(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方法で推定された無線端末の現在位置を示す現在位置情報を設定する設定部と、
少なくとも移動局を含む複数の無線局から受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の無線局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する推定部と、
前記距離情報と少なくとも建物内部の区画配置を含む空間構成を示すマップ情報とを用いて、前記空間構成内において前記無線端末が存在可能な存在可能範囲として、前記空間構成内において前記無線端末が前記無線局から前記距離情報の示す距離だけ離れて存在可能な幾何学的な範囲を算出する算出部と、
前記現在位置情報の示す現在位置が前記存在可能範囲外の位置にある場合、前記現在位置を、前記存在可能範囲内で前記現在位置情報が示す位置に一番近い位置に補正する補正部と、を備える
位置推定装置。
【請求項２】
前記位置推定装置は、前記無線端末に搭載されている
請求項１に記載の位置推定装置。
【請求項３】
前記マップ情報の示す空間構成は、前記建物内部の区画配置と、当該建物内部における信号を減衰させる障害物の配置とを含み、
前記算出部は、前記空間構成内で前記距離情報が示す第１距離の間に前記障害物が存在する場合、前記障害物に応じて前記第１距離を補正した第２距離を用いることにより、前記存在可能範囲を算出する
請求項１または２に記載の位置推定装置。
【請求項４】
前記位置推定装置は、
さらに、前記複数の無線局それぞれと通信し、前記複数の無線局それぞれが保持する無線局情報を取得する取得部を備え、
前記算出部は、前記マップ情報、前記距離情報および前記無線局情報を用いて前記存在可能範囲を算出し、
前記複数の無線局は、移動局および固定局を含み、
前記無線局情報は、当該無線局情報が保持されていた無線局が固定局の場合に、当該固定局の位置を示す位置情報を含む
請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置推定装置。
【請求項５】
前記無線局情報は、当該無線局情報が保持されていた無線局と当該無線局とは異なる他の無線局との間の距離を示す距離情報を含む
請求項４に記載の位置推定装置。
【請求項６】
前記無線局情報は、当該無線局情報が保持されていた無線局が送信する信号の送信強度を含み、
前記推定部は、前記受信強度および前記送信強度を用いて、前記距離情報を推定する
請求項４または５に記載の位置推定装置。
【請求項７】
前記位置推定装置は、さらに、
前記無線端末の加速度情報および前記無線端末の方位情報を検出する検出部を有し、
前記設定部は、
前記検出部により検出された前記加速度情報および前記方位情報を用いた自律航法により推定される現在位置を前記現在位置情報として設定する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置推定装置。
【請求項８】
前記複数の無線局は、基地局を含み、
前記推定部は、前記基地局から受信した信号の受信強度を用いて、前記基地局から前記無線端末までの間の距離情報を推定し、
前記設定部は、
前記基地局から前記無線端末までの距離情報および前記基地局の位置情報を用いて推定される前記無線端末の位置を前記現在位置情報として設定する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置推定装置。
【請求項９】
前記位置推定装置は、さらに、
前記無線端末の加速度情報および前記無線端末の方位情報を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記加速度情報および前記方位情報を用いた自律航法により前記無線端末の現在位置を推定する自律航法位置推定部とを備え、
前記設定部は、
前記自律航法位置推定部により推定される現在位置を前記現在位置情報として設定する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置推定装置。
【請求項１０】
前記位置推定装置は、さらに、
前記自律航法位置推定部が推定した前記現在位置の精度を示す現在位置精度に基づいて、前記設定部により設定された現在位置情報の補正が必要か否かを判定する判定部を備え、
前記判定部は、前記現在位置精度が閾値以下の場合に、設定された現在位置情報の補正が必要と判断し、
前記算出部は、前記判定部により設定された前記現在位置情報の補正が必要と判断される場合のみ、前記存在可能範囲を算出する
請求項９に記載の位置推定装置。
【請求項１１】
前記現在位置精度は、前記自律航法位置推定部により前記現在位置が推定された第１時間と、前記自律航法位置推定部により前記現在位置の前の前回現在位置が推定された第２時間との間隔が大きいほど、前記現在位置の精度が低い旨を示す小さな値を有する、
請求項１０に記載の位置推定装置。
【請求項１２】
所定の方法で推定された無線端末の現在位置を示す現在位置情報を設定する設定ステップと、
少なくとも移動局を含む複数の無線局から受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の無線局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する推定ステップと、
前記距離情報と少なくとも建築物内部の区画配置を含む空間構成を示すマップ情報とを用いて、前記空間構成内において前記無線端末が存在可能な存在可能範囲として、前記空間構成内において前記無線端末が前記無線局から前記距離情報の示す距離だけ離れて存在可能な幾何学的な範囲を算出する算出ステップと、
前記現在位置情報の示す現在位置が算出された前記存在可能範囲外の位置にある場合、前記現在位置を、前記存在可能範囲内で前記現在位置情報が示す位置に一番近い位置に補正する補正ステップとを含む
位置推定方法。
【請求項１３】
無線端末の現在位置を示す現在位置情報を設定する設定ステップと、
少なくとも移動局を含む複数の無線局から受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の無線局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する推定ステップと、
前記距離情報と少なくとも建築物内部の区画配置を含む空間構成を示すマップ情報とを用いて、前記空間構成内において前記無線端末が存在可能な存在可能範囲として、前記空間構成内において前記無線端末が前記無線局から前記距離情報の示す距離だけ離れて存在可能な幾何学的な範囲を算出する算出ステップと、
前記現在位置情報の示す現在位置が算出された前記存在可能範囲外の位置にある場合、前記現在位置を、前記存在可能範囲内で前記現在位置情報が示す位置に一番近い位置に補正する補正ステップとをコンピュータに実行させる
プログラム。
【請求項１４】
無線端末の現在位置を推定する集積回路であって、
前記無線端末の現在位置を示す現在位置情報を設定する設定部と、
少なくとも移動局を含む複数の無線局から受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の無線局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する推定部と、
前記距離情報と少なくとも建築物内部の区画配置を含む空間構成を示すマップ情報とを用いて、前記空間構成内において前記無線端末が存在可能な存在可能範囲として、前記空間構成内において前記無線端末が前記無線局から前記距離情報の示す距離だけ離れて存在可能な幾何学的な範囲を前記空間構成内で満たす範囲を算出する算出部と、
前記現在位置情報の示す現在位置が算出された前記存在可能範囲外の位置にある場合、前記現在位置を、前記存在可能範囲内で前記現在位置情報が示す位置に一番近い位置に補正する補正部と、を備える
集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末の現在位置を推定する位置推定装置、位置推定方法、プログラムおよび集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、環境問題に対応した電力使用量の管理のため、多様な家電機器を家庭内ネットワークに接続し、ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いて家電機器を制御するＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）の導入が進んでいる。【０００３】
ＨＥＭＳでは、システムを利用するユーザの位置に応じて家電機器の電源ＯＮ／ＯＦＦを切り替える等の制御を行うため、屋内における精度の高い位置測定技術が必要となる。【０００４】
屋内における位置測定技術として、無線通信を行う無線局からの信号の受信強度が無線局からの距離に応じて減衰する性質を利用して、無線局からの距離を算出することにより無線端末の位置を推定する手法がある。【０００５】
特許文献１では、あらかじめ位置の分かっている基地局の数が少ない場合に、実測手段を用いて特定の端末の位置情報を取得し、当該特定の端末を基地局として扱うことによって位置推定の高精度化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の方法では何らかの実測手段を用いて特定の端末の位置情報を取得する必要があるため、実測手段を持たない無線端末に応用することは困難である。【０００８】
本発明は、上記問題を鑑みて、あらかじめ位置の分かっている基地局の数が少ない場合に、特別な測位装置を追加で必要とせず、位置推定精度の向上を図ることが可能な位置推定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】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明に係る位置推定装置は、無線端末の推定された現在位置を示す現在位置情報を設定する設定部と、少なくとも移動局を含む複数の無線局から受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の無線局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する推定部と、前記距離情報と少なくとも建物内部の区画配置を含む空間構成を示すマップ情報とを用いて、前記空間構成内において前記無線端末が存在可能な存在可能領域として、前記無線端末が前記距離情報の示す距離を前記空間構成内で満たす領域を算出する算出部と、前記現在位置情報の示す現在位置が前記存在可能領域外の位置にある場合、前記現在位置を、前記存在可能領域内の位置に補正する補正部と、を備える。【００１０】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る位置推定装置は、あらかじめ位置の分かっている基地局の数が少ない場合に、特別な測位装置を追加で必要とせず、位置推定精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１における位置推定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１における基地局管理情報の例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１における受信電界強度と距離の関係を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１における推定距離情報および距離精度情報の具体例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１におけるマップ情報および無線局の配置例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１における無線局情報の例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１における他無線局情報の例を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１における存在可能領域の算出方法を示す説明図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態１における存在可能領域の算出方法を示す説明図である。
【図９】図９は、実施の形態１における障害物の種類と補正倍率の対応例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態１における存在可能領域の算出方法を示す説明図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施の形態１における存在可能領域の算出方法を示す説明図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１における存在可能領域の算出方法を示す説明図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態１における存在可能領域の算出方法を示す説明図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施の形態１における存在可能領域の算出方法を示す説明図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、実施の形態１における存在可能領域の算出方法を示す説明図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態１における存在可能領域の算出方法を示す説明図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施の形態１における存在可能領域の算出方法を示す説明図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１における算出された存在可能領域の具体例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態１における算出された存在可能領域の具体例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態１における算出された存在可能領域の具体例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態１における算出された存在可能領域の具体例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態１における位置推定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、実施の形態１における位置推定装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、実施の形態１における位置推定装置の動作を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、実施の形態１における位置推定装置の動作を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、位置推定装置の最小構成を示すブロック図である。
【図２３】図２３は、図２２に示す位置推定装置の動作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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の第１態様に係る位置推定装置は、無線端末の推定された現在位置を示す現在位置情報を設定する設定部と、少なくとも移動局を含む複数の無線局から受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の無線局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する推定部と、前記距離情報と少なくとも建物内部の区画配置を含む空間構成を示すマップ情報とを用いて、前記空間構成内において前記無線端末が存在可能な存在可能領域として、前記無線端末が前記距離情報の示す距離を前記空間構成内で満たす領域を算出する算出部と、前記現在位置情報の示す現在位置が前記存在可能領域外の位置にある場合、前記現在位置を、前記存在可能領域内の位置に補正する補正部と、を備える。
【００１４】
この構成によれば、マップ情報と無線局からの距離情報とを用いることにより、あらかじめ位置の分かっている基地局の数が少ない場合においても、特別な測位装置を追加で必要とせず無線端末の位置推定精度の向上を図ることができる。
【００１５】
それにより、あらかじめ位置の分かっている基地局の数が少ない場合に、特別な測位装置を追加で必要とせず、位置推定精度の向上を図ることができる位置推定装置を実現することができる。
【００１６】
ここで、例えば、第２の態様に係る位置推定装置は、上記第１の態様において、例えば、前記無線端末に搭載されているとしてもよい。
【００１７】
また、例えば、第３の態様に係る位置推定装置は、上記第１または２の態様において、前記マップ情報の示す空間構成は、前記建物内部の区画配置と、当該建物内部における信号を減衰させる障害物の配置とを含み、前記算出部は、前記空間構成内で前記距離情報が示す第１距離の間に前記障害物が存在する場合、前記障害物に応じて前記第１距離を補正した第２距離を用いることにより、前記存在可能領域を算出するとしてもよい。
【００１８】
この構成によれば、無線信号を減衰させる障害物に応じて、距離情報の補正を行うので、無線端末の位置推定精度の向上を図ることができる。
【００１９】
また、例えば、第４の態様に係る位置推定装置は、上記第１の態様〜第３の態様のいずれかにおいて、さらに、前記複数の無線局のうち同一ネットワークに属する複数の無線局に通信モードを変更するように指示する指示部を備え、前記推定部は、前記指示に応じて通信モードが変更された当該複数の無線局が送信する信号の受信強度を測定し、測定した受信強度を用いて前記距離情報を推定するとしてもよい。
【００２０】
この構成によれば、同一ネットワークに存在する無線局それぞれからの距離情報を推定でき、位置推定に利用することができる。
【００２１】
また、例えば、第５の態様に係る位置推定装置は、上記第１の態様〜第４の態様のいずれかにおいて、例えば、さらに、前記複数の無線局それぞれと通信し、前記複数の無線局それぞれが保持する無線局情報を取得する取得部を備え、前記算出部は、前記マップ情報、前記距離情報および前記無線局情報を用いて前記存在可能領域を算出するとしてもよい。
【００２２】
ここで、例えば、第６の態様に係る位置推定装置では、上記第５の態様において、前記無線局は、移動局および固定局を含み、前記無線局情報は、当該無線局情報が保持されていた無線局が固定局の場合に、当該固定局の位置を示す位置情報を含むとしてもよい。
【００２３】
この構成によれば、同一ネットワークに属する固定局の位置情報を利用して存在可能領域を算出し、算出した存在可能領域を用いて位置推定を行うので、無線端末の位置推定精度の向上を図ることができる。
【００２４】
また、例えば、第７の態様に係る位置推定装置では、上記第５または６の態様において、前記無線局情報は、当該無線局情報が保持されていた無線局と当該無線局とは異なる他の無線局との間の距離を示す距離情報を含むとしてもよい。
【００２５】
この構成によれば、前記無線局それぞれが保持する前記無線局と他の無線局との間の距離情報を用いて同一ネットワークに属する無線局同士の相対的な位置関係を算出し、同一ネットワークに属する無線局同士の相対的な位置関係を利用して存在可能領域を算出することができる。その結果、算出した存在可能領域を用いて行う無線端末の位置推定の精度向上を図ることができる。
【００２６】
また、例えば、第８の態様に係る位置推定装置では、上記第５の態様〜第７の態様のいずれかにおいて、例えば、前記無線局情報は、当該無線局情報が保持されていた無線局が送信する信号の送信強度を含み、前記推定部は、前記受信強度および前記送信強度を用いて、前記距離情報を推定するとしてもよい。
【００２７】
この構成によれば、無線局からの距離の推定精度の向上を図ることができ、その結果、無線端末の位置の推定精度の向上を図ることができる。
【００２８】
また、例えば、第９の態様に係る位置推定装置は、上記第１の態様〜第８の態様のいずれかにおいて、例えば、さらに、前記無線端末の加速度情報および前記無線端末の方位情報を検出する検出部を有し、前記設定部は、前記検出部により検出された前記加速度情報および前記方位情報を用いた自律航法により推定される現在位置を前記現在位置情報として設定するとしてもよい。
【００２９】
また、例えば、第１０の態様に係る位置推定装置では、上記第１の態様〜第８の態様のいずれかにおいて、例えば、前記推定部は、前記複数の無線局のうち基地局から受信した信号の受信強度を用いて、前記基地局から前記無線端末までの間の距離情報を推定し、前記設定部は、前記基地局から前記無線端末までの距離情報および前記基地局の位置情報を用いて推定される前記無線端末の位置を前記現在位置情報として設定するとしてもよい。
【００３０】
また、例えば、第１１の態様に係る位置推定装置は、上記第１の態様〜第８の態様のいずれかにおいて、例えば、さらに、前記無線端末の加速度情報および前記無線端末の方位情報を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記加速度情報および前記方位情報を用いた自律航法により前記無線端末の現在位置を推定する自律航法位置推定部とを備え、前記設定部は、前記自律航法位置推定部により推定される現在位置を前記現在位置情報として設定するとしてもよい。
【００３１】
また、例えば、第１２の態様に係る位置推定装置は、上記第１１の態様において、さらに、前記自律航法位置推定部が推定した前記現在位置の精度を示す現在位置精度に基づいて、前記設定部により設定された現在位置情報の補正が必要か否かを判定する判定部を備え、前記判定部は、前記現在位置精度が閾値以下の場合に、設定された現在位置情報の補正が必要と判断し、前記算出部は、前記判定部により設定された前記現在位置情報の補正が必要と判断される場合のみ、前記存在可能領域を算出するとしてもよい。
【００３２】
ここで、例えば、第１３の態様に係る位置推定装置では、上記第１２の態様において、前記現在位置精度は、前記自律航法位置推定部により前記現在位置が推定された第１時間と、前記自律航法位置推定部により前記現在位置の前の前回現在位置が推定された第２時間との間隔が大きいほど、前記現在位置の精度が低い旨を示す小さな値を有するとしてもよい。
【００３３】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００３４】
以下、本発明の一態様に係る位置推定装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３５】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の一形態に係る位置推定装置１００は、例えば、携帯電話などの無線端末に備えられ、該無線端末（以下、対象端末とする。）の現在位置を推定する機能を有する。
【００３６】
＜１．構成＞
図１は、実施の形態１における位置推定装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、位置推定装置１００は、センサ部１０１、無線処理部１０５、制御部１０６および記憶部１１９を備える。また、センサ部１０１は、加速度センサ１０２、角速度センサ１０３および地磁気センサ１０４を備え、制御部１０６は、端末情報算出部１０７、自律航法位置推定部１１０、無線強度測定部１１１、距離推定部１１２、ＲＳＳＩ位置推定部１１３、仮位置設定部１１４、通信モード変更指示部１１５、送受信制御部１１６、存在可能領域算出部１１７および補正部１１８を備える。端末情報算出部１０７は、さらに、姿勢変化量算出部１０８および端末移動量算出部１０９を備える。
【００３７】
センサ部１０１は、例えば検出部の一例であり、対象端末の加速度情報および対象端末の方位情報を検出する。以下、センサ部１０１を構成する加速度センサ１０２、角速度センサ１０３および地磁気センサ１０４について説明する。
【００３８】
加速度センサ１０２は、対象端末の３軸方向の加速度を検出し、電気信号に変換した加速度情報として端末情報算出部１０７へ出力する。
【００３９】
角速度センサ１０３は、対象端末の３軸方向の角速度を検出し、電気信号に変換した角速度情報として端末情報算出部１０７へ出力する。
【００４０】
地磁気センサ１０４は、３軸方向の地磁気を検出し、電気信号に変換した地磁気情報として端末情報算出部１０７へ出力する。
【００４１】
無線処理部１０５は、アンテナなどから構成され、他の無線局と通信するために無線信号を送受信する機能を有する。ここで、無線局とは、他の無線局と無線通信を行う機能を持った装置である。無線局の例として、携帯電話の親局や無線ＬＡＮアクセスポイントなどの基地局、携帯電話やＰＨＳなどの移動局、無線機能を有するテレビジョンなど位置の固定される固定局が挙げられる。
【００４２】
より詳細には、無線局とは無線設備及び無線設備の操作を行う者の総体のことであり、受信のみを目的とするものを含まない。本実施の形態では、無線局とは、移動局、固定局、基地局を含み、少なくとも無線信号を送信するものとして説明する。また、本実施の形態では、移動局は、正確な位置がわからない携帯電話やＰＨＳ等として説明する。また、本実施の形態では、基地局は、正確な位置がわかるものとして説明する。なお、固定局は、テレビのように位置が固定されるものであるが、必ずしも位置がわかるものではないが、本実施の形態では、無線機能を有するテレビジョンなどとして、位置がわかるものとして説明する。
【００４３】
姿勢変化量算出部１０８は、センサ部１０１から入力される角速度情報から前回位置推定時からの姿勢変化量を算出し、算出した姿勢変化量を自律航法位置推定部１１０へ出力する。本実施の形態では、角速度情報を積分することにより算出される、角速度センサの３軸方向に対する対象端末の角度の変化量を、上記姿勢変化量として用いる。
【００４４】
端末移動量算出部１０９は、センサ部１０１から入力される加速度情報および地磁気情報に基づいて、前回位置推定時からの対象端末の移動量を算出し、算出した対象端末の移動量を自律航法位置推定部１１０へ出力する。本実施の形態では、加速度情報および地磁気情報を用いて、地心直交座標系におけるＸ軸方向（東西方向）、Ｙ軸方向（南北方向）およびＺ軸方向（高さ）の加速度を算出し、算出した加速度を２回積分することにより算出される距離を前回位置推定時からの移動量として用いる。
【００４５】
自律航法位置推定部１１０は、図１に記載していない計時手段を有し、（１）前回位置推定時からの経過時間を計測する機能、（２）前回位置推定時の位置情報に対して、端末情報算出部１０７から入力される対象端末の移動量の加算を行い、自律航法により推定された位置を示す自律位置情報を算出する機能、および、（３）端末情報算出部１０７から入力される対象端末の姿勢変化量および移動量、並びに、上述の経過時間を用いて、上記仮の位置の精度を示す自律位置精度情報を算出する機能を有する。自律航法位置推定部１１０は、算出した自律航法位置情報および自律航法精度情報を仮位置設定部１１４に出力する。
【００４６】
このように、自律航法位置推定部１１０は、センサ部１０１により検出された加速度情報および方位情報を用いた自律航法により対象端末の現在位置を推定する。
【００４７】
ここで、自律航法精度情報について説明する。センサ部からの入力には、ある程度の誤差が含まれる。一般的に、検出対象の値（加速度、角速度および地磁気方向）が急激な変化をするほど、誤差は大きくなり、また、時間経過に従って誤差が蓄積されていく。
【００４８】
上記問題を鑑みて、自律航法位置推定部１１０は、対象端末の姿勢変化量、対象端末の移動量および前回位置推定時からの経過時間の各値が大きくなるに従って、低くなるような値を自律航法精度情報として算出する。本実施の形態では、例えば、対象端末の姿勢変化量の３軸合計、対象端末の移動量の３軸合計および前回測定時からの経過時間をそれぞれ所定のしきい値Ｔａｎｇｌｅ［ｒａｄ］（例えば、π／１８［ｒａｄ］）、Ｔｄｉｓｔａｎｃｅ［ｍ］（例えば、１００［ｍｍ］）およびＴｔｉｍｅ「ｓ」（例えば、１００［ｍｓ］）で割った商を１００から減算した値を自律航法精度情報として算出する。
【００４９】
無線強度測定部１１１は、無線処理部１０５が受信した信号の受信電界強度を無線局ごとに測定する。無線強度測定部１１１は、測定した受信電界強度を、各無線局を識別する無線局ＩＤと対応付けた受信強度情報として距離推定部１１２に出力する。
【００５０】
距離推定部１１２は、例えば、推定部の一例であり、少なくとも移動局を含む複数の無線局から受信した信号の受信強度を用いて、複数の無線局それぞれから対象端末までの距離を示す距離情報を推定する。
【００５１】
具体的には、距離推定部１１２は、無線強度測定部１１１から入力された受信強度情報を用いて各無線局までの推定距離およびその精度を算出し、それぞれ無線局ＩＤと対応付けて推定距離情報および距離精度情報としてＲＳＳＩ位置推定部１１３および存在可能領域算出部１１７に出力する。
【００５２】
ここで、距離推定部１１２は、記憶部１１９に距離推定対象の無線局の送信出力が記憶されている場合は、その送信出力を用いて、推定距離情報および距離精度情報の算出を行う。
【００５３】
無線局のうち基地局の送信出力は、後述の処理で使用する基地局に関するデータとともに、記憶部１１９であらかじめ記憶されている。図２は、基地局管理情報２００の例である。基地局管理情報２００は、基地局ＩＤレコード群からなり、各基地局ＩＤレコードは、送信出力、位置情報の各項目からなる。ここで、基地局ＩＤは、各基地局を一意に特定するＩＤ情報である。また、送信出力は、各基地局の電波の送信電力を示し、位置情報は、各基地局の地心直交座標系における座標（緯度、経度および高さ）を示す。
【００５４】
また、距離推定部１１２は、他の無線局と通信することにより距離推定対象の無線局の送信出力を取得できた場合も同様に、送受信制御部１１６より入力される送信出力を用いて、推定距離情報および距離精度情報を算出する。
【００５５】
ここで、上述の距離精度情報について説明する。図３は、無線の受信電界強度と距離の関係を示す図である。図３に示すように、受信電界強度は信号を送信した無線局と受信した無線局との間の距離が短いほど、大きな変化を示すため、受信電界強度が強いほど推定距離情報の精度が高くなる。従って、距離推定部１１２は、受信強度が強い場合に値が高くなるように距離精度情報を算出する。
【００５６】
このように、距離推定部１１２は受信強度に応じて、距離精度情報および推定距離情報を算出する。
【００５７】
図４は、距離推定部１１２の推定および算出した推定距離情報および距離精度情報の例である。図４では、無線局「ＡＰ−１」，「Ｍｏｂｉｌｅ−２」および「ＴＶ−１」の推定距離情報がそれぞれ「３ｍ」、「９ｍ」および「５ｍ」と推定され、距離精度がそれぞれ「９０」、「６０」および「８０」と算出されていることを示している。つまり、距離推定部１１２は受信強度が強いほど、推定される距離情報は近く、かつ、算出される距離精度は高い。
【００５８】
以下図１に戻り、各構成の説明を続ける。
【００５９】
ＲＳＳＩ位置推定部１１３は、距離推定部１１２から入力される推定距離情報および距離精度情報のうちの基地局からの推定距離情報および距離精度情報、ならびに、記憶部１１９で記憶される基地局の位置情報に基づいて、対象端末の受信電界強度により推定された位置を示すＲＳＳＩ位置情報の推定およびＲＳＳＩ位置情報の精度を示すＲＳＳＩ精度情報を算出し、仮位置設定部１１４に出力する。ＲＳＳＩ精度情報は、本実施の形態では、例えば、ＲＳＳＩ位置情報の推定に用いた推定距離情報の距離精度情報の平均値をＲＳＳＩ精度情報とする。
【００６０】
ここで、ＲＳＳＩ位置推定部１１３の推定するＲＳＳＩ位置情報について説明する。例えば、距離推定部１１２から、３つの基地局「ＡＰ−１」、「ＡＰ−２」および「ＡＰ−３」からの距離情報「Ｌ１」、「Ｌ２」、「Ｌ３」が入力され、また、記憶部１１９に、基地局「ＡＰ−１」、「ＡＰ−２」および「ＡＰ−３」の位置情報（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）および（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）が記憶されていたとする。ＲＳＳＩ位置推定部１１３は、基地局「ＡＰ−１」を中心とした半径Ｌ１の球面（（Ｘ−Ｘ１）２＋（Ｙ−Ｙ１）２＋（Ｚ−Ｚ１）２＝Ｌ１２）と、基地局「ＡＰ−２」を中心とした半径Ｌ２の球面（（Ｘ−Ｘ２）２＋（Ｙ−Ｙ２）２＋（Ｚ−Ｚ２）２＝Ｌ２２）と、基地局「ＡＰ−３」を中心とした半径Ｌ３の球面（（Ｘ−Ｘ３）２＋（Ｙ−Ｙ３）２＋（Ｚ−Ｚ３）２＝Ｌ３２）の交点をＲＳＳＩ位置情報として推定する。上記式においては、ＲＳＳＩ位置情報として２点定まるが、Ｚ軸を固定する、４つ目の距離情報を用いるなどによりＲＳＳＩ位置情報が１点に定まる。
【００６１】
仮位置設定部１１４は、例えば、設定部の一例であり、対象端末の推定された現在位置を示す現在位置情報を設定する。ここで、例えば、仮位置設定部１１４は、センサ部１０１により検出された対象端末の加速度情報および方位情報を用いた自律航法により推定される位置情報を現在位置情報として設定する。また、例えば、仮位置設定部１１４は、基地局から対象端末までの距離情報および基地局の位置情報を用いて推定される対象端末の位置を現在位置情報として設定する。なお、本実施の形態では、対象端末の推定された現在位置を示す現在位置情報は、対象端末の仮の位置（仮現在位置）を示す仮の位置情報とも記載される。
【００６２】
より具体的には、仮位置設定部１１４は、自律航法位置推定部１１０から入力される自律航法位置情報および自律航法精度情報、ならびに、ＲＳＳＩ位置推定部１１３から入力されるＲＳＳＩ位置情報およびＲＳＳＩ精度情報に基づいて、対象端末の仮の位置を示す仮位置情報およびその精度を示す仮位置精度情報を算出し、補正部１１８に出力する。仮位置設定部１１４は、例えば、自律航法精度情報およびＲＳＳＩ精度情報を重みとした自律航法位置情報およびＲＳＳＩ位置情報の加重平均を仮位置情報として算出し、自律航法精度情報およびＲＳＳＩ精度情報の平均値を仮位置精度情報とする。
【００６３】
なお、仮位置設定部１１４は、ＲＳＳＩ位置推定部１１３が、ＲＳＳＩ位置情報を推定できない場合には、自律航法位置情報および自律航法精度情報を仮位置情報および仮位置精度情報として補正部１１８に出力する。
【００６４】
図５は、実施の形態１におけるマップ情報および無線局の配置例を示す図である。ここで、マップ情報とは、少なくとも建物内部の区画配置を含む空間構成を示す情報である。なお、マップ情報の示す空間構成は、建物内部の区画配置と、当該建物内部における信号を減衰させる障害物の配置とを含むとしてもよい。
【００６５】
図５では、宅内などのプライベート空間の構成を示すマップ情報５００およびマップ情報における無線局の配置例が示されている。一般的に、宅内などのプライベート空間では、複数の無線局が存在し、それらの無線端末は同一のネットワークに属している。
【００６６】
以下図１に戻り、説明を続ける。
【００６７】
通信モード変更指示部１１５は、例えば指示部の一例であり、複数の無線局のうち同一ネットワークに属する複数の無線局に通信モードを変更するように指示する。その場合、距離推定部１１２は、上記指示に応じて通信モードが変更された複数の無線局が送信する信号の受信強度を測定し、測定した受信強度を用いて距離情報を推定する。
【００６８】
具体的には、通信モード変更指示部１１５は、上記同一ネットワークに属する無線局に対し、一時的に通信モードを変更するように指示する。通信モード変更指示部１１５は、例えば、移動局や固定局に対してテザリングモードなど無線アクセスポイントのように振舞うよう指示や、アドホックモードなど同様の状態にするよう指示を行う。位置推定装置１００は、上記指示に応じて、無線局が送信した信号を受信することにより、基地局以外の無線局に対しても推定距離情報を算出することが可能になる。
【００６９】
なお、上記通信モード変更指示において、即時応答（通信モードを変更する前に無線局の持つ情報を送信）するよう指示することや、計測完了後応答（無線局に距離計測機能がある場合には、計測した距離情報および距離精度情報を送信）するように指示することも可能である。計測完了後応答においては、対象端末は、無線局の計測した対象端末との間の距離情報を受信することによる双方向の距離情報を用いることで距離情報の精度を高めることが可能である。また、対象端末は、無線局の計測した他の無線局との距離情報を受信することにより、対象端末を含む３つの無線局の間の相対的な距離情報を取得することが可能である。
【００７０】
送受信制御部１１６は、例えば取得部の一例であり、複数の無線局それぞれと通信し、複数の無線局それぞれが保持する無線局情報を取得する。ここで、無線局情報は、例えば、当該無線局情報が保持されていた無線局が固定局の場合に、当該固定局の位置を示す位置情報を含む。さらに、無線局情報は、当該無線局情報が保持されていた無線局と当該無線局とは異なる他の無線局との間の距離を示す距離情報を含むとしてもよい。また、無線局情報は、当該無線局情報が保持されていた無線局が送信する信号の送信強度を含むとしてもよい。
【００７１】
より具体的には、送受信制御部１１６は、上記同一ネットワークに属する無線局と通信を行い、各無線局が当該無線局の送信出力や位置情報など保持している場合はその送信出力や位置情報を取得する。図６は、無線局ＩＤと取得した送信出力および位置情報とを対応付けた無線局情報６００の具体例である。図６は、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」の送信出力、無線局「ＴＶ−１」の位置情報を取得したことを示している。
【００７２】
また、送受信制御部１１６は、上記同一ネットワークに属する無線局にも、対象端末と同様に他の無線局との距離を推定する機能があり、推定距離情報および距離精度情報を保持している場合には、その推定距離情報および距離精度情報を取得する。図７は、無線局が保持する推定距離情報および距離精度情報を示す他無線局情報７００の具体例である。図７は、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」が、無線局「ＴＶ−１」の推定距離情報および距離精度情報を保持していることを示している。
【００７３】
以下図１に戻り説明を続ける。送受信制御部１１６は、取得できた無線局情報６００および他無線局情報７００を、距離推定部１１２および存在可能領域算出部１１７へ出力する。
【００７４】
次に、存在可能領域算出部１１７の説明を行う。
【００７５】
存在可能領域算出部１１７は、例えば算出部の一例であり、マップ情報と距離情報とを用いて、マップ情報が示す空間構成内において対象端末が存在可能な存在可能領域として、対象端末がその距離情報の示す距離を空間構成内で満たす領域を算出する。
【００７６】
具体的には、存在可能領域算出部１１７は、距離推定部１１２から入力される推定距離情報に基づいて、対象端末がマップ情報の示す空間において存在可能な領域を示す存在可能領域を算出し、補正部に出力する。
【００７７】
ここで、図５を用いてマップ情報の例について説明する。
【００７８】
図５に示すようにマップ情報は、各無線局の送信する信号を減衰させる障害物（例えば壁など）の構成を含んでいる。存在可能領域算出部１１７は、図５で示されるようなマップ情報に対して、推定距離情報により示される線分の両端が存在可能な領域を存在可能領域として算出する。
【００７９】
以下、存在可能領域の算出方法について、図面を参照して詳細に説明する。説明の際、位置推定対象の対象端末の無線局ＩＤを「Ｍｏｂｉｌｅ−１」として丸印で示す。また、存在可能領域の算出に利用される他の無線局は、無線局ＩＤを「Ｍｏｂｉｌｅ−２」、「Ｍｏｂｉｌｅ−３」、「ＴＶ−１」としてや三角印で示す。
【００８０】
図８Ａおよび図８Ｂは、マップ情報の示すマップ上に障害物がない場合の、存在可能領域の算出方法を示す説明図である。ここで、図８Ａのマップ８００Ａおよび図８Ｂのマップ８００Ｂは、マップ情報が示す空間構成であり、例えば壁などの障害物のない同一の部屋の区画配置を示している。
【００８１】
まず、存在可能領域算出部１１７は、図８Ａのように、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」をマップの四隅のうち左下（南西）に固定して、推定距離情報だけ離れた対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の動く軌跡を調べる。マップ８００Ａは、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の動く軌跡によって２つの領域に分けられる。２つの領域のうち無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」を固定したマップの左下（南西）を含まない方の領域が、（１）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも上（北）かつ右（東）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域となる。
【００８２】
存在可能領域算出部１１７は、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」をマップ８００Ａの四隅の右下（南東）、左上（北西）および右上（北東）に固定して、同様の処理を行い、（２）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも上（北）かつ左（東）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域、（３）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも下（南）かつ右（東）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域、および、（４）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも下（南）かつ左（西）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域を算出する。
【００８３】
存在可能領域算出部１１７は、上記算出した４つの存在可能領域の和集合を取ることによって、マップ情報の示すマップ８００Ｂ上に障害物がない場合の、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域を算出する。図８Ｂに対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域の算出結果例を示す。
【００８４】
このように、存在可能領域算出部１１７は、マップ８００Ｂ上で、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」と無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」との距離を維持できる幾何学的な領域を存在可能領域として算出する。
【００８５】
次に、マップ上に障害物が存在する場合について説明する。
【００８６】
前述したように、マップ情報には、無線信号を減衰させる障害物を含むことがある。存在可能領域算出部１１７は、存在可能領域の算出する際に、例えば対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」と無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」の間に上記障害物が存在する場合には、その障害物の種類と数に応じた補正を推定距離情報に対して行った補正距離情報を用いて存在可能領域の算出を行う。
【００８７】
つまり、存在可能領域算出部１１７は、マップ情報が示す空間構成内で距離情報が示す第１距離の間に障害物が存在する場合、その障害物に応じて第１距離を補正した第２距離を用いて、存在可能領域を算出する。以下、それについて具体的に説明する。
【００８８】
図９は、障害物の種類と補正倍率のテーブル９００の例である。存在可能領域算出部１１７は、例えば、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」と無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」の間に「壁（薄）」が存在する場合には、推定距離情報に補正倍率０．９を乗算した補正距離情報を用いて存在可能領域の算出を行う。また、存在可能領域算出部１１７は、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」と無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」の間に「壁（薄）」と「壁（厚）」の２つの障害物が存在する場合には、推定距離情報に補正倍率０．９×０．８＝０．７２を乗算した補正距離情報を用いて存在可能領域の算出を行う。
【００８９】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、マップ情報の示すマップ上に障害物が存在する場合の、存在可能領域の算出方法を示す説明図である。ここで、図１０Ａのマップ１０００Ａおよび図１０Ｂのマップ１０００Ｂは、マップ情報が示す空間構成であり、例えば壁などの障害物がある同一の部屋の区画配置を示している。
【００９０】
まず、存在可能領域算出部１１７は、図１０Ａのように、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」をマップ１０００Ａの四隅のうち左下（南西）に固定して、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の動く軌跡を調べる。この際に、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」と無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」との間の距離として、間に障害物が存在しない場合には推定距離情報を用い、間に障害物が存在する場合には、障害物の種類と数に応じた補正を行った補正距離情報を用いる。２種類の距離情報を用いることによって発生する不連続点間を直線で結び対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の動く軌跡とする。
【００９１】
マップ１０００Ａは、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の動く軌跡によって２つの領域に分けられる。２つの領域のうち無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」を固定したマップの左下（南西）を含まない方の領域が、（１）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも上（北）かつ右（東）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域となる。
【００９２】
存在可能領域算出部１１７は、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」をマップ１０００Ａの四隅の右下（南東）、左上（北西）および右上（北東）に固定して、同様の処理を行い、（２）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも上（北）かつ左（東）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域、（３）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも下（南）かつ右（東）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域、および、（４）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも下（南）かつ左（西）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域を算出する。
【００９３】
存在可能領域算出部１１７は、上記算出した４つの存在可能領域の和集合を取ることによって、マップ情報の示すマップ１０００Ｂ上に障害物が存在する場合の、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域を算出する。図１０Ｂに対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域の算出結果例を示す。
【００９４】
なお、送受信制御部１１６が、図６に例を示す無線局情報６００のうち無線局の位置情報を取得した場合には、存在可能領域算出部１１７は、無線局の位置情報を用いた存在可能領域の算出を行う。
【００９５】
図１１は、無線局の位置情報を用いた存在可能領域の算出方法を示す説明図である。無線局「ＴＶ−１」の位置情報が取得できた場合には、無線局「ＴＶ−１」を中心とした半径を推定距離情報とした円周上に対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が存在する。距離推定の誤差を考慮に入れて、距離推定部１１２から入力される距離精度情報に比例する幅のドーナツ型領域を、対象端末の存在可能領域とする。
【００９６】
ここで、送受信制御部１１６が、図７に例を示す他無線局情報７００を取得した場合には、存在可能領域算出部１１７は、他無線局情報７００を用いた存在可能領域の算出を行う。例えば、距離推定部１１２から、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」および「Ｍｏｂｉｌｅ−３」との間の推定距離情報が入力され、送受信制御部１１６から、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」と無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」との距離推定情報Ｌ７が入力されたとする。この場合、３つの距離情報を用いて、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」および無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」の相対位置を示す三角形を算出することができる。この三角形がマップ上を移動した場合に、三角形の頂点のうち対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」を示す頂点の描く軌跡が、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域となる。
【００９７】
図１２Ａ〜図１２Ｃ、図１３Ａおよび図１３Ｂは、他無線局情報７００を用いた存在可能領域の算出方法を示す説明図である。まず、三角形の頂点が、時計回りに、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」および無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」となっている場合について説明する。ここで、図１２Ａのマップ１２００Ａ、図１２Ｂのマップ１２００Ｂおよび図１２Ｃのマップ１２００Ｃは、マップ情報が示す空間構成であり、例えば壁などの障害物のない同一の部屋の区画配置を示している。
【００９８】
存在可能領域算出部１１７は、図１２Ａのように、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」をマップ１２００Ａの四隅のうち左下（南西）に固定して、推定距離情報Ｌ２だけ離れた対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の動く軌跡を調べる。また、存在可能領域算出部１１７は、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」をマップ１２００Ａの四隅のうち左下（南西）に固定して対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の動く軌跡を調べる。
【００９９】
次に、存在可能領域算出部１１７は、図１２Ｂのように、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」がマップ１２００Ｂの四隅のうち左下（南西）に接する状態、かつ、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」がマップ１２００Ｂの左端（西端）に接する状態から、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」がマップ１２００Ｂの四隅のうち左下（南西）に接する状態、かつ、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」がマップ１２００Ｂの下端（南端）に接する状態へ、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」および無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」をマップ１２００Ｂの外端（下端および左端）に沿わせながら移動させて、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の動く軌跡を調べる。
【０１００】
上記操作によって図１２Ｃに示す軌跡が得られる。この軌跡によって分けられる２つの領域のうち、マップ１２００Ｃの左下（南西）を含まない方の領域が、（１）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも上（北）、かつ、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」よりも右（東）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域となる。
【０１０１】
残る四隅に対しても同様の操作を行い、（２）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも右（東）、かつ、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」よりも下（南）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域、（３）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも下（南）、かつ、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」よりも左（西）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域、および、（４）対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」よりも左（西）、かつ、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」が無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」よりも上（北）に位置する場合の対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域を算出する。
【０１０２】
存在可能領域算出部１１７は、上記のようにして算出した４つの存在可能領域の和集合を取り、他無線局情報を用いた場合における対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域を算出する。図１３Ａのマップ１２００Ｄ上に対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域の算出結果例を示す。
【０１０３】
三角形の頂点が、時計回りに、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」および無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」となっている場合についても存在可能領域も算出し、図１３Ａのマップ１２００Ｄに示す存在可能領域との和集合を取ることによって図１３Ｂのマップ１２００Ｅに示す存在可能領域が算出される。
【０１０４】
このようにして、存在可能領域算出部１１７は、マップ１２００Ｅ上で、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」および無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」の距離と、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」および無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」の距離と、無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」および無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−３」の距離を維持できる(満たす)幾何学的な領域を存在可能領域として算出する。
【０１０５】
こうして算出された存在可能領域が、他無線局情報を用いた場合における対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」の存在可能領域となる。
【０１０６】
存在可能領域算出部１１７は、入力された推定距離情報、無線局情報および他無線局情報に基づいて算出された複数の存在可能領域の積集合をとって、補正部１１８へ出力する。
【０１０７】
続いて、図５に示すマップ情報および無線端末の配置例における存在可能領域の算出例を図１４〜１７に示す。
【０１０８】
図１４は、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」と無線局「Ｍｏｂｉｌｅ−２」との間の推定距離情報を用いて、マップ５００Ａ上に算出した存在可能領域の例である。また、図１５は、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」と無線局「ＡＰ−１」との間の推定距離情報および記憶部１１９に記憶されている基地局管理情報を用いて、マップ５００Ｂ上に算出した存在可能領域の例である。図１６は、対象端末「Ｍｏｂｉｌｅ−１」と無線局「ＴＶ−１」との間の推定距離情報および無線局「ＴＶ−１」から取得した無線局情報を用いて、マップ５００Ｃ上に算出した存在可能領域の例である。
【０１０９】
存在可能領域算出部１１７は、例えば、これら３つの存在可能領域を算出し、積集合をとることにより図１７に示すマップ５００Ｄ上に算出した存在可能領域を補正部１１８に出力する。
【０１１０】
以下図１に戻り、位置推定装置１００の構成の説明を続ける。
【０１１１】
補正部１１８は、現在位置情報（仮の位置情報）の示す現在位置（仮の位置）が存在可能領域外の位置にある場合、その現在位置を、存在可能領域内の位置に補正する。具体的には、補正部１１８は、存在可能領域算出部１１７から入力される存在可能領域に基づいて、仮位置設定部から入力される仮位置情報を補正する。
【０１１２】
より具体的には、補正部１１８は、仮位置情報の示す座標が、存在可能領域内であるか存在可能領域外であるかを判定し、存在可能領域外である場合に、存在可能領域内で仮位置情報の示す座標に一番近い位置に補正する。その際に、存在可能領域内で仮位置情報の示す座標に一番近い位置が複数ある場合は、それらの位置の中から、例えば、ランダムで選んだ位置に仮位置情報を補正する。なお、存在可能領域内で仮位置情報の示す座標に一番近い位置が複数ある場合は、上記ランダムに位置を決める方法の他に、あらかじめ決めておいたルールに従って選択してもよい（例えば、１２時方向から時計回りにみて最初の位置を選択、複数の位置の重心方向に近い位置を選択など）。
【０１１３】
記憶部１１９は、少なくとも建物内部の区画配置を含む空間構成を示すマップ情報を記憶する。本実施の形態では、記憶部１１９は、基地局管理情報２００、マップ情報５００、および、障害物と補正倍率のテーブル９００を記憶する。
【０１１４】
なお、上記説明において、平面上における存在可能領域を算出しているが、３次元における存在可能領域についても同様の手法で算出することができる。つまり、８つの頂点を支点として、対象端末の軌跡を調べることによって存在可能領域を算出することができる。
【０１１５】
＜２．動作＞
次に、本実施の形態における位置推定装置１００の動作について説明する。
【０１１６】
図１８は、本実施の形態における位置推定装置１００の動作全体を示すフローチャートである。図１８に示すように、位置推定装置１００の動作は、自律航法により自律航法位置情報を推定するステップ（Ｓ１８０１）、受信電界強度を用いてＲＳＳＩ位置情報を推定するステップ（Ｓ１８０２）、対象端末の仮の位置を示す仮位置情報を設定するステップ（Ｓ１８０３）、仮位置情報に補正が必要かどうかを判定するステップ（Ｓ１８０４）、および、存在可能領域を用いて仮位置情報を補正するステップ（Ｓ１８０５）からなる。
【０１１７】
図１９は、自律航法位置情報を推定するステップ（Ｓ１８０１）の動作を示すフローチャートである。
【０１１８】
図１９に示すように、まず、姿勢変化量算出部１０８は、角速度センサ１０３から入力される角速度情報に基づいて対象端末の姿勢変化量を算出し（Ｓ１９０１）、端末移動量算出部１０９は、加速度センサ１０２から入力される加速度情報および地磁気センサ１０４から入力される地磁気情報に基づいて対象端末の移動量を算出する（Ｓ１９０２）。
【０１１９】
次に、自律航法位置推定部１１０は、記憶部１１９で記憶される前回位置推定時の現在位置情報および対象端末の移動量に基づいて自律航法位置情報を算出する（Ｓ１９０３）。そして、前回位置推定時からの経過時間、対象端末の姿勢変化量および対象端末の移動量に基づいて自律航法精度情報を算出する（Ｓ１９０４）。
【０１２０】
図１９に示す動作により、位置推定装置１００は、自律航法位置情報および自律航法精度情報を算出する。
【０１２１】
図２０は、ＲＳＳＩ位置情報を推定するステップ（Ｓ１８０２）の動作を示すフローチャートである。図２０に示すように、まず、無線強度測定部１１１は、まず、複数の基地局が送信する信号の受信電界強度を測定する（Ｓ２００１）。
【０１２２】
次に、距離推定部１１２は、無線強度測定部１１１が測定した基地局を、受信電界強度が強い順に選択する（Ｓ２００２）。
【０１２３】
距離推定部１１２は、選択された基地局の受信電界強度が、あらかじめ定められたしきい値以上であるか判定する（Ｓ２００３）。受信電界強度がしきい値よりも小さい場合は、Ｓ２００５に進む。
【０１２４】
距離推定部１１２は、選択された基地局の受信電界強度がしきい値以上であった場合、選択された基地局からの信号の受信強度に基づいて、選択された基地局から対象端末までの距離を推定し、基地局ＩＤと対応付けた推定距離情報および、推定距離情報の精度を示す距離精度情報を算出する（Ｓ２００４）。
【０１２５】
なお、図３に示すように、受信電界強度は信号を送信した無線局と受信した無線局との間の距離が短いほど、大きな変化を示すため、受信電界強度が弱いと推定される距離情報の精度は低くなる。したがって、あらかじめしきい値を設定して、受信強度がしきい値以上の場合のみ距離推定を行うことで、推定距離情報の最低限の精度を確保する。
【０１２６】
図２０に戻り、説明を続ける。距離推定部１１２は、無線強度測定部１１１が測定したすべての基地局の推定距離情報を算出したかどうか判定し（Ｓ２００５）、推定距離情報を算出していない基地局が残っている場合は、Ｓ２００２へ戻る。
【０１２７】
無線強度測定部１１１が測定したすべての基地局の推定距離情報を算出すると、ＲＳＳＩ位置推定部１１３は、距離推定部１１２が３つ以上の基地局の推定距離情報を推定したかどうかを判定する（Ｓ２００６）。距離推定部１１２が推定できた基地局が３つよりも少なかった場合は、Ｓ１８０３に進む。
【０１２８】
ＲＳＳＩ位置推定部１１３は、距離推定部１１２が３つ以上の基地局の推定距離情報を推定した場合、記憶部１１９に記憶されている基地局の位置情報および該推定距離情報を用いてＲＳＳＩ位置情報およびＲＳＳＩ精度情報を算出する（Ｓ２００７）。
【０１２９】
図１８に戻り、仮位置設定部１１４は、自律航法精度情報およびＲＳＳＩ精度情報を重みとした自律航法位置情報およびＲＳＳＩ位置情報の加重平均を仮位置情報として算出し、自律航法精度情報およびＲＳＳＩ精度情報の平均値を仮位置精度情報として算出する（Ｓ１８０３）。
【０１３０】
なお、ＲＳＳＩ位置推定部１１３が、ＲＳＳＩ位置情報を推定できなかった場合は、自律航法位置情報および自律航法精度情報を仮位置情報および仮位置精度情報とする。
【０１３１】
補正部１１８は、仮位置精度情報があらかじめ定められたしきい値よりも小さいかどうかを判定し（Ｓ１８０４）、しきい値以上の場合は仮位置情報を最終的な位置推定結果として処理を終了する。
【０１３２】
仮位置精度情報があらかじめ定められたしきい値よりも小さい場合、位置推定装置１００は、存在可能領域を用いて仮位置情報を補正する（Ｓ１８０５）。
【０１３３】
図２１は、存在可能領域を用いて仮位置情報を補正する動作を示すフローチャートである。
【０１３４】
まず、通信モード変更指示部１１５は、同一ネットワークに属する無線局に通信モードを変更するように指示する（Ｓ２１０１）。続いて、送受信制御部１１６は、同一ネットワークに属する無線局と通信を行い、無線局情報および他無線局情報を取得する（Ｓ２１０２）。
【０１３５】
また、無線強度測定部１１１は、同一ネットワークに属する無線局が送信する信号の受信電界強度を測定する（Ｓ２１０３）。
【０１３６】
次に、距離推定部１１２は、無線強度測定部１１１が測定した無線局を、受信電界強度が強い順に選択する（Ｓ２１０４）。
【０１３７】
距離推定部１１２は、選択された無線局の受信電界強度が、あらかじめ定められたしきい値以上であるか判定する（Ｓ２１０５）。受信電界強度がしきい値よりも小さい場合は、Ｓ２１０７に進む。
【０１３８】
距離推定部１１２は、選択された無線局の受信電界強度がしきい値以上であった場合、選択された無線局からの信号の受信強度に基づいて、選択された無線局から対象端末までの距離を推定し、無線局ＩＤと対応付けた推定距離情報および、推定距離情報の精度を示す距離精度情報を算出する（Ｓ２１０６）。
【０１３９】
無線強度測定部１１１が測定したすべての無線局の推定距離情報を算出したかどうか判定し（Ｓ２１０７）、推定距離情報を算出していない無線局が残っている場合は、Ｓ２１０４へ戻る。
【０１４０】
無線強度測定部１１１が測定したすべての無線局の推定距離情報を算出すると、存在可能領域算出部１１７は、推定距離情報、無線局情報、他無線局情報およびマップ情報に基づいて存在可能領域を算出する（Ｓ２１０８）。
【０１４１】
存在可能領域が算出されると、補正部１１８は、存在可能領域を用いて、仮位置情報の補正を行い（Ｓ２１０９）、補正結果を最終的な位置推定結果（現在位置情報）として処理を終了する。
【０１４２】
＜３．まとめ＞
本実施の形態における位置推定装置１００は、仮位置情報に対して、空間の構成を示すマップ情報と同一ネットワークに属する無線局の情報とを用いて存在可能領域を算出し、存在可能領域を用いて仮位置情報の補正を行っている。
【０１４３】
この構成によれば、基地局の数が少ない場合や、特別な測位装置を持たない無線端末においても、マップ情報および同一ネットワークに属する無線局情報を利用して対象端末の位置をより正確に推定することができる。
【０１４４】
（補足）
以上、本発明に係る位置推定装置の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。例示した位置推定装置を以下に示すように変形することも可能である。以下、その形態例を提示する。
【０１４５】
（１）上述の実施の形態において、図２に示す基地局管理情報２００は記憶部にあらかじめ記憶されているとしているがこれに限られるものではない。
【０１４６】
上記基地局管理情報２００は、例えば、外部に存在する記憶装置に記憶され、対象端末が必要に応じて通信を行うことにより、基地局管理情報を取得してもよい。
【０１４７】
（２）上述の実施の形態は、加速度情報を２回積分することにより、対象端末の移動量を算出しているが、対象端末の移動量を算出する方法はこの限りではない。例えば、対象端末を利用するユーザの歩幅等の情報を、ユーザからの入力によってあらかじめ取得しておき、加速度情報を用いて、ユーザの歩数を検出し、歩幅と歩数の積によって対象端末の移動量を算出してもよい。
【０１４８】
（３）上述の実施の形態において、存在可能領域は、対象端末以外の無線局を支点におき、対象端末の動く軌跡を調べることによって、対象端末の存在可能領域を算出しているが、存在可能領域の算出方法はこの限りではない。例えば、マップ上の特定座標に対象端末が存在すると仮定して、推定距離情報に基づいて対象端末以外の無線局がマップ上に存在可能ならば上記特定座標を存在可能座標とし、推定距離情報に基づいて対象端末以外の無線局がマップ上に存在不可能ならば上記特定座標を存在不可能座標とする。そして、マップ上のすべての座標を存在可能座標および存在不可能座標に分類し、上記存在可能座標の集合を存在可能領域としてもよい。
【０１４９】
（４）上述の各実施の形態及び各変形例を、部分的に組み合せてもよい。
【０１５０】
例えば、上記実施の形態において、位置推定装置は、対象端末に構成されるとして説明したが、それに限られない。対象端末とネットワークで接続されたクラウド等のサーバに備えられるとしてもよい。
【０１５１】
（５）上述の実施の形態で示した距離推定処理や補正処理等を、位置推定装置のプロセッサ、及びそのプロセッサに接続された各種回路に実行させるための機械語或いは高級言語のプログラムコードからなる制御プログラムを、記録媒体に記録すること、又は各種通信路等を介して流通させ頒布することもできる。このような記録媒体には、ＩＣカード、ハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等がある。流通、頒布された制御プログラムはプロセッサに読み出され得るメモリ等に格納されることにより利用に供され、そのプロセッサがその制御プログラムを実行することにより各実施の形態で示したような各機能が実現されるようになる。なお、プロセッサは、制御プログラムを直接実行する他、コンパイルして実行或いはインタプリタにより実行してもよい。
【０１５２】
（６）上述の実施の形態で示した各機能構成要素は、その機能を実行する回路として実現されてもよいし、１又は複数のプロセッサによりプログラムを実行することで実現されてもよい。
【０１５３】
換言すると、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【０１５４】
ここで、上記各実施の形態の位置推定装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。すなわち、このプログラムは、無線端末の推定された現在位置を示す現在位置情報を設定する設定ステップと、少なくとも移動局を含む複数の無線局から受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の無線局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する推定ステップと、前記距離情報と少なくとも建築物内部の区画配置を含む空間構成を示すマップ情報とを用いて、前記空間構成内において前記無線端末が存在可能な存在可能領域として、前記無線端末が前記距離情報の示す距離を前記空間構成内で満たす領域を算出する算出ステップと、前記現在位置情報の示す現在位置が算出された前記存在可能領域外の位置にある場合、前記現在位置を、前記存在可能領域内の位置に補正する補正ステップとを含み、コンピュータにより実行される。
【０１５５】
また、本発明の位置推定装置は、ＩＣ、ＬＳＩその他の集積回路のパッケージとして構成されるものとしてもよい。このパッケージは各種装置に組み込まれて利用に供され、これにより各種装置は、各実施の形態で示したような各機能を実現するようになる。
【０１５６】
なお、距離推定部、各位置推定部、存在可能領域算出部および補正部等の各機能ブロックは典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップされてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。更には、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０１５７】
（補足２）
なお、上記では、位置推定装置１００は、センサ部１０１、無線処理部１０５、制御部１０６および記憶部１１９を備えるとしたが、それに限られない。図２２に示すように、位置推定装置の最小構成として、位置推定装置１００Ａを備えていればよい。すなわち、距離推定部１１２、仮位置設定部１１４、存在可能領域算出部１１７、および補正部１１８で構成される位置推定装置１００Ａを備えていればよい。
【０１５８】
より具体的には、対象端末の推定された現在位置を示す現在位置情報を設定する仮位置設定部１１４と、少なくとも移動局を含む複数の無線局から受信した信号の受信強度を用いて、複数の無線局それぞれから対象端末までの距離を示す距離情報を推定する距離推定部１１２と、距離情報と少なくとも建物内部の区画配置を含む空間構成を示すマップ情報とを用いて、当該空間構成内において対象端末が存在可能な存在可能領域として、対象線端末が上記距離情報の示す距離を空間構成内で満たす領域を算出する存在可能領域算出部１１７と、上記現在位置情報の示す現在位置が存在可能領域外の位置にある場合、その現在位置を、存在可能領域内の位置に補正する補正部１１８とで構成される位置推定装置１００Ａを備えていればよい。
【０１５９】
この位置推定装置１００Ａを少なくとも備えることにより、マップ情報と無線局からの距離情報とを用いて、あらかじめ位置の分かっている基地局の数が少ない場合においても、特別な測位装置を追加で必要とせず無線端末の位置推定精度の向上を図ることができるからである。
【０１６０】
なお、位置推定装置１００Ａの態様は、図２３に示す方法で実現されてもよい。すなわち、対象端末の推定された現在位置を示す現在位置情報を設定する設定ステップ（Ｓ１０１）と、少なくとも移動局を含む複数の無線局から受信した信号の受信強度を用いて、複数の無線局それぞれから対象端末までの距離を示す距離情報を推定する推定ステップ（Ｓ１０２）と、距離情報と少なくとも建築物内部の区画配置を含む空間構成を示すマップ情報とを用いて、当該空間構成内で前記距離情報が示す距離それぞれを維持できる領域を、当該空間構成内において対象端末が存在可能な存在可能領域として算出する算出ステップ（Ｓ１０３）と、上記現在位置情報の示す現在位置が算出された存在可能領域外の位置にある場合（Ｓ１０４でＮｏ）、その現在位置を、存在可能領域内の位置に補正する補正ステップ（Ｓ１０５）とを含む方法で実現されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本開示の位置推定装置は、例えば、携帯電話、ＰＨＳ、腕時計、無線タグなど様々な用途に利用可能である。
【符号の説明】
【０１６２】
１００、１００Ａ  位置推定装置
１０１  センサ部
１０２  加速度センサ
１０３  角速度センサ
１０４  地磁気センサ
１０５  無線処理部
１０６  制御部
１０７  端末情報算出部
１０８  姿勢変化量算出部
１０９  端末移動量算出部
１１０  自律航法位置推定部
１１１  無線強度測定部
１１２  距離推定部
１１３  ＲＳＳＩ位置推定部
１１４  仮位置設定部
１１５  通信モード変更指示部
１１６  送受信制御部
１１７  存在可能領域算出部
１１８  補正部
１１９  記憶部
２００  基地局管理情報
５００  マップ情報
５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃ、５００Ｄ、８００Ａ、８００Ｂ、１０００Ａ、１０００Ｂ、１２００Ａ、１２００Ｂ、１２００Ｃ、１２００Ｄ、１２００Ｅ  マップ
６００  無線局情報
７００  他無線局情報
【図１】
0006026890.tif 000002
【図２】
0006026890.tif 000003
【図３】
0006026890.tif 000004
【図４】
0006026890.tif 000005
【図５】
0006026890.tif 000006
【図６】
0006026890.tif 000007
【図７】
0006026890.tif 000008
【図８Ａ】
0006026890.tif 000009
【図８Ｂ】
0006026890.tif 000010
【図９】
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【図１０Ａ】
0006026890.tif 000012
【図１０Ｂ】
0006026890.tif 000013
【図１１】
0006026890.tif 000014
【図１２Ａ】
0006026890.tif 000015
【図１２Ｂ】
0006026890.tif 000016
【図１２Ｃ】
0006026890.tif 000017
【図１３Ａ】
0006026890.tif 000018
【図１３Ｂ】
0006026890.tif 000019
【図１４】
0006026890.tif 000020
【図１５】
0006026890.tif 000021
【図１６】
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【図１７】
0006026890.tif 000023
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0006026890.tif 000028
【図２３】
0006026890.tif 000029