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位置推定装置

国内特許コード P190015867
整理番号 S2017-0762-N0
掲載日 2019年2月25日
出願番号 特願2017-102881
公開番号 特開2018-197717
登録番号 特許第6487963号
出願日 平成29年5月24日(2017.5.24)
公開日 平成30年12月13日(2018.12.13)
登録日 平成31年3月1日(2019.3.1)
発明者
  • 滝沢 泰久
  • 北之馬 貴正
出願人
  • 学校法人関西大学
発明の名称 位置推定装置
発明の概要 【課題】無線ノードの位置を高精度に推定可能な位置推定装置を提供することを課題とする。
【解決手段】位置推定装置5において、自己位置生成部55は、所定の座標系において、各無線ノードの仮の自己位置を生成する。仮想ノード情報生成部53は、所定の座標系における対称面を基準にして無線ノードS-1と面対称の関係にある仮想ノードV-1を生成し、仮想ノードV-1の隣接ノード情報を無線ノードS-1の隣接ノード情報に基づいて生成する。仮想ノードV-1の仮の自己位置が、無線ノードS-1の仮の自己位置に基づいて生成される。トポロジ生成部54は、無線ノード及び仮想ノードの隣接ノード情報に基づいて、各ノードの配置関係を示すトポロジを生成する。位置更新部57は、トポロジに基づいて各ノードについての仮の自己位置を更新して、無線ノードの位置を推定する。
【選択図】図5
従来技術、競合技術の概要

複数の無線ノードにより構成される無線センサネットワークにおいて、無線ノードの位置は、無線ノードに搭載されたセンサのセンシングデータの取得位置として重要な情報である。従来、無線ノードの位置を推定する方式として、自己組織化マップ(SOM)を用いた無線ノード位置推定方式(SOL:Self-Organizing Localization)が知られている。

SOLは、極少数のアンカーノードを使用し、測距デバイスを用いずに、高精度な位置推定が可能である。また、SOLは、障害物による見通し内(LOS:Line-Of-Sight)と見通し外(NLOS:Non-Line-Of-Sight)が混在する環境においても位置精度の劣化が少ない(例えば、非特許文献1参照)。

産業上の利用分野

本発明は、自己組織化マップを用いて無線ノードの位置を推定する位置推定装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
1つの無線ノードから1ホップの位置に存在する1次近傍ノードの情報である隣接ノード情報をm(mは、4以上の整数)個の無線ノードの各々から取得する取得部と、
所定の座標系において、m個の無線ノードの各々についての仮の自己位置を生成する自己位置生成部と、
前記所定の座標系において対称面を設定する対称面設定部と、
前記m個の無線ノードのうち前記対称面に配置されていない一の無線ノードと前記対称面を基準にして面対称の関係にある仮想ノードを生成し、前記仮想ノードについての隣接ノード情報を前記一の無線ノードについての隣接ノード情報に基づいて生成する仮想ノード情報生成部と、
前記一の無線ノードの仮の自己位置に基づいて前記仮想ノードの仮の自己位置を生成する仮想ノード位置生成部と、
前記m個の無線ノードの各々についての隣接ノード情報と、前記仮想ノードの隣接ノード情報とに基づいて、前記m個の無線ノードと前記仮想ノードとを含む位置推定対象ノードの配置関係を示すトポロジを生成するトポロジ生成部と、
前記トポロジに基づいて前記位置推定対象ノードの各々についての仮の自己位置を更新することにより、前記m個の無線ノードの位置を推定する位置更新部と、
を備える位置推定装置。

【請求項2】
請求項1に記載の位置推定装置であって、
前記仮想ノード情報生成部は、前記一の無線ノードの隣接ノード情報を参照して、前記一の無線ノードについての1次近傍ノードを特定し、前記一の無線ノードについての1次近傍ノードに対応する仮想ノードを、前記一の無線ノードに対応する仮想ノードの隣接ノードとして特定する位置推定装置。

【請求項3】
請求項2に記載の位置推定装置であって、
前記仮想ノード情報生成部は、前記一の無線ノードについての1次近傍ノードが対称面に配置されている場合、前記一の無線ノードについての1次近傍ノードを、前記一の無線ノードに対応する仮想ノードの隣接ノードとして特定する位置推定装置。

【請求項4】
請求項1に記載の位置推定装置であって、
前記対称面において、前記m個の無線ノードのうち絶対位置が指定されている少なくとも1つのアンカーノードが配置されている位置推定装置。

【請求項5】
請求項1又は2に記載の位置推定装置であって、
前記対称面は、前記無線ノードが配置されている無線通信空間における水平面である位置推定装置。

【請求項6】
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の位置推定装置であって、
前記仮想ノード情報生成部は、前記一の無線ノードが前記対称面に配置されている場合、前記一の無線ノードを仮想ノードの生成対象から除外する位置推定装置。

【請求項7】
無線ノードの位置推定をコンピュータに実行させるための位置推定プログラムであって、
1つの無線ノードから1ホップの位置に存在する1次近傍ノードの情報である隣接ノード情報をm(mは、4以上の整数)個の無線ノードの各々から取得するステップと、
所定の座標系において、m個の無線ノードの各々についての仮の自己位置を生成するステップと、
前記所定の座標系において対称面を設定するステップと、
前記m個の無線ノードのうち前記対称面に配置されていない一の無線ノードと前記対称面を基準にして面対称の関係にある仮想ノードを生成し、前記仮想ノードについての隣接ノード情報を前記一の無線ノードについての隣接ノード情報に基づいて生成するステップと、
前記一の無線ノードの仮の自己位置に基づいて前記仮想ノードの仮の自己位置を生成するステップと、
前記m個の無線ノードの各々についての隣接ノード情報と、前記仮想ノードの隣接ノード情報とに基づいて、前記m個の無線ノードと前記仮想ノードとを含む位置推定対象ノードの配置関係を示すトポロジを生成するステップと、
前記トポロジに基づいて前記位置推定対象ノードの各々についての仮の自己位置を更新することにより、前記m個の無線ノードの位置を推定するステップと、
を備える位置推定プログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017102881thum.jpg
出願権利状態 登録
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