(57)【要約】      （修正有）【課題】測位エリアの大きさ及び位置の推定対象の端末の数に依存せず、なおかつ推定処理を確実に収束させることができる電子装置、それを備えたシステム及びそれを用いた位置推定方法の提供。【解決手段】処理部１６は、軌跡上を移動して軌跡上の第１測定点に到達したときに、第１端末から第１無線信号を受信し、軌跡上の第２測定点に到達したときに、第２端末から第２無線信号を受信し、軌跡上の第３測定点に到達したときに、第１端末から第３無線信号を受信し、軌跡上の第４測定点に到達したときに、第２端末から第４無線信号を受信する。処理部１６は、第１乃至第４無線信号に関する情報と、第１乃至第４測定点の座標とに基づき、第１端末と第２端末の位置の候補を推定する。処理部１６は、第１候補及び第２候補と、第１端末と第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、第１端末の位置及び第２端末の位置を特定する。【選択図】図２
2019158533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌跡上を移動して前記軌跡上の第１測定点に到達したときに、第１端末から第１無線信号を受信し、
前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第２測定点に到達したときに、第２端末から第２無線信号を受信し、
前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第３測定点に到達したときに、前記第１端末から第３無線信号を受信し、
前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第４測定点に到達したときに、前記第２端末から第４無線信号を受信し、
前記第１乃至第４無線信号に関する情報と、前記第１乃至第４測定点の座標とに基づき、前記第１端末の位置の１以上の第１候補と前記第２端末の位置の１以上の第２候補とを推定し、
前記第１候補と、前記第１端末と前記第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、前記第１端末の位置を特定し、
前記第２候補と、前記第１端末と前記第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、前記第２端末の位置を特定する
処理部を具備する電子装置。
【請求項２】
前記第１端末の位置は、前記第１候補に含まれる座標から選択された座標であり、
前記第２端末の位置は、前記第２候補に含まれる座標から選択された座標である、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記処理部は、
前記第１候補に基づいて前記第１端末の位置を特定するために使用できる第５測定点を決定し、
さらに、前記第５測定点において前記第１端末から受信する第６無線信号に基づき、前記第１端末の位置を特定する請求項１又は請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記第１乃至第４無線信号に関する情報は、受信電力値を含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記電子装置の位置を取得し、
前記第１乃至第４測定点のうちの少なくとも１つの座標は、前記電子装置の位置によって決定される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項６】
前記第１乃至第５無線信号は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙの規格に従った無線信号を含む請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項７】
電子装置が軌跡上を移動して前記軌跡上の第１測定点に到達したときに第１端末から受信する第１無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第２測定点に到達したときに第２端末から受信する第２無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第３測定点に到達したときに前記第１端末から受信する第３無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第４測定点に到達したときに前記第２端末から受信する第４無線信号に関する情報と、前記第１乃至第４測定点の座標とに基づき、前記第１端末の位置の１以上の第１候補と前記第２端末の位置の１以上の第２候補とを推定し、
前記第１候補と、前記第１端末と前記第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、前記第１端末の位置を特定し、
前記第２候補と、前記第１端末と前記第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、前記第２端末の位置を特定する、処理部を備える、
システム。
【請求項８】
ユーザにより持ち運び可能な電子装置であって、
前記電子装置が第１軌跡上を移動して前記第１軌跡上の第１測定点に到達したときに第１端末から受信する第１無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記第１軌跡上を移動して前記第１軌跡上の第２測定点に到達したときに第２端末から受信する第２無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記第１軌跡上を移動して前記第１軌跡上の第３測定点に到達したときに前記第１端末から受信する第３無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記第１軌跡上を移動して前記第１軌跡上の第４測定点に到達したときに前記第２端末から受信する第４無線信号に関する情報と、前記第１乃至第４測定点の座標とに基づき、前記第１端末の位置と前記第２端末の位置とを推定する処理部と、
前記第１軌跡、及び、前記第１乃至第４無線信号に関する情報に基づき、ユーザに対して、前記第１軌跡とは異なる第２軌跡により前記電子装置を持ち運びさせるための通知を行う通知部とを備える電子装置。
【請求項９】
第１端末の位置と第２端末の位置とを推定するための方法であって、
電子装置が軌跡上を移動して前記軌跡上の第１測定点に到達したときに、前記第１端末から第１無線信号を受信し、
前記電子装置が前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第２測定点に到達したときに、前記第２端末から第２無線信号を受信し、
前記電子装置が前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第３測定点に到達したときに、前記第１端末から第３無線信号を受信し、
前記電子装置が前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第４測定点に到達したときに、前記第２端末から第４無線信号を受信し、
前記第１乃至第４無線信号に関する情報と、前記第１乃至第４測定点の座標とに基づき、前記第１端末の位置の１以上の第１候補と前記第２端末の位置の１以上の第２候補とを推定し、
前記第１候補と、前記第１端末と前記第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、前記第１端末の位置を特定し、
前記第２候補と、前記第１端末と前記第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、前記第２端末の位置を特定する
位置推定方法。
【請求項１０】
第１端末の位置と第２端末の位置とを推定するための方法であって、
電子装置が軌跡上を移動して前記軌跡上の第１測定点に到達したときに前記第１端末から受信する第１無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第２測定点に到達したときに第２端末から受信する第２無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第３測定点に到達したときに前記第１端末から受信する第３無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記軌跡上を移動して前記軌跡上の第４測定点に到達したときに前記第２端末から受信する第４無線信号に関する情報と、前記第１乃至第４測定点の座標とに基づき、前記第１端末の位置の１以上の第１候補と前記第２端末の位置の１以上の第２候補とを推定し、
前記第１候補と、前記第１端末と前記第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、前記第１端末の位置を特定し、
前記第２候補と、前記第１端末と前記第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、前記第２端末の位置を特定する
位置推定方法。
【請求項１１】
ユーザにより持ち運び可能な電子装置を用いて第１端末の位置と第２端末の位置とを推定するための方法であって、
前記電子装置が第１軌跡上を移動して前記第１軌跡上の第１測定点に到達したときに第１端末から受信する第１無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記第１軌跡上を移動して前記第１軌跡上の第２測定点に到達したときに第２端末から受信する第２無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記第１軌跡上を移動して前記第１軌跡上の第３測定点に到達したときに前記第１端末から受信する第３無線信号に関する情報と、前記電子装置が前記第１軌跡上を移動して前記第１軌跡上の第４測定点に到達したときに前記第２端末から受信する第４無線信号に関する情報と、前記第１乃至第４測定点の座標とに基づき、前記第１端末の位置と前記第２端末の位置とを推定し、
前記第１軌跡、及び、前記第１乃至第４無線信号に関する情報に基づき、ユーザに対して、前記第１軌跡とは異なる第２軌跡により前記電子装置を持ち運びさせるための通知を行う
位置推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線通信する電子装置、それを備えたシステム及びそれを用いた位置推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線端末間での受信電力（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を使って、端末の位置を推定する手法として特許文献１の手法が知られている。特許文献１で開示されている位置推定システムは、既知の座標にある複数の電子装置（リファレンス端末）と、未知の座標にある複数の端末（ターゲット端末）から構成される。最初に、リファレンス端末とターゲット端末間のＲＳＳＩ測定値を使ってターゲットの位置が粗く推定（第１推定処理）されたのち、ターゲット端末間のみで測定されたＲＳＳＩの情報も追加して再推定（第２推定処理）される。これによって、ターゲット端末の位置の推定精度は高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１８６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法では、固定座標にある複数のリファレンス端末が必要であるため、これらのリファレンス端末から通信可能な範囲にいるターゲット端末しか推定できない。このため、測位エリアが広くなったり、ターゲット端末の数が多くなったりすると、多数のリファレンス端末を設置する必要が生じる。また、特許文献１の第２推定処理では、結果が収束するまで推定処理を繰り返す必要がある。このため、特許文献１の第２推定処理では、演算量は多くなり、収束自体も保証されていない。
【０００５】
本実施形態は、測位エリアの大きさ及び位置の推定対象の端末の数に依存せず、なおかつ推定処理を確実に収束させることができる電子装置、それを備えたシステム及びそれを用いた位置推定方法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】
【０００６】
電子装置の処理部は、軌跡上を移動して軌跡上の第１測定点に到達したときに、第１端末から第１無線信号を受信する。処理部は、軌跡上を移動して軌跡上の第２測定点に到達したときに、第２端末から第２無線信号を受信する。処理部は、軌跡上を移動して軌跡上の第３測定点に到達したときに、第１端末から第３無線信号を受信する。処理部は、軌跡上を移動して軌跡上の第４測定点に到達したときに、第２端末から第４無線信号を受信する。処理部は、第１乃至第４無線信号に関する情報と、第１乃至第４測定点の座標とに基づき、第１端末の位置の１以上の第１候補と前記第２端末の位置の１以上の第２候補とを推定する。処理部は、第１候補と、第１端末と前記第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、第１端末の位置を特定する。処理部は、第２候補と、第１端末と第２端末との間で通信された第５無線信号に関する情報とに基づき、第２端末の位置を特定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態におけるシステムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態における電子装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１の実施形態における端末の位置推定処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第１の実施形態における第１位置の推定処理の結果の例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態における第２位置の推定処理に用いられるデータの例を示す図である。
【図６】図６は、無線伝搬における伝搬距離と受信電力測定値との関係例を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施形態における位置推定方法の例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第３の実施形態におけるシステムの構成例を示す図である。
【図９】図９は、第３の実施形態における電子装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第４の実施形態における案内表示の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。今日、通信技術の発展に伴い、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）の概念が普及しつつある。ＩｏＴは様々な電子装置（電子機器）がネットワークにつながってサービスを提供する仕組みである。ＩｏＴ技術を支える主要技術の一つが無線通信技術である。身の回りの電子装置を無線通信でつなぐことで、効率的に機器を運用したり、制御したりすることが可能となる。その際に重要となる要素が、それぞれの電子装置の位置を把握することである。無線でつながった電子装置の位置を把握したり、解析したりすることは、システムの効率化やマーケティングへのデータ活用、新たなアプリケーション創出等に役立つ。
【０００９】
従来、機器の位置を把握するための無線技術としてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。一般に、ＧＰＳを屋内環境で使用することは困難である。屋内環境で無線端末の位置を把握する技術として、無線信号の受信電力（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）又は受信時刻（ＴｏＡ：Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）といった情報を利用する手法が知られている。予め決められた場所に設置された基準となる電子装置と、位置の推定対象となる端末との間での無線通信の結果として得られる無線信号のＲＳＳＩ又はＴｏＡから、電波の伝搬距離を求めることができる。したがって、ターゲット端末と複数の電子装置との間の無線通信によるＲＳＳＩ又はＴｏＡを取得することで、多点測量の原理によって端末の位置を推定することができる。しかしながら、電子装置が固定された座標にあると、電子装置から通信可能な範囲にある端末の位置しか把握することができない。ＩｏＴ向けのアプリケーションは、大規模な倉庫や工場、オフィスビル等における無線ネットワークへの適用が想定される。この場合、広範囲にわたって固定座標に電子装置を設置することは現実的ではない。
【００１０】
以下、幾つかの実施形態を説明する。以降の説明では、簡単のために端末の２次元座標を推定する場合について説明するが、端末の３次元座標を推定する場合も２次元座標を推定する場合と同様の説明が適用され得る。
【００１１】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態におけるシステムの構成例を示している。システム１は、位置推定の対象となる端末１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄと、電子装置１０２とを有する。図１では、端末１０１ａ〜１０１ｄは４台となっているが、端末は、２台以上であればよい。すなわち、端末は、２台、３台、又は５台以上であってもよい。
【００１２】
端末１０１ａ〜１０１ｄは、無線通信機能を持つＩｏＴ端末である。端末１０１ａ〜１０１ｄは、電子装置１０２と通信でき、また、互いに通信できるように構成されていれば特に限定されない。端末１０１ａ〜１０１ｄは、無線通信機能を持つ照明、エアコン等の家電製品、プリンタ等の出力機器、ロボット、スプリンクラー及び消火器といった消火設備、非常用設備等を含む。
【００１３】
電子装置１０２は、無線通信機能を持ち、かつ、移動できる装置である。電子装置１０２の移動は、ユーザの持ち運びによる移動であっても、電子装置１０２による自律的な移動であってもよい。電子装置１０２は、ユーザによる持ち運び可能なＰＣ、タブレット、スマートフォン、又は警備員や保守作業員用の専用端末等を含む。また、電子装置１０２は、自動で動くロボット及び車両等であってもよい。
【００１４】
前述したように、端末１０１ａ〜１０１ｄは、電子装置１０２と無線通信をする。また、端末１０１ａ〜１０１ｄは、自分以外の少なくとも１台の端末と無線通信をする。無線通信の方式は特に限定されないが、ＩｏＴ端末向けとしては低消費電力である方式が好ましい。低消費電力かつ広く普及している無線方式として、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ４．０以降）又はＩＥＥＥ８０２．１５．４等を用いることが考えられる。
【００１５】
電子装置１０２は、測定点１０３ａ、測定点１０３ｂ、測定点１０３ｃを移動しながら、端末１０１ａ〜１０１ｄとの間で無線通信を行う。測定点１０３ａ〜測定点１０３ｃの座標情報は、地図情報や事前の測量等によって既知である。測定点の数は必ずしも図１のように３地点である必要はない。測定点は、少なくとも測定点１０３ａと測定点１０３ｂの２地点あればよい。位置推定を行いたい測位エリアの大きさ又は端末の数等に応じて測定点を設定することで、柔軟なシステムが構築され得る。なお、端末の２次元位置を推定する場合には、少なくとも３地点の測定点があると精度の向上が見込まれる。また、端末の３次元位置を推定する場合には、少なくとも４地点の測定点があると精度の向上が見込まれる。
【００１６】
図２は、第１の実施形態における電子装置１０２の構成を示すブロック図である。電子装置１０２は、アンテナ１２と、受信回路１４と、処理部１６と、メモリ１８と、ディスプレイ２０と、操作部材２２とを有する。受信回路１４と、処理部１６と、メモリ１８と、ディスプレイ２０と、操作部材２２とは、例えばバス２４を介してデータ通信できるように接続されている。図２は、電子装置１０２の基本的な構成を示している。電子装置１０２は、図２で示した以外の要素を有していてもよいし、図２で示した要素の一部を有していなくてもよい。例えば、電子装置１０２がロボット等の自律的に移動できるものであれば、電子装置１０２は、自律的な移動のための移動機構を有している。また、電子装置１０２がユーザによって操作されることが想定されていない電子装置であれば、電子装置１０２は、ディスプレイ２０及び操作部材２２を有していなくてもよい。さらに、電子装置１０２は送信回路を有していてもよい。
【００１７】
アンテナ１２は、端末１０１ａ〜１０１ｄから放射された無線信号を受信する。アンテナ１２は、端末１０１ａ〜１０１ｄから放射された電波を受信できるものであれば特に限定されない。
【００１８】
受信回路１４は、アンテナ１２で受信された無線信号に対して必要な受信処理を施してから出力する回路である。受信回路１４は、復調回路、フィルタ回路等を含む。
【００１９】
処理部１６は、プロセッサ等のハードウェアによって構成されている。処理部１６のプロセッサは、例えばＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰである。プロセッサは、単一のプロセッサであってもよいし、複数のプロセッサであってもよい。処理部１６は、受信回路１４から出力された無線信号を用いて端末１０１ａ〜１０１ｄの位置を推定する。位置の推定の処理については後で詳しく説明する。
【００２０】
メモリ１８は、揮発性のメモリであるＲＡＭ及び不揮発性のメモリであるＲＯＭを含む。ＲＡＭには、処理部１６における各種の処理に用いられるデータが一時的に記憶される。ＲＯＭには、処理部１６による各種の処理を実行するためのプログラムが記憶される。このプログラムは、位置推定処理のためのプログラムを含む。メモリ１８は、単一のメモリであってもよいし、複数のメモリであってもよい。
【００２１】
ディスプレイ２０は、液晶ディスプレイ及び有機ＥＬディスプレイといった表示素子である。ディスプレイ２０は、処理部１６の制御の下で各種の画像を表示する。
【００２２】
操作部材２２は、ユーザが電子装置１０２を操作するための各種の操作部材である。操作部材２２は、ボタン、スイッチ、ダイヤル等の機械的な操作部材を含んでいてもよい。また、操作部材２２は、タッチパネル等の操作部材を含んでいてもよい。タッチパネルは、ディスプレイ２０と一体で形成されていてもよいし、別体で形成されていてもよい。
【００２３】
図３は、第１の実施形態における端末の位置推定処理を示すフローチャートである。図３の処理は、基本的には、電子装置１０２の処理部１６によって行われる。ただし、図３には、端末１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃで行われる処理（Ｓ２０６）も記載されている。
【００２４】
まず、処理部１６は、電子装置１０２が測定点に位置しているか否かを判定する（Ｓ２０１）。例えば、ユーザは、電子装置１０２を持って測定点１０３ａ〜１０３ｃのいずれかまで移動する。そして、ユーザは、測定点まで到達したときに操作部材２２の特定のボタンを押す等して電子装置１０２に対して位置推定の開始を指示する。処理部１６は、この位置推定の開始の指示を受けたときに電子装置１０２が測定点に位置していると判定する。この他、電子装置１０２がカメラを有していれば、カメラによって測定点を含む画像情報が得られたときに、処理部１６は、電子装置１０２が測定点に位置していると判定してもよい。また、測定点が電波を放射するように構成されていれば、測定点からの電波を受けたときに、処理部１６は、電子装置１０２が測定点に位置していると判定してもよい。この他、測定点の座標を含む地図情報等に基づいて、処理部１６は、電子装置１０２が測定点に位置しているか否かを判定してもよい。このように、電子装置１０２が測定点に位置しているか否かの判定の手法は、特定の手法に限定されるものではない。Ｓ２０１において、電子装置１０２が測定点に位置していると判定されたときに、処理はＳ２０２に移行する。Ｓ２０１において、電子装置１０２が測定点に位置していないと判定されたときに、処理は待機される。
【００２５】
処理部１６は、アンテナ１２を介して端末からの無線信号を受信し、受信した無線信号から無線情報を取得する。そして、取得した無線情報と測定点の座標とを対応付けてメモリ１８に保持する（Ｓ２０２）。ここでの無線情報は、端末のＩＤ及び位置推定に利用できる情報である。位置推定に利用できる情報は、前述のＲＳＳＩ、ＴｏＡに加え、ＴＤｏＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ：受信時間差）、ＡｏＡ（Ａｎｇｌｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ：到来角度）、ＡｏＤ（Ａｎｇｌｅ  ｏｆ  Ｄｅｐｅｒｔｕｒｅ：放射角度）等を含む。どれか１種類の情報が利用されてもよいし、複数の情報が利用されてもよい。これらの情報により、測定点から端末までの距離及び方向を推定することができる。以降は、無線情報として端末のＩＤとＲＳＳＩとが取得されたものとして説明する。ＲＳＳＩの測定は容易であり、簡易なハードウェアで実現できる。
【００２６】
ここで、Ｓ２０２において、処理部１６は、必ずしもすべての測定点ですべての端末からの無線情報を取得する必要はない。ただし、すべての測定点に電子装置１０２が移動して無線情報の取得が行われた時点で、それぞれの端末について少なくとも２つの測定点についての無線情報が取得されている必要がある。例えば、端末の数が２つであるとき、測定点の数は第１測定点と第２測定点の２地点であって、第１測定点と第２測定点のそれぞれで２つの端末から無線情報が取得されてもよいし、測定点の数は第１測定点と、第２測定点と、第３測定点と、第４測定点との４地点であって、第１測定点と第３測定点で１つの端末から無線情報が取得され、第２測定点と第４測定点で別の１つの端末から無線情報が取得されてもよい。
【００２７】
また、Ｓ２０２では、端末からの無線信号を電子装置１０２が受信している。これに対し、電子装置１０２からの無線信号を端末が受信してもよい。この場合、端末が取得した無線情報を電子装置１０２に送り返す又は端末が取得した情報を外部の位置推定のためのサーバへと転送する、といった処理が行われる。以降の処理についても同様であり、図３で示されるすべての処理は必ずしも電子装置１０２において行われる必要はない。ただし、以下では、端末が無線信号を送信し、電子装置が無線信号を受信する場合で説明する。
【００２８】
無線情報を保持した後、処理部１６は、端末の位置推定を行うかどうかを判断する（Ｓ２０３）。ここでの判断は、例えば位置推定の対象となる端末のＩＤがすべて取得できたか、無線信号が受信された測定点の数は十分か、測定されたＲＳＳＩのばらつきの影響があるか等に基づいて行われる。例えば、位置推定の対象となる端末のＩＤがすべて取得され、かつ、測定点の数が十分であり、かつ、測定されたＲＳＳＩのばらつきの影響がないときには、端末の位置推定を行うと判断される。
【００２９】
Ｓ２０３において、位置推定を行わないと判断された場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）、処理部１６は、電子装置１０２を他の測定点へ移動させるために必要な処理をする（Ｓ２０４）。例えば、電子装置１０２が自律的に移動できるときには、処理部１６は、電子装置１０２を他の測定点まで移動させる。一方、電子装置１０２が自律的に移動できないときには、電子装置１０２を持っているユーザ等に対して、処理部１６は、電子装置１０２を他の測定点まで移動させるように表示等で促す。その後、処理はＳ２０１に移行する。この場合、他の測定点で再度の無線情報の取得が行われる。なお、Ｓ２０３の判断は、必ずしも測定点毎に行われる必要はない。Ｓ２０３の判断は何地点かで連続して無線情報が取得された後で行われてもよい。
【００３０】
Ｓ２０３において、端末の位置推定を行うと判断された場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、処理部１６は、これまで保持した無線情報に基づいて端末１０１ａ〜１０１ｄの第１位置を推定する（Ｓ２０５）。ここでの第１位置は、端末１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれが存在すると推定される１点以上の候補座標（第１候補及び第２候補）である。または、第１位置は、候補座標の情報に加え、その信頼度情報を含んでいてもよい。候補座標の算出方法は、特に限定されるものではなく、例えば最尤推定法、ＬＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅｓ）法、Ｎｅｗｔｏｎ法、パスモデルマッチングを用いることができる。ここでは一例として、パスモデルマッチングを用いる場合について説明する。ｉ番目の測定点の座標を［Ｘｉ，Ｙｉ］（既知座標）とし、ＩＤ１の端末（以下、端末＃１と呼ぶ）から受信したＲＳＳＩの観測値をＲｉ［ｄＢｍ］とするとき、端末＃１の候補座標［Ｘ（１），Ｙ（１）］は次式を解くことによって求めることができる。
【数１】
2019158533.tif 000003
ここでＤｉは端末＃１とｉ番目の測定点との間の距離、Ｐは端末＃１の送信電力、αは無線伝搬路の減衰度合いを表す係数、Ｎｉは熱雑音及び外乱の影響を表す項（以下、熱雑音と外乱の影響を合わせて雑音と呼ぶ）である。Ｐとαとは、想定するアプリケーションによって既知の場合もあれば未知の場合もある。未知の場合は、複数の測定点での観測データに基づいて式（１）の伝搬特性を線形近似する、測位エリアの地図データを用いて推定する、又は電磁界解析シミュレーションによって計算する、といった手法でＰとαとは設定できる。式（１）、式（２）の関係式はすべての測定点について得られた無線情報の数と同じ数だけ得られる。したがって、それぞれの測定点について得られる式（１）の関係式から生成される連立方程式を解くことでそれぞれの端末の候補座標は算出され得る。
【００３１】
ここで、測定点の数が少ない場合又は雑音の影響が大きい場合には、解が一意に決まらないことがある。例えば、図１の測定点１０３ａ〜１０３ｃの３地点において、端末１０１ａからの無線信号を受信して第１位置を推定した場合の推定結果の一例を図４に示す。Ｘ軸、Ｙ軸は端末１０１ａの推定された座標を示し、Ｚ軸は推定処理の信頼度を示している。
【００３２】
図４では、地点３０１と地点３０２の異なる２地点において、信頼性のピークが観測されている。このため、地点３０１と地点３０２のいずれかの地点が端末１０１ａの座標と考えられるが、どちらが正しいかは判断できない。これは、ＲＳＳＩを測定した３つの測定点１０３ａ〜１０３ｃが直線状に位置しているために、電波の到来方向を１方向に絞り込むことができないためである。このように測定点どうしの位置関係が不適切な場合や、測定点の数が少ない場合には、本来の座標とは全く異なる座標が推定されてしまう可能性がある。測定点の数が十分に多ければ、このような曖昧性を軽減することはできる。しかしながら、測定点の数に比例して位置推定の処理時間及びコストも増大する。
【００３３】
そこで、本実施形態では、処理部１６は、Ｓ２０５においてそれぞれの端末に対する位置推定を行う際に、推定結果を必ずしも１つの座標に絞り込まず、複数の候補座標として算出する。図４の例の場合、処理部１６は、地点３０１と地点３０２の両方を候補座標として算出してメモリ１８に保持する。なお、メモリ１８に保持する座標は、例えば推定処理の信頼度が閾値以上となる座標のみでよい。信頼度の算出方法は特に限定されない。例えば、式（１）の雑音項Ｎｉの逆数が信頼度として算出されてもよいし、ＬＳ法によって求められたＬＳＥ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）の逆数が信頼度として算出されてもよい。
【００３４】
前述したＳ２０１〜Ｓ２０５の処理とは独立に、端末の間でも無線情報（ＩＤとＲＳＳＩ）の測定が行われる（Ｓ２０６）。各端末は自身以外の少なくとも１つの他の端末との間で無線通信を行い、通信相手の無線情報とを保持する。Ｓ２０６の処理は、Ｓ２０１〜Ｓ２０５の処理と独立して行われるものであるので、Ｓ２０１〜Ｓ２０５の処理と並行して行われてもよいし、Ｓ２０１〜Ｓ２０５の処理の前に行われてもよいし、Ｓ２０１〜Ｓ２０５の処理の後、かつ、Ｓ２０７の処理の前に行われてもよい。何れの場合であっても処理部１６は、Ｓ２０６で得られた無線情報を端末から取得する（Ｓ２０７）。この際、それぞれの端末の無線情報は１つの特定の端末（例えば端末１０１ａ）に集約されてから電子装置１０２へ送られてもよい。また、それぞれの端末の無線情報はすべての端末で共有された上で、いずれか１つの端末から電子装置１０２へ送られてもよい。また、Ｓ２０７においてそれぞれの端末の通信相手の端末の無線情報も併せて電子装置１０２におくられてもよい。また、Ｓ２０７の処理は、Ｓ２０１〜Ｓ２０５の前に行われてもよいし、Ｓ２０１〜Ｓ２０５の間に行われてもよい。
【００３５】
端末間の無線通信で得られた無線情報を取得した後、処理部１６は、これらの無線情報とＳ２０５で推定した端末の第１位置（候補座標）に基づいて、各端末の最終座標となる第２位置を決定する（Ｓ２０８）。最終座標の推定方法としては、第１位置として求められた複数の候補座標の中から最も確からしいものを選び出す処理が行われる。確からしさの指標としては、例えば候補座標間の距離情報とターゲット端末間で測定されたＲＳＳＩとのマッチング誤差が用いられる。ここでは、図５を参照しながら端末の最終座標の算出の処理を説明する。なお、以下では、端末１０１ａ〜１０１ｄの第１位置として、以下のような候補座標を想定する。
端末１０１ａの候補座標：［Ｘａ１，Ｙａ１］、［Ｘａ２，Ｙａ２］（２点）
端末１０１ｂの候補座標：［Ｘｂ１，Ｙｂ１］（１点）
端末１０１ｃの候補座標：［Ｘｃ１，Ｙｃ１］、［Ｘｃ２，Ｙｃ２］（２点）
端末１０１ｄの候補座標：［Ｘｄ１，Ｙｄ１］、［Ｘｄ２，Ｙｄ２］（２点）
以上の例の場合、端末の候補座標の組み合わせは、２点×１点×２点×２点＝計８通りになる。すなわち、処理部１６は、８つの候補グループをリストアップする。リストアップされた候補グループを図５の表４０１として示す。続いて、処理部１６は、各候補グループに含まれる４つの端末の座標から２つを選び、端末間の距離を算出する。この結果として算出される距離を、図５の表４０２として示す。例えば、候補グループ１における端末１０１ａと端末１０１ｂの候補座標間の距離は、次式で計算できる。
【数２】
2019158533.tif 000004
端末は４個あるので、端末間の距離Ｄｉｊ（１≦ｉ≦４，１≦ｊ≦４，ｉ≠ｊ）は候補グループ毎に４Ｃ２＝６個になる。表４０２では、例えば１＝端末１０１ａ、２＝端末１０１ｂ、３＝端末１０１ｃ、４＝端末１０１ｄとして示されている。続いて、処理部１６は、得られた距離Ｄｉｊと、実際に測定された端末間のＲＳＳＩ（表４０３）とのマッチングをとることで、マッチング誤差を算出する。この結果として算出されるマッチング誤差を表４０４として示す。マッチング誤差は、距離ＤｉｊとＲＳＳＩの測定値との差分や近似誤差等に基づいて算出されればよい。一般に、無線伝搬におけるＲＳＳＩは伝搬距離が長いほど減少するため、伝搬距離の大小関係とＲＳＳＩの大小関係は一致する。より詳細には、図６及び式（１）に示すように、Ｌｏｇスケールで表した伝搬距離とＲＳＳＩとの間には線形関係が成立することが知られているので、これらの関係を用いてマッチング誤差を求めればよい。例えば、マッチング誤差は、表４０２で示した距離の大小関係と表４０３で示したＲＳＳＩの測定値との大小関係から求めてもよいし、図６のように、１つの端末についてＲＳＳＩの測定結果と伝搬距離との関係を線形近似した場合の近似誤差から求めてもよい。なお、図６では、８点分の測定結果が得られている。これは、電子装置１０２と１つの端末（例えば端末１０１ａ）との間のそれぞれの測定点でのＲＳＳＩの測定による結果と、この１つの端末と他の端末（例えば、端末１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ）との間のＲＳＳＩの測定による結果とを含む。
【００３６】
このように、処理部１６は、すべての候補グループに対してマッチング誤差を算出し、マッチング誤差が最も小さくなるような候補座標のグループを、それぞれの端末の最終座標として決定する。または、処理部１６は、マッチング誤差を重みとして、推定された候補座標の重み付け加算値を最終座標として決定してもよい。
【００３７】
以上説明したように第１の実施形態では、電子装置１０２は複数の測定点を移動しながら端末からの無線信号を受信して端末の位置を推定する。このため、端末の数及び測位エリアの大きさに依存せずに端末の位置を推定することできる。
【００３８】
また、本実施形態では候補座標から唯一の座標を算出することができる。候補座標のグループ毎にマッチング誤差を計算するだけなので演算量は少なくてすむという利点がある。また、繰り返し処理も含まれないので、演算の収束性を気にする必要もない。さらに、少ない測定点、少ない無線情報でも端末の位置を推定することができる。前述の通り、測定点又は無線情報が少ない場合は、位置推定の結果に曖昧性が生じてしまう可能性があるが、本実施形態では曖昧性を含んだままで複数の候補座標が算出され、そこから真の最終座標を絞り込む処理が行われることで、位置推定の結果に曖昧性が生じてしまう可能性は低減される。
【００３９】
なお、本実施形態では、電子装置１０２が位置推定処理を行うものとして説明している。この他に、電子装置１０２とは別の測位サーバによって位置推定処理が行われてもよい。この場合、電子装置１０２で取得された無線情報及びそれぞれの端末間で測定された無線情報は測位サーバに送られる。測位サーバは、電子装置１０２で取得された無線情報及びそれぞれの端末間で測定された無線情報に従って図３のＳ２０５及びＳ２０８で示した位置推定処理を行う。この場合、測位サーバで得られた位置推定の結果は、例えば測位サーバから電子装置１０２へと通知される。または、任意のユーザがネットワークを介して測位サーバにアクセスすることで、位置推定結果を確認できるようにしてもよい。
【００４０】
［第２の実施形態］
第２の実施形態を説明する。システムの構成は、図１で示した構成が適用される。また、電子装置１０２の構成は、図２で示した構成が適用される。
【００４１】
図７は、第２の実施形態における端末の位置推定処理を示すフローチャートである。第１の実施形態で説明した図３のフローチャートとの違いは、Ｓ６０１、Ｓ６０２、Ｓ６０３が追加されている点である。それ以外は図３と図７とで差異はない。第２の実施形態では、処理部１６は、電子装置１０２と端末との間の無線情報（例えばＩＤとＲＳＳＩ）に基づいて端末の第１位置を推定した後で、さらに追加で無線情報を測定すべき場所を決定し、その場所で再度の無線情報の測定を行う。これによって、位置推定の精度は向上する。
【００４２】
以下、図７のフローチャートに沿って説明する。まず、処理部１６は、複数の測定点で端末からの無線信号から無線情報（ＩＤとＲＳＳＩ）を取得し、取得した無線情報と測定点の座標とをメモリ１８に保持する（Ｓ２０１〜Ｓ２０４）。その後、保持した無線情報に基づいて、それぞれの端末の第１位置を算出する（Ｓ２０５）。ここまでの処理は、第１の実施形態で説明した処理と同様である。
【００４３】
第１位置の算出後、処理部１６は、第１位置に含まれ得る複数の候補座標に基づいて、追加して無線情報の測定を行うべき場所を決定する。そして、処理部１６は、電子装置１０２を追加の測定点へ移動させるために必要な処理をする（Ｓ６０１）。続いて、処理部１６は、移動先にて端末からの無線信号を受信し、無線情報を取得する（Ｓ６０２）。
【００４４】
追加の測定点の決定方法としては、例えばＳ２０５で推定された第１位置（候補座標）に含まれる曖昧性が軽減されるような地点を選択する方法がある。例えば、図４に示すように、ある端末の第１位置として地点３０１と地点３０２が得られている場合、処理部１６は、追加の測定点として地点３０１又は地点３０２のいずれかを選択し、その地点で無線情報を再測定する。これにより、この端末に対する位置の曖昧性を軽減させることができる。再測定前は、地点３０１と地点３０２との信頼性は同程度である。しかしながら、どちらかの地点で再測定がされることで、信頼度の分布が変化する可能性は高まる。追加の測定点は、厳密に地点３０１又は地点３０２である必要はなく、地点３０１又は３０２の近傍であってもよい。
【００４５】
また、追加の測定点の決定方法として、追加で測定する方向だけが決められてもよい。例えば、図４の場合、Ｘ座標に関してはＸ＞１５よりＸ＜１５の領域の信頼度が高いことは一目瞭然である。一方、Ｙ座標に関してはＹ＜１０の領域とＹ＞１０の領域では信頼度が同程度である。したがって、処理部１６は、追加で測定する方向をＹ方向に定めて電子装置１０２を移動させるために必要な処理をする。そして、処理部１６は、電子装置１０２がＹ方向に移動した後で無線情報を再測定する。これにより、Ｙ座標に関する曖昧性を軽減できる可能性が高まる。
【００４６】
図４は、信頼度が曖昧な２つの候補座標が得られる場合を示している。３つ以上得られる場合も同様にして追加の測定点が決定される。例えば、３つの候補座標が得られた場合には、いずれかの候補座標が追加の測定点として選択されてもよいし、Ｘ座標又はＹ座標に関する曖昧性の軽減が期待される方向が追加の測定方向として決定されてもよい。
【００４７】
このように、第２の実施形態では、追加の測定点が適切に決定されることで、候補座標の曖昧性をより軽減することが可能である。これによって、最終的な位置推定精度の向上が見込まれる。
【００４８】
ここで、図７のＳ６０１とＳ６０２の処理は複数回繰り返されてもよい。すなわち、追加の測定点の選択、追加の測定点の決定、追加の測定点への移動の処理は、複数回繰り返されてもよい。このような処理の繰り返しは、各端末の候補座標の数が多く、曖昧性の低減が難しいと思われる場合に有効である。
【００４９】
また、Ｓ６０１において、電子装置１０２が追加の測定点に正しく移動するためには、図３のＳ２０１と同様の移動先の座標が所望の座標かどうかを正しく把握する必要である。座標を把握するための手法としては、例えばＳ２０１で説明した画像情報を利用する手法、地図情報を利用する手法が挙げられる。追加の測定点の座標を把握するための手法は、特定の手法に限定されるものではない。
【００５０】
第１の実施形態と同様に第２の実施形態においても、Ｓ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ６０１、Ｓ６０２の処理とは独立に、端末の間でも無線情報（ＩＤとＲＳＳＩ）の測定が行われる（Ｓ２０６）。Ｓ２０６の処理は、Ｓ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ６０１、Ｓ６０２の処理と独立して行われるものであるので、Ｓ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ６０１、Ｓ６０２の処理と並行して行われてもよいし、Ｓ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ６０１、Ｓ６０２の処理の前に行われてもよいし、Ｓ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ６０１、Ｓ６０２の処理の後、かつ、Ｓ２０７の処理の前に行われてもよい。何れの場合であっても処理部１６は、Ｓ２０６で得られた無線情報を端末から取得する（Ｓ２０７）。なお、Ｓ２０７の処理は、Ｓ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ６０１、Ｓ６０２の前に行われてもよいし、Ｓ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ６０１、Ｓ６０２の間に行われてもよい。
【００５１】
その後、処理部１６は、それまでに取得した第１位置の情報、追加測定した無線情報、及び端末間の無線情報に基づいて、最終座標を推定する（Ｓ６０３）。推定方法は、第１の実施形態の図５−図６を参照して説明した方法と同様でよい。第２の実施形態では、第１の実施形態の場合と比べて、追加の測定によって取得された無線情報を利用できる点だけが異なる。端末の推定座標の曖昧性が軽減されるような地点で測定された無線情報が追加されるので、位置推定精度の向上が見込める。
【００５２】
［第３の実施形態］
第３の実施形態を説明する。図８は、第３の実施形態におけるシステムの構成例を示している。図１と図８との違いは、図８では測定点１０３ａ〜１０３ｃがなくなっている点と、その代わりに電子装置１０２が自己位置を検出する機能を有している点である。
【００５３】
図９は、第３の実施形態における電子装置１０２の構成を示すブロック図である。図２と図９の違いは、電子装置１０２は、位置検出器２６を有している点である。位置検出器２６は、ジャイロセンサ、加速度センサ、電子コンパス等であって、電子装置１０２の位置を検出する。また、位置検出器２６は、ＣＭＯＳセンサ等の画像センサを有するカメラであってもよい。この場合、処理部１６は、位置検出器２６で取得される画像情報から電子装置１０２の位置を検出する。また、位置検出器２６は、レーダであってもよい。さらに、電子装置１０２が自律的な移動機構を備えている場合には、位置検出器２６は、移動機構の駆動量（車輪の回転角度等）を検出するセンサであってもよい。この場合、処理部１６は、オドメトリによって電子装置１０２の位置を検出する。このように、位置検出器２６の構成は、電子装置１０２の位置を検出できさえすれば特定の構成に限定されない。
【００５４】
第３の実施形態では、電子装置１０２が自己位置の検出機能を備えることで、事前に測定点を決める必要がなくなる。このため、電子装置１０２は、測位エリア内を自由に動いて任意の地点で位置推定を行うことができる。この特長は、位置の推定対象の端末の数が多い場合又は測位エリアが非常に広範囲にわたる場合に特に有効である。位置推定処理は、第１の実施形態又は第２の実施形態の処理がほぼ適用され得る。唯一異なる点は、第１の実施形態又は第２の実施形態では予め決められた測定点で無線情報の測定が行われていたのに対し、第３の実施形態では任意の地点で無線情報の測定が行われ得る点である。すなわち、第３の実施形態では、測定が行われた地点の座標と無線情報とが関連付けられてメモリ１８に保持される。
【００５５】
なお、位置検出器２６を用いた自己位置の検出により、検出誤差が累積していってしまう可能性がある。この場合、例えば測位エリアの地図情報を利用したり、複数センサを併用したりすること等によって誤差を軽減する、又は特定のランドマークポイントにおいて誤差をリセットする、といった対策をとることで誤差の累積を抑えることができる。
【００５６】
［第４の実施形態］
第４の実施形態を説明する。前述した第１又は第２の実施形態では、既知の座標の測定点で正しく無線情報の取得が行われることが重要である。特に、ユーザ等が電子装置１０２を持って移動する場合には、ユーザは測定点まで正しく移動することができるとは限らない。第４の実施形態は、「どの地点で測定するか」、「どの経路で歩くか」といったユーザ等に対する通知を行う例である。このような通知は、例えば通知部としてのディスプレイ２０によって行われる。
【００５７】
図１０は、通知の一例としての案内表示の例である。図１０に示すように、案内表示においては、電子装置１０２を持つユーザの周辺の地図画像１００１が表示される。また、地図画像１００１上には、ユーザの地図上での位置と向きとを示すマーカ１００２が表示される。地図画像１００１上でのマーカ１００２の位置により、ユーザは現在の自分の位置を把握することができる。また、地図画像１００１上には、次にユーザが向かうべき測定点の位置を示すマーカ１００３も表示される。なお、ユーザと測定点との距離に応じて、地図画像の縮尺は変更されてよい。例えば、ユーザと測定点との距離が近ければ、大きな縮尺の地図画像が表示され、ユーザと測定点との距離が遠ければ、小さな縮尺の地図画像が表示されてもよい。また、案内表示においては、ユーザのこれから向かうべき方向と距離とを案内する経路情報１００４も表示される。経路情報１００４は、逐次に更新される。
【００５８】
ここで、図１０は、あくまでも一例であって、ユーザを測定点まで案内できる表示であればその表示の仕方は特に限定されない。また、案内表示には、測定点での測定の結果のＯＫ又はＮＧ表示、測定の信頼性等も併せて表示されてもよい。また、図１０は、表示による案内であるが、表示による案内に加えて音声による案内が併用されてもよい。また、ユーザが経路上の特定の地点まで到達する毎にアラート音が鳴らされたり、ＬＥＤが点灯されたり、電子装置１０２が振動されたりしてもよい。
【００５９】
なお、ディスプレイ２０に表示する内容を決める処理は、測位サーバによって行われる。測位サーバは、電子装置１０２自身であってもよいし、外部に設けられたサーバであってもよい。表示内容は、電子装置１０２における無線情報の測定結果や測定地点の履歴情報、端末の第１位置（推定座標の候補点の情報）等に基づいて決定されてもよい。例えば、特定の端末からの信号が十分に得られない場合、過去の測定履歴が参照されて、その端末からのＲＳＳＩが強い測定地点の近傍に戻って測定するように案内表示が出されてもよい。また、電子装置１０２が直線状の軌跡に沿って移動するとＲＳＳＩによる位置推定精度は劣化し易い。このため、案内表示においては、直線にならないような経路が表示されてもよい。このように、案内情報において案内される経路は、測定点間を結ぶ最短の経路と異なっていてもよく、測定点間を結ぶ最短の経路から変形されてよい。
【００６０】
さらに、第２の実施形態で説明したように、端末の候補座標が離れた地点に２点求まるような場合は、いずれかの点に近づいて測定するように案内が出されてもよい。
【００６１】
第４の実施形態では、測定点までの経路を示す案内をディスプレイ２０に表示させることにより、ユーザは、効率的な測定を可能することができる。また、正しい測定点で測定が行われるので、端末に対する位置推定精度の向上が期待される。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  システム、１２  アンテナ、１４  受信回路、１６  処理部、１８  メモリ、２０  ディスプレイ、２２  操作部材、２４  バス、２６  位置検出器、１０１ａ  端末、１０１ｂ  端末、１０１ｃ  端末、１０１ｄ  端末、１０２  電子装置、１０３ａ  測定点、１０３ｂ  測定点、１０３ｃ  測定点。
【図１】
2019158533.tif 000005
【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】
2019158533.tif 000011
【図８】
2019158533.tif 000012
【図９】
2019158533.tif 000013
【図１０】
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