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公開番号2024037311
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-19
出願番号2022142059
出願日2022-09-07
発明の名称位置推定システム及び位置推定方法
出願人国立大学法人九州大学,東急建設株式会社
代理人弁護士法人クレオ国際法律特許事務所
主分類G01S 5/14 20060101AFI20240312BHJP(測定;試験)
要約【課題】電波の伝搬を遮る障害物が変化する環境においても位置推定誤差を低減可能な位置推定システム及び位置推定方法を提供する。
【解決手段】位置推定システム1は、領域AR内の所定の位置座標に配置され、相互に電波を送受信可能な3個以上の固定局3と、固定局3に到達する電波を発信可能な移動局5と、固定局3から、基準電波強度、及び、移動局電波強度を取得する電波強度取得部7と、基準電波強度及び移動局電波強度に基づいて、移動局5の領域内の位置座標を推定する移動局位置推定部(制御部)17とを備えている。移動局位置推定部17は、基準電波強度を基準にして補正した移動局電波強度に基づいて、3個以上の固定局3のそれぞれと移動局5の間の固定局・移動局間距離を算出する距離算出部17Aと、3つ以上の固定局・移動局間距離に基づいて、移動局5の領域内の位置座標を算出する位置算出部17Bを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
領域内の所定の位置座標に配置され、相互に電波を送受信可能な３個以上の固定局と、
前記３個以上の固定局に到達する電波を発信可能な移動局と、
前記３個以上の固定局から、前記固定局のそれぞれが他の前記固定局から受信した電波の電波強度である基準電波強度、及び、前記固定局のそれぞれが前記移動局から受信した電波の電波強度である移動局電波強度を取得する電波強度取得部と、
前記電波強度取得部から取得した前記基準電波強度及び前記移動局電波強度に基づいて、前記移動局の領域内の位置座標を推定する移動局位置推定部とを備え、
前記移動局位置推定部は、
前記基準電波強度を基準にして補正した前記移動局電波強度に基づいて、前記３個以上の固定局のそれぞれと前記移動局の間の固定局・移動局間距離を算出する距離算出部と、
３つ以上の前記固定局・移動局間距離に基づいて、前記移動局の領域内の位置座標を算出する位置算出部と、
を有することを特徴とする位置推定システム。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記距離算出部は、
前記３個以上の固定局のうちの１つを主固定局とし、他の固定局のうちの１つを従固定局とし、前記移動局が、前記主固定局と前記従固定局を結ぶ直線上に存在すると仮定して、前記主固定局が前記従固定局から受信した電波の電波強度に基づく前記基準電波強度と、前記主固定局が前記移動局から受信した電波の電波強度に基づく前記移動局電波強度の比から、前記主固定局と前記移動局の間の距離を算出し、
前記主固定局と残りの固定局との間でも、同様にして、前記主固定局と前記移動局の間の距離を算出し、
前記算出した前記主固定局と前記移動局の間の２つ以上の距離の平均値を、前記主固定局と前記移動局の間の固定局・移動局間距離とする
ことを特徴とする請求項１に記載の位置推定システム。
【請求項３】
前記距離算出部は、前記３個以上の固定局のそれぞれについて、前記固定局・移動局間距離を算出し、
前記位置算出部は、三辺測量の原理に基づいて、３つ以上の前記固定局・移動局間距離を用いて前記移動局の領域内の位置座標を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置推定システム。
【請求項４】
前記位置算出部は、三辺測量の原理に基づいて誤差関数を求め、最小二乗法により前記誤差関数を最小とする解を求めて前記移動局の領域内の位置座標を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の位置推定システム。
【請求項５】
領域内の所定の位置座標に配置され、相互に電波を送受信可能な３個以上の固定局から、前記固定局のそれぞれが他の前記固定局から受信した電波の電波強度である基準電波強度、及び、前記固定局のそれぞれが移動局から受信した電波の電波強度である移動局電波強度を取得する電波強度取得ステップと、
前記基準電波強度を基準にして補正した前記移動局電波強度に基づいて、前記３個以上の固定局のそれぞれと前記移動局の間の固定局・移動局間距離を算出する距離算出ステップと、
３つ以上の前記固定局・移動局間距離に基づいて、前記移動局の領域内の位置座標を算出する位置算出ステップと、
を含むことを特徴とする位置推定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置推定システム及び位置推定方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
領域内に複数の固定局を配置し、移動体に電波を発信する移動局を保持させ、領域内に存在する移動体の位置を推定する位置推定システムが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の発明では、領域内に、所定の間隔をあけて複数の固定局を設置して、移動局を保持する対象物の位置を特定している。
【０００４】
特許文献２に記載の発明では、電波の到達距離が長いサブギガヘルツ帯の電波を利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－２８５０号公報
特開２０１９－１３８７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の発明が利用している固定局及び移動局は、電波の到達距離が短いものが想定されている。そのため、領域が広くなると、設置しなければならない固定局の数が多くなり、設置コストの増加が課題となる。
【０００７】
特許文献２に記載の発明のように、サブギガヘルツ帯の電波を利用すれば、設置しなければならない固定局の数を少なくすることができる。しかしながら、利用する電波を単にサブギガヘルツ帯の電波に置き換えただけでは、建設現場の中のように、様々な障害物の状態が日々変化する環境では、移動体の位置推定誤差が大きくなりやすいという課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、電波の伝搬を遮る障害物が変化する環境においても位置推定誤差を低減可能な位置推定システム及び位置推定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の位置推定システムは、領域内の所定の位置座標に配置され、相互に電波を送受信可能な３個以上の固定局と、前記３個以上の固定局に到達する電波を発信可能な移動局と、前記３個以上の固定局から、前記固定局のそれぞれが他の前記固定局から受信した電波の電波強度である基準電波強度、及び、前記固定局のそれぞれが前記移動局から受信した電波の電波強度である移動局電波強度を取得する電波強度取得部と、前記電波強度取得部から取得した前記基準電波強度及び前記移動局電波強度に基づいて、前記移動局の領域内の位置座標を推定する移動局位置推定部とを備えている。
【００１０】
そして、前記移動局位置推定部は、前記基準電波強度を基準にして補正した前記移動局電波強度に基づいて、前記３個以上の固定局のそれぞれと前記移動局の間の固定局・移動局間距離を算出する距離算出部と、３つ以上の前記固定局・移動局間距離に基づいて、前記移動局の領域内の位置座標を算出する位置算出部と、を有する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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