JP4415049B2 - Positioning system - Google Patents
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- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
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Description
この発明は、離散的に配置された複数のマーカを利用して方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定を行なうシステムにおいて、第1のマーカのサービスエリアから第2のマーカのサービスエリアへのハンドオーバさせるよう制御する機能を有する位置標定システムに関するものである。 According to the present invention, in a system for locating a direction, a distance, a position, or a combination thereof using a plurality of discretely arranged markers, the service area of the first marker is changed to the service area of the second marker. The present invention relates to a position location system having a function of controlling to perform a handover.
従来より、特許文献1に開示される位置検知システムが公知である。このシステムでは、3つの無線局に夫々設けたアンテナから送信される無線信号に基づいて端末の位置を検知している。しかし、このシステムでは、各無線局には1基のアンテナしか塔載されておらず、しかもこれらの無線局の位置が十分に離れていることが条件となっており、屋外あるいは屋内に関わらずマルチパスあるいはハイトパターンなどの影響で、複数の無線局からの信号を同時に受信できない時には位置の検知が不可能となるなどの問題点があった。
また、本出願人の一人は、特願2005−363171号(本願出願時には未公開)において、図8に示すような無線マーカを提案している。図8において、1は無線マーカ、2は携帯端末、11a〜11dは指向性アンテナ、61は指向性アンテナ11aから11bを見た方向、62は無線マーカのアンテナの真下から受信機2を見たときの角度、63は無線マーカ1のアンテナの高さ、64は携帯端末2のアンテナの高さ、65は無線マーカ1のアンテナの真下からの距離である。
無線マーカ1の指向性アンテナ11a〜11dは、発信する高周波信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいはベースバンド信号の1波長以下の間隔で水平面あるいは一定の傾斜角を持たせて設置され、周期的に切替えられながら高周波信号を発信しているものとする。
Conventionally, a position detection system disclosed in Patent Document 1 is known. In this system, the position of a terminal is detected based on radio signals transmitted from antennas provided in three radio stations. However, in this system, only one antenna is mounted on each radio station, and the positions of these radio stations are sufficiently separated, regardless of whether they are outdoors or indoors. Due to the influence of multipath or height pattern, there is a problem that the position cannot be detected when signals from a plurality of radio stations cannot be received simultaneously.
In addition, one of the present applicants has proposed a wireless marker as shown in FIG. 8 in Japanese Patent Application No. 2005-363171 (not disclosed at the time of filing this application). In FIG. 8, 1 is a wireless marker, 2 is a portable terminal, 11a to 11d are directional antennas, 61 is a direction of viewing the directional antennas 11a to 11b, and 62 is a receiver 2 viewed from directly below the antenna of the wireless marker. , 63 is the height of the antenna of the wireless marker 1, 64 is the height of the antenna of the mobile terminal 2, and 65 is the distance from directly below the antenna of the wireless marker 1.
The directional antennas 11a to 11d of the wireless marker 1 are installed with a horizontal plane or a constant inclination angle at intervals of one wavelength or less of a carrier signal, a subcarrier signal, a modulation signal, or a baseband signal of a high-frequency signal to be transmitted, It is assumed that a high-frequency signal is transmitted while being switched periodically.
当該携帯端末2が当該指向性アンテナ11a〜11dの真下から角度62の方向に存在するとすると、Δd(X)=(H-h)×Tan{ΔΦ(X)}、Δd(Y)=(H-h)×Tan{ΔΦ(Y)}となる。ここで、Δd(X)、Δd(Y)は当該指向性アンテナ11a〜11dの真下からの距離65、Hは当該無線マーカ1のアンテナ11a〜11dの高さ63、hは当該携帯端末2のアンテナの高さ64、ΔΦ(X)、ΔΦ(Y)は当該指向性アンテナの真下からの角度62である。
当該無線マーカ1の指向性アンテナ11a〜11dの真下の位置を(X1、Y1)とすると、当該携帯端末2のアンテナの位置(Xx、Yy)は、Xx=X1+Δd(X) Yy=Y1+Δd(Y)から位置を検知できる。
When the position directly below the directional antennas 11a to 11d of the wireless marker 1 is (X1, Y1), the antenna position (Xx, Yy) of the portable terminal 2 is Xx = X1 + Δd (X) Yy = Y1. The position can be detected from + Δd (Y).
しかしながら、図8に示す位置検知システムでは、当該無線マーカ1のサービスエリア内では高い位置の標定精度が得られるが、当該無線マーカ1のサービスエリアから外れると位置の標定精度が低下する問題点があった。
また、従来の位置標定システムでは、無線マーカのサービスエリアから逸脱した場合のハンドオーバの制御手順について考慮されておらず、あるいは従来の携帯電話の基地局では、基地局からハンドオーバを起動する場合と携帯端末からハンドオーバを起動する場合があるが、いずれの場合も、複数の基地局からの無線信号を同時あるいは順次に受信して受信入力および/あるいは信号対雑音比を測定し、当該測定結果を比較してハンドオーバをする基地局を選択するため、制御に時間がかかり制御手順が複雑であるなどの問題点があった。
However, in the position detection system shown in FIG. 8, a high positioning accuracy is obtained within the service area of the wireless marker 1, but there is a problem that the positioning accuracy of the position decreases when the wireless marker 1 is out of the service area. there were.
In addition, the conventional location system does not consider the handover control procedure when the radio marker departs from the service area, or the conventional mobile phone base station does not consider the case where the handover is started from the base station In some cases, handover may be initiated from the terminal. In either case, radio signals from multiple base stations are received simultaneously or sequentially to measure the received input and / or signal-to-noise ratio and compare the measurement results. Since the base station to be handed over is selected, control takes time and the control procedure is complicated.
この発明は、無線マーカのサービスエリア内では高い標定精度が得られるが、当該無線マーカのサービスエリアから外れると位置の標定精度が低下する問題を解決するために、隣接するマーカのサービスエリアへハンドオーバさせるための機能を有する位置標定システムを提供することを目的とする。 In order to solve the problem that the positioning accuracy is lowered when the wireless marker is out of the wireless marker service area, the present invention can be handed over to the adjacent marker service area. It is an object of the present invention to provide a position location system having a function for making it happen.
この発明に係わる位置標定システムは、一つのマーカに複数の発信手段を設け、当該複数の発信手段を周期的に切替えながら信号を発信させ、当該複数の発信手段からの方向と距離あるいは位置を高精度で標定することにより、第1のマーカのサービスエリアから第2のマーカのサービスエリアにハンドオーバさせるよう制御するものである。 In the position locating system according to the present invention, a plurality of transmission means are provided for one marker, signals are transmitted while the plurality of transmission means are periodically switched, and the direction, distance or position from the plurality of transmission means is increased. By locating with accuracy, control is performed so that handover is performed from the service area of the first marker to the service area of the second marker.
本発明の位置標定システムでは、携帯端末が第1のマーカのサービスエリア内のどの位置に居るかが正確に標定できることから、第1のマーカのサービスエリアから逸脱することが判明した時点で、即座に、第2のマーカのサービスエリアを選択し、当該選択した第2のマーカを利用して位置の標定を継続して行うことができるため、ハンドオーバの制御が簡単であり、ハンドオーバに要する時間を短縮することが可能となる。 In the position locating system of the present invention, since the position where the mobile terminal is in the service area of the first marker can be accurately determined, immediately when it is found that the mobile terminal deviates from the service area of the first marker. In addition, since the service area of the second marker can be selected and the location of the position can be continuously performed using the selected second marker, the handover control is simple, and the time required for the handover is reduced. It can be shortened.
この発明の一実施形態であるハンドオーバ機能を有する位置標定システムは、図1に示すように無線マーカ1a、1bの3次元の位置69a、69bから携帯端末2の3次元の位置70を標定する際に、無線マーカ1aからの距離67aと、無線マーカ1bからの距離67bを同時に標定することが出来るので、無線マーカ1aのサービスエリアから無線マーカ1bのサービスエリアに移動することが即座に判定できることから、当該距離67aと67bを比較することでハンドオーバを短時間に制御できるメリットがある。
図1および図2に示す無線マーカ1a、1bあるいは無線マーカ1には、図3および図4に示すように複数のアンテナ11a〜11eが接続され、アンテナ1a〜1dの任意の組合わせの間隔が無線マーカから発信される高周波信号の搬送波の1波長以内となっている。これらの複数のアンテナの内、アンテナ11a〜11dが周期的に切替えられて高周波信号が発信され、かつ/又は任意の数のアンテナ1eからは高周波信号が複数の周波数の間でホッピングさせながら発信されており、一方、携帯端末2には1基のアンテナが接続されている。
As shown in FIG. 1, the position locating system having a handover function according to an embodiment of the present invention locates the three-dimensional position 70 of the mobile terminal 2 from the three-dimensional positions 69a and 69b of the wireless markers 1a and 1b. In addition, since the distance 67a from the wireless marker 1a and the distance 67b from the wireless marker 1b can be simultaneously determined, it can be immediately determined that the wireless marker 1a moves to the wireless marker 1b service area. There is an advantage that the handover can be controlled in a short time by comparing the distances 67a and 67b.
As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of antennas 11a to 11e are connected to the wireless markers 1a and 1b or the wireless marker 1 shown in FIGS. 1 and 2, and the interval between arbitrary combinations of the antennas 1a to 1d is set. It is within one wavelength of the carrier wave of the high frequency signal transmitted from the wireless marker. Among these antennas, the antennas 11a to 11d are periodically switched to transmit a high-frequency signal, and / or an arbitrary number of antennas 1e are transmitted while hopping between a plurality of frequencies. On the other hand, one antenna is connected to the mobile terminal 2.
無線マーカ1a、1bあるいは無線マーカ1、および携帯端末2のアンテナが上記のとおり構成されるため、無線マーカ1aから発信される高周波信号は68aa〜68adの経路を通って携帯端末2のアンテナに到達し、無線マーカ1bから発信される高周波信号は68ba〜68bdの経路を通って携帯端末2のアンテナに到達し、無線マーカ1のアンテナ1eから発信される高周波信号は68eの経路を通って携帯端末2のアンテナに到達する。
携帯端末2において、上記の複数のアンテナを周期的に切替え、あるいは複数の周波数の間でホッピングさせるごとに、到達した高周波信号の搬送波の周波数差および/あるいは位相差を測定することで携帯端末2の方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せが高精度で標定できる。
前記のように、携帯端末2の方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せが高精度で標定できることから、第1の無線マーカのサービスエリアから第2の無線マーカのサービスエリアへ短時間でハンドオーバさせることが容易に行えるメリットが生じる。
Since the radio markers 1a and 1b or the radio marker 1 and the antenna of the mobile terminal 2 are configured as described above, the high-frequency signal transmitted from the radio marker 1a reaches the antenna of the mobile terminal 2 through the path 68aa to 68ad. The high-frequency signal transmitted from the wireless marker 1b reaches the antenna of the portable terminal 2 through the path 68ba to 68bd, and the high-frequency signal transmitted from the antenna 1e of the wireless marker 1 passes through the path 68e. 2 antennas are reached.
In the portable terminal 2, the frequency difference and / or the phase difference of the carrier wave of the reached high frequency signal is measured every time the plurality of antennas are periodically switched or hopped between a plurality of frequencies. The direction, distance, position, or combination thereof can be determined with high accuracy.
As described above, since the direction, distance, position, or combination thereof of the mobile terminal 2 can be determined with high accuracy, handover from the service area of the first wireless marker to the service area of the second wireless marker can be performed in a short time. The advantage is that this can be done easily.
図1は、本発明の一実施形態を示す概念図である。図1において、1a、1bは無線マーカ、11aa〜11ad、11ba〜11bdは複数のアンテナ、2は携帯端末、68aa〜68adはアンテナ11aa〜11adと携帯端末2の間の高周波信号の伝送路、68ba〜68bdはアンテナ11ba〜11bdと携帯端末2の間の高周波信号の伝送路、67a、67bは無線マーカ1a、1bの真下から携帯端末2までの距離、69a、69bは無線マーカ1a、1bの3次元の位置、70は携帯端末2の3次元の位置である。
3次元の位置69a、69bに設置された無線マーカ1a、1bの複数のアンテナ11aa〜11ad、11ba〜11bdは、周期的に切替えられながら、報知情報および主に位置を標定するための測定信号を含む高周波信号を間欠的に発信している。
一方、3次元の位置70に居る携帯端末2には1基のアンテナが搭載されており、当該無線マーカ1a、1bから発信される高周波信号を受信し、高周波信号の伝送経路68aa〜68adあるいは68ba〜68bdごとに当該高周波信号の搬送波信号の位相差を求め、自らの3次元の位置70を標定するとともに、無線マーカ1a、1bの真下からの距離67a、67bを求める。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1a and 1b are wireless markers, 11aa to 11ad, 11ba to 11bd are a plurality of antennas, 2 is a mobile terminal, 68aa to 68ad are high-frequency signal transmission paths between the antennas 11aa to 11ad and the mobile terminal 2, and 68ba. ˜68bd are high-frequency signal transmission paths between the antennas 11ba˜11bd and the portable terminal 2, 67a, 67b are distances from the radio markers 1a, 1b to the portable terminal 2, and 69a, 69b are three of the radio markers 1a, 1b. A dimension position 70 is a three-dimensional position of the mobile terminal 2.
The plurality of antennas 11aa to 11ad and 11ba to 11bd of the wireless markers 1a and 1b installed at the three-dimensional positions 69a and 69b are used for reporting information and a measurement signal mainly for locating the position while being periodically switched. Including high-frequency signals intermittently.
On the other hand, the mobile terminal 2 at the three-dimensional position 70 is equipped with one antenna, receives high-frequency signals transmitted from the wireless markers 1a and 1b, and transmits high-frequency signal transmission paths 68aa to 68ad or 68ba. The phase difference of the carrier wave signal of the high-frequency signal is obtained every .about.68bd, the own three-dimensional position 70 is determined, and the distances 67a and 67b from directly below the wireless markers 1a and 1b are obtained.
当該無線マーカ1aの真下からの距離67aが当該無線マーカ1aのサービスエリア内であれば、当該携帯端末2は当該無線マーカ1aから発信される高周波信号を受信することで、携帯端末2の3次元の位置70が標定できる。
同様に、当該無線マーカ1bの真下からの距離67bが当該無線マーカ1bのサービスエリア内であれば、当該携帯端末2は当該無線マーカ1bから発信される高周波信号を受信することで、携帯端末2の3次元の位置70が標定できる。
当該携帯端末2が無線マーカ1aのエリアから無線マーカ1bのエリアに移動する場合には、無線マーカ1aから発信される高周波信号から無線マーカ1bからの高周波信号へ切替えてハンドオーバさせることによって、継続して携帯端末2は自らの3次元の位置を標定することができる。
If the distance 67a from directly below the wireless marker 1a is within the service area of the wireless marker 1a, the portable terminal 2 receives the high-frequency signal transmitted from the wireless marker 1a, and thereby the three-dimensional of the portable terminal 2 is obtained. Can be located.
Similarly, if the distance 67b from directly below the wireless marker 1b is within the service area of the wireless marker 1b, the portable terminal 2 receives the high-frequency signal transmitted from the wireless marker 1b, thereby allowing the portable terminal 2 to The three-dimensional position 70 can be determined.
When the portable terminal 2 moves from the area of the wireless marker 1a to the area of the wireless marker 1b, it continues by switching from the high-frequency signal transmitted from the wireless marker 1a to the high-frequency signal from the wireless marker 1b. Thus, the portable terminal 2 can determine its own three-dimensional position.
ここで、当該無線マーカ1aのエリアと1bのエリアは通常重複するように設置されるが、横断歩道などのように、無線マーカ1aと1bを近接して設置できない場合には、両方のエリアの間に隙間が生じる場合が生じる。
当該携帯端末2が無線マーカ1aのエリア外であり同時に無線マーカ1bのエリア外であると、自らの3次元の位置70を標定することができないので、地磁気センサあるいは加速度センサあるいは重力センサあるいはこれらを組合せた慣性航法センサなどを用いて移動した距離と方向などを測定して補完する必要が生じる。
なお、上記では、無線マーカ1a、1bの複数のアンテナ11aa〜11ad、11ba〜11bdを周期的に切替えながら高周波信号を発信する場合について述べたが、無線マーカ1a、1bから発信される高周波信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいはベースバンド信号の周波数をホッピングさせることで、無線マーカ1a、1bの真下からの距離67a、67bを直接測定することができる。
また、上記では、無線マーカ1a、1bが送信機であり携帯端末2が受信機である場合であるが、無線マーカ1a、1bが受信機であり携帯端末2が送信機で有る場合にも同様な効果がえられる。なお、前者の場合には各無線マーカ1a、1bは独立していても良いが、後者の場合には各無線マーカ1a、1bの間は通信ネットワークなどで接続しておく必要がある。
Here, the area of the wireless marker 1a and the area of 1b are usually installed so as to overlap, but when the wireless markers 1a and 1b cannot be installed close to each other as in a pedestrian crossing or the like, There is a case where a gap is generated between them.
If the mobile terminal 2 is outside the area of the wireless marker 1a and at the same time outside the area of the wireless marker 1b, it cannot determine its own three-dimensional position 70, so a geomagnetic sensor, acceleration sensor, gravity sensor, or these It becomes necessary to measure and complement the distance and direction of movement using a combined inertial navigation sensor.
In the above description, the case where a high-frequency signal is transmitted while periodically switching the plurality of antennas 11aa to 11ad and 11ba to 11bd of the wireless markers 1a and 1b has been described. By hopping the frequency of the carrier signal, the subcarrier signal, the modulation signal, or the baseband signal, the distances 67a and 67b from directly below the wireless markers 1a and 1b can be directly measured.
In the above description, the wireless markers 1a and 1b are transmitters and the portable terminal 2 is a receiver. However, the same applies when the wireless markers 1a and 1b are receivers and the portable terminal 2 is a transmitter. Effects can be obtained. In the former case, the wireless markers 1a and 1b may be independent. In the latter case, the wireless markers 1a and 1b need to be connected via a communication network or the like.
図2は、本発明の他の実施形態を示す概念図である。図2において、1は無線マーカ、11a〜11eは複数のアンテナ、2は携帯端末、68a〜68eはアンテナ11a〜11eと携帯端末2の間の高周波信号の伝送路、67cは大ゾーンのサービスエリア、67dは小ゾーンのサービスエリア、69は無線マーカ1の3次元の位置、70は携帯端末2の3次元の位置である。
3次元の位置69に設置された無線マーカ1の複数のアンテナ11a〜11eは、周期的に切替えられながら、報知情報および方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せを標定するための測定信号を含む高周波信号を間欠的に発信している。
無線マーカ1の複数のアンテナ11a〜11dは、当該複数のアンテナの高さをほぼ半径とする小ゾーンのサービスエリアを構成し、主に位置を標定するために用いられ、任意の数のアンテナ11eは、当該アンテナからの高周波信号の到達範囲を半径とする大ゾーンのサービスエリアを構成し、主に方向および/あるいは距離を標定するために用いられる。
無線マーカ1の任意の数のアンテナ11eは、直交しあるいは同期した複数の周波数の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号あるいはベースバンド信号あるいはこれらの組み合わせの間をホッピングさせながら高周波信号を発信し、携帯端末2が向いている方向および/あるいは無線マーカ1と携帯端末2との間の距離を標定するのに用いられる。
一方、3次元の位置70に居る携帯端末2には1基のアンテナが搭載されており、当該無線マーカ1から発信される高周波信号を受信し、高周波信号の伝送経路68a〜68eごとに当該高周波信号の搬送波信号の位相差を求め、方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せを標定する。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing another embodiment of the present invention. In FIG. 2, 1 is a wireless marker, 11a to 11e are a plurality of antennas, 2 is a portable terminal, 68a to 68e are high-frequency signal transmission paths between the antennas 11a to 11e and the portable terminal 2, and 67c is a large zone service area. 67d is the service area of the small zone, 69 is the three-dimensional position of the wireless marker 1, and 70 is the three-dimensional position of the portable terminal 2.
The plurality of antennas 11a to 11e of the wireless marker 1 installed at the three-dimensional position 69 are periodically switched, and include high-frequency information including measurement information for locating notification information and direction or distance or position or a combination thereof. The signal is transmitted intermittently.
The plurality of antennas 11a to 11d of the wireless marker 1 constitute a small-zone service area whose height is approximately the radius of the plurality of antennas, and are mainly used for locating the position, and an arbitrary number of antennas 11e. Is used to configure a large zone service area whose radius is the reach of the high-frequency signal from the antenna, and to mainly determine the direction and / or distance.
An arbitrary number of antennas 11e of the wireless marker 1 transmit a high-frequency signal while hopping between carrier signals, sub-carrier signals, modulation signals, baseband signals, or combinations thereof of a plurality of orthogonal or synchronized frequencies, It is used to determine the direction in which the mobile terminal 2 is facing and / or the distance between the wireless marker 1 and the mobile terminal 2.
On the other hand, the mobile terminal 2 at the three-dimensional position 70 is equipped with one antenna, receives a high-frequency signal transmitted from the wireless marker 1, and transmits the high-frequency signal for each of the high-frequency signal transmission paths 68a to 68e. The phase difference of the carrier signal of the signal is obtained, and the direction, distance, position, or a combination thereof is determined.
当該携帯端末2が当該無線マーカ1の小ゾーンのサービスエリア内であれば、当該携帯端末2は当該無線マーカ1から発信される高周波信号を受信することで、携帯端末2の3次元の位置70が標定できる。
同様に、当該無線マーカ1が当該無線マーカ1の大ゾーンのサービスエリア内であれば、当該携帯端末2は当該無線マーカ1から発信される高周波信号を受信することで、携帯端末2が向かっている方向および/あるいは携帯端末2と無線マーカ1との間の距離が標定できる。
当該携帯端末2が無線マーカ1の小ゾーンのサービスエリアから無線マーカ1の大ゾーンのサービスエリアに移動する場合には、無線マーカ1のから小ゾーンのサービスエリアから無線マーカ1の大ゾーンのサービスエリアへ切替えてハンドオーバすることによって、継続して携帯端末2は自らの方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せを標定することができる。
If the portable terminal 2 is within the service area of the small zone of the wireless marker 1, the portable terminal 2 receives a high-frequency signal transmitted from the wireless marker 1, so that the three-dimensional position 70 of the portable terminal 2 is received. Can be standardized.
Similarly, if the wireless marker 1 is in the service area of the large zone of the wireless marker 1, the mobile terminal 2 receives the high-frequency signal transmitted from the wireless marker 1, so that the mobile terminal 2 is directed. The direction and / or the distance between the portable terminal 2 and the wireless marker 1 can be determined.
When the portable terminal 2 moves from the service area in the small zone of the wireless marker 1 to the service area in the large zone of the wireless marker 1, the service in the large zone of the wireless marker 1 from the service area of the wireless marker 1 to the large zone By switching to the area and handing over, the mobile terminal 2 can continuously determine its direction, distance, position, or a combination thereof.
ここで、当該無線マーカ1の大ゾーンのサービスエリアは隣接する他の無線マーカの大ゾーンのサービスエリアと通常重複するように設置されるが、無線マーカ1と他の隣接する無線マーカが近接して設置できない場合には、両方のエリアの間に隙間が生じる場合が生じる。
また、当該小ゾーンのサービスエリアが主に位置の標定を目的とし、当該大ゾーンのサービスエリアが主に方向および/あるいは距離の標定を目的として設置される。
また、複数の無線マーカが離散的に配置され、当該複数の無線マーカの大ゾーンのサービスエリアが重なって配置される場合には、当該複数の無線マーカを利用して得られた方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定結果を組み合わせて採用することができる。
Here, although the service area of the large zone of the wireless marker 1 is usually installed so as to overlap the service area of the large zone of another adjacent wireless marker, the wireless marker 1 and another adjacent wireless marker are close to each other. If it cannot be installed, there may be a gap between both areas.
In addition, the service area of the small zone is mainly set for the purpose of positioning, and the service area of the large zone is set mainly for the purpose of setting the direction and / or distance.
Further, when a plurality of wireless markers are discretely arranged and the service areas of the large zones of the plurality of wireless markers are arranged so as to overlap, the direction or distance obtained by using the plurality of wireless markers or A position or a combination of the orientation results of these positions can be employed.
また、前記の複数の無線マーカの各々の小ゾーンおよび/あるいは大ゾーンのサービスエリアが重複しないエリアに対しては、地磁気センサあるいは加速度センサあるいは重力センサあるいはこれらを組合せた慣性航法センサによって、前記複数の無線マーカを利用した方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定結果を補完することで標定精度を向上させることができる。
また、前記慣性航法センサによって補完した方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定結果を、前記複数の無線マーカの小ゾーンのサービスエリアにおいて補正しあるいはリセットすることで標定精度を向上させることができる。
また、上記では、無線マーカ1が送信機であり携帯端末2が受信機である場合であるが、無線マーカ1が受信機であり携帯端末2が送信機で有る場合にも同様な効果がえられる。なお、前者の場合には無線マーカ1は独立していても良いが、後者の場合には無線マーカ1は周辺の無線マーカと通信ネットワークなどで接続しておく必要がある。
In addition, for the areas where the service areas of the small and / or large zones of each of the plurality of wireless markers do not overlap, the plurality of the plurality of wireless markers are detected by a geomagnetic sensor, an acceleration sensor, a gravity sensor, or an inertial navigation sensor combining them. The orientation accuracy can be improved by complementing the orientation results of the direction, distance, position or combination thereof using the wireless marker.
In addition, it is possible to improve the orientation accuracy by correcting or resetting the orientation results of the direction, distance, position, or combination thereof supplemented by the inertial navigation sensor in the service area of the small zone of the plurality of wireless markers. .
In the above description, the wireless marker 1 is a transmitter and the portable terminal 2 is a receiver. However, the same effect can be obtained when the wireless marker 1 is a receiver and the portable terminal 2 is a transmitter. It is done. In the former case, the wireless marker 1 may be independent, but in the latter case, the wireless marker 1 needs to be connected to a peripheral wireless marker through a communication network or the like.
図3は、本発明における無線マーカと携帯端末の実施例を示す構成図であり、1は無線マーカ、11a、11b、11c、11d、11eは複数のアンテナ、12はアンテナスイッチ、13は送信機、14は基準発振器、15は制御器、2は携帯端末、21はアンテナ、22は受信機、23は信号検出器、24は基準発振器、25は制御・表示器である。
無線マーカ1の複数のアンテナ11a〜11dと任意の数のアンテナ11eはアンテナスイッチ12に接続されており、制御器15によって基準発振器14に同期して周期的に切換えられている。送信機13からは少なくとも報知情報と測定信号を含む高周波信号がバースト状に発信され、アンテナスイッチ12により周期的に切換えられ、当該複数のアンテナ11a〜11d、および11eから空間に放射されている。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of a wireless marker and a portable terminal according to the present invention, wherein 1 is a wireless marker, 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e are a plurality of antennas, 12 is an antenna switch, and 13 is a transmitter. , 14 is a reference oscillator, 15 is a controller, 2 is a portable terminal, 21 is an antenna, 22 is a receiver, 23 is a signal detector, 24 is a reference oscillator, and 25 is a control / display.
A plurality of antennas 11 a to 11 d and an arbitrary number of antennas 11 e of the wireless marker 1 are connected to the antenna switch 12, and are switched periodically in synchronization with the reference oscillator 14 by the controller 15. A high-frequency signal including at least notification information and a measurement signal is transmitted in burst form from the transmitter 13, and is periodically switched by the antenna switch 12, and is radiated from the plurality of antennas 11a to 11d and 11e to the space.
当該複数のアンテナ11a〜11d、および11eから空間に放射された高周波信号は、携帯端末2のアンテナ21で受信され、受信機22により当該高周波信号の搬送波信号が中間周波信号に変換され、信号検出器23により当該中間周波信号の位相が測定される。
当該中間周波信号の位相の測定が前記の無線マーカ1の複数のアンテナ11a〜11d、および11eごとに行われ、各々の位相差から無線マーカ1から携帯端末2を見た方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せを標定することができる。
なお、無線マーカ1の送信機13の発振周波数を基準発振器14に同期させながら段階的に変化させ、いわゆる周波数ホッピングをさせ、携帯端末2の受信機22で基準発振器24に同期した局部発振器の周波数を変化させながら中間周波数に変換し、信号検出器23によって当該中間周波信号の位相差を測定することで、無線マーカ1と携帯端末2との間の距離が測定できる。
The high frequency signals radiated to the space from the plurality of antennas 11a to 11d and 11e are received by the antenna 21 of the mobile terminal 2, and the carrier signal of the high frequency signal is converted into an intermediate frequency signal by the receiver 22, and signal detection is performed. The device 23 measures the phase of the intermediate frequency signal.
The phase of the intermediate frequency signal is measured for each of the plurality of antennas 11a to 11d and 11e of the wireless marker 1, and the direction, distance, position, or position of the portable terminal 2 viewed from the wireless marker 1 from each phase difference. These combinations can be standardized.
The oscillation frequency of the transmitter 13 of the wireless marker 1 is changed stepwise while synchronizing with the reference oscillator 14, so-called frequency hopping is performed, and the frequency of the local oscillator synchronized with the reference oscillator 24 at the receiver 22 of the portable terminal 2. The distance between the wireless marker 1 and the portable terminal 2 can be measured by converting the signal to an intermediate frequency while changing and measuring the phase difference of the intermediate frequency signal by the signal detector 23.
図4は本発明におけるアンテナの実施例を示す断面図であり、81は複数のアンテナ11a〜11d、および11eを組み立てたアンテナ部、82はアンテナ11aとアンテナ11dの上下方向の間隔、83はアンテナ11cと11dの左右方向の間隔である。
アンテナ部81の各間隔82、83は高周波信号の搬送波信号の1波長以下の間隔で配置され、アンテナ11eは、例えば、アンテナ11a〜11dの中心部でこれらのアンテナに妨害を与えない位置に設けられ、前記アンテナスイッチ12によって周期的に切替えられる。
また、アンテナ部81を、水平面に対して下向き方向あるいは上向き方向、あるいは横向き方向に設置され、あるいは傾斜角を持たせ、あるいはこれらを組合わせて設置することができる。
また、当該小ゾーンのサービスエリアをカバーするための複数のアンテナ11a〜11dが垂直方向に指向性パターンを形成し、当該大ゾーンのサービスエリアをカバーするための任意の数のアンテナ11eが水平方向に無指向性パターンを形成することで位置の標定精度を高めることができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of an antenna according to the present invention, in which 81 is an antenna portion in which a plurality of antennas 11a to 11d and 11e are assembled, 82 is a vertical distance between the antenna 11a and the antenna 11d, and 83 is an antenna. The distance between the left and right directions of 11c and 11d.
The intervals 82 and 83 of the antenna unit 81 are arranged at intervals of one wavelength or less of the carrier wave signal of the high frequency signal, and the antenna 11e is provided at a position where the antennas 11a to 11d do not interfere with these antennas, for example. And periodically switched by the antenna switch 12.
Further, the antenna unit 81 can be installed in a downward direction, an upward direction, or a lateral direction with respect to a horizontal plane, or provided with an inclination angle, or a combination thereof.
Also, a plurality of antennas 11a to 11d for covering the service area of the small zone form a directivity pattern in the vertical direction, and an arbitrary number of antennas 11e for covering the service area of the large zone are in the horizontal direction. By forming an omni-directional pattern, the positioning accuracy of the position can be increased.
図5は、上記図1に示す実施形態において実行される制御プログラムの一例のフローチャートである。図5において、101〜111は制御ステップを示す。
プログラムの制御手順は、ステップ101で制御をスタートし、ステップ111で終了する。
ステップ101でスタートすると、ステップ102で現マーカを中心に位置標定プログラムを実行を開始する。
ステップ103で、携帯端末が現在の無線マーカのサービスエリア内か否かの判定を行い、エリア内であればステップ104に進み、エリア外であればステップ105に進む。
携帯端末が現在の無線マーカのエリア内の場合、ステップ104で現在の無線マーカのエリア内の他に隣接する無線マーカのエリア内にも居るかの判定を行い、現在の無線マーカのエリア内のみの場合は、ステップ107で現在のマーカから取得するデータを用いて位置標定を実行し、ステップ110で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ111で終了する。
FIG. 5 is a flowchart of an example of a control program executed in the embodiment shown in FIG. In FIG. 5, reference numerals 101 to 111 denote control steps.
The program control procedure starts at step 101 and ends at step 111.
When started in step 101, execution of the position location program is started in step 102 around the current marker.
In step 103, it is determined whether or not the mobile terminal is within the current wireless marker service area. If it is within the area, the process proceeds to step 104, and if it is outside the area, the process proceeds to step 105.
If the mobile terminal is in the current wireless marker area, it is determined in step 104 whether it is in the adjacent wireless marker area in addition to the current wireless marker area, and only in the current wireless marker area. In this case, the position determination is executed using the data acquired from the current marker in step 107, the result of the position determination is input to the table in step 110, and the process ends in step 111.
一方、現在の無線マーカのエリア内の他に隣接する無線マーカのエリア内でもあるときには、ステップ106で現在の無線マーカから得られたデータと隣接する無線マーカから得られたデータの両方を用いて位置標定を行い、ステップ110で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ111で処理を終了する。
現在の無線マーカのエリア外の時、ステップ105で隣接する無線マーカのエリア内か否かの判定を行い隣接する無線マーカのエリア内の時には、ステップ108に移行して隣接する無線マーカへハンドオーバして引き続き位置の標定を行い、ステップ110で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ111で処理を終了する。
更に、隣接する無線マーカのエリアでも無い時には、ステップ109に移行して、慣性航法センサを使って位置の標定を行い、ステップ110で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ111で処理を終了する。
On the other hand, when it is also within the area of the adjacent wireless marker in addition to the area of the current wireless marker, both the data obtained from the current wireless marker and the data obtained from the adjacent wireless marker are used in step 106. The position is determined, the position determination result is input to the table in step 110, and the process is terminated in step 111.
When it is outside the area of the current wireless marker, it is determined in step 105 whether or not it is within the area of the adjacent wireless marker, and when it is within the area of the adjacent wireless marker, the process proceeds to step 108 and handover is performed to the adjacent wireless marker. Subsequently, the position is determined, and the result of the position determination is input to the table at step 110, and the process ends at step 111.
Further, when it is not the area of the adjacent wireless marker, the process proceeds to step 109, where the position is determined using the inertial navigation sensor, the result of the position determination is input to the table at step 110, and the process ends at step 111. To do.
なお、前記の方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定結果が、現在の無線マーカのサービスエリアから逸脱しつつあると判定された場合、当該逸脱しつつある方向に存在する隣接する無線マーカと組合せあるいは当該隣接する無線マーカを優先して選択することができる。
また、前記現在の無線マーカのサービスエリアと隣接する無線マーカのサービスエリアが重複しない場合には、当該重複しないエリアに対しては地磁気センサあるいは加速度センサあるいは重力センサあるいはこれらの組合せた慣性航法センサによって方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定結果を補完することができる。
また、現在の無線マーカのエリア内で得られた位置評定結果を用いて前記の慣性航法センサを較正しあるいはリセットを行うことで、当該慣性航法センサの精度を維持することが可能である。
In addition, when it is determined that the orientation result of the direction, the distance, the position, or the combination thereof is deviating from the current wireless marker service area, an adjacent wireless marker existing in the deviating direction The combination or the adjacent wireless marker can be selected with priority.
In addition, when the service area of the wireless marker adjacent to the current wireless marker service area does not overlap, the non-overlapping area is detected by a geomagnetic sensor, an acceleration sensor, a gravity sensor, or an inertial navigation sensor that is a combination thereof. The orientation result of direction, distance, position, or a combination thereof can be complemented.
Further, the accuracy of the inertial navigation sensor can be maintained by calibrating or resetting the inertial navigation sensor using the position evaluation result obtained in the current wireless marker area.
図6は、上記図2に示す実施形態で実行される制御プログラムの一例のフローチャートである。図6において、201〜211は制御ステップを示す。
プログラムの制御手順は、ステップ201で制御をスタートし、ステップ211で終了する。
ステップ201でスタートすると、ステップ202で大ゾーンエリアと小ゾーンエリアを対象に位置標定プログラムの実行を開始する。
ステップ203では、携帯端末が無線マーカ(図示せず)の小ゾーンエリア内であるか否かの判定を行い、小ゾーンエリア内であればステップ204に進み、小ゾーンエリア外であればステップ205に進む。
小ゾーンエリア内である場合、ステップ204で現在の無線マーカの小ゾーンエリアの他に隣接する無線マーカの小ゾーンエリア内にも居るかの判定を行い、現在の無線マーカの小ゾーンエリア内のみである場合は、ステップ207で現在の無線マーカから取得するデータを用いて位置標定を行い、ステップ210で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ211で処理を終了する。
FIG. 6 is a flowchart of an example of a control program executed in the embodiment shown in FIG. In FIG. 6, reference numerals 201 to 211 denote control steps.
The program control procedure starts control at step 201 and ends at step 211.
When started in step 201, execution of the position location program is started in step 202 for the large zone area and the small zone area.
In step 203, it is determined whether or not the mobile terminal is in the small zone area of the wireless marker (not shown). If it is in the small zone area, the process proceeds to step 204; Proceed to
If it is within the small zone area, it is determined in step 204 whether it is also within the small zone area of the adjacent wireless marker in addition to the small zone area of the current wireless marker, and only within the small zone area of the current wireless marker. If so, the position is determined using the data acquired from the current wireless marker in step 207, the result of the position determination is input to the table in step 210, and the process ends in step 211.
一方、現在の無線マーカの小ゾーンエリア内である他に隣接する無線マーカの小ゾーンエリア内でもあるときには、ステップ206で現在の無線マーカの小ゾーンエリアから得られたデータと隣接する他の無線マーカの小ゾーンエリアから得られたデータの両方を用いて位置標定を行い、ステップ210で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ211で処理を終了する。
ステップ205では、複数の無線マーカの大ゾーンエリア内であるか否かの判定を行い、複数の無線マーカの大ゾーンエリア内である時には、ステップ208に移行して複数の無線マーカの大ゾーンエリアから得られたデータを用いて方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定を行い、ステップ210で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ211で処理を終了する。
On the other hand, when it is also in the small zone area of the other wireless marker that is in the small zone area of the current wireless marker, the other wireless adjacent to the data obtained from the small zone area of the current wireless marker in step 206. The position is determined by using both of the data obtained from the small zone area of the marker, the result of the position determination is input to the table in step 210, and the process is ended in step 211.
In step 205, it is determined whether or not the wireless zone is within the large zone area of the plurality of wireless markers. When the wireless zone is within the large zone area of the plurality of wireless markers, the process proceeds to step 208 to move to the large zone area of the plurality of wireless markers. The direction, distance, position, or a combination thereof is determined using the data obtained from the above, and the result of the position determination is input to the table in step 210, and the process is terminated in step 211.
更に、複数の無線マーカの大ゾーンエリア内で無い場合には、ステップ209に移行して、現在の無線マーカの大ゾーンエリア内のみであれば現在の無線マーカから得られたデータと慣性航法センサを合わせて用い方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定を行い、ステップ210で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ211で処理を終了する。
なお、いずれの無線マーカの大ゾーンのサービスエリアにも居ない場合には、図6には記載されていないが、慣性航法センサのみを利用して方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定を行うことも可能である。
また、現在の無線マーカの小ゾーンエリア内で得られた位置評定結果を用いて前記の慣性航法センサを較正しあるいはリセットを行うことで、当該慣性航法センサの精度を維持することが可能である。
Further, if it is not within the large zone area of the plurality of wireless markers, the process proceeds to step 209, and if it is only within the large zone area of the current wireless marker, the data obtained from the current wireless marker and the inertial navigation sensor Are used to determine the direction, distance, position, or a combination thereof. In step 210, the result of position determination is input to the table. In step 211, the process ends.
If the wireless marker is not in the service area of the large zone, it is not shown in FIG. 6, but only the inertial navigation sensor is used to determine the direction, distance, position, or a combination thereof. It is also possible to do this.
In addition, it is possible to maintain the accuracy of the inertial navigation sensor by calibrating or resetting the inertial navigation sensor using the position evaluation result obtained in the small zone area of the current wireless marker. .
図7は、上記図1の実施形態で実行される制御プログラムの別の例を示すフローチャートである。図7において、301〜308は制御ステップを示す。
プログラムの制御手順は、ステップ301で制御をスタートし、ステップ309〜308で終了する。
ステップ301でスタートすると、ステップ302で現在受信中の全マーカを対象に位置標定プログラムの実行を開始する。
続いて、ステップ303では、現在受信中の全マーカの数をカウントし、現在受信中のマーカの数が複数の場合、ステップ304に進み、現在受信中の複数マーカの情報を用いて位置評定を行い、ステップ307で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ308で処理を終了する。
FIG. 7 is a flowchart showing another example of the control program executed in the embodiment of FIG. In FIG. 7, reference numerals 301 to 308 denote control steps.
The program control procedure starts at step 301 and ends at steps 309 to 308.
When started in step 301, execution of the location program is started in step 302 for all markers currently being received.
Subsequently, in step 303, the number of all markers currently being received is counted. If the number of markers currently being received is plural, the process proceeds to step 304, and position evaluation is performed using information on the plurality of markers currently being received. In step 307, the position location result is input to the table, and in step 308, the process ends.
一方、現在受信中のマーカの数が1の場合、ステップ305に進み、現在受信中のマーカの情報と慣性航法センサを用いて位置評定を行い、ステップ307で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ308で処理を終了する。
更に、現在受信中のマーカの数が0の場合、慣性航法センサを用いて位置評定を行い、ステップ307で位置標定の結果をテーブルに入力し、ステップ308で処理を終了する。
On the other hand, if the number of markers currently being received is 1, the process proceeds to step 305, where position evaluation is performed using the information on the marker currently being received and the inertial navigation sensor, and the result of position determination is input to the table in step 307. In step 308, the process ends.
Further, when the number of markers currently being received is 0, the position is evaluated using an inertial navigation sensor, the result of position determination is input to the table in step 307, and the process is terminated in step 308.
以上の説明では無線マーカに搭載した複数のアンテナを周期的に切替えることで携帯端末が位置する方向と距離を測定したが、携帯電話システムのように、アンテナをセクター化したシステムでは、携帯端末の位置する方向を、当該セクターアンテナを用いて検知することができる。
また、当該無線マーカから超音波トランスデューサあるいは超音波送波器を用いて超音波信号を発信し、当該携帯端末において超音波トランスデューサあるいは超音波受波器を用いて超音波信号を受信し、あるいは当該無線マーカにおいて発光ダイオードあるいはレーザーダイオードを用いて光信号を発信し当該携帯端末においてホトダイオードを用いて光信号を受信することでも同様な効果が得られる。
In the above description, the direction and distance in which the mobile terminal is located are measured by periodically switching a plurality of antennas mounted on the wireless marker. However, in a system in which the antenna is sectorized, such as a mobile phone system, The direction of the position can be detected using the sector antenna.
In addition, an ultrasonic signal is transmitted from the wireless marker using an ultrasonic transducer or an ultrasonic transmitter, and an ultrasonic signal is received using an ultrasonic transducer or an ultrasonic receiver in the portable terminal, or A similar effect can be obtained by transmitting an optical signal using a light emitting diode or laser diode in a wireless marker and receiving an optical signal using a photodiode in the portable terminal.
なお、本出願では、超音波トランスデューサあるいは超音波送受波器と発光ダイオードあるいはレーザーダイオードあるいはホトダイオードを総称して送受波器と呼称するものとする。また、送受波器の送波器あるいは受波器のみを用いる場合でも送受波器として記載している。
また、上記の説明では、無線マーカから高周波信号を発信し携帯端末で受信する場合について述べたが、逆に、携帯端末から高周波信号を発信し無線マーカで受信することでも当該携帯端末の方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せを標定することができる。
In the present application, the ultrasonic transducer or the ultrasonic transducer and the light emitting diode, the laser diode, or the photodiode are collectively referred to as a transducer. Even when only the transmitter or receiver of the transmitter / receiver is used, it is described as a transmitter / receiver.
In the above description, the case where a radio frequency signal is transmitted from a wireless marker and received by a mobile terminal has been described, but conversely, the direction of the mobile terminal or Distance or position or a combination of these can be determined.
図9にゾーンの構成例を示している。同図では、位置標定システムが適用されるサービスエリアとして、周波数F1の小ゾーン911と周波数F2の大ゾーン912とで構成されるエリア1(91)、及び、周波数F3の小ゾーン921と周波数F4の大ゾーン922で構成されるエリア2(92)を例示している。 FIG. 9 shows a configuration example of the zone. In the figure, as service areas to which the position location system is applied, an area 1 (91) composed of a small zone 911 having a frequency F1 and a large zone 912 having a frequency F2, and a small zone 921 having a frequency F3 and a frequency F4 are provided. The area 2 (92) configured by the large zone 922 is illustrated.
小ゾーンは、大ゾーンに比べるとカバーエリアは狭いが、位置標定を高精度で行うことができるという特性を有している。一方、大ゾーンは、小ゾーンに比べて位置標定精度は低いが、カバーエリアが広いという特性を有している。小ゾーンと大ゾーンとを組み合わせてエリアをカバーすることで、無線信号が到達せずに位置標定が不能となるエリア(不感帯)を減らし、かつ、エリア全体としての位置標定精度を向上させることが可能となる。なお、大ゾーン及び小ゾーンは、例えば大ゾーンの中に全ての小ゾーンが含まれるように設定される。 The small zone has a characteristic that the position can be determined with high accuracy although the cover area is narrower than that of the large zone. On the other hand, the large zone has a characteristic that the position determination accuracy is lower than that of the small zone, but the cover area is wide. By combining the small zone and the large zone to cover the area, it is possible to reduce the area (dead zone) where positioning is impossible without reaching the radio signal, and improve the positioning accuracy of the entire area. It becomes possible. The large zone and the small zone are set so that, for example, all the small zones are included in the large zone.
無線信号の干渉を避けるため、隣接するゾーンで使用する位置標定のための無線信号の周波数は、異なる周波数に設定されている。ゾーンを跨いで行われる携帯端末2の移動態様としては、同一エリア内で小ゾーン間を移動する場合(例えば図9の矢線931)、同一エリア内で小ゾーンから大ゾーンに移動する場合(例えば図9の矢線932)、エリアを跨いで大ゾーン間を移動する場合(例えば図9の矢線933)、同一エリア内で大ゾーンから小ゾーンに移動する場合(例えば図9の矢線934)等がある。このうち、矢線932、矢線933、及び矢線934のように、携帯端末2が移動する場合には、携帯端末2が使用する周波数の切り替え(ハンドオーバ)が必要となる。 In order to avoid radio signal interference, the frequency of the radio signal for position location used in the adjacent zone is set to a different frequency. As a movement mode of the portable terminal 2 performed across zones, when moving between small zones within the same area (for example, arrow 931 in FIG. 9), when moving from a small zone to a large zone within the same area ( For example, the arrow 932 in FIG. 9), when moving between large zones across the area (for example, arrow 933 in FIG. 9), or moving from the large zone to the small zone in the same area (for example, the arrow in FIG. 9) 934). Among these, when the mobile terminal 2 moves like the arrow line 932, the arrow line 933, and the arrow line 934, switching (handover) of the frequency used by the mobile terminal 2 is required.
携帯端末2が使用する周波数の切り替え(ハンドオーバ)の制御方式には、携帯端末2側が能動的に行う制御方式と、無線マーカが設けられている各基地局に通信可能に接続されたサーバ装置を利用して行う制御方式とがある。 The frequency switching (handover) control method used by the mobile terminal 2 includes a control method that is actively performed by the mobile terminal 2 and a server device that is communicably connected to each base station provided with a wireless marker. There is a control method to be used.
図10はこのうち携帯端末2側が能動的に行う制御方式の一例を示すフローチャートである。この制御方式では、まず携帯端末2が、間欠的/定期的等の適宜なタイミングで、自身の周辺に存在する基地局を検出する処理(以下、オープンサーチと称する。)を実行する(S1011)。なお、オープンサーチの具体的な処理については後述する。携帯端末2は、上記オープンサーチによって基地局を検出すると、検出した各基地局から送信される無線信号を利用して、各基地局からの距離/方向等を測定する(S1012)。 FIG. 10 is a flowchart showing an example of a control method actively performed by the mobile terminal 2 side. In this control method, first, the mobile terminal 2 executes a process (hereinafter referred to as an open search) for detecting base stations existing in the vicinity thereof at an appropriate timing such as intermittent / periodic (S1011). . A specific process of the open search will be described later. When the mobile terminal 2 detects the base station by the open search, the mobile terminal 2 measures the distance / direction from each base station using the detected radio signal transmitted from each base station (S1012).
次に携帯端末2は、オープンサーチによって検出された基地局が1つのみであるのか、それとも複数であるのかを判定する(S1013)。基地局が1つのみ検出されている場合には(S1013:1つ)、携帯端末2は、位置標定に用いる周波数をその基地局の周波数に切り替える(S1014)。但し、その基地局の周波数を当該携帯端末2において既に使用しているような場合は切り替えは行わない。S1013において、オープンサーチによって複数の基地局が検出されている場合には(S1013:複数)、S1015に進む。 Next, the mobile terminal 2 determines whether only one base station or a plurality of base stations are detected by the open search (S1013). When only one base station is detected (S1013: one), the mobile terminal 2 switches the frequency used for position location to the frequency of the base station (S1014). However, switching is not performed when the frequency of the base station is already used in the mobile terminal 2. If a plurality of base stations are detected by the open search in S1013 (S1013: plural), the process proceeds to S1015.
次に、携帯端末2は、オープンサーチによって検出されている複数の基地局の中に、大ゾーンの基地局と小ゾーンの基地局の双方共が含まれているか否かを判定する(S1015)。大ゾーン及び小ゾーンの双方の基地局が含まれている場合(S1015:混在)、携帯端末2は、位置標定に用いる周波数を、オープンサーチによって検出されている複数の基地局のうち自身の現在位置から最短の距離に存在する小ゾーンの基地局の無線信号の周波数に切り替える(S1016)。このように、携帯端末2から最短の位置に存在する小ゾーン用基地局の無線信号を利用して位置標定を行うようにすることで、位置標定の精度をなるべく高めることができる。 Next, the mobile terminal 2 determines whether or not both the large zone base station and the small zone base station are included in the plurality of base stations detected by the open search (S1015). . When base stations in both the large zone and the small zone are included (S1015: mixed), the mobile terminal 2 uses its current position among a plurality of base stations detected by the open search to determine the frequency used for positioning. Switching to the frequency of the radio signal of the base station in the small zone existing at the shortest distance from the position (S1016). As described above, by performing the position determination using the radio signal of the small zone base station existing at the shortest position from the mobile terminal 2, the accuracy of the position determination can be increased as much as possible.
なお、オープンサーチにより検出されている基地局が、小ゾーンの基地局、又は大ゾーンの基地局のいずれのゾーンであるかの判定は、例えば、基地局から送信される無線信号に、各基地局が小ゾーン又は大ゾーンのいずれのゾーンを構成しているのかを示す情報を付加し、携帯端末2側でこの情報を参照するようにする。また無線信号の受信強度が、位置標定のために必要とされる受信強度に満たない場合に(受信信号強度が所定の閾値以下の場合)、例えばその基地局の周波数は検出されなかったものとして取り扱うようにしてもよい。 It should be noted that the base station detected by the open search is a zone of a small zone base station or a large zone base station. Information indicating whether the station constitutes a small zone or a large zone is added, and this information is referred to on the portable terminal 2 side. In addition, when the reception strength of the radio signal is less than the reception strength required for positioning (when the reception signal strength is equal to or lower than a predetermined threshold), for example, the frequency of the base station is not detected. You may make it handle.
S1015において、オープンサーチによって検出されている複数の基地局に大ゾーンの基地局又は小ゾーンの基地局のいずれか一方のみが含まれている場合には(S1015:混在しない)、携帯端末2は、位置標定に用いる周波数を、検出されている複数の基地局のうち自身の現在位置から最短の距離に存在する基地局の無線信号の周波数に切り替える(S1017)。 In S1015, when only one of the large zone base station or the small zone base station is included in the plurality of base stations detected by the open search (S1015: not mixed), the mobile terminal 2 Then, the frequency used for position determination is switched to the frequency of the radio signal of the base station existing at the shortest distance from its current position among the plurality of detected base stations (S1017).
図11A,Bにオープンサーチに際し携帯端末2が行う処理の一例を示している。なお、以下の説明において、時間Tは、携帯端末2がオープンサーチを実行する時間間隔である。t1は、小ゾーン用基地局の信号送信間隔である。またkは、小ゾーン用基地局で用いる周波数の数(チャンネル数)である。l(英字のエル)は、1つのエリアに設置される小ゾーン用基地局の最大数である。t2は、大ゾーン用基地局の信号送信間隔である。mは大ゾーン用基地局で用いる周波数の数(チャンネル数)である。nは1つのエリアに設置する大ゾーン用基地局の最大数である。また基地局から送信される無線信号の周波数には、小ゾーンに大ゾーンよりも高い周波数帯を割り当てている。従って、より短波長の無線信号を用いる小ゾーンの方が大ゾーンよりも位置標定の精度が高いが、小ゾーンの方が回折は起こりにくく、無線信号を受信しにくくなる。 FIGS. 11A and 11B show an example of processing performed by the mobile terminal 2 during the open search. In the following description, time T is a time interval at which the mobile terminal 2 executes an open search. t1 is the signal transmission interval of the small zone base station. Further, k is the number of frequencies (number of channels) used in the small zone base station. l (English letter L) is the maximum number of small-zone base stations installed in one area. t2 is the signal transmission interval of the large zone base station. m is the number of frequencies (number of channels) used in the large zone base station. n is the maximum number of large zone base stations installed in one area. Further, a frequency band higher than that of the large zone is assigned to the small zone as the frequency of the radio signal transmitted from the base station. Therefore, although the small zone using a radio signal with a shorter wavelength has higher positioning accuracy than the large zone, diffraction is less likely to occur in the small zone and it is difficult to receive the radio signal.
図11Aにオープンサーチに関する処理を示している。同図において、オープンサーチの開始時刻が到来すると(S1111:Y)、携帯端末2は、変数aに0をセットし、小ゾーンの基地局を対象としたオープンサーチを開始する(S1112)。次に携帯端末2は、小ゾーン用に割り当てられている周波数(チャンネル)のうち最も高い周波数を選択する(S1113)。 FIG. 11A shows processing related to the open search. In the figure, when the start time of the open search arrives (S1111: Y), the mobile terminal 2 sets 0 to the variable a and starts an open search for a base station in a small zone (S1112). Next, the portable terminal 2 selects the highest frequency among the frequencies (channels) allocated for the small zone (S1113).
S1114では、携帯端末2は、t1×lだけ時間が経過したかどうかを判定している。t1×lの時間が経過している場合は(S1114:Y)、S1117に進む。t1×lの時間が経過していない場合は(S1114:N)、S1115に進み、S1113(又はS1119)で選択した周波数の無線信号を受信できるか否か(予め設定された閾値以上の強度で受信できるかどうか)を判定する。S1113(又はS1119)で選択した周波数の無線信号を受信できた場合(S1115:Y)、S1113(又はS1119)で選択した周波数に対応する基地局を、オープンサーチの結果が管理されているテーブル(以下、オープンサーチテーブル)に受信可として登録する(S1116)。S1117において、携帯端末2は、変数aに1を加算する。S1115において、S1113(又はS1119)で選択した周波数の無線信号を受信できない場合には(S1115:N)S1114に戻る。 In S1114, the portable terminal 2 determines whether time has elapsed by t1 × l. When the time t1 × l has elapsed (S1114: Y), the process proceeds to S1117. If the time t1 × l has not elapsed (S1114: N), the process proceeds to S1115, and whether or not a radio signal having the frequency selected in S1113 (or S1119) can be received (with an intensity equal to or higher than a preset threshold). Whether it can be received). When a radio signal having the frequency selected in S1113 (or S1119) has been received (S1115: Y), the base station corresponding to the frequency selected in S1113 (or S1119) is managed in a table in which the results of open search are managed ( Hereinafter, it is registered in the open search table as being receivable (S1116). In S1117, the mobile terminal 2 adds 1 to the variable a. In S1115, when the radio signal having the frequency selected in S1113 (or S1119) cannot be received (S1115: N), the process returns to S1114.
S1118では、小ゾーン用基地局に用いられる全ての周波数(チャンネル)について検出処理が終了したかどうかを判定している(S1118)。残存する周波数がある場合は(S1118:N)S1119に進み、全ての周波数について検出処理が終了している場合は(S1118:Y)S1120に進む。S1119では、次に高い周波数を選択している。S1119の後はS1114に戻る。 In S1118, it is determined whether or not the detection process has been completed for all frequencies (channels) used in the small zone base station (S1118). If there is a remaining frequency (S1118: N), the process proceeds to S1119, and if the detection process has been completed for all frequencies (S1118: Y), the process proceeds to S1120. In S1119, the next highest frequency is selected. After S1119, the process returns to S1114.
図11Bは大ゾーンのオープンサーチに関する処理である。この処理は、例えば図11Aに示したフローチャートに連続して実行される。携帯端末2は、変数bに0をセットし、大ゾーンの基地局を対象としたオープンサーチを開始する(S1120)。次に携帯端末2は、大ゾーン用に割り当てられている周波数(チャンネル)のうち最も高い周波数を選択する(S1121)。 FIG. 11B shows processing related to the open search of the large zone. This process is executed continuously, for example, in the flowchart shown in FIG. 11A. The mobile terminal 2 sets 0 to the variable b and starts an open search for the base station in the large zone (S1120). Next, the portable terminal 2 selects the highest frequency among the frequencies (channels) allocated for the large zone (S1121).
S1122において、携帯端末2は、t2×nだけ時間が経過したかどうかを判定している。時間が経過している場合は(S1122:Y)、S1125に進む。t2×nの時間が経過していない場合は(S1122:N)、S1123に進み、S1121で選択した周波数の無線信号を受信できるか否か(閾値以上の強度で受信できるかどうか)を判定する。S1121で選択した周波数の無線信号を受信できた場合(S1123:Y)、S1121で選択した周波数に対応する基地局を、オープンサーチの結果が管理されているテーブル(以下、オープンサーチテーブル)に受信可として登録する(S1124)。 In S1122, the mobile terminal 2 determines whether time has elapsed by t2 × n. If the time has elapsed (S1122: Y), the process proceeds to S1125. When the time of t2 × n has not elapsed (S1122: N), the process proceeds to S1123, and it is determined whether or not a radio signal having the frequency selected in S1121 can be received (whether or not it can be received with an intensity equal to or higher than a threshold). . When the radio signal having the frequency selected in S1121 can be received (S1123: Y), the base station corresponding to the frequency selected in S1121 is received in a table in which the results of the open search are managed (hereinafter referred to as open search table). Registration as possible (S1124).
S1125において、携帯端末2は、変数bに1を加算している。S1123において、S1121(又はS1127)で選択した周波数の無線信号を受信できない場合は(S1123:N)S1122に戻る。S1126では、大ゾーン用基地局に用いられる全ての周波数(チャンネル)について検出処理が終了したかどうかを判定している。残存する周波数がある場合には(S1126:N)、S1127に進み、全ての周波数について検出処理が終了している場合には(S1126:Y)、処理を終了する。S1127では、次に高い周波数を選択している。S1127の後はS1122に戻る。 In S1125, the mobile terminal 2 adds 1 to the variable b. In S1123, when the radio signal having the frequency selected in S1121 (or S1127) cannot be received (S1123: N), the process returns to S1122. In S1126, it is determined whether or not the detection process has been completed for all frequencies (channels) used in the large zone base station. If there is a remaining frequency (S1126: N), the process proceeds to S1127, and if the detection process has been completed for all frequencies (S1126: Y), the process ends. In S1127, the next highest frequency is selected. After S1127, the process returns to S1122.
次にサーバ装置を利用して行われる制御方式について説明する。図12にサーバ装置を含んで構成される位置標定システム1の概略的な構成を示している。電柱等の地域各所に設置されている基地局200と、データセンタ等に設置されるサーバ装置100とが、通信網50を介して通信可能に接続している。 Next, a control method performed using the server device will be described. FIG. 12 shows a schematic configuration of the position location system 1 including the server device. A base station 200 installed in various places such as a power pole and a server device 100 installed in a data center or the like are connected via a communication network 50 so as to communicate with each other.
サーバ装置100は、コンピュータ(情報処理装置)であって、CPU、メモリ、ハードディスク、入力装置、出力装置、基地局と通信するための通信インタフェース等を備える。サーバ装置100には、サーバ装置100の機能を実現するためのプログラムやデータが記憶されている。またサーバ装置100は、緯度/経度情報等により表現された地図上の範囲を特定するための情報を記憶している。 The server apparatus 100 is a computer (information processing apparatus) and includes a CPU, a memory, a hard disk, an input device, an output device, a communication interface for communicating with a base station, and the like. The server device 100 stores programs and data for realizing the functions of the server device 100. The server device 100 also stores information for specifying a range on the map expressed by latitude / longitude information or the like.
図13は、サーバ装置100を利用して行われるハンドオーバ制御方式を説明するフローチャートである。サーバ装置100は、携帯端末2による位置標定の結果を間欠的/定期的等のタイミングで随時基地局200から受信して記憶している(S1311)。サーバ装置100は、記憶している位置標定結果に基づいて、携帯端末2の移動方向(移動ベクトル)を随時求める(S1312)。そして求めた移動方向から、次回携帯端末2から位置標定結果を受信する際(次回のサンプリングタイミング)の携帯端末2の移動先のゾーンを予測する(S1313)。なお、サーバ装置100は、例えば、携帯端末2の移動履歴を直線的に外挿することにより携帯端末2の移動先のゾーンを予測する。 FIG. 13 is a flowchart for explaining a handover control method performed using the server device 100. The server apparatus 100 receives and stores the location determination result by the mobile terminal 2 from the base station 200 at any time, such as intermittently / periodically (S1311). The server device 100 obtains the moving direction (movement vector) of the mobile terminal 2 as needed based on the stored location determination result (S1312). Then, the destination zone of the mobile terminal 2 when the location determination result is received from the next mobile terminal 2 (next sampling timing) is predicted from the obtained moving direction (S1313). In addition, the server apparatus 100 predicts the zone of the movement destination of the portable terminal 2 by extrapolating the movement history of the portable terminal 2 linearly, for example.
次にサーバ装置100は、予測した緯度先のゾーンの識別子とそのゾーンの基地局200から送信される無線信号の周波数を、通信網50及び基地局200を介して携帯端末2に送信し(S1314)、携帯端末2はこれを受信する(S1315)。 Next, the server device 100 transmits the predicted identifier of the zone ahead of the latitude and the frequency of the radio signal transmitted from the base station 200 of the zone to the mobile terminal 2 via the communication network 50 and the base station 200 (S1314). The portable terminal 2 receives this (S1315).
次に携帯端末2は、受信した周波数に切り替えて位置標定を行い、その基地局200あら携帯端末2までの距離を求める(S1316)。携帯端末2は、その基地局200までの距離が、現在位置標定に使用している基地局200より近距離に存在する場合には(S1317:YES)、位置標定に用いる周波数を、サーバ装置100から受信した周波数に切り替える(S1318)。 Next, the portable terminal 2 switches to the received frequency and performs position location, and obtains the distance from the base station 200 to the portable terminal 2 (S1316). When the distance to the base station 200 is closer to the base station 200 used for the current location determination (S1317: YES), the mobile terminal 2 sets the frequency used for the location determination to the server device 100. (S1318).
以上のようにして、サーバ装置100を利用して行われるハンドオーバ制御方式が行われる。なお、ハンドオーバの制御方式はこれらに限られず、例えば、前述した携帯端末2側で行うハンドオーバ制御方式と、サーバ装置100を利用して行われるハンドオーバ制御方式を組み合わせてハンドオーバ制御を行うようにしてもよい。 As described above, the handover control method performed using the server apparatus 100 is performed. Note that the handover control method is not limited to these. For example, the handover control method performed on the mobile terminal 2 side and the handover control method performed using the server device 100 may be combined to perform the handover control. Good.
以上に説明したハンドオーバの制御方式は、無線電界強度や信号対雑音比ではなく、位置標定によって求められる、携帯端末2と基地局200との間の距離に基づいて、位置標定に使用する周波数の切り替え(ハンドオーバ)を行っている。このため、スムーズにハンドオーバを行うことができる。また絶対的な距離に基づいてハンドオーバを行っているため、位置的な誤差が少なく高精度でハンドオーバ(周波数の切り替え)を行うこができる。 The handover control method described above is based on the distance between the mobile terminal 2 and the base station 200, which is obtained by location determination, rather than the radio field strength and signal-to-noise ratio. Switching (handover) is performed. For this reason, handover can be performed smoothly. Further, since the handover is performed based on the absolute distance, the handover (frequency switching) can be performed with high accuracy with little positional error.
本発明は、上記のように構成されているため、マーカに複数のアンテナあるいは送受波器を搭載して周期的に切替えながら携帯端末の方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定を行う場合、第1のマーカのエリアから、第2のマーカのサービスエリアへとハンドオーバさせ前記の標定を継続することができる。 Since the present invention is configured as described above, a plurality of antennas or transmitters / receivers are mounted on the marker and the direction or distance or position of the mobile terminal or a combination thereof is determined while periodically switching, The orientation can be continued by handing over from the first marker area to the second marker service area.
1,1a,1b 無線マーカ
2 携帯端末
11a〜e アンテナ
11aa〜ad 無線マーカAのアンテナ
11ba〜bd 無線マーカBのアンテナ
12 アンテナスイッチ
13 送信機
14 基準発振器
15 制御器
21 アンテナ
22 受信機
23 信号検出器
24 基準発振器
25 制御・表示器
61 アンテナ11a→アンテナ11bの方向
62 無線マーカ1のアンテナの垂直面からの角度
63 無線マーカ1のアンテナの高さ
64 携帯端末2のアンテナの高さ
65 無線マーカ1のアンテナの真下からの距離
66 無線マーカ1aと無線マーカ1bの間隔
67a 無線マーカ1aの真下から携帯端末までの距離
67b 無線マーカ1bの真下から携帯端末までの距離
67c 無線マーカ1の大ゾーンのサービスエリア
67d 無線マーカ1の小ゾーンのサービスエリア
68aa〜ad アンテナ11aa〜11adから携帯端末2への伝送経路
68ba〜bd アンテナ11ba〜11bdから携帯端末2への伝送経路
68a〜e アンテナ11a〜11d、および11eから携帯端末2への伝送経路
69a 無線マーカ1aの3次元の位置
69b 無線マーカ1bの3次元の位置
70 携帯端末2の3次元の位置
81 無線マーカのアンテナ
82、83 無線マーカのアンテナ素子の間隔
101〜111、201〜211 制御プログラムの制御ステップ
301〜308 制御プログラムの制御ステップ
1, 1a, 1b Wireless marker 2 Portable terminal 11a-e Antenna 11aa-ad Antenna 11ba-bd of wireless marker A Antenna 12 of wireless marker B Antenna switch 13 Transmitter 14 Reference oscillator 15 Controller 21 Antenna 22 Receiver 23 Signal detection 24 Reference oscillator 25 Control / display unit 61 Direction of antenna 11a → antenna 11b 62 Angle of wireless marker 1 from vertical plane of antenna 63 Height of antenna of wireless marker 1 64 Height of antenna of portable terminal 2 65 Wireless marker Distance 66 directly below the antenna 1 Distance 67a between the wireless marker 1a and the wireless marker 1b Distance 67b from the wireless marker 1a to the portable terminal 67b Distance 67c from the wireless marker 1b to the portable terminal 67c The large zone of the wireless marker 1 Service area 67d Wireless marker 1 small zone service Rear 68aa to ad Transmission path 68ba to bd from the antennas 11aa to 11ad to the portable terminal 2 Transmission path 68a to e from the antennas 11ba to 11bd to the portable terminal 2 Antenna 11a to 11d, and a transmission path 69a from 11e to the portable terminal 2 Three-dimensional position 69b of the wireless marker 1a Three-dimensional position 70 of the wireless marker 1b Three-dimensional position 81 of the mobile terminal 2 Wireless marker antennas 82, 83 Distances 101-111, 201-211 of the wireless marker antenna elements Control program Control steps 301 to 308 Control program control steps
Claims (17)
前記無線信号を発信するために離散的に間隔をおいて配置された複数の発信手段と、
前記複数の発信手段から発信される前記無線信号を、移動しながら受信して方向、距離、位置、もしくはこれらの組合せを3次元で標定する受信手段と
を備え、
前記複数の発信手段の夫々は、複数の大ゾーンのサービスエリア、及び前記大ゾーンよりも狭い複数の小ゾーンのサービスエリアを提供し、
前記小ゾーンのサービスエリアを提供する前記発信手段は、前記無線信号の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、又はベースバンド信号の1波長以下の間隔で配置された複数のアンテナ、もしくは複数の送受波器を、周期的に切替え、かつ/又は、前記発信手段は、任意の数のアンテナ、もしくは任意の数の送受波器から、前記無線信号の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、もしくはベースバンド信号を、複数の周波数の間でホッピングさせ、複数の信号を同期させ、もしくは直交させながら発信し、
前記受信手段は、前記小ゾーンにおいて、前記複数の発信手段から発信される前記無線信号を受信して、当該受信手段の方向、距離、位置、もしくはこれらの組合せを3次元で標定し、
前記受信手段は、
間欠的又は定期的等の適宜なタイミングで、自身の周辺に存在する前記発信手段を検出し、
前記発信手段を検出すると、検出した前記発信手段の夫々から送信される前記無線信号を利用して、前記発信手段の夫々からの距離又は方向を測定し、
前記発信手段が1つのみ検出されている場合には、検出されている前記発信手段を用いて前記標定を行い、
複数の前記発信手段が検出され、検出されている複数の前記発信手段の中に、前記大ゾーンのサービスエリアを提供する前記発信手段と前記小ゾーンのサービスエリアを提供する前記発信手段の双方が含まれている場合には、検出されている複数の前記発信手段のうち自身の現在位置から最短の距離に存在する前記小ゾーンのサービスエリアを提供する前記発信手段を用いて前記標定を行い、
複数の前記発信手段が検出され、検出されている複数の前記発信手段が、前記大ゾーンのサービスエリアを提供する前記発信手段又は前記小ゾーンのサービスエリアを提供する前記発信手段のいずれか一方のみである場合には、検出されている前記発信手段を用いて前記標定を行う
ことを特徴とする位置標定システム。 A positioning system using radio signals,
A plurality of transmission means discretely spaced to transmit the radio signal;
Receiving means for receiving the radio signals transmitted from the plurality of transmitting means while moving and locating the direction, distance, position, or a combination thereof in three dimensions;
Wherein each of the plurality of transmission means, provides coverage of a plurality of large zone, and a service area of the narrow plurality of small zones than large zone,
The transmitting means for providing the service area of the small zone includes a plurality of antennas arranged at intervals of one wavelength or less of a carrier wave signal, a subcarrier signal, a modulation signal, or a baseband signal of the radio signal, or a plurality of antennas The transmitter / receiver is periodically switched, and / or the transmitting means transmits a carrier signal, a subcarrier signal, a modulated signal of the radio signal from any number of antennas or any number of transducers, Alternatively, baseband signals are hopped between multiple frequencies, and multiple signals are synchronized or transmitted while being orthogonalized,
Said receiving means, before Symbol small zone, said plurality of receiving the radio signal transmitted from the transmitting means, and orientation direction of the receiving means, the distance, position, or combinations thereof in three dimensions,
The receiving means includes
At an appropriate timing such as intermittent or periodic, the transmission means present around itself is detected,
When the transmitting means is detected, the distance or direction from each of the transmitting means is measured using the wireless signal transmitted from each of the detected transmitting means,
When only one transmitting means is detected, the orientation is performed using the detected transmitting means,
A plurality of the transmission means are detected, and among the detected plurality of transmission means, both the transmission means for providing the service area of the large zone and the transmission means for providing the service area of the small zone are If included, perform the orientation using the transmission means that provides the service area of the small zone that is present in the shortest distance from its current position among the plurality of transmission means that are detected,
A plurality of the transmission means are detected, and the plurality of detected transmission means are only one of the transmission means for providing the service area of the large zone or the transmission means for providing the service area of the small zone. If it is, the positioning is performed using the transmission means that is detected.
移動しながら前記無線信号を発信する一つ以上の発信手段と、
前記発信手段から発信される前記無線信号を受信するために、離散的に間隔をおいて配置され、前記無線信号を受信して、方向、距離、位置、もしくはこれらを3次元で標定する複数の受信手段と、
当該複数の受信手段の間を結ぶ通信ネットワークと
を備え、
前記複数の受信手段の夫々は、複数の大ゾーンのサービスエリア、及び前記大ゾーンよりも狭い複数の小ゾーンのサービスエリアを提供し、
前記小ゾーンのサービスエリアを提供する前記受信手段は、前記無線信号の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、又はベースバンド信号の1波長以下の間隔で配置された複数のアンテナ、もしくは複数の送受波器を、周期的に切替え、
前記発信手段は、任意の数のアンテナ、もしくは任意の数の送受波器から、前記無線信号の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、又はベースバンド信号を、複数の周波数の間でホッピングさせ、複数の信号を同期させ、もしくは直交させながら発信し、
前記受信手段は、前記発信手段から発信される前記無線信号を受信して、当該発信手段の方向、距離、位置、もしくはこれらを3次元で標定し、
前記複数の受信手段は、夫々自身の周辺に存在する前記発信手段を検出し、
前記発信手段を検出すると、前記発信手段を検出した前記夫々の受信手段が、前記無線信号を利用して、前記発信手段からの距離又は方向を測定し、
前記検出した受信手段が1つのみの場合には、前記発信手段を検出した前記受信手段を用いて前記標定を行い、
複数の前記受信手段が検出し、検出した複数の前記受信手段の中に、前記大ゾーンのサービスエリアを提供する前記受信手段と前記小ゾーンのサービスエリアを提供する前記受信手段の双方が含まれている場合には、前記発信手段を検出した複数の前記受信手段のうち、前記発信手段の位置から最短の距離に存在する前記小ゾーンのサービスエリアを提供する前記受信手段を用いて前記標定を行い、
複数の前記受信手段が検出し、検出した複数の前記受信手段が、前記大ゾーンのサービスエリアを提供する前記受信手段又は前記小ゾーンのサービスエリアを提供する前記受信手段のいずれか一方のみである場合には、前記発信手段を検出した複数の前記受信手段のうち、前記発信手段の位置から最短の距離に存在する前記受信手段を用いて前記標定を行う
ことを特徴とする位置標定システム。 A positioning system using radio signals,
One or more transmission means for transmitting the wireless signal while moving;
In order to receive the wireless signal transmitted from the transmitting means, a plurality of discretely arranged, receiving the wireless signal and locating the direction, distance, position, or these in three dimensions Receiving means;
A communication network connecting the plurality of receiving means,
Wherein each of the plurality of receiving means, provides coverage of a plurality of large zone, and a service area of the narrow plurality of small zones than large zone,
The receiving means for providing the service area of the small zone includes a plurality of antennas arranged at intervals of one wavelength or less of a carrier wave signal, a subcarrier signal, a modulation signal, or a baseband signal of the radio signal, or a plurality of antennas Switch the transmitter and receiver periodically,
The transmitting means hops the carrier signal, subcarrier signal, modulation signal, or baseband signal of the radio signal between a plurality of frequencies from any number of antennas or any number of transducers. , Send multiple signals synchronized or orthogonal ,
The receiving means receives the wireless signal transmitted from the transmitting means, and determines the direction, distance, position of the transmitting means, or these three-dimensionally,
The plurality of receiving means detect the sending means existing around each of the receiving means,
When the transmitting means is detected, each receiving means that detects the transmitting means uses the wireless signal to measure the distance or direction from the transmitting means,
When the detected receiving means is only one, the orientation is performed using the receiving means that detects the transmitting means,
A plurality of the reception means detected by the plurality of reception means include both the reception means for providing the large zone service area and the reception means for providing the small zone service area. The plurality of receiving means that detected the transmitting means, the orientation is determined using the receiving means that provides the service area of the small zone that is present at the shortest distance from the position of the transmitting means. Done
The plurality of receiving means detect and the plurality of detected receiving means are only one of the receiving means for providing the service area of the large zone or the receiving means for providing the service area of the small zone. In this case, the positioning is performed using the receiving unit that is present at the shortest distance from the position of the transmitting unit among the plurality of receiving units that have detected the transmitting unit.
移動している前記受信手段の方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せを標定した結果が、前記離散的に配置された発信手段の前記小ゾーンのサービスエリア内であると判定されたときは当該小ゾーンの標定結果を単独であるいは加重して採用し、
前記離散的に配置された発信手段の前記小ゾーンのサービスエリア外であり前記大ゾーンのサービスエリア内であると判定されたときには当該大ゾーンのサービスエリア内での標定結果を単独であるいは加重して採用する
ことを特徴とする請求項第1項に記載の位置標定システム。 The discretely arranged transmitting means has a plurality of antennas or a plurality of transducers for covering the service area of the small zone and any number of antennas for covering the service area of the large zone or any Have a number of transducers,
When it is determined that the direction, distance, position, or combination thereof of the moving receiving means is within the service area of the small zone of the discretely arranged transmitting means, the small Adopt zone orientation results individually or weighted,
When it is determined that the discretely arranged transmission means are outside the service area of the small zone and within the service area of the large zone, the orientation results within the service area of the large zone are individually or weighted. The position locating system according to claim 1, wherein the position locating system is used.
移動している前記発信手段の方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せを標定した結果が、当該離散的に配置された受信手段の前記小ゾーンのサービスエリア内であると判定されたときは当該小ゾーンの標定結果を単独であるいは加重して採用し、
前記離散的に配置された受信手段の前記小ゾーンのサービスエリア外であり前記大ゾーンのサービスエリア内であると判定されたときには当該大ゾーンのサービスエリア内での標定結果を単独であるいは加重して採用する
ことを特徴とする請求項第2項に記載の位置標定システム。 The discretely arranged receiving means has a plurality of antennas or a plurality of transducers for covering the service area of the small zone and any number of antennas for covering the service area of the large zone or any Have a number of transducers,
When it is determined that the direction, distance, position, or combination thereof of the transmitting means moving is within the service area of the small zone of the discretely arranged receiving means, the small Adopt zone orientation results individually or weighted,
When it is determined that the discretely arranged receiving means are outside the service area of the small zone and within the service area of the large zone, the orientation results within the service area of the large zone are individually or weighted. The position locating system according to claim 2, wherein the position locating system is used.
ことを特徴とする請求項第3項又は第4項に記載の位置標定システム。 A plurality of antennas or a plurality of transducers for covering the service area of the small zone mainly form a directivity pattern in the vertical direction, and any number of antennas or any of the antennas for covering the service area of the large zone The number of transmitters / receivers mainly forms an omnidirectional pattern in the horizontal direction, or forms a directional pattern with an inclination angle of an arbitrary angle in the horizontal direction, or is sectorized at an arbitrary angle in the horizontal direction. The position locating system according to claim 3 or 4, wherein a sex pattern is formed.
ことを特徴とする請求項第3項〜第5項の何れかに記載の位置標定システム。 The service area of the small zone is mainly installed for the purpose of location determination, and the service area of the large zone is mainly for the purpose of orientation of direction and / or distance. 6. The location system according to any one of items 5.
ことを特徴とする請求項第3項〜第6項の何れかに記載の位置標定システム。 The service area of the small zone is configured with a plurality of antennas or transmitter / receiver heights as approximately the radius, and the service area of the large zone is configured with a reach range of the ultrasonic signal, high frequency signal, or optical signal as approximately a radius. The position locating system according to any one of claims 3 to 6, wherein:
当該第1のサービスエリアと第2のサービスエリアの重複部分であると判定されたときには当該第1のサービスエリアを利用して得られた標定結果と第2のサービスエリアを利用して得られた標定結果を組み合わせて採用し、
当該第2のサービスエリア内に移動したと判定されたときには当該第2のサービスエリアを利用して得られた標定結果に移行する
ことを特徴とする請求項第1項に記載の位置標定システム。 When it is determined that the orientation, distance, position, or combination thereof of the receiving means that is moving is within the first service area of the plurality of discretely arranged transmitting means, the orientation Adopt the result,
When it is determined that the first service area and the second service area overlap each other, the orientation result obtained using the first service area and the second service area are used. Adopt a combination of orientation results,
The location system according to claim 1, wherein when it is determined that the vehicle has moved into the second service area, the location determination result obtained using the second service area is used.
当該第1のサービスエリアと第2のサービスエリアの重複部分であると判定されたときには当該第1のサービスエリアを利用して得られた標定結果と第2のサービスエリアを利用して得られた標定結果を組み合わせて採用し、
当該第2のサービスエリア内に移動したと判定されたときには当該第2のサービスエリアを利用して得られた標定結果に移行する
ことを特徴とする請求項第2項に記載の位置標定システム。 When it is determined that the direction, distance, position, or combination thereof of the transmitting means that is moving is within the first service area of the plurality of discretely arranged receiving means, the orientation Adopt the result,
When it is determined that the first service area and the second service area overlap each other, the orientation result obtained using the first service area and the second service area are used. Adopt a combination of orientation results,
The location system according to claim 2, wherein when it is determined that the vehicle has moved into the second service area, the location determination result obtained by using the second service area is used.
ことを特徴とする請求項第8項又は第9項に記載の位置標定システム。 When it is determined that the orientation result of the direction, the distance, the position, or the combination thereof is deviating from the first service area, the combination with the second service area existing in the deviating direction or the first The location system according to claim 8 or 9, wherein two service areas are selected by weighting.
ことを特徴とする請求項第3項又は第8項に記載の位置標定システム。 In an area where service areas of the plurality of transmitting means arranged discretely do not overlap, information obtained by an inertial navigation sensor combining a geomagnetic sensor, an acceleration sensor, a gravity sensor, or a combination thereof is used. The position locating system according to claim 3 or 8, wherein a result obtained by locating a direction, a distance, a position, or a combination thereof is complemented.
ことを特徴とする請求項第4項又は第9項に記載の位置標定システム。 In an area where service areas of the plurality of receiving means arranged discretely do not overlap, information obtained by an inertial navigation sensor combining a geomagnetic sensor, an acceleration sensor, a gravity sensor, or the like is used. The position locating system according to claim 4 or 9, wherein a result obtained by locating a direction, a distance, a position, or a combination thereof is complemented.
ことを特徴とする請求項第11項に記載の位置標定システム。 In the case where the inertial navigation sensor is used, the direction, distance, position, or a combination thereof using information obtained by the inertial navigation sensor in the service area of the small zone of the plurality of discretely arranged transmission means The position locating system according to claim 11, wherein the result of locating is calibrated or reset.
ことを特徴とする請求項第12項に記載の位置標定システム。 When using the inertial navigation sensor, in the service area of the small zone of the plurality of receiving means arranged discretely, using the information obtained by the inertial navigation sensor, the direction, distance, position, or a combination thereof The position locating system according to claim 12, wherein the result of locating is calibrated or reset.
ことを特徴とする請求項第3項に記載の位置標定システム。 The direction, the distance, the position, or a combination thereof is determined by hyperbolic navigation when the service areas of the large zone of the plurality of transmitting means arranged discretely are overlapped. 4. The location system according to item 3.
ことを特徴とする請求項第4項に記載の位置標定システム。 The direction, the distance, the position, or a combination thereof is determined by hyperbolic navigation when the service areas of the large zone of the plurality of receiving means arranged discretely are arranged to overlap each other. 5. The location system according to item 4.
ことを特徴とする請求項第1項に記載の位置標定システム。 When an ultrasonic signal, a high-frequency signal, or an optical signal is transmitted from the plurality of discretely arranged transmitting means and received from two or more transmitting means among the plurality of transmitting means, the two or more When using the transmitting means or receiving from one of the plurality of transmitting means, the one transmitting means and the inertial navigation sensor are used in combination, or any of the plurality of transmitting means is transmitted. The position locating system according to claim 1, wherein if the position cannot be received from the means, the direction, distance, position, or combination thereof is determined using an inertial navigation sensor.
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