(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を用いて移動端末位置を計算する位置計算装置であって、
無線信号を受信する信号受信手段と、
該受信信号を用いて位置計算に必要な位置計算情報を作成する位置計算情報生成手段と、
該位置計算情報を用いて位置計算に使用可能な基地局を選択する使用基地局選択手段と、
該使用基地局選択手段により選択された基地局の数を数える基地局数算出手段と、
前記選択された基地局の数に応じて位置計算方法を制御するための位置計算方法制御信号を作成する位置計算方法制御手段と、
該位置計算方法制御信号に応じた位置計算方法を用いて、前記位置計算情報と前記使用基地局選択手段により選択された基地局情報から移動端末位置を計算する位置計算手段と、
前記位置計算情報を保持しておく基地局情報保持手段とを有し、
前記位置計算手段は、前記位置計算方法制御信号が、前記選択された位置計算に使用可能な基地局数が１局または２局であることを示す場合は、前記基地局情報保持手段に保持される、過去の位置計算において使用された基地局のうち、前記選択された基地局とは異なる１局以上の基地局についての位置計算情報を補完基地局の位置計算情報として利用し、前記選択された基地局の位置計算情報と前記補完基地局の位置計算情報とを用いて位置計算を行うことを特徴とする位置計算装置。
【請求項２】
請求項１記載の位置計算装置であって、さらに、該計算された移動端末位置を用いて利用者に情報を提供する位置情報利用部を有し、該位置情報利用部は、前記使用基地局選択手段により選択された基地局の数に応じて、利用者に提供する情報を制御することを特徴とする位置計算装置。
【請求項３】
無線信号を受信して受信信号を作成し、
該受信信号を用いて位置計算に必要な位置計算情報を作成し、
前記位置計算情報を保持し、
該位置計算情報を用いて位置計算に使用可能な基地局を選択し、
前記位置計算に使用可能な基地局の数を数え、前記使用可能な基地局の数に応じて位置計算方法を制御するための位置計算方法制御信号を作成し、
該位置計算方法制御信号に応じた位置計算方法を用いて、前記位置計算情報と前記使用基地局選択手段により選択された基地局情報から移動端末位置を計算する位置計算方法であって、
前記選択された基地局数が１局または２局である場合は、前記保持される位置計算情報のうち、過去の位置計算において使用された基地局であって、前記選択された基地局とは異なる１局以上の基地局についての位置計算情報を補完基地局の位置計算情報とし、前記選択された基地局の位置計算情報と前記補完基地局の位置計算情報とを用いて位置計算を行うことを特徴とする位置計算方法。
【請求項４】
請求項３記載の位置計算方法であって、前記選択された基地局の数に応じて制御される情報を利用者に提供することを特徴とする位置計算方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線信号を用いて現在位置を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平7-181242号公報は、セルラ電話の信号を用いて移動端末の現在位置を算出する方法を開示している。同公報における移動端末の現在位置測定方法を以下に説明する。移動端末は3つのセルラ電話基地局から送信された信号を受信する。この受信信号をもとに、移動端末は各基地局からの信号の伝搬時間差を算出する。移動端末は前記伝搬時間差を用いて、三角測量の原理により、現在位置を算出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話基地局の直近や携帯電話基地局数の少ない郊外や山間部では、移動端末位置において位置測定可能な受信品質を満たす携帯電話基地局の数が減少する。これにより、位置計算に利用できる受信品質を満たす基地局数が2以下となり、位置計算に最低限必要な3つの基地局からの信号を利用することができなくなる。このため、三角測量を用いた従来の方法では移動端末の現在位置を計算することが不可能となる。これにより2以下の基地局からの信号しか位置計算に利用できないエリアにおいては、位置情報を利用したサービスを受けられなくなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、位置計算を行う装置は位置計算に使用可能な基地局の数を算出し、該基地局の数が3以上の場合は三角測量による位置計算を行い、該基地局の数が2の場合は2基地局用の位置計算方法による位置計算を行い、該基地局の数が1の場合は1基地局用の位置計算方法を用いて位置計算を行う。更に、位置計算に使用可能な基地局の数に応じて移動端末保持者に提供する情報を制御する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明を実施する装置の構成を図1に示す。信号受信部101はアンテナ100で受信されたセルラ信号に対応した高/中間周波数での受信処理、ベースバンド信号の復調処理を行い、セルラ受信信号102を作成する。
【０００６】
位置計算情報生成部103はセルラ受信信号102から位置計算に必要な位置計算情報104を生成し、使用基地局選択部105へ出力する。ここで位置計算に必要な情報としては、例えば各基地局からのセルラ信号の受信タイミングや各基地局からのセルラ信号の受信信号品質等が挙げられる。受信タイミングは、例えばマッチトフィルタを用いて受信信号の遅延プロファイルを作成することで求めることができる。受信信号品質は前記遅延プロファイルの相関値から求めることができる。
【０００７】
使用基地局選択部105は入力された位置計算情報104をもとに、位置計算に使用可能な基地局を選択し、選択された基地局の位置計算情報106を基地局数算出部200と位置計算部400へ出力する。基地局数の選択方法としては例えば、受信信号の信号対雑音電力比が予め定められた閾値を超えた基地局のみを選択する方法を用いれば良い。
【０００８】
基地局数算出部200は使用基地局選択部105で選択された基地局数をカウントし、選択された基地局数201を位置計算方法制御部300へ出力する。
【０００９】
位置計算方法制御部300は、選択された基地局数201に応じて位置計算部400での位置計算方法を制御するための制御信号301を位置計算部400と位置情報利用部500へ出力する。ここで本実施例では、選択された基地局数201が1の場合は制御信号301を1とし、選択された基地局数201が2の場合は制御信号301を2とし、選択された基地局数201が3以上の場合は制御信号301を3とする。
【００１０】
位置計算部400は制御信号301の制御に従って位置計算方法を選択し、使用基地局選択部105において選択された基地局の位置計算情報106を用いて移動端末の現在位置を算出し、位置計算結果401を出力する。位置計算部400の動作フローを図2を用いて説明する。位置計算部400はまず制御信号301が「3」で有るか否かを判定する(ステップ410)。制御信号301が「3」である場合、位置計算部400は三角測量による位置計算を行う(ステップ411)。制御信号301が「3」で無い場合、位置計算部400は制御信号301が「2」で有るか否かを判定する(ステップ420)。制御信号301が「2」である場合、位置計算部400は2基地局用位置計算方法を用いた位置計算を行う(ステップ421)。ステップ420における判定で制御信号301が「2」で無い場合、すなわち制御信号301が「1」である場合、位置計算部400は1基地局用位置計算方法を用いた位置計算を行う(ステップ431)。位置計算部400は制御信号301に応じて選択された位置計算方法の位置計算結果412、422及び432を位置計算結果401として出力する(ステップ440)。
【００１１】
2基地局用位置計算ステップ421の構成の第一例を図3に示す。本例では使用基地局選択部105において選択された基地局の位置計算情報106のうち、第1及び第2基地局位置(X1, Y1)及び(X2, Y2)が位置計算に使用される。基地局位置平均化部600は前記(X1, Y1)及び(X2, Y2)のX成分及びY成分それぞれの平均値を算出し、移動端末位置(X, Y)として出力する。
【００１２】
2基地局用位置計算ステップ421の構成の第二例を図4に示す。本例では使用基地局選択部105において選択された基地局の位置計算情報106のうち、第1及び第2基地局位置(X1, Y1)及び(X2, Y2)と、第1及び第2基地局からの受信信号の受信品質W1及びW2が位置計算に使用される。ここで本実施例では受信信号の受信品質として、信号対雑音電力比SNRを用いる。受信品質としては他に、例えば受信信号の受信電力を用いても良い。基地局位置平均化部600は、前記(X1, Y1)及び(X2, Y2)のX成分及びY成分それぞれを、受信品質W1及びW2を重みとして平均した重み付け平均値を算出し、移動端末位置(X, Y)として出力する。
【００１３】
2基地局用位置計算ステップ421の構成の第三例を図5に示す。使用基地局選択部105において選択された基地局の位置計算情報106は三角測量計算部602と基地局情報保持部603に入力される。基地局情報保持部603は過去の位置計算で使用した位置計算情報を保持する。本例では使用基地局選択部105で選択された基地局は第1基地局と第2基地局の2局であり、三角測量を行うためには基地局が1局不足する。そこで、使用基地局保持部603は、過去の位置計算で使用した位置計算情報のうち、前記第1基地局及び第2基地局とは異なる第3基地局の位置計算情報604を選出し、三角測量計算部602へ出力する。ここで第3基地局の選出方法としては、例えば現在に最も近い時点で位置計算に使用された基地局のうち、第1基地局及び第2基地局と異なる基地局を選出すれば良い。またこのような基地局が複数存在する場合は、例えばその中から最も受信品質の良いものを選出すれば良い。三角測量計算部は使用基地局選択部105から入力される第1及び第2基地局の位置計算情報と、基地局情報保持部603から入力される第3基地局の位置計算情報を用いて、三角測量の原理による位置計算を行い、移動端末位置422を出力する。
【００１４】
1基地局用位置計算ステップ431の構成の第一例を図6に示す。本例では使用基地局選択部105において選択された第1基地局の位置計算情報106のうち、第1基地局位置(X1, Y1)が位置計算に使用される。基地局位置出力部700は前記(X1, Y1)をそのまま移動端末位置(X, Y)として出力する。
【００１５】
1基地局用位置計算ステップ431の構成の第二例を図7に示す。使用基地局選択部105において選択された基地局の位置計算情報106は三角測量計算部701と基地局情報保持部702に入力される。基地局情報保持部702は過去の位置計算で使用した位置計算情報を保持する。本実施例では使用基地局選択部105で選択された基地局は第1基地局のみの1局であり、三角測量を行うためには基地局が2局不足する。そこで、使用基地局保持部702は、過去の位置計算で使用した位置計算情報のうち、前記第1基地局とは異なる第2基地局及び第3基地局の位置計算情報703を選出し、三角測量計算部701へ出力する。ここで第3基地局の選出方法としては、例えば現在に最も近い時点で位置計算の使用された基地局のうち、第1基地局と異なる2つの基地局を選出すれば良い。またこのような基地局が複数存在する場合は、例えばその中から最も受信品質の良い2つの基地局を選出すれば良い。三角測量計算部は使用基地局選択部105から入力される第1基地局の位置計算情報と、基地局情報保持部702から入力される第2及び第3基地局の位置計算情報を用いて、三角測量の原理による位置計算を行い、移動端末位置432を出力する。
【００１６】
位置情報利用部500は入力された位置計算結果401と制御信号301を用いて、周辺店舗情報や経路案内等の位置情報を用いたサービスを移動端末保持者に提供する。
【００１７】
位置情報を用いたサービスとして周辺店舗情報を提供する場合の位置情報利用部500の動作を図8に示す。位置計算結果401が現在位置として位置800を示しているとする。まず制御信号301が「3」の場合を説明する。この場合、位置計算に使用された基地局数は3局以上であり、位置計算結果400の精度は良いと考えられる。この場合、位置情報利用部500は移動端末保持者に周辺店舗情報として、エリア801内の店舗810及び811の情報を提供する。次に制御信号301が「2」の場合を説明する。この場合、位置計算に使用された基地局数は2局であり、位置計算結果400の精度は制御信号301が「3」の場合より悪いと考えられる。この場合、位置情報利用部500は移動端末保持者に周辺店舗情報として、エリア801より広いエリア802内の店舗810、811及び812の情報を提供する。最後に制御信号301が「3」の場合を説明する。この場合、位置計算に使用された基地局数は1局であり、位置計算結果400の精度は制御信号301が「2」の場合より更に悪いと考えられる。この場合、位置情報利用部500は移動端末保持者に周辺店舗情報として、エリア802より広いエリア803内の店舗810、811、812及び813の情報を提供する。
【００１８】
このように位置情報利用部500が位置測定精度に応じて提供する店舗情報のエリアを制御することで、位置測定精度が悪い場合にも、移動端末保持者に周辺店舗の情報を提供することが可能になる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明により、2つ以下の基地局からの信号しか位置計算に利用できないエリアにおいても、移動端末の現在位置を計算することができる。これにより位置情報サービスのサービスエリアの拡大が可能となる。更に、位置計算に使用する基地局数に応じて、利用者に提供する情報を制御することで、例えば1つの基地局しか位置計算に利用できず、位置測定精度が悪い場合においても、利用者に有益な情報を提供することができる。これにより位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する装置構成図。
【図２】位置計算部400の動作フロー。
【図３】2基地局用位置計算ステップ421を実現する構成の第一例。
【図４】2基地局用位置計算ステップ421を実現する構成の第二例。
【図５】2基地局用位置計算ステップ421を実現する構成の第三例。
【図６】1基地局用位置計算ステップ431を実現する構成の第一例。
【図７】1基地局用位置計算ステップ431を実現する構成の第二例。
【図８】周辺店舗情報サービスの場合の位置情報利用部500の動作。
【符号の説明】
100…アンテナ、101…信号受信部、102…セルラ受信信号、103…位置計算情報生成部、104…位置計算情報、105…使用基地局選択部、106…選択された基地局の位置計算情報、200…基地局数算出部、201…選択された基地局数、300…位置計算方法制御部、301…位置計算方法を制御するための制御信号、400…位置計算部、401…位置計算結果、410、411、420、421、431、440…位置計算部400の動作ステップ、412…三角測量による位置計算結果、422…2基地局用位置計算方法による位置計算結果、432…1基地局用位置計算方法による位置計算結果、500…位置情報利用部、600…基地局位置平均化部、601…基地局位置重み付き平均化部、602…三角測量計算部、603…基地局情報保持部、604…第3基地局情報、700…基地局位置出力部、701…三角測量計算部、702…基地局情報保持部、703…第2及び第3基地局情報、800…位置計算結果、801…位置計算に利用した基地局数が3以上の場合の店舗情報提供エリア、802…位置計算に利用した基地局数が2の場合の店舗情報提供エリア、803…位置計算に利用した基地局数が1の場合の店舗情報提供エリア、810、811、812、813…店舗。
【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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