【手続補正書】
【提出日】令和2年12月1日(2020.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】位置検知システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内および屋外の両方において、移動体の位置を正確に特定することができる位置検知システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００３−６５７７１号公報（特許文献１）には、屋内では光ビーコンを利用して移動体の位置を検知し、屋外ではＧＰＳ等を用いた衛星測位システムを利用する場合に、屋内と屋外との間に光ビーコン送信機を設置し、光ビーコン送信機からの光ビーコンを受信する光ビーコン受信機を移動体に装着し、移動体が屋外から屋内または屋内から屋外に移動したことを検知する位置検知システムが開示されている。また特開平８−１１１７２５号公報（特許文献２）および特開２００１−２０４０８５号公報（特許文献３）にも、ビーコンと衛星測位システムとを切り替えて使用する技術が開示されている。
さらに特開平６−６６９１９号公報（特許文献４）には、衛星測位システムと磁気利用測位システムの両方を用いて自動車の位置を検知する自動車のナビゲーション装置が開示されている。この装置では、衛星測位システムの位置検知に問題があるときには、衛星即位システムを利用せずに磁気利用測位システムを利用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６５７７１号公報
【特許文献２】特開平８−１１１７２５号公報
【特許文献３】特開２００１−２０４０８５号公報
【特許文献４】特開平６−６６９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１乃至４には、衛星測位システムと他の測位システムとを併用する技術が開示されている。しかしながら屋外の状況は千差万別で、衛星測位システムを利用できない屋外環境が、建物の外に存在する場合も多い。にもかかわらず屋外環境がどのような場合でも、屋内および屋外の移動体（人等）の位置を確実に検知することができる位置検知システムは従来なかった。
【０００５】
本発明の目的は、屋外環境がどのような場合でも、屋内および屋外の移動体の位置を確実に検知することができる位置検知システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の位置検知システムは、衛星測位システムとビーコン測位システムを備えている。衛星測位システムは、１以上の移動体に設けられて、複数の衛星から送信される複数の電波を受信する１以上の衛星電波受信部と、１以上の衛星電波受信部が受信した複数の電波を用いて移動体の屋外における位置を測位する位置測位部を有する。ビーコン測位システムは、１以上の移動体が移動する屋内の予め定めた複数の屋内設置位置にそれぞれ設置されて、ビーコンＩＤを含むビーコン信号を発生する複数の屋内ビーコン信号発生器と、衛星測位システムでは１以上の移動体の位置を測位できない屋外不感帯領域の予め定めた複数の屋外設置位置にそれぞれ設置されて、ビーコンＩＤを含むビーコン信号を発生する複数の屋外ビーコン信号発生器と、１以上の移動体に装着されて１以上のビーコン信号を受信して位置決定用のビーコンＩＤを決定する１以上のビーコン受信部と、１以上のビーコン受信部がそれぞれ決定した位置決定用のビーコンＩＤと、屋内の予め定めた複数の屋内設置位置の情報及び屋外の予め定めた複数の屋外設置位置の情報に基づいて、１以上の移動体の屋内または屋外における位置を決定する位置決定部を備えている。
【０００７】
本発明の位置検出システムでは、さらに、ビーコン測位システムと衛星測位システムとを切り換えるシステム切替部と、ビーコン測位システムと衛星測位システムの出力に基づいて１以上の移動体の現在位置の更新を行う現在位置更新部とを備えている。システム切替部は、ビーコン測位システムにより１以上の移動体の位置を測位しているときには、衛星測位システムが１以上の移動体の位置を正常に測位しているときでも、ビーコン測位システムを優先し、ビーコン測位システムにより１以上の移動体の位置を測位しない状態で、衛星測位システムが１以上の移動体の位置を正常に測位するとビーコン測位システムから前記衛星測位システムへの切替を行い、衛星測位システムにより１以上の移動体の位置を正常に測位しない状態で、ビーコン測位システムが１以上の移動体の位置を測位すると、衛星測位システムからビーコン測位システムへの切替を行う。
【０００８】
衛星測位システムで位置を決定しようとしても、周囲の建造物の高さや位置等の関係から、位置決定精度が悪くなる場合がある、そこで本発明では、そのような屋外の特定領域に、屋外ビーコン信号発生器を設置して、ビーコン測位システムで位置を特定する。すなわち本発明では、屋外での測位にビーコン測位システムを優先する。その結果、衛星測位システムとビーコン測位システムの両方を用いる場合でも、屋内および屋外の両方において、移動体の位置を確実に検知することができる。
【０００９】
なお衛星測位システムは、衛星の数が６個以下で精度低下率（ＤＯＰ値）が１．５以上のときには、位置情報を出力しないようにするのが好ましい。このようにすれば、衛星測位システムの出力の信用度が低下している状態では、屋外での位置の更新を行わないことにより、誤検出を防止することができる。
【００１０】
またビーコン測位システムにより１以上の移動体の位置を測位しない状態で、且つ衛星測位システムが出力を停止しているときには、現在位置更新部は現在位置の更新を行わないのが好ましい。このようにすれば、誤った位置検出により生じる問題を確実に防止できる。
【００１１】
なおビーコン受信部と、衛星電波受信部と、位置測位部とシステム切替部が移動体に装着される通信端末器内に構築されていてもよい。
【００１２】
本発明の位置検知システムは、ビーコン受信部として、１以上の移動体に装着されて１以上のビーコン信号を受信し、所定の決定周期で、受信した１以上のビーコン信号の電波強度から位置決定用のビーコン信号を決定して該位置決定用のビーコン信号を発生するビーコン信号発生器のビーコンＩＤを位置決定用のビーコンＩＤとして決定して保存するビーコンＩＤ決定保存部と、位置決定用のビーコンＩＤを位置決定部に発信する発信部とから構成されたものを用いることができる。また屋内の領域と屋外の領域との境界領域に配置された越境判定用ビーコン信号発生器と、境界判定用ビーコン信号発生器を間にして屋内の領域と屋外の領域とに配置された屋内ビーコン信号発生器と屋外ビーコン信号発生器をさらに備えていていてもよい。この場合、ビーコン受信部は、屋内ビーコン信号発生器が発生したビーコン信号に対する第１の閾値と、屋外ビーコン信号発生器が発生したビーコン信号に対する第２の閾値と、越境判定用ビーコン信号発生器が発生したビーコン信号に対するリセット閾値及び該リセット閾値より小さい確認閾値を有している。そしてビーコン受信部は、越境判定用ビーコン信号発生器が発生する所定のリセット閾値以上のビーコン信号をビーコン受信部が受信しているときには、その前に決定されている位置決定用のビーコンＩＤをリセットして越境判定用ビーコン信号発生器のビーコンＩＤを位置決定用のビーコンＩＤとし、その後第１のビーコン信号発生器が発生するビーコン信号の電波強度が第１の閾値以上であり且つ越境判定用ビーコン信号発生器が発生するビーコン信号の電波強度が確認閾値以下であるときには、移動体が境界領域から第１の領域に移動したものと決定して第１のビーコン信号発生器のビーコンＩＤを位置決定用のビーコンＩＤと定め、または第２のビーコン信号発生器が発生するビーコン信号の電波強度が第２の閾値以上であり且つ越境判定用ビーコン信号発生器が発生するビーコン信号の電波強度が確認閾値以下であるときには、移動体が境界領域から第２の領域に移動したものと決定して第２のビーコン信号発生器のビーコンＩＤを位置決定用のビーコンＩＤと定めるのが好ましい。
【００１３】
このように越境判定用ビーコン信号発生器を設けて、越境判定用ビーコン信号発生器からのリセット閾値以上のビーコン信号をビーコン受信部が受信したときに、それまでの位置決定用のビーコンＩＤをリセットして、越境判定用ビーコン信号発生器のビーコンＩＤを位置決定用のビーコンＩＤとし、その後に越境判定用ビーコン信号発生器からのビーコン信号の電波強度が確認閾値以下になっていることを前提として（ビーコン受信部が境界領域からある程度離れていることを前提として）、第１の閾値及び第２の閾値と受信したビーコン信号の電波強度に基づき、境界領域から第１の領域に移動したのか、または第２の移動領域に移動したのかを判定して位置決定用のビーコンＩＤを更新すれば、境界領域を通過して第１の領域または第２の領域のどちらの領域に移動体が移動したのかを確実に判定することができる。そのため進行方向の誤判定を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の位置検知システムの実施の形態の一例の構成を示すブロック図である。
【図２】衛星測位システムの問題点を説明するために用いる図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は衛星測位システムの問題点を説明するために用いる図である。
【図４】建物の周囲の屋外不感帯領域に設置する屋外ビーコン信号発生器の配置の一例を示す図である。
【図５】（Ａ）は建物の高さと衛星の仰角とにより屋外不感帯領域が決まることを説明するために用いる図であり、（Ｂ）は複数の衛星の仰角を示す図である。
【図６】（Ａ）は建物からの距離と衛星測位システムの誤差の関係を示す図であり、（Ｂ）は建物からの距離と受信できる衛星の数との関係を示す図である。
【図７】建物の高さを４．２ｍとしたときの、建物からの距離と、衛星の仰角と、衛星の数と衛星測位システムの誤差に実測値を示す表である。
【図８】衛星Ｇ３、Ｇ１１およびＧ２２からの受信電波のＳＮ比と建物からの距離の関係を示す図である。
【図９】本実施の形態の主要部を、コンピュータを用いて実現する場合に使用するソフトウエアのアルゴリズムの一部を示すフローチャートである。
【図１０】屋内から屋外、屋外から屋内に移動体が移動した方向を確実に検知するために用いる第１及び第２ビーコン信号発生器と、越境判定用ビーコン信号発生器と、移動体に装着されたビーコン受信部との配置関係を示す平面図である。
【図１１】図１０の配置を用いて移動体の移動方向を検知することをコンピュータを用いて実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の位置検知システムの実施の形態の一例の構成を示すブロックである。図１において、本実施の形態の位置検知システムは、衛星測位システム１とビーコン測位システム２を併用して移動体（例えば作業者）の位置を決定する。
【００１６】
後に詳しく説明する衛星測位システム１は、１以上の移動体６［図１０参照］に設けられて、複数のＧＰＳ衛星等の衛星Ａ〜Ｎから送信される複数の電波を受信する１以上の衛星電波受信部１１と、１以上の衛星電波受信部が受信した複数の電波を用いて移動体の屋外における位置を測位する位置測位部１２を有する。なお図１においては、移動体６に装着される１つの通信端末部７の構成だけを例示してある。実際には、移動体６の数に相当する通信端末部７が存在している。
【００１７】
（システムの構成）
ビーコン測位システム２は、複数の屋内ビーコン信号発生器２１と、複数の屋外ビーコン信号発生器２２と、１以上の越境判定用ビーコン信号発生器２３と、１以上の移動体に装着される１以上のビーコン受信部２４と、位置決定部２５とを備えている。ビーコン受信部２４は、ビーコンＩＤ決定保存部２４Ａと発信部２４Ｂを備えている。
【００１８】
ｎ台（ｎは２以上の整数）の屋内ビーコン信号発生器２１は、１以上の移動体が移動する屋内の予め定めた複数の屋内設置位置にそれぞれ設置されて、ビーコンＩＤを含むビーコン信号を発生する。ｍ台（ｍは２以上の整数）の屋外ビーコン信号発生器２２は、衛星測位システム１では１以上の移動体の位置を測位できない屋外不感帯領域の予め定めた複数の屋外設置位置にそれぞれ設置されて、ビーコンＩＤを含むビーコン信号を発生する。１以上の越境判定用ビーコン信号発生器２３は、屋内領域と屋外領域の境界領域に設置されてビーコンＩＤを含むビーコン信号を発生する。位置決定部２５は、ビーコン受信部２４が受信したビーコン信号に基づいてビーコンＩＤ決定保存部２４Ａが決定した位置決定用のビーコンＩＤを利用して移動体の位置と進行方向を決定する。
【００１９】
本実施の形態では、移動体に装着されるビーコン受信部２４は、各ビーコン信号発生器から１以上のビーコン信号を受信する。ビーコンＩＤ決定保存部２４Ａは、所定の判定周期（本実施の形態では１秒）で、受信した１以上のビーコン信号の電波強度から、移動体の移動領域内における位置を決定するために使用する位置決定用のビーコン信号を決定して該位置決定用のビーコン信号を発生するビーコン信号発生器のビーコンＩＤを位置決定用のビーコンＩＤとして決定して保存する。発信部２４Ｂは、決定したデータを位置決定部２５に無線で送信するように構成されている。なお本実施の形態では、位置決定部２５からの所定の決定周期（本実施の形態では５秒）で出される発信要求に応じて、発信部２４Ｂは位置決定用のビーコンＩＤを発信する。
【００２０】
位置決定部２５は、サーバ内に構成されている。位置決定部２５は、受信データ記憶部２６と現在位置決定部２７とを備えており、各ビーコン受信部２４のビーコンＩＤ決定保存部２４Ａが、各ビーコン信号発生器２１、２２及び２３からそれぞれ受信した各ビーコン信号の電波強度と、各ビーコン信号のビーコンＩＤとに基づいて定めた位置決定用のビーコンＩＤと、各ビーコン信号発生器２１、２２及び２３の移動領域内における予め定めた複数の設置位置の情報（移動領域内におけるビーコン信号発生器の設置位置を地図データとして記憶した情報に相当）とに基づいて、所定の決定周期（本実施形態では５秒間）で、移動体の移動領域内における位置を決定する。なお本実施形態において、電波強度は、直接的に位置の決定に利用されるものではなく、位置決定用のビーコン信号を決定して決定したビーコン信号を発生するビーコン信号発生器のビーコンＩＤの更新の条件判断に利用されるものであり、電波強度によって詳細な現在位置を決定するものではない。
【００２１】
複数の移動体６（図１０参照）が屋内及び屋外を移動しており、ビーコン受信部２４及び衛星電波受信部１１も移動体６ごとに備えられた通信端末部７内に実装されている。移動体６は、本実施形態では、例えば工場内で作業する作業員であり、ビーコン受信部２４及び衛星電波受信部１１は作業員のヘルメットに装着されている。なおビーコン受信部２４及び衛星電波受信部１１は一時データ記憶部を備えている。ビーコン受信部２４は各ビーコン信号発生器２１、２２及び２３から受信したビーコン信号に基づいて位置決定用のビーコンＩＤを決定してビーコンＩＤ決定保存部２４Ａに記憶しておき、一定期間分のデータを後からまとめて送信データとして位置決定部２５に送信することもできる。
【００２２】
衛星電波受信部１１は、複数の衛星から受信した電波を測定してデータ化し、位置測位部１２に送信する。衛星電波受信部１１も一定期間分のデータを全て一時データ記憶部に記憶しておき、後から一定期間分のデータをまとめて送信データとして位置測位部１２に送信するようにしてもよい。
【００２３】
位置決定部２５の受信データ記憶部２６は、対応するビーコン受信部２４の各発信部２４Ｂから送信されてくる位置決定用のビーコンＩＤを記録して保持する。現在位置決定部２７は、受信データ記憶部２６に記憶された各ビーコン受信部２４から送信されてくる位置決定用のビーコンＩＤとビーコン信号発生器の設置位置に関する情報とに基づいて、各移動体の現在位置を決定する。
【００２４】
位置測位部１２の図示しない一時データ記憶部は、判定周期（１秒間）よりも短い所定の測定周期（例えば１／１０秒間）または判定周期と同じ測定周期で、各衛星電波受信部１１が受信した複数の衛星からの電波を衛星毎のＩＤ及び電波強度を表す受信データとして、対応する各衛星ごとに記録して保持する。そして複数の衛星からの電波を衛星毎のＩＤ及び電波強度を表す受信データに基づいて移動体の屋外における位置を後述するように測位する。
【００２５】
（ビーコン測位システムと衛星測位システムの切替）
衛星測位システム１で位置を決定しようとしても、図２に示すように、周囲の建造物の高さや位置等の関係から、例えば衛星からの電波が建物の壁で反射してくるマルチパスが受信電波中に混在するため、位置決定精度が悪くなる場合がある。また図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、高い建物が障害となって、必要な数の衛星からの電波が直接到達しない特定領域または衛星測位システムでは移動体の位置を正しく測位できない屋外不感帯領域があり、この特定領域（屋外不感帯領域）では衛星測位システム１による位置決め精度が大幅に悪くなる。図３（Ａ）及び（Ｂ）では、ＧＮＳＳエリアが、衛星測位システム１による位置検知で誤差が少ない領域であり、ビーコンエリアが衛星測位システム１による位置検知の誤差が多くなるエリアである。本実施の形態では、衛星測位システム１による位置検知で誤差大きくなる屋外不感帯領域に、ｍ台の屋外ビーコン信号発生器２２を設置して、ビーコン測位システム２で位置を特定する。
【００２６】
図４に示すように、本実施の形態では、１つの建物に対して、建物の周囲にビーコン測位システムを優先するビーコン情報優先エリア（屋外不感帯領域）を設定し、その外側に衛星測位システムを優先するＧＮＳＳ情報エリアを設定している。すなわち本実施の形態では、屋外でビーコン測位システム２を優先する。
【００２７】
これを実現するために、本実施の形態の位置検出システムでは、さらに、ビーコン測位システム２と衛星測位システム１とを切り換えるシステム切替部３と、ビーコン測位システム２と衛星測位システム１の出力に基づいて１以上の移動体の現在位置の更新を行う現在位置更新部４とを備えている。システム切替部３は、ビーコン測位システム２により１以上の移動体の位置を測位しているときには、衛星測位システム１が１以上の移動体の位置を正常に測位しているときでも、ビーコン測位システム２を優先し、ビーコン測位システム２により１以上の移動体の位置を測位しない状態で、衛星測位システム１が１以上の移動体の位置を正常に測位するとビーコン測位システム２から衛星測位システム１への切替を行い、衛星測位システム１により１以上の移動体の位置を正常に測位しない状態で、ビーコン測位システム２が１以上の移動体の位置を測位すると、衛星測位システム１からビーコン測位システム２への切替を行う。その結果、衛星測位システム１とビーコン測位システム２の両方を用いる場合でも、屋内および屋外の両方において、移動体の位置を誤検知することがない。システム切替部３を経由して現在位置更新部４に決定結果が送られて、データの保持と更新が行われる。現在位置更新部４、位置決定部２５は、移動体の位置の監視を行う監視センタに設置したコンピュータによって構成されるサーバ内または管理者が携帯する携帯監視装置のコンピュータ内に実現することができる。なお現在位置更新部４の出力は、画面付きのモニターにリアルタイムで逐次表示してもよいし、移動体（作業者）の１日の行動軌跡として出力できるようにしてもよく、検知結果の出力態様は任意である。
【００２８】
屋外不感帯領域の定め方は、衛星測位システム１の測定誤差が所定の範囲内に入るか否かにより定めることになる。図５は、衛星測位システム１でいかなる場合に、誤差が大きくなるかを決定するために行った試験の条件を示している。図５（Ａ）は建物の高さが４．２ｍの場合における建物からの距離即ち測定位置（２ｍ，４ｍ，６ｍ，８ｍ，１６ｍ）を●印で示している。また図５（Ｂ）は、建物を中心にして受信可能な衛星Ｇ３，Ｇ２２，Ｇ１１・・等の位置を示している。図５（Ｂ）の同心円は中心位置から上空を見たときの仰角を９０度とした場合の、各衛星と建物との間の仰角を示している。図６（Ａ）は、建物からの衛星電波受信部の位置（移動体の位置）を変えたときの、衛星測位システム１の誤差距離を示している。衛星測位システム１の位置測位部１２における位置の決定方法では、GPS、GLONASS、Galileo 及び準天頂衛星システム、ＤＧＰＳのいずれかの衛星を単独で、又は併用するようにしてもよい。そして複数の衛星からの電波を用いて測位する方法としては、例えば、『マルチGNSS 測量マニュアル(国土地理院，平成27年7月)』、『浪江、安田「移動体におけるＤＧＰＳとＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ単独測位」日本航海学会９９開講演会（平成１０(1998)年１１）』、特開2002-107442号公報及び特開2005-265769号公報等に記載の公知の測位方法を利用することができる。
【００２９】
そして図６（Ａ）には、受信できる複数の衛星からの電波に基づいてそれぞれ定めた複数の位置の単純平均値と実際の衛星電波受信部の位置との間の誤差距離を縦軸に示している。なお平均値の定め方は任意である。この図からは、建物との距離が短くなると、急激に誤差距離が大きくなり、建物からの距離が４ｍ以上になると誤差範囲が１０ｍ以内に入ることが判る。また図６（Ｂ）は、建物からの距離がはなれた場合に受信可能な衛星の数を示している。この図からは建物に近付いても、電波を受信できる衛星の数がほとんど変わらないとがないことが判る。これらの結果からは、建物に近付くほど建物に反射した電波のマルチパスの影響が大きくなることが判る。
【００３０】
図７は、建物からの衛星電波受信部の距離とその距離における仰角と、測定誤差（平均値）と受信できる衛星の数を示している。図８は、図５（Ｂ）に示した特定の衛星（Ｇ３，Ｇ２２，Ｇ１１）から受信した電波のＳ／Ｎ比と建物からの距離をそれぞれ示している。図５（Ｂ）から、衛星Ｇ３とＧ２２の仰角が４５度以上であり、建物に衛星電波受信部が近付くとＳ／Ｎ比が悪くなることが判る。また衛星Ｇ１１の仰角が４０度付近であり、建物に衛星電波受信部が近付くとＳ／Ｎ比が極端に悪くなることが判る。いずれの衛星の場合も、衛星電波受信部が建物から４ｍ以上離れるとＳ／Ｎ比が増加し、誤差範囲も１０ｍ以内に入ることが判る。これらの結果からは、周囲の建物の高さを考慮し、仰角が４５度以上確保できれば、衛星測位システム１でもある程度の測定精度を確保できることが判る。
【００３１】
なお本実施の形態では、以下の条件のときには、衛星測位システム１の位置情報を使用しないようにしている。
【００３２】
＊１度（１秒）でも位置情報がとれないときがあったら、取得から１０秒間のデータは使用しない。
【００３３】
＊受信できる衛星の数が６個以下のときには位置情報は使用しない。
【００３４】
＊ＤＯＰ値（精度低下率）が１．５以上のときは位置情報を使用しない。
【００３５】
＊ＤＯＰ値が１つ前のデータに比べて０．３以上動いたら位置情報は使用しない。
【００３６】
＊衛星測位システムが出力を停止しているときには、現在位置更新部は現在位置の更新を行わない。
【００３７】
このようにすれば、衛星測位システム１の出力の信用度が低下している状態では、屋外での位置の更新を行わないことにより、誤検出を防止することができる。
【００３８】
（アルゴリズムのフローチャート）
図９は、本実施の形態の主要部を、コンピュータを用いて実現する場合に使用するソフトウエアのアルゴリズムの一部を示すフローチャートである。このフローチャートを用いて、本実施の形態の位置決定システムにおいて、衛星測位システム１とビーコン測位システムを併用する際の動作について説明する。
【００３９】
ビーコン受信部２４は判定周期の１周期内にビーコン信号の受信があったかどうか判断し（ステップＳ１）、ビーコン信号の受信があれば、判定周期よりも短い所定の測定周期で１周期内でビーコン受信部２４が受信した受信データに対し、各ビーコン信号発生器２１，２２，２３の発するビーコンＩＤごとに、電波強度の平均的な値を算出し、算出した平均的な値を電波強度ＲＳＳＩとしてビーコン受信部２４のメモリに記録し保持する（ステップＳ２）。本実施形態における「平均的な値」は、公知の平均値の計算法により計算でき、複数のビーコン信号の複数の電波強度の単純平均として求める。他の実施形態では、複数のビーコン信号の電波強度の中央値として求めたり、複数のビーコン信号の電波強度の最大値と最小値を除く残りの電波強度の単純平均値として求めるようにしてもよい。
【００４０】
記録した電波強度ＲＳＳＩが予め定めた閾値以上あるときには（ステップＳ３）、ステップＳ４へと進みビーコン測位システムを採用することとする［ビーコン判定ＯＫとする］。記録した電波強度ＲＳＳＩが予め定めた閾値に達しないときには（ステップＳ３）、ステップＳ５へと進みビーコン測位システムを採用しないこととする［ビーコン判定ＮＧとする］。ステップＳ４及びＳ５を経ると、ステップＳ６で１周期ごとに衛星測位システムの位置情報を出力する（ステップＳ６）。そしてＤＯＰ値（精度低下率）が閾値（１．５）以上か、また受信できる衛星の数が閾値以下（６個以下）か否か［ＤＯＰ値・衛星数が閾値クリア？］の判定を行う（ステップＳ７）。ステップＳ７の判定でＤＯＰ値が閾値より大きく且つ衛星の数が閾値より大きいときには、衛星測位システムの位置情報の出力が正常であると判定し［ＧＮＳＳ判定ＯＫとする］（ステップＳ８）、ステップＳ７の判定でＤＯＰ値が閾値以下または衛星の数が閾値以下のときには、衛星測位システムの位置情報の出力が正常ではないと判定する［ＧＮＳＳ判定ＮＧとする］（ステップＳ９）。そしてステップＳ１０においてステップＳ４におけるビーコン判定がＯＫか否かの判断がなされ、ビーコン判定がＯＫの場合には、ステップＳ８及びＳ９の判定結果の如何にかかわらずビーコン測位システムの判定結果を採用することが決定される（ステップＳ１１）。これによりビーコン測位システムが、衛星測位システムに対して優先される。
【００４１】
ステップＳ１０においてステップＳ５におけるビーコン判定がＮＧと判断されている場合（ビーコン測位システムの測位が使用できない場合には）、ステップＳ１２に進み、ステップＳ１２ではステップＳ８において衛星測位システムの測位が正常か否かの判断がなされ、衛星測位システムが正常に測位しているときには衛星測位システムの測位結果を採用する［ＧＮＳＳ採用］（ステップＳ１３）。ステップＳ１２で衛星測位システムが正常に測位していないと判断されているときには、そのときの衛星測位システムの測位結果を採用せずに、１周期前の優先使用の位置情報の測位結果を採用する（ステップＳ１４）。以後、移動体が屋外にいる限り、図９のステップ1からステップＳ１４が繰り返される。なおこのフローチャートでは、ステップＳ７〜ステップＳ１４によってシステム切替部３が構成されている。
【００４２】
（境界判定用ビーコン信号発生器の機能）
図１０及び図１１を用いて、境界判定用ビーコン信号発生器２３を用いた出入り口等の電波状況が悪い場所における移動体６の進行方向の決定機能を説明する。以下の説明では、境界判定用ビーコン信号発生器２３に近い位置にあり且つ屋内にある屋内ビーコン信号発生器２１の１つを第１ビーコン信号発生器２１´と言い、境界判定用ビーコン信号発生器２３に近い位置にあり且つ屋外にある屋外ビーコン信号発生器２２の１つを第２ビーコン信号発生器２２´と言う。第１ビーコン信号発生器２１´、第２ビーコン信号発生器２２´及び越境判定用ビーコン信号発生器２３は、移動領域内の予め定めた設置位置にそれぞれ設置され、ビーコンＩＤを含むビーコン信号を所定の電波強度（ＲＳＳＩ）で発生する。
【００４３】
移動体６が移動する屋内領域Ｒ１と屋外領域Ｒ２との境界領域には、移動体６が往来可能な出入口Ｅが設けられている。第１ビーコン信号発生器２１´は屋内に配置され、第２ビーコン信号発生器２２´は屋外に配置され、その間の出入口Ｅに越境判定用ビーコン信号発生器２３が配置されている。
【００４４】
図示のように、第１ビーコン信号発生器２１´と越境判定用ビーコン信号発生器２３とは、ビーコン受信部２４が受信可能な送信範囲が一部重複する位置関係になる位置に設置されている。同様に、越境判定用ビーコン信号発生器２３と第２ビーコン信号発生器２２´の位置関係も同様である。越境判定用ビーコン信号発生器２３の送信範囲は出入口Ｅの幅方向の範囲を漏れなくカバーできる広さに設定されている。建物の屋内と屋外との間の出入口Ｅの領域（境界領域）では、電波の反射状況が複雑である。
【００４５】
各ビーコン信号発生器２１´，２２´及び２３は、ビーコンＩＤを含むビーコン信号を発生するものであれば、どのようなビーコン信号発生器でもよい。但し、越境判定用ビーコン信号発生器２３は、出入口Ｅの形状やサイズ等の条件に適合するものが選択される。
【００４６】
なお図１０では、説明の便宜上、屋内領域Ｒ１及び屋外・屋外にはそれぞれ、境界領域に最も隣接する第１ビーコン信号発生器２１´及び第２ビーコン信号発生器２２´しか表していないが、屋内領域Ｒ１及び屋外領域Ｒ２には、屋内及び屋外における移動体６の位置を検知するために、それぞれ複数の第１ビーコン信号発生器２１´及び第２ビーコン信号発生器２２´が予め定めた複数の設置位置に配置されている。各ビーコン信号発生器２１´及び２３は、移動体６の移動を妨げず、且つ移動領域に存在する物体の影響を避けるために、移動領域内の天井に取り付けられているのが好ましい。ビーコン信号発生器２２´は予め定めた電波強度で、固有のビーコンＩＤ（識別子）を含むビーコン信号を屋外に設置した電柱等のポールの上から下方に向けて発生する。
【００４７】
位置決定部２５の現在位置決定部２７は、各ビーコン受信部２４が決定して受信データ記憶部２６に保持した位置決定用のビーコンＩＤを読み出し、ビーコンＩＤとビーコン信号発生器の設置位置の情報とに基づいて移動体６の位置を検知する。ビーコン受信部２４内には、第１ビーコン信号発生器２１´が発生したビーコン信号に対する第１閾値Ｔ１と、第２ビーコン信号発生器２２´が発生したビーコン信号に対する第２閾値Ｔ２と、越境判定用ビーコン信号発生器２３が発生したビーコン信号に対するリセット閾値Ｔｒ及び該リセット閾値より小さい確認閾値Ｔｖを有している。ビーコン受信部２４は、越境判定用ビーコン信号発生器２３が発生するリセット閾値Ｔｒ以上のビーコン信号をビーコン受信部２４が受信しているときには、それ以前に決定している位置検出用のビーコンＩＤをリセットして、越境判定用ビーコン信号発生器２３のビーコンＩＤを位置検出用のビーコンＩＤと決定して、移動体６が境界領域にあるものと決定する。
【００４８】
移動体６が境界領域にあると検知された状態で、ビーコン受信部２４は、第１ビーコン信号発生器２１´が発生するビーコン信号の電波強度が第１閾値Ｔ１以上あり且つ越境判定用ビーコン信号発生器２３が発生するビーコン信号の電波強度が確認閾値Ｔｖ以下であるときには、移動体６が境界領域から屋内に移動したものと決定する。またビーコン受信部２４は、第２ビーコン信号発生器２２´が発生するビーコン信号の電波強度が第２閾値Ｔ２以上あり且つ越境判定用ビーコン信号発生器２３が発生するビーコン信号の電波強度が確認閾値Ｔｖ以下であるときには、移動体６が境界領域から屋外に移動したものと決定する。
【００４９】
第１閾値Ｔ１、第２閾値Ｔ２、リセット閾値Ｔｒ及び確認閾値Ｔｖは、第１ビーコン信号発生器２１´と越境判定用ビーコン信号発生器２３との間の距離と、第２ビーコン信号発生器２２´と越境判定用ビーコン信号発生器２３との間の距離を基準にして、リセット後に、移動体６が屋内に存在すること及び移動体６が屋外に存在することを明確に判定できるように定められている。これによって電波の反射環境が悪い場合でも、誤判定を確実に防止できる。
【００５０】
図１１は、越境判定用ビーコン信号発生器２３を用いて移動体６の進行方向を決定するためにビーコン受信部２４の機能実現部を、コンピュータを用いて実現する場合に使用するソフトウエアのアルゴリズムの一部を示すフローチャートである。ビーコン受信部２４は、判定周期の１周期内にビーコン信号の受信があったかどうか判断し（ステップＳ１）、ビーコン信号の受信があれば、判定周期よりも短い所定の測定周期で１周期内の受信した受信データに対し、各ビーコン信号発生器２１´、２２´及び２３の発するビーコンＩＤごとに、電波強度の平均的な値を算出し、算出した平均的な値を電波強度として内部のメモリに記録して保持する（ステップＳ２）。本実施の形態では、平均的な値は、前述のように、１周期の期間（１秒間）内に１／１０秒周期で受信したビーコンＩＤごとの電波強度の単純平均である。
【００５１】
なお図１１に示すフローチャートは、屋内Ｒ１または屋外Ｒ２の境界領域に近づいて通過し、屋内Ｒ１または屋外Ｒ２の一方から他方へ往来する際に適用されるものである。ビーコンＩＤ決定保存部２４Ａは、屋内Ｒ１または屋外Ｒ２それぞれの中で移動体が移動している場合には、各屋内Ｒ１または屋外Ｒ２にそれぞれ複数設置された第１ビーコン信号発生器２１´または第２ビーコン信号発生器２２´の発するビーコン信号の電波強度によりビーコン受信部２４が決定した位置決定用のビーコンＩＤに基づいて、移動体６の位置を検知するための処理を実行する。
【００５２】
ステップ２を実行後ビーコンＩＤ決定保存部２４Ａは、前回採用した現在位置情報から移動体６が屋内Ｒ１または屋外Ｒ２にいるかどうかの判定処理を行う（ステップＳ３）。この判定は、前回の判定周期に移動体６が屋内Ｒ１または屋外Ｒ２にいるかを、第１ビーコン信号発生器２１´または第２ビーコン信号発生器２２´が発生したビーコン信号のみを移動体６のビーコン受信部２４が受信しているか否かに決定される。移動体６が屋内Ｒ１または屋外Ｒ２にいないということは、移動体６が境界領域にいるということを意味する。
【００５３】
次に、越境判定用ビーコン信号発生器２３のビーコン信号が、リセット閾値Ｔr以上かどうかと（ステップＳ４)、確認閾値Ｔｖ以下かどうか（ステップＳ５）の演算処理、及び第１ビーコン信号発生器２１´または第２ビーコン信号発生器２２´のビーコン信号が第１閾値Ｔ１または第２閾値Ｔ２以上かどうか（ステップＳ６）の演算処理が行われる。これらの処理は後述するステップＳ７以下の判定の前提として行われるので、各演算処理の順序は問わず、並行して演算処理されてもよい。
【００５４】
まずステップＳ３の移動体６が屋内Ｒ１または屋外Ｒ２にいるかどうかが判断され（ステップＳ７）、ＹＥＳであればステップＳ４の越境判定用ビーコン信号発生器２３のビーコン信号の電波強度がリセット閾値Ｔr以上（＝移動体６が境界判定用ビーコン信号発生器２３にかなり近づいた）かどうか判断される（ステップＳ８）。ステップＳ８がＹＥＳであればその前に決定されている位置決定用のビーコンＩＤがリセットされ、移動体６は境界領域に位置しているとビーコンＩＤ決定保存部２４Ａによって決定される（ステップＳ９）。ステップＳ８でＮＯであれば、前の位置決定用のビーコンＩＤを更新せず（ステップＳ１０）、１周期前の位置決定用のビーコンＩＤが採用される。すなわち移動体６は屋内Ｒ１または屋外Ｒ２内に位置しているものとビーコンＩＤ決定保存部２４Ａによって決定される。
【００５５】
ステップＳ７において、ステップＳ３がＮＯの場合、すなわち移動体６が境界領域に位置していると前回の決定周期で判定されている場合には、ステップＳ６で第１ビーコン信号発生器２１´または第２ビーコン信号発生器２２´のビーコン信号が、第１閾値Ｔ１または第２閾値Ｔ２以上（移動体６が第１ビーコン信号発生器２１´または第２ビーコン信号発生器２２´にかなり近づいた）かどうかが判定される（ステップＳ１１）。ＮＯの場合、まだ移動体６は境界領域内にあると決定されて、位置決定用のビーコンＩＤを更新しない（ステップＳ１４）。
【００５６】
ステップＳ１１の判定がＹＥＳの場合にはステップＳ５で境界判定用ビーコン信号発生器２３からのビーコン信号が確認閾値Ｔｖ以下（移動体６が境界判定用ビーコン信号発生器２３からかなり遠ざかった）かどうかが判定され（ステップＳ１２）、ＮＯであれば位置決定用のビーコンＩＤの更新をしない（ステップＳ１４）。ステップＳ１２の判定が、YESであれば、移動体６は第１ビーコン信号発生器２１´または第２ビーコン信号発生器２２´にかなり近付き、かつ境界判定用ビーコン信号発生器２３からかなり遠ざかったので、位置決定用のビーコンＩＤが第１ビーコン信号発生器２１´または第２ビーコン信号発生器２２´のビーコンＩＤに更新されて移動体６は屋内Ｒ１または屋外Ｒ２内に位置しているとビーコンＩＤ決定保存部２４Ａによって決定される（ステップＳ１１）。
【００５７】
最後に、次回周期の判定用に送信データをビーコンＩＤ決定保存部２４Ａに記録・保持して現在位置の更新をし（ステップＳ１５）、１回の判定周期の処理を終了する。これらステップＳ１〜Ｓ１４が、判定周期毎に実行される。本実施の形態では、システム切替部３を経由して現在位置更新部４に決定結果が送られて、データの保持と更新が行われる。
現在位置更新部４は、図示しない内部メモリに位置決定部２５からの決定位置データと位置測位部１２の決定位置データを保存する。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態においては、越境判定用ビーコン信号発生器２３を設けて、越境判定用ビーコン信号発生器２３からのリセット閾値Ｔｒ以上のビーコン信号をビーコン受信部２４が受信したときに、その前に決定された位置決定用のビーコンＩＤをリセットし、その後に越境判定用ビーコン信号発生器２３からのビーコン信号の電波強度が確認閾値Ｔｖ以下になっていることを前提として（ビーコン受信部が境界領域からある程度離れていることを前提として）、第１の閾値Ｔ１及び第２の閾値Ｔ２と受信したビーコン信号の電波強度に基づき、境界領域から屋内に移動したのか、または屋外に移動したのかを判定すると、境界領域を通過して屋内または屋外のどちらの領域に移動体が移動したのかを確実に判定することができる。
【００５９】
このように境界領域に進入したときには越境判定用ビーコン信号発生器２３からまだ遠くても早めにリセットし、境界領域から進出するときには越境判定用ビーコン信号発生器２３からかなり離れても遅めにリセットすることにより、電波の反射環境が悪い等の悪い環境に拘わらず、移動体６の進行方向の誤判定を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によれば、衛星測位システムとビーコン測位システムの両方を用いる場合でも、屋内および屋外の両方において、移動体の位置を確実に検知することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  衛星測位システム
２  ビーコン測位システム
３  システム切替部
４  現在位置更新部
１１  衛星電波受信部
１２  位置測位部
２１  屋内ビーコン信号発生器
２２  屋外ビーコン信号発生器
２１´  第１ビーコン信号発生器
２２´  第２ビーコン信号発生器
２３  境界判定用ビーコン信号発生器
２４  ビーコン受信部
２４Ａ  ビーコンＩＤ決定保存部
２４Ｂ  発信部
２５  位置決定部
２６  受信データ記憶部
２７  現在位置決定部
６  移動体
７  通信端末部
Ｒ１  屋内
Ｒ２  屋外
Ｅ  出入口
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の移動体に設けられて、複数の衛星から送信される複数の電波を受信する１以上の衛星電波受信部と、前記１以上の衛星電波受信部が受信した前記複数の電波を用いて前記移動体の屋外における位置を測位する位置測位部を有する衛星測位システムと、
前記１以上の移動体が移動する屋内の予め定めた複数の屋内設置位置にそれぞれ設置されて、ビーコンＩＤを含むビーコン信号を発生する複数の屋内ビーコン信号発生器と、前記衛星測位システムでは前記１以上の移動体の位置を測位できない屋外不感帯領域の予め定めた複数の屋外設置位置にそれぞれ設置されて、ビーコンＩＤを含むビーコン信号を発生する複数の屋外ビーコン信号発生器と、前記１以上の移動体に装着されて１以上の前記ビーコン信号を受信して位置決定用のビーコンＩＤを決定する１以上のビーコン受信部と、少なくとも前記ビーコンＩＤと、前記屋内の前記予め定めた複数の屋内設置位置の情報及び前記屋外の前記予め定めた複数の屋外設置位置の情報に基づいて、前記１以上の移動体の前記屋内または前記屋外における位置を決定する位置決定部を備えてなるビーコン測位システムと、
前記ビーコン測位システムと前記衛星測位システムとを切り換えるシステム切替部と、
前記ビーコン測位システムと前記衛星測位システムの出力に基づいて前記１以上の移動体の現在位置の更新を行う現在位置更新部とを備え、
システム切替部は、前記ビーコン測位システムにより前記１以上の移動体の位置を測位しているときには、前記衛星測位システムが前記１以上の移動体の位置を正常に測位しているときでも、前記ビーコン測位システムを優先し、
前記ビーコン測位システムにより前記１以上の移動体の位置を測位しない状態で、前記衛星測位システムが前記１以上の移動体の位置を正常に測位すると前記ビーコン測位システムから前記衛星測位システムへの切替を行い、
前記衛星測位システムにより前記１以上の移動体の位置を正常に測位しない状態で、前記ビーコン測位システムが前記１以上の移動体の位置を測位すると、前記衛星測位システムから前記ビーコン測位システムへの切替を行うことを特徴とする位置検知システム。
【請求項２】
前記衛星測位システムは、前記衛星の数が６個以下で精度低下率（ＤＯＰ値）が１．５以上のときには、位置情報を出力しない請求項１に記載の位置検知システム。
【請求項３】
前記ビーコン測位システムにより前記１以上の移動体の位置を測位しない状態で、且つ前記衛星測位システムが出力を停止しているときには、前記現在位置更新部は現在位置の更新を行わない請求項１に記載の位置検知システム。
【請求項４】
前記ビーコン受信部と、前記衛星電波受信部と、前記位置測位部と前記システム切替部が前記移動体に装着される通信端末器内に構築されている請求項１に記載の位置検知システム。
【請求項５】
前記ビーコン受信部は、前記１以上の移動体に装着されて１以上の前記ビーコン信号を受信し、所定の判定周期で、受信した前記１以上のビーコン信号の電波強度から位置決定用のビーコン信号を決定して該位置決定用のビーコン信号を発生するビーコン信号発生器の前記ビーコンＩＤを位置決定用のビーコンＩＤとして決定して保存するビーコンＩＤ決定保存部と、前記位置決定用のビーコンＩＤを前記位置決定部に発信する発信部とから構成されており、
前記屋内の領域と前記屋外の領域との境界領域に配置された越境判定用ビーコン信号発生器と、
前記境界判定用ビーコン信号発生器を間にして前記屋内の領域と前記屋外の領域とに配置された前記屋内ビーコン信号発生器と前記屋外ビーコン信号発生器をさらに備え、
前記ビーコン受信部は、前記屋内ビーコン信号発生器が発生したビーコン信号に対する第１の閾値と、前記屋外ビーコン信号発生器が発生したビーコン信号に対する第２の閾値と、前記越境判定用ビーコン信号発生器が発生した前記ビーコン信号に対するリセット閾値及び該リセット閾値より小さい確認閾値を有しており、
前記ビーコン受信部は、前記越境判定用ビーコン信号発生器が発生する所定のリセット閾値以上の前記ビーコン信号を前記ビーコン受信部が受信しているときには、その前に決定されている前記位置決定用のビーコンＩＤをリセットして前記越境判定用ビーコン信号発生器のビーコンＩＤを前記位置決定用のビーコンＩＤとし、その後前記第１のビーコン信号発生器が発生するビーコン信号の電波強度が前記第１の閾値以上であり且つ前記越境判定用ビーコン信号発生器が発生する前記ビーコン信号の電波強度が前記確認閾値以下であるときには、前記移動体が前記境界領域から前記第１の領域に移動したものと決定して前記第１のビーコン信号発生器の前記ビーコンＩＤを前記位置決定用のビーコンＩＤと定め、または前記第２のビーコン信号発生器が発生するビーコン信号の電波強度が前記第２の閾値以上であり且つ前記越境判定用ビーコン信号発生器が発生する前記ビーコン信号の電波強度が前記確認閾値以下であるときには、前記移動体が前記境界領域から前記第２の領域に移動したものと決定して前記第２のビーコン信号発生器の前記ビーコンＩＤを前記位置決定用のビーコンＩＤと定めることを特徴とする請求項１に記載の位置検知システム。