JP5401533B2 - 位置標定方法、及び位置標定システム - Google Patents
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Description
次に位置標定システム1による移動端末30の現在位置の標定原理について説明する。まず位置標定システム1の基本的な動作として、移動体3の移動速度に対して十分に短い時間間隔で複数のアンテナ34a〜34dを順次切り替えて位置標定信号800を送信するものとする。また基地局20の無線通信インタフェース23は、上記時間間隔よりも十分に短い時間間隔で複数のアンテナ25a〜25dを周期的に切り換えながら、スペクトル拡散された無線信号からなる位置標定信号800を受信するものとする。
α=arcTan(D(m)/L(m))=arcSin(ΔL(cm)/3(cm))
の関係がある。
ΔL(cm)=Δθ/(2π/λ(cm))
の関係がある。
α=arcSin(Δθ/π)
の関係がある。ここで測定可能範囲(−π/2<Δθ<π/2)内ではα=Δθ(ラジアン)となるので、上式から基地局20が存在する方向を特定することができる。
Δd(x)=(H−h)×Tan(ΔΦ(x))
Δd(y)=(H−h)×Tan(ΔΦ(y))
Xx=X1+Δd(x)
Yy=Y1+Δd(y)
図12及び図13に移動端末30に搭載されるアンテナ34の構成例を示している。このうち図12はアンテナ34の構造を簡略化して示した平面図であり、図13はアンテナ34の構造を図12に示すA−A’線で切断して示した断面図である。
図15に基地局20の設置環境に存在する移動体3の機軸方向、4つのアンテナ34a〜34dの夫々の指向角、及びアンテナ34bのビーム方向の関係を示す。ここで移動端末30の近傍に無線信号を反射する性質を有する壁等の反射体150が存在する場合、移動端末30に設けられているアンテナ34a〜34dごとに基地局20対する間接波の影響が異なる。
移動体3(移動端末30)に設けられているアンテナ34のうち、基地局20に直接波を送信している可能性の高いアンテナ34を特定する具体的な方法について説明する。
次に以上に説明した方法によって行われる、移動体3の位置標定に関する処理(以下、位置標定処理と称する。)について説明する。
図17は、上記位置標定処理の一例(以下、位置標定処理S1700とも称する。)を説明するフローチャートである。尚、基地局20はアンテナ34のビーム方向θ2を求める際に必要となる情報のうち、各アンテナ34a〜34dの指向角θRを、記憶装置22に予め記憶しているものとする。以下、同図とともに位置標定処理S1700について説明する。
図18は、前述した位置標定システム1によって移動体3の位置標定を行う場合の処理の他の一例(以下、位置標定処理S1800とも称する。)を説明するフローチャートである。前述した位置標定処理S1700では、各アンテナ34a〜34dのビーム方向θ2を移動端末30側で求めているが(S1712)、位置標定処理S1800では、アンテナ34のビーム方向θ2を基地局20側で求めるようにしている。これによれば移動端末30側の負荷を軽減することができる。
図19及び図20に、アンテナ34の他の構成(以下、アンテナ構造60と称する。)を示す。このうち図19はアンテナ構造60の正面図(平面図)であり、図20は図19のアンテナ構造60を同図のB−B’線で切断して−Y方向から+Y方向に眺めた断面図である。
3 移動体
20 基地局
202 位置標定信号受信部
204 位置標定部
205 アンテナビーム方向算出部
206 アンテナ方向判定部
25 アンテナ
30 移動端末
34 アンテナ
37 方位センサ
301 位置標定信号送信部
304 機軸方向取得部
305 アンテナビーム方向算出部
800 位置標定信号
814 アンテナID
815 ビーム方向θ2
816 機軸方向
S1700 位置標定処理
S1800 位置標定処理
Claims (9)
- 移動体に移動端末及び複数の第1アンテナを設け、
前記第1アンテナの夫々から前記移動端末の位置を標定するための無線信号である位置標定信号を送信し、
基地局に所定の間隔で隣接させた複数の第2アンテナを設け、
前記基地局が、複数の前記第2アンテナによって前記位置標定信号を受信し、前記第2アンテナの夫々によって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の位置を求める、
前記移動体の位置を標定する方法であって、
前記移動端末に、前記移動体に設定された基準軸である機軸が現在向いている方向を示す情報である機軸方向を示す情報を出力する方位センサを設け、
前記移動端末が、前記基準軸と前記複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0を示す情報を記憶し、
前記移動端末が、前記第1アンテナから送信する前記位置標定信号に、前記機軸方向と、前記基準軸と前記複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0とから求まる当該第1アンテナのビーム方向θ2を示す情報とを付帯させ、
前記基地局が、
前記第1アンテナの指向角θRを示す情報を記憶し、
前記第1アンテナの一つから前記位置標定信号を受信した際、
前記第2アンテナの夫々によって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向θ1を求め、
求めた方向θ1と、受信した前記ビーム方向θ2を示す情報と、記憶している前記第1アンテナの指向角θRを示す情報とに基づき、受信した前記位置標定信号を送信した前記第1アンテナが前記基地局の方向を向いているか否かを判断し、受信した前記位置標定信号を送信した前記第1アンテナが前記基地局の方向を向いていると判断した場合に、受信した前記位置標定信号に基づき前記移動体の位置を求める
位置標定方法。 - 移動体に移動端末及び複数の第1アンテナを設け、
前記第1アンテナの夫々から前記移動端末の位置を標定するための無線信号である位置標定信号を送信し、
基地局に所定の間隔で隣接させた複数の第2アンテナを設け、
前記基地局が、複数の前記第2アンテナによって前記位置標定信号を受信し、前記第2アンテナの夫々によって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の位置を求める、
前記移動体の位置を標定する方法であって、
前記移動端末に、前記移動体に設定された基準軸である機軸が現在向いている方向を示す情報である機軸方向を示す情報を出力する方位センサを設け、
前記移動端末が、前記第1アンテナから送信する前記位置標定信号に、前記機軸方向を示す情報を付帯させ、
前記基地局が、
前記第1アンテナの指向角θRを示す情報と、前記基準軸と前記複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0を示す情報とを記憶し、
前記第1アンテナの一つから前記位置標定信号を受信した際、
前記機軸方向を示す情報と、前記基準軸と前記複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0を示す情報とに基づき、前記第1アンテナのビーム方向θ2を求め、
前記第2アンテナの夫々によって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向θ1を求め、
求めた方向θ1と、求めた前記ビーム方向θ2と、記憶している前記第1アンテナの指向角θRを示す情報とに基づき、受信した前記位置標定信号を送信した前記第1アンテナが前記基地局の方向を向いているか否かを判断し、受信した前記位置標定信号を送信した前記第1アンテナが前記基地局の方向を向いていると判断した場合に、受信した前記位置標定信号に基づき前記移動体の位置を求める
位置標定方法。 - 請求項1または2のいずれかに記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、受信した前記位置標定信号を送信した前記第1アンテナの前記指向角θRの範囲に前記基地局が存在する場合に、受信した前記位置標定信号を送信した前記第1アンテナが前記基地局の方向を向いていると判断する
位置標定方法。 - 請求項2または3のいずれかに記載の位置標定方法であって、
前記移動端末が、前記第1アンテナから送信する前記位置標定信号に、前記基準軸と前記複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0を示す情報を付帯させ、
前記基地局が、前記位置標定信号とともに前記基準軸と前記複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0を示す前記情報を受信して記憶する
位置標定方法。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の位置標定方法であって、
前記移動端末が、前記第1アンテナから送信する前記位置標定信号に、当該第1アンテナの指向角θRを示す情報を付帯させ、
前記基地局が、前記位置標定信号とともに前記指向角θRを示す前記情報を受信して記憶する
位置標定方法。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の位置標定方法であって、
前記基地局が、
前記複数の第1アンテナの夫々の間の相対的な位置関係を記憶し、
前記移動端末から受信した一の前記第1アンテナの前記ビーム方向θ2と前記相対的な位置関係とに基づき、他の前記第1アンテナの前記ビーム方向θ2を求める
位置標定方法。 - 請求項6に記載の位置標定方法であって、
前記移動端末が、前記第1アンテナから送信する前記位置標定信号に、前記複数の第1アンテナの夫々の間の相対的な位置関係を示す情報を付帯させ、
前記基地局が、前記位置標定信号とともに前記相対的な位置関係を示す前記情報を受信して記憶する
位置標定方法。 - 移動体に搭載される、複数の第1アンテナ及び移動端末と、
所定の間隔で隣接させた複数の第2アンテナを有する基地局と、
を含み、
前記第1アンテナの夫々から前記移動端末の位置を標定するための無線信号である位置標定信号を送信し、
前記基地局が、複数の前記第2アンテナによって前記位置標定信号を受信し、前記第2アンテナの夫々によって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の位置を求めることにより前記移動体の位置を標定する
位置標定システムであって、
前記移動端末は、前記移動体に設定された基準軸である機軸が現在向いている方向を示す情報である機軸方向を示す情報を出力する方位センサを有し、
前記移動端末は、前記基準軸と前記複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0を示す情報を記憶し、
前記移動端末は、前記第1アンテナから送信する前記位置標定信号に、前記機軸方向と、前記基準軸と前記複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0とから求まる当該第1アンテナのビーム方向θ2を示す情報とを付帯させ、
前記基地局は、
前記第1アンテナの指向角θRを示す情報を記憶し、
前記第1アンテナの一つから前記位置標定信号を受信した際、
前記第2アンテナの夫々によって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向θ1を求め、
求めた方向θ1と、受信した前記ビーム方向θ2を示す情報と、記憶している前記第1アンテナの指向角θRを示す情報とに基づき、受信した前記位置標定信号を送信した前記第1アンテナが前記基地局の方向を向いているか否かを判断し、受信した前記位置標定信号を送信した前記第1アンテナが前記基地局の方向を向いていると判断した場合に、受信した前記位置標定信号に基づき前記移動体の位置を求める
位置標定システム。 - 移動体に搭載される、複数の第1アンテナ及び移動端末と、
所定の間隔で隣接させた複数の第2アンテナを有する基地局と、
を含み、
前記第1アンテナの夫々から前記移動端末の位置を標定するための無線信号である位置標定信号を送信し、
前記基地局が、複数の前記第2アンテナによって前記位置標定信号を受信し、前記第2アンテナの夫々によって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の位置を求めることにより前記移動体の位置を標定する
位置標定システムであって、
前記移動端末は、前記移動体に設定された基準軸である機軸が現在向いている方向を示す情報である機軸方向を示す情報を出力する方位センサを有し、
前記移動端末は、前記第1アンテナから送信する前記位置標定信号に、前記機軸方向を示す情報を付帯させ、
前記基地局は、
前記第1アンテナの指向角θRを示す情報と、前記基準軸と前記複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0を示す情報とを記憶し、
前記第1アンテナの一つから前記位置標定信号を受信した際、
前記機軸方向を示す情報と、前記基準軸と前記複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0を示す情報とに基づき、前記第1アンテナのビーム方向θ2を求め、
前記第2アンテナの夫々によって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向θ1を求め、
求めた方向θ1と、求めた前記ビーム方向θ2と、記憶している前記第1アンテナの指向角θRを示す情報とに基づき、受信した前記位置標定信号を送信した前記第1アンテナが前記基地局の方向を向いているか否かを判断し、受信した前記位置標定信号を送信した前記第1アンテナが前記基地局の方向を向いていると判断した場合に、受信した前記位置標定信号に基づき前記移動体の位置を求める
位置標定システム。
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