JP7127691B2 - 位置推定装置、位置推定システム、位置推定方法およびプログラム - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に記載の位置推定装置は、車両に取り付けられ、自車両からの車々間通信が直接可能な第一通信エリア内に位置する第一周辺車両から情報を取得する。この位置推定装置は、その第一周辺車両からの車々間通信が直接可能な第二通信エリアに関するエリア情報と、第二通信エリア内に位置する第二周辺車両の識別情報とを取得する。そして、この位置推定装置は、第二通信エリア内かつ第一通信エリア外の領域を、第二周辺車両が位置する可能性を有する領域として算出する。
一方、無線端末装置と通信する基地局装置の場合、通常、第三者となる位置推定装置は基地局装置と直接通信を行う権限を有しておらず、基地局装置から積極的に情報を取得することはできない。
このように直接通信できない装置からの情報を利用して無線端末装置の位置を推定できれば、位置推定のために設ける装置の数が比較的少なくて済み、従って、位置推定のための設備コストを低減させることができる。
図1は、実施形態に係る位置推定システム1の装置構成例を示す概略構成図である。図1に示す構成で、位置推定システム1は、電波センサ装置100と、位置推定装置200と、通信ネットワーク300とを備える。
位置推定システム1は、マーケティング情報の収集、交通の調査、または、不審者の監視など、いろいろな目的に利用可能である。
位置推定システム1では、無線端末装置を時系列的に追跡可能である。一方、位置推定システム1が用いる情報のみでは、無線端末装置のユーザを特定することはできない。従って、位置推定システム1によれば情報の匿名性を保って必要な情報を収集できる。
但し、位置推定システム1が備える電波センサ装置100の個数は、1つ以上であれば何個でもよい。電波センサ装置100の配置は特定の配置に限定されず、基地局装置820からの無線信号を受信可能な配置であれば任意の配置を採用してよい。
基地局装置820の配置は特定の配置に限定されない。
但し、基地局装置820は無線端末装置810と通信可能であればよく、特定の種類の装置に限定されない。例えば、基地局装置820が、アクセスポイント装置の他に、マクロセル基地局装置、マイクロセル基地局装置、スモールセル基地局装置、または、フェムトセル基地局装置であってもよい。また、基地局装置820が、マクロセル基地局装置およびフェムトセル基地局装置の両方を含むなど、基地局装置820によって通信可能範囲(特に電波受信範囲)の広さが異なっていてもよい。
図3の例で、基地局装置820は、不特定多数の無線端末装置810に対して基地局装置820の存在を知らせるために、SSID(Service Set Identifier)「M-Mobile」を含むビーコン(Beacon)をブロードキャスト(Broadcast)する(シーケンスS11)。M-Mobileは、この基地局装置820の識別情報である。
ここでの識別情報としてMACアドレス(Media Access Control Address)を用いることができる。しかしながら、識別情報はMACアドレスに限定されない。
シーケンスS11~S13の処理はネットワークディスカバリ(Network Discovery)の処理の例に該当する。この処理により、無線端末装置810および基地局装置820は、互いを検出することができる。
シーケンスS21~S22の処理は、認証処理の例に該当する。
シーケンスS31~S32の処理はアソシエーション処理の例に該当する。図3の処理によって無線端末装置810と基地局装置820との間の通信接続が確立される。
図4は、電波センサ装置100の機能構成の例を示す概略ブロック図である。図4に示す構成で、電波センサ装置100は、電波受信部110と、電波解析部120と、測位部130と、センサ側通信部140とを備える。
電波解析部120は、電波受信部110が受信した無線信号を解析する。特に、電波解析部120は、電波受信部110が受信した無線信号の種別(「プローブ要求」または「プローブ応答」等のサブタイプ)と、送信元の識別情報と、送信先の識別情報とを取得する。また、電波解析部120は、この無線信号の受信電波強度(受信電力)を測定する。電波解析部120が取得する情報(無線信号の種別、送信元の識別情報、送信先の識別情報、および、受信電波強度)を解析結果情報と称する。
位置推定装置200が、後述するセンサ情報記憶部に予め記憶している電波センサ装置100の位置情報を用いる場合、その電波センサ装置100は、測位部130を備えていなくてもよい。
位置推定装置200は、例えばパソコン(Personal Computer;PC)またはワークステーション(Workstation)等のコンピュータを用いて構成される。
図5は、位置推定装置200の機能構成の例を示す概略ブロック図である。図5に示す構成で、位置推定装置200は、推定側通信部(通信部)210と、出力部220と、記憶部280と、制御部290とを備える。
出力部220は、各種情報を出力する。特に、出力部220は、無線端末装置810の位置推定の結果を出力する。出力部220が、例えば液晶パネルまたはLED(Light Emitting Diode)等の表示画面を備え、無線端末装置810の位置推定の結果を表示するようにしてもよい。別の例として、位置推定装置200が、無線端末装置810の位置推定の結果を、他の装置へ送信(出力)するようにしてもよい。
制御部290は、位置推定装置200の各部を制御して各種処理を行う。制御部290の機能は、位置推定装置200が備えるCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が記憶部280からプログラムを読み出して実行することで実行可能になる。
図6に示す構成で記憶部280は、センサ情報記憶部281と、基地局情報記憶部282と、移動履歴情報記憶部283とを備える。制御部290は、位置推定部291と、受信範囲検出部296と、移動履歴情報生成部297とを備える。位置推定部291は、データ分類部292と、端末信号対応部293と、基地局信号対応部294と、データ統合部295とを備える。
位置推定装置200が、電波センサ装置100の位置情報として電波センサ装置100が測位した位置情報を用いる場合は、センサ情報記憶部281がその電波センサ装置100の位置情報を記憶していなくてもよい。
移動履歴情報記憶部283は、無線端末装置810の位置の履歴情報(無線端末装置810の位置の時系列情報)を記憶する。
図7は、位置推定装置200(位置推定システム1)による無線端末装置810の位置推定の第1例を示す。図7では、5つの電波センサ装置100と、1つの無線端末装置810と、9つの基地局装置820とが示されている。5つ電波センサ装置100に100-11~100-15の符号をそれぞれ付してこれらを区別する。9つ基地局装置820に、820-11~820-19の符号をそれぞれ付してこれらを区別する。
この例では、基地局装置820-15および820-16は、無線端末装置810からの信号を受信しており、受信センサ装置100-14は、無線端末装置810からの信号を受信していない。それにより、位置推定装置200の位置推定部291は、無線端末装置810の位置を、領域A121およびA122の内側、かつ領域A131の外側である領域A141内(斜線部)であると推定する。
この例では、基地局装置820-26は無線端末装置810からの信号を受信している。一方、基地局装置820-23、820-25および受信センサ装置100-24は無線端末装置810からの信号を受信していない。それにより、位置推定装置200の位置推定部291は、無線端末装置810の位置を、領域A221の内側、かつ領域A231、A232、A233およびA234の外側である領域A241内(斜線部)であると推定する。
この例では、電波センサ装置100-34と、基地局装置820-35および820-36は無線端末装置810からの信号を受信している。それにより、位置推定装置200の位置推定部291は、無線端末装置810の位置を、領域A321、A322およびA323の内側である領域A341内(斜線部)であると推定する。
データ分類部292は、無線信号の送信元を無線端末装置810と分類した場合、その解析結果情報を、端末信号対応部293へ出力する。また、データ分類部292は、無線信号の送信元を基地局装置820と分類した場合、その解析結果情報を、基地局信号対応部294へ出力する。
無線端末装置810が送信した信号を受信した電波センサ装置100の識別情報を得られた場合、端末信号対応部293は、無線端末装置810の推定位置を、その電波センサ装置100の信号受信範囲内に限定する。さらに、端末信号対応部293は、無線端末装置810が送信した信号を受信しなかった電波センサ装置100の信号受信範囲を、無線端末装置810の推定位置から除外する。
信号の受信状況が受信電波強度である場合、端末信号対応部293は、電波センサ装置100が無線端末装置810からの信号を受信した受信電波強度と、電波センサ装置100の位置情報とに基づいて、無線端末装置810の位置を推定する。
端末信号対応部293が、センサ情報記憶部281が記憶する電波センサ装置100の位置情報を用いて、無線端末装置810の位置を推定するようにしてもよい。端末信号対応部293が、電波センサ装置100の測位部130による測位で得られた位置情報を用いて、無線端末装置810の位置を推定するようにしてもよい。
無線端末装置810からの信号に対して基地局装置820が送信した応答信号を電波センサ装置100が受信した場合、電波センサ装置100は、受信した信号に基づいて解析結果情報を生成し、位置推定装置200へ送信する。
無線送信装置が要求信号をブロードキャストで送信するようにしてもよいし、ユニキャストで送信するようにしてもよい。
例えば、無線送信装置は、要求信号に加えて無線送信装置自らの位置情報を送信する。電波センサ装置100は、無線送信装置が送信した要求信号および位置情報を受信し、無線送信装置の識別情報、送信先の基地局装置820の識別情報(ブロードキャストの場合はその旨)、および、無線送信装置の位置情報を位置推定装置200へ送信する。また、基地局装置820が応答信号を送信して電波センサ装置100が受信した場合、電波センサ装置100は、送信元の基地局装置820の識別情報、および、送信先の無線送信装置の識別情報を位置推定装置200へ送信する。
受信範囲検出部296が基地局装置820の電波受信範囲を検出する場合、電波センサ装置100が無線送信装置として用いられてもよい。
図10では、1つの電波センサ装置100と2つの基地局装置820とが示されている。2つの基地局装置820に820-41~820-42の符号をそれぞれ付してこれらを区別する。
距離D12は、基地局装置820-42と電波センサ装置100との距離である。円C12は、基地局装置820-42の位置を中心として距離D12を半径とする円である。
受信範囲検出部296は、基地局装置820-42の電波受信範囲が、円C12およびその内側を含むと判定する。
図11は、確率の傾斜を持つ電波受信範囲の例を示す図である。図11のグラフの横軸は、水平方向のxy平面のうちx軸を示す。縦軸は、確率を示す。
座標x1は、基地局装置820の位置のx座標を示す。
図12は、位置推定装置200が無線端末装置810の位置を推定する処理手順の例を示すフローチャートである。位置推定装置200は、例えば推定側通信部210が電波センサ装置100からの信号を受信すると、図12の処理を開始する。
図12の処理で、位置推定部291は、電波センサ装置100の各々のセンサ情報を取得する(ステップS111)。位置推定部291は、特に、電波センサ装置100の識別情報、位置情報(電波センサ装置100の設置位置)および電波受信範囲情報を取得する。
そして、位置推定部291は、電波センサ装置100からの解析結果情報を取得する(ステップS113)。
位置推定部291は、得られた解析結果情報から無線端末装置810のMACアドレスを抽出する(ステップS114)。
また、端末信号対応部293は、対象端末の推定位置を、要求信号を受信できなかった電波センサ装置100の電波受信範囲外に限定する(ステップS123)。
対象端末宛のレスポンスを示す解析結果情報があると判定した場合(ステップS124:YES)、位置推定部291の基地局信号対応部294が、対象端末の推定位置を、レスポンス送信元の基地局装置820の電波受信範囲内に限定する(ステップS125)。
また、基地局信号対応部294は、対象端末の推定位置を、レスポンスを送信しなかった基地局装置820の電波受信範囲外に限定する(ステップS126)。
ステップS131の後、位置推定装置200は、図12の処理を終了する。
一方、ステップS121で、位置推定部291が、対象端末が送信した要求信号を示す解析結果情報がないと判定した場合(ステップS121:NO)、処理がステップS123へ進む。
ステップS124で、位置推定部291が、対象端末宛のレスポンスを示す解析結果情報がないと判定した場合(ステップS124:NO)、処理がステップS126へ進む。
位置推定部291が、無線端末装置810からの信号に対する基地局装置820の応答信号に基づいて無線端末装置810の位置を推定することで、位置推定システム1が基地局装置820へ要求信号を送信する必要なしに、無線端末装置810の位置を推定することができる。従って、位置推定部291は、位置推定システム1が直接通信できない基地局装置820からの情報を利用して無線端末装置810の位置を推定することができる。
これにより、位置推定部291は、無線端末装置810からの信号に対する応答信号を送信した基地局装置820の電波受信範囲のみに基づいて無線端末装置810の位置を推定する場合よりも範囲を限定して、無線端末装置810の位置を推定することができる。
これにより、位置推定システム1では、電波センサ装置100の個数および配置を調整することで、広範囲にわたって基地局装置820からの信号(応答信号)を電波センサ装置100で受信することができる。位置推定システム1では、広範囲にわたって基地局装置820からの信号を取得することで、無線端末装置810の位置推定を広範囲にわたって行うことができる。
これにより、位置推定部291は、基地局装置820の電波受信範囲のみに基づいて無線端末装置810の位置を推定する場合よりも詳細に、無線端末装置810の位置を推定することができる。
このように、位置推定部291が電波センサ装置100の受信電波強度に基づいて無線端末装置810の位置を推定することで、電波センサ装置100の電波受信範囲に基づいて無線端末装置810の推定位置の範囲を限定する場合よりも詳細に、無線端末装置810の位置を推定することができる。
この場合、電波センサ装置100が電波センサ装置100自らの位置を測位する必要がない。この点で電波センサ装置100の構成を簡単にすることができる。
この場合、位置推定システム1のユーザは、電波センサ装置100の位置情報を予め位置推定装置200に登録しておく必要がない。の点で、ユーザの負担を小さくすることができる。
これにより位置推定システム1のユーザは、無線端末装置810の位置を時系列で把握することができ、無線端末装置810の位置の追跡に役立てることができる。
これにより、位置推定システム1のユーザは、基地局装置820の電波受信範囲情報を予め位置推定装置200に登録しておく必要がない。この点で、ユーザの負担を小さくすることができる。
図13は、実施形態に係る位置推定装置10の構成の例を示す図である。図13に示す位置推定装置10は、位置推定部11を備える。
かかる構成にて、位置推定部11は、無線端末装置からの信号に対する応答信号を送信した基地局装置の電波受信範囲に基づいて、無線端末装置の位置を推定する。
かかる構成にて、電波センサ装置21は、基地局装置が無線端末装置からの信号を受信した場合に送信する応答信号の、電波センサ装置21自らにおける受信状況を位置推定装置22に通知する。位置推定装置22では、位置推定部23が、電波センサ装置21における応答信号の受信状況、および、基地局装置の電波受信範囲に基づいて、無線端末装置の位置を推定する。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
無線端末装置からの信号に対する応答信号を送信した基地局装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する位置推定部
を備える位置推定装置。
前記位置推定部は、さらに、前記無線端末装置からの信号に対する応答信号を送信しなかった基地局装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する、
付記1に記載の位置推定装置。
電波センサ装置と通信を行う通信部をさらに備え、
前記位置推定部は、さらに、前記電波センサ装置における前記応答信号の受信状況に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する、
付記1または付記2に記載の位置推定装置。
前記位置推定部は、さらに、前記電波センサ装置における前記無線端末装置からの信号の受信状況に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する、
付記3に記載の位置推定装置。
前記位置推定部は、さらに、前記応答信号の受信電波強度と、前記電波センサ装置の位置情報とに基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する、
付記3に記載の位置推定装置。
前記電波センサ装置の位置情報を記憶するセンサ情報記憶部をさらに備える、
付記5に記載の位置推定装置。
前記電波センサ装置は、前記電波センサ装置の位置を測位して前記位置情報を得る、
付記5または付記6に記載の位置推定装置。
推定された前記無線端末装置の位置に基づいて、前記無線端末装置の移動履歴情報を生成する移動履歴情報生成部
をさらに備える、付記1から7の何れか一項に記載の位置推定装置。
無線送信装置から送信された電波の前記基地局装置による受信に関する受信状況、および、前記無線送信装置の位置情報に基づいて、前記基地局装置の電波受信範囲を検出する受信範囲検出部
をさらに備える、付記1から8の何れか一項に記載の位置推定装置。
電波センサ装置と、位置推定装置と、を備え、
前記電波センサ装置は、無線端末装置からの信号の受信に応答して基地局装置が送信する応答信号の、前記電波センサ装置による受信に関する受信状況を前記位置推定装置に通知し、
前記位置推定装置は、
前記受信状況、および、前記基地局装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する位置推定部
を備える、位置推定システム。
無線端末装置からの信号に対する応答信号を送信した基地局装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定すること
を含む、位置推定方法。
コンピュータに、
無線端末装置からの信号に対する応答信号を送信した基地局装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定すること
を実行させるためのプログラムを記憶した記録媒体。
21、100 電波センサ装置
10、22、200 位置推定装置
11、23、291 位置推定部
110 電波受信部
120 電波解析部
130 測位部
140 センサ側通信部
210 推定側通信部
220 出力部
280 記憶部
281 センサ情報記憶部
282 基地局情報記憶部
283 移動履歴情報記憶部
290 制御部
292 データ分類部
293 端末信号対応部
294 基地局信号対応部
295 データ統合部
296 受信範囲検出部
297 移動履歴情報生成部
300 通信ネットワーク
810 無線端末装置
820 基地局装置
Claims (9)
- 位置推定装置との通信手段を備えた電波センサ装置から送信される、その電波センサ装置が受信した無線信号の解析結果情報と、基地局装置の電波受信範囲情報とを取得し、無線端末装置からの信号に対して基地局装置が送信する応答信号を、前記電波センサ装置が受信した前記基地局装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する位置推定部
を備え、
前記位置推定部は、電波受信範囲を確定できない基地局装置については確率の傾斜を持つ範囲として電波受信範囲を示す、前記電波受信範囲情報を取得する、
位置推定装置。 - 前記位置推定部は、さらに、前記無線端末装置からの信号に対する応答信号を送信しなかった基地局装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する、
請求項1に記載の位置推定装置。 - 前記位置推定部は、さらに、電波センサ装置の電波受信範囲情報を取得し、さらに、前記電波センサ装置における前記無線端末装置からの信号の受信の有無、および、前記電波センサ装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する、
請求項1または請求項2に記載の位置推定装置。 - 前記位置推定部は、さらに、電波センサ装置の位置情報を取得し、さらに、前記無線端末装置からの信号を受信した前記電波センサ装置における、前記無線端末装置からの信号の受信電波強度と、前記電波センサ装置の位置情報とに基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する、
請求項1または請求項2に記載の位置推定装置。 - 前記電波センサ装置の位置情報を記憶するセンサ情報記憶部をさらに備え、
前記位置推定部は、前記センサ情報記憶部から前記電波センサ装置の位置情報を取得する、
請求項4に記載の位置推定装置。 - 前記電波センサ装置は、前記電波センサ装置の位置を測位して前記位置情報を取得し、
前記位置推定部は、前記電波センサ装置からその電波センサ装置の位置情報を取得する、
請求項4または請求項5に記載の位置推定装置。 - 位置推定装置と、前記位置推定装置との通信手段を備えた電波センサ装置と、を備え、
前記電波センサ装置は、無線端末装置からの信号の受信に応答して基地局装置が送信する応答信号の、前記電波センサ装置による受信と、その電波センサ装置が受信した無線信号の解析結果情報と、基地局装置の電波受信範囲情報とを前記位置推定装置に通知し、
前記位置推定装置は、
前記電波センサ装置からの通知で示される、前記応答信号を送信した前記基地局装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定する位置推定部
を備え、
前記位置推定部は、電波受信範囲を確定できない基地局装置については、確率の傾斜を持つ範囲として電波受信範囲を示す前記電波受信範囲情報を取得する、
位置推定システム。 - 位置推定装置が、
その位置推定装置との通信手段を備えた電波センサ装置から送信される、その電波センサ装置が受信した無線信号の解析結果情報と、基地局装置の電波受信範囲情報とを取得し、無線端末装置からの信号に対して基地局装置が送信する応答信号を、前記電波センサ装置が受信した前記基地局装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定し、
電波受信範囲を確定できない基地局装置については、確率の傾斜を持つ範囲として電波受信範囲を示す前記電波受信範囲情報を取得する、
ことを含む、位置推定方法。 - 位置推定装置が備えるコンピュータに、
その位置推定装置との通信手段を備えた電波センサ装置から送信される、その電波センサ装置が受信した無線信号の解析結果情報と、基地局装置の電波受信範囲情報とを取得し、無線端末装置からの信号に対して基地局装置が送信する応答信号を、前記電波センサ装置が受信した前記基地局装置の電波受信範囲に基づいて、前記無線端末装置の位置を推定し、
電波受信範囲を確定できない基地局装置については、確率の傾斜を持つ範囲として電波受信範囲を示す前記電波受信範囲情報を取得する、
ことを実行させるためのプログラム。
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