(57)【要約】【課題】  屋外及び屋内において位置の検出が可能な位置検出システムを提供する。【解決手段】  Ｓ１０では、端末装置２は、送信装置１から送信される電波から送信装置識別ＩＤを認識すると共に、電波の電力強度からオフセットピーク時間を検出する。Ｓ２０では、オフセットピーク時間と送信装置識別ＩＤを関連付けた情報を作成して記録部２４に記録し、Ｓ３０では、この情報をサーバ３に送信する。Ｓ４０では、サーバ３は、３つ以上のオフセットピーク時間と、予め保持している送信装置１の位置関係を示す情報、もしくは、オフセットピーク時間と、予め保持している送信装置１の位置関係を示す情報と予め複数の送信装置１からのオフセットピーク時間を測定した結果を用い、端末装置２の位置情報を決定する。Ｓ５０では、サーバ３はこの情報を端末装置２に送信する。Ｓ６０では、端末装置２はこの位置情報を受け取り、位置情報を位置情報利用部２５に提供する。【選択図】      図１
2006220620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一直線上にない場所に設置された３つ以上の送信装置からなる送信装置群と、前記各送信装置の送信電波を受信可能な端末装置と、この端末装置と通信可能なサーバとからなる位置検出システムにおいて、
前記各送信装置は、
主放射方向を一定の周期で水平に回転させて送信装置識別番号を付加した電波を送信すると共に、主放射方向が所定の基準方向を向いたときに検出開始情報を送信する指向性アンテナ手段を備え、
前記端末装置は、
前記送信装置群に属する３つ以上の前記送信装置から送信される電波から前記送信装置識別番号を検出すると共に、電波の電力強度をサンプリングして測定し、前記検出開始情報を受信した時間から最大の受信電力となる時間までのオフセットピーク時間を検出するピーク時間検出手段と、
前記測定した３つ以上の送信装置からの前記オフセットピーク時間を前記サーバに送信する手段と、
前記サーバから提供される前記端末装置の位置情報を受信する手段と、
受信した前記位置情報を利用する位置情報利用手段とを備え、
前記サーバは、
前記位置情報を取得したい範囲の場所に関して、前記端末装置から前記３つ以上のオフセットピーク時間を受信した場合、前記オフセットピーク時間と予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報、もしくは、前記オフセットピーク時間と予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報と予め複数の前記送信装置からの前記オフセットピーク時間を測定した結果の何れか一方を用い、前記端末装置の前記位置情報を提供することを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
同一直線上にない場所に設置された３つ以上の送信装置からなる送信装置群と、前記各送信装置の送信電波を受信可能な端末装置と、この端末装置と通信可能なサーバとからなる位置検出システムにおいて、
前記各送信装置は、
主放射方向を一定の周期で水平に回転させて送信装置識別番号を付加した電波を送信すると共に、主放射方向が所定の基準方向を向いたときに検出開始情報を送信する指向性アンテナ手段を備え、
前記端末装置は、
前記送信装置群に属する３つ以上の前記送信装置から送信される電波から前記送信装置識別番号を検出すると共に、電波の電力強度をサンプリングして測定し、前記検出開始情報を受信した時間から最大の受信電力となる時間までのオフセットピーク時間を検出するピーク時間検出手段と、
前記測定した３つ以上の送信装置からの前記オフセットピーク時間と前記サーバから提供される予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報、もしくは、前記オフセットピーク時間と予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報と予め複数の前記送信装置からの前記オフセットピーク時間を測定した結果の何れか一方を用いて前記端末装置自身の位置情報を決定する手段と、
前記位置情報を利用する位置情報利用手段とを備え、
前記サーバは、
前記位置情報を取得したい範囲の場所に関して、予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報、もしくは、予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報と予め複数の前記送信装置からの前記オフセットピーク時間を測定した結果の何れか一方を提供することを特徴とする位置検出システム。
【請求項３】
前記サーバは、
前記送信装置の場所を含む地図情報を保持する手段と、
前記地図情報を前記端末装置に送信する手段とを備え、
前記端末装置は、
前記サーバから前記地図情報を受信する手段と、
前記地図情報と前記端末装置自身の位置を重畳して表示する表示手段とを有することを特徴とする請求項１または２記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記端末装置は、
一つの前記送信装置から受信した電波が最大の受信電力となるピークとは別に複数のピークを有する場合、前記検出開始情報を受信した時間から最大の受信電力となるピークとは別のピークとなる時間までをサブオフセットピーク時間として検出し、前記サブオフセットピーク時間と、前記サーバに予め保持されている前記オフセットピーク時間と前記サブオフセットピーク時間との差分時間とに基づいて前記オフセットピーク時間を決定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
【０００２】
本発明は、屋内や屋外に設置される送信装置を利用して移動する端末装置の位置を検出する位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、複数の衛星から電波を受信して位置検出するＧＰＳ（Global Positioning System）が広い分野で利用されおり、特に、位置検出を用いるアプリケーションとしてナビゲーション装置などが普及している。
【０００４】
しかしながら、衛星からの電波を受信できない室内などの場所ではＧＰＳを使用することができなため、ＧＰＳに代わって室内での位置検出が可能なシステムが提案されており、駅や空港での道案内などのアプリケーションが実現できるようになっている。
【０００５】
このような従来の位置検出システムとしては、電波の到来時間差分を利用する方法が特許文献１に提案されており、高精度に位置を検出することができるようになっている。また、電波の受信電力強度を利用する方法が特許文献２に提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１８９３５３号公報
【特許文献２】特開平９−１５９７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように電波の到来時間差分を用いて位置検出を行う場合、非常に高い精度で同期を取る必要があるため、装置が高価なものになってしまうという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２のように電波の受信電力強度の絶対値を用いて位置検出を行う場合、現在使用している無線機器を利用することができるが、温度や湿度や人の流れなど電波の伝搬環境の変動に起因して位置検出時の状況が変わると、検出結果まで変わってしまうという問題がある。また、受信装置に付属するアンテナの向きや持ち方によって受信電波の電力強度が大きく異なってしまうので検出結果まで変わってしまうという問題点がある。
【０００８】
そこで、温度、湿度、人の流れなどに影響されず、また同期を必要としない低価格の位置検出システムの提案が切望される。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、屋外及び屋内において位置の検出が可能な位置検出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】
【００１０】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、同一直線上にない場所に設置された３つ以上の送信装置からなる送信装置群と、前記各送信装置の送信電波を受信可能な端末装置と、この端末装置と通信可能なサーバとからなる位置検出システムにおいて、前記各送信装置は、主放射方向を一定の周期で水平に回転させて送信装置識別番号を付加した電波を送信すると共に、主放射方向が所定の基準方向を向いたときに検出開始情報を送信する指向性アンテナ手段を備え、前記端末装置は、前記送信装置群に属する３つ以上の前記送信装置から送信される電波から前記送信装置識別番号を検出すると共に、電波の電力強度をサンプリングして測定し、前記検出開始情報を受信した時間から最大の受信電力となる時間までのオフセットピーク時間を検出するピーク時間検出手段と、前記測定した３つ以上の送信装置からの前記オフセットピーク時間を前記サーバに送信する手段と、前記サーバから提供される前記端末装置の位置情報を受信する手段と、受信した前記位置情報を利用する位置情報利用手段とを備え、前記サーバは、前記位置情報を取得したい範囲の場所に関して、前記端末装置から前記３つ以上のオフセットピーク時間を受信した場合、前記オフセットピーク時間と予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報、もしくは、前記オフセットピーク時間と予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報と予め複数の前記送信装置からの前記オフセットピーク時間を測定した結果の何れか一方を用い、前記端末装置の前記位置情報を提供することを要旨とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、同一直線上にない場所に設置された３つ以上の送信装置からなる送信装置群と、前記各送信装置の送信電波を受信可能な端末装置と、この端末装置と通信可能なサーバとからなる位置検出システムにおいて、前記各送信装置は、主放射方向を一定の周期で水平に回転させて送信装置識別番号を付加した電波を送信すると共に、主放射方向が所定の基準方向を向いたときに検出開始情報を送信する指向性アンテナ手段を備え、前記端末装置は、前記送信装置群に属する３つ以上の前記送信装置から送信される電波から前記送信装置識別番号を検出すると共に、電波の電力強度をサンプリングして測定し、前記検出開始情報を受信した時間から最大の受信電力となる時間までのオフセットピーク時間を検出するピーク時間検出手段と、前記測定した３つ以上の送信装置からの前記オフセットピーク時間と前記サーバから提供される予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報、もしくは、前記オフセットピーク時間と予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報と予め複数の前記送信装置からの前記オフセットピーク時間を測定した結果の何れか一方を用いて前記端末装置自身の位置情報を決定する手段と、前記位置情報を利用する位置情報利用手段とを備え、前記サーバは、前記位置情報を取得したい範囲の場所に関して、予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報、もしくは、予め保持している前記送信装置群の位置関係を示す情報と予め複数の前記送信装置からの前記オフセットピーク時間を測定した結果の何れか一方を提供することを要旨とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記サーバは、前記送信装置の場所を含む地図情報を保持する手段と、前記地図情報を前記端末装置に送信する手段とを備え、前記端末装置は、前記サーバから前記地図情報を受信する手段と、前記地図情報と前記端末装置自身の位置を重畳して表示する表示手段とを有することを要旨とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記端末装置は、一つの前記送信装置から受信した電波が最大の受信電力となるピークとは別に複数のピークを有する場合、前記検出開始情報を受信した時間から最大の受信電力となるピークとは別のピークとなる時間までをサブオフセットピーク時間として検出し、前記サブオフセットピーク時間と、前記サーバに予め保持されている前記オフセットピーク時間と前記サブオフセットピーク時間との差分時間とに基づいて前記オフセットピーク時間を決定することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の位置検出システムを用いれば、屋外はもとより、屋内においても位置の検出が可能であり、かつ従来のシステムに比べ安価にシステム構築を行うことができ、温度、湿度、人の流れなどに影響されず、また同期を必要としない低価格の位置検出システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る位置検出システムを実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
(第１の実施の形態)
図１は第１の実施の形態に係る位置検出システムの構成図である。位置検出システムは、送信装置群１と端末装置２およびサーバ３から構成される。
【００１７】
送信装置群１は3つ以上の送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ...から構成され、同一直線上にない場所に設置される。送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ...はそれぞれ同じ構成であるため、送信装置１ａを例にその構成を説明する。
【００１８】
送信装置１ａは、指向性のある電波を送信するための指向性アンテナ部１１と、指向性アンテナ部１１の指向性の向きを制御するアンテナ制御部１２と、送信する電波の信号を生成する信号生成部１３と、指向性アンテナ部１１の向いている方向をアンテナ制御部１２から識別し、予め定めた基準方向を向いた時に信号生成部１３が生成する信号に検出開始情報を付加させる基準方向検出部１４と、送信装置ごとの固有の英数字からなる送信装置識別番号（以下、送信装置識別IDという）を格納したID格納メモリ１５とを備える。なお、送信装置１ａは、図示していないCPUやメモリ等を備えている。
【００１９】
ここで、信号生成部１３は、ID格納メモリ１５に格納された送信装置識別IDを読み出し、送信する信号にその送信装置識別IDを付加し指向性アンテナ部１１より送信する。アンテナ制御部１２は指向性アンテナ部１１を一定の角速度で水平に回転させる。
【００２０】
端末装置２は、送信装置群１が送信する指向性電波を受信するためのアンテナ部２１と、受信した電波から情報を検出するための検出部２２と、サーバ３と通信をする通信部２３と、検出部２２が検出した情報を記録する記録部２４と、位置情報を利用する位置情報利用部２５を備える。なお、端末装置２は、図示していないCPUやメモリ等を備えている。
【００２１】
ここで、アンテナ部２１は、無指向性のアンテナであり全周囲の電波を受信するものである。検出部２２は受信した電波の受信電力をサンプリングして測定する電力測定部２２１と、受信した電波を復調して送信装置識別ＩＤと送信装置ごとの検出開始情報を取り出す信号識別部２２２と、信号識別部２２２が検出開始情報を検出してから電力測定部２２１が受信電力の最大値を検出するまでの時間（以降、オフセットピーク時間と呼ぶ）を検出するピーク時間検出部２２３とを備えている。
【００２２】
記録部２４は、信号識別部２２２が取り出した送信装置識別ＩＤとピーク時間検出部２２３が検出したオフセットピーク時間を関連付けて記録する。通信部２３は、記録部２４が記録した送信装置群１それぞれの送信装置識別ＩＤとオフセットピーク時間をサーバ３に提供し、サーバ３から位置情報を取得する。
【００２３】
位置情報利用部２５はこの位置情報を利用する。ピーク時間検出部２２３は、検出開始情報を検出してから受信電力強度がピークになる時間を１度の測定結果でオフセットピーク時間としても良いが、複数回の測定によって平均したものをオフセットピーク時間としてもよい。
【００２４】
サーバ３は、送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ...間の位置関係を示すデータテーブル(以後、位置算出データテーブル３００と呼ぶ)、もしくは位置算出データテーブル３００と予め測定したオフセットピーク時間と送信装置識別ＩＤと位置を関連付けたデータテーブル（以後、位置比較データテーブル３０１と呼ぶ）を保持する記録部３１と、端末装置２と通信をする通信部３２と、その通信部３２を介して、端末装置２が検出した３箇所以上の送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…のオフセットピーク時間を受信し、記録部３１の位置算出データテーブル３００、もしくは位置算出データテーブル３００と位置比較データテーブル３０１を参照して、端末装置２の位置情報を決定する位置決定部３３とを備える。通信部３２は位置決定部３３が決定した位置情報を端末装置２に提供する。なお、サーバ３は図示していないCPUやメモリ等を備えている。
【００２５】
図２は第１の実施の形態の位置検出システムとして、３箇所の送信装置１ａ，１ｂ，１ｃを用いた端末装置２の位置検出を示す概要図である。端末装置２は送信装置群１に属する送信装置１ａ，１ｂ，１ｃの送信電波を受信可能な範囲にある。各送信装置の送信電波は指向性のある電波であり、一定の角速度で水平に回転する。送信装置群１の送信する電波は、端末装置２からすると主放射方向が最も受信電力が大きくなるが、送信装置群１のいずれかの電波が送信されている場合、送信装置のアンテナの向きにかかわらず、その電波を受信できるものとする。
【００２６】
図１に示す送信装置１ａ，１ｂ，１ｃの基準方向検出部１４は、アンテナ制御部１２より送信電波の主放射方向が基準方向であることを検出すると、信号生成部１３に検出開始情報を生成させ、指向性アンテナ部１１はこの検出開始情報の付加した電波を端末装置２に送信する。検出開始情報を付加した電波は指向性アンテナ部１１の主放射方向が基準方向となったときに送信しても良いが、別のタイミングで送信してもよい。この場合の検出開始情報は基準方向であるときのタイミングを示す情報を含むものとする。
【００２７】
オフセットピーク時間を測定する端末装置２は、少なくとも各送信装置の回転する電波の１周期以上の受信電力をサンプリングして記録できるリング状バッファを用意し、常に特定の送信装置識別ＩＤとそのＩＤに対応した電波の受信電力を記録していて、後から基準方向であるときのタイミングが付加された検出開始情報を受信したときに、その時点のデータを保持しているため、オフセットピーク時間を算出してもよい。以後、検出開始情報は、送信装置１ａ，１ｂ，１ｃの主放射方向が基準方向を向いたときに送信されると表現するが、上述した通り、端末装置２が送信装置群１からの受信電力を一周期以上のバッファする機能をもつ場合があり、検出開始情報は必ずしも基準方向を向いた時に送信しなくても良い。送信装置群１は、検出開始情報を付加した電波を主放射方向が基準方向を向いたときを示すタイミング情報を、少し遅れて検出開始情報として送信しても良い。
【００２８】
図３は送信装置群１の一つの送信装置の送信電波に関して、図１に示す端末装置２の電力測定部２２１が測定した受信電力と信号識別部２２２が検出する検出開始情報の受信時の時間関係を示す図であり、送信装置のアンテナの主放射方向が変化することで端末装置２の受信する電力強度が変化し、主放射方向が端末装置２に向いた時に受信電力強度が最大値となることを示している。ピーク時間検出部２２３は検出開始情報を受信してから受信電力が最大となるまでの時間をオフセットピーク時間として検出する。
【００２９】
図４は送信装置１ａ，１ｂ，１ｃからの各検出開始情報を端末装置２が受信する時間と、端末装置２の受信電力の最大となる時間の関係の一例を示す図である。端末装置２が検出開始情報を受信してから受信電力が最大値を取るまでの時間をオフセットピーク時間と呼んでいる。図１の端末装置２の記録部２４は信号識別部２２２が検出した送信装置識別ＩＤとピーク時間検出部２２３が検出したオフセットピーク時間を関連付けて記録する。
【００３０】
図５は送信装置１ａ，１ｂ，１ｃの各位置を示す座標と、基準方向とアンテナの主放射方向との角度を示す図であり、オフセットピーク時間から位置を決定する原理を説明する。送信装置１ａ，１ｂ，１ｃそれぞれの基準方向と主放射方向の向いている方向との角度はオフセットピーク時間の大きさに比例する。
【００３１】
３箇所の送信装置１ａ，１ｂ，１ｃを用いた端末装置２の位置検出であり、それぞれの送信装置１ａ，１ｂ，１ｃの基準方向は任意だがここでは同じ方向とした。また、送信装置１ａ，１ｂ，１ｃの座標は、それらが一直線上にならない限り任意だが、ここでは送信装置１ａの座標が（０，０）、１ｂの座標が（Ｗ，０）、１ｃの座標が（Ｈ，０）とし、端末装置の座標（ｐ，ｑ）を決定する。送信装置１ａ，１ｂ，１ｃの電波の回転する角速度ωは異なっても良いが、ここでは同じで、常に一定とした。
【００３２】
ω＝const                         （式１）
端末装置２の測定した送信装置１ａ，１ｂ，１ｃからのオフセットピーク時間がそれぞれｔａ、ｔｂ、ｔｃである時、それぞれの送信装置の基準方向からの角度θａ、θｂ、θｃは以下の式で表すことができる。
【００３３】
θａ＝ω×ｔａ                     （式２）
θｂ＝ω×ｔｂ                     （式３）
θｃ＝ω×ｔｃ                     （式４）
端末装置２と送信装置１ａとの距離をＬａ、端末装置２と送信装置１ｂの距離をＬｂ、端末装置２と送信装置１ｃの距離をＬｃとすると、端末装置２の座標（ｐ，ｑ）は以下の式で表すことができる。
【００３４】
ｐ＝Ｌａ×ｃｏｓ（θａ）            （式５）
ｑ＝Ｌａ×ｓｉｎ（θａ）           （式６）
また、距離Ｌａと距離Ｌｂは以下の式が成り立つ。
【００３５】
Ｌａ×ｓｉｎ(θａ)＝Ｌｂ×ｓｉｎ(θｂ)              （式７）
Ｌａ×ｃｏｓ（θａ）−Ｌｂ×ｃｏｓ（θｂ）＝Ｗ     （式８）
式７と式８より距離Ｌａは以下のようになる。
【００３６】
Ｌａ＝Ｗ×ｓｉｎ（θｂ）／（ｓｉｎ（θｂ）×ｃｏｓ(θｂ)−ｓｉｎ（θａ）×ｃｏｓ（θｂ））                                （式９）
式５、式６、式９より端末装置２の座標（ｐ，ｑ）は以下の式で求めることができる。
【００３７】
ｐ＝Ｗ×ｓｉｎ（θｂ）×ｃｏｓ（θａ）／（ｓｉｎ（θｂ）×ｃｏｓ(θａ)−ｓｉｎ（θａ）×ｃｏｓ（θｂ））                      （式１０）
ｑ＝Ｗ×ｓｉｎ（θｂ）×ｓｉｎ（θａ）／（ｓｉｎ（θｂ）×ｃｏｓ(θａ)−ｓｉｎ（θａ）×ｃｏｓ（θｂ））                      （式１１）
送信装置１ａ、１ｂを用いた位置検出では送信装置１ａと送信装置１ｂの向かい合う場所では正確に位置を検出することができない。これは、送信装置１ａと送信装置１ｂの向かい合う場所では、Ｌａ×ｓｉｎ(θａ)＝Ｌｂ×ｓｉｎ（θｂ）＝０となるからである。そこで、正確に位置を検出するために送信装置１ａと送信装置１ｃを用いた位置を算出する。距離Ｌａと距離Ｌｃは以下の式が成り立つ。
【００３８】
Ｌａ×ｃｏｓ(θａ)＝Ｌｃ×ｃｏｓ(θｃ)              （式１２）
Ｌａ×ｓｉｎ（θａ）−Ｌｃ×ｓｉｎ（θｃ）＝Ｈ     （式１３）
式１２と式１３より距離Ｌａは以下のようになる。
【００３９】
Ｌａ＝Ｈ×ｃｏｓ（θｃ）／（ｓｉｎ（θａ）×ｃｏｓ(θｃ)−ｓｉｎ（θｃ）×ｃｏｓ（θａ））                                    （式１４）
式５、式６、式１４より端末装置２の座標（ｐ，ｑ）は以下の式で求めることができる。
【００４０】
ｐ＝Ｈ×ｃｏｓ（θｃ）×ｃｏｓ(θａ)／（ｓｉｎ（θａ）×ｃｏｓ(θｃ)−ｓｉｎ（θｃ）×ｃｏｓ（θａ））                      （式１５）
ｑ＝Ｈ×ｃｏｓ（θｃ）×ｓｉｎ（θａ）／（ｓｉｎ（θａ）×ｃｏｓ(θｃ)−ｓｉｎ（θｃ）×ｃｏｓ（θａ））                      （式１６）
端末装置２は、送信装置１ａ，１ｂ，１ｃそれぞれのオフセットピーク時間ｔａ、ｔｂ、ｔｃを測定し、それらをサーバ３に送信する。図１に示すサーバ３は、送信装置１ａ，１ｂ，１ｃの座標（０，０）、（Ｗ，０）、（０，Ｈ）と送信装置１ａ，１ｂ，１ｃの主放射方向の回転する角速度ωからなる位置算出データテーブル３００を記録部３２に保持している。
【００４１】
サーバ３の位置決定部３３は端末装置２から受信したオフセットピーク時間と位置算出データテーブル３００を（式１）〜（式１６）より端末装置２の送信装置群１との相対位置を示す座標（ｐ，ｑ）を算出する。以上の原理より、サーバ３は端末装置２の送信装置群との相対位置を示す座標を決定できる。
【００４２】
しかし、電波は壁の反射などの影響を受けてしまう。そのため図６に示すように、予め複数の場所のそれぞれの座標（０，０）〜（Ｗ，Ｈ）において、送信装置１ａ，１ｂ，１ｃからのオフセットピーク時間をそれぞれ測定しておき、予め測定したオフセットピーク時間と送信装置識別ＩＤと位置を示す座標を関連付けたデータテーブルである位置比較データテーブルを作成しておいてもよい。例えば、任意の座標（ｗ，ｈ）での送信装置１ａ，１ｂ，１ｃからのオフセットピーク時間（ｔａ，ｔｂ，ｔｃ）を測定する。位置比較データテーブルは電波の反射などの影響を考慮したものであり、図１に示すサーバ３の位置決定部３３は、位置算出データテーブル３００と位置比較データテーブル３０１を用いた位置検出を行う。
【００４３】
（位置検出方法）
ここで、図１に示すサーバ３の位置決定部３３による位置検出方法を説明する。サーバ３は上述した位置検出原理に則り、端末装置２から与えられた送信装置群１から測定したオフセットピーク時間と、記録部３１に保持している位置算出テーブル３００にある送信装置群１の位置情報やアンテナの角速度から、端末装置２の位置情報を決定できる。
【００４４】
また、サーバ３はさらに位置比較データテーブル３０１を記録部３１に保持し、端末装置２から提供される実測のオフセットピーク時間と、位置比較データテーブル３０１のデータを照合し、位置情報を決定してもよい。
【００４５】
次に、位置比較データテーブル３０１を用いた位置決定部３３の動作を説明する。位置決定部３３は、端末装置２の測定したオフセットピーク時間と位置算出データテーブル３００から端末装置２の理論値座標（ｐ，ｑ）を算出する。
【００４６】
この端末装置２の理論値座標（ｐ，ｑ）と位置比較データテーブル３０１の予め測定した複数の座標を比較し、最も近い４箇所の座標を検索し、座標Ａ（ｐＡ，ｑＡ），Ｂ（ｐＢ，ｑＢ），Ｃ（ｐＣ，ｑＣ），Ｄ（ｐＤ，ｑＤ）を選出する。なお、本実施の形態では４箇所の例について示すが、これに限定せず３箇所以上の選出で実現できるものである。座標Ａについて予め実測したオフセットピーク時間と位置算出データテーブル３００から座標（ｒｐＡ，ｒｑＡ）を理論値として算出し、実際の座標と理論値の座標の差分ベクトル（ＰＡ，ＱＡ）を以下の式から算出する。
【００４７】
ＰＡ＝ｐＡ-ｒｑＡ                    （式１７）
ＱＡ＝ｑＡ-ｒｑＡ                    （式１８）
同様に、座標Ｂ，Ｃ，Ｄの理論値と座標の実測値の座標の差分ベクトル（ＰＢ，ＱＢ）、（ＰＣ，ＱＣ）、（ＰＤ，ＱＤ）を算出する。次いで、４箇所の差分ベクトルの平均を端末装置２の位置の差分ベクトルとし、以下の式から端末装置２の差分ベクトル（Ｐ，Ｑ）を求める。
【００４８】
Ｐ＝（ＰＡ+ＰＢ+ＰＣ+ＰＤ）/４        （式１９）
Ｑ＝（ＱＡ+ＱＢ+ＱＣ+ＱＤ）/４        （式２０）
次いで、端末装置２の差分ベクトル（Ｐ，Ｑ）と端末装置２の理論値座標（ｐ，ｑ）から補正した座標（ｐｏｆｆｓｅｔ，ｑｏｆｆｓｅｔ）を求める。
【００４９】
ｐｏｆｆｓｅｔ＝ｐ+Ｐ                  （式２１）
ｑｏｆｆｓｅｔ＝ｑ+Ｑ                  （式２２）
以上の原理より、サーバ３は端末装置２の位置比較データテーブル３０１を用いて補正した端末装置２の位置を示す座標を決定する。
【００５０】
図７は第１の実施の形態に示す位置検出システムを用いて端末装置の位置を検出する手順を説明するフローチャートであり、図１に示す位置検出システムの位置検出手順を説明する。なお、第１の実施の形態の位置検出システムでは３箇所以上の送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…が指向性電波を送信しており、端末装置２は３箇所以上の送信装置群１からの電波を受信できる場所にある。
【００５１】
まず、ステップＳ１０では、端末装置２の信号識別部２２２は、送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…から送信される電波から送信装置識別ＩＤを認識すると共に、電波の電力強度をサンプリングして測定し、検出部２２により検出開始情報を受信した時間から最大の受信電力となる時間までのオフセットピーク時間を検出する。
【００５２】
次いで、ステップＳ２０では、端末装置２は、測定したオフセットピーク時間と送信装置識別ＩＤを関連付けた送信装置情報を作成して記録部２４に記録し、次いで、ステップＳ３０では、記録部２４に記録したこの送信装置情報を読み出してサーバ３に送信する。
【００５３】
次いで、ステップＳ４０では、サーバ３は、図１に示す位置決定部３３により、端末装置２から３つ以上オフセットピーク時間を受信した場合、オフセットピーク時間と、予め保持している送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…の位置関係を示す情報、もしくは、オフセットピーク時間と、予め保持している送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…の位置関係を示す情報と予め複数の送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…からのオフセットピーク時間を測定した結果を用い、端末装置２の位置情報を決定する。
【００５４】
次いで、ステップＳ５０では、サーバ３は、決定した端末装置２の位置情報を端末装置２に通信部３２から送信する。
【００５５】
次いで、ステップＳ６０では、端末装置２は通信部２３を介してサーバ３から位置情報を受け取り、位置情報を図１に示す位置情報利用部２５に提供することで、送信装置群１との相対位置を知り、その情報を利用することができる。
【００５６】
(第２の実施の形態)
図８は第２の実施の形態に係る位置検出システムの構成図である。送信装置群１と端末装置４とサーバ５から構成される。送信装置群１は3つ以上の送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ...から構成され、同一直線上にない場所に設置される。
【００５７】
第２の実施の形態の送信装置群１は、第１の実施の形態の送信装置群１と同様の構成をしているため、その説明を省略する。
【００５８】
端末装置４は、図１に示す第１の実施の形態の端末装置２と同様に、送信装置群１が送信する指向性電波を受信するためのアンテナ部２１と、受信した電波から情報を検出するための検出部２２と、サーバ３と通信をする通信部２３と検出部２２が検出した情報を記録する記録部２４と、位置情報を利用する位置情報利用部２５を備え、更に図１に示す第１の実施の形態のサーバ３の位置決定部３３と同様の位置決定部２６を備える。なお、端末装置４は図示していないCPUやメモリ等を備えている。
【００５９】
記録部２４は、第１の実施の形態で示した方法と同様の方法でオフセットピーク時間と送信装置識別ＩＤを記録する。さらに記録部２４は通信部２３を介してサーバ５から提供される位置算出データテーブル３００、もしくは位置算出データテーブル３００と位置比較データテーブル３０１を記録する。
【００６０】
なお、通信部２３は１対１でサーバ５と接続して情報を取得しても良いし、ブロードキャストやマルチキャストといった複数の端末装置４向けに一斉に送信される信号を受信し、その中から情報を取得してもよい。
【００６１】
端末装置４の位置決定部２６は、第１の実施の形態のサーバ３に備えられた位置決定部３３と同様のものであり、実測した送信装置群１のオフセットピーク時間と、記録部２４の位置算出データテーブル３００、もしくは位置算出データテーブル３００と位置比較データテーブル３０１を参照して送信装置群１との相対位置を示す座標を決定する。
【００６２】
位置情報利用部２５は、前記位置決定部２６が検出した位置情報を利用する。
【００６３】
サーバ５は、位置算出データテーブル３００、もしくは位置算出データテーブル３００と位置比較データテーブル３０１を保持した記録部３１と、端末装置４と通信する通信部３２を備え、その通信部３２を介して、記録部３１の位置算出データテーブル３００、もしくは位置算出データテーブル３００と位置比較データテーブル３０１を端末装置４に提供する。なお、通信部３２は端末装置４へ位置算出データテーブル３００や位置比較データテーブル３０１を送信する際、ユニキャストといった方法で端末装置４へ個別に情報を送ることもできるし、ブロードキャストやマルチキャストといった方法により複数の端末装置４向けに一斉に情報を送ることもできる。なお、サーバ５は、図示していないCPUやメモリ等を備えている。
【００６４】
第２の実施の形態の位置検出の原理は、第１の実施の形態と同様の手法であり、その説明を省略する。
【００６５】
ここで、図９は第２の実施の形態に示す位置検出システムの位置を検出する手順を説明するフローチャートであり、図８に示す位置検出システムの位置検出手順を説明する。
【００６６】
第２の実施の形態の位置検出システムでは、３箇所以上の送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…が指向性電波を送信しており、端末装置４は３箇所以上の送信装置群１からの電波を受信できる場所にある。
【００６７】
まず、ステップＳ１１０では、サーバ５は、通信部３２を介して記録部３１に保持している位置算出データテーブル３００、もしくは位置算出データテーブル３００と位置比較データテーブル３０１を端末装置４に送信して提供する。端末装置４は、通信部２３を介してサーバ５から提供された位置算出データテーブル３００、もしくは位置算出データテーブル３００と位置比較データテーブル３０１を記録部２４に記録する。
【００６８】
次いで、ステップＳ１２０では、端末装置４の信号識別部２２２は、送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…から送信される電波から送信装置識別ＩＤを認識すると共に、電波の電力強度をサンプリングして測定し、検出部２２により検出開始情報を受信した時間から最大の受信電力となる時間までのオフセットピーク時間を検出する。
【００６９】
次いで、ステップＳ１３０では、端末装置４は、送信装置群１から測定したそれぞれのオフセットピーク時間と送信装置識別ＩＤを関連付けた送信装置情報を作成して記録部２４に記録する。
【００７０】
次いで、ステップＳ１４０では、位置決定部２６により端末装置４から３つ以上オフセットピーク時間を受信した場合、オフセットピーク時間と、予め保持している送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…の位置関係を示す情報、もしくは、オフセットピーク時間と、予め保持している送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…の位置関係を示す情報と予め複数の送信装置１ａ，１ｂ，１ｃ…からのオフセットピーク時間を測定した結果を用い、端末装置４の位置情報を決定する。
【００７１】
次いで、ステップＳ１５０では、端末装置４は決定した位置情報を位置情報利用部２５から出力するので、送信装置群１との相対位置を知り、その情報を利用することができる。
【００７２】
(第３の実施の形態)
図１０は第３の実施の形態に係る位置検出システムに使用する地図情報を示す図の一例である。この地図情報は図５に示す送信装置１ａ，１ｂ，１ｃの位置座標と予め関連付けられており、送信装置群１との相対位置座標を決定することで、地図情報の何処にいるかを決定できることを示している。
【００７３】
第1の実施の形態の図１に示す位置検出システムではサーバ３が、および第２の実施の形態の図８に示す位置検出システムではサーバ５の記録部３１が、この地図情報を保持しており、通信部３２を介して端末装置に地図情報を提供する。端末装置は記録部に地図情報を記録する。
【００７４】
なお、サーバ３及びサーバ５の通信部３２は端末装置４へ地図情報を送る際に、ユニキャストといった方法で端末装置へ個別に送ることもできるし、ブロードキャストやマルチキャストといった方法により複数の端末装置向けに地図情報を一斉に送ることもできる。
【００７５】
端末装置２および端末装置４の通信部２３は、受信した地図情報を記録部２４に記録する。位置情報利用部２５は、記録部２４の地図情報に位置情報を重畳し、地図画像を表示する表示部として動作する。
【００７６】
(第４の実施の形態)
図１１は第４の実施の形態に係る送信装置群の送信電波に関して、端末装置が受信する電波の電力強度と検出開始情報受信時の時間関係を示す図であり、複数の電力ピークを用いた位置検出を説明する。
【００７７】
送信装置群の送信する電波は主放射方向に最も強い電波を送信するが、主放射方向の電力ピークが飽和してしまい、最大の電力ピークを検出できない場合がある。また、アンテナの指向性上の理由で、受信装置側では、複数の電力ピークを検出するものとする。
【００７８】
第1乃至第３の実施の形態において、送信装置からの複数のピーク時間情報を検出し、それらのピーク時間を使用することで、主放射方向の電力ピークを検出できない状況でも位置検出を行う。送信装置のアンテナの主放射方向が変化することで端末装置の受信する電力強度が変化し、主放射方向が端末装置に向いた時に受信電力が最大値となる。
【００７９】
さらに、アンテナの特性により最大ではないが電力ピークが存在する。端末装置２の受信電力のピークは周期的に検出でき、検出開始情報を受信してから受信電力がピークとなるまでの時間を検出する。検出した電力ピークが最大となるときの時間をオフセットピーク時間とし、それ以外の電力ピークを検出した時間をサブオフセットピーク時間として検出する。
【００８０】
アンテナの指向特性から主放射方向のピークとそれ以外の電力ピークとの角度は一定であり、オフセットピーク時間とサブオフセットピーク時間の差分も一定となる。位置検出に用いる位置算出データテーブルはサブオフセットピーク時間とオフセットピーク時間の差分時間（Δｔａ，Δｔｂ，Δｔｃ）を更に記録している。測定したサブオフセットピーク時間と差分時間を用いることで、オフセットピーク時間を推定し、位置を算出する。
【００８１】
端末装置はオフセットピーク時間を測定できない場合は、サブオフセットピーク時間（ｓｔａ，ｓｔｂ，ｓｔｃ）を測定する。差分時間（Δｔａ，Δｔｂ，Δｔｃ）と端末装置が測定したサブオフセットピーク時間（ｓｔａ，ｓｔｂ，ｓｔｃ）からオフセットピーク時間（ｔａ，ｔｂ，ｔｃ）は以下の式で求めることができる。
【００８２】
ｔａ ＝Δｔａ + ｓｔａ            （式２３）
ｔｂ ＝Δｔｂ + ｓｔｂ            （式２４）
ｔｃ ＝Δｔｃ + ｓｔｃ            （式２５）
以上のように主放射方向でのピークを検出できない状況でも、主放射方向以外のピークからサブオフセットピーク時間を測定し、オフセットピーク時間を決定することができる。この推定したオフセットピーク時間を用いて位置を検出する。
【実施例】
【００８３】
以下、上述した本発明の第1の実施の形態に係る位置検出システムの実施例について図面を参照して説明する。図１２は本発明の実施例に係る位置検出システムの概略図である。
【００８４】
この位置検出システムは、位置検出をする範囲に指向性の高いビーム状電波を一定の角速度で水平に回転して送信する送信装置７-１、送信装置７-２、送信装置７-３と、送信装置７-１〜３の電波を受信すると共に、受信した電力強度の最大値を検出した時間を測定する端末装置８と、端末装置８が測定した受信電力強度が最大となる時間を用いて送信装置７-１〜３からの角度を算出し、さらに算出した角度を用いて位置を算出するサーバ９とネットワーク上で使用可能なＩＰアドレスを端末装置８に割り当てるＤＨＣＰサーバ１０からなる。なお送信装置７-１〜３はIEEE802.11規格などの無線LANのアクセス・ポイントである。したがって、送信装置７-１〜３は送信機能と受信機能を併せ持つ。
【００８５】
その送信装置７-１〜３とサーバ９は、イーサネット（登録商標）からなるバックボーンネットワークに接続する。サーバ９は、算出した位置情報を送信装置７-１〜３のいずれかを介して端末装置８に提供するものとする。各送信装置７-１〜３は、位置検出を行う範囲で直線上に無い適当な場所に予め設置されている。端末装置８は、無線LAN端末として動作し、アクセス・ポイントを介してサーバ９とTCP/IPでの相互通信を行う。
【００８６】
図１３は送信装置７-１〜３の構成を示す図であり、送受信する情報を処理する中央処理部７１と、送信装置の基準クロックを生成するクロック生成部７２と、クロック生成部７２が生成する基準クロックを分周して供給する分周回路７３と、IEEE802.11規格に準拠した無線フレームとデジタルデータを処理するベースバンド部７４と、送受信する無線フレームを変調及び復調する機能と増幅する機能を持つＲＦ部７５と、ベースバンド部７４の図示しない内蔵メモリのタイムスタンプの下位ビットを読み取ることでアンテナ制御信号７６０を生成するタイプスタンプ・デコード部７６と、情報を電波として送受信するアンテナ部７７と、アンテナ部の指向性の方向を制御するアンテナ制御部７８と、有線ネットワークと接続するための有線接続部７９から構成する。
【００８７】
クロック生成部７２は水晶振動子を用いることができる。アンテナ部７７は指向性のあるアンテナであり、電子的に指向性の向きを変えることができるアクティブ・フェーズド・アレイアンテナを用いる。以降の説明では電子的に指向性の向きを変えるアンテナを説明するが、アンテナ部７２は物理的に指向性の向きを変えることができるアンテナでも良い。アンテナ部７７の指向性の向きを電子的に変える場合にアンテナ制御部７８は移相回路を用いることができ、アンテナ部７７の指向性の向きを物理的に変える場合にアンテナ制御部７８にモータを用いることができる。有線接続部７９は有線LANのネットワークアダプタであり、バックボーンネットワークに接続する。
【００８８】
アンテナ部７７は指向性の高いビーム状電波を送信し、アンテナ制御部７８はアンテナ部７７の送信するビーム状電波の主放射方向は一定の角速度で水平に回転させる。ビーム状電波は主放射方向への送信電力が最大となるが、主放射方向以外の方向でも一定の範囲内で受信可能な電波である。また、複数ある送信装置７-１〜３をそれぞれ識別可能とするため、ベースバンド部の図示しない内蔵メモリには固有の識別情報としてBSSID（Basic Service Set  ID）を保有しており、ベースバンド部は送信する無線フレームにBSSIDを付加する。無線フレームに付加されたBSSIDを検出することで送信装置７-１〜３をそれぞれ識別することができる。
【００８９】
IEEE802.11規格のアクセス・ポイントである送信装置は、送信装置自身の存在を通知するためにビーコンフレームを定期的に送信する。ビーコンフレームを送信する時間間隔をビーコン間隔と呼ぶ。図１２に示す端末装置８が位置検出を行うために、送信装置７-１〜３はビーコンフレームを用いる。
【００９０】
図１４はIEEE802.11規格のビーコンフレームの構成を示す図であり、ＭＡＣヘッダとフレーム本体から構成されている。フレーム本体は更に必須ビーコンフィールドとオプションビーコンフィールドに分けられ、位置検出をするために、ビーコンフレーム本体に含まれる必須ビーコンフィールドのタイムスタンプを用いる。
【００９１】
ここで、図１３に示す送信装置７-１のタイムスタンプとアンテナ部７７の同期する方法について説明する。
【００９２】
タイムスタンプは、装置起動時から１μ秒に１ずつ増えるものである。図１３に示すクロック生成部７２の生成したクロックから分周回路７３が無線モジュールクロック信号７３１を生成し、ベースバンド部７４に出力する。
【００９３】
その結果、タイムスタンプは１μ秒に１ずつ増える。クロック生成部７２が生成したクロックから分周回路７３はアンテナ制御クロック信号７３２を生成し、アンテナ制御部７８に出力する。アンテナ制御部７８はアンテナ制御クロックを元にアンテナを水平に回転させる。無線モジュールクロック信号７３１とアンテナ制御部クロック信号７３２はクロック生成部７２が生成する基本クロックを元に分周しているので同期している。
【００９４】
アンテナ制御部７８は、電子的に主放射方向を切り替え、主放射方向を全方位の６４分割とする場合、000000b〜111111bまでの入力値に対して０〜２π（rad）回転する。
【００９５】
ここで、アンテナ部７７の回転周期Ｔごとにタイムスタンプの下位の所定ビットが0となるように角速度ωを選択する。例えばビーコン間隔を16384μSec(214μSec)とし、1周期に64回のビーコンを放射されるようにすると、周期T=ビーコン間隔x64=1048576 μSec(=220 μSec=1.048576 Sec)となる。
【００９６】
T=1048.576  msec = 220 μSec
IEEE802.11規格では、タイムスタンプは1μSecごとにインクリメントされるので、その値の下位２０ビットは１周期ごとに全て０となる。
【００９７】
送信装置７-１〜３には、ベースバンド部７４のタイムスタンプ値の下位２０ビットが全て０であることを検出するタイムスタンプ・デコード部７６を設ける。タイムスタンプ・デコード部７６は、２０ビットの正論理の和を出力するものであり、タイムスタンプが220回更新されるごとに0をアンテナ同期信号としてアンテナ制御部７８に出力する。アンテナ制御部７８はアンテナ同期信号を入力されるとアンテナ部７７の方向を基準方向にセットすることで、ベースバンド部７４のタイムスタンプとアンテナの主放射方向が基準方向を向くタイミングの同期を取る。
【００９８】
図１５は端末装置８の構成を示す図であり、端末装置８は、無線LANクライアントとして動作して電波を送受信するためのアンテナ部８１と、送受信する無線フレームを変復調と増幅する機能を持つＲＦ部８２とIEEE802.11規格に準拠した無線フレームとデジタルデータを処理するベースバンド部８３と、受信したビーコンフレームからタイムスタンプを読み出すタイムスタンプ・デコード部８４と、送受信するデータを処理する中央処理部８５と、位置情報を表示する表示部８６と、端末装置を操作するための操作部８７と、受信したデータを記録する記録部８８で構成する。アンテナ部８１は無指向性アンテナであり、ホイップアンテナを用いることができる。
【００９９】
端末装置８が位置検出を開始するときは、操作部８７から位置検出開始するように操作する。位置検出を開始すると、中央処理部８５は位置検出する範囲の３箇所以上のアクセス・ポイントが存在することを確認する。中央処理部８５は図１２に示すように送信装置７-１〜３が存在することを確認すると、送信装置７-１〜３のうちの一つの送信装置７-１とアソシエーションを確立するためのアソシエーション要求フレームをベースバンド部８３に生成させ、アンテナ部８１より送信する。
【０１００】
送信装置７-１とアソシエーションを確立すると、中央処理部８１は送信装置７-１から受信したビーコンフレームの受信電力が最大となったときのタイムスタンプをオフセットピーク時間として検出する。端末装置８は送信装置７-１のオフセットピーク時間を検出すると送信装置７-１とのアソシエーションを解除し、送信装置７-２とアソシエーションを確立する。同様の手順で３箇所以上のアクセス・ポイントからのオフセットピーク時間を検出する。
【０１０１】
次に、オフセットピーク時間の検出について説明する。端末装置８は、ビーコンフレームを受信すると、中央処理部８５はベースバンド部８３からタイムスタンプと送信装置のＢＳＳＩＤを読み出し、記録部８８に記録する。タイムスタンプ・デコード部８７はタイムスタンプの下位２０ビットの正論理の和を取り、正論理の和が０である時のビーコンフレームを位置検出開始として検出し、検出開始情報を中央処理部８５に入力する。
【０１０２】
中央処理部８５は図１６に示すように、検出開始情報を入力されたときから測定を開始し、受信電力が最大となったときに測定を終了する。測定開始から測定終了までの時間をオフセットピーク時間として検出し、検出したオフセットピーク時間をBSSIDと関連付けて記録部８８に記録する。中央処理部８５は３箇所以上の端末装置からのオフセットピーク時間を検出すると、図１７に示す論理フォーマットの位置検出データ８０１を作成する。位置検出データ８０１は、送信装置７-１〜３それぞれのオフセットピーク時間ｔ１，ｔ２,ｔ３とBSSID７-１〜７-３を関連付けた論理フォーマットである。
【０１０３】
また、図１４に示す送信装置７-１〜３のようにアンテナ制御部７８とタイムスタンプの下位２０ビットは同期が取れていなくても良く、その場合タイムスタンプ・デコード部８４を備えなくても良い。
【０１０４】
図１８に示すように送信装置７-１〜３は送受信する情報を処理する中央処理部７１と、送信装置の基準クロックを生成するクロック生成部７２と、クロック生成部７２が生成する基準クロックを分周して供給する分周回路７３と、送受信するデータをIEEE802.11規格に準拠した信号である無線フレームとするベースバンド部７４と、送受信する信号を変復調するＲＦ部７５と、無線制御部７６ｂと、情報を電波として送受信するアンテナ部７７と、アンテナ部７７の指向性の方向を制御するアンテナ制御部７８と、有線ネットワークと接続するための有線接続部７９から構成する。
【０１０５】
アンテナ制御部７８は、アンテナ部７７が基準方向に向いたとき、あるいは向こうとしているときにその状態を検出して、アンテナ基準方向検出信号７８１を無線制御部７６ｂに出力する。無線制御部７６ｂはアンテナ基準方向検出信号７８１を入力されると、ベースバンド部７４のタイムスタンプを読み出し、その値を付加した情報を位置検出開始データとして送信するものとする。この場合、位置検出開始データはIEEE 802.11規格のデータフレームで直接送られてもよいし、送信装置がIPアドレスを備えていれば、TCP/IPもしくはUDP/IPなどのフレームで送られてもよい。
【０１０６】
図１５に示す端末装置８は、受信電力がピークであった時のビーコンフレームのタイムスタンプとBSSIDを記録部８８に蓄積しているものとする。図１９のように、中央処理部８５は送られてきたデータフレームが位置検出開始データであることを検出すると、データに付加されている基準方向時のタイムスタンプの値を読み出し、蓄積されているピーク時のタイムスタンプとの差分からオフセットピーク時間を検出する。中央処理部８５は３箇所以上の端末装置からのオフセットピーク時間を検出すると、図１７に示す論理フォーマットの位置検出データ８０１を作成する。
【０１０７】
位置検出データ８０１を作成すると中央処理部８５はＨＴＴＰのＰＯＳＴメソッドを用いて、サーバ９のＵＲＬへ位置検出データ８０１を転送する。サーバ９のＵＲＬは、サーバ９がブロードキャストしたＵＲＬを検出するか、あるいはマルチキャストの場合はIETF RFC2974規格で規定されたＳＡＰ（Session Announcement Protocol）を用いて位置検出するためのサーバにアクセスするためのＵＲＬを検出する。
【０１０８】
サーバ９は、図２０に示すように、中央処理部９１とネットワーク接続部９２と記録部９３から構成する。記録部９３は、送信装置群の位置関係とビーム状電波の角速度からなる位置算出データテーブル９０１と、予め複数の場所で測定したオフセットピーク時間からなる位置比較データテーブル９０２と、送信装置７-１〜３と相対的な位置と関連付けた地図情報からなる位置情報データベース９０３を記録している。
【０１０９】
位置算出データテーブル９０１は図２１に示すように、送信装置７-１〜３のそれぞれの設置位置と基準方向および基準方向とアンテナの角速度ωとそれぞれの送信装置群の距離を数値化したデータである。位置比較データテーブル９０２は送信装置７-１〜３から位置検出可能な範囲の複数の場所において、送信装置７-１〜３との相対的な位置と予め測定したオフセットピーク時間を関連付けたものである。
【０１１０】
位置情報データベース９０３はＸＭＬによって記述されたベクターグラフィック言語で作成された地図情報である。ネットワーク接続口９２はＬＡＮアダプタであり、送信装置７-１〜３が接続されているバックボーンネットワークに接続する。サーバ９は送信装置７-１〜３を介して端末装置８と相互に通信することができる。
【０１１１】
サーバ９は、自身のＵＲＬを端末装置８に知らせるためにＵＲＬをブロードキャストするか、マルチキャストの場合はＳＡＰを用いてＵＲＬを広告する。このＵＲＬはサーバ９のＣＧＩを示しており、このＣＧＩは端末装置８から位置検出データをＰＯＳＴされると、解決手段に示した原理により、対応する位置情報である座標を位置算出データテーブル９０１と位置比較データテーブル９０２から算出し、算出した座標に対応する位置情報データベース９０３を示すＸＭＬデータを端末装置８に返答する。中央処理部９１は上記ＣＧＩを動作させる。
【０１１２】
図１５に示す端末装置８は、サーバ９が返答したＸＭＬデータを受信すると記録部８８に記録する。中央処理部８５は記録部８８のＸＭＬデータから可視化データを作成し、表示部８６はそれを表示する。表示部の地図画像をから現在の位置を検出することができる。
【０１１３】
上記の方法のように、サーバ９が位置を決定する方法では、位置検出を行う時は常に端末装置８とサーバ９が通信する必要がある。
【０１１４】
一方、第２の実施の形態に示す方法では、図１２に示す端末装置８自身が位置検出を行うため、端末装置８はサーバ９へ情報を送信する必要がない。
【０１１５】
図２０に示すサーバ９は、位置検出セッションに定期的に位置算出データテーブル９０１と位置比較データテーブル９０２と位置情報データベース９０３をブロードキャストあるいはマルチキャストする。マルチキャストの場合、サーバ９はＳＡＰを用いて位置算出データテーブル９０１と位置比較データテーブル９０２と位置情報データベース９０３それぞれをマルチキャストしているＩＰアドレスを通知する。
【０１１６】
図１５に示す端末装置８は、ブロードキャストの場合は必要な情報を受信し、マルチキャストの場合はＳＡＰにより、ネットワーク上の利用できるマルチキャストセッションから、位置算出データテーブル９０１と位置比較データテーブル９０２と位置情報データベース９０３を取得するためのＩＰアドレスを検出し、そのＩＰアドレスにアクセスして必要な情報を取得する。端末装置８は取得したそれらのデータを記録部８５に記録する。
【０１１７】
本実施例は、第１の実施の形態に示す位置検出システムと同様に、図１５に示す端末装置８は送信装置７-１〜３が送信するビーコンフレームを受信し、送信装置７−１〜３それぞれのオフセットピーク時間を検出する。中央処理部８５は検出したそれぞれの送信装置７-１〜３のオフセットピーク時間とＢＳＳＩＤから図１７に示す論理フォーマットからなる位置検出データ８０１を作成し、記録部８５に記録する。
【０１１８】
端末装置８は位置算出データテーブル９０１と位置比較データテーブル９０２と位置検出データ８０１を記録部８８に記録すると、中央処理部８５は第１の実施の形態において説明した位置検出方法に従って、端末装置８と送信装置７-１〜３との相対位置を検出する。さらに中央処理部８５は送信装置７-１〜３の相対位置と対応する位置情報データベース９０３を検索し、地図画像を作成し、地図画像上の端末装置自身の位置を地図上に重畳した画像を作成し、表示部８６に表示させる。端末装置８自身は表示部８６に表示された地図画像と自身の位置を重畳した画像を参照することで位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】第１の実施の形態の位置検出システムの構成図である。
【図２】第１の実施の形態の位置検出システムの概要図である。
【図３】第１の実施の形態のオフセットピーク時間の説明図である。
【図４】第１の実施の形態の複数のオフセットピーク時間の説明図である。
【図５】第１の実施の形態の位置算出データテーブルの説明図である。
【図６】第１の実施の形態の位置比較データテーブルの説明図である。
【図７】第１の実施の形態の手順を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施の形態の位置検出システムの構成図である。
【図９】第２の実施の形態の手順を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施の形態の地図情報の説明図である。
【図１１】第４の実施の形態の複数の受信電力ピークを示す図である。
【図１２】実施例の位置検出システムの概要図である。
【図１３】実施例のタイムスタンプ・デコード部を備えた送信装置の説明図である。
【図１４】実施例のIEEE802.11規格のビーコンフレームを示す図である。
【図１５】実施例の端末装置の説明図である。
【図１６】実施例のオフセットピーク時間を示す図である。
【図１７】実施例の位置検出データを示す図である。
【図１８】実施例の無線制御部を備えた送信装置の説明図である。
【図１９】実施例のオフセットピーク時間を示す図である。
【図２０】実施例のサーバを示す図である。
【図２１】実施例の位置検出を説明する図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１    送信装置群
１ａ    送信装置
１ｂ    送信装置
１ｃ  送信装置
２    端末装置
３    サーバ
４  端末装置
５  サーバ
６  端末装置
１１  指向性アンテナ部
１２  アンテナ制御部
１３  信号生成部
１４  基準方向検出部
１５  ＩＤ格納メモリ部
２１  アンテナ部
２２  検出部
２３  通信部
２４  記録部
２５  位置情報利用部
２２１  電力測定部
２２２  信号識別部
２２３  ピーク時間検出部
３１  記録部
３２  通信部
３３  位置決定部
３００  位置算出データテーブル
３０１  位置比較データテーブル
７-１  送信装置
７-２  送信装置
７-３  送信装置
８  端末装置
９  サーバ
１０  ＤＨＣＰサーバ
７１  中央処理部
７２  クロック生成部
７３  分周回路
７４  ベースバンド部
７５  ＲＦ部
７６  タイムスタンプ・デコード部
７６ｂ  無線制御部
７７  アンテナ部
７８  アンテナ制御部
７９  有線接続部
７３１  無線モジュールクロック信号
７３２  アンテナ制御クロック信号
７６０  アンテナ制御信号
７８１  アンテナ基準方向検出信号
８１  アンテナ部
８２  ＲＦ部
８３  ベースバンド部
８４  タイムスタンプ・デコード部
８５  中央処理部
８６  表示部
８７  操作部
８８  記録部
８０１  位置検出データ
９１  中央処理部
９２  ネットワーク接続部
９３  記録部
９０１  位置算出データテーブル
９０２  位置比較データテーブル
９０３  位置情報データテーブル
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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