JP7125359B2 - Positioning device - Google Patents
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Description
本発明は、測位装置に関し、特に、無線端末と複数の固定局のそれぞれとの間の距離に基づいて、無線端末の位置を測定する測位装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positioning device, and more particularly to a positioning device that measures the position of a wireless terminal based on the distance between the wireless terminal and each of a plurality of fixed stations.
無線端末の位置を測定する測位システムにつき研究開発が行われている。無線端末は、位置が既知である複数の固定局との間で無線信号を送受信することで、各固定局までの距離を測定する。情報処理装置は、無線端末から距離測定結果を取得し、無線端末から各固定局までの距離に基づいて無線端末の位置を求める。このような測位システムは、建造物内における人の居場所の確認や、工場における在庫管理等への応用が期待されている。 Research and development are being carried out on positioning systems for measuring the position of wireless terminals. A wireless terminal measures the distance to each fixed station by transmitting and receiving wireless signals to and from a plurality of fixed stations whose positions are known. The information processing device acquires the distance measurement result from the wireless terminal and determines the position of the wireless terminal based on the distance from the wireless terminal to each fixed station. Such a positioning system is expected to be applied to confirmation of a person's location in a building, inventory control in a factory, and the like.
測位システムとして、以下の特許文献1には、ビーコン装置を保持する移動体の位置を探索するシステムが記載されている。このシステムでは、複数の携帯端末のそれぞれがビーコン装置から送信されたビーコン信号を受信して、ビーコン装置までの距離を求める。移動体探索サーバは、各携帯端末の位置と、ビーコン装置までの距離を表す情報を各携帯端末から取得し、ビーコン装置の位置を求める。
As a positioning system,
また、特許文献2には、無線タグ距離測定装置が記載されている。無線タグ距離測定装置は、無線タグに距離測定信号を送信し、それに応じて無線タグから送信された到来信号を受信する。無線タグ距離測定装置は、距離測定信号を送信してから到来信号を受信するまでの時間に基づいて、無線タグ距離測定装置から無線タグまでの距離を測定する。この文献には、複数の無線タグ距離測定装置による距離測定結果に基づいて、無線タグの位置を求めることが記載されている。 Further, Patent Literature 2 describes a wireless tag distance measuring device. The wireless tag distance measuring device transmits a distance measurement signal to the wireless tag and receives an incoming signal transmitted from the wireless tag accordingly. The wireless tag distance measuring device measures the distance from the wireless tag distance measuring device to the wireless tag based on the time from transmitting the distance measuring signal to receiving the incoming signal. This document describes that the positions of wireless tags are obtained based on the distance measurement results obtained by a plurality of wireless tag distance measuring devices.
非特許文献1には、位置が未知である測定対象のノードと、位置が既知である3つの参照ノードのそれぞれとの間の距離を求め、3点測位法によって測定対象の位置を求める技術が記載されている。3点測位法は、参照ノードの位置を中心とし、参照ノードまでの距離を半径とする円を、3つの参照ノードのそれぞれについて求め、3つの円の交点を測定対象のノードの位置として求める測位方法である。
Non-Patent
無線端末の測位を行うシステムでは、無線信号を用いて無線端末の測位が行われる。したがって、無線信号の伝搬状況によっては、測位精度が充分でないことがある。 2. Description of the Related Art In a system that performs positioning of wireless terminals, positioning of wireless terminals is performed using radio signals. Therefore, positioning accuracy may not be sufficient depending on the radio signal propagation conditions.
本発明は、無線端末の位置を高精度で求めることを目的とする。 An object of the present invention is to determine the position of a wireless terminal with high accuracy.
本発明は、3つの固定局のそれぞれと無線端末との間の距離測定値を、3つの前記固定局のうちの少なくとも1つ、または、前記無線端末から取得する情報取得処理を実行し、 3つの距離測定値のうちの2つの距離測定値に対する補正を、前記3つの距離測定値から2つを選択する3つの組み合わせについて順に実行する距離補正処理を繰り返し実行し、 前記距離補正処理が繰り返し実行された後の前記3つの距離測定値に基づいて、前記無線端末の位置を求める位置決定処理を実行し、前記距離補正処理は、前記2つの距離測定値が求められた2つの前記固定局の位置をそれぞれの中心とし、前記2つの距離測定値をそれぞれの半径とする2つの円の幾何学的関係を判定し、前記幾何学的関係についての判定結果に基づいて、前記2つの距離測定値を補正する幾何学的補正処理を含み、前記幾何学的補正処理は、前記2つの円の幾何学的関係が、一方が他方を内包する内包関係、または隔離関係である場合に、前記2つの距離測定値を補正し、前記2つの円の幾何学的関係が、2点交差関係または1点接触関係である場合に、前記2つの距離測定値を補正しないで維持する処理を含む、ことを特徴とする。 3. The present invention performs an information acquisition process for acquiring distance measurements between each of three fixed stations and a wireless terminal from at least one of said three fixed stations or said wireless terminal; repeatedly performing a distance correction process for sequentially performing correction for two distance measurement values out of the three distance measurement values for three combinations in which two distance measurement values are selected from the three distance measurement values, wherein the distance correction process is repeatedly performed performing a position determination process to determine the position of the wireless terminal based on the three distance measurements after the distance measurements have been obtained, wherein the distance correction process is performed on the two fixed stations from which the two distance measurements were obtained; determining the geometric relationship between two circles having their respective centers at the locations of the two distance measurements and the respective radii of the two distance measurements; The geometric correction process includes a geometric correction process for correcting the values of the two circles when the geometric relationship between the two circles is an inclusive relationship in which one contains the other or an isolated relationship. correcting two distance measurements and maintaining the two distance measurements uncorrected when the geometric relationship of the two circles is a two-point intersection relationship or a one-point contact relationship. characterized by
望ましくは、前記幾何学的補正処理は、前記2つの円の幾何学的関係が、一方が他方を内包する内包関係、または隔離関係である場合に、前記2つの距離測定値と、前記2つの距離測定値が求められた2つの前記固定局間の距離とに基づいて、前記2つの距離測定値を補正する処理を含む。 Desirably, the geometric correction process includes the two distance measurement values and the two correcting the two distance measurements based on the distance between the two fixed stations from which the distance measurements were obtained.
望ましくは、前記2つの円の幾何学的関係が、一方が他方を内包する内包関係、または隔離関係である場合に、前記幾何学的補正処理は、2つの前記固定局の一方の位置を中心とし、前記2つの距離測定値のうち、一方の前記固定局に対応する距離測定値を半径とする円と、2つの前記固定局の他方の位置を中心とし、前記2つの距離測定値のうち、他方の前記固定局に対応する距離測定値を半径とする円とが1点で接するように、前記2つの距離測定値を補正する処理を含む。 Desirably, when the geometric relationship between the two circles is an inclusive relationship in which one encloses the other or an isolated relationship, the geometrical correction process is performed centering on the position of one of the two fixed stations. and a circle whose radius is the measured distance value corresponding to one of the fixed stations, out of the two measured distance values, and , correcting the two distance measurement values so that a circle having a radius corresponding to the distance measurement value corresponding to the other fixed station touches at one point .
本発明によれば、無線端末の位置を高精度で求めることができる。 According to the present invention, the position of a wireless terminal can be obtained with high accuracy.
(1)測位システムの概要
図1には、本発明の実施形態に係る測位システム10が示されている。測位システム10は、無線端末12、固定局14-1~14-3、ネットワーク無線装置16、通信回線18および情報処理装置20を備えている。
(1) Overview of Positioning System FIG. 1 shows a
無線端末12は、固定局14-1~14-3のそれぞれとの間で無線信号の送受信を行い、各固定局までの距離を測定する。ネットワーク無線装置16は、無線端末12との間で無線通信を行い、無線端末12による測定結果を示す測定情報を取得する。ネットワーク無線装置16は、無線端末12から取得した測定情報を、インターネット等の通信回線18を介して情報処理装置20に送信する。測位装置としての情報処理装置20は、測定情報に含まれる各距離測定値を、後述する距離補正処理によって補正し、補正後の各距離測定値に基づいて無線端末12の位置を測定する。
The
(2)測位システムで実行される測位処理
(2-1)測位処理の概要
本実施形態に係る測位システム10で実行される処理について具体的に説明する。無線端末12は、固定局14-1~14-3のそれぞれとの間で無線信号の送受信を行い、各固定局までの距離を測定し、各距離測定値を取得する。無線端末12は、距離測定値r1~r3を含む測定情報を生成する。ただし、距離測定値r1~r3は、それぞれ、無線端末12から固定局14-1~14-3までの距離の測定値である。無線端末12は、ネットワーク無線装置16との間で無線通信を行い、測定情報をネットワーク無線装置16に送信する。ネットワーク無線装置16は測定情報を受信し、通信回線18を介して情報処理装置20に送信する。情報処理装置20は、ネットワーク無線装置16から通信回線18を介して測定情報を受信する。
(2) Positioning Processing Executed by Positioning System (2-1) Overview of Positioning Processing Processing executed by the
情報処理装置20は、測定情報から距離測定値r1~r3を取得し、距離測定値r1~r3に対して距離補正処理を施す。距離補正処理は、3つの距離測定値r1~r3のうちの2つの距離測定値に対する補正を、3つの距離測定値から2つを選択する3種類の組み合わせについて順に実行する処理である。先に補正された2つの距離測定値は、次以降の距離測定値の補正に用いられる。
The
情報処理装置20は、固定局14-1~14-3のそれぞれの位置を予め記憶している。情報処理装置20は、距離補正処理が施された距離測定値r1、r2およびr3を用いて無線端末12の位置を求める。すなわち、固定局14-1の位置を中心P1とし、距離測定値r1を半径とする円C1と、固定局14-2の位置を中心P2とし、距離測定値r2を半径とする円C2と、固定局14-3の位置を中心P3とし、距離測定値r3を半径とする円C3との交点を無線端末12の位置として求める。
The
(2-2)距離補正処理
距離補正処理について説明する。情報処理装置20は、固定局14-1~14-3のそれぞれの位置に加えて、固定局14-1と固定局14-2との間の距離d12、固定局14-2と固定局14-3との間の距離d23、および固定局14-3と固定局14-1との間の距離d31をそれぞれ記憶している。これらの距離は、固定局14-1~14-3のそれぞれの位置に基づいて、情報処理装置20が求めてもよい。
(2-2) Distance Correction Processing Distance correction processing will be described. In addition to the positions of each of the fixed stations 14-1 to 14-3, the
情報処理装置20は、距離測定値r1およびr2に対し、以下に説明する幾何学的補正処理を施し、距離測定値r1およびr2を補正する。次に、情報処理装置20は、距離測定値r2およびr3に対して幾何学的補正処理を施し、距離測定値r2およびr3を補正する。さらに、情報処理装置20は、距離測定値r3およびr1に対して幾何学的補正処理を施し、距離測定値r3およびr1を補正する。 The information processing device 20 corrects the measured distance values r1 and r2 by performing geometric correction processing described below on the measured distance values r1 and r2. Next, the information processing device 20 performs geometric correction processing on the measured distance values r2 and r3 to correct the measured distance values r2 and r3. Furthermore, the information processing device 20 performs geometrical correction processing on the distance measurement values r3 and r1 to correct the distance measurement values r3 and r1.
距離測定値riおよびrjに対する幾何学的補正処理について説明する。ここで、iおよびjは、整数1~3から選択された2つの異なる整数である。情報処理装置20は、固定局14-iの位置Piを中心とし、距離測定値riを半径とする円Ciと、固定局14-jの位置Pjを中心とし、距離測定値rjを半径とする円Cjとの幾何学的関係を解析する。iおよびjの組み合わせには、i=1とj=2、i=2とj=3、および、i=3とj=1の3通りがある。幾何学的関係には、次の5つの関係がある。
A geometric correction process for distance measurements r i and r j will now be described. where i and j are two different integers selected from the integers 1-3. The
(i)円Ciと円Cjとが2点で交わる関係、(ii)円Ciが円Cjを内包する関係
(iii)円Cjが円Ciを内包する関係、(iv)円Ciおよび円Cjが交わらず、かつ、一方が他方に内包されていない関係、および(v)円Ciと円Cjとが1点で接する関係
以下の説明では、上記(i)~(v)の幾何学的関係を、それぞれ、(i)2点交差関係、(ii)CiCj内包関係、(iii)CjCi内包関係、(iv)隔離関係、(v)1点接触関係という。図2には、2点交差関係にある円Ciおよび円Cjが示されている。図3には、CiCj内包関係にある円Ciおよび円Cjが示されている。図4には、CjCi内包関係にある円Ciおよび円Cjが示されている。図5には、隔離関係にある円Ciおよび円Cjが示されている。図6には、1点接触関係にある円Ciおよび円Cjが示されている。
(i) the relationship that the circle C i and the circle C j intersect at two points, (ii) the relationship that the circle C i includes the circle C j , (iii) the relationship that the circle C j includes the circle C i , and (iv) The relationship that the circles C i and C j do not intersect and one is not included in the other, and (v) the relationship that the circles C i and C j touch at one point In the following description, the above (i) ~ (v) are respectively defined as (i) two-point intersection relation, (ii) C i C j inclusive relation, (iii) C j C i inclusive relation, (iv) isolation relation, (v) This is called a one-point contact relationship. FIG. 2 shows circles C i and C j having a two-point intersection relationship. FIG. 3 shows circles C i and C j having a C i C j inclusion relationship. FIG. 4 shows circles C i and C j having a C j C i inclusion relationship. FIG. 5 shows circles C i and C j that are in isolation. FIG. 6 shows circles C i and C j having a one-point contact relationship.
情報処理装置20は、固定局14-iと固定局14-jとの間の距離dij、距離測定値riおよび距離測定値rjに基づいて、円CiおよびCjの幾何学的関係が上記5つの幾何学的関係のうちいずれであるかを判定する。 Information processing apparatus 20 calculates the geometrical Determine which of the above five geometric relationships the relationship is.
(a)情報処理装置20は、ri<dij、かつ、rj<dijが成立するときは、次のように幾何学的関係を判定する。
(a1)ri+rj>dijが成立するときは、円Ciおよび円Cjは2点交差関係にある。
(a2)ri+rj<dijが成立するときは、円Ciおよび円Cjは隔離関係にある。
(a) When r i <d ij and r j <d ij are established, the
(a1) When r i +r j >d ij holds, the circles C i and C j are in a two-point intersection relationship.
(a2) When r i +r j <d ij holds, the circles C i and C j are in an isolated relationship.
(b)情報処理装置20は、ri>dij、かつ、rj<dijが成立するときは、次のように幾何学的関係を判定する。
(b1)ri<rj+dijが成立するときは、円Ciおよび円Cjは2点交差関係にある。
(b2)ri>rj+dijが成立するときは、円Ciおよび円CjはCiCj内包関係にある。
(b) When r i >d ij and r j <d ij are satisfied, the
(b1) When r i <r j +d ij holds, the circles C i and C j are in a two-point intersection relationship.
(b2) When r i >r j +d ij holds, circles C i and C j are in a C i C j inclusion relationship.
(c)情報処理装置20は、ri<dij、かつ、rj>dijが成立するときは、次のように幾何学的関係を判定する。
(c1)rj<ri+dijが成立するときは、円Ciおよび円Cjは2点交差関係にある。
(c2)rj>ri+dijが成立するときは、円Cjおよび円CiはCjCi内包関係にある。
(c) When r i <d ij and r j >d ij are satisfied, the
(c1) When r j <r i +d ij holds, the circles C i and C j are in a two-point intersection relationship.
(c2) When r j >r i +d ij holds, the circles C j and C i have a C j C i inclusive relation.
(d)情報処理装置20は、ri>dij、かつ、rj>dijが成立し、さらに、ri>rjが成立するときは、次のように幾何学的関係を判定する。
(d1)ri<rj+dijが成立するときは、円Ciおよび円Cjは2点交差関係にある。
(d2)ri>rj+dijが成立するときは、円Ciおよび円CjはCiCj内包関係にある。
(d) When r i >d ij and r j >d ij are satisfied, and furthermore, when r i >r j is satisfied, the
(d1) When r i <r j +d ij holds, the circles C i and C j are in a two-point intersection relationship.
(d2) When r i >r j +d ij holds, circles C i and C j are in a C i C j inclusion relationship.
(e)情報処理装置20は、ri>dij、かつ、rj>dijが成立し、さらに、ri<rjが成立するときは、次のように幾何学的関係を判定する。
(e1)rj<ri+dijが成立するときは、円Ciおよび円Cjは2点交差関係にある。
(e2)rj>ri+dijが成立するときは、円Cjおよび円CiはCjCi内包関係にある。
(e) When r i >d ij and r j >d ij are satisfied, and furthermore, when r i <r j is satisfied, the
(e1) When r j <r i +d ij holds, the circles C i and C j are in a two-point intersection relationship.
(e2) When r j >r i +d ij holds, the circles C j and C i have a C j C i inclusive relation.
(f)上記(a)~(e)のいずれの条件にも当てはまらないときは、情報処理装置20は、円Ciおよび円Cjが1点接触関係にあると判定する。
(f) When none of the above conditions (a) to (e) apply, the
情報処理装置20は、円Ciおよび円Cjが2点交差関係または1点接触関係にあるときは、距離測定値riおよびrjの値をそのまま維持する。
The
情報処理装置20は、円Ciおよび円CjがCiCj内包関係またはCjCi内包関係にあるときは、距離測定値riおよび距離測定値rjを、(数1)に従って補正する。
When the circle C i and the circle C j are in the C i C j inclusion relationship or the C j C i inclusion relationship, the
[数1]
ri←ri・dij/(|ri-rj|)
rj←rj・dij/(|ri-rj|)
[Number 1]
r i ←r i ·d ij /(|r i −r j |)
r j ←r j ·d ij /(|r i −r j |)
ただし、記号「←」は、左側の値を右側の数式によって更新することを意味する。このように、円Ciおよび円CjがCiCj内包関係またはCjCi内包関係にあるときに、距離想定値riおよびrjが(数1)に従って補正されることで、円Ciおよび円Cjの幾何学的関係は1点接触関係となる。 However, the symbol "←" means that the value on the left side is updated by the formula on the right side. In this way, when the circle C i and the circle C j are in the C i C j inclusion relationship or the C j C i inclusion relationship, the estimated distance values r i and r j are corrected according to (Formula 1), The geometric relationship between circles C i and C j is a one-point contact relationship.
情報処理装置20は、円Ciおよび円Cjが隔離関係にあるときは、距離測定値riおよび距離測定値rjを、(数2)に従って更新する。
The
[数2]
ri←ri・dij/(ri+rj)
rj←rj・dij/(ri+rj)
[Number 2]
r i ←r i ·d ij /(r i +r j )
r j ←r j ·d ij /(r i +r j )
円Ciおよび円Cjが隔離関係にあるときに、距離測定値riおよび距離測定値rjが(数2)に従って補正されることで、円Ciおよび円Cjの幾何学的関係は1点接触関係となる。 When the circle C i and the circle C j are in an isolated relationship, the distance measurement value r i and the distance measurement value r j are corrected according to (Equation 2), so that the geometric relationship of the circle C i and the circle C j becomes a one-point contact relationship.
情報処理装置20は、距離測定値r1およびr2に対する幾何学的補正処理、距離測定値r2およびr3に対する幾何学的補正処理、さらには、距離測定値r3およびr1に対する幾何学的補正処理を順に実行する。すなわち、情報処理装置20は、3つの距離測定値のうちの2つの距離測定値に対する幾何学的補正を、3つの距離測定値から2つを選択する3種類の組み合わせについて順に実行する。
Information processing device 20 performs geometric correction processing for distance measurement values r1 and r2 , geometric correction processing for distance measurement values r2 and r3 , and geometric correction processing for distance measurement values r3 and r1 . target correction processing in order. That is, the
情報処理装置20は、このような一連の幾何学的補正処理を含む距離補正処理を繰り返し実行してもよい。距離補正処理の繰り返しは、距離測定値r1、r2およびr3が収束するまで行われる。繰り返し実行される距離補正処理によって、距離測定値r1、r2およびr3が収束したか否かの判定は、距離測定値r1、r2およびr3の大きさの傾向を示す収束判定値に基づいて行われてよい。例えば、距離測定値r1、r2およびr3の自乗和や距離測定値r1、r2およびr3のうちいずれか1つを収束判定値としてよい。この場合、距離補正処理の繰り返しは、先に行われた距離補正処理によって得られた収束判定値と、次に行われた距離補正処理によって得られた収束判定値との差の絶対値が所定の閾値未満となるまで行われる。
The
図7には、距離補正処理によって1点で交わった円C1~C3が示されている。図に示されている点Qの位置が無線端末12の位置として求められる。
FIG. 7 shows circles C 1 to C 3 intersected at one point by distance correction processing. The position of the point Q shown in the drawing is obtained as the position of the
情報処理装置20は、距離補正処理が施された距離測定値r1、r2およびr3を用いて、無線端末12の位置を求める。すなわち、固定局14-1の位置を中心P1とし、距離測定値r1を半径とする円C1と、固定局14-2の位置を中心P2とし、距離測定値r2を半径とする円C2と、固定局14-3の位置を中心P3とし、距離測定値r3を半径とする円C3との交点を無線端末12の位置として求める。無線端末12の位置は、2次元座標値で表される。
(2-3)効果
無線端末12と各固定局との間で送受信される無線信号は、偶発的に現れる障害物やマルチパスの影響によって、無線端末12および各固定局において良好に送受信されないことがある。したがって、最初に求められた距離測定値r1~r3には誤差が含まれることがあり、無線端末12の測位精度が低下することがある。本実施形態に係る測位システム10によれば、距離測定値r1~r3が補正され、無線端末12の位置が高精度で求められる。
(2-3) Effect Radio signals transmitted and received between the
(3)実験結果
実際の位置が(x,y)=(0.5,1.5)で表される無線端末12について実験を行った。補正前の距離測定値r1~r3によって求められた位置は、(x,y)=(-0.74,-0.7)であった。エラーは、(x,y)=(0.5,1.5)で表される位置と、(x,y)=(-0.74,-0.7)で表される位置との間の距離であり、2.52である。
(3) Experimental Results An experiment was conducted on the
一方、補正後の距離測定値r1~r3によって求められた位置は、(x,y)=(-0.2,-0.31)であった。エラーは、(x,y)=(0.5,1.5)で表される位置と、(x,y)=(-0.2,-0.31)で表される位置との間の距離であり、1.38である。1回の距離補正処理によって、エラーが2.52から1.38に低減した。距離補正処理を複数回繰り返し実行することで、エラーは低減されるものと考えられる。 On the other hand, the positions obtained from the corrected distance measurement values r 1 to r 3 were (x, y)=(−0.2,−0.31). The error is between the position represented by (x,y)=(0.5,1.5) and the position represented by (x,y)=(-0.2,-0.31) , which is 1.38. A single distance correction process reduced the error from 2.52 to 1.38. It is considered that the error is reduced by repeating the distance correction process a plurality of times.
(4)ハードウエアの例
図8には、無線端末12のハードウエアの例が示されている。無線端末12は、無線部32および情報処理部34を備えている。無線部32は、情報処理部34から取得した情報を固定局14-1~14-3またはネットワーク無線装置16に無線送信する。また、固定局14-1~14-3またはネットワーク無線装置16から送信された無線信号を受信し、無線信号に含まれる情報を情報処理部34に出力する。
(4) Hardware Example FIG. 8 shows an example of hardware of the
情報処理部34は、距離測定部36および測定情報生成部38を備えている。情報処理部34は、プログラムを実行するプロセッサを含んでもよい。この場合、情報処理部34は、プログラムを実行することによって、内部に距離測定部36および測定情報生成部38を構成する。
The
距離測定部36は、無線部32を介して、固定局14-1~14-3のそれぞれと無線信号の送受信を行い、各固定局までの距離測定値r1~r3を求める。測定情報生成部38は、距離測定値r1~r3を含む測定情報を生成し、無線部32を介してネットワーク無線装置16に測定情報を無線送信する。
A
図9には、情報処理装置20のハードウエアの例が示されている。情報処理装置20は、インターフェイス50および情報処理部52を備えている。情報処理装置20は、サーバとして機能するコンピュータであってよい。インターフェイス50は、情報処理部52を通信回線18に接続する。情報処理部52は、情報取得部54、距離補正部56および位置決定部58を備えている。情報処理部52は、プログラムを実行するプロセッサを含んでもよい。この場合、情報処理部52は、プログラムを実行することによって、内部に各構成要素(情報取得部54、距離補正部56および位置決定部58)を構成する。
FIG. 9 shows an example of hardware of the
情報取得部54は、インターフェイス50を介して通信回線18から測定情報を受信し、各固定局について求められた距離測定値r1~r3を測定情報から取得する。距離補正部56は、3つの距離測定値r1~r3のうちの2つの距離測定値に対する補正を、3つの距離測定値r1~r3から2つを選択する3つの組み合わせについて順に実行する距離補正処理を実行する。位置決定部58は、距離補正処理が実行された後の3つの距離測定値r1~r3に基づいて、無線端末12の位置を求める。
The
幾何学的補正処理は、円Ciおよび円Cjの幾何学的関係についての判定結果と、2つの距離測定値と、2つの距離測定値が求められた2つの固定局間の距離とに基づいて、2つの距離測定値を補正する処理を含む。すなわち、幾何学的補正処理は、2つの固定局14-iおよび14-jのうちの一方の位置を中心とし、2つの距離測定値riおよびrjのうち、一方の固定局に対応する距離測定値を半径とする円と、2つの固定局のうちの他方の位置を中心とし、2つの距離測定値のうち、他方の固定局に対応する距離測定値を半径とする円とが1点で接するように、2つの距離測定値を補正する処理を含む。 The geometric correction process is based on the determination of the geometric relationship between circles C i and C j , the two distance measurements, and the distance between the two fixed stations from which the two distance measurements were obtained. It includes processing to correct the two distance measurements based on. That is, the geometric correction process is centered on the location of one of the two fixed stations 14-i and 14-j and corresponds to one of the two distance measurements r i and r j A circle whose radius is the distance measurement value and a circle whose center is the position of the other of the two fixed stations and whose radius is the distance measurement value corresponding to the other fixed station of the two distance measurements are 1. It involves correcting two distance measurements so that they touch at a point.
(5)その他の実施形態
図10には、第2実施形態に係る測位システム100が示されている。測位システム100では、固定局14-1~14-3が通信回線18に接続されている。固定局14-1~14-3のそれぞれは、無線端末12との間の無線通信によって、それぞれ、距離測定値r1~r3を取得する。固定局14-1~14-3は、通信回線18を介して情報処理装置20に、それぞれ、距離測定値r1~r3を送信する。また、固定局14-1~14-3のうち少なくとも1つが、無線端末12との間の無線通信および他の固定局との間の通信によって、距離測定値r1~r3をまとめて取得してもよい。固定局14-1~14-3のうち、距離測定値r1~r3をまとめて取得した固定局は、通信回線18を介して情報処理装置20に距離測定値r1~r3を送信する。図9に示された情報取得部54は、インターフェイス50を介して、3つの固定局14-1~14-3のうちの少なくとも1つから距離測定値r1~r3を取得する。
(5) Other Embodiments FIG. 10 shows a
測位システムには、4つ以上の固定局が設けられていてもよい。この場合、4つ以上の固定局の中から選択された3つの固定局を用いて、無線端末12の位置が測定される。
The positioning system may be provided with four or more fixed stations. In this case, the position of
10,100 測位システム、12 無線端末、14-1~14-3 固定局、16 ネットワーク無線装置、18 通信回線、20 情報処理装置、32 無線部、34,52 情報処理部、36 距離測定部、38 測定情報生成部、50 インターフェイス、54 情報取得部、56 距離補正部、58 位置決定部。
10, 100 positioning system, 12 wireless terminal, 14-1 to 14-3 fixed stations, 16 network wireless device, 18 communication line, 20 information processing device, 32 wireless section, 34, 52 information processing section, 36 distance measuring section, 38 measurement information generation unit, 50 interface, 54 information acquisition unit, 56 distance correction unit, 58 position determination unit.
Claims (3)
3つの距離測定値のうちの2つの距離測定値に対する補正を、前記3つの距離測定値から2つを選択する3つの組み合わせについて順に実行する距離補正処理を繰り返し実行し、
前記距離補正処理が繰り返し実行された後の前記3つの距離測定値に基づいて、前記無線端末の位置を求める位置決定処理を実行し、
前記距離補正処理は、
前記2つの距離測定値が求められた2つの前記固定局の位置をそれぞれの中心とし、前記2つの距離測定値をそれぞれの半径とする2つの円の幾何学的関係を判定し、前記幾何学的関係についての判定結果に基づいて、前記2つの距離測定値を補正する幾何学的補正処理を含み、
前記幾何学的補正処理は、
前記2つの円の幾何学的関係が、一方が他方を内包する内包関係、または隔離関係である場合に、前記2つの距離測定値を補正し、前記2つの円の幾何学的関係が、2点交差関係または1点接触関係である場合に、前記2つの距離測定値を補正しないで維持する処理を含む、ことを特徴とする測位装置。 performing an information acquisition process for acquiring distance measurements between each of three fixed stations and the wireless terminal from at least one of the three fixed stations or the wireless terminal;
Repeatedly performing a distance correction process for sequentially performing correction for two distance measurement values out of the three distance measurement values for three combinations in which two distance measurement values are selected from the three distance measurement values,
performing a position determination process for determining the position of the wireless terminal based on the three distance measurements after the distance correction process has been repeatedly performed;
The distance correction process is
determining the geometric relationship of two circles whose centers are the locations of the two fixed stations from which the two distance measurements were obtained and whose radii are the two distance measurements; a geometric correction process that corrects the two distance measurements based on the determination result of the geometrical relationship;
The geometric correction process is
Correcting the two distance measurements when the geometric relationship between the two circles is an inclusive relationship in which one contains the other or an isolated relationship, and the geometric relationship between the two circles is two A positioning device comprising a process of maintaining the two distance measurements without correction in the case of a point-crossing relationship or a one-point contact relationship.
前記幾何学的補正処理は、
前記2つの円の幾何学的関係が、一方が他方を内包する内包関係、または隔離関係である場合に、前記2つの距離測定値と、前記2つの距離測定値が求められた2つの前記固定局間の距離とに基づいて、前記2つの距離測定値を補正する処理を含むことを特徴とする測位装置。 In the positioning device according to claim 1,
The geometric correction process is
When the geometric relationship between the two circles is an inclusive relationship in which one encloses the other or an isolated relationship, the two distance measurements and the two fixations from which the two distance measurements were determined correcting the two distance measurements based on the distance between stations.
前記2つの円の幾何学的関係が、一方が他方を内包する内包関係、または隔離関係である場合に、前記幾何学的補正処理は、
2つの前記固定局の一方の位置を中心とし、前記2つの距離測定値のうち、一方の前記固定局に対応する距離測定値を半径とする円と、
2つの前記固定局の他方の位置を中心とし、前記2つの距離測定値のうち、他方の前記固定局に対応する距離測定値を半径とする円とが1点で接するように、
前記2つの距離測定値を補正する処理を含むことを特徴とする測位装置。 In the positioning device according to claim 1 or claim 2,
When the geometric relationship between the two circles is an inclusive relationship in which one contains the other or an isolated relationship, the geometric correction process includes:
a circle whose center is the position of one of the two fixed stations and whose radius is the distance measurement value corresponding to one of the two distance measurement values;
so that a circle centered at the position of the other of the two fixed stations and having a radius corresponding to the other fixed station out of the two distance measurement values is in contact with the circle at one point,
A positioning device, comprising a process of correcting the two distance measurement values.
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