(57)【要約】【課題】【解決手段】ハイブリッド測位の方法およびシステムが、位置推定の信頼性および正確さを増加する目的で提供される。本発明の実施形態に従って、特定の位置ソースから報告された位置の質が評価される。衛星および非衛星測位システムは初期測位推定を提供する。各測位システムごとに、関連する情報が収集され、収集された情報に基づいて、各システムに適切な重みが割り当てられる。【選択図】  図２
2014501912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測位システムからの信号を利用して、機器の位置を判断するための方法であって、
衛星測位システム（「ＳＰＳ」）、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびセル測位システム（「ＣＰＳ」）の少なくとも２つからの信号を解析すること；
前記ＳＰＳ、前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよび前記ＣＰＳの少なくとも２つの各々について、前記機器の対応する初期位置推定および少なくとも１つのパラメタを決定すること；ならびに、
以前に報告された位置の履歴、前記少なくとも１つの対応するＳＰＳパラメタ、前記少なくとも１つの対応するＷｉ−Ｆｉ測位システム・パラメタ、および前記少なくとも１つの対応するＣＰＳパラメタの少なくとも１つに基づいて、前記機器の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の１つを選択することを
を含む方法。
【請求項２】
各初期位置推定が、対応する前記測位システムの信号のみをもとに決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の測位システムからの信号を使用して、機器の位置を求めるための方法であって、
衛星測位システム（「ＳＰＳ」）、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびセル測位システム（「ＣＰＳ」）の少なくとも２つからの信号を解析すること；
前記ＳＰＳ、前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよび前記ＣＰＳの少なくとも２つの各々について、前記機器の対応する初期位置推定および対応するパラメタを決定すること；
以前に報告された位置の履歴、前記少なくとも１つの対応するＳＰＳパラメタ、前記少なくとも１つの対応するＷｉ−Ｆｉ測位システム・パラメタ、および前記少なくとも１つの対応するＣＰＳパラメタの少なくとも１つに基づいて、前記機器の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の１つを選択すること；ならびに
前記以前に報告された位置の履歴、前記少なくとも１つの対応するＳＰＳパラメタ、前記少なくとも１つの対応するＷｉ−Ｆｉ測位システム・パラメタ、および前記少なくとも１つの対応するＣＰＳパラメタの少なくとも１つに基づく、前記機器の第２の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定のもう１つに切り替えること
を含む方法。
【請求項４】
前記ＳＰＳ初期位置を一定期間キャッシュに保管することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
複数の測位システムからの信号を利用して、機器の位置を求める方法であって、
衛星測位システム（「ＳＰＳ」）、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびセル測位システム（「ＣＰＳ」）の少なくとも２つからの信号を解析すること；
前記ＳＰＳ、前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよび前記ＣＰＳの少なくとも２つの各々につき、前記機器の対応する初期位置推定および対応するパラメタを決定すること；
前記対応する初期位置推定の各々について、前記初期位置推定の質を評価すること；ならびに
前記初期位置推定の前記評価された質に基づく前記機器の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の１つを選択すること  を含む方法。
【請求項６】
位置決定を得るための経過時間（ＴＴＦ）が前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識として使用されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み、前記環境の種類の標識が前記ＴＴＦに基づくことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
位置決定後経過時間（ＴＡＦ）が前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識として使われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、対応する初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み、前記環境の種類の標識が前記ＴＡＦに基づくことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識として、ＴＴＦとＴＡＦとの組合せが使われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、対応する前記初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み、
前記環境の種類の標識が前記ＴＴＦとＴＡＦとの組合せに基づくことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
位置決定内または視界内の衛星の数が前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識として使われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み、前記環境の種類の標識が位置決定中または視界内の衛星の数に基づくことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
機器の速度が、前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識として使われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、対応する初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み、
前記環境の種類の標識が前記機器の速度に基づくことを特徴とする、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識が、ＴＴＦ、ＴＡＦ、位置決定内または視界内の衛星の数、および前記機器の速度の少なくとも２つの組合せに基づくことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１７】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み、
前記環境の種類の標識が前記ＴＴＦ、前記ＴＡＦ、前記位置決定内または視界内の衛星の数、および前記機器の速度の少なくとも２つの前記組合せに基づくことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識が、前記ＳＰＳにより提供される位置推定の変動に基づくことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１９】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み、
前記環境の種類の標識が前記ＳＰＳにより提供される前記位置推定の変動に基づくことを特徴とする、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識が、前記機器の速度の変動に基づくことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項２１】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の他の１つへと切り替えることをさらに含み、
前記環境の種類の標識が前記機器の速度の前記変動に基づくことを特徴とする、
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識が相対的位置の変動に基づくことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項２３】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み、
前記環境の種類の標識が前記相対的位置の変動に基づくことを特徴とする、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識が、前記ＳＰＳにより報告される位置のジャンプの多さ（ｊｕｍｐｉｎｅｓｓ）に基づくことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項２５】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み；
前記環境の種類の標識が前記ＳＰＳにより報告される位置のジャンプの多さ（ｊｕｍｐｉｎｅｓｓ）に基づくことを特徴とする、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムの初期位置推定の前記質の標識が、前記機器の範囲内にあるＷｉ−Ｆｉアクセス・ポイントの数に基づくことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項２７】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み、
前記環境の種類の標識が、前記機器の範囲内にあるＷｉ−Ｆｉアクセス・ポイントの数に基づくことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムの前記初期位置推定の前記質の標識が、前記機器の範囲内にあるＷｉ−Ｆｉアクセス・ポイントからの最大観測出力に基づくことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項２９】
環境の種類の標識に基づく前記機器の第２の最終位置推定として、前記対応する初期位置推定の他の１つに切り替えることをさらに含み、
前記環境の種類の標識が、前記機器の範囲内にあるＷｉ−Ｆｉアクセス・ポイントからの最大観測出力に基づくことを特徴とする、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記機器の最終位置推定として、前記機器の対応する初期位置推定の１つを選択することが、前記ＳＰＳが提供する初期位置推定から前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システム初期位置推定までの距離に従うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記機器の最終位置推定として、前記機器の前記対応する初期位置推定の１つを選択することが、位置決定で使われる衛星の数、水平精度低下率、Ｗｉ−Ｆｉ測位で使われるＷｉ−Ｆｉアクセス・ポイントの数、Ｗｉ−Ｆｉアクセス・ポイントへの関連付け情報、および以前の位置推定の履歴の少なくとも１つに従うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
前記ＳＰＳの前記初期位置推定の前記質の標識が、ＴＴＦ、ＴＡＦ、位置決定内または視界内の衛星の数、車両の速度、ＨＤＯＰ、前記ＴＴＦの変動、前記ＴＡＦの変動、位置決定内または視界内の衛星の数の変動、前記車両の速度の変動、および前記ＨＤＯＰの変動の少なくとも１つを含む、ＳＰＳパラメタに基づくことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項３３】
環境の種類の標識に基づく初期位置推定を決定する、前記機器内のロジックをオンまたはオフにすること；
前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムの走査速度および／または環境の種類の標識に基づく前記ＣＰＳを変更することをさらに含み；
前記環境の種類の標識が、前記ＳＰＳパラメタに基づくことを特徴とする、
請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムの初期位置推定の前記質の標識が、前記機器の範囲内にあるアクセス・ポイントの数、最大出力、出力の統計情報、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムの質、前記機器の範囲内にあるアクセス・ポイントの数の変動、最大出力の変動、出力の統計情報の変動、前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムの前記初期位置推定の前記質の変動の少なくとも１つを含む、Ｗｉ−Ｆｉパラメタに基づくことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項３５】
環境の種類の標識に基づく初期位置推定を決定する、前記機器中のロジックをオンまたはオフにすること；
前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムの走査速度および／または環境の種類の標識に基づく前記ＣＰＳを変更することをさらに含み；
前記環境の種類の標識が、前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムのパラメタに基づくことを特徴とする、
請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
ＳＰＳ、Ｗｉ−Ｆｉ測位システム、およびＣＰＳの少なくとも２つの各々の走査速度が、Ｗｉ−Ｆｉアクセス・ポイントへの関連付け情報、前記機器の速度、Ｗｉ−Ｆｉ測位で使われるＷｉ−Ｆｉアクセス・ポイントの数、および視界内の衛星の数の少なくとも１つに従って、個別に最適化されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３７】
前記機器がワン・ショット・モードまたはトラッキング・モードにある場合に、前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムまたは前記ＣＰＳの走査速度を変更することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３８】
前記機器がワン・ショット・モードまたはトラッキング・モードのどちらにあるかに基づいて、前記機器をオンまたはオフにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３９】
前記機器が外部電源に接続されている場合、前記Ｗｉ−Ｆｉ測位システムまたは前記ＣＰＳの走査速度を変更することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４０】
ＳＰＳ、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびＣＰＳの前記少なくとも２つのうちの第１の測位システムの対応する初期位置推定の質を評価すること；および
ＳＰＳ、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびＣＰＳの前記少なくとも２つのうちの第２の測位システムの前記初期位置推定の前記質を評価することなく、前記機器の前記最終位置推定として、第１の測位システムの前記対応する初期位置推定を選択することをさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４１】
複数の測位システムからの信号を利用して、機器の位置を求めるための方法であって、
衛星測位システム（「ＳＰＳ」）、Ｗｉ−Ｆｉ測位システム、およびセル測位システム（「ＣＰＳ」）の少なくとも２つからの信号を解析すること；
ＳＰＳ、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびＣＰＳの少なくとも２つのうちの各々について、前記解析した信号に基づいて前記機器の対応する初期位置の推定を決定すること；
前記対応する初期位置推定を合わせて、合わせた初期位置推定を決定すること；および
前記機器の最終位置推定として、前記機器の前記対応する初期位置推定または前記合わせた初期位置推定のいずれか１つを選択すること
を含む方法。
【請求項４２】
モバイル機器に、
衛星測位システム（「ＳＰＳ」）、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびセル測位システム（「ＣＰＳ」）の少なくとも２つからの信号を解析すること；
ＳＰＳ、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびＣＰＳの前記少なくとも２つの各々につき、前記解析した信号に基づいて前記機器の対応する初期位置推定を決定すること；ならびに
前記機器の最終位置推定として、前記機器の前記対応する初期位置推定の１つを選択すること
を行うように仕向ける命令のセット
を含むコンピュータ読取り可能記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は参照により、その全内容を本明細書に組み込む『ハイブリッド測位システムにおける位置推定の信頼性および正確さを増加するための方法およびシステム（Ｍｅｔｈｏｄ  Ｏｆ  Ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ  Ｔｈｅ  Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ  Ａｎｄ  Ａｃｃｕｒａｃｙ  Ｏｆ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  Ｉｎ  Ａ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）』と題された、２０１０年１１月３日出願の米国仮出願第６１／４０９，６４３号の、合衆国法典第 35 巻１１９条（ｅ）の下での優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般には、ハイブリッド測位に関し、より具体的には、ハイブリッド測位に使われる特定の位置ソース（位置情報源）から報告された位置の質を評価する新しい方法を記述する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、モバイルコンピューティング機器の数が劇的に増加し、より進化したモバイルおよび無線サービスを求めるニーズが作り出されている。モバイル電子メール、ウォーキー・トーキー・サービス、マルチプレイヤー・ゲーミングおよびコール・フォローイングは、モバイル機器向けに新しいアプリケーションがどのように出現するかの例である。さらに、ユーザーは自分たちの現在地を活用するだけでなく、その位置情報を他のユーザーと共有するアプリケーションを要求すること／探すことを始めている。親は自分の子供の所在を追跡したいと希望し、管理者は会社の配送車の位置を追跡する必要があり、ビジネス出張旅行者は処方薬を手に入れるために最寄りの薬局が見つかることを期待している。これらの例は全て、個人が自分自身の現在地または誰かのいる位置を知っていることを必要とする。今日まで、我々は方向を尋ねること、誰かに電話して所在を尋ねること、または従業員に随時チェックインさせて、位置を報告させることに全て依存している。
【０００４】
位置ベースのサービスは、新しい機器が持つ、それぞれの地理的現在位置を計算し、計算した位置をユーザーまたはサービスに報告する機能を活用するモバイル・アプリケーションの出現しつつある分野の１つである。これらのサービスの例は、局地的な天気、交通更新情報および車のナビ情報の入手から、子供トラッカー、バディ・ファインダー（buddy finder）およびアーバン・コンシェルジュ・サービスに渡るまで様々である。これらの位置を感知する新型機器は、全て同一の一般概念を利用する多種多様な技術に依存している。既知の基準点を発信源とする無線信号を測定することにより、これらの機器はこれらの基準点に相対して利用者の位置を算術的に計算することができる。これらのアプローチの各々には、信号および測定の性質、ならびに採用される測位アルゴリズムに応じた長所と短所がある。
【０００５】
米国政府が運用しているＮａｖｓｔａｒ全地球測位システム（「ＧＰＳ」）は、基準点として中軌道で約２４個の軌道衛星を活用する。ＧＰＳ受信機を装備したユーザーは、受信機が４つ以上の衛星を「視野内」に収められるのに十分な空の下にある限り、いつでもどこでも、本当の位置から数メートル以内の誤差で自分の３次元位置（緯度、経度および高度）を推定することができる。セルラー電話会社は、ユーザーまたはモバイル機器の位置を求めるために、携帯電話の基地局から発信される信号および基地局で受信した信号を使用してきた。アシスト型ＧＰＳ（「ＡＧＰＳ」）は、室内にいるかもしれず、空の閉塞を理由とするＧＰＳ信号の減衰を克服しなければならない携帯電話ユーザーの位置を推定するために、ＧＰＳと携帯電話の中継局技術の両方を組み合わせたもう１つのモデルである。このモデルでは、セルラー・ネットワークは、ＧＰＳ受信機が衛星位置、それらのクロック・オフセット、現在時刻の正確な推定および携帯電話の基地局の位置に基づいたユーザーのおおよその位置に関する情報を発信することにより、その信号受信の改善を補助しようとする。以下に続く記述では、ＧＰＳとＡＧＰＳとは区別されない。
【０００６】
基準点として衛星を使用する測位システムは全て、本明細書中では、衛星を利用した測位システム（「ＳＰＳ」）と呼ばれる。ＧＰＳはこれを記述している時点では、運用されている唯一のＳＰＳであり、他のシステムは開発中または計画段階にある。ＧＬＯＮＡＳＳと呼ばれるロシアのシステムおよびＧａｌｉｌｅｏと呼ばれる欧州のシステムが次の数年以内に運用されるようになる可能性がある。このようなシステムは全て本明細書中では、ＳＰＳと呼ばれる。ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳおよびＧａｌｉｌｅｏはすべて三辺測量という、同じ基本的な考え方、すなわち、位置が分かっている衛星までの距離の測定値に基づいて位置を推定することを基本としている。各々の事例では、衛星は受信機が特定の瞬間における衛星位置を受信機が計算できるようにする特定のパラメタの値を送信する。受信機から衛星までの距離は、信号の移動時間を基準に測定される。これらの距離測定値には、衛星のクロックと受信機（ユーザー機器）のクロックとの同期化の不足が原因でよく起こるバイアスが含まれている可能性があるため、擬似距離と呼ばれる。衛星クロックと受信機（ユーザー機器）クロックとの同期化の不足は、ここで内部ＳＰＳ受信機クロック・バイアスまたは受信機クロック・バイアスと呼ばれる、受信機のクロックと衛星のクロックとの間の差に帰結する可能性がある。３次元の位置を推定するためには、４つの衛星が、３次元測定値と一緒に受信機クロック・バイアスを推定する必要がある。各衛星からの追加の測定値は、ドップラー周波数の形式での擬似距離速度に相当する。未加工のＳＰＳ測定値に以下で言及している場合、それらは擬似距離およびドップラー周波数の測定値を意味することを一般に意図している。ＳＰＳデータへの言及は、一般に、衛星によるデータ放送を意味することを意図している。ＳＰＳ等式への言及は、衛星からの測定値およびデータをＳＰＳ受信機の位置および速度に関係付ける数学的方程式を意味することを意図している。
【０００７】
ＷＬＡＮベースの測位は、モバイル・ユーザーの位置を判断するためにＷＬＡＮアクセス・ポイントを使用する技術である。地下鉄規模のＷＬＡＮベースの測位システムがいくつかの研究所により探索されてきた。この分野での最も重要な研究努力は、ＰｌａｃｅＬａｂ（ｗｗｗ．ｐｌａｃｅｌａｂ．ｃｏｍ、ＭｉｃｒｏｓｏｆｔおよびＩｎｔｅｌが出資しているプロジェクト）；カリフォルニア大学サンディエゴのＡｃｔｉｖｅＣａｍｐｕｓプロジェクト（ＡｃｔｉｖｅＣａｍｐｕｓ―移動体通信技術を利用した学習共同体の維持、技術報告＃ＣＳ２００２−０７１４（ＡｃｔｉｖｅＣａｍｐｕｓ―Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ  Ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ  ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｒｅｐｏｒｔ＃ＣＳ２００２−０７１４））およびＭＩＴキャンパス規模位置システムによって実施されてきた。これを記述している時点において市場に存在する商用のメトロポリタンＷＬＡＮベースの測位システムの例の１つは、本明細書中でＷｉ−Ｆｉ測位システム（「ＷＰＳ」）と呼ばれ、Ｓｋｙｈｏｏｋ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ，  Ｉｎｃ．の製品である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの態様において、方法は、衛星測位システムとさらに非衛星測位システムを使用する機器の初期位置の推定を決定することを含む。本方法は、次いで、それぞれの位置ソース（位置情報源）に関する関連情報を収集し、各位置ソースに対して重みを割り当てる。
【０００９】
本発明のもう１つの態様の下で、ハイブリッド測位システムにおける機器の位置を判断するための方法が提供される。本方法は、衛星測位システム（「ＳＰＳ」）、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびセル測位システム（「ＣＰＳ」）の少なくとも２つからの信号を解析すること、ＳＰＳ、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびＣＰＳの少なくとも２つの各々につき、機器の対応する初期位置の推定および少なくとも１つの対応するパラメタを決定すること、ならびに以前に報告されていた位置、該少なくとも１つの対応するＳＰＳパラメタ、該少なくとも１つの対応するＷｉ−Ｆｉ測位システムのパラメタ、および該少なくとも１つの対応するＣＰＳパラメタの履歴の少なくとも１つに基づいて、機器の最終位置の推定として対応する初期位置の推定の１つを選択することを含む。
【００１０】
本発明の態様に従い、衛星測位システム、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびセル測位システムからの信号が機器によって解析される。各測位システムごとに、機器は対応する初期位置の推定および対応するパラメタを決定し、以前の位置または対応するパラメタの履歴に基づき、機器の最終位置として対応する初期位置の推定の１つを選択する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ＳＰＳ衛星、ＷＰＳビーコンおよびＣＰＳ搭から信号を受信するモバイル機器を示す。
【図２】各位置測定システム（ＳＰＳ、ＷＰＳおよびＣＰＳ）の関連パラメタの収集、および切換えのためにモバイル機器に実装されたアルゴリズムの使用のプロセスを示す。
【図３】各位置測定システム（ＳＰＳ、ＷＰＳおよびＣＰＳ）の関連パラメタの収集、および切換えのためにモバイル機器に実装されたアルゴリズムおよび参照データーベースの使用のプロセスを示す。
【図４】本発明の態様に従う位置推定方法を示す。
【図５】衛星測位システムの環境の種類および位置推定の質を判断する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書では、ハイブリッド測位システムの実施形態を開示する。ハイブリッド測位システムとは、それ自体が複数の個別の測位システム（または「位置ソース」）から成る機器位置の測位システムを指す。ハイブリッド測位システムは、初期位置として異なる複数の位置ソースの最終位置を使用するシステムとして定義することができる。ハイブリッド測位システムは、初期位置を選択または組み合わせて、複数の位置ソースによる観測に基づき１つの位置推定を生成する。ハイブリッド・システムは、複数の別個の測位システムからの観測を組み合わせて、機器の位置の推定を１つ提供する。個別測位システムの各々は、本明細書中では「観測値」と呼ばれる、システムの信号源の各々からの信号情報のセットを検出することが可能である。異なる位置ソース（すなわち、異なる個別システム）から報告される各位置の観測値に基づいて、ハイブリッド測位システムは位置ソースまたは異なる位置ソースの組合せを選択し、その最終位置をユーザーに報告する。そうするためには、本発明の実施形態は、異なる位置ソースの質を評価するために、受信機側で異なる観測値を使用する。本開示では、最善の位置を選択するために使用すべき方法が論じられる。本開示では、さらに、機器の消費電力を低減しながら、最善の位置を選択する方法も論じられる。これは例えば、機器の走査速度を変更することにより達成可能である。本発明の実施形態は、既知の方法に比べて、正確さの向上、可用性の向上、位置決定時間（初回位置決定時間も含む）の短縮および機器の消費電力低減を達成する。
【００１３】
上で言及したように、ハイブリッド測位システムの実現は、複数の測位システムを含むか、または複数の位置ソースに基づく位置の推定を生成する。個別の測位システムは、そのシステムに特有の方法を使って、機器の位置を推定することができる。一部の実現においては、ハイブリッド測位システムは、次の３つの測位システムの少なくとも２つの情報を含むか、または次の３つの測位システムの少なくとも２つから情報を受信する：（１）衛星により送信される信号を利用して、機器の位置を突き止める衛星測位システム、（２）Ｗｉ−Ｆｉアクセス・ポイントにより送信される信号を利用して、機器の位置を突き止めるＷｉ−Ｆｉ測位システム、および／または（３）携帯電話の基地局により送信される信号を使って、機器の位置を突き止めるセル測位システム。
【００１４】
図１は、モバイル機器がＳＰＳ衛星、ＷＰＳビーコン、およびＣＰＳ搭からの信号を受信するシナリオを示す。ハイブリッド測位システムの実施形態の中の個別の測位システムは、ハイブリッド測位システムにより強制される一定の性能基準を満足するとき、ハイブリッド決定で使用される。ハイブリッド測位システムは、個別の測位システム基準に対して、切換えアルゴリズムにおいて、個別の測位システムからの測位推定を考慮するために、所定の閾値よりも高い正確さを要求するように強制することができる。例えば、ハイブリッド測位システムは、視界内の衛星の数が一定の閾値を超えるときにだけ衛星位置を使用し、それ以外の場合は拒否するように決定することもできる。
【００１５】
本発明の実施形態は、ハイブリッド測位システムが特定の測位システムから報告された位置を選択できるようにする。ハイブリッド測位システムは、個別の測位システムが得た異なる観測可能パラメタを解析し、該個別の測位システムにより提供される推定された位置の１つを選択する。ハイブリッド測位システムは、また、システム全体の消費電力を低減するために、個別の測位システムによる異なる観測可能パラメタを解析し、１つまたは複数の利用可能な測位システムの有効化もしくは無効化および／または対応する機器の無効化に関する決定も下す。次にハイブリッド測位システムは、どの測位システムを使用するかおよびどのようにして機器の最終位置を報告するかについて決定する。本発明の特定の実現の１つの目標は、ハイブリッド測位システムの性能を高めることである。性能の向上は、正確さの向上、可用性の向上、位置決定時間（time to fix）の短縮または消費電力の向上を意味することができる。性能は正確さ、可用性、正確さ、位置決定時間、消費電力の２つまたはそれ以上の組合せを指すこともあり得る。
【００１６】
１つの実施形態においては、特定の状況における各位置ソースの結果が組み合わせられ、計算された位置がユーザーに報告される。特定の実現の下では、ハイブリッド測位システムでの各位置ソースに対して報告される位置の質が評価される。各位置ソースおよびその報告された位置の質が、受信機側で観測可能パラメタを解析することで評価される。特定の状況においては、高い質の位置ソースは強い信号および良好な測位正確さを示す位置ソースである。他方、悪い質の位置ソースは弱い信号および低い測位正確さを示す位置ソースである。各位置ソースごとに、測位正確さの質を表すパラメタは他の位置ソースとは異なることに注意すべきである。
【００１７】
上で言及したように、ハイブリッド測位システムは、ＳＰＳ、ＷＰＳおよび／またはＣＰＳの２つまたはそれ以上を含むことができる。これらの位置ソースの各々は、他の位置ソースに依存せずにユーザー位置を提供することもあり得る。例えば、ある時には、ハイブリッド測位システムは、３つのソース全て、すなわち、ＳＰＳ、ＷＰＳおよびＣＰＳから得た位置にアクセスすることもあり得る。ハイブリッド測位システムは、次いで、その報告された位置の正確さについて、各位置ソースを解析することができる。各位置ソースの質を評価した後、ハイブリッド測位システムは、最善かつ最も正確な位置を選択して、それを最終位置の推定としてユーザーに報告することができる。図２は、各位置測定システム（ＳＰＳ、ＷＰＳおよびＣＰＳ）の関連パラメタを収集し、それらのパラメタをモバイル機器に実装されているアルゴリズムに送信するプロセスを示している。
【００１８】
上で言及したプロセスにおいて、報告された位置ソースとハイブリッド測位システムのいずれかは一定の時間間隔、前回報告された位置をキャッシュに格納することが許可されている。例えば、ハイブリッドシステムは、キャッシュに格納されているＳＰＳ位置を１０秒間報告してから、位置の報告をやめるか、またはＷＰＳ位置に切り替えることができる。ハイブリッドシステムはＷＰＳ位置の正確さはＳＰＳ位置に比べて遥かに劣ると判断すると、時間間隔を延長して、古いＳＰＳ位置を報告した後、ＷＰＳ位置の報告を開始することができる。
【００１９】
一般に、報告された位置の正確さはＳＰＳからＷＰＳ、そしてＣＰＳの順で低下する。より知られている位置ソースの可用性に基づく位置推定ソースを選択するための技法の１つは、ウォーターフォール切換えアルゴリズムとして当業者に知られている。本発明の実施形態は、異なる位置推定ソース間から選択し、予め決定された優先事項よりも寧ろ性能の基準に従って最善の位置を選択する。したがって、例えば、ハイブリッド測位システムがＳＰＳからの位置推定の質がＷＰＳのものよりも低いと判断すると、ＳＰＳ位置が利用可能であっても、ＷＰＳからの位置推定を選択および／または報告するように決定を下すことができる。
【００２０】
本明細書では、報告された位置の質をハイブリッド測位システムが評価できるようにする切換えアルゴリズムに関係する各位置ソース（すなわち、個別の測位システム）パラメタが開示される。本明細書中で論じられる最初の位置ソースはＳＰＳであり、これは受信機側で衛星からの衛星および測定情報を受信することに依存する。起動されると、ＳＰＳは衛星信号を聞き、それらの信号を受信して処理する。受信した信号は、（例えば、ネットワーク経由で）ＳＰＳに渡された他のいくつかの情報と合わせて、受信機が受信機の位置を計算することを可能にすることもある。ここで使用される原則は、衛星の正確な位置を知って、衛星の受信機までの距離を測定することである。次に受信機は、等式のセットを解決し、受信機の位置を計算する。ＳＰＳで報告される位置の質は、通常、正確さの水平精度低下率（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｄｉｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ：ＨＤＯＰ）を通じて評価される。ＨＤＯＰ値が小さいほど、測位はより正確になる。ＳＰＳの例は、ＧＰＳ（全地球測位システム）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳまたはＣｏｍｐａｓｓである。
【００２１】
１つの実施形態において、位置決定を得るまでの経過時間（ｔｉｍｅ  ｔｏ  ｆｉｘまたはＴＴＦと呼ばれる）は、推定した位置の質の標識として使用される。具体的には、戸外およびＳＰＳ衛星への視界が良好なエリアにおいて、位置決定は素早く訪れる。他方、ＳＰＳ機器にとって厳しい環境、例えば、上空の視界が限られている位置では、位置決定に到達するまでに多少の時間がかかるかもしれない。ハイブリッド測位システムは、ＴＴＦにおいてこの差を利用して、質係数（quality factor）をＳＰＳ位置に割り当てる。さらに、位置決定後経過時間（ｅｌａｐｓｅｄ  ｔｉｍｅ  ａｆｔｅｒ  ｆｉｘ（ＴＡＦ））は、ＳＰＳ推定位置の質の標識としても使用することができる。位置決定後経過時間（ＴＡＦ）は、位置決定が時間的ギャップなしに継続的に提供されていた時間の継続時間を指す。一般に、ＳＰＳ衛星への視界が良好な戸外環境およびエリアにおいては、ＳＰＳ機器はその位置決定を維持することができる。ただし、ＳＰＳ機器にとって厳しい環境では、機器はその位置決定を維持できない可能性がある。この結果、ＴＡＦは小さい値になり、機器がＳＰＳにとって厳しい環境にあることを示す。
【００２２】
さらに、本発明の実現は上記の基準を組み合わせ、ＳＰＳ推定位置の質の標識としてその結果を使用する。ＴＴＦおよびＴＡＦの組合せは、別のメトリック（測定基準）として検討することができる。提案された基準は、連続的な位置決定について時間的「ギャップ」を探す。したがって、ＳＰＳ位置決定が頻繁に得られたり失われたりする場合、システムは、ＳＰＳ機器がＳＰＳにとって厳しい環境にあると判断する。例えば、ＳＰＳ位置決定が５秒間失われ、５秒後に位置決定が提供された場合、新しい位置決定のＴＴＦは５秒である。次の１２０秒間に以降の位置決定を得た場合、ＴＡＦは１２０秒である。ＴＴＦとＴＡＦのこの組み合わせ、すなわち、位置決定を得るための５秒、および１２０秒間の連続位置決定は、ＳＰＳ位置決定の取得にギャップがなく、ＳＰＳ位置の質が非常に良い可能性が高いことを意味する。
【００２３】
さらに、二次測定は、以下のように、ＳＰＳ位置推定の質を推定する目的に使用される。ハイブリッド測位システムは環境の種類の標識としてＳＰＳ位置を計算するために使用された多数の衛星を使うことができる。戸外の環境では、位置決定に使用される衛星は、一般に多数である。他方、ＳＰＳにとって厳しい環境では、位置決定は極めて少ない数の衛星を使って得られ、位置決定はわずかしかない衛星を使って維持される。また、ＳＰＳによって求められる機器の速度は、質の２次的な測定値として使用することができる。一般に、ＳＰＳ速度が比較的高い場合、ＳＰＳ受信機は、戸外の環境に存在しているものと見なされ、その位置は極めて正確であると見なされる。例えば、ＳＰＳ位置の報告された速度が６０ｍｐｈである場合、当該機器はドライビング・モードにあり、したがって、室内ではなく、戸外にある可能性が高いことを意味する。これは、ＳＰＳによって提供される位置の質が良好であることを意味することになるだろう。最後に、現在、視界に入っている衛星の数を環境の種類の標識として使うことができる。戸外の環境では、一般に、ＳＰＳは異なる衛星からの信号を受信することが可能で、視界内に入っている衛星の数は多い。他方、ＳＰＳにとって厳しい環境では、視界内にある衛星の数は少ない。視界内にある衛星の数は、ＳＰＳ受信機が信号を受信する元となる衛星の数を指すことに注意する。この議論における速度はＳＰＳまたは他の位置ソース、例えばＷｉ−Ｆｉ測位システム等から生じるものとすることができる。当該機器上または当該機器と協調して動作している他のセンサーから生じるものとすることも可能である。例えば、速度は機器に接続されている車の速度計から生じるものとすることができる。相対的位置についても同じ議論が適用される。
【００２４】
提供されたＳＰＳ位置の質を推定するためのもう１つの測定も存在する。ハイブリッド測位システムは、ＳＰＳ位置の質を測定するのに、所定の時間間隔でＳＰＳによって提供される位置の変動を利用することができる。例えば、分散、標準偏差、範囲、四分位範囲等の変動の測定値は、報告中の位置の３０秒間のＳＰＳ位置の変動を測定するのに使用されることがあり得る。さらに、ハイブリッド測位システムは、ＳＰＳが報告する位置の質を評価するために、ＳＰＳ位置に関する他のパラメタの変動を使用することができる。変更は機器に対して変更の論理的順序に従うべきである。例えば、ハイブリッド測位システムは、全てＳＰＳによって報告されるＳＰＳ位置を導出するために使用される速度、相対的位置および衛星の数の変動を使用することができる。このような場合、機器の速度または相対的位置が激しくジャンプしたり変動したときは、ＳＰＳが提供する位置が質が劣るものである可能性があることおよび／または環境が変化したことを意味する。
【００２５】
ハイブリッド測位システムは、ＳＰＳ位置の質を評価するために、上記のパラメタの全ての組合せの変化を使用することもできる。戸外で、ＳＰＳにとって厳しくない環境では、通常、ＳＰＳが提供する位置は、１つのポイントから他方のポイントへとゆっくりと移動する。そのような環境の中にあるモバイル機器では、これらの変化は、車両の速度と相関させることもでき、提供される解の一貫性もチェックすることができる。以降の位置における変移は、衛星から受信する信号に従うものであり、機器を支配する物理的な規則に従う。例えば、毎秒１０ｍの速度で移動中の機器の場合、１つの時点からその１秒後の時点までの機器の位置は１０ｍのみ変化すべきである。１０ｍを遥かに超えて変化した場合は、ＳＰＳおよびその他の測位システムにより報告される位置または速度のいずれかが正確ではなく、ハイブリッド測位システムに対してフラグを立てるべきであることを意味する。このような質のチェックの場合、ハイブリッド測位システムは、速度および相対的位置の現実的な値ならびに前回のＳＰＳ位置に基づき、新しい位置が予期された位置を遥かに越えていた場合は、新しく報告されたＳＰＳ位置を拒否することができる。これにより、報告された位置に関して一貫性がもたらされ、実現可能ではない、位置の大きなジャンプを避けることができる。
【００２６】
もう１つの例の場合、戸外の環境において、ＳＰＳ位置は連続的に変化すべきであるため、速度および相対的位置が大きくジャンプすることは滅多にない。また、ＳＰＳ位置を導き出すために使用される衛星の数は、大きなジャンプを示さない。この結果、速度、相対的位置および衛星の数に小さな変動が生じる。他方、厳しい環境においては、ＳＰＳにより報告される衛星の数にジャンプがしばしば観測される。速度および相対的位置も、大きな変動を示す。これらの変化は、機器の速度変化とも一致していない。したがって、ＳＰＳにより報告される位置の変動は、戸外環境に比較して著しく大きい。もう１つの具体的な変動は、報告される位置におけるジャンプとして定義することができる。この「ジャンプの多い（jumpiness）」動作は、通常、ＳＰＳにとって戸外および厳しくない環境では観測されない。他方、ＳＰＳにとって厳しい環境では、位置は１つの位置から別の位置へと頻繁かつ異常な形でジャンプする可能性がある。
【００２７】
ここで研究の対象となる次の位置ソースは、Ｗｉ−Ｆｉ測位システム（ＷＰＳ）である。Ｗｉ−Ｆｉ測位は、一般に、異なる複数のＷｉ−Ｆｉビーコン機器からの受信信号に依存する。無線ビーコンまたはＷｉ−Ｆｉアクセス・ポイント（ＡＰ）機器から信号を受信後、Ｗｉ−Ｆｉ測位は、全ての目に見える機器に対して受信した出力を計算することもあり得る。Ｗｉ−Ｆｉ測位は、次にこの情報を既知のＡＰ機器のデータベースと対照し、ユーザーの位置を決定する。Ｗｉ−Ｆｉ測位は、一般に、ＳＰＳより正確さで劣るが、ＳＰＳにとって厳しい環境では、Ｗｉ−Ｆｉ測位の方がより正確になり得ることも示されている。そのような厳しい環境としては、都市の谷間（周囲にあるビルにより作り出される谷間のような効果）および室内環境を挙げることもできる。本開示は、そのような場合を検出する可能性および環境の種類を論じる。このような結論に基づき、ハイブリッド測位システムは、ＳＰＳ測位およびＷｉ−Ｆｉ測位の両方が利用可能であるときに、最善の可能な位置を選択する。
【００２８】
１つの実現では、観測された無線ビーコン（すなわち無線アクセス・ポイント）の数は環境の種類の標識として使用することができる。一般に、無線機器が数多く存在することは、室内または密集した都市環境等、ＳＰＳにとって厳しい環境を意味する可能性がある。環境がＳＰＳにとって厳しいものである場合、位置決定を取得するのに時間が余計にかかったり、取得した位置決定の正確さが低くなる可能性がある。これはＷｉ−Ｆｉ測位およびＳＰＳの位置がどちらも利用可能であるが、Ｗｉ−Ｆｉ測位位置の方がより正確である可能性を示唆しているかもしれない。例えば、密集した都市環境では、観測された無線機器の数は、通常、その平均が戸外環境のＡＰの数の分布よりも遥かに大きい分布に従う。この観測は、機器が密集した都市環境に存在し、そのＳＰＳ位置がＷＰＳ位置ほど正確でない可能性があるか、またはＳＰＳが位置決定を取得するのに通常より長時間を要することを示唆しているかもしれない。
【００２９】
加えて、ＷＰＳから返される位置推定の質は、他の個別システムと相対した、Ｗｉ−Ｆｉ測位位置の質の標識として使用することができる。ＷＰＳおよびＳＰＳから報告された位置の相対的な質は、ハイブリッド・システムが最終位置を報告する際により優れた決定を下すことを可能にする。例えば、Ｗｉ−Ｆｉ測位から得られる非常に良好な位置は、少ない数の衛星で、位置の質が良くないＳＰＳから得られた位置よりも正確なものになり得る。
【００３０】
一部の実現では、機器が動作している環境の種類の標識として、観測された無線機器からの最大観測出力を使用し、それをＳＰＳの相対的な質およびＷｉ−Ｆｉ測位位置の質に関連付けることができる。一般に、高出力で無線機器が観測されたとき、受信機は室内環境に置かれていることを示唆している可能性がある。したがって、高い質のＳＰＳ位置を得ることは難しいかもしれず、このことは位置決定時間の延長および正確さの低下として現れる。これは任意のＳＰＳが提供する位置が真の位置を表しておらず、提供された位置において極めて不正確になっていることを示唆しているかもしれない。
【００３１】
さらに、ＳＰＳが提供する位置とＷｉ−Ｆｉ測位が提供する位置との差は、２つの報告された位置の間で選択するための測定基準として利用することができる。一般に、２つの位置が互いに非常に離れているとき、ＳＰＳの性質により、ＳＰＳ位置の方がより正確であるものと推測される。したがって、ハイブリッド測位システムは、その最終位置としてＳＰＳ位置を報告すべきである。
【００３２】
本発明のさらなる実施形態では、異なるパラメタ、すなわち、位置決定で使用された衛星の数、視界内にあるパラメタの数、水平精度低下率「ＨＤＯＰ」、Ｗｉ−Ｆｉ測位での測位の質の値、機器が動作している環境の推測される種類、Ｗｉ−Ｆｉ測位で使用されるＷＬＡＮ機器の数、ＷＬＡＮ機器に対する関連付け情報等の集合体が、最も正確な位置ソースを選択するために使用される。集合体パラメタは、受信機が存在している環境の種類を表すことができる。したがって、システムは複数の位置推定の間で最善のソースを選択するために、該集合体情報を利用することができる。
【００３３】
本明細書では、モバイル機器の消費電力を低減し、それにより、電池寿命を延長するために、上記の情報を利用する技法も開示される。特定の実現では、複数のパラメタ、すなわち、Ｗｉ−Ｆｉ測位で使用されるＷＬＡＮ機器の数およびＷＬＡＮ機器から観測される最大電力が、モバイル機器がＳＰＳにとって厳しい環境にあることを推論するために使用される。したがって、モバイル機器中に存在するＳＰＳは、オフのままにするように指示されるか、またはＳＰＳの電源投入は遅延される。さらに、ＳＰＳが指定期間内に位置決定を取得しない場合は、ＳＰＳの電源を切断することができる。
【００３４】
このような技法は、モバイル機器が位置の検索を開始したときに使用することができる。従来の方法では、モバイル機器は、位置を探すために全ての機器をオンにし、位置結果をウォーターフォール切換えアルゴリズムに従って提示する。本明細書中に開示される技法は、モバイル機器による消費電力を低減するために、特定の状況において、ＳＰＳハードウェアの電源投入を遅らせるか、またはＳＰＳを全部まとめて電源投入することを回避するために、上記のパラメタを使用することを提案する。さらに、電源を投入した場合、ＳＰＳハードウェアが予め決められた期間内に位置決定を取得しないと、電源が切断される。
【００３５】
同様に、他の機器およびネットワーク情報を利用して、ハードウェアまたは別個の機器の一部の電源を投入または切断することができる。本発明の実現は、ＷＬＡＮ  ＡＰとモバイル機器との関連付け情報またはＷｉ−Ｆｉ有効機器とＷＬＡＮ  ＡＰとの通信を、該機器が室内にあることおよび／または固定的である可能性が高いことを示唆するものとして、使用するように提案する。このような判断は、機器が室内にあることおよび／または固定的であることが完全には確認できない状況で、ＳＰＳハードウェアの電源投入を遅延させるのに使用することができる。代わりの方法として、位置を取得しなくなったら、ＳＰＳハードウェアをオフのままにするかまたはオフに切り替えることもできる。
【００３６】
さらに、本明細書中に開示される技法は、モバイル機器が室内にあるか、またはＳＰＳにとって厳しい環境にあることが検出されたとき、モバイル機器内のＳＰＳハードウェアの電源を切断するのに使用することができる。同様に、モバイル機器が室内にあるという判定を、モバイル機器が移動していない（または極めてゆっくり移動している）という判定と組み合わせて、ＳＰＳハードウェアの電源切断という結果を生じさせることもできる。したがって、モバイル機器内のＷＰＳハードウェアが低い速度またはユーザーが固定的であることを検出すると、モバイル機器はＳＰＳハードウェアの電源をオフにして、消費電力を低減することができる。他方、ＷＰＳハードウェアが中程度または比較的速い速度を検出した場合、ＳＰＳハードウェアはオンのまま維持することができる。
【００３７】
さらに、本明細書中に開示される技法は、異なる方法を使って、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムの走査速度を動的に変更することにより、モバイル機器の電力消費を低減することを可能にする。特定の動作シナリオにおいては、走査速度を増加させても、システムの位置推定の正確さは向上せず、消費電力が増加するだけである。したがって、一部の実現は、走査戦略が最適化されていないと判断し、消費電力を最適化するよう測位エンジンの走査速度を調節する。さらに、一部の実施形態は測位の正確さと出力とのトレードオフを最適化する。ＷＬＡＮ機器に対する対応付け、異なる位置ソースから推定したモバイル装置の速度、Ｗｉ−Ｆｉ測位で使用されるＷＬＡＮ機器の数、範囲内の任意のＷＬＡＮ機器から観測された最大出力、および視界内にある衛星の数などのパラメタを使用して、測位アルゴリズムの走査速度を変更することができる。
【００３８】
他のパラメタも、走査速度の最適化のために利用することができる。走査速度は、各測位システムごとに、周囲の環境を走査し、関連する信号を検索する速度として定義される。走査速度は、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびＣＰＳに適用可能である。ＳＰＳは通常、衛星からの信号を連続的に検索し、毎秒、位置推定を更新する。しかしながら、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムは異なる走査速度を有することが可能であり、したがって、無線機器をオンにし、付近の無線ＡＰを探すために環境を走査する速度は、ＳＰＳとは異なるものにすることができる。Ｗｉ−Ｆｉ測位システムまたはＣＰＳの走査速度は、測位アルゴリズムが初期位置状態（ワンショット位置、機器を追跡する必要のないアプリケーション向き）から追跡状態（位置が定期的に更新される）に切り替わるときに、動的に調節することができる。例えば、そのようなシナリオでは、初期位置状態の走査速度は節電のために低下され、追跡モードでは、ユーザーが最善の可能な位置を受信することを望んでいるため、走査速度を上げて、正確さを高める。もう１つの実現では、位置要求がアクティブになっている時間が走査速度を最適化するために使用される。例えば、特定のアプリケーションが既知の頻度（例えば、１０秒に１回）で位置要求を求めると、測位アルゴリズムの走査速度を調節して、位置推定が提供されなければならないときに限り、特定の位置測定システムを走査および／または電源投入するように調節することができる。
【００３９】
特定の実現では、電池寿命を延長するために消費電力を低減する手法は、モバイル機器が外部電源に接続されていると検出すると、無効化される。
【００４０】
代替の実施形態に従って、図３は、各位置測定システム（ＳＰＳ、ＷＰＳおよびＣＰＳ）の関連パラメタを収集し、初期位置の決定を実行できる参照データベースを使用して、異なるパラメタおよびデータベースから返される初期位置をモバイル機器に実装されたアルゴリズムに送信するプロセスを示している。
【００４１】
図４は、本開示の態様に従う、モバイル機器の位置推定のための方法のフローチャートを示している。少なくとも２つの測位システムからの信号がステップ４１０で解析される。図４に示されている例では、衛星測位システム（「ＳＰＳ」）、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムおよびセル測位システム（「ＣＰＳ」）からの信号が解析される。この方法は、解析された信号に基づき、ＳＰＳの場合（４２０）、Ｗｉ−Ｆｉ測位システムの場合（４３０）および／またはＣＰＳの場合（４４０）の対応する初期位置の推定を決定する。ステップ４５０における方法は、最終位置推定４６０として、初期位置推定を選択する。
【００４２】
図５は、ＳＰＳパラメタを使用して環境の種類を判断するための方法を示している。機器が戸外の環境にあるとき、ＳＰＳの位置決定間にはギャップがない。例えば、図の上部に見られるように、ＴＴＦはｔ＝０からｔ＝５までであり、ＴＡＦはｔ＝５からｔ＝１２０までである。図の下部は、位置決定が存在し、すぐ直後にその位置決定が失われる多数の瞬間がある、厳しい環境の例である。
【００４３】
実施例１
以下で論じるのは、複数の異なる位置ソース（個別測位システム）の間で切り替えるための方法の１つの例である。この例では、ハイブリッド測位システムは、ＳＰＳおよびＷＰＳの両方にアクセスするものと仮定している。一定の期間、各位置ソースは位置の推定を提供することが可能である。しかしながら、信号の妨害が原因で、例えば、一方または両方のシステムが位置の推定を提供することができない時もある。
【００４４】
このような動作シナリオでは、ハイブリッド測位システムは、各位置ソースからの位置推定の質を評価する。ＳＰＳおよびＷＰＳからの位置推定が両方利用可能である場合、ハイブリッド測位システムは、ＳＰＳにより提供される位置推定の正確さを評価する。例えば、これには、上述したＳＰＳパラメタの解析を含むこともできる。ＳＰＳにより提供される位置推定の質が高い場合、ハイブリッド測位システムは、即座にＳＰＳ位置を報告し、ＷＰＳの位置推定の質は評価しない。そうでない場合、ＳＰＳからの位置推定の質が低ければ、ハイブリッド測位システムはＷＰＳのパラメタを解析し、質の判定を比較する。ＷＰＳの正確さが所定の閾値を超えていて、ＳＰＳ位置推定の正確さが所定の閾値を下回っていた場合、ハイブリッド測位システムは、ＷＰＳによって提供された位置を報告する。ＳＰＳおよびＷＰＳの両方から位置を推定する場合、ハイブリッド測位システムは、ＳＰＳが提供した位置を報告する。最後に、１つの位置ソースのみが推定した位置を提供することが可能な場合、ハイブリッド測位システムはその唯一利用できるシステムからの位置を報告する。
【００４５】
実施例２
もう１つの説明のための実現では、ニューラル・ネットワークを使用して、複数の位置ソースの間で選択することができる。より多くのソースが利用できるとき、このアプローチは一般化することができる。このアプローチのトレーニング段階では、ハイブリッド測位システムは、包括的なデータ・セットを使ってトレーニングされる。各データ・セットには、ＳＰＳ位置推定およびそれに関連付けられたパラメタ、ＷＰＳ位置推定およびそれに関連付けられたパラメタ、ＣＰＳ位置推定およびそれに関連付けられたパラメタ、およびその場合に下すことのできる最善の最終決定が含まれる。トレーニング段階では、最善の最終決定は、トレーニング・データ・セットをアセンブルしたとき、機器の既知の位置に基づいて行うことができる。ＳＰＳおよびＷＰＳの位置ソースに対応付けられたパラメタは上述したパラメタである。位置ソースとしてのＣＰＳに対応付けられたパラメタには、測位に使われる塔の数、塔からの信号の相対出力、信号出力の統計情報（例えば、変動性、ノイズの種類等）および利用可能であれば塔に対応付けられたエラー推定が挙げられる。ニューラル・ネットワークを収束するまで、このデータセットを使ってトレーニングした後、ニューラル・ネットワークはニューラル・ネットワークの入力に算術的に加算または乗算する係数のセットを決定する。次にこれらの係数を、受信機プログラムで使用して、全ての可能なオプションの間で選択することができる。
【００４６】
特定の状況でどの位置ソースを使用するかを決定するもう１つの技法には、前回の位置推定の履歴を検討することが含まれる。例えば、ＷＰＳおよびＳＰＳ推定の両方が、現在の瞬間に利用可能であり、どちらも一定の期間、利用可能であったと仮定すると、ハイブリッド測位システムは、現在位置としてＳＰＳ位置推定を使用するように選択することができる。これは、長く取得したＳＰＳ位置推定は、最近取得した位置推定よりも正確な位置を有していると信じられているためである。言い換えれば、ハイブリッド測位システムの現在実行中の第１の位置推定を取得した後の時間は、どの位置ソースが最も信頼性が高くおよび／または正確であるかの決定に直接影響を及ぼすことができる。受信機が数分以上の間、ＳＰＳ位置推定を追跡することが可能である場合、そのソースの位置の正確さは、時間の経過に伴って増加するものと見なされる。
【００４７】
上でより詳しく論じたように、特定の状況において、最も信頼性が高くおよび／または最も正確な位置ソースを決定するための本明細書中に開示される技法には、いくつもの実現がある。本発明の実施形態のいくつかでは、ハイブリッド測位システムは、異なるアルゴリズムを使用して、ハイブリッド測位システムが初期化後、どれだけの時間、作動していたかに応じて、異なる複数の位置ソースの間で選択することができる。例えば、初期化時およびそれ以降の予め決められた時間、システムは上の実施例１で規定した切換え技法を使用し、予め決められた時間を作動時間が超えると、上の実施例２に規定された切換え技法を利用することができる。
【００４８】
本明細書中で開示された手法およびシステムは、コンピュータ・システムまたはコンピュータ化された電子機器による使用向けのコンピュータ・プログラム製品として実現することができる。このような実現にはコンピュータが読取り可能な媒体（例えば、ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、フラッシュ・メモリまたはその他のメモリまたは固定ディスク）等の有形的媒体に固定されるかまたはコンピュータ・システムもしくは機器に、モデムもしくはその他のインターフェース機器、例えば、媒体を通してネットワークに接続される通信アダプタ等を介して、送信可能な、一連のコンピュータ命令、すなわちロジックを含むこともできる。
【００４９】
該媒体は有形的媒体（例えば、光またはアナログの通信回線）または無線技術を使って実現された媒体（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、セルラー、電磁波、赤外線またはその他の伝送技術）のいずれかとすることができる。該一連のコンピュータ命令は、システムに関して、本明細書中に記述した機能の少なくとも一部を具現化する。当業者は、このようなコンピュータ命令は、多くのコンピュータ・アーキテクチャまたはオペレーティング・システムによりおよび異なるプラットフォームの下での使用向けに多数のプログラミング言語で記述することが可能であることを理解されるであろう。
【００５０】
さらに、このような命令は、半導体、磁気、光またはその他のメモリ・デバイス等、任意の有形的メモリ・デバイスに格納することができ、光、赤外線、マイクロ波またはその他の伝送技術等、任意の通信技術を使って伝送することができる。
【００５１】
このようなコンピュータ・プログラム製品は、付属の印刷文書または電子文書と併せて取り外し可能な媒体（例えば、パッケージ・ソフトウェア）として配布してもよく、コンピュータ・システムと併せて（例えば、システムＲＯＭまたは固定ディスクに）予め記憶されていてもよく、または、ネットワーク（例えば、インターネットまたはワールド・ワイド・ウェブ）を介してサーバーまたは電子掲示板から配布されてもよい。もちろん、本発明の実施形態のいくつかは、ソフトウェア（例えば、コンピュータ・プログラム製品）およびハードウェアの両方の組合せとして実現することもできる。さらに他の本発明の実施形態は、完全にハードウェアまたは完全にソフトウェア（例えば、コンピュータ・プログラム製品）として実現される。
【００５２】
さらに、本明細書中に開示される技法およびシステムは、多種多様なモバイル機器で利用することができる。例えば、本明細書中で論じた信号を受信することが可能な携帯電話、スマートフォン、携帯端末、衛星測位装置（例えば、ＧＰＳ装置）および／またはモバイル・コンピューティング機器を、本発明の実現で利用することができる。位置推定、位置推定の予測誤差、および／もしくは確率値をモバイル機器上に表示ならびに／または他の機器および／もしくはコンピュータ・システムに伝送することができる。さらに、本発明の範囲は、上述の実施形態に制限されるものではなく、付属の特許請求の範囲により定義されること；およびこれらの請求項は記述された事柄の改変および改善を包含することも理解されるであろう。
【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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【国際調査報告】
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