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技術 位置標定方法、及び位置標定システム

出願人 中国電力株式会社有限会社アール・シー・エス
発明者 横林亮介河野実則河野公則
出願日 2011年12月6日 (7年9ヶ月経過) 出願番号 2011-267171
公開日 2013年6月17日 (6年3ヶ月経過) 公開番号 2013-120084
状態 特許登録済
技術分野 無線による位置決定 方向探知
主要キーワード Y座標 デジタルコンパス 支持筐体 指向角θ 金属構造物 位置標定信号 送信面 位置標定精度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年6月17日)のものです。
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図面 (20)

課題

位置標定システムによる移動体の位置の標定精度を向上させる。

解決手段

移動体3に移動端末30と方位センサ37とを設け、第1アンテナ34から送信する位置標定信号800に、方位センサ37から求まる機軸方向と、機軸方向と第1アンテナ34のビーム方向とがなす角θ0とから求まる第1アンテナ34のビーム方向θ2を示す情報とを付帯させ、基地局20が位置標定信号800を受信した際、複数の受信アンテナ25で受信される位置標定信号800の位相差に基づき移動端末30が存在する方向θ1を求め、求めた方向θ1と、ビーム方向θ2を示す情報と、指向角θRを示す情報とに基づき、位置標定信号800を送信した第1アンテナ34が基地局20の方向を向いているか否かを判断し、向いている場合はその位置標定信号800に基づき移動体3の位置を求める。

概要

背景

特許文献1には、歩行者が向かっている方向を高精度、高信頼度で測定し、複数の発信手段からの方向と距離を高精度、高信頼度で測定し、歩行者の歩行誘導支援することなどを目的として、少なくとも2基の指向性アンテナ周期的に切替えながら測定信号バースト状放射する複数の発信手段を歩行者を誘導する方向に設置し、少なくとも2基の指向性アンテナを周期的に切替えながら測定信号を受信することにより発信手段と受信手段との間の伝搬路冗長性を確保し、受信手段が受信した測定信号の品質常時監視し、測定信号の品質に応じて測定結果を取捨選択して周辺障害物によって生じるマルチパスの影響を軽減することが記載されている。

特許文献2には、3次元測位システムによる高精度の3次元測位を可能とすべく、受信手段に搭載された複数の指向性アンテナと、発信手段に搭載された複数の指向性アンテナから構成された複数組の指向性アンテナとの全ての組合せで冗長化された伝搬経路を経由して送受信される測定信号の品質を監視し、品質に応じて測定結果を取捨選択しあるいは平均化し、冗長化された無線信号の伝搬経路の中から最良の品質の回線を選択することにより、マルチパスによる測位精度劣化を抑制することが記載されている。

非特許文献1には、基地局に設置した複数のアンテナから歩行者が携帯する携帯端末に無線信号を送信し、各アンテナから送信されてくる無線信号の位相差によって携帯端末とアンテナとの相対位置を求め、求めた相対位置(方向、距離)と基地局の絶対位置とから歩行者の現在位置を取得するようにした位置標定システムが開示されている。

概要

位置標定システムによる移動体の位置の標定精度を向上させる。移動体3に移動端末30と方位センサ37とを設け、第1アンテナ34から送信する位置標定信号800に、方位センサ37から求まる機軸方向と、機軸方向と第1アンテナ34のビーム方向とがなす角θ0とから求まる第1アンテナ34のビーム方向θ2を示す情報とを付帯させ、基地局20が位置標定信号800を受信した際、複数の受信アンテナ25で受信される位置標定信号800の位相差に基づき移動端末30が存在する方向θ1を求め、求めた方向θ1と、ビーム方向θ2を示す情報と、指向角θRを示す情報とに基づき、位置標定信号800を送信した第1アンテナ34が基地局20の方向を向いているか否かを判断し、向いている場合はその位置標定信号800に基づき移動体3の位置を求める。

目的

本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、移動体の位置の標定精度を向上させることが可能な位置標定方法、及び位置標定システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

動体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。

請求項2

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3

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4

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5

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6

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7

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。

請求項8

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。

請求項9

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。

技術分野

0001

この発明は、位置標定方法、及び位置標定システムに関し、とくに移動体の位置の標定精度を向上させるための技術に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、歩行者が向かっている方向を高精度、高信頼度で測定し、複数の発信手段からの方向と距離を高精度、高信頼度で測定し、歩行者の歩行誘導支援することなどを目的として、少なくとも2基の指向性アンテナ周期的に切替えながら測定信号バースト状放射する複数の発信手段を歩行者を誘導する方向に設置し、少なくとも2基の指向性アンテナを周期的に切替えながら測定信号を受信することにより発信手段と受信手段との間の伝搬路冗長性を確保し、受信手段が受信した測定信号の品質常時監視し、測定信号の品質に応じて測定結果を取捨選択して周辺障害物によって生じるマルチパスの影響を軽減することが記載されている。

0003

特許文献2には、3次元測位システムによる高精度の3次元測位を可能とすべく、受信手段に搭載された複数の指向性アンテナと、発信手段に搭載された複数の指向性アンテナから構成された複数組の指向性アンテナとの全ての組合せで冗長化された伝搬経路を経由して送受信される測定信号の品質を監視し、品質に応じて測定結果を取捨選択しあるいは平均化し、冗長化された無線信号の伝搬経路の中から最良の品質の回線を選択することにより、マルチパスによる測位精度劣化を抑制することが記載されている。

0004

非特許文献1には、基地局に設置した複数のアンテナから歩行者が携帯する携帯端末に無線信号を送信し、各アンテナから送信されてくる無線信号の位相差によって携帯端末とアンテナとの相対位置を求め、求めた相対位置(方向、距離)と基地局の絶対位置とから歩行者の現在位置を取得するようにした位置標定システムが開示されている。

0005

特開2010−101711号公報
特開2010−101710号公報

先行技術

0006

武内 保憲,河野 公則,河野 実則、” 2.4GHz帯を用いた場所検知システムの開発”、平成17年度電気・情報関連学会中国支部第56回連合大会

発明が解決しようとする課題

0007

これらの文献に開示されている測位システム(位置標定システム)においては、測位に用いる無線信号(以下、位置標定信号と称する。)として直接波以外の間接波(マルチパス、反射波等)によって位置標定が行われてしまうと、標定精度が低下してしまうことがある。とくにこれらのシステムが障害物の多い屋内等で用いられる場合には、位置標定信号が壁や金属構造物等によって反射されて間接波が生じる可能性が高くなり、標定精度が著しく低下してしまうことがある。このため、測位システムにおいては間接波の影響を抑えるための仕組みが求められる。

0008

本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、移動体の位置の標定精度を向上させることが可能な位置標定方法、及び位置標定システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

上記目的を達成するための本発明の一つは、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。

0010

本発明によれば、基地局が、位置標定信号を送信した第1アンテナが基地局の方向を向いていると判断した場合にその位置標定信号に基づき移動体の位置標定を行うので、直接波である可能性の高い位置標定信号に基づき移動体の位置標定を行うことができる。このため、位置標定の精度を向上させることができる。

0011

本発明のうちの他の一つは、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。

0012

本発明によれば位置標定信号を送信した第1アンテナが基地局の方向を向いていると判断した場合にその位置標定信号に基づき移動体の位置標定を行うので、直接波である可能性の高い位置標定信号に基づき移動体の位置標定を行うことができる。このため、位置標定の精度を向上させることができる。また位置標定信号を送信した第1アンテナのビーム方向θ2を基地局側で求めるので、移動端末側の負荷を軽減することができる。

0013

本発明のうちの他の一つは、上記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。

0014

このように第1アンテナが基地局の方向を向いているか否かは、例えば、第1アンテナの前記指向角θRの範囲に基地局が存在するか否かに基づいて判断する。

0015

本発明のうちの他の一つは、上記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。

0016

本発明によれば、第1アンテナから送信する位置標定信号に、基準軸と複数の第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るので、基地局に予め基準軸と複数の第1アンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0を示す情報を記憶させておく必要がなく、情報を記憶させる手間や基地局の負荷を軽減することができる。また第1アンテナの様々な態様(例えば、第1アンテナの数、形状、設置方向等のバリエーション)に柔軟に対応することができる。

0017

本発明のうちの他の一つは、上記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。

0018

本発明によれば、基地局に予め第1アンテナの指向角θRを示す情報を記憶させておく必要がなく、情報を記憶させる手間や基地局の負荷を軽減することができる。また第1アンテナの様々な態様(指向角θRの違い)に柔軟に対応することができる。

0019

本発明のうちの他の一つは、上記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。

0020

本発明によれば、移動端末から基地局に送信する情報を減らすことができる。また情報を記憶させる手間や移動端末の負荷を軽減することができる。

0021

本発明のうちの他の一つは、上記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。

0022

本発明によれば、第1アンテナの態様(相対的な位置関係の違い)に柔軟に対応することができる。

0023

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。

発明の効果

0024

本発明によれば、位置標定システムによる移動体の位置の標定精度を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0025

位置標定システム1の概略的な構成を示す図である。
サーバ装置10の主なハードウエアを説明する図である。
サーバ装置10の主な機能を説明する図である。
移動端末30の主なハードウエアを説明する図である。
移動端末30の主な機能を説明する図である。
基地局20の主なハードウエアを説明する図である。
基地局20の主な機能を説明する図である。
位置標定信号800を説明する図である。
基地局20の設置現場周辺の様子の一例を示す図である。
アンテナ25と移動端末30の位置関係を説明する図である。
基地局20と移動端末30の位置関係を説明する図である。
アンテナ34の構造を簡略化して示した平面図である。
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。
移動端末30へのアンテナ34の搭載例を示す図である。
移動端末30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図である。
直接波を送信している可能性の高いアンテナの特定方法を説明する図である。
位置標定処理S1700を説明するフローチャートである。
位置標定処理S1800を説明するフローチャートである。
アンテナ構造60の正面図(平面図)である。
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。

実施例

0026

図1に実施形態として説明する位置標定システム1の概略的な構成を示している。位置標定システム1は、例えば、移動体3(車両や歩行者等)の現在位置を監視するシステム、移動体3の安全確保に関するシステム、移動体3の道案内目的地までの誘導を行うシステム、移動体3に移動体3の現在地周辺の情報等を提供するシステム、地下街ビル街等での移動体3(人)の避難誘導システム倉庫工場等において移動体3(商品搬送車両等)の流れを管理するシステム、工場等において移動体3(ロボット、搬送車両等)を誘導するシステムなどに適用される。

0027

位置標定システム1は、データセンタなどに設けられるサーバ装置10、位置標定システム1が適用される地域の各所に設けられる複数の基地局20、及び移動体3に搭載もしくは携帯される移動端末30などを含んで構成されている。

0028

基地局20は、構造物2(屋内であれば柱や建物の壁等、屋外であれば電柱鉄塔等)の所定の高さ位置に設けられる。基地局20及び移動端末30は、有線もしくは無線電磁波を用いた通信等)による通信ネットワーク5(専用線公衆回線インターネット等)を介してサーバ装置10と通信可能に接続している。

0029

図2にサーバ装置10のハードウエア構成を示している。同図に示すように、サーバ装置10は、CPUやMPUなどを用いて構成される中央処理装置11、半導体メモリ(RAM、ROM、NVRAM等)やハードディスク装置などの記憶装置12、キーボードマウスなどの入力装置13、液晶ディスプレイなどの表示装置14、サーバ装置10を通信ネットワーク5に接続するための通信インタフェース15などを備える。これらの各構成要素はバス18を介して通信可能に接続されている。

0030

サーバ装置10は、例えば、移動体3の現在位置の把握、管理、追跡等を支援する機能などを備えている。上記表示装置14には、例えば、移動体3の現在位置や移動方向などを示す情報がリアルタイムに表示される。

0031

図3にサーバ装置10の機能を示している。同図に示すように、サーバ装置10は、情報収集部101、情報提供部102、及び設定情報記憶部103を備える。これらの機能は、サーバ装置10が備えるハードウエアによって、もしくは、サーバ装置10の中央処理装置11が記憶装置12に格納されているプログラム読み出して実行することによって実現される。

0032

情報収集部101は、基地局20もしくは移動端末30から、移動端末30の現在位置等の情報を随時収集する。情報提供部102は、例えば、移動端末30や基地局20に対して、道案内情報、目的地までの誘導情報現在位置周辺地理情報、移動体3の現在位置や移動方向等の監視情報、移動体3の安全確保に関する情報などの各種の情報を提供する。設定情報記憶部103は、例えば、基地局20の設置位置を示す情報(緯度経度設置高さ等)などを設定情報として記憶する。

0033

図4に移動端末30のハードウエア構成を示している。同図に示すように、移動端末30は、CPUやMPUなどを用いて構成される中央処理装置31、半導体メモリ(RAM、ROM、NVRAM等)やハードディスク装置などで構成される記憶装置32、後述する位置標定信号800の送信や他の装置との間での無線通信を行う無線通信インタフェース33、無線通信インタフェース33によって行われる上記無線通信に用いられる複数のアンテナ34a〜34d(以下の説明においてこれらをアンテナ34(第1アンテナ)と総称することがある。)、タッチパネルや操作ボタンなどの入力装置35、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどの表示装置36、及び移動体3に設定された所定の基準軸である機軸が現在向いている方向(以下、機軸方向とも称する。)を示す信号を出力する方位センサ37を備える。各構成要素はバス38を介して通信可能に接続されている。

0034

アンテナ34は、例えば、円偏波指向性アンテナなどの指向性アンテナである。尚、移動端末30を壁等の障害物が存在する屋内等で用いる場合には、アンテナ34として円偏波指向性アンテナを用いることが好ましい。円偏波の反射波(又は定在波)の偏波面は、壁等の障害物で反射した際に反転するが、円偏波指向性アンテナを用いることで反射波や定在波を効果的に減衰させることができる。アンテナ34は、移動端末30の筐体と一体に設けられていてもよいし、移動端末30の筐体とは別体に設けられていてもよい。

0035

方位センサ37は、例えば、電子コンパスデジタルコンパス)、磁気方位センサフラックスゲートセンサ、GPS(Global Positioning system)などを用いて構成される。尚、方位センサ37が出力する情報(方位を示す情報)は、後述するX−Y座標系に合わせて較正されており、後述するX−Y平面を基準とする機軸方向を出力することができる。

0036

図5に移動端末30が備える主な機能を示している。同図に示すように、移動端末30は、位置標定信号送信部301、情報送受信部302、情報表示部303、機軸方向取得部304、及びアンテナビーム方向算出部305を備える。これらの機能は、移動端末30が備えるハードウエアによって、もしくは、移動端末30の中央処理装置31が記憶装置32に格納されているプログラムを読み出して実行することによって実現される。

0037

上記機能のうち、位置標定信号送信部301は、移動端末30の現在位置の標定に用いられる無線信号(以下、位置標定信号800と称する。)を生成し、生成した位置標定信号800を無線通信インタフェース33から送信する。

0038

情報送受信部302は、無線通信インタフェース33による無線通信や通信ネットワーク5による有線通信によりサーバ装置10もしくは基地局20と通信し、移動体3に提供する情報の受信(ダウンロード)や、サーバ装置10もしくは基地局20で利用される情報の送信(アップロード)などを行う。情報表示部303は、移動体3などに提示する情報を表示装置36に出力する。

0039

機軸方向取得部304は、方位センサ37から出力される情報に基づき、現在の機軸方向を取得する。

0040

アンテナビーム方向算出部305は、機軸方向取得部304によって取得される機軸方向と、前述した基準軸とアンテナ34の夫々のビーム方向とがなす角θ0とに基づき、後述するX−Y平面を基準としたアンテナ34のビーム方向θ2(X軸基準)を求める。尚、後述するように、アンテナビーム方向算出部305は基地局20側に設けることもできる。

0041

図6に基地局20のハードウエア構成を示している。同図に示すように、基地局20は、CPUやMPUなどを用いて構成される中央処理装置21、半導体メモリ(RAM、ROM、NVRAM等)やハードディスク装置などで構成される記憶装置22、基地局20を通信ネットワーク5に接続するための通信インタフェース23、無線通信を行う無線通信インタフェース24、複数のアンテナ25a〜25d(以下の説明においてこれらをアンテナ25(第2アンテナ)と総称することがある。)、及びアンテナ切替スイッチ26などを備える。これらの各構成要素は、バス28を介して通信可能に接続されている。

0042

中央処理装置21は、記憶装置22に格納されているプログラムを読み出して実行することにより基地局20の様々な機能を実現する。無線通信インタフェース24は、移動端末30から送信された位置標定信号800を受信する。

0043

アンテナ25は、複数のアンテナ25(指向性アンテナ、円偏波指向性アンテナ等)を含む。アンテナ切替スイッチ26は、複数のアンテナ25a〜25dのうちのいずれかを順次選択して無線通信インタフェース24に接続する。尚、位置標定システム1を壁等の障害物が存在する屋内等で用いる場合には、アンテナ25として円偏波指向性アンテナを用いることが好ましい。円偏波の反射波(又は定在波)の偏波面は壁等での反射時に反転するので、アンテナ25として円偏波指向性アンテナを用いることで反射波(又は定在波)を効果的に減衰させることができるからである。

0044

図7に基地局20が備える主な機能を示している。同図に示すように、基地局20は、通信処理部201、位置標定信号受信部202、設定情報記憶部203、位置標定部204、アンテナビーム方向算出部205、及びアンテナビーム方向判定部206を備える。尚、これらの機能は、基地局20が備えるハードウエアによって、もしくは、基地局20の中央処理装置21が記憶装置22に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。

0045

通信処理部201は、無線通信インタフェース24や通信インタフェース23によって移動端末30やサーバ装置10との間でデータの送信又は受信を行う。

0046

位置標定信号受信部202は、無線通信インタフェース24及びアンテナ切替スイッチ26を制御して移動端末30から送信される位置標定信号800を受信する。

0047

設定情報記憶部203は、前述した設定情報(例えば、当該基地局20の現在位置を示す情報(緯度、経度、設置高さ等))を記憶する。

0048

位置標定部204は、位置標定信号受信部202が受信した位置標定信号800に基づき移動端末30の現在位置を標定する。位置標定部204によって行われる位置標定の仕組みについては後述する。尚、位置標定部204によって標定された移動端末30の現在位置は、通信処理部201によってサーバ装置10や移動端末30に随時送信される。

0049

アンテナビーム方向算出部205は、位置標定信号800とともに移動端末30から送られてくる機軸方向と、記憶装置12に記憶している前述した基準軸とアンテナの夫々のビーム方向とがなす角θ0とに基づき、後述するX−Y平面を基準としたアンテナのビーム方向θ2(X軸基準)を求める。

0050

アンテナビーム方向判定部206は、移動端末30から送信された位置標定信号800に含まれている情報に基づき、受信した位置標定信号800を送信したアンテナ34が基地局20の方向を向いているか否かを判断する。この判断の詳細については後述する。

0051

<位置標定の原理
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。

0052

図8に移動端末30から送信される位置標定信号800の一例を示している。同図に示すように、位置標定信号800は、制御信号811、測定信号812、端末情報813、アンテナID814、ビーム方向θ2815、及び機軸方向816などの信号又は情報を含んでいる。尚、同図におけるアンテナID814、ビーム方向θ2815、及び機軸方向816については必ずしも位置標定信号800に含まれている必要はなく、位置標定システム1の構成態様に応じて適宜設定される。

0053

制御信号811には変調波や各種の制御信号が含まれている。測定信号812には、数m秒程度の無変調波(例えば、基地局20に対する移動端末30の存在する方向や基地局20に対する移動端末30までの相対距離の検出に用いる信号(例えば、2048チップ拡散符号))が含まれている。端末情報813には、移動端末30を識別する情報(以下、移動端末IDと称する。)が含まれている。

0054

アンテナID814には、当該位置標定信号800を送信してきた移動端末30のアンテナ34を特定する情報である、移動端末30のアンテナ34ごとに付与される識別子(以下、アンテナIDと称する。)が設定される。基地局20は、アンテナID814を参照することにより、その位置標定信号800が移動端末30のいずれのアンテナ34から送信されたものであるのかを知ることができる。

0055

ビーム方向θ2815には、当該位置標定信号800を送信した移動端末30のアンテナ34について求められる、後述するビーム方向θ2(X軸基準)(当該アンテナ34から放射される無線信号の放射強度放射電界強度等)が最大利得になる、後述するX−Y平面における方向)が設定される。

0056

機軸方向816には、移動端末30が方位センサ37から出力される情報に基づき求めた移動体3の機軸方向が設定される。

0057

図9に基地局20と移動端末30の位置関係を例示している。この例では移動端末30が地上高h(m)の位置に存在しており、基地局20が地上高H(m)の位置に固定されている。基地局20の直下から移動端末30までの直線距離はL(m)である。

0058

図10に基地局20に設けられる複数のアンテナ25と移動端末30との関係を説明している。同図に示すように、4つのアンテナ25a〜25dは、夫々位置標定信号800の1波長(例えば、位置標定信号800として2.4GHz帯の電波を用いた場合は波長λ=12.5cm)以下の間隔をあけて平面的に略正方形状に等間隔で隣接配置されている。アンテナ25a〜25dはいずれも指向性アンテナ(例えば、円偏波指向性アンテナ)である。尚、各アンテナ25a〜25dは、例えば、いずれも指向方向斜め下方向に向けて設置されている。

0059

同図において、アンテナ25の高さ位置における水平方向とアンテナ25に対する移動端末30の方向とのなす角をαとすれば、例えば、
α=arcTan(D(m)/L(m))=arcSin(ΔL(cm)/3(cm))
の関係がある。

0060

尚、ΔL(cm)は、アンテナ25を構成しているアンテナ25a〜25dのうち、特定の2つのアンテナ25と移動端末30との間の伝搬路長の差(以下、経路差とも称する。)である。

0061

ここで4つのアンテナ25a〜25dのうち特定の2つのアンテナ25で受信される位置標定信号800の位相差をΔθとすると、
ΔL(cm)=Δθ/(2π/λ(cm))
の関係がある。

0062

また位置標定信号800として、2.4GHz帯の電波を用いた場合には、λ=12.5(cm)であるので、
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。

0063

図11に基地局20の設置現場における基地局20と移動端末30の位置関係を示している。同図に示すように、基地局20のアンテナ25の地上高をH(m)、移動端末30の地上高をh(m)、基地局20の直下の地表面の位置を原点として直交座標軸(X軸、Y軸)を設定した場合における、基地局20から移動端末30の方向とX軸とがなす角をΔΦ(x)、基地局20から移動端末30の方向とY軸とがなす角をΔΦ(y)とすれば、原点に対する移動端末30の位置は次式から求めることができる。
Δd(x)=(H−h)×Tan(ΔΦ(x))
Δd(y)=(H−h)×Tan(ΔΦ(y))

0064

そして原点の位置を(X1,Y1)とすれば、移動端末30の現在位置(Xx,Yy)は次式から求めることができる。
Xx=X1+Δd(x)
Yy=Y1+Δd(y)

0065

以上に説明した位置標定の方法については、例えば、特開2004−184078号公報、特開2005−351877号公報、特開2005−351878号公報、及び特開2006−23261号公報等にも詳述されている。

0066

<移動端末のアンテナ>
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。

0067

同図に示すように、本実施形態の移動端末30には、破線で示す台座300に固定された4つのアンテナ34a〜34dが設けられている。移動端末30の無線通信インタフェース33は、4つのアンテナ34a〜34dのうちの少なくともいずれかを選択して位置標定信号800を送信する。

0068

4つのアンテナ34a〜34dは、夫々構造及び特性が同じものを用いている。隣接するアンテナ34のビーム方向は、互いに90°ずつ異なる。4つのアンテナ34a〜34dのX−Y平面上の指向角(X−Y平面上のビーム方向を中心とする、当該ビーム方向の利得(最大利得)に対する利得が所定の割合(例えば50%)以下になる角度範囲)は、いずれも90°以上であり、4つのアンテナ34a〜34dの全体で後述するX−Y平面上の全方位(360°)がカバーされるようになっている。

0069

尚、説明の便宜上、本実施形態ではアンテナ34の数を4つとしているが、アンテナ34は2つ以上であれば移動端末30にいくつ設けられていてもよい。但し、複数のアンテナ34の全体でX−Y平面上の全方位(360°)がカバーされるように移動端末30に設けられていることを条件とする。

0070

図14に移動体3(移動端末30)へのアンテナ34の搭載例を示す。同図中、符号140で示す矢線は、X−Y平面における移動体3の機軸方向を示す。尚、説明の便宜の為、本実施形態の位置標定システム1では、機軸方向とアンテナ34aのX−Y平面上のビーム方向とは一致しているものとする。また本実施形態では、移動体3が移動する平坦な地表面にX−Y平面座標を設定するものとする。

0071

<アンテナの向きと間接波の影響との関係>
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。

0072

例えば、同図に示す状況では、4つのアンテナ34a〜34dのうちアンテナ34bについては、その指向角の範囲内に基地局20が存在するため、当該アンテナ34bから送信された位置標定信号800については直接波として基地局20に到達する可能性が高い。しかしアンテナ34b以外の他のアンテナ34a,34c,34dから送信された位置標定信号800については、壁等の発射体150の影響を受けて間接波として基地局20に到達する可能性が高い。従って、4つのアンテナ34a〜34dから送信される位置標定信号800のうち、アンテナ34bから送信される位置標定信号800を用いて移動体3の位置標定を行うことで、位置標定精度の向上を図ることができる。

0073

以上の観点に基づき、本実施形態の位置標定システム1では、移動体3の現在位置の標定に際し、4つのアンテナ34a〜34dのうちその指向角の範囲内に基地局20が存在するアンテナ34を特定し、特定したアンテナ34から送信されてくる位置標定信号800に基づき移動体3の位置標定を行うようにしている。このように本実施形態の位置標定システム1は、直接波である可能性が高い位置標定信号800を積極的に選択して移動体3の位置標定を行うので、移動体3の位置標定精度の向上を図ることができる。

0074

<アンテナの特定方法>
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。

0075

図16はアンテナ34の特定方法を説明する図である。同図において、角度θ2は、基地局20を原点として設定したX−Y座標系におけるX軸と4つのアンテナ34うちの一のアンテナ34のビーム方向とがなす角(以下、ビーム方向θ2(X軸基準)と称する。)である。ここでビーム方向θ2(X軸基準)は、移動端末30の方位センサ37の情報から特定される移動体3の機軸方向と、移動体3に設定された前述の基準軸とアンテナ34のビームの方向とがなす角θ0(基準軸とアンテナ34の相対的な位置関係)とから求めることができる。

0076

基地局20は、アンテナ34a〜34dの夫々から個別に送信されてくる位置標定信号800に基づき、夫々個別に、基地局20から見た移動体3が存在するX−Y座標平面における方向θ1=tan−1(y1/x1)を求める。そしてビーム方向θ2(X軸基準)が、θ1−(θR/2)とθ1+(θR/2)との間(例えば、θ1−θR/2<θ2≦θ1+θR/2。尚、左記の式において境界を含むか否かは任意に設定することができる。)であれば、当該アンテナ34は基地局20の方向を向いているアンテナであると判断する。

0077

尚、隣接するアンテナ34の指向角θRが重なる場合、基地局20の方向を向いているアンテナ34が複数存在することがある。その場合、基地局20は、予め設定された優先順位電界強度の大きい順等、所定の優先順位に従ってアンテナ34を選択し、選択したアンテナ34から送信された位置標定信号800を用いて移動体3の位置標定を行う。

0078

=位置標定処理=
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。

0079

<位置標定処理(その1)>
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。

0080

移動端末30は、例えば、移動端末30が予め設定されたタイミングが到来したことを検知したこと、移動端末30に対して所定の操作が行われたこと、基地局20から位置標定を実施する旨の通知を受信したことなどを契機として、位置標定処理S1700を開始する。

0081

移動端末30は、まず方位センサ37から出力される情報に基づき、当該移動体3のX−Y平面上の機軸方向を求める(S1711)。

0082

次に移動端末30は、S1711で求めた機軸方向と、記憶装置32に予め記憶している基準軸と各アンテナ34a〜34dのビームの方向とがなす角θ0a〜θ0dとに基づき、各アンテナ34a〜34dのビーム方向θ2(X軸基準)を求める(S1712)。

0083

次に移動端末30は、アンテナ34a〜34dのうちの一つを選択し(S1713)、選択したアンテナ34についての位置標定信号800を生成し(S1714)、生成した位置標定信号800を、S1713で選択したアンテナ34から送信する(S1715)。

0084

尚、移動端末30は、位置標定信号800の生成に際し、選択したアンテナ34のアンテナIDを位置標定信号800のアンテナID814に設定し、選択したアンテナ34についてS1712で求めたビーム方向θ2(X軸基準)を位置標定信号800のビーム方向θ2815に設定する。

0085

次に移動端末30は、S1713において当該移動端末30に設けられている全てのアンテナ34を選択済か否かを判断する(S1716)。全てのアンテナ34を選択済であれば(S1716:YES)、移動端末30は位置標定処理S1700を終了する。未選択のアンテナ34があれば(S1716:NO)、S1713に戻り、他のアンテナ34について同様の処理を繰り返す。

0086

基地局20は、移動端末30から送られてくる位置標定信号800の受信をリアルタイムに待機している(S1721)。

0087

基地局20は、位置標定信号800を受信すると(S1721:YES)、受信した位置標定信号800に基づき、前述した位置標定の仕組みにより、基地局20から見た移動端末30が存在するX−Y座標平面における方向θ1=tan−1(y1/x1)を求める(S1722)。

0088

次に基地局20は、求めたS1722で求めた移動端末30が存在するX−Y座標平面における方向θ1と、受信した位置標定信号800に含まれているビーム方向θ2(X軸基準)と、記憶している移動端末30のアンテナ34の指向角θRとに基づき、ビーム方向θ2(X軸基準)が、θ1−(θR/2)とθ1+(θR/2)との間であるか否かを判断する(S1723)。

0089

上記判断の結果、ビーム方向θ2(X軸基準)が、θ1−(θR/2)とθ1+(θR/2)との間であれば(S1723:YES)、S1721で受信した位置標定信号800に基づき、前述した位置標定の仕組みにより、移動体3(移動端末30)の現在位置を標定する(S1725)。その後は処理を終了する。

0090

一方、上記判断の結果、ビーム方向θ2(X軸基準)が、θ1−(θR/2)とθ1+(θR/2)との間でなければ(S1723:NO)、S1720に戻り、移動端末30の他のアンテナ34から送信されてくる位置標定信号800の受信を待機する。

0091

尚、以上の説明では、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、移動端末30の各アンテナ34a〜34dの指向角θRを、基地局20が記憶装置22に予め記憶しているものとしたが、各アンテナ34a〜34dの指向角θRを、S1715にて移動端末30が送信する位置標定信号800に含ませるようにしてもよい。そのようにすれば、基地局20に予めの各アンテナ34a〜34dの指向角θRを記憶させておく必要がなく、基地局20の構成を簡素化することができる。また移動端末30のアンテナ34の様々な態様(指向角θRの違い)に柔軟に対応することができる。

0092

<位置標定処理(その2)>
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。

0093

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、移動端末30の各アンテナ34a〜34dの指向角θR、及び基準軸と各アンテナ34a〜34dのビームの方向とがなす角θ0a〜θ0dを、予め記憶装置22に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S1800について説明する。

0094

移動端末30は、まず方位センサ37から出力される情報に基づき、当該移動体3のX−Y平面上の機軸方向を求める(S1811)。

0095

次に移動端末30は、アンテナ34a〜34dのうちの一つを選択し(S1812)、選択したアンテナ34についての位置標定信号800を生成し(S1813)、生成した位置標定信号800を選択したアンテナ34から送信する(S1814)。

0096

尚、移動端末30は、位置標定信号800の生成に際し、選択したアンテナ34のアンテナIDを位置標定信号800のアンテナID814に設定し、S1811で求めたX−Y平面上の機軸方向を位置標定信号800の機軸方向816に設定する。

0097

次に移動端末30は、S1812において、当該移動端末30に設けられている全てのアンテナ34を選択済か否かを判断する(S1815)。全てのアンテナ34を選択済であれば(S1815:YES)、移動端末30は位置標定処理S1800を終了する。未選択のアンテナ34があれば(S1815:NO)、S1812に戻り、他のアンテナ34について同様の処理を繰り返す。

0098

基地局20は、移動端末30から送られてくる位置標定信号800の受信をリアルタイムに待機している(S1821)。

0099

基地局20は、位置標定信号800を受信すると(S1821:YES)、受信した位置標定信号800に基づき、前述した位置標定の仕組みにより、基地局20から見た移動体3(移動端末30)が存在するX−Y座標平面における方向θ1=tan−1(y1/x1)を求める(S1822)。

0100

次に基地局20は、位置標定信号800とともに受信した移動体3の機軸方向と、記憶装置22に記憶している基準軸とアンテナ34のビームの方向とがなす角θ0とに基づき、各アンテナ34a〜34dのビーム方向θ2(X軸基準)を求める(S1823)。

0101

次に基地局20は、S1822で求めた移動端末30が存在するX−Y座標平面における方向θ1と、求めたビーム方向θ2(X軸基準)と、記憶しているアンテナ34の指向角θRとに基づき、ビーム方向θ2(X軸基準)が、θ1−(θR/2)とθ1+(θR/2)との間であるか否かを判断する(S1824)。

0102

上記判断の結果、ビーム方向θ2(X軸基準)が、θ1−(θR/2)とθ1+(θR/2)との間であれば(S1824:YES)、S1821で受信した位置標定信号800に基づき、前述した位置標定の仕組みにより、移動体3(移動端末30)の現在位置を標定する(S1825)。その後は処理を終了する。

0103

一方、上記判断の結果、ビーム方向θ2(X軸基準)が、θ1−(θR/2)とθ1+(θR/2)との間でなければ(S1824:NO)、S1821に戻り、他のアンテナ34から送信されてくる位置標定信号800の受信を待機する。

0104

このように、位置標定処理S1800によれば、基地局20側で基準軸と複数のアンテナ34の夫々のビーム方向とがなす角θ0を記憶し、受信した位置標定信号800を送信したアンテナ34のビーム方向θ2を基地局20側で求めるので、移動端末30側の負荷を軽減することができる。

0105

尚、以上の説明では、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、移動端末30の各アンテナ34a〜34dの指向角θRや、基準軸と各アンテナ34a〜34dのビームの方向とがなす角θ0a〜θ0dを、基地局20が記憶装置22に予め記憶しているものとしたが、これらの情報はS1814にて移動端末30が送信する位置標定信号800に含ませるようにしてもよい。そのようにすれば、基地局20に予めこれらの情報を記憶させておく必要がなく、基地局20の構成を簡素化することができる。また移動端末30のアンテナ34の様々な態様(アンテナ34の数、形状、設置方向等のバリエーション)にも柔軟に対応することができる。

0106

<移動端末のアンテナの他の構成例>
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。

0107

これらの図に示すように、略直方体形状の5つの筐体61a〜61eが所定厚の平面八角形状支持筐体62の一方の面側に配置されている。このうち筐体61eは、支持筐体62の面中心に配置され、筐体61a〜61dは、支持筐体62の面中心の周りに互いに90°ずれた位置関係になるように支持筐体61aの各側面に隣接させて配置されている。5つの筐体61a〜61e及び支持筐体62は、例えば、位置標定信号800の透過性に優れた素材(例えば樹脂製の絶縁体)からなる。

0108

筐体61aには、前述したアンテナ34a及び前述した無線通信インタフェース33として機能する無線通信インタフェース33a(不図示)が内蔵されている。筐体61bには、前述したアンテナ34bと、前述した無線通信インタフェース33として機能する無線通信インタフェース33b(不図示)とが内蔵されている。筐体61cには、前述したアンテナ34c(不図示)と、前述した無線通信インタフェース33として機能する無線通信インタフェース33c(不図示)とが内蔵されている。筐体61dには、前述したアンテナ34dと、前述した無線通信インタフェース33として機能する無線通信インタフェース33d(不図示)とが内蔵されている。筐体61eには、アンテナ34eと、前述した無線通信インタフェース33として機能する無線通信インタフェース33e(不図示)とが内蔵されている。

0109

尚、筐体61a〜61dの夫々に内蔵されているアンテナ34a〜34dは、互いに夫々の指向方向が異なるように設けられている。またこの例では、図20に示すように、アンテナ34a〜34dは、夫々の送信面(電波が放射される面)の法線ka〜kd(同図では法線kbのみ示している)が、支持筐体62の上記中心を通る法線lに対して所定角度63(例えば0°〜45°)傾斜するように設けられている。

0110

各アンテナ34a〜34eからは、アンテナ34a〜34eの2つ以上から同時に位置標定信号800が送信されることがないように、例えば、順に(例えば時分割で)位置標定信号800が送信される。

0111

ところで、以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

0112

例えば、各アンテナ34a〜34dの相対的な位置関係が既知である場合には、アンテナ34a〜34dのうち一のビーム方向θ2(X軸基準)のみを基地局20が受信もしくは算出し、他のアンテナ34のビーム方向θ2(X軸基準)については上記相対的な位置関係に基づき求めるようにしてもよい。そのようにすれば、移動端末30から基地局20に送信する情報量を減らすことができる。またこの場合、移動端末30から基地局20に上記相対的な位置関係を示す情報を通知する(例えば、位置標定信号800に当該情報を付帯させる。)ようにしてもよい。そのようにすれば、第1アンテナの様々な態様(相対的な位置関係の違い)にも柔軟に対応することができる。

0113

また以上の実施形態では、移動端末30のアンテナ34から位置標定信号800を送信し、基地局20のアンテナ25でこれを受信して位置標定を行うようにしているが、これとは逆に位置標定信号800を基地局20から送信し、移動端末30が位置標定信号800を受信し、移動端末30が、直接波を受信している可能性の高いアンテナ34を選択し、選択したアンテナ34が受信する位置標定信号800に基づく位置標定を行うようにしてもよい。また移動端末30が標定した当該移動端末30の現在位置を示す情報を、移動端末30から通信ネットワーク5や無線通信によりサーバ装置10や基地局20に送信するようにすれば、サーバ装置10や基地局20において移動体3の現在位置を把握することができる。

0114

移動端末30は、例えば、アクティブ型もしくはパッシブ型RFIDタグとして機能するものであってもよい。この場合、位置標定信号800を、電磁誘導によってRFIDタグが備えるアンテナコイルから自発的にもしくは受動的に、基地局20に送信もしくは基地局20から受信するようにしてもよい。

0115

1位置標定システム
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

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