(57)【要約】【課題】誤差が１ｍ以下の位置算出精度を簡易に実現する。【解決手段】端末１は、音波を受信する音波受信部１０３と、第１送信タイミングで、音波を送信する音波送信部１０４と、音波受信部１０３による受信結果から、端末１及び測位装置３からの音波の受信タイミングを検出する音波信号処理部１０６５と、音波信号処理部１０６５による検出結果を測位装置２に通知する処理結果通知部１０６６とを有し、測位装置３は、音波を受信する音波受信部３０３と、第２送信タイミングで、音波を送信する音波送信部３０４と、音波受信部３０３による受信結果から、端末１及び測位装置３からの音波の受信タイミングを検出する音波信号処理部３０６５と、音波信号処理部３０６５による検出結果を測位装置２に通知する処理結果通知部３０６６とを有し、測位装置２は、音波信号処理部１０６５，３０６５による検出結果に基づき、端末１の位置を算出する位置算出部２０６７を有する。【選択図】図１
2018112458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末と、
複数の音波送受信装置と、
位置算出装置とを備え、
前記端末は、
音波を受信する第１音波受信部と、
第１送信タイミングで、音波を送信する第１音波送信部と、
前記第１音波受信部による受信結果から、前記端末及び前記音波送受信装置からの音波の受信タイミングを検出する第１音波信号処理部と、
前記第１音波信号処理部による検出結果を前記位置算出装置に通知する第１通知部とを有し、
前記音波送受信装置は、
音波を受信する第２音波受信部と、
前記第１送信タイミングとは異なる第２送信タイミングで、音波を送信する第２音波送信部と、
前記第２音波受信部による受信結果から、前記端末及び前記音波送受信装置からの音波の受信タイミングを検出する第２音波信号処理部と、
前記第２音波信号処理部による検出結果を前記位置算出装置に通知する第２通知部とを有し、
前記位置算出装置は、
前記第１，２音波信号処理部による検出結果に基づき、前記端末の位置を算出する位置算出部を有する
ことを特徴とする測位システム。
【請求項２】
端末と、
複数の音波送受信装置と、
位置算出装置とを備え、
前記端末は、
音波を受信する第１音波受信部と、
第１送信タイミングで、音波を送信する第１音波送信部と、
前記第１音波受信部による受信結果を前記位置算出装置に通知する第１通知部とを有し、
前記音波送受信装置は、
音波を受信する第２音波受信部と、
前記第１送信タイミングとは異なる第２送信タイミングで、音波を送信する第２音波送信部と、
前記第２音波受信部による受信結果から、前記端末及び前記音波送受信装置からの音波の受信タイミングを検出する第２音波信号処理部と、
前記第２音波信号処理部による検出結果を前記位置算出装置に通知する第２通知部とを有し、
前記位置算出装置は、
前記第１音波受信部による受信結果から、前記端末及び前記音波送受信装置からの音波の受信タイミングを検出する第１音波信号処理部と、
前記第１，２音波信号処理部による検出結果に基づき、前記端末の位置を算出する位置算出部とを有する
ことを特徴とする測位システム。
【請求項３】
前記第１音波送信部により送信される音波の波形は前記端末のＩＤに関連付けられ、前記第２音波送信部により送信される音波の波形は前記音波送受信装置のＩＤに関連付けられている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の測位システム。
【請求項４】
前記第１，２音波送受信部により送信される音波は、波形が互いに直交するように符号化された信号である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の測位システム。
【請求項５】
前記第１音波信号処理部は、前記第１音波受信部による受信結果に対し、前記端末及び前記音波送受信装置で用いる音波の波形との相関処理を行うことで、前記音波の受信タイミングを検出し、
前記第２音波信号処理部は、前記第２音波受信部による受信結果に対し、前記端末及び前記音波送受信装置で用いる音波の波形との相関処理を行うことで、前記音波の受信タイミングを検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の測位システム。
【請求項６】
前記位置算出部は、前記第１，２音波信号処理部による音波の受信タイミングの検出結果から、前記端末と前記音波送受信装置との間の距離を特定し、当該特定結果に基づいて、前記端末の位置を算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の測位システム。
【請求項７】
端末と、複数の音波送受信装置と、位置算出装置とを備えた測位システムによる測位方法であって、
前記端末は、
第１音波受信部が、音波を受信し、
第１音波送信部が、第１送信タイミングで、音波を送信し、
第１音波信号処理部が、前記第１音波受信部による受信結果から、前記端末及び前記音波送受信装置からの音波の受信タイミングを検出し、
第１通知部が、前記第１音波信号処理部による検出結果を前記位置算出装置に通知し、
前記音波送受信装置は、
第２音波受信部が、音波を受信し、
第２音波送信部が、前記第１送信タイミングとは異なる第２送信タイミングで、音波を送信し、
第２音波信号処理部が、前記第２音波受信部による受信結果から、前記端末及び前記音波送受信装置からの音波の受信タイミングを検出し、
第２通知部が、前記第２音波信号処理部による検出結果を前記位置算出装置に通知し、
前記位置算出装置は、
位置算出部が、前記第１，２音波信号処理部による検出結果に基づき、前記端末の位置を算出する
ことを特徴とする測位方法。
【請求項８】
端末と、複数の音波送受信装置と、位置算出装置とを備えた測位システムによる測位方法であって、
前記端末は、
第１音波受信部が、音波を受信し、
第１音波送信部が、第１送信タイミングで、音波を送信し、
第１通知部が、前記第１音波受信部による受信結果を前記位置算出装置に通知し、
前記音波送受信装置は、
第２音波受信部が、音波を受信し、
第２音波送信部が、前記第１送信タイミングとは異なる第２送信タイミングで、音波を送信し、
第２音波信号処理部が、前記第２音波受信部による受信結果から、前記端末及び前記音波送受信装置からの音波の受信タイミングを検出し、
第２通知部が、前記第２音波信号処理部による検出結果を前記位置算出装置に通知し、
前記位置算出装置は、
第１音波信号処理部が、前記第１音波受信部による受信結果から、前記端末及び前記音波送受信装置からの音波の受信タイミングを検出し、
位置算出部が、前記第１，２音波信号処理部による検出結果に基づき、前記端末の位置を算出する
ことを特徴とする測位方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８記載の測位方法をコンピュータに実行させる測位プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、測位対象である端末の位置を算出する測位システム、測位方法及び測位プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＧＰＳを利用し、ナビゲーションサービス等の屋外における位置情報サービスが存在する。一方、近年、駐車場等の屋内屋外を問わず、シームレスに位置情報サービスを利用したいニーズや、作業員、物品、患者の位置又は動線の把握という新たなニーズが生まれてきている。
【０００３】
中でも、タブレットを含むスマートフォンの普及により、新たな測位端末を附属させずに、スマートフォンをそのまま測位端末として利用するニーズが高まっている。スマートフォンを利用した従来の屋内位置測位としては、内蔵された無線ＬＡＮ又はブルートゥース（登録商標／以下、記載を省略する。）と言った無線通信を活用した方式が検討されている（例えば非特許文献１参照）。具体的には、（１）接続しているアクセスポイント又は通信相手の位置を端末とするチェックイン方式、（２）複数のアクセスポイントからの電波強度による距離計算を用いた電波強度方式、（３）複数のアクセスポイントからの電波強度と地図情報を事前に作成するデータベース方式、（４）加速度センサ又はジャイロセンサを用いた自律航法方式等の方式が挙げられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】国土地理院位置情報基盤WG資料「屋内測位の高精度化及びシームレス測位に関する調査・検討」2015年12月18日URL:http://www.gsi.go.jp/common/000138333.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、（１）の方式では、接続しているアクセスポイントの間隔が位置精度となる。また、（２）の方式では、電波強度では通常１０ｍ程度の誤差を含む。また、（３）の方式では、事前にデータベースを作るという膨大な準備が必要であるとともに、データベースを作成する端末と測位する端末との個体差により異なる結果を生じる。また、（４）の方式では、誤差が蓄積されてしまう。よって、従来技術では、誤差が１ｍ以下の位置算出精度を簡易に実現できないという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、誤差が１ｍ以下の位置算出精度を簡易に実現できる測位システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る測位システムは、端末と、複数の音波送受信装置と、位置算出装置とを備え、端末は、音波を受信する第１音波受信部と、第１送信タイミングで、音波を送信する第１音波送信部と、第１音波受信部による受信結果から、端末及び音波送受信装置からの音波の受信タイミングを検出する第１音波信号処理部と、第１音波信号処理部による検出結果を位置算出装置に通知する第１通知部とを有し、音波送受信装置は、音波を受信する第２音波受信部と、第１送信タイミングとは異なる第２送信タイミングで、音波を送信する第２音波送信部と、第２音波受信部による受信結果から、端末及び音波送受信装置からの音波の受信タイミングを検出する第２音波信号処理部と、第２音波信号処理部による検出結果を位置算出装置に通知する第２通知部とを有し、位置算出装置は、第１，２音波信号処理部による検出結果に基づき、端末の位置を算出する位置算出部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、上記のように構成したので、誤差が１ｍ以下の位置算出精度を簡易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る測位システムの構成例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る端末の構成例を示す図である。
【図３】図２に示す測位情報管理部の構成例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る測位装置（親局）の構成例を示す図である。
【図５】図４に示す測位情報管理部の構成例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る測位装置（子局）の構成例を示す図である。
【図７】図６に示す測位情報管理部の構成例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る測位管理装置の構成例を示す図である。
【図９】図８に示す測位情報管理部の構成例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る端末の状態遷移を説明する図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る測位システムによる測位方法の一例を示すシーケンス図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る測位システムによる音波の多重化と音波信号処理を説明する図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る測位システムによる測距の原理を説明する図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係る端末の別の構成例を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係る測位装置（親局）の別の構成例を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態１に係る測位装置（子局）の別の構成例を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態１に係る測位管理装置の別の構成例を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態２に係る端末の測位情報管理部の構成例を示す図である。
【図１９】この発明の実施の形態２に係る測位装置（親局）の測位情報管理部の構成例を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態２に係る測位システムによる測位方法の一例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る測位システムの構成例を示す図である。
測位システムは、図１に示すように、測位対象である端末１、測位装置（親局、位置算出装置）２、複数の測位装置（子局、音波送受信装置）３、及び測位管理装置４を備えている。なお図１では、１台の端末１、１台の測位装置２、４台の測位装置３（３−１〜３−４）、及び１台の測位管理装置４を備えた場合を示しているが、それぞれ任意の台数で構成されていてもよい。また、測位装置２，３は位置が既知である。
【００１１】
端末１と測位装置２との間は、通信リンクＬ１で接続される。以下では、通信リンクＬ１が無線ＬＡＮである場合を例に説明を行うが、携帯電話網又はブルートゥース等の他の通信リンクでもよい。
【００１２】
測位装置２と測位装置３との間、及び測位装置２と測位管理装置４との間は、通信リンクＬ２で接続される。以下では、通信リンクＬ２がＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）である場合を例に接続を行うが、無線ＬＡＮ等の他の通信リンクでもよい。
【００１３】
なお図１では、測位管理装置４が、測位装置２から離れた位置にある情報管理センターである場合を想定しているが、測位装置２と一体の装置でもよい。
【００１４】
図１において、符号Ｌ１１〜Ｌ１６は、端末１、測位装置２及び測位装置３が発生する音波を示している。
【００１５】
次に、端末１のソフトウェア構成例について、図２を参照しながら説明する。
端末１は、図２に示すように、記憶部１０１、通信部１０２、音波受信部（第１音波受信部）１０３、音波送信部（第１音波送信部）１０４、ヒューマンインタフェース部１０５及び測位情報管理部１０６を有する。
【００１６】
記憶部１０１は、測位情報管理部１０６で用いられるプログラム（測位プログラム）、及び、測位情報管理部１０６による測位処理で必要な情報を格納する。
測位処理に必要な情報としては、例えば、地図情報、端末１のＩＤを示すＩＤ情報、端末１及び測位装置２，３で用いる音波の波形を示す音波波形情報、音波信号処理で用いるアルゴリズム情報、位置描画処理で用いるアルゴリズム情報が挙げられる。なお、ＩＤとしては、例えば、携帯電話番号、ＭＡＣアドレス又はユーザ認証番号が挙げられる。また、記憶部１０１に格納される測位処理に必要な情報は、端末１の初期設定の際に手動で設定されてもよいし、通信部１０２を介して適宜取得してもよい。
【００１７】
通信部１０２は、測位装置２との間で、測位処理に必要な情報の送受信を行う。
音波受信部１０３は、音波の受信を行う。
音波送信部１０４は、音波の送信を行う。
ヒューマンインタフェース部１０５は、端末１を操作するユーザからの測位開始要求を受付ける処理、及び、端末１の位置情報を出力する処理（位置描画処理）を行う。
【００１８】
測位情報管理部１０６は、一連の測位処理を管理する。この測位情報管理部１０６は、図３に示すように、要求判断部１０６１、要求通知部１０６２、音波受信制御部１０６３、音波送信制御部１０６４、音波信号処理部（第１音波信号処理部）１０６５、処理結果通知部（第１通知部）１０６６及び位置描画部１０６７を有している。
【００１９】
要求判断部１０６１は、測位開始要求の有無を判断する。ここで、測位開始要求としては、ヒューマンインタフェース部１０５により受付けられたユーザからの測位開始要求、通信部１０２に通知された測位装置２からの測位開始要求、及び、定期又は不定期の自律的なプログラムによる測位開始要求が挙げられる。
【００２０】
要求通知部１０６２は、要求判断部１０６１によりユーザからの測位開始要求が受付けられたと判断された場合に、通信部１０２により測位開始要求を測位装置２に通知する。なお、要求通知部１０６２は、端末１が測位システムに新規に追加された場合には、記憶部１０１から端末１のＩＤを読出し、通信部１０２により当該ＩＤとともに測位開始要求を測位装置２に通知する。
【００２１】
音波受信制御部１０６３は、音波受信部１０３を制御する。この音波受信制御部１０６３は、要求判断部１０６１により測位開始要求が有ると判断された後、音波受信部１０３を起動する。なお、要求通知部１０６２がＩＤを測位装置２に通知した場合には、音波受信制御部１０６３は、通信部１０２に測位装置２からの測位開始応答が通知された後に、音波受信部１０３を起動する。
【００２２】
音波送信制御部１０６４は、音波送信部１０４を制御する。この音波送信制御部１０６４は、音波受信制御部１０６３により音波受信部１０３が起動された後、所定の送信タイミング（第１送信タイミング）で音波送信部１０４による音波の送信を開始する。この際、音波送信制御部１０６４は、記憶部１０１から端末１の音波波形情報を読出し、当該情報が示す波形の音波を生成して上記送信を行う。なお、端末１で用いる音波の波形は、端末１のＩＤと関係付けられている。
【００２３】
音波信号処理部１０６５は、記憶部１０１から音波信号処理のアルゴリズム情報を読出し、音波受信部１０３により受信された音波から、端末１及び測位装置２，３からの音波の受信タイミングを検出する。この際、音波信号処理部１０６５は、記憶部１０１から端末１及び測位装置２，３の音波波形情報を読出し、音波受信部１０３により受信された音波に対し、当該情報が示す波形との相関処理を行うことで、対象となる音波のみを抽出し、上記検出を行う。
【００２４】
処理結果通知部１０６６は、音波信号処理部１０６５による検出結果を、通信部１０２により測位装置２に通知する。
【００２５】
位置描画部１０６７は、記憶部１０１から地図情報及び位置描画処理のアルゴリズム情報を読出し、通信部１０２に通知された端末１の位置に基づいて、ヒューマンインタフェース部１０５により端末１の位置情報の出力（位置描画）を行う。
【００２６】
なお、音波送信制御部１０６４による音波を生成する機能は、音波送信部１０４に設けてもよい。また、音波信号処理部１０６５の機能は、音波受信部１０３に設けてもよい。
【００２７】
次に、測位装置２のソフトウェア構成例について、図４を参照しながら説明する。
測位装置２は、図４に示すように、記憶部２０１、通信部２０２、音波受信部（第３音波受信部）２０３、音波送信部（第３音波送信部）２０４、ヒューマンインタフェース部２０５及び測位情報管理部２０６を有する。
【００２８】
記憶部２０１は、測位情報管理部２０６で用いられるプログラム（測位プログラム）、及び、測位情報管理部２０６による測位処理で必要な情報を格納する。
測位処理に必要な情報としては、例えば、地図情報、端末１及び測位装置２，３のＩＤを示すＩＤ情報、測位装置２，３の位置を示す位置情報、端末１及び測位装置２，３で用いる音波の波形を示す音波波形情報、音波信号処理で用いるアルゴリズム情報が挙げられる。なお、記憶部２０１に格納される測位処理に必要な情報は、測位装置２の初期設定の際に手動で設定されてもよいし、通信部２０２を介して適宜取得してもよい。
【００２９】
通信部２０２は、端末１、測位装置３及び測位管理装置４との間で、測位処理に必要な情報の送受信を行う。
音波受信部２０３は、音波の受信を行う。
音波送信部２０４は、音波の送信を行う。
ヒューマンインタフェース部２０５は、測位装置２を操作するユーザからの測位装置２に対する設定を受付ける処理、及び、ログ情報を出力する処理を行う。
【００３０】
測位情報管理部２０６は、一連の測位処理を管理する。この測位情報管理部２０６は、図５に示すように、要求判断部２０６１、音波波形生成部２０６２、要求通知部２０６３、音波受信制御部２０６４、音波送信制御部２０６５、音波信号処理部（第３音波信号処理部）２０６６、位置算出部２０６７及び位置通知部２０６８を有している。
【００３１】
要求判断部２０６１は、測位開始要求の有無を判断する。ここで、測位開始要求としては、ヒューマンインタフェース部２０５により受付けられたユーザからの測位開始要求、通信部２０２に通知された端末１、測位装置３又は測位管理装置４からの測位開始要求、及び、定期又は不定期の自律的なプログラムによる測位開始要求が挙げられる。
【００３２】
音波波形生成部２０６２は、要求判断部２０６１により測位開始要求が受付けられたと判断された場合に、端末１及び測位装置２，３で用いる音波の波形を生成する。この際、音波波形生成部２０６２は、例えば、記憶部２０１から端末１及び測位装置２，３のＩＤを読出し、端末１のＩＤに基づいて端末１で用いる音波の波形を生成し、測位装置２のＩＤに基づいて測位装置２で用いる音波の波形を生成し、測位装置３のＩＤに基づいて測位装置３で用いる音波の波形を生成する。なお、音波波形生成部２０６２は、各測位装置３に対しては、それぞれ異なる音波の波形を生成する。また、音波波形生成部２０６２は、ＩＤの他に、乱数、測位の時刻又は回数等を含めて、音波波形を生成してもよい。また、端末１で用いる音波と、測位装置２で用いる音波と、測位装置３で用いる音波は、波形が互いに直交するよう符号化された信号である。また、端末１及び測位装置２，３で用いられる音波は、可聴音でも超音波でもよく、周波数は問われない。
なお、端末１及び測位装置２，３に既に音波波形情報が格納されている場合等、新たな音波波形の生成が不要な場合には、音波波形生成部２０６２による処理は省略してもよい。
【００３３】
要求通知部２０６３は、要求判断部２０６１によりユーザからの測位開始要求が受付けられたと判断された場合、又は、測位管理装置４からの測位開始要求が通知されたと判断された場合に、通信部２０２により測位開始要求を端末１及び測位装置３に通知する。また、要求通知部２０６３は、要求判断部２０６１により測位装置３からの測位開始要求が通知されたと判断された場合に、通信部２０２により、測位開始要求を端末１に通知し、測位開始応答を測位装置３に通知する。また、要求通知部２０６３は、要求判断部２０６１により端末１からの測位開始要求が通知されたと判断された場合に、通信部２０２により、測位開始要求を測位装置３に通知し、測位開始応答を端末１に通知する。また、要求通知部２０６３は、音波波形生成部２０６２により端末１、測位装置２及び測位装置３で用いる音波の波形が生成された場合には、当該波形を示す音波波形情報を併せて通知する。
【００３４】
音波受信制御部２０６４は、音波受信部２０３を制御する。この音波受信制御部２０６４は、要求判断部２０６１により測位開始要求が有ると判断された後、音波受信部２０３を起動する。
【００３５】
音波送信制御部２０６５は、音波送信部２０４を制御する。この音波送信制御部２０６５は、音波受信制御部２０６４により音波受信部２０３が起動された後、所定の送信タイミング（第３送信タイミング）で音波送信部２０４による音波の送信を開始する。この際、音波送信制御部２０６５は、記憶部２０１から測位装置２の音波波形情報を読出し、当該情報が示す波形の音波を生成して上記送信を行う。なお、測位装置２で用いる音波の波形は、測位装置２のＩＤと関係付けられている。また、音波送信部２０４における音波の送信タイミングは、音波送信部１０４における音波の送信タイミングとは異なるタイミングである。
【００３６】
音波信号処理部２０６６は、記憶部２０１から音波信号処理のアルゴリズム情報を読出し、音波受信部２０３により受信された音波から、端末１及び測位装置２からの音波の受信タイミングを検出する。この際、音波信号処理部２０６６は、記憶部２０１から端末１及び測位装置２の音波波形情報を読出し、音波受信部２０３により受信された音波に対し、当該情報が示す波形との相関処理を行うことで、対象となる音波のみを抽出し、上記検出を行う。
【００３７】
位置算出部２０６７は、記憶部２０１から地図情報、測位装置２，３の位置情報を読出し、音波信号処理部２０６６による検出結果、及び、通信部２０２に通知された端末１の音波信号処理部１０６５による検出結果及び測位装置３の音波信号処理部３０６５による検出結果に基づき、端末１の位置を算出する。
この際、位置算出部２０６７は、まず、音波信号処理部１０６５による検出結果から、端末１からの音波と測位装置２からの音波との受信タイミングの差、及び、端末１からの音波と測位装置３からの音波との受信タイミングの差を算出する。また、位置算出部２０６７は、音波信号処理部２０６６による検出結果から、端末１からの音波と測位装置２からの音波との受信タイミングの差を算出する。また、位置算出部２０６７は、音波信号処理部３０６５による検出結果から、端末１からの音波と測位装置３からの音波との受信タイミングの差を算出する。そして、位置算出部２０６７は、上記算出結果から、端末１と測位装置２との間の距離、及び、端末１と測位装置３との間の距離を特定する。そして、位置算出部２０６７は、上記特定結果から、最小二乗法等の方法により、端末１の位置を算出する。
【００３８】
位置通知部２０６８は、位置算出部２０６７により算出された端末１の位置を、通信部２０２により、端末１、測位管理装置４、又はその両方に通知する。
【００３９】
なお、音波送信制御部２０６５による音波を生成する機能は、音波送信部２０４に設けてもよい。また、音波信号処理部２０６６の機能は、音波受信部２０３に設けてもよい。
【００４０】
次に、測位装置３のソフトウェア構成例について、図６を参照しながら説明する。
測位装置３は、図６に示すように、記憶部３０１、通信部３０２、音波受信部（第２音波受信部）３０３、音波送信部（第２音波送信部）３０４、ヒューマンインタフェース部３０５及び測位情報管理部３０６を有する。
【００４１】
記憶部３０１は、測位情報管理部３０６で用いられるプログラム（測位プログラム）、及び、測位情報管理部３０６による測位処理で必要な情報を格納する。
測位処理に必要な情報としては、例えば、端末１及び測位装置３で用いる音波の波形を示す音波波形情報、音波信号処理で用いるアルゴリズム情報が挙げられる。なお、記憶部３０１に格納される測位処理に必要な情報は、測位装置３の初期設定の際に手動で設定されてもよいし、通信部３０２を介して適宜取得してもよい。
【００４２】
通信部３０２は、測位装置２との間で、測位処理に必要な情報の送受信処理を行う。
音波受信部３０３は、音波の受信を行う。
音波送信部３０４は、音波の送信を行う。
ヒューマンインタフェース部３０５は、測位装置３を操作するユーザからの測位装置３に対する設定を受付ける処理、及び、ログ情報を出力する処理を行う。
【００４３】
測位情報管理部３０６は、一連の測位処理を管理する。この測位情報管理部３０６は、図７に示すように、要求判断部３０６１、要求通知部３０６２、音波受信制御部３０６３、音波送信制御部（第２音波信号処理部）３０６４、音波信号処理部３０６５及び処理結果通知部（第２通知部）３０６６を有している。
【００４４】
要求判断部３０６１は、測位開始要求の有無を判断する。ここで、測位開始要求としては、ヒューマンインタフェース部３０５により受付けられたユーザからの測位開始要求、通信部３０２に通知された測位装置２からの測位開始要求、及び、定期又は不定期の自律的なプログラムによる測位開始要求が挙げられる。
【００４５】
要求通知部３０６２は、要求判断部３０６１によりユーザからの測位開始要求が受付けられたと判断された場合に、通信部３０２により測位開始要求を測位装置２に通知する。
【００４６】
音波受信制御部３０６３は、音波受信部３０３を制御する。この音波受信制御部３０６３は、要求判断部３０６１により測位開始要求が有ると判断された後、音波受信部３０３を起動する。
【００４７】
音波送信制御部３０６４は、音波送信部３０４を制御する。この音波送信制御部３０６４は、音波受信制御部３０６３により音波受信部３０３が起動された後、所定の送信タイミング（第２送信タイミング）で音波送信部３０４による音波の送信を開始する。この際、音波送信制御部３０６４は、記憶部３０１から測位装置３の音波波形情報を読出し、当該情報が示す波形の音波を生成して上記送信を行う。なお、測位装置３で用いる音波の波形は、測位装置３のＩＤと関係付けられている。また、音波送信部３０４における音波の送信タイミングは、音波送信部１０４における音波の送信タイミングとは異なるタイミングである。
【００４８】
音波信号処理部３０６５は、記憶部１０１から音波信号処理のアルゴリズム情報を読出し、音波受信部３０３により受信された音波から、端末１及び測位装置３からの音波の受信タイミングを検出する。この際、音波信号処理部３０６５は、記憶部１０１から端末１及び測位装置３の音波波形情報を読出し、音波受信部３０３により受信された音波に対し、当該情報が示す波形との相関処理を行うことで、対象となる音波のみを抽出し、上記検出を行う。
【００４９】
処理結果通知部３０６６は、音波信号処理部３０６５による検出結果を、通信部３０２により測位装置２に通知する。
【００５０】
なお、音波送信制御部３０６４による音波を生成する機能は、音波送信部３０４に設けてもよい。また、音波信号処理部３０６５の機能は、音波受信部３０３に設けてもよい。
【００５１】
次に、測位管理装置４のソフトウェア構成例について、図８を参照しながら説明する。
測位管理装置４は、図８に示すように、記憶部４０１、通信部４０２、ヒューマンインタフェース部４０３及び測位情報管理部４０４を有する。
【００５２】
記憶部４０１は、測位情報管理部４０４で用いられるプログラム（測位プログラム）、及び、測位情報管理部４０４による測位処理で必要な情報を格納する。
測位処理に必要な情報としては、例えば、地図情報、端末１及び測位装置２，３の位置を示す位置情報、位置描画処理で用いるアルゴリズム情報が挙げられる。記憶部４０１に格納される測位処理に必要な情報は、測位管理装置４の初期設定の際に手動で設定されてもよいし、通信部４０２を介して適宜取得してもよい。
【００５３】
通信部４０２は、測位装置２との間で、測位処理に必要な情報の送受信を行う。
ヒューマンインタフェース部４０３は、測位管理装置４を操作するユーザからの測位システムに対する各設定を受付ける処理、端末１の位置情報を出力する処理（位置描画処理）、及び、ログ情報を出力する処理を行う。
【００５４】
測位情報管理部４０４は、一連の測位処理を管理する。この測位情報管理部４０４は、図９に示すように、要求判断部４０４１、要求通知部４０４２、位置更新部４０４３及び位置描画部４０４４を有している。
【００５５】
要求判断部４０４１は、測位開始要求の有無を判断する。ここで、測位開始要求としては、ヒューマンインタフェース部４０３により受付けられたユーザからの測位開始要求が挙げられる。
【００５６】
要求通知部４０４２は、要求判断部４０４１によりユーザからの測位開始要求が受付けられたと判断された場合に、通信部４０２により測位開始要求を測位装置２に通知する。
【００５７】
位置更新部４０４３は、通信部４０２に通知された端末１の位置に基づいて、記憶部４０１に格納された端末１の位置情報を更新する。
【００５８】
位置描画部４０４４は、記憶部４０１から地図情報及び位置描画処理のアルゴリズム情報を読出し、通信部４０２に通知された端末１の位置に基づいて、ヒューマンインタフェース部４０３により端末１の位置情報の出力（位置描画）を行う。
【００５９】
次に、端末１、測位装置２，３及び測位管理装置４のハードウェア構成例について説明する。なお以下では、図２に示す端末１のハードウェア構成例について説明を行うが、他の装置２〜４についても同様である。
端末１は、コンピュータである。この端末１は、図２に示すように、プロセッサ１１１、記憶装置１１２、通信インタフェース（無線通信インタフェース１１３ａ）、音波受信インタフェース１１４、音波送信インタフェース１１５及びヒューマンインタフェース１１６を備えている。
【００６０】
プロセッサ１１１は、図２に示すように、通信部１０２、音波受信部１０３、音波送信部１０４、ヒューマンインタフェース部１０５及び測位情報管理部１０６の機能を実現するプログラム（測位プログラム）を実行する。また、プロセッサ１１１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。このプロセッサ１１１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ１１１は、具体的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等である。
【００６１】
なお、プロセッサ１１１に代えて、プロセッサ１１１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。複数のプロセッサは、測位プログラムの実行を分担する。複数のプロセッサはそれぞれ、プロセッサ１１１と同じように、プロセッシングを行うＩＣである。
【００６２】
記憶装置１１２は、メモリ及び補助記憶装置を有する。記憶部１０１は、メモリ、補助記憶装置、又はその両方により実現される。
補助記憶装置は、具体的には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、又は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）である。メモリは、具体的には、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００６３】
補助記憶装置には、測位プログラムが記憶されている。この測位プログラムは、メモリにロードされ、プロセッサ１１１に読み込まれ、プロセッサ１１１によって実行される。補助記憶装置には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。ＯＳの少なくとも一部がメモリにロードされ、プロセッサ１１１はＯＳを実行しながら、測位プログラムを実行する。
【００６４】
通信部１０２、音波受信部１０３、音波送信部１０４、ヒューマンインタフェース部１０５及び測位情報管理部１０６による処理結果を示す情報、データ、信号値及び変数値は、メモリ、補助記憶装置、又は、プロセッサ１１１内のレジスタ又はキャッシュメモリに記憶される。なお、図２において、記憶部１０１と測位情報管理部１０６とを結ぶ矢印は、測位情報管理部１０６が処理の結果を記憶部１０１に記憶すること、或いは、測位情報管理部１０６が記憶部１０１から情報を読み出すことを表している。また、各部を結ぶ矢印は、制御の流れを表している。
【００６５】
測位プログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）といった可搬記録媒体に記憶されてもよい。
【００６６】
通信インタフェースは、データを受信するレシーバ及びデータを送信するトランスミッタを含む。端末１の場合には、通信インタフェースは、無線通信インタフェース１１３ａである。無線通信インタフェース１１３ａは、例えば、無線ＬＡＮ通信モジュール又は携帯電話モジュール等である。
また、測位装置２の場合には、通信インタフェースは、無線通信インタフェース２１３ａ及び有線通信インタフェース２１３ｂである。有線通信インタフェース２１３ｂは、例えば、例えばＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）等である。
また、測位装置３及び測位管理装置４の場合には、通信インタフェースは、有線通信インタフェース３１３ｂ，４１３ｂである。
【００６７】
音波受信インタフェース１１４は、音波を受信するマイクである。
音波送信インタフェース１１５は、音波を送信するスピーカである。
【００６８】
ヒューマンインタフェース１１６は、情報の入力を行う入力インタフェース及び情報の出力を行う出力インタフェースを有する。
入力インタフェースは、マウス、キーボード又はタッチパネル等の入力装置と接続されるポートである。入力インタフェースは、具体的には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）端子である。
出力インタフェースは、ディスプレイ等の出力装置のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェースは、具体的には、ＵＳＢ端子又はＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）又は有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。
【００６９】
なお、測位プログラムは総称であり、測位プログラムは、端末１、測位装置２，３及び測位管理装置４で必要な機能又はＯＳによって異なっていてもよい。
また、測位プログラムが記録された記憶媒体及び記憶装置は測位プログラムプロダクトと称される。この測位プログラムプロダクトは、見た目の形式に関わらず、コンピュータで読み取り可能なプログラムをロードしているものである。
【００７０】
次に、上記のように構成された測位システムの動作について説明する。
まず、端末１、測位装置２，３及び測位管理装置４の状態遷移について図１０を用いて説明する。以下では、端末１の状態遷移を例に説明を行う。
端末１は、初期状態から始まり、測位に必要な情報を設定する設定中Ｃ１の状態を経て、待機中Ｃ２の状態となる。なお、測位システムに別の端末１が新規に追加された場合、又は、測位に必要な情報が更新された場合には、設定中Ｃ１の状態に戻る。
そして、端末１は、測位開始により待機中Ｃ２から測位中Ｃ３の状態になり、測位が完了すると待機中Ｃ２の状態となる。
【００７１】
次に、測位システムによる測位方法について、図１１を参照しながら説明する。
なお図１１では、端末１が測位システムに新規に追加され、端末１を操作するユーザが測位開始要求を行った場合を示している。また図１１では、測位装置２が算出した端末１の位置を端末１及び測位管理装置４の両方に通知する場合を示している。また図１１では、４台の測位装置３（３−１〜３−４）を設けた場合を示している。
【００７２】
この測位システムによる測位方法では、図１１に示すように、端末１では、要求判断部１０６１が、ヒューマンインタフェース部１０５によりユーザからの測位開始要求が受付けられたと判断する（ステップＳＴ１１０１）。
【００７３】
次いで、要求通知部１０６２は、記憶部１０１から端末１のＩＤを読出し、通信部１０２により当該ＩＤとともに測位開始要求Ｄ１を測位装置２に通知する（ステップＳＴ１１０２）。
【００７４】
次いで、測位装置２では、要求判断部２０６１は、通信部２０２により端末１からの測位開始要求が受付けられたと判断する。そして、音波波形生成部２０６２は、端末１及び測位装置２，３で用いる音波の波形を生成する（ステップＳＴ１１０３）。この際、音波波形生成部２０６２は、端末１のＩＤに基づいて端末１で用いる音波の波形を生成し、測位装置２のＩＤに基づいて測位装置２で用いる音波の波形を生成し、測位装置３のＩＤに基づいて測位装置３で用いる音波の波形を生成する。また、端末１及び測位装置２，３で用いられる音波は、波形が互いに直交するよう符号化されている。この音波波形生成部２０６２により生成された端末１及び測位装置２，３で用いる音波の波形を示す音波波形情報は記憶部２０１に格納される。
【００７５】
次いで、要求通知部２０６３は、通信部２０２により測位開始要求Ｄ２を測位装置３に通知する（ステップＳＴ１１０４）。この測位開始要求Ｄ２には、音波波形生成部２０６２により生成された端末１及び測位装置２，３で用いる音波の波形を示す音波波形情報が含まれており、測位装置３はこの音波波形情報を記憶部３０１に格納する。また、要求通知部２０６３は、マルチキャスト通信又は個別のユニキャスト通信で、上記通知を行う。
また、要求通知部２０６３は、通信部２０２により測位開始応答Ｄ３を端末１に通知する（ステップＳＴ１１０５）。この測位開始応答Ｄ３には、上記音波波形情報が含まれており、端末１はこの音波波形情報を記憶部１０１に格納する。
なお上記では、要求通知部２０６３は、音波波形情報を端末１及び測位装置３に通知する場合を示した。しかしながら、これに限らず、要求通知部２０６３は、ＩＤを端末１及び測位装置３に通知し、端末１及び測位装置３で、上記音波波形生成部２０６２と同様の処理により、音波の波形を生成してもよい。
【００７６】
次いで、端末１では、音波受信制御部１０６３が、音波受信部１０３を起動する（ステップＳＴ１１０６）。これにより、端末１は音波の受信（録音）を開始する。
同様に、測位装置２では、音波受信制御部２０６４が、音波受信部２０３を起動する（ステップＳＴ１１０７）。これにより、測位装置２は音波の受信を開始する。
同様に、測位装置３では、音波受信制御部３０６３が、音波受信部３０３を起動する（ステップＳＴ１１０８〜１１１１）。これにより、測位装置３は音波の受信を開始する。
【００７７】
次いで、端末１では、音波送信制御部１０６４が、所定の送信タイミングで音波送信部１０４による音波の送信を開始する（ステップＳＴ１１１２）。この際、音波送信制御部１０６４は、記憶部１０１から端末１の音波波形情報を読出し、当該情報が示す波形の音波を生成して上記送信を行う。
【００７８】
同様に、測位装置２では、音波送信制御部２０６５が、所定の送信タイミングで音波送信部２０４による音波の送信を開始する（ステップＳＴ１１１３）。この際、音波送信制御部２０６５は、記憶部２０１から測位装置２の音波波形情報を読出し、当該情報が示す波形の音波を生成して上記送信を行う。
【００７９】
同様に、測位装置３では、音波送信制御部３０６４が、所定の送信タイミングで音波送信部３０４による音波の送信を開始する（ステップＳＴ１１１４〜１１１７）。この際、音波送信制御部３０６４は、記憶部３０１から測位装置３の音波波形情報を読出し、当該情報が示す波形の音波を生成して上記送信を行う。
【００８０】
なお図１１では、測位装置２，３が音波の送信を開始した後に、端末１が音波の送信を開始する場合を示している。しかしながら、これに限らず、逆であってもよい。
【００８１】
次いで、端末１では、音波受信制御部１０６３が、所定の音波送信時間（Ｗ１）待機した後、音波受信部１０３を停止する（ステップＳＴ１１１８）。これにより、端末１は音波の受信を停止する。
同様に、測位装置２では、音波受信制御部２０６４が、所定の音波送信時間（Ｗ２）待機した後、音波受信部２０３を停止する（ステップＳＴ１１１９）。これにより、測位装置２は音波の受信を停止する。
同様に、測位装置３では、音波受信制御部３０６３が、所定の音波送信時間（Ｗ３〜Ｗ６）待機した後、音波受信部３０３を停止する（ステップＳＴ１１２０〜１１２３）。これにより、測位装置３は音波の受信を停止する。
【００８２】
次いで、端末１では、音波信号処理部１０６５が、記憶部１０１から音波信号処理のアルゴリズム情報を読出し、音波受信部１０３により受信された音波から、端末１及び測位装置２，３からの音波の受信タイミングを検出する（ステップＳＴ１１２４）。この際、音波信号処理部１０６５は、記憶部１０１から端末１及び測位装置２，３の音波波形情報を読出し、音波受信部１０３により受信された音波に対し、当該情報が示す波形との相関処理を行うことで、対象となる音波のみを抽出し、上記検出を行う。
【００８３】
図１２では、測位装置２及び２台の測位装置３−１，３−２により送信された音波の波形を示している。図１２において、Ａ〜Ｊを測位装置２で用いる音波の１波形とし、Ａ’〜Ｊ’を測位装置３−１で用いる音波の１波形とし、Ａ（バー）〜Ｊ（バー）を測位装置３−２で用いる音波の１波形とし、互いに直交するよう符号化されている。なお、符号化としては、非特許文献２で示されるＺａｄｏｆｆ−ｃｈｕ系列等があるが、符号化の種類は問われない。
このように、各装置２，３−１，３−２から送信される音波に対して直交符号化処理を施すことで、図１２に示すように音波が同時刻に多重化されていても、音波信号処理部１０６５で各１波形との相関処理を行うことで、各音波を分離可能となる。
また、図１２のように各装置２，３での送信タイミングのずれを考慮して、前又は後に連続するガード区間を設けてもよい。
【非特許文献２】B.M. Popovic "Generalized chirp-like polyphase sequences with optimum correlation properties" IEEE Transactions on Information Theory（Volume: 38, Issue: 4, Jul 1992）．
【００８４】
同様に、測位装置２では、音波信号処理部２０６６が、記憶部２０１から音波信号処理のアルゴリズム情報を読出し、音波受信部２０３により受信された音波から、端末１及び測位装置２からの音波の受信タイミングを検出する（ステップＳＴ１１２５）。この際、音波信号処理部２０６６は、記憶部２０１から端末１及び測位装置２の音波波形情報を読出し、音波受信部２０３により受信された音波に対し、当該情報が示す波形との相関処理を行うことで、対象となる音波のみを抽出し、上記検出を行う。
【００８５】
同様に、測位装置３では、音波信号処理部３０６５が、記憶部３０１から音波信号処理のアルゴリズム情報を読出し、音波受信部３０３により受信された音波から、端末１及び測位装置３からの音波の受信タイミングを検出する（ステップＳＴ１１２６〜１１２９）。この際、音波信号処理部３０６５は、記憶部３０１から端末１及び測位装置３の音波波形情報を読出し、音波受信部３０３により受信された音波に対し、当該情報が示す波形との相関処理を行うことで、対象となる音波のみを抽出し、上記検出を行う。
【００８６】
次いで、端末１では、処理結果通知部１０６６が、音波信号処理部１０６５による検出結果Ｄ４を、通信部１０２により測位装置２に通知する（ステップＳＴ１１３０）。
同様に、測位装置３では、処理結果通知部３０６６が、音波信号処理部３０６５による検出結果Ｄ５を、通信部３０２により測位装置２に通知する（ステップＳＴ１１３１〜１１３４）。
【００８７】
次いで、測位装置２では、位置算出部２０６７が、記憶部２０１から地図情報、測位装置２及び測位装置３の位置情報を読出し、音波信号処理部２０６６による検出結果、及び、通信部２０２に通知された端末１の音波信号処理部１０６５による検出結果及び測位装置３の音波信号処理部３０６５による検出結果に基づき、端末１の位置を算出する（ステップＳＴ１１３５）。この際、位置算出部２０６７は、まず、音波信号処理部１０６５による検出結果から、端末１からの音波と測位装置２からの音波との受信タイミングの差、及び、端末１からの音波と測位装置３からの音波との受信タイミングの差を算出する。また、位置算出部２０６７は、音波信号処理部２０６６による検出結果から、端末１からの音波と測位装置２からの音波との受信タイミングの差を算出する。また、音波信号処理部３０６５による検出結果から、端末１からの音波と測位装置３からの音波との受信タイミングの差を算出する。そして、位置算出部２０６７は、上記算出結果から、端末１と測位装置２との間の距離及び端末１と測位装置３との間の距離を特定し、端末１の位置を算出する。
【００８８】
図１３では、端末１と測位装置２との間での音波の送受信を示している。図１３において、符号１３０１は測位装置２により送信された音波を示し、符号１３０２は端末１により送信された音波を示している。
図１３に示すように、位置算出部２０６７は、端末１の音波信号処理部１０６５による検出結果から、端末１からの音波の受信タイミングと測位装置２からの受信タイミングとの差（間隔）を算出する。また、位置算出部２０６７は、測位装置２の音波信号処理部２０６６による検出結果から、端末１からの音波の受信タイミングと測位装置２からの受信タイミングとの差（間隔）を算出する。そして、位置算出部２０６７は、これらの間隔の差を求め、端末１と測位装置２との間の距離を特定する。すなわち、位置算出部２０６７は、上記間隔の差の（１／２）に、音波の伝送速度を乗算することで、端末１と測位装置２との間の距離を特定する。同様にして、端末１と測位装置３との間の距離も特定する。そして、位置算出部２０６７は、特定結果に対し、最小二乗法等の方法により端末１の位置を算出する。
【００８９】
ここで、音波の伝送速度は約３４０ｍ／ｓであり、電波の伝送速度（約３０万ｋｍ／ｓ）に対し、伝送速度が遅い。そこで、この特性を利用することで、一般的なスマートフォンに内蔵されている４４ｋＨｚサンプリングのマイク及びスピーカを用いた場合でも、伝送時間の差異により、原理的に１サンプリングあたり１ｃｍ以下の精度で位置算出が可能となる。
【００９０】
次いで、測位装置２では、位置通知部２０６８が、位置算出部２０６７により算出された端末１の位置Ｄ６を、通信部２０２により端末１及び測位管理装置４に通知する（ステップＳＴ１１３６，１１３７）。
【００９１】
次いで、端末１では、位置描画部１０６７が、記憶部１０１から地図情報及び位置描画処理のアルゴリズム情報を読出し、通信部１０２に通知された端末１の位置に基づいて、ヒューマンインタフェース部１０５により端末１の位置を描画する（ステップＳＴ１１３８）。
同様に、測位管理装置４では、位置描画部４０４４が、記憶部４０１から地図情報及び位置描画処理のアルゴリズム情報を読出し、通信部４０２に通知された端末１の位置に基づいて、ヒューマンインタフェース部４０３により端末１の位置を描画する（ステップＳＴ１１３９）。
【００９２】
以上のように、音波を用いて測位を行うことで、誤差が１ｍ以下の精度を簡易に実現できる。
また、音波をＩＤと対応付けて直交符号化処理を施すことで、音による混信を防止し、騒音化でも受信タイミングを得ることが可能となる。また、音波の送信タイミングが不揃い且つ同時に重なっていても分離可能であり、測位装置２，３間の時刻同期が不要であり、安価なシステム構成と実現できる。
【００９３】
次に、実施の形態１の別の構成例について説明する。
図２，４，６，８では、端末１、測位装置２，３及び測位管理装置４における各機能がソフトウェアで実現される場合を示した。それに対し、上記各機能をハードウェアで実現してもよい（図１４〜１７）。以下では、端末１の構成例について説明するが、その他の装置２〜４についても同様である。
【００９４】
図１４では、図２に対し、プロセッサ１１１及び記憶装置１１２を処理回路１１７に変更している。その他の構成は同様であり、その説明を省略する。
処理回路１１７は、通信部１０２、音波受信部１０３、音波送信部１０４、ヒューマンインタフェース部１０５及び測位情報管理部１０６の機能及び記憶部１０１を実現する専用の電子回路である。処理回路１１７は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ（Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、又は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）である。
【００９５】
また、処理回路１１７に代えて、処理回路１１７を代替する複数の処理回路を備えていてもよい。これらの複数の処理回路により、通信部１０２、音波受信部１０３、音波送信部１０４、ヒューマンインタフェース部１０５及び測位情報管理部１０６の機能及び記憶部１０１が実現される。複数の処理回路はそれぞれ、処理回路１１７と同じように専用の電子回路である。
【００９６】
また、通信部１０２、音波受信部１０３、音波送信部１０４、ヒューマンインタフェース部１０５及び測位情報管理部１０６の機能及び記憶部１０１が、ソフトウェアとハードウェアとの組合せで実現されてもよい。すなわち、通信部１０２、音波受信部１０３、音波送信部１０４、ヒューマンインタフェース部１０５及び測位情報管理部１０６の機能及び記憶部１０１のうちの一部の機能が専用のハードウェアで実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
【００９７】
なお、プロセッサ１１１、記憶装置１１２及び処理回路１１７を、総称して「プロセッシングサーキットリ」という。
また、通信部１０２、音波受信部１０３、音波送信部１０４、ヒューマンインタフェース部１０５及び測位情報管理部１０６の機能をファームウェアで実現してもよい。
【００９８】
端末１、測位装置２，３及び測位管理装置４の各部は、上記で説明した機能を実現することができれば、任意に変更可能である。また、端末１、測位装置２，３及び測位管理装置４はそれぞれ１つの装置でなく、複数の装置から構成されてもよい。
【００９９】
なお上記では、測位装置２が、測位装置３と同様に、音波送受信及び音波信号処理を行う場合を示した。しかしながら、これに限らず、測位装置２では、上記の音波送受信及び音波信号処理は行わないように構成してもよい。
【０１００】
以上のように、この実施の形態１によれば、端末１は、音波を受信する音波受信部１０３と、第１送信タイミングで、音波を送信する音波送信部１０４と、音波受信部１０３による受信結果から、端末１及び測位装置３からの音波の受信タイミングを検出する音波信号処理部１０６５と、音波信号処理部１０６５による検出結果を測位装置２に通知する処理結果通知部１０６６とを有し、測位装置３は、音波を受信する音波受信部３０３と、第２送信タイミングで、音波を送信する音波送信部３０４と、音波受信部３０３による受信結果から、端末１及び測位装置３からの音波の受信タイミングを検出する音波信号処理部３０６５と、音波信号処理部３０６５による検出結果を測位装置２に通知する処理結果通知部３０６６とを有し、測位装置２は、音波信号処理部１０６５，３０６５による検出結果に基づき、端末１の位置を算出する位置算出部２０６７を有するように構成したので、誤差が１ｍ以下の位置算出精度を簡易に実現できる。すなわち、新たな機器を用いる必要がなく、利便性と高精度な測位を簡便に構築できる。
【０１０１】
また、測位に必要な情報等は、高速で暗号化等を用いたセキュリティの高い通信方式でやり取りを行い、低速な音波は測位のみに使用することで、不特定多数が集まる公共の環境においても、安全な測位サービスを実現できる。
【０１０２】
実施の形態２．
実施の形態１では、端末１に音波信号処理部１０６５を設けた場合を示した。それに対し、実施の形態２では、音波信号処理部１０６５の機能を測位装置２に設けた場合を示す。
図１８はこの発明の実施の形態２に係る端末１の測位情報管理部１０６の構成例を示す図であり、図１９はこの発明の実施の形態２に係る測位装置２の測位情報管理部２０６の構成例を示す図である。この図１８に示す測位情報管理部１０６では、図３に示す測位情報管理部１０６から音波信号処理部１０６５を取除き、処理結果通知部１０６６を処理結果通知部１０６６ｂに変更している。また、図１９に示す測位情報管理部２０６では、図５に示す測位情報管理部２０６に音波信号処理部（第１音波信号処理部）２０６９を追加し、位置算出部２０６７を位置算出部２０６７ｂに変更している。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０３】
処理結果通知部１０６６ｂは、音波受信部１０３による受信結果を、通信部１０２により測位装置２に通知する。
【０１０４】
音波信号処理部２０６９は、実施の形態１における音波信号処理部１０６５に相当する。すなわち、音波信号処理部２０６９は、記憶部２０１から音波信号処理のアルゴリズム情報を読出し、音波受信部１０３により受信された音波から、端末１及び測位装置２，３からの音波の受信タイミングを検出する。この際、音波信号処理部２０６９は、記憶部２０１から端末１及び測位装置２，３の音波波形情報を読出し、音波受信部１０３により受信された音波に対し、当該情報が示す波形との相関処理を行うことで、対象となる音波のみを抽出し、上記検出を行う。
【０１０５】
位置算出部２０６７ｂは、記憶部２０１から地図情報、測位装置２，３の位置情報を読出し、音波信号処理部２０６６，２０６９による検出結果及び通信部２０２に通知された測位装置３の音波信号処理部３０６５による検出結果に基づき、端末１の位置を算出する。
この際、位置算出部２０６７ｂは、まず、音波信号処理部２０６９による検出結果から、端末１からの音波と測位装置２からの音波との受信タイミングの差、及び、端末１からの音波と測位装置３からの音波との受信タイミングの差を算出する。また、位置算出部２０６７ｂは、音波信号処理部２０６６による検出結果から、端末１からの音波と測位装置２からの音波との受信タイミングの差を算出する。また、位置算出部２０６７ｂは、音波信号処理部３０６５による検出結果から、端末１からの音波と測位装置３からの音波との受信タイミングの差を算出する。そして、位置算出部２０６７ｂは、上記算出結果から、端末１と測位装置２との間の距離、及び、端末１と測位装置３との間の距離を特定する。そして、位置算出部２０６７ｂは、上記特定結果から、最小二乗法等の方法により、端末１の位置を算出する。
【０１０６】
次に、実施の形態２に係る測位システムによる測位方法について、図２０を参照しながら説明する。図２０に示す実施の形態２における測位方法は、図１１に示す実施の形態１における測位方法に対し、ステップＳＴ１１２４を削除し、ステップＳＴ２００１を追加し、ステップＳＴ１１２５，１１３５をステップＳＴ２００２，２００３に変更している。その他の処理は同様であり、その説明を省略する。
【０１０７】
ステップＳＴ２００１では、端末１の処理結果通知部１０６６ｂが、音波受信部１０３による受信結果Ｄ６を、通信部１０２により測位装置２に通知する。
【０１０８】
また、ステップＳＴ２００２では、測位装置２の音波信号処理部２０６６が、記憶部２０１から音波信号処理のアルゴリズム情報を読出し、音波受信部２０３により受信された音波から、端末１及び測位装置２からの音波の受信タイミングを検出する。また、音波信号処理部２０６９が、記憶部２０１から音波信号処理のアルゴリズム情報を読出し、音波受信部１０３により受信された音波から、端末１及び測位装置２，３からの音波の受信タイミングを検出する。
【０１０９】
また、ステップＳＴ２００３では、位置算出部２０６７ｂが、記憶部２０１から地図情報、測位装置２，３の位置情報を読出し、音波信号処理部２０６６，２０６９による検出結果及び通信部２０２に通知された測位装置３の音波信号処理部３０６５による検出結果に基づき、端末１の位置を算出する。
【０１１０】
このように、実施の形態２では、実施の形態１での端末１における音波信号処理を測位装置２で実施するため、実施の形態１に対し、端末１が処理能力の低いプロセッサであっても測位が可能となる。
【０１１１】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  端末、２  測位装置（親局、位置算出装置）、３  測位装置（子局、音波送受信装置）、４  測位管理装置、１０１  記憶部、１０２  通信部、１０３  音波受信部（第１音波受信部）、１０４  音波送信部（第１音波送信部）、１０５  ヒューマンインタフェース部、１０６  測位情報管理部、１１１  プロセッサ、１１２  記憶装置、１１３ａ  無線通信インタフェース、１１４  音波受信インタフェース、１１５  音波送信インタフェース、１１６  ヒューマンインタフェース、１１７  処理回路、２０１  記憶部、２０２  通信部、２０３  音波受信部（第３音波受信部）、２０４  音波送信部（第３音波送信部）、２０５  ヒューマンインタフェース部、２０６  測位情報管理部、２１１  プロセッサ、２１２  記憶装置、２１３ａ  無線通信インタフェース、２１３ｂ  有線通信インタフェース、２１４  音波受信インタフェース、２１５  音波送信インタフェース、２１６  ヒューマンインタフェース、２１７  処理回路、３０１  記憶部、３０２  通信部、３０３  音波受信部（第２音波受信部）、３０４  音波送信部（第２音波送信部）、３０５  ヒューマンインタフェース部、３０６  測位情報管理部、３１１  プロセッサ、３１２  記憶装置、３１３ｂ  有線通信インタフェース、３１４  音波受信インタフェース
３１５  音波送信インタフェース、３１６  ヒューマンインタフェース、３１７  処理回路、４０１  記憶部、４０２  通信部、４０３  ヒューマンインタフェース部、４０４  測位情報管理部、４１１  プロセッサ、４１２  記憶装置、４１３ｂ  有線通信インタフェース、４１４  ヒューマンインタフェース、４１５  処理回路、１０６１  要求判断部、１０６２  要求通知部、１０６３  音波受信制御部、１０６４  音波送信制御部、１０６５  音波信号処理部（第１音波信号処理部）、１０６６  処理結果通知部（第１通知部、１０６７  位置描画部、２０６１  要求判断部、２０６２  音波波形生成部、２０６３  要求通知部、２０６４  音波受信制御部、２０６５  音波送信制御部、２０６６  音波信号処理部（第３音波信号処理部）、２０６７  位置算出部、２０６８  位置通知部、２０６９  音波信号処理部（第１音波信号処理部）、３０６１  要求判断部、３０６２  要求通知部、３０６３  音波受信制御部、３０６４  音波送信制御部、３０６５  音波信号処理部（第２音波信号処理部）、３０６６  処理結果通知部（第２通知部）、４０４１  要求判断部、４０４２  要求通知部、４０４３  位置更新部、４０４４  位置描画部。
【図１】
2018112458.tif 000003
【図２】
2018112458.tif 000004
【図３】
2018112458.tif 000005
【図４】
2018112458.tif 000006
【図５】
2018112458.tif 000007
【図６】
2018112458.tif 000008
【図７】
2018112458.tif 000009
【図８】
2018112458.tif 000010
【図９】
2018112458.tif 000011
【図１０】
2018112458.tif 000012
【図１１】
2018112458.tif 000013
【図１２】
2018112458.tif 000014
【図１３】
2018112458.tif 000015
【図１４】
2018112458.tif 000016
【図１５】
2018112458.tif 000017
【図１６】
2018112458.tif 000018
【図１７】
2018112458.tif 000019
【図１８】
2018112458.tif 000020
【図１９】
2018112458.tif 000021
【図２０】
2018112458.tif 000022