JP2004179846A - Positional information estimating method and terminal having positional information estimating function - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報端末の位置情報推定方法及び位置情報推定機能を持つ端末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯用の電話機やＰＤＡ等、個人の情報端末としての発展がめざましく、ネットワークや半導体技術の進歩により、無線通信環境が充実しつつある。
従来より、位置情報を取得する手段としては、無線通信機能を持つ移動端末に通信設備等の基地局と通信する位置側位機能を持たす方法、および移動端末である携帯端末にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の位置側位機能を持たす方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４４７１０号公報（第２頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の移動端末の位置情報取得方法として基地局の位置情報を用いた場合、自端末の位置は基地局の通信範囲全域という非常に広い範囲を示し、より細かい位置情報を取得することができないという問題点がある。
これを解決する方法として、通信範囲の非常に小さい基地局を多数設置するという方法が考えられるが、多数の基地局に位置情報を入力するのは非常にコストがかかるので現実的でない。
また、自端末の位置情報を取得する手段としてＧＰＳをもちいた場合、前述の問題に加えて地下や屋根のある場所での使用ができないという問題点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る情報端末の位置情報推定方法は、複数の端末を隣り合った端末と通信できる間隔で配置し、これら複数の端末のうち、周辺で離れた位置にある３つの端末にＸＹ座標の位置情報を持たせ、それ以外の端末にはＸＹ座標の位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない端末は互いに隣り合った端末と通信し、最終的には位置情報を持った端末からの距離の位置情報を収集して記憶し、ＸＹ座標の位置情報を知りたい端末はその周囲の端末の距離情報から、ＸＹ座標の位置情報を持った３つの端末からの距離の内一番小さい距離のものをそれぞれ複数選び出し、ＸＹ座標の位置情報を持った各端末に対応して一番距離の小さい距離で互いに一致したものを位置情報を知りたい自端末と特定し、それに１を加えて自端末の距離とし、特定のＸＹ座標を持つ絶対位置の端末に対して特定された自端末の相対位置から自端末のＸＹ座標位置を計算により求め、求めたＸＹ座標位置を自端末の位置情報として推定するようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図、図２は同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図、図３は同位置情報推定方法に用いる端末の位置情報記憶部の中身を示す説明図、図４は同位置情報推定方法に用いる１つの端末から他の複数の端末への距離を示す説明図である。
図１において、イは位置情報を元々何も持っていない超小型の端末を示し、ロは位置情報を元々持っている超小型の端末を示している。
端末イは他の端末と通信を行うための通信部１０１と、通信部１０１で受信した周辺端末の位置情報に基づいて自端末の位置情報を推定する位置情報推定部１０２と、位置情報推定部１０２が推定した自端末の位置情報を記憶する位置情報記憶部１０３とで構成されている。
端末ロは他の端末と通信を行うための通信部１０４と、他の端末からの要求によって自端末の位置情報を発信できるように自端末の位置情報を記憶しておくための位置情報記憶部１０５とで構成されており、外部からの位置情報要求に対して位置情報記憶部１０５に人間によって入力された又はＧＰＳ等によって独自に取得した位置情報を通信部１０４を使って他の端末イへ発信する。
【０００７】
図２に示すように、例えば２００〜２３３の１６個の端末が格子状に配置されており、これらの端末の内、端末２００と端末２０３と端末２３０は端末ロで、各位置情報記憶部１０５にそれぞれ特定のＸＹ座標位置を記憶しており、それ以外の端末は端末イで、各位置情報記憶部１０５には当初はＸＹ座標位置を記憶していない。
また、各端末イ，ロは上下左右に隣り合った端末とだけ通信できる距離の間隔で配置されている。従って、例えば端末２２２は端末２１２、２２１、２２３、２３２とだけ通信が可能である。
図３は端末イの位置情報記憶部１０３に記憶される位置情報の中身を示し、３つの端末ロのＸＹ座標及び各端末ロから端末イまでの距離を表している。また、図４は図２に示すように配置された端末の内、端末２００から他の各端末への距離の分布を示している。
【０００８】
次に、本発明の実施の形態１の位置情報推定方法について説明する。
例えば、位置情報を持たない端末イである端末２２２が位置情報を推定する場合について具体的に説明する。
まず、各端末イはそれぞれ一斉に位置情報推定部１０２が通信部１０１を使って周辺の情報端末ロ又はイから自端末の距離の位置情報を収集しているものとする。
次に、端末２２２は自端末のＸＹ座標の位置情報を推定するために、まず自端末周辺の端末である端末２１２、２２１、２２３、２３２の距離の位置情報を取得する。
しかる後に、端末２２２は端末２１２、２２１、２２３、２３２の距離の位置情報のうち、位置の基準となる端末ロである端末２００からの距離のうち一番小さい距離を選び出し、それに１を加えて自端末と位置の基準となる端末との距離とする。
【０００９】
例えば、端末２２２の周辺にある端末のうちで端末２００からの距離を比べた場合、図４に示すように端末２１２は３，端末２２１は３，端末２２３は５、端末２３２は５であり、最小距離は３である。よって、端末２２２と端末２００との距離は４となる。
ここでの距離とは隣り合った端末とだけ通信できる距離を意味し、その単位を通信ホップ数１と表す。従って、端末２００から端末２２２までは、端末２００−端末２１０−端末２２０−端末２２１−端末２２２と４ホップかかるので、距離は４ということになる。
同様に、端末２２２と端末２０３の距離は端末２０３−端末２１３−端末２２３−端末２２２と３ホップかかるので、距離は３ということになる。また、端末２２２と端末２３０の距離は端末２３０−端末２３１−端末２３２−端末２２２と３ホップかかるので、距離は３ということになる。
そして、端末２２２については、端末ロであるそれぞれ特定のＸＹ座標を持つ３つの端末２００，２０３、２３０からの距離が分かることにより、端末２２２のＸＹ座標位置を一意に特定することができる。
【００１０】
その理由は、最初の特定のＸＹ座標を持つ端末２００から距離４の位置にあるものは端末２２２以外に、２３１と２１３の端末があるため、自分がこの３つの端末のうち、どれかは特定できない。
次の特定のＸＹ座標を持つ端末２０３から距離３の位置にあるものは端末２２２以外に、２１１と２３３の端末があるが、２つの端末２００と２０３からの距離の条件を満たすものは２２２の端末であり、更に特定のＸＹ座標を持つ端末２３０から距離３の位置にあるものは端末２２２以外に、２１１と２３３の端末があるが、特定のＸＹ座標を持つ３つの端末２００と２０３と２３０からの距離の条件を満たすものは２２２の端末であるため、自分は２２２の端末であることを特定できる。
そうすれば、絶対座標である特定のＸＹ座標を持つ端末２００からの距離４と自分が２２２の端末であり、絶対座標に対する相対位置が分かることから、端末２２２のＸＹ座標位置を計算により求めて推定することができるためである。そして、計算終了後は計算結果である端末２２２のＸＹ座標位置を自端末の位置情報として位置情報記憶部１０３に記憶させる。
【００１１】
本発明の実施の形態１によれば、格子状に配置された複数の端末のうち、周辺で離れた位置にある３つの端末にＸＹ座標の位置情報を持たせ、それ以外の端末には位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない各端末は互いに隣り合った端末と通信し、最終的には位置情報を持った端末の位置情報から距離情報を収集して記憶しておき、ＸＹ座標の位置情報を知りたい端末はその周囲の端末の距離情報から、位置情報を持った３つの端末からの距離のうちで一番小さい距離のものをそれぞれ複数選び出し、位置情報を持った各端末に対応して一番距離の小さい距離で互いに一致したものを位置情報を知りたい自端末と特定し、それに１を加えて自端末の距離とし、絶対座標である特定のＸＹ座標を持つ端末に対する相対位置が分かることから自端末のＸＹ座標位置を計算により求め、求めたＸＹ座標位置を自端末の位置情報として推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末ロさえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末イは自分の位置情報を推定することができる。
また、複数の端末は上下左右に隣り合った端末とだけ通信できる距離の間隔で配置されているので、従来の基地局の位置情報を利用した位置情報取得方法の移動端末の基地局に対する通信距離よりも短くなる。また、そのようにしても各端末は自端末の位置を自律的に推定するので、基地局の通信距離を短くして設置量をふやしても、基地局に位置情報を入力するコストはかからない。
【００１２】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
この実施の形態２は、図５に示すように、１６個の端末を互いに等距離で、隣接する３つの端末が内角６０度の三角形を形成するように配置したものである。なお、１６個の端末のうち、周辺の３つは端末ロと、それ以外は端末イとすることは実施の形態１と同様である。
【００１３】
本発明の実施の形態２によれば、１６個の端末を互いに等距離で、隣接する３つの端末が内角６０度の三角形を形成するように配置すると、端末の通信距離（端末同士が無線通信可能な距離）を最小端末間距離（端末を設置する間隔）の１倍からルート３倍の間にすれば、ある端末から最も近い端末の数が６つ以上にはならないという望ましい結果を得ることができるからである。
その理由は、実施の形態１は１６個の端末を等距離に格子状に配置したもので、この場合は端末の通信距離を最小端末間距離の１倍からルート２倍の間に調整しなければ望ましい結果は得られない。なぜなら、端末の通信距離が最小端末間距離のルート２倍以上あった場合、ある端末から最も近い端末の数が６つ以上になるからである。
例えば、図２の端末２２２の通信距離が端末間のルート２倍になった場合、端末２２２は端末２１１，２１２，２１３、２２１、２２３、２３１、２３２、２３３の８つの端末を最も近い位置にある端末であると判断してしまうからである。
【００１４】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図、図７は同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図、図８は同位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
図６において、ハは位置情報を元々何も持っていない超小型の端末を示し、ニは位置情報を元々持っている超小型の端末を示している。
端末ハは他の端末と通信を行うための通信部２０１と、通信部２０１で受信した周辺端末の位置情報を元に自端末の位置情報を推定する位置情報推定部２０２と、位置情報推定部２０２が推定した自端末の位置情報を記憶する位置情報記憶部２０３とで構成されている。
なお、端末ハの位置情報推定部２０２は実施の形態１の端末イの位置情報推定部１０２と位置情報の推定の仕方が異なるものである。即ち、端末ハの位置情報推定部２０２は通信部２０１で受信した端末の位置情報を平均して自分の位置情報とし、位置情報記憶部１０３に記憶する。
端末ニは他の端末と通信を行うための通信部２０４と、他の端末からの要求によって自端末の位置情報を発信できるように自端末の位置情報を記憶しておくための位置情報記憶部２０５とで構成されており、外部からの位置情報要求に対して位置情報記憶部２０５に人間によって入力された位置情報を通信部２０４を使って他の端末ハへ発信する。
【００１５】
図７に示すように３００〜３０４の端末が一直線状に配置されており、これらの端末の内、端末３００と端末３０４は端末ニで、各位置情報記憶部１０５にそれぞれ特定の距離の位置情報を記憶しており、それ以外の端末は端末ハで、各位置情報記憶部１０５には初期状態では距離の位置情報を記憶していない。
また、各端末ハ，ニは左右に隣り合った端末とだけ通信できる距離の間隔で配置されている。従って、例えば端末３０２は端末３０１、３０３とだけ通信が可能である。
また、図８は図７に示すように配置された端末うち、端末ハである端末３０１〜３０３の位置情報の変遷を示しており、端末ニである端末３００は（０）という距離の位置情報を、端末３０４は（４）という距離の位置情報を記憶している。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態３の位置情報推定方法について説明する。
例えば、図７に示す位置情報を持たない端末ハである３０１〜３０３が位置情報を取得する場合について図８に示す端末３０１〜３０３の位置情報の変遷に基づいて具体的に説明する。
まず、初期状態の時刻ｔ０の時、端末３００は（０）、端末３０４は（４）という距離の位置情報を持っており、端末３０１〜３０３は距離の位置情報を持っていない（ステップＳ１）。
次に、時刻ｔ１になると、端末３０１は端末３００の距離の位置情報（０）を受信して自分の距離の位置情報にする。また、端末３０３は端末３０４の距離の位置情報（４）を受信して距離の位置情報にする。なお、端末３０２は隣の端末３０１又は３０３がこの時点では距離の位置情報を持っていないので、距離の位置情報を受信することはできない（ステップＳ２）。
そして、時刻ｔ２になると、端末３０２は隣の端末３０１の距離の位置情報（０）と端末３０３の距離の位置情報（４）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（２）を自分の距離の位置情報にする（ステップＳ３）。
【００１７】
さらに、時刻ｔ３になると、端末３０１は隣の端末３００の距離の位置情報（０）と端末３０２の距離の位置情報（２）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする。また、端末３０２は隣の端末３０１の距離の位置情報（０）と端末３０３の距離の位置情報（４）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（２）を自分の距離の位置情報にする。さらに、端末３０３は隣の端末３０２の距離の位置情報（２）と端末３０４の距離の位置情報（４）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（３）を自分の距離の位置情報にする（ステップＳ４）。
このように、各端末３０１〜３０３の距離の位置情報はステップＳ１からＳ３へと変遷していき、最後にステップＳ４の状態に収束し、各端末３０１〜３０３は自端末の距離の位置情報を推定して取得することができ、その距離の位置情報を位置情報記憶部２０３に記憶させる。
【００１８】
本発明の実施の形態３によれば、一直線状に配置された複数の端末のうち、両端の位置にある２つの端末ニに距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末ハには距離の位置情報を持たせないようにし、距離の位置情報を持たない各端末ハは互いに隣り合った端末と通信し、受信した隣り合った端末の距離の位置情報を平均した値を自端末の距離の位置情報と推定し、位置情報を持たないたの全ての端末ハが距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末ニさえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末ハが自分の位置情報を推定することができる。
また、端末の通信距離を短くし、端末の設置密度を増やすことによって、従来の基地局の位置情報を利用した位置用推定方法に比べて自端末の位置を狭い範囲に限定することができる。
【００１９】
なお、本実施の形態３では、複数の端末を一直線上に一定間隔で設置した場合について説明を行ったが、この実施の形態３の方法を用いると、端末の配置を２次元平面へ拡げた場合や端末をランダムに配置した場合でも位置情報を持たない各端末ハは自分の位置情報を推定することができる。
【００２０】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図、図１０は図９に示す複数の端末の配置で、実施の形態３の位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図、図１１は図９に示す複数の端末の配置で、実施の形態４の位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
この実施の形態４は実施の形態３の変形例で、各端末の構成で実施の形態３と同様の構成の説明は省略する。
この実施の形態４における端末ハの通信部２０１と端末ニの通信部２０４はいずれも他の端末と通信を行う機能の他に、自端末の種類（即ち、端末ハか端末ニか）を相手に送信する機能を持っている点が、実施の形態３における端末ハの通信部２０１と端末ニの通信部２０４と相違するだけである。
【００２１】
図９に示すように３００〜３０２の端末が一直線状に配置されており、これらの端末の内、端末３００は端末ニで、それぞれ特定の距離の位置情報を記憶しており、それ以外の端末は端末ハで、初期状態では距離の位置情報を記憶していない。
また、各端末ハ，ニは左右に隣り合った端末まで通信できる距離の間隔で配置されている。従って、例えば端末３００は端末３０１と、端末３０１は端末３００と端末３０２と、端末３０３は端末３０３とだけ通信が可能である。
また、図１０は図９に示すように配置された端末うち、端末ハである端末３０１〜３０２の位置情報の変遷を示しており、端末ニである端末３００は（１０）という距離の位置情報を記憶している。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態４の位置情報推定方法について説明する。
その前に、図１０に基づいて図９に示す複数の端末の配置で、実施の形態３の位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を説明する。
まず、初期状態の時刻ｔ０の時、端末３００は（１０）という距離の位置情報を持っており、端末３０１〜３０２は距離の位置情報を持っていない（ステップＳ１０１）。
次に、時刻ｔ１になると、端末３０１は端末３００の距離の位置情報（１０）を受信して自分の距離の位置情報にする。なお、端末３０２は隣の端末３０１がこの時点では距離の位置情報を持っていないので、距離の位置情報を受信することはできない（ステップＳ１０２）。
そして、時刻ｔ２になると、端末３０２は隣の端末３０１の距離の位置情報（１０）を受信し、両隣りの端末がないために２つの距離の位置情報を平均することができず、その位置情報（１０）が自分の距離の位置情報になる（ステップＳ１０３）。
従って、端末３０１と端末３０２は位置が違うのにもかかわらず、同じ位置を推定してしまうことがある。
そこで、このようなことがないように、端末ハは位置情報の推定を、受信した位置情報を発信元によって加重平均することによって、端末ハである端末３０１と端末３０２について正しい位置情報を推定できるようにしたものである。
【００２３】
次に、図９に示す位置情報を持たない端末ハである３０１〜３０２が位置情報を取得する場合について図１１に示すように実施の形態４の位置情報推定方法による端末３０１〜３０２の位置情報の変遷に基づいて説明する。
この実施の形態４の場合は、端末ニである端末３００は位置情報の信頼性が高いので、位置情報に１という加重値を、端末ハである端末３０１，３０２は位置情報の信頼性が低いので、０．５の加重値をかけて平均を行う。
まず、初期状態の時刻ｔ０の時、端末３００は（１０）という距離の位置情報を持っており、端末３０１〜３０２は距離の位置情報を持っていない（ステップＳ１１１）。
次に、時刻ｔ１になると、端末３０１は端末３００の距離の位置情報（１０）を受信して自分の距離の位置情報にする。なお、端末３０２は隣の端末３０１がこの時点では距離の位置情報を持っていないので、距離の位置情報を受信することはできない（ステップＳ１１２）。
そして、時刻ｔ２になると、端末３０２は隣の端末３０１の距離の位置情報（１０）を受信し、その受信した位置情報は信頼性の低い端末３０１からのものであるから、位置情報（１０）に０．５の加重値をかけた（５）が自分の距離の位置情報になる（ステップＳ１１３）。
【００２４】
さらに、時刻ｔ３になると、端末３０１は隣の端末３００の距離の位置情報（１０）と端末３０２の距離の位置情報（５）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（７．５）を自分の距離の位置情報にする。また、端末３０２は両隣の端末の端末の位置情報を平均できないので、時刻ｔ２で得た位置情報（５）が時刻ｔ３における自分の位置情報となる（ステップＳ１１３）。
このように、各端末３０１〜３０２の距離の位置情報はステップＳ１１１からＳ１１４へと変遷していき、最後にステップＳ１１４の状態に収束し、各端末３０１〜３０２は自端末の距離の位置情報を推定して取得することができ、その距離の位置情報を位置情報記憶部２０３に記憶させる。
【００２５】
本発明の実施の形態４によれば、一直線状に配置された複数の端末のうち、端の位置にある端末ニに自端末の種類を送信する機能と距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末ハには自端末の種類を送信する機能を持たせ、距離の位置情報を持たせないようにし、距離の位置情報を持たない各端末ハは互いに隣り合った端末と通信し、受信した隣り合った端末の距離の位置情報を端末の種類に応じて設定した加重値に基づいて加重平均した値を自端末の距離の位置情報と推定し、位置情報を持たないたの全ての端末ハが距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末ニさえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末ハが自分の位置情報をより正確に推定することができる。
また、端末の通信距離を短くし、端末の設置密度を増やすことによって、従来の基地局の位置情報を利用した位置用推定方法に比べて自端末の位置を狭い範囲に限定することができる。
【００２６】
なお、本実施の形態４では、複数の端末を一直線上に一定間隔で設置した場合について説明を行ったが、この実施の形態３の方法を用いると、端末の配置を２次元平面へ拡げた場合や端末をランダムに配置した場合でも位置情報を持たない各端末ハは自分の位置情報を推定することができる。
【００２７】
実施の形態５．
図１２は本発明の実施の形態４の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図、図１３は同位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図、図１４は同位置情報推定方法による１つの端末が故障した場合の各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
この実施の形態５は実施の形態３の変形例で、各端末の構成は実施の形態３と同様であるので、構成の説明は省略する。
図１２に示すように４００〜４０４の端末が一直線状に配置されており、これらの端末の内、端末４００と端末４０４は端末ニで、それぞれ特定の距離の位置情報を記憶しており、それ以外の端末は端末ハで、初期状態では距離の位置情報を記憶していない。
また、各端末ハ，ニは左右に２つの隣り合った端末まで通信できる距離の間隔で配置されている。従って、例えば端末４０２は端末４００、４０１、４０３、４０４まで通信が可能である。
また、図１３は図１２に示すように配置された端末うち、端末ハである端末４０１〜４０３の位置情報の変遷を示しており、端末ニである端末４００は（０）という距離の位置情報を、端末４０４は（２）という距離の位置情報を記憶している。このことは、端末の通信距離の間にもう１つの端末が配置されていることを意味する。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態５の位置情報推定方法について説明する。
例えば、図１２に示す位置情報を持たない端末ハである４０１〜４０３が距離の位置情報を推定する場合について図１３に示す端末４０１〜４０３の位置情報の変遷に基づいて具体的に説明する。
まず、初期状態の時刻ｔ０の時、端末４００は（０）、端末４０４は（２）という距離の位置情報を持っており、端末４０１〜４０３は距離の位置情報を持っていない（ステップＳ１１）。
次に、時刻ｔ１になると、端末４０１は端末４００の距離の位置情報（０）を受信して自分の位置情報にする。また、端末４０３は端末４０４の距離の位置情報（２）を受信して位置情報にする。また、端末４０２は２つ隣の端末４０１の距離の位置情報（０）と２つ隣の端末４０４の距離の位置情報（２）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする（ステップＳ１２）。
【００２９】
そして、時刻ｔ２になると、端末４０１は隣の端末４００の距離の位置情報（０）と隣の端末４０２の距離の位置情報（１）と２つ隣の端末４０３の距離の位置情報（２）を受信し、３つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする。また、端末４０２は隣の端末４０１の距離の位置情報（０）と２つ隣の端末４００の距離の位置情報（０）と隣の端末４０３の距離の位置情報（２）と２つ隣の端末４０４の距離の位置情報（２）を受信し、４つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする。
さらに、端末４０３は隣の端末４０４の距離の位置情報（２）と隣の端末４０２の距離の位置情報（１）と２つ隣の端末４０３の距離の位置情報（０）を受信し、３つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする（ステップＳ１３）。
このように、各端末４０１〜４０３の距離の位置情報はステップＳ１１からＳ１２へと変遷していき、最後にステップＳ１３の状態に収束し、各端末４０１〜４０３は自端末の距離の位置情報を推定して取得することができ、その距離の位置情報を位置情報記憶部２０３に記憶させる。
【００３０】
ここで、端末４０２に障害が起き、位置情報の送信と位置情報の推定が出来なくなったとする。
その場合の動作を図１３を使って説明する。
まず、初期状態の時刻ｔ０の時、端末４００は（０）、端末４０４は（２）という距離の位置情報を持っており、端末４０１〜４０３は位置情報を持っていない（ステップＳ２１）。
次に、時刻ｔ１になると、端末４０１は端末４００の距離の位置情報（０）を受信して自分の位置情報にする。また、端末４０３は端末４０４の距離の位置情報（２）を受信して位置情報にする。また、端末４０２は障害があり、位置情報の送信と推定ができない（ステップＳ２２）。
【００３１】
そして、時刻ｔ２になると、端末４０１は隣の端末４００の距離の位置情報（０）と２つ隣の端末４０３の距離の位置情報（２）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする。また、端末４０２は障害があり、位置情報の送信と推定ができない（ステップＳ２２）。さらに、端末４０３は隣の端末４０４の距離の位置情報（２）と２つ隣の端末４０１の距離の位置情報（０）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする（ステップＳ２３）。
このように、各端末４０１〜４０３の距離の位置情報はステップＳ２１からＳ２２へと変遷していき、最後にステップＳ２３の状態に収束し、故障した端末４０２を除いて各端末４０１と４０３は自端末の距離の位置情報を推定して取得することができ、その位置情報を位置情報記憶部２０３に記憶させる。
【００３２】
本発明の実施の形態５によれば、一直線状に配置された複数の端末のうち、両端の位置にある２つの端末ニに距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末ハには位置情報を持たせないようにし、距離の位置情報を持たない各端末ハは互いに２つ隣り合った端末まで通信可能とし、受信した隣り合った端末の距離の位置情報を平均した値を自端末の距離の位置情報と推定し、位置情報を持たないたの全ての端末ハが距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末ニさえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末ハが自分の位置情報を推定することができる。
また、端末の設置間隔を通信距離より短くし、端末の設置密度を増やすことによって、位置情報を持たない端末のうち、１つが故障しても他の端末は位置情報を推定することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態５では、複数の端末を一直線上に一定間隔で設置した場合について説明を行ったが、この実施の形態４の方法を用いると、端末の配置を２次元平面へ拡げた場合や端末をランダムに配置した場合でも位置情報を持たない各端末ハは自分の位置情報を推定することができる。
【００３４】
実施の形態６．
図１５は本発明の実施の形態５の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図、図１６は同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図、図１７は同位置情報推定方法に用いる２種類の端末が発射するパルス信号を示すグラフ、図１８は同位置情報推定方法に用いる端末の位置情報推定部の内部構成を示すブロック図、図１９は同位置情報推定方法による位置情報の推定の原理を示す信号処理の説明図である。
図１５において、ホは位置情報を元々何も持っていない超小型の端末を示し、ヘは位置情報を元々持っている超小型の端末を示している。
端末ホは他の端末と通信を行うための通信部５０１と、通信部５０１で受信した周辺端末の位置情報を元に自端末の位置情報を推定する位置情報推定部５０２と、位置情報推定部５０２が推定した自端末の位置情報を記憶する位置情報記憶部５０３と、位置情報記憶部５０３が記憶している位置情報から固有の信号を生成するための信号生成部５０４とで構成されている。
端末ヘは他の端末と通信を行うための通信部６０１と、記憶している位置情報から固有の信号を生成するための信号生成部６０２と、他の端末からの要求によって自端末の位置情報を発信できるように自端末の位置情報を記憶しておくための位置情報記憶部６０３とで構成されており、外部からの位置情報要求に対して位置情報記憶部１０５に人間によって入力された位置情報を通信部１０４を使って他の端末ホへ発信する。
【００３５】
図１６に示すように７００〜７０２の端末が一直線状に配置されており、これらの端末の内、端末７００と端末７０２は端末ヘで、各位置情報記憶部６０３にそれぞれ特定の位置情報を記憶しており、それ以外の端末は端末ホで、位置情報記憶部５０３には当初は位置情報を記憶していない。
また、各端末ホ，ヘは左右に隣り合った端末とだけ通信できる距離の間隔で配置されている。従って、例えば端末７０１は端末７００、７０２とだけ通信が可能である。
図１７に示すように端末７００は図１７の（ａ）のような位置情報を表す固有のパルス信号を発信し、端末７０２は図１７の（ｂ）のような位置情報を表す固有のパルス信号を発信する。
さらに、図１８に示すように端末ホの位置情報推定部５０２は複数の端末から受信した位置情報を表す固有のパルス信号を平滑化する平滑化部９０１と、平滑化部９０１が平滑化したパルス信号から所定のしきい値以上のピーク値を取り出し、一定のピーク時間を有するパルス信号を検出するピーク検出部９０２とで構成されている。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態６の位置情報推定方法について説明する。
例えば、図１６に示す位置情報を持たない端末ホである７０１が位置情報を推定する場合について図１９に示す位置情報の推定の原理を示す信号処理に基づいて具体的に説明する。
端末ヘである７００と７０２は一定の周期毎に同期して位置情報を表す固有のパルス信号を発信する。この位置情報を表す固有のパルス信号は、例えば図１９に示す端末７００は周期の前半に位置するパルス信号で、位置情報としては（０）を表しており、端末７０２は周期の後半に位置するパルス信号で、位置情報としては（２）を表しているものである。
そして、端末７００と７０２が同期して発信されたパルス信号は端末ホである７０１の通信部８０１が受信して位置情報推定部５０２に送られる。その位置情報推定部５０２に送られるパルス信号は、図１９の（ａ）に示すように端末７００と７０２のパルス信号が合成された１００１のような形になる。
【００３７】
位置情報推定部５０２では１００１の形のパルス信号を平滑化部９０１で平滑化し、図１９の（ｂ）に示す１００２のような形にしてピーク検出部９０２に送る。ピーク検出部９０２では平滑化された１００２の形のパルス信号から図１９の（ｃ）に示すように所定のしきい値以上のピーク値を取り出し、図１９の（ｄ）に示すような１００４の形の一定のピーク時間を有するパルス信号を検出する。
このピーク検出部９０２が検出した１００４の形の一定のピーク時間を有するパルス信号は、端末ヘである７００と７０２が発信する周期のうちで中間に位置するため、位置情報としては（１）を表すことを意味する。
従って、位置情報推定部５０２は自端末の距離の位置情報を推定して取得することができ、その位置情報を位置情報記憶部５０３に記憶させる。
【００３８】
本発明の実施の形態６によれば、一直線状に配置された複数の端末のうち、両端の位置にある２つの端末へに距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末ホには位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない各端末ホは互いに隣り合った端末まで通信可能とし、位置情報を持った端末ヘからそれぞれ発信された位置情報を表す固有のパルス信号を受信した位置情報を持たない端末ホはそのパルス信号を平滑化した後に所定のしきい値以上のピーク値を取り出し、一定のピーク時間を有するパルス信号を検出し、そのパルス信号の周期における位置で自分の位置情報を推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末へさえあればＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末ホが自分の位置情報を推定することができる。
また、この実施の形態６では、位置情報を持たない端末ホは、周辺に位置情報を持った端末ヘから位置情報を表す固有のパルス信号を信号処理して自分の位置情報を推定するので、実施の形態１〜５のように周辺のいくつかの端末と通信して位置情報のやりとりを繰り返して最終的に自端末の位置情報を推定するために位置情報の推定に非常に時間がかかるものに比べ、一定の時間で位置情報の推定を行うことができるものである。
なお、本実施の形態６では、複数の端末を一直線上に一定間隔で設置した場合について説明を行ったが、この実施の形態６の方法を用いると、端末の配置を２次元平面へ拡げた場合や端末をランダムに配置した場合でも位置情報を持たない各端末ホは自分の位置情報を推定することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、格子状に配置された複数の端末のうち、周辺で離れた位置にある３つの端末にＸＹ座標の位置情報を持たせ、それ以外の端末には位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない各端末は互いに隣り合った端末と通信し、最終的には位置情報を持った端末の位置情報から距離情報を収集して記憶しておき、ＸＹ座標の位置情報を知りたい端末はその周囲の端末の距離情報から、位置情報を持った３つの端末からの距離のうちで一番小さい距離のものをそれぞれ複数選び出し、位置情報を持った各端末に対応して一番距離の小さい距離で互いに一致したものを位置情報を知りたい自端末と特定し、それに１を加えて自端末の距離とし、絶対座標である特定のＸＹ座標を持つ端末に対する相対位置が分かることから自端末のＸＹ座標位置を計算により求め、求めたＸＹ座標位置を自端末の位置情報として推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末ロさえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末は自分の位置情報を推定することができるという効果がある。また、複数の端末は上下左右に隣り合った端末とだけ通信できる距離の間隔で配置されているので、従来の基地局の位置情報を利用した位置情報取得方法の移動端末の基地局に対する通信距離よりも短くなる。また、そのようにしても各端末は自端末の位置を自律的に推定するので、基地局の通信距離を短くして設置量をふやしても、基地局に位置情報を入力するコストはかからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図である。
【図２】同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図３】同位置情報推定方法に用いる端末の位置情報記憶部の中身を示す説明図である。
【図４】同位置情報推定方法に用いる１つの端末から他の複数の端末への距離を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図である。
【図７】同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図８】同位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態４の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図１０】図９に示す複数の端末の配置で、実施の形態３の位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
【図１１】図９に示す複数の端末の配置で、実施の形態４の位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態５の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図１３】同位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
【図１４】同位置情報推定方法による１つの端末が故障した場合の各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態６の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図である。
【図１６】同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図１７】同位置情報推定方法に用いる２種類の端末が発射するパルス信号を示すグラフである。
【図１８】同位置情報推定方法に用いる端末の位置情報推定部の内部構成を示すブロック図である。
【図１９】同位置情報推定方法による位置情報の推定の原理を示す信号処理の説明図である。
【符号の説明】
１０１ 通信部、１０２ 位置情報推定部、１０３ 位置情報記憶部、１０４通信部、１０５ 位置情報記憶部、イ 位置情報を初期状態では持たない端末、ロ 位置情報を持った端末。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a position information estimating method for an information terminal and a terminal having a position information estimating function.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, development as personal information terminals such as portable telephones and PDAs has been remarkable, and wireless communication environments have been enriched with advances in networks and semiconductor technologies.
Conventionally, as means for acquiring position information, a mobile terminal having a wireless communication function has a position side function of communicating with a base station such as a communication facility, and a GPS (Global Positioning System) is provided to a mobile terminal which is a mobile terminal. ), Etc. (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-44710 (page 2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the location information of the base station is used as a conventional location information acquisition method of the mobile terminal, the location of the own terminal indicates a very wide range of the entire communication range of the base station, and it is possible to acquire more detailed location information. There is a problem that can not be.
As a method of solving this, a method of installing a large number of base stations having a very small communication range can be considered, but it is not realistic to input position information to a large number of base stations because it is very costly.
Further, when GPS is used as a means for acquiring the position information of the terminal itself, there is a problem that the terminal cannot be used underground or on a roof in addition to the above-mentioned problem.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the position information estimation method for an information terminal according to the present invention, a plurality of terminals are arranged at an interval capable of communicating with an adjacent terminal, and three terminals located at distant positions in the vicinity of the plurality of terminals have XY coordinates. A terminal having location information, and other terminals not having location information of XY coordinates, a terminal having no location information communicates with a terminal adjacent to each other, and finally a terminal having location information. The terminal that wants to collect and store the position information of the distance from the XY coordinate is based on the distance information of the terminals in the vicinity of the terminal from among the three terminals having the XY coordinate position information. A plurality of short distances are selected, and the terminal which has the shortest distance corresponding to each terminal having the XY coordinate position information is identified as the own terminal whose position information is to be known, and 1 is added thereto. The distance of your terminal The XY coordinate position of the own terminal is calculated from the relative position of the own terminal specified with respect to the terminal at the absolute position having the specific XY coordinate, and the obtained XY coordinate position is estimated as the position information of the own terminal. It was done.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of two types of terminals used in the position information estimation method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of terminals used in the position information estimation method. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the contents of a position information storage unit of a terminal used in the position information estimation method, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the distance from one terminal to a plurality of other terminals used in the position information estimation method.
In FIG. 1, A indicates a microminiature terminal originally having no location information, and B indicates a microminiature terminal originally having location information.
The terminal A has a
The terminal B has a
[0007]
As shown in FIG. 2, for example, 16
The terminals a and b are arranged at a distance that allows communication only with the vertically and horizontally adjacent terminals. Therefore, for example, the
FIG. 3 shows the contents of the position information stored in the position
[0008]
Next, a position information estimation method according to
For example, a case where the
First, it is assumed that the position
Next, the
Thereafter, the
[0009]
For example, when comparing the distance from the
Here, the distance means a distance that can be communicated only with an adjacent terminal, and its unit is represented as a
Similarly, since the distance between the
Then, as for the
[0010]
The reason is that the terminal located at a distance of 4 from the
There are
Then, since the
[0011]
According to the first embodiment of the present invention, among a plurality of terminals arranged in a grid, three terminals located at distant positions in the periphery have XY coordinate position information, and the other terminals have position information. In order not to have information, each terminal that does not have location information communicates with the terminal adjacent to each other, and finally collects and stores distance information from the location information of the terminal that has location information, A terminal that wants to know the position information of the XY coordinates selects a plurality of terminals having the smallest distance among the distances from the three terminals having the position information from the distance information of the terminals around the terminal, and selects each of the terminals having the position information. A terminal having a specific XY coordinate, which is an absolute coordinate, is determined by identifying a terminal having the shortest distance corresponding to the terminal and agreeing with each other as the own terminal whose position information is to be obtained, adding 1 to the distance of the own terminal. Know the relative position to The XY coordinate position of the own terminal is obtained by calculation from, and the obtained XY coordinate position is estimated as the position information of the own terminal. Even in places such as indoors, a terminal having no location information can estimate its own location information.
In addition, since a plurality of terminals are arranged at a distance that allows communication only with the vertically and horizontally adjacent terminals, the communication distance of the mobile terminal to the base station in the conventional position information acquisition method using the position information of the base station is known. Shorter than Even in such a case, since each terminal autonomously estimates the position of its own terminal, even if the communication distance of the base station is shortened and the installation amount is increased, there is no cost for inputting position information to the base station.
[0012]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of terminals used in the position information estimating method according to
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, 16 terminals are arranged at the same distance from each other, and three adjacent terminals form a triangle having an interior angle of 60 degrees. It is to be noted that, of the 16 terminals, the terminal three are peripheral terminals and the other terminals are terminal terminals as in the first embodiment.
[0013]
According to the second embodiment of the present invention, when 16 terminals are arranged at the same distance from each other and three adjacent terminals form a triangle having an interior angle of 60 degrees, the communication distance of the terminals (the terminals communicate with each other by wireless communication) If the possible distance) is between 1 times the minimum inter-terminal distance (interval between terminal installations) and 3 times the route, the desired result that the number of terminals closest to a terminal will not be more than 6 is obtained. Because it can be.
The reason is that in the first embodiment, 16 terminals are arranged in a grid pattern at equal distances. In this case, the communication distance of the terminals must be adjusted between 1 times the minimum inter-terminal distance and 2 times the route. The desired result is not obtained. This is because, when the communication distance of a terminal is twice or more the route of the minimum inter-terminal distance, the number of terminals closest to a certain terminal becomes six or more.
For example, when the communication distance of the terminal 222 in FIG. 2 is twice the route between the terminals, the terminal 222 moves eight
[0014]
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of two types of terminals used in the position information estimation method according to
In FIG. 6, C indicates a microminiature terminal originally having no location information, and d indicates a microminiature terminal originally having location information.
The terminal C has a
The position
The terminal d has a
[0015]
As shown in FIG. 7,
Further, the terminals c and d are arranged at a distance that allows communication only with the terminals adjacent to the left and right. Therefore, for example, the terminal 302 can communicate only with the
FIG. 8 shows the transition of the position information of the
[0016]
Next, a position information estimation method according to
For example, a case where the
First, at the time t0 in the initial state, the terminal 300 has the positional information of the distance (0), the terminal 304 has the positional information of the distance (4), and the
Next, at time t1, the terminal 301 receives the position information (0) of the distance of the terminal 300 and sets it as the position information of its own distance. In addition, the terminal 303 receives the distance position information (4) of the terminal 304 and sets the distance position information. Note that the terminal 302 cannot receive distance position information because the
Then, at time t2, the terminal 302 receives the position information (0) of the distance of the
[0017]
Further, at time t3, the terminal 301 receives the position information (0) of the distance of the
As described above, the position information of the distance of each of the
[0018]
According to
In addition, by shortening the communication distance of the terminal and increasing the installation density of the terminal, the position of the terminal can be limited to a narrow range as compared with the conventional position estimation method using the position information of the base station.
[0019]
In the third embodiment, a case has been described where a plurality of terminals are installed at a constant interval on a straight line. However, by using the method of the third embodiment, the arrangement of terminals is expanded to a two-dimensional plane. Even when the terminals are randomly arranged, each terminal C having no position information can estimate its own position information.
[0020]
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of terminals used in the position information estimating method according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an arrangement of a plurality of terminals shown in FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the change of the position information of each terminal according to the first embodiment, and FIG. 11 is an explanatory diagram showing the change of the position information of each terminal according to the position information estimating method of the fourth embodiment in the arrangement of the plurality of terminals shown in FIG. .
The fourth embodiment is a modification of the third embodiment, and the description of the same configuration as the third embodiment in the configuration of each terminal is omitted.
In the fourth embodiment, the
[0021]
As shown in FIG. 9,
Further, the terminals C and D are arranged at an interval of a distance that allows communication to terminals adjacent on the left and right. Therefore, for example, the terminal 300 can communicate only with the terminal 301, the terminal 301 can communicate with the terminal 300 and the terminal 302, and the terminal 303 can communicate with the terminal 303 only.
FIG. 10 shows the transition of the position information of the
[0022]
Next, a position information estimation method according to
Before that, the transition of the location information of each terminal according to the location information estimation method of the third embodiment in the arrangement of a plurality of terminals shown in FIG. 9 based on FIG. 10 will be described.
First, at the time t0 in the initial state, the terminal 300 has the position information of the distance (10), and the
Next, at time t1, the terminal 301 receives the position information (10) of the distance of the terminal 300 and sets it as the position information of its own distance. Note that the terminal 302 cannot receive the distance position information because the
Then, at the time t2, the terminal 302 receives the position information (10) of the distance of the
Therefore, the terminal 301 and the terminal 302 may estimate the same position even though the positions are different.
In order to prevent such a situation, the terminal C can estimate correct position information for the
[0023]
Next, as shown in FIG. 11, the position information of the
In the case of the fourth embodiment, the terminal 300, which is a terminal, has high reliability of position information, and therefore, the position information has a weight of 1 and the
First, at the time t0 in the initial state, the terminal 300 has the positional information of the distance (10), and the
Next, at time t1, the terminal 301 receives the position information (10) of the distance of the terminal 300 and sets it as the position information of its own distance. Note that the terminal 302 cannot receive the distance position information because the
Then, at time t2, the terminal 302 receives the position information (10) of the distance of the
[0024]
Further, at time t3, the terminal 301 receives the position information (10) of the distance of the
As described above, the position information of the distance of each of the
[0025]
According to the fourth embodiment of the present invention, among a plurality of terminals arranged in a straight line, the terminal at the end position has the function of transmitting the type of the own terminal and the position information of the distance. Terminal has a function of transmitting the type of its own terminal, so that it does not have distance position information, each terminal having no distance position information communicates with and receives terminals adjacent to each other A value obtained by averaging the weighted average of the distance information of the adjacent terminals based on the weight set according to the type of the terminal is estimated as the distance information of the own terminal. Time information elapses until the distance position information is estimated, and the final distance position information that converges is estimated as the distance information of the own terminal. Places such as underground or indoor where GPS is not available But it is possible that the terminal (c) that does not have a position information to estimate its own location information more accurately.
In addition, by shortening the communication distance of the terminal and increasing the installation density of the terminal, the position of the terminal can be limited to a narrow range as compared with the conventional position estimation method using the position information of the base station.
[0026]
In the fourth embodiment, a case has been described where a plurality of terminals are installed at a constant interval on a straight line. However, by using the method of the third embodiment, the arrangement of terminals is expanded to a two-dimensional plane. Even when the terminals are randomly arranged, each terminal C having no position information can estimate its own position information.
[0027]
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the arrangement of a plurality of terminals used in the position information estimating method according to
The fifth embodiment is a modification of the third embodiment, and since the configuration of each terminal is the same as that of the third embodiment, a description of the configuration will be omitted.
As shown in FIG. 12,
In addition, the terminals c and d are arranged at a distance that allows communication between two adjacent terminals on the left and right. Therefore, for example, the terminal 402 can communicate with the
FIG. 13 shows the transition of the position information of the
[0028]
Next, a position information estimating method according to
For example, a case where the
First, at the time t0 in the initial state, the terminal 400 has the positional information of the distance (0), the terminal 404 has the positional information of the distance (2), and the
Next, at time t1, the terminal 401 receives the position information (0) of the distance of the terminal 400 and sets it as its own position information. Further, the terminal 403 receives the position information (2) of the distance of the terminal 404 and converts it into position information. Further, the terminal 402 receives the position information (0) of the distance of the terminal 401 adjacent to the two adjacent ones and the position information (2) of the distance of the terminal 404 immediately adjacent to the terminal 401, and averages the position information of the two distances (1). Is set as the position information of the own distance (step S12).
[0029]
Then, at time t2, the terminal 401 determines the position information (0) of the distance of the
Further, the terminal 403 receives the position information (2) of the distance of the
As described above, the position information of the distance of each of the
[0030]
Here, it is assumed that a failure has occurred in the terminal 402 and transmission of position information and estimation of position information cannot be performed.
The operation in that case will be described with reference to FIG.
First, at the time t0 in the initial state, the terminal 400 has the position information of the distance (0), the terminal 404 has the position information of the distance (2), and the
Next, at time t1, the terminal 401 receives the position information (0) of the distance of the terminal 400 and sets it as its own position information. Further, the terminal 403 receives the position information (2) of the distance of the terminal 404 and converts it into position information. Further, the terminal 402 has a failure and cannot transmit and estimate the position information (step S22).
[0031]
Then, at time t2, the terminal 401 receives the position information (0) of the distance of the
As described above, the position information of the distance between the
[0032]
According to the fifth embodiment of the present invention, of a plurality of terminals arranged in a straight line, two terminals at both ends have distance position information, and the other terminals have position information. , Each terminal having no distance position information can communicate with two adjacent terminals, and the average value of the received position information of the distance between adjacent terminals is calculated as the distance of the own terminal. As the position information of the distance of the own terminal, the terminal information having the final distance converged after a lapse of time until all terminals having no position information have estimated the position information of the distance Since the estimation is performed, a terminal having no location information can estimate its own location information even in a place where GPS cannot be used, such as an underground or indoor location, as long as there is only a terminal having location information in the vicinity.
Further, by setting the terminal installation interval shorter than the communication distance and increasing the terminal installation density, even if one of the terminals having no position information fails, the other terminals can estimate the position information.
[0033]
In the fifth embodiment, a case has been described where a plurality of terminals are installed at a constant interval on a straight line. However, by using the method of the fourth embodiment, the arrangement of terminals is expanded to a two-dimensional plane. Even when the terminals are randomly arranged, each terminal C having no position information can estimate its own position information.
[0034]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of two types of terminals used in the position information estimation method according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 16 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of terminals used in the position information estimation method. Is a graph showing pulse signals emitted by two types of terminals used in the position information estimation method, FIG. 18 is a block diagram showing an internal configuration of a position information estimation unit of the terminal used in the position information estimation method, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of signal processing showing the principle of position information estimation by an information estimation method.
In FIG. 15, E indicates a microminiature terminal originally having no location information, and F indicates a microminiature terminal originally having location information.
The terminal e communicates with another terminal, a
The terminal has a
[0035]
As shown in FIG. 16,
Further, the terminals E and F are arranged at a distance that allows communication only with terminals adjacent to the left and right. Therefore, for example, the terminal 701 can communicate only with the
As shown in FIG. 17, terminal 700 transmits a unique pulse signal representing position information as shown in FIG. 17A, and terminal 702 transmits a unique pulse signal representing position information as shown in FIG. Outgoing.
Further, as shown in FIG. 18, the terminal e position
[0036]
Next, a position information estimating method according to Embodiment 6 of the present invention will be described.
For example, a case where the terminal 701 having no
Each of the
The pulse signals transmitted by the
[0037]
In the position
The pulse signal having a constant peak time in the form of 1004 detected by the
Therefore, the position
[0038]
According to the sixth embodiment of the present invention, two terminals located at both ends of a plurality of terminals arranged in a straight line have distance position information, and the other terminals have position information. , Each terminal having no location information can communicate with the terminal adjacent to each other, and the location where the unique pulse signal representing the location information transmitted from the terminal having the location information is received. After smoothing the pulse signal, the terminal device having no information extracts a peak value equal to or higher than a predetermined threshold value, detects a pulse signal having a constant peak time, and determines its own position at a position in the cycle of the pulse signal. Since the information is estimated, if there is only a terminal with location information in the vicinity, a terminal e without location information in a place such as underground or indoor where GPS can not be used estimates its own location information Door can be.
Further, in the sixth embodiment, the terminal e having no position information estimates its own position information by performing signal processing on a unique pulse signal representing the position information from a terminal having the position information in the vicinity, As described in
In the sixth embodiment, a case has been described where a plurality of terminals are installed at a constant interval on a straight line. However, by using the method of the sixth embodiment, the arrangement of terminals is expanded to a two-dimensional plane. Even when the terminals are randomly arranged, each terminal having no position information can estimate its own position information.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, among a plurality of terminals arranged in a grid, three terminals located at distant positions in the periphery have XY coordinate position information, and the other terminals have position information. , Each terminal having no location information communicates with a terminal adjacent to each other, and finally, distance information is collected and stored from the location information of the terminal having the location information, and XY A terminal that wants to know the position information of coordinates selects a plurality of terminals each having the smallest distance among the distances from the three terminals having the position information from the distance information of the terminals in the vicinity, and each terminal having the position information Corresponding to each other at the shortest distance is identified as the own terminal whose position information is to be known, and 1 is added to the own terminal to determine the distance of the own terminal. Know relative position Calculated the XY coordinate position of the terminal itself, and estimated the obtained XY coordinate position as the position information of the terminal itself. There is an effect that a terminal having no location information can estimate its own location information even in a place such as indoors. In addition, since a plurality of terminals are arranged at a distance that allows communication only with the vertically and horizontally adjacent terminals, the communication distance of the mobile terminal to the base station in the conventional position information acquisition method using the position information of the base station is known. Shorter than Even in such a case, since each terminal autonomously estimates the position of its own terminal, even if the communication distance of the base station is shortened and the installation amount is increased, there is no cost for inputting position information to the base station.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of two types of terminals used in a position information estimation method according to
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of terminals used in the position information estimation method.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the contents of a location information storage unit of a terminal used in the location information estimation method.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing distances from one terminal to a plurality of other terminals used in the position information estimation method.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of terminals used in a position information estimation method according to
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of two types of terminals used in a position information estimation method according to
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of terminals used in the position information estimation method.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a transition of position information of each terminal according to the position information estimation method.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of terminals used in a position information estimating method according to
FIG. 10 is an explanatory diagram showing changes in position information of each terminal in the arrangement of a plurality of terminals shown in FIG. 9 according to the position information estimation method of the third embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing changes in position information of each terminal by the position information estimation method according to the fourth embodiment in the arrangement of a plurality of terminals shown in FIG.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of terminals used in a position information estimating method according to
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a transition of position information of each terminal according to the position information estimation method.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing changes in position information of each terminal when one terminal fails according to the position information estimation method.
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of two types of terminals used in a position information estimation method according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of terminals used in the position information estimation method.
FIG. 17 is a graph showing pulse signals emitted by two types of terminals used in the position information estimation method.
FIG. 18 is a block diagram illustrating an internal configuration of a position information estimating unit of the terminal used in the position information estimating method.
FIG. 19 is an explanatory diagram of signal processing showing the principle of position information estimation by the position information estimation method.
[Explanation of symbols]
101 communication unit, 102 position information estimation unit, 103 position information storage unit, 104 communication unit, 105 position information storage unit, b terminal without position information in the initial state, b terminal with position information.
Claims (10)
隣り合った端末と距離の位置情報の通信を行う通信部と、
通信部で受信した隣り合った端末の距離の位置情報から、ＸＹ座標の位置情報を持った３つの端末からの距離の内一番小さい距離のものをそれぞれ複数選び出し、ＸＹ座標の位置情報を持った各端末に対応して一番距離の小さい距離で互いに一致したものを位置情報を知りたい自端末と特定し、それに１を加えて自端末の距離とし、特定のＸＹ座標を持つ絶対位置の端末に対して特定された自端末の相対位置から自端末のＸＹ座標位置を計算により求めて推定する位置情報推定部と、
位置情報推定部が推定した自端末のＸＹ座標の位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
を備えたことを特徴とする位置情報推定機能を持つ端末。A terminal that does not have the XY coordinate position information used in the position information estimation method according to claim 1,
A communication unit that performs communication of distance information with an adjacent terminal;
From the position information of the distance between adjacent terminals received by the communication unit, a plurality of terminals each having the smallest distance among three distances from the three terminals having the position information of the XY coordinates are selected, and the position information of the XY coordinates is selected. Corresponding to each of the terminals, the one having the shortest distance and the one that matches each other is identified as the own terminal whose position information is to be known, and 1 is added to the own terminal to determine the distance of the own terminal. A position information estimating unit for calculating and estimating the XY coordinate position of the own terminal from the relative position of the own terminal specified with respect to the terminal,
A position information storage unit that stores position information of the XY coordinates of the own terminal estimated by the position information estimation unit;
A terminal having a position information estimating function, comprising:
隣り合った端末と距離の位置情報の通信を行う通信部と、
通信部で受信した隣り合った端末の距離の位置情報を平均した値を自分の距離の位置情報として推定し、位置情報を持たない全ての端末が距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定する位置情報推定部と、
位置情報推定部が推定した自端末の距離の位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
を備えたことを特徴とする位置情報推定機能を持つ端末。The terminal that does not have the position information of the distance used in the position information estimation method according to claim 4,
A communication unit that performs communication of distance information with an adjacent terminal;
The average value of the distance information of adjacent terminals received by the communication unit is estimated as the position information of the own distance, and time elapses until all terminals having no position information estimate the position information of the distance. A position information estimating unit for estimating the position information of the final distance converged as the position information of the distance of the own terminal,
A position information storage unit that stores position information of the distance of the own terminal estimated by the position information estimation unit,
A terminal having a position information estimating function, comprising:
自端末の種類を送信し、隣り合った端末と距離の位置情報の通信を行う通信部と、
通信部で受信した隣り合った端末の距離の位置情報を端末の種類に応じて設定した加重値に基づいて加重平均した値を自分の距離の位置情報として推定し、位置情報を持たない全ての端末が距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定する位置情報推定部と、
位置情報推定部が推定した自端末の距離の位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備え、
たことを特徴とする位置情報推定機能を持つ端末。A terminal that does not have distance position information used in the position information estimation method according to claim 5,
A communication unit that transmits the type of the own terminal and performs communication of distance information with an adjacent terminal;
The position information of the distance between adjacent terminals received by the communication unit is estimated as a weighted average value based on the weight value set according to the type of the terminal as position information of the own distance, and all the information having no position information are estimated. A position information estimating unit for estimating the position information of the final distance as the position information of the distance of the terminal itself, the position information of the final distance converged after a lapse of time until the terminal estimates the position information of the distance,
A position information storage unit that stores position information of the distance of the own terminal estimated by the position information estimation unit,
A terminal having a position information estimating function, characterized in that:
隣り合った端末と距離の位置情報の通信を行う通信部と、
通信部で受信した位置情報を持った隣り合った端末からそれぞれ発信された位置情報を表す固有のパルス信号を受信し、そのパルス信号を平滑化した後に所定のしきい値以上のピーク値を取り出し、一定のピーク時間を有するパルス信号を検出し、そのパルス信号の周期における位置を自端末の位置情報として推定する位置情報推定部と、
位置情報推定部が推定した自端末の距離の位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
位置情報記憶部に記憶された距離の位置情報から該位置情報を表す固有のパルス信号を生成して通信部に送る信号生成部と、
を備えたことを特徴とする位置情報推定機能を持つ端末。The terminal that does not have the position information of the distance used in the position information estimation method according to claim 6,
A communication unit that performs communication of distance information with an adjacent terminal;
Receiving unique pulse signals representing position information respectively transmitted from adjacent terminals having the position information received by the communication unit, smoothing the pulse signals, and extracting peak values above a predetermined threshold value A position information estimating unit that detects a pulse signal having a certain peak time, and estimates a position in a cycle of the pulse signal as position information of the own terminal;
A position information storage unit that stores position information of the distance of the own terminal estimated by the position information estimation unit,
A signal generation unit that generates a unique pulse signal representing the position information from the distance position information stored in the position information storage unit and sends the pulse signal to the communication unit;
A terminal having a position information estimating function, comprising:
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