JP2005321231A - 移動端末の位置計測方法及びその方法を実施するためのサーバ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、電波減衰を利用した移動端末の位置計測方法について、演算の収束時間を早くすると共に、位置精度を向上させることを目的とする。
【解決手段】 電波減衰を利用した移動端末Ｍの位置計測方法について、移動端末Ｍの位置を決定する際に、最急降下法に、各基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の距離ｄｊに対して単調に減少する重み付け係数αｊを適用して位置修正ベクトルΔを算定し、ループ演算により位置座標を移動端末Ｍの所在位置に収束させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は移動端末の位置計測方法及びその方法を実施するためのサーバに関する。詳しくは電波減衰を利用した三点測量による位置計測方法において、演算の収束時間を早め、精度を向上するための位置計測方法及びその方法を実施するためのサーバに関する。

従来、電波減衰を利用した三点測量による移動端末の位置計測方法として、最小二乗法により移動端末の位置を求める方法、連立方程式により移動端末の位置を求める方法、最急降下法により移動端末の位置を求める方法などが用いられていた。

図８に最小二乗法により移動端末の位置を求めるアルゴリズムを示す。３つの基地局Ｂｊ（ｊ＝０，１，２）からの電波強度をサンプリング地点Ｐｉ（ｉ＝１，２，・・・）ごとに蓄積しておき、移動端末Ｍで測定した電波強度を各サンプリング地点Ｐｉでの電波強度と比較し、電波強度の測定により求めた各基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離ｄｊ（ｊ＝０，１，２）と、各サンプリング地点Ｐｉにおける各基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の距離ｌｊ（ｊ＝０，１，２）との差の二乗和を誤差量ｆ（Ｐｉ）と定義し、誤差量ｆ（Ｐｉ）が最小のサンプリング地点を移動端末Ｍの所在位置と決定するものである。

図９に連立方程式により移動端末の位置を求めるアルゴリズムを示す。３つの基地局Ｂｊ（ｊ＝０，１，２）の位置座標を取得し、移動端末Ｍの初期位置（ｘ_０、ｙ_０）を決定し、移動端末Ｍで３つの基地局Ｂｊから受信した電波強度から各基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離ｄｊ（ｊ＝０，１，２）を取得した後に、ループ演算を行い、移動端末Ｍの位置を決定する。第ｋ番目のループでは、移動端末Ｍの位置座標（ｘ、ｙ）が各基地局Ｂｊを中心とする半径ｄｊの円上にあるとする３式からなる連立方程式を作成し、各方程式を微分演算してｘ方向の位置修正ベクトルΔｘとｙ方向の位置修正ベクトルΔｙと求め、第ｋ−１番目のループの位置座標（ｘ、ｙ）に位置修正ベクトル（Δｘ、Δｙ）を加算して第ｋ番目のループの移動端末の位置を算定する。ループ演算で得られた結果を移動端末Ｍの所在位置（ｘ、ｙ）と決定する。

図１０に最急降下法により移動端末の位置を求めるアルゴリズムを示す。３つの基地局Ｂｊ（ｊ＝０，１，２）の位置座標を取得し（ステップＳ１０１）、次に、移動端末Ｍの初期位置Ｐ（０）を取得し（ステップＳ１０２）、次に、移動端末Ｍで３つの基地局Ｂｊから受信した電波強度から各基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離ｄｊ（ｊ＝０，１，２）を取得しする（ステップＳ１０３）。次に、ループ演算を行い、移動端末Ｍの位置を決定する。第ｋ番目のループでは、位置修正ベクトルΔを、第ｊ番目の基地局Ｂｊから移動端末Ｍへの単位ベクトルをｕｊ、第ｋ−１番目のループで算定された第ｊ番目の基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の算定距離をｌｊ、電波強度の測定で求められた第ｊ番目の基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離をｄｊとして、

により算定する（ステップＳ１０４）。次に、第ｋ−１番目のループで算定された移動端末の算定位置Ｐ（ｋ−１）に上記位置修正ベクトルΔを加算して第ｋ番目のループでの移動端末の算定位置Ｐ（ｋ）を算定する（ステップＳ１０５）。ループ演算で得られた結果を移動端末Ｍの所在位置Ｐと決定する（ステップＳ１０６）。（例えば非特許文献１参照）

「無線通信網を用いた屋内向け測位方式」北須賀輝明他、情報処理学会論文誌：コンピューティングシステム Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．１０，Ｐ１３１〜１４０，Ｊｕｌｙ ２００３

しかしながら、最小二乗法により移動端末の位置を求めるアルゴリズムでは、測定精度を向上するには多数のサンプリング地点を必要とし、これら各サンプリング地点で比較を行うので、計算速度が遅くなるという問題があった。また、連立方程式により移動端末の位置を求めるアルゴリズムでは、計算が複雑なため、計算速度が遅く、位置精度が悪いという問題や、円が交点を持たない場合は解が求まらないという問題があった。また、最急降下法により移動端末の位置を求めるアルゴリズムでは、処理が比較的簡単なので、位置を得るための収束時間がかなり短縮されたが、依然として誤差量が大きいという問題があった。

本発明は、電波減衰を利用した移動端末の位置計測方法について、演算の収束時間を早くすると共に、位置精度を向上させることを目的とする。また、かかる位置計測方法を実施するための制御を行なうサーバを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の移動端末の位置計測方法は、例えば図３に示すように、少なくとも３つの基地局Ｂｊ（ｊ＝０，１，２）の位置を取得する工程（ステップＳ００１）と、移動端末Ｍの初期位置Ｐ（０）を取得する工程（ステップＳ００２）と、各基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離ｄｊを受信電波の測定から取得する工程（ステップＳ００３）と、計測距離ｄｊに対して単調に減少する重み付け係数αｊを算定する工程（ステップＳ００４）と、移動端末Ｍの算定位置Ｐをループ演算により算定する工程と、ループ演算により算定された算定位置Ｐを移動端末Ｍの所在位置として決定する工程（ステップＳ００７）とを備え、ループ演算により算定する工程は、第ｋ番目のループにおいて、計測距離ｄｊと重み付け係数αｊとを用いて位置修正ベクトルΔを算定する工程（ステップＳ００５）と、第ｋ−１番目のループで算定された算定位置Ｐ（ｋ−１）に位置修正ベクトルΔに比例するベクトルｓ×Δを加算して第ｋ番目のループでの算定位置Ｐ（ｋ）を算定する工程（ステップＳ００６）とを有する。

ここにｓは収束の早さと精度に係るパラメータである。ｓが小さいほど収束が遅くなるが、精度が高くなる。このように構成すると、電波減衰を利用した移動端末の位置計測方法について、ループ演算の収束を速くでき、また、位置精度を飛躍的に向上させることができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の移動端末の位置計測方法において、例えば図２に示すように、位置修正ベクトルΔは、第ｊ番目の基地局Ｂｊから移動端末Ｍ方向への単位ベクトルをｕｊ、第ｊ番目の単位ベクトルに係る重み付け係数をαｊ、第ｋ−１番目のループで算定された第ｊ番目の基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の算定距離をｌｊ、受信電波の測定から求められた第ｊ番目の基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離をｄｊ、基地局数をｎとすると、

を用いて算定され、位置修正ベクトルΔに比例するベクトルは、収束の早さと精度に係るパラメータｓを前記位置修正ベクトルΔに乗じて算定される。なお、本請求項における位置修正ベクトルΔは第ｋ番目のループにおける位置修正ベクトルである。このように構成すると、位置修正ベクトルΔを重み付け係数を用いて表現でき、移動端末Ｍの算定位置を所在位置に効率よく収束できる。

また、請求項３に記載のプログラムは、請求項又は請求項２に記載の位置計測方法をサーバに実行させるためのサーバ読み取り可能なプログラムである。

また、請求項４に記載のサーバは、例えば図１に示すように、各基地局Ｂｊと通信可能なサーバＳであって、少なくとも３つの基地局Ｂｊの位置及び移動端末Ｍの初期位置Ｐ（０）を取得する取得手段４と、移動端末Ｍの算定位置Ｐをループ演算により算定し、ループ演算により算定された算定位置Ｐを移動端末Ｍの所在位置として決定する演算手段５とを備え、演算手段５は、各基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離ｄｊを受信電波の測定から取得し、計測距離ｄｊに対して単調に減少する重み付け係数αｊを算定し、第ｋ番目のループの演算において、計測距離ｄｊと重み付け係数αｊとを用いて位置修正ベクトルΔを算定し、第ｋ−１番目のループで算定された算定位置Ｐｉ（ｋ−１）に位置修正ベクトルΔに比例するベクトルｓ×Δを加算して第ｋ番目のループでの算定位置Ｐ（ｋ）を算定する。

このように構成すると、電波減衰を利用した移動端末の位置計測方法を実施するための制御を行うサーバであって、ループ演算の収束を速くでき、また、位置精度を飛躍的に向上させることができるサーバを提供できる。

本発明によれば、電波減衰を利用した移動端末の位置計測方法について、演算の収束時間を早くすると共に、位置精度を向上させることができる。また、かかる位置計測方法を実施するための制御を行なうサーバを提供できる。

以下に図面に基づき本発明の第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態は、各基地局Ｂｊが送信した電波を移動端末Ｍで測定する例である。

図１に、本発明の実施の形態による移動端末位置計測システムの構成例を示す。なお、図８〜１０と同じ機能を呈するものには同一の符号を用いて、説明を省略する。移動端末位置計測システムＡは、計測対象である移動端末Ｍと３以上の基地局Ｂｊ（ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１）と移動端末位置計測を実施するための制御を行うサーバＳから構成される。移動端末Ｍは、基地局Ｂｊを介して通信を行なう通信部ＣＭと、基地局Ｂｊから送信される電波を受信し、受信電波を測定する電波測定部１と、基地局Ｂｊとの通信の結果取得された情報などを表示する表示部２Ｍとを有し、各基地局Ｂｊは電波を送信する電波送信部３ｊ（ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１）と、移動端末Ｍ、サーバＳ及び他の基地局Ｂｊと通信を行なう通信部Ｃｊとを有し、サーバＳは、基地局Ｂｊと通信を行なう通信部ＣＳと、各基地局Ｂｊや移動端末Ｍに関するデータ（移動端末Ｍで測定された受信電波データを含む）を通信部ＣＳを介して各基地局Ｂｊから取得するデータ取得部４と、移動端末Ｍから取得した受信電波データから移動端末Ｍの各基地局Ｂｊからの距離を演算する、距離データから移動端末Ｍの位置座標を演算するなどの演算を行なう演算部５と、取得されたデータや算定されたデータなどを記録するメモリ部６と、基地局Ｂｊとの通信の結果取得された情報や演算部５で演算された結果などを表示する表示部２Ｓとを有する。

図２に、本実施の形態による各基地局と移動端末の位置関係を示す。図２には基地局Ｂｊが３局（ｊ＝０、１、２）の場合を示す。移動端末Ｍは所在位置Ｐで各基地局Ｂｊ（ｊ＝０、１、２）から受信した受信電力Ｐｒ（ｊ）を測定する。移動端末Ｍが受信した受信電力Ｐｒ（ｊ）データは、他の基地局からの受信電力データと区別されて、移動端末Ｍから当該基地局Ｂｊに送信され、各基地局Ｂｊで送信した送信電力Ｐｔ（ｊ）データと共に各基地局ＢｊからサーバＳに送信される。サーバＳは、各基地局Ｂｊが送信した送信電力Ｐｔ（ｊ）と移動端末Ｍが受信した受信電力Ｐｒ（ｊ）の比から各基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離ｄｊを算定する。

図３に、本実施の形態による位置計測方法の処理フロー例を示す。本実施の形態は、最急降下法に重み付け係数αｊを組み合わせた位置計測方法といえる。

まず、サーバＳは、データ取得部２で各基地局Ｂｊの位置座標を各基地局Ｂｊとの通信などにより取得し、メモリ部６に記録する（ステップＳ００１）。これら基地局Ｂｊが固定局の場合は位置座標が既知である。移動局の場合には、計測距離ｄｊを測定するための電波送信時の位置座標を採用するが、取得前に位置座標を確定しておく必要がある。

次に、移動端末の初期位置Ｐ（０）を取得し、メモリ部６に記録する（ステップＳ００２）。初期位置Ｐ（０）として、例えば移動端末位置計測に係る３以上の基地局座標の重心を用いても良く、前時刻での移動端末Ｍの収束位置を用いても良い。

次に、各基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離ｄｊを受信電波の測定から取得する（ステップＳ００３）。各基地局Ｂｊは電波送信部３ｊから電波を送信し、移動端末Ｍは電波測定部１で各基地局Ｂｊからの電波を受信し、受信電力Ｐｒ（ｊ）を測定する。測定データは移動端末Ｍから各基地局Ｂｊを介して、各基地局Ｂｊからの送信電力Ｐｔ（ｊ）データと共にサーバＳに送信され、サーバＳの演算部５で計測距離ｄｊが算定され、算定結果はメモリ部６に記録される。各基地局Ｂｊは送信電力Ｐｔ（ｊ）の電波を送信した場合に、基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離ｄｊは、

により算定される。なお、ａ，ｂは電波環境、送信アンテナ、受信アンテナのゲインなどによるパラメータである。パラメータａ，ｂは位置計測に先立って２地点での電波減衰を利用した計測を行い決定されるのが好ましい。

次に、重み付け係数をαｊ＝１／ｄｊ^Ｃとして算定する（ステップＳ００４）。計測距離ｄｊに対して単調に減少する重み付け係数αｊを用いることにより、近距離の基地局Ｂｊからの情報の影響を大きくすることになり、この結果、測定精度を向上できる。算定は演算部５で行なわれ、算定結果はメモリ部６に記録される。パラメータｃを大きくすれば近距離の基地局Ｂｊからの影響が強くなる。

次に、移動端末Ｍの所在位置Ｐをループ演算により求める。ループ演算は移動端末Ｍの位置を収束させ、位置精度を高めるために行う。

まず、計測距離ｄｊと重み付け係数αｊとを用いて位置修正ベクトルΔを算定する（ステップＳ００５）。第ｋ番目のループにおいて、位置修正ベクトルΔは、重み付け係数をαｊ、第ｊ番目の基地局Ｂｊから移動端末Ｍ方向への単位ベクトルをｕｊ、第ｋ−１番目のループで算定された第ｊ番目の基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の算定距離をｌｊ、受信電波の測定すなわち電波減衰量の測定で求められた第ｊ番目の基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離をｄｊとすると、

により算定される（図２参照）。

次に、第ｋ−１番目のループで算定された移動端末Ｍの算定位置Ｐｉ（ｋ−１）に位置修正ベクトルΔに比例するベクトルｓ×Δを加算して第ｋ番目のループでの移動端末Ｍの算定位置Ｐ（ｋ）を算定する（ステップＳ００６）。すなわち、Ｐ（ｋ）＝Ｐ（ｋ−１）＋ｓ×Δとして、移動端末Ｍの算定位置Ｐ（ｋ）を算定する。ここにｓは収束の早さと精度に係るパラメータであり、ｓが小さいほど収束が遅くなるが、精度が高くなる。なお、パラメータｓを１としても良い。

ステップＳ００５〜ステップＳ００６の工程を繰り返して、ループ演算する。ループ演算で算定された算定位置Ｐを移動端末Ｍの所在位置として決定する（ステップＳ００７）。ループ演算は、メモリ部６に蓄積された基地局Ｂｊの位置座標、初期位置Ｐ（０）、重み付け係数αｊ、計測距離をｄｊ、算定距離をｌｊを用いて演算部５で行なわれ、各ループでの演算結果は再度メモリ部６に記録される。ループ演算を繰り返し、最終ループで得られた算定位置Ｐ（Ｎ−１）を移動端末Ｍの所在位置Ｐとし、所在位置ＰはサーバＳから移動端末Ｍの位置計測に係るいずれかの基地局Ｂｊ（例えばＢ０）を介して移動端末Ｍに送信され、移動端末Ｍの表示部２Ｍに表示される。また、所在位置ＰをサーバＳの表示部２Ｍにも表示されるようにしても良い。

図４に、誤差のシミュレーションを行う場合の基地局Ｂｊと移動端末Ｍの配置例を示す。図４には基地局数が３の場合を示す。基地局Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２の位置座標をｍ単位でそれぞれ（０，０）、（１０，０）、（１０，１０）とし、移動端末Ｍの位置座標を（１，１）とする。仮誤差を図６（ａ）の誤差１〜誤差３のように設定する。図６（ａ）において誤差の大きさは基地局Ｂｊから移動端末Ｍの方向にｍ単位で示されている。図４における誤差は基地局Ｂｊに対応してβｊ（ｊ＝０，１，２）で示されている。

図５に、本実施の形態による位置計測方法を用いた場合、重み付け係数、ループ演算の繰り返し回数Ｎと位置修正ベクトルΔの関係を示す。横軸に繰り返し回数Ｎを，縦軸に位置修正ベクトルΔ（ｍ）をとり、パラメータｃ＝１、２，３とした時のグラフが示されている。図５より、位置修正ベクトルΔの大きさは、重み付け係数、ループ演算の繰り返し回数Ｎに依存し、また、ループの繰り返し回数Ｎについては、条件によって適当な値が変わり得るので、ループ回数を十分大きくして算定位置を収束させるのが良く、例えば、位置修正ベクトルΔの大きさが所定回数継続して所定の閾値より小さくなったときまでなどとするのが好適である。この例では、ｃ＝１〜３、Ｎ≧３０００で位置修正ベクトルΔは約５ｃｍ以下に収束し好適であり、Ｎ≧１００００以上でΔは約１ｃｍ以下に収束し、さらに好適である。

図６に、本実施の形態及び従来例による位置計測方法を用いた場合の誤差の比較例を示す。図６（ａ）に表で、図６（ｂ）に棒グラフで示す。最小二乗法（網目模様）、連立方程式（右下がり縞模様）、最急降下法（右上がり縞模様）、本実施の形態（無地）を比較した場合に、収束時間は最急降下法と本実施の形態が他に比してかなり速く収束し（７ｍｓ）、誤差は本実施の形態が断然小さいことがわかる。図６（ａ）には誤差１〜誤差３の設定値及び移動端末Ｍと各基地局Ｂｊ間の計測距離ｄｊを併せて示す。

図７に、本発明の第２の実施形態による移動端末位置計測システムの構成例を示す。なお、図１と同じ機能を呈するするものには同一の符号を用いて、説明を省略する。第２の実施の形態は、移動端末Ｍが送信した電波を各基地局Ｂｊで測定する例である。

図１では、移動端末Ｍが電波測定部１を有し、各基地局Ｂｊが電波送信部３ｊを有する代わりに、図７では、各基地局Ｂｊが電波測定部１’ｊを有し、移動端末Ｍが電波送信部３’を有する。その他の構成は図１と同様である。図２の各基地局と移動端末の位置関係は、電波の流れを示す矢印の向きを逆にすれば、そのまま適用できるが、説明の内容は次のように変わる。移動端末Ｍは所在位置Ｐで電波を送信し、各基地局Ｂｊ（ｊ＝０、１、２）は移動端末Ｍから受信した受信電力Ｐｒ（ｊ）を測定する。各基地局Ｂｊが受信した受信電力Ｐｒ（ｊ）データは当該基地局Ｂｊから移動端末Ｍに送信され、移動端末Ｍで送信した送信電力Ｐｔ（ｊ）データと共に、例えば１つの基地局Ｂ０を経由してまとめてサーバＳに送信される。サーバＳは、移動端末Ｍが送信した送信電力Ｐｔ（ｊ）と各基地局Ｂｊが受信した受信電力Ｐｒ（ｊ）の比から各基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離ｄｊを算定する。

図３の位置計測方法の処理フロー例もそのまま適用できる。処理フローの内容について変更のあるステップＳ００３のみを説明する。ステップＳ００３において、移動端末Ｍは電波送信部３’から電波を送信し、各基地局Ｂｊは電波測定部１’ｊで移動端末Ｍからの電波を受信し、受信電力Ｐｒ（ｊ）を測定する。測定データは各基地局Ｂｊから移動端末Ｍに送信され、移動端末Ｍから、送信電力Ｐｔ（ｊ）データと共に、例えば１つの基地局Ｂ０を経由してを介してサーバＳに送信され、サーバＳの演算部５で計測距離ｄｊが算定され、算定結果はメモリ部６に記録される。他のステップは第１の実施の形態と同様である。図４〜図６の誤差等に関する説明も第１の実施の形態と同様である。

また、本発明は上述の位置計測方法をサーバＳに実行させるためのサーバ読み取り可能なプログラムとしても実現可能である。プログラムはサーバＳ内蔵のプログラム部に記録されて使用されても良く、外付けの記録装置やＣＤＲＯＭに記録され、プログラム部に読み出されて使用されても良く、またインターネトからプログラム部にダウンロードされて使用されても良い。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態に種々変更を加えられることは明白である。

例えば、各基地局と移動端末間の計測距離を受信電波の測定から取得する工程において、受信電波の電力を測定する例を示したが、受信電波の電界を測定しても良い。また、本実施の形態では、サーバで計測距離やループ演算を行なう例を説明したが、移動端末でこれらの演算を行っても良く、いずれかの基地局に設置されたコンピュータでこれらの演算を行なっても良い。

また、第１の実施の形態では、移動端末Ｍが受信した受信電力Ｐｒデータは移動端末Ｍから各基地局Ｂｊに送信され、各基地局Ｂｊで送信した送信電力Ｐｔデータと共に各基地局ＢｊからサーバＳに送信される例を説明したが、移動端末Ｍが受信した受信電力Ｐｒデータは移動端末Ｍから予め定められた例えば基地局Ｂ０に送信され、基地局Ｂ０でまとめてサーバＳに送信しても良い。また、第２の実施の形態では、各基地局Ｂｊが受信した受信電力Ｐｒデータは各基地局Ｂｊから移動端末Ｍに送信され、移動端末Ｍで送信した送信電力Ｐｔデータと共に１つの基地局Ｂ０を経由してまとめてサーバＳに送信される例を説明したが、各基地局Ｂｊは受信電力Ｐｒ計測の際に送信電力Ｐｔデータを取得し、受信電力Ｐｒデータと送信電力Ｐｔデータとを移動端末Ｍを介さずに直接サーバＳに送信しても良く、又は１つの基地局Ｂ０を経由してまとめてサーバＳに送信しても良い。

また、上記実施の形態では、サーバと移動端末は基地局を介して交信を行う例を示したが、サーバが基地局を兼ね、移動端末と直接交信しても良い。また、基地局は固定局に限られず移動局であっても良く、計測に係わる基地局数は３以上であれば良く、基地局数が増加すると測定精度も向上する。また、パラメータｃや繰り返し回数Ｎは、固定されるものではなく、状況に応じて変更可能である。また、伝播減衰が所定の閾値より高い、急激に伝播減衰が変化したなど極端にデータの信頼性が低い場合には、重み付け係数αｊを０として、測定データによる計算値を０とし、位置計測に反映させないようにしても良い。

本発明は、移動端末の位置計測に利用される。

本発明の第１の実施の形態による移動端末位置計測システムの構成例を示す図である。 第１の実施の形態による基地局と移動端末の位置関係を示す図である。 第１の実施の形態による位置計測方法の処理フロー例を示す図である。 誤差のシミュレーションを行う場合の基地局Ｂｊと移動端末Ｍの配置例を示す図である。 重み付け係数、ループ演算の繰り返し回数Ｎと位置修正ベクトルΔの関係を示す図である。 第１の実施の形態及び従来例による位置計測方法を用いた場合の誤差の比較例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による移動端末位置計測システムの構成例を示す図である。 最小二乗法により移動端末の位置を求めるアルゴリズムを示す図である。 連立方程式により移動端末の位置を求めるアルゴリズムを示す図である。 最急降下法により移動端末の位置を求めるアルゴリズムを示す図である。

符号の説明

１、１’ｊ 電波測定部
２Ｍ、２Ｓ 表示部
３ｊ、３’ 電波送信部
４ データ取得部
５ 演算部
６ メモリ部
７ 表示部
Ａ 移動端末位置計測システム
ａ，ｂ，ｃ パラメータ
Ｂｊ 基地局
Ｃｊ，ＣＭ，ＣＳ 通信部
ｄｊ 電波減衰から測定された基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の計測距離
ｌｊ 基地局Ｂｊと移動端末Ｍ間の算定距離
Ｍ 移動端末
Ｎ 繰り返し回数
ｎ 基地局数
Ｐ 移動端末Ｍの所在位置
Ｐ（０） 移動端末Ｍの初期位置
Ｐ（ｋ） 移動端末Ｍの第ｋ番目のループでの算定位置
Ｐｉ サンプリング位置
Ｐｒ（ｊ） 移動端末Ｍで基地局Ｂｊから受信した受信電力
Ｐｔ（ｊ） 基地局Ｂｊから送信された送信電力
Ｓ サーバ
ｓ パラメータ
ｕｊ 基地局Ｂｊから移動端末Ｍ方向への単位ベクトル
αｊ 重み付け係数
βｊ 基地局Ｂｊに関する誤差
Δ 位置修正ベクトル

Claims (4)

1. 少なくとも３つの基地局の位置を取得する工程と；
   移動端末の初期位置を取得する工程と；
   前記各基地局と前記移動端末間の計測距離を受信電波の測定から取得する工程と；
   前記計測距離に対して単調に減少する重み付け係数を算定する工程と；
   前記移動端末の算定位置をループ演算により算定する工程と；
   前記ループ演算により算定された算定位置を前記移動端末の所在位置として決定する工程とを備え；
   前記ループ演算により算定する工程は、第ｋ番目のループにおいて、
   前記計測距離と前記重み付け係数とを用いて位置修正ベクトルを算定する工程と；
   第ｋ−１番目のループで算定された算定位置に前記位置修正ベクトルに比例するベクトルを加算して第ｋ番目のループでの算定位置を算定する工程とを有する；
   移動端末の位置計測方法。
2. 前記位置修正ベクトルΔは、第ｊ番目の基地局から移動端末方向への単位ベクトルをｕｊ、第ｊ番目の単位ベクトルに係る重み付け係数をαｊ、第ｋ−１番目のループで算定された第ｊ番目の基地局と移動端末間の算定距離をｌｊ、受信電波の測定から求められた第ｊ番目の基地局と移動端末間の計測距離をｄｊ、基地局数をｎとすると、
   

   

   を用いて算定され、
   前記位置修正ベクトルに比例するベクトルは、収束の早さと精度に係るパラメータを前記位置修正ベクトルに乗じて算定される；
   請求項１に記載の移動端末の位置計測方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の位置計測方法をサーバに実行させるためのサーバ読み取り可能なプログラム。
4. 各基地局と通信可能なサーバであって；
   少なくとも３つの基地局の位置及び移動端末の初期位置を取得する取得手段と；
   前記移動端末の移動位置をループ演算により算定し、前記ループ演算により算定された算定位置を前記移動端末の所在位置として決定する演算手段とを備え；
   前記演算手段は、前記各基地局と前記移動端末間の計測距離を受信電波の測定から取得し、前記計測距離に対して単調に減少する重み付け係数を算定し、第ｋ番目のループの演算において、前記計測距離と前記重み付け係数とを用いて位置修正ベクトルを算定し、第ｋ−１番目のループで算定された算定位置に前記位置修正ベクトルに比例するベクトルを加算して第ｋ番目のループでの算定位置を算定する；
   サーバ。
   
   

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