(57)【要約】【課題】利用者の負担を軽減して、宅内における端末の位置を特定する。【解決手段】受信電界強度観測部１１が無線アクセスポイント３が出力する無線電波の受信電界強度を取得し、速度観測部１２と移動方向観測部１３が移動速度と移動方向を取得し、移動遷移推定部１４が移動速度と移動方向から移動遷移の形を推定し、基準点位置推定部１５が移動遷移の形と受信電界強度の変化から無線アクセスポイント３の方向を推定し、受信電界強度から無線アクセスポイント３までの距離を推定し、位置変換部１６が無線アクセスポイント３から携帯端末１の現在位置までの距離と方向を求める。これにより、無線アクセスポイント３から携帯端末１までの相対的な位置関係を特定でき、無線アクセスポイント３の配置位置を記載した宅内の見取り図を参照することで、携帯端末１を保持するユーザの位置を特定することができる。【選択図】図１
2014174080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置推定装置による、無線アクセスポイントから見た当該位置推定装置の相対的な位置を推定する位置推定方法であって、
前記位置推定装置の移動軌跡を取得するステップと、
前記無線アクセスポイントが出力する無線電波の受信電界強度を取得するステップと、
前記移動軌跡に基づいて移動遷移の形を推定するステップと、
前記移動遷移の形と前記受信電界強度の変化から前記無線アクセスポイントの方向を推定するステップと、
前記受信電界強度から前記無線アクセスポイントまでの距離を推定するステップと、
推定した前記無線アクセスポイントの方向と距離から前記無線アクセスポイントから見た前記位置推定装置の相対的な位置を求めるステップと、
を有することを特徴とする位置推定方法。
【請求項２】
前記方向を推定するステップは、前記移動遷移の形が湾曲の場合、湾曲移動中に取得した前記受信電界強度のうち最大値あるいは最小値が取得された地点を特定し、当該地点が前記湾曲の各地点の中で前記無線アクセスポイントに最も近いあるいは最も遠いとして前記無線アクセスポイントの方向を推定することを特徴とする請求項１記載の位置推定方法。
【請求項３】
各地点で取得した前記受信電界強度それぞれについて、前後の地点との受信電界強度の差の出現確率を用いて受信電界強度を補正するステップをさらに有することを特徴とする請求項１又は２記載の位置推定方法。
【請求項４】
ユーザの行動に基づくラベルを取得するステップと、
求めた位置推定装置の相対的な位置に前記ラベルを関連付けて位置ラベル蓄積手段に蓄積するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の位置推定方法。
【請求項５】
無線アクセスポイントからの相対的な位置を推定する位置推定装置であって、
当該位置推定装置の移動軌跡を取得する移動軌跡取得手段と、
前記無線アクセスポイントが出力する無線電波の受信電界強度を取得する受信電界強度取得手段と、
前記移動軌跡に基づいて移動遷移の形を推定する移動遷移推定手段と、
前記移動遷移の形と前記受信電界強度の変化から前記無線アクセスポイントの方向を推定するとともに、前記受信電界強度から前記無線アクセスポイントまでの距離を推定する基準点位置推定手段と、
前記基準点位置推定手段が推定した前記無線アクセスポイントの方向と距離から前記無線アクセスポイントから見た当該位置推定装置の相対的な位置を求める位置変換手段と、
を有することを特徴とする位置推定装置。
【請求項６】
前記基準点位置推定手段は、前記移動遷移の形が湾曲の場合、湾曲移動中に取得した前記受信電界強度のうち最大値あるいは最小値が取得された地点を特定し、当該地点が前記湾曲の各地点の中で前記無線アクセスポイントに最も近いあるいは最も遠いとして前記無線アクセスポイントの方向を推定することを特徴とする請求項５記載の位置推定装置。
【請求項７】
前記基準点位置推定手段は、各地点で取得した前記受信電界強度それぞれについて、前後の地点との受信電界強度の差の出現確率を用いて受信電界強度を補正することを特徴とする請求項５又は６記載の位置推定装置。
【請求項８】
ユーザの行動に基づくラベルを取得するラベル取得手段と、
前記位置変換手段が求めた位置に前記ラベルを関連付けて蓄積する位置ラベル蓄積手段と、
を有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の位置推定装置。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれかに記載の位置推定方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする位置推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置を取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内の位置を推定する方法として、絶対位置を表すマーカとなるセンサを配置する方法や、カメラなどで撮影した画像情報を用いて位置関係を判別する方法がある。しかしながら、いずれの方法も特別にマーカを設置することや、何枚もの画像を事前登録するなどの準備が必要であるため、ユーザに負担がかかる。
【０００３】
ユーザ負担のない方法としては、移動端末が受信した複数の無線アクセスポイントからの受信信号の受信電界強度を利用して移動端末の位置を特定する方法がある。複数の無線アクセスポイントの受信電界強度を利用する方法は、少なくとも３点からの無線アクセスポイントからの受信電界強度の変化を利用して、無線アクセスポイントからの相対距離で三点測量により移動端末の位置を特定する（例えば特許文献１）。無線アクセスポイントを用いる方法は、位置を取得するための特別な設備は必要ないものの、各無線アクセスポイントからの位置関係を見て位置を特定する方法であり、その場所がどこであるのかの位置ラベルを付与するためには、屋内地図上のどこに無線アクセスポイントを配置したのかを示す配置マップが必要となる。
【０００４】
一方、ＧＰＳのように、複数の絶対基準となる基地局からの無線の電波到来時間差を利用して移動端末の位置を推定する方法があるが、ビルや駅などの建物内では電波が届かないために、一時的に位置を管理できなくなる。その補完として、ＧＰＳの電波が届かなくなる境界から、移動端末が有する加速度・地磁気センサを用いて相対的な位置を取得する取り組みもなされている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７９７１号公報
【特許文献２】特許第５０３６６３１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、複数の無線アクセスポイントの受信電界強度を利用する方法は、３点以上の無線アクセスポイントを必要とするので、一般的な家庭には無線アクセスポイントは１つであることが多く、利用できないという問題があった。また、実世界の地図上の位置を知るためには、無線アクセスポイントの配置場所を事前に登録しておく必要があり、ユーザの負担が増加するという問題があった。
【０００７】
また、ＧＰＳ補完手段の一つである加速度・地磁気センサを利用して相対的な位置を取得する方法は、相対的な位置を用いているために位置取得の不連続性が許容されない。つまり、宅内で常に移動遷移を取得し続けている必要がある。そのため、ユーザが一時的に移動端末を電源断した場合、電源断時の移動遷移が取れずに、位置が特定できないという問題があった。
【０００８】
また、宅内においては、公共の空間と異なり、位置ラベル（例えば、“緯度○度、経度○度の位置には東京タワーがある、アクセスポイント０１から３ｍ”、“アクセスポイント０２から５ｍ、アクセスポイント０３から５ｍの位置にはコンビニＸがある”）など、その位置を表す情報は提供されていないため、ユーザ自ら登録する必要があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、利用者の負担を軽減して、宅内における端末の位置を特定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明に係る位置推定方法は、位置推定装置による、無線アクセスポイントから見た当該位置推定装置の相対的な位置を推定する位置推定方法であって、前記位置推定装置の移動軌跡を取得するステップと、前記無線アクセスポイントが出力する無線電波の受信電界強度を取得するステップと、前記移動軌跡に基づいて移動遷移の形を推定するステップと、前記移動遷移の形と前記受信電界強度の変化から前記無線アクセスポイントの方向を推定するステップと、前記受信電界強度から前記無線アクセスポイントまでの距離を推定するステップと、推定した前記無線アクセスポイントの方向と距離から前記無線アクセスポイントから見た前記位置推定装置の相対的な位置を求めるステップと、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記位置推定方法において、前記方向を推定するステップは、前記移動遷移の形が湾曲の場合、湾曲移動中に取得した前記受信電界強度のうち最大値あるいは最小値が取得された地点を特定し、当該地点が前記湾曲の各地点の中で前記無線アクセスポイントに最も近いあるいは最も遠いとして前記無線アクセスポイントの方向を推定することを特徴とする。
【００１２】
上記位置推定方法において、各地点で取得した前記受信電界強度それぞれについて、前後の地点との受信電界強度の差の出現確率を用いて受信電界強度を補正するステップをさらに有することを特徴とする。
【００１３】
上記位置推定方法において、ユーザの行動に基づくラベルを取得するステップと、求めた位置推定装置の相対的な位置に前記ラベルを関連付けて位置ラベル蓄積手段に蓄積するステップと、をさらに有することを特徴とする。
【００１４】
第２の本発明に係る位置推定方法は、無線アクセスポイントからの相対的な位置を推定する位置推定装置であって、当該位置推定装置の移動軌跡を取得する移動軌跡取得手段と、前記無線アクセスポイントが出力する無線電波の受信電界強度を取得する受信電界強度取得手段と、前記移動軌跡に基づいて移動遷移の形を推定する移動遷移推定手段と、前記移動遷移の形と前記受信電界強度の変化から前記無線アクセスポイントの方向を推定するとともに、前記受信電界強度から前記無線アクセスポイントまでの距離を推定する基準点位置推定手段と、前記基準点位置推定手段が推定した前記無線アクセスポイントの方向と距離から前記無線アクセスポイントから見た当該位置推定装置の相対的な位置を求める位置変換手段と、を有することを特徴とする。
【００１５】
上記位置推定装置において、前記基準点位置推定手段は、前記移動遷移の形が湾曲の場合、湾曲移動中に取得した前記受信電界強度のうち最大値あるいは最小値が取得された地点を特定し、当該地点が前記湾曲の各地点の中で前記無線アクセスポイントに最も近いあるいは最も遠いとして前記無線アクセスポイントの方向を推定することを特徴とする。
【００１６】
上記位置推定装置において、前記基準点位置推定手段は、各地点で取得した前記受信電界強度それぞれについて、前後の地点との受信電界強度の差の出現確率を用いて受信電界強度を補正することを特徴とする。
【００１７】
上記位置推定装置において、ユーザの行動に基づくラベルを取得するラベル取得手段と、前記位置変換手段が求めた位置に前記ラベルを関連付けて蓄積する位置ラベル蓄積手段と、を有することを特徴とする。
【００１８】
第３の本発明に係る位置推定プログラムは、上記位置推定方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、利用者の負担を軽減して、宅内における端末の位置を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態における位置推定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】受信電界強度観測部が取得した受信電界強度の例を示す図である。
【図３】速度観測部、移動方向観測部が取得した移動速度と移動方向の例を示す図である。
【図４】携帯端末の位置を推定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】移動遷移の形が湾曲のときに、無線アクセスポイントの方向を特定する様子を示す図である。
【図６】移動遷移の形が直角のときに、無線アクセスポイントの方向を特定する様子を示す図である。
【図７】移動遷移の形が直線のときに、無線アクセスポイントの方向を特定する様子を示す図である。
【図８】宅内の見取り図上に、無線アクセスポイントと携帯端末を図示した様子を示す図である。
【図９】第２の実施の形態における位置推定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】地図情報を登録する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】地図情報データベースに登録された地図情報の例を示す図である。
【図１２】第４の実施の形態における位置推定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１３】位置ラベルデータベースに保存された位置ラベル情報の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態における位置推定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【００２３】
本実施の形態における位置推定装置は、周辺の無線電波を受信するアンテナ１０を備えた携帯端末１に組み込まれ、受信電界強度観測部１１、速度観測部１２、移動方向観測部１３、移動遷移推定部１４、基準点位置推定部１５、および位置変換部１６を備える。位置推定装置が備える各部は、演算処理装置、記憶装置等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムは携帯端末１が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
【００２４】
受信電界強度観測部１１は、アンテナ１０が受信した受信信号からＳＳＩＤと受信電界強度を抽出し、ＳＳＩＤと受信電界強度を基準点位置推定部１５に送信する。図２に、受信電界強度の例を示す。同図に示すように、本実施の形態では、受信電界強度観測部１１が抽出した受信電界強度に時間を関連付けて管理する。なお、受信電界強度観測部１１は、基準点となる無線アクセスポイント３以外からの無線電波の受信電界強度も抽出するが、受信電界強度観測部１１では、ＳＳＩＤに基づいて、基準点となる無線アクセスポイント３が出力する無線電波の受信電界強度のみを管理する。
【００２５】
速度観測部１２は、例えば３軸並進加速度センサなどを用いてその振動数や振幅により移動速度を算出する。本実施の形態では、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向それぞれの速度を算出して、移動遷移推定部１４に送信する。
【００２６】
移動方向観測部１３は、例えば地磁気センサ等により、水平方向についての移動方向を求めて、移動遷移推定部１４に送信する。移動方向は水平方向の北からの角度で表す。図３に、速度観測部１２、移動方向観測部１３が取得した移動速度と移動方向の例を示す。同図に示すように、本実施の形態では、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向それぞれの移動速度と移動方向に時間を関連付けて管理する。図２，３に示すように、受信電界強度と移動速度及び移動方向のそれぞれを時間に関連付けて管理し、受信電界強度がいずれの地点において観測されたものであるのかを対応付ける。
【００２７】
移動遷移推定部１４は、速度観測部１２、移動方向観測部１３が取得した移動速度と移動方向から移動の軌跡を求めて移動遷移の形を推定する。本実施の形態で推定する移動遷移の形は、湾曲、直角、直線の３種類である。
【００２８】
基準点位置推定部１５は、移動遷移推定部１４が推定した移動遷移の形と受信電界強度の変化から無線アクセスポイント３の方向を推定し、受信電界強度から無線アクセスポイント３までの距離を推定する。
【００２９】
位置変換部１６は、基準点位置推定部１５が推定した無線アクセスポイント３までの距離と方向を、無線アクセスポイント３から見た携帯端末１の現在位置までの距離と方向に変換し、携帯端末１の現在位置を求める。
【００３０】
次に、携帯端末の位置を推定する処理について説明する。
【００３１】
図４は、携帯端末の位置を推定する処理の流れを示すフローチャートである。
【００３２】
受信電界強度観測部１１が受信電界強度を取得し（ステップＳ１０１）、速度観測部１２が移動速度を取得し（ステップＳ１０２）、移動方向観測部１３が移動方向を取得する（ステップＳ１０３）。
【００３３】
移動遷移推定部１４は、携帯端末１が移動しているか否か判定し（ステップＳ１０４）、携帯端末１が移動していない場合はステップＳ１０１に戻る。携帯端末１が移動しているか否かは、移動速度の大きさで判定する。また、移動速度、移動方向のデータが単位時間（例えば２秒単位）以上蓄積されていない場合もステップＳ１０１に戻る。
【００３４】
携帯端末１が移動すると、移動遷移推定部１４は、単位時間中の携帯端末１の移動軌跡を処理単位として、移動遷移の形を推定する（ステップＳ１０５）。
【００３５】
具体的には、移動遷移推定部１４は、単位時間中の移動方向のデータを時系列順に並べたときに、最初と最後に観測された移動方向に９０度以上の開きがあり、移動方向が単調に変化（増加あるいは減少）する場合は、移動遷移の形を湾曲と判定する。なお、単位時間中の移動軌跡がＳ字のように、２つの湾曲を組み合わせた形の場合は、移動方向が単調に変化しなくなった点（増加から減少、減少から増加に転じた点）で処理単位を区切り、１つ目の湾曲を今回の処理対象とし、２つ目の湾曲は次回の処理対象とする。
【００３６】
また、移動遷移の形が湾曲と判定されなかった場合、単位時間中の移動方向のデータを時系列順に並べたときに、最初と最後に観測された移動方向の開きが４５度以上、１３５度未満、つまり９０度を中心に±４５度以内で、移動軌跡の途中で移動方向に大きな変化がある場合は、移動遷移の形を直角と判定する。
【００３７】
移動遷移の形が湾曲あるいは直角と判定されなかった場合、単位時間中の移動方向の最大値と最小値の開きが４５度未満の場合は、移動遷移の形を直線と判定する。
【００３８】
移動遷移推定部１４が移動遷移の形を推定すると、基準点位置推定部１５は、移動遷移の形と受信電界強度の変化から無線アクセスポイント３の方向を判定する。
【００３９】
まず、基準点位置推定部１５は、移動遷移の形が湾曲であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【００４０】
移動遷移の形が湾曲であった場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、基準点位置推定部１５は、処理単位中に観測された受信電界強度のなかで最大値あるいは最小値が観測された点を、湾曲した移動軌跡中で最も無線アクセスポイント３に近い点あるいは遠い点として、無線アクセスポイント３の方向を判定する（ステップＳ１０７）。図５に示すように、ｐ１からｐｋの点で構成される湾曲に円をフィッティングし、円の中心から受信電界強度の最大値が観測された点（図５ではｐ３）へ向かう方向を無線アクセスポイント３の方向として判定する。なお、ｐ３の地点で受信電界強度の最小値が観測された場合は、図５に示した矢印の逆方向を無線アクセスポイント３の方向とする。別の方法としては、受信電界強度の最大値あるいは最小値が観測された点における移動方向に対して垂直な方向を無線アクセスポイント３の方向としてもよい。このとき、最大値が観測された点では湾曲の外側を向いた方向、最小値が観測された点では湾曲の内側を向いた方向を無線アクセスポイント３の方向とする。
【００４１】
移動遷移の形が湾曲でない場合（ステップＳ１０６のＮｏ）、つまり移動遷移の形が直角か直線の場合は、前回の移動遷移の形が湾曲であったか否か判定する（ステップＳ１０８）。
【００４２】
前回の移動遷移の形が湾曲であった場合（ステップＳ１０８のＹｅｓ）、前回判定した無線アクセスポイント３の方向を今回の処理単位でも利用する（ステップＳ１０９）。移動遷移の形が直角の場合は４方向の推定、直線の場合は２方向の推定しかできないので、前回の処理単位で移動遷移の形を湾曲と判定した場合は、前回判定した方向を利用する。なお、２つ前、３つ前で判定した方向を利用することもできるが、過去に遡りすぎると現在位置から大きく離れてしまうため、正しい方向が得られなくなる。
【００４３】
前回の移動遷移の形が湾曲でない場合（ステップＳ１０８のＮｏ）、今回の移動遷移の形が直角であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【００４４】
移動遷移の形が直角であった場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、基準点位置推定部１５は、移動軌跡の途中で移動方向に大きな変化があった点を境目として、前後２つの直線区間それぞれにおける受信電界強度の変化から無線アクセスポイント３の方向を判定する（ステップＳ１１１）。携帯端末１が無線アクセスポイント３に近づくに連れて受信電界強度は大きくなるので、移動軌跡の形が直角つまり２つの直線で構成されている場合は、１つ目の直線で無線アクセスポイント３が前方にあるか後方にあるか判定し、２つ目の直線で左右のどちら側に無線アクセスポイント３があるか判定することで、第４象限のどの方向に無線アクセスポイント３があるか判定できる。図６に示す例では、１つ目の上に伸びる直線では受信電界強度が大きくなっているので、無線アクセスポイント３は図上の上方向にあると判定する。また、２つ目の右に伸びる直線でも受信電界強度が大きくなっているので、無線アクセスポイント３は図上の右方向にあると判定する。したがって、無線アクセスポイント３は右上４５度方向にあると判定する。なお、直線区間において、受信電界強度が増加から減少に転じた場合、つまり、受信電界強度が小→大→小と変化した場合、受信電界強度が減少に転じた点から見て、進行方向に対して垂直な方向に無線アクセスポイント３が存在すると判定できる。
【００４５】
移動遷移の形が直角でない場合（ステップＳ１１０のＮｏ）、前回の移動遷移の形が直角であったか否か判定し（ステップＳ１１２）、前回の移動遷移の形が直角であった場合（ステップＳ１１２のＹｅｓ）、前回判定した無線アクセスポイント３の方向を今回の処理単位でも利用する（ステップＳ１１３）。
【００４６】
前回の移動遷移の形が直角でない場合（ステップＳ１１２のＮｏ）、基準点位置推定部１５は、受信電界強度の変化から進行方向に対してどちら側に無線アクセスポイント３が存在するか判定する（ステップＳ１１４）。図７に示すように、移動遷移の形が直線で受信電界強度が大きくなる場合は、進行方向を無線アクセスポイント３の方向として判定する。受信電界強度が小さくなる場合は、進行方向の逆方向を無線アクセスポイント３の方向として判定する。
【００４７】
基準点位置推定部１５は、無線アクセスポイント３の方向を判定すると、処理単位の時間区間内で観測された受信電界強度を平均化し、受信電界強度と距離の関係式を用いて無線アクセスポイント３までの距離を算出する（ステップＳ１１５）。受信電界強度と距離の関係式は次式で表される。
【００４８】
Ｌｔｏｔａｌ＝２０ｌｏｇ１０＋Ｎｌｏｇ１０ｄ＋Ｌｆ（Ｎ）−２８  （ｄＢｍ）
ここで、Ｌｔｏｔａｌは受信電界強度、ｆは周波数、Ｌｆ（Ｎ）は電波の透過率、Ｎは距離減衰、ｄは距離を表す。
【００４９】
そして、位置変換部１６は、基準点位置推定部１５から無線アクセスポイント３までの距離と方向を受け取り、無線アクセスポイント３から見た現在位置までの距離と方向に変換し、携帯端末１の現在位置を決定する（ステップＳ１１６）。
【００５０】
以上の処理により、無線アクセスポイント３に対する携帯端末１の相対的な位置が求められるので、宅内の見取り図と見取り図上に配置した無線アクセスポイント３の位置から携帯端末１が宅内のどこに存在するのかを判定できる。図８に示す例では、無線アクセスポイント３から見て図上の左上に携帯端末１が存在し、携帯端末１はリビングにあることがわかる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、受信電界強度観測部１１が無線アクセスポイント３が出力する無線電波の受信電界強度を取得し、速度観測部１２と移動方向観測部１３が移動速度と移動方向を取得し、移動遷移推定部１４が移動速度と移動方向から移動遷移の形を推定し、基準点位置推定部１５が移動遷移の形と受信電界強度の変化から無線アクセスポイント３の方向を推定し、受信電界強度から無線アクセスポイント３までの距離を推定し、位置変換部１６が無線アクセスポイント３から携帯端末１の現在位置までの距離と方向を求めることで、無線アクセスポイント３から携帯端末１までの相対的な位置関係を特定でき、無線アクセスポイント３の配置位置を記載した宅内の見取り図を参照することで、携帯端末１を保持するユーザの位置を特定することができる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、宅内の見取り図と無線アクセスポイント３の位置を入力する機能を備えた位置推定装置について説明する。
【００５３】
図９は、第２の実施の形態における位置推定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【００５４】
図９に示す位置推定装置は、第１の実施の形態の位置推定装置に、入力ＩＦ（インタフェース）１７、地図情報登録部１８、および地図情報ＤＢ（データベース）１９を備えた構成である。
【００５５】
入力ＩＦ１７は、ユーザに対して宅内の間取り図の描画、ラベル（リビング、キッチンなど場所を示す情報）の入力、および間取り図上での無線アクセスポイント３の位置を入力するためのＧＵＩを提供し、入力された間取り図、エリア名、無線アクセスポイント３の位置を地図情報登録部１８に送信する。
【００５６】
地図情報登録部１８は、間取り図を単位区画（例えば１０×１０ｃｍ）に分割し、各単位区画までの無線アクセスポイント３からの距離と方向を求め、各単位区画にラベルを付与して地図情報ＤＢ１９に登録する。
【００５７】
地図情報ＤＢ１９は、単位区画ごとに無線アクセスポイント３からの距離と方向とラベルを格納する。
【００５８】
次に、地図情報を登録する処理について説明する。
【００５９】
図１０は、地図情報を登録する処理の流れを示すフローチャートである。
【００６０】
ユーザは、入力ＩＦ１７を利用して、宅内の間取り図を描画し、無線アクセスポイント３の位置を間取り図上に設定し、間取り図上の各エリアにラベルを付けて、登録ボタンを押す（ステップＳ２０１）。間取り図、無線アクセスポイント３の位置、ラベルは、例えば前出の図８のように入力する。間取り図は正確に描画され、縮尺、方位（北の向き）も入力されるものとする。なお、ユーザが見ている方向と同じ向きに間取り図を描画して登録ボタンを押すことで、間取り図の方位を移動方向観測部１３の地磁気センサにより取得してもよい。
【００６１】
登録ボタンが押されると、入力ＩＦ１７は、入力された間取り図、無線アクセスポイント３の位置、ラベルを地図情報登録部１８に送信し、地図情報登録部１８は、間取り図を単位区画に分割する（ステップＳ２０２）。
【００６２】
そして、単位区画それぞれについて、入力された縮尺と方位をもとに、無線アクセスポイント３からの距離と方向を算出するとともに（ステップＳ２０３）、単位区画それぞれに対応するラベルを取得し（ステップＳ２０４）、地図情報ＤＢ１９に登録する（ステップＳ２０５）。距離と方向が一致する単位区画がない場合には、距離と方向で表される１単位区画（すなわち点）を、アクセスポイントを中心とする（Ｘ，Ｙ）座標で表される点に変換し、地図情報ＤＢ１９内の単位区画（すなわち点）との距離が最短となる単位区画に対応するラベルを、当該単位区画のラベルと決定する。図１１に、地図情報ＤＢ１９に登録された地図情報の例を示す。
【００６３】
第１の実施の形態で説明した処理により、無線アクセスポイント３から見た携帯端末１までの距離と方向が推定されると、地図情報ＤＢ１９に登録された単位区画から携帯端末１の現在位置に該当する単位区画を検索してラベルを取得する。第２の実施の形態では、携帯端末１を保持するユーザの現在位置を示すラベルを取得できるので、ラベルに基づいたサービスを提供することが可能となる。例えば、ラベル（客室など）と機器ＩＤ（照明器具の識別子など）とを関連付けておき、携帯端末１を保持するユーザが客室に入室した場合、携帯端末１の現在位置から客室を示すラベルが取得され、客室を示すラベルに関連付けられた照明器具を自動点灯させることが可能となる。あるいは、ラベルに関連付けられた機器を操作するためのリモコン・アプリケーションを携帯端末１で自動的に実行させることが可能となる。例えば、携帯端末１を保持するユーザが客室に入室した場合に、照明器具を操作するためのリモコン・アプリケーションが携帯端末１で自動的に実行される。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、入力ＩＦ１７によりラベルを付与した間取り図と無線アクセスポイント３の位置情報を入力し、地図情報登録部１８が間取り図を単位区画に分割し、単位区画毎に無線アクセスポイント３からの距離と方向、ラベルを地図情報ＤＢ１９に登録しておくことで、携帯端末１の現在位置に該当する単位区画に関連付けられたラベルを取得することができ、ラベルに基づいたサービスを提供する場合に有用となる。
【００６５】
［第３の実施の形態］
第１，２の実施の形態では、観測された受信電界強度をそのまま用いたが、第３の実施の形態では、無線電波の反射や干渉を考慮し、観測された受信電界強度から環境変化の影響を排除して本来観測されうる受信電界強度を求め、無線アクセスポイント３の方向や距離を推定する。
【００６６】
無線アクセスポイント３からの距離にあまり差がない隣接した２地点間では、観測される受信電界強度はあまり差がないはずであると仮定し、隣接した２地点間での受信電界強度の差が大きい場合は環境変化によるものだと考えて、隣接した２地点間での受信電界強度の差を利用して受信電界強度を平滑化する。
【００６７】
基準点位置推定部１５は、各地点で観測された受信電界強度それぞれについて、受信電界強度観測部１１から受信した受信電界強度を次式（１）を用いて本来観測されうる受信電界強度に変換する。式（１）では、前後の地点との受信電界強度の差の出現確率Ｐを用いて現地点での受信電界強度を補正している。
【００６８】
Ｆideal(pi)=αＦreal(pi)+βＰ(Ｄi→i-1)+γＰ(Ｄi+1→i)+δＫ  ・・・  （１）
ここで、Ｆｉｄｅａｌ（ｐｉ）は地点ｐｉで本来観測されうる受信電界強度（予測値）、Ｆｒｅａｌ（ｐｉ）は地点ｐｉで実際に観測された受信電界強度、Ｄｉ→ｉ−１は前の地点ｐｉ−１との受信電界強度の差、Ｄｉ＋１→ｉは次の地点ｐｉ＋１との受信電界強度の差、Ｋは定数項（全体の平均や分散などはこの項に入る）、α，β，γ，δは係数である。α，β，γ，δは、いくつかの同様の環境で取得した値に対して、重回帰分析を実行することで値を決定する。
【００６９】
なお、Ｄｉ→ｉ−１，Ｄｉ＋１→ｉは、次式（２）で求められる。
【００７０】
Ｄi→i-1=Ｆreal(pi)-Ｆreal(pi-1)  ・・・  （２）
【００７１】
受信電界強度の差の出現確率Ｐ（Ｄｉ→ｉ−１）は、確率密度関数を用いて次式（３）で求められる。
【００７２】
Ｐ(Ｄi→i-1)=(2πσ2)-1/2・exp(-(x-μ)2/2σ2)  ・・・  （３）
ここで、μはｔ試行で得られる（ｋ−１）×ｔ個の全てのＤｉ→ｉ−１の平均値であり、σはその分散である。ｘには今回テストデータとして判定対象となるＤｉ→ｉ−１の値が入る。それぞれ次式で表すことができる。ここでｋとは、第１の実施の形態の図５で示した湾曲移動中に電波強度を観測した地点数のことである。
【００７３】
ｘ=Ｄi→i-1
μ=(Σtn=1（Σki=2 (Ｄi→i-1) ) ) / (ｋ−１)×ｔ
σ=μ2-μ'
μ'=（Σtn=1（Σki=2 (Ｄi→i-1)2 ) ）/ (ｋ−１)×ｔ
(μ並びにμ'の式で、各Ｄi→i-1は試行回目ｎに依存して異なる)
【００７４】
式（３）で求める受信電界強度の差の出現確率Ｐ（Ｄｉ→ｉ−１）は、受信電界強度の差Ｄｉ→ｉ−１が出現すべき値であるかを示しているため、受信電界強度の差の出現確率Ｐ（Ｄｉ→ｉ−１）が著しく低ければ、その地点で観測された受信電界強度は、本来観測されうる受信電界強度と大きくずれていると考えられる。したがって、受信電界強度の差の出現確率Ｐ（Ｄｉ→ｉ−１）は、当該地点で観測された受信電界強度の信頼度を得るためのパラメータになり得るといえる。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、受信電界強度観測部１１が観測した受信電界強度を、各地点で観測された受信電界強度それぞれについて、前後の地点との受信電界強度の差の出現確率を用いて受信電界強度を補正することにより、無線電波の反射や干渉など環境変化の影響を考慮して、無線アクセスポイント３の方向、距離を推定することができる。
【００７６】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態では、宅内の見取り図などを事前登録せずに、ラベルを自動的に付与する位置推定装置について説明する。
【００７７】
図１２は、第４の実施の形態における位置推定装置の構成を示す機能ブロック図である。図１２に示す位置推定装置は、第１の実施の形態の位置推定装置に、ラベル取得部２１、ラベル管理部２２、および位置ラベルＤＢ２３を備えた構成である。
【００７８】
ラベル取得部２１は、ユーザの携帯端末１の操作を監視し、ユーザの操作によって携帯端末１が制御した機器の機器ＩＤを取得し、ラベル管理部２２に送信する。本実施の形態では、ユーザの行動に基づくラベルとして携帯端末１が制御した機器の機器ＩＤを用いた。例えば、ユーザが携帯端末１を用いてエアコンを操作した場合、エアコンの機器ＩＤを取得する。
【００７９】
ラベル管理部２２は、ラベル取得部２１から機器ＩＤを受信するとともに、位置変換部１６から無線アクセスポイント３から見た携帯端末１の現在位置までの距離と方向を受信し、位置ラベルＤＢ２３に登録する。また、ラベル管理部２２は、受信した無線アクセスポイント３から見た携帯端末１の現在位置までの距離と方向に対応する機器ＩＤを位置ラベルＤＢ２３から取得し、現在の位置における位置ラベルとする。
【００８０】
位置ラベルＤＢ２３は、位置ラベル情報として、無線アクセスポイント３からの距離と方向、機器ＩＤを保存する。図１３に、位置ラベルＤＢ２３に保存された位置ラベル情報の例を示す。同図に示す例では、時間、無線アクセスポイント３からの距離と方向、機器ＩＤを関連付けて保存している。距離と方向で１地点を表現する以外に、座標として表現しても良い。
【００８１】
このように、携帯端末１の無線アクセスポイント３からの相対的な位置情報と機器を操作した履歴（機器ＩＤ）を蓄積することで、ユーザが携帯端末１を保持して移動するだけで、携帯端末１の位置情報からその場所でよく操作される機器を判定し、その機器を操作するためのリモコン・アプリケーションを携帯端末１に実行させることや、機器を自動で制御することが可能となる。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ラベル取得部２１が携帯端末１により制御された機器の機器ＩＤを取得し、ラベル管理部２２が無線アクセスポイント３からの距離と方向、機器ＩＤを関連付けて位置ラベルＤＢ２３に保存しておくことにより、宅内の見取り図を事前登録しなくても、携帯端末１の位置情報からラベル（機器ＩＤ）を得て、ラベルに基づいたサービスを提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００８３】
１…携帯端末
１０…アンテナ
１１…受信電界強度観測部
１２…速度観測部
１３…移動方向観測部
１４…移動遷移推定部
１５…基準点位置推定部
１６…位置変換部
１７…入力ＩＦ
１８…地図情報登録部
１９…地図情報ＤＢ
２１…ラベル取得部
２２…ラベル管理部
２３…位置ラベルＤＢ
３…無線アクセスポイント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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