(57)【要約】【課題】無線通信端末の位置を高い精度で推定する。【解決手段】本発明は、無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、重み付けすることにより、無線通信端末の周囲の環境変動に影響されず、位置を推定する。【選択図】　　　図１
2004112482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
前記基地局は、
前記無線通信端末から送信される無線信号を各々受信し、
受信した信号の受信信号強度を測定して、前記情報サーバに送信し、
前記情報サーバは、
前記基地局から前記受信信号強度を受信し、
前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する前記無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから前記無線通信端末の存在位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項２】
通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
前記基地局は、
無線信号を前記無線通信端末に送信し、
前記無線通信端末は、
前記基地局からの前記無線信号を受信し、
前記無線信号の受信信号強度を測定し、
自端末内の情報サーバにおいて、前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項３】
通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
前記無線通信端末は、
無線信号を前記基地局に送信し、
前記基地局は、
前記無線通信端末から送信される前記無線信号を各々受信し、
受信した信号の受信信号強度を測定して、前記無線通信端末に送信し、
前記無線通信端末は、
複数の前記基地局から送信される前記受信信号強度を受信し、
自端末内の情報サーバにおいて、
受信した前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項４】
通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
前記基地局は、
前記無線通信端末に無線信号を送信し、
前記無線通信端末は、
前記基地局から送信される前記無線信号を受信して受信信号強度を測定し、前記基地局に送信し、
前記基地局は、
前記無線通信端末から受信した受信信号強度を前記情報サーバに送信し、
前記情報サーバは、
前記基地局から受信した前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する前記無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項５】
通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなる位置検出システムであって、
前記基地局は、
前記無線通信端末から送信される無線信号を各々受信する受信手段と、
受信した信号の受信信号強度を測定して、前記情報サーバに送信する強度送信手段と、を有し、
前記情報サーバは、
前記基地局から前記受信信号強度を受信する強度受信手段と、
前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する前記無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから前記無線通信端末の存在位置を検出する位置検出手段と、を有することを特徴とする位置検出システム。
【請求項６】
通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなる位置検出システムであって、
前記基地局は、
無線通信端末に無線信号を送信する送信手段を有し、
前記無線通信端末は、前記情報サーバを含み、
受信した前記無線信号の受信信号強度を測定して、前記情報サーバに渡す受信強度測定手段を有し、
前記情報サーバは、
前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする位置検出システム。
【請求項７】
通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなる位置検出システムであって、
前記基地局は、
無線通信端末から送信される無線信号を受信する受信手段と、
受信した信号の受信信号強度を測定して、前記無線通信端末に送信する強度送信手段と、を有し、
前記無線通信端末は、前記情報サーバを含み、
複数の前記基地局から送信される前記受信信号強度を受信する強度受信手段とを有し、
前記情報サーバは、
受信した前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする位置検出システム。
【請求項８】
通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなる位置検出システムであって、
前記基地局は、
前記無線通信端末に無線信号を送信する送信手段と、
前記無線通信端末から受信した受信信号強度を前記情報サーバに送信する第１の強度送信手段と、を有し、
前記無線通信端末は、
前記基地局から送信される前記無線信号を受信して受信信号強度を測定し、前記基地局に送信する第２の強度送信手段とを有し、
前記情報サーバは、
前記基地局から受信した前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する前記無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから該無線通信端末の存在位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする位置検出システム。
【請求項９】
前記位置検出手段は、
前記無線通信端末の存在位置と前記受信信号強度の過去の履歴から該無線通信端末の移動速度と移動方向と該受信信号強度の変化を予測する第１の予測手段と、
前記無線通信端末の予測される存在位置と該受信信号強度の相対的な確率分布を求め、重み付けを行う第１の重み付け手段を含む請求項５乃至８のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１０】
前記位置検出手段は、
前記基地局の無線ゾーン内にある複数の無線通信端末の存在位置と前記受信信号強度の過去の履歴から前記無線通信端末の移動速度と移動方向と該受信信号強度の変化を予測する第２の予測手段と、
前記無線通信端末の予測される存在位置と該受信信号強度の相対的な確率分布を求め、等価的に屋内外の該無線通信端末が合理的に存在する場所に対する方向やエリアに対して重み付けを行う第２の重み付け手段を含む請求項５，７，８，または、９のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１１】
前記無線通信端末は、
前記無線通信端末が移動したことを検出する移動検出手段と、
前記移動検出手段で前記無線通信端末が移動した場合にのみ測位を行う手段を含む請求項５乃至１０のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１２】
前記移動検出手段は、
振動センサを用いる請求項１１記載の位置検出システム。
【請求項１３】
無線通信の無線通信媒体として、電磁波・音波・光、あるいは、これらの組み合わせを用いる請求項５乃至１２記載のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１４】
無線通信に用いる電磁波・音波・光の指向性を変化させる請求項５乃至１３記載の位置検出システム。
【請求項１５】
前記無線通信端末は、
ＧＰＳ衛星からの送信電波を受信する手段を有し、屋外での存在位置の検出に併用する請求項５乃至９記載のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１６】
前記無線通信端末は、
固有の標識番号を伝達する無線タグである請求項５乃至１５記載のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１７】
前記無線通信端末は、
携帯電話、ＰＨＳ、無線通信機能付きＰＤＡ、無線通信機能付きパーソナルコンピュータを含む通信用の携帯機器である請求項５乃至１５のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１８】
通信ネットワークに接続される複数の基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する無線通信端末であって、
自端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、
複数の前記基地局から送信される受信信号強度を受信する強度受信手段と、を有し、
前記情報サーバは、
受信した前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする無線通信端末。
【請求項１９】
通信ネットワークに接続される複数の基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する無線通信端末であって、
自端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、
複数の前記基地局から送信される無線信号を受信して、該無線信号の受信信号強度を測定する受信信号測定手段と、を有し、
前記情報サーバは、
前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする無線通信端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置検出方法及びシステム及び無線通信端末に係り、特に、無線通信端末の位置を検出するシステムにおける無線通信端末の周囲の環境の影響を大きく受けることなく高い精度で無線通信端末の位置を検出するための位置検出方法及びシステム及び無線通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の位置検出システムとしては、図７に示すようなシステムがある。
【０００３】
同図に示すシステムは、電波を送信する送信局１３１と、送信局１３１からの電波を受信してその強度を測定する少なくとも３つ以上の基地局１３２と、各基地局１３２によって測定された受信信号強度データにより送信局１３１と各基地局１３２との間の距離をそれぞれ求め、送信局１３１の位置を推定するセンタ局１３３とを有している。
【０００４】
このシステムでは、送信局１３１は、検出動作中電波を発信する。各基地局１３２は、送信局１３１からの電波を受信してその受信信号強度を計測し、結果をセンタ局１３３へ送信する。センタ局１３３は、各基地局１３２で受信した受信信号強度データにより送信局１３１と基地局１３２との間の距離をそれぞれ求め、各基地局１３２の位置に対する関係で送信局１３１の位置を推定する。
【０００５】
ここで、送信局１３１から送信された電波は、送信局１３１から遠ざかるにつれて弱くなる。従って、各基地局１３２で受信される電波の強さ、即ち、受信信号強度がわかれば、各基地局１３２から送信局１３１がどれだけ離れた位置に存在しているかは推定できる。そのため、センタ局１３３では、受信信号強度と距離との関係を示すテーブルが予め記憶されており、受信信号強度をこのテーブルに当てはめることで距離を求めている。
【０００６】
このとき、一つの基地局の電波を受信するだけでは方角が分からないため、送信局１３１の位置は、基地局周囲の等高線上どこかまでしかわからないが、図７に示すように、３つの基地局１３２の無線ゾーンが重なっており、基地局１３２でそれぞれ送信局１３１からの電波の受信信号強度を検出できれば、各基地局電波の等高線の交点より送信局１３１の位置を求めることができる。送信局１３１において受信できる基地局の数が増えれば、送信局１３１の存在範囲をもっと絞ることも可能であり、正確な等高線をきめ細かく描いた受信信号強度地図が得られれば、送信局１３１の位置をさらに精度よく検出することができる。このシステムでは、受信信号強度と距離との関係を示すテーブルを正確に作成することにより位置を正確に推定することが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１５９７４６号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の位置検出システムでは、受信信号強度と距離との関係を示すテーブルを正確に作成することにより位置を正確に推定することが可能になるが、例えば図８のように、送信局１３１と基地局１３２ｂとの間に一時的な遮蔽物１３４が生じた場合など、送信局１３１の推定位置が１３１’に移動してしまい、正確な位置を推定できないという問題がある。
【０００９】
上記のように、従来の位置検出システムにおいては、例えば、送信局と基地局との間に一時的な遮蔽物が生じた場合など、送信局の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動し、正確な位置を推定できないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、従来の位置検出システムにおいて、例えば、送信局と基地局との間に一時的な遮蔽物が生じた場合など、送信局の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動した場合に、正確な位置を推定できないという問題点を克服し、無線通信端末の位置を高い精度で推定することが可能な位置検出方法及びシステム及び無線通信端末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】
図１は、本発明の原理を説明するための図である。
【００１１】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
基地局は、
無線通信端末から送信される無線信号を各々受信し（ステップ１）、
受信した信号の受信信号強度を測定して（ステップ２）、情報サーバに送信し（ステップ３）、
情報サーバは、
基地局から受信信号強度を受信し、受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから無線通信端末の存在位置を検出する（ステップ４）。
【００１２】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
基地局は、
無線信号を無線通信端末に送信し、
無線通信端末は、
基地局からの無線信号を受信し、
無線信号の受信信号強度を測定し、
自端末内の情報サーバにおいて、受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する。
【００１３】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
無線通信端末は、
無線信号を基地局に送信し、
基地局は、
無線通信端末から送信される無線信号を各々受信し、
受信した信号の受信信号強度を測定して、無線通信端末に送信し、
無線通信端末は、
複数の基地局から送信される受信信号強度を受信し、
自端末内の情報サーバにおいて、
受信した受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する。
【００１４】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
基地局は、
無線通信端末に無線信号を送信し、
無線通信端末は、
基地局から送信される無線信号を受信して受信信号強度を測定し、基地局に送信し、
基地局は、
無線通信端末から受信した受信信号強度を情報サーバに送信し、
情報サーバは、
基地局から受信した受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから該無線通信端末の存在位置を検出する。
【００１５】
図２は、本発明の原理構成図である。
【００１６】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局２と、該基地局２に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末１と、該無線通信端末１の位置情報を含む情報を管理する情報サーバ３と、からなる位置検出システムであって、
基地局２は、
無線通信端末１から送信される無線信号を各々受信する受信手段２１と、
受信した信号の受信信号強度を測定して、情報サーバ３に送信する強度送信手段２２と、を有し、
情報サーバ３は、
基地局２から受信信号強度を受信する強度受信手段３１と、
受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する無線通信端末１の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから無線通信端末１の存在位置を検出する位置検出手段３２と、を有する。
【００１７】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなる位置検出システムであって、
基地局は、
無線通信端末に無線信号を送信する送信手段を有し、
無線通信端末は、情報サーバを含み、
受信した無線信号の受信信号強度を測定して、情報サーバに渡す受信強度測定手段を有し、
情報サーバは、
受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有する。本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなる位置検出システムであって、
基地局は、
無線通信端末から送信される無線信号を受信する受信手段と、
受信した信号の受信信号強度を測定して、無線通信端末に送信する強度送信手段と、を有し、
無線通信端末は、情報サーバを含み、
複数の基地局から送信される受信信号強度を受信する強度受信手段とを有し、
情報サーバは、
受信した受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有する。
【００１８】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなる位置検出システムであって、
基地局は、
無線通信端末に無線信号を送信する送信手段と、
無線通信端末から受信した受信信号強度を情報サーバに送信する第１の強度送信手段と、を有し、
無線通信端末は、
基地局から送信される無線信号を受信して受信信号強度を測定し、基地局に送信する第２の強度送信手段とを有し、
情報サーバは、
基地局から受信した受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから該無線通信端末の存在位置を検出する位置検出手段を有する。
【００１９】
本発明は、位置検出手段において、
無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から該無線通信端末の移動速度と移動方向と該受信信号強度の変化を予測する第１の予測手段と、
無線通信端末の予測される存在位置と該受信信号強度の相対的な確率分布を求め、重み付けを行う第１の重み付け手段を含む。
【００２０】
本発明は、位置検出手段において、
基地局の無線ゾーン内にある複数の無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と移動方向と該受信信号強度の変化を予測する第２の予測手段と、
無線通信端末の予測される存在位置と該受信信号強度の相対的な確率分布を求め、等価的に屋内外の該無線通信端末が合理的に存在する場所に対する方向やエリアに対して重み付けを行う第２の重み付け手段を含む。
【００２１】
本発明は、無線通信端末において、
無線通信端末が移動したことを検出する移動検出手段と、
移動検出手段で無線通信端末が移動した場合にのみ測位を行う手段を含む。
【００２２】
本発明は、移動検出手段において、振動センサを用いる。
【００２３】
本発明は、無線通信の無線通信媒体として、電磁波・音波・光、あるいは、これらの組み合わせを用いる。
【００２４】
本発明は、無線通信に用いる電磁波・音波・光の指向性を変化させる。
【００２５】
本発明は、無線通信端末において、ＧＰＳ衛星からの送信電波を受信する手段を有し、屋外での存在位置の検出に併用する。
【００２６】
本発明は、無線通信端末において、固有の標識番号を伝達する無線タグであるものとする。
【００２７】
本発明は、無線通信端末を、携帯電話、ＰＨＳ、無線通信機能付きＰＤＡ、無線通信機能付きパーソナルコンピュータを含む通信用の携帯機器とする。
【００２８】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する無線通信端末であって、
自端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、
複数の基地局から送信される受信信号強度を受信する強度受信手段と、を有し、
情報サーバは、
受信した受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有する。
【００２９】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する無線通信端末であって、
自端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、
複数の基地局から送信される無線信号を受信して、該無線信号の受信信号強度を測定する受信信号測定手段と、を有し、
情報サーバは、
受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有する。上記のように、本発明では、位置検出システムにおいて、測位の際に無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、重み付けを行うことを特徴としている。この場合、例えば、無線通信端末と基地局との間に一時的な遮蔽物が生じた場合など、無線通信端末の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動した場合に生じる推定位置の不合理な移動を抑圧し、過去の移動速度と移動方向と受信信号強度から予測される合理的な範囲内に推定位置を留めることができる。
【００３０】
また、本発明では、無線ゾーン内にある複数の無線通信端末の存在位置と基地局での受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、等価的に屋外においては車道や歩道・道路・ビル・駅など、屋内においては、廊下や机などの無線通信端末が合理的に存在する場所に対する方向やエリアに対して重み付けを行うことを特徴としている。この場合、例えば、無線通信端末が車並みに高速で移動しているのにもかかわらず、推定位置が車道や線路から突然外れる場合や、車道から突然線路に推定位置が移動する場合など、不合理な予測を回避することができる。
【００３１】
また、本発明では、無線通信端末が移動した場合にのみ測位を行うことを特徴としている。この場合、例えば、無線通信端末が移動していない場合など、情報サーバに管理されている位置情報を更新する必要がなくなり、位置情報の処理の負担とデータ量を減らすことができる。
【００３２】
また、本発明では、無線通信端末の移動を検知する手段として振動センサを用いることを特徴としている。この場合、例えば、無線通信端末を持っている人が歩行している場合など、簡易に移動を検出することができる。
【００３３】
また、本発明では、無線通信媒体として、電磁波・音波・光あるいは、これらの組み合わせを用いることを特徴としている。この場合、同じ環境下でも媒体によって伝搬状況が異なるため、それらを比較することで、測位の精度を高めることができる。
【００３４】
また、本発明では、無線通信に用いる電磁波・音波・光等の指向性を変化させることを特徴としている。この場合、基地局からみた無線通信端末の方向を絞り込むことができ、測位の精度を高めることができる。
【００３５】
また、本発明では、無線通信端末がＧＰＳ衛星からの送信電波を受信する機能を有し、屋外での存在位置の検出に併用することを特徴としている。この場合、屋外における測位の精度を高めることができる。
【００３６】
また、本発明では、無線通信端末は、携帯電話、ＰＨＳ、無線通信機能付きＰＤＡ、無線通信機能付きパーソナルコンピュータ等の通信用の携帯端末であることを特徴としている。この場合、このような携帯端末を所持する人の位置を検出することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００３８】
［第１の実施の形態］
図３は、本発明の第１の実施の形態における位置検出システムの構成・動作を示す。
【００３９】
同図に示す位置検出システムは、電波を送信する無線通信端末１と、無線通信端末１からの電波を受信してその強度を測定する少なくとも３つ以上の基地局２と、各基地局２によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する情報サーバ３とを有している。
【００４０】
このシステムでは、無線通信端末１は検出動作中電波を発信する。各基地局２は、無線通信端末１からの電波を受信してその受信信号強度を計測し、結果を情報サーバ３へ送信する。
【００４１】
情報サーバ３は、各基地局２で受信したサンプリング時間［ｔ］における受信信号強度データｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］により無線通信端末１と基地局２との間の距離をそれぞれ求め、各基地局２の位置に対する関係で無線通信端末１の存在位置ｐ’［ｔ］を推定する（ステップ１０１）。
【００４２】
この場合、基地局２の周囲の環境は一様ではなく、例えば、屋外においては樹木や建物等種々の地物が、屋内では、壁やドアが存在するため、基地局２での受信信号強度の等高線は一般に基地局を中心とする同心円とはならない。そのため、実測によるマッピングを行うか、あるいは、いくつかの地点で測定した値を基に受信信号強度と距離との関係を示す近似値やテーブルを適応的に作成して情報サーバ３に記憶させておき、受信信号強度から距離を求めている。
【００４３】
さらに、情報サーバ３では、無線通信端末１の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末１の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末１の予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝を求める（ステップ１０２）。例えば、図３では、無線通信端末１の存在位置と受信信号強度の履歴として、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における無線通信端末１の過去の位置ｐ［ｔ−３］，ｐ［ｔ−２］，ｐ［ｔ−１］、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ａでの過去の受信信号強度ｒａ［ｔ−３］，ｒａ［ｔ−２］，ｒａ［ｔ−１］、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ｂでの過去の受信信号強度ｒｂ［ｔ−３］，ｒｂ［ｔ−２］，ｒｂ［ｔ−１］、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ｃでの過去の受信信号強度ｒｃ［ｔ−３］，ｒｃ［ｔ−２］，ｒｃ［ｔ−１］が求められている。
【００４４】
最後に、ステップ１０１で求めた存在位置ｐ’［ｔ］と受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］をステップ１０２で求めた予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝で重み付けし、最終的な存在位置ｐ［ｔ］と受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を決定する（ステップ１０３）。
【００４５】
例えば、図３において、計測した存在位置ｐ’［ｔ］と予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝から最終的な存在位置ｐ［ｔ］を求めてみる。ｐ’［ｔ］の座標を（ｘ’［ｔ］，ｙ’［ｔ］，ｚ’［ｔ］，ｐ’’［ｔ］）の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝のうち、相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）ｐ０　’’［ｔ］の座標を（ｘ０　’’［ｔ］，ｙ０　’’［ｔ］，ｚ０　’’［ｔ］）とし、ｐ’［ｔ］の位置の相対的な存在確率が１０％の場合には、ｐ［ｔ］の座標である（ｘ［ｔ］，ｙ［ｔ］，ｚ［ｔ］）は、例えば、
ｘ＝（１００ｘ０　’’＋１０ｘ’）／１１０
ｙ＝（１００ｙ０　’’＋１０ｙ’）／１１０　　　　　　　　（１）
ｚ＝（１００ｚ０　’’＋１０ｚ’）／１１０
として重み付けして求めることができる。
【００４６】
同様に、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ　］，ｒｃ’［ｔ］と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ　］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ　］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝から最終的な受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ　］，ｒｃ［ｔ］を求めてみる。ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ　］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ　］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝のうち相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）受信信号強度をｒａ０　’’［ｔ］，ｒｂ０　’’［ｔ］，ｒｃ０　’’［ｔ］とし、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ　］，ｒｃ’［ｔ］の相対的な存在確率がそれぞれ１０％の場合には、受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ　］，ｒｃ［ｔ］は、例えば、
ｒａ＝（１００ｒａ０　’’＋１０ｒａ’）／１１０
ｒｂ＝（１００ｒｂ０　’’＋１０ｒｂ’）／１１０　　　　　（２）
ｒｃ＝（１００ｒｃ０　’’＋１０ｒｃ’）／１１０
として重み付けして求めることができる。
【００４７】
この場合、例えば、無線通信端末１と基地局２との間に一時的な遮蔽物が生じたなど、無線通信端末１の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動した場合に生じる推定位置の不合理な移動を抑圧し、過去の移動速度と移動方向と受信信号強度から予測される合理的な範囲内に推定位置を留めることができる。
【００４８】
なお、第１の実施の形態では、無線通信端末１が電波を送信し、基地局２が無線通信端末１からの電波を受信してその強度を測定し、情報サーバ３が各基地局２によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成であったが、基地局２が電波を送信し、無線通信端末１が基地局２からの電波を受信してその強度を測定し、その結果を基地局２に送信して情報サーバ３が無線通信端末１によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成でもよい。
【００４９】
また、以上の測位は、無線通信端末１が移動した場合にのみ行うようにしてもよい。この場合、例えば、無線通信端末１が移動していない場合など、情報サーバ３に管理されている位置情報を更新する必要がなくなり、位置情報の処理の負担とデータ量を減らすことができる。
【００５０】
さらに、この無線通信端末１の移動を検知する手段として振動センサを用いるようにしてもよい。この場合、例えば、無線通信端末１を持っている人が歩行している場合など、簡易に移動を検出することができる。
【００５１】
図４は、本発明の第１の実施の形態における振動センサを用いた無線通信端末の移動を検出する構成例を示す図である。
【００５２】
倒立振り子１４を用いた振動センサ１３を無線通信端末１に具備することによって実現できる。保持回路１５は、電極１４ａ、電極１４ｂが接触したとき（あるいは離れたとき）のみ無線通信端末１の電源１７を短時間だけオンさせ、間欠送信をさせる機能を有する。これにより、無線通信端末１が動いた場合のみ電波を送信するようにできる。
【００５３】
また、無線通信媒体として、電磁波・音波・光あるいは、これらの組み合わせを用いてもよい。この場合、同じ環境下でも媒体によって伝搬状況が異なるため、これらを比較することで測位の精度を高めることができる。
【００５４】
また、無線通信端末１がＧＰＳ衛星からの送信電波を受信する機能を有し、屋外での存在位置の検出に併用してもよい。この場合、屋外における測位の精度を高めることができる。
【００５５】
また、無線通信端末１として固有の標識番号を伝達する無線タグを用いてもよい。この場合、このような無線タグを物品等に取り付けた場合に、その物品の位置を検出することができる。
【００５６】
また、無線通信端末１として携帯電話、ＰＨＳ、無線通信機能付きＰＤＡ、無線通信機能付きパーソナルコンピュータ等の通信用の携帯端末を用いてもよい。この場合、このような携帯端末を所持する人の位置を検出することができる。
【００５７】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態の位置検出システムの構成・動作を示す図である。
【００５８】
同図に示す位置検出システムは、電波を送信する少なくとも３つ以上の基地局２と、基地局２からの電波を受信してその強度を測定する無線通信端末１とを有している。
【００５９】
無線通信端末１は、無線通信端末１によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置を管理する情報サーバ３を有している。
【００６０】
このシステムでは、基地局２は、検出動作中電波を発信する。無線通信端末１は、各基地局２からの電波を受信してその受信信号強度を計測し、結果を情報サーバ３に蓄積する。
【００６１】
情報サーバ３は、無線通信端末１で受信したサンプリング時間［ｔ］における受信信号強度データｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］により無線通信端末１と基地局２との間の距離をそれぞれ求め、各基地局２の位置に対する関係で無線通信端末１の存在位置ｐ’［ｔ］を推定する（ステップ２０１）。
【００６２】
この場合、基地局２の周囲の環境は一様ではなく、例えば、屋外においては樹木や建物等種々の地物が、屋内では壁やドアが存在するため、無線通信端末１での受信信号強度の等高線は一般に基地局を中心とする同心円とはならない。そのため、実測によるマッピングを行うか、あるいはいくつかの地点で測定した値を基に、受信信号強度と距離との関係を示す近似式やテーブルを適応的に作成して情報サーバ３に記憶させておき、受信信号強度から距離を求めている。
【００６３】
さらに、情報サーバ３では、無線通信端末１の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末１の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末１の予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝を求める（ステップ２０２）。例えば、図５では、無線通信端末１の存在位置と受信信号強度の過去の履歴として、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における無線通信端末１の過去の位置ｐ［ｔ−３］，ｐ［ｔ−２］，ｐ［ｔ−１］，サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ａからの過去の受信信号強度ｒａ［ｔ−３］，ｒａ［ｔ−２］，ｒａ［ｔ−１］、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ｂから過去の受信信号強度ｒｂ［ｔ−３］，ｒｂ［ｔ−２］，ｒｂ［ｔ−１］、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ｃから過去の受信信号強度ｒｃ［ｔ−３］，ｒｃ［ｔ−２］，ｒｃ［ｔ−１］が求められている。
【００６４】
最後に、ステップ２０１で求めた存在位置ｐ’’［ｔ］と受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］をステップ２０２で求めた予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝で重み付けし、最終的な存在位置ｐ［ｔ］と受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を決定する（ステップ２０３）。
【００６５】
例えば、図３において、計測した存在位置ｐ’［ｔ］と予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝から最終的な存在位置ｐ［ｔ］を求めてみる。ｐ’［ｔ］の座標を（ｘ’［ｔ］，ｙ’［ｔ］，ｚ’［ｔ］）、ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝のうち相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）ｐ０　’’［ｔ］の座標を（ｘ０　’’［ｔ］，ｙ０　’’［ｔ］，ｚ０　’’［ｔ］）とし、ｐ’［ｔ］の位置の相対的な存在確率が１０％の場合には、ｐ［ｔ］の座標である（ｘ［ｔ］，ｙ［ｔ］，ｚ［ｔ］）は、例えば、
ｘ＝（１００ｘ０　’’＋１０ｘ’）／１１０
ｙ＝（１００ｙ０　’’＋１０ｙ’）／１１０　　　　　　　（３）
ｚ＝（１００ｚ０　’’＋１０ｚ’）／１１０
として重み付けして求めることができる。
【００６６】
同様に、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝から最終的な受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を求めてみる。ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝のうち相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）受信信号強度をｒａ０　’’［ｔ］，ｒｂ０　’’［ｔ］，ｒｃ０　’’［ｔ］とし、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］の相対的な存在確率がそれぞれ１０％の場合には、受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］は、例えば、
ｒａ＝（１００ｒａ０　’’＋１０ｒａ’）／１１０
ｒｂ＝（１００ｒｂ０　’’＋１０ｒｂ’）／１１０　　　　（４）
ｒｃ＝（１００ｒｃ０　’’＋１０ｒｃ’）／１１０
として重み付けして求めることができる。
【００６７】
この場合、例えば、無線通信端末１と基地局２との間に一時的な遮蔽物が生じた等、無線通信端末１の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動した場合に生じる推定位置の不合理な移動を抑圧し、過去の移動速度と移動方向と受信信号強度から予測される合理的な範囲内に推定位置を留めることができる。
【００６８】
なお、第２の実施の形態では、基地局２が電波を送信し、無線通信端末１が基地局２からの電波を受信して、その強度を測定し、情報サーバ３が無線通信端末１によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成であったが、無線通信端末１が電波を送信し、基地局２が無線通信端末１からの電波を受信してその強度を測定し、その結果を無線通信端末１に送信して情報サーバ３が無線通信端末１によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成でもよい。
【００６９】
［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３の実施の形態の位置検出システムの構成・動作を示す図である。
【００７０】
同図に示す位置検出システムは、電波を送信する無線通信端末１と、無線通信端末１からの電波を受信してその強度を測定する少なくとも３つ以上の基地局２と、各基地局２によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する情報サーバ３とを有している。このシステムでは、無線通信端末１は、検出動作中電波を発信する。各基地局２は、無線通信端末１からの電波を受信してその受信信号強度を計測し、結果を情報サーバ３へ送信する。
【００７１】
情報サーバ３は、各基地局２で受信したサンプリング時間［ｔ］における受信信号強度データｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］により無線通信端末１と基地局２との間の距離をそれぞれ求め、各基地局２の位置に対する関係で無線通信端末１の存在位置ｐ’［ｔ］を推定する（ステップ３０１）。
【００７２】
この場合、基地局２の周囲の環境は一様ではなく、例えば、屋外においては樹木や建物等種々の地物が、屋内では壁やドアが存在するため、基地局２での受信信号強度の等高線は一般に基地局を中心とする同心円とはならない。そのため、実測によるマッピングを行うか、あるいは、いくつかの地点で測定した値をもとに受信信号強度と距離との関係を示す近似式やテーブルを適応的に作成して情報サーバ３に記憶させておき、受信信号強度から距離を求めている。
【００７３】
さらに、情報サーバ３では、基地局２の無線ゾーン内にある複数の無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴を参照し、屋外においては車道や歩道・線路・ビル・駅など、屋内においては廊下や机などの無線通信端末が合理的に存在する場所に対する方向やエリアに対して無線通信端末１の予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝を求める（ステップ３０２）。
【００７４】
例えば、図６では、池５と車道６、ビル７、駐車スペース８を表示しているが、無線通信端末を携帯している人の過去の流れを把握し、例えば、無線通信端末１を携帯している人が池５に向かう確率は小さく、ビル７の出入口に向かう確率が大きく、また、駐車スペース８の出入口にも向かう確率が大きい場合を、点線で示している。
【００７５】
最後に、ステップ３０１で求めた存在位置ｐ’［ｔ］と受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］をステップ３０２で求めた予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝で重み付けし、最終的な存在位置ｐ［ｔ］と受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を決定する（ステップ３０３）。
【００７６】
例えば、図６において、計測した存在位置ｐ’［ｔ］と予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝から最終的な存在位置ｐ［ｔ］を求めてみる。ｐ’［ｔ］の座標を（ｘ’［ｔ］，ｙ’［ｔ］，ｚ’［ｔ］）、ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝のうち、相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）ｐ０　’’［ｔ］の座標を（ｘ０　’’［ｔ］，ｙ０　’’［ｔ］，ｚ０　’’［ｔ］）とし、ｐ’［ｔ］の位置の相対的な存在確率が１０％の場合には、ｐ［ｔ］の座標である（ｘ［ｔ］，ｙ［ｔ］，ｚ［ｔ］）は、例えば、
ｘ＝（１００ｘ０　’’＋１０ｘ’）／１１０
ｙ＝（１００ｙ０　’’＋１０ｙ’）／１１０　　　　　　　（５）
ｚ＝（１００ｚ０　’’＋１０ｚ’）／１１０
として重み付けをして求めることができる。
【００７７】
同様に、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝から最終的な受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を求めてみる。ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝のうち相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）受信信号強度をｒａ０　’’［ｔ］，ｒｂ０　’’［ｔ］，ｒｃ０　’’［ｔ］とし、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］の相対的な存在確率がそれぞれ１０％の場合には、受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］は、例えば、
ｒａ＝（１００ｒａ０　’’＋１０ｒａ’）／１１０
ｒｂ＝（１００ｒｂ０　’’＋１０ｒｂ’）／１１０　　　　（６）
ｒｃ＝（１００ｒｃ０　’’＋１０ｒｃ’）／１１０
として重み付けをして求めることができる。
【００７８】
この場合、例えば、無線通信端末１が車並みに高速で移動しているのにもかかわらず、推定位置が車道や線路から突然外れる場合や、車道から突然線路に推定位置が移動する場合など、不合理な予測を回避することができる。
【００７９】
以上述べた実施の形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は、他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、従来の位置検出システムにおいて、例えば、放送局と基地局との間に一時的な遮蔽物が生じた場合など、送信局の周囲の環境により受信信号強度が変動した場合に、正確な位置を推定できないという問題点を克服し、無線通信端末の位置を高い精度で推定することの可能な位置検出システムを実現することができる。
【００８１】
詳しくは、本発明によれば、位置検出システムにおいて、測位の際に無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、重み付けを行うことを特徴としている。この場合、例えば、無線通信端末と基地局との間に一時的な遮蔽物が生じた場合など、無線通信端末の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動した場合に生じる推定位置の不合理な移動を抑圧し、過去の移動速度と移動方向と受信信号強度から予測される合理的な範囲内に推定位置を留めることができる。
【００８２】
また、本発明によれば、基地局の無線ゾーン内にある複数の無線通信端末の存在位置と基地局や無線通信端末での受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、等価的に屋外においては車道や歩道・道路・ビル・駅など、屋内においては、廊下や机などの無線通信端末が合理的に存在する場所に対する方向やエリアに対して重み付けを行うことにより、例えば、無線通信端末に車並みに高速で移動しているのにもかかわらず、推定位置が車道や線路から突然外れる場合や、車道から突然線路に推定位置が移動する場合など、不合理な予測を回避することができる。
【００８３】
また、本発明によれば、無線通信端末が移動した場合にのみ測位を行うことにより、例えば、無線通信端末が移動していない場合など、情報サーバに管理されている位置情報を更新する必要がなくなり、位置情報の処理の負担とデータ量を減らすことができる。
【００８４】
また、本発明によれば、無線通信端末の移動を検知する手段として振動センサを用いることにより、例えば、無線通信端末を持っている人が歩行している場合など、簡易に移動を検出することができる。
【００８５】
また、本発明によれば、無線通信媒体として、電磁波・音波・光あるいは、これらの組み合わせを用いることにより、同じ環境下でも媒体によって伝搬状況が異なるため、それらを比較することで、測位の精度を高めることができる。
【００８６】
また、本発明によれば、無線通信に用いる電磁波・音波・光等の指向性を変化させることにより、基地局からみた無線通信端末の方向を絞り込むことができ、測位の精度を高めることができる。
【００８７】
また、本発明によれば、無線通信端末がＧＰＳ衛星からの送信電波を受信する手段を有し、屋外での存在位置の検出に併用することにより、屋外における測位の精度を高めることができる。
【００８８】
また、本発明によれば、無線通信端末として、携帯電話、ＰＨＳ、無線通信機能付きＰＤＡ、無線通信機能付きパーソナルコンピュータ等の通信用の携帯端末を用いることにより、このような携帯端末を所持する人の位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の位置検出システムの構成・動作を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における振動センサを用いた無線通信端末の移動を検出する構成例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の位置検出システムの構成・動作を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の位置検出システムの構成・動作を示す図である。
【図７】従来の位置検出システムの構成を示す図である。
【図８】遮蔽物１３４が基地局１３２ｂと送信局１３１の間に生じた場合を示す図である。
【符号の説明】
１　無線通信端末
２　基地局
３　情報サーバ
５　池
６　車道
７　ビル
８　駐車スペース
１３　振動センサ
１４　倒立振り子
１４ａ，１４ｂ　電極
１５　保持回路
１７　電源
２１　受信手段
２２　強度送信手段
３１　強度受信手段
３２　位置検出手段
１３１　送信局
１３２ａ，１３２ｂ，１３２　基地局
１３３　センタ局
１３４　遮蔽物
【図１】
2004112482.tif 000003
【図２】
2004112482.tif 000004
【図３】
2004112482.tif 000005
【図４】
2004112482.tif 000006
【図５】
2004112482.tif 000007
【図６】
2004112482.tif 000008
【図７】
2004112482.tif 000009
【図８】
2004112482.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月11日(2002.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
前記基地局は、
前記無線通信端末から送信される無線信号を各々受信し、
受信した信号の受信信号強度を測定して、前記情報サーバに送信し、
前記情報サーバは、
前記基地局から前記受信信号強度を受信し、
前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する前記無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから該無線通信端末の存在位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項２】通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、からなるシステムにおける位置検出方法において、
前記基地局は、
無線信号を前記無線通信端末に送信し、
前記無線通信端末は、
前記基地局からの前記無線信号を受信し、
前記無線信号の受信信号強度を測定し、
自端末内の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置において、前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項３】通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、からなるシステムにおける位置検出方法において、
前記無線通信端末は、
無線信号を前記基地局に送信し、
前記基地局は、
前記無線通信端末から送信される前記無線信号を各々受信し、
受信した信号の受信信号強度を測定して、前記無線通信端末に送信し、
前記無線通信端末は、
複数の前記基地局から送信される前記受信信号強度を受信し、
自端末内の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置において、
受信した前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項４】通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
前記基地局は、
前記無線通信端末に無線信号を送信し、
前記無線通信端末は、
前記基地局から送信される前記無線信号を受信して受信信号強度を測定し、前記基地局に送信し、
前記基地局は、
前記無線通信端末から受信した受信信号強度を前記情報サーバに送信し、
前記情報サーバは、
前記基地局から受信した前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する前記無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから該無線通信端末の存在位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項５】通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなる位置検出システムであって、
前記基地局は、
前記無線通信端末から送信される無線信号を各々受信する受信手段と、
受信した信号の受信信号強度を測定して、前記情報サーバに送信する強度送信手段と、を有し、
前記情報サーバは、
前記基地局から前記受信信号強度を受信する強度受信手段と、
前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する前記無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから該無線通信端末の存在位置を検出する位置検出手段と、を有することを特徴とする位置検出システム。
【請求項６】通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、からなる位置検出システムであって、
前記基地局は、
無線通信端末に無線信号を送信する送信手段を有し、
前記無線通信端末は、当該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置を含み、
受信した前記無線信号の受信信号強度を測定して、前記情報サーバの機能を有する装置に渡す受信強度測定手段を有し、
前記情報サーバの機能を有する装置は、
前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする位置検出システム。
【請求項７】通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、からなる位置検出システムであって、
前記基地局は、
無線通信端末から送信される無線信号を受信する受信手段と、
受信した信号の受信信号強度を測定して、前記無線通信端末に送信する強度送信手段と、を有し、
前記無線通信端末は、当該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置を含み、
複数の前記基地局から送信される前記受信信号強度を受信する強度受信手段を有し、
前記情報サーバの機能を有する装置は、
受信した前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする位置検出システム。
【請求項８】通信ネットワークに接続される複数の基地局と、該基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなる位置検出システムであって、
前記基地局は、
前記無線通信端末に無線信号を送信する送信手段と、
前記無線通信端末から受信した受信信号強度を前記情報サーバに送信する第１の強度送信手段と、を有し、
前記無線通信端末は、
前記基地局から送信される前記無線信号を受信して受信信号強度を測定し、前記基地局に送信する第２の強度送信手段とを有し、
前記情報サーバは、
前記基地局から受信した前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する前記無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから該無線通信端末の存在位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする位置検出システム。
【請求項９】前記位置検出手段は、
前記無線通信端末の存在位置と前記受信信号強度の過去の履歴から該無線通信端末の移動速度と移動方向と該受信信号強度の変化を予測する第１の予測手段と、
前記無線通信端末の予測される存在位置と該受信信号強度の相対的な確率分布を求め、重み付けを行う第１の重み付け手段を含む請求項５乃至８のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１０】前記位置検出手段は、
前記基地局の無線ゾーン内にある複数の無線通信端末の存在位置と前記受信信号強度の過去の履歴から前記無線通信端末の移動速度と移動方向と該受信信号強度の変化を予測する第２の予測手段と、
前記無線通信端末の予測される存在位置と前記受信信号強度の相対的な確率分布を求め、等価的に屋内外の該無線通信端末が合理的に存在する場所に対する方向やエリアに対して重み付けを行う第２の重み付け手段を含む請求項５乃至９のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１１】前記無線通信端末は、
前記無線通信端末が移動したことを検出する移動検出手段と、
前記移動検出手段で前記無線通信端末が移動した場合にのみ測位を行う手段を含む請求項５乃至１０のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１２】前記移動検出手段は、
振動センサを用いる請求項１１記載の位置検出システム。
【請求項１３】無線通信の無線通信媒体として、電磁波・音波・光、あるいは、これらの組み合わせを用いる請求項５乃至１２記載のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１４】無線通信に用いる電磁波・音波・光の指向性を変化させる請求項５乃至１３記載の位置検出システム。
【請求項１５】前記無線通信端末は、
ＧＰＳ衛星からの送信電波を受信する手段を有し、屋外での存在位置の検出に併用する請求項５乃至１４記載のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１６】前記無線通信端末は、
固有の標識番号を伝達する無線タグである請求項５乃至１５記載のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１７】前記無線通信端末は、
携帯電話、ＰＨＳ、無線通信機能付きＰＤＡ、無線通信機能付きパーソナルコンピュータを含む通信用の携帯機器である請求項５乃至１５のいずれか１項記載の位置検出システム。
【請求項１８】通信ネットワークに接続される複数の基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する無線通信端末であって、
自端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置と、
複数の前記基地局から送信される受信信号強度を受信する強度受信手段と、を有し、
前記情報サーバの機能を有する装置は、
受信した前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする無線通信端末。
【請求項１９】通信ネットワークに接続される複数の基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する無線通信端末であって、
自端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置と、
複数の前記基地局から送信される無線信号を受信して、該無線信号の受信信号強度を測定する受信信号測定手段と、を有し、
前記情報サーバの機能を有する装置は、
前記受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする無線通信端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置検出方法及びシステム及び無線通信端末に係り、特に、無線通信端末の位置を検出するシステムにおける無線通信端末の周囲の環境の影響を大きく受けることなく高い精度で無線通信端末の位置を検出するための位置検出方法及びシステム及び無線通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の位置検出システムとしては、図７に示すようなシステムがある。
【０００３】
同図に示すシステムは、電波を送信する送信局１３１と、送信局１３１からの電波を受信してその強度を測定する少なくとも３つ以上の基地局１３２と、各基地局１３２によって測定された受信信号強度データにより送信局１３１と各基地局１３２との間の距離をそれぞれ求め、送信局１３１の位置を推定するセンタ局１３３とを有している。
【０００４】
このシステムでは、送信局１３１は、検出動作中電波を発信する。各基地局１３２は、送信局１３１からの電波を受信してその受信信号強度を計測し、結果をセンタ局１３３へ送信する。センタ局１３３は、各基地局１３２で受信した受信信号強度データにより送信局１３１と基地局１３２との間の距離をそれぞれ求め、各基地局１３２の位置に対する関係で送信局１３１の位置を推定する。
【０００５】
ここで、送信局１３１から送信された電波は、送信局１３１から遠ざかるにつれて弱くなる。従って、各基地局１３２で受信される電波の強さ、即ち、受信信号強度がわかれば、各基地局１３２から送信局１３１がどれだけ離れた位置に存在しているかは推定できる。そのため、センタ局１３３では、受信信号強度と距離との関係を示すテーブルが予め記憶されており、受信信号強度をこのテーブルに当てはめることで距離を求めている。
【０００６】
このとき、一つの基地局の電波を受信するだけでは方角が分からないため、送信局１３１の位置は、基地局周囲の等高線上どこかまでしかわからないが、図７に示すように、３つの基地局１３２の無線ゾーンが重なっており、基地局１３２でそれぞれの送信局１３１からの電波の受信信号強度を検出できれば、各基地局電波の等高線の交点より送信局１３１の位置を求めることができる。送信局１３１において受信できる基地局の数が増えれば、送信局１３１の存在範囲をもっと絞ることも可能であり、正確な等高線をきめ細かく描いた受信信号強度地図が得られれば、送信局１３１の位置をさらに精度よく検出することができる。このシステムでは、受信信号強度と距離との関係を示すテーブルを正確に作成することにより位置を正確に推定することが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１５９７４６号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の位置検出システムでは、受信信号強度と距離との関係を示すテーブルを正確に作成することにより位置を正確に推定することが可能になるが、例えば図８のように、送信局１３１と基地局１３２ｂとの間に一時的な遮蔽物１３４が生じた場合など、送信局１３１の推定位置が１３１’に移動してしまい、正確な位置を推定できないという問題がある。
【０００９】
上記のように、従来の位置検出システムにおいては、例えば、送信局と基地局との間に一時的な遮蔽物が生じた場合など、送信局の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動し、正確な位置を推定できないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、従来の位置検出システムにおいて、例えば、送信局と基地局との間に一時的な遮蔽物が生じた場合など、送信局の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動した場合に、正確な位置を推定できないという問題点を克服し、無線通信端末の位置を高い精度で推定することが可能な位置検出方法及びシステム及び無線通信端末を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
図１は、本発明の原理を説明するための図である。
【００１２】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
基地局は、
無線通信端末から送信される無線信号を各々受信し（ステップ１）、
受信した信号の受信信号強度を測定して（ステップ２）、情報サーバに送信し（ステップ３）、
情報サーバは、
基地局から受信信号強度を受信し、受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから無線通信端末の存在位置を検出する（ステップ４）。
【００１３】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、からなるシステムにおける位置検出方法において、
基地局は、
無線信号を無線通信端末に送信し、
無線通信端末は、
基地局からの無線信号を受信し、
無線信号の受信信号強度を測定し、
自端末内の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置において、受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する。
【００１４】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、からなるシステムにおける位置検出方法において、
無線通信端末は、
無線信号を基地局に送信し、
基地局は、
無線通信端末から送信される無線信号を各々受信し、
受信した信号の受信信号強度を測定して、無線通信端末に送信し、
無線通信端末は、
複数の基地局から送信される受信信号強度を受信し、
自端末内の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置において、
受信した受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する。
【００１５】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなるシステムにおける位置検出方法において、
基地局は、
無線通信端末に無線信号を送信し、
無線通信端末は、
基地局から送信される無線信号を受信して受信信号強度を測定し、基地局に送信し、
基地局は、
無線通信端末から受信した受信信号強度を情報サーバに送信し、
情報サーバは、
基地局から受信した受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから無線通信端末の存在位置を検出する。
【００１６】
図２は、本発明の原理構成図である。
【００１７】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局２と、基地局２に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末１と、無線通信端末１の位置情報を含む情報を管理する情報サーバ３と、からなる位置検出システムであって、
基地局２は、
無線通信端末１から送信される無線信号を各々受信する受信手段２１と、
受信した信号の受信信号強度を測定して、情報サーバ３に送信する強度送信手段２２と、を有し、
情報サーバ３は、
基地局２から受信信号強度を受信する強度受信手段３１と、
受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する無線通信端末１の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから無線通信端末１の存在位置を検出する位置検出手段３２と、を有する。
【００１８】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、からなる位置検出システムであって、
基地局は、
無線通信端末に無線信号を送信する送信手段を有し、
無線通信端末は、当該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置を含み、
受信した無線信号の受信信号強度を測定して、情報サーバの機能を有する装置に渡す受信強度測定手段を有し、
情報サーバの機能を有する装置は、
受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有する。本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する複数の無線通信端末と、からなる位置検出システムであって、
基地局は、
無線通信端末から送信される無線信号を受信する受信手段と、
受信した信号の受信信号強度を測定して、無線通信端末に送信する強度送信手段と、を有し、
無線通信端末は、当該無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置を含み、
複数の基地局から送信される受信信号強度を受信する強度受信手段と有し、
情報サーバの機能を有する装置は、
受信した受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有する。
【００１９】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局と、基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも送信手段を有する複数の無線通信端末と、無線通信端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバと、からなる位置検出システムであって、
基地局は、
無線通信端末に無線信号を送信する送信手段と、
無線通信端末から受信した受信信号強度を情報サーバに送信する第１の強度送信手段と、を有し、
無線通信端末は、
基地局から送信される無線信号を受信して受信信号強度を測定し、基地局に送信する第２の強度送信手段とを有し、
情報サーバは、
基地局から受信した受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する無線通信端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから無線通信端末の存在位置を検出する位置検出手段を有する。
【００２０】
本発明は、位置検出手段において、
無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測する第１の予測手段と、
無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、重み付けを行う第１の重み付け手段を含む。
【００２１】
本発明は、位置検出手段において、
基地局の無線ゾーン内にある複数の無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測する第２の予測手段と、
無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、等価的に屋内外の無線通信端末が合理的に存在する場所に対する方向やエリアに対して重み付けを行う第２の重み付け手段を含む。
【００２２】
本発明は、無線通信端末において、
無線通信端末が移動したことを検出する移動検出手段と、
移動検出手段で無線通信端末が移動した場合にのみ測位を行う手段を含む。
【００２３】
本発明は、移動検出手段において、振動センサを用いる。
【００２４】
本発明は、無線通信の無線通信媒体として、電磁波・音波・光、あるいは、これらの組み合わせを用いる。
【００２５】
本発明は、無線通信に用いる電磁波・音波・光の指向性を変化させる。
【００２６】
本発明は、無線通信端末において、ＧＰＳ衛星からの送信電波を受信する手段を有し、屋外での存在位置の検出に併用する。
【００２７】
本発明は、無線通信端末において、固有の標識番号を伝達する無線タグであるものとする。
【００２８】
本発明は、無線通信端末を、携帯電話、ＰＨＳ、無線通信機能付きＰＤＡ、無線通信機能付きパーソナルコンピュータを含む通信用の携帯機器とする。
【００２９】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する無線通信端末であって、
自端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置と、
複数の基地局から送信される受信信号強度を受信する強度受信手段と、を有し、
情報サーバの機能を有する装置は、
受信した受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有する。
【００３０】
本発明は、通信ネットワークに接続される複数の基地局に無線で接続される移動局としての少なくとも受信手段を有する無線通信端末であって、
自端末の位置情報を含む情報を管理する情報サーバの機能を有する装置と、
複数の基地局から送信される無線信号を受信して、無線信号の受信信号強度を測定する受信信号測定手段と、を有し、
情報サーバの機能を有する装置は、
受信信号強度を用いて、各受信信号強度に対応する自端末の存在し得る範囲を求め、各範囲の重なりから自端末の存在位置を検出する位置検出手段を有する。上記のように、本発明では、位置検出システムにおいて、測位の際に無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、重み付けを行うことを特徴としている。この場合、例えば、無線通信端末と基地局との間に一時的な遮蔽物が生じた場合など、無線通信端末の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動した場合に生じる推定位置の不合理な移動を抑圧し、過去の移動速度と移動方向と受信信号強度から予測される合理的な範囲内に推定位置を留めることができる。
【００３１】
また、本発明では、無線ゾーン内にある複数の無線通信端末の存在位置と基地局での受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、等価的に屋外においては車道や歩道・道路・ビル・駅など、屋内においては、廊下や机などの無線通信端末が合理的に存在する場所に対する方向やエリアに対して重み付けを行うことを特徴としている。この場合、例えば、無線通信端末が車並みに高速で移動しているのにもかかわらず、推定位置が車道や線路から突然外れる場合や、車道から突然線路に推定位置が移動する場合など、不合理な予測を回避することができる。
【００３２】
また、本発明では、無線通信端末が移動した場合にのみ測位を行うことを特徴としている。この場合、例えば、無線通信端末が移動していない場合など、情報サーバに管理されている位置情報を更新する必要がなくなり、位置情報の処理の負担とデータ量を減らすことができる。
【００３３】
また、本発明では、無線通信端末の移動を検知する手段として振動センサを用いることを特徴としている。この場合、例えば、無線通信端末を持っている人が歩行している場合など、簡易に移動を検出することができる。
【００３４】
また、本発明では、無線通信媒体として、電磁波・音波・光あるいは、これらの組み合わせを用いることを特徴としている。この場合、同じ環境下でも媒体によって伝搬状況が異なるため、それらを比較することで、測位の精度を高めることができる。
【００３５】
また、本発明では、無線通信に用いる電磁波・音波・光等の指向性を変化させることを特徴としている。この場合、基地局からみた無線通信端末の方向を絞り込むことができ、測位の精度を高めることができる。
【００３６】
また、本発明では、無線通信端末がＧＰＳ衛星からの送信電波を受信する機能を有し、屋外での存在位置の検出に併用することを特徴としている。この場合、屋外における測位の精度を高めることができる。
【００３７】
また、本発明では、無線通信端末は、固有の標識番号を伝達する無線タグであることを特徴とする。この場合、このような無線タグを物品等に取り付けた場合に、その物品の位置を検出することができる。
【００３８】
また、本発明では、無線通信端末は、携帯電話、ＰＨＳ、無線通信機能付きＰＤＡ、無線通信機能付きパーソナルコンピュータ等の通信用の携帯端末であることを特徴としている。この場合、このような携帯端末を所持する人の位置を検出することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００４０】
［第１の実施の形態］
図３は、本発明の第１の実施の形態における位置検出システムの構成・動作を示す。
【００４１】
同図に示す位置検出システムは、電波を送信する無線通信端末１と、無線通信端末１からの電波を受信してその強度を測定する少なくとも３つ以上の基地局２と、各基地局２によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する情報サーバ３とを有している。
【００４２】
このシステムでは、無線通信端末１は検出動作中電波を発信する。各基地局２は、無線通信端末１からの電波を受信してその受信信号強度を計測し、結果を情報サーバ３へ送信する。
【００４３】
情報サーバ３は、各基地局２で受信したサンプリング時間［ｔ］における受信信号強度データｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］により無線通信端末１と基地局２との間の距離をそれぞれ求め、各基地局２の位置に対する関係で無線通信端末１の存在位置ｐ’［ｔ］を推定する（ステップ１０１）。
【００４４】
この場合、基地局２の周囲の環境は一様ではなく、例えば、屋外においては樹木や建物等種々の地物が、屋内では、壁やドアが存在するため、基地局２での受信信号強度の等高線は一般に基地局を中心とする同心円とはならない。そのため、実測によるマッピングを行うか、あるいは、いくつかの地点で測定した値を基に受信信号強度と距離との関係を示す近似値やテーブルを適応的に作成して情報サーバ３に記憶させておき、受信信号強度から距離を求めている。
【００４５】
さらに、情報サーバ３では、無線通信端末１の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末１の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末１の予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝を求める（ステップ１０２）。例えば、図３では、無線通信端末１の存在位置と受信信号強度の履歴として、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における無線通信端末１の過去の位置ｐ［ｔ−３］，ｐ［ｔ−２］，ｐ［ｔ−１］、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ａでの過去の受信信号強度ｒａ［ｔ−３］，ｒａ［ｔ−２］，ｒａ［ｔ−１］、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ｂでの過去の受信信号強度ｒｂ［ｔ−３］，ｒｂ［ｔ−２］，ｒｂ［ｔ−１］、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ｃでの過去の受信信号強度ｒｃ［ｔ−３］，ｒｃ［ｔ−２］，ｒｃ［ｔ−１］が求められている。
【００４６】
最後に、ステップ１０１で求めた存在位置ｐ’［ｔ］と受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］をステップ１０２で求めた予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝で重み付けし、最終的な存在位置ｐ［ｔ］と受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を決定する（ステップ１０３）。
【００４７】
例えば、図３において、計測した存在位置ｐ’［ｔ］と予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝から最終的な存在位置ｐ［ｔ］を求めてみる。ｐ’［ｔ］の座標を（ｘ’［ｔ］，ｙ’［ｔ］，ｚ’［ｔ］）、ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝のうち、相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）ｐ０　’’［ｔ］の座標を（ｘ０　’’［ｔ］，ｙ０　’’［ｔ］，ｚ０　’’［ｔ］）とし、ｐ’［ｔ］の位置の相対的な存在確率が１０％の場合には、ｐ［ｔ］の座標である（ｘ［ｔ］，ｙ［ｔ］，ｚ［ｔ］）は、例えば、
ｘ＝（１００ｘ０　’’＋１０ｘ’）／１１０
ｙ＝（１００ｙ０　’’＋１０ｙ’）／１１０　　　　　　　　（１）
ｚ＝（１００ｚ０　’’＋１０ｚ’）／１１０
として重み付けして求めることができる。
【００４８】
同様に、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝から最終的な受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を求めてみる。ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝のうち相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）受信信号強度をｒａ０　’’［ｔ］，ｒｂ０　’’［ｔ］，ｒｃ０　’’［ｔ］とし、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］の相対的な存在確率がそれぞれ１０％の場合には、受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］は、例えば、
ｒａ＝（１００ｒａ０　’’＋１０ｒａ’）／１１０
ｒｂ＝（１００ｒｂ０　’’＋１０ｒｂ’）／１１０　　　　　（２）
ｒｃ＝（１００ｒｃ０　’’＋１０ｒｃ’）／１１０
として重み付けして求めることができる。
【００４９】
この場合、例えば、無線通信端末１と基地局２との間に一時的な遮蔽物が生じたなど、無線通信端末１の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動した場合に生じる推定位置の不合理な移動を抑圧し、過去の移動速度と移動方向と受信信号強度から予測される合理的な範囲内に推定位置を留めることができる。
【００５０】
なお、第１の実施の形態では、無線通信端末１が電波を送信し、基地局２が無線通信端末１からの電波を受信してその強度を測定し、情報サーバ３が各基地局２によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成であったが、基地局２が電波を送信し、無線通信端末１が基地局２からの電波を受信してその強度を測定し、その結果を基地局２に送信して情報サーバ３が無線通信端末１によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成でもよい。
【００５１】
また、以上の測位は、無線通信端末１が移動した場合にのみ行うようにしてもよい。この場合、例えば、無線通信端末１が移動していない場合など、情報サーバ３に管理されている位置情報を更新する必要がなくなり、位置情報の処理の負担とデータ量を減らすことができる。
【００５２】
さらに、この無線通信端末１の移動を検知する手段として振動センサを用いるようにしてもよい。この場合、例えば、無線通信端末１を持っている人が歩行している場合など、簡易に移動を検出することができる。
【００５３】
図４は、本発明の第１の実施の形態における振動センサを用いた無線通信端末の移動を検出する構成例を示す図である。
【００５４】
倒立振り子１４を用いた振動センサ１３を無線通信端末１に具備することによって実現できる。保持回路１５は、電極１４ａ、電極１４ｂが接触したとき（あるいは離れたとき）のみ無線通信端末１の電源１７を短時間だけオンさせ、間欠送信をさせる機能を有する。これにより、無線通信端末１が動いた場合のみ電波を送信するようにできる。
【００５５】
また、無線通信媒体として、電磁波・音波・光あるいは、これらの組み合わせを用いてもよい。この場合、同じ環境下でも媒体によって伝搬状況が異なるため、これらを比較することで測位の精度を高めることができる。
【００５６】
また、無線通信に用いる電磁波・音波・光等の指向性を変化させてもよい。この場合、無線通信端末１の方向を絞り込むことができ、測位の精度を高めることができる。
【００５７】
また、無線通信端末１がＧＰＳ衛星からの送信電波を受信する機能を有し、屋外での存在位置の検出に併用してもよい。この場合、屋外における測位の精度を高めることができる。
【００５８】
また、無線通信端末１として固有の標識番号を伝達する無線タグを用いてもよい。この場合、このような無線タグを物品等に取り付けた場合に、その物品の位置を検出することができる。
【００５９】
また、無線通信端末１として携帯電話、ＰＨＳ、無線通信機能付きＰＤＡ、無線通信機能付きパーソナルコンピュータ等の通信用の携帯端末を用いてもよい。この場合、このような携帯端末を所持する人の位置を検出することができる。
【００６０】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態の位置検出システムの構成・動作を示す図である。
【００６１】
同図に示す位置検出システムは、電波を送信する少なくとも３つ以上の基地局２と、基地局２からの電波を受信してその強度を測定する無線通信端末１とを有している。
【００６２】
無線通信端末１は、無線通信端末１によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置を管理する情報サーバの機能を有する装置（以下、単に情報サーバ３と記す）を有している。
【００６３】
このシステムでは、基地局２は、検出動作中電波を発信する。無線通信端末１は、各基地局２からの電波を受信してその受信信号強度を計測し、結果を情報サーバ３に蓄積する。
【００６４】
情報サーバ３は、無線通信端末１で受信したサンプリング時間［ｔ］における受信信号強度データｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］により無線通信端末１と基地局２との間の距離をそれぞれ求め、各基地局２の位置に対する関係で無線通信端末１の存在位置ｐ’［ｔ］を推定する（ステップ２０１）。
【００６５】
この場合、基地局２の周囲の環境は一様ではなく、例えば、屋外においては樹木や建物等種々の地物が、屋内では壁やドアが存在するため、無線通信端末１での受信信号強度の等高線は一般に基地局を中心とする同心円とはならない。そのため、実測によるマッピングを行うか、あるいはいくつかの地点で測定した値を基に、受信信号強度と距離との関係を示す近似式やテーブルを適応的に作成して情報サーバ３に記憶させておき、受信信号強度から距離を求めている。
【００６６】
さらに、情報サーバ３では、無線通信端末１の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末１の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末１の予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝を求める（ステップ２０２）。例えば、図５では、無線通信端末１の存在位置と受信信号強度の過去の履歴として、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における無線通信端末１の過去の位置ｐ［ｔ−３］，ｐ［ｔ−２］，ｐ［ｔ−１］，サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ａからの過去の受信信号強度ｒａ［ｔ−３］，ｒａ［ｔ−２］，ｒａ［ｔ−１］、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ｂからの過去の受信信号強度ｒｂ［ｔ−３］，ｒｂ［ｔ−２］，ｒｂ［ｔ−１］、サンプリング時間［ｔ−３］，［ｔ−２］，［ｔ−１］における基地局２ｃからの過去の受信信号強度ｒｃ［ｔ−３］，ｒｃ［ｔ−２］，ｒｃ［ｔ−１］が求められている。
【００６７】
最後に、ステップ２０１で求めた存在位置ｐ’［ｔ］と受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］をステップ２０２で求めた予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝で重み付けし、最終的な存在位置ｐ［ｔ］と受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を決定する（ステップ２０３）。
【００６８】
例えば、図５において、計測した存在位置ｐ’［ｔ］と予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝から最終的な存在位置ｐ［ｔ］を求めてみる。ｐ’［ｔ］の座標を（ｘ’［ｔ］，ｙ’［ｔ］，ｚ’［ｔ］）、ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝のうち相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）ｐ０　’’［ｔ］の座標を（ｘ０　’’［ｔ］，ｙ０　’’［ｔ］，ｚ０　’’［ｔ］）とし、ｐ’［ｔ］の位置の相対的な存在確率が１０％の場合には、ｐ［ｔ］の座標である（ｘ［ｔ］，ｙ［ｔ］，ｚ［ｔ］）は、例えば、
ｘ＝（１００ｘ０　’’＋１０ｘ’）／１１０
ｙ＝（１００ｙ０　’’＋１０ｙ’）／１１０　　　　　　　（３）
ｚ＝（１００ｚ０　’’＋１０ｚ’）／１１０
として重み付けして求めることができる。
【００６９】
同様に、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝から最終的な受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を求めてみる。ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝のうち相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）受信信号強度をｒａ０　’’［ｔ］，ｒｂ０　’’［ｔ］，ｒｃ０　’’［ｔ］とし、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］の相対的な存在確率がそれぞれ１０％の場合には、受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］は、例えば、
ｒａ＝（１００ｒａ０　’’＋１０ｒａ’）／１１０
ｒｂ＝（１００ｒｂ０　’’＋１０ｒｂ’）／１１０　　　　（４）
ｒｃ＝（１００ｒｃ０　’’＋１０ｒｃ’）／１１０
として重み付けして求めることができる。
【００７０】
この場合、例えば、無線通信端末１と基地局２との間に一時的な遮蔽物が生じた等、無線通信端末１の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動した場合に生じる推定位置の不合理な移動を抑圧し、過去の移動速度と移動方向と受信信号強度から予測される合理的な範囲内に推定位置を留めることができる。
【００７１】
なお、第２の実施の形態では、基地局２が電波を送信し、無線通信端末１が基地局２からの電波を受信して、その強度を測定し、情報サーバ３が無線通信端末１によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成であったが、無線通信端末１が電波を送信し、基地局２が無線通信端末１からの電波を受信してその強度を測定し、その結果を無線通信端末１に送信して情報サーバ３が基地局２によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成でもよい。
【００７２】
［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３の実施の形態の位置検出システムの構成・動作を示す図である。
【００７３】
同図に示す位置検出システムは、電波を送信する無線通信端末１と、無線通信端末１からの電波を受信してその強度を測定する少なくとも３つ以上の基地局２と、各基地局２によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する情報サーバ３とを有している。このシステムでは、無線通信端末１は、検出動作中電波を発信する。各基地局２は、無線通信端末１からの電波を受信してその受信信号強度を計測し、結果を情報サーバ３へ送信する。
【００７４】
情報サーバ３は、各基地局２で受信したサンプリング時間［ｔ］における受信信号強度データｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］により無線通信端末１と基地局２との間の距離をそれぞれ求め、各基地局２の位置に対する関係で無線通信端末１の存在位置ｐ’［ｔ］を推定する（ステップ３０１）。
【００７５】
この場合、基地局２の周囲の環境は一様ではなく、例えば、屋外においては樹木や建物等種々の地物が、屋内では壁やドアが存在するため、基地局２での受信信号強度の等高線は一般に基地局を中心とする同心円とはならない。そのため、実測によるマッピングを行うか、あるいは、いくつかの地点で測定した値をもとに受信信号強度と距離との関係を示す近似式やテーブルを適応的に作成して情報サーバ３に記憶させておき、受信信号強度から距離を求めている。
【００７６】
さらに、情報サーバ３では、基地局２の無線ゾーン内にある複数の無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴を参照し、屋外においては車道や歩道・線路・ビル・駅など、屋内においては廊下や机などの無線通信端末が合理的に存在する場所に対する方向やエリアに対して無線通信端末１の予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝を求める（ステップ３０２）。
【００７７】
例えば、図６では、池５と車道６、ビル７、駐車スペース８を表示しているが、無線通信端末を携帯している人の過去の流れを把握し、例えば、無線通信端末１を携帯している人が池５に向かう確率は小さく、ビル７の出入口に向かう確率が大きく、また、駐車スペース８の出入口にも向かう確率が大きい場合を、点線で示している。
【００７８】
最後に、ステップ３０１で求めた存在位置ｐ’［ｔ］と受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］をステップ３０２で求めた予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝と受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝で重み付けし、最終的な存在位置ｐ［ｔ］と受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を決定する（ステップ３０３）。
【００７９】
例えば、図６において、計測した存在位置ｐ’［ｔ］と予測される存在位置ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝から最終的な存在位置ｐ［ｔ］を求めてみる。ｐ’［ｔ］の座標を（ｘ’［ｔ］，ｙ’［ｔ］，ｚ’［ｔ］）、ｐ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｐ’’［ｔ］｝のうち、相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）ｐ０　’’［ｔ］の座標を（ｘ０　’’［ｔ］，ｙ０　’’［ｔ］，ｚ０　’’［ｔ］）とし、ｐ’［ｔ］の位置の相対的な存在確率が１０％の場合には、ｐ［ｔ］の座標である（ｘ［ｔ］，ｙ［ｔ］，ｚ［ｔ］）は、例えば、
ｘ＝（１００ｘ０　’’＋１０ｘ’）／１１０
ｙ＝（１００ｙ０　’’＋１０ｙ’）／１１０　　　　　　　（５）
ｚ＝（１００ｚ０　’’＋１０ｚ’）／１１０
として重み付けをして求めることができる。
【００８０】
同様に、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］と予測される受信信号強度ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝から最終的な受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］を求めてみる。ｒａ’’［ｔ］，ｒｂ’’［ｔ］，ｒｃ’’［ｔ］の相対的な確率分布｛ｒａ’’［ｔ］｝，｛ｒｂ’’［ｔ］｝，｛ｒｃ’’［ｔ］｝のうち相対的な存在確率が一番高くなる（１００％となる）受信信号強度をｒａ０　’’［ｔ］，ｒｂ０　’’［ｔ］，ｒｃ０　’’［ｔ］とし、計測した受信信号強度ｒａ’［ｔ］，ｒｂ’［ｔ］，ｒｃ’［ｔ］の相対的な存在確率がそれぞれ１０％の場合には、受信信号強度ｒａ［ｔ］，ｒｂ［ｔ］，ｒｃ［ｔ］は、例えば、
ｒａ＝（１００ｒａ０　’’＋１０ｒａ’）／１１０
ｒｂ＝（１００ｒｂ０　’’＋１０ｒｂ’）／１１０　　　　（６）
ｒｃ＝（１００ｒｃ０　’’＋１０ｒｃ’）／１１０
として重み付けをして求めることができる。
【００８１】
この場合、例えば、無線通信端末１が車並みに高速で移動しているのにもかかわらず、推定位置が車道や線路から突然外れる場合や、車道から突然線路に推定位置が移動する場合など、不合理な予測を回避することができる。
【００８２】
なお、第３の実施の形態では、無線通信端末１が電波を送信し、基地局２が無線通信端末１からの電波を受信してその強度を測定し、情報サーバ３が各基地局２によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離を求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成であったが、基地局２が電波を送信し、無線通信端末１が基地局２からの電波を受信してその強度を測定し、その結果を基地局２に送信して情報サーバ３が無線通信端末１によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成でもよい。
【００８３】
また、無線通信端末１が情報サーバ３の機能を有する装置を包含する構成である場合には、無線通信端末１は、基地局２から送信された無線信号に基づいて受信信号強度を測定し、その受信信号強度を情報サーバ３の機能を有する装置に渡し、当該装置において、受信信号強度から自端末１の存在位置を求めることも可能である。また、無線通信端末１が電波を送信し、基地局２が無線通信端末１からの電波を受信してその強度を測定し、その結果を無線通信端末１に送信して、情報サーバ３の機能を有する装置が基地局２によって測定された受信信号強度データにより無線通信端末１と各基地局２との間の距離をそれぞれ求め、無線通信端末１の位置情報を管理する構成でもよい。
【００８４】
なお、これらの場合は、情報サーバ３の機能を有する装置に、基地局２の無線ゾーン内における複数の無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴を予め登録しておくものとする。
【００８５】
以上述べた実施の形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は、他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、従来の位置検出システムにおいて、例えば、放送局と基地局との間に一時的な遮蔽物が生じた場合など、送信局の周囲の環境により受信信号強度が変動した場合に、正確な位置を推定できないという問題点を克服し、無線通信端末の位置を高い精度で推定することの可能な位置検出システムを実現することができる。
【００８７】
詳しくは、本発明によれば、位置検出システムにおいて、測位の際に無線通信端末の存在位置と受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、重み付けを行うことを特徴としている。この場合、例えば、無線通信端末と基地局との間に一時的な遮蔽物が生じた場合など、無線通信端末の周囲の環境の影響により受信信号強度が変動した場合に生じる推定位置の不合理な移動を抑圧し、過去の移動速度と移動方向と受信信号強度から予測される合理的な範囲内に推定位置を留めることができる。
【００８８】
また、本発明によれば、基地局の無線ゾーン内にある複数の無線通信端末の存在位置と基地局や無線通信端末での受信信号強度の過去の履歴から無線通信端末の移動速度と移動方向と受信信号強度の変化を予測し、無線通信端末の予測される存在位置と受信信号強度の相対的な確率分布を求め、等価的に屋外においては車道や歩道・道路・ビル・駅など、屋内においては、廊下や机などの無線通信端末が合理的に存在する場所に対する方向やエリアに対して重み付けを行うことにより、例えば、無線通信端末に車並みに高速で移動しているのにもかかわらず、推定位置が車道や線路から突然外れる場合や、車道から突然線路に推定位置が移動する場合など、不合理な予測を回避することができる。
【００８９】
また、本発明によれば、無線通信端末が移動した場合にのみ測位を行うことにより、例えば、無線通信端末が移動していない場合など、情報サーバに管理されている位置情報を更新する必要がなくなり、位置情報の処理の負担とデータ量を減らすことができる。
【００９０】
また、本発明によれば、無線通信端末の移動を検知する手段として振動センサを用いることにより、例えば、無線通信端末を持っている人が歩行している場合など、簡易に移動を検出することができる。
【００９１】
また、本発明によれば、無線通信媒体として、電磁波・音波・光あるいは、これらの組み合わせを用いることにより、同じ環境下でも媒体によって伝搬状況が異なるため、それらを比較することで、測位の精度を高めることができる。
【００９２】
また、本発明によれば、無線通信に用いる電磁波・音波・光等の指向性を変化させることにより、基地局からみた無線通信端末の方向を絞り込むことができ、測位の精度を高めることができる。
【００９３】
また、本発明によれば、無線通信端末がＧＰＳ衛星からの送信電波を受信する手段を有し、屋外での存在位置の検出に併用することにより、屋外における測位の精度を高めることができる。
【００９４】
また、本発明によれば、無線通信端末は、固有の標識番号を伝達する無線タグとすることにより、このような無線タグを物品等に取り付けた場合に、その物品の位置を検出することができる。
【００９５】
また、本発明によれば、無線通信端末として、携帯電話、ＰＨＳ、無線通信機能付きＰＤＡ、無線通信機能付きパーソナルコンピュータ等の通信用の携帯端末を用いることにより、このような携帯端末を所持する人の位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の位置検出システムの構成・動作を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における振動センサを用いた無線通信端末の移動を検出する構成例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の位置検出システムの構成・動作を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の位置検出システムの構成・動作を示す図である。
【図７】従来の位置検出システムの構成を示す図である。
【図８】遮蔽物１３４が基地局１３２ｂと送信局１３１の間に生じた場合を示す図である。
【符号の説明】
１　無線通信端末
２　基地局
３　情報サーバ
５　池
６　車道
７　ビル
８　駐車スペース
１３　振動センサ
１４　倒立振り子
１４ａ，１４ｂ　電極
１５　保持回路
１７　電源
２１　受信手段
２２　強度送信手段
３１　強度受信手段
３２　位置検出手段
１３１　送信局
１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ　基地局
１３３　センタ局
１３４　遮蔽物