(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
0006300922.tif 000035
【請求項２】
0006300922.tif 000036
【請求項３】
0006300922.tif 000037
【請求項４】
0006300922.tif 000038
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線測位の技術分野に関し、特に無線測位方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信信号強度（ＲＳＳ）情報は取得しやすく、コストが低いので、ＲＳＳに基づく無線測位は注目を集めて幅広く適用されている。通常、ＲＳＳに基づく測位は、位置指紋認識測位及び三角形測位に大きく分けられる。位置指紋認識測位は、データベースを予め作成し、且つ環境の変化につれてデータベースを更新する必要があり、データベース作成とメンテナンスのコストが高いので、現在、ほとんど実験室、ビル等内に使用され、普及されていない。三角形測位は、経路損失モデルを用いて測位対象点と既知基準点との間の距離を算出し、次に既知基準点の位置と推定距離に基づき三角形測位を行う。この三角形測位に基づく手段は簡単で、商業、科学研究等の分野に幅広く適用されている。しかしながら、無線信号が環境変化の影響を受けやすく、未知経路損失モデルの推定が極めて難しいので、三角形測位手段の使用を損なう。
【０００３】
未知経路損失モデルでのＲＳＳに基づく三角形測位の問題を解決するために、関連研究によれば、以下の解決手段が提案されている。［１］経路損失指数と位置の組み合わせ推定問題を非線形最適化問題にモデリングし、Ｌｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔ（レーベンバーグ−マーカート法）アルゴリズムに基づき該問題を解決する。［２］根軸に基づき距離互換性を定義し、距離互換性を最大化することにより経路損失指数を動的に推定し、更に経路損失指数を用いて三角形アルゴリズムによる測位を行う。［３］経路損失指数と位置の組み合わせ推定をモデリングして非線形最適化問題を形成した後、Ｇａｕｓｓｉａｎ−Ｓｅｉｄｅｌ（ガウス−ザイデル）アルゴリズムを用いて解く。［４］ヤコビ行列の次元数を削減することにより［１］のＬａｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔの実現の複雑性を低減させる。［５］経路損失モデルの線形化処理により、３つの変数を含む経路損失指数と位置の組み合わせ推定問題を単一変数の最適化問題に変換して解き、解いた値を初期値として手段［４］に代入して測位精度を更に向上させる。
【０００４】
上記５つの手段はいずれも未知経路損失モデルでの測位問題を解決することができるが、それぞれの欠陥がある。［１］については、計算が複雑であり、結果が初期値の選択に依存する。［２］については、距離互換性はノイズチャネルでエラーが生じやすくて、経路損失指数及び位置の誤推定につながる。［３］については、非線形Ｇａｕｓｓｉａｎ−Ｓｅｉｄｅｌアルゴリズムは非凸最適化問題における大域的最適解の出力を確保できないので、結果が依然として適切な初期値の選択に依存する。［４］については、［１］の応用を簡略化したとしても、複雑性が高く、また［１］のような結果が初期値に依存する問題が解決されていない。［５］については、非線形経路損失モデルを線形化処理することにより、細部を犠牲にして誤差が生じてしまい、また複雑性も高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施例が解決しようとする技術的問題は、低い計算複雑性で高精度の無線測位を実現することができる無線測位方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記技術的問題を解決するために、以下の方法、構成を利用する。
【０００７】
0006300922.tif 000002
【０００８】
0006300922.tif 000003
【０００９】
0006300922.tif 000004
【００１０】
0006300922.tif 000005
【００１１】
0006300922.tif 000006
【００１２】
0006300922.tif 000007
【００１３】
0006300922.tif 000008
【００１４】
0006300922.tif 000009
【発明の効果】
【００１５】
上記した発明に係る無線測位方法及び装置によれば、低い計算複雑性で高精度の無線測位を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る無線測位方法のフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の実施例に係る無線測位装置の模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施例の結果模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。なお、矛盾が生じない限り、本願の実施例及び実施例の特徴は任意に組み合わせることができる。
【００１８】
0006300922.tif 000010
【００１９】
0006300922.tif 000011
【００２０】
0006300922.tif 000012
【００２１】
0006300922.tif 000013
【００２２】
上記モデルを作成した上で、本発明の実施例は簡単なアルゴリズムを提供して上記最小化問題を解く。該アルゴリズムは段階的処理の考案により反復して測位対象点の位置を求める。具体的には、まず、測位空間を複数の測位領域に離散化し、ピアソンの積率相関係数の計算により測位空間をある領域に小さくし、次に、反復終了条件を満たすまで、選択した小領域内で前のステップを繰り返す。
【００２３】
0006300922.tif 000014
【００２４】
本発明の実施例は、未知経路損失モデルでのＲＳＳに基づく無線測位問題を、ピアソンの積率相関係数を最小化する最適化問題にモデリングし、且つ簡単な反復アルゴリズムを提供することにより、従来技術と比べて、経路損失指数を推定せずに低い複雑性で正確な測位を行うことができる。本発明の実施例に係るアルゴリズムは経路損失モデルのパラメータを同時に推定していないが、位置を推定した後、線形回帰に基づき経路損失モデルのパラメータを容易に直接算出できる。
【００２５】
本発明の実施例は未知経路損失モデルでのＲＳＳに基づく無線測位手段を提供する。まず、ＲＳＳを利用し、未知経路損失モデルでの無線測位問題をピアソンの積率相関係数の最小化問題にモデリングし、次に、簡単なアルゴリズムを提供する。具体的な実施プロセスは図１に示され、以下のステップ１０１〜１０４を含む。
【００２６】
0006300922.tif 000015
【００２７】
基準点の位置は、ＧＰＳ（全地球衛星測位システム）、手動推定、地図、ＣＡＤソフトウェア（コンピュータ支援設計）などの様々な手段により取得でき、ＲＳＳサンプルは、無線ＬＡＮカードを搭載したノートパソコン、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）、スマートフォンなどにより収集できる。
【００２８】
Ｗｉ−Ｆｉ ＲＳＳ信号の収集を例とし、Ｗｉｎｄｏｗオペレーティングシステムを実行するノートパソコンに無線ＬＡＮ監視ソフトウェアをインストールすると、ソフトウェアを実行して周辺のＷｉ−ＦｉアクセスポイントのＲＳＳを収集できる。
【００２９】
0006300922.tif 000016
【００３０】
１０２、 測位対象点の位置の値空間を推定する。
【００３１】
0006300922.tif 000017
【００３２】
0006300922.tif 000018
【００３３】
１０３、 測位対象点の位置の値空間を離散化し、推定した測位対象点の位置の値空間を複数の同一サイズの格子に区画する。
【００３４】
0006300922.tif 000019
【００３５】
0006300922.tif 000020
【００３６】
0006300922.tif 000021
【００３７】
0006300922.tif 000022
【００３８】
ここまで、未知経路損失モデルでのＲＳＳに基づく測位問題を解決する。
【００３９】
0006300922.tif 000023
【００４０】
0006300922.tif 000024
【００４１】
0006300922.tif 000025
【００４２】
0006300922.tif 000026
【００４３】
0006300922.tif 000027
【００４４】
0006300922.tif 000028
【００４５】
0006300922.tif 000029
【００４６】
0006300922.tif 000030
【００４７】
0006300922.tif 000031
【００４８】
0006300922.tif 000032
【００４９】
0006300922.tif 000033
【００５０】
0006300922.tif 000034
【００５１】
当業者は、上記方法の全部又は一部のステップをプログラムによって関連ハードウェアに命令を出して完成させることができ、前記プログラムはコンピュータ読取り可能な記憶媒体、例えば読取り専用メモリ、磁気ディスクや光ディスクなどに記憶できることを理解できる。選択的に、上記実施例の全部又は一部のステップを１つ又は複数の集積回路により実現してもよい。それに対して、上記実施例における各モジュール／ユニットはハードウェアの形態で実現されてもよく、ソフトウェア機能モジュールの形態で実現されてもよい。本発明はいずれの特定形態のハードウェアとソフトウェアの組合せにも限らない。
【００５２】
上記は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明は様々な他の実施例を有してもよく、本発明の趣旨及びその実質を逸脱せずに、当業者は本発明に基づき様々な変更や変形を行うことができ、それらの変更や変形は本発明の保護範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
上記技術案に係る無線測位方法及び装置によれば、低い計算複雑性で高精度の無線測位を実現することができる。従って、本発明は産業上の利用可能性が高い。
【図１】
0006300922.tif 000039
【図２】
0006300922.tif 000040
【図３】
0006300922.tif 000041