無線端末位置計測システム及び無線端末位置計測方法
【課題】処理の負担が少ないままにより正確な位置計測を可能とする無線端末位置計測システムおよび無線端末位置計測方法を提供する。
【解決手段】測位計測部４０は、無線端末１０Ａから送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し、前記無線端末１０Ａから送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し、前記無線端末１０Ａから、近距離受信部３１を介して端末識別信号および第三のパラメータを取得し、前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号をマッチングさせて前記無線端末の位置を計測する。
【解決手段】測位計測部４０は、無線端末１０Ａから送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し、前記無線端末１０Ａから送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し、前記無線端末１０Ａから、近距離受信部３１を介して端末識別信号および第三のパラメータを取得し、前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号をマッチングさせて前記無線端末の位置を計測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線端末位置計測システム及び無線端末位置計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種プラントや工場あるいは病院のような広域かつ屋内の空間領域内で、自由に移動し作業を行う人員や作業に使用される可搬型の機材類の現在位置を的確に把握し管理することにより作業効率を向上したいという要求に答える無線端末位置計測システム及び無線端末位置計測方法の研究がなされている。
【０００３】
この被測位対象の測定では、連立方程式の解を準ニュートン法などを用いた数値解析により位置座標（例えば、グローバル直交座標系における（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標）を求める。この連立方程式の数値解析は処理量が大きく、処理の負担を軽減するため、一の座標（例えばＺ座標）を固定とし連立方程式の解を算出する手法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０４４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この固定した一の座標と実際の無線端末の座標の差が大きいほど、算出した推定位置と実際の位置の誤差が大きくなってしまう。
【０００６】
上記の事情に鑑み、処理の負担が少ないままにより正確な位置計測を可能とする無線端末位置計測システムおよび無線端末位置計測方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本無線端末位置計測システムは、
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて前記無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
前記測定対象エリア内に設置され、前記測定対象エリアで近距離通信により端末識別信号を受信する近距離受信部と、
前記受信部に近距離通信により端末識別情報を送信する送信部と、端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部とを備える無線端末と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第二の無線基地局と、
前記送信部から送られてくる端末識別信号を受信した場合に、前記送信部から送られてくる端末識別信号と合わせて第三のパラメータを位置計測部に送信する近距離受信部と、
前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号をマッチングさせて前記前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、
を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図２】第１の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】第２の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図４】第２の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図５】第３の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図６】第３の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】第４の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図８】第４の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】第５の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図１０】第５の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施態様について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
本実施形態の無線端末位置計測システムは、図１に示すように、無線基地局２０（２０Ａ、２０Ｂ）、壁面３０、測位計測部４０と、を含む構成である。無線基地局２０から得られるパラメータを用いて無線端末１０（１０Ａ）の位置の計測を行う。本システムは、プラントや工場、立体駐車場の各階の駐車フロアや病院内の一区画などに設置される。
【００１１】
無線端末１０は、無線部１１および測位信号発信制御部１２および近距離送信部１３と、を含む構成である。本実施形態では、それぞれ無線端末１０Ａ、無線部１１ａ、測位信号発信制御部１２ａ、近距離送信部１３ａとして記載している。
【００１２】
無線部１１は、無線信号を無線基地局２０の無線部２１ａ、２１ｂに対して送信する。この無線信号には測位計測部４０による位置の算出に利用する識別情報（ＩＤ情報）が含まれている。例えば、無線通信を行うものとして、ホーンアンテナ、アレイアンテナ、ダイポールアンテナ等の各種アンテナを利用できる。また、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）方式を用いた高精度の通信方式を用いても良い。無線信号とは、電波（電磁波）をいい、その他、超音波に代替することもできる。例えば、工作機械に取り付けられたり、携帯電話、車載器などである。
【００１３】
測位信号発信制御部１２は、無線信号を送信するタイミングの制御を行う。複数の被測位対象がある場合、同一時刻に同一周波数（チャネル）を使用して位置測定を行うことはできないので、時間的あるいは空間的に分割する必要がある。一例として一元管理するサーバ側で被測位対象の順序制御を行う方法について述べる。測位計測部４０と無線端末１０の（端末の測位信号発信制御部）とがデータ通信ができるようにしておき、所定の端末に測位の必要ができたとき、測位計測部４０側から該当端末の測位信号発信制御部に発信許可を与えるようにする。そのとき、該当無線端末以外に対しては、発信禁止の制御を行う。（複数周波数が使える場合は、使用チャネルも指定することで、チャネル数の許す限り同時測位が可能となる。）
他に無線端末側で自律的に判断する方法では、位置を測定してほしい無線端末が周辺の無線端末の無線電波状況をモニタし、どの端末も発信していない場合に送信を行うようにする。あるいは、複数チャネルを使用できる無線端末（基地局側は同時に複数チャネルを受信できる場合）であれば、周辺空間のチャネル使用状況をモニタし、未使用のチャネルを見つけたとき、同チャネルを使って送信するようにする。
【００１４】
近距離送信部１３は、壁面３０に設置された近距離受信部３１乃至３３と通信を行う。例えば、ＲＦＩＤのアクティブタグである。無線信号で無線端末１０の識別情報（ＩＤ情報）を近距離受信部３１または近距離受信部３２または近距離受信部３３へ送信する。
【００１５】
無線基地局２０は、無線部２１と、到達時間計測部２２と、データ送信部２３と、を含む構成である。本実施形態では、所定の位置に固定された２つの無線基地局２０Ａ、２０Ｂ、それぞれの無線基地局に対応する無線部２１ａ、２１ｂおよび到達時間計測部２２ａ、２２ｂおよびデータ送信部２３ａ、２３ｂを記載している。各無線基地局２０の最初に固定された位置情報（例えば、緯度、経度、高度）は記憶部４５に記憶されている。設置場所として、プラントや工場、立体駐車場や病院の天井に備え付ける。
【００１６】
無線部２１ｂは、無線部１１から送られてきた電気信号を受信すると、到達時間計測部２２ａへ通知する。
【００１７】
到達時間計測部２２は、無線部１１からが電気信号を受信した時刻（時間に関するパラメータ）を抽出し、受信時刻に関するデータをデータ送信部２３、データ受信部４１を介して計測値収集部４２へ送出する。
【００１８】
データ送信部２３は、到達時間計測部２２から送られてきたデータを中継する。
【００１９】
壁面３０は、近距離受信部３１、３２、３３を含む構成である。本実施形態では、壁面と記載しているが、その他、柱やドアなど近距離受信部３１、３２、３３を取り付けることができるものであればよい。
【００２０】
近距離受信部３１、３２、３３は、無線端末１０内の近距離送信部１３と通信を行い、あらかじめ設置された高さ情報を保持している。近距離送信部１３から送られてきた識別情報（ＩＤ）を含む無線信号を受信した場合に、この送られてきた識別情報（ＩＤ）と位置に関するパラメータである高さ情報をデータ受信部４１を介して測位計算部４０内の高さ情報取得部４３へ送出する。本実施形態では通信可能な範囲内では基本的には一つの近距離受信部としか通信ができないような位置関係（互いの受信可能範囲が重なりあわずに近距離送信部からの電波が受信可能な位置）に配置されているものとしている。なお、本実施形態では近距離受信部が三つの場合について説明しているが、これに限られることなく二つ以上の近距離受信部であればよい。また近距離受信部１３の設置位置としては、エリアの入り口など無線端末１０と通信可能性が高い位置に置くことにより、設置数が少なくて済み、かつ無線通信の確実性が高い。
【００２１】
測位計測部４０は、データ受信部４１と、計測値収集部４２と、高さ情報取得部４３と、位置計算部４４と、記憶部４５とを含む構成である。
【００２２】
データ受信部４１は、通信ネットワーク１００を介して送られてくる情報を計測値収集部４２、高さ情報取得部４３へ送信する。
【００２３】
計測値収集部４２は、無線信号を取得した無線基地局の識別情報と、到達時間計測部２２が取得した到達時間情報、対応する無線端末１０の識別情報（ＩＤ）を収集する。収集した識別情報（ＩＤ）と到達時間情報を位置計算部４５へ送出する。
【００２４】
高さ情報取得部４３は、この送られてきた無線端末１０の識別情報（ＩＤ）と位置に関するパラメータである高さ情報をデータ受信部４１を介して取得する。取得した無線端末１０の識別情報（ＩＤ）と位置に関するパラメータである高さ情報を位置計算部４４へ送出する。
【００２５】
位置計算部４４は、同一の無線信号を各無線基地局２０が取得した無線特性パラメータから無線端末と無線基地局の距離関係を求め、この距離データと各無線基地局の既知である位置座標から無線端末の位置を計算・算出する。
【００２６】
具体的な算出方法の一つとして、無線端末１０が発信した一の無線信号を各無線基地局２０で受信し、受信した無線基地局２０のうち任意の二つの無線基地局の受信時間から到達時間差分を求める。例えば、グローバル直交座標系における二つの無線基地局の位置が、無線基地局２０Ａ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、無線基地局２０Ｂ（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）であり、無線端末１０と２０Ａとの距離がｒ１、２０Ｂとの距離がｒ２であり｜ｒ１−ｒ２｜＝２Ａであるとすると、無線端末１０の座標（ｘ，ｙ，ｚ）は以下の双曲面方程式で表すことができる。
【数１】
【００２７】
この（式１）を少なくとも二つ以上作成し、連立方程式を作成する。この連立方程式の変数であるｚの値を高さ情報取得部４３から取得し上記連立方程式に代入して、ｘとｙの値を求める。求めた（ｘ，ｙ，ｚ）の値を外部の表示部（図示しない）などへ出力する。
【００２８】
記憶部４５は、位置計算部４４が端末１０の位置を算出する場合に用いる各無線基地局２０の位置座標を記憶する。記憶する媒体として、半導体メモリ、磁気メモリ等の各種記憶媒体を利用することができる。
【００２９】
次に本実施形態の動作について図２を参照しながら説明する。
【００３０】
無線端末１０の近距離送信部１３は、常時識別信号を発信するための通信を確立可能な状態である。通信が確立し、近距離受信部３１、３２、３３のいずれかと通信が可能となった際に、識別信号を送信する。
【００３１】
識別信号を受信した近距離受信部３１又は３２又は３３は、この識別信号と予め保持している高さ情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して高さ情報取得部４３は高さに関するデータを検出する（ステップＳ１１０１、ステップＳ１３０２、ステップＳ１４０２）。
【００３２】
無線端末１０の測位信号発信制御部１２は、位置測定開始の信号を受け取ると、位置測定用の識別情報を含む無線信号を発信する。
【００３３】
これを受信した無線基地局は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して計測値収集部４２にて各基地局の計測値を収集する（ステップＳ１１０２、Ｓ１１０３、ステップＳ１２０１、１２０２、ステップＳ１４０１）。
【００３４】
高さに関するデータおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から整合をとり、情報を送ってきた無線基地局の位置情報を読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する。
【００３５】
（ステップＳ１４０３乃至ステップＳ１４０６）
なお、近距離送信部と近距離受信部との通信には電波、超音波のほか光通信によって行われてもよい。
【００３６】
このように三つのパラメータを二種類以上の異なった方法で取得することにより、三つのパラメータを全て無線信号で処理する場合に比べ処理を軽くすることができ、ＲＦＩＤのみを用いた位置計測方法より正確な位置を測定することができる。また、上記二種類以上の取得方法で取得した３つのパラメータの取得時間が異なることから、異なる時間に取得したデータを用いてもより正確な位置算出を行うことができる。
【００３７】
一度高さ情報を入口付近で取得しておくことにより、同じエリア内ではその値を使用して無線端末の位置計測に使用することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図３を参照しながら説明する。
【００３９】
本実施形態は第一の実施形態の変形例である。
【００４０】
本実施形態と第一の実施形態との主な違いは、壁面３０に設置された近距離受信部３１、３２、３３が高さ情報を所持していない点、測位計測部４０が受信高さ対応部４６を備えている点である。
【００４１】
本実施形態の近距離受信部３１、３２、３３は、近距離送信部１３から無線端末１０の識別情報（ＩＤ情報）が送られてきた場合、この無線端末１０の識別情報と受信した近距離受信部の識別情報（ＩＤ情報）とをデータ受信部４１を介して高さ情報取得部４３へ送信する。
【００４２】
高さ情報取得部４３は、近距離受信部３４または３５または３６から各識別情報（ＩＤ）が送られてきた場合に、受信高さ対応部４６に記憶された前記識別情報に対応する高さ情報を読み出し、位置計算部４４へ送出する。
【００４３】
第２の実施形態の動作について図４を参照しながら説明する。
【００４４】
無線端末１０の近距離送信部１３は、常時識別信号を発信するための通信を確立可能な状態である。通信が確立し、近距離受信部３１、３２、３３のいずれかと通信が可能となった際に、信号を送信する。
【００４５】
信号を受信した近距離受信部３１又は３２又は３３は、自己の識別情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して高さ情報取得部４３は受信高さ対応部４６を参照して高さに関するデータを検出する（ステップＳ２１０１、ステップＳ２３０２、ステップＳ２４０２、ステップＳ２４０２−２）。
【００４６】
高さに関するデータおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から整合をとり、情報を送ってきた無線基地局の位置情報を読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する。
【００４７】
（ステップＳ２１０２、Ｓ２１０３、ステップＳ２２０１、Ｓ２２０２、ステップＳ２４０４乃至ステップＳ２４０７）
このように、より近距離受信部から測位計測部４０へのデータ送信処理が迅速に行うことができる。
【００４８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について図５を参照しながら説明する。
【００４９】
本実施形態と第１の実施形態との違いは、無線端末１０が近距離受信部１４とデータ処理部１５を備える点である。また、無線基地局２０が通信処理部２４を備える。また、壁面３０には近距離送信部３４、３５、３６が設置される。
【００５０】
近距離受信部１４は、壁面３０に設置された近距離送信部３４、３５、３６から各近距離送信部の識別情報および高さ情報を受信し、データ処理部１５へ送出する。
【００５１】
データ処理部１５は、近距離受信部１４が受信した高さ情報を無線部１１が無線基地局２０へ発信する無線信号と共に送出させる。
【００５２】
通信処理部２４は、データ処理部１５から無線部２１を介して高さ情報を取得し、高さ情報取得部４３へ送出する。
【００５３】
近距離送信部３４、３５、３６は、通信が確立した近距離受信部１４に対し、予め記憶されている高さ情報を送信する。
【００５４】
次に本実施形態の動作について図６を参照しながら説明する。
【００５５】
近距離送信部３４は、近距離受信部１４と通信が確立した場合、近距離送信部３４は、高さ情報を送信する（ステップＳ３３０１）
次に、これを受けた無線端末は、位置測定開始信号を受けると、無線信号と、高さ情報と、識別情報を無線基地局２０Ａに送信する（ステップＳ３１０１乃至ステップＳ３１０３）
これを受信した無線基地局は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報および高さ情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して計測値収集部４２にて各基地局の計測値を収集する（ステップＳ３２０１、３２０２、ステップＳ３４０１）。
【００５６】
高さに関するデータおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から、情報を送ってきた無線基地局の位置情報を読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する。
【００５７】
（ステップＳ３４０２乃至ステップＳ３４０４）
このように、位置算出においてより正確な一の固定パラメータを用いて高速に算出することができる。
【００５８】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について図７を参照しながら説明する。
【００５９】
本実施形態は、第３の実施形態の変形例である。
【００６０】
本実施形態と、第３の実施形態との違いは、測位計測部４０が送信高さ対応部４７を備えている点である。また、壁面３０に設置された近距離送信部３４、３５、３６が高さ情報を送信しない点である。
【００６１】
本実施形態の近距離送信部３４、３５、３６は、近距離受信部１４と通信が確立した場合、識別情報（ＩＤ情報）を近距離受信部１４へ送出する。
【００６２】
本実施形態のデータ処理部１５は、近距離送信部から送られてきた識別情報を無線部１１が発信する無線信号とともに無線基地局２０へ送出させる。
【００６３】
通信処理部２４は、無線部が受信した時間情報とは別途、近距離送信部から送られてきた高さに関する情報をデータ送便部２３が送信可能な信号に変換して、データ送信部２３へ送出する。
【００６４】
本実施形態の高さ情報取得部４３は、近距離受信部の識別情報が送られてきた場合に、送信高さ対応部４７に記憶された高さ情報を読み出し、位置計算部４４へ送出する。
【００６５】
送信高さ対応部４７は、近距離送信部３４、３５、３６が設置されている高さを記憶している。
【００６６】
次に本実施形態の動作について図８を参照しながら説明する。
【００６７】
近距離送信部３４は、近距離受信部１４と通信が確立した場合、近距離送信部３４は、識別情報を送信する（ステップＳ４３０１）
次に、これを受けた無線端末は、位置測定開始信号を受けると、無線信号と、近距離送信部の識別情報と、無線端末の識別情報を無線基地局２０Ａに送信する（ステップＳ４１０１乃至ステップＳ４１０３）
これを受信した無線基地局は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報および近距離送信部の識別情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して計測値収集部４２にて各基地局の計測値を収集する（ステップＳ４２０１、４２０２、ステップＳ４４０１）。
【００６８】
データおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から、情報を送ってきた無線基地局の位置情報を読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する。
【００６９】
（ステップＳ４４０２乃至ステップＳ４４０５）
このようにすることにより、近距離送信部と近距離受信部のデータ通信量を削減することができ、通信時間も短くて済む。
【００７０】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について図９を参照しながら説明する。
【００７１】
本実施形態と、他の実施形態との主な違いは、無線端末１０が、加速度センサ部１６を備えている点である。また、測位計測部４０が高さ変化取得部４８を備えている点である。
【００７２】
加速度センサ１６は、垂直方向の加速度を計測し、このデータを高さ変化取得部４８へ逐次送出する。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向の高さの値を近距離通信により行っているからであり、Ｘ軸方向、またはＹ軸方向であれば水平方向の加速度を計測する。その他、極座標表示の場合にも同様である。
【００７３】
高さ変化取得部４８は、加速度センサ１６から送られてきたデータを取得し、補正情報として高さ情報取得部４３へ送出する。
【００７４】
本実施形態の高さ情報取得部４３はこの補正情報を受け、高さ情報取得部が取得した無線端末１０の高さ情報と共に、または、高さ情報を補正して位置計算部４４へ送出する。
【００７５】
位置計算部４４は、高さの変化情報または、補正された高さ情報から端末１０の位置情報の算出を行う。
【００７６】
次に本実施形態の動作について図１０を参照しながら説明する。
【００７７】
無線端末１０の近距離送信部１３は、常時識別信号を発信するための通信を確立可能な状態である。通信が確立し、近距離受信部３１、３２、３３のいずれかと通信が可能となった際に、識別信号を送信する。
【００７８】
識別信号を受信した近距離受信部３１又は３２又は３３は、この識別信号と予め保持している高さ情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して高さ情報取得部４３は高さに関するデータを検出する（ステップＳ５１０１、ステップＳ５３０２、ステップＳ５４０２）。
【００７９】
無線端末１０の測位信号発信制御部１２は、位置測定開始の信号を受け取ると、位置測定用の識別情報を含む無線信号および予め取得していた加速度情報を併せて発信する。
【００８０】
これを受信した無線基地局は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報と加速度情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して計測値収集部４２にて無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報とが収集され、加速度に関する情報は、高さ変化部に送られる（ステップＳ５１０２、ステップＳ５１０３、Ｓ５１０４、ステップＳ５２０１、５２０２、ステップＳ５４０１）。
【００８１】
高さに関するデータおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から整合をとり、高さに関する情報を高さ変化情報により補正し、データを送ってきた無線基地局の位置情報を読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する。
【００８２】
（ステップＳ５４０３乃至ステップＳ５４０７）。
【００８３】
本実施形態により、より正確な高さ情報を利用した位置計測が可能となる。
【００８４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１０（１０Ａ） … 無線端末
１１（１１ａ） … 無線部
１２（１２ａ） … 測位信号発信制御部
１３（１３ａ） … 近距離送信部
１４（１４ａ） … 近距離受信部
１５（１５ａ） … データ処理部
１６（１６ａ） … 加速度センサ部
１７（１７ａ） … 測距センサ部
１７１（１７１ａ） … 近距離発信部
１７２（１７２ａ） … 近距離受信部
１７３（１７３ａ） … 距離計算部
１８（１８ａ） … 画像用マーカ部
２０（２０Ａ、２０Ｂ） … 無線基地局
２１（２１ａ、２１ｂ） … 無線部
２２（２２ａ、２２ｂ） … 到達時間計測部
２３（２３ａ、２３ｂ） … データ送信部
２４（２４ａ、２４ｂ） … 通信処理部
２５（２５ａ、２５ｂ） … 画像センサ部
２６（２６ａ、２６ｂ） … 受信強度計測部
２７（２７ａ、２７ｂ） … 端末判定処理部
３０ … 壁面
３１、３２、３３、３４、３５、３６ … 近距離受信部
３７、３８、３９ … 近距離送信部
４０ … 測位計測部
４１ … データ受信部
４２ … 計測値収集部
４３ … 高さ情報取得部
４４ … 位置計算部
４５ … 記憶部
４６ … 受信高さ対応部
４７ … 送信高さ対応部
４８ … 高さ変化取得部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線端末位置計測システム及び無線端末位置計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種プラントや工場あるいは病院のような広域かつ屋内の空間領域内で、自由に移動し作業を行う人員や作業に使用される可搬型の機材類の現在位置を的確に把握し管理することにより作業効率を向上したいという要求に答える無線端末位置計測システム及び無線端末位置計測方法の研究がなされている。
【０００３】
この被測位対象の測定では、連立方程式の解を準ニュートン法などを用いた数値解析により位置座標（例えば、グローバル直交座標系における（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標）を求める。この連立方程式の数値解析は処理量が大きく、処理の負担を軽減するため、一の座標（例えばＺ座標）を固定とし連立方程式の解を算出する手法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０４４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この固定した一の座標と実際の無線端末の座標の差が大きいほど、算出した推定位置と実際の位置の誤差が大きくなってしまう。
【０００６】
上記の事情に鑑み、処理の負担が少ないままにより正確な位置計測を可能とする無線端末位置計測システムおよび無線端末位置計測方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本無線端末位置計測システムは、
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて前記無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
前記測定対象エリア内に設置され、前記測定対象エリアで近距離通信により端末識別信号を受信する近距離受信部と、
前記受信部に近距離通信により端末識別情報を送信する送信部と、端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部とを備える無線端末と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第二の無線基地局と、
前記送信部から送られてくる端末識別信号を受信した場合に、前記送信部から送られてくる端末識別信号と合わせて第三のパラメータを位置計測部に送信する近距離受信部と、
前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号をマッチングさせて前記前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、
を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図２】第１の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】第２の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図４】第２の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図５】第３の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図６】第３の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】第４の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図８】第４の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】第５の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図１０】第５の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施態様について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
本実施形態の無線端末位置計測システムは、図１に示すように、無線基地局２０（２０Ａ、２０Ｂ）、壁面３０、測位計測部４０と、を含む構成である。無線基地局２０から得られるパラメータを用いて無線端末１０（１０Ａ）の位置の計測を行う。本システムは、プラントや工場、立体駐車場の各階の駐車フロアや病院内の一区画などに設置される。
【００１１】
無線端末１０は、無線部１１および測位信号発信制御部１２および近距離送信部１３と、を含む構成である。本実施形態では、それぞれ無線端末１０Ａ、無線部１１ａ、測位信号発信制御部１２ａ、近距離送信部１３ａとして記載している。
【００１２】
無線部１１は、無線信号を無線基地局２０の無線部２１ａ、２１ｂに対して送信する。この無線信号には測位計測部４０による位置の算出に利用する識別情報（ＩＤ情報）が含まれている。例えば、無線通信を行うものとして、ホーンアンテナ、アレイアンテナ、ダイポールアンテナ等の各種アンテナを利用できる。また、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）方式を用いた高精度の通信方式を用いても良い。無線信号とは、電波（電磁波）をいい、その他、超音波に代替することもできる。例えば、工作機械に取り付けられたり、携帯電話、車載器などである。
【００１３】
測位信号発信制御部１２は、無線信号を送信するタイミングの制御を行う。複数の被測位対象がある場合、同一時刻に同一周波数（チャネル）を使用して位置測定を行うことはできないので、時間的あるいは空間的に分割する必要がある。一例として一元管理するサーバ側で被測位対象の順序制御を行う方法について述べる。測位計測部４０と無線端末１０の（端末の測位信号発信制御部）とがデータ通信ができるようにしておき、所定の端末に測位の必要ができたとき、測位計測部４０側から該当端末の測位信号発信制御部に発信許可を与えるようにする。そのとき、該当無線端末以外に対しては、発信禁止の制御を行う。（複数周波数が使える場合は、使用チャネルも指定することで、チャネル数の許す限り同時測位が可能となる。）
他に無線端末側で自律的に判断する方法では、位置を測定してほしい無線端末が周辺の無線端末の無線電波状況をモニタし、どの端末も発信していない場合に送信を行うようにする。あるいは、複数チャネルを使用できる無線端末（基地局側は同時に複数チャネルを受信できる場合）であれば、周辺空間のチャネル使用状況をモニタし、未使用のチャネルを見つけたとき、同チャネルを使って送信するようにする。
【００１４】
近距離送信部１３は、壁面３０に設置された近距離受信部３１乃至３３と通信を行う。例えば、ＲＦＩＤのアクティブタグである。無線信号で無線端末１０の識別情報（ＩＤ情報）を近距離受信部３１または近距離受信部３２または近距離受信部３３へ送信する。
【００１５】
無線基地局２０は、無線部２１と、到達時間計測部２２と、データ送信部２３と、を含む構成である。本実施形態では、所定の位置に固定された２つの無線基地局２０Ａ、２０Ｂ、それぞれの無線基地局に対応する無線部２１ａ、２１ｂおよび到達時間計測部２２ａ、２２ｂおよびデータ送信部２３ａ、２３ｂを記載している。各無線基地局２０の最初に固定された位置情報（例えば、緯度、経度、高度）は記憶部４５に記憶されている。設置場所として、プラントや工場、立体駐車場や病院の天井に備え付ける。
【００１６】
無線部２１ｂは、無線部１１から送られてきた電気信号を受信すると、到達時間計測部２２ａへ通知する。
【００１７】
到達時間計測部２２は、無線部１１からが電気信号を受信した時刻（時間に関するパラメータ）を抽出し、受信時刻に関するデータをデータ送信部２３、データ受信部４１を介して計測値収集部４２へ送出する。
【００１８】
データ送信部２３は、到達時間計測部２２から送られてきたデータを中継する。
【００１９】
壁面３０は、近距離受信部３１、３２、３３を含む構成である。本実施形態では、壁面と記載しているが、その他、柱やドアなど近距離受信部３１、３２、３３を取り付けることができるものであればよい。
【００２０】
近距離受信部３１、３２、３３は、無線端末１０内の近距離送信部１３と通信を行い、あらかじめ設置された高さ情報を保持している。近距離送信部１３から送られてきた識別情報（ＩＤ）を含む無線信号を受信した場合に、この送られてきた識別情報（ＩＤ）と位置に関するパラメータである高さ情報をデータ受信部４１を介して測位計算部４０内の高さ情報取得部４３へ送出する。本実施形態では通信可能な範囲内では基本的には一つの近距離受信部としか通信ができないような位置関係（互いの受信可能範囲が重なりあわずに近距離送信部からの電波が受信可能な位置）に配置されているものとしている。なお、本実施形態では近距離受信部が三つの場合について説明しているが、これに限られることなく二つ以上の近距離受信部であればよい。また近距離受信部１３の設置位置としては、エリアの入り口など無線端末１０と通信可能性が高い位置に置くことにより、設置数が少なくて済み、かつ無線通信の確実性が高い。
【００２１】
測位計測部４０は、データ受信部４１と、計測値収集部４２と、高さ情報取得部４３と、位置計算部４４と、記憶部４５とを含む構成である。
【００２２】
データ受信部４１は、通信ネットワーク１００を介して送られてくる情報を計測値収集部４２、高さ情報取得部４３へ送信する。
【００２３】
計測値収集部４２は、無線信号を取得した無線基地局の識別情報と、到達時間計測部２２が取得した到達時間情報、対応する無線端末１０の識別情報（ＩＤ）を収集する。収集した識別情報（ＩＤ）と到達時間情報を位置計算部４５へ送出する。
【００２４】
高さ情報取得部４３は、この送られてきた無線端末１０の識別情報（ＩＤ）と位置に関するパラメータである高さ情報をデータ受信部４１を介して取得する。取得した無線端末１０の識別情報（ＩＤ）と位置に関するパラメータである高さ情報を位置計算部４４へ送出する。
【００２５】
位置計算部４４は、同一の無線信号を各無線基地局２０が取得した無線特性パラメータから無線端末と無線基地局の距離関係を求め、この距離データと各無線基地局の既知である位置座標から無線端末の位置を計算・算出する。
【００２６】
具体的な算出方法の一つとして、無線端末１０が発信した一の無線信号を各無線基地局２０で受信し、受信した無線基地局２０のうち任意の二つの無線基地局の受信時間から到達時間差分を求める。例えば、グローバル直交座標系における二つの無線基地局の位置が、無線基地局２０Ａ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、無線基地局２０Ｂ（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）であり、無線端末１０と２０Ａとの距離がｒ１、２０Ｂとの距離がｒ２であり｜ｒ１−ｒ２｜＝２Ａであるとすると、無線端末１０の座標（ｘ，ｙ，ｚ）は以下の双曲面方程式で表すことができる。
【数１】
【００２７】
この（式１）を少なくとも二つ以上作成し、連立方程式を作成する。この連立方程式の変数であるｚの値を高さ情報取得部４３から取得し上記連立方程式に代入して、ｘとｙの値を求める。求めた（ｘ，ｙ，ｚ）の値を外部の表示部（図示しない）などへ出力する。
【００２８】
記憶部４５は、位置計算部４４が端末１０の位置を算出する場合に用いる各無線基地局２０の位置座標を記憶する。記憶する媒体として、半導体メモリ、磁気メモリ等の各種記憶媒体を利用することができる。
【００２９】
次に本実施形態の動作について図２を参照しながら説明する。
【００３０】
無線端末１０の近距離送信部１３は、常時識別信号を発信するための通信を確立可能な状態である。通信が確立し、近距離受信部３１、３２、３３のいずれかと通信が可能となった際に、識別信号を送信する。
【００３１】
識別信号を受信した近距離受信部３１又は３２又は３３は、この識別信号と予め保持している高さ情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して高さ情報取得部４３は高さに関するデータを検出する（ステップＳ１１０１、ステップＳ１３０２、ステップＳ１４０２）。
【００３２】
無線端末１０の測位信号発信制御部１２は、位置測定開始の信号を受け取ると、位置測定用の識別情報を含む無線信号を発信する。
【００３３】
これを受信した無線基地局は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して計測値収集部４２にて各基地局の計測値を収集する（ステップＳ１１０２、Ｓ１１０３、ステップＳ１２０１、１２０２、ステップＳ１４０１）。
【００３４】
高さに関するデータおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から整合をとり、情報を送ってきた無線基地局の位置情報を読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する。
【００３５】
（ステップＳ１４０３乃至ステップＳ１４０６）
なお、近距離送信部と近距離受信部との通信には電波、超音波のほか光通信によって行われてもよい。
【００３６】
このように三つのパラメータを二種類以上の異なった方法で取得することにより、三つのパラメータを全て無線信号で処理する場合に比べ処理を軽くすることができ、ＲＦＩＤのみを用いた位置計測方法より正確な位置を測定することができる。また、上記二種類以上の取得方法で取得した３つのパラメータの取得時間が異なることから、異なる時間に取得したデータを用いてもより正確な位置算出を行うことができる。
【００３７】
一度高さ情報を入口付近で取得しておくことにより、同じエリア内ではその値を使用して無線端末の位置計測に使用することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図３を参照しながら説明する。
【００３９】
本実施形態は第一の実施形態の変形例である。
【００４０】
本実施形態と第一の実施形態との主な違いは、壁面３０に設置された近距離受信部３１、３２、３３が高さ情報を所持していない点、測位計測部４０が受信高さ対応部４６を備えている点である。
【００４１】
本実施形態の近距離受信部３１、３２、３３は、近距離送信部１３から無線端末１０の識別情報（ＩＤ情報）が送られてきた場合、この無線端末１０の識別情報と受信した近距離受信部の識別情報（ＩＤ情報）とをデータ受信部４１を介して高さ情報取得部４３へ送信する。
【００４２】
高さ情報取得部４３は、近距離受信部３４または３５または３６から各識別情報（ＩＤ）が送られてきた場合に、受信高さ対応部４６に記憶された前記識別情報に対応する高さ情報を読み出し、位置計算部４４へ送出する。
【００４３】
第２の実施形態の動作について図４を参照しながら説明する。
【００４４】
無線端末１０の近距離送信部１３は、常時識別信号を発信するための通信を確立可能な状態である。通信が確立し、近距離受信部３１、３２、３３のいずれかと通信が可能となった際に、信号を送信する。
【００４５】
信号を受信した近距離受信部３１又は３２又は３３は、自己の識別情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して高さ情報取得部４３は受信高さ対応部４６を参照して高さに関するデータを検出する（ステップＳ２１０１、ステップＳ２３０２、ステップＳ２４０２、ステップＳ２４０２−２）。
【００４６】
高さに関するデータおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から整合をとり、情報を送ってきた無線基地局の位置情報を読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する。
【００４７】
（ステップＳ２１０２、Ｓ２１０３、ステップＳ２２０１、Ｓ２２０２、ステップＳ２４０４乃至ステップＳ２４０７）
このように、より近距離受信部から測位計測部４０へのデータ送信処理が迅速に行うことができる。
【００４８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について図５を参照しながら説明する。
【００４９】
本実施形態と第１の実施形態との違いは、無線端末１０が近距離受信部１４とデータ処理部１５を備える点である。また、無線基地局２０が通信処理部２４を備える。また、壁面３０には近距離送信部３４、３５、３６が設置される。
【００５０】
近距離受信部１４は、壁面３０に設置された近距離送信部３４、３５、３６から各近距離送信部の識別情報および高さ情報を受信し、データ処理部１５へ送出する。
【００５１】
データ処理部１５は、近距離受信部１４が受信した高さ情報を無線部１１が無線基地局２０へ発信する無線信号と共に送出させる。
【００５２】
通信処理部２４は、データ処理部１５から無線部２１を介して高さ情報を取得し、高さ情報取得部４３へ送出する。
【００５３】
近距離送信部３４、３５、３６は、通信が確立した近距離受信部１４に対し、予め記憶されている高さ情報を送信する。
【００５４】
次に本実施形態の動作について図６を参照しながら説明する。
【００５５】
近距離送信部３４は、近距離受信部１４と通信が確立した場合、近距離送信部３４は、高さ情報を送信する（ステップＳ３３０１）
次に、これを受けた無線端末は、位置測定開始信号を受けると、無線信号と、高さ情報と、識別情報を無線基地局２０Ａに送信する（ステップＳ３１０１乃至ステップＳ３１０３）
これを受信した無線基地局は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報および高さ情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して計測値収集部４２にて各基地局の計測値を収集する（ステップＳ３２０１、３２０２、ステップＳ３４０１）。
【００５６】
高さに関するデータおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から、情報を送ってきた無線基地局の位置情報を読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する。
【００５７】
（ステップＳ３４０２乃至ステップＳ３４０４）
このように、位置算出においてより正確な一の固定パラメータを用いて高速に算出することができる。
【００５８】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について図７を参照しながら説明する。
【００５９】
本実施形態は、第３の実施形態の変形例である。
【００６０】
本実施形態と、第３の実施形態との違いは、測位計測部４０が送信高さ対応部４７を備えている点である。また、壁面３０に設置された近距離送信部３４、３５、３６が高さ情報を送信しない点である。
【００６１】
本実施形態の近距離送信部３４、３５、３６は、近距離受信部１４と通信が確立した場合、識別情報（ＩＤ情報）を近距離受信部１４へ送出する。
【００６２】
本実施形態のデータ処理部１５は、近距離送信部から送られてきた識別情報を無線部１１が発信する無線信号とともに無線基地局２０へ送出させる。
【００６３】
通信処理部２４は、無線部が受信した時間情報とは別途、近距離送信部から送られてきた高さに関する情報をデータ送便部２３が送信可能な信号に変換して、データ送信部２３へ送出する。
【００６４】
本実施形態の高さ情報取得部４３は、近距離受信部の識別情報が送られてきた場合に、送信高さ対応部４７に記憶された高さ情報を読み出し、位置計算部４４へ送出する。
【００６５】
送信高さ対応部４７は、近距離送信部３４、３５、３６が設置されている高さを記憶している。
【００６６】
次に本実施形態の動作について図８を参照しながら説明する。
【００６７】
近距離送信部３４は、近距離受信部１４と通信が確立した場合、近距離送信部３４は、識別情報を送信する（ステップＳ４３０１）
次に、これを受けた無線端末は、位置測定開始信号を受けると、無線信号と、近距離送信部の識別情報と、無線端末の識別情報を無線基地局２０Ａに送信する（ステップＳ４１０１乃至ステップＳ４１０３）
これを受信した無線基地局は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報および近距離送信部の識別情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して計測値収集部４２にて各基地局の計測値を収集する（ステップＳ４２０１、４２０２、ステップＳ４４０１）。
【００６８】
データおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から、情報を送ってきた無線基地局の位置情報を読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する。
【００６９】
（ステップＳ４４０２乃至ステップＳ４４０５）
このようにすることにより、近距離送信部と近距離受信部のデータ通信量を削減することができ、通信時間も短くて済む。
【００７０】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について図９を参照しながら説明する。
【００７１】
本実施形態と、他の実施形態との主な違いは、無線端末１０が、加速度センサ部１６を備えている点である。また、測位計測部４０が高さ変化取得部４８を備えている点である。
【００７２】
加速度センサ１６は、垂直方向の加速度を計測し、このデータを高さ変化取得部４８へ逐次送出する。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向の高さの値を近距離通信により行っているからであり、Ｘ軸方向、またはＹ軸方向であれば水平方向の加速度を計測する。その他、極座標表示の場合にも同様である。
【００７３】
高さ変化取得部４８は、加速度センサ１６から送られてきたデータを取得し、補正情報として高さ情報取得部４３へ送出する。
【００７４】
本実施形態の高さ情報取得部４３はこの補正情報を受け、高さ情報取得部が取得した無線端末１０の高さ情報と共に、または、高さ情報を補正して位置計算部４４へ送出する。
【００７５】
位置計算部４４は、高さの変化情報または、補正された高さ情報から端末１０の位置情報の算出を行う。
【００７６】
次に本実施形態の動作について図１０を参照しながら説明する。
【００７７】
無線端末１０の近距離送信部１３は、常時識別信号を発信するための通信を確立可能な状態である。通信が確立し、近距離受信部３１、３２、３３のいずれかと通信が可能となった際に、識別信号を送信する。
【００７８】
識別信号を受信した近距離受信部３１又は３２又は３３は、この識別信号と予め保持している高さ情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して高さ情報取得部４３は高さに関するデータを検出する（ステップＳ５１０１、ステップＳ５３０２、ステップＳ５４０２）。
【００７９】
無線端末１０の測位信号発信制御部１２は、位置測定開始の信号を受け取ると、位置測定用の識別情報を含む無線信号および予め取得していた加速度情報を併せて発信する。
【００８０】
これを受信した無線基地局は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報と加速度情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して計測値収集部４２にて無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報とが収集され、加速度に関する情報は、高さ変化部に送られる（ステップＳ５１０２、ステップＳ５１０３、Ｓ５１０４、ステップＳ５２０１、５２０２、ステップＳ５４０１）。
【００８１】
高さに関するデータおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から整合をとり、高さに関する情報を高さ変化情報により補正し、データを送ってきた無線基地局の位置情報を読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する。
【００８２】
（ステップＳ５４０３乃至ステップＳ５４０７）。
【００８３】
本実施形態により、より正確な高さ情報を利用した位置計測が可能となる。
【００８４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１０（１０Ａ） … 無線端末
１１（１１ａ） … 無線部
１２（１２ａ） … 測位信号発信制御部
１３（１３ａ） … 近距離送信部
１４（１４ａ） … 近距離受信部
１５（１５ａ） … データ処理部
１６（１６ａ） … 加速度センサ部
１７（１７ａ） … 測距センサ部
１７１（１７１ａ） … 近距離発信部
１７２（１７２ａ） … 近距離受信部
１７３（１７３ａ） … 距離計算部
１８（１８ａ） … 画像用マーカ部
２０（２０Ａ、２０Ｂ） … 無線基地局
２１（２１ａ、２１ｂ） … 無線部
２２（２２ａ、２２ｂ） … 到達時間計測部
２３（２３ａ、２３ｂ） … データ送信部
２４（２４ａ、２４ｂ） … 通信処理部
２５（２５ａ、２５ｂ） … 画像センサ部
２６（２６ａ、２６ｂ） … 受信強度計測部
２７（２７ａ、２７ｂ） … 端末判定処理部
３０ … 壁面
３１、３２、３３、３４、３５、３６ … 近距離受信部
３７、３８、３９ … 近距離送信部
４０ … 測位計測部
４１ … データ受信部
４２ … 計測値収集部
４３ … 高さ情報取得部
４４ … 位置計算部
４５ … 記憶部
４６ … 受信高さ対応部
４７ … 送信高さ対応部
４８ … 高さ変化取得部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
前記測定対象エリア内に設置され、前記測定対象エリアで近距離通信により端末識別信号を受信する近距離受信部と、
前記受信部に近距離通信により端末識別情報を送信する送信部と、端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部とを備える無線端末と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第二の無線基地局と、
前記送信部から送られてくる端末識別信号を受信した場合に、前記送信部から送られてくる端末識別信号と合わせて第三のパラメータを位置計測部に送信する近距離受信部と、
前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号をマッチングさせて前記前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項２】
前記近距離受信部は、
自己を識別する近距離受信部端末識別信号を前記測位計測部に送出し、
前記測位計測部は、
前記近距離受信部端末識別信号と対応付けて第三のパラメータを記憶する受信高さ対応部と、
をさらに備え、
前記測位計測部は、
前記受信高さ対応部から読みだした前記第三のパラメータと、前記第一のパラメートと前記第二のパラメータとから前記無線端末の位置を計測する
請求項１に記載する無線端末位置計測システム。
【請求項３】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
前記測定対象エリア内に設置され、前記測定対象エリアで近距離通信により第三のパラメータを送信する近距離送信部と、
前記送信部から近距離通信により前記第三のパラメータを受信する受信部と、前記第三のパラメータと端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部と、を備える無線端末と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータと合わせて位置計測部に送信する第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータと合わせて位置計測部に送信する第二の無線基地局と、
前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号とから前記前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項４】
前記近距離送信部は、
自己を識別する近距離送信部端末識別信号を前記無線端末を介して前記測位計測部に送出し、
前記測位計測部は、
前記近距離送信部端末識別信号と対応付けて第三のパラメータを記憶する受信高さ対応部と、
をさらに備え、
前記測位計測部は、
前記受信高さ対応部から読みだした前記第三のパラメータと、前記第一のパラメートと前記第二のパラメータとから前記無線端末の位置を計測する
請求項３に記載する無線端末位置計測システム。
【請求項５】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
前記測定対象エリア内に設置され、前記測定対象エリアで近距離通信により端末識別信号を受信する近距離受信部と、
前記受信部に近距離通信により端末識別情報を送信する送信部と、第三のパラメータを補正する方向の加速度を検出する加速度センサ部と、前記加速度に関する情報と端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部と、を備える無線端末と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記加速度に関する情報と合わせて位置計測部に送信する第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記加速度に関する情報と合わせて位置計測部に送信する第二の無線基地局と、
前記送信部から送られてくる端末識別信号を受信した場合に、前記送信部から送られてくる端末識別信号と合わせて第三のパラメータを位置計測部に送信する近距離受信部と、
前記第三のパラメータを前記加速度に関する情報から第三のパラメータの変化量を検出する変化部と、前記第一のパラメータと前記第二のパラメータと前記変化量から前記第三のパラメータを補正したパラメータとから前記前記無線端末の位置を計測する位置計算部と、を備える測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項６】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信し、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて無線端末の位置を計測する無線端末位置計測方法であって、
前記無線端末から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し、
前記無線端末から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し、
前記無線端末から、近距離受信部を介して端末識別信号および第三のパラメータを取得し、
前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号をマッチングさせて前記前記無線端末の位置を計測する、
無線端末位置計測方法。
【請求項１】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
前記測定対象エリア内に設置され、前記測定対象エリアで近距離通信により端末識別信号を受信する近距離受信部と、
前記受信部に近距離通信により端末識別情報を送信する送信部と、端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部とを備える無線端末と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第二の無線基地局と、
前記送信部から送られてくる端末識別信号を受信した場合に、前記送信部から送られてくる端末識別信号と合わせて第三のパラメータを位置計測部に送信する近距離受信部と、
前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号をマッチングさせて前記前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項２】
前記近距離受信部は、
自己を識別する近距離受信部端末識別信号を前記測位計測部に送出し、
前記測位計測部は、
前記近距離受信部端末識別信号と対応付けて第三のパラメータを記憶する受信高さ対応部と、
をさらに備え、
前記測位計測部は、
前記受信高さ対応部から読みだした前記第三のパラメータと、前記第一のパラメートと前記第二のパラメータとから前記無線端末の位置を計測する
請求項１に記載する無線端末位置計測システム。
【請求項３】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
前記測定対象エリア内に設置され、前記測定対象エリアで近距離通信により第三のパラメータを送信する近距離送信部と、
前記送信部から近距離通信により前記第三のパラメータを受信する受信部と、前記第三のパラメータと端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部と、を備える無線端末と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータと合わせて位置計測部に送信する第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータと合わせて位置計測部に送信する第二の無線基地局と、
前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号とから前記前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項４】
前記近距離送信部は、
自己を識別する近距離送信部端末識別信号を前記無線端末を介して前記測位計測部に送出し、
前記測位計測部は、
前記近距離送信部端末識別信号と対応付けて第三のパラメータを記憶する受信高さ対応部と、
をさらに備え、
前記測位計測部は、
前記受信高さ対応部から読みだした前記第三のパラメータと、前記第一のパラメートと前記第二のパラメータとから前記無線端末の位置を計測する
請求項３に記載する無線端末位置計測システム。
【請求項５】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
前記測定対象エリア内に設置され、前記測定対象エリアで近距離通信により端末識別信号を受信する近距離受信部と、
前記受信部に近距離通信により端末識別情報を送信する送信部と、第三のパラメータを補正する方向の加速度を検出する加速度センサ部と、前記加速度に関する情報と端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部と、を備える無線端末と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記加速度に関する情報と合わせて位置計測部に送信する第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記加速度に関する情報と合わせて位置計測部に送信する第二の無線基地局と、
前記送信部から送られてくる端末識別信号を受信した場合に、前記送信部から送られてくる端末識別信号と合わせて第三のパラメータを位置計測部に送信する近距離受信部と、
前記第三のパラメータを前記加速度に関する情報から第三のパラメータの変化量を検出する変化部と、前記第一のパラメータと前記第二のパラメータと前記変化量から前記第三のパラメータを補正したパラメータとから前記前記無線端末の位置を計測する位置計算部と、を備える測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項６】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信し、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて無線端末の位置を計測する無線端末位置計測方法であって、
前記無線端末から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し、
前記無線端末から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し、
前記無線端末から、近距離受信部を介して端末識別信号および第三のパラメータを取得し、
前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号をマッチングさせて前記前記無線端末の位置を計測する、
無線端末位置計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１５４６４６（Ｐ２０１２−１５４６４６Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３５９（Ｐ２０１１−１１３５９）
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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