(57)【要約】【課題】ＩＭＥＳ信号のプリアンブルが検出できない場合でも、適正に測位できるようにする。【解決手段】  測位または入力された緯度および経度の少なくとも一方を記憶するＩＭＥＳ概略位置記憶部３と、屋内送信機からのＩＭＥＳ信号を復調したデータから、前記ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に記憶されている緯度および経度の少なくとも一方の所定の上位桁値と一致するデータを検出することでＩＭＥＳ信号との同期を確立し、該ＩＭＥＳ信号内の緯度および経度を取得するＩＭＥＳ部５と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位または入力された緯度および経度の少なくとも一方を記憶するＩＭＥＳ概略位置記憶手段と、
屋内送信機からのＩＭＥＳ信号を復調したデータから、前記ＩＭＥＳ概略位置記憶手段に記憶されている緯度および経度の少なくとも一方の所定の上位桁値と一致するデータを検出することでＩＭＥＳ信号との同期を確立し、該ＩＭＥＳ信号内の緯度および経度を取得するＩＭＥＳ測位手段と、
を備えることを特徴とする測位装置。
【請求項２】
衛星からの衛星信号に基づいて自己位置の緯度および経度を測位する衛星測位手段を備え、
前記衛星測位手段によって測位された測位位置を前記ＩＭＥＳ概略位置記憶手段に記憶する、
ことを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記ＩＭＥＳ測位手段で測位された測位位置を前記ＩＭＥＳ概略位置記憶手段に記憶する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自己位置を測位・計測する測位装置に関し、特に、屋内での自己位置を測位可能な測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を含むＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）は、複数の航法衛星から衛星信号を捕捉・受信することで、自己の位置を測位する衛星航法であり、屋内においては測位することができない。このため、ＩＭＥＳ（Ｉｎｄｏｏｒ  ＭＥｓｓａｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号によって屋内での自己位置を測位する技術が知られている（例えば、特許文献１等参照。）。
【０００３】
この技術は、ビル内などに複数の屋内送信機を設置し、各屋内送信機から、ＧＰＳ信号のフォーマットと同一のフォーマットであり、かつ、この屋内送信機が設置されている場所を特定するための位置情報を含む、ＩＭＥＳ信号を送信する。そして、このようなＩＭＥＳ信号を受信することで、位置情報に基づいて自己位置を測位するものである。ここで、ＩＭＥＳ信号のフォーマットは、信号データの開始を示すプリアンブルを先頭に、所定のビット位置に緯度、経度などの位置情報が格納、記憶されている。このため、ＩＭＥＳ信号を受信した際には、まずプリアンブルを検出することでＩＭＥＳ信号と同期を確立し、このプリアンブルから所定のビット位置の位置情報を読み取る、という処理が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０３４８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ビル内などの屋内には、通信を遮る多くの障害物が存在する。このため、屋内送信機から送信されるＩＭＥＳ信号のプリアンブルが検出できずに、位置情報を読み取ることができない、つまり測位できない場合が生じる。この場合、プリアンブルを検出できるまで繰り返しＩＭＥＳ信号を受信しなければならず、測位に時間を要していた。
【０００６】
そこでこの発明は、ＩＭＥＳ信号のプリアンブルが検出できない場合でも、適正に測位可能な測位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】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、測位または入力された緯度および経度の少なくとも一方を記憶するＩＭＥＳ概略位置記憶手段と、屋内送信機からのＩＭＥＳ信号を復調したデータから、前記ＩＭＥＳ概略位置記憶手段に記憶されている緯度および経度の少なくとも一方の所定の上位桁値と一致するデータを検出することでＩＭＥＳ信号との同期を確立し、該ＩＭＥＳ信号内の緯度および経度を取得するＩＭＥＳ測位手段と、を備えることを特徴とする測位装置である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測位装置において、衛星からの衛星信号に基づいて自己位置の緯度および経度を測位する衛星測位手段を備え、前記衛星測位手段によって測位された測位位置を前記ＩＭＥＳ概略位置記憶手段に記憶する、ことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、屋外にいるときは、衛星から受信した衛星信号に基づいて、衛星測位手段によって自己位置の緯度と経度とが測位され、その位置がＩＭＥＳ概略位置記憶手段に記憶される。また、屋内にいるときには、屋内送信機から受信したＩＭＥＳ信号に基づいて、ＩＭＥＳ測位手段によって自己位置が測位される。このとき、ＩＭＥＳ概略位置記憶手段に記憶された緯度および経度の少なくとも一方の所定の上位桁値（例えば、緯度であれば１６進数で上位３桁が３２Ｃという値）と一致するデータを検出することでＩＭＥＳ信号との同期を確立し、このＩＭＥＳ信号内の緯度および経度を取得する。すなわち、屋外での緯度、経度と屋内での緯度、経度とは、極度の差異がなく、上位の桁の値は同値であるため、屋外で測位された緯度、経度の上位桁値と一致するデータをＩＭＥＳ信号から検出することで、ＩＭＥＳ信号との同期を確立し、ＩＭＥＳ信号内の緯度、経度を取得するものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の測位装置において、前記ＩＭＥＳ測位手段で測位された測位位置を前記ＩＭＥＳ概略位置記憶手段に記憶する、ことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、先に受信したＩＭＥＳ信号から取得した緯度および経度の少なくとも一方の所定の上位桁値（例えば、緯度であれば１６進数で上位３桁が３２Ｃという値）と一致するデータを、新たに受信したＩＭＥＳ信号から検出することで、ＩＭＥＳ信号との同期を確立し、このＩＭＥＳ信号内の緯度および経度を取得する。すなわち、先に受信したＩＭＥＳ信号の緯度、経度と新たに受信したＩＭＥＳ信号の緯度、経度とは、極度の差異がなく、上位の桁の値は同値であるため、先に受信、取得したＩＭＥＳ信号の緯度、経度の上位桁値と一致するデータを、新たに受信したＩＭＥＳ信号から検出することで、新たに受信したＩＭＥＳ信号内の緯度、経度を取得するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＩＭＥＳ概略位置記憶手段に記憶された緯度、経度の上位桁値と一致するデータをＩＭＥＳ信号から検出することで、ＩＭＥＳ信号内の緯度、経度を取得するため、ＩＭＥＳ信号のプリアンブルが検出できない場合でも、適正に測位することが可能となる。この結果、プリアンブルを検出できるまで繰り返しＩＭＥＳ信号を受信する必要がなく、短時間に測位することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態に係る測位装置を示す概略構成ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態におけるＩＭＥＳ信号のフォーマット（データ構成）を示す図である。
【図３】図１の測位装置による測位方法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】
【００１４】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、この発明の実施の形態に係る測位装置１を示す概略構成ブロック図である。この測位装置１は、自己位置を測位・計測する装置、特に、屋内での自己位置を測位可能な装置であり、例えば、スマートフォン（多機能携帯電話）などの携帯端末に組み込まれている。測位装置１は、主として、受信部２と、ＩＭＥＳ概略位置記憶部（ＩＭＥＳ概略位置記憶手段）３と、ＧＮＳＳ部（衛星測位手段）４と、ＩＭＥＳ部（ＩＭＥＳ測位手段）５と、これらを制御などする中央処理部６とを備えている。
【００１６】
受信部２は、各衛星からの衛星信号や各屋内送信機からのＩＭＥＳ信号を受信する受信機・通信機である。そして、衛星信号を受信した場合には、中央処理部６によってＧＮＳＳ部４が起動され、ＩＭＥＳ信号を受信した場合には、中央処理部６によってＩＭＥＳ部５が起動されるようになっている。
【００１７】
ここで、屋内送信機は、ビル内や施設内などの屋内の天井等に、所定の間隔で多数設置され、常に連続的にＩＭＥＳ信号を送信するものである。このＩＭＥＳ信号は、図２に示すような所定のフォーマットとなっている。すなわち、４つのワード１〜４で構成され、１つのワードは３０ビットで構成されている。そして、第１のワード（ワード１）の第１〜第８ビットには、信号データの開始を示す固定値データであるプリアンブルが格納、記憶され、このプリアンブルを先頭に、所定のワードおよびビット位置に、この屋内送信機の設置位置の階数や緯度、経度、高度などの位置情報が格納、記憶されている。そして、このようなワード１〜４を常時繰り返し送信するようになっている。
【００１８】
ＩＭＥＳ概略位置記憶部３は、各種情報・データを記憶するメモリであり、例えば、ＧＮＳＳ部４やＩＭＥＳ部５で測位された緯度、経度などが記憶されるようになっている。
【００１９】
ＧＮＳＳ部４は、衛星からの衛星信号に基づいて自己位置の緯度および経度を測位するものである。すなわち、屋外において、複数の航法衛星から衛星信号を捕捉・受信することで、自己位置の緯度、経度を演算、測位する衛星航法器であり、ＧＰＳ受信機などのＧＮＳＳ受信機と同等の機能・構成となっている。
【００２０】
ＩＭＥＳ部５は、屋内送信機からのＩＭＥＳ信号に基づいて自己位置を測位するプログラム・タスクであり、次のプロセス・手法によって、ＩＭＥＳ信号内の階数や緯度、経度、高度を含む位置情報を取得する。すなわち、第１のプロセスとして、ＩＭＥＳ信号内からプリアンブルを検出し（見つけ出し）、このプリアンブルを基準点とし、このプリアンブルから所定のワードおよびビット位置に格納、記憶されている位置情報を取得する（読み取る）。
【００２１】
この第１のプロセスでプリアンブルを検出できない場合には、第２のプロセスとして、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に記憶された緯度、経度の所定の上位桁値と一致するデータを、受信したＩＭＥＳ信号から検出（検索）して、ＩＭＥＳ信号との同期を確立し、このＩＭＥＳ信号内の緯度、経度を含む位置情報を取得する。すなわち、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に記憶されている緯度、経度と今回測位する緯度、経度とは、極度の差異がなく、緯度、経度の上位の桁の値は同値であるため、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に記憶されている緯度、経度の上位桁値と一致するデータをＩＭＥＳ信号から検出することで、ＩＭＥＳ信号内の緯度、経度などを取得するものである。
【００２２】
具体的には、例えば、直前に測位された緯度が図２の例に示すように１６進数で３２Ｃ１９の場合、１６進数で上位３桁が３２ＣであるデータをＩＭＥＳ信号から検索する。この結果、１６進数で上位３桁が３２Ｃであるデータが検出された場合には、緯度の上位部分と同期したと判断し、その基準点から所定のワードおよびビット位置に格納、記憶されている、階数や緯度、経度、高度などを取得する。そして、取得した階数や緯度、経度、高度などの位置情報をデコードして、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３にも記憶するものである。
【００２３】
ここで、所定の上位桁とは、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に記憶されている緯度、経度と今回測位される緯度、経度とに、差異が生じることがない上位の桁であり、かつ、ＩＭＥＳ信号内に同一の値が複数存在する可能性が低く適正な検出を行える長さの桁数であり、屋内送信機の設置間隔やＧＮＳＳ部４の測位精度などに基づいて設定される。具体的には、この実施の形態では、緯度と経度とが２１ビットのデジタル値（「０」または「１」の値）から構成され、例えば、最上位のビット（最上位桁）から１２ビット（１２位の桁）までを所定の上位桁とする。
【００２４】
また、緯度または経度のどちらか一方の所定の上位桁値が検出できればよく、例えば、最初に緯度の上位桁値を検索し、検出できない場合に経度の上位桁値を検索すればよい。このように、緯度および経度が、プリアンブルと同様に、位置情報を取得するための基準点となる。つまり、３つのプリアンブルが存在するのと同じこととなり、３つのうちのいずれかのプリアンブルを検出できればよいことになる。
【００２５】
また、直前に測位された緯度、経度は、この実施の形態では、本測位装置１の位置に応じて次のような緯度、経度となる。まず、屋外から屋内に入って、最初に屋内送信機からのＩＭＥＳ信号を受信した際には、屋内に入る直前に（最後に）ＧＮＳＳ部４で測位された緯度、経度が、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に記憶される緯度、経度となる。従って、この場合、ＩＭＥＳ部５は、ＧＮＳＳ部４で測位された緯度および経度の少なくとも一方の所定の上位桁値と一致するデータを、ＩＭＥＳ信号から検出して、このＩＭＥＳ信号内の緯度、経度を含む位置情報を取得することになる。また、屋内に入ってＩＭＥＳ部５による測位が行われた後においては、直前にＩＭＥＳ部５で測位された最新の緯度、経度が、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に記憶される緯度、経度となる。従って、この場合、ＩＭＥＳ部５は、直前にＩＭＥＳ信号から取得した緯度および経度の少なくとも一方の所定の上位桁値と一致するデータを、新たに受信した（今回の）ＩＭＥＳ信号から検出して、このＩＭＥＳ信号内の緯度、経度を含む位置情報を取得することになる。
【００２６】
このように、ＩＭＥＳ部５による測位が行われた後においては、ＩＭＥＳ部５で測位された緯度、経度と一致するデータを、新たに受信したＩＭＥＳ信号から検出・検索しているのは、新たに受信したＩＭＥＳ信号内の緯度、経度は、ＩＭＥＳ部５で測位された緯度、経度に近いからである。すなわち、屋内で長距離移動したために、ＧＮＳＳ部４で測位された緯度、経度と新たに受信したＩＭＥＳ信号内の緯度、経度とが大きく相違する場合があり、この場合、ＧＮＳＳ部４で測位された緯度、経度と一致するデータを、新たに受信したＩＭＥＳ信号から検出できないケースが生じ得るからである。
【００２７】
同様に、順次、直前にＩＭＥＳ部５で測位された最新の緯度、経度と一致するデータを、新たに受信したＩＭＥＳ信号から検出しているのは、直前に測位された緯度、経度は、新たに受信したＩＭＥＳ信号内の緯度、経度に最も近いからである。これに対して、屋内での移動距離が短い場合や、所定の上位桁値の変化・差異が生じるおそれがない場合などには、常に、ＧＮＳＳ部４で測位された緯度、経度と一致するデータを、新たに受信したＩＭＥＳ信号から検出するようにしてもよい。
【００２８】
次に、このような構成の測位装置１による測位方法等について、図３のフローチャートに従って説明する。ここで、本測位装置１（スマートフォン）をユーザが携帯して移動する場合について説明する。
【００２９】
まず、本測位装置１を携帯しているユーザが、本測位装置１による測位を起動・開始して屋外にいる場合には、受信部２によって衛星信号を受信し、ＧＮＳＳ部４によって逐次自己位置を測位する（ステップＳ１）。測位した緯度、経度は、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に記憶される（ステップＳ２）とともに、必要に応じて（各種操作などに応じて）スマートフォンなどのディスプレイに表示される。ユーザが屋外にいる間（ステップＳ３で「Ｎ」の場合）は、このような屋外測位、記憶等が順次行われる。
【００３０】
一方、ユーザが屋内に入った場合（ステップＳ３で「Ｙ」の場合）には、受信部２によって屋内送信機からのＩＭＥＳ信号を受信し（ステップＳ４）、ＩＭＥＳ部５によって測位を行う。すなわち、第１のプロセスとして、ＩＭＥＳ信号内にプリアンブルがあるか否かを検出（検索）し、検出した場合（ステップＳ５で「Ｙ」の場合）には、このプリアンブルに基づいて位置情報等を取得する。そして、位置情報等をデコードして（ステップＳ６）、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に記憶する（ステップＳ７）。
【００３１】
一方、プリアンブルを検出できない場合（ステップＳ５で「Ｎ」の場合）には、第２のプロセスとして、上記のように、屋内に入る直前にＧＮＳＳ部４で測位された緯度または経度の所定の上位桁値と一致するデータが、ステップＳ４で受信したＩＭＥＳ信号内にあるか否かを検出（検索）する。そして、検出できない場合（ステップＳ８で「Ｎ」の場合）には、ステップＳ４に戻って再度ＩＭＥＳ信号を受信し、検出した場合（ステップＳ８で「Ｙ」の場合）には、検出したデータを基準点として、ＩＭＥＳ信号内の位置情報等を取得する。そして、位置情報等をデコードして（ステップＳ６）、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に記憶する（ステップＳ７）。
【００３２】
その後、ユーザが屋内にいる間（ステップＳ９で「Ｎ」の場合）に、次の屋内送信機からＩＭＥＳ信号を受信すると（ステップＳ４）、上記と同様にしてＩＭＥＳ部５による測位を行う。この場合、第２のプロセス（ステップＳ８）においては、直前にＩＭＥＳ部５で測位された緯度または経度の所定の上位桁値と一致するデータが、ステップＳ４で受信したＩＭＥＳ信号内にあるか否かを検出（検索）する。そして、検出した場合に、検出したデータを基準点として、このＩＭＥＳ信号内の位置情報等を取得する。
【００３３】
このような屋内測位が順次行われ、ユーザが屋外に出た場合（ステップＳ９で「Ｙ」の場合）には、ステップＳ１に戻って、上記のような屋外測位等が行われるものである。
【００３４】
以上のように、本測位装置１および本測位方法によれば、ＧＮＳＳ部４で測位された緯度、経度、または、直前にＩＭＥＳ部５で測位された緯度、経度が記憶されているＩＭＥＳ概略位置記憶部３の緯度、経度の上位桁値と一致するデータを、受信したＩＭＥＳ信号から検出・検索することで、ＩＭＥＳ信号内の緯度、経度などを取得するため、ＩＭＥＳ信号のプリアンブルが検出できない場合でも、適正に測位することが可能となる。すなわち、本来のプリアンブルと緯度と経度、という３つのプリアンブル（基準点）が存在するのと同じこととなり、３つのうちのいずれかのプリアンブルを検出できればＩＭＥＳ信号内の位置情報等を取得することができる。このため、ＩＭＥＳ信号の１回の受信で、より確実にプリアンブルを検出して、より適正・確実に測位することが可能となる。この結果、本来のプリアンブルを検出できるまで繰り返しＩＭＥＳ信号を受信する必要がなく、短時間に測位することが可能となる。つまり、ＴＴＦＦ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｆｉｒｓｔ  Ｆｉｘ、初期位置算出時間）を短縮化することが可能となる。
【００３５】
上記の例では、説明を簡易にするため、上位桁が１回一致した場合を説明したが、プリアンブルが見つけられない環境ではデータが大きく変わりやすく、その値が正しくない位置のデータとたまたま一致してしまう可能性が大きい。したがって、
（イ）もう一方のデータ（緯度で検出した時は経度）の概略値も確認する
（ロ）ワード毎で確認する（ワードカウンター、パリティ一致を確認する）
（ハ）数回以上繰り返されるか確認する
という処理を行ってもよい。
【００３６】
また、ＩＭＥＳ信号はＢＰＳＫ変調されているため、このビットパターンと０１反転したデータとなる場合があるので、そのパターンもチェックするようにするのが好ましい。
【００３７】
さらに、下位桁が０近傍の場合には、上位桁が１異なる場合も考えられるので、上位桁に関して、±１ずれた場合も含めてチェックしてもよい。
【００３８】
また、上記の例では、上位桁数が１６進数で３桁の場合について説明したが、ＩＭＥＳ概略位置記憶部３に測位位置の精度情報、測位した時間、それからの移動速度推定値も記憶しておき、
元々の位置精度＋（速度推定値＊経過時間）
等で概略位置の精度を求め、これに基づき、上位桁を決めてもよい。
【００３９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、緯度または経度のどちらか一方の所定の上位桁値と一致するデータを検出しているが、緯度および経度の上位桁値のそれぞれについてデータを検出するようにしてもよく、これにより、誤検出を防止することができる。また、緯度または経度の一方が検出できない場合に、他方を検出するようにしているが、どちらか一方のみを検出・検索するようにしてもよい。さらに、所定の上位桁を、最上位の桁から設定しているが、適正な検出ができれば、最上位の桁から設定しなくてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１      測位装置
２      受信部
３      ＩＭＥＳ概略位置記憶部（ＩＭＥＳ概略位置記憶手段）
４      ＧＮＳＳ部（衛星測位手段）
５      ＩＭＥＳ部（ＩＭＥＳ測位手段）
６      中央処理部
【図１】
2015087320.tif 000003
【図２】
2015087320.tif 000004
【図３】
2015087320.tif 000005