(57)【要約】【課題】電波の伝搬環境が推定結果に及ぼす影響を低減できる、改善された位置推定装置および位置推定システムを提供する。【解決手段】位置推定装置は、複数の無線通信装置の間の無線電波の受信状態を示す第１の情報と、複数の無線通信装置の設置位置を示す第２の情報と、に基づいて、複数の無線通信装置の台数よりも少ない台数の第１の無線通信装置群を選択する選択回路と、第１の無線通信装置群に属する無線通信装置と無線端末との間の無線電波の受信状態を示す第３の情報と、第２の情報と、に基づいて、無線端末の位置を推定する推定回路と、を備える。【選択図】図２
2020148536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線通信装置の間の無線電波の受信状態を示す第１の情報と、前記複数の無線通信装置の設置位置を示す第２の情報と、に基づいて、前記複数の無線通信装置の台数よりも少ない台数の第１の無線通信装置群を選択する選択回路と、
前記第１の無線通信装置群に属する前記無線通信装置と無線端末との間の無線電波の受信状態を示す第３の情報と、前記第２の情報と、に基づいて、前記無線端末の位置を推定する推定回路と、
を備える、位置推定装置。
【請求項２】
前記選択回路は、
前記第１の情報と前記第２の情報とに基づいて、前記複数の無線通信装置に優先順位を付与し、
前記優先順位に基づいて、前記第１の無線通信装置群を選択する、
請求項１に記載の位置推定装置。
【請求項３】
前記選択回路は、
前記第１の情報と前記第２の情報とに基づいて、前記設置位置に対する前記第１の情報の理論値を算出し、
前記論理値に対する前記第１の情報のずれに基づいて、前記複数の無線通信装置に前記優先順位を付与する、
請求項２に記載の位置推定装置。
【請求項４】
前記優先順位は、それぞれが１台の前記無線通信装置を含む複数のエリアの各エリアについて、前記各エリアに含まれる前記無線通信装置と前記各エリアに含まれない前記無線通信装置との間の前記第１の情報に基づいて付与される、
請求項２または３に記載の位置推定装置。
【請求項５】
前記選択回路は、
前記複数のエリアの各エリアにおいて、前記各エリアについて付与された前記優先順位に基づいて、前記複数の無線通信装置の台数よりも少ない台数の前記無線通信装置からなる第２の無線通信装置群を選択し、かつ、
前記第２の無線通信装置群に属する前記無線通信装置と前記無線端末との間の受信状態を示す第４の情報と、に基づいて、前記無線端末が前記エリアに属するか否かを判断し、前記無線端末が属すると判断された前記エリアに付与された前記優先順位に基づいて、前記第１の無線通信装置群を選択する、
請求項４に記載の位置推定装置。
【請求項６】
前記選択回路は、複数の前記第１の前記無線通信装置群を選択し、
前記推定回路は、それぞれが１つの前記第１の無線通信装置群に対応する、前記無線端末の複数の位置を推定し、
前記複数の位置の分散値が閾値を超えない場合、前記複数の位置に基づいて、前記無線端末の位置を推定する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の位置推定装置。
【請求項７】
前記推定回路は、
前記第１の情報および前記第２の情報に基づいて、前記複数の無線通信装置の各無線通信装置について複数の位置を推定し、
前記複数の位置に基づいて、前記各無線通信装置の位置を推定し、前記設置位置とのずれの大きさが所定の精度に最も近い前記複数の位置の分散値を前記閾値に設定する、
請求項６に記載の位置推定装置。
【請求項８】
前記推定回路は、
前記第１の情報および前記第２の情報に基づいて、前記複数の無線通信装置の各無線通信装置について複数の位置を推定し、
前記複数の位置に基づいて、前記各無線通信装置の位置を推定し、前記設置位置とのずれの大きさを算出し、
前記ずれの大きさが所定の精度に最も近い前記複数の位置の分散値を前記閾値に設定する、
請求項６に記載の位置推定装置。
【請求項９】
前記第１の情報は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）である、請求項１から８のいずれか一項に記載の位置推定装置。
【請求項１０】
前記第１の情報は、前記無線電波の到来方向を示す量である、請求項１から８のいずれか一項に記載の位置推定装置。
【請求項１１】
前記第１の情報は、前記無線電波の到来時間を示す量である、請求項１から８のいずれか一項に記載の位置推定装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の位置推定装置と、
複数の無線通信装置と、
前記位置推定装置と前記複数の無線通信装置との間の通信を中継するアクセスポイントと、
を備える、位置推定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、位置推定装置および位置推定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスや商業施設等で、人や物の所在管理を行うための屋内位置推定の需要があり、様々な位置推定システムが提案されている。
【０００３】
特許文献１には、少なくとも３つの既知の位置に設置されたアンカーの無線信号を子機が受信可能な場合に、無線信号のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）が高いものを第１のアンカーとし、第１のアンカーにおけるＲＳＳＩが高い順に第２のアンカーおよび第３のアンカーを選択し、第１のアンカー、第２のアンカー、および第３のアンカーを利用して子機の位置推定を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２００４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の非限定的な実施例は、電波の伝搬環境が推定結果に及ぼす影響を低減できる、改善された位置推定装置および位置推定システムの提供に資する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る位置推定装置は、複数の無線通信装置の間の無線電波の受信状態を示す第１の情報と、前記複数の無線通信装置の設置位置を示す第２の情報と、に基づいて、前記複数の無線通信装置の台数よりも少ない台数の第１の無線通信装置群を選択する選択回路と、前記第１の無線通信装置群に属する前記無線通信装置と無線端末との間の無線電波の受信状態を示す第３の情報と、前記第２の情報と、に基づいて、前記無線端末の位置を推定する推定回路と、を備える構成を採る。
【０００７】
本開示に係る位置推定システムは、本開示に係る位置推定装置と、複数の無線通信装置と、前記位置推定装置と前記複数の無線通信装置との間の通信を中継するアクセスポイントと、を備える構成を採る。
【０００８】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュ−タプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュ−タプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の非限定的な実施例によれば、電波の伝搬環境が推定結果に及ぼす影響を低減できる、改善された位置推定装置および位置推定システムを提供できる。
【００１０】
本開示の非限定的な実施例における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る位置推定システムの構成の一例を示す図
【図２】実施の形態１に係る位置推定装置の構成の一例を示す図
【図３】実施の形態１に係るアクセスポイント（ＡＰ）の構成の一例を示す図
【図４】実施の形態１に係るアンカーの構成の一例を示す図
【図５】実施の形態１に係る子機の構成の一例を示す図
【図６】実施の形態１における位置推定装置の処理フローの一例を示すフローチャ−ト
【図７】実施の形態１に係るキャリブレーションにおける処理フローの一例を示すフローチャ−ト
【図８】近似曲線の算出の一例を説明する図
【図９】ＲＳＳＩ−距離変換テーブルの一例を示す図
【図１０】優先順位リストの一例を示す図
【図１１】実施の形態１に係る収束判断の閾値算出における処理フローの一例を示すフローチャート
【図１２Ａ】実施の形態１に係る閾値リストの一例である閾値リストを示す図
【図１２Ｂ】実施の形態１に係る閾値リストの一例である閾値リストを示す図
【図１３】実施の形態１に係るエリア判定における処理フローの一例を示すフローチャ−ト
【図１４】実施の形態１に係る基準局選択における処理フローの一例を示すフローチャート
【図１５Ａ】実施の形態１に係る基準局選択における位置推定結果候補の一例を示す図
【図１５Ｂ】実施の形態１に係る基準局選択における位置推定結果候補の他の一例を示す図
【図１５Ｃ】実施の形態１に係る基準局選択における位置推定結果候補の他の一例を示す図
【図１６】実施の形態１に係る子機位置推定における処理フローの一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
特許文献１に開示の方法は、ＲＳＳＩがより高いアンカーが子機または他のアンカーのより近傍に位置することと、子機のより近傍のアンカーを用いた位置推定の精度がより高いことと、を前提としている。しかしながら、実際には、ＲＳＳＩは電波の伝搬環境に依存するため、近傍のアンカーのＲＳＳＩが高くない場合がある。したがって、ＲＳＳＩが高いアンカーと位置推定の精度が高いアンカーとは、必ずしも一致しない。このように、特許文献１に開示の方法においては、ＲＳＳＩが高いアンカーを用いても、高精度な位置推定結果を得ることが困難なことがある。
【００１３】
これに対して、本開示は、多数のアンカーの中からより精度の高い位置推定が期待できるアンカーを選択することで、より精度の高い位置推定を提供する。
【００１４】
例えば、本開示の非限定的な実施例において、各アンカーによる他アンカーとのＲＳＳＩ−距離変換特性に応じて、エリアごとにより精度の高い位置推定が期待できるアンカーを予め優先順位付けしておく。そして、子機の位置推定時に優先順位上位アンカーから順に位置推定に用い、位置推定結果が収束するアンカー組を探索することで、より精度の高い位置推定を実現する。
【００１５】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本開示は以下の実施の形態により限定されるものではない。
【００１６】
＜位置推定システムの構成＞
図１は、実施の形態１に係る位置推定システム１００の構成の一例を示す図である。
【００１７】
位置推定システム１００は、位置推定装置１０と、アクセスポイント（ＡＰ）２０と、複数のアンカー（無線通信装置）３０（３０−１，３０−２，…，３０−Ｎ）と、少なくとも１台の子機（無線端末）４０と、を備える。Ｎは、例えば、４以上の整数であり、図１に示される一例においては、Ｎ＝９である。
【００１８】
位置推定装置１０は、位置推定システム１００全体を制御し、アンカー３０と他のアンカー３０または子機４０との間の無線通信の受信状態を示す情報に基づいて、子機４０の位置を推定する。位置推定装置１０は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）である。位置推定装置１０の構成については、図２を参照して後述する。
【００１９】
以下、情報の一例として、ＲＳＳＩを用いて本開示を説明する。しかしながら、他のアンカー３０および子機４０が測定可能であり、かつ、アンカー３０とアンカー３０または子機４０との間の相対位置の推定に用いることができる他の情報を用いても、実施の形態１を同様に実施できる。他の情報は、例えば、他のアンカー３０または子機４０からの電波の到来方向または他のアンカー３０または子機４０からの電波の到来時間である。
【００２０】
ＡＰ２０は、位置推定装置１０と、アンカー３０および子機４０との間の信号の送受信処理を中継する。ＡＰ２０と位置推定装置１０とは、例えば、有線ＬＡＮ（Local  Area  Network）を介して接続される。ＡＰ２０は、アンカー３０および子機４０と無線通信する。一例において、無線通信には、９２０ＭＨｚ帯の無線信号が用いられる。他の一例において、無線通信は、特定小電力通信、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）、ＬｏＲａ、ＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band − Internet of Things）、または、Ｓｉｇｆｏｘである。ＡＰ２０の構成については、図３を参照して後述する。
【００２１】
アンカー３０は、ＡＰ２０を介して、位置推定装置１０、アンカー３０、または子機４０と無線通信する。一例において、無線通信には、９２０ＭＨｚ帯の無線信号が用いられる。他の一例において、無線通信は、特定小電力通信、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）、ＬｏＲａ、ＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band − Internet of Things）、または、Ｓｉｇｆｏｘである。アンカー３０は、既知の位置（設置位置）に設置される。アンカー３０の構成については、図４を参照して後述する。
【００２２】
子機４０は、ＡＰ２０を介して、位置推定装置１０または子機４０と無線通信する。一例において、無線通信には、９２０ＭＨｚ帯の無線信号が用いられる。他の一例において、無線通信は、特定小電力通信、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）、ＬｏＲａ、ＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band − Internet of Things）、または、Ｓｉｇｆｏｘである。子機４０の位置は、既知でない。子機４０の構成については、図５を参照して後述する。
【００２３】
ＡＰ２０と、アンカー３０と、子機４０と、にはそれぞれ固有の無線端末ＩＤが割り振られる。また、アンカー３０と子機４０とは、他のアンカー３０または子機４０との間の無線通信の受信状態を示す情報を測定できる。
【００２４】
＜位置推定装置の構成＞
図２は、実施の形態１に係る位置推定装置１０の構成の一例を示す図である。位置推定装置１０は、通信部１１と、ユーザー入力部１２と、位置推定部１３と、記憶部１４と、を備える。
【００２５】
通信部１１は、ＡＰ２０へ送信する信号の送信処理、及び、ＡＰ２０から受信する信号の受信処理を行う。通信部１１は、例えば、無線や有線ＬＡＮの通信インターフェースである。
【００２６】
通信部１１は、例えば、位置推定部１３において生成されるＲＳＳＩ履歴送信要求パケットを、ＡＰ２０に送信する。ここで、ＲＳＳＩ履歴送信要求パケットは、宛先の無線端末ＩＤを含み、宛先の無線端末ＩＤで特定されるアンカー３０または子機４０に対して、ＲＳＳＩ履歴の送信を要求するパケットである。また、通信部１１は、例えば、ＲＳＳＩ履歴送信要求パケットの受信に応じて宛先の無線端末ＩＤで特定されるアンカー３０または子機４０が送信したＲＳＳＩ履歴送信応答パケットを、ＡＰ２０から受信する。
【００２７】
ここで、ＲＳＳＩ履歴送信応答パケットは、送信元の無線端末ＩＤと、宛先の無線端末ＩＤと、ＲＳＳＩ情報と、を含むパケットである。ＲＳＳＩ情報は、ＲＳＳＩ測定対象パケットの送信元の無線端末ＩＤおよび測定対象パケットのＲＳＳＩの、少なくとも１つの履歴を含む。次いで、通信部１１は、ＲＳＳＩ履歴送信応答パケットからＲＳＳＩ情報を抽出し、位置推定部１３に出力する。
【００２８】
ユーザー入力部１２は、位置推定装置１０に対するコマンドまたはパラメータのユーザーによる入力を受け付ける。ユーザー入力部１２は、ユーザーが入力したコマンドまたはパラメータに基づいて、アンカー３０の無線端末ＩＤと位置情報とを含むアンカーリスト１４１を生成し、エリアごとの所望位置推定精度を含む閾値リスト１４５Ａ（図１２Ａ参照）を生成する。次いで、ユーザー入力部１２は、アンカーリスト１４１と閾値リスト１４５Ａとを記憶部１４に出力する。ユーザー入力部１２は、例えば、キ−ボ−ドと、マウスまたはトラックボールといったポインティング装置と、を備える。
【００２９】
位置推定部１３は、通信部１１を介して収集したＲＳＳＩ情報に基づいて、アンカー３０または子機４０の位置推定を行う。位置推定部１３は、キャリブレーション部１３１と、子機エリア推定部１３２と、基準局選択部１３３と、子機位置推定部１３４と、位置推定演算部１３５と、を備える。
【００３０】
キャリブレーション部１３１は、位置推定の対象となる領域上に複数のエリアを設定し、エリアごとのＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３（図９参照）と優先順位リスト１４４（図１０参照）とを作成する。ＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３と優先順位リスト１４４との作成方法については、図７〜図１０を参照して後述する。
【００３１】
子機エリア推定部１３２は、子機４０の所在エリアを推定する。子機４０の所在エリアの推定方法については、図６および図１３を参照して後述する。
【００３２】
基準局選択部１３３は、子機４０の位置推定に用いるアンカー３０の組み合わせである複数の基準局を選択する。基準局の選択方法については、図６および図１４を参照して後述する。
【００３３】
子機位置推定部１３４は、子機４０と基準局と間のＲＳＳＩに基づいて、子機４０の位置推定を行う。また、子機位置推定部１３４は、位置推定結果の収束の状況および所在エリアの推定の結果に基づいて、位置推定結果を子機４０へ通知するか、子機４０の所在エリアを再度推定するか、または、基準局を再度選択するかを判断する。ここで、位置推定結果が収束するとは、位置推定結果に含まれる複数の位置推定結果候補の分散値（ばらつき）が所定の閾値よりも小さいことである。子機４０の位置推定方法については、図６および図１６を参照して後述する。
【００３４】
位置推定演算部１３５は、位置推定対象の位置推定結果を算出する。位置推定演算部１３５は、位置推定対象と少なくとも３台のアンカー３０との間のＲＳＳＩに基づいて、位置推定対象の絶対位置の位置推定結果を算出する。また、位置推定演算部１３５は、位置推定対象と少なくとも４台のアンカー３０との間のＲＳＳＩに基づいて、位置推定対象の絶対位置についての４つの位置推定結果候補と分散値とを算出する。
【００３５】
例えば、位置推定演算部１３５は、位置推定対象とアンカー３０との間のＲＳＳＩを入力し、位置推定対象エリアごとのＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３（図９参照）に基づいて、位置推定対象とアンカー３０との間の距離を算出する。次いで、位置推定演算部１３５は、算出した距離に基づいて、例えば、三点測位の原理に基づいて、アンカー３０に対する位置推定対象の相対位置を算出する。次いで、位置推定演算部１３５は、算出した相対位置とアンカーリスト１４１の位置情報とに基づいて、位置推定対象の絶対位置の位置推定結果を算出する。
【００３６】
記憶部１４は、位置推定装置１０内で用いられるデータを記憶する。記憶部１４は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）またはＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）といったメモリ装置、或いは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）といったストレ−ジ装置を含む。
【００３７】
記憶部１４は、アンカーリスト１４１と、ＲＳＳＩテーブル１４２と、ＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３と、優先順位リスト１４４と、閾値リスト１４５と、を記憶する。
【００３８】
アンカーリスト１４１は、アンカー３０の無線端末ＩＤと位置情報とを含む。一例において、アンカーの無線端末ＩＤと位置情報とは、ユーザー入力部１２を介して、ユーザーによって設定される。
【００３９】
ＲＳＳＩテーブル１４２は、受信側無線端末ＩＤと、送信側無線端末ＩＤと、受信側無線端末および送信側無線端末の間のＲＳＳＩと、を含む。ＲＳＳＩテーブル１４２は、例えば、位置推定部１３によって生成される。ＲＳＳＩテーブル１４２の内容については、＜表１＞〜＜表４＞を参照して後述する。
【００４０】
ＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３は、エリアごとのＲＳＳＩと距離との変換テーブルを含む。ＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３は、例えば、位置推定部１３によって生成される。ＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３の詳細については、図８〜図９を参照して後述される。
【００４１】
優先順位リスト１４４は、エリアごとに、基準局として用いられるアンカー３０の優先順位を含む。優先順位リスト１４４は、位置推定部１３によって生成される。優先順位リスト１４４の詳細については、図１０を参照して後述される。
【００４２】
閾値リスト１４５は、エリアごとの所望位置推定精度と位置推定収束判断の閾値とを含む。所望位置推定精度は、ユーザー入力部１２を介してユーザーによって設定される。位置推定収束判断の閾値は、位置推定部１３によって設定される。閾値リスト１４５の詳細については、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照して後述される。
【００４３】
＜アクセスポイントの構成＞
図３は、実施の形態１に係るＡＰ２０の構成の一例を示す図である。ＡＰ２０は、無線部２１と、通信部２２と、アンテナ部２３と、を備える。
【００４４】
無線部２１は、アンテナ部２３で受信した信号を復調し、通信部２２へ出力する。また、無線部２１は、通信部２２からの入力した信号を変調し、アンテナ部２３より各アンカー３０または子機４０に送信する。
【００４５】
通信部２２は、無線部２１へ送信する信号の送信処理、及び、無線部２１から受信する受信処理を行う。通信部２２は、例えば、有線ＬＡＮの通信インターフェースである。また、通信部２２は、アンカー３０または子機４０と位置推定装置１０との間のデータの送受信を中継する。通信部２２は、例えば、位置推定装置１０から受信したＲＳＳＩ履歴送信要求パケットを無線部２１へ出力し、無線部２１から入力したＲＳＳＩ履歴送信応答パケットを位置推定装置１０へ送信する。
【００４６】
＜アンカーの構成＞
図４は、実施の形態１に係るアンカー３０の構成の一例を示す図である。アンカー（無線通信装置）３０は、無線部３１と、通信制御部３２と、記憶部３３と、アンテナ部３４と、を備える。
【００４７】
無線部３１は、アンテナ部３４で受信した信号を復調し、通信制御部３２へ出力する。また、無線部３１は、通信制御部３２から入力した信号を変調し、アンテナ部３４から、ＡＰ２０、各アンカー３０、または子機４０に送信する。
【００４８】
通信制御部３２は、他のアンカー３０または子機４０からの無線パケットの受信に応じて、無線パケットの送信元である他のアンカー３０または子機４０の無線端末ＩＤと、送信元の無線端末およびアンカー３０の間のＲＳＳＩとを記憶部３３に出力する。また、通信制御部３２は、ＡＰ２０からのＲＳＳＩ履歴送信要求パケットの受信に応じて、記憶部３３が記憶するＲＳＳＩ履歴に基づいてＲＳＳＩ履歴送信応答パケットを作成し、無線部３１へ出力する。ＲＳＳＩ履歴送信応答パケットは、送信元の無線端末ＩＤと、アンカー３０の無線端末ＩＤと、送信元の無線端末およびアンカー３０の間のＲＳＳＩと、を含む。
【００４９】
記憶部３３は、通信制御部３２から出力される送信元無線端末ＩＤとＲＳＳＩとをＲＳＳＩ履歴として記憶する。記憶部３３は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）またはＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）といったメモリ装置、或いは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）といったストレ−ジ装置を含む。
【００５０】
＜子機の構成＞
図５は、実施の形態１に係る子機４０の構成の一例を示す図である。子機（無線端末）４０は、無線部４１と、通信制御部４２と、記憶部４３と、アンテナ部４４と、を備える。
【００５１】
無線部４１は、アンテナ部４４で受信した信号を復調し、通信制御部４２へ出力する。また、無線部４１は、通信制御部４２から入力した信号を変調し、アンテナ部４４から、ＡＰ２０または各アンカー３０に送信する。
【００５２】
通信制御部４２は、アンカー３０からの無線パケットの受信に応じて、無線パケットの送信元であるアンカー３０の無線端末ＩＤと、送信元の無線端末および子機４０の間のＲＳＳＩと、を記憶部４３に出力する。また、通信制御部４２は、ＡＰ２０からのＲＳＳＩ履歴送信要求パケットの受信に応じて、記憶部４３が記憶するＲＳＳＩ履歴に基づいてＲＳＳＩ履歴送信応答パケットを作成し、無線部４１へ出力する。ＲＳＳＩ履歴送信応答パケットは、送信元の無線端末ＩＤと、子機４０の無線端末ＩＤと、送信元の無線端末および子機４０との間のＲＳＳＩと、を含む。
【００５３】
記憶部４３は、通信制御部４２から出力される送信元無線端末ＩＤとＲＳＳＩとをＲＳＳＩ履歴として記憶する。記憶部４３は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）またはＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）といったメモリ装置、或いは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）といったストレ−ジ装置を含む。
【００５４】
＜位置推定手順＞
図６は、実施の形態１における位置推定装置１０の処理フローの一例を示すフローチャ−トである。図６に示される処理フローの実行に先立ち、アンカーリスト１４１および閾値リスト１４５の所望位置推定精度の設定が完了している。アンカーリスト１４１および閾値リスト１４５の所望位置推定精度は、例えば、ユーザー入力部１２を介してユーザーによって設定される。
【００５５】
まず、ステップＳ６０１において、位置推定部１０のキャリブレ−ション部１３１および位置推定演算部１３５は、位置推定対象領域をエリアで区分けし、エリアごとのＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３と優先順位リスト１４４を生成するキャリブレーションを実行する。ステップＳ６０１における処理の詳細については、図７〜図１２Ｂを参照して後述する。
【００５６】
次に、ステップＳ６０２において、位置推定部１０の子機エリア推定部１３２および位置推定演算部１３５は、子機４０の所在エリアの推定を行う。一例において、子機エリア推定部１３２および位置推定演算部１３５は、位置推定部１０の通信部１１が、位置推定要求パケットを受信したことに応じて、ステップＳ６０２以降が実行される。位置推定要求パケットは、例えば、無線通信の送信元である子機４０の無線端末ＩＤと、無線通信の宛先であるＡＰ２０の無線端末ＩＤと、位置推定要求コマンドと、を含む。ステップＳ６０２における処理の詳細については、図１３を参照して後述する。
【００５７】
次に、ステップＳ６０３において、位置推定部１０の基準局選択部１３３および位置推定演算部１３５は、子機４０の位置推定が収束する基準局を選択する。ステップＳ６０３における処理の詳細については、図１４を参照して後述する。
【００５８】
次に、ステップＳ６０４において、位置推定部１０の子機位置推定部１３４および位置推定演算部１３５は、子機４０の所在エリアの基準局を用いて子機４０の位置推定を行う。ステップＳ６０４における処理の詳細については、図１６を参照して後述する。
【００５９】
次に、ステップＳ６０５において、位置推定装置１０は、位置推定処理を終了するか否かを判断する。例えば、ユーザー入力部１２が位置推定処理の終了コマンドを受けつけていた場合、位置推定装置１０は、位置推定処理を終了すると判断する。
【００６０】
位置推定処理を終了すると判断した場合（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、位置推定部１０は、処理を終了する。位置推定処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ６０５：
Ｎｏ）、位置推定部１０は、ステップＳ６０４に処理を戻す。その結果、引き続き、子機４０の位置推定処理が行われる。ステップＳ６０４を繰り返し実行することによって、位置推定部１０は、子機４０の動きを追跡できる。
【００６１】
＜位置推定手順：キャリブレ−ション処理＞
図７は、実施の形態１に係るキャリブレーション（図６のステップＳ６０１）における処理フローの一例を示すフローチャ−トである。
【００６２】
まず、ステップＳ７０１において、キャリブレーション部１３１は、位置推定対象領域を各エリア内にアンカー３０が１台以上存在するように区分けし、エリアを設定する。なお、以下において、各エリアにアンカー３０が１台ずつ存在し、各エリアの境界線がアンカー間を二等分するようにエリアを設定する例を説明する。
【００６３】
次に、ステップＳ７０２において、キャリブレ−ション部１３１は、アンカー３０の間のＲＳＳＩを収集し、全アンカー３０に関するＲＳＳＩテーブル１４２（図２参照）を生成し、記憶部１４へ出力する。例えば、キャリブレ−ション部１３１は、各アンカー３０の間のＲＳＳＩを収集するために、各アンカー３０に宛てたＲＳＳＩ履歴送信要求パケットを生成し、通信部１１へ出力する。通信部１１は、生成されたＲＳＳＩ履歴送信要求パケットを、ＡＰ２０を介して、各アンカー３０へ送信する。次いで、通信部１１は、ＡＰ２０を介して、ＲＳＳＩ履歴送信応答パケットを、各アンカー３０から受信し、受信したＲＳＳＩ履歴送信応答パケットに基づいて、ＲＳＳＩ情報を取得する。次いで、キャリブレ−ション部１３１は、取得されたＲＳＳＩ情報に基づいて、ＲＳＳＩテーブル１４２を生成し、記憶部１４へ出力する。
【００６４】
ステップＳ７０２の実行後のＲＳＳＩテーブル１４２の一例を＜表１＞に示す。
【００６５】
【表１】
2020148536.tif 000003
【００６６】
＜表１＞において、無線端末ＩＤ：１〜Ｎは、アンカー３０の無線端末ＩＤを表し、無線端末ＩＤ：Ｍは、子機４０の無線端末ＩＤを表す。＜表１＞に示されるように、ステップＳ７０２において生成されたＲＳＳＩテーブル１４２には、アンカー３０間のＲＳＳＩ値が設定されている。
【００６７】
なお、全てのアンカー３０の間のＲＳＳＩ収集が困難な場合、例えば、アンカー３０の数が多いためにＲＳＳＩ収集に時間がかかる場合、または、相互の無線通信が不能なアンカー３０の組が存在する場合がありうる。これらの場合、全てのアンカー３０の間のＲＳＳＩ収集に代えて、一部のアンカー３０の間のＲＳＳＩ収集を行ってもよい。
【００６８】
次に、ステップＳ７０３において、キャリブレ−ション部１３１は、エリアのインデックスの値ｉに１を設定する。
【００６９】
次に、ステップＳ７０４において、キャリブレ−ション部１３１は、エリアｉにおけるＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３を生成する。例えば、キャリブレ−ション部１３１は、エリアｉ内のアンカー３０−ｉを送信側または受信側とするアンカー３０の間のＲＳＳＩを、記憶部１４が記憶するＲＳＳＩテーブル１４２より抽出する。次いで、キャリブレ−ション部１３１は、横軸に既知の各アンカー３０間の距離と抽出されたＲＳＳＩとの関係を示す近似曲線を、例えば、最小二乗法を用いて計算する。
【００７０】
図８は、近似曲線の算出の一例を説明する図である。図８に示されるグラフは、横軸および縦軸に、それぞれ、距離（ｍ）およびＲＳＳＩ値（ｄＢｍ）をとっている。アンカー３０−１とアンカー３０−２〜３０−６との間の距離を、それぞれ、ｒ２〜ｒ６（ｍ）とする。また、アンカー１を送信側または受信側とするアンカー３０−２〜アンカー３０−６との間の抽出されたＲＳＳＩを、それぞれ、ｘ２〜ｘ６（ｄＢｍ）とする。図８には、座標値（ｒｊ，ｘｊ）を有する点Ｑ（１，ｊ）（ｊ＝２〜６）がプロットされている。
【００７１】
近似曲線は、例えば、距離ｒ（ｍ）およびＲＳＳＩ値ｘ（ｄＢｍ）として、
ｘ＝Ｃ１＋Ｃ２×ｌｏｇ（ｒ）  …  （１）
と表される。ここで、Ｃ１およびＣ２は、ｒによらないパラメータを表す。そこで、点Ｑ（１，ｊ）（ｊ＝２〜６）に対して、式（１）に最小二乗法を用いて、パラメータＣ１およびＣ２を決定することにより、近似曲線を算出できる。次いで、キャリブレ−ション部１３１は、導出した近似曲線に基づいてＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３を生成する。
【００７２】
図９は、ＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３の一例を示す。例えば、キャリブレ−ション部１３１は、エリアｉについて、−３０ｄＢｍから０ｄＢｍまでの１ｄＢｍ刻みのＲＳＳＩに対する距離ｒを算出し、ＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３の第ｉ行に距離ｒの値を設定する。
【００７３】
再度、図７を参照する。次に、ステップＳ７０５において、キャリブレ−ション部１３１は、導出した近似曲線と収集したＲＳＳＩとの誤差（ずれ）が小さい順に、アンカー３０−ｊ（ｊ≠ｉ）の無線端末ＩＤを、優先順位リスト１４４のエリアｉにおける優先順位に設定する。以下、簡単の為、アンカー３０−ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の無線端末ＩＤを、ｉとする。
【００７４】
図１０は、優先順位リスト１４４の一例を示す図である。例えば、エリア１（ｉ＝１）に対して、図８に示される点Ｑ（１，ｊ）（ｊ＝２〜６）と、導出された近似曲線との誤差が小さい順にＱ（１，ｊ）を並べると、Ｑ（１，２）、Ｑ（１，３）、Ｑ（１，５）、Ｑ（１，４）、Ｑ（１，６）となる。そこで、キャリブレ−ション部１３１は、優先順位リスト１４４のエリア１の行に、優先順位に従って無線端末ＩＤ２，３，５，４，６を設定する。
【００７５】
再度、図７を参照する。次に、ステップＳ７０６において、キャリブレ−ション部１３１は、エリアｉにおける子機４０の位置推定において位置推定結果が収束しているか否かを判断するのに用いられる閾値を算出する。
【００７６】
図１１は、実施の形態１に係る収束判断の閾値算出（図７のステップＳ７０６）における処理フローの一例を示すフローチャートである。図１２Ａは、実施の形態１に係る閾値リスト１４５の一例である閾値リスト１４５Ａを示す図である。閾値リスト１４５Ａには、エリアごとにユーザーが所望する所望位置推定精度が設定されている。図１１に示される処理フローに従って、閾値リスト１４５Ａの閾値が算出される。
【００７７】
ステップＳ７０６−１において、キャリブレ−ション部１３１は、アンカー３０−ｊ（ｊ≠ｉ）から４台のアンカー３０を選択して、４台のアンカー３０からなる組み合わせを作成する。
【００７８】
次に、ステップＳ７０６−２において、位置推定演算部１３５は、４台のアンカー３０からなる各組み合わせについて、位置推定結果候補の分散値と設置位置との誤差（ずれ）とを算出する。例えば、位置推定演算部１３５は、４台のアンカー３０からなる各組み合わせの中の３台を用いて、アンカー３０−ｉとのＲＳＳＩに基づく三点測位を行うことにより、アンカー３０−ｉの位置推定結果候補を１つ算出できる。４台のアンカーの中から３台を選ぶ選び方は、全部で４通りあるので、位置推定演算部１３５は、４台のアンカー３０からなる各組み合わせについて、合計で４つの位置推定結果候補を算出できる。位置推定演算部１３５は、４つの位置推定結果候補に基づいて、位置推定結果候補の分散値を算出する。さらに、位置推定演算部１３５は、４つの位置推定結果候補と既知であるアンカー３０−ｉの設置位置とに基づいて、位置推定結果候補と設置位置とのずれを算出する。
【００７９】
次に、ステップＳ７０６−３において、キャリブレ−ション部１３１は、ステップＳ７０６−２において算出されたずれと位置推定結果候補の分散値とを対応付けることにより、位置推定精度に位置推定結果候補の分散値を対応付けた対応表を作成する。
【００８０】
次に、ステップＳ７０６−４において、キャリブレ−ション部１３１は、閾値リスト１４５を参照し、ユーザーが設定する所望の位置推定精度（または、所定の精度）に対応する位置推定結果候補の分散値を、エリアｉにおける子機４０の位置推定時の位置推定結果が収束しているか否かの判断に用いられる閾値とし、閾値リスト１４５に出力する。
【００８１】
図１２Ｂは、実施の形態１に係る閾値リスト１４５の一例である閾値リスト１４５Ｂを示す図である。図１１に示される処理フローに従って算出された閾値を閾値リスト１４５Ａに出力した結果、閾値リスト１４５Ｂが生成される。
【００８２】
図７を、再度参照する。次に、ステップＳ７０７において、キャリブレ−ション部１３１は、ステップＳ７０４〜Ｓ７０６の手順が、全てのエリアｉに対して実行されたか否かを判断する。
【００８３】
ステップＳ７０４〜Ｓ７０６の手順が、全てのエリアｉに対して実行されていない場合（ステップＳ７０７：Ｎｏ）、キャリブレ−ション部１３１は、ステップＳ７０８において、インデックスｉに次のエリアのインデックスの値ｉ＋１を設定し、ステップＳ７０４に処理を進める。
【００８４】
ステップＳ７０４〜Ｓ７０６の手順が、全てのエリアｉに対して実行された場合（ステップＳ７０７：Ｙｅｓ）、キャリブレ−ション部１３１は、キャリブレーション処理を終了する。
【００８５】
以上の手順により、全てのエリアｉに対して、ＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３と優先順位リスト１４４とが生成される。また、エリアｉごとに、ＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３との誤差が小さく、したがって、子機４０の高精度な位置推定が期待できるアンカー３０が、予め選択される。
【００８６】
＜位置推定手順：子機の所在エリア判定処理＞
図１３は、実施の形態１に係る子機の所在エリア判定（図６のステップＳ６０２）における処理フローの一例を示すフローチャ−トである。
【００８７】
まず、ステップＳ１１０１において、子機エリア推定部１３２は、エリアのインデックスの値ｊに１を設定する。エリアｊは、子機４０を探索する対象となる探索エリアである。なお、探索エリアの選択順序は、部屋の出入り口付近等、子機４０の位置推定開始時に、子機４０が所在する所在エリアである可能性がより高いエリアをより優先してもよい。
【００８８】
次に、ステップＳ１１０２において、子機エリア推定部１３２は、エリアｊにおける優先順位リスト１４４の上位より少なくとも３台以上の各アンカー３０と子機４０との間のＲＳＳＩを収集し、ＲＳＳＩテーブル１４２（図２参照）を生成し、記憶部１４へ出力する。
【００８９】
例えば、子機エリア推定部１３２は、対象となる各アンカー３０と子機４０との間のＲＳＳＩを収集するために、各アンカー３０と子機４０とに宛てたＲＳＳＩ履歴送信要求パケットを生成し、通信部１１へ出力する。通信部１１は、生成されたＲＳＳＩ履歴送信要求パケットを、ＡＰ２０を介して、各アンカー３０および子機４０へ送信する。
【００９０】
次いで、通信部１１は、ＡＰ２０を介して、対象アンカー３０と子機４０からのＲＳＳＩ履歴送信応答パケットを、各アンカー３０および子機４０から受信し、受信したＲＳＳＩ履歴送信応答パケットに基づいて、ＲＳＳＩ情報を取得する。次いで、子機エリア推定部１３２は、取得されたＲＳＳＩ情報に基づいて、ＲＳＳＩテーブル１４２を生成し、記憶部１４へ出力する。
【００９１】
ステップＳ１１０２の実行後のＲＳＳＩテーブル１４２の一例を＜表２＞に示す。
【００９２】
【表２】
2020148536.tif 000004
【００９３】
＜表２＞において、簡単の為、アンカー３０の無線端末ＩＤが、エリアｊにおける優先順位順に、＃１，＃２，＃３，＃４，…，＃Ｎであるものとする。＜表２＞に示されるように、ステップＳ１１０２において生成されたＲＳＳＩテーブル１４２には、上位３台のアンカー３０と子機４０との間のＲＳＳＩ値が設定されている。
【００９４】
次に、ステップＳ１１０３において、位置推定演算部１３５は、ステップＳ１１０２において生成されたＲＳＳＩテーブル１４２に基づいて、子機４０の位置推定を行う。
【００９５】
次に、ステップＳ１１０４において、子機エリア推定部１３２は、位置推定結果が示す子機４０の位置が、エリアｊ内に含まれるか否かを判断する。
【００９６】
位置推定結果がエリアｊ内に含まれる場合（ステップＳ１１０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ子機エリア推定部１３２は、子機４０の所在エリアがエリアｊであると推定し、子機の所在エリア判定処理を終了する。
【００９７】
位置推定結果がエリアｊ内に含まれない場合（ステップＳ１１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１１０５において、子機エリア推定部１３２は、ステップＳ１１０２〜Ｓ１１０４の手順が、全てのエリアに対して実行されたか否かを判断する。
【００９８】
ステップＳ１１０２〜Ｓ１１０４の手順が、全てのエリアｊに対して実行されていない場合（ステップＳ１１０５：Ｎｏ）、子機エリア推定部１３２は、ステップＳ１１０６において、次のエリアのインデックスの値ｊを設定し、ステップＳ１１０２に処理を進める。
【００９９】
ステップＳ１１０２〜Ｓ１１０４の手順が、全てのエリアｊに対して実行された場合（ステップＳ１１０５：Ｙｅｓ）、子機エリア推定部１３２は、ステップＳ１１０７に処理を進める。ステップＳ１１０７において、子機エリア推定部１３２は、ステップＳ１１０３における位置推定結果が探索エリアに最も近かったエリアｊが、子機４０の所在エリアであると推定し、子機の所在エリア判定処理を終了する。
【０１００】
上述したように、子機エリア推定部１３２は、各エリアｊについて、優先順位リスト１４４の上位より３台の各アンカー３０を用いることにより、子機４０の所在エリアを精度良く推定できる。
【０１０１】
＜位置推定手順：基準局選択処理＞
図１４は、実施の形態１に係る基準局選択（図６のステップＳ６０３）における処理フローの一例を示すフローチャートである。
【０１０２】
まず、ステップＳ１２０１において、基準局選択部１３３は、子機位置推定に用いる基準局の数ｋを４に設定する。
【０１０３】
次に、ステップＳ１２０２において、基準局選択部１３３は、優先順位リスト１４４（図１０参照）の、子機４０の所在エリアにおける上位ｋ台のアンカー３０を基準局に選択する。
【０１０４】
次に、ステップＳ１２０３において、基準局選択部１３３は、各基準局と子機４０との間のＲＳＳＩを収集し、ＲＳＳＩテーブル１４２（図２参照）を生成し、記憶部１４へ出力する。例えば、基準局選択部１３３は、各基準局と子機４０との間のＲＳＳＩを収集するために、各基準局と子機４０とに宛てたＲＳＳＩ履歴送信要求パケットを生成し、通信部１１へ出力する。通信部１１は、生成されたＲＳＳＩ履歴送信要求パケットを、ＡＰ２０を介して、各基準局および子機４０へ送信する。次いで、通信部１１は、ＡＰ２０を介して、ＲＳＳＩ履歴送信応答パケットを、各基準局および子機４０から受信し、受信したＲＳＳＩ履歴送信応答パケットに基づいて、ＲＳＳＩ情報を取得する。次いで、基準局選択部１３３は、取得されたＲＳＳＩ情報に基づいて、ＲＳＳＩテーブル１４２を生成し、記憶部１４へ出力する。
【０１０５】
ステップＳ１２０３の実行後のＲＳＳＩテーブル１４２の一例を＜表３＞に示す。
【０１０６】
【表３】
2020148536.tif 000005
【０１０７】
＜表３＞においては、簡単の為、アンカー３０の無線端末ＩＤが、子機４０の所在エリアにおける優先順位順に、＃１，＃２，＃３，＃４，…，＃Ｎであるものとする。＜表３＞に示されるように、ステップＳ１２０３において生成されたＲＳＳＩテーブル１４２には、上位４台のアンカー３０と子機４０との間のＲＳＳＩ値が設定されている。
【０１０８】
次に、ステップＳ１２０４において、位置推定演算部１３５は、ステップＳ１２０３において生成されたＲＳＳＩテーブル１４２に基づいて、子機４０の位置推定結果を算出する。例えば、位置推定演算部１３５は、ＲＳＳＩテーブル１４２に基づいて、子機４０の所在エリアのＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３（図９参照）を用いて、各基準局および子機４０の距離を算出する。
【０１０９】
次いで、位置推定演算部１３５は、算出した距離に基づいて、例えば、三点測位の原理に基づいて、各基準局に対する子機４０の相対位置を算出する。次いで、位置推定演算部１３５は、算出した相対位置とアンカーリスト１４１の位置情報とに基づいて、子機４０の絶対位置の位置推定結果を算出する。ステップＳ１２０２において選択される基準局は、少なくとも４台であるので、位置推定演算部１３５は、子機４０の４つの位置推定結果候補を算出し、位置推定結果候補の平均値と分散値を算出する。
【０１１０】
次に、ステップＳ１２０５において、基準局選択部１３３は、基準局が５台以上の場合、基準局が４台になるまで、位置推定結果候補の分散値を拡大する要因となっているアンカー３０を順に基準局から削除する。次いで、位置推定演算部１３５は、４台の基準局を用いて、位置推定結果候補の平均値と分散値とを算出する。
【０１１１】
次に、ステップＳ１２０６において、基準局選択部１３３は、位置推定結果候補の分散値が所定の閾値よりも小さいかどうかを判断する。一例において、所定の閾値は、図１１のステップＳ７０６−４において閾値リスト１４５に出力された閾値のうち、ユーザーが所望する位置推定精度（または、所定の精度）に最も近い位置推定精度に対応する閾値である。他の一例において、所定の閾値は、図１３のステップＳ１１０３において、４台以上のアンカー３０を用いて算出された子機４０の位置推定結果候補の分散値である。
【０１１２】
位置推定結果候補の分散値が所定の閾値よりも小さい場合（ステップＳ１２０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０５において算出された位置推定結果（位置推定結果候補の平均値と分散値）が収束していると判断してよい。したがって、基準局選択部１３３は、基準局選択処理を終了する。
【０１１３】
位置推定結果候補の分散値が所定の閾値よりも小さくない場合（ステップＳ１２０６：Ｎｏ）、ステップＳ１２０５において算出された位置推定結果が収束していないと判断してよい。したがって、ステップＳ１２０７において、基準局選択部１３３は、子機４０の所在エリアにおける優先順位リスト１４４に記載されているアンカー３０が全て基準局に選択されたか否かを判断する。
【０１１４】
優先順位リスト１４４に記載されているアンカー３０が全て基準局に選択されていない場合（ステップＳ１２０７：Ｎｏ）、ステップＳ１２０８において、基準局選択部１３３は、子機位置推定に用いる基準局の数ｋを１つ増加し、ステップＳ１２０２に進む。
【０１１５】
優先順位リスト１４４に記載されているアンカー３０が全て基準局に選択された場合（ステップＳ１２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２１０において、基準局選択部１３３は、ステップＳ１２０５において算出された分散値が最小となるアンカー３０の組み合わせを基準局に選択する。
【０１１６】
ステップＳ１２１０が実行される場合、子機４０の所在エリアにおいて、位置推定結果候補の分散値が所定の閾値よりも小さいアンカー３０の組み合わせが存在しない。したがって、ステップＳ１２１１において、基準局選択部１３３は、ステップＳ１２１０において求められた最小の分散値を、子機４０の所在エリアにおける、位置推定結果候補の分散値の新たな閾値とし、閾値リスト１４５を更新する。その後、基準局選択部１３３は、基準局選択処理を終了する。
【０１１７】
図１５Ａ〜図１５Ｃを参照して、位置推定結果が収束するように基準局に用いるアンカー３０の組み合わせを探索する流れを説明する。
【０１１８】
図１５Ａは、実施の形態１に係る基準局選択における４つの位置推定結果候補の一例を示す図である。
【０１１９】
まず、図１４のステップＳ１２０４において、図１５Ａに示されるように、エリア２において、４台のアンカー３０−１，３０−３，３０−７，３０−４からなる基準局を用いて、４つの位置推定結果候補Ｐ（１，３，４），Ｐ（１，４，７），Ｐ（１，３，７），Ｐ（３，４，７）が算出される。ここで、Ｐ（ｍ１，ｍ２，ｍ３）は、３台のアンカー３０−ｍ１，３０−ｍ２，３０−ｍ３を用いて推定した子機４０の位置を表す。
【０１２０】
図１５Ａに示されるように、位置推定結果候補の分散値Ｒｄｅｖ１は、所定の閾値Ｒｔｈよりも小さくない。したがって、この場合、図１４のステップＳ１２０６において、位置推定結果が収束していないと判断してよい。したがって、図１４のステップＳ１２０７およびステップＳ１２０８が実行され、基準局に用いるアンカー３０の台数が１台増えて５台になる。
【０１２１】
図１５Ｂは、実施の形態１に係る基準局選択における５つの位置推定結果候補の一例を示す図である。
【０１２２】
図１４のステップＳ１２０４において、図１５Ｂに示されるように、５台のアンカー３０−１，３０−３，３０−７，３０−４，３０−６からなる基準局を用いて、４つの位置推定結果候補Ｐ（１，３，４），Ｐ（１，４，７），Ｐ（１，３，７），Ｐ（３，４，７）に加えて、６つの位置推定結果候補Ｐ（３，６，７），Ｐ（１，４，６），Ｐ（１，３，６），Ｐ（１，６，７），Ｐ（３，４，６），Ｐ（４，６，７）が算出される。
【０１２３】
図１５Ｃは、実施の形態１に係る基準局選択における位置推定結果候補を５つから４つに削除する一例を示す図である。
【０１２４】
次いで、図１４のステップＳ１２０５において、分散値を拡大する要因となるアンカー３０−７が基準局から削除される。削除された結果、位置推定結果候補は、Ｐ（１，３，４），Ｐ（１，４，６），Ｐ（１，３，６），Ｐ（３，４，６）の４つとなる。図１５Ｃに示されるように、位置推定結果候補の分散値Ｒｄｅｖ２は、所定の閾値Ｒｔｈよりも小さい。したがって、図１４のステップＳ１２０６において、位置推定結果が収束したと判断してよく、アンカー３０−１，３０−３，３０−４，３０−６が、基準局に選択される。
【０１２５】
上述のように、優先順位が上位のアンカー３０より順に用いて子機４０の位置推定に用い、位置推定結果が収束するアンカー３０の組み合わせとなるようアンカー３０を入れ替えることで、位置推定の精度を向上できるアンカー３０の組み合わせを探索できる。
【０１２６】
＜位置推定手順：子機位置推定処理＞
図１６は、実施の形態１に係る子機位置推定（図６のステップＳ６０４）における処理フローの一例を示すフローチャートである。
【０１２７】
まず、ステップＳ１４０１において、子機位置推定部１３４は、図６のステップＳ６０３において選択された基準局と子機４０との間のＲＳＳＩを収集し、ＲＳＳＩテーブル１４２（図２参照）を生成し、記憶部１４へ出力する。例えば、子機位置推定部１３４は、図６のステップＳ６０３において選択された基準局と子機４０との間のＲＳＳＩを収集するために、各基準局と子機４０とに宛てたＲＳＳＩ履歴送信要求パケットを生成し、通信部１１へ出力する。
【０１２８】
通信部１１は、生成されたＲＳＳＩ履歴送信要求パケットを、ＡＰ２０を介して、各基準局および子機４０へ送信する。次いで、通信部１１は、ＡＰ２０を介して、ＲＳＳＩ履歴送信応答パケットを、各基準局および子機４０から受信し、受信したＲＳＳＩ履歴送信応答パケットに基づいて、ＲＳＳＩ情報を取得する。次いで、子機位置推定部１３４は、取得されたＲＳＳＩ情報に基づいて、ＲＳＳＩテーブル１４２を生成し、記憶部１４へ出力する。
【０１２９】
ステップＳ１４０１の実行後のＲＳＳＩテーブル１４２の一例を＜表４＞に示す。
【０１３０】
【表４】
2020148536.tif 000006
【０１３１】
＜表４＞においては、簡単の為、基準局の無線端末ＩＤが、＃１，＃２，＃３，＃４であるものとする。＜表４＞に示されるように、ステップＳ１４０１において生成されたＲＳＳＩテーブル１４２には、基準局と子機４０との間のＲＳＳＩ値が設定されている。
【０１３２】
次に、ステップＳ１４０２において、位置推定演算部１３５は、ステップＳ１４０１において生成されたＲＳＳＩテーブル１４２に基づいて、子機４０の位置推定結果を算出する。例えば、位置推定演算部１３５は、ＲＳＳＩテーブル１４２に基づいて、子機４０の所在エリアのＲＳＳＩ−距離変換テーブル１４３（図９参照）を用いて、各基準局および子機４０の距離を算出する。
【０１３３】
次いで、位置推定演算部１３５は、算出した距離に基づいて、例えば、三点測位の原理に基づいて、各基準局に対する子機４０の相対位置を算出する。次いで、位置推定演算部１３５は、算出した相対位置とアンカーリスト１４１の位置情報とに基づいて、子機４０の絶対位置の位置推定結果を算出する。図６のステップＳ６０３において選択される基準局は、少なくとも４台であるので、位置推定演算部１３５は、子機４０の４つの位置推定結果候補を算出し、位置推定結果候補の平均値と分散値を算出する。
【０１３４】
次に、ステップＳ１４０３において、子機位置推定部１３４は、位置推定結果候補の分散値が所定の閾値よりも小さいかどうかを判断する。一例において、所定の閾値は、図１１のステップＳ７０６−４において閾値リスト１４５に出力された閾値のうち、ユーザーが所望する位置推定精度に最も近い閾値である。他の一例において、所定の閾値は、図１３のステップＳ１１０３において、４台以上のアンカー３０を用いて算出された子機４０の位置推定結果候補の分散値である。
【０１３５】
位置推定結果候補の分散値が所定の閾値よりも小さくない場合（ステップＳ１４０３：Ｎｏ）、ステップＳ１４０２において算出された位置推定結果が収束していないと判断してよい。したがって、子機位置推定部１３４は、処理を図６のステップＳ６０３に戻す。
【０１３６】
位置推定結果候補の分散値が所定の閾値よりも小さい場合（ステップＳ１４０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４０４において、子機位置推定部１３４は、子機４０の位置推定結果が、図６のステップ６０２で推定された子機４０の所在エリアと同一かを判断する。
【０１３７】
子機４０の位置推定結果が、図６のステップ６０２で推定された子機４０の所在エリアと同一でない場合（ステップＳ１４０４：Ｎｏ）、子機位置推定部１３４は、処理を図６のステップＳ６０２に戻す。この場合、子機エリア推定部１３２は、子機４０の位置推定結果に基づいて、ステップＳ６０２における探索エリアの選択順序を決定してもよい。
【０１３８】
子機４０の位置推定結果が、図６のステップ６０２で推定された子機４０の所在エリアと同一である場合（ステップＳ１４０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４０５において、ＡＰ２０を介して子機４０に子機４０の位置推定結果を通知する。例えば、子機位置推定部１３４は、位置推定結果通知パケットを通信部１１に出力する。位置推定結果通知パケットは、例えば、無線通信の送信元であるＡＰ２０の無線端末ＩＤと、無線通信の宛先である子機４０の無線端末ＩＤと、位置推定結果通知コマンドと、通知子機４０の位置情報と、を含む。その後、子機位置推定部１３４は、子機位置推定処理を終了する。
【０１３９】
上述のように、位置推定結果の収束状況に基づいて、位置推定と、必要に応じてエリア推定および基準局選択と、を繰り返し実行することにより、子機４０の位置推定の精度を向上できる。
【０１４０】
実施の形態１によれば、アンカー３０−ｉおよび他のアンカー３０−ｊ（ｊ≠ｉ）の間のＲＳＳＩ−距離変換特性に応じて、エリアｉごとに高精度な位置推定が期待できるアンカー３０を予め優先順位付けする。次いで、子機４０の位置推定時に、位置推定結果が収束するまで、優先順位が上位のアンカー３０から順に用いて位置推定を行うことにより、位置推定の精度を向上できる。
【０１４１】
（その他の実施の形態）
上述の実施の形態１においては、アンカー３０−ｉまたは子機４０の位置の推定に、少なくとも３つのアンカー３０−ｊ（ｉ≠ｊ）との間のＲＳＳＩを用いている。これに代えて、アンカー３０−ｉまたは子機４０の位置の推定に、２つのアンカー３０−ｊ（ｉ≠ｊ）との間のＲＳＳＩを用いる実施の形態も考えられる。
【０１４２】
上述の実施の形態１においては、アンカー３０−ｉまたは子機４０の位置の推定に、三点測位の原理を用いている。しかしながら、三点測位の原理に代えて、位置を推定するための他の原理を用いる実施の形態も考えられる。
【０１４３】
上述の実施の形態１においては、位置推定結果候補のばらつきを示す値として、分散値を用いた。これに代えて、位置推定結果候補のばらつきを示す値として、標準偏差を用いてもよい。
【０１４４】
上述の実施の形態においては、各構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュ−ル」といった他の表記に置換されてもよい。
【０１４５】
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【０１４６】
本開示はソフトウェア、ハ−ドウェア、又は、ハ−ドウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるＬＳＩとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのＬＳＩ又はＬＳＩの組み合わせによって制御されてもよい。ＬＳＩは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。ＬＳＩはデータの入力と出力を備えてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、ス−パ−ＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【０１４７】
本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム（通信装置と総称）において実施可能である。通信装置の、非限定的な例としては、電話機（携帯電話、スマ−トフォン等）、タブレット、パ−ソナル・コンピュ−タ−（ＰＣ）（ラップトップ、デスクトップ、ノ−トブック等）、カメラ（デジタル・スチル／ビデオ・カメラ等）、デジタル・プレ−ヤ−（デジタル・オ−ディオ／ビデオ・プレ−ヤ−等）、着用可能なデバイス（ウェアラブル・カメラ、スマ−トウオッチ、トラッキングデバイス等）、ゲ−ム・コンソ−ル、デジタル・ブック・リ−ダ−、テレヘルス・テレメディシン（遠隔ヘルスケア・メディシン処方）デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関（自動車、飛行機、船等）、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。
【０１４８】
通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマ−ト・ホ−ム・デバイス（家電機器、照明機器、スマ−トメ−タ−又は計測機器、コントロ−ル・パネル等）、自動販売機、その他ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）ネットワ−ク上に存在し得るあらゆる「モノ（Things）」をも含む。
【０１４９】
通信には、セルラ−システム、無線ＬＡＮシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントロ−ラやセンサ等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントロ−ラやセンサが含まれる。
【０１５０】
また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。
【０１５１】
本開示に係る位置推定装置は、複数の無線通信装置の間の無線電波の受信状態を示す第１の情報と、前記複数の無線通信装置の設置位置を示す第２の情報と、に基づいて、前記複数の無線通信装置の台数よりも少ない台数の第１の無線通信装置群を選択する選択回路と、前記第１の無線通信装置群に属する前記無線通信装置と無線端末との間の無線電波の受信状態を示す第３の情報と、前記第２の情報と、に基づいて、前記無線端末の位置を推定する推定回路と、を備える。
【０１５２】
本開示に係る位置推定装置において、前記選択回路は、前記第１の情報と前記第２の情報とに基づいて、前記複数の無線通信装置に優先順位を付与し、前記優先順位に基づいて、前記第１の無線通信装置群を選択する。
【０１５３】
本開示に係る位置推定装置において、前記選択回路は、前記第１の情報と前記第２の情報とに基づいて、前記設置位置に対する前記第１の情報の理論値を算出し、前記論理値に対する前記第１の情報のずれに基づいて、前記複数の無線通信装置に前記優先順位を付与する。
【０１５４】
本開示に係る位置推定装置において、前記優先順位は、それぞれが１台の前記無線通信装置を含む複数のエリアの各エリアについて、前記各エリアに含まれる前記無線通信装置と前記各エリアに含まれない前記無線通信装置との間の前記第１の情報に基づいて付与される。
【０１５５】
本開示に係る位置推定装置において、前記選択回路は、前記複数のエリアの各エリアにおいて、前記各エリアについて付与された前記優先順位に基づいて、前記複数の無線通信装置の台数よりも少ない台数の前記無線通信装置からなる第２の無線通信装置群を選択し、かつ、前記第２の無線通信装置群に属する前記無線通信装置と前記無線端末との間の受信状態を示す第４の情報と、に基づいて、前記無線端末が前記エリアに属するか否かを判断し、前記無線端末が属すると判断された前記エリアに付与された前記優先順位に基づいて、前記第１の無線通信装置群を選択する。
【０１５６】
本開示に係る位置推定装置において、前記選択回路は、複数の前記第１の前記無線通信装置群を選択し、前記推定回路は、それぞれが１つの前記第１の無線通信装置群に対応する、前記無線端末の複数の位置を推定し、前記複数の位置の分散値が閾値を超えない場合、前記複数の位置に基づいて、前記無線端末の位置を推定する。
【０１５７】
本開示に係る位置推定装置において、前記推定回路は、前記第１の情報および前記第２の情報に基づいて、前記複数の無線通信装置の各無線通信装置について複数の位置を推定し、前記複数の位置に基づいて、前記各無線通信装置の位置を推定し、前記設置位置とのずれの大きさが所定の精度に最も近い前記複数の位置の分散値を前記閾値に設定する。
【０１５８】
本開示に係る位置推定装置において、前記推定回路は、前記第１の情報および前記第２の情報に基づいて、前記複数の無線通信装置の各無線通信装置について複数の位置を推定し、前記複数の位置に基づいて、前記各無線通信装置の位置を推定し、前記設置位置とのずれの大きさを算出し、前記ずれの大きさが所定の精度に最も近い前記複数の位置の分散値を前記閾値に設定する。
【０１５９】
本開示に係る位置推定装置において、前記第１の情報は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）である。
【０１６０】
本開示に係る位置推定装置において、前記第１の情報は、前記無線電波の到来方向を示す量である。
【０１６１】
本開示に係る位置推定装置において、前記第１の情報は、前記無線電波の到来時間を示す量である。
【０１６２】
本開示に係る位置推定システムは、本開示に係る位置推定装置と、複数の無線通信装置と、前記位置推定装置と前記複数の無線通信装置との間の通信を中継するアクセスポイントと、を備える。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
本開示は、無線通信を用いた位置推定を行うシステムに有用である。
【符号の説明】
【０１６４】
１０  位置推定装置
１１  通信部
１２  ユーザー入力部
１３  位置推定部
１４  記憶部
２０  アクセスポイント（ＡＰ）
２１  無線部
２２  通信部
２３  アンテナ部
３０  アンカー
３１  無線部
３２  通信制御部
３３  記憶部
３４  アンテナ部
４０  子機
４１  無線部
４２  通信制御部
４３  記憶部
４４  アンテナ部
１００  位置推定システム
【図１】
2020148536.tif 000007
【図２】
2020148536.tif 000008
【図３】
2020148536.tif 000009
【図４】
2020148536.tif 000010
【図５】
2020148536.tif 000011
【図６】
2020148536.tif 000012
【図７】
2020148536.tif 000013
【図８】
2020148536.tif 000014
【図９】
2020148536.tif 000015
【図１０】
2020148536.tif 000016
【図１１】
2020148536.tif 000017
【図１２Ａ】
2020148536.tif 000018
【図１２Ｂ】
2020148536.tif 000019
【図１３】
2020148536.tif 000020
【図１４】
2020148536.tif 000021
【図１５Ａ】
2020148536.tif 000022
【図１５Ｂ】
2020148536.tif 000023
【図１５Ｃ】
2020148536.tif 000024
【図１６】
2020148536.tif 000025