(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、
前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、
前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、
前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、前記位置検索装置が現在ある位置から前記電波発信装置に向かう移動方向を指示する情報である推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、
前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、を備え、
前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される複数の前記電波特性情報と、当該複数の電波特性情報のそれぞれを検出した際に前記位置取得装置によって検出される複数の前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、
前記推定位置計算装置は、
前記電波特性取得装置によって検出される複数の電波特性情報からそれぞれの伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散を用いて、前記電波発信装置が存在する確率を表わす存在確率分布を、前記推定位置情報として算出し、
前記移動経路決定装置は、
前記存在確率分布に基づき、前記電波発信装置の存在確率を評価する評価関数が第１の閾値よりも小さくなる領域の面積を算出し、この算出された面積が第２の閾値以上であるか否かを判断し、前記算出された面積が前記第２の閾値以上である場合、前記評価関数が小さい領域に移動する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索装置。
【請求項２】
電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、
前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、
前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、
前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、前記位置検索装置が現在ある位置から前記電波発信装置に向かう移動方向を指示する情報である推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、
前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、
前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出する時間取得装置と、
前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出された前記推定位置情報を対応付けて記憶する記憶部と、を備え、
前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される複数の前記電波特性情報と、当該複数の電波特性情報のそれぞれを検出した際に前記位置取得装置によって検出される複数の前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、
前記移動経路決定装置は、
前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第３の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第３の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索装置。
【請求項３】
前記推定位置計算装置は、
前記電波特性取得装置によって検出される複数の電波特性情報からそれぞれの伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散が最小となる推定位置を、前記推定位置情報として算出することを特徴とする請求項２に記載の位置探索装置。
【請求項４】
電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、
前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、
前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、
前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、前記位置検索装置が現在ある位置から前記電波発信装置に向かう移動方向を指示する情報である推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、
前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、
前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出する時間取得装置と、
前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出される前記推定位置情報を対応付けて記憶する記憶部と、を備え、
前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される複数の前記電波特性情報と、当該複数の電波特性情報のそれぞれを検出した際に前記位置取得装置によって検出される複数の前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、
前記移動経路決定装置は、
最も新しい時間情報と対応付けられる位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる位置情報との差分で表わされる測定位置の変化量と、最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の変化量とを比較して、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上であるか否かを判断し、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上でない場合、現在の進行方向を維持して移動することを表す通知情報を前記通知部に出力し、
前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上である場合、
前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第４の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力し、
前記最小となる差分が前記目標測位精度以下であり、かつ、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値以下である場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置の周囲領域を、予め決められた数で等分割し、この等分割された分割周囲領域のそれぞれにおいて、前記位置情報が検出されているか否かを判断し、前記分割周囲領域の全てにおいて、少なくとも１つの前記位置情報が検出されていない場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置から、前記位置情報が検出されていない前記分割周囲領域に向かう方向に移動することを表わす通知情報を出力することを特徴とする位置探索装置。
【請求項５】
前記推定位置計算装置は、
前記電波特性取得装置によって検出される複数の電波特性情報を用いて、前記位置取得装置によって検出されるたびにそれぞれの前記位置情報に対して重み付けを行い、それらの重心位置を前記推定位置情報として算出して更新することを特徴とする請求項４に記載の位置探索装置。
【請求項６】
前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の位置探索装置。
【請求項７】
電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、
前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、
前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、
前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、
前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、を備え、
前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、
前記推定位置計算装置は、
前記電波特性取得装置によって検出される電波特性情報から伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散を用いて、前記電波発信装置が存在する確率を表わす存在確率分布を、前記推定位置情報として算出し、
前記移動経路決定装置は、
前記存在確率分布に基づき、前記電波発信装置の存在確率を評価する評価関数が第１の閾値よりも小さくなる領域の面積を算出し、この算出された面積が第２の閾値以上であるか否かを判断し、前記算出された面積が前記第２の閾値以上である場合、前記評価関数が小さい領域に移動する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索装置。
【請求項８】
電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、
前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、
前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、
前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、
前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、
前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出する時間取得装置と、
前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出された前記推定位置情報を対応付けて記憶する記憶部と、を備え、
前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、
前記移動経路決定装置は、
前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第３の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第３の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索装置。
【請求項９】
電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、
前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、
前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、
前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、
前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、
前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出する時間取得装置と、
前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出される前記推定位置情報を対応付けて記憶する記憶部と、を備え、
前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、
前記移動経路決定装置は、
最も新しい時間情報と対応付けられる位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる位置情報との差分で表わされる測定位置の変化量と、最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の変化量とを比較して、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上であるか否かを判断し、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上でない場合、現在の進行方向を維持して移動することを表す通知情報を前記通知部に出力し、
前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上である場合、
前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第４の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力し、
前記最小となる差分が前記目標測位精度以下であり、かつ、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値以下である場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置の周囲領域を、予め決められた数で等分割し、この等分割された分割周囲領域のそれぞれにおいて、前記位置情報が検出されているか否かを判断し、前記分割周囲領域の全てにおいて、少なくとも１つの前記位置情報が検出されていない場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置から、前記位置情報が検出されていない前記分割周囲領域に向かう方向に移動することを表わす通知情報を出力することを特徴とする位置探索装置。
【請求項１０】
電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置による位置探索方法であって、
前記位置探索装置の電波特性取得装置が、
前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出し、
前記位置探索装置の位置取得装置が、
前記電波特性情報を検出した時に前記位置探索装置が存在する位置を表わす位置情報を検出し、
前記位置検索装置の推定位置計算装置が、
前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出する際、前記電波特性取得装置によって検出される電波特性情報から伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散を用いて、前記電波発信装置が存在する確率を表わす存在確率分布を、前記推定位置情報として算出し、
前記位置探索装置が、
移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、
前記位置検索装置の移動経路決定装置が、
前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する際、前記存在確率分布に基づき、前記電波発信装置の存在確率を評価する評価関数が第１の閾値よりも小さくなる領域の面積を算出し、この算出された面積が第２の閾値以上であるか否かを判断し、前記算出された面積が前記第２の閾値以上である場合、前記評価関数が小さい領域に移動する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索方法。
【請求項１１】
電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置による位置探索方法であって、
前記位置探索装置の電波特性取得装置が、
前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出し、
前記位置探索装置の位置取得装置が、
前記電波特性情報を検出した時に前記位置探索装置が存在する位置を表わす位置情報を検出し、
前記位置探索装置の時間取得装置が、
前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出し、
前記位置探索装置が、
前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出された前記推定位置情報を対応付けて記憶し、
前記位置検索装置の推定位置計算装置が、
前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出し、
前記位置探索装置が、
移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、
前記位置検索装置の移動経路決定装置が、
前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する際、前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第３の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第３の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索方法。
【請求項１２】
電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置による位置探索方法であって、
前記位置探索装置の電波特性取得装置が、
前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出し、
前記位置探索装置の位置取得装置が、
前記電波特性情報を検出した時に前記位置探索装置が存在する位置を表わす位置情報を検出し、
前記位置探索装置の時間取得装置が、
前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出し、
前記位置探索装置が、
前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出される前記推定位置情報を対応付けて記憶し、
前記位置検索装置の推定位置計算装置が、
前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出し、
前記位置探索装置が、
移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、
前記位置検索装置の移動経路決定装置が、
前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する際、
最も新しい時間情報と対応付けられる位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる位置情報との差分で表わされる測定位置の変化量と、最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の変化量とを比較して、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上であるか否かを判断し、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上でない場合、現在の進行方向を維持して移動することを表す通知情報を前記通知部に出力し、
前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上である場合、
前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第４の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力し、
前記最小となる差分が前記目標測位精度以下であり、かつ、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値以下である場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置の周囲領域を、予め決められた数で等分割し、この等分割された分割周囲領域のそれぞれにおいて、前記位置情報が検出されているか否かを判断し、前記分割周囲領域の全てにおいて、少なくとも１つの前記位置情報が検出されていない場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置から、前記位置情報が検出されていない前記分割周囲領域に向かう方向に移動することを表わす通知情報を出力することを特徴とする位置探索方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を発信する電波発信装置の位置を検索する位置探索装置および位置探索装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユビキタス社会への要求の高まりから、センサネットワーク関連技術が注目されている。このセンサネットワーク関連技術では、環境情報を収集するセンサ端末や機器を制御するためのアクチュエータ端末をフィールドに多数分散配置し、互いにネットワークで結んで情報を加工処理制御することによって、防災、物流、医療、福祉、交通など様々な場面への応用が可能になると期待されている。
ユビキタス社会へ向けたアプリケーションを実現する機能として、ヒトやモノの位置を検索する測位(端末の位置の推定あるいは検出)機能は最も有用なものであるといえる。ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）を用いたナビゲーションシステムや、無線タグを用いた物品管理システムなどはその一例である。
このＧＰＳは、地球上のあらゆる場所で高精度に自身の測位を実現できるシステムである。ただし、衛星からの電波を受信できない屋内では利用できない、モジュールが高価である、測位したいヒトやモノの近傍以外で位置情報を利用したい場合には一旦ネットワークを経由して測位結果を取り出す手間がかかるなどの難点がある。
【０００３】
一方、センサネットワークや無線タグシステムにおいて利用したい位置情報は、特にモノの位置情報であることが多いと考えられる。例えば、携帯電話など移動体通信端末の位置検出（例えば、特許文献１参照）や、物品管理のために取り付けられた無線タグの位置検出（例えば、特許文献２参照）等がある。
【０００４】
ここで、従来の位置探索システムについて、図１２を参照して説明する。図１２は、従来の位置探索システムの一例を示す概略図である。
図１２に示す通り、従来の位置探索システムは、電波を発信する電波発信装置９１０と、この電波発信装置９１０から発信された電波の電波特性を取得する複数の電波特性取得装置９３０（９３０−１〜９３０−１２）と、予め測定されている電波特性取得装置９３０の位置を示す位置情報を記録している位置データベース９７０と、電波特性および位置情報に基づき電波発信装置９１０の推定位置を計算する推定位置計算装置９５０とから構成されている。
この位置探索システムでは、電波発信装置９１０から発信される無線信号を電波特性取得装置９３０で受信して、その際に得られる電界強度や電波到来角、電波伝搬時間等の電波特性情報と、予め計測されている複数の電波特性取得装置９３０の位置情報とに基づき、推定位置計算装置９５０が電波発信装置９１０の位置を推定する。
この推定位置計算装置９５０は、例えば、電波発信装置９１０と複数の電波特性取得装置９３０のそれぞれとの相対的な距離に応じて電波特性が変化する特性を利用し、電波発信装置９１０の位置を推定する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−２３１４７３号公報
【特許文献２】特開２００４−５３５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１２を用いて説明したような複数の電波特性取得装置９３０で取得した各種無線電波特性を利用して測位を行う各種従来手法では、一般に電波特性取得装置９３０の位置と数が予め決められている。よって、位置探索システムにおいて得られる電波発信装置９１０の測位精度は一意に決まるが、複数の電波特性取得装置９３０と電波発信装置９１０との距離が遠いと測位精度は劣化し、電波特性取得装置９３０による電波特性の取得可能な範囲の外に電波発信装置９１０がある場合、電波発信装置９１０の位置が測定できない。
【０００７】
また、上述の測位情報の劣化等を解決するためには、電波特性取得装置９３０の数を増やすことによって解決できるが、測位対象である電波発信装置９１０の位置が事前には分からないため、測位精度を向上させるためには、膨大な数の電波特性取得装置９３０の設置が必要となり、手間やコストがかかる問題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、電波特性取得装置の数を増やすことなく、電波発信装置の測位の精度を向上させる位置検索装置および位置探索方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は、電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、前記位置検索装置が現在ある位置から前記電波発信装置に向かう移動方向を指示する情報である推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、を備え、前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される複数の前記電波特性情報と、当該複数の電波特性情報のそれぞれを検出した際に前記位置取得装置によって検出される複数の前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、前記推定位置計算装置は、前記電波特性取得装置によって検出される複数の電波特性情報からそれぞれの伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散を用いて、前記電波発信装置が存在する確率を表わす存在確率分布を、前記推定位置情報として算出し、前記移動経路決定装置は、前記存在確率分布に基づき、前記電波発信装置の存在確率を評価する評価関数が第１の閾値よりも小さくなる領域の面積を算出し、この算出された面積が第２の閾値以上であるか否かを判断し、前記算出された面積が前記第２の閾値以上である場合、前記評価関数が小さい領域に移動する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索装置である。
【００１０】
本発明は、電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、前記位置検索装置が現在ある位置から前記電波発信装置に向かう移動方向を指示する情報である推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出する時間取得装置と、前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出された前記推定位置情報を対応付けて記憶する記憶部と、を備え、前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される複数の前記電波特性情報と、当該複数の電波特性情報のそれぞれを検出した際に前記位置取得装置によって検出される複数の前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、前記移動経路決定装置は、前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第３の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第３の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索装置である。
【００１１】
本発明は、上記の発明において、前記推定位置計算装置は、前記電波特性取得装置によって検出される複数の電波特性情報からそれぞれの伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散が最小となる推定位置を、前記推定位置情報として算出することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、前記位置検索装置が現在ある位置から前記電波発信装置に向かう移動方向を指示する情報である推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出する時間取得装置と、前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出される前記推定位置情報を対応付けて記憶する記憶部と、を備え、前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される複数の前記電波特性情報と、当該複数の電波特性情報のそれぞれを検出した際に前記位置取得装置によって検出される複数の前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、前記移動経路決定装置は、最も新しい時間情報と対応付けられる位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる位置情報との差分で表わされる測定位置の変化量と、最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の変化量とを比較して、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上であるか否かを判断し、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上でない場合、現在の進行方向を維持して移動することを表す通知情報を前記通知部に出力し、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上である場合、前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第４の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力し、前記最小となる差分が前記目標測位精度以下であり、かつ、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値以下である場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置の周囲領域を、予め決められた数で等分割し、この等分割された分割周囲領域のそれぞれにおいて、前記位置情報が検出されているか否かを判断し、前記分割周囲領域の全てにおいて、少なくとも１つの前記位置情報が検出されていない場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置から、前記位置情報が検出されていない前記分割周囲領域に向かう方向に移動することを表わす通知情報を出力することを特徴とする位置探索装置。
本発明は、上記の発明において、前記推定位置計算装置は、前記電波特性取得装置によって検出される複数の電波特性情報を用いて、前記位置取得装置によって検出されるたびにそれぞれの前記位置情報に対して重み付けを行い、それらの重心位置を前記推定位置情報として算出して更新することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記の発明において、前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置をさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、を備え、前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、前記推定位置計算装置は、前記電波特性取得装置によって検出される電波特性情報から伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散を用いて、前記電波発信装置が存在する確率を表わす存在確率分布を、前記推定位置情報として算出し、前記移動経路決定装置は、前記存在確率分布に基づき、前記電波発信装置の存在確率を評価する評価関数が第１の閾値よりも小さくなる領域の面積を算出し、この算出された面積が第２の閾値以上であるか否かを判断し、前記算出された面積が前記第２の閾値以上である場合、前記評価関数が小さい領域に移動する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索装置である。
【００１５】
本発明は、電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出する時間取得装置と、前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出された前記推定位置情報を対応付けて記憶する記憶部と、を備え、前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、前記移動経路決定装置は、前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第３の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第３の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索装置である。
【００１６】
本発明は、電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置であって、前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出する電波特性取得装置と、前記位置探索装置の位置を表わす位置情報を検出する位置取得装置と、前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出する推定位置計算装置と、前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する移動経路決定装置と、前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出する時間取得装置と、前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出される前記推定位置情報を対応付けて記憶する記憶部と、を備え、前記位置探索装置が移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、前記移動経路決定装置は、最も新しい時間情報と対応付けられる位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる位置情報との差分で表わされる測定位置の変化量と、最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の変化量とを比較して、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上であるか否かを判断し、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上でない場合、現在の進行方向を維持して移動することを表す通知情報を前記通知部に出力し、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上である場合、前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第４の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力し、前記最小となる差分が前記目標測位精度以下であり、かつ、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値以下である場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置の周囲領域を、予め決められた数で等分割し、この等分割された分割周囲領域のそれぞれにおいて、前記位置情報が検出されているか否かを判断し、前記分割周囲領域の全てにおいて、少なくとも１つの前記位置情報が検出されていない場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置から、前記位置情報が検出されていない前記分割周囲領域に向かう方向に移動することを表わす通知情報を出力することを特徴とする位置探索装置である。
【００１７】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置による位置探索方法であって、前記位置探索装置の電波特性取得装置が、前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出し、前記位置探索装置の位置取得装置が、前記電波特性情報を検出した時に前記位置探索装置が存在する位置を表わす位置情報を検出し、前記位置検索装置の推定位置計算装置が、前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出する際、前記電波特性取得装置によって検出される電波特性情報から伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散を用いて、前記電波発信装置が存在する確率を表わす存在確率分布を、前記推定位置情報として算出し、前記位置探索装置が、移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、前記位置検索装置の移動経路決定装置が、前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する際、前記存在確率分布に基づき、前記電波発信装置の存在確率を評価する評価関数が第１の閾値よりも小さくなる領域の面積を算出し、この算出された面積が第２の閾値以上であるか否かを判断し、前記算出された面積が前記第２の閾値以上である場合、前記評価関数が小さい領域に移動する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索方法である。
本発明は、電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置による位置探索方法であって、前記位置探索装置の電波特性取得装置が、前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出し、前記位置探索装置の位置取得装置が、前記電波特性情報を検出した時に前記位置探索装置が存在する位置を表わす位置情報を検出し、前記位置探索装置の時間取得装置が、前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出し、前記位置探索装置が、前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出された前記推定位置情報を対応付けて記憶し、前記位置検索装置の推定位置計算装置が、前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出し、前記位置探索装置が、移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、前記位置検索装置の移動経路決定装置が、前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する際、前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第３の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第３の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力することを特徴とする位置探索方法である。
本発明は、電波発信装置が発信する電波を受信して前記電波発信装置の位置を検索する位置探索装置による位置探索方法であって、前記位置探索装置の電波特性取得装置が、前記電波発信装置が発信する電波の電波特性を表わす電波特性情報を検出し、前記位置探索装置の位置取得装置が、前記電波特性情報を検出した時に前記位置探索装置が存在する位置を表わす位置情報を検出し、前記位置探索装置の時間取得装置が、前記電波特性取得装置によって前記電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報を検出し、前記位置探索装置が、前記電波特性情報に対して、当該電波特性情報が検出された時に前記位置探索装置によって検出された前記位置情報、当該電波特性情報が検出された時間を表わす前記時間情報、および当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出される前記推定位置情報を対応付けて記憶し、前記位置検索装置の推定位置計算装置が、前記電波特性情報および前記位置情報に基づき、検索対象である前記電波発信装置の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出し、前記位置探索装置が、移動体に搭載されて移動されることにより、当該移動体の移動経路において前記電波特性取得装置により検出される前記電波特性情報と、当該電波特性情報を検出した際に前記位置取得装置によって検出される前記位置情報とに基づき、前記推定位置情報を算出し、前記位置検索装置の移動経路決定装置が、前記推定位置情報に基づいて前記位置探索装置の移動方向を決定するとともに、この移動方向を表わす通知情報を生成し、前記移動体に備えられている通知部に前記通知情報を出力する際、最も新しい時間情報と対応付けられる位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる位置情報との差分で表わされる測定位置の変化量と、最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の変化量とを比較して、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上であるか否かを判断し、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上でない場合、現在の進行方向を維持して移動することを表す通知情報を前記通知部に出力し、前記測定位置の変化量が前記推定位置の変化量以上である場合、前記位置探索装置によって検出される前記位置情報のそれぞれと、前記推定情報のうち最も新しい時間情報に対応付けられる推定位置情報との差分のうち、最小となる差分が、電波発信装置の検索結果として許容される値として予め決められている目標測位精度以下であるか否かを判断するとともに、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報と、２番目に新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報との差分で表わされる推定位置の移動量が予め決められている第４の閾値以下であるか否かを判断し、前記最小となる差分が前記目標測位精度より大きい場合、あるいは、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値より大きい場合、もしくはその両方の場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置に対して接近する方向に移動することを表わす通知情報を前記通知部に出力し、前記最小となる差分が前記目標測位精度以下であり、かつ、前記推移位置の移動量が前記第４の閾値以下である場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置の周囲領域を、予め決められた数で等分割し、この等分割された分割周囲領域のそれぞれにおいて、前記位置情報が検出されているか否かを判断し、前記分割周囲領域の全てにおいて、少なくとも１つの前記位置情報が検出されていない場合、前記最も新しい時間情報と対応付けられる推定位置情報が表わす推定位置から、前記位置情報が検出されていない前記分割周囲領域に向かう方向に移動することを表わす通知情報を出力することを特徴とする位置探索方法である。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、電波特性取得装置の数を増やすことなく、電波発信装置の測位の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る位置検索システムの一例について示す概略図である。
【図２】本発明に係る位置探索装置の移動の概念を説明するための参考図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る位置検索システムの一例について示す概略図である。
【図４】本発明の第１、２実施形態に係る位置検索システムで利用される第１の実施方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【図５】図４に示す第１の実施方法を利用して位置検索を行う実施場所の一例を示す参考図である。
【図６】図４に示す第１の実施方法を利用した位置検索の結果の一例を示す参考図である。
【図７】図４に示す第１の実施方法に含まれる一部の処理について説明するための参考図である。
【図８】本発明の第１、２実施形態に係る位置検索システムで利用される第２の実施方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第１、２実施形態に係る位置検索システムで利用される第３の実施方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９に示す第３の実施方法を利用して位置検索を行う実施場所の一例を示す参考図である。
【図１１】図９に示す第３の実施方法を利用した位置検索の結果の一例を示す参考図である。
【図１２】従来例を示す参考図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る位置探索システムの一例について示す概略図である。
図１に示す通り、位置探索システムは、位置検索対象である電波発信装置１０と、移動体２０に搭載されることで移動体２０とともに移動可能な可搬型の位置探索装置３０と、を備える。なお、この位置探索装置３０は、以下に説明する第１〜３の実施方法のうちいずれか１つを用いて、電波発信装置１０の位置を予測して、検索対象である電波発信装置１０の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出する。
【００２１】
電波発信装置１０は、測位を実施するために必要な電波であって、位置探索装置３０によって受信できる波長の電波を発信する。
【００２２】
移動体２０は、例えば観測者が搭乗し、観測者が移動方向を操縦できる自動車等の移動体である。ここで、移動体２０には、位置探索装置３０が固定設置されており、位置探索装置３０の位置と移動体２０の位置は同一視できるものである。
また、移動体２０は、位置探索装置３０によって位置検索結果が得られた場合、移動体２０を操縦する観測者に対してこの位置検索結果を通知する通知部２１を備える。この通知部２１は、位置検索結果に応じた画像を表示する表示装置（例えば、液晶表示装置等）や、位置検索結果に応じた音声を再生する音声再生装置（例えば、スピーカー装置等）等である。
なお、この移動体２０を操縦する観測者は、位置探索装置３０によって得られた推定位置情報（推定位置あるいは存在確率分布等）を用いて、自身の経験則等に則って位置探索装置３０の移動経路を決定することができる。
【００２３】
位置探索装置３０は、電波特性取得装置３１と、位置取得装置３２と、時間取得装置３３と、推定位置計算装置３４と、記憶部３５と、操作部３６とを備える。
電波特性取得装置３１は、電波発信装置１０から発信される電波を受信するアンテナ３１Ａを備え、アンテナ３１Ａによって受信した電波に基づき、この電波の電界強度や電波到来角、電波到来時間、電波到来時間差等の電波特性を表す電波特性情報を検出し、推定位置計算装置３４に出力する。ここでは、電波特性取得装置３１は、電波特性情報のうち電界強度ｒ１〜ｒｉを予め決められたタイミング毎に連続的に検出する場合について説明する。
【００２４】
位置取得装置３２は、例えば、ＧＰＳ（ Global Positioning System ）等の技術を利用して、位置探索装置３０の位置を検出し、推定位置計算装置３４に出力する。この位置取得装置３２は、電波特性取得装置３１によって電波特性情報が検出された時における位置探索装置３０の位置を表す位置情報を検出することができる。
例えば、この位置取得装置３２は、電波特性取得装置３１が電波特性情報を検出するタイミングが予め決められており、このタイミングで位置情報を検出し、推定位置計算装置３４に出力する。あるいは、位置取得装置３２は、電波特性情報が推定位置計算装置３４に入力されたことが推定位置計算装置３４によって通知されることで、電波特性情報が検出されたタイミングを検出し、位置情報を検出する構成であってもよい。
ここで、位置取得装置３２は、位置情報として、予め決められたタイミングで複数の測定座標Ｐ１〜Ｐｉを連続的に検出する。
【００２５】
時間取得装置３３は、電波特性取得装置３１によって電波特性情報が検出された時間を表す時間情報を検出し、推定位置計算装置３４に出力する。この時間取得装置３３は、常に時間を表す時間情報を計時しており、推定位置計算装置３４に出力することができる。あるいは、時間取得装置３３は、位置取得装置３２が電波特性取得装置３１によって電波特性情報が検出されたタイミングと同じタイミングで位置情報を検出する場合、位置取得装置３２によって位置情報が検出された時間を表す時間情報を検出するものであってもよい。
ここで、時間取得装置３３は、電界強度ｒ１〜ｒｉが検出された時間を表す時間情報Ｔ１〜Ｔｉを連続的に検出する。
【００２６】
推定位置計算装置３４は、電波特性取得装置３１から入力された電波特性情報に基づき、電波特性情報が検出された位置において、検索対象である電波発信装置１０の位置として予測される位置を表わす推定位置情報を算出する。具体的に説明すると、この推定位置情報は、位置探索装置３０が電波発信装置１０に近づくために、位置探索装置３０が現在ある位置から電波発信装置１０に向かう移動方向を表す情報である。本実施形態において、この推定位置情報は、位置探索装置３０が移動するため観測者によって参照される。
【００２７】
なお、この推定位置情報は、以下に説明する第１の実施方法を利用する場合、電波特性取得装置３１によって検出される電波特性情報を用いて、位置取得装置３２によって検出される位置情報に重み付した重心位置である。
また、以下に説明する第２の実施方法を利用する場合、推定位置情報は、電波特性取得装置３１によって検出される電波特性情報から伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散が最小となる推定位置である。
さらに、以下に説明する第３の実施方法を利用する場合、推定位置情報は、電波特性取得装置３１によって検出される電波特性情報から伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散を用いて算出される、電波発信装置１０が存在する確率を表わす存在確率分布である。
【００２８】
記憶部３５には、例えば、電波特性情報である電界強度ｒ１〜ｒｉと、位置情報である測定座標Ｐ１〜Ｐｉと、推定位置情報である推定座標Ｑ１〜Ｑｉが、推定位置計算装置３４によって記憶される。
また、記憶部３５には、電波発信装置１０の検索結果（最終推定位置）として許容される範囲として予め決められている目標測位精度Ｃが、操作部３６を介して入力され、記憶される。この目標測位精度Ｃは、観測可能な地理的環境条件(例えば、道路沿いに電波発信装置１０を探索するのであれば移動可能な路地の間隔等)に基づいて、観測者によって操作部３６を介して決定される。ここでは、例えば、目標測位精度Ｃ＝１００ｍとする。
さらに、記憶部３５には、複数の閾値等が記憶されている。例えば、閾値γは、推定点の移動距離|Ｑｉ−Ｑｉ−１|と比較される際に、推定位置計算装置３４によって参照される閾値であって、目標測位精度Ｃよりも十分小さい値(概ね1/10〜1/100程度)が予め決められている。
【００２９】
操作部３６は、観測者からの操作入力を受け付け、この操作入力に応じた操作情報を推定位置計算装置３４に出力する。
【００３０】
ここで、電波特性取得装置３１、位置取得装置３２および時間取得装置３３によって検出される電波特性情報、位置情報および時間情報と、移動体２０の移動経路との関係について、図２を参照して具体的に説明する。図２は、本実施形態における位置探索装置３０の移動の概念を説明するための図である。
図２に示すように移動体２０が移動すると、電波特性取得装置３１によって電波特性情報を検出した時を表す時間情報Ｔ＝Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔｎが時間取得装置３３によって検出され、この時間情報Ｔ＝Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔｎにおいて位置取得装置３２によって検出される位置情報（測定座標）Ｐ＝Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎが得られる。
【００３１】
このように、本実施形態に係る位置探索システムでは、位置探索装置３０が移動体２０の移動に伴い移動するため、移動体２０が移動可能な任意の場所における電波特性情報を検出することができる。
例えば、電波特性取得装置３１が電界強度を表す電波特性情報を検出し、位置探索装置３０がこの電波特性情報を用いた測位を行う場合、電界強度が小さい観測開始直後では電界強度が大きくなる方向に大まかに移動し(例えば、時間情報Ｔ１〜Ｔ５に相当する移動)、電界強度が大きい領域では電界強度観測箇所を密に取り、ゆっくり移動する（例えば、時間情報Ｔ６〜Ｔ１４に相当する移動)。
これにより、図１２に示すような位置探索システムにおいて、平面的に均一な電波特性情報を検出する場合に比べて、より少ない観測回数あるいはより少ない観測時間で、高精度な測位を実現することができる。
【００３２】
よって、電波特性の観測点を更新する毎に推定位置情報を計算し、この推定位置情報に基づき観測者が移動経路を最適化しつつ移動体２０を移動させて電波発信装置１０を探索することによって、電波発信装置１０の位置を探索するのに必要な時間を短縮することが可能となる。
なお、電波特性として、電界強度ではなく電波到来角や電波到来時間、電波到来時間差といった情報を利用する場合であっても、同じく電波特性を取得するのに適した電波特性観測箇所を適応的に選択しながら移動することによって、より少ない観測回数あるいはより少ない観測時間で、高精度な測位を実現することができる。
【００３３】
一方、図１２に示すような従来の実施形態においては、電波特性取得装置９３０の場所が固定されている。よって、電波発信装置１０が任意の場所に設置され得ることを考慮すると、万遍なく測位精度を得るためには、予め万遍なく電波特性取得装置９３０を設置する必要がある。
しかし、本実施形態は、位置探索装置３０を移動させ、この移動に伴い連続的に検出される電波特性情報および位置情報に基づき、推定位置計算装置３４が電波発信装置１０の位置を推定する。これにより、電波特性取得装置９３０の数を増やすことなく、測位精度を向上させ、膨大な数の電波特性取得装置の設置に必要な手間やコストを削減することができる。
【００３４】
なお、この位置探索装置３０では、電波特性取得装置３１によって電波を受信するタイミングと、位置取得装置３２によって位置情報を検出するタイミングと、時間取得装置３３によって時間情報を検出するタイミングとが、同一となることが好ましく、例えば、以下のような手法を用いることで、上述の３つのタイミングを同一とするものが利用可能である。
例えば、推定位置計算装置３４は、電波特性取得装置３１によって検出される電波特性情報に、当該電波特性情報が検出された時に位置取得装置３２によって検出される位置情報、この電波特性取得装置３１によって電波特性情報が検出された時間を表わす時間情報、および、当該電波特性情報と当該位置情報に基づき算出される推定位置情報を、それぞれ対応付けて記憶部３５に記憶する。
【００３５】
これにより、単一の電波特性取得装置３１を移動させた場合であっても、異なる場所で繰り返し電波特性情報を検出することができ、電波特性取得装置を増やした場合と同等の測位精度を得ることができる。
【００３６】
なお、位置探索装置３０は、推定位置計算装置３４によって算出された推定位置情報に基づき、位置探索装置３０の移動経路と推定位置情報の遷移を表わす画像データを生成し、通知部２１に出力することができる。
この推定位置計算装置３４によって生成される画像データとは、後述する図６、１１に示すような画像である。観測者は、この画像に基づき電波発信装置１０の位置を推測するための知識を有する者であることが好ましく、電波発信装置１０があると推測される方向に移動体２０を移動させることができる。
これにより、観測者は、この通知部２１に表示された画像を参考にして、移動体２０の移動経路として、位置探索に適した移動経路を適応的に選択しながら電波特性の観測を行うことができ、より少ない観測回数あるいはより少ない観測時間で、高精度な測位を実現することができる。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図３を参照して説明する。図３は、第２実施形態に係る位置探索システムの一例について示す概略図である。
図３に示す通り、本実施形態に係る位置検索システムは、位置探索装置１３０が移動経路決定装置３７を備える点において第１実施形態と異なる。なお、他の構成については、第１実施形態と同様であるため、同一の符号を付すことにより詳細な説明は省略する。
【００３８】
移動経路決定装置３７は、推定位置計算装置３４によって算出される推定位置情報に基づき、移動体２０の移動方向を決定して、この移動方向を表す通知情報を生成し、移動体２０の通知部２１に出力する。この移動経路決定装置３７は、詳細については後述する第１〜３の実施方法に応じて、推定位置情報等に基づき移動体２０の移動方向を決定することができる。
この構成により、第１実施形態で説明したとおり、推定位置計算装置３４によって推定位置情報に基づき生成される画像を参照して、位置探索装置３０の移動方向を判断できない観測者であっても、推定位置情報に基づき得られる移動方向に従って移動体２０を移動させることにより、より少ない観測回数あるいはより少ない観測時間で、高精度な測位を実現することができる。
【００３９】
以下、第１、２実施形態に係る位置検索システムが利用可能な実施方法の一例について説明する。なお、説明便宜のため、第２実施形態に係る位置検索システムにおける実施方法について説明する。
【００４０】
［第１の実施方法］
はじめに、第１の実施方法について詳細に説明する。
推定位置計算装置３４は、例えば、電波特性取得装置３１によって電波特性情報として電界強度が検出された場合、この電界強度を用いて観測点座標に重み付けされた２次元座標平面上での重心座標を用いる。
つまり、推定位置計算装置３４は、位置取得装置３２によって位置情報として検出されるi回目の測定座標をＰｉ、電波特性取得装置３１によって電波特性情報として検出されるi回目の電界強度をｒｉとすると、電界強度ｒ１〜ｒｉおよび測定座標Ｐ１〜Ｐｉを用いて、i回目の検出により得られる推定位置座標Ｑｉを、次式（式（１））を用いて算出する。
ここで、電界強度ｒ１〜ｒｉは電波特性情報であり、測定座標Ｐ１〜Ｐｉは位置情報であり、推定座標Ｑｉは推定位置情報である。
【００４１】
【数１】
0005571347.tif 000002
【００４２】
このようにして、推定位置計算装置３４は、電波特性情報を検出するたびに、電波発信装置１０の推定座標Ｑｉを算出して、更新する。また、時間取得装置３３は、時間情報Ｔ１〜Ｔｉを検出し、推定位置計算装置３４に出力している。
【００４３】
なお、観測点（測定座標Ｐｉ）及び推定点（推定座標Ｑｉ）の更新間隔を厳密に定める必要は無い。例えば、任意の移動距離に基づいて更新しても良いし、移動体２０のようにある速度で移動し続ける乗り物に位置探索装置１３０を乗せて移動する場合には、任意の時間間隔に基づいて更新するものであってもよい。あるいは、道路交差点等の周囲の地理的環境条件に応じて更新間隔を決めるものであってもよい。
【００４４】
次に、図４を参照して、第１の実施方法に利用して位置探索装置１３０が電波発信装置１０の位置を検索するとともに、移動経路決定装置３７が移動方向を決定する方法の一例について説明する。図４は、第１の実施方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【００４５】
図４に示す通り、目標測位精度Ｃが観測者によって操作部３６を介して選択されると、この目標測位制度Ｃの値が記憶部３５に記憶される(ステップＳＴ１００)。そして、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ１が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ１が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ１が時間取得装置３３によって検出される。この電界強度ｒ１、測定座標Ｐ１および時間情報Ｔ１が入力されると、推定位置計算装置３４は、電界強度ｒ１および測定座標Ｐ１に基づき推定座標Ｑ１を算出するとともに、入力された電界強度ｒ１、測定座標Ｐ１および時間情報Ｔ１と、算出した推定座標Ｑ１とを、それぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる。
【００４６】
次いで、移動体２０が任意の方向に移動すると（ステップＳＴ１１０）、この移動に伴い位置探索装置１３０も移動し、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ２が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ２が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ２が時間取得装置３３によって検出される。この電界強度ｒ２、測定座標Ｐ２および時間情報Ｔ２が推定位置計算装置３４に入力されると、推定位置計算装置３４は、この電界強度ｒ２および測定座標Ｐ２と、記憶部３６に記憶されている電界強度ｒ１および測定座標Ｐ１とに基づき、式（１）に従って、推定位置情報である推定座標Ｑ２を算出する。そして、推定位置計算装置３４は、入力された電界強度ｒ２、測定座標Ｐ２および時間情報Ｔ２と、算出した推定座標Ｑ２とを、それぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる（ステップＳＴ１２０）。
【００４７】
そして、移動経路決定装置３７は、測定座標Ｐｉの変化量|Ｐｉ−Ｐｉ−１|と推定座標Ｑｉの変化量|Ｑｉ−Ｑｉ−１|とを比較する（ステップＳＴ１３０）。推定座標Ｑｉの変化量|Ｑ２−Ｑ１|が大きい場合（ステップＳＴ１３０−ＮＯ）、移動経路決定装置３７は、現在の進行方向を維持してさらに移動することを表す通知情報を、位置検索結果として通知部２１に出力する（ステップＳＴ１４０）。これにより、通知部２１は、現在の進行方向を維持してさらに移動することを通知する。
【００４８】
次いで、ステップＳＴ１２０に戻り、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ３が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ３が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ３が時間取得装置３３によって検出される。この電界強度ｒ３、測定座標Ｐ３および時間情報Ｔ３が入力されると、推定位置計算装置３４は、電界強度ｒ１〜ｒ３３および測定座標Ｐ１〜Ｐ３に基づき、推定座標Ｑ３を算出するとともに、入力された電界強度ｒ３、測定座標Ｐ３および時間情報Ｔ３と、推定座標Ｑ３とをそれぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる（ステップＳＴ１２０）。
【００４９】
一方、ステップＳＴ１３０において、推定座標Ｑｉの変化量|Ｑ２−Ｑ１|が、測定座標Ｐｉの変化量|Ｐｉ−Ｐｉ−１|以下である場合（ステップＳＴ１３０−ＹＥＳ）、移動経路決定装置３７は、記憶部３５に記憶されている全ての観測点Ｐ１〜Ｐｉと最新の推定座標Ｑｉとの距離のうち、最小となる距離が目標測位精度Ｃ以下であるか否かを判断するとともに、最新の推定点の移動距離|Ｑｉ−Ｑｉ−１|が閾値γ以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ１５０）。
例えば、測定座標Ｐ１〜Ｐ３が記憶部３５に記憶されている場合、移動経路決定装置３７は、この測定座標Ｐ１と推定座標Ｑ３との差分、測定座標Ｐ２と推定座標Ｑ３との差分、および、測定座標Ｐ３と推定座標Ｑ３との差分のうち、最小となる差分（以下、最小差分という）が目標測位精度Ｃ以下であるか否かを判断するとともに、最新の推定点の移動距離|Ｑ３−Ｑ２|が閾値γ以下であるか否かを判断する。
【００５０】
ここで、測定座標Ｐ１〜Ｐ３と推定座標Ｑ３との差分のうち、最小差分が目標測位精度Ｃより大きい場合、あるいは、最新の推定点の移動距離|Ｑ３−Ｑ２|が閾値γより大きい場合、または、その両方である場合（ステップＳＴ１５０−ＮＯ）、移動経路決定装置３７は、推定座標Ｑｉに接近する方向あるいはランダムな方向に方向転換してさらに移動することを表わす通知情報を、位置検索結果として通知部２１に出力する（ステップＳＴ１６０）。これにより、通知部２１は、推定座標Ｑｉに接近する方向あるいはランダムな方向に方向転換してさらに移動することを表わす通知を観測者に伝える。
【００５１】
そして、ステップＳＴ１２０に戻り、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ４が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ４が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ４が時間取得装置３３によって検出される。この電界強度ｒ４、測定座標Ｐ４および時間情報Ｔ４が入力されると、推定位置計算装置３４は、電界強度ｒ１〜ｒ４および測定座標Ｐ１〜Ｐ４に基づき、推定座標Ｑ４を算出するとともに、入力された電界強度ｒ４、測定座標Ｐ４および時間情報Ｔ４と、推定座標Ｑ４とをそれぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる（ステップＳＴ１２０）。
【００５２】
一方、ステップＳＴ１５０において、測定座標Ｐ１〜Ｐ３と推定座標Ｑ３との差分のうち、最小差分が目標測位精度Ｃ以下であり、かつ、最新の推定点の移動距離|Ｑ３−Ｑ２|が閾値γ以下である場合（ステップＳＴ１５０−ＹＥＳ）、移動経路決定装置３７は、推定座標Ｑ３の周囲領域をＮ個に等分割し、この等分割された３６０/Ｎ度の分割周囲領域のそれぞれにおいて、少なくとも１つは観測点履歴（測定座標Ｐｉ）が存在するか否かを判断する（ステップＳＴ１７０）。
【００５３】
ここで、等分割された３６０/Ｎ度の分割周囲領域のうち、少なくとも１つの観測点履歴が存在しない分割周囲領域が検出された場合（ステップＳＴ１７０−ＮＯ）、推定座標Ｑｉから見て観測点履歴が存在しない分割周辺領域に方向転換して移動することを表わす通知情報を、位置検索結果として通知部２１に出力する（ステップＳＴ１８０）。これにより、通知部２１は、推定座標Ｑｉから見て観測点履歴が存在しない分割周辺領域に方向転換して移動することを表わす通知を観測者に伝える。
【００５４】
そして、ステップＳＴ１２０に戻り、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ５が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ５が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ５が時間取得装置３３によって検出される。この電界強度ｒ５、測定座標Ｐ５および時間情報Ｔ５が入力されると、推定位置計算装置３４は、電界強度ｒ１〜ｒ５および測定座標Ｐ１〜Ｐ５に基づき、推定座標Ｑ５を算出するとともに、入力された電界強度ｒ５、測定座標Ｐ５および時間情報Ｔ５と、推定座標Ｑ５とをそれぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる（ステップＳＴ１２０）。
なお、Ｎは予め決められたパラメータであるが、移動体２０の移動経路として道路などを仮定した場合は４方向に分岐することが多いため、Ｎ＝４とすることが好ましい。
【００５５】
一方、ステップＳＴ１７０において、等分割された３６０/Ｎ度の分割周囲領域のうち、いずれの分割周波数領域においても、少なくとも１つの観測点履歴が存在する場合（ステップＳＴ１７０−ＹＥＳ）、移動経路決定装置３７は、記憶部３５に記憶されている推定位置情報のうち最新の推定座標Ｑｉを最終推定位置として、位置探索を終了させる（ステップＳＴ１９０）。このとき、移動経路決定装置３７は、移動を終了することを表わす通知情報を通知部２１に出力する。
【００５６】
なお、電波発信装置１０から発信される電波の無線伝搬路における電力伝搬減衰は、電波発信装置１０と位置探索装置１３０との距離のβ乗(このβは、伝搬減衰定数である)に反比例するという関係が一般的に知られている。ここで、伝搬減衰定数βは、伝搬路環境によって決まる定数であって、一般的な屋内外の無線伝搬環境における伝搬減衰定数βは、３〜４(自由空間においては２)とされている。
したがって、式（１）に基づくと、位置探索装置１３０を搭載した移動体２０が電波発信装置１０の近傍を移動することで、電波発信装置１０から発信される電波の電界強度を位置探索装置１３０が取得した場合、推定位置計算装置３４は、推定座標Ｑｉにかなり急峻に重みをつけることができる。
よって、位置探索装置１３０は、電波発信装置１０の近傍を通りつつ、推定座標Ｑｉの周囲を取り囲むように最終推定位置を検出することができる。このため、この最終推定位置が電界強度の鞍点になることが観測者によって確認できたところで位置探索終了とすれば、推定点近傍の観測点が増えることによって測位精度を向上させることができる。
【００５７】
また、上述の通り、通知部２１を介して、適切な移動経路を観測者に通知することによって、観測者が最適な移動経路を選択することができる。これにより、観測者の勘に従ってランダムに移動する場合に比べて、電界強度の観測回数ならびに観測時間を短縮することができる。
なお、上述の通り、電界強度で重み付けされた重心座標を用いる第１の実施方法では、後述する第２の実施方法とは異なり、位置探索を行う場所によって決まる伝搬減衰定数等を予め知る必要がなく、簡易に位置探索を実現できる。
【００５８】
次に、図５〜７を参照して、この第１の実施方法を実際に適用した場合における、移動体２０の移動経路と位置探索装置１３０によって得られる推定座標Ｑｉの推移経路との関係の一例について説明する。
図５は、本実施形態に係る位置検索システムが実施される実施場所を説明する概略図である。
図５に示す通り、この実施場所は、例えば、戸建住宅、中小の公共施設、あるいは商業施設等が密集する市街地であって、移動体２０は、この実施場所を走っている道路を移動する。
電波発信装置１０は、例えば図５に示す星印の位置に駐車された自動車に搭載され、この自動車の屋上には送信アンテナ（図示せず）が取り付けられている。この送信アンテナを介して、電波発信装置１０は、測位を実施するために必要な電波として280MHz帯の電波を連続的に発信している。
【００５９】
位置探索装置１３０は、図５に示す通り、測定開始時点から電波発信装置１０に向かって観測者が交通ルールに従って移動体２０を運転した場合、移動体２０とともに移動する。
この位置探索装置１３０を搭載した移動体２０は、電波発信装置１０から北北西に約600m離れた地点の観測開始点から移動を開始し、観測者の操縦により移動する。この移動体２０に搭載された位置探索装置１３０は、観測点を変えながら電界強度の取得を行う。
この位置探索装置１３０の位置を表わす測定座標Ｐｉは四角形のポインタで、推定位置計算装置３４によって得られる推定座標Ｑｉは丸印のポインタで、位置探索装置１３０の移動経路は点線で、推定座標Ｑｉの推移経路は実線で、それぞれ示す。
【００６０】
この位置探索装置１３０は、停車中を除いて約30秒間隔で、観測点の更新（電波特性情報、位置情報の検出）を実施する。これは、時速15km程度で車が移動するとして、約120m間隔で電波特性取得を行うことに相当する。
【００６１】
次に、図６、７を用いて、第１の実施方法を利用した場合の実施結果について説明する。
図６は、測定開始位置における測定座標Ｐ１から推定終了位置における位置座標Ｐ２２までの位置探索装置１３０の移動経路における測定座標Ｐ１〜Ｐ２２と、測定開始位置における推定座標Ｑ１から推定終了位置における推定座標Ｑ２２までの推移経路における推定座標Ｑ１−Ｑ２２とを示す。
図６に示す通り、推定座標Ｑｉの推移経路は、測定座標Ｐ１の移動経路の内側を通っている。なお、第１実施形態に係る推定位置計算装置３４は、この図６に示すような画像を通知部２１に表示させる画像データとして生成する。
【００６２】
また、図７は、図４に示すステップＳＴ１７０の処理について説明するための参考図である。図７は、目標測位精度と最終推定点Ｑｉの周囲領域の分割状況(N=4とした場合)について示す。
このように、移動経路決定装置３７は、推定座標Ｑｉを中心として半径が目標推定精度Ｃ（例えば、１００ｍ）となる周辺領域をＮ＝４に分割した分割周辺領域において、少なくとも１つの観測点履歴（測定座標Ｐｉ）が存在するか否かを検出し、全ての分割周辺領域のうち少なくとも１つの観測点履歴が存在しない分割周囲領域があるか否かを判断する。
このように、第１の実施方法を利用する位置探索装置１３０によって決定された移動方向に沿って移動体２０が移動されることにより、目標推定精度100mに対し、測位推定誤差50m程度の測位精度を実現することができた。
【００６３】
［第２の実施方法］
次に、上述の第１の実施方法と異なる第２の実施方法について説明する。
この第２の実施方法は、第１の実施方法に比べて、より高精度かつ短時間に測位を実施するために、探索したい範囲を２次元的なメッシュで区切り、各推定候補点に対して伝搬減衰則に則った伝搬減衰を計算し、最も確からしい推定点候補を推定点とするような最尤推定方法に基づいて、観測点Ｐｉ及び推定点Ｑｉを更新していく方法である。
【００６４】
位置探索装置１３０において観測される電界強度ｒｉ[dBm]は、電波発信装置１０の送信電力Ｔｓ[dBm]およびi番目の観測点までの伝搬路の減衰Li[dB]を用いて、
【数２】
0005571347.tif 000003
と表すことができる。
【００６５】
ここで、無線信号の距離減衰特性を利用し、1〜i番目までの観測結果を利用して、最尤判定により、電波発信装置１０の座標Ｑｉ=（ｘ，ｙ）を推定することを考える。
【００６６】
この推定座標（ｘ，ｙ）は、
【数３】
0005571347.tif 000004
である。
【００６７】
ただし、ｐ（ｘ，ｙ｜ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｉ）は、ｉ回目の電界強度観測後に、電波発信装置１０の座標が（ｘ，ｙ）となる結合確率密度関数である。
【００６８】
しかし、一般に条件付確率ｐ（ｘ，ｙ｜ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｉ）を計算するのは困難であるため、電波発信機の座標（ｘ，ｙ）の確率分布が一様であると仮定すると、ベイズ則を用いて、
【数４】
0005571347.tif 000005
と変形できる。
【００６９】
すなわち、容易に計算可能な条件付確率ｐ（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｉ｜ｘ，ｙ）を最大にする位置（ｘ，ｙ）を推定する問題に置き換えることができる。
【００７０】
ここで、観測された電界強度ｒｋ (k=1,2,...,i)が互いに無相関であるとすると、条件付確率ｐ（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｉ｜ｘ，ｙ）は、
【数５】
0005571347.tif 000006
と展開することができる。
【００７１】
さらに、奥村−秦式に代表されるように、電波伝搬における電力損失Liは、距離のβ乗に反比例する距離減衰と対数正規分布するばらつきによって決定されるとみなすことができる。
【００７２】
よって、
【数６】
0005571347.tif 000007
が成り立つ。
【００７３】
ただし、α、βは位置探索を行う場所によって決まる定数、dは送信装置（ここでは電波発信装置１０）と受信装置（ここでは位置探索装置１３０）の距離、N(0,σ2)は平均0、分散σ2(標準偏差σ)の対数正規分布するばらつきである。
【００７４】
なお、α、βは、伝搬減衰の距離特性を測定して予め定める、もしくは位置推定のために取得した電界強度の受信レベルｒｋを用いて推定するなどして定めることができる。
【００７５】
このとき、条件付確率ｐ（ｒｉ｜ｘ，ｙ）は正規分布の性質より
【数７】
0005571347.tif 000008
と表せる。
【００７６】
ここで、（Ｘｉ，Ｙｉ）は、位置取得装置３２によって検出されるi番目の測定座標Ｐ１である。
【００７７】
また、式（５）、式（７）より、条件付確率ｐ（ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｉ｜ｘ，ｙ）は、
【数８】
0005571347.tif 000009
を用いて表現できる。
【００７８】
さらに、exp(・)が単調増加の関数であることを利用すると、電波発信装置１０の推定位置を表わす推定座標（ｘest，ｙest)を、
【数９】
0005571347.tif 000010
のように推定できる。
【００７９】
これは、観測した電界強度から伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散が最小となる位置を、電波発信装置１０の位置として最尤推定することに相当する。
【００８０】
よって、第１の実施方法と同様に、位置探索装置１３０は、新たに観測を行うたびに、推定位置計算装置３４を用いて、電波発信装置１０の推定座標Ｑｉを更新（算出して記憶部３５に記憶）できる。
【００８１】
次に、図８を参照して、第２の実施方法に利用して位置探索装置１３０が電波発信装置１０の位置を検索するとともに、移動経路決定装置３７が移動方向を決定する方法の一例について説明する。図８は、第２の実施方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【００８２】
図８に示す通り、目標測位精度Ｃが観測者によって操作部３６を介して選択されると、この目標測位制度Ｃの値が記憶部３５に記憶される(ステップＳＴ３００)。そして、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ１が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ１が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ１が時間取得装置３３によって検出される。そして、推定位置計算装置３４は、電界強度ｒ１および測定座標Ｐ１に基づき式（９）に従って推定座標Ｑ１（ｘest，ｙest)を算出し、入力された電界強度ｒ１、測定座標Ｐ１および時間情報Ｔ１と、算出した推定座標Ｑ１（ｘest，ｙest)とを、それぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる。
【００８３】
次いで、移動体２０が任意の方向に移動すると（ステップＳＴ３１０）、この移動に伴い位置探索装置１３０も移動し、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ２が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ２が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ２が時間取得装置３３によって検出される。この電界強度ｒ２、測定座標Ｐ２および時間情報Ｔ２が推定位置計算装置３４に入力されると、この電界強度ｒ２および測定座標Ｐ２と、記憶部３６に記憶されている電界強度ｒ１および測定座標Ｐ１とに基づき、式（９）に従って、推定位置計算装置３４が、推定位置情報である推定座標Ｑ２（ｘest，ｙest)を算出する。そして、推定位置計算装置３４は、入力された電界強度ｒ２、測定座標Ｐ２および時間情報Ｔ２と、算出した推定座標Ｑ２（ｘest，ｙest)とを、それぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる（ステップＳＴ３２０）。
【００８４】
そして、移動経路決定装置３７は、記憶部３５に記憶されている全ての観測点Ｐ１〜Ｐｉと最新の推定座標Ｑｉとの距離のうち、全てが目標測位精度Ｃ以下であるか否かを判断するとともに、最新の推定点の移動距離|Ｑｉ−Ｑｉ−１|が閾値γ以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ３３０）。
例えば、測定座標Ｐ１〜Ｐ２が記憶部３５に記憶されている場合、移動経路決定装置３７は、この測定座標Ｐ１と推定座標Ｑ２（ｘest，ｙest)との差分、および、測定座標Ｐ２と推定座標Ｑ２（ｘest，ｙest)との差分のうち、最小差分が目標測位精度Ｃ以下であるか否かを判断するとともに、最新の推定点の移動距離|Ｑ２−Ｑ１|が閾値γ以下であるか否かを判断する。
【００８５】
ここで、測定座標Ｐ１〜Ｐ２と推定座標Ｑ２（ｘest，ｙest)との差分のうち、最小差分が目標測位精度Ｃより大きい場合、あるいは、最新の推定点の移動距離|Ｑ２−Ｑ１|が閾値γより大きい場合、または、その両方である場合（ステップＳＴ３３０−ＮＯ）、移動経路決定装置３７は、推定座標Ｑｉ（ｘest，ｙest)に接近する方向に方向転換してさらに移動することを表わす通知情報を、位置検索結果として通知部２１に出力する（ステップＳＴ３４０）。これにより、通知部２１は、推定座標Ｑｉ（ｘest，ｙest)に接近する方向に方向転換してさらに移動することを表わす通知を観測者に伝える。
【００８６】
次いで、ステップＳＴ３２０に戻り、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ３が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ３が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ３が時間取得装置３３によって検出される。この電界強度ｒ３、測定座標Ｐ３および時間情報Ｔ３が入力されると、推定位置計算装置３４は、電界強度ｒ１〜ｒ３および測定座標Ｐ１〜Ｐ３に基づき、推定座標Ｑ３（ｘest，ｙest)を算出し、入力された電界強度ｒ３、測定座標Ｐ３および時間情報Ｔ３と、推定座標Ｑ３（ｘest，ｙest)とを、それぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる（ステップＳＴ３２０）。
【００８７】
一方、ステップＳＴ３３０において、測定座標Ｐ１〜Ｐｉと推定座標Ｑｉ（ｘest，ｙest)との差分のうち、最小差分が目標測位精度Ｃ以下であり、かつ、最新の推定点の移動距離|Ｑｉ−Ｑｉ−１|が閾値γ以下である場合（ステップＳＴ３３０−ＹＥＳ）、移動経路決定装置３７は、記憶部３５に記憶されている推定位置情報のうち最新の推定座標Ｑｉ（ｘest，ｙest)を最終推定位置として、位置探索を終了させる（ステップＳＴ３５０）。このとき、移動経路決定装置３７は、移動を終了することを表わす通知情報を通知部２１に出力する。
【００８８】
このように、第２の実施方法は、第１の実施方法に比べて、図４に示したステップＳＴ１３０、１４０、１７０、１８０に相当する手順を含まない。この理由について以下簡単に説明する。
上述の第１の実施方法では、推定座標Ｑｉを観測点座標の重心として提示するため、観測点群(移動経路)の内側としてのみ推定位置が提示される。
一方、第２の実施方法では、観測された電界強度情報を伝搬距離減衰相当量に変換して２次元平面上に幾何学的に反映して位置推定を行う。そのため、位置探索装置１３０が電波発信装置１０の近傍に接近する以前の状態、すなわち観測点群(位置探索装置１３０の移動経路)の外側に電波発信装置１０が存在するような場合であっても、観測点群からの距離や位置関係を推定位置に反映できる。したがって、移動経路決定装置３７は、推定位置計算装置３４のよって逐次更新される推定座標Ｑｉ（ｘest，ｙest)の方向に接近していく経路を選択すればよく、ステップＳＴ１３０および１４０に相当する前半の経路選択の手順を簡略化することができる。
【００８９】
また、第１の実施方法では、推定座標Ｑｉの四方を取り囲むように観測を行って最終的な推定座標Ｑｉが電界強度の鞍点になることが観測者によって確認されることで、最終的な推定座標Ｑｉが最終推定位置と確定される。
これに対して、第２の実施方法では、推定座標Ｑｉ（ｘest，ｙest)の周辺における一定範囲のエリア内における推定候補点間の尤度比較の結果を推定位置計算装置３４が逐次更新し、移動経路決定装置３７が移動方向を通知している。つまり、測定座標Ｐｉが推定座標Ｑｉに接近すればするほど、周囲の候補点の尤度は急峻に縮減する。したがって、測定座標Ｐｉと推定座標Ｑｉが近接し、さらに推定座標Ｑｉの移動量が小さくなった時点での推定座標を最終推定位置とすることができる。よって、ステップＳＴ１７０および１８０に相当する後半の経路選択の手順を簡略化することができる。
【００９０】
なお、第１の実施方法および第２の実施方法では、いずれも、１つの測定座標Ｐｉに対して、１つの推定座標Ｑｉを算出し、この推定座標Ｑｉに基づいて移動経路決定装置３７が移動経路を決定するものである。
一方、式（９）に示した電界強度から伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散は、１つの測定座標Ｐｉに対して、複数の推定点候補を算出することができる。このため、推定位置計算装置３４は、最尤推定結果として複数の推定点候補を算出することにより、存在確率分布を生成することができる。また、移動経路決定装置３７は、この存在確率分布に基づいて位置探索装置１３０の移動経路を決定することができる。このように電波発信装置１０の存在確率分布を用いて電波発信装置１０の位置を検索する第３の実施方法について、以下説明する。
【００９１】
［第３の実施方法］
次に、上述の第１〜２の実施方法と異なる第３の実施方法について説明する。
この第３の実施方法は、第２の実施方法と同様に、探索したい範囲を２次元的なメッシュで区切り、電界強度ｒｉや測定座標Ｐｉに基づき算出される複数の推定候補点のそれぞれに対して、伝搬減衰則に則った伝搬減衰を計算し、最も確からしい推定点候補を推定点とするような最尤推定方法に基づいて、観測点Ｐｉ及び存在確率分布を更新していく方法である。
上述の第２の実施方法は、最尤結果のみに基づくアルゴリズムであるため、尤もらしい位置が複数ある場合は、推定結果がなかなか絞り込まれない。
これに対して、第３の実施方法は、電波発信装置１０の推定位置の確からしさを表わす存在確率の分布を生成し、経路選択に反映できるため、より効率的な経路選択が可能になる。
【００９２】
式（９）より、各測定座標Ｐｉで表わされる観測点で観測した電界強度ｒｉに伝搬距離減衰相当量を補償した値を
【数１０】
0005571347.tif 000011
とすると、推定座標Ｑｉ(x,y)に対して計算される分散は
【数１１】
0005571347.tif 000012
となる。
【００９３】
推定位置計算装置３４は、式（１１）そのものあるいは式（１１）を用いて、例えば式（１２）に示す評価関数に従って、２次元平面上でマッピングした結果を存在確率分布として生成する。つまり、推定位置計算装置３４は、電波特性取得装置３１によって検出された電波特性情報（例えば、電界強度ｒ１〜ｒｉ）から伝搬距離減衰相当量を減算した値の分散（式（１１）参照）を用いて、電波発信装置１０が存在する確率を表わす存在確率分布を、推定位置情報として生成する。
移動経路決定装置３７は、この存在確率分布に基づいて位置探索装置１３０の移動経路を決定できる。
【００９４】
なお、式（１１）の分散は、推定位置が正しい場合、つまり、存在確率分布において存在確率が高い領域で表わされる推定位置が適当である場合に、式（６）に示した伝搬減衰の分散σ2そのものとなる。
また、伝搬減衰の標準偏差σ(電波伝搬的には短区間変動と呼ばれるもの)は、一般的に3〜7[dB]程度の値をとる。このことから、推定位置計算装置３４は、これらの値に基づいて図９で後述する閾値δを決定してもよい。この閾値δは、評価関数と比較される閾値であって、推定位置計算装置３４によって、評価関数が閾値δよりも小さい領域を検出されることで、電波発信装置１０が存在する可能性が高い領域を検出するために予め決められている値である。
また、同じく図９で後述する閾値εは、評価関数が閾値δよりも小さい領域と比較される閾値であって、最終的に得たい測位精度等に基づいて、予め決定することができる。
【００９５】
なお、第３の実施方法では、伝搬減衰定数βを3.5と仮定し、推定エリア内の最尤推定地点(xest,yest)に対する標準偏差の差、すなわち
【数１２】
0005571347.tif 000013
を、電波発信装置１０の存在確率を評価する評価関数として定義した。
ただし、最尤推定地点(xest,yest)は、
【数１３】
0005571347.tif 000014
で与えられる。
【００９６】
なお、閾値δは評価関数のばらつきを考慮して2[dB]程度とし、閾値εは100m四方程度とした。
【００９７】
ここで、式（１１）に示すμすなわち電界強度の分散そのものを評価関数とすることは、伝搬環境に依存する電界強度の真の分散を予め知る必要があるため一般には困難である。
一方、最尤推定地点とその他の地点との差である式（１２）に示すηを以って評価関数を定義することによって、伝搬環境に依存する伝搬減衰の標準偏差σ相当分を相殺することができ、推定地点誤差に起因する部分のみを直接評価関数に反映することが可能になる。これにより、位置推定精度を向上させることができる。
【００９８】
次に、図９を参照して、第３の実施方法に利用して位置探索装置１３０が電波発信装置１０の位置を検索するとともに、移動経路決定装置３７が移動方向を決定する方法の一例について説明する。図９は、第３の実施方法の一例について説明するためのフローチャートである。
【００９９】
図９に示す通り、目標測位精度Ｃが観測者によって操作部３６を介して選択されると、この目標測位制度Ｃの値が記憶部３５に記憶される(ステップＳＴ５００)。そして、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ１が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ１が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ１が時間取得装置３３によって検出される。そして、推定位置計算装置３４は、この電界強度ｒ１、測定座標Ｐ１、および時間情報Ｔ１を、それぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる。
【０１００】
次いで、移動体２０が任意の方向に移動すると（ステップＳＴ５１０）、この移動に伴い位置探索装置１３０も移動し、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ２が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ２が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ２が時間取得装置３３によって検出される。この電界強度ｒ２、測定座標Ｐ２および時間情報Ｔ２が推定位置計算装置３４に入力されると、この電界強度ｒ２および測定座標Ｐ２と、記憶部３６に記憶されている電界強度ｒ１および測定座標Ｐ１とに基づき、推定位置計算装置３４が、式（１０）に示すような電界強度ｒ１〜ｒ２に伝搬距離減衰相当量を補償した値を算出し、これを用いて、式（１１）に示すような分散を計算する。そして、推定位置計算装置３４は、この式（１１）に示す分散を用いて、式（１２）に示す評価関数に従い、存在確率分布を生成して、この存在確率分布を推定位置情報として移動経路決定装置３７に出力する。
【０１０１】
このようにして、推定位置計算装置３４は、電界強度ｒｉおよび測定座標Ｐｉに基づき、電波発信装置１０の存在確率の程度を段階的に示す存在確率分布を生成する。また、移動経路決定装置３７が、位置探索装置１３０の移動経路を示す地図に対して、推定位置計算装置３４によって生成された存在確率分布を重ねて、地図上における存在確率分布を示す画像データを生成し、通知部２１に出力する。
そして、推定位置計算装置３４は、入力された電界強度ｒ２、測定座標Ｐ２および時間情報Ｔ２と、算出した存在確率分布とを、それぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる（ステップＳＴ５２０）。
【０１０２】
次いで、移動経路決定装置３７は、推定位置計算装置３４によって算出された存在確率分布から、式（１２）に示す評価関数がある閾値δよりも小さくなる領域の面積を検出し、この検出された面積がある閾値εよりも小さいか否か、あるいは、この検出された面積が現時点以上に小さくならない最小値であるか否かを判断する（ステップＳＴ５３０）。なお、評価関数がある閾値δよりも小さくなる領域とは、電波発信装置１０がある位置として尤もらしい位置を含む領域であって、存在確率が尤も高いレベルの範囲をいう。よって、移動経路決定装置３７は、この評価関数がある閾値δよりも小さくなる領域の面積が、閾値ε（測定精度）よりも小さいか否かを判断することにより、電波発信装置１０の存在確率の高い領域を絞りこみ、測定精度の範囲内で電波発信装置１０を検索することができる。
【０１０３】
ここで、評価関数がある閾値δよりも小さくなる領域の面積が、閾値ε以上である場合（ステップＳＴ５３０−ＮＯ）、移動経路決定装置３７は、評価関数が小さい方向に方向転換してさらに移動することを表わす通知情報を、位置検索結果として通知部２１に出力する（ステップＳＴ５４０）。これにより、通知部２１は、評価関数が小さい方向に方向転換してさらに移動することを表わす通知を観測者に伝える。
【０１０４】
次いで、ステップＳＴ５２０に戻り、電波特性取得装置３１によって電界強度ｒ３が検出されるとともに、このときの測定座標Ｐ３が位置取得装置３２によって検出される。また、この時の時間情報Ｔ３が時間取得装置３３によって検出される。この電界強度ｒ３、測定座標Ｐ３および時間情報Ｔ３が入力されると、推定位置計算装置３４は、電界強度ｒ１〜ｒ３および測定座標Ｐ１〜Ｐ３に基づき、存在確率分布を算出し、入力された電界強度ｒ３、測定座標Ｐ３および時間情報Ｔ３と、存在確率分布とをそれぞれ対応付けて記憶部３５に記憶させる（ステップＳＴ５２０）。
【０１０５】
一方、ステップＳＴ５３０において、評価関数が閾値δよりも小さくなる領域の面積が閾値εよりも小さくなる場合、あるいは、現時点以上に小さくならない場合、もしくはその両方の場合（ステップＳＴ５３０−ＹＥＳ）、移動経路決定装置３７は、記憶部３５に記憶されている存在確率分布のうち、評価関数が最小となる存在確率分布における評価関数が閾値δよりも小さくなる領域のうち式（１２）に示す評価関数を最小にする一点を最終推定位置と決定し、位置探索を終了させる（ステップＳＴ５５０）。このとき、移動経路決定装置３７は、移動を終了することを表わす通知情報を通知部２１に出力する。
【０１０６】
そして、位置探索装置１３０は、観測点を移動し、式（１０）〜（１３）に従って、観測点Ｐｉおよび電界強度ｒｉの分散から計算される電波発信装置１０の存在確率分布を逐次更新（生成して記憶部３５に記憶）する。
【０１０７】
次に、図１０、１１を参照して、第３の実施方法を利用する位置検索システムの実施場所と検索結果について、より詳細に説明する。
図１０は、第３の実施方法が実施される実施場所を説明する概略図である。
図１０に示す通り、この実施場所は、例えば、戸建住宅、中小の公共施設、あるいは商業施設等が密集する市街地であって、移動体２０は、この実施場所を走っている道路を移動する。
電波発信装置１０は、例えば図１０に示す星印の位置に駐車された自動車に搭載され、この自動車の屋上には送信アンテナ（図示せず）が取り付けられている。この送信アンテナを介して、電波発信装置１０は、測位を実施するために必要な電波として280MHz帯の電波を連続的に発信している。
【０１０８】
一方、位置探索装置１３０を搭載した移動体２０は、電波発信装置１０から東北東に約７００m離れた地点の観測開始点から移動を開始し、観測者の操縦により移動する。この移動体２０に搭載された位置探索装置１３０は、観測点を変えながら電界強度を検出し、この観測点の更新は、移動距離20m間隔で行う。また、位置探索装置１３０の移動経路を点線で、測定開始点および終了点を丸印のポインタで、電波発信装置１０を星印のポインタで示す。
【０１０９】
図１１は、第３の実施方法を利用する位置検索システムの検索結果の一例を示す参考図である。
図１１には、位置探索装置１３０の移動経路を点線および丸印で、電波発信装置１０を星印で、最尤推定地点を×印で示す。なお、図１１（ａ）〜（ｆ）は時系列に並んでおり、図１１（ａ）が最も過去に算出された存在確率分布であって、図１１（ｆ）が最新の存在確率分布である。なお、図１１（ｆ）の最尤推定地点（×で示す）が、最終推定位置を表わしている。
【０１１０】
図１１（ｂ）に示す通り、位置探索装置１３０は、移動途上において評価関数の分散が小さくなる領域が、例えば、a地点周辺、b地点周辺、およびc地点周辺に分離することがある。つまり、a〜ｃ地点周辺は、それぞれ存在確率が同じレベルの分布領域に位置されているため、移動経路決定装置３７は、位置探索装置１３０の進行方向のうち、同じレベルの存在確率の推定位置に対して複数の移動方向が検出される。
このような場合に、分散が小さくなるどちらの方向（a〜ｃ地点周辺に向かう方向）に移動経路を選択しても、最終的には目標とする電波発信源にたどり着くことができる。
【０１１１】
ここで、図１１（ｃ）に示す検索結果においては、実際に電波発信装置１０が存在する星印に近いa地点周辺の方向に向かう移動経路（点線で示す）を選択した結果を示している。その後、a地点周辺で評価関数が小さくなる領域を狭めていくように移動経路を選択していく過程において、b地点周辺とc地点周辺の分散の値が最終的には大きくなってしまう（図１１（ｆ）参照）。このため、b地点周辺とc地点周辺に電波発信装置１０が存在する可能性が最終的には消滅していることが示されている。
【０１１２】
なお、図１１（ｂ）に示す時点において、a地点周辺に向かう方向ではなく、b地点周辺あるいはc地点周辺の方向に移動経路を選択して、b地点周辺やc地点周辺の観測点を増やした場合には、実際にはb地点c地点周辺には電波発信装置１０がないため、やはり式（１１）に示した分散の値は大きくなる。
したがって、b地点周辺あるいはc地点周辺に電波発信装置１０が存在する可能性は早々に消滅してしまう。よって、b地点周辺およびc地点周辺の可能性が消滅した後、改めてa地点方向に移動経路を選択すれば、電波発信装置１０の位置を探索することができる。
【０１１３】
なお、第３の実施方法に基づいて位置探索装置１３０の移動経路を適応的に選択しながら測位を実施した結果、測位推定誤差20m程度にまで測位精度を向上できた。
【０１１４】
ここで、第１〜３の実施方法の得失について説明する。
第１の実施方法は、伝搬環境に依存する伝搬減衰定数等を予め知る必要がなく、簡易に位置探索を実現できる方法である。
また、探索エリアを予め厳密に定める必要もないため、電波発信装置１０の大まかな位置が予め分からない場合でも、大まかに場所を把握しながら経路選択するのに向いている。
一方で、最終的に推定位置の四方で観測を行わないと鞍点判定ができない。
【０１１５】
第２の実施方法および第３の実施方法は、メッシュ状の候補点に対して最尤推定演算(評価関数の評価)を実施する必要がある。このため、電波発信装置１０の大まかな位置が予め分からない場合には、探索範囲を広げざるを得なくなり、所要演算量が増加する。
一方で、位置探索装置１３０の移動経路としては、四方を取り囲むように観測を行う必要はなく、一方向から近づいていきさえすれば最終的に測位対象を特定できるため、経路選択手順が簡易である。
【０１１６】
また、第２の実施方法は、最尤結果のみに基づくアルゴリズムであるため、尤もらしい位置が複数ある場合などに推定結果がなかなか絞り込まれない。これに対して、第３の実施方法は電波発信装置１０の位置を確からしさの分布として探知し、経路選択に反映できるため、より効率的な経路選択が可能になる。
【０１１７】
なお、本実施形態において電波特性取得装置３１は、１つである例について説明したが、本発明はこれに限られず、例えば、複数の移動体２０に対してそれぞれ搭載される複数の位置探索装置３０を利用するものであってもよい。
【０１１８】
上述の通り、本実施形態に係る位置検索システムによれば、電波特性取得装置３１の数や場所を増やすことなく、単一あるいは少数の電波特性取得装置３１を用いて、電波特性取得装置の数や場所を増やした場合と同様の測位精度向上効果が得られ、システムの低コスト化を実現することができる。
また、本実施形態に係る位置検索システムによれば、推定位置計算装置３４によって算出される推定位置情報に基づき、移動体２０を操縦して移動させることにより、電波特性を取得するのに適した電波特性観測箇所を適応的に選択しながら移動することが可能となる。これにより、より少ない観測回数あるいはより少ない観測時間で、より高精度な測位を実現することが可能となる。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  電波発信装置
２０  移動体
３０  位置探索装置
３１  電波特性取得装置
３２  位置取得装置
３３  時間取得装置
３４  推定位置計算装置
３５  記憶部
３６  操作部
３７  移動経路決定装置
【図１】
0005571347.tif 000015
【図２】
0005571347.tif 000016
【図３】
0005571347.tif 000017
【図４】
0005571347.tif 000018
【図５】
0005571347.tif 000019
【図６】
0005571347.tif 000020
【図７】
0005571347.tif 000021
【図８】
0005571347.tif 000022
【図９】
0005571347.tif 000023
【図１０】
0005571347.tif 000024
【図１１】
0005571347.tif 000025
【図１２】
0005571347.tif 000026