(57)【要約】【課題】障害物等によって移動端末からの電波を受信可能な基地局の数が、位置座標の算出に必要な数を下回った場合でも、移動端末の位置座標を算出可能とすること。【解決手段】無線測位システムは、測位サーバ５００が、各基地局から、電波情報を取得し、移動端末との間で電波の送受信を行うことのできる基地局の数が規定数未満の場合に、位置座標算出部５６０ｂが、過去に測定した移動端末の位置および測定した時刻を含む測位情報、移動端末に設置されたセンサの情報あるいは地図情報と、電波情報とを基にして移動端末の位置を算出する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末と電波の送受信を行う位置が既知の基地局から、前記移動端末から電波を受信した時刻あるいは前記移動端末との距離の情報を含んだ電波情報を取得する取得手段と、
前記移動端末との間で電波の送受信を行うことのできる基地局の数が規定数未満の場合に、過去に測定した前記移動端末の位置および測定した時刻を含む測位情報、前記移動端末に設置されたセンサの情報あるいは地図情報と、前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出する算出手段と
を備えたことを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記測位情報に基づいて過去の時点における前記移動端末の移動方向を算出し、算出した移動方向と前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記測位情報に基づいて過去の時点のおける前記移動端末の移動速度を算出し、算出した移動速度と前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記測位情報に基づいて過去の時点における前記移動端末の速度ベクトルを算出し、算出した速度ベクトルと前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする請求項１、２または３に記載の測位装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記電波情報と、当該電波情報を前記基地局から取得する前に、前記基地局から取得した電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動端末の位置座標を測定する測位装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の基地局と移動端末との間で電波を送受信することで移動端末の位置座標を測定する無線測位システムが考案されている。そして、この無線測位システムによって移動端末の位置座標を測定する方式として、ＴＤＯＡ（Time  Deference  Of  Arrival）方式、ＴＷＲ−ＴＯＡ（Two  Way  Ranging  Time  Of  Arrival）方式等が存在する。
【０００３】
このうち、ＴＤＯＡ方式は、複数の基地局が、移動端末から電波を受信し、各基地局の電波の受信時刻の差に基づいて移動端末の位置座標を算出する方式である。図３６は、従来のＴＤＯＡ方式を説明するための図である。
【０００４】
図３６において、基地局１０〜３０が、移動端末５０からの電波を時刻Ｔ１に受信した場合には、基地局１０と基地局２０との時間差から双曲線１が求まり、基地局１０と基地局３０との時間差から双曲線２が求まる。そして、双曲線１と双曲線２との交点Ａが時刻Ｔ１における移動端末５０の位置として算出できる。
【０００５】
また、ＴＷＲ−ＴＯＡ方式は、複数の基地局と移動端末との間における電波の往復時間を求め、この電波の往復時間から基地局と移動端末との距離を算出することで、移動端末の位置座標を算出する方式である。図３７は、従来のＴＷＲ−ＴＯＡ方式を説明するための図である。
【０００６】
図３７において、基地局１０が、移動端末５０から電波を時刻Ｔ１に受信した場合には、測定結果から基地局１０を中心とした円１が求まり、基地局２０が、移動端末５０から電波を時刻Ｔ１に受信した場合には、測定結果から基地局２０を中心とした円２が求まる。そして、円１と円２との交点Ａが時刻Ｔ１における移動端末５０の位置として算出できる。
【０００７】
なお、無線通信機能と走行計を有する移動体と、複数の無線基地局により移動体の位置を測定し、過去から現在までの測定位置履歴を基にして現在あるべき移動体の位置を推測するという技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２７４３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の技術では、障害物等によって移動端末からの電波を受信できる基地局の数が、位置座標の算出に必要な数を下回った場合には、移動端末の位置座標を測定することができないという問題があった。
【００１０】
例えば、ＴＤＯＡ方式によって移動端末の位置座標を算出する場合に、障害物によって電波が遮断され、移動端末からの電波を受信可能な基地局の数が３個未満となると、かかる方式によって移動端末の位置座標を算出することができなくなる。図３８は、従来のＴＤＯＡ方式の問題を説明するための図である。
【００１１】
図３８において、仮に基地局１０〜３０が、移動端末５０からの電波を時刻Ｔ２に受信することができれば、双曲線３，４が求まるので、時刻Ｔ２における移動端末５０の位置座標は、双曲線３，４の交点Ｂとなる。しかし、障害物によって基地局３０が、移動端末５０からの電波を受信することができない場合には、双曲線４が求まらず、移動端末５０の位置座標を算出することができない。
【００１２】
また、ＴＷＲ−ＴＯＡ方式によって移動端末の位置座標を算出する場合に、障害物などによって電波が遮断され、移動端末からの電波を受信可能な基地局の数が２個未満となると、かかる方式によって移動端末の位置座標を算出することができなくなる。図３９は、従来のＴＷＲ−ＴＯＡ方式の問題を説明するための図である。
【００１３】
図３９において、仮に基地局１０，２０が、移動端末５０からの電波を時刻Ｔ２に受信することができれば、円３，４がもとまるので、時刻Ｔ２における移動端末５０の位置座標は、円３，４の交点Ｂとなる。しかし、障害物によって基地局２０が、移動端末５０からの電波を受信することができない場合には、円４が求まらず、移動端末５０の位置座標を算出することができない。
【００１４】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、障害物等によって移動端末からの電波を受信可能な基地局の数が、位置座標の算出に必要な数を下回った場合でも、移動端末の位置座標を算出可能とする測位装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この測位装置は、移動端末と電波の送受信を行う位置が既知の基地局から、前記移動端末から電波を受信した時刻あるいは前記移動端末との距離の情報を含んだ電波情報を取得する取得手段と、前記移動端末との間で電波の送受信を行うことのできる基地局の数が規定数未満の場合に、過去に測定した前記移動端末の位置および測定した時刻を含む測位情報、前記移動端末に設置されたセンサの情報あるいは地図情報と、前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出する算出手段とを備えたことを要件とする。
【発明の効果】
【００１６】
この測位装置によれば、移動端末との間で電波の送受信を行うことのできる基地局の数が規定数未満の場合でも移動端末の位置座標を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施例１にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。
【図２】図２は、本実施例１にかかる基地局の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、本実施例１にかかる移動端末の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、本実施例１にかかる測位サーバの構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、本実施例１にかかる受信時刻管理テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図６】図６は、本実施例１にかかる位置座標管理テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図７】図７は、本実施例１にかかる測位サーバの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本実施例２にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。
【図９】図９は、本実施例２にかかる測位サーバの構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】図１０は、本実施例２にかかる測位サーバの処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本実施例３にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本実施例３にかかる測位サーバの構成を示す機能ブロック図である。
【図１３】図１３は、本実施例３にかかる測位サーバの処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本実施例４にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。
【図１５】図１５は、本実施例４にかかる測位サーバの構成を示す機能ブロック図である。
【図１６】図１６は、本実施例４にかかる受信時刻管理テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、本実施例４にかかる測位サーバの処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、本実施例５にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。
【図１９】図１９は、本実施例５にかかる移動端末の構成を示す機能ブロック図である。
【図２０】図２０は、本実施例５にかかる測位サーバの構成を示す機能ブロック図である。
【図２１】図２１は、本実施例５にかかる加速度／角加速度管理テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、本実施例５にかかる測位サーバの処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、本実施例６にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。
【図２４】図２４は、本実施例６にかかる移動端末の構成を示す機能ブロック図である。
【図２５】図２５は、本実施例６にかかる測位サーバの構成を示す機能ブロック図である。
【図２６】図２６は、本実施例６にかかる歩数管理テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図２７】図２７は、本実施例６にかかる測位サーバの処理手順を示すフローチャートである。
【図２８】図２８は、本実施例７にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。
【図２９】図２９は、本実施例７にかかる測位サーバの構成を示す機能ブロック図である。
【図３０】図３０は、本実施例７にかかる測位サーバの処理手順を示すフローチャートである。
【図３１】図３１は、本実施例９にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。
【図３２】図３２は、本実施例８にかかる基地局の構成を示す図である。
【図３３】図３３は、本実施例８にかかる測位サーバの構成を示す機能ブロック図である。
【図３４】図３４は、本実施例８にかかる距離管理テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図３５】図３５は、実施例にかかる測位サーバを構成するコンピュータのハードウェア構成を示す図である。
【図３６】図３６は、従来のＴＤＯＡ方式を説明するための図である。
【図３７】図３７は、従来のＴＷＲ−ＴＯＡ方式を説明するための図である。
【図３８】図３８は、従来のＴＤＯＡ方式の問題を説明するための図である。
【図３９】図３９は、従来のＴＷＲ−ＴＯＡ方式の問題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る測位装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
まず、本実施例１にかかる無線測位システムの概要および特徴について説明する。図１は、本実施例１にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。図１に示すように、この無線測位システムは、基地局１００〜３００と、移動端末４００と、測位サーバ５００とを有する。
【００２０】
このうち、基地局１００〜３００は、移動端末４００から電波を受信した場合に、電波を受信した時刻を特定し、特定した受信時刻の情報を測位サーバ５００に出力する装置である。以下の説明において、受信時刻の情報を受信時刻データと表記する。
【００２１】
測位サーバ５００は、基地局１００〜３００から取得する受信時刻データを基にして移動端末４００の位置座標を算出する装置である。この測位サーバ５００は、基地局１００〜３００が、移動端末４００からの電波を受信できた場合には、周知のＴＤＯＡ方式に基づいて移動端末４００の位置座標を算出する。
【００２２】
例えば、時刻Ｔ１において基地局１００〜３００が移動端末４００から電波を受信可能であり、測位サーバ５００が基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、測位サーバ５００が保持しているものとする）。そして、測位サーバ５００は、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標として算出する。
【００２３】
一方、障害物等の影響により、基地局１００〜３００のいずれかが、移動端末４００からの電波を受信できない場合（電波を受信できる基地局の数が規定数「３」未満の場合）には、電波を受信できた基地局から送信される受信時刻データと、過去の時点における移動端末４００の移動方向とを基にして移動端末４００の位置座標を算出する。
【００２４】
例えば、時刻Ｔ２において基地局３００が移動端末４００の電波を受信できない場合（例えば、双曲線４が求まらない場合）について説明する。測位サーバ５００は、基地局１００，２００から受信時刻データを取得し、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を算出する。
【００２５】
そして、測位サーバ５００は、時刻Ｔ１における位置座標Ａから移動端末４００の移動方向に伸ばした線と、双曲線３との交点Ｂを求め、求めた交点Ｂを時刻Ｔ２における移動端末４００の位置座標として算出する。ただし、前提条件として、基地局１００〜３００は、時刻Ｔ１において移動端末４００と電波の送受信が可能であり、測位サーバ５００は、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標Ａおよび移動方向を算出しているものとする。
【００２６】
このように、本実施例１にかかる無線測位システムは、過去の時点における移動端末４００の移動方向と受信時刻データとを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【００２７】
次に、図１に示した基地局１００〜３００、移動端末４００、測位サーバ５００の構成について順に説明する。図２は、本実施例１にかかる基地局１００〜３００の構成を示す機能ブロック図である。なお、基地局１００〜３００の構成は同一なので、ここでは基地局１００の構成のみ説明する。
【００２８】
図２に示すように、この基地局１００は、バンドパスフィルタ部（ＢＰＦ）１０１と、低雑音アンプ部（ＬＮＡ）１０２と、パルス検出部１０３と、ＰＮ系列発生部１０４と、相関器１０５と、受信時刻保持部１０６と、タイマ１０７と、ＰＰＭ（Pulse  Position  Modulation）データ復調部１０８と、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）１０９とを有する。
【００２９】
このうち、バンドパスフィルタ部１０１は、アンテナを介して移動端末４００からインパルス電波を受信した場合に、受信したインパルス電波に含まれる余分な周波数成分（例えば、３．４ＧＨｚ以下の成分と、４．８ＧＨｚ以上の成分）を除去する手段である。バンドパスフィルタ部１０１は、余分な周波数成分を除去したインパルス電波を低雑音アンプ部１０２に出力する。
【００３０】
低雑音アンプ部１０２は、バンドパスフィルタ部１０１から入力されるインパルス電波を増幅する手段である。低雑音アンプ部１０２は、増幅したインパルス電波をパルス検出部１０３に出力する。
【００３１】
パルス検出部１０３は、インパルス電波に含まれるパルスを検出する手段である。このパルス検出部１０３は、公知のダイオードによる包絡線検波回路とコンパレータなどで実現される。パルス検出部１０３は、検出したパルスを相関器１０５に出力する。
【００３２】
ＰＮ系列発生部１０４は、ＰＮ系列（ＰＮ系列に関する説明は、特開２００８−２８８８号公報等参照）を発生させる手段である。ＰＮ系列発生部１０４は、発生させたＰＮ系列を相関器１０５に出力する。
【００３３】
相関器１０５は、パルス検出部１０３から入力されるパルスとＰＮ系列発生部１０４から入力されるＲＮ系列とを比較することにより、パルスのプリアンブル部を検出し、同期を確立する手段である。
【００３４】
受信時刻保持部１０６は、相関器１０５によってパルスのプリアンブル部が検出された場合に、パルスのプリアンブル部に続くデータ部を検出し、かかるデータ部を検出した時刻の情報（受信時刻データ）を特定して保持する手段である。受信時刻保持部１０６は、受信時刻データをＭＰＵ１０９に出力する。タイマ１０７は、時刻の情報を受信時刻保持部１０６に出力する手段（タイマ）である。このタイマ１０７は、測位サーバ５００からのクロックに同期して動作する。
【００３５】
ＰＰＭデータ復調部１０８は、相関器１０５によってパルスのプリアンブル部が検出された場合に、パルスのプリアンブル部に続くデータ部のＰＰＭ（パルス位置変調された信号）を復調し、受信データを生成する手段である。ＰＰＭデータ復調部１０８は、生成した受信データをＭＰＵ１０９に出力する。
【００３６】
ＭＰＵ１０９は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理手順を実行する制御手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、ＭＰＵ１０９は、受信時刻保持部１０６から入力される受信時刻データを測位サーバ５００に出力する。かかる受信時刻データには、基地局を識別するデータが含まれているものとする。
【００３７】
次に、図１に示した移動端末４００の構成について説明する。図３は、本実施例１にかかる移動端末４００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この移動端末４００は、ＭＰＵ４０１と、ＰＮ系列発生部４０２と、ＰＰＭデータ変調部４０３と、インパルス生成部４０４と、バンドパスフィルタ部（ＢＰＦ）４０５と、パワーアンプ部（ＰＡ）４０６とを有する。
【００３８】
このうち、ＭＰＵ４０１は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理手順を実行する制御手段である。例えば、ＭＰＵ４０９は、宛先となる端末装置に送信する送信データを生成し、生成した送信データをＰＰＭデータ変調部４０３に出力する。
【００３９】
ＰＮ系列発生部４０２は、ＰＮ系列を発生させる手段である。ＰＮ系列発生部４０２は、発生させたＰＮ信号をＰＰＭデータ変調部４０３に出力する。
【００４０】
ＰＰＭデータ変調部４０３は、ＰＮ系列発生部４０２から入力されるＰＮ信号を利用して、送信データをパルス位置変調する手段である。ＰＰＭデータ変調部４０３は、パルス位置変調した送信データの信号をインパルス生成部４０４に出力する。
【００４１】
インパルス生成部４０４は、ＰＰＭデータ変調部４０３から入力される信号に基づいてインパルス電波を生成する手段である。インパルス生成部４０４は、生成したインパルス信号をバンドパスフィルタ部４０５に出力する。
【００４２】
バンドパスフィルタ部４０５は、インパルス生成部４０４からインパルス電波を取得した場合に、取得したインパルス電波に含まれる余分な周波数成分を除去する手段である。バンドパスフィルタ部４０５は、余分な周波数成分を除去したインパルス電波をパワーアンプ部４０６に出力する。
【００４３】
パワーアンプ部４０６は、バンドパスフィルタ部４０５からインパルス電波が入力された場合に、入力されたインパルス電波を増幅する手段である。パワーアンプ部４０６は、アンテナを介して、増幅したインパルス電波を基地局１００〜３００に送信する。
【００４４】
次に、図１に示した測位サーバ５００の構成について説明する。図４は、本実施例１にかかる測位サーバ５００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この測位サーバ５００は、入力部５１０と、出力部５２０と、通信制御ＩＦ部５３０と、入出力制御ＩＦ部５４０と、記憶部５５０と、制御部５６０とを有する。
【００４５】
このうち、入力部５１０は、各種の情報を入力する入力手段であり、キーボードやマウス、マイクなどに対応する。なお、後述するディスプレイ（出力部５２０）も、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
【００４６】
出力部５２０は、各種の情報を出力する出力手段であり、ディスプレイ（若しくはモニタ、タッチパネル）やスピーカなどに対応する。通信制御ＩＦ部５３０は、基地局１００〜３００との間におけるデータ通信を制御する手段である。入出力制御ＩＦ部５４０は、入力部５１０、出力部５２０、通信制御ＩＦ部５３０、記憶部５５０、制御部５６０によるデータの入出力を制御する手段である。
【００４７】
記憶部５５０は、制御部５６０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する記憶手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、記憶部５５０は、受信時刻管理テーブル５５０ａと位置座標管理テーブル５５０ｂとを記憶する。
【００４８】
受信時刻管理テーブル５５０ａは、基地局１００〜３００から送信される受信時刻データを管理するテーブルである。図５は、本実施例１にかかる受信時刻管理テーブル５５０ａのデータ構造の一例を示す図である。
【００４９】
図５に示すように、この受信時刻管理テーブル５５０ａは、基地局を識別する基地局識別情報と、受信時刻（受信時刻データに対応）とを有する。例えば、基地局識別情報「１００１」は基地局１００、基地局識別情報「１００２」は基地局２００、基地局識別情報「１００３」は基地局３００にそれぞれ対応する。図５において、基地局識別情報に対応する受信時刻データが存在しない場合には、該当する基地局が移動端末４００からの電波を受信していないこととなる。
【００５０】
例えば、基地局識別情報「１００３」に対応する受信時刻データが存在しない場合には、障害物等の影響により、基地局３００が移動端末４００からの電波を受信できていない旨を示す。
【００５１】
位置座標管理テーブル５５０ｂは、移動端末４００の位置座標に関わる情報を管理するテーブルである。図６は、本実施例１にかかる位置座標管理テーブル５５０ｂのデータ構造の一例を示す図である。図６に示すように、この位置座標管理テーブル５５０ｂは、移動端末４００を識別する移動端末識別情報と、位置座標を測定した時刻と、位置座標とを有する。
【００５２】
図４の説明に戻ると、制御部５６０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、制御部５６０は、データ管理部５６０ａと、位置座標算出部５６０ｂとを有する。
【００５３】
データ管理部５６０ａは、記憶部５５０に記憶されたデータを管理する手段である。例えば、データ管理部５６０ａは、基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、取得した受信時刻データを受信時刻管理テーブル５５０ａに登録する。なお、データ管理部５６０ａは、位置座標算出部５６０ｂから位置座標の算出が完了した旨の情報を取得した場合には、受信時刻管理テーブル５５０ａに登録されたデータを削除する。
【００５４】
位置座標算出部５６０ｂは、受信時刻管理テーブル５５０ａと、位置座標管理テーブル５５０ｂとを基にして、移動端末４００の位置座標を測定（算出）する手段である。位置座標算出部５６０ｂは、測定結果（測定した時刻、位置座標）を位置座標管理テーブル５５０ｂに登録する。
【００５５】
以下において、位置座標算出部５６０ｂの処理を具体的に説明する。まず、位置座標算出部５６０ｂは、受信時刻管理テーブル５５０ａを参照し、移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数（例えば、３）未満であるか否かを判定する。
【００５６】
移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数以上の場合には、位置座標算出部５６０ｂは、周知技術であるＴＤＯＡ方式と同様の手法を用いて移動端末４００の位置座標を算出する。
【００５７】
すなわち、位置座標算出部５６０ｂは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、位置座標算出部５６０ｂが保持しているものとする）。そして、位置座標算出部５６０ｂは、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、移動端末４００の位置座標として算出する（図１参照）。
【００５８】
一方、移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数未満の場合には、位置座標算出部５６０ｂは、電波を受信できた基地局から送信された受信時刻データと、位置座標管理テーブル５５０ｂとを基にして移動端末４００の位置座標を算出する。
【００５９】
ここでは一例として、基地局３００が移動端末４００からの電波を受信できていない場合の位置座標算出部５６０ｂの処理を説明する。位置座標算出部５６０ｂは、位置座標管理テーブル５５０ｂに基づいて、移動端末４００の移動方向を特定する。
【００６０】
位置座標算出部５６０ｂは、どのように移動端末４００の移動方向を算出しても構わない。例えば、位置座標算出部５６０ｂは、位置座標管理テーブル５５０ｂに最後に登録された位置座標の一つ前の位置座標（図６の位置座標「Ｃ」）から最後に登録された位置座標（図６の位置座標「Ａ」）の向きを移動端末４００の移動方向として特定することができる。
【００６１】
位置座標算出部５６０ｂは、移動端末の移動方向に伸ばした線と、基地局１００の受信時刻と、基地局２００の受信時刻との差分から算出される双曲線との交点を求め、求めた交点を移動端末４００の位置座標として算出する。そして、位置座標算出部５６０ｂは、算出した位置座標と、算出した時刻を位置座標管理テーブル５５０ｂに登録すると共に、位置座標の算出が完了した旨の情報をデータ管理部５６０ａに出力する。
【００６２】
次に、本実施例１にかかる測位サーバ５００の処理手順について説明する。図７は、本実施例１にかかる測位サーバ５００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、測位サーバ５００は、データ管理部５６０ａが各基地局から受信時刻データを取得し（ステップＳ１０１）、受信時刻データを受信時刻管理テーブル５５０ａに登録する（ステップＳ１０２）。
【００６３】
そして、位置座標算出部５６０ｂが、受信時刻データのみで位置座標を算出可能であるか否かを判定し（ステップＳ１０３）、算出可能である場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、受信時刻データから算出される双曲線を基にして移動端末４００の位置座標を算出する（ステップＳ１０５）。
【００６４】
一方、受信時刻データのみで位置座標を算出できない場合には（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、位置座標算出部５６０ｂは、受信時刻データから算出される双曲線と、移動端末４００の移動方向とを基にして移動端末４００の位置座標を算出する（ステップＳ１０６）。
【００６５】
上述してきたように、本実施例１にかかる無線測位システムは、測位サーバ５００が過去の時点における移動端末４００の移動方向と受信時刻データとを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【実施例２】
【００６６】
次に、本実施例２にかかる無線測位システムの概要および特徴について説明する。図８は、本実施例２にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。図８に示すように、この無線測位システムは、基地局１００〜３００と、移動端末４００と、測位サーバ６００とを有する。
【００６７】
このうち、基地局１００〜３００は、移動端末４００から電波を受信した場合に、電波を受信した時刻を特定し、特定した受信時刻の情報を測位サーバ６００に出力する装置である。以下の説明において、受信時刻の情報を受信時刻データと表記する。
【００６８】
測位サーバ６００は、基地局１００〜３００から受信時刻データを基にして移動端末４００の位置座標を算出する装置である。この測位サーバ６００は、基地局１００〜３００が、移動端末４００からの電波を受信できた場合には、周知のＴＤＯＡ方式に基づいて移動端末４００の位置座標を算出する。
【００６９】
例えば、時刻Ｔ１において基地局１００〜３００が移動端末４００から電波を受信可能であり、測位サーバ６００が基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、測位サーバ６００が保持しているものとする）。そして、測位サーバ６００は、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標として算出する。
【００７０】
一方、障害物等の影響により、基地局１００〜３００のいずれかが、移動端末４００からの電波を受信できない場合（電波を受信できる基地局の数が規定数「３」未満の場合）には、電波を受信できた基地局から送信される受信時刻データと、過去の時点における移動端末４００の移動速度とを基にして移動端末４００の位置座標を算出する。
【００７１】
例えば、時刻Ｔ２において基地局３００が移動端末４００の電波を受信できない場合について説明する。測位サーバ６００は、基地局１００，２００から受信時刻データを取得し、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を算出する。
【００７２】
そして、測位サーバ６００は、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標Ａを中心として半径Ｖ（Ｔ２-Ｔ１）の円１を算出する。ここで、「Ｖ」は、時刻Ｔ１における移動端末４００の速度（移動速度）である。
【００７３】
測位サーバ６００は、双曲線３と円１との交点Ｂを求め、求めた交点Ｂを時刻Ｔ２における移動端末４００の位置座標として算出する。ただし、前提条件として、基地局１００〜３００は、時刻Ｔ１において移動端末４００と電波の送受信が可能であり、測位サーバ６００は、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標Ａおよび移動速度を算出しているものとする。
【００７４】
このように、本実施例２にかかる無線測位システムは、過去の時点における移動端末４００の移動速度と受信時刻データとを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【００７５】
次に、図８に示した基地局１００〜３００、移動端末４００、測位サーバ６００の構成について説明する。なお、基地局１００〜３００の構成は、図２に示した基地局１００と同様であり、移動端末４００の構成は、図３に示した移動端末４００の構成と同様であるので説明を省略する。
【００７６】
図９は、本実施例２にかかる測位サーバ６００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この測位サーバ６００は、入力部６１０と、出力部６２０と、通信制御ＩＦ部６３０と、入出力制御ＩＦ部６４０と、記憶部６５０と、制御部６６０とを有する。
【００７７】
このうち、入力部６１０は、各種の情報を入力する入力手段であり、キーボードやマウス、マイクなどに対応する。なお、後述するディスプレイ（出力部６２０）も、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
【００７８】
出力部６２０は、各種の情報を出力する出力手段であり、ディスプレイ（若しくはモニタ、タッチパネル）やスピーカなどに対応する。通信制御ＩＦ部６３０は、基地局１００〜３００との間におけるデータ通信を制御する手段である。入出力制御ＩＦ部６４０は、入力部６１０、出力部６２０、通信制御ＩＦ部６３０、記憶部６５０、制御部６６０によるデータの入出力を制御する手段である。
【００７９】
記憶部６５０は、制御部６６０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する記憶手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、記憶部６５０は、受信時刻管理テーブル６５０ａと位置座標管理テーブル６５０ｂとを記憶する。
【００８０】
受信時刻管理テーブル６５０ａは、基地局１００〜３００から送信される受信時刻データを管理するテーブルである。この受信時刻管理テーブル６５０ａのデータ構造は、図５に示した受信時刻管理テーブル５５０ａと同様である。
【００８１】
位置座標管理テーブル６５０ｂは、移動端末４００の位置座標に関わる情報を管理するテーブルである。この位置座標管理テーブル６５０ｂのデータ構造は、図６に示した位置座標管理テーブル５５０ｂと同様である。
【００８２】
図９の説明に戻ると、制御部６６０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、制御部６６０は、データ管理部６６０ａと、位置座標算出部６６０ｂとを有する。
【００８３】
データ管理部６６０ａは、記憶部６５０に記憶されたデータを管理する手段である。例えば、データ管理部６６０ａは、基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、取得した受信時刻データを受信時刻管理テーブル６５０ａに登録する。なお、データ管理部６６０ａは、位置座標算出部６６０ｂから位置座標の算出が完了した旨の情報を取得した場合には、受信時刻管理テーブル６５０ａに登録されたデータを削除する。
【００８４】
位置座標算出部６６０ｂは、受信時刻管理テーブル６５０ａと、位置座標管理テーブル６５０ｂとを基にして、移動端末４００の位置を測定（算出）する手段である。位置座標算出部６６０ｂは、測定結果（測定した時刻、位置座標）を位置座標管理テーブル６５０ｂに登録する。
【００８５】
以下において、位置座標算出部６６０ｂの処理を具体的に説明する。まず、位置座標算出部６６０ｂは、受信時刻管理テーブル６５０ａを参照し、移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数（例えば、３）未満であるか否かを判定する。
【００８６】
移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数以上の場合には、位置座標算出部６６０ｂは、周知技術であるＴＤＯＡ方式と同様の手法を用いて移動端末４００の位置座標を算出する。
【００８７】
すなわち、位置座標算出部６６０ｂは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、位置座標算出部６６０ｂが保持しているものとする）。そして、位置座標算出部６６０ｂは、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、移動端末４００の位置座標として算出する（図８参照）。
【００８８】
一方、移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数未満の場合には、位置座標算出部６６０ｂは、電波を受信できた基地局から送信された受信時刻データと、位置座標管理テーブル６５０ｂとを基にして移動端末４００の位置座標を算出する。
【００８９】
ここでは一例として、基地局３００が移動端末４００からの電波を受信できていない場合の位置座標算出部６６０ｂの処理を説明する。位置座標算出部６６０ｂは、位置座標管理テーブル６５０ｂに基づいて、移動端末４００の移動速度を特定する。
【００９０】
位置座標算出部６６０ｂは、どのように移動端末４００の移動速度を算出しても構わない。例えば、位置座標算出部６６０ｂは、位置座標管理テーブル６５０ｂに最後に登録された位置座標の一つ前の位置座標をｂ、位置座標ｂを算出した時刻をＴｂとし、最後に登録された位置座標をａ、位置座標ａを算出した時刻をＴａとすると、移動端末４００の移動速度Ｖはａからｂまでの移動距離を（Ｔａ-Ｔｂ＜ａからｂまでの移動時間＞）で割ることで算出することができる。
【００９１】
位置座標算出部６５０ｂは、位置座標ａを中心とした半径Ｖ（Ｔａ-Ｔ）＜Ｔａは、最後に位置座標を算出した時刻、Ｔは、現在の時刻＞の円を算出し、算出した円と、基地局１００の受信時刻および基地局２００の受信時刻の差分から算出される双曲線との交点を求める。位置座標算出部６５０ｂは、算出した位置座標と算出した時刻を位置座標管理テーブル６５０ｂに登録すると共に、位置座標の算出が完了した旨の情報をデータ管理部６６０ａに出力する。
【００９２】
次に、本実施例２にかかる測位サーバ６００の処理手順について説明する。図１０は、本実施例２にかかる測位サーバ６００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、測位サーバ６００は、データ管理部６６０ａが各基地局から受信時刻データを取得し（ステップＳ２０１）、受信時刻データを受信時刻管理テーブル６５０ａに登録する（ステップＳ２０２）。
【００９３】
そして、位置座標算出部６６０ｂが、受信時刻データのみで位置座標を算出可能であるか否かを判定し（ステップＳ２０３）、算出可能である場合には（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、受信時刻データから算出される双曲線を基にして移動端末４００の位置座標を算出する（ステップＳ２０５）。
【００９４】
一方、受信時刻データのみで位置座標を算出できない場合には（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、位置座標算出部６６０ｂは、受信時刻データから算出される双曲線と、移動端末４００の移動速度とを基にして移動端末４００の位置座標を算出する（ステップＳ２０６）。
【００９５】
上述してきたように、本実施例２にかかる無線測位システムは、測位サーバ６００が過去の時点における移動端末４００の移動速度と受信時刻データとを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【実施例３】
【００９６】
次に、本実施例３にかかる無線測位システムの概要および特徴について説明する。図１１は、本実施例３にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。図１１に示すように、この無線測位システムは、基地局１００〜３００と、移動端末４００と、測位サーバ７００とを有する。
【００９７】
このうち、基地局１００〜３００は、移動端末４００から電波を受信した場合に、電波を受信した時刻を特定し、特定した受信時刻の情報を測位サーバ７００に出力する装置である。以下の説明において、受信時刻の情報を受信時刻データと表記する。
【００９８】
測位サーバ７００は、基地局１００〜３００から受信時刻データを基にして移動端末４００の位置座標を算出する装置である。この測位サーバ７００は、基地局１００〜３００が、移動端末４００からの電波を受信できた場合には、周知のＴＤＯＡ方式に基づいて移動端末４００の位置座標を算出する。
【００９９】
例えば、時刻Ｔ１において基地局１００〜３００が移動端末４００から電波を受信可能であり、測位サーバ７００が基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、測位サーバ７００が保持しているものとする）。そして、測位サーバ７００は、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標として算出する。
【０１００】
一方、障害物等の影響により、基地局１００〜３００のいずれかが、移動端末４００からの電波を受信できない場合（電波を受信できる基地局の数が規定数「３」未満の場合；双曲線４を求めることが出来ない場合）には、電波を受信できた基地局から送信される受信時刻データと、過去の時点における移動端末４００の速度ベクトルとを基にして移動端末４００の位置座標を算出する。
【０１０１】
例えば、時刻Ｔ２において基地局３００が移動端末４００の電波を受信できない場合について説明する。測位サーバ７００は、基地局１００，２００から受信時刻データを取得し、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を算出する。
【０１０２】
そして、測位サーバ７００は、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標Ａから、移動端末４００の移動方向に長さＶ（Ｔ２-Ｔ１）延ばしたＢ３を仮の位置座標とする。そして、測位サーバ７００は、Ｂ３から双曲線３に垂線をおろし、その交点Ｂ３’を時刻Ｔ２における移動端末４００の位置座標として算出する。
【０１０３】
このように、本実施例３にかかる無線測位システムは、過去の時点における移動端末４００の速度ベクトルと受信時刻データとを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【０１０４】
次に、図１１に示した基地局１００〜３００、移動端末４００、測位サーバ７００の構成について説明する。なお、基地局１００〜３００の構成は、図２に示した基地局１００と同様であり、移動端末４００の構成は、図３に示した移動端末４００の構成と同様であるので説明を省略する。
【０１０５】
図１２は、本実施例３にかかる測位サーバ７００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この測位サーバ７００は、入力部７１０と、出力部７２０と、通信制御ＩＦ部７３０と、入出力制御ＩＦ部７４０と、記憶部７５０と、制御部７６０とを有する。
【０１０６】
このうち、入力部７１０は、各種の情報を入力する入力手段であり、キーボードやマウス、マイクなどに対応する。なお、後述するディスプレイ（出力部７２０）も、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
【０１０７】
出力部７２０は、各種の情報を出力する出力手段であり、ディスプレイ（若しくはモニタ、タッチパネル）やスピーカなどに対応する。通信制御ＩＦ部７３０は、基地局１００〜３００との間におけるデータ通信を制御する手段である。入出力制御ＩＦ部７４０は、入力部７１０、出力部７２０、通信制御ＩＦ部７３０、記憶部７５０、制御部７６０によるデータの入出力を制御する手段である。
【０１０８】
記憶部７５０は、制御部７６０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する記憶手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、記憶部７５０は、受信時刻管理テーブル７５０ａと位置座標管理テーブル７５０ｂとを記憶する。
【０１０９】
受信時刻管理テーブル７５０ａは、基地局１００〜３００から送信される受信時刻データを管理するテーブルである。この受信時刻管理テーブル７５０ａのデータ構造は、図５に示した受信時刻管理テーブル５５０ａと同様である。
【０１１０】
位置座標管理テーブル７５０ｂは、移動端末４００の位置座標に関わる情報を管理するテーブルである。この位置座標管理テーブル７５０ｂのデータ構造は、図６に示した位置座標管理テーブル５５０ｂと同様である。
【０１１１】
図１２の説明に戻ると、制御部７６０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、制御部７６０は、データ管理部７６０ａと、位置座標算出部７６０ｂとを有する。
【０１１２】
データ管理部７６０ａは、記憶部７５０に記憶されたデータを管理する手段である。例えば、データ管理部７６０ａは、基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、取得した受信時刻データを受信時刻管理テーブル７５０ａに登録する。なお、データ管理部７６０ａは、位置座標算出部７６０ｂから位置座標の算出が完了した旨の情報を取得した場合には、受信時刻管理テーブル７５０ａに登録されたデータを削除する。
【０１１３】
位置座標算出部７６０ｂは、受信時刻管理テーブル７５０ａと、位置座標管理テーブル７５０ｂとを基にして、移動端末４００の位置を測定（算出）する手段である。位置座標算出部７６０ｂは、測定結果（測定した時刻、位置座標）を位置座標管理テーブル７５０ｂに登録する。
【０１１４】
以下において、位置座標算出部７６０ｂの処理を具体的に説明する。まず、位置座標算出部７６０ｂは、受信時刻管理テーブル７５０ａを参照し、移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数（例えば、３）未満であるか否かを判定する。
【０１１５】
移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数以上の場合には、位置座標算出部７６０ｂは、周知技術であるＴＤＯＡ方式と同様の手法を用いて移動端末４００の位置座標を算出する。
【０１１６】
すなわち、位置座標算出部７６０ｂは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、位置座標算出部７６０ｂが保持しているものとする）。そして、位置座標算出部７６０ｂは、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、移動端末４００の位置座標として算出する（図１１参照）。
【０１１７】
一方、移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数未満の場合には、位置座標算出部７６０ｂは、電波を受信できた基地局から送信された受信時刻データと、位置座標管理テーブル７５０ｂとを基にして移動端末４００の位置座標を算出する。
【０１１８】
ここでは一例として、基地局３００が移動端末４００からの電波を受信できていない場合の位置座標算出部７６０ｂの処理を説明する。まず、位置座標算出部７６０ｂは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を求める。
【０１１９】
位置座標算出部７６０ｂは、位置座標管理テーブル７５０ｂに基づいて、移動端末４００の速度ベクトル（移動方向、移動速度）を特定する。位置座標算出部７６０ｂが移動方向を求める方法は、実施例１に示した位置座標算出部５６０ｂと同様である。また、位置座標算出部７６０ｂが移動速度を求める方法は、実施例２に示した位置座標算出部６６０ｂと同様である。
【０１２０】
位置座標算出部７６０ｂは、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標Ａから、移動端末４００の移動方向に長さＶ×（Ｔ２-Ｔ１）延ばしたＢ３を仮の位置座標とする。ここで、Ｖは、移動端末４００の移動速度である。そして、測位サーバ７００は、Ｂ３から双曲線３に垂線をおろし、その交点Ｂ３’を時刻Ｔ２における移動端末４００の位置座標として算出する。位置座標算出部７６０ｂは、算出した位置座標と算出した時刻を位置座標管理テーブル７５０ｂに登録すると共に、位置座標の算出が完了した旨の情報をデータ管理部７６０ａに出力する。
【０１２１】
次に、本実施例３にかかる測位サーバ７００の処理手順について説明する。図１３は、本実施例３にかかる測位サーバ７００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、測位サーバ７００は、データ管理部７６０ａが各基地局から受信時刻データを取得し（ステップＳ３０１）、受信時刻データを受信時刻管理テーブル７５０ａに登録する（ステップＳ３０２）。
【０１２２】
そして、位置座標算出部７６０ｂが、受信時刻データのみで位置座標を算出可能であるか否かを判定し（ステップＳ３０３）、算出可能である場合には（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、受信時刻データから算出される双曲線を基にして移動端末４００の位置座標を算出する（ステップＳ３０５）。
【０１２３】
一方、受信時刻データのみで位置座標を算出できない場合には（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、位置座標算出部７６０ｂは、受信時刻データから算出される双曲線と、移動端末４００の速度ベクトルとを基にして移動端末４００の位置座標を算出する（ステップＳ３０６）。
【０１２４】
上述してきたように、本実施例３にかかる無線測位システムは、測位サーバ７００が過去の時点における移動端末４００の速度ベクトルと受信時刻データとを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【実施例４】
【０１２５】
次に、本実施例４にかかる無線測位システムの概要および特徴について説明する。図１４は、本実施例４にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。図１４に示すように、この無線測位システムは、基地局１００〜３００と、移動端末４００と、測位サーバ８００とを有する。
【０１２６】
このうち、基地局１００〜３００は、移動端末４００から電波を受信した場合に、電波を受信した時刻を特定し、特定した受信時刻の情報を測位サーバ８００に出力する装置である。以下の説明において、受信時刻の情報を受信時刻データと表記する。
【０１２７】
測位サーバ８００は、基地局１００〜３００から受信時刻データを基にして移動端末４００の位置座標を算出する装置である。この測位サーバ８００は、基地局１００〜３００が、移動端末４００からの電波を受信できた場合には、周知のＴＤＯＡ方式に基づいて移動端末４００の位置座標を算出する。
【０１２８】
例えば、時刻Ｔ１において基地局１００〜３００が移動端末４００から電波を受信可能であり、測位サーバ８００が基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、測位サーバ８００が保持しているものとする）。そして、測位サーバ８００は、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標として算出する。
【０１２９】
一方、障害物等の影響により、基地局１００〜３００のいずれかが、移動端末４００からの電波を受信できない場合（電波を受信できる基地局の数が規定数「３」未満の場合）には、電波を受信できた基地局から送信される受信時刻データと、過去の時点における受信時刻データとを基にして移動端末４００の位置座標を算出する。
【０１３０】
例えば、時刻Ｔ２において基地局３００が移動端末４００の電波を受信できない場合について説明する。測位サーバ８００は、基地局１００，２００から受信時刻データを取得し、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を算出する。
【０１３１】
そして、測位サーバ８００は、時刻Ｔ１における基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を算出し、双曲線２と双曲線３との交点Ｂ４を時刻Ｔ２における移動端末４００の位置座標として算出する。
【０１３２】
このように、本実施例４にかかる無線測位システムは、過去に取得した受信時刻データを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【０１３３】
次に、図１４に示した基地局１００〜３００、移動端末４００、測位サーバ８００の構成について説明する。なお、基地局１００〜３００の構成は、図２に示した基地局１００と同様であり、移動端末４００の構成は、図３に示した移動端末４００の構成と同様であるため説明を省略する。
【０１３４】
図１５は、本実施例４にかかる測位サーバ８００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この測位サーバ８００は、入力部８１０と、出力部８２０と、通信制御ＩＦ部８３０と、入出力制御ＩＦ部８４０と、記憶部８５０と、制御部８６０とを有する。
【０１３５】
このうち、入力部８１０は、各種の情報を入力する入力手段であり、キーボードやマウス、マイクなどに対応する。なお、後述するディスプレイ（出力部８２０）も、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
【０１３６】
出力部８２０は、各種の情報を出力する出力手段であり、ディスプレイ（若しくはモニタ、タッチパネル）やスピーカなどに対応する。通信制御ＩＦ部８３０は、基地局１００〜３００との間におけるデータ通信を制御する手段である。入出力制御ＩＦ部８４０は、入力部８１０、出力部８２０、通信制御ＩＦ部８３０、記憶部８５０、制御部８６０によるデータの入出力を制御する手段である。
【０１３７】
記憶部８５０は、制御部８６０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する記憶手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、記憶部８５０は、受信時刻管理テーブル８５０ａと位置座標管理テーブル８５０ｂとを記憶する。
【０１３８】
受信時刻管理テーブル８５０ａは、基地局１００〜３００から送信される受信時刻データを管理するテーブルである。図１６は、本実施例４にかかる受信時刻管理テーブル８５０ａのデータ構造の一例を示す図である。
【０１３９】
図１６に示すように、この受信時刻管理テーブル８５０ａは、測位サーバ８００が各基地局から受信時刻データを受信した時刻を示す時刻情報、基地局識別情報、受信時刻（受信時刻情報に対応）を有する。
【０１４０】
位置座標管理テーブル８５０ｂは、移動端末４００の位置座標に関わる情報を管理するテーブルである。この位置座標管理テーブル８５０ｂのデータ構造は、図６に示した位置座標管理テーブル５５０ｂと同様である。
【０１４１】
図１５の説明に戻ると、制御部８６０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、制御部８６０は、データ管理部８６０ａと、位置座標算出部８６０ｂとを有する。
【０１４２】
データ管理部８６０ａは、記憶部８５０に記憶されたデータを管理する手段である。例えば、データ管理部８６０ａは、基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、取得した時刻と対応付けて、受信時刻データを受信時刻管理テーブル８５０ａに登録する。
【０１４３】
位置座標算出部８６０ｂは、受信時刻管理テーブル８５０ａに基づいて移動端末４００の位置を測定（算出）する手段である。そして、位置座標算出部８６０ｂは、測定結果（測定した時刻、位置座標）を位置座標管理テーブル８５０ｂに登録する。
【０１４４】
以下において、位置座標算出部８６０ｂの処理を具体的に説明する。まず、位置座標算出部８６０ｂは、受信時刻管理テーブル８５０ａを参照し、最新の時刻情報（図１６に示す例では、最新の時刻情報はＴ２となる）において、移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数（例えば、３）未満であるか否かを判定する。
【０１４５】
移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数以上の場合には、位置座標算出部８６０ｂは、周知技術であるＴＤＯＡ方式と同様の手法を用いて移動端末４００の位置座標を算出する。
【０１４６】
すなわち、位置座標算出部８６０ｂは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、位置座標算出部８６０ｂが保持しているものとする）。そして、位置座標算出部８６０ｂは、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、移動端末４００の位置座標として算出する（図１４参照）。
【０１４７】
一方、移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数未満の場合には、位置座標算出部８６０ｂは、電波を受信できた基地局から送信された過去の受信時刻データを基にして移動端末４００の位置座標を算出する。
【０１４８】
ここでは一例として、時刻Ｔ２において、基地局３００が移動端末４００からの電波を受信できていない場合の位置座標算出部８６０ｂの処理を説明する。位置座標算出部８６０ｂは、まず時刻Ｔ２における基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を算出する。
【０１４９】
そして、測位サーバ８００は、時刻Ｔ１における基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を算出し、双曲線２と双曲線３との交点Ｂ４を時刻Ｔ２における移動端末４００の位置座標として算出する。
【０１５０】
次に、本実施例４にかかる測位サーバ８００の処理手順について説明する。図１７は、本実施例４にかかる測位サーバ８００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、測位サーバ８００は、データ管理部８６０ａが各基地局から受信時刻データを取得し（ステップＳ４０１）、受信時刻データを受信時刻管理テーブル８５０ａに登録する（ステップＳ４０２）。
【０１５１】
そして、位置座標算出部８６０ｂが、現在の受信時刻データのみで位置座標を算出可能であるか否かを判定し（ステップＳ４０３）、算出可能である場合には（ステップＳ４０４，Ｙｅｓ）、受信時刻データから算出される双曲線を基にして移動端末４００の位置座標を算出する（ステップＳ４０５）。
【０１５２】
一方、現在の受信時刻データのみで位置座標を算出できない場合には（ステップＳ４０４，Ｎｏ）、位置座標算出部８６０ｂは、受信時刻データから算出される双曲線と、前回の受信時刻データから算出される双曲線とを基にして移動端末４００の位置座標を算出する（ステップＳ４０６）。
【０１５３】
上述してきたように、本実施例４にかかる無線測位システムは、測位サーバ８００が過去の受信時刻データを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【実施例５】
【０１５４】
次に、本実施例５にかかる無線測位システムの概要および特徴について説明する。図１８は、本実施例５にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。図１８に示すように、この無線測位システムは、基地局１００〜３００と、移動端末４５０と、測位サーバ９００とを有する。
【０１５５】
このうち、基地局１００〜３００は、移動端末４５０から電波を受信した場合に、電波を受信した時刻を特定し、特定した受信時刻の情報を測位サーバ９００に出力する装置である。以下の説明において、受信時刻の情報を受信時刻データと表記する。また、本実施例５にかかる基地局１００〜３００は、移動端末４５０の加速度の情報（以下、加速度データと表記する）および角速度の情報（以下、角速度データ）を取得した場合には、かかる加速度データおよび角速度データを測位サーバ９００に出力する。
【０１５６】
測位サーバ９００は、基地局１００〜３００から受信時刻データを基にして移動端末４５０の位置座標を算出する装置である。この測位サーバ９００は、基地局１００〜３００が、移動端末４５０からの電波を受信できた場合には、周知のＴＤＯＡ方式に基づいて移動端末４５０の位置座標を算出する。
【０１５７】
例えば、時刻Ｔ１において基地局１００〜３００が移動端末４５０から電波を受信可能であり、測位サーバ９００が基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、測位サーバ９００が保持しているものとする）。そして、測位サーバ９００は、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、時刻Ｔ１における移動端末４５０の位置座標として算出する。
【０１５８】
一方、障害物等の影響により、基地局１００〜３００のいずれかが、移動端末４５０からの電波を受信できない場合（電波を受信できる基地局の数が規定数「３」未満の場合）には、電波を受信できた基地局から送信される受信時刻データと、加速度データおよび角速度データを基にして移動端末４５０の位置座標を算出する。
【０１５９】
例えば、時刻Ｔ２において基地局３００が移動端末４５０の電波を受信できない場合（双曲線４が求まらない場合）について説明する。測位サーバ９００は、基地局１００，２００から受信時刻データを取得し、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を算出する。
【０１６０】
そして、測位サーバ９００は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで時々刻々と変化する加速度データおよび角速度データを取得し、時刻Ｔ１の加速度および角速度を初期値として、加速度および角速度を積分することにより、時刻Ｔ２における移動端末４５０の仮の位置座標Ｂ６を算出する。測位サーバ９００は、Ｂ６から双曲線３に垂線を下ろしその交点Ｂ６’を時刻Ｔ２における移動端末４５０の位置座標として算出する。
【０１６１】
このように、本実施例５にかかる無線測位システムは、加速度データおよび角速度データと、受信時刻データとを基にして移動端末４５０の位置座標を算出するので、移動端末４５０からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４５０の位置座標を算出することができる。
【０１６２】
次に、図１８に示した基地局１００〜３００、移動端末４５０、測位サーバ９００の構成について説明する。なお、基地局１００〜３００の構成は、図２に示した基地局１００と同様である。ただし、基地局１００〜３００は、移動端末４５０から加速度データ、角速度データを受信した場合には、受信した加速度データおよび角速度データを測位サーバ９００に出力する。
【０１６３】
図１９は、本実施例５にかかる移動端末４５０の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この移動端末４５０は、加速度センサ４５１と、ジャイロセンサ４５２と、ＭＰＵ４５３と、ＰＮ系列発生部４５４と、ＰＰＭデータ変調部４５５と、インパルス生成部４５６と、バンドパスフィルタ部（ＢＰＦ）４５７と、パワーアンプ部（ＰＡ）４５８とを有する。
【０１６４】
このうち、加速度センサ４５１は、移動端末４５０の加速度を計測する手段（センサ）である。加速度センサ４５１は、計測した加速度の情報（加速度データ）をＭＰＵ４５３に出力する。
【０１６５】
ジャイロセンサ４５２は、端末装置４５０の角速度を計測する手段（センサ）である。ジャイロセンサ４５２は、計測した角速度の情報（角速度データ）をＭＰＵ４５３に出力する。
【０１６６】
ＭＰＵ４５３は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理手順を実行する制御手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、ＭＰＵ４５３は、加速度データおよび角速度データを送信データに格納し、基地局１００〜３００に出力する。なお、加速度データおよび角速度データは、加速度を測定した時刻および角速度を測定した時刻をそれぞれ含んでいるものとする。
【０１６７】
ＰＮ系列発生部４５４は、ＰＮ系列を発生させる手段である。ＰＮ系列発生部４５４は、発生させたＰＮ信号をＰＰＭデータ変調部４５５に出力する。
【０１６８】
ＰＰＭデータ変調部４５５は、ＰＮ系列発生部４５４から入力されるＰＮ信号を利用して、送信データをパルス位置変調する手段である。ＰＰＭデータ変調部４５５は、パルス位置変調した送信データの信号をインパルス生成部４５６に出力する手段である。
【０１６９】
インパルス生成部４５６は、ＰＰＭデータ変調部４５５から入力される信号に基づいてインパルス電波を生成する手段である。インパルス生成部４５６は、生成したインパルス信号をバンドパスフィルタ部４５７に出力する。
【０１７０】
バンドパスフィルタ部４５７は、インパルス生成部４５６からインパルス電波を取得した場合に、取得したインパルス電波に含まれる余分な周波数成分を除去する手段である。バンドパスフィルタ部４５７は、余分な周波数成分を除去したインパルス電波をパワーアンプ部４５８に出力する。
【０１７１】
パワーアンプ部４５８は、バンドパスフィルタ部４５７からインパルス電波が入力された場合に、入力されたインパルス電波を増幅する手段である。パワーアンプ部４５８は、アンテナを介して、増幅したインパルス電波を基地局１００〜３００に送信する。
【０１７２】
図２０は、本実施例５にかかる測位サーバ９００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この測位サーバ９００は、入力部９１０と、出力部９２０と、通信制御ＩＦ部９３０と、入出力制御ＩＦ部９４０と、記憶部９５０と、制御部９６０とを有する。
【０１７３】
このうち、入力部９１０は、各種の情報を入力する入力手段であり、キーボードやマウス、マイクなどに対応する。なお、後述するディスプレイ（出力部９２０）も、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
【０１７４】
出力部９２０は、各種の情報を出力する出力手段であり、ディスプレイ（若しくはモニタ、タッチパネル）やスピーカなどに対応する。通信制御ＩＦ部９３０は、基地局１００〜３００との間におけるデータ通信を制御する手段である。入出力制御ＩＦ部９４０は、入力部９１０、出力部９２０、通信制御ＩＦ部９３０、記憶部９５０、制御部９６０によるデータの入出力を制御する手段である。
【０１７５】
記憶部９５０は、制御部９６０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する記憶手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、記憶部９５０は、受信時刻管理テーブル９５０ａと、加速度／角速度管理テーブル９５０ｂと、位置座標管理テーブル９５０ｃとを記憶する。
【０１７６】
受信時刻管理テーブル９５０ａは、基地局１００〜３００から送信される受信時刻データを管理するテーブルである。この受信時刻管理テーブル９５０ａのデータ構造は、図５に示した受信時刻管理テーブル５５０ａと同様である。
【０１７７】
加速度／角速度管理テーブル９５０ｂは、各時刻における移動端末４５０の加速度および角速度を管理するテーブルである。図２１は、本実施例５にかかる加速度／角加速度管理テーブル９５０ｂのデータ構造の一例を示す図である。図２１に示すように、この加速度／角速度管理テーブル９５０ｂは、加速度および角速度を測定した時刻情報と、加速度と、角速度とを有する。
【０１７８】
位置座標管理テーブル９５０ｃは、移動端末４５０の位置座標に関わる情報を管理するテーブルである。この位置座標管理テーブル９５０ｂのデータ構造は、図６に示した位置座標管理テーブル５５０ｂと同様である。
【０１７９】
図２０の説明に戻ると、制御部９６０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、制御部９６０は、データ管理部９６０ａと、位置座標算出部９６０ｂとを有する。
【０１８０】
データ管理部９６０ａは、記憶部９５０に記憶されたデータを管理する手段である。例えば、データ管理部９６０ａは、基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、取得した受信時刻データを受信時刻管理テーブル９５０ａに登録する。また、データ管理部９６０ａは、基地局１００〜３００から加速度データおよび角速度データを取得した場合には、取得した加速度データおよび角速度データを加速度／角速度管理テーブル９５０ｂに登録する。
【０１８１】
なお、データ管理部９６０ａは、位置座標算出部９６０ｂから位置座標の算出が完了した旨の情報を取得した場合には、受信時刻管理テーブル９５０ａに登録されたデータを削除する。
【０１８２】
位置座標算出部９６０ｂは、受信時刻管理テーブル９５０ａと、加速度／角速度管理テーブル９５０ｂとを基にして、移動端末４５０の位置を測定（計算）する手段である。位置座標算出部９６０ｂは、測定結果（測定した時刻、位置座標）を位置座標管理テーブル９５０ｃに登録する。
【０１８３】
以下において、位置座標算出部９６０ｂの処理を具体的に説明する。まず、位置座標算出部９６０ｂは、受信時刻管理テーブル９５０ａを参照し、移動端末４５０からの電波を受信できている基地局の数が規定数（例えば、３）未満であるか否かを判定する。
【０１８４】
移動端末４５０からの電波を受信できている基地局の数が規定数以上の場合には、位置座標算出部９６０ｂは、周知技術であるＴＤＯＡ方式と同様の手法を用いて移動端末４５０の位置座標を算出する。
【０１８５】
すなわち、位置座標算出部９６０ｂは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、位置座標算出部９６０ｂが保持しているものとする）。そして、位置座標算出部９６０ｂは、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、移動端末４５０の位置座標として算出する（図１８参照）。
【０１８６】
一方、移動端末４５０からの電波を受信できている基地局の数が規定数未満の場合には、位置座標算出部９６０ｂは、電波を受信できた基地局から送信された受信時刻データと、加速度／角速度管理テーブル９５０ｂとを基にして移動端末４５０の位置座標を算出する。
【０１８７】
ここでは一例として、基地局３００が移動端末４５０からの電波を受信できていない場合の位置座標算出部９６０ｂの処理を説明する。まず、位置座標算出部９６０ａは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を求める。
【０１８８】
そして、現在の時刻がＴ２の場合に、位置座標算出部９６０ａは、加速度／角速度管理テーブル９５０ｂを参照し、時刻Ｔ２から所定時間前（例えば、Ｔ１）までの加速度データおよび角速度データを抽出する。位置座標算出部９６０ａは、時刻Ｔ１〜Ｔ２までの刻々と変化する加速度および角速度を積分することにより、時刻Ｔ２における移動端末４５０の仮の位置座標Ｂ６を算出する。
【０１８９】
位置座標算出部９６０ｂは、Ｂ６から双曲線３に垂線を下ろしその交点Ｂ６’を時刻Ｔ２における移動端末４５０の位置座標として算出する。位置座標算出部９５０ｂは、算出した位置座標と算出した時刻を位置座標管理テーブル９５０ｃに登録すると共に、位置座標の算出が完了した旨の情報をデータ管理部９６０ａに出力する。
【０１９０】
次に、本実施例５にかかる測位サーバ９００の処理手順について説明する。図２２は、本実施例５にかかる測位サーバ９００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、測位サーバ９００は、データ管理部９６０ａが各基地局から受信時刻データを取得し（ステップＳ５０１）、受信時刻データを受信時刻管理テーブル９５０ａに登録する（ステップＳ５０２）。
【０１９１】
そして、位置座標算出部９６０ｂが、受信時刻データのみで位置座標を算出可能であるか否かを判定し（ステップＳ５０３）、算出可能である場合には（ステップＳ５０４，Ｙｅｓ）、受信時刻データから算出される双曲線を基にして移動端末４５０の位置座標を算出する（ステップＳ５０５）。
【０１９２】
一方、受信時刻データのみで位置座標を算出できない場合には（ステップＳ５０４，Ｎｏ）、加速度データおよび角速度データを基にして、移動端末４５０の位置座標を推定し（ステップＳ５０６）、推定した位置座標と、受信時刻データから算出される双曲線を基にして移動端末４５０の位置座標を算出する（ステップＳ５０７）。
【０１９３】
上述してきたように、本実施例５にかかる無線測位システムは、測位サーバ９００が移動端末４５０の加速度データ・角速度データと受信時刻データとを基にして移動端末４５０の位置座標を算出するので、移動端末４５０からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４５０の位置座標を算出することができる。
【実施例６】
【０１９４】
次に、本実施例６にかかる無線測位システムの概要および特徴について説明する。図２３は、本実施例６にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。図２３に示すように、この無線測位システムは、基地局１００〜３００と、移動端末４６０、測位サーバ１０００とを有する。
【０１９５】
このうち、基地局１００〜３００は、移動端末４６０から電波を受信した場合に、電波を受信した時刻を特定し、特定した受信時刻の情報を測位サーバ１０００に出力する装置である。以下の説明において、受信時刻の情報を受信時刻データと表記する。
【０１９６】
測位サーバ１０００は、基地局１００〜３００から受信時刻データを基にして移動端末４６０の位置座標を算出する装置である。この測位サーバ１０００は、基地局１００〜３００が、移動端末４６０からの電波を受信できた場合には、周知のＴＤＯＡ方式に基づいて移動端末４６０の位置座標を算出する。
【０１９７】
例えば、時刻Ｔ１において基地局１００〜３００が移動端末４６０から電波を受信可能であり、測位サーバ１０００が基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、測位サーバ１０００が保持しているものとする）。そして、測位サーバ１０００は、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、時刻Ｔ１における移動端末４６０の位置座標として算出する。
【０１９８】
一方、障害物等の影響により、基地局１００〜３００のいずれかが、移動端末４６０からの電波を受信できない場合（電波を受信できる基地局の数が規定数「３」未満の場合）には、電波を受信できた基地局から送信される受信時刻データと、移動端末４６０に設置された歩数計の歩数データ（移動端末４６０を携帯するユーザの歩数）とを基にして、移動端末４６０の位置座標を算出する。
【０１９９】
例えば、時刻Ｔ２において基地局３００が移動端末４６０の電波を受信できない場合について説明する。測位サーバ１０００は、基地局１００，２００から受信時刻データを取得し、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を算出する。
【０２００】
そして、測位サーバ１０００は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの歩数から移動端末４６０の移動距離Ｌを算出し、座標Ａを中心とした半径Ｌの円２を求める。測位サーバ１０００は、双曲線３と円２との交点Ｂ５を時刻Ｔ２における移動端末４６０の位置座標として算出する。
【０２０１】
このように、本実施例６にかかる無線測位システムは、歩数データと、受信時刻データとを基にして移動端末４６０の位置座標を算出するので、移動端末４６０からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４６０の位置座標を算出することができる。
【０２０２】
次に、図２３に示した基地局１００〜３００、移動端末４６０、測位サーバ１０００の構成について説明する。なお、基地局１００〜３００の構成は、図２に示した基地局１００と同様である。ただし、基地局１００〜３００は、移動端末４６０から歩数データを受信した場合には、受信した歩数データを測位サーバ１０００に出力する。
【０２０３】
図２４は、本実施例６にかかる移動端末４６０の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この移動端末４６０は、歩数センサ４６１と、ＭＰＵ４６２と、ＰＮ系列発生部４６３と、ＰＰＭデータ変調部４６４と、インパルス生成部４６５と、バンドパスフィルタ部（ＢＰＦ）４６６と、パワーアンプ部（ＰＡ）４６７とを有する。
【０２０４】
このうち、歩数センサ４６１は、移動端末４６０を携帯するユーザの歩数を計測する手段（センサ）である。歩数センサ４６１は、計測した歩数の情報（歩数データ）をＭＰＵ４６２に出力する。
【０２０５】
ＭＰＵ４６２は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理手順を実行する制御手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、ＭＰＵ４６２は、歩数データを送信データに格納し、基地局１００〜３００に出力する。なお、歩数データは、歩数データを測定した時刻（期間）をそれぞれ含んでいるものとする。
【０２０６】
ＰＮ系列発生部４６３は、ＰＮ系列を発生させる手段である。ＰＮ系列発生部４６３は、発生させたＰＮ信号をＰＰＭデータ変調部４６４に出力する。
【０２０７】
ＰＰＭデータ変調部４６４は、ＰＮ系列発生部４６３から入力されるＰＮ信号を利用して、送信データをパルス位置変調する手段である。ＰＰＭデータ変調部４６３は、パルス位置変調した送信データの信号をインパルス生成部４６５に出力する手段である。
【０２０８】
インパルス生成部４６５は、ＰＰＭデータ変調部４６４から入力される信号に基づいてインパルス電波を生成する手段である。インパルス生成部４６５は、生成したインパルス信号をバンドパスフィルタ部４６６に出力する。
【０２０９】
バンドパスフィルタ部４６６は、インパルス生成部４６５からインパルス電波を取得した場合に、取得したインパルス電波に含まれる余分な周波数成分を除去する手段である。バンドパスフィルタ部４６６は、余分な周波数成分を除去したインパルス電波をパワーアンプ部４６７に出力する。
【０２１０】
パワーアンプ部４６７は、バンドパスフィルタ部４６６からインパルス電波が入力された場合に、入力されたインパルス電波を増幅する手段である。パワーアンプ部４６７は、アンテナを介して、増幅したインパルス電波を基地局１００〜３００に送信する。
【０２１１】
図２５は、本実施例６にかかる測位サーバ１０００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この測位サーバ１０００は、入力部１０１０と、出力部１０２０と、通信制御ＩＦ部１０３０と、入出力制御ＩＦ部１０４０と、記憶部１０５０と、制御部１０６０とを有する。
【０２１２】
このうち、入力部１０１０は、各種の情報を入力する入力手段であり、キーボードやマウス、マイクなどに対応する。なお、後述するディスプレイ（出力部１０２０）も、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
【０２１３】
出力部１０２０は、各種の情報を出力する出力手段であり、ディスプレイ（若しくはモニタ、タッチパネル）やスピーカなどに対応する。通信制御ＩＦ部１０３０は、基地局１００〜３００との間におけるデータ通信を制御する手段である。入出力制御ＩＦ部１０４０は、入力部１０１０、出力部１０２０、通信制御ＩＦ部１０３０、記憶部１０５０、制御部１０６０によるデータの入出力を制御する手段である。
【０２１４】
記憶部１０５０は、制御部１０６０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する記憶手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、記憶部１０５０は、受信時刻管理テーブル１０５０ａと、歩数管理テーブル１０５０ｂと、位置座標管理テーブル１０５０ｃとを記憶する。
【０２１５】
受信時刻管理テーブル１０５０ａは、基地局１００〜３００から送信される受信時刻データを管理するテーブルである。この受信時刻管理テーブル１０５０ａのデータ構造は、図５に示した受信時刻管理テーブル５５０ａと同様である。
【０２１６】
歩数管理テーブル１０５０ｂは、移動端末４６０を携帯するユーザの歩数を管理するテーブルである。図２６は、本実施例６にかかる歩数管理テーブル１０５０ｂのデータ構造の一例を示す図である。同図に示すように、この歩数管理テーブル１０５０ｂは、歩数を計測した期間を示す時刻情報と、歩数とを有する。
【０２１７】
位置座標管理テーブル１０５０ｂは、移動端末４６０の位置座標に関わる情報を管理するテーブルである。この位置座標管理テーブル１０５０ｂのデータ構造は、図６に示した位置座標管理テーブル５５０ｂと同様である。
【０２１８】
図２５の説明に戻ると、制御部１０６０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、制御部１０６０は、データ管理部１０６０ａと、位置座標算出部１０６０ｂとを有する。
【０２１９】
データ管理部１０６０ａは、記憶部１０５０に記憶されたデータを管理する手段である。例えば、データ管理部１０６０ａは、基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、取得した受信時刻データを受信時刻管理テーブル１０５０ａに登録する。また、データ管理部１０６０ａは、基地局１００〜３００から歩数データを取得した場合には、取得した歩数データを歩数管理テーブル１０５０ｂに登録する。
【０２２０】
なお、データ管理部１０６０ａは、位置座標算出部１０６０ｂから位置座標の算出が完了した旨の情報を取得した場合には、受信時刻管理テーブル１０５０ａに登録されたデータを削除する。
【０２２１】
位置座標算出部１０６０ｂは、受信時刻管理テーブル１０５０ａと、歩数管理テーブル１０５０ｂとを基にして、移動端末４６０の位置を測定（算出）する手段である。位置座標算出部１０６０ｂは、測定結果（測定した時刻、位置座標）を位置座標管理テーブル１０５０ｃに登録する。
【０２２２】
以下において、位置座標算出部１０６０ｂの処理を具体的に説明する。まず、位置座標算出部１０６０ｂは、受信時刻管理テーブル１０５０ａを参照し、移動端末４６０からの電波を受信できている基地局の数が規定数（例えば、３）未満であるか否かを判定する。
【０２２３】
移動端末４６０からの電波を受信できている基地局の数が規定数以上の場合には、位置座標算出部１０６０ｂは、周知技術であるＴＤＯＡ方式と同様の手法を用いて移動端末４６０の位置座標を算出する。
【０２２４】
すなわち、位置座標算出部１０６０ｂは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、位置座標算出部１０６０ｂが保持しているものとする）。そして、位置座標算出部１０６０ｂは、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、移動端末４６０の位置座標として算出する（図２３参照）。
【０２２５】
一方、移動端末４６０からの電波を受信できている基地局の数が規定数未満の場合には、位置座標算出部１０６０ｂは、電波を受信できた基地局から送信された受信時刻データと、歩数管理テーブル１０５０ｂとを基にして移動端末４６０の位置座標を算出する。
【０２２６】
ここでは一例として、基地局３００が移動端末４６０からの電波を受信できていない場合の位置座標算出部１０６０ｂの処理を説明する。まず、位置座標算出部１０６０ａは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を求める。
【０２２７】
そして、現在の時刻がＴ２の場合に、位置座標算出部１０６０ａは、歩数管理テーブル１０５０ｂを参照し、時刻Ｔ１〜Ｔ２までの歩数を抽出する。位置座標算出部１０６０ａは、ユーザの平均的な歩幅に歩数を乗算した距離Ｌを算出し、時刻Ｔ１における移動端末４６０の位置座標Ａを中心とする半径Ｌの円２を求める（時刻Ｔ１における移動端末４６０の位置座標は算出済みであるとする）。
【０２２８】
測位サーバ１０００は、双曲線３と円２との交点Ｂ５を時刻Ｔ２における移動端末４６０の位置座標として算出する。位置座標算出部１０６０ｂは、算出した位置座標と算出した時刻を位置座標管理テーブル１０５０ｃに登録すると共に、位置座標の算出が完了した旨の情報をデータ管理部１０６０ａに出力する。
【０２２９】
次に、本実施例６にかかる測位サーバ１０００の処理手順について説明する。図２７は、本実施例６にかかる測位サーバ１０００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、測位サーバ１０００は、データ管理部１０６０ａが各基地局から受信時刻データを取得し（ステップＳ６０１）、受信時刻データを受信時刻管理テーブル１０５０ａに登録する（ステップＳ６０２）。
【０２３０】
そして、位置座標算出部１０６０ｂが、受信時刻データのみで位置座標を算出可能であるか否かを判定し（ステップＳ６０３）、算出可能である場合には（ステップＳ６０４，Ｙｅｓ）、受信時刻データから算出される双曲線を基にして移動端末４６０の位置座標を算出する（ステップＳ６０５）。
【０２３１】
一方、受信時刻データのみで位置座標を算出できない場合には（ステップＳ６０４，Ｎｏ）、歩数データと、受信時刻データから算出される双曲線を基にして移動端末４６０の位置座標を算出する（ステップＳ６０６）。
【０２３２】
上述してきたように、本実施例６にかかる無線測位システムは、測位サーバ１０００が移動端末４６０の歩数データと受信時刻データとを基にして移動端末４６０の位置座標を算出するので、移動端末４６０からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４６０の位置座標を算出することができる。
【実施例７】
【０２３３】
次に、本実施例７にかかる無線測位システムの概要および特徴について説明する。図２８は、本実施例７にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。図２８に示すように、この無線測位システムは、基地局１００〜３００と、移動端末４００と、測位サーバ１１００とを有する。
【０２３４】
このうち、基地局１００〜３００は、移動端末４００から電波を受信した場合に、電波を受信した時刻を特定し、特定した受信時刻の情報を測位サーバ１１００に出力する装置である。以下の説明において、受信時刻の情報を受信時刻データと表記する。
【０２３５】
測位サーバ１１００は、基地局１００〜３００から受信時刻データを基にして移動端末４００の位置座標を算出する装置である。この測位サーバ１１００は、基地局１００〜３００が、移動端末４００からの電波を受信できた場合には、周知のＴＤＯＡ方式に基づいて移動端末４００の位置座標を算出する。
【０２３６】
例えば、時刻Ｔ１において基地局１００〜３００が移動端末４００から電波を受信可能であり、測位サーバ１１００が基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、測位サーバ１１００が保持しているものとする）。そして、測位サーバ１１００は、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標として算出する。
【０２３７】
一方、障害物等の影響により、基地局１００〜３００のいずれかが、移動端末４００からの電波を受信できない場合（電波を受信できる基地局の数が規定数「３」未満の場合）には、電波を受信できた基地局から送信される受信時刻データと、地図データとを基にして、移動端末４４０の位置座標を算出する。
【０２３８】
例えば、時刻Ｔ２において基地局３００が移動端末４００の電波を受信できない場合について説明する。測位サーバ１１００は、基地局１００，２００から受信時刻データを取得し、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を算出する。
【０２３９】
そして、測位サーバ１１００は、地図データと時刻Ｔ１での移動端末４００の位置座標Ａとを比較して、移動端末４００の移動する経路を判定し、判定した経路と、双曲線３との交点Ｂ７を時刻Ｔ２における移動端末４００の位置座標として算出する。
【０２４０】
このように、本実施例７にかかる無線測位システムは、地図データと、受信時刻データとを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【０２４１】
次に、図２８に示した基地局１００〜３００、移動端末４００、測位サーバ１１００の構成について説明する。なお、基地局１００〜３００の構成は、図２に示した基地局１００と同様であり、移動端末４００の構成は、図３に示した移動端末４００の構成と同様であるので説明を省略する。
【０２４２】
図２９は、本実施例７にかかる測位サーバ１１００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この測位サーバ１１００は、入力部１１１０と、出力部１１２０と、通信制御ＩＦ部１１３０と、入出力制御ＩＦ部１１４０と、記憶部１１５０と、制御部１１６０とを有する。
【０２４３】
このうち、入力部１１１０は、各種の情報を入力する入力手段であり、キーボードやマウス、マイクなどに対応する。なお、後述するディスプレイ（出力部１１２０）も、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
【０２４４】
出力部１１２０は、各種の情報を出力する出力手段であり、ディスプレイ（若しくはモニタ、タッチパネル）やスピーカなどに対応する。通信制御ＩＦ部１１３０は、基地局１００〜３００との間におけるデータ通信を制御する手段である。入出力制御ＩＦ部１１４０は、入力部１１１０、出力部１１２０、通信制御ＩＦ部１１３０、記憶部１１５０、制御部１１６０によるデータの入出力を制御する手段である。
【０２４５】
記憶部１１５０は、制御部１１６０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する記憶手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、記憶部１１５０は、受信時刻管理テーブル１１５０ａと、地図データ１１５０ｂと、位置座標管理テーブル１１５０ｃとを記憶する。
【０２４６】
受信時刻管理テーブル１１５０ａは、基地局１００〜３００から送信される受信時刻データを管理するテーブルである。この受信時刻管理テーブル１１５０ａのデータ構造は、図５に示した受信時刻管理テーブル５５０ａと同様である。地図データ１１５０ｂは、地図上の情報（例えば、道路の座標・経路など）を含んだデータである。
【０２４７】
位置座標管理テーブル１１５０ｃは、移動端末４００の位置座標に関わる情報を管理するテーブルである。この位置座標管理テーブル１１５０ｃのデータ構造は、図６に示した位置座標管理テーブル５５０ｂと同様である。
【０２４８】
図２９の説明に戻ると、制御部１１６０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、制御部１１６０は、データ管理部１１６０ａと、位置座標算出部１１６０ｂとを有する。
【０２４９】
データ管理部１１６０ａは、記憶部１１５０に記憶されたデータを管理する手段である。例えば、データ管理部１１６０ａは、基地局１００〜３００から受信時刻データを取得した場合には、取得した受信時刻データを受信時刻管理テーブル１１５０ａに登録する。なお、データ管理部１１６０ａは、位置座標算出部１１６０ｂから位置座標の算出が完了した旨の情報を取得した場合には、受信時刻管理テーブル１１５０ａに登録されたデータを削除する。
【０２５０】
位置座標算出部１１６０ｂは、受信時刻管理テーブル１１５０ａと、地図データ１１５０ｂとを基にして、移動端末４００の位置を測定（算出）する手段である。位置座標算出部１１６０ｂは、測定結果（測定した時刻、位置座標）を位置座標管理テーブル１１５０ｃに登録する。
【０２５１】
以下において、位置座標算出部１１６０ｂの処理を具体的に説明する。まず、位置座標算出部１１６０ｂは、受信時刻管理テーブル１１５０ａを参照し、移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数（例えば、３）未満であるか否かを判定する。
【０２５２】
移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数以上の場合には、位置座標算出部１１６０ｂは、周知技術であるＴＤＯＡ方式と同様の手法を用いて移動端末４００の位置座標を算出する。
【０２５３】
すなわち、位置座標算出部１１６０ｂは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線１を求め、基地局１００の受信時刻と基地局３００の受信時刻との時間差から双曲線２を求める（基地局１００〜３００の位置座標は、位置座標算出部１１６０ｂが保持しているものとする）。そして、位置座標算出部１１６０ｂは、双曲線１と双曲線２との交点Ａを、移動端末４００の位置座標として算出する（図２８参照）。
【０２５４】
一方、移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数未満の場合には、位置座標算出部１１６０ｂは、電波を受信できた基地局から送信された受信時刻データと、地図データ１１５０ｂとを基にして移動端末４００の位置座標を算出する。
【０２５５】
ここでは一例として、基地局３００が移動端末４００からの電波を受信できていない場合の位置座標算出部１１６０ｂの処理を説明する。まず、位置座標算出部１１６０ｂは、基地局１００の受信時刻と基地局２００の受信時刻との時間差から双曲線３を算出する。
【０２５６】
そして、測位サーバ１１００は、地図データ１１５０ｂと時刻Ｔ１での移動端末４００の位置座標Ａとを比較して、移動端末４００の移動する経路を判定し、判定した経路と、双曲線３との交点Ｂ７を時刻Ｔ２における移動端末４００の位置座標として算出する。
【０２５７】
位置座標算出部１１６０ｂは、算出した位置座標と算出した時刻を位置座標管理テーブル１１５０ｃに登録すると共に、位置座標の算出が完了した旨の情報をデータ管理部１１６０ａに出力する。
【０２５８】
次に、本実施例７にかかる測位サーバ１１００の処理手順について説明する。図３０は、本実施例７にかかる測位サーバ１１００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、測位サーバ１１００は、データ管理部１１６０ａが各基地局から受信時刻データを取得し（ステップＳ７０１）、受信時刻データを受信時刻管理テーブル１１５０ａに登録する（ステップＳ７０２）。
【０２５９】
そして、位置座標算出部１１６０ｂが、受信時刻データのみで位置座標を算出可能であるか否かを判定し（ステップＳ７０３）、算出可能である場合には（ステップＳ７０４，Ｙｅｓ）、受信時刻データから算出される双曲線を基にして移動端末４００の位置座標を算出する（ステップＳ７０５）。
【０２６０】
一方、受信時刻データのみで位置座標を算出できない場合には（ステップＳ７０４，Ｎｏ）、地図データと、受信時刻データから算出される双曲線を基にして移動端末４００の位置座標を算出する（ステップＳ７０６）。
【０２６１】
上述してきたように、本実施例７にかかる無線測位システムは、測位サーバ１１００が移動端末４００の地図データと受信時刻データとを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【実施例８】
【０２６２】
次に、本実施例８にかかる無線測位システムの概要および特徴について説明する。図３１は、本実施例８にかかる無線測位システムの概要および特徴を説明するための図である。図３１に示すように、この無線測位システムは、基地局１１０，２１０と、移動端末４８０と、測位サーバ１２００とを有する。
【０２６３】
このうち、基地局１１０，２１０は、移動端末４００との間で電波を送受信することにより、移動端末４８０との間の距離を算出し、算出した距離の情報を測位サーバ１２００に出力する装置である。以下の説明において、基地局（１１０または２１０）と移動端末４８０との間の距離を距離データと表記する。
【０２６４】
測位サーバ１２００は、基地局１１０，２１０から取得する距離データを基にして移動端末４８０の位置座標を算出する装置である。この測位サーバ１２００は、基地局１１０，２１０が、移動端末４８０からの電波を受信できた場合には、周知のＴＷＲ−ＴＯＡ方式に基づいて移動端末４８０の位置座標を算出する。
【０２６５】
例えば、時刻Ｔ１において、基地局１１０，１２０が移動端末４８０と電波の送受信を実行でき、測位サーバ１２００が基地局１１０，２１０から距離データを取得した場合には、円１，２を求める。
【０２６６】
円１は、基地局１１０の位置座標を中心とし、基地局１１０と移動端末４８０との距離を半径とする円であり、円２は、基地局２１０の位置座標を中心とし、基地局２１０と移動端末４８０との距離を半径とする円である。測位サーバ１２００は、円１と円２との交点Ａを移動端末４８０の位置座標として算出する。
【０２６７】
一方、障害物等の影響により、基地局１１０，２２０のいずれかが、移動端末４８０からの電波を受信できない場合（電波を受信できる基地局の数が規定数「２」未満の場合）には、電波を受信できた基地局から送信される距離データと、過去の時点における移動端末４８０の移動方向とを基にして移動端末４８０の位置座標を算出する。
【０２６８】
例えば、時刻Ｔ２において基地局２１０が移動端末４８０との間で電波を送受信できない場合について説明する。測位サーバ１２００は、基地局１１０から距離データを取得し、基地局１１０の位置座標を中心とする円３を算出する。
【０２６９】
そして、測位サーバ１２００は、時刻Ｔ１における位置座標Ａから移動端末４８０の移動方向に伸ばした線と、円３との交点Ｂ８を求め、求めた交点Ｂ８を時刻Ｔ２における移動端末４８０の位置座標として算出する。ただし、前提条件として、基地局１１０，２１０は、時刻Ｔ１において移動端末４８０と電波の送受信が可能であり、測位サーバ１２００は、時刻Ｔ１における移動端末４８０の位置座標Ａおよび移動方向を算出しているものとする。
【０２７０】
このように、本実施例８にかかる無線測位システムは、過去の時点における移動端末４８０の移動方向と距離データとを基にして移動端末４８０の位置座標を算出するので、移動端末４８０からの電波を送受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４８０の位置座標を算出することができる。
【０２７１】
次に、図３１に示した基地局１１０〜２１０、移動端末４８０、測位サーバ１２００の構成について順に説明する。図３２は、本実施例８にかかる基地局１１０，２１０の構成を示す機能ブロック図である。なお、基地局１１０，２１０の構成は同一なので、ここでは基地局１１０の構成のみ説明する。
【０２７２】
図３２に示すように、この基地局１１０は、ＭＰＵ１１１と、ＰＮ系列発生部１１２と、ＰＰＭデータ変調部１１３と、インパルス生成部１１４と、バンドパスフィルタ部（ＢＰＦ）１１５，１１９と、パワーアンプ部（ＰＡ）１１６と、送信時刻保持部１１７と、タイマ１１８と、低雑音アンプ部（ＬＮＡ）１２０と、相関器１２２と、受信時刻保持部１２３と、ＰＰＭデータ復調部１２４とを有する。
【０２７３】
このうち、ＭＰＵ１１１は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理手順を実行する制御手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、ＭＰＵ１１１は、基地局１１０と移動端末４００との距離を算出し、算出した距離の情報（距離データ）を測位サーバ１２００に出力する。
【０２７４】
ＭＰＵ１１１は、送信時刻保持部１１７から電波を移動端末４００に送信した送信時刻を取得し、受信時刻保持部１２３から電波を移動端末４００から受信した受信時刻を取得し、送信時刻と受信時刻との差および光速などを基にして、基地局１１０と移動端末４００との距離を算出する。
【０２７５】
ＰＮ系列発生部１１２は、送信データを送信する場合に、ＰＮ系列を発生させる手段である。ＰＮ系列発生部１１２は、発生させたＰＮ系列をＰＰＭデータ変調部１１３、送信時刻保持部１１７、相関器１２２に出力する。
【０２７６】
ＰＰＭデータ変調部１１３は、ＰＮ系列発生部１１２から入力されるＰＮ信号を利用して、送信データをパルス位置変調する手段である。ＰＰＭデータ変調部１１３は、パルス位置変調した送信データの信号をインパルス生成部１１４に出力する。
【０２７７】
インパルス生成部１１４は、ＰＰＭデータ変調部１１３から入力される信号に基づいてインパルス電波を生成する手段である。インパルス生成部１１４は、生成したインパルス信号をバンドパスフィルタ部１１５に出力する。
【０２７８】
バンドパスフィルタ部１１５は、インパルス生成部１１４からインパルス電波を取得した場合に、取得したインパルス電波に含まれる余分な周波数成分を除去する手段である。バンドパスフィルタ部１１５は、余分な周波数成分を除去したインパルス電波をパワーアンプ部１１６に出力する。
【０２７９】
送信時刻保持部１１７は、移動端末４００に送信される電波の送信時刻を特定し、特定した送信時刻の情報をＭＰＵ１１１に出力する手段である。例えば、送信時刻保持部１１７は、ＰＮ系列発生部１１２からＰＮ系列を取得した時刻を送信時刻として特定する。タイマ１１８は、時刻の情報を送信時刻保持部１１７および受信時刻保持部１２３に出力する手段（タイマ）である。このタイマ１１８は、測位サーバ１２００からのクロックに同期して動作する。
【０２８０】
バンドパスフィルタ部１１９は、アンテナを介して移動端末４００からインパルス電波を受信した場合に、受信したインパルス電波に含まれる余分な周波数成分を除去する手段である。バンドパスフィルタ部１１９は、余分な周波数成分を除去したインパルス電波を低雑音アンプ部１２０に出力する。
【０２８１】
低雑音アンプ部１２０は、バンドパスフィルタ部１１９から入力されるインパルス電波を増幅する手段である。低雑音アンプ部１２０は、増幅したインパルス電波をパルス検出部１２１に出力する。
【０２８２】
パルス検出部１２１は、インパルス電波に含まれるパルスを検出する手段である。このパルス検出部１２１は、公知のダイオードによる包絡線検波回路とコンパレータなどで実現される。パルス検出部１２１は、検出したパルスを相関器１２２に出力する。
【０２８３】
相関器１２２は、パルス検出部１２１から入力されるパルスとＰＮ系列発生部１１２から入力されるＲＮ系列とを比較することにより、パルスのプリアンブル部を検出し、同期を確立する手段である。
【０２８４】
受信時刻保持部１２３は、相関器１２２によってパルスのプリアンブル部が検出された場合に、パルスのプリアンブル部に続くデータ部を検出し、かかるデータ部を検出した時刻の情報（受信時刻）を特定して保持する手段である。受信時刻保持部１２３は、受信時刻の情報をＭＰＵ１１１に出力する。
【０２８５】
ＰＰＭデータ復調部１２４は、相関器１２２によってパルスのプリアンブル部が検出された場合に、パルスのプリアンブル部に続くデータ部のＰＰＭ（パルス位置変調された信号）を復調し、受信データを生成する手段である。ＰＰＭデータ復調部１２４は、生成した受信データをＭＰＵ１１１に出力する。
【０２８６】
移動端末４８０の構成は、図３２に示した基地局１１０の構成と同様であるので説明を省略する。ただし、移動端末４８０は、基地局１１０，２１０から電波を受信した場合に、受信した電波の応答となる電波を送信元に返信する。
【０２８７】
図３３は、本実施例８にかかる測位サーバ１２００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この測位サーバ１２００は、入力部１２１０と、出力部１２２０と、通信制御ＩＦ部１２３０と、入出力制御ＩＦ部１２４０と、記憶部１２５０と、制御部１２６０とを有する。
【０２８８】
このうち、入力部１２１０は、各種の情報を入力する入力手段であり、キーボードやマウス、マイクなどに対応する。なお、後述するディスプレイ（出力部１２２０）も、マウスと協働してポインティングデバイス機能を実現する。
【０２８９】
出力部１２２０は、各種の情報を出力する出力手段であり、ディスプレイ（若しくはモニタ、タッチパネル）やスピーカなどに対応する。通信制御ＩＦ部１２３０は、基地局１１０，２１０との間におけるデータ通信を制御する手段である。入出力制御ＩＦ部１２４０は、入力部１２１０、出力部１２２０、通信制御ＩＦ部１２３０、記憶部１２５０、制御部１２６０によるデータの入出力を制御する手段である。
【０２９０】
記憶部１２５０は、制御部１２６０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを記憶する記憶手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、記憶部１２５０は、距離管理テーブル１２５０ａと位置座標管理テーブル１２５０ｂとを記憶する。
【０２９１】
距離管理テーブル１２５０ａは、基地局１１０，２１０から送信される距離データを管理するテーブルである。図３４は、本実施例８にかかる距離管理テーブル１２５０ａのデータ構造の一例を示す図である。
【０２９２】
図３４に示すように、この距離管理テーブル１２５０ａは、基地局を識別する基地局識別情報と、距離情報（距離データに対応）と、距離データを測定した時刻の情報となる時刻情報とを有する。
【０２９３】
例えば、基地局識別情報「１００１」は基地局１１０、基地局識別情報「１００２」は基地局２１０にそれぞれ対応する。また、仮に、基地局識別情報「１００２」に対応する距離データが存在しない場合には、障害物等の影響により、基地局２１０が移動端末４００との間で電波を送受信できていない旨を示す。
【０２９４】
位置座標管理テーブル１２５０ｂは、移動端末４００の位置座標に関わる情報を管理するテーブルである。この位置座標管理テーブル１２５０ｂのデータ構造は、図６に示した位置座標管理テーブル５５０ｂと同様である。
【０２９５】
図３３の説明に戻ると、制御部１２６０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する手段である。特に、本発明に密接に関連するものとして、制御部１２６０は、データ管理部１２６０ａと、位置座標算出部１２６０ｂとを有する。
【０２９６】
データ管理部１２６０ａは、記憶部１２５０に記憶されたデータを管理する手段である。例えば、データ管理部１２６０ａは、基地局１１０，２１０から距離データを取得した場合には、取得した距離データを距離管理テーブル１２５０ａに登録する。なお、データ管理部１２６０ａは、位置座標算出部１２６０ｂから位置座標の算出が完了した旨の情報を取得した場合には、距離管理テーブル１２５０ａに登録されたデータを削除する。
【０２９７】
位置座標算出部１２６０ｂは、距離管理テーブル１２５０ａと、位置座標管理テーブル１２５０ｂとを基にして、移動端末４００の位置を測定（算出）する手段である。位置座標算出部１２６０ｂは、測定結果（測定した時刻、位置座標）を位置座標管理テーブル１２５０ｂに登録する。
【０２９８】
以下において、位置座標算出部１２６０ｂの処理を具体的に説明する。まず、位置座標算出部１２６０ｂは、距離管理テーブル１２５０ａを参照し、移動端末４００からの電波を送受信できている基地局の数が規定数（例えば、２）未満であるか否かを判定する。
【０２９９】
移動端末４００からの電波を受信できている基地局の数が規定数以上の場合には、位置座標算出部１２６０ｂは、周知技術であるＴＷＲ−ＴＯＡ方式と同様の手法を用いて移動端末４００の位置座標を算出する。
【０３００】
すなわち、位置座標算出部１２６０ｂは、基地局１１０から取得した距離データおよび基地局２１０から取得した距離データにもとづいて、円１，２を求め、円１と円２との交点Ａを移動端末４００の位置座標として算出する。
【０３０１】
一方、障害物等の影響により、基地局１１０，２２０のいずれかが、移動端末４００からの電波を受信できない場合（電波を受信できる基地局の数が規定数「２」未満の場合）には、電波を受信できた基地局から送信される距離データと、過去の時点における移動端末４００の移動方向とを基にして移動端末４００の位置座標を算出する。
【０３０２】
ここでは一例として、基地局２１０が移動端末４００からの電波を受信できていない場合の位置座標算出部１２６０ｂの処理を説明する。まず、位置座標算出部１２６０ｂは、は、基地局１１０から受信した距離データに基づいて円３を求める。そして、位置座標算出部１２６０ｂは、位置座標管理テーブル１２５０ｂに基づいて、移動端末４００の移動方向を特定する。
【０３０３】
位置座標算出部１２６０ｂは、どのように移動端末４００の移動方向を算出しても構わない。例えば、位置座標算出部１２６０ｂは、位置座標管理テーブル１２５０ｂに最後に登録された位置座標の一つ前の位置座標（図６の位置座標「Ｃ」）から最後に登録された位置座標（図６の位置座標「Ａ」）の向きを移動端末４００の移動方向として特定することができる。
【０３０４】
そして、測位サーバ１２００は、位置座標Ａから移動端末４００の移動方向に伸ばした線と、円３との交点Ｂ８を求め、求めた交点Ｂ８を時刻Ｔ２における移動端末４００の位置座標として算出する。ただし、前提条件として、基地局１１０，２１０は、時刻Ｔ１において移動端末４００と電波の送受信が可能であり、測位サーバ１２００は、時刻Ｔ１における移動端末４００の位置座標Ａおよび移動方向を算出しているものとする。
【０３０５】
このように、本実施例８にかかる無線測位システムは、過去の時点における移動端末４００の移動方向と距離データとを基にして移動端末４００の位置座標を算出するので、移動端末４００からの電波を送受信可能な基地局の数が規定数未満であっても、移動端末４００の位置座標を算出することができる。
【０３０６】
ここで、実施例８に示した無線測位システムは、実施例１による移動端末の位置座標特定方法を、ＴＷＲ−ＴＯＡ方式に適用した場合の実施例である。同様に、実施例２〜７に示した移動端末の位置座標特定方法を、ＴＷＲ−ＴＯＡ方式に適用することもできる。
【０３０７】
ところで、実施例１〜実施例８に示した移動端末の位置座標を算出する方法は、いずれか一つを選択して移動端末の位置座標を算出しても良いし、いくつかの方法を組合せてもよい。例えば、ｍ種類の方法を組合せた場合、適当な重み付けをした平均値として位置座標（Ｘｔ、Ｙｔ）を算出しても良い。
【０３０８】
例えば、方法１で算出した位置座標を（Ｘ１、Ｙ１）、・・・、方法ｍで算出した位置座標を（Ｘｍ、Ｙｍ）とした場合、重みＷ１、・・・、Ｗｍを使用して、
Ｘｔ＝Ｗ１Ｘ１＋Ｗ２Ｙ２＋・・・＋ＷｍＸｍ
Ｙｔ＝Ｗ１Ｙ１＋Ｗ２Ｙ２＋・・・＋ＷｍＹｍ
となる。ただし、Ｗ１＋Ｗ２＋・・・＋Ｗｍ＝１とする。
【０３０９】
上記の重みＷ１〜Ｗｍは、どのように設定しても構わないが、例えば、過去に必要個数（例えば、３個）の基地局で受信できて測位可能であった場合に、その時点での位置情報から最適な重みを計算しておき、必要個数が得られなくなった時点（例えば、時刻Ｔ２）でその重みを使用しても良い。
【０３１０】
すなわち、時刻Ｔ１、・・・、Ｔｎのときに求められた測定結果（位置座標）をＸｔ（Ｔ１）、Ｙｔ（Ｔ１）、・・・、Ｘｔ（Ｔｎ）、Ｙｔ（Ｔｎ）とし、方法ｍでの位置座標をＸｍ（Ｔ１）、Ｙｍ（Ｔ１）、・・・、Ｘｍ（Ｔｎ）、Ｙｍ（Ｔｎ）とすると、Ｘｔ（Ｔ１）、Ｙｔ（Ｔ１）〜Ｘｔ（Ｔ１）、Ｙｔ（Ｔ１）と、Ｘｍ（Ｔ１）、Ｙｍ（Ｔ１）〜Ｘｍ（Ｔｎ）、Ｙｍ（Ｔｎ）との関係は、重みＷ１〜Ｗｍを用いて次式で表すことができる。
【数１】
2010216811.tif 000003
【０３１１】
また、式（１）は、次式に置き換えることができる。
【数２】
2010216811.tif 000004
【０３１２】
そして、Ｐｔを
【数３】
2010216811.tif 000005
Ｐを
【数４】
2010216811.tif 000006
Ｗを
【数５】
2010216811.tif 000007
とすると、式（２）は、
Ｐｔ＝ＰＷによって表すことができる。
【０３１３】
従って、重みＷは、
Ｗ＝（ＰＴＰ）−１ＰＴＰｔ
によって求めることができる。ただし、ＡＴはＡの転置行列であり、Ａ−１はＡの逆行列である。測位サーバの位置座標算出部は、上記式を用いて、重みを算出し、移動端末の位置座標を算出する。
【０３１４】
ところで、本実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部あるいは一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０３１５】
また、実施例１〜８に示した測位サーバ５００〜１２００の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部がＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０３１６】
図３５は、実施例にかかる測位サーバを構成するコンピュータ６０のハードウェア構成を示す図である。図３５に示すように、このコンピュータ（測位サーバ）６０は、入力装置６１、ディスプレイ６２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）６３、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）６４、基地局とデータ通信を行う通信制御装置６５、記憶媒体からデータを読み取る媒体読取装置６６と、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）６７、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）６８をバス６９で接続している。
【０３１７】
そして、ＨＤＤ６８には、上述した測定サーバ５００〜１２００の機能と同様の機能を発揮する位置座標算出プログラム６８ｂが記憶されている。ＣＰＵ６７が、位置座標算出プログラム６８ｂを読み出して実行することにより、位置座標算出プロセス６７ａが起動される。ここで、位置座標算出プロセス６７ａは、実施例１〜８に示したデータ管理部５６０ａ〜１２６０ａ、位置座標算出部５６０ｂ〜１２６０ａに対応する。
【０３１８】
なお、ＨＤＤ６８は、実施例１〜８の記憶部５５０〜１２５０に記憶されたデータに対応する各種データ６８ａを記憶している。ＣＰＵ６７は、ＨＤＤ６８に記憶された各種データ６８ａをＲＡＭ６３に読み出し、各種データ６３ａおよび基地局から送信されるデータを基にして移動端末の位置座標を算出する。
【０３１９】
ところで、図３５に示した位置座標算出プログラム６８ｂは、必ずしも最初からＨＤＤ６８に記憶させておく必要はない。たとえば、コンピュータに挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」、または、コンピュータの内外に備えられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの「固定用の物理媒体」、さらには、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータに接続される「他のコンピュータ（またはサーバ）」などに位置座標算出プログラム６８ｂを記憶しておき、コンピュータがこれらから位置座標算出プログラム６８ｂを読み出して実行するようにしてもよい。
【０３２０】
以上の実施例１〜８を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０３２１】
（付記１）移動端末と電波の送受信を行う位置が既知の基地局から、前記移動端末から電波を受信した時刻あるいは前記移動端末との距離の情報を含んだ電波情報を取得する取得手段と、
前記移動端末との間で電波の送受信を行うことのできる基地局の数が規定数未満の場合に、過去に測定した前記移動端末の位置および測定した時刻を含む測位情報、前記移動端末に設置されたセンサの情報あるいは地図情報と、前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出する算出手段と
を備えたことを特徴とする測位装置。
【０３２２】
（付記２）前記算出手段は、前記測位情報に基づいて過去の時点における前記移動端末の移動方向を算出し、算出した移動方向と前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする付記１に記載の測位装置。
【０３２３】
（付記３）前記算出手段は、前記測位情報に基づいて過去の時点のおける前記移動端末の移動速度を算出し、算出した移動速度と前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする付記１または２に記載の測位装置。
【０３２４】
（付記４）前記算出手段は、前記測位情報に基づいて過去の時点における前記移動端末の速度ベクトルを算出し、算出した速度ベクトルと前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする付記１、２または３に記載の測位装置。
【０３２５】
（付記５）前記算出手段は、前記電波情報と、当該電波情報を前記基地局から取得する前に、前記基地局から取得した電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の測位装置。
【０３２６】
（付記６）前記算出手段は、前記センサの情報に含まれる前記移動端末の加速度および角速度を積分することで前記移動端末の推定位置を算出し、算出した推定位置と前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の測位装置。
【０３２７】
（付記７）前記算出手段は、前記センサの情報に含まれるユーザの歩数情報に基づいて前記移動端末の移動量を算出し、算出した移動量と前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の測位装置。
【０３２８】
（付記８）前記算出手段は、前記地図情報に含まれる前記移動端末の移動通路と前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の測位装置。
【０３２９】
（付記９）前記算出手段は、前記測位情報および電波情報を基にして算出した前記移動端末の第１の位置と、前記センサの情報および電波情報を基にして算出した前記移動端末の第２の位置と、前記地図情報および前記電波情報を基に算出した前記移動端末の第３の位置とを算出し、前記第１、２、３の位置に重みをかけて平均化した値を前記移動端末の位置として算出することを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の測位装置。
【０３３０】
（付記１０）移動端末と電波の送受信を行う位置が既知の基地局と、当該基地局と通信を行い前記移動端末の位置を測定する測位装置とを有する測位システムであって、
前記測位装置は、
前記基地局から、前記移動端末から電波を受信した時刻あるいは前記移動端末との距離の情報を含んだ電波情報を取得する取得手段と、
前記移動端末との間で電波の送受信を行うことのできる基地局の数が規定数未満の場合に、過去に測定した前記移動端末の位置および測定した時刻を含む測位情報、前記移動端末に設置されたセンサの情報あるいは地図情報と、前記電波情報とを基にして前記移動端末の位置を算出する算出手段と
を備えたことを特徴とする測位システム。
【符号の説明】
【０３３１】
１０，２０，３０，１００，１１０，２００，３００    基地局
５０，４００，４５０，４６０    移動端末
６０    コンピュータ
６１    入力装置
６２    ディスプレイ
６３    ＲＡＭ
６３ａ，６８ａ  各種データ
６４    ＲＯＭ
６５    通信制御装置
６６    媒体読取装置
６７    ＣＰＵ
６７ａ  位置座標算出プロセス
６８    ＨＤＤ
６８ｂ  位置座標算出プログラム
６９    バス
１０１，１１５，１１９，４０５，４５７，４６６    ＢＰＦ
１０２，１２０    ＬＮＡ
１０３，１２１    パルス検出部
１０４，１１２，４０２，４５４，４６３    ＰＮ系列発生部
１０５，１２２    相関器
１０６，１２３    受信時刻保持部
１０７，１１８    タイマ
１０８    ＰＰＭデータ復調部
１０９，１１１，４０１，４５３，４６２    ＭＰＵ
１１３，４０３，４５５，４６４    ＰＰＭデータ変調部
１１４，４０４，４５６，４６５    インパルス生成部
１１６，４０６，４５８，４６７    ＰＡ
１２４    ＰＰＭデータ復調部
１１７    送信時刻保持部
４５１    加速度センサ
４５２    ジャイロセンサ
４６１    歩数センサ
５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００    測位サーバ
５１０，６１０，７１０，８１０，９１０，１０１０，１１１０，１２１０    入力部
５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０，１１２０，１２２０    出力部
５３０，６３０，７３０，８３０，９３０，１０３０，１１３０，１２３０    通信制御ＩＦ部
５４０，６４０，７４０，８４０，９４０，１０４０，１１４０，１２４０    入出力制御ＩＦ部
５５０，６５０，７５０，８５０，９１０，１０５０，１１５０，１２５０    記憶部
５５０ａ，６５０ａ，７５０ａ，８５０ａ，９５０ａ，１０５０ａ，１１５０ａ，１２５０ａ  受信時刻管理テーブル
５５０ｂ，６５０ｂ，７５０ｂ，８５０ｂ、９５０ｃ，１０５０ｃ，１１５０ｃ，１２５０ｂ  位置座標管理テーブル
５６０，６６０，７６０，８６０，９６０，１０６０，１１６０，１２６０    制御部
５６０ａ，６６０ａ，７６０ａ，８６０ａ，９６０ａ，１０６０ａ，１１６０ａ，１２６０ａ  データ管理部
５６０ｂ，６６０ｂ，７６０ｂ，８６０ｂ，９６０ｂ，１０６０ｂ，１１６０ｂ，１２６０ｂ  位置座標算出部
９５０ｂ    加速度／角速度管理テーブル
１０５０ｂ  歩数管理テーブル
１１５０ｂ  地図データ
１２５０ａ  距離管理テーブル
【図１】
2010216811.tif 000008
【図２】
2010216811.tif 000009
【図３】
2010216811.tif 000010
【図４】
2010216811.tif 000011
【図５】
2010216811.tif 000012
【図６】
2010216811.tif 000013
【図７】
2010216811.tif 000014
【図８】
2010216811.tif 000015
【図９】
2010216811.tif 000016
【図１０】
2010216811.tif 000017
【図１１】
2010216811.tif 000018
【図１２】
2010216811.tif 000019
【図１３】
2010216811.tif 000020
【図１４】
2010216811.tif 000021
【図１５】
2010216811.tif 000022
【図１６】
2010216811.tif 000023
【図１７】
2010216811.tif 000024
【図１８】
2010216811.tif 000025
【図１９】
2010216811.tif 000026
【図２０】
2010216811.tif 000027
【図２１】
2010216811.tif 000028
【図２２】
2010216811.tif 000029
【図２３】
2010216811.tif 000030
【図２４】
2010216811.tif 000031
【図２５】
2010216811.tif 000032
【図２６】
2010216811.tif 000033
【図２７】
2010216811.tif 000034
【図２８】
2010216811.tif 000035
【図２９】
2010216811.tif 000036
【図３０】
2010216811.tif 000037
【図３１】
2010216811.tif 000038
【図３２】
2010216811.tif 000039
【図３３】
2010216811.tif 000040
【図３４】
2010216811.tif 000041
【図３５】
2010216811.tif 000042
【図３６】
2010216811.tif 000043
【図３７】
2010216811.tif 000044
【図３８】
2010216811.tif 000045
【図３９】
2010216811.tif 000046