JP2011149808A - Cellular mobile radio positioning system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の無線マーカと移動端末との間の、同一周波数による時分割通信によって、移動端末の1次元〜3次元の何れかの次元の位置を高精度で測位することを可能とするものである。
The present invention enables highly accurate positioning of a one-dimensional to three-dimensional position of a mobile terminal by time division communication using the same frequency between a plurality of wireless markers and the mobile terminal. Is.
従来から、複数の発信手段を用いて測位を行なうシステムが提案されている。(例えば、特許文献1〜3参照)
図8は、特許文献1に記載されている従来の「RTK測位システム及びその測位方法」の実施例である。
図8において、1は、RTK(リアルタイムキネマティック)測位を利用して利用者の測位を行うRTK測位システムである。
このRTK測位システム1は、4基のスードライト2と、固定基準局受信手段3と移動基準局受信手段4とからなる2基の基準局受信手段と、ローバー受信手段5と、利用者処理ユニット6と、データリンク7とにより構成されている。ここで、スードライト2は、衛星の代わりの信号源として使用され、利用者の3次元測位を行う場合は、少なくとも4基必要であり、2次元測位を行う場合は、少なくとも3基が必要であるとされている。
FIG. 8 shows an example of a conventional “RTK positioning system and its positioning method” described in
In FIG. 8,
This
上記のように、従来の「RTK測位システム及びその測位方法」では3次元の測位を行なうために少なくとも4基のスードライト(擬似衛星局)が必要であり、更に、利用者処理ユニット6の他に、固定基準局受信手段3と移動基準局受信手段4とからなる2基の基準局受信手段と、ローバー受信機5と、データリンク7が必要であることから、システムが複雑であり、取り扱いが煩雑であり、高価となる問題点があった。
As described above, the conventional “RTK positioning system and its positioning method” requires at least four pseudolites (pseudo satellite stations) to perform three-dimensional positioning, and in addition to the user processing unit 6. The system is complicated and handling is complicated because two reference station receiving means consisting of a fixed reference station receiving means 3 and a mobile reference
一方、特許文献2に記載されている従来の「アクティブタグ装置」では、発信手段1の指向性アンテナの方向31に対向して受信手段2の指向性アンテナ21aと21bを向け、発信手段1が高周波信号を発信中に指向性アンテナ21aと21bを切替えた時に受信した高周波信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせの変化をリアルタイムで検知し、当該発信手段1が位置する方向を検知し、当該発信手段1と受信手段2の距離を検知するとされているが、当該発信手段1と受信手段2の距離を検知する手段あるいは方法が明確にされておらず、受信手段2の3次元の位置を測位する旨の訴求がなされていない問題点がある。
On the other hand, in the conventional “active tag device” described in
また、特許文献3に記載されている従来の「移動無線局の位置を決定する測位システム、プログラムおよび位置決定方式」では、移動無線端末の位置を決定するためのより簡単でより小さな構成を実現する。移動無線局(260〜282)の位置を決定する装置(470、370、110、120)は、第1の基準無線局(200〜242)の位置、第2の基準無線局(200〜242)の位置、第3の基準無線局(200〜242)の位置、その移動無線局とその第1の基準無線局の間の第1の相対的角度方向、その移動無線局とその第2の基準無線局の間の第2の相対的角度方向、およびその移動無線局とその第3の基準無線局の間の第3の相対的角度方向から、その移動無線局の位置を決定する手段を具えているが、前記複数の基準無線局からの相対的角度方向のみを測定して測位するものであり、高精度の測位が難しい問題点がある。
In addition, the conventional “positioning system, program and position determination method for determining the position of a mobile radio station” described in Patent Document 3 realizes a simpler and smaller configuration for determining the position of a mobile radio terminal. To do. The devices (470, 370, 110, 120) for determining the position of the mobile radio stations (260 to 282) are the positions of the first reference radio stations (200 to 242) and the second reference radio stations (200 to 242). The position of the third reference radio station (200 to 242), the first relative angular direction between the mobile radio station and the first reference radio station, the mobile radio station and the second reference Means for determining a position of the mobile radio station from a second relative angular direction between the radio stations and a third relative angular direction between the mobile radio station and the third reference radio station; However, the positioning is performed by measuring only the relative angular directions from the plurality of reference radio stations, and there is a problem that it is difficult to perform positioning with high accuracy.
この発明は、セル毎もしくはセクタ毎に配置された複数の無線マーカと、移動体に設置されあるいは移動体によって携帯される移動端末との間の、同一周波数による時分割通信によって、移動端末の1次元〜3次元の内の何れかの次元の位置を高精度で測位するためのセルラー式移動無線測位システムを安価に実現するためのものである。
According to the present invention, time division communication using the same frequency is performed between a plurality of wireless markers arranged for each cell or each sector and a mobile terminal installed in the mobile body or carried by the mobile body. This is to realize a cellular mobile radio positioning system for measuring the position of any one of dimensions 3 to 3 with high accuracy at low cost.
この発明に係わるセルラー式移動無線測位システムは、複数の指向性アンテナを搭載して周期的に切替えながら、少なくとも、同期信号と、識別信号と、距離を測定するための距離測定信号と、方向を測定するための方向測定信号とを含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で発信する複数の無線マーカと、前記無線信号を受信して1次元〜3次元の何れかの次元の測位を行なうための移動端末とから構成され、前記距離測定信号が、前記移動端末から複数の無線マーカに向けて発信される測位要求信号に含まれる起点信号と、高精度で同期しあるいは直交する搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組み合わせであり、 The cellular mobile radio positioning system according to the present invention is equipped with a plurality of directional antennas and periodically switches between at least a synchronization signal, an identification signal, a distance measurement signal for measuring a distance, and a direction. A plurality of wireless markers that transmit a wireless signal including a direction measurement signal for measurement at a frequency, a time slot, or both pre-assigned to a wireless marker arranged for each cell or each sector; A positioning request including a mobile terminal for receiving a signal and performing positioning in any one of the first to third dimensions, and the distance measurement signal is transmitted from the mobile terminal to a plurality of wireless markers. Carrier signal, subcarrier signal, modulation signal, spread spectrum code, or a combination of these signals that are synchronized with or orthogonal to the origin signal included in the signal with high accuracy A Align,
あるいは、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、距離を測定するための距離測定信号と、方向を測定するための方向測定信号とを含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で発信する移動端末と、複数の指向性アンテナを搭載して周期的に切替えながら、前記無線信号を受信して1次元〜3次元の内の何れかの次元の測位を行なうための複数の無線マーカとから構成され、前記距離測定信号が、前記複数の無線マーカから移動端末に向けて発信される測位要求信号に含まれる起点信号と、高精度で同期しあるいは直交する搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組み合わせであり、 Alternatively, at least radio signals including a system synchronization signal, an identification signal, a distance measurement signal for measuring a distance, and a direction measurement signal for measuring a direction are allocated in advance for each cell or each sector. A mobile terminal that transmits at a frequency, a time slot, or both, and a plurality of directional antennas and periodically switching between them to receive the radio signal and any one of 1 to 3 dimensions The distance measurement signal is synchronized with the origin signal included in the positioning request signal transmitted from the plurality of wireless markers to the mobile terminal with high accuracy. Or an orthogonal carrier signal, subcarrier signal, modulation signal, spread spectrum code, or a combination thereof,
前記距離測定信号と起点信号とが、瞬時にしかも高精度で同期を確立し、前記起点信号が消滅した後も、比較的に長時間同期を維持できる同期発振手段と、高精度でしかもリアルタイムで位相の測定が可能な位相測定手段とを用い、前記複数の無線マーカの内の少なくとも1つの基地局と移動端末との距離と、お互いが位置する方向を高精度で算出することによって、1次元〜3次元の内の何れかの次元の測位を可能とするよう構成されている。
The distance measurement signal and the starting point signal are synchronized instantaneously and with high accuracy, and after the starting point signal disappears, synchronous oscillation means that can maintain synchronization for a relatively long time, and with high accuracy and real time By using a phase measuring means capable of measuring a phase, and calculating the distance between at least one base station of the plurality of wireless markers and the mobile terminal and the direction in which the mobile terminals are located with high accuracy, It is configured to enable positioning in any one of the three dimensions.
本発明のセルラー式移動無線測位システムでは、セル毎もしくはセクタ毎に配置された複数の無線マーカと、移動体に設置されあるいは移動体によって携帯される移動端末との間の、同一周波数による時分割通信によって、移動端末の1次元〜3次元の内の何れかの次元の位置を高精度でしかもリアルタイムで測位するためのシステムを安価に実現できる利点がある。
In the cellular mobile radio positioning system of the present invention, the time division by the same frequency between a plurality of radio markers arranged for each cell or each sector and a mobile terminal installed in the mobile or carried by the mobile By communication, there is an advantage that a system for measuring the position of any one of the first to third dimensions of the mobile terminal with high accuracy and in real time can be realized at low cost.
この発明に係わるセルラー式移動無線測位システムは、図1、図2、および請求項1に本発明の第1の実施の形態を示すように、超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号である無線信号を用いるセルラー式移動無線測位システムにおいて、前記無線信号を移動しながら時分割で発信し受信するための移動端末103と、位置の基準となる複数の無線マーカ101a、101bとから構成され、 The cellular mobile radio positioning system according to the present invention is a radio signal which is an ultrasonic signal, a high frequency signal or an optical signal as shown in FIGS. 1, 2 and 1 of the first embodiment of the present invention. A mobile mobile positioning system using a mobile terminal 103 for transmitting and receiving the wireless signal in a time-division manner while moving, and a plurality of wireless markers 101a and 101b serving as position references,
前記移動端末103が、少なくとも、アンテナ切替手段32と、起点信号生成手段37と、発信手段34と、受信手段33と、測定信号再生手段35と、位相測定手段36と、位置算出手段38とを有し、
、
前記アンテナ切替手段32が、アンテナ又は送受波器を発信手段又は受信手段の何れかに時分割で切替え、前記起点信号生成手段37が、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、起点信号を含む測位要求信号とを生成し、前記発信手段34が、前記測位要求信号を含む無線信号を前記複数の無線マーカに向けてバースト信号として発信し、
The mobile terminal 103 includes at least an
,
The
前記受信手段33が、前記複数の無線マーカ101a、101bから発信される無線信号を受信し、前記測定信号再生手段35が、前記受信手段によって受信される無線信号から、距離測定信号と方向測定信号とを再生し、前記位相測定手段36が、前記再生された距離測定信号と方向測定信号との位相を測定し、前記位置算出手段38が、前記位相の測定結果から自局の位置を測位し、 The receiving means 33 receives wireless signals transmitted from the plurality of wireless markers 101a and 101b, and the measurement signal reproducing means 35 receives distance measurement signals and direction measurement signals from the wireless signals received by the receiving means. The phase measuring means 36 measures the phase of the reproduced distance measurement signal and the direction measurement signal, and the position calculating means 38 measures the position of the own station from the phase measurement result. ,
前記複数の無線マーカ101a、101bが、少なくとも、アンテナ切替手段19と、受信手段18と、起点信号再生手段16と、同期発振手段13と、測定信号生成手段15と、発信手段17とを有し、
前記アンテナ切替手段19が、複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dを周期的に切替え、かつ発信手段又は受信手段の何れかに時分割で切替え、前記受信手段18が、前記移動端末103から発信される測位要求信号を含む無線信号を受信し、前記起点信号再生手段16が、前記受信手段によって受信される無線信号から測位要求信号に含まれる起点信号を再生し、
The plurality of wireless markers 101a and 101b include at least an antenna switching unit 19, a receiving unit 18, a starting signal reproducing unit 16, a
The antenna switching unit 19 periodically switches a plurality of antennas or a plurality of transducers 21a to 21d, and switches to a transmission unit or a reception unit in a time division manner, and the reception unit 18 includes the mobile terminal 103. Receiving a radio signal including a positioning request signal transmitted from the starting point signal reproducing means 16 reproduces a starting point signal included in the positioning request signal from the radio signal received by the receiving means,
前記同期発振手段13が、前記再生された起点信号と高精度でかつ短時間に同期を確立して同期を保持し、前記測定信号生成手段15が、前記同期発振手段の出力と同期しあるいは直交する距離測定信号と、前記距離測定信号とは別に、方向を測定するための方向測定信号とを生成し、前記発信手段17が、前記距離測定信号と方向測定信号を含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、複数のアンテナ又は複数の送受波器を周期的に切替えながら、前記移動端末に向けて時分割で発信し、
The synchronous oscillating means 13 establishes synchronization with the reproduced starting signal with high accuracy in a short time and maintains the synchronization, and the measurement
前記移動端末103から発信される起点信号と、前記複数の無線マーカ101a、101bから発信される距離測定信号と方向測定信号とが、単一もしくは同期しあるいは直交する複数の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組合せであり、前記移動端末103において、前記距離測定信号の位相を測定して前記複数の無線マーカ101a、101bの内の少なくとも1つの無線マーカからの距離を算出し、前記少なくとも1つの無線マーカの複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dに対応した方向測定信号の位相差を測定して前記少なくとも1つの無線マーカが位置する方向を算出し、前記距離の算出結果と、方向の算出結果とから、前記移動端末103の1次元〜3次元の内の何れかの次元の位置を高精度で測位する。 The origin signal transmitted from the mobile terminal 103, and the distance measurement signal and the direction measurement signal transmitted from the plurality of wireless markers 101a and 101b are single, or a plurality of carrier signals and subcarriers that are synchronized or orthogonal to each other. A signal, a modulation signal, a spread spectrum code, or a combination thereof, and the mobile terminal 103 measures the phase of the distance measurement signal and outputs the signal from at least one wireless marker among the plurality of wireless markers 101a and 101b. The distance is calculated, the phase difference between the direction measurement signals corresponding to the plurality of antennas or the plurality of transducers 21a to 21d of the at least one wireless marker is measured, and the direction in which the at least one wireless marker is located is calculated. From the calculation result of the distance and the calculation result of the direction, any one of the one-dimensional to three-dimensional of the mobile terminal 103 is selected. To positioning of the position of the dimension with high accuracy.
また、図1、図3、および請求項2に本発明の第2の形態を示すように、超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号である無線信号を用いるセルラー式移動無線測位システムにおいて、前記無線信号を移動しながら時分割で発信し受信するための移動端末103と、セル毎もしくはセクタ毎に配置され位置の基準となる複数の無線マーカ101a、101bとから構成され、 Further, as shown in FIGS. 1, 3 and 2 in the second aspect of the present invention, in the cellular mobile radio positioning system using a radio signal which is an ultrasonic signal, a high frequency signal or an optical signal, the radio It is composed of a mobile terminal 103 for transmitting and receiving signals in a time division manner while moving a signal, and a plurality of wireless markers 101a and 101b that are arranged for each cell or sector and serve as a reference for the position.
前記複数の無線マーカ101a、101bが、少なくとも、アンテナ切替手段19と、受信手段18と、起点信号生成手段37と、発信手段17と、測定信号再生手段35と、位相測定手段36と、位置算出手段37とを有し、
前記アンテナ切替手段19が、複数の指向性アンテナ又は複数の指向性送受波器21a〜21dを周期的に切替え、かつ発信手段17又は受信手段18の何れかに時分割で切替え、前記受信手段18が、前記移動端末103から発信される測位起動要求信号を受信し、前記起点信号生成手段37が、前記測位起動要求信号に対応して、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、起点信号を含む測位要求信号とを生成し、
The plurality of wireless markers 101a and 101b include at least an antenna switching unit 19, a receiving unit 18, a starting point signal generating unit 37, a transmitting unit 17, a measurement signal reproducing unit 35, a phase measuring unit 36, and a position calculation. Means 37;
The antenna switching unit 19 periodically switches a plurality of directional antennas or a plurality of directional transducers 21a to 21d, and switches to either the transmission unit 17 or the reception unit 18 in a time division manner. Receives a positioning activation request signal transmitted from the mobile terminal 103, and the starting signal generation means 37 receives at least a system synchronization signal, an identification signal, and a starting signal corresponding to the positioning activation request signal. A positioning request signal including
前記発信手段17が、前記起点信号を含む無線信号を、前記移動端末103に向けて、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、バースト信号として発信し、前記受信手段18が、前記測位要求信号に応答して前記移動端末103から発信される無線信号を、各セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dを周期的に切替えながら、時分割で受信し、前記測定信号再生手段35が、前記受信手段18によって受信される無線信号から、距離測定信号と方向測定信号とを再生し、前記位相測定手段36が、前記再生された距離測定信号と方向測定信号との位相を測定し、前記位置算出手段38が、前記位相の測定結果から移動端末103の位置を測位し、 The transmitting means 17 sends a radio signal including the origin signal to the mobile terminal 103 at a frequency, time slot, or both pre-assigned to a radio marker arranged for each cell or sector. A frequency that is transmitted as a burst signal and the reception means 18 transmits a radio signal transmitted from the mobile terminal 103 in response to the positioning request signal to a radio marker arranged for each cell or sector. In the time slot, or both, a plurality of antennas or a plurality of transducers 21a to 21d are periodically switched while being received in time division, and the measurement signal reproducing means 35 is received by the receiving means 18. A distance measurement signal and a direction measurement signal are reproduced from the radio signal, and the phase measurement means 36 reproduces the reproduced distance measurement signal. Measuring the phase of the direction measuring signal, the position calculating unit 38 measures the position of the mobile terminal 103 from the measurement results of the phase,
前記移動端末103が、少なくとも、アンテナ切替手段32と、受信手段33と、起点信号再生手段16と、同期発振手段13と、測定信号生成手段15と、発信手段34とを有し、
前記アンテナ切替手段32が、アンテナ又は送受波器31を発信手段34又は受信手段33の何れかに時分割で切替え、前記発信手段34が、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、測位起動要求信号とを生成し、前記測位起動要求信号を含む無線信号を間欠発信し、前記受信手段33が、前記複数の無線マーカ101a、101bから、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、発信される無線信号を受信し、前記起点信号再生手段15が、前記受信手段33によって受信される無線信号から、前記測位要求信号に含まれる起点信号を再生し、
The mobile terminal 103 includes at least an
The
前記同期発振手段13が、前記再生された起点信号と高精度でかつ短時間に同期を確立して同期を保持し、前記測定信号生成手段15が、前記同期発振手段の出力と同期しあるいは直交する距離測定信号と、前記距離測定信号とは別に、方向を測定するための方向測定信号とを生成し、前記発信手段34が、前記距離測定信号と方向測定信号を含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、前記複数の無線マーカ101a、101bに向けて時分割で発信し、前記複数の無線マーカ101a、101bから発信される起点信号と、前記移動端末103から発信される距離測定信号と方向測定信号とが、単一もしくは同期しあるいは直交する複数の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組合せであり、 The synchronous oscillating means 13 establishes synchronization with the reproduced starting signal with high accuracy in a short time and maintains the synchronization, and the measurement signal generating means 15 is synchronized with or orthogonal to the output of the synchronous oscillating means. A distance measurement signal to be generated and a direction measurement signal for measuring a direction separately from the distance measurement signal are generated, and the transmitting unit 34 transmits a radio signal including the distance measurement signal and the direction measurement signal to each cell. Alternatively, the radio markers 101a and 101b are transmitted in a time-sharing manner to the radio markers 101a and 101b at a frequency, time slot, or both pre-assigned to radio markers arranged for each sector. The origin signal transmitted from the mobile terminal 103, and the distance measurement signal and the direction measurement signal transmitted from the mobile terminal 103 are a single or a plurality of synchronized or orthogonal, Transmitting signals, a subcarrier signal, the modulation signal, a spread spectrum code or a combination thereof,
前記移動端末103が、前記複数の無線マーカ101a、101bに向けて、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、測位起動要求信号とを含む無線信号をバースト信号として間欠発信し、前記複数の無線マーカ101a、101bが、前記移動端末103から発信された測位起動要求信号に対応し、前記移動端末に向けて、測位要求信号を含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、時分割で発信し、前記移動端末103が、前記複数の無線マーカ101a、101bから発信される測位要求信号に対応して、前記複数の無線マーカ101a、101bに向けて、少なくとも前記測位信号と方向測定信号とを含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、時分割で発信し、 The mobile terminal 103 intermittently transmits a radio signal including at least a system synchronization signal, an identification signal, and a positioning activation request signal as a burst signal toward the plurality of radio markers 101a and 101b, and the plurality of radio markers The markers 101a and 101b correspond to the positioning activation request signal transmitted from the mobile terminal 103, and a radio signal including the positioning request signal is sent to the radio marker arranged for each cell or each sector toward the mobile terminal. Transmitting in a time-sharing manner using a pre-assigned frequency, time slot, or both, and the mobile terminal 103 corresponds to the positioning request signals transmitted from the plurality of wireless markers 101a and 101b. A radio signal including at least the positioning signal and the direction measurement signal is sent to the radio markers 101a and 101b for each cell. Ku is pre-assigned frequency radio markers placed in each sector, time slot or in both of these, when sent in parts,
前記複数の無線マーカ101a、101bの内の少なくとも1つの無線マーカにおいて、前記測位信号の位相を測定して移動端末103からの距離を算出し、前記少なくとも1つの無線マーカの複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dに対応した方向測定信号の位相差を測定して移動端末103が位置する方向を算出し、前記距離の算出結果と、方向の算出結果とから、前記移動端末103の1次元〜3次元の内の何れかの次元の位置を高精度で測位する。 In at least one of the plurality of wireless markers 101a and 101b, the phase of the positioning signal is measured to calculate the distance from the mobile terminal 103, and the plurality of antennas or the plurality of the at least one wireless marker are calculated. The direction in which the mobile terminal 103 is located is calculated by measuring the phase difference between the direction measurement signals corresponding to the transducers 21a to 21d, and one of the mobile terminals 103 is calculated from the distance calculation result and the direction calculation result. The position of any one of dimensions 3 to 3 is measured with high accuracy.
また、請求項3に示すように、前記起点信号再生手段16もしくは測定信号再生手段35において、前記再生する起点信号もしくは測定信号が、無線信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号である場合には、群遅延歪みの少ない帯域通過フイルタを通し、あるいは無線信号を変調した変調信号である場合には、遅延誤差の少ないアナログ復調器もしくは高い周波数のクロック信号を用いる遅延誤差の少ないデジタル復調器によって復調した後に、前記帯域通過フイルタを通して再生する。 Further, as described in claim 3, when the starting signal or measurement signal to be reproduced is a carrier signal or subcarrier signal of a radio signal in the starting signal reproducing means 16 or the measurement signal reproducing means 35, a group After being demodulated by an analog demodulator with a small delay error or a digital demodulator with a small delay error using a high-frequency clock signal if the signal is a modulated signal obtained by passing a band-pass filter with little delay distortion or modulating a radio signal. And reproduction through the band pass filter.
また、請求項4に示すように、前記複数の無線マーカ101a、101bあるいは移動端末103の同期発振手段13が、基準発振器11もしくは位相同期発振器によって駆動されるセットあるいはリセット付きのカウンタあるいは数値制御発振器によって構成され、前記受信機18によって受信され信号再生手段16によって復調されもしくは再生された起点信号の立上がり点、立下がり点、もしくはゼロ交差点のタイミングを、同期検出手段14によって少なくとも16MHz以上の周波数のクロック信号を用いて検出し、前記同期検出手段が検出したタイミングで、前記カウンタあるいは数値制御発振器をセットしもしくはリセットすることによって、前記同期発振手段が起点信号と短時間で同期を確立し、同期を保持できる。
Further, as shown in
また、請求項5に示すように、前記複数の無線マーカ101a、101bあるいは移動端末103の同期発振手段13と、前記復調されもしくは再生された起点信号との間の同期確立誤差を低減し、高精度でかつ短時間に同期を確立させるために、前記移動端末103、前記複数の無線マーカ101a、101b、あるいはこれらの両方に同期確立誤差関数を付与し、前記同期確立誤差関数が前記同期確立誤差を限りなくゼロに近づける。 Further, as shown in claim 5, the synchronization establishment error between the plurality of wireless markers 101a, 101b or the synchronous oscillation means 13 of the mobile terminal 103 and the demodulated or reproduced starting signal is reduced, and high In order to establish synchronization accurately and in a short time, a synchronization establishment error function is given to the mobile terminal 103, the plurality of wireless markers 101a, 101b, or both, and the synchronization establishment error function is used as the synchronization establishment error. As close to zero as possible.
また、図6および請求項6に示すように、前記複数の無線マーカ101a、101bあるいは移動端末103の同期検出手段14に前記同期確立誤差関数を付与するために、前記位相同期発振器23のクロック信号出力の位相をシフトさせるための複数組の移相手段51と、前記複数組の移相手段によって各々異なった位相にシフトされた複数組のクロック信号を選択して外部に出力するためのタイミング制御手段53とを設け、前記移相手段の移相量の合計を、前記クロック信号の一周期の間隔よりも大きく設定することによって、距離の算出精度を向上させる。 Further, as shown in FIG. 6 and claim 6, in order to give the synchronization establishment error function to the plurality of wireless markers 101a, 101b or the synchronization detecting means 14 of the mobile terminal 103, the clock signal of the phase-locked oscillator 23 Timing control for selecting and outputting a plurality of sets of phase shift means 51 for shifting the phase of the output and a plurality of sets of clock signals shifted to different phases by the plurality of sets of phase shifting means, respectively. Means 53, and the total amount of phase shift of the phase shift means is set larger than the interval of one cycle of the clock signal, thereby improving the distance calculation accuracy.
また、図7および請求項7に示すように、前記複数の無線マーカ101a、101bあるいは移動端末103の同期発振手段13に前記同期確立誤差関数を付与するために、前記同期発振手段が複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器92a〜92nを有し、前記複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器が、前記再生された起点信号と各々異なった複数のタイミングで切替手段91によって切替えられて同期を確立し、前記複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器から出力される出力信号を異なった複数のタイミングで選択手段93によって選択し、前記選択された出力信号に同期しもしくは直交した単一もしくは複数の距離測定信号を生成して前記移動端末103あるいは複数の無線マーカ101a、101bに向けて発信し、前記移動端末あるいは複数の無線マーカの位置算出手段37において、前記複数のタイミングに対応して算出した距離の平均値を求めることによって、距離の算出精度を向上させる。
Further, as shown in FIG. 7 and
また、請求項8に示すように、前記複数の無線マーカ101a、101bあるいは移動端末103から発信され、あるいは前記複数の無線マーカあるいは移動端末によって受信される起点信号に前記同期確立誤差関数を付与するために、前記無線マーカの複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dを周期的に切替ながら、前記起点信号を発信しあるいは受信し、距離の算出精度を向上させる。 In addition, as described in claim 8, the synchronization establishment error function is added to a starting point signal transmitted from the plurality of wireless markers 101a, 101b or the mobile terminal 103 or received by the plurality of wireless markers or the mobile terminal. Therefore, the origin signal is transmitted or received while periodically switching the plurality of antennas or the plurality of transducers 21a to 21d of the wireless marker, thereby improving the distance calculation accuracy.
また、請求項9に示すように、また、前記移動端末103あるいは無線マーカ101a、101bの位相測定手段36が積和演算器を有し、前記積和演算器のSinのルックアップテーブルとして0、1、0、−1、もしくは1、1、−1、−1、もしくはこれらの整数倍の繰り返しとし、Cosのルックアップテーブルとして1、0、−1、0、もしくは1、−1、−1、1、もしくはこれらの整数倍の繰り返しとして積和演算する。なお、積和演算を行う際の1との乗算は前記デジタル信号と同じ値であり、−1との乗算は前記デジタル信号の補数を求めることであり、0との剰算は0であり、前記積和演算器を単純化でき、しかも高速で、リアルタイムの演算が可能となる。 Further, as shown in claim 9, the phase measuring means 36 of the mobile terminal 103 or the wireless markers 101a, 101b has a product-sum calculator, and 0, as a Sin lookup table of the product-sum calculator. 1, 0, -1, or 1, 1, -1, -1, or an integer multiple of these, and the Cos lookup table is 1, 0, -1, 0, or 1, -1, -1 The product-sum operation is performed as one or an integer multiple of these. Note that multiplication with 1 when performing a product-sum operation is the same value as the digital signal, multiplication with -1 is to obtain the complement of the digital signal, and division with 0 is 0. The product-sum calculator can be simplified, and high-speed, real-time calculation is possible.
また、請求項10に示すように、前記無線マーカの複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dが指向性を有し、前記指向性の方向を下方向もしくは斜め下方向もしくは水平方向に向けて、前記方向測定信号の0.5波長から2波長の間隔で配置する。
また、請求項11に示すように、前記セルを更に複数のセクタに分け、前記セクタ毎に無線マーカを設置する。
Further, as shown in
In addition, as shown in
また、請求項12に示すように、前記移動端末103の受信手段33、無線マーカ101の受信手段18、あるいはこれらの両方が、伝搬経路の品質を検知する品質検知手段を有し、前記品質検知手段が、前記受信手段において受信した無線信号の電力あるいは信号対雑音比を測定した結果から回線品質を分析し、前記位相測定手段36で距離測定信号の位相あるいは方向測定信号の位相差を測定した結果から、距離測定精度あるいは方向測定精度を分析し、あるいはこれらの分析の両方を行い、前記距離測定処理、方向測定処理、あるいはこれらの両方の結果を補正しあるいは補完する。 Moreover, as shown in claim 12, the receiving means 33 of the mobile terminal 103, the receiving means 18 of the wireless marker 101, or both of them has a quality detecting means for detecting the quality of the propagation path, and the quality detection The means analyzes the channel quality from the result of measuring the power or signal-to-noise ratio of the radio signal received by the receiving means, and the phase measuring means measures the phase of the distance measurement signal or the phase difference of the direction measurement signal. From the results, the distance measurement accuracy or the direction measurement accuracy is analyzed, or both of these analyzes are performed, and the results of the distance measurement processing, the direction measurement processing, or both are corrected or supplemented.
また、請求項13に示すように、前記移動端末の受信手段、無線マーカの受信手段、あるいはこれらの両方が、複数のアンテナ又は複数の送受波器を設けて周期的に切替え、前記品質検知手段において、前記複数のアンテナ又は複数の送受波器に対応して距離を測定しあるいは算出した結果の内、距離を比較的に短く算出したものを選択し、平均し、荷重平均を行い、あるいはこれらの組み合わせを行うことによって、前記距離測定結果あるいは距離算出結果を補正しあるいは補完する。
また、請求項14に示すように、前記複数の無線マーカの内の特定の無線マーカをノードとして周辺の無線マーカとの間でアドホックネットワークを構成し、前記ノードを経由して外部の有線回線もしくは無線回線と接続し、少なくとも、前記移動端末の位置を測位するために必要な情報の交換を行なう。
また、請求項15に示すように、前記複数の無線マーカの内の特定の無線マーカ、あるいは前記複数の無線マーカとは別の無線マーカをノードとし、前記移動端末、複数の無線マーカ、あるいはこれらの両方から送信される無線信号を受信し、前記無線信号に含まれる起点信号を基準として、前記無線信号に含まれる距離測定信号の位相を測定し、双曲線航法によって、前記移動端末の位置を測位する。
Further, as shown in
In addition, as shown in
Further, as shown in
また、請求項16に示すように、前記複数の無線マーカの内の特定の無線マーカ、あるいは前記複数の無線マーカとは別の無線マーカをノードとし、前記移動端末、複数の無線マーカ、あるいはこれらの両方から送信される無線信号を受信し、前記無線信号に含まれる起点信号を基準として、前記無線信号に含まれる距離測定信号の位相を測定し、かつ前記無線信号に含まれる前記移動端末、複数の無線マーカ、あるいはこれらの両方が位置する方向を測定したデータを受信して、前記移動端末の位置を測位する。
また、請求項17に示すように、前記無線信号の周波数として、GPSに割当てられた周波数、あるいはその近傍の周波数を割当て、前記複数の無線マーカから発信される無線信号の占有率を20%以下とすることで、屋外と屋内でGPSをシームレスに接続する。
In addition, as shown in claim 16, a specific wireless marker among the plurality of wireless markers, or a wireless marker different from the plurality of wireless markers as a node, the mobile terminal, the plurality of wireless markers, or these Receiving the radio signal transmitted from both, measuring the phase of the distance measurement signal included in the radio signal with reference to the origin signal included in the radio signal, and the mobile terminal included in the radio signal, It receives data measuring the direction in which a plurality of wireless markers or both of them are located, and measures the position of the mobile terminal.
In addition, as shown in claim 17, a frequency assigned to GPS or a frequency in the vicinity thereof is assigned as the frequency of the radio signal, and an occupation ratio of radio signals transmitted from the plurality of radio markers is 20% or less. By doing so, GPS is seamlessly connected outdoors and indoors.
(実施の形態1)
図1、図2は本発明の第1の形態によるセルラー式移動無線測位システムの構成図である。図1、図2に示す超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号である無線信号を用いるセルラー式移動無線測位システムにおいて、前記無線信号を移動しながら時分割で発信し受信するための移動端末103と、セル毎もしくはセクタ毎に配置され位置の基準となる複数の無線マーカ101a、101bとから構成され、
(Embodiment 1)
1 and 2 are configuration diagrams of a cellular mobile radio positioning system according to a first embodiment of the present invention. In a cellular mobile radio positioning system using radio signals which are ultrasonic signals, high frequency signals or optical signals shown in FIGS. 1 and 2, a mobile terminal 103 for transmitting and receiving the radio signals in a time-division manner while moving , Composed of a plurality of wireless markers 101a and 101b that are arranged for each cell or sector and serve as a position reference,
前記移動端末103が、少なくとも、アンテナ切替手段32と、起点信号生成手段37と、発信手段34と、受信手段33と、測定信号再生手段35と、位相測定手段36と、位置算出手段38とを有し、
、
前記アンテナ切替手段32が、アンテナ又は送受波器を発信手段又は受信手段の何れかに時分割で切替え、前記起点信号生成手段37が、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、起点信号を含む測位要求信号とを生成し、前記発信手段34が、前記測位要求信号を含む無線信号を前記複数の無線マーカに向けてバースト信号として発信し、
The mobile terminal 103 includes at least an
,
The
前記受信手段33が、前記複数の無線マーカ101a、101bから発信される無線信号を受信し、前記測定信号再生手段35が、前記受信手段によって受信される無線信号から、距離測定信号と方向測定信号とを再生し、前記位相測定手段36が、前記再生された距離測定信号と方向測定信号との位相を測定し、前記位置算出手段38が、前記位相の測定結果から自局の位置を測位し、 The receiving means 33 receives wireless signals transmitted from the plurality of wireless markers 101a and 101b, and the measurement signal reproducing means 35 receives distance measurement signals and direction measurement signals from the wireless signals received by the receiving means. The phase measuring means 36 measures the phase of the reproduced distance measurement signal and the direction measurement signal, and the position calculating means 38 measures the position of the own station from the phase measurement result. ,
前記複数の無線マーカ101a、101bが、少なくとも、アンテナ切替手段19と、受信手段18と、起点信号再生手段16と、同期発振手段13と、測定信号生成手段15と、発信手段17とを有し、
前記アンテナ切替手段19が、複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dを周期的に切替え、かつ発信手段又は受信手段の何れかに時分割で切替え、前記受信手段18が、前記移動端末103から発信される測位要求信号を含む無線信号を受信し、前記起点信号再生手段16が、前記受信手段によって受信される無線信号から測位要求信号に含まれる起点信号を再生し、
The plurality of wireless markers 101a and 101b include at least an antenna switching unit 19, a receiving unit 18, a starting signal reproducing unit 16, a
The antenna switching unit 19 periodically switches a plurality of antennas or a plurality of transducers 21a to 21d, and switches to a transmission unit or a reception unit in a time division manner, and the reception unit 18 includes the mobile terminal 103. Receiving a radio signal including a positioning request signal transmitted from the starting point signal reproducing means 16 reproduces a starting point signal included in the positioning request signal from the radio signal received by the receiving means,
前記同期発振手段13が、前記再生された起点信号と高精度でかつ短時間に同期を確立して同期を保持し、前記測定信号生成手段15が、前記同期発振手段の出力と同期しあるいは直交する距離測定信号と、前記距離測定信号とは別に、方向を測定するための方向測定信号とを生成し、前記発信手段17が、前記距離測定信号と方向測定信号を含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、指向性の方向が下方向もしくは斜め下方向に向けて前記方向測定信号の0.5波長から2波長の間隔で配置されれた、複数のアンテナ又は複数の送受波器を周期的に切替えながら、前記移動端末に向けて時分割で発信し、 The synchronous oscillating means 13 establishes synchronization with the reproduced starting signal with high accuracy in a short time and maintains the synchronization, and the measurement signal generating means 15 is synchronized with or orthogonal to the output of the synchronous oscillating means. A distance measurement signal to be generated and a direction measurement signal for measuring a direction separately from the distance measurement signal are generated, and the transmitting means 17 transmits a radio signal including the distance measurement signal and the direction measurement signal to each cell. Alternatively, at the frequency, time slot, or both pre-assigned to the radio marker arranged for each sector, the directivity is directed downward or diagonally downward from 0.5 wavelength to 2 of the direction measurement signal. While periodically switching between a plurality of antennas or a plurality of transducers arranged at wavelength intervals, transmitting to the mobile terminal in a time-sharing manner,
前記移動端末103から発信される起点信号と、前記複数の無線マーカ101a、101bから発信される距離測定信号と方向測定信号とが、単一もしくは同期しあるいは直交する複数の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組合せであり、前記移動端末103において、前記距離測定信号の位相を測定して前記複数の無線マーカ101a、101bの内の少なくとも1つの無線マーカからの距離を算出し、前記少なくとも1つの無線マーカの複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dに対応した方向測定信号の位相差を測定して前記少なくとも1つの無線マーカが位置する方向を算出し、前記距離の算出結果と、方向の算出結果とから、前記移動端末103の1次元〜3次元の何れかの次元の位置を高精度で測位する。
なお、前記1次元の位置とは、前記無線マーカと移動端末との距離、もしくは前記移動端末が位置する方向を意味する。
The origin signal transmitted from the mobile terminal 103, and the distance measurement signal and the direction measurement signal transmitted from the plurality of wireless markers 101a and 101b are single, or a plurality of carrier signals and subcarriers that are synchronized or orthogonal to each other. A signal, a modulation signal, a spread spectrum code, or a combination thereof, and the mobile terminal 103 measures the phase of the distance measurement signal and outputs the signal from at least one wireless marker among the plurality of wireless markers 101a and 101b. The distance is calculated, the phase difference between the direction measurement signals corresponding to the plurality of antennas or the plurality of transducers 21a to 21d of the at least one wireless marker is measured, and the direction in which the at least one wireless marker is located is calculated. From the calculation result of the distance and the calculation result of the direction, any one of the first to third dimensions of the mobile terminal 103 is obtained. It positions the original position with high accuracy.
The one-dimensional position means the distance between the wireless marker and the mobile terminal or the direction in which the mobile terminal is located.
また、前記起点信号再生手段16もしくは測定信号再生手段35において、前記再生する起点信号もしくは測定信号が、無線信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号である場合には、群遅延歪みの少ない帯域通過フイルタ(例えば、ガウシャンフイルタ)を通し、あるいは無線信号を変調した変調信号である場合には、遅延誤差の少ないアナログ復調器もしくは高い周波数のクロック信号を用いる遅延誤差の少ないデジタル復調器によって復調した後に、前記帯域通過フイルタを通して再生する。 Further, in the origin signal reproducing means 16 or the measurement signal reproducing means 35, when the origin signal or measurement signal to be reproduced is a carrier signal or subcarrier signal of a radio signal, a band-pass filter with less group delay distortion ( For example, in the case of a modulated signal obtained by modulating a radio signal through a Gaussian filter, after demodulating by an analog demodulator with a small delay error or a digital demodulator with a small delay error using a high-frequency clock signal, Replay through the band pass filter.
また、前記複数の無線マーカ101a、101bあるいは移動端末103の同期発振手段13が、基準発振器11もしくは位相同期発振器によって駆動されるセットあるいはリセット付きのカウンタあるいは数値制御発振器によって構成され、前記受信機18によって受信され信号再生手段16によって復調されもしくは再生された起点信号の立上がり点、立下がり点、もしくはゼロ交差点のタイミングを、同期検出手段14によって少なくとも16MHz以上の周波数のクロック信号を用いて検出し、前記同期検出手段が検出したタイミングで、前記カウンタあるいは数値制御発振器をセットしもしくはリセットすることによって、前記同期発振手段が起点信号と短時間で同期を確立し、同期を保持できる。
また、基準発振器11、39には特に高安定のものが必要であり、例えば、±0.5ppm以内のものが用いられる。
The plurality of wireless markers 101a and 101b or the synchronous oscillating means 13 of the mobile terminal 103 is composed of a counter or numerically controlled oscillator driven by a
Further, the
また、前記複数の無線マーカ101a、101bあるいは移動端末103の同期発振手段13と、前記復調されもしくは再生された起点信号との間の同期確立誤差を低減し、高精度でかつ短時間に同期を確立させるために、前記移動端末103、前記複数の無線マーカ101a、101b、あるいはこれらの両方に同期確立誤差関数を付与し、前記同期確立誤差関数が前記同期確立誤差を限りなくゼロに近づける。 Further, the synchronization establishment error between the plurality of wireless markers 101a, 101b or the synchronous oscillation means 13 of the mobile terminal 103 and the demodulated or reproduced starting signal is reduced, and synchronization can be performed with high accuracy and in a short time. In order to establish, a synchronization establishment error function is given to the mobile terminal 103, the plurality of wireless markers 101a, 101b, or both, and the synchronization establishment error function brings the synchronization establishment error as close to zero as possible.
また、図6に示すように、前記複数の無線マーカ101a、101bあるいは移動端末103の同期検出手段14に前記同期確立誤差関数を付与するために、前記位相同期発振器23のクロック信号出力の位相をシフトさせるための複数組の移相手段51と、前記複数組の移相手段によって各々異なった位相にシフトされた複数組のクロック信号を選択して外部に出力するためのタイミング制御手段53とを設け、前記移相手段の移相量の合計を、前記クロック信号の一周期の間隔よりも大きく設定することによって、距離の算出精度を向上させる。 Further, as shown in FIG. 6, in order to give the synchronization establishment error function to the plurality of wireless markers 101a, 101b or the synchronization detecting means 14 of the mobile terminal 103, the phase of the clock signal output of the phase-locked oscillator 23 is changed. A plurality of sets of phase shifting means 51 for shifting, and a timing control means 53 for selecting and outputting a plurality of sets of clock signals shifted to different phases by the plurality of sets of phase shifting means, respectively. The distance calculation accuracy is improved by setting the total phase shift amount of the phase shift means to be larger than the interval of one cycle of the clock signal.
また、図7に示すように、前記複数の無線マーカ101a、101bあるいは移動端末103の同期発振手段13に前記同期確立誤差関数を付与するために、前記同期発振手段が複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器92a〜92nを有し、前記複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器が、前記再生された起点信号と各々異なった複数のタイミングで切替手段91によって切替えられて同期を確立し、前記複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器から出力される出力信号を異なった複数のタイミングで選択手段93によって選択し、前記選択された出力信号に同期しもしくは直交した単一もしくは複数の距離測定信号を生成して前記移動端末103あるいは複数の無線マーカ101a、101bに向けて発信し、前記移動端末あるいは複数の無線マーカの位置算出手段37において、前記複数のタイミングに対応して算出した距離の平均値を求めることによって、距離の算出精度を向上させる。 Further, as shown in FIG. 7, in order to give the synchronization establishment error function to the plurality of wireless markers 101a, 101b or the synchronization oscillation means 13 of the mobile terminal 103, the synchronization oscillation means includes a plurality of counters or a plurality of sets. The plurality of sets of counters or the plurality of sets of numerically controlled oscillators are switched by a switching means 91 at a plurality of timings different from the reproduced starting signal to establish synchronization. The output means output from the plurality of sets of counters or the plurality of sets of numerically controlled oscillators is selected by a selection means 93 at a plurality of different timings, and is synchronized with or orthogonal to the selected output signals. A distance measurement signal is generated and transmitted to the mobile terminal 103 or a plurality of wireless markers 101a and 101b. And, in the position calculating unit 37 of the mobile terminal or a plurality of wireless markers, by determining the average value of the distance calculated in correspondence with the plurality of timings, improving distance calculation accuracy.
また、前記複数の無線マーカ101a、101bあるいは移動端末103から発信され、あるいは前記複数の無線マーカあるいは移動端末によって受信される起点信号に前記同期確立誤差関数を付与するために、前記無線マーカの複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dを周期的に切替ながら、前記起点信号を発信しあるいは受信し、距離の算出精度を向上させる。 Further, in order to add the synchronization establishment error function to the origin signal transmitted from the plurality of wireless markers 101a, 101b or the mobile terminal 103 or received by the plurality of wireless markers or the mobile terminal, a plurality of the wireless markers are provided. The origin signal is transmitted or received while periodically switching the antenna or the plurality of transducers 21a to 21d, thereby improving the distance calculation accuracy.
また、前記移動端末103あるいは無線マーカ101a、101bの位相測定手段36が積和演算器を有し、前記測位信号および方向測定信号を、例えば8ビット以上のアナログデジタル変換器によってデジタル信号に変換した後に、Sinのルックアップテーブルとして0、1、0、−1、もしくは1、1、−1、−1、もしくはこれらの整数倍の繰り返しとし、Cosのルックアップテーブルとして1、0、−1、0、もしくは1、−1、−1、1、もしくはこれらの整数倍の繰り返しとして積和演算する。なお、積和演算を行う際の1との乗算は前記デジタル信号と同じ値であり、−1との乗算は前記デジタル信号の補数を求めることであり、0との剰算は0であり、前記積和演算器を単純化でき、しかも高速で、リアルタイムの演算が可能となる。 Further, the phase measuring means 36 of the mobile terminal 103 or the wireless markers 101a and 101b has a product-sum calculator, and the positioning signal and the direction measuring signal are converted into a digital signal by an analog / digital converter of 8 bits or more, for example. Later, 0, 1, 0, −1, or 1, 1, −1, −1 or an integer multiple of these as the Sin lookup table, and 1, 0, −1, as the Cos lookup table The product-sum operation is performed by repeating 0, 1, -1, -1, 1, or an integer multiple of these. Note that multiplication with 1 when performing a product-sum operation is the same value as the digital signal, multiplication with -1 is to obtain the complement of the digital signal, and division with 0 is 0. The product-sum calculator can be simplified, and high-speed, real-time calculation is possible.
また、位置演算の主要な部分である位相測定を前記積和演算器を用いて処理できるので、前記位置算出手段38に要求される処理内容はそれほど大きくなく、通常のマイクロプロセッサを用いて構成することができるメリットが得られる。
また、前記無線マーカの複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dが指向性を有し、前記指向性の方向を下方向もしくは斜め下方向もしくは水平方向に向けて、前記方向測定信号の0.5波長から2波長の間隔で配置する。
また、前記セルを更に複数のセクタに分け、前記セクタ毎に無線マーカを設置する。
Further, since phase measurement, which is a main part of position calculation, can be processed using the product-sum calculator, the processing content required for the position calculation means 38 is not so large, and is configured using a normal microprocessor. Benefits that can be obtained.
In addition, the plurality of antennas or the plurality of transducers 21a to 21d of the wireless marker have directivity, and the direction of the directivity is directed downward, obliquely downward, or horizontally, with the direction measurement signal 0. • Arrange at intervals of 5 to 2 wavelengths.
Further, the cell is further divided into a plurality of sectors, and a wireless marker is installed for each sector.
また、前記移動端末103の受信手段33、複数の無線マーカ101a、101bの受信手段18、あるいはこれらの両方が、伝搬経路の品質を検知する品質検知手段を有し、前記品質検知手段が、前記受信手段において受信した無線信号の電力あるいは信号対雑音比を測定した結果から回線品質を分析し、前記位相測定手段36で距離測定信号の位相あるいは方向測定信号の位相差を測定した結果から、距離測定精度あるいは方向測定精度を分析し、あるいはこれらの分析の両方を行い、前記距離測定処理、方向測定処理、あるいはこれらの両方の結果を補正しあるいは補完する。 Further, the receiving means 33 of the mobile terminal 103, the receiving means 18 of the plurality of wireless markers 101a and 101b, or both of them have a quality detecting means for detecting the quality of the propagation path, and the quality detecting means The channel quality is analyzed from the result of measuring the power or signal-to-noise ratio of the radio signal received by the receiving means, and the distance from the result of measuring the phase of the distance measuring signal or the phase difference of the direction measuring signal by the phase measuring means 36. The measurement accuracy or the direction measurement accuracy is analyzed, or both of these analyzes are performed, and the results of the distance measurement process, the direction measurement process, or both are corrected or supplemented.
また、前記移動端末の受信手段、無線マーカの受信手段、あるいはこれらの両方が、複数のアンテナ又は複数の送受波器を設けて周期的に切替え、前記品質検知手段において、前記複数のアンテナ又は複数の送受波器に対応して距離を測定しあるいは算出した結果の内、距離を比較的に短く算出したものを選択し、平均し、荷重平均を行い、あるいはこれらの組み合わせを行うことによって、前記距離測定結果あるいは距離算出結果を補正しあるいは補完する。
また、前記無線信号の周波数として、GPSに割当てられた周波数、あるいはその近傍の周波数を割当て、前記複数の無線マーカから発信される無線信号の占有率を20%以下とすることで、屋外と屋内でGPSをシームレスに接続する。
Further, the receiving means of the mobile terminal, the receiving means of the radio marker, or both of them are periodically switched by providing a plurality of antennas or a plurality of transducers, and the quality detecting means includes the plurality of antennas or the plurality of antennas. Of the results of measuring or calculating the distance corresponding to the transmitter / receiver of the above, by selecting the distance calculated relatively short, averaging, performing the load average, or a combination thereof, Correct or complement the distance measurement result or distance calculation result.
In addition, as a frequency of the radio signal, a frequency assigned to GPS or a frequency in the vicinity thereof is assigned, and the occupation ratio of the radio signal transmitted from the plurality of radio markers is set to 20% or less, so that the outdoor and indoor Connect the GPS seamlessly.
前記無線マーカが単一の場合に、距離の算出結果を距離(Lm)、方向の算出結果を方向(α(X)、α(Y))とすると、前記距離(Lm)と、方向(α(X)、α(Y))との測定結果から、次のように、移動端末の2次元もしくは3次元の位置を求めることができる。
(1)無線マーカの複数のアンテナ21a〜21dが下方を向いている場合
Xx=X0−L*Sin(α(X)) −−−−(1)
Yy=Y0−L*Sin(α(Y)) −−−−(2)
Zz=Z0−L*√(1−Sin^2(α(X))−Sin^2(α(Y))−−−−(3)
When the wireless marker is single, if the distance calculation result is distance (Lm) and the direction calculation result is direction (α (X), α (Y)), the distance (Lm) and direction (α From the measurement results (X) and α (Y)), the two-dimensional or three-dimensional position of the mobile terminal can be obtained as follows.
(1) When the plurality of antennas 21a to 21d of the wireless marker are directed downward Xx = X0−L * Sin (α (X)) −−−− (1)
Yy = Y0−L * Sin (α (Y)) −−−− (2)
Zz = Z0−L * √ (1−Sin ^ 2 (α (X)) − Sin ^ 2 (α (Y)) −−−− (3)
(2)無線マーカの複数のアンテナ21a〜21dがβ(Y)傾いている場合
Xx=X0−L*Sin(α(X)) −−−−(4)
Yy=Y0−L*Sin{(α(Y))+(β(Y))} −−−−(5)
Zz=Z0−L*√(1−Sin^2(α(X))−Sin^2(γ(Y))−−−−(6)
ただし、γ(Y)=α(Y)+β(Y) < 90°とする。
(2) When the plurality of antennas 21a to 21d of the wireless marker are inclined by β (Y) Xx = X0−L * Sin (α (X)) −−−− (4)
Yy = Y0−L * Sin {(α (Y)) + (β (Y))} −−−− (5)
Zz = Z0−L * √ (1−Sin ^ 2 (α (X)) − Sin ^ 2 (γ (Y)) −−−− (6)
However, γ (Y) = α (Y) + β (Y) <90 °.
ここで、前記距離測定信号が1MHzの場合、距離の測定レンジが150mとなり、前記距離測定信号の位相が最大360°となるので、位相差を検出することによって相対距離が高精度で測定できる。
また、前記位相差の測定精度が±0.5°程度が実現できるので、相対距離の測定誤差として±150m×(0.5/360°)=±21cm程度が実現できる。
なお、無線マーカが複数の場合には、移動端末103から発信される測位要求信号を含む無線信号を、前記複数の無線マーカ101a、101bが受信すると、前記距離測定信号と方向測定信号を含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dを周期的に切替えながら、前記移動端末103に向けて時分割で発信することで、前記移動端末103の位置を高精度で測位する。
Here, when the distance measurement signal is 1 MHz, the distance measurement range is 150 m and the phase of the distance measurement signal is 360 ° at the maximum, so that the relative distance can be measured with high accuracy by detecting the phase difference.
Further, since the measurement accuracy of the phase difference can be realized about ± 0.5 °, the measurement error of the relative distance can be realized about ± 150 m × (0.5 / 360 °) = ± 21 cm.
When there are a plurality of wireless markers, when the plurality of wireless markers 101a and 101b receive a wireless signal including a positioning request signal transmitted from the mobile terminal 103, the wireless including the distance measurement signal and the direction measurement signal. While periodically switching a plurality of antennas or a plurality of transducers 21a to 21d at a frequency, a time slot, or both pre-assigned to a radio marker arranged for each cell or each sector, By transmitting to the mobile terminal 103 in a time-sharing manner, the position of the mobile terminal 103 is measured with high accuracy.
また、無線マーカに2基のアンテナを設けて周期的に切替えることによって、1次元もしくは2次元の位置を測位することも可能である。
また、前記複数の無線マーカ101a、101bが、擬似衛星局(スードライト)であり、前記擬似衛星局から発信される無線信号が、時間率20%以下の短いバースト信号である場合、遠近問題が生じず、したがって、発信可能な電力を1mW程度まで高めることが可能である。
また、単一の無線マーカを利用しても、1次元〜3次元の何れかの次元の測位が可能なことから、従来の擬似衛星局4局を利用して双曲線航法により1次元〜3次元の何れかの次元の測位を行なう場合に比較して、マルチパスによる影響を軽減することができる。
It is also possible to measure a one-dimensional or two-dimensional position by providing two antennas on the wireless marker and periodically switching them.
Further, when the plurality of wireless markers 101a and 101b are pseudo satellite stations (suedolite) and the radio signal transmitted from the pseudo satellite station is a short burst signal with a time rate of 20% or less, a perspective problem occurs. Therefore, it is possible to increase the power that can be transmitted to about 1 mW.
In addition, even if a single wireless marker is used, positioning in any one of the first to third dimensions can be performed. Therefore, the first to third dimensions can be obtained by hyperbolic navigation using four conventional pseudo satellite stations. As compared with the case of positioning in any one of the dimensions, the influence of multipath can be reduced.
また、前記複数の無線マーカ101a、101bを離散的に配置する場合、少なくとも1局の発信手段が見通せれば1次元〜3次元の何れかの次元の測位が可能となることから、経済的なシステム設計が可能となる。
また、前記セルを更に複数のセクタに分け、前記セクタ毎に無線マーカを設置することで、高精度の測位システムを実現できる。
また、前記移動端末にも方向測定信号の0.5波長から2波長の間隔で複数の指向性アンテナを接続し、周期的に切替ながら距離の算出、方向の算出、あるいはこれらの両方を行なうことで、マルチパスによる影響を軽減することができる。
In addition, when the plurality of wireless markers 101a and 101b are discretely arranged, it is possible to perform positioning in any one of the dimensions from one to three if at least one transmitting means can be seen. System design is possible.
Further, a high-accuracy positioning system can be realized by further dividing the cell into a plurality of sectors and installing a wireless marker for each sector.
In addition, a plurality of directional antennas are connected to the mobile terminal at intervals of 0.5 to 2 wavelengths of the direction measurement signal, and distance calculation, direction calculation, or both are performed while periodically switching. Thus, the influence of multipath can be reduced.
(実施の形態2)
図1、図3は本発明の第2の形態によるセルラー式移動無線測位システムの構成図である。図1、図3に示す超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号である無線信号を用いるセルラー式移動無線測位システムにおいて、前記無線信号を移動しながら時分割で発信し受信するための移動端末103と、位置の基準となる複数の無線マーカ101a、101bとから構成され、
(Embodiment 2)
1 and 3 are configuration diagrams of a cellular mobile radio positioning system according to a second embodiment of the present invention. In a cellular mobile radio positioning system using radio signals which are ultrasonic signals, high frequency signals or optical signals shown in FIGS. 1 and 3, a mobile terminal 103 for transmitting and receiving the radio signals in a time-division manner while moving , Composed of a plurality of wireless markers 101a, 101b serving as a reference of the position,
前記複数の無線マーカ101a、101bが、少なくとも、アンテナ切替手段19と、受信手段18と、起点信号生成手段37と、発信手段17と、測定信号再生手段35と、位相測定手段36と、位置算出手段37とを有し、
前記アンテナ切替手段19が、複数の指向性アンテナ又は複数の指向性送受波器21a〜21dを周期的に切替え、かつ発信手段17又は受信手段18の何れかに時分割で切替え、前記受信手段18が、前記移動端末103から発信される測位起動要求信号を受信し、前記起点信号生成手段37が、前記測位起動要求信号に対応して、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、起点信号を含む測位要求信号とを生成し、
The plurality of wireless markers 101a and 101b include at least an antenna switching unit 19, a receiving unit 18, a starting point signal generating unit 37, a transmitting unit 17, a measurement signal reproducing unit 35, a phase measuring unit 36, and a position calculation. Means 37;
The antenna switching unit 19 periodically switches a plurality of directional antennas or a plurality of directional transducers 21a to 21d, and switches to either the transmission unit 17 or the reception unit 18 in a time division manner. Receives a positioning activation request signal transmitted from the mobile terminal 103, and the starting signal generation means 37 receives at least a system synchronization signal, an identification signal, and a starting signal corresponding to the positioning activation request signal. A positioning request signal including
前記発信手段17が、前記起点信号を含む無線信号を、前記移動端末103に向けて、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、バースト信号として発信し、前記受信手段18が、前記測位要求信号に応答して前記移動端末103から発信される無線信号を、各セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、指向性の方向が下方向もしくは斜め下方向に向けて前記方向測定信号の0.5波長から2波長の間隔で配置された、複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dを周期的に切替えながら、時分割で受信し、前記測定信号再生手段35が、前記受信手段18によって受信される無線信号から、距離測定信号と方向測定信号とを再生し、前記位相測定手段36が、前記再生された距離測定信号と方向測定信号との位相を測定し、前記位置算出手段38が、前記位相の測定結果から移動端末103の位置を測位し、 The transmitting means 17 sends a radio signal including the origin signal to the mobile terminal 103 at a frequency, time slot, or both pre-assigned to a radio marker arranged for each cell or sector. A frequency that is transmitted as a burst signal and the reception means 18 transmits a radio signal transmitted from the mobile terminal 103 in response to the positioning request signal to a radio marker arranged for each cell or sector. A plurality of antennas or a plurality of transmission / reception units arranged at intervals of 0.5 to 2 wavelengths of the direction measurement signal in the direction of directivity downward or diagonally downward in the time slot or both. The wave generators 21a to 21d are received in time division while being periodically switched, and the measurement signal reproducing means 35 is received by the receiving means 18. The distance measurement signal and the direction measurement signal are reproduced from the radio signal, the phase measurement means 36 measures the phase of the reproduced distance measurement signal and the direction measurement signal, and the position calculation means 38 comprises the phase Measure the position of the mobile terminal 103 from the measurement result of
前記移動端末103が、少なくとも、アンテナ切替手段32と、受信手段33と、起点信号再生手段16と、同期発振手段13と、測定信号生成手段15と、発信手段34とを有し、
前記アンテナ切替手段32が、アンテナ又は送受波器31を発信手段34又は受信手段33の何れかに時分割で切替え、前記発信手段34が、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、測位起動要求信号とを生成し、前記測位起動要求信号を含む無線信号を間欠発信し、前記受信手段33が、前記複数の無線マーカ101a、101bから、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、発信される無線信号を受信し、前記起点信号再生手段15が、前記受信手段33によって受信される無線信号から、前記測位要求信号に含まれる起点信号を再生し、
The mobile terminal 103 includes at least an
The
前記同期発振手段13が、前記再生された起点信号と高精度でかつ短時間に同期を確立して同期を保持し、前記測定信号生成手段15が、前記同期発振手段の出力と同期しあるいは直交する距離測定信号と、前記距離測定信号とは別に、方向を測定するための方向測定信号とを生成し、前記発信手段34が、前記距離測定信号と方向測定信号を含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、前記複数の無線マーカ101a、101bに向けて時分割で発信し、前記複数の無線マーカ101a、101bから発信される起点信号と、前記移動端末103から発信される距離測定信号と方向測定信号とが、単一もしくは同期しあるいは直交する複数の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組合せであり、 The synchronous oscillating means 13 establishes synchronization with the reproduced starting signal with high accuracy in a short time and maintains the synchronization, and the measurement signal generating means 15 is synchronized with or orthogonal to the output of the synchronous oscillating means. A distance measurement signal to be generated and a direction measurement signal for measuring a direction separately from the distance measurement signal are generated, and the transmitting unit 34 transmits a radio signal including the distance measurement signal and the direction measurement signal to each cell. Alternatively, the radio markers 101a and 101b are transmitted in a time-sharing manner to the radio markers 101a and 101b at a frequency, time slot, or both pre-assigned to radio markers arranged for each sector. The origin signal transmitted from the mobile terminal 103, and the distance measurement signal and the direction measurement signal transmitted from the mobile terminal 103 are a single or a plurality of synchronized or orthogonal, Transmitting signals, a subcarrier signal, the modulation signal, a spread spectrum code or a combination thereof,
前記移動端末103が、前記複数の無線マーカ101a、101bに向けて、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、測位起動要求信号とを含む無線信号をバースト信号として間欠発信し、前記複数の無線マーカ101a、101bが、前記移動端末103から発信された測位起動要求信号に対応し、前記移動端末に向けて、測位要求信号を含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、時分割で発信し、前記移動端末103が、前記複数の無線マーカ101a、101bから発信される測位要求信号に対応して、前記複数の無線マーカ101a、101bに向けて、少なくとも前記測位信号と方向測定信号とを含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、時分割で発信し、 The mobile terminal 103 intermittently transmits a radio signal including at least a system synchronization signal, an identification signal, and a positioning activation request signal as a burst signal toward the plurality of radio markers 101a and 101b, and the plurality of radio markers The markers 101a and 101b correspond to the positioning activation request signal transmitted from the mobile terminal 103, and a radio signal including the positioning request signal is sent to the radio marker arranged for each cell or each sector toward the mobile terminal. Transmitting in a time-sharing manner using a pre-assigned frequency, time slot, or both, and the mobile terminal 103 corresponds to the positioning request signals transmitted from the plurality of wireless markers 101a and 101b. A radio signal including at least the positioning signal and the direction measurement signal is sent to the radio markers 101a and 101b for each cell. Ku is pre-assigned frequency radio markers placed in each sector, time slot or in both of these, when sent in parts,
前記複数の無線マーカ101a、101bの内の少なくとも1つの無線マーカにおいて、前記測位信号の位相を測定して移動端末103からの距離を算出し、前記少なくとも1つの無線マーカの複数のアンテナ又は複数の送受波器21a〜21dに対応した方向測定信号の位相差を測定して移動端末103が位置する方向を算出し、前記距離の算出結果と、方向の算出結果とから、前記移動端末103の1次元〜3次元の何れかの次元の位置を高精度で測位する。
なお、前記のように移動端末103が歩行者によって携帯される場合、移動端末103から前記測位起動要求信号を含む無線信号を、0.5〜5秒の間隔で間欠的に発信することによって、移動端末103の電流消費を低く抑えることができる。
また、前記複数の無線マーカの内の特定の無線マーカをノードとして周辺の無線マーカとの間でアドホックネットワークを構成し、前記ノードを経由して外部の有線回線もしくは無線回線と接続し、少なくとも、前記移動端末の位置を測位するために必要な情報の交換を行なう。
In at least one of the plurality of wireless markers 101a and 101b, the phase of the positioning signal is measured to calculate the distance from the mobile terminal 103, and the plurality of antennas or the plurality of the at least one wireless marker are calculated. The direction in which the mobile terminal 103 is located is calculated by measuring the phase difference between the direction measurement signals corresponding to the transducers 21a to 21d, and one of the mobile terminals 103 is calculated from the distance calculation result and the direction calculation result. The position of any one of dimensions 3 to 3 is measured with high accuracy.
In addition, when the mobile terminal 103 is carried by a pedestrian as described above, a radio signal including the positioning activation request signal is intermittently transmitted from the mobile terminal 103 at intervals of 0.5 to 5 seconds. The current consumption of the mobile terminal 103 can be kept low.
Further, an ad hoc network is configured with a peripheral wireless marker as a specific wireless marker among the plurality of wireless markers, and connected to an external wired line or wireless line via the node, at least, Information necessary to determine the position of the mobile terminal is exchanged.
また、前記複数の無線マーカの内の特定の無線マーカ、あるいは前記複数の無線マーカとは別の無線マーカをノードとし、前記移動端末、複数の無線マーカ、あるいはこれらの両方から送信される無線信号を受信し、前記無線信号に含まれる起点信号を基準として、前記無線信号に含まれる距離測定信号の位相を測定し、双曲線航法によって、前記移動端末の位置を測位することができる。
また、前記複数の無線マーカの内の特定の無線マーカ、あるいは前記複数の無線マーカとは別の無線マーカをノードとし、前記移動端末、複数の無線マーカ、あるいはこれらの両方から送信される無線信号を受信し、前記無線信号に含まれる起点信号を基準として、前記無線信号に含まれる距離測定信号の位相を測定し、かつ前記無線信号に含まれる前記移動端末、複数の無線マーカ、あるいはこれらの両方が位置する方向を測定したデータを受信して、前記移動端末の位置を測位することができる。
Further, a wireless signal transmitted from the mobile terminal, the plurality of wireless markers, or both of them, using a specific wireless marker among the plurality of wireless markers or a wireless marker different from the plurality of wireless markers as a node. , The phase of the distance measurement signal included in the wireless signal is measured with reference to the starting signal included in the wireless signal, and the position of the mobile terminal can be determined by hyperbolic navigation.
Further, a wireless signal transmitted from the mobile terminal, the plurality of wireless markers, or both of them, using a specific wireless marker among the plurality of wireless markers or a wireless marker different from the plurality of wireless markers as a node. And measuring the phase of the distance measurement signal included in the wireless signal with reference to the origin signal included in the wireless signal, and the mobile terminal, a plurality of wireless markers included in the wireless signal, or these The data of the direction in which both are located can be received to determine the position of the mobile terminal.
図4は、本発明の無線信号の構成例を示す図である。図4において、61a〜61gはシステム同期信号、62a〜62gはMACレイヤ、63aは前記移動端末103から間欠発信される起点信号含む測位要求信号、63bは前記無線マーカ101aで受信される測位要求信号、63cは前記無線マーカ101aに割当てられたタイムスロットから発信される距離測定信号と方向測定信号、63dは移動端末103で受信される距離測定信号と方向測定信号、63eは前記無線マーカ101bで受信される測位要求信号、63fは前記無線マーカ101bに割当てられたタイムスロットから発信される距離測定信号と方向測定信号、63gは移動端末103で受信される距離測定信号と方向測定信号、64は前記移動端末の時間軸、65は前記無線マーカ101aの時間軸、66は前記無線マーカ101bの時間軸である。なお、太線で囲った信号は、送信される信号を示し、その他の信号は受信される信号を示す。 FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a radio signal according to the present invention. 4, 61a to 61g are system synchronization signals, 62a to 62g are MAC layers, 63a is a positioning request signal including an origin signal intermittently transmitted from the mobile terminal 103, and 63b is a positioning request signal received by the wireless marker 101a. 63c is a distance measurement signal and direction measurement signal transmitted from the time slot assigned to the wireless marker 101a, 63d is a distance measurement signal and direction measurement signal received by the mobile terminal 103, and 63e is received by the wireless marker 101b. 63f is a distance measurement signal and direction measurement signal transmitted from the time slot assigned to the wireless marker 101b, 63g is a distance measurement signal and direction measurement signal received by the mobile terminal 103, and 64 is the above-mentioned The time axis of the mobile terminal, 65 is the time axis of the wireless marker 101a, and 66 is the wireless marker. Is the time axis of the mosquito 101b. A signal surrounded by a thick line indicates a signal to be transmitted, and other signals indicate signals to be received.
前記システム同期信号61a〜62gは複数ビットのユニークワードであり、±100ナノ秒程度の精度で前記移動端末103と複数の無線マーカ101a、101bとの間の制御タイミングを合わせることができるが、この程度の精度で時間差を測って距離を求めると、距離の測定誤差が数十mと大きくなる問題点がある。
前記MACレイヤ62a〜62gは、少なくとも、識別番号、相手先番号、報知信号、もしくはこれらの組合せから構成され、前記システム同期信号61a〜61gとセットになって生成される。
The system synchronization signals 61a to 62g are multi-bit unique words, and the control timing between the mobile terminal 103 and the plurality of wireless markers 101a and 101b can be matched with an accuracy of about ± 100 nanoseconds. If the distance is obtained by measuring the time difference with a degree of accuracy, there is a problem that the distance measurement error increases to several tens of meters.
The MAC layers 62a to 62g include at least an identification number, a destination number, a notification signal, or a combination thereof, and are generated as a set with the system synchronization signals 61a to 61g.
前記測位要求信号に含まれる起点信号は、前記複数の無線マーカ101a、101bと、移動端末103との間で精密な同期を確立するための信号であり、単一もしくは同期しあるいは直交する複数の搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの何れかの組合せによる信号が用いられる。
一方、前記距離測定信号と方向測定信号は、正確な距離と方向の測定を行うための信号であり、単一もしくは同期しあるいは直交する複数の搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの何れかの組合せによる信号が用いられる。
The origin signal included in the positioning request signal is a signal for establishing precise synchronization between the plurality of wireless markers 101a and 101b and the mobile terminal 103, and is a single signal or a plurality of signals that are synchronized or orthogonal to each other. A carrier signal, a subcarrier signal, a modulation signal, a spread spectrum code, or a signal of any combination thereof is used.
On the other hand, the distance measurement signal and the direction measurement signal are signals for performing accurate distance and direction measurement, and a plurality of carrier signals, subcarrier signals, modulation signals, spread spectrum codes that are single, synchronized, or orthogonal to each other. , Or any combination of these is used.
また、前記無線マーカ101a、101bから発信されるMACレイヤ62c、62fの継続時間を各々0.5ms程度とし、前記無線マーカ101a、101bから発信される距離測定信号と方向測定信号63c、63fの継続時間を各々0.5ms程度とし、システム同期信号の継続時間を無視すると、前記無線マーカ101a、101bから発信される無線信号の継続時間は合計で1ms程度となるので、前記無線マーカが8台設置され、8タイムスロットが各々の無線マーカに割当てられると、前記8台の無線マーカの継続時間は合計で8msとなる。 Further, the duration of the MAC layers 62c and 62f transmitted from the wireless markers 101a and 101b is set to about 0.5 ms, respectively, and the distance measurement signal and the direction measurement signals 63c and 63f transmitted from the wireless markers 101a and 101b are continued. If each time is about 0.5 ms and the duration of the system synchronization signal is ignored, the duration of the radio signals transmitted from the radio markers 101a and 101b will be about 1 ms in total, so eight radio markers are installed. When 8 time slots are assigned to each wireless marker, the duration time of the 8 wireless markers is 8 ms in total.
また、前記無線マーカ101a、101bと移動端末103に搭載される基準発振器の周波数偏差を±0.5ppmとすると、8msの継続時間の間の周波数の変化は、起点信号の周波数を1MHzとすると、±0.5×(8/1000)Hzとなるので、同期発振器の同期保持誤差は、±360°×(4/1000)=±1.44°となり、距離の測定誤差は、±150m×(1.44°/360°)=±60cmとなる。
Further, if the frequency deviation of the reference oscillators mounted on the wireless markers 101a and 101b and the mobile terminal 103 is ± 0.5 ppm, the change in frequency during the duration of 8 ms is as follows. Since ± 0.5 × (8/1000) Hz, the synchronization holding error of the synchronous oscillator is ± 360 ° × (4/1000) = ± 1.44 °, and the distance measurement error is ± 150 m × ( 1.44 ° / 360 °) = ± 60 cm.
図5は、本発明のタイミングチャートである。図5において、71aは移動端末103から発信される起点信号、71bは無線マーカ101aによって再生される起点信号、71cは無線マーカ101bによって再生される起点信号、72aは前記無線マーカ101aに向けて起点信号が伝搬する伝搬経路、72bは前記無線マーカ101bに向けて起点信号が伝搬する伝搬経路、73aは前記無線マーカ101aよって再生された起点信号と同期して生成される距離測定信号、73bは前記無線マーカ101bよって再生された起点信号と同期して生成される距離測定信号、74aは無線マーカ101aから距離測定信号が伝搬する伝搬経路、74bは無線マーカ101bから距離測定信号が伝搬する伝搬経路、 FIG. 5 is a timing chart of the present invention. In FIG. 5, 71a is an origin signal transmitted from the mobile terminal 103, 71b is an origin signal reproduced by the wireless marker 101a, 71c is an origin signal reproduced by the wireless marker 101b, and 72a is an origin point toward the wireless marker 101a. A propagation path through which the signal propagates; 72b, a propagation path through which the origin signal propagates toward the wireless marker 101b; 73a, a distance measurement signal generated in synchronization with the origin signal reproduced by the wireless marker 101a; Distance measurement signal generated in synchronization with the origin signal reproduced by the wireless marker 101b, 74a is a propagation path through which the distance measurement signal is propagated from the wireless marker 101a, 74b is a propagation path through which the distance measurement signal is propagated from the wireless marker 101b,
75aは再生された無線マーカ101aからの距離測定信号、75bは再生された無線マーカ101bからの距離測定信号、76aは第1のタイムスロットまでの時間、76bは第2のタイムスロットまでの時間、77aは前記起点信号と無線マーカ101bから発信される距離測定信号との位相差、77bは前記起点信号と無線マーカ101aから発信される距離測定信号との位相差、81aは移動端末1の発信手段の時間軸、83a、83bは前移動端末103の受信手段の時間軸、81bは前記無線マーカ101aの受信手段の時間軸、82aは前記無線マーカ101aの発信手段の時間軸、81cは前記無線マーカ101aの受信手段の時間軸、82bは前記無線マーカ101bの発信手段の時間軸である。
75a is a distance measurement signal from the reproduced wireless marker 101a, 75b is a distance measurement signal from the reproduced wireless marker 101b, 76a is a time to the first time slot, 76b is a time to the second time slot, 77a is the phase difference between the origin signal and the distance measurement signal transmitted from the wireless marker 101b, 77b is the phase difference between the origin signal and the distance measurement signal transmitted from the wireless marker 101a, and 81a is the transmission means of the
前記移動端末103から発信される前記起点信号71aをASin(2πf1t)とすると、前記起点信号71aが、距離La(m)の伝搬経路72aを伝搬し、前記無線マーカ101aによって受信され、起点信号71bとして再生されると、BSin{2πf1t+2πLa(f1/C)}に位相が変化する。
前記再生された起点信号71bと、同期確立誤差がゼロで同期した距離測定信号73aを生成すると、生成された測位信号73aは、同じくBSin{2πf1t+2πLa(f1/C)}で表される。
Assuming that the starting signal 71a transmitted from the mobile terminal 103 is ASin (2πf1t), the starting signal 71a propagates through the propagation path 72a of the distance La (m), is received by the wireless marker 101a, and is the starting signal 71b. Is reproduced as BSin {2πf1t + 2πLa (f1 / C)}.
When the distance measurement signal 73a synchronized with the reproduced origin signal 71b and the synchronization establishment error is zero, the generated positioning signal 73a is similarly expressed by BSin {2πf1t + 2πLa (f1 / C)}.
前記時分割の間隔76a後に、前記生成された測位信号73aが、前記無線マーカ101aから発信され、再び、距離La(m)の伝搬経路74aを伝搬し、前記移動端末103で再生される距離測定信号75aは、CSin{2πf1t+4πLa(f1/C)}で表わされる。ここで、Cは光の速度とする。
そこで、前記移動端末103で生成された起点信号71aと同期しあるいは直交し、周波数が前記起点信号の整数倍のクロック信号を用い、前記再生された距離測定信号75aの位相を測定すると、前記移動端末103で生成された起点信号71aと前記移動端末103で再生された距離測定信号75aとの位相差77aが測定され、ΔΦ={4πLa(f1/C)}となることから、La={CΔΦ/4πf1}から、距離La(m)が算出できる。
After the time division interval 76a, the generated positioning signal 73a is transmitted from the wireless marker 101a, propagates again through the propagation path 74a of the distance La (m), and is reproduced by the mobile terminal 103. The signal 75a is represented by CSin {2πf1t + 4πLa (f1 / C)}. Here, C is the speed of light.
Therefore, when the phase of the reproduced distance measurement signal 75a is measured using a clock signal that is synchronized with or orthogonal to the origin signal 71a generated by the mobile terminal 103 and whose frequency is an integral multiple of the origin signal, the movement Since the phase difference 77a between the origin signal 71a generated at the terminal 103 and the distance measurement signal 75a reproduced at the mobile terminal 103 is measured and ΔΦ = {4πLa (f1 / C)}, La = {CΔΦ / 4πf1}, the distance La (m) can be calculated.
図6は、本発明の同期確立誤差関数生成手段の構成図である。図6において、11は基準発振器、12は位相同期発振器、27は誤差関数生成手段、51は移相手段、52a〜52nは移相手段51の切替タップ、53は切替制御手段、54、55、56は接続端子である。
前段の基準発振器11の出力信号を位相同期発振器12によって高い周波数に変換し、接続端子54を介して移相手段51に入力する。移相手段51は、複数段のシフトレジスタ、あるいは複数段の遅延素子、あるいは複数段の遅延回路などによって構成され、各段の信号出力は切替タップ52a〜52nによって引き出され、切替制御手段53によって順次切替えられ、高い周波数のクロック信号として接続端子56から外部(同期検出手段、同期発振手段など)に出力される。
FIG. 6 is a block diagram of the synchronization establishment error function generation means of the present invention. In FIG. 6, 11 is a reference oscillator, 12 is a phase-locked oscillator, 27 is an error function generating means, 51 is a phase shifting means, 52a to 52n are switching taps of the phase shifting means 51, 53 is a switching control means, 54, 55, Reference numeral 56 denotes a connection terminal.
The output signal of the
前記移相手段51の各段の移相量は極力小さいことが望ましく、かつ移相量の合計は、前記クロック信号の1周期以上であることが必要である。例えば、前記クロック信号の周波数が256MHzであるとすると、移相手段51の各段の移相量は4ナノ秒以下(例えば、0.4ナノ秒など)であり、かつ移相量の合計は4ナノ秒以上(例えば、6.4ナノ秒など)とする必要がある。 The amount of phase shift at each stage of the phase shift means 51 is desirably as small as possible, and the total of the phase shift amounts needs to be one period or more of the clock signal. For example, if the frequency of the clock signal is 256 MHz, the phase shift amount of each stage of the phase shift means 51 is 4 nanoseconds or less (for example, 0.4 nanosecond), and the total phase shift amount is It is necessary to set it to 4 nanoseconds or more (for example, 6.4 nanoseconds).
上記の移相手段51が無い場合には、同期発振手段13の同期確立精度は±2ナノ秒であり、起点信号の周波数を1MHzとすると、距離の測定精度は、測位レンジの150mに対して、±30cmが限界となるが、上記の移相手段51を設け、各段に割付けられた移相量を0.4ナノ秒とし、算出した距離の平均値を求めると、測位精度を±15cmに改善することができる。 In the absence of the phase shift means 51, the synchronization establishment accuracy of the synchronous oscillation means 13 is ± 2 nanoseconds. If the frequency of the origin signal is 1 MHz, the distance measurement accuracy is relative to 150 m of the positioning range. However, ± 30 cm is the limit, but when the above-mentioned phase shift means 51 is provided, the phase shift amount assigned to each stage is 0.4 nanoseconds, and the average value of the calculated distance is obtained, the positioning accuracy is ± 15 cm. Can be improved.
なお、前記移相手段51は前記同期発振手段13に対して同期確立誤差関数を付与することになり、複数段のタップ52a〜52nの各段ごとに生じる同期確立誤差の合計を同期確立誤差関数として表現すれば、同期確立誤差関数は多項式によって表現でき、しかも前記多項式は0もしくは一定値に収斂することになる。
The phase shifting means 51 gives a synchronization establishment error function to the synchronous oscillation means 13, and the sum of synchronization establishment errors generated in each stage of the plurality of stages of taps 52a to 52n is calculated as the synchronization establishment error function. In other words, the synchronization establishment error function can be expressed by a polynomial, and the polynomial converges to 0 or a constant value.
図7は、本発明の同期確立誤差関数生成手段の他の構成図である。図7において、91、93は切替スイッチ、92a〜92nは複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器、94〜96は接続端子である。
接続端子94に供給される前記起点信号の立上り点、立下り点、もしくはゼロ交差点のタイミングから検出されたセットあるいはリセット信号は、切替スイッチ91によって順次切替えられ、前記複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器92a〜92nを順次セットしあるいはリセットする。
FIG. 7 is another configuration diagram of the synchronization establishment error function generation means of the present invention. In FIG. 7, 91 and 93 are changeover switches, 92a to 92n are plural sets of counters or plural sets of numerically controlled oscillators, and 94 to 96 are connection terminals.
The set or reset signal detected from the rising point, falling point, or zero crossing timing of the starting signal supplied to the connection terminal 94 is sequentially switched by the changeover switch 91, and the plurality of sets of counters or the plurality of sets of The numerically controlled oscillators 92a to 92n are sequentially set or reset.
一方、接続端子96には位相同期発振器12(記載せず)からクロック信号が供給され、前記セットあるいはリセット信号によるセットあるいはリセットのタイミングに同期して、前記複数組のカウンタ92a〜92nによって、通常、低い周波数へカウントダウンされる。
前記複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器92a〜92nによって生成された出力信号は、切替スイッチ93により順次切替えられ、接続端子95を経由して、前記距離測定信号生成手段15に供給される。
On the other hand, the connection terminal 96 is supplied with a clock signal from a phase-locked oscillator 12 (not shown), and is synchronized with the set or reset timing by the reset signal by the plural sets of counters 92a to 92n. Count down to a lower frequency.
The output signals generated by the plurality of sets of counters or the plurality of sets of numerically controlled oscillators 92 a to 92 n are sequentially switched by the changeover switch 93 and supplied to the distance measurement signal generation means 15 via the connection terminal 95. .
ここで、前記位相同期発振器12から前記同期検出手段14に供給されるクロック信号の周波数もしくは位相と、前記再生した起点信号の周波数もしくは位相とは非相関とし、かつ/又は両者間の周波数もしくは位相の関係を前記起点信号を受信している時間内にランダムに変化させることができれば、前記複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器92a〜92nの同期確立誤差の間の相関係数を低く抑えられるので、前記距離測定信号の位相を測定して距離を算出した結果から平均値を求めることで、距離測定精度を改善できるメリットが得られる。
Here, the frequency or phase of the clock signal supplied from the phase-locked oscillator 12 to the
言い換えれば、前記複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器92a〜92nの各々に対応して、前記同期検出手段14によって検出されるセットあるいはリセット信号の検出タイミングを変化させ、前記位相同期発振器23から供給されるクロック信号の複数ビットの時間間隔内で、各々異なったタイミングでセットしあるいはリセットすることが出来きれば、全体として、同期確立誤差の平均値が0もしくは一定値に収斂することになり、前記複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器92a〜92nを設けることによって、前記同期検出手段14へ供給するクロック信号の周波数を比較的に低く抑えても、高精度の測位が可能となる。
In other words, the detection timing of the set or reset signal detected by the
なお、切替スイッチ91と93の切替タイミングは同一でなく、少なくとも、前記時分割の間隔で受発信を行うタイミングに合わせる必要がある。
また、前記複数組のカウンタを用いると、1組当たり8段程度以下のカウンタで済むことから、8組のカウンタを設けても、64段程度のカウンタで済むことから経済的な規模となる。
また、前記複数組のカウンタあるいは複数組の数値制御発振器92a〜92nの各組ごとに生じる同期確立誤差の合計を同期確立誤差関数として表現すれば、同期確立誤差関数は多項式によって表現でき、しかも前記多項式は0もしくは一定値に収斂することになる。
Note that the switching timings of the changeover switches 91 and 93 are not the same, and it is necessary to match at least the timing of performing transmission / reception at the time division interval.
Further, when the plurality of sets of counters are used, it is possible to use about 8 or less counters per set. Therefore, even if 8 sets of counters are provided, it is possible to use about 64 counters, which is an economical scale.
Further, if the total synchronization establishment error generated for each set of the plurality of sets of counters or the plurality of sets of numerically controlled oscillators 92a to 92n is expressed as a synchronization establishment error function, the synchronization establishment error function can be expressed by a polynomial. The polynomial will converge to 0 or a constant value.
一方、従来のように、アナログ式あるいはデジタル式の遅延手段を設けて折り返す場合には、例えば、時分割で受発信する場合の間隔が2ミリ秒であり、継続時間が1ミリ秒の場合、前記起点信号の周波数が1MHz程度であるとしても、特に、デジタル式の遅延手段の場合には、クロック信号の周波数を100MHz〜1000MHz以上に設定する必要があるので、大規模な遅延素子が必要となる。
ただし、前記の遅延手段の入力端子と出力端子の間に切替スイッチを設け、前記起点信号を読み込む場合には前記切替スイッチを切り離し、読み込み完了後にはリング状に接続し、読み出す場合には切り離すことで、少なくとも時分割で受発信する部分の間隔2ミリ秒分に必要な遅延時間を節約することができるメリットがある。
On the other hand, in the case of turning back with an analog or digital delay means as in the prior art, for example, when the transmission / reception in time division is 2 milliseconds and the duration is 1 millisecond, Even if the frequency of the starting signal is about 1 MHz, especially in the case of a digital delay means, it is necessary to set the frequency of the clock signal to 100 MHz to 1000 MHz or more, so a large delay element is required. Become.
However, a change-over switch is provided between the input terminal and output terminal of the delay means, and the change-over switch is disconnected when reading the origin signal, connected in a ring shape after reading, and disconnected when reading. Thus, there is an advantage that the delay time required for the interval of 2 milliseconds between the parts to be transmitted and received in time division can be saved.
以上の説明では無線信号として電波を用いる場合について述べたが、無線信号として超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を含むことができる。なお、超音波信号あるいは光信号の場合には、アンテナの代わりに送受波器を用い、また、光信号の場合には比較的に周波数が高い副搬送波信号あるいは高いチップレートの拡散符号を用いるものとする。
また、UWB(ウルトラワイドバンド)方式を採用することで、比較的に高い周波数の変調信号を用いることが可能となり、直径30m以下のピコセルを構成して、近距離で高精度の1次元〜3次元の内のいずれかの次元の位置測位が可能となる。
In the above description, the case where radio waves are used as radio signals has been described. However, ultrasonic signals, high-frequency signals, or optical signals can be included as radio signals. In the case of an ultrasonic signal or an optical signal, a transmitter / receiver is used instead of an antenna, and in the case of an optical signal, a relatively high frequency subcarrier signal or a high chip rate spreading code is used. And
In addition, by adopting the UWB (ultra-wide band) method, it is possible to use a modulation signal having a relatively high frequency, and a pico cell having a diameter of 30 m or less is formed, so that a one-dimensional to three-dimensionally high precision at a short distance. Positioning of any one of the dimensions can be performed.
また、前記移動端末の受信手段、無線マーカの受信手段、あるいはこれらの両方が、複数のアンテナ又は複数の送受波器を設けて周期的に切替え、前記品質検知手段において、前記複数のアンテナ又は複数の送受波器に対応して距離を測定しあるいは算出した結果の内、距離を比較的に短く算出したものを選択し、平均し、荷重平均を行い、あるいはこれらの組み合わせを行うことによって、前記距離測定結果あるいは距離算出結果を補正しあるいは補完することができる。
また、前記無線マーカが擬似衛星局であり擬似GPS信号を発信する場合、従来のGPSと同様なBPSK変調の他に任意の変調方式が用いられ、あるいはC/AコードあるいはPコード以外にも任意のコード化が可能である。
Further, the receiving means of the mobile terminal, the receiving means of the radio marker, or both of them are periodically switched by providing a plurality of antennas or a plurality of transducers, and the quality detecting means includes the plurality of antennas or the plurality of antennas. Of the results of measuring or calculating the distance corresponding to the transmitter / receiver of the above, by selecting the distance calculated relatively short, averaging, performing the load average, or a combination thereof, The distance measurement result or the distance calculation result can be corrected or supplemented.
Further, when the wireless marker is a pseudo satellite station and transmits a pseudo GPS signal, an arbitrary modulation method is used in addition to the BPSK modulation similar to the conventional GPS, or any other than the C / A code or the P code is used. Can be coded.
また、前記MACレイヤには、少なくとも前記発信手段の識別符号あるいは識別番号が含まれ、あるいは局情報が含まれ、あるいはテキスト情報が含まれ、あるいは時間率1%を越えない範囲で符号長を選択することができる。
また、前記無線マーカが単一のアンテナを有し、前記移動端末が複数のアンテナを搭載して周期的に切替えながら受信しあるいは発信することでも同様な効果が得られる。
また、前記セルを更に複数のセクタに分け、前記セクタ毎に無線マーカを設置することで、高精度の測位システムを実現できる。
In addition, the MAC layer includes at least the identification code or identification number of the transmission means, includes station information, includes text information, or selects a code length within a range not exceeding 1% of the time rate. can do.
Further, the same effect can be obtained when the wireless marker has a single antenna and the mobile terminal is equipped with a plurality of antennas and receives or transmits while periodically switching.
Further, a high-accuracy positioning system can be realized by further dividing the cell into a plurality of sectors and installing a wireless marker for each sector.
本発明は上記のように構成されているため、前記無線マーカを擬似衛星局として、屋内、屋外、あるいはこれらの両方に設置することで、屋外と屋内でGPSをシームレスにつなぐ高精度なセルラー式移動無線測位システムが経済的な方法で実現できる。
また、前記複数の無線マーカによってピコセルを構成して物流管理に応用すると、倉庫内の物品管理がどの場所のどの棚の何段目に収納しているが正確に記録できることになり、物流管理の効率化に役立だてることができる。
Since the present invention is configured as described above, by installing the wireless marker as a pseudo satellite station indoors, outdoors, or both, a high-accuracy cellular system that seamlessly connects GPS outdoors and indoors. A mobile radio positioning system can be realized in an economical way.
In addition, when a pico cell is configured by the plurality of wireless markers and applied to logistics management, the article management in the warehouse can be accurately recorded although it is stored in which shelf on which shelf and in what location. It can help to improve efficiency.
また、前記無線マーカが、屋外あるいは屋内を問わず離散的に配置され、前記移動端末が歩行者によって携帯されると、歩行者の自律移動支援システム、あるいは歩行者ナビゲーションシステム、あるいは火災時もしくは災害時の避難・誘導システム、あるいは児童の見守りシステムなどに活用することができる他、ロボットの自律移動にも応用できる。
また、前記無線マーカを保護者が携帯し、前記移動端末を児童が携帯することによって、迷子の探索システムに応用ができる。他に忘れ物探索システム、徘徊老人探索、その他にも応用できる。
また、本発明のセルラー式移動無線測位技術は基盤技術であり、他の多くの分野での活用が期待できる。
Further, when the wireless marker is discretely arranged regardless of outdoors or indoors, and the mobile terminal is carried by a pedestrian, a pedestrian autonomous movement support system, a pedestrian navigation system, a fire or a disaster It can be used for time evacuation / guidance systems or child watching systems, and it can also be applied to autonomous movement of robots.
Further, when the guardian carries the wireless marker and the child carries the mobile terminal, the present invention can be applied to a lost child search system. It can also be applied to forgotten things search system, old man search, etc.
Further, the cellular mobile radio positioning technology of the present invention is a basic technology and can be expected to be used in many other fields.
1 RTK測位システム
2 発信手段または擬似衛星局
3 固定基準局受信手段
4 移動基準局受信手段
5 ローバー受信手段
6 利用者処理ユニットまたは受信手段
7 データリンク
101a、101b セル毎もしくはセクタ毎に配置された複数の無線マーカ
21a〜21d アンテナ
103 移動端末
104a、104b 複数の無線マーカと移動端末との間の距離
105a、105b 複数の無線マーカから見た移動端末の方向
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記無線信号を移動しながら時分割で発信し受信するための移動端末と、セル毎に配置され位置の基準となる複数の無線マーカと
から構成され、
前記移動端末が、少なくとも、
アンテナ切替手段と、起点信号生成手段と、発信手段と、受信手段と、測定信号再生手段と、位相測定手段と、位置算出手段と
を有し、
前記アンテナ切替手段が、アンテナ又は送受波器を発信手段又は受信手段の何れかに時分割で切替え、
前記起点信号生成手段が、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、起点信号を含む測位要求信号とを生成し、
前記発信手段が、前記測位要求信号を含む無線信号を前記複数の無線マーカに向けてバースト信号として発信し、
前記受信手段が、前記複数の無線マーカから発信される無線信号を受信し、
前記測定信号再生手段が、前記受信手段によって受信される無線信号から、距離測定信号と方向測定信号とを再生し、
前記位相測定手段が、前記再生された距離測定信号と方向測定信号との位相を測定し、
前記位置算出手段が、前記位相の測定結果から自局の位置を測位し、
前記複数の無線マーカが、少なくとも、
アンテナ切替手段と、受信手段と、起点信号再生手段と、同期発振手段と、測定信号生成手段と、発信手段と
を有し、
前記アンテナ切替手段が、複数のアンテナ又は複数の送受波器を周期的に切替え、かつ発信手段又は受信手段の何れかに時分割で切替え、
前記受信手段が、前記移動端末から発信される測位要求信号を含む無線信号を受信し、
前記起点信号再生手段が、前記受信手段によって受信される無線信号から測位要求信号に含まれる起点信号を再生し、
前記同期発振手段が、前記再生された起点信号と高精度でかつ短時間に同期を確立して同期を保持し、
前記測定信号生成手段が、前記同期発振手段の出力と同期しあるいは直交する距離測定信号と、前記距離測定信号とは別に、方向を測定するための方向測定信号とを生成し、
前記発信手段が、前記距離測定信号と方向測定信号を含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、複数のアンテナ又は複数の送受波器を周期的に切替えながら、前記移動端末に向けて時分割で発信し、
前記移動端末から発信される起点信号と、前記複数の無線マーカから発信される距離測定信号と方向測定信号とが、単一もしくは同期しあるいは直交する複数の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組合せであり、
前記移動端末において、前記距離測定信号の位相を測定して少なくとも1つの無線マーカからの距離を算出し、前記少なくとも1つの無線マーカの複数のアンテナ又は複数の送受波器に対応した方向測定信号の位相差を測定して前記少なくとも1つの無線マーカが位置する方向を算出し、
前記距離の算出結果と、方向の算出結果とから、前記移動端末の1次元〜3次元の内の何れかの次元の位置を高精度で測位する
ことを特徴とするセルラー式移動無線測位システム。
In a cellular mobile radio positioning system using a radio signal which is an ultrasonic signal, a high frequency signal or an optical signal,
It is composed of a mobile terminal for transmitting and receiving in a time-division manner while moving the wireless signal, and a plurality of wireless markers that are arranged for each cell and serve as a reference for the position,
The mobile terminal is at least
An antenna switching means, an origin signal generating means, a transmitting means, a receiving means, a measurement signal reproducing means, a phase measuring means, and a position calculating means;
The antenna switching means switches the antenna or the transducer to either the transmitting means or the receiving means in a time division manner,
The starting point signal generating means generates at least a system synchronization signal, an identification signal, and a positioning request signal including the starting point signal;
The transmitting means transmits a wireless signal including the positioning request signal as a burst signal toward the plurality of wireless markers,
The receiving means receives radio signals transmitted from the plurality of radio markers;
The measurement signal reproduction means reproduces a distance measurement signal and a direction measurement signal from a radio signal received by the reception means,
The phase measurement means measures the phase of the reproduced distance measurement signal and the direction measurement signal;
The position calculating means measures the position of the own station from the measurement result of the phase,
The plurality of wireless markers are at least:
Antenna switching means, receiving means, origin signal reproducing means, synchronous oscillation means, measurement signal generating means, and transmitting means,
The antenna switching unit periodically switches a plurality of antennas or a plurality of transducers, and switches to either a transmission unit or a reception unit in a time division manner,
The receiving means receives a radio signal including a positioning request signal transmitted from the mobile terminal;
The origin signal reproduction means reproduces the origin signal included in the positioning request signal from the radio signal received by the reception means,
The synchronous oscillating means establishes synchronization in a short time with high accuracy with the reproduced starting signal, and holds the synchronization;
The measurement signal generation means generates a distance measurement signal that is synchronized with or orthogonal to the output of the synchronous oscillation means, and a direction measurement signal for measuring a direction separately from the distance measurement signal,
The transmitting means transmits a radio signal including the distance measurement signal and the direction measurement signal to a plurality of antennas at a frequency, a time slot, or both pre-assigned to a radio marker arranged for each cell or each sector. While periodically switching between a plurality of transducers, transmit to the mobile terminal in a time-sharing manner,
A plurality of carrier signals, subcarrier signals, and modulation signals in which the origin signal transmitted from the mobile terminal and the distance measurement signal and the direction measurement signal transmitted from the plurality of wireless markers are single or synchronized or orthogonal to each other. A spread spectrum code, or a combination of these,
In the mobile terminal, the phase of the distance measurement signal is measured to calculate the distance from at least one wireless marker, and the direction measurement signal corresponding to the plurality of antennas or the plurality of transducers of the at least one wireless marker is calculated. Measuring the phase difference to calculate the direction in which the at least one wireless marker is located;
A cellular mobile radio positioning system characterized in that the position of any one of the first to third dimensions of the mobile terminal is measured with high accuracy from the distance calculation result and the direction calculation result.
前記無線信号を移動しながら時分割で発信し受信するための移動端末と、セル毎に配置され位置の基準となる複数の無線マーカと
から構成され、
前記複数の無線マーカが、少なくとも、
アンテナ切替手段と、受信手段と、起点信号生成手段と、発信手段と、測定信号再生手段と、位相測定手段と、位置算出手段と
を有し、
前記アンテナ切替手段が、複数の指向性アンテナ又は複数の指向性送受波器を周期的に切替え、かつ発信手段又は受信手段の何れかに時分割で切替え、
前記受信手段が、前記移動端末から発信される測位起動要求信号を受信し、
前記起点信号生成手段が、前記測位起動要求信号に対応して、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、起点信号を含む測位要求信号とを生成し、
前記発信手段が、前記起点信号を含む無線信号を、前記移動端末に向けて、セル毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、バースト信号として発信し、
前記受信手段が、前記測位要求信号に応答して前記移動端末から発信される無線信号を、セル毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、複数のアンテナ又は複数の送受波器を周期的に切替えながら、時分割で受信し、
前記測定信号再生手段が、前記受信手段によって受信される無線信号から、距離測定信号と方向測定信号とを再生し、
前記位相測定手段が、前記再生された距離測定信号と方向測定信号との位相を測定し、
前記位置算出手段が、前記位相の測定結果から移動端末の位置を測位し、
前記移動端末が、少なくとも、
アンテナ切替手段と、受信手段と、測位起動要求信号生成手段と、起点信号再生手段と、同期発振手段と、測定信号生成手段と、発信手段と
を有し、
前記アンテナ切替手段が、アンテナ又は送受波器を発信手段又は受信手段の何れかに時分割で切替え、
前記測位起動要求信号生成手段が、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、測位起動要求信号とを生成し、
前記発信手段が、前記測位起動要求信号を含む無線信号を間欠発信し、
前記受信手段が、前記複数の無線マーカからセル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、発信される無線信号を受信し、
前記起点信号再生手段が、前記受信手段によって受信される無線信号から、測位要求信号に含まれる起点信号を再生し、
前記同期発振手段が、前記再生された起点信号と高精度でかつ短時間に同期を確立して同期を保持し、
前記測定信号生成手段が、前記同期発振手段の出力と同期しあるいは直交する距離測定信号と、前記距離測定信号とは別に、方向を測定するための方向測定信号とを生成し、
前記発信手段が、前記距離測定信号と方向測定信号を含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、前記複数の無線マーカに向けて時分割で発信し、
前記複数の無線マーカから発信される起点信号と、前記移動端末から発信される距離測定信号と方向測定信号とが、単一もしくは同期しあるいは直交する複数の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組合せであり、
前記移動端末が、前記複数の無線マーカに向けて、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、測位起動要求信号とを含む無線信号をバースト信号として間欠発信し、
前記複数の無線マーカが、前記移動端末から発信された測位起動要求信号に対応し、前記移動端末に向けて、測位要求信号を含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、時分割で発信し、
前記移動端末が、前記複数の無線マーカから発信される測位要求信号に対応して、前記複数の無線マーカに向けて、少なくとも前記測位信号と方向測定信号とを含む無線信号を、セル毎もしくはセクタ毎に配置された無線マーカに予め割当てられた周波数、タイムスロット、もしくはこれらの両方で、時分割で発信し、
前記複数の無線マーカにおいて、前記測位信号の位相を測定して移動端末からの距離を算出し、前記複数のアンテナ又は複数の送受波器に対応した方向測定信号の位相差を測定して移動端末が位置する方向を算出し、
前記距離の算出結果と、方向の算出結果とから、前記移動端末の1次元〜3次元の内の何れかの次元の位置を高精度で測位する
ことを特徴とするセルラー式移動無線測位システム。
In a cellular mobile radio positioning system using a radio signal which is an ultrasonic signal, a high frequency signal or an optical signal,
It is composed of a mobile terminal for transmitting and receiving in a time-division manner while moving the wireless signal, and a plurality of wireless markers that are arranged for each cell and serve as a reference for the position,
The plurality of wireless markers are at least:
An antenna switching means, a receiving means, an origin signal generating means, a transmitting means, a measurement signal reproducing means, a phase measuring means, and a position calculating means;
The antenna switching means periodically switches a plurality of directional antennas or a plurality of directional transducers, and switches to either a transmitting means or a receiving means in a time division manner,
The receiving means receives a positioning activation request signal transmitted from the mobile terminal;
In response to the positioning activation request signal, the starting point signal generating means generates at least a system synchronization signal, an identification signal, and a positioning request signal including a starting point signal,
The transmission means transmits a radio signal including the origin signal as a burst signal to the mobile terminal at a frequency, time slot, or both pre-assigned to a radio marker arranged for each cell. ,
The receiving means transmits a plurality of radio signals transmitted from the mobile terminal in response to the positioning request signal at a frequency, time slot, or both pre-assigned to a radio marker arranged for each cell. Receiving in time division while periodically switching the antenna or multiple transducers,
The measurement signal reproduction means reproduces a distance measurement signal and a direction measurement signal from a radio signal received by the reception means,
The phase measurement means measures the phase of the reproduced distance measurement signal and the direction measurement signal;
The position calculating means measures the position of the mobile terminal from the measurement result of the phase,
The mobile terminal is at least
Antenna switching means, receiving means, positioning activation request signal generating means, origin signal reproducing means, synchronous oscillation means, measurement signal generating means, and transmitting means,
The antenna switching means switches the antenna or the transducer to either the transmitting means or the receiving means in a time division manner,
The positioning activation request signal generating means generates at least a system synchronization signal, an identification signal, and a positioning activation request signal,
The transmission means intermittently transmits a radio signal including the positioning start request signal,
The receiving means receives a radio signal transmitted from the plurality of radio markers at a frequency, a time slot, or both pre-assigned to radio markers arranged for each cell or sector,
The origin signal reproduction means reproduces the origin signal included in the positioning request signal from the radio signal received by the reception means,
The synchronous oscillating means establishes synchronization in a short time with high accuracy with the reproduced starting signal, and holds the synchronization;
The measurement signal generation means generates a distance measurement signal that is synchronized with or orthogonal to the output of the synchronous oscillation means, and a direction measurement signal for measuring a direction separately from the distance measurement signal,
The transmitting means transmits the radio signals including the distance measurement signal and the direction measurement signal at a frequency, a time slot, or both pre-assigned to a radio marker arranged for each cell or each sector. Send to the marker in time division,
A plurality of carrier signals, subcarrier signals, and modulation signals in which the origin signal transmitted from the plurality of wireless markers and the distance measurement signal and the direction measurement signal transmitted from the mobile terminal are single or synchronized or orthogonal to each other. A spread spectrum code, or a combination of these,
The mobile terminal intermittently transmits a radio signal including at least a system synchronization signal, an identification signal, and a positioning activation request signal as a burst signal toward the plurality of radio markers,
The plurality of wireless markers correspond to the positioning activation request signal transmitted from the mobile terminal, and the wireless signal including the positioning request signal is directed to the mobile terminal as a wireless marker arranged for each cell or sector. Transmit in time division on pre-assigned frequencies, time slots, or both,
In response to the positioning request signal transmitted from the plurality of wireless markers, the mobile terminal transmits a radio signal including at least the positioning signal and the direction measurement signal toward the plurality of wireless markers, for each cell or sector. Transmit in a time-sharing manner at the frequency, time slot, or both pre-assigned to the radio marker placed every time,
In the plurality of wireless markers, the phase of the positioning signal is measured to calculate the distance from the mobile terminal, and the phase difference of the direction measurement signals corresponding to the plurality of antennas or the plurality of transducers is measured to determine the mobile terminal. Calculate the direction in which
A cellular mobile radio positioning system characterized in that the position of any one of the first to third dimensions of the mobile terminal is measured with high accuracy from the distance calculation result and the direction calculation result.
In the origin signal reproducing means or measurement signal reproducing means, when the origin signal or measurement signal to be reproduced is a carrier signal or subcarrier signal of a radio signal, it is passed through a band-pass filter with little group delay distortion, or wirelessly When the signal is a modulated signal, the signal is demodulated by an analog demodulator with a small delay error or a digital demodulator with a small delay error using a high-frequency clock signal, and then reproduced through the band-pass filter. The cellular mobile radio positioning system according to claim 1 or 2.
The plurality of wireless markers or the synchronous oscillating means of the mobile terminal is constituted by a counter or numerically controlled oscillator driven by a reference oscillator or a phase synchronous oscillator, and received by the receiver and demodulated by a signal reproducing means. Alternatively, the timing of the rising point, the falling point, or the zero crossing point of the reproduced starting signal is detected by using a clock signal having a frequency of at least 16 MHz by the synchronization detecting means, and at the timing detected by the synchronization detecting means, 3. The synchronous oscillation unit according to claim 1, wherein the synchronous oscillation means can establish synchronization with a starting point signal in a short time and can maintain synchronization by setting or resetting a counter or a numerically controlled oscillator. Cellular mobile radio positioning system
In order to reduce synchronization establishment error between the plurality of wireless markers or synchronous oscillation means of the mobile terminal and the demodulated or reproduced starting signal, and to establish synchronization in a short time with high accuracy The synchronization establishment error function is given to the terminal, the plurality of wireless markers, or both of them, and the synchronization establishment error function has a characteristic of bringing the synchronization establishment error as close to zero as possible. Alternatively, the cellular mobile radio positioning system according to item 2.
A plurality of sets of phase shifting means for shifting the phase of the clock signal output of the phase-locked oscillator to provide the synchronization establishment error function to the plurality of wireless markers or synchronization detection means of the mobile terminal; Timing control means for selecting and outputting to the outside a plurality of sets of clock signals each shifted to a different phase by the phase shift means, the total amount of phase shift of the phase shift means is the clock signal 6. The cellular mobile radio positioning system according to claim 5, wherein the distance calculation accuracy is improved by setting the interval larger than the interval of one cycle.
In order to give the synchronization establishment error function to the plurality of wireless markers or the synchronization oscillation means of the mobile terminal, the synchronization oscillation means has a plurality of sets of counters or a plurality of sets of numerically controlled oscillators, A plurality of sets of numerically controlled oscillators are switched by switching means at a plurality of timings respectively different from the reproduced starting signal to establish synchronization, and output from the plurality of sets of counters or the plurality of sets of numerically controlled oscillators A signal is selected by a selection means at a plurality of different timings, and a single or a plurality of distance measurement signals synchronized with or orthogonal to the selected output signal are generated and transmitted to the mobile terminal or a plurality of wireless markers In the signal processing means of the mobile terminal or the plurality of wireless markers, the calculation is performed corresponding to the plurality of timings. Cellular mobile radio positioning system according to claim 5, wherein by determining the average value of the distance, characterized in that to improve the distance calculation accuracy of the.
In order to add the synchronization establishment error function to the origin signal transmitted from the plurality of wireless markers or mobile terminals or received by the plurality of wireless markers or mobile terminals, a plurality of antennas or a plurality of transmission / receptions of the wireless markers are provided. 6. The cellular mobile radio positioning system according to claim 5, wherein the origin signal is transmitted or received while periodically changing the waver to improve the calculation accuracy of the distance.
The phase measuring means of the mobile terminal or the plurality of wireless markers has a product-sum operation unit, and 0, 1, 0, -1 or 1, 1, -1, as a Sin lookup table of the product-sum operation unit −1, or an integer multiple of these, and the Cos lookup table is 1, 0, −1, 0, or 1, −1, −1, 1, or an integer multiple of these multiply-accumulate operations . Note that multiplication with 1 when performing a product-sum operation is the same value as the digital signal, multiplication with -1 is to obtain the complement of the digital signal, and division with 0 is 0. The cellular mobile radio positioning system according to claim 1 or 2, wherein the sum-of-products calculator can be simplified, and real-time calculation can be performed at high speed.
A plurality of antennas or a plurality of transducers of the wireless marker have directivity, and the direction of the directivity is directed downward, diagonally downward, or horizontally, from 0.5 wavelength to 2 of the direction measurement signal. The cellular mobile radio positioning system according to claim 1 or 2, wherein the cellular mobile radio positioning system is arranged at intervals of wavelengths.
The cellular mobile radio positioning system according to claim 1 or 2, wherein the cell is further divided into a plurality of sectors, and a radio marker is installed for each sector.
The receiving means of the mobile terminal, the receiving means of the wireless marker, or both of them have a quality detecting means for detecting the quality of the propagation path, and the quality detecting means is the power of the radio signal received by the receiving means or Analyzing the line quality from the result of measuring the signal-to-noise ratio, and analyzing the distance measurement accuracy or the direction measurement accuracy from the result of measuring the phase difference of the distance measurement signal or the phase measurement signal by the phase measuring means, or these The cellular measurement according to any one of claims 1 to 11, wherein both of the analysis are performed, and the results of the distance measurement process, the direction measurement process, or both of them are corrected or supplemented. Mobile radio positioning system.
The receiving means of the mobile terminal, the receiving means of the wireless marker, or both of them are periodically switched by providing a plurality of antennas or a plurality of transducers, and the quality detecting means includes the plurality of antennas or the plurality of transmitting / receiving units. The distance measurement is performed by selecting, averaging, performing load averaging, or performing a combination of the distance measurement corresponding to the corrugator and selecting the result of the distance calculation that is relatively short. The cellular mobile radio positioning system according to claim 1 or 2, wherein the result or the distance calculation result is corrected or complemented.
A specific wireless marker of the plurality of wireless markers or a wireless marker different from the plurality of wireless markers is used as a node, an ad hoc network is configured with the plurality of wireless markers, and the 3. The cellular movement according to claim 1, wherein the cellular movement is connected to an external wired line or a wireless line, and at least information necessary for positioning the position of the mobile terminal is exchanged. Wireless positioning system.
A wireless signal transmitted from the mobile terminal, the plurality of wireless markers, or both is received using a specific wireless marker of the plurality of wireless markers or a wireless marker different from the plurality of wireless markers as a node. And measuring a position of the mobile terminal by hyperbolic navigation by measuring a phase of a distance measurement signal included in the radio signal with reference to a starting signal included in the radio signal. Item 2. A cellular mobile radio positioning system according to item 2.
A wireless signal transmitted from the mobile terminal, the plurality of wireless markers, or both is received using a specific wireless marker of the plurality of wireless markers or a wireless marker different from the plurality of wireless markers as a node. The phase of the distance measurement signal included in the wireless signal is measured with reference to the origin signal included in the wireless signal, and the mobile terminal, the plurality of wireless markers, or both included in the wireless signal are The cellular mobile radio positioning system according to claim 1 or 2, wherein the cellular mobile radio positioning system is configured to receive data obtained by measuring a direction in which the mobile terminal is located and to position the mobile terminal.
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101231799B1 (en) | 2011-12-02 | 2013-02-08 | 충남대학교산학협력단 | System for calculating self position information |
JP2013195215A (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Height orientation system and height orientation method |
KR101374350B1 (en) | 2012-12-04 | 2014-03-19 | 한국철도기술연구원 | Apparatus for detecting position of train |
JP2017044501A (en) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 国立大学法人岩手大学 | Beacon device, and direction estimation method and position estimation method using same beacon device |
JP2017216567A (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 国立大学法人岩手大学 | Beacon device, direction estimation method using beacon device, position estimation method and communication terminal unit |
US10091757B2 (en) | 2017-02-21 | 2018-10-02 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Base-station control apparatus and position estimation method |
JP2019135472A (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-15 | 株式会社Ihi | Velocity measurement system and velocity measurement method |
JP2020501164A (en) * | 2016-09-20 | 2020-01-16 | ディーヨーク ロケイション テクノロジーズ リミテッド | Identification of departure angle of multi-antenna transmitter |
WO2021171997A1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Antenna device |
CN116321419A (en) * | 2023-03-08 | 2023-06-23 | 无锡真源科技有限公司 | Multi-dimensional space fusion positioning method and device and electronic equipment |
CN117741568A (en) * | 2024-02-20 | 2024-03-22 | 沈阳格熙科技有限公司 | Positioning system suitable for intelligent robot |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10322752A (en) * | 1997-03-14 | 1998-12-04 | N T T Ido Tsushinmo Kk | Mobile station position estimating method in cellular mobile communication, base station device and mobile station device |
JP2004170114A (en) * | 2002-11-18 | 2004-06-17 | Rcs:Kk | Position detection program |
JP2005181255A (en) * | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Hitachi Ltd | Positioning system, positioning method, and positioning server |
JP2006352810A (en) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Kyushu Univ | Radio control chip set with positioning function, radio communication card with positioning function, radio terminal, and position measuring network system |
JP2007212424A (en) * | 2006-01-10 | 2007-08-23 | Rcs:Kk | Position detecting device and position detection program |
JP2008199589A (en) * | 2007-01-17 | 2008-08-28 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Position orientation system |
JP2008267973A (en) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Ntt Docomo Inc | Positioning system, mobile communication terminal, positioning method, positioning server, positioning ic chip and positioning program |
JP2009210407A (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Mitsubishi Electric Corp | Positioning apparatus and position estimation method |
JP2009282009A (en) * | 2008-04-25 | 2009-12-03 | Rcs:Kk | Three-dimensional positioning system |
-
2010
- 2010-01-21 JP JP2010011213A patent/JP2011149808A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10322752A (en) * | 1997-03-14 | 1998-12-04 | N T T Ido Tsushinmo Kk | Mobile station position estimating method in cellular mobile communication, base station device and mobile station device |
JP2004170114A (en) * | 2002-11-18 | 2004-06-17 | Rcs:Kk | Position detection program |
JP2005181255A (en) * | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Hitachi Ltd | Positioning system, positioning method, and positioning server |
JP2006352810A (en) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Kyushu Univ | Radio control chip set with positioning function, radio communication card with positioning function, radio terminal, and position measuring network system |
JP2007212424A (en) * | 2006-01-10 | 2007-08-23 | Rcs:Kk | Position detecting device and position detection program |
JP2008199589A (en) * | 2007-01-17 | 2008-08-28 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Position orientation system |
JP2008267973A (en) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Ntt Docomo Inc | Positioning system, mobile communication terminal, positioning method, positioning server, positioning ic chip and positioning program |
JP2009210407A (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Mitsubishi Electric Corp | Positioning apparatus and position estimation method |
JP2009282009A (en) * | 2008-04-25 | 2009-12-03 | Rcs:Kk | Three-dimensional positioning system |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101231799B1 (en) | 2011-12-02 | 2013-02-08 | 충남대학교산학협력단 | System for calculating self position information |
JP2013195215A (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Height orientation system and height orientation method |
KR101374350B1 (en) | 2012-12-04 | 2014-03-19 | 한국철도기술연구원 | Apparatus for detecting position of train |
JP2017044501A (en) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 国立大学法人岩手大学 | Beacon device, and direction estimation method and position estimation method using same beacon device |
JP2017216567A (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 国立大学法人岩手大学 | Beacon device, direction estimation method using beacon device, position estimation method and communication terminal unit |
JP7008968B2 (en) | 2016-09-20 | 2022-01-25 | ディーヨーク ロケイション テクノロジーズ リミテッド | Identification of the departure angle of the multi-antenna transmitter |
JP2020501164A (en) * | 2016-09-20 | 2020-01-16 | ディーヨーク ロケイション テクノロジーズ リミテッド | Identification of departure angle of multi-antenna transmitter |
US10091757B2 (en) | 2017-02-21 | 2018-10-02 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Base-station control apparatus and position estimation method |
JP2019135472A (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-15 | 株式会社Ihi | Velocity measurement system and velocity measurement method |
JP7275472B2 (en) | 2018-02-05 | 2023-05-18 | 株式会社Ihi | Velocity measurement system |
WO2021171997A1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Antenna device |
CN116321419A (en) * | 2023-03-08 | 2023-06-23 | 无锡真源科技有限公司 | Multi-dimensional space fusion positioning method and device and electronic equipment |
CN116321419B (en) * | 2023-03-08 | 2023-10-20 | 无锡真源科技有限公司 | Multi-dimensional space fusion positioning method and device and electronic equipment |
CN117741568A (en) * | 2024-02-20 | 2024-03-22 | 沈阳格熙科技有限公司 | Positioning system suitable for intelligent robot |
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