[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2004325272A - Positioning system, terminal, base station and information providing system - Google Patents

Positioning system, terminal, base station and information providing system Download PDF

Info

Publication number
JP2004325272A
JP2004325272A JP2003120872A JP2003120872A JP2004325272A JP 2004325272 A JP2004325272 A JP 2004325272A JP 2003120872 A JP2003120872 A JP 2003120872A JP 2003120872 A JP2003120872 A JP 2003120872A JP 2004325272 A JP2004325272 A JP 2004325272A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
electromagnetic wave
base station
unit
reflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003120872A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Hasegawa
敬 長谷川
Masami Kihara
雅巳 木原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2003120872A priority Critical patent/JP2004325272A/en
Publication of JP2004325272A publication Critical patent/JP2004325272A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the position of a terminal including the kind thereof with a simple constitution. <P>SOLUTION: A base station 4 emits an electromagnetic wave, receives a reflected wave from a terminal 2, and measures the position of the terminal 2 based on the round-trip time of the electromagnetic wave and the incident direction of the reflected wave. Each terminal 2 changes the intensity of the reflected wave following a rule assigned for discrimination from other terminals, and the base station 4 discriminates the terminal 2 of a reflection source based on the received reflected wave and the rule. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一以上の端末のそれぞれの位置を検知する測位システム、この測位システムで用いられる端末および基地局、ならびに、この測位システムにより得られた位置に応じた情報サービスを端末に提供する情報提供システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
端末の位置を測定する手法としては、複数の基点からの距離をもって算出するものや、基点からの距離と方位角をもって算出するものがある。
【0003】
複数の基点からの距離をもって位置を算出する方法の例として、GPS(Globalpositioning System)を利用したものが一般的に使われている。また、携帯電話等では、3地点にある基地局において、電磁波の電界の強度やタイムスタンプの比較による電磁波のトラベル時間の測定などによって、端末とそれぞれの基地局との間の距離の測定を行っている。
【0004】
また、基点からの距離と角度をもって位置を算出する方法としてレーザレーダシステムがある。これは、レーザの出射方向を走査し、かつ、レーザのトラベル時間を測定することによって対象物の位置を計測するものである。
【0005】
これらの他に、特許文献1には、光通信方法が記載されている。この光通信方法では、送信側および受信側のそれぞれの光送受信機の外側面に、指向性を有する複数の光送信部および光受信部をそれぞれ放射状に設ける。通信開始時に、送信側においては、光受信部をすべて有効状態にし、かつ、光送信部を順次独立して有効状態にして所定の信号を送信する。そして、この送信に対する受信側からの応答信号を受信して、その受信状態が最も良い光受信部および該光受信部と同一方向に指向性を有する光送信部をそれぞれ1つずつ有効状態にし、他を無効状態とする。一方、受信側においては、光受信部をすべて有効状態にした状態で送信側から送られてきた光を受信する。そして、複数の光受信部のうち受信状態が最も良い光受信部および該光受信部と同一方向に指向性を有する光送信部を有効状態にして他を無効状態とし、所定の応答信号を送信側に送る。これにより、送信側および受信側ともに、受信状態が最も良くなるような指向性でもって通信を行うことができる。
【0006】
【特許文献1】
特開平10−285116号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術では、基地局または端末の構成が複雑となってしまう。
【0008】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、簡易な構成により、どの端末がどこの位置に存在するかを検知することができる測位システム、端末、基地局、および、測位システムを用いる情報提供システムを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するための第1の発明は、一以上の基地局と一以上の端末とを備え、前記各端末は、電磁波を反射させる反射手段と、他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って前記反射手段による反射波の強度を変化させる強度制御手段とを有し、前記各基地局は、電磁波を出射する出射手段と、当該出射手段により出射された電磁波が前記反射手段で反射された反射波を受信する受信手段と、前記電磁波の出射と前記反射波の受信との時間差に基づいて前記端末までの距離を計測する距離計測手段と、前記受信手段による受信結果と前記端末毎に割り当てられた規則とに基づいて反射元の端末を判別する端末判別手段とを有し、前記距離計測手段の計測結果と前記端末判別手段の判別結果とを用いて前記各端末の位置を検知する測位システムである。
【0010】
上記構成では、電磁波の往復時間に基づいて基地局から端末までの距離が計測される。また、端末毎に、他の端末と自身とを判別するための規則が割り当てられ、各端末は、割り当てられた規則に従って反射波の強度を変化させる。そして、基地局は、上記の規則を参照し、受信した反射波に基づいて反射元の端末を判別する。このため、どの端末がどこの位置に存在するかを検知することが、簡易な構成で実現される。なお、強度制御手段としては、反射手段に入射する電磁波の強度を変化させるもの、反射手段から放射された電磁波の強度を変化させるもの、反射手段の反射率を変化させるもの等が挙げられる。
【0011】
また、第2の発明は、第1の発明において、前記基地局は、前記受信手段で受信された反射波の入射方向に基づいて前記端末の方向を計測する方向計測手段をさらに有し、前記方向計測手段の計測結果をさらに用いて前記各端末の位置を検知するものである。
【0012】
また、第3の発明は、第1または2の発明において、前記規則として、前記端末毎に、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられるものである。
【0013】
また、第4の発明は、第1〜3のいずれかの発明において、前記反射手段は、前記電磁波を当該電磁波の入射方向に回帰反射させるものである。
【0014】
また、第5の発明は、第1〜4のいずれかの発明において、前記出射手段は、信号で変調された電磁波を出射し、前記端末は、前記出射手段からの電磁波を受信する電磁波受信手段と、当該電磁波受信手段により受信された電磁波を復調して前記信号を取り出す復調手段とをさらに有するものである。
【0015】
また、第6の発明は、一以上の端末の位置を検知するために基地局から出射された電磁波を反射させる反射手段と、他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って前記反射手段による反射波の強度を変化させる強度制御手段とを有する端末である。
【0016】
また、第7の発明は、第6の発明において、前記規則として、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられるものである。
【0017】
また、第8の発明は、第6または7の発明において、前記反射手段は、前記電磁波を当該電磁波の入射方向に回帰反射させるものである。
【0018】
また、第9の発明は、第6〜8のいずれかの発明において、信号で変調され前記基地局から出射された電磁波を受信する電磁波受信手段と、当該電磁波受信手段により受信された電磁波を復調して前記信号を取り出す復調手段とをさらに有するものである。
【0019】
また、第10の発明は、一以上の端末の位置を計測する基地局であって、電磁波を出射する出射手段と、当該出射手段により出射された電磁波が前記端末で反射された、端末毎に割り当てられた規則に従った強度を持つ反射波を受信する受信手段と、前記電磁波の出射と前記反射波の受信との時間差に基づいて前記端末までの距離を計測する距離計測手段と、前記受信手段による受信結果と前記端末毎に割り当てられた規則とに基づいて反射元の端末を判別する端末判別手段と、を有する基地局である。
【0020】
また、第11の発明は、第10の発明において、前記受信手段で受信された反射波の入射方向に基づいて前記端末の方向を計測する方向計測手段をさらに有するものである。
【0021】
また、第12の発明は、第10または11の発明において、前記規則として、前記端末毎に、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられるものである。
【0022】
また、第13の発明は、第10〜12のいずれかの発明において、前記出射手段は、信号で変調された電磁波を出射するものである。
【0023】
また、第14の発明は、第1〜5のいずれかの発明に係る測位システムと、当該測位システムによって検知された前記端末の位置に応じた情報を無線通信により前記端末に提供する情報提供手段と、を有する情報提供システムである。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る情報提供システムおよび測位システムについての好適な実施形態を第1の実施形態から第3の実施形態に分けて詳細に説明する。
【0025】
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る情報提供システムの全体構成を示す概略図である。図1において、サーバ1と部屋R内の複数の端末2とは、部屋Rの天井に設置されたアクセスポイント3(以下、AP3と称す)を介して相互に無線通信可能となっている。ここで、AP3は親局であり、端末2は子局である。また、無線通信の方式としては、例えば、IEEE802.11a規格やIEEE802.11b規格の無線LAN、BlueTooth(登録商標)等がある。サーバ1は、端末2に対して当該端末2の位置に応じた情報を提供するものであり、部屋Rの天井には、端末2のそれぞれの位置を検知するための一以上の基地局4が設置されている。なお、サーバ1には、情報提供者による提供内容が予め登録されているものとする。
【0026】
このような情報提供システムの動作について簡単に説明する。まず、基地局4は、この基地局4から端末2までの距離、および、基地局4に対する端末2の方向を計測し、計測結果をサーバ1に送信する。サーバ1は、基地局4から受けた計測結果と当該基地局4の既知である位置とに基づいて端末2の位置を検知し、検知された位置に応じた情報を、AP3を介して当該端末2に送信する。
【0027】
なお、サーバ1、AP3、基地局4の間の通信は、無線でも有線でもよい。また、サーバ1、AP3、基地局4は、機能上の分別であるので、いずれの組み合わせで同一の装置内に実装されてもよい。また、AP3や基地局4の設置位置は、天井以外の場所であってもよいし、屋外であってもよい。
【0028】
図2は、本実施形態に係る測位システムの全体構成を示す概略図である。図2において、部屋Rの天井には、部屋R内の端末21、22の位置を検知するために、基地局41、42が設置されている。基地局41、42は、電磁波を放射し、端末21、22からの反射波を用いて端末21、22の位置を計測する。具体的には、基地局41、42は、電磁波の放射と反射波の受信との時間差すなわち電磁波の往復時間に基づいて端末21、22までの距離を計測し、反射波の基地局41、42への入射方向に基づいて端末21、22の方向を計測する。基地局41、42の計測結果はサーバ1に送信され、サーバ1は、これらの計測結果に基づいて端末21、22の位置を検知する。
【0029】
ここで、図2のように、基地局41から見て端末21またはその保持者の影になっている端末22には、基地局41からの電磁波は到達しない。このため、基地局41は端末22の位置を測定することができない。しかし、別の基地局42によれば、端末21、22のそれぞれの位置の測定が可能である。このように、影の問題を勘案すると、基地局4は2つ以上であることが好ましい。ただし、基地局4は1つであってもよい。
【0030】
図2において、基地局42から放射される電磁波に着目する。基地局42からの電磁波は、端末21および22で反射し、基地局42には、端末21からの反射波と端末22からの反射波とが入射する。すると、それぞれの端末21、22からの反射電磁波が同時もしくは近い時間間隔で基地局42に入射することになり、基地局42では端末21、22の判別が困難となる。そこで、本実施形態に係る測位システムでは、端末21、22は、他の端末との判別のために端末毎に割り当てられた規則に従って反射波の強度を変化させ、基地局41、42は、受信した反射波と上記規則とに基づいて反射元の端末を判別する。この方式については、後に詳細に説明する。
【0031】
図3は、基地局4の構成を示す概略図である。図3において、基地局4は、略円錐形の広角レンズ4aを有する。この広角レンズ4aの頂点には、電磁波を放射するレーザやLED(Light Emitting Diode)等の光源4bが設けられており、広角レンズ4aの底面には、その全面に、PD(Photo Diode)やCCD(Charge Coupled Device)等の受光素子アレイ4cが配置されている。これらの他に、基地局4は、端末2までの距離を計測する距離計測部4d、端末2の方向を計測する方向計測部4e、および反射元の端末2を判別する端末判別部4fを有する。このような構成を有する基地局4は、広角レンズ4aの底面を天井側に向けて取り付けられる。
【0032】
図4は、端末2の構成を示す概略図である。図4において、端末2の筐体2aには、電磁波を反射させる反射体2bが設けられている。本実施形態では、反射体2bは、効率良く電磁波を反射させるために、電磁波を当該電磁波の入射方向に回帰反射させる回帰反射体となっている。具体的には、反射体2bは、支持体にガラスやプラスチックなどで形成された微小球体が塗布されたもの、コーナーキューブドキューブリック(CCC)が面上に形成されたもの等である。また、筐体2aには、反射体2bを覆うように、反射波の強度を変化させることができる強度可変部2cが設けられている。この強度可変部2cは、外部から反射体2bに入射する電磁波の強度または反射体2bから外部に放射する電磁波の強度を変化させることができるものであれば特に限定されないが、本実施形態では液晶シャッターである。さらに、端末2は、強度可変部2cを制御することにより反射波の強度を制御する強度制御部2dを有する。
【0033】
以下、図3、4を用いて、基地局4による端末2の位置の計測について説明する。
【0034】
基地局4を原点とする端末2の三次元直交座標上の位置(x,y,z)は、球座標(d,θ,φ)から求められる。そこで、本実施形態では、基地局4から端末2までの距離d、ならびに、基地局4に対する端末2の回転角θおよび仰角φを計測することにより端末2の位置を求める。
【0035】
光源4bは、適当な間隔でパルス状の電磁波を放射する。光源4bから放射された電磁波は、端末2の反射体2bで反射され、反射波L1は、広角レンズ4aにより集光され受光素子アレイ4cにて受光される。ここで、回転角θ、仰角φの方向から広角レンズ4aに入射した反射波L1は、受光素子アレイ4cの領域のうち、回転角θおよび仰角φに対応する二次元直交座標上の部位(x1、y1)に入射する。受光素子アレイ4cは、受光信号を距離計測部4dおよび方向計測部4eに出力する。距離計測部4dは、電磁波の放射と反射波の受信との時間差を算出し、この時間差に光速を乗じて2で割ることにより、基地局4から端末2までの距離dを算出する。方向計測部4eは、反射波L1に反応した受光素子アレイ4cの素子の部位(x1,y1)を回転角θ、仰角φに変換し、基地局4に対する端末2の回転角θおよび仰角φを求める。
【0036】
以下、反射元の端末2の判別について説明する。
【0037】
図1において、端末2がAP3を介してサーバ1に登録要求を送信すると、サーバ1は、AP3を介して端末2に対して、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとを割り当てる。このタイムスロットは、複数の端末2が同時に反射波を基地局4に返さないように各端末2に割り当てられる。すなわち、あるタイムスロットにおいて、基地局4からの電磁波を反射させることのできる端末2が1つだけとなるように設定される。サーバ1は、各端末2に対するタイムスロットの割当の状況を示すタイムスロット割当情報を基地局4に送信する。
【0038】
図5は、タイムスロットの割当の例を示す図である。図5において、図2の端末21に対し、単位周期Tの前半には、反射強度を強くするタイムスロットs11が割り当てられ、後半には、反射強度を弱くするタイムスロットs12が割り当てられている。一方、端末22に対しては、前半に弱くするタイムスロットs21が割り当てられ、後半に強くするタイムスロットs22が割り当てられている。各端末21、22の強度制御部2dは、反射強度を強くするタイムスロットs11、s22においては電磁波が透過するように強度可変部2cを制御し、弱くするタイムスロットs12、s21においては電磁波が遮断されるように強度可変部2cを制御する。
【0039】
図5において、基地局4の光源4bがタイムスロットs11、s21内の時刻t1に電磁波を放射すると、この電磁波は端末21で強く反射され、端末21による反射波はタイムスロットs11、s21内の時刻t2に基地局4の受光素子アレイ4cに受信される。ここで、端末22による反射波はほとんど受信されない。受光素子アレイ4cの受信信号は端末判別部4fに出力され、端末判別部4fは、この受信信号とタイムスロット割当情報とに基づいて反射元の端末21、22を判別する。ここでは、反射波の受信時刻t2は、端末21に割り当てられた反射強度を強くするタイムスロットs11内であり、端末22に割り当てられた反射強度を弱くするタイムスロットs21内であるので、反射元の端末は端末21であると認識する。
【0040】
以上のとおり、本実施形態によれば、各端末2は、他の端末2との判別のために割り当てられた規則に従って反射波の強度を変化させ、基地局4は、受信結果と上記規則とに基づいて反射元の端末2を判別するので、簡易な構成で端末2の判別を行うことができる。特に、端末毎に反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとを割り当て、この割当状況と反射波の受信結果とに基づいて反射元の端末2を判別することとしているので、反射波の強度制御および端末2の判別が非常に簡易な構成で実現される。
【0041】
また、従来のGPSや携帯電話で用いられている位置計測方法は、衛星や移動体通信の基地局から携帯端末に対して電磁波が遮られることのない環境においてのみ適用可能であり、室内や構内等のようにその外部と内部とで無線通信が困難な場合には適用できない。これに対し、本実施形態によれば、基地局の構成は非常に簡易なものなので、室内に基地局を配置することができ、室内での位置検知が可能となる。
【0042】
さらに、端末2の反射体2bとして回帰反射体を用いているので、無指向拡散反射する反射体を用いる場合と比較して、基地局4からの放射電磁波が確実に当該基地局4に戻るので、他の基地局4からの放射電磁波との混信を回避することができる。また、反射体2bによる反射波の強度が強くなるので、壁等の端末2以外の物体による反射波等の雑音の影響を小さくできる。このため、端末2以外の物体で反射したプローブが雑音となって位置計測精度の低下をもたらすというマルチパスの問題が軽減される。また、反射波の強度が強くなるので、基地局4からの電磁波の強度を弱くすることができる。
【0043】
また、端末2側で位置計測のための電磁波を発生させる機器を持つ必要がないので、端末2の軽量化、省電力化を図ることができる。
【0044】
また、従来のレーザレーダシステムでは、レーザを走査する機構が必要となる。走査機構としてはガルバノメータやMEMS(Micro Electro−Mechanical Systems)を使用したものがあるが、メカニカルな動きを排除することができないため、連続使用する際の耐久性が問題となる。これに対し、本実施形態によれば、電磁波を走査する機構は不要であり、耐久性の向上を図ることができる。
【0045】
また、光源4bは1つでよいので、複数の光源を必要とする特許文献1に記載の光通信装置と比べ、基地局4の低消費電力化、製造及び制御の容易化を図ることができる。
【0046】
また、電磁波のトラベル時間の測定は、簡易な電気回路からなる測定系によって数ns程度の精度で可能であり、位置誤差1m程度を容易に達成することができる。すなわち、簡易な構成により、精度良く、端末2の位置を検知することができる。
【0047】
また、基本的には一つの基地局4が位置を測定するため、基地局間や、端末2と基地局4との間で精緻な時刻同期が必要とされない。
【0048】
また、端末側で基地局4へ回帰させる反射波の強度を制御することができるので、強度可変部2cの状態を設定するためのユーザインタフェースを追加すれば、位置情報を利用した情報提供システムへの参加または不参加を端末側のユーザの意図で決めることができる。これにより、自己の位置を情報提供者に知らせるかどうかを端末2のユーザが決定でき、ユーザのプライバシーを保護することができる。
【0049】
(第2の実施形態)
図6は、本実施形態に係る測位システムの全体構成を示す概略図であり、部屋Rを天井側から眺めたものである。なお、情報提供システムの全体構成および動作は、第1の実施形態とほとんど同じなので説明を省略する。図6において、部屋Rの天井には、部屋R内の端末23の位置を検知するために、基地局43、44、45が設置されている。基地局43、44、45は、電磁波の放射と反射波の受信との時間差に基づいて端末23までの距離を計測する。本実施形態に係る測位システムでは、基地局43、44、45により計測された3つの距離と、基地局43、44、45の既知の位置とに基づいて、三角測量により端末23の位置を算出する。この算出は、基地局43、サーバ1等、任意の装置で行われればよい。
【0050】
ここで、ある端末がある基地局から見て影になる場合、その端末の基地局からの距離を測定できない。したがって、基地局の数は、より多いほうが好ましい。ただし、三角測量を行うためには、基地局は少なくとも3つあればよい。また、例えば、ある地点からの距離だけを検知したい場合には、その地点に1つの基地局を配置すればよい。すなわち、基地局の数や配置位置は、目的や状況に応じて決められればよい。
【0051】
図7は、基地局43の構成を示す概略図である。図7において、基地局43は、広角レンズ43a、光源43b、集光レンズ43c、受光素子43d、距離計測部43e、端末判別部43fを有する。光源43bは、電磁波を放射する。この電磁波は端末23で反射され、反射波は、広角レンズ43a、集光レンズ43cにより集光されPD等の受光素子43dにて受光される。受光素子43dは、距離計測部43eおよび端末判別部43fに受光信号を出力し、距離計測部43eおよび端末判別部43fは、それぞれ距離の計測および端末の判別を行う。
【0052】
なお、端末23の構成、端末の位置の計測、端末の判別については、第1の実施形態とほとんど同じなので説明を省略する。
【0053】
以上のとおり、本実施形態によれば、第1の実施形態で得られる効果の他に、基地局の構成が簡易化されるという効果が得られる。
【0054】
(第3の実施形態)
本実施形態に係る測位システムは、第1、2の実施形態に係る測位システムとほとんど同じであるが、位置検知のために電磁波を放射する光源を用いて基地局から端末に信号を無線送信するものである。以下、図面を用いて本実施形態について説明するが、第1または第2の実施形態と共通する部分については説明を省略する。
【0055】
図8は、本実施形態に係る基地局の構成を示す概略図である。図8において、基地局46は、第1の実施形態と同様に、広角レンズ46a、光源46b、受光素子アレイ46c、距離計測部46d、方向計測部46e、端末判別部46fを有する。この基地局46は、位置検知のための電磁波の他に、情報信号で変調された電磁波を放射する。
【0056】
図9は、本実施形態に係る端末の構成を示す概略図である。図9において、端末24は、筐体24a、反射体24b、強度可変部24c、強度制御部24dの他に、基地局からの電磁波を受信する電磁波受信部24eと、当該電磁波受信部24eにより受信された電磁波を復調して情報信号を取り出す復調部24fとを有する。本実施形態では、反射体24bは、ガラスやアクリルで作られており半透明である。よって、反射体24bは、入射した電磁波の全てを反射または吸収しないで一部を透過させる。そこで、本実施形態では、電磁波受信部24eとしてPD等の受光素子を反射体24bの内側に設置し、反射体24bを透過した電磁波を受信する。ただし、電磁波を受信することができれば、電磁波受信部24eの設置位置は特に限定されない。
【0057】
以下、基地局46から端末24に情報信号を無線送信する場合における基地局46および端末24の動作について説明する。
【0058】
基地局46において、光源46bは、端末の位置検知のために適当な間隔でパルス状の電磁波を放射するのに加えて、情報信号の送信先の端末24に割り当てられた反射強度を強くするタイムスロット内に、情報信号で変調された電磁波を放射する。なお、変調の方式には、直接変調、外部変調などがあるが、ここではその方式は特に限定されない。また、光源46bは、信号源および変調器を備えているものとする。
【0059】
端末24において、電磁波受信部24eは、基地局46からの電磁波を受信し、受信信号を復調部24fに出力する。復調部24fは、受信信号を復調して情報信号を取り出す。
【0060】
以上のとおり、本実施形態によれば、端末の位置を検知するための設備を基地局から端末への情報信号の送信に活用できる。
【0061】
なお、本発明は、上記の第1〜3の実施形態に限定されない。
【0062】
例えば、第1の実施形態において、基地局4に代えて図10に示される基地局47を用いることができる。図10において、基地局47は、頂点に光源47bが設けられた略円錐形の広角レンズ47aを有する。この広角レンズ47aの底面には、その全面に、液晶シャッター、MEMS光学スイッチ、ガルバノスキャナ等のスイッチングやスキャンにより電磁波の透過域を走査できる走査デバイス47cが配置されている。そして、この走査デバイス47cの後段に、集光レンズ47d、受光素子47eが順に配置されている。この基地局47では、走査デバイス47cと受光素子47eとの組み合わせにより、どの位置を走査している時に反射波を受信しているかを認識することができる。これにより、反射波の入射方向を知ることができ、反射元の端末の回転角θおよび仰角φを求めることができる。なお、図10では、距離計測部、方向計測部、および端末判別部は省略されている。
【0063】
また、現在得られる微小球やCCCからなる回帰反射体では、完全に入射した方向に回帰するものを作ることは技術的に困難であり、反射体に入射した電磁波は回帰方向にある程度散乱しつつ反射する。このため、受光素子の位置は、光源の近傍であればよく、図3、7、8、10に示される位置に限られない。また、光源と受光素子とは一体化している必要はない。
【0064】
また、広角レンズや集光レンズは、電磁波の効率的な集光を助けるものであり、省略可能である。また、上記実施形態では、分かり易い例として広角レンズや集光レンズを採用したが、集光の目的において、光学系は、部品点数、コスト等を勘案して適切に設計されるべきであり、他のレンズ、組み合わせレンズ等が適当な位置に配されたものであってもよい。
【0065】
また、端末毎に割り当てられる規則は、上記実施形態のものに限定されず、反射元の端末を判別することができれば、どのような規則であってもよい。例えば、規則として、端末毎に反射強度の変化パターンを割り当て、基地局において受信された反射波の強度の変化パターンを検出し、検出された変化パターンと端末毎に割り当てられた変化パターンとに基づいて反射元の端末を判別してもよい。
【0066】
また、各端末への規則の割り当ては、どのような方法によって行われてもよく、サーバ1以外の他の装置によって行われてもよいし、予め各端末に割り当てられていてもよい。
【0067】
また、端末は、上記実施形態のような無線通信端末に限られず、単なる測位端末であってもよい。
【0068】
また、基地局から出射される電磁波は、光波に限定されず、マイクロ波等の他の電磁波であってもよい。
【0069】
【発明の効果】
本発明によれば、電磁波の反射を利用して端末の位置を計測するとともに、端末において、他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って反射波の強度を変化させ、基地局において、受信された反射波と上記の規則とに基づいて反射元の端末を判別するので、簡易な構成により、どの端末がどこの位置に存在するかを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る情報提供システムの全体構成を示す概略図である。
【図2】第1の実施形態に係る測位システムの全体構成を示す概略図である。
【図3】基地局4の構成を示す概略図である。
【図4】端末2の構成を示す概略図である。
【図5】タイムスロットの割当の例を示す図である。
【図6】第2の実施形態に係る測位システムの全体構成を示す概略図である。
【図7】基地局43の構成を示す概略図である。
【図8】第3の実施形態に係る基地局の構成を示す概略図である。
【図9】第3の実施形態に係る端末の構成を示す概略図である。
【図10】基地局の別の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 サーバ
2、21〜23、24 端末
2a、24a 筐体
2b、24b 反射体
2c、24c 強度可変部
2d、24d 強度制御部
24e 電磁波受信部
24f 復調部
3 アクセスポイント(AP)
4、41、42、46 基地局
4a、46a 広角レンズ
4b、46b 光源
4c、46c 受光素子アレイ
4d、46d 距離計測部
4e、46e 方向計測部
4f、46f 端末判別部
43〜45 基地局
43a 広角レンズ
43b 光源
43c 集光レンズ
43d 受光素子
43e 距離計測部
43f 端末判別部
47 基地局
47a 広角レンズ
47b 光源
47c 走査デバイス
47d 集光レンズ
47e 受光素子
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a positioning system for detecting the position of each of one or more terminals, a terminal and a base station used in the positioning system, and information for providing a terminal with an information service according to the position obtained by the positioning system. Regarding the provision system.
[0002]
[Prior art]
As a method of measuring the position of the terminal, there are a method of calculating the distance from a plurality of base points and a method of calculating the distance and the azimuth from the base point.
[0003]
As an example of a method of calculating a position based on distances from a plurality of base points, a method using GPS (Global Positioning System) is generally used. In mobile phones, etc., the distance between the terminal and each base station is measured at base stations at three points by measuring the electromagnetic wave electric field strength and electromagnetic wave travel time by comparing time stamps, and the like. ing.
[0004]
In addition, there is a laser radar system as a method of calculating a position based on a distance and an angle from a base point. In this method, the position of an object is measured by scanning the laser emission direction and measuring the travel time of the laser.
[0005]
In addition to these, Patent Document 1 discloses an optical communication method. In this optical communication method, a plurality of directional optical transmitting units and optical receiving units are radially provided on the outer surface of each of the transmitting and receiving optical transceivers. At the start of communication, on the transmitting side, the optical receiving units are all enabled, and the optical transmitting units are sequentially enabled independently to transmit predetermined signals. Then, a response signal from the receiving side to the transmission is received, and the optical receiving unit having the best receiving state and the optical transmitting unit having directivity in the same direction as the optical receiving unit are enabled one by one, Others are invalidated. On the other hand, the receiving side receives the light transmitted from the transmitting side in a state where all the optical receiving units are in the valid state. Then, among the plurality of optical receiving units, the optical receiving unit having the best receiving state and the optical transmitting unit having directivity in the same direction as the optical receiving unit are enabled, the others are disabled, and a predetermined response signal is transmitted. Send to the side. Thus, both the transmitting side and the receiving side can perform communication with the directivity in which the receiving state becomes the best.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-10-285116
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technology, the configuration of the base station or the terminal becomes complicated.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a positioning system, a terminal, a base station, and a positioning system capable of detecting which terminal exists at which position with a simple configuration. The purpose of the present invention is to provide an information providing system using the information.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention for solving the above-described problems and achieving the object includes one or more base stations and one or more terminals, and each terminal includes a reflection unit that reflects an electromagnetic wave, and another terminal. Intensity control means for changing the intensity of the reflected wave by the reflection means according to the rule assigned for the determination of, each said base station, emission means for emitting an electromagnetic wave, emitted by the emission means Receiving means for receiving a reflected wave of the electromagnetic wave reflected by the reflecting means; distance measuring means for measuring a distance to the terminal based on a time difference between emission of the electromagnetic wave and reception of the reflected wave; and the receiving means Terminal determination means for determining the terminal of the reflection source based on the reception result by and the rule assigned to each terminal, using the measurement result of the distance measurement means and the determination result of the terminal determination means Each of the above A positioning system for detecting the end positions.
[0010]
In the above configuration, the distance from the base station to the terminal is measured based on the round trip time of the electromagnetic wave. In addition, a rule for discriminating between itself and another terminal is assigned to each terminal, and each terminal changes the intensity of the reflected wave according to the assigned rule. Then, the base station refers to the above rule and determines the terminal of the reflection source based on the received reflected wave. For this reason, detecting which terminal is present at which position is realized with a simple configuration. Note that the intensity control means includes those that change the intensity of the electromagnetic wave incident on the reflection means, those that change the intensity of the electromagnetic wave radiated from the reflection means, and those that change the reflectance of the reflection means.
[0011]
Further, in a second aspect based on the first aspect, the base station further includes a direction measuring unit that measures a direction of the terminal based on an incident direction of the reflected wave received by the receiving unit, The position of each terminal is detected by further using the measurement result of the direction measuring means.
[0012]
In a third aspect based on the first or second aspect, a time slot for increasing the reflection intensity and a time slot for decreasing the reflection intensity are assigned to each terminal as the rule.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the reflection means reflects the electromagnetic wave back and forth in an incident direction of the electromagnetic wave.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the emission means emits an electromagnetic wave modulated by a signal, and the terminal receives an electromagnetic wave from the emission means. And demodulating means for demodulating the electromagnetic wave received by the electromagnetic wave receiving means and extracting the signal.
[0015]
Further, the sixth invention is characterized in that the reflecting means for reflecting the electromagnetic wave emitted from the base station to detect the position of one or more terminals, and the reflecting means according to a rule assigned for discriminating from other terminals And intensity control means for changing the intensity of the reflected wave due to the terminal.
[0016]
In a seventh aspect based on the sixth aspect, a time slot for increasing the reflection intensity and a time slot for decreasing the reflection intensity are assigned as the rules.
[0017]
In an eighth aspect based on the sixth or seventh aspect, the reflection means reflects the electromagnetic wave back and forth in the incident direction of the electromagnetic wave.
[0018]
In a ninth aspect based on any of the sixth to eighth aspects, the electromagnetic wave receiving means for receiving an electromagnetic wave modulated by a signal and emitted from the base station, and demodulating the electromagnetic wave received by the electromagnetic wave receiving means And demodulating means for extracting the signal.
[0019]
Further, a tenth invention is a base station that measures the position of one or more terminals, and includes an emission unit that emits an electromagnetic wave, and an electromagnetic wave emitted by the emission unit reflected by the terminal. Receiving means for receiving a reflected wave having an intensity according to the assigned rule; distance measuring means for measuring a distance to the terminal based on a time difference between emission of the electromagnetic wave and reception of the reflected wave; and And a terminal discriminating means for discriminating a reflection source terminal based on a reception result by the means and a rule assigned to each terminal.
[0020]
According to an eleventh aspect, in the tenth aspect, the apparatus further comprises a direction measuring means for measuring a direction of the terminal based on an incident direction of the reflected wave received by the receiving means.
[0021]
In a twelfth aspect based on the tenth or eleventh aspect, a time slot for increasing reflection intensity and a time slot for decreasing reflection intensity are assigned to each terminal as the rule.
[0022]
In a thirteenth aspect based on any one of the tenth to twelfth aspects, the emission means emits an electromagnetic wave modulated by a signal.
[0023]
A fourteenth invention is a positioning system according to any one of the first to fifth inventions, and an information providing means for providing information corresponding to the position of the terminal detected by the positioning system to the terminal by wireless communication. And an information providing system having:
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an information providing system and a positioning system according to the present invention will be described in detail from first to third embodiments with reference to the accompanying drawings.
[0025]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the information providing system according to the present embodiment. In FIG. 1, a server 1 and a plurality of terminals 2 in a room R can wirelessly communicate with each other via an access point 3 (hereinafter, referred to as an AP 3) installed on a ceiling of the room R. Here, AP3 is a master station, and terminal 2 is a slave station. In addition, as a wireless communication method, for example, there are a wireless LAN of IEEE 802.11a standard and IEEE 802.11b standard, and Bluetooth (registered trademark). The server 1 provides information corresponding to the position of the terminal 2 to the terminal 2. On the ceiling of the room R, one or more base stations 4 for detecting the position of the terminal 2 are provided. is set up. It is assumed that the contents provided by the information provider are registered in the server 1 in advance.
[0026]
The operation of such an information providing system will be briefly described. First, the base station 4 measures the distance from the base station 4 to the terminal 2 and the direction of the terminal 2 with respect to the base station 4, and transmits the measurement result to the server 1. The server 1 detects the position of the terminal 2 based on the measurement result received from the base station 4 and the known position of the base station 4, and transmits information corresponding to the detected position via the AP 3 to the terminal. Send to 2.
[0027]
Communication between the server 1, the AP 3, and the base station 4 may be wireless or wired. Further, since the server 1, the AP 3, and the base station 4 are functionally separated, any combination may be implemented in the same device. Further, the installation position of the AP 3 and the base station 4 may be a place other than the ceiling, or may be outdoors.
[0028]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the entire configuration of the positioning system according to the present embodiment. In FIG. 2, base stations 41 and 42 are installed on the ceiling of the room R in order to detect the positions of the terminals 21 and 22 in the room R. The base stations 41 and 42 radiate electromagnetic waves and measure the positions of the terminals 21 and 22 using reflected waves from the terminals 21 and 22. Specifically, the base stations 41 and 42 measure the distance to the terminals 21 and 22 based on the time difference between the emission of the electromagnetic wave and the reception of the reflected wave, that is, the round-trip time of the electromagnetic wave, and the base stations 41 and 42 of the reflected wave. The directions of the terminals 21 and 22 are measured based on the incident directions to the terminals. The measurement results of the base stations 41 and 42 are transmitted to the server 1, and the server 1 detects the positions of the terminals 21 and 22 based on the measurement results.
[0029]
Here, as shown in FIG. 2, the electromagnetic wave from the base station 41 does not reach the terminal 21 or the terminal 22 which is in the shadow of the holder when viewed from the base station 41. Therefore, the base station 41 cannot measure the position of the terminal 22. However, according to another base station 42, the position of each of the terminals 21 and 22 can be measured. Thus, considering the problem of shadow, it is preferable that the number of base stations 4 is two or more. However, the number of base stations 4 may be one.
[0030]
In FIG. 2, attention is paid to electromagnetic waves radiated from the base station 42. The electromagnetic wave from the base station 42 is reflected by the terminals 21 and 22, and the reflected wave from the terminal 21 and the reflected wave from the terminal 22 enter the base station 42. Then, the reflected electromagnetic waves from the terminals 21 and 22 enter the base station 42 at the same time or at close time intervals, and it becomes difficult for the base station 42 to determine the terminals 21 and 22. Therefore, in the positioning system according to the present embodiment, the terminals 21 and 22 change the intensity of the reflected waves in accordance with the rule assigned to each terminal for discrimination from other terminals, and the base stations 41 and 42 The terminal of the reflection source is determined based on the reflected wave and the above rule. This method will be described later in detail.
[0031]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of the base station 4. In FIG. 3, the base station 4 has a substantially conical wide-angle lens 4a. At the apex of the wide-angle lens 4a, there is provided a light source 4b such as a laser or an LED (Light Emitting Diode) that emits an electromagnetic wave, and on the entire bottom surface of the wide-angle lens 4a, a PD (Photo Diode) or a CCD is provided. (Charge Coupled Device) and the like are arranged. In addition to these, the base station 4 has a distance measuring unit 4d for measuring the distance to the terminal 2, a direction measuring unit 4e for measuring the direction of the terminal 2, and a terminal determining unit 4f for determining the terminal 2 of the reflection source. . The base station 4 having such a configuration is attached with the bottom surface of the wide-angle lens 4a facing the ceiling.
[0032]
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of the terminal 2. 4, a housing 2a of the terminal 2 is provided with a reflector 2b for reflecting electromagnetic waves. In the present embodiment, the reflector 2b is a recursive reflector that reflects the electromagnetic wave back in the incident direction of the electromagnetic wave in order to efficiently reflect the electromagnetic wave. Specifically, the reflector 2b is formed by coating a support with a microsphere formed of glass, plastic, or the like, or by forming a corner cubed cube brick (CCC) on the surface. In addition, the housing 2a is provided with an intensity varying unit 2c that can change the intensity of the reflected wave so as to cover the reflector 2b. The intensity varying section 2c is not particularly limited as long as it can change the intensity of electromagnetic waves incident on the reflector 2b from the outside or the intensity of electromagnetic waves radiated from the reflector 2b to the outside. It is a shutter. Further, the terminal 2 has an intensity control unit 2d that controls the intensity of the reflected wave by controlling the intensity variable unit 2c.
[0033]
Hereinafter, the measurement of the position of the terminal 2 by the base station 4 will be described with reference to FIGS.
[0034]
The position (x, y, z) of the terminal 2 on the three-dimensional orthogonal coordinates with the base station 4 as the origin is obtained from the spherical coordinates (d, θ, φ). Therefore, in the present embodiment, the position of the terminal 2 is obtained by measuring the distance d from the base station 4 to the terminal 2 and the rotation angle θ and the elevation angle φ of the terminal 2 with respect to the base station 4.
[0035]
The light source 4b emits pulsed electromagnetic waves at appropriate intervals. The electromagnetic wave radiated from the light source 4b is reflected by the reflector 2b of the terminal 2, and the reflected wave L1 is collected by the wide-angle lens 4a and received by the light receiving element array 4c. Here, the reflected wave L1 incident on the wide-angle lens 4a from the directions of the rotation angle θ and the elevation angle φ is a portion (x1) on the two-dimensional orthogonal coordinates corresponding to the rotation angle θ and the elevation angle φ in the area of the light receiving element array 4c. , Y1). The light receiving element array 4c outputs a light receiving signal to the distance measuring unit 4d and the direction measuring unit 4e. The distance measuring unit 4d calculates the time difference between the emission of the electromagnetic wave and the reception of the reflected wave, multiplies the time difference by the speed of light, and divides by 2 to calculate the distance d from the base station 4 to the terminal 2. The direction measuring unit 4e converts the element part (x1, y1) of the light receiving element array 4c that has responded to the reflected wave L1 into a rotation angle θ and an elevation angle φ, and calculates the rotation angle θ and the elevation angle φ of the terminal 2 with respect to the base station 4. Ask.
[0036]
Hereinafter, determination of the reflection source terminal 2 will be described.
[0037]
In FIG. 1, when the terminal 2 transmits a registration request to the server 1 via the AP 3, the server 1 allocates a time slot for increasing the reflection intensity and a time slot for decreasing the reflection intensity to the terminal 2 via the AP 3. This time slot is allocated to each terminal 2 so that a plurality of terminals 2 do not return reflected waves to the base station 4 at the same time. That is, it is set so that only one terminal 2 can reflect an electromagnetic wave from the base station 4 in a certain time slot. The server 1 transmits to the base station 4 time slot allocation information indicating the status of time slot allocation to each terminal 2.
[0038]
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of time slot allocation. In FIG. 5, a time slot s11 for increasing the reflection intensity is assigned to the terminal 21 of FIG. 2 in the first half of the unit cycle T, and a time slot s12 for decreasing the reflection intensity is assigned in the second half. On the other hand, to the terminal 22, a time slot s21 to be weakened is assigned in the first half, and a time slot s22 to be strengthened is assigned in the second half. The intensity control units 2d of the terminals 21 and 22 control the intensity variable unit 2c so that electromagnetic waves are transmitted in the time slots s11 and s22 for increasing the reflection intensity, and the electromagnetic waves are blocked in the time slots s12 and s21 for weakening the reflection intensity. The intensity variable section 2c is controlled so as to be controlled.
[0039]
In FIG. 5, when the light source 4b of the base station 4 emits an electromagnetic wave at the time t1 in the time slots s11 and s21, this electromagnetic wave is strongly reflected by the terminal 21, and the reflected wave by the terminal 21 is the time in the time slots s11 and s21. At t2, the light is received by the light receiving element array 4c of the base station 4. Here, the reflected wave by the terminal 22 is hardly received. The received signal of the light receiving element array 4c is output to the terminal discriminating unit 4f, and the terminal discriminating unit 4f discriminates the reflection source terminals 21 and 22 based on the received signal and the time slot allocation information. Here, the reception time t2 of the reflected wave is within the time slot s11 assigned to the terminal 21 to increase the reflection intensity and within the time slot s21 assigned to the terminal 22 to decrease the reflection intensity. Terminal is recognized as the terminal 21.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, each terminal 2 changes the intensity of the reflected wave in accordance with the rule assigned for discriminating from the other terminals 2, and the base station 4 Therefore, the terminal 2 can be determined with a simple configuration. In particular, a time slot for increasing the reflection intensity and a time slot for decreasing the reflection intensity are assigned to each terminal, and the terminal 2 of the reflection source is determined based on the assignment status and the reception result of the reflected wave. The intensity control and the determination of the terminal 2 are realized with a very simple configuration.
[0041]
In addition, the position measurement method used in the conventional GPS and mobile phones can be applied only in an environment in which electromagnetic waves are not blocked from a satellite or a base station for mobile communication to a mobile terminal. It is not applicable when wireless communication between the outside and inside is difficult as in the above. On the other hand, according to the present embodiment, since the configuration of the base station is very simple, the base station can be arranged indoors, and the position can be detected indoors.
[0042]
Furthermore, since the recursive reflector is used as the reflector 2b of the terminal 2, the radiated electromagnetic wave from the base station 4 returns to the base station 4 more reliably than in the case where a reflector that performs omnidirectional diffuse reflection is used. In addition, interference with electromagnetic waves radiated from other base stations 4 can be avoided. Further, since the intensity of the reflected wave by the reflector 2b is increased, the influence of noise such as a reflected wave by an object other than the terminal 2 such as a wall can be reduced. For this reason, the problem of the multipath in which the probe reflected by the object other than the terminal 2 becomes noise and lowers the position measurement accuracy is reduced. Further, since the intensity of the reflected wave increases, the intensity of the electromagnetic wave from the base station 4 can be reduced.
[0043]
In addition, the terminal 2 does not need to have a device that generates an electromagnetic wave for position measurement, so that the terminal 2 can be reduced in weight and power consumption.
[0044]
Further, in the conventional laser radar system, a mechanism for scanning a laser is required. As a scanning mechanism, there is a scanning mechanism using a galvanometer or MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems). However, since mechanical movement cannot be excluded, durability during continuous use is a problem. On the other hand, according to the present embodiment, a mechanism for scanning the electromagnetic wave is not required, and the durability can be improved.
[0045]
Further, since only one light source 4b is required, power consumption of the base station 4 can be reduced, and manufacturing and control can be facilitated, as compared with the optical communication device described in Patent Document 1 which requires a plurality of light sources. .
[0046]
Also, the measurement of the travel time of the electromagnetic wave can be performed with a precision of about several ns by a measuring system including a simple electric circuit, and a position error of about 1 m can be easily achieved. That is, the position of the terminal 2 can be accurately detected with a simple configuration.
[0047]
In addition, since one base station 4 basically measures the position, precise time synchronization between the base stations or between the terminal 2 and the base station 4 is not required.
[0048]
In addition, since the intensity of the reflected wave returning to the base station 4 can be controlled on the terminal side, if a user interface for setting the state of the intensity variable unit 2c is added, an information providing system using position information can be provided. Participation or non-participation can be determined by the user on the terminal side. Thereby, the user of the terminal 2 can determine whether to inform the information provider of his / her own position, and the privacy of the user can be protected.
[0049]
(Second embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the entire configuration of the positioning system according to the present embodiment, and is a view of the room R viewed from the ceiling side. Note that the overall configuration and operation of the information providing system are almost the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In FIG. 6, base stations 43, 44, and 45 are installed on the ceiling of the room R in order to detect the position of the terminal 23 in the room R. The base stations 43, 44, and 45 measure the distance to the terminal 23 based on the time difference between the emission of the electromagnetic wave and the reception of the reflected wave. In the positioning system according to the present embodiment, the position of the terminal 23 is calculated by triangulation based on the three distances measured by the base stations 43, 44, and 45 and the known positions of the base stations 43, 44, and 45. I do. This calculation may be performed by any device such as the base station 43 and the server 1.
[0050]
Here, when a certain terminal is shaded when viewed from a certain base station, the distance of the certain terminal from the base station cannot be measured. Therefore, it is preferable that the number of base stations is larger. However, at least three base stations are required to perform triangulation. Further, for example, when it is desired to detect only a distance from a certain point, one base station may be arranged at that point. That is, the number and arrangement position of the base stations may be determined according to the purpose and situation.
[0051]
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the base station 43. 7, the base station 43 includes a wide-angle lens 43a, a light source 43b, a condenser lens 43c, a light receiving element 43d, a distance measuring unit 43e, and a terminal determining unit 43f. The light source 43b emits an electromagnetic wave. This electromagnetic wave is reflected by the terminal 23, and the reflected wave is condensed by the wide-angle lens 43a and the condensing lens 43c and received by the light receiving element 43d such as a PD. The light receiving element 43d outputs a light receiving signal to the distance measuring unit 43e and the terminal determining unit 43f, and the distance measuring unit 43e and the terminal determining unit 43f measure the distance and determine the terminal, respectively.
[0052]
Note that the configuration of the terminal 23, the measurement of the position of the terminal, and the determination of the terminal are almost the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
[0053]
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effect obtained in the first embodiment, an effect that the configuration of the base station is simplified can be obtained.
[0054]
(Third embodiment)
The positioning system according to the present embodiment is almost the same as the positioning systems according to the first and second embodiments, but wirelessly transmits a signal from a base station to a terminal using a light source that emits electromagnetic waves for position detection. Things. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings, but description of parts common to the first and second embodiments will be omitted.
[0055]
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration of the base station according to the present embodiment. 8, the base station 46 includes a wide-angle lens 46a, a light source 46b, a light receiving element array 46c, a distance measuring unit 46d, a direction measuring unit 46e, and a terminal discriminating unit 46f, as in the first embodiment. The base station 46 emits an electromagnetic wave modulated with an information signal in addition to an electromagnetic wave for position detection.
[0056]
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a terminal according to the present embodiment. In FIG. 9, the terminal 24 includes an enclosure 24a, a reflector 24b, an intensity variable unit 24c, an intensity control unit 24d, an electromagnetic wave reception unit 24e that receives an electromagnetic wave from a base station, and reception by the electromagnetic wave reception unit 24e. And a demodulation unit 24f for demodulating the obtained electromagnetic wave and extracting an information signal. In the present embodiment, the reflector 24b is made of glass or acrylic and is translucent. Therefore, the reflector 24b transmits a part of the incident electromagnetic wave without reflecting or absorbing the whole electromagnetic wave. Therefore, in the present embodiment, a light receiving element such as a PD is installed inside the reflector 24b as the electromagnetic wave receiving unit 24e, and receives the electromagnetic wave transmitted through the reflector 24b. However, the installation position of the electromagnetic wave receiving unit 24e is not particularly limited as long as the electromagnetic wave can be received.
[0057]
Hereinafter, operations of the base station 46 and the terminal 24 when the information signal is wirelessly transmitted from the base station 46 to the terminal 24 will be described.
[0058]
In the base station 46, the light source 46b emits pulsed electromagnetic waves at appropriate intervals for terminal position detection, and also increases the reflection intensity assigned to the terminal 24 to which the information signal is to be transmitted. An electromagnetic wave modulated with an information signal is radiated into the slot. Note that the modulation method includes direct modulation and external modulation, but the method is not particularly limited here. Further, the light source 46b includes a signal source and a modulator.
[0059]
In the terminal 24, the electromagnetic wave receiving unit 24e receives an electromagnetic wave from the base station 46 and outputs a received signal to the demodulation unit 24f. The demodulation unit 24f demodulates the received signal to extract an information signal.
[0060]
As described above, according to the present embodiment, equipment for detecting the position of a terminal can be used for transmitting an information signal from a base station to the terminal.
[0061]
The present invention is not limited to the first to third embodiments.
[0062]
For example, in the first embodiment, a base station 47 shown in FIG. In FIG. 10, the base station 47 has a substantially conical wide-angle lens 47a provided with a light source 47b at the apex. On the bottom surface of the wide-angle lens 47a, a scanning device 47c capable of scanning an electromagnetic wave transmission region by switching or scanning of a liquid crystal shutter, a MEMS optical switch, a galvano scanner, or the like is arranged on the entire surface. A condensing lens 47d and a light receiving element 47e are arranged in this order at a stage subsequent to the scanning device 47c. The base station 47 can recognize which position is scanning and receiving the reflected wave by using the combination of the scanning device 47c and the light receiving element 47e. Thereby, the incident direction of the reflected wave can be known, and the rotation angle θ and the elevation angle φ of the reflection source terminal can be obtained. In FIG. 10, the distance measurement unit, the direction measurement unit, and the terminal determination unit are omitted.
[0063]
In addition, it is technically difficult to produce a retroreflector consisting of microspheres or CCC that is currently available, and it is technically difficult to create a reflector that returns in the completely incident direction. reflect. For this reason, the position of the light receiving element only needs to be in the vicinity of the light source, and is not limited to the positions shown in FIGS. Further, the light source and the light receiving element need not be integrated.
[0064]
Further, the wide-angle lens and the condenser lens help efficient collection of the electromagnetic wave and can be omitted. Further, in the above embodiment, a wide-angle lens or a condenser lens is adopted as an easy-to-understand example, but for the purpose of focusing, the optical system should be appropriately designed in consideration of the number of parts, cost, and the like, Other lenses, combination lenses, and the like may be arranged at appropriate positions.
[0065]
Further, the rules assigned to each terminal are not limited to those in the above embodiment, and any rules may be used as long as the terminal at the reflection source can be determined. For example, as a rule, a change pattern of the reflection intensity is assigned to each terminal, a change pattern of the intensity of the reflected wave received at the base station is detected, and based on the detected change pattern and the change pattern assigned to each terminal. The terminal of the reflection source may be determined by the above.
[0066]
The assignment of the rule to each terminal may be performed by any method, may be performed by a device other than the server 1, or may be previously allocated to each terminal.
[0067]
In addition, the terminal is not limited to the wireless communication terminal as in the above embodiment, and may be a simple positioning terminal.
[0068]
Further, the electromagnetic wave emitted from the base station is not limited to a light wave, and may be another electromagnetic wave such as a microwave.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, while measuring the position of the terminal using the reflection of the electromagnetic wave, at the terminal, the intensity of the reflected wave is changed according to the rule assigned for discrimination with other terminals, at the base station, Since the terminal of the reflection source is determined based on the received reflected wave and the above rule, it is possible to detect which terminal is present at which position with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an information providing system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of a positioning system according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a base station 4.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a terminal 2.
FIG. 5 is a diagram showing an example of time slot allocation.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of a positioning system according to a second embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a base station 43.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration of a base station according to a third embodiment.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a terminal according to a third embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing another configuration example of the base station.
[Explanation of symbols]
1 server
2, 21, 23, 24 terminals
2a, 24a housing
2b, 24b reflector
2c, 24c Intensity variable section
2d, 24d intensity control unit
24e electromagnetic wave receiving unit
24f demodulation unit
3 access point (AP)
4, 41, 42, 46 base stations
4a, 46a Wide-angle lens
4b, 46b light source
4c, 46c light receiving element array
4d, 46d Distance measurement unit
4e, 46e Direction measurement unit
4f, 46f Terminal discriminator
43-45 base station
43a Wide-angle lens
43b light source
43c condenser lens
43d light receiving element
43e Distance measuring unit
43f terminal discriminator
47 base stations
47a wide-angle lens
47b light source
47c scanning device
47d condenser lens
47e light receiving element

Claims (14)

一以上の基地局と一以上の端末とを備え、
前記各端末は、
電磁波を反射させる反射手段と、
他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って前記反射手段による反射波の強度を変化させる強度制御手段とを有し、
前記各基地局は、
電磁波を出射する出射手段と、
当該出射手段により出射された電磁波が前記反射手段で反射された反射波を受信する受信手段と、
前記電磁波の出射と前記反射波の受信との時間差に基づいて前記端末までの距離を計測する距離計測手段と、
前記受信手段による受信結果と前記端末毎に割り当てられた規則とに基づいて反射元の端末を判別する端末判別手段とを有し、
前記距離計測手段の計測結果と前記端末判別手段の判別結果とを用いて前記各端末の位置を検知することを特徴とする測位システム。
Comprising one or more base stations and one or more terminals,
Each of the terminals,
Reflection means for reflecting electromagnetic waves,
Having intensity control means for changing the intensity of the reflected wave by the reflection means according to rules assigned for discrimination with other terminals,
Each said base station,
Emission means for emitting electromagnetic waves,
Receiving means for receiving the reflected wave reflected by the reflecting means the electromagnetic wave emitted by the emitting means,
Distance measuring means for measuring the distance to the terminal based on the time difference between the emission of the electromagnetic wave and the reception of the reflected wave,
Terminal determining means for determining the terminal of the reflection source based on the reception result by the receiving means and the rules assigned to each terminal,
A positioning system, wherein a position of each of the terminals is detected using a measurement result of the distance measurement unit and a determination result of the terminal determination unit.
前記基地局は、前記受信手段で受信された反射波の入射方向に基づいて前記端末の方向を計測する方向計測手段をさらに有し、
前記方向計測手段の計測結果をさらに用いて前記各端末の位置を検知することを特徴とする請求項1に記載の測位システム。
The base station further includes a direction measurement unit that measures a direction of the terminal based on an incident direction of the reflected wave received by the reception unit,
The positioning system according to claim 1, wherein the position of each terminal is detected by further using a measurement result of the direction measuring unit.
前記規則として、前記端末毎に、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられることを特徴とする請求項1または2に記載の測位システム。3. The positioning system according to claim 1, wherein a time slot for increasing the reflection intensity and a time slot for decreasing the reflection intensity are assigned to each terminal as the rule. 前記反射手段は、前記電磁波を当該電磁波の入射方向に回帰反射させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の測位システム。The positioning system according to claim 1, wherein the reflection unit reflects the electromagnetic wave back and forth in an incident direction of the electromagnetic wave. 前記出射手段は、信号で変調された電磁波を出射し、
前記端末は、前記出射手段からの電磁波を受信する電磁波受信手段と、当該電磁波受信手段により受信された電磁波を復調して前記信号を取り出す復調手段とをさらに有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の測位システム。
The emission unit emits an electromagnetic wave modulated by a signal,
The terminal according to claim 1, further comprising: an electromagnetic wave receiving unit that receives the electromagnetic wave from the emission unit; and a demodulation unit that demodulates the electromagnetic wave received by the electromagnetic wave receiving unit and extracts the signal. 5. The positioning system according to any one of 4.
一以上の端末の位置を検知するために基地局から出射された電磁波を反射させる反射手段と、
他の端末との判別のために割り当てられた規則に従って前記反射手段による反射波の強度を変化させる強度制御手段とを有することを特徴とする端末。
Reflecting means for reflecting electromagnetic waves emitted from the base station to detect the position of one or more terminals,
A terminal for controlling the intensity of the reflected wave by the reflection unit in accordance with a rule assigned to distinguish the terminal from another terminal.
前記規則として、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられることを特徴とする請求項6に記載の端末。The terminal according to claim 6, wherein a time slot for increasing the reflection intensity and a time slot for decreasing the reflection intensity are assigned as the rule. 前記反射手段は、前記電磁波を当該電磁波の入射方向に回帰反射させることを特徴とする請求項6または7に記載の端末。The terminal according to claim 6, wherein the reflection unit reflects the electromagnetic wave back and forth in an incident direction of the electromagnetic wave. 信号で変調され前記基地局から出射された電磁波を受信する電磁波受信手段と、当該電磁波受信手段により受信された電磁波を復調して前記信号を取り出す復調手段とをさらに有することを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の端末。An electromagnetic wave receiving means for receiving an electromagnetic wave modulated by a signal and emitted from the base station, and a demodulating means for demodulating the electromagnetic wave received by the electromagnetic wave receiving means and extracting the signal, further comprising: The terminal according to any one of claims 6 to 8. 一以上の端末の位置を計測する基地局であって、
電磁波を出射する出射手段と、
当該出射手段により出射された電磁波が前記端末で反射された、端末毎に割り当てられた規則に従った強度を持つ反射波を受信する受信手段と、
前記電磁波の出射と前記反射波の受信との時間差に基づいて前記端末までの距離を計測する距離計測手段と、
前記受信手段による受信結果と前記端末毎に割り当てられた規則とに基づいて反射元の端末を判別する端末判別手段と、
を有することを特徴とする基地局。
A base station that measures the location of one or more terminals,
Emission means for emitting electromagnetic waves,
Receiving means for receiving a reflected wave having an intensity according to a rule assigned to each terminal, wherein the electromagnetic wave emitted by the emitting means is reflected at the terminal,
Distance measuring means for measuring the distance to the terminal based on the time difference between the emission of the electromagnetic wave and the reception of the reflected wave,
Terminal determining means for determining the terminal of the reflection source based on the reception result by the receiving means and the rules assigned to each terminal,
A base station comprising:
前記受信手段で受信された反射波の入射方向に基づいて前記端末の方向を計測する方向計測手段をさらに有することを特徴とする請求項10に記載の基地局。The base station according to claim 10, further comprising a direction measurement unit that measures a direction of the terminal based on an incident direction of the reflected wave received by the reception unit. 前記規則として、前記端末毎に、反射強度を強くするタイムスロットと弱くするタイムスロットとが割り当てられることを特徴とする請求項10または11に記載の基地局。12. The base station according to claim 10, wherein a time slot for increasing reflection intensity and a time slot for reducing reflection intensity are assigned to each terminal as the rule. 前記出射手段は、信号で変調された電磁波を出射することを特徴とする請求項10〜12のいずれかに記載の基地局。The base station according to claim 10, wherein the emission unit emits an electromagnetic wave modulated by a signal. 請求項1〜5のいずれかに記載の測位システムと、
当該測位システムによって検知された前記端末の位置に応じた情報を無線通信により前記端末に提供する情報提供手段と、
を有することを特徴とする情報提供システム。
A positioning system according to any one of claims 1 to 5,
Information providing means for providing information corresponding to the position of the terminal detected by the positioning system to the terminal by wireless communication,
An information providing system comprising:
JP2003120872A 2003-04-25 2003-04-25 Positioning system, terminal, base station and information providing system Withdrawn JP2004325272A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003120872A JP2004325272A (en) 2003-04-25 2003-04-25 Positioning system, terminal, base station and information providing system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003120872A JP2004325272A (en) 2003-04-25 2003-04-25 Positioning system, terminal, base station and information providing system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004325272A true JP2004325272A (en) 2004-11-18

Family

ID=33499587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003120872A Withdrawn JP2004325272A (en) 2003-04-25 2003-04-25 Positioning system, terminal, base station and information providing system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004325272A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251278A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Matsushita Electric Works Ltd Lighting control system
JP2009162709A (en) * 2008-01-10 2009-07-23 Ihi Corp Surveillance device for mobile robot and surveillance method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251278A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Matsushita Electric Works Ltd Lighting control system
JP2009162709A (en) * 2008-01-10 2009-07-23 Ihi Corp Surveillance device for mobile robot and surveillance method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3180633B1 (en) Method and apparatus for locating a mobile device
EP3262339B1 (en) Time-multiplex transmission of localisation beacon signals and control-related signals
Chen et al. A localization method for the Internet of Things
KR102400669B1 (en) Indoor position location using delayed scanned directional reflectors
Khudhair et al. Wireless indoor localization systems and techniques: survey and comparative study
CN105974359B (en) Positioning equipment, positioning base station, space positioning system and method
EP3102962B1 (en) Network centric localization
CN104837118B (en) A kind of indoor fusion positioning system and method based on WiFi and BLUETOOTH
JP4854699B2 (en) Wireless communication terminal, wireless positioning system, lighting system, air conditioning system, and parking lot management system
EP2149227A1 (en) Method for measuring location of radio frequency identification reader by using beacon
JP2005099018A (en) System performing position-determination using mini beacon, device, method, and medium
JP2020510203A (en) Ultrasonic positioning system
KR100660025B1 (en) System and method of location awareness with ultrasonic
CN108449953A (en) Method and apparatus for calling mechanism position
Tauber Indoor location systems for pervasive computing
Cinefra An adaptive indoor positioning system based on Bluetooth Low Energy RSSI
JP6537206B2 (en) Location information providing device and node network
Chaudhary et al. Feasibility study of reverse trilateration strategy with a single Tx for VLP
Piontek et al. Improving the accuracy of ultrasound-based localisation systems
Popa et al. Combining cricket system and inertial navigation for indoor human tracking
JP2004325272A (en) Positioning system, terminal, base station and information providing system
KR101188538B1 (en) Alarm system based on the position and mobile device with alarm system based on the position and alarm service based on the position
JP2008151533A (en) Positioning system and radio communication device
CN106383336B (en) A kind of locating base station and space positioning system
EP4134696A1 (en) Coded anchors for simple localization

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060704