＷＢセミパッシブ方式の基地局、移動端末を有し、リモコン、名札等に装着されたタグのロケータ等として有用である。また物体間の精密な距離測定等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０２１９】
１００ 第１の基地局
１０１ 第２の基地局
１０２ 第３の基地局
１０３ 第４の基地局
１０４ 無線端末
１０５ 有線ネットワーク
１０６ 統合処理部
３００ 基準信号生成部
３０１ 送信部
３０２ 送信アンテナ
３０３ アレーアンテナ
３０４ 受信部
３０５ 測位処理部
３０６ 尤度算出部
３０７ 通信部
３０８ セミパッシブタグ
４００ 通信部
４０１ 基地局座標生成部
４０２ 統一座標変換部
４０３ 合成部
５００ ビーコン復調部（基地局識別番号取得部）
５０１ 基地局リスト
５０２ リスト管理部
５０３ 制御プロセッサ
８０１ 第１のリーダ
８０２ 第２のリーダ
８０３ 測位カメラ
８０４ タグ
８０５ 統合処理部
８１０ セミパッシブタグ
２００１、２００２ リーダ
２００５ 無線端末タグ
２２００ 測位処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局と、無線端末とから構成される無線測位装置であって、
前記複数の基地局の各々は、測位のための基準信号を生成する基準信号生成部と、前記基準信号を送信する送信部と、外部からの信号を受信する受信部と、前記受信された信号に基づいて、前記信号の送信元である無線端末または基地局までの位置を算出する測位処理部と、他の基地局から送信された基準信号を受信し、再送信する基準信号再送信部とを有し、
前記無線端末は、前記基準信号を受信する端末受信部と、受信した基準信号を再送信する端末送信部とを有し、
前記複数の基地局のうち第１の基地局が送信する基準信号が、第２の基地局に含まれる前記基準信号再送信部により受信され、かつ再送信され、前記再送信された基準信号は前記第１の基地局に含まれる前記受信部で受信され、受信された基準信号に基づいて、前記第１の基地局に含まれる前記測位処理部は前記第２の基地局までの位置を測定する無線測位装置。
【請求項２】
前記複数の基地局を相互に接続する伝送路と、前記伝送路により前記複数の基地局の各々と接続された統合処理部とをさらに備え、
前記統合処理部は、前記伝送路から情報を受信する通信部と、前記複数の基地局の各々で測定された測位結果から、前記複数の基地局の各々の位置関係を表す統一座標を作成し、前記複数の基地局の少なくともいずれかで測定された前記無線端末に関する測位結果から、前記無線端末の位置を統一座標に変換する統一座標変換部とを有する請求項１記載の無線測位装置。
【請求項３】
各基地局が近傍にある基地局の位置を測定し、その測位結果を前記統合処理部に送信することを繰り返すことにより、前記統合処理部がすべての基地局の位置関係を表す統一座標を生成することを特徴とする請求項２記載の無線測位装置。
【請求項４】
前記統合処理部は、前記複数の基地局の各々で測定される無線端末の位置情報を平均化する平均処理部をさらに有することを特徴とする請求項２又は３記載の無線測位装置。
【請求項５】
前記基地局は、前記受信部において受信した信号から尤度を算出する尤度算出部をさらに有し、
前記統合処理部は、前記複数の基地局の各々で測定された特定の無線端末の位置と尤度とを用いて、前記特定の無線端末の位置情報を重み付けし、重み付けされた位置情報を合成する合成部とをさらに有する請求項２乃至４いずれか一項に記載の無線測位装置。
【請求項６】
前記複数の基地局の各々は、前記受信部において受信した他の基地局から送信された基準信号を用いて、前記他の基地局に固有の識別番号を取得する基地局識別番号取得部と、前記他の基地局までの位置を示す測位結果を該基地局の識別番号と対応づけることにより基地局リストとして格納する基地局リスト記憶部と、前記測位処理部による測位結果の前記基地局リストへの追加または削除を管理するリスト管理部と、前記測位処理部による測位結果及び前記基地局リスト記憶部に格納された基地局リストに基づいて、前記複数の基地局の各々の位置関係を表す統一座標を作成する処理を行う制御プロセッサと、他の基地局と情報を通信する通信部とをさらに有する請求項２乃至５いずれか一項に記載の無線測位装置。
【請求項７】
各基地局が近傍にある基地局の位置を測定し、その測位結果を前記統合処理部に送信することを繰り返すことにより、前記統合処理部がすべての基地局の位置関係を表す統一座標を取得することを特徴とする請求項２乃至６いずれか一項に記載の無線測位装置。
【請求項８】
基準となる基地局が、隣接基地局のＩＤを取得し、
前記基準となる基地局が、前記隣接基地局までの位置を測定し、
前記基準となる基地局が、前記位置測定結果を該基地局のＩＤと対応づけて、自己の保持する基地局リストに格納し、
前記隣接基地局から、前記隣接基地局が保持する基地局リストをコピーすることにより、前記自己の保持する基地局リストを更新し、
前記更新された基地局リストを、他の基地局にブロードキャストする、
座標構成方法。
【請求項９】
基準となる基地局が、隣接基地局が存在するか否かを検索し、
前記隣接基地局が存在する場合に、前記基準となる基地局が、自己の保持する基地局リストに前記隣接基地局に関する位置情報が存在するか否かを確認し、
前記隣接基地局に関する位置情報が前記自己の保持する基地局リストに存在する場合に、前記基地局リストに自基地局の相対局が存在するかを検索し、
前記基地局リストに前記相対局が存在しない場合に、自基地局の配下以外の隣接基地局が存在するか否かを検索し、
前記自基地局の配下以外の前記隣接基地局が存在する場合に、前記自基地局の配下以外の前記隣接基地局が保持する基地局リストをコピーし、
前記隣接基地局までの位置を測位し、
前記隣接基地局の測位結果と、前記コピーされた基地局リストとを用いて、前記自己の保持する基地局リストを更新し、
前記更新されたリストを、ネットワークへブロードキャストする座標構成方法。
【請求項１０】
前記基準となる基地局が、前記自基地局の配下以外の隣接基地局が存在するか否かを検索する際に、前記自基地局の配下以外の前記隣接基地局が存在しない場合に、
前記基準となる基地局が保持する基地局リストを分割し、
前記基地局リストにおける、前記自基地局配下の基地局の位置情報を、前記自基地局を原点として更新し、
前記更新された基地局リストをブロードキャストする
請求項９記載の座標構成方法。
【請求項１１】
前記隣接基地局が存在する場合において、前記基準となる基地局が、自己の保持する基地局リストに前記隣接基地局に関する位置情報が存在するか否かを確認する際に、前記自己の保持する基地局リストに前記隣接基地局が存在しない場合に、前記隣接基地局が保持する基地局リストをコピーし、
前記コピーされた前記隣接基地局の基地局リストにおける原点基地局のＩＤと、前記基準となる基地局が保持する基地局リストにおける原点基地局のＩＤとを比較し、
前記基準となる基地局が保持する基地局リストにおける原点基地局のＩＤよりも、前記隣接基地局の基地局リストにおける原点基地局のＩＤの方が若い場合、前記隣接基地局までの位置を測位し、
前記基準となる基地局の保持する基地局リストから自基地局の位置情報を削除し、
前記隣接基地局からコピーした基地局リストに対して、前記基準となる基地局の位置情報を追加することにより、前記隣接基地局の保持する基地局リストを更新し、
前記更新された前記基地局リストをネットワークにブロードキャストする
請求項９記載の座標構成方法。
【請求項１２】
前記測位処理部は、
前記複数の基地局のうち、自基地局が送信する前記基準信号を前記無線端末が再送信した信号を、前記受信部を介して受信した後、当該信号を加算する加算部を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項７に記載の無線測位装置。
【請求項１３】
前記測位処理部は、
前記複数の基地局のうち、前記自基地局が送信する前記基準信号を前記無線端末が再送信した信号を、前記受信部を介して受信した後、当該信号から前記無線端末が付加したＩＤを復調するＩＤ復調部と、
前記信号から、前記自基地局から前記無線端末までの距離を算出する距離算出部と、を有することを特徴とする請求項１２記載の無線測位装置。
【請求項１４】
前記測位処理部は、
前記複数の基地局のうち、前記自基地局が送信する前記基準信号を前記無線端末が再送信した信号と前記基準信号の相関演算を行う第一の相関演算部と、
前記無線端末が前記基準信号を受信し、再送信する時に当該基準信号に付加する符号系列と、前記第一の相関演算部の演算結果との相関演算を行う第二の相関演算部と、
前記隣接基地局を測位するために、前記隣接基地局に搭載された他の無線端末が前記基準信号を受信し、再送信する時に付加する符号系列と相関演算を行う基地局測位用相関演算部と、を有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の無線測位装置。
【請求項１５】
前記測位処理部は、前記隣接基地局に搭載された前記他の無線端末が送信する信号の到来波の到来角度を算出する到来方向測定部を有することを特徴とする請求項１４記載の無線測位装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載の無線測位装置において、前記複数の基地局のうち、前記基準となる基地局は、
前記隣接基地局に搭載された無線端末からの再送信パルスから抽出した符号系列が、前記隣接基地局に搭載された前記他の無線端末からの再送信信号であるか、前記隣接基地局に搭載された前記無線端末以外の無線端末から送信された再送信信号であるかを検出し、
前記基準となる基地局は、
前記隣接基地局に搭載された前記他の無線端末からの再送信パルスから抽出した符号系列が、前記隣接基地局に搭載された前記他の無線端末からの再送信信号であると検出した場合、
前記基準となる基地局と前記隣接する他の基地局の相対位置が変化しないことを前提として、前記隣接基地局に搭載された前記他の無線端末以外の無線端末からの再送信信号よりも多い数のパルスを加算し、
前記隣接基地局の位置を測位し、当該測位結果から、前記隣接基地局の座標を構成する座標構成方法。
【請求項１】
複数の基地局と、無線端末とから構成される無線測位装置であって、
前記複数の基地局の各々は、測位のための基準信号を生成する基準信号生成部と、前記基準信号を送信する送信部と、外部からの信号を受信する受信部と、前記受信された信号に基づいて、前記信号の送信元である無線端末または基地局までの位置を算出する測位処理部と、他の基地局から送信された基準信号を受信し、再送信する基準信号再送信部とを有し、
前記無線端末は、前記基準信号を受信する端末受信部と、受信した基準信号を再送信する端末送信部とを有し、
前記複数の基地局のうち第１の基地局が送信する基準信号が、第２の基地局に含まれる前記基準信号再送信部により受信され、かつ再送信され、前記再送信された基準信号は前記第１の基地局に含まれる前記受信部で受信され、受信された基準信号に基づいて、前記第１の基地局に含まれる前記測位処理部は前記第２の基地局までの位置を測定する無線測位装置。
【請求項２】
前記複数の基地局を相互に接続する伝送路と、前記伝送路により前記複数の基地局の各々と接続された統合処理部とをさらに備え、
前記統合処理部は、前記伝送路から情報を受信する通信部と、前記複数の基地局の各々で測定された測位結果から、前記複数の基地局の各々の位置関係を表す統一座標を作成し、前記複数の基地局の少なくともいずれかで測定された前記無線端末に関する測位結果から、前記無線端末の位置を統一座標に変換する統一座標変換部とを有する請求項１記載の無線測位装置。
【請求項３】
各基地局が近傍にある基地局の位置を測定し、その測位結果を前記統合処理部に送信することを繰り返すことにより、前記統合処理部がすべての基地局の位置関係を表す統一座標を生成することを特徴とする請求項２記載の無線測位装置。
【請求項４】
前記統合処理部は、前記複数の基地局の各々で測定される無線端末の位置情報を平均化する平均処理部をさらに有することを特徴とする請求項２又は３記載の無線測位装置。
【請求項５】
前記基地局は、前記受信部において受信した信号から尤度を算出する尤度算出部をさらに有し、
前記統合処理部は、前記複数の基地局の各々で測定された特定の無線端末の位置と尤度とを用いて、前記特定の無線端末の位置情報を重み付けし、重み付けされた位置情報を合成する合成部とをさらに有する請求項２乃至４いずれか一項に記載の無線測位装置。
【請求項６】
前記複数の基地局の各々は、前記受信部において受信した他の基地局から送信された基準信号を用いて、前記他の基地局に固有の識別番号を取得する基地局識別番号取得部と、前記他の基地局までの位置を示す測位結果を該基地局の識別番号と対応づけることにより基地局リストとして格納する基地局リスト記憶部と、前記測位処理部による測位結果の前記基地局リストへの追加または削除を管理するリスト管理部と、前記測位処理部による測位結果及び前記基地局リスト記憶部に格納された基地局リストに基づいて、前記複数の基地局の各々の位置関係を表す統一座標を作成する処理を行う制御プロセッサと、他の基地局と情報を通信する通信部とをさらに有する請求項２乃至５いずれか一項に記載の無線測位装置。
【請求項７】
各基地局が近傍にある基地局の位置を測定し、その測位結果を前記統合処理部に送信することを繰り返すことにより、前記統合処理部がすべての基地局の位置関係を表す統一座標を取得することを特徴とする請求項２乃至６いずれか一項に記載の無線測位装置。
【請求項８】
基準となる基地局が、隣接基地局のＩＤを取得し、
前記基準となる基地局が、前記隣接基地局までの位置を測定し、
前記基準となる基地局が、前記位置測定結果を該基地局のＩＤと対応づけて、自己の保持する基地局リストに格納し、
前記隣接基地局から、前記隣接基地局が保持する基地局リストをコピーすることにより、前記自己の保持する基地局リストを更新し、
前記更新された基地局リストを、他の基地局にブロードキャストする、
座標構成方法。
【請求項９】
基準となる基地局が、隣接基地局が存在するか否かを検索し、
前記隣接基地局が存在する場合に、前記基準となる基地局が、自己の保持する基地局リストに前記隣接基地局に関する位置情報が存在するか否かを確認し、
前記隣接基地局に関する位置情報が前記自己の保持する基地局リストに存在する場合に、前記基地局リストに自基地局の相対局が存在するかを検索し、
前記基地局リストに前記相対局が存在しない場合に、自基地局の配下以外の隣接基地局が存在するか否かを検索し、
前記自基地局の配下以外の前記隣接基地局が存在する場合に、前記自基地局の配下以外の前記隣接基地局が保持する基地局リストをコピーし、
前記隣接基地局までの位置を測位し、
前記隣接基地局の測位結果と、前記コピーされた基地局リストとを用いて、前記自己の保持する基地局リストを更新し、
前記更新されたリストを、ネットワークへブロードキャストする座標構成方法。
【請求項１０】
前記基準となる基地局が、前記自基地局の配下以外の隣接基地局が存在するか否かを検索する際に、前記自基地局の配下以外の前記隣接基地局が存在しない場合に、
前記基準となる基地局が保持する基地局リストを分割し、
前記基地局リストにおける、前記自基地局配下の基地局の位置情報を、前記自基地局を原点として更新し、
前記更新された基地局リストをブロードキャストする
請求項９記載の座標構成方法。
【請求項１１】
前記隣接基地局が存在する場合において、前記基準となる基地局が、自己の保持する基地局リストに前記隣接基地局に関する位置情報が存在するか否かを確認する際に、前記自己の保持する基地局リストに前記隣接基地局が存在しない場合に、前記隣接基地局が保持する基地局リストをコピーし、
前記コピーされた前記隣接基地局の基地局リストにおける原点基地局のＩＤと、前記基準となる基地局が保持する基地局リストにおける原点基地局のＩＤとを比較し、
前記基準となる基地局が保持する基地局リストにおける原点基地局のＩＤよりも、前記隣接基地局の基地局リストにおける原点基地局のＩＤの方が若い場合、前記隣接基地局までの位置を測位し、
前記基準となる基地局の保持する基地局リストから自基地局の位置情報を削除し、
前記隣接基地局からコピーした基地局リストに対して、前記基準となる基地局の位置情報を追加することにより、前記隣接基地局の保持する基地局リストを更新し、
前記更新された前記基地局リストをネットワークにブロードキャストする
請求項９記載の座標構成方法。
【請求項１２】
前記測位処理部は、
前記複数の基地局のうち、自基地局が送信する前記基準信号を前記無線端末が再送信した信号を、前記受信部を介して受信した後、当該信号を加算する加算部を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項７に記載の無線測位装置。
【請求項１３】
前記測位処理部は、
前記複数の基地局のうち、前記自基地局が送信する前記基準信号を前記無線端末が再送信した信号を、前記受信部を介して受信した後、当該信号から前記無線端末が付加したＩＤを復調するＩＤ復調部と、
前記信号から、前記自基地局から前記無線端末までの距離を算出する距離算出部と、を有することを特徴とする請求項１２記載の無線測位装置。
【請求項１４】
前記測位処理部は、
前記複数の基地局のうち、前記自基地局が送信する前記基準信号を前記無線端末が再送信した信号と前記基準信号の相関演算を行う第一の相関演算部と、
前記無線端末が前記基準信号を受信し、再送信する時に当該基準信号に付加する符号系列と、前記第一の相関演算部の演算結果との相関演算を行う第二の相関演算部と、
前記隣接基地局を測位するために、前記隣接基地局に搭載された他の無線端末が前記基準信号を受信し、再送信する時に付加する符号系列と相関演算を行う基地局測位用相関演算部と、を有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の無線測位装置。
【請求項１５】
前記測位処理部は、前記隣接基地局に搭載された前記他の無線端末が送信する信号の到来波の到来角度を算出する到来方向測定部を有することを特徴とする請求項１４記載の無線測位装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載の無線測位装置において、前記複数の基地局のうち、前記基準となる基地局は、
前記隣接基地局に搭載された無線端末からの再送信パルスから抽出した符号系列が、前記隣接基地局に搭載された前記他の無線端末からの再送信信号であるか、前記隣接基地局に搭載された前記無線端末以外の無線端末から送信された再送信信号であるかを検出し、
前記基準となる基地局は、
前記隣接基地局に搭載された前記他の無線端末からの再送信パルスから抽出した符号系列が、前記隣接基地局に搭載された前記他の無線端末からの再送信信号であると検出した場合、
前記基準となる基地局と前記隣接する他の基地局の相対位置が変化しないことを前提として、前記隣接基地局に搭載された前記他の無線端末以外の無線端末からの再送信信号よりも多い数のパルスを加算し、
前記隣接基地局の位置を測位し、当該測位結果から、前記隣接基地局の座標を構成する座標構成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１０−１５１８０７（Ｐ２０１０−１５１８０７Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６３３０２（Ｐ２００９−２６３３０２）
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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