(57)【要約】【課題】周辺に位置情報を持った端末さえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内等でも位置情報を持たない端末は自分の位置情報を推定できること。【解決手段】複数の端末を隣り合った端末と通信できる間隔で配置し、周辺の３つの端末にＸＹ座標の位置情報を持たせ、それ以外の端末には位置情報を持たせず、位置情報を持たない端末は互いに隣り合った端末と通信し、最終的には位置情報を持った端末からの距離の位置情報を収集し、ＸＹ座標の位置情報を知りたい端末はその周囲の３つの端末からの距離の内一番小さい距離のものを複数選び出し、位置情報を持った各端末に対応して一番距離の小さい距離で互いに一致したものを位置情報を知りたい自端末と特定し、それに１を加えて自端末の距離とし、ＸＹ座標を持つ絶対位置の端末に対して特定された自端末の相対位置から自端末のＸＹ座標位置を計算により求め、自端末の位置情報として推定したものである。【選択図】        図１
2004179846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末を隣り合った端末と通信できる間隔で配置し、これら複数の端末のうち、周辺で離れた位置にある３つの端末にＸＹ座標の位置情報を持たせ、それ以外の端末にはＸＹ座標の位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない端末は互いに隣り合った端末と通信し、最終的には位置情報を持った端末からの距離の位置情報を収集して記憶し、ＸＹ座標の位置情報を知りたい端末はその周囲の端末の距離情報から、ＸＹ座標の位置情報を持った３つの端末からの距離の内一番小さい距離のものをそれぞれ複数選び出し、ＸＹ座標の位置情報を持った各端末に対応して一番距離の小さい距離で互いに一致したものを位置情報を知りたい自端末と特定し、それに１を加えて自端末の距離とし、特定のＸＹ座標を持つ絶対位置の端末に対して特定された自端末の相対位置から自端末のＸＹ座標位置を計算により求め、求めたＸＹ座標位置を自端末の位置情報として推定することを特徴とする位置情報推定方法。
【請求項２】
前記複数の端末は格子状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の位置情報推定方法。
【請求項３】
前記複数の端末は互いに等距離で隣接する３つの端末が内角６０度の三角形を形成するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の位置情報推定方法。
【請求項４】
複数の端末を隣り合った端末と通信できる間隔で一直線状に配置し、これら複数の端末のうち、両端の位置にある２つの端末に距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末には位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない各端末は互いに隣り合った端末と通信し、受信した隣り合った端末の距離の位置情報を平均した値を自端末の距離の位置情報と推定し、位置情報を持たない全ての端末が距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定することを特徴とする位置情報推定方法。
【請求項５】
複数の端末を隣り合った端末と通信できる間隔で一直線状に配置し、これら複数の端末のうち、端の位置にある端末に自端末の種類を送信する機能と距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末には自端末の種類を送信する機能を持たせ、位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない各端末は互いに隣り合った端末と通信し、受信した隣り合った端末の距離の位置情報を端末の種類に応じて設定した加重値に基づいて加重平均した値を自端末の距離の位置情報と推定し、位置情報を持たない他の全ての端末が距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定することを特徴とする位置情報推定方法。
【請求項６】
複数の端末を隣り合った端末と通信できる間隔で一直線状に配置し、これら複数の端末のうち、両端の位置にある２つの端末に距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末には位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない各端末は互いに隣り合った端末と通信し、位置情報を持った端末からそれぞれ発信された位置情報を表す固有のパルス信号を受信した位置情報を持たない端末はそのパルス信号を平滑化した後に所定のしきい値以上のピーク値を取り出し、一定のピーク時間を有するパルス信号を検出し、そのパルス信号の周期における位置を自端末の位置情報として推定することを特徴とする位置情報推定方法。
【請求項７】
請求項１記載の位置情報推定方法に用いるＸＹ座標の位置情報を持たせない端末は、
隣り合った端末と距離の位置情報の通信を行う通信部と、
通信部で受信した隣り合った端末の距離の位置情報から、ＸＹ座標の位置情報を持った３つの端末からの距離の内一番小さい距離のものをそれぞれ複数選び出し、ＸＹ座標の位置情報を持った各端末に対応して一番距離の小さい距離で互いに一致したものを位置情報を知りたい自端末と特定し、それに１を加えて自端末の距離とし、特定のＸＹ座標を持つ絶対位置の端末に対して特定された自端末の相対位置から自端末のＸＹ座標位置を計算により求めて推定する位置情報推定部と、
位置情報推定部が推定した自端末のＸＹ座標の位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
を備えたことを特徴とする位置情報推定機能を持つ端末。
【請求項８】
請求項４記載の位置情報推定方法に用いる距離の位置情報を持たせない端末は、
隣り合った端末と距離の位置情報の通信を行う通信部と、
通信部で受信した隣り合った端末の距離の位置情報を平均した値を自分の距離の位置情報として推定し、位置情報を持たない全ての端末が距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定する位置情報推定部と、
位置情報推定部が推定した自端末の距離の位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
を備えたことを特徴とする位置情報推定機能を持つ端末。
【請求項９】
請求項５記載の位置情報推定方法に用いる距離の位置情報を持たせない端末は、
自端末の種類を送信し、隣り合った端末と距離の位置情報の通信を行う通信部と、
通信部で受信した隣り合った端末の距離の位置情報を端末の種類に応じて設定した加重値に基づいて加重平均した値を自分の距離の位置情報として推定し、位置情報を持たない全ての端末が距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定する位置情報推定部と、
位置情報推定部が推定した自端末の距離の位置情報を記憶する位置情報記憶部とを備え、
たことを特徴とする位置情報推定機能を持つ端末。
【請求項１０】
請求項６記載の位置情報推定方法に用いる距離の位置情報を持たせない端末は、
隣り合った端末と距離の位置情報の通信を行う通信部と、
通信部で受信した位置情報を持った隣り合った端末からそれぞれ発信された位置情報を表す固有のパルス信号を受信し、そのパルス信号を平滑化した後に所定のしきい値以上のピーク値を取り出し、一定のピーク時間を有するパルス信号を検出し、そのパルス信号の周期における位置を自端末の位置情報として推定する位置情報推定部と、
位置情報推定部が推定した自端末の距離の位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
位置情報記憶部に記憶された距離の位置情報から該位置情報を表す固有のパルス信号を生成して通信部に送る信号生成部と、
を備えたことを特徴とする位置情報推定機能を持つ端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報端末の位置情報推定方法及び位置情報推定機能を持つ端末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯用の電話機やＰＤＡ等、個人の情報端末としての発展がめざましく、ネットワークや半導体技術の進歩により、無線通信環境が充実しつつある。
従来より、位置情報を取得する手段としては、無線通信機能を持つ移動端末に通信設備等の基地局と通信する位置側位機能を持たす方法、および移動端末である携帯端末にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の位置側位機能を持たす方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４４７１０号公報（第２頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の移動端末の位置情報取得方法として基地局の位置情報を用いた場合、自端末の位置は基地局の通信範囲全域という非常に広い範囲を示し、より細かい位置情報を取得することができないという問題点がある。
これを解決する方法として、通信範囲の非常に小さい基地局を多数設置するという方法が考えられるが、多数の基地局に位置情報を入力するのは非常にコストがかかるので現実的でない。
また、自端末の位置情報を取得する手段としてＧＰＳをもちいた場合、前述の問題に加えて地下や屋根のある場所での使用ができないという問題点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る情報端末の位置情報推定方法は、複数の端末を隣り合った端末と通信できる間隔で配置し、これら複数の端末のうち、周辺で離れた位置にある３つの端末にＸＹ座標の位置情報を持たせ、それ以外の端末にはＸＹ座標の位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない端末は互いに隣り合った端末と通信し、最終的には位置情報を持った端末からの距離の位置情報を収集して記憶し、ＸＹ座標の位置情報を知りたい端末はその周囲の端末の距離情報から、ＸＹ座標の位置情報を持った３つの端末からの距離の内一番小さい距離のものをそれぞれ複数選び出し、ＸＹ座標の位置情報を持った各端末に対応して一番距離の小さい距離で互いに一致したものを位置情報を知りたい自端末と特定し、それに１を加えて自端末の距離とし、特定のＸＹ座標を持つ絶対位置の端末に対して特定された自端末の相対位置から自端末のＸＹ座標位置を計算により求め、求めたＸＹ座標位置を自端末の位置情報として推定するようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図、図２は同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図、図３は同位置情報推定方法に用いる端末の位置情報記憶部の中身を示す説明図、図４は同位置情報推定方法に用いる１つの端末から他の複数の端末への距離を示す説明図である。
図１において、イは位置情報を元々何も持っていない超小型の端末を示し、ロは位置情報を元々持っている超小型の端末を示している。
端末イは他の端末と通信を行うための通信部１０１と、通信部１０１で受信した周辺端末の位置情報に基づいて自端末の位置情報を推定する位置情報推定部１０２と、位置情報推定部１０２が推定した自端末の位置情報を記憶する位置情報記憶部１０３とで構成されている。
端末ロは他の端末と通信を行うための通信部１０４と、他の端末からの要求によって自端末の位置情報を発信できるように自端末の位置情報を記憶しておくための位置情報記憶部１０５とで構成されており、外部からの位置情報要求に対して位置情報記憶部１０５に人間によって入力された又はＧＰＳ等によって独自に取得した位置情報を通信部１０４を使って他の端末イへ発信する。
【０００７】
図２に示すように、例えば２００〜２３３の１６個の端末が格子状に配置されており、これらの端末の内、端末２００と端末２０３と端末２３０は端末ロで、各位置情報記憶部１０５にそれぞれ特定のＸＹ座標位置を記憶しており、それ以外の端末は端末イで、各位置情報記憶部１０５には当初はＸＹ座標位置を記憶していない。
また、各端末イ，ロは上下左右に隣り合った端末とだけ通信できる距離の間隔で配置されている。従って、例えば端末２２２は端末２１２、２２１、２２３、２３２とだけ通信が可能である。
図３は端末イの位置情報記憶部１０３に記憶される位置情報の中身を示し、３つの端末ロのＸＹ座標及び各端末ロから端末イまでの距離を表している。また、図４は図２に示すように配置された端末の内、端末２００から他の各端末への距離の分布を示している。
【０００８】
次に、本発明の実施の形態１の位置情報推定方法について説明する。
例えば、位置情報を持たない端末イである端末２２２が位置情報を推定する場合について具体的に説明する。
まず、各端末イはそれぞれ一斉に位置情報推定部１０２が通信部１０１を使って周辺の情報端末ロ又はイから自端末の距離の位置情報を収集しているものとする。
次に、端末２２２は自端末のＸＹ座標の位置情報を推定するために、まず自端末周辺の端末である端末２１２、２２１、２２３、２３２の距離の位置情報を取得する。
しかる後に、端末２２２は端末２１２、２２１、２２３、２３２の距離の位置情報のうち、位置の基準となる端末ロである端末２００からの距離のうち一番小さい距離を選び出し、それに１を加えて自端末と位置の基準となる端末との距離とする。
【０００９】
例えば、端末２２２の周辺にある端末のうちで端末２００からの距離を比べた場合、図４に示すように端末２１２は３，端末２２１は３，端末２２３は５、端末２３２は５であり、最小距離は３である。よって、端末２２２と端末２００との距離は４となる。
ここでの距離とは隣り合った端末とだけ通信できる距離を意味し、その単位を通信ホップ数１と表す。従って、端末２００から端末２２２までは、端末２００−端末２１０−端末２２０−端末２２１−端末２２２と４ホップかかるので、距離は４ということになる。
同様に、端末２２２と端末２０３の距離は端末２０３−端末２１３−端末２２３−端末２２２と３ホップかかるので、距離は３ということになる。また、端末２２２と端末２３０の距離は端末２３０−端末２３１−端末２３２−端末２２２と３ホップかかるので、距離は３ということになる。
そして、端末２２２については、端末ロであるそれぞれ特定のＸＹ座標を持つ３つの端末２００，２０３、２３０からの距離が分かることにより、端末２２２のＸＹ座標位置を一意に特定することができる。
【００１０】
その理由は、最初の特定のＸＹ座標を持つ端末２００から距離４の位置にあるものは端末２２２以外に、２３１と２１３の端末があるため、自分がこの３つの端末のうち、どれかは特定できない。
次の特定のＸＹ座標を持つ端末２０３から距離３の位置にあるものは端末２２２以外に、２１１と２３３の端末があるが、２つの端末２００と２０３からの距離の条件を満たすものは２２２の端末であり、更に特定のＸＹ座標を持つ端末２３０から距離３の位置にあるものは端末２２２以外に、２１１と２３３の端末があるが、特定のＸＹ座標を持つ３つの端末２００と２０３と２３０からの距離の条件を満たすものは２２２の端末であるため、自分は２２２の端末であることを特定できる。
そうすれば、絶対座標である特定のＸＹ座標を持つ端末２００からの距離４と自分が２２２の端末であり、絶対座標に対する相対位置が分かることから、端末２２２のＸＹ座標位置を計算により求めて推定することができるためである。そして、計算終了後は計算結果である端末２２２のＸＹ座標位置を自端末の位置情報として位置情報記憶部１０３に記憶させる。
【００１１】
本発明の実施の形態１によれば、格子状に配置された複数の端末のうち、周辺で離れた位置にある３つの端末にＸＹ座標の位置情報を持たせ、それ以外の端末には位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない各端末は互いに隣り合った端末と通信し、最終的には位置情報を持った端末の位置情報から距離情報を収集して記憶しておき、ＸＹ座標の位置情報を知りたい端末はその周囲の端末の距離情報から、位置情報を持った３つの端末からの距離のうちで一番小さい距離のものをそれぞれ複数選び出し、位置情報を持った各端末に対応して一番距離の小さい距離で互いに一致したものを位置情報を知りたい自端末と特定し、それに１を加えて自端末の距離とし、絶対座標である特定のＸＹ座標を持つ端末に対する相対位置が分かることから自端末のＸＹ座標位置を計算により求め、求めたＸＹ座標位置を自端末の位置情報として推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末ロさえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末イは自分の位置情報を推定することができる。
また、複数の端末は上下左右に隣り合った端末とだけ通信できる距離の間隔で配置されているので、従来の基地局の位置情報を利用した位置情報取得方法の移動端末の基地局に対する通信距離よりも短くなる。また、そのようにしても各端末は自端末の位置を自律的に推定するので、基地局の通信距離を短くして設置量をふやしても、基地局に位置情報を入力するコストはかからない。
【００１２】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
この実施の形態２は、図５に示すように、１６個の端末を互いに等距離で、隣接する３つの端末が内角６０度の三角形を形成するように配置したものである。なお、１６個の端末のうち、周辺の３つは端末ロと、それ以外は端末イとすることは実施の形態１と同様である。
【００１３】
本発明の実施の形態２によれば、１６個の端末を互いに等距離で、隣接する３つの端末が内角６０度の三角形を形成するように配置すると、端末の通信距離（端末同士が無線通信可能な距離）を最小端末間距離（端末を設置する間隔）の１倍からルート３倍の間にすれば、ある端末から最も近い端末の数が６つ以上にはならないという望ましい結果を得ることができるからである。
その理由は、実施の形態１は１６個の端末を等距離に格子状に配置したもので、この場合は端末の通信距離を最小端末間距離の１倍からルート２倍の間に調整しなければ望ましい結果は得られない。なぜなら、端末の通信距離が最小端末間距離のルート２倍以上あった場合、ある端末から最も近い端末の数が６つ以上になるからである。
例えば、図２の端末２２２の通信距離が端末間のルート２倍になった場合、端末２２２は端末２１１，２１２，２１３、２２１、２２３、２３１、２３２、２３３の８つの端末を最も近い位置にある端末であると判断してしまうからである。
【００１４】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図、図７は同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図、図８は同位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
図６において、ハは位置情報を元々何も持っていない超小型の端末を示し、ニは位置情報を元々持っている超小型の端末を示している。
端末ハは他の端末と通信を行うための通信部２０１と、通信部２０１で受信した周辺端末の位置情報を元に自端末の位置情報を推定する位置情報推定部２０２と、位置情報推定部２０２が推定した自端末の位置情報を記憶する位置情報記憶部２０３とで構成されている。
なお、端末ハの位置情報推定部２０２は実施の形態１の端末イの位置情報推定部１０２と位置情報の推定の仕方が異なるものである。即ち、端末ハの位置情報推定部２０２は通信部２０１で受信した端末の位置情報を平均して自分の位置情報とし、位置情報記憶部１０３に記憶する。
端末ニは他の端末と通信を行うための通信部２０４と、他の端末からの要求によって自端末の位置情報を発信できるように自端末の位置情報を記憶しておくための位置情報記憶部２０５とで構成されており、外部からの位置情報要求に対して位置情報記憶部２０５に人間によって入力された位置情報を通信部２０４を使って他の端末ハへ発信する。
【００１５】
図７に示すように３００〜３０４の端末が一直線状に配置されており、これらの端末の内、端末３００と端末３０４は端末ニで、各位置情報記憶部１０５にそれぞれ特定の距離の位置情報を記憶しており、それ以外の端末は端末ハで、各位置情報記憶部１０５には初期状態では距離の位置情報を記憶していない。
また、各端末ハ，ニは左右に隣り合った端末とだけ通信できる距離の間隔で配置されている。従って、例えば端末３０２は端末３０１、３０３とだけ通信が可能である。
また、図８は図７に示すように配置された端末うち、端末ハである端末３０１〜３０３の位置情報の変遷を示しており、端末ニである端末３００は（０）という距離の位置情報を、端末３０４は（４）という距離の位置情報を記憶している。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態３の位置情報推定方法について説明する。
例えば、図７に示す位置情報を持たない端末ハである３０１〜３０３が位置情報を取得する場合について図８に示す端末３０１〜３０３の位置情報の変遷に基づいて具体的に説明する。
まず、初期状態の時刻ｔ０の時、端末３００は（０）、端末３０４は（４）という距離の位置情報を持っており、端末３０１〜３０３は距離の位置情報を持っていない（ステップＳ１）。
次に、時刻ｔ１になると、端末３０１は端末３００の距離の位置情報（０）を受信して自分の距離の位置情報にする。また、端末３０３は端末３０４の距離の位置情報（４）を受信して距離の位置情報にする。なお、端末３０２は隣の端末３０１又は３０３がこの時点では距離の位置情報を持っていないので、距離の位置情報を受信することはできない（ステップＳ２）。
そして、時刻ｔ２になると、端末３０２は隣の端末３０１の距離の位置情報（０）と端末３０３の距離の位置情報（４）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（２）を自分の距離の位置情報にする（ステップＳ３）。
【００１７】
さらに、時刻ｔ３になると、端末３０１は隣の端末３００の距離の位置情報（０）と端末３０２の距離の位置情報（２）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする。また、端末３０２は隣の端末３０１の距離の位置情報（０）と端末３０３の距離の位置情報（４）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（２）を自分の距離の位置情報にする。さらに、端末３０３は隣の端末３０２の距離の位置情報（２）と端末３０４の距離の位置情報（４）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（３）を自分の距離の位置情報にする（ステップＳ４）。
このように、各端末３０１〜３０３の距離の位置情報はステップＳ１からＳ３へと変遷していき、最後にステップＳ４の状態に収束し、各端末３０１〜３０３は自端末の距離の位置情報を推定して取得することができ、その距離の位置情報を位置情報記憶部２０３に記憶させる。
【００１８】
本発明の実施の形態３によれば、一直線状に配置された複数の端末のうち、両端の位置にある２つの端末ニに距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末ハには距離の位置情報を持たせないようにし、距離の位置情報を持たない各端末ハは互いに隣り合った端末と通信し、受信した隣り合った端末の距離の位置情報を平均した値を自端末の距離の位置情報と推定し、位置情報を持たないたの全ての端末ハが距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末ニさえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末ハが自分の位置情報を推定することができる。
また、端末の通信距離を短くし、端末の設置密度を増やすことによって、従来の基地局の位置情報を利用した位置用推定方法に比べて自端末の位置を狭い範囲に限定することができる。
【００１９】
なお、本実施の形態３では、複数の端末を一直線上に一定間隔で設置した場合について説明を行ったが、この実施の形態３の方法を用いると、端末の配置を２次元平面へ拡げた場合や端末をランダムに配置した場合でも位置情報を持たない各端末ハは自分の位置情報を推定することができる。
【００２０】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図、図１０は図９に示す複数の端末の配置で、実施の形態３の位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図、図１１は図９に示す複数の端末の配置で、実施の形態４の位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
この実施の形態４は実施の形態３の変形例で、各端末の構成で実施の形態３と同様の構成の説明は省略する。
この実施の形態４における端末ハの通信部２０１と端末ニの通信部２０４はいずれも他の端末と通信を行う機能の他に、自端末の種類（即ち、端末ハか端末ニか）を相手に送信する機能を持っている点が、実施の形態３における端末ハの通信部２０１と端末ニの通信部２０４と相違するだけである。
【００２１】
図９に示すように３００〜３０２の端末が一直線状に配置されており、これらの端末の内、端末３００は端末ニで、それぞれ特定の距離の位置情報を記憶しており、それ以外の端末は端末ハで、初期状態では距離の位置情報を記憶していない。
また、各端末ハ，ニは左右に隣り合った端末まで通信できる距離の間隔で配置されている。従って、例えば端末３００は端末３０１と、端末３０１は端末３００と端末３０２と、端末３０３は端末３０３とだけ通信が可能である。
また、図１０は図９に示すように配置された端末うち、端末ハである端末３０１〜３０２の位置情報の変遷を示しており、端末ニである端末３００は（１０）という距離の位置情報を記憶している。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態４の位置情報推定方法について説明する。
その前に、図１０に基づいて図９に示す複数の端末の配置で、実施の形態３の位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を説明する。
まず、初期状態の時刻ｔ０の時、端末３００は（１０）という距離の位置情報を持っており、端末３０１〜３０２は距離の位置情報を持っていない（ステップＳ１０１）。
次に、時刻ｔ１になると、端末３０１は端末３００の距離の位置情報（１０）を受信して自分の距離の位置情報にする。なお、端末３０２は隣の端末３０１がこの時点では距離の位置情報を持っていないので、距離の位置情報を受信することはできない（ステップＳ１０２）。
そして、時刻ｔ２になると、端末３０２は隣の端末３０１の距離の位置情報（１０）を受信し、両隣りの端末がないために２つの距離の位置情報を平均することができず、その位置情報（１０）が自分の距離の位置情報になる（ステップＳ１０３）。
従って、端末３０１と端末３０２は位置が違うのにもかかわらず、同じ位置を推定してしまうことがある。
そこで、このようなことがないように、端末ハは位置情報の推定を、受信した位置情報を発信元によって加重平均することによって、端末ハである端末３０１と端末３０２について正しい位置情報を推定できるようにしたものである。
【００２３】
次に、図９に示す位置情報を持たない端末ハである３０１〜３０２が位置情報を取得する場合について図１１に示すように実施の形態４の位置情報推定方法による端末３０１〜３０２の位置情報の変遷に基づいて説明する。
この実施の形態４の場合は、端末ニである端末３００は位置情報の信頼性が高いので、位置情報に１という加重値を、端末ハである端末３０１，３０２は位置情報の信頼性が低いので、０．５の加重値をかけて平均を行う。
まず、初期状態の時刻ｔ０の時、端末３００は（１０）という距離の位置情報を持っており、端末３０１〜３０２は距離の位置情報を持っていない（ステップＳ１１１）。
次に、時刻ｔ１になると、端末３０１は端末３００の距離の位置情報（１０）を受信して自分の距離の位置情報にする。なお、端末３０２は隣の端末３０１がこの時点では距離の位置情報を持っていないので、距離の位置情報を受信することはできない（ステップＳ１１２）。
そして、時刻ｔ２になると、端末３０２は隣の端末３０１の距離の位置情報（１０）を受信し、その受信した位置情報は信頼性の低い端末３０１からのものであるから、位置情報（１０）に０．５の加重値をかけた（５）が自分の距離の位置情報になる（ステップＳ１１３）。
【００２４】
さらに、時刻ｔ３になると、端末３０１は隣の端末３００の距離の位置情報（１０）と端末３０２の距離の位置情報（５）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（７．５）を自分の距離の位置情報にする。また、端末３０２は両隣の端末の端末の位置情報を平均できないので、時刻ｔ２で得た位置情報（５）が時刻ｔ３における自分の位置情報となる（ステップＳ１１３）。
このように、各端末３０１〜３０２の距離の位置情報はステップＳ１１１からＳ１１４へと変遷していき、最後にステップＳ１１４の状態に収束し、各端末３０１〜３０２は自端末の距離の位置情報を推定して取得することができ、その距離の位置情報を位置情報記憶部２０３に記憶させる。
【００２５】
本発明の実施の形態４によれば、一直線状に配置された複数の端末のうち、端の位置にある端末ニに自端末の種類を送信する機能と距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末ハには自端末の種類を送信する機能を持たせ、距離の位置情報を持たせないようにし、距離の位置情報を持たない各端末ハは互いに隣り合った端末と通信し、受信した隣り合った端末の距離の位置情報を端末の種類に応じて設定した加重値に基づいて加重平均した値を自端末の距離の位置情報と推定し、位置情報を持たないたの全ての端末ハが距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末ニさえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末ハが自分の位置情報をより正確に推定することができる。
また、端末の通信距離を短くし、端末の設置密度を増やすことによって、従来の基地局の位置情報を利用した位置用推定方法に比べて自端末の位置を狭い範囲に限定することができる。
【００２６】
なお、本実施の形態４では、複数の端末を一直線上に一定間隔で設置した場合について説明を行ったが、この実施の形態３の方法を用いると、端末の配置を２次元平面へ拡げた場合や端末をランダムに配置した場合でも位置情報を持たない各端末ハは自分の位置情報を推定することができる。
【００２７】
実施の形態５．
図１２は本発明の実施の形態４の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図、図１３は同位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図、図１４は同位置情報推定方法による１つの端末が故障した場合の各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
この実施の形態５は実施の形態３の変形例で、各端末の構成は実施の形態３と同様であるので、構成の説明は省略する。
図１２に示すように４００〜４０４の端末が一直線状に配置されており、これらの端末の内、端末４００と端末４０４は端末ニで、それぞれ特定の距離の位置情報を記憶しており、それ以外の端末は端末ハで、初期状態では距離の位置情報を記憶していない。
また、各端末ハ，ニは左右に２つの隣り合った端末まで通信できる距離の間隔で配置されている。従って、例えば端末４０２は端末４００、４０１、４０３、４０４まで通信が可能である。
また、図１３は図１２に示すように配置された端末うち、端末ハである端末４０１〜４０３の位置情報の変遷を示しており、端末ニである端末４００は（０）という距離の位置情報を、端末４０４は（２）という距離の位置情報を記憶している。このことは、端末の通信距離の間にもう１つの端末が配置されていることを意味する。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態５の位置情報推定方法について説明する。
例えば、図１２に示す位置情報を持たない端末ハである４０１〜４０３が距離の位置情報を推定する場合について図１３に示す端末４０１〜４０３の位置情報の変遷に基づいて具体的に説明する。
まず、初期状態の時刻ｔ０の時、端末４００は（０）、端末４０４は（２）という距離の位置情報を持っており、端末４０１〜４０３は距離の位置情報を持っていない（ステップＳ１１）。
次に、時刻ｔ１になると、端末４０１は端末４００の距離の位置情報（０）を受信して自分の位置情報にする。また、端末４０３は端末４０４の距離の位置情報（２）を受信して位置情報にする。また、端末４０２は２つ隣の端末４０１の距離の位置情報（０）と２つ隣の端末４０４の距離の位置情報（２）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする（ステップＳ１２）。
【００２９】
そして、時刻ｔ２になると、端末４０１は隣の端末４００の距離の位置情報（０）と隣の端末４０２の距離の位置情報（１）と２つ隣の端末４０３の距離の位置情報（２）を受信し、３つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする。また、端末４０２は隣の端末４０１の距離の位置情報（０）と２つ隣の端末４００の距離の位置情報（０）と隣の端末４０３の距離の位置情報（２）と２つ隣の端末４０４の距離の位置情報（２）を受信し、４つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする。
さらに、端末４０３は隣の端末４０４の距離の位置情報（２）と隣の端末４０２の距離の位置情報（１）と２つ隣の端末４０３の距離の位置情報（０）を受信し、３つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする（ステップＳ１３）。
このように、各端末４０１〜４０３の距離の位置情報はステップＳ１１からＳ１２へと変遷していき、最後にステップＳ１３の状態に収束し、各端末４０１〜４０３は自端末の距離の位置情報を推定して取得することができ、その距離の位置情報を位置情報記憶部２０３に記憶させる。
【００３０】
ここで、端末４０２に障害が起き、位置情報の送信と位置情報の推定が出来なくなったとする。
その場合の動作を図１３を使って説明する。
まず、初期状態の時刻ｔ０の時、端末４００は（０）、端末４０４は（２）という距離の位置情報を持っており、端末４０１〜４０３は位置情報を持っていない（ステップＳ２１）。
次に、時刻ｔ１になると、端末４０１は端末４００の距離の位置情報（０）を受信して自分の位置情報にする。また、端末４０３は端末４０４の距離の位置情報（２）を受信して位置情報にする。また、端末４０２は障害があり、位置情報の送信と推定ができない（ステップＳ２２）。
【００３１】
そして、時刻ｔ２になると、端末４０１は隣の端末４００の距離の位置情報（０）と２つ隣の端末４０３の距離の位置情報（２）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする。また、端末４０２は障害があり、位置情報の送信と推定ができない（ステップＳ２２）。さらに、端末４０３は隣の端末４０４の距離の位置情報（２）と２つ隣の端末４０１の距離の位置情報（０）を受信し、２つの距離の位置情報を平均した（１）を自分の距離の位置情報にする（ステップＳ２３）。
このように、各端末４０１〜４０３の距離の位置情報はステップＳ２１からＳ２２へと変遷していき、最後にステップＳ２３の状態に収束し、故障した端末４０２を除いて各端末４０１と４０３は自端末の距離の位置情報を推定して取得することができ、その位置情報を位置情報記憶部２０３に記憶させる。
【００３２】
本発明の実施の形態５によれば、一直線状に配置された複数の端末のうち、両端の位置にある２つの端末ニに距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末ハには位置情報を持たせないようにし、距離の位置情報を持たない各端末ハは互いに２つ隣り合った端末まで通信可能とし、受信した隣り合った端末の距離の位置情報を平均した値を自端末の距離の位置情報と推定し、位置情報を持たないたの全ての端末ハが距離の位置情報を推定するまで時間が経過して収束した最終的な距離の位置情報を自端末の距離の位置情報として推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末ニさえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末ハが自分の位置情報を推定することができる。
また、端末の設置間隔を通信距離より短くし、端末の設置密度を増やすことによって、位置情報を持たない端末のうち、１つが故障しても他の端末は位置情報を推定することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態５では、複数の端末を一直線上に一定間隔で設置した場合について説明を行ったが、この実施の形態４の方法を用いると、端末の配置を２次元平面へ拡げた場合や端末をランダムに配置した場合でも位置情報を持たない各端末ハは自分の位置情報を推定することができる。
【００３４】
実施の形態６．
図１５は本発明の実施の形態５の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図、図１６は同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図、図１７は同位置情報推定方法に用いる２種類の端末が発射するパルス信号を示すグラフ、図１８は同位置情報推定方法に用いる端末の位置情報推定部の内部構成を示すブロック図、図１９は同位置情報推定方法による位置情報の推定の原理を示す信号処理の説明図である。
図１５において、ホは位置情報を元々何も持っていない超小型の端末を示し、ヘは位置情報を元々持っている超小型の端末を示している。
端末ホは他の端末と通信を行うための通信部５０１と、通信部５０１で受信した周辺端末の位置情報を元に自端末の位置情報を推定する位置情報推定部５０２と、位置情報推定部５０２が推定した自端末の位置情報を記憶する位置情報記憶部５０３と、位置情報記憶部５０３が記憶している位置情報から固有の信号を生成するための信号生成部５０４とで構成されている。
端末ヘは他の端末と通信を行うための通信部６０１と、記憶している位置情報から固有の信号を生成するための信号生成部６０２と、他の端末からの要求によって自端末の位置情報を発信できるように自端末の位置情報を記憶しておくための位置情報記憶部６０３とで構成されており、外部からの位置情報要求に対して位置情報記憶部１０５に人間によって入力された位置情報を通信部１０４を使って他の端末ホへ発信する。
【００３５】
図１６に示すように７００〜７０２の端末が一直線状に配置されており、これらの端末の内、端末７００と端末７０２は端末ヘで、各位置情報記憶部６０３にそれぞれ特定の位置情報を記憶しており、それ以外の端末は端末ホで、位置情報記憶部５０３には当初は位置情報を記憶していない。
また、各端末ホ，ヘは左右に隣り合った端末とだけ通信できる距離の間隔で配置されている。従って、例えば端末７０１は端末７００、７０２とだけ通信が可能である。
図１７に示すように端末７００は図１７の（ａ）のような位置情報を表す固有のパルス信号を発信し、端末７０２は図１７の（ｂ）のような位置情報を表す固有のパルス信号を発信する。
さらに、図１８に示すように端末ホの位置情報推定部５０２は複数の端末から受信した位置情報を表す固有のパルス信号を平滑化する平滑化部９０１と、平滑化部９０１が平滑化したパルス信号から所定のしきい値以上のピーク値を取り出し、一定のピーク時間を有するパルス信号を検出するピーク検出部９０２とで構成されている。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態６の位置情報推定方法について説明する。
例えば、図１６に示す位置情報を持たない端末ホである７０１が位置情報を推定する場合について図１９に示す位置情報の推定の原理を示す信号処理に基づいて具体的に説明する。
端末ヘである７００と７０２は一定の周期毎に同期して位置情報を表す固有のパルス信号を発信する。この位置情報を表す固有のパルス信号は、例えば図１９に示す端末７００は周期の前半に位置するパルス信号で、位置情報としては（０）を表しており、端末７０２は周期の後半に位置するパルス信号で、位置情報としては（２）を表しているものである。
そして、端末７００と７０２が同期して発信されたパルス信号は端末ホである７０１の通信部８０１が受信して位置情報推定部５０２に送られる。その位置情報推定部５０２に送られるパルス信号は、図１９の（ａ）に示すように端末７００と７０２のパルス信号が合成された１００１のような形になる。
【００３７】
位置情報推定部５０２では１００１の形のパルス信号を平滑化部９０１で平滑化し、図１９の（ｂ）に示す１００２のような形にしてピーク検出部９０２に送る。ピーク検出部９０２では平滑化された１００２の形のパルス信号から図１９の（ｃ）に示すように所定のしきい値以上のピーク値を取り出し、図１９の（ｄ）に示すような１００４の形の一定のピーク時間を有するパルス信号を検出する。
このピーク検出部９０２が検出した１００４の形の一定のピーク時間を有するパルス信号は、端末ヘである７００と７０２が発信する周期のうちで中間に位置するため、位置情報としては（１）を表すことを意味する。
従って、位置情報推定部５０２は自端末の距離の位置情報を推定して取得することができ、その位置情報を位置情報記憶部５０３に記憶させる。
【００３８】
本発明の実施の形態６によれば、一直線状に配置された複数の端末のうち、両端の位置にある２つの端末へに距離の位置情報を持たせ、それ以外の端末ホには位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない各端末ホは互いに隣り合った端末まで通信可能とし、位置情報を持った端末ヘからそれぞれ発信された位置情報を表す固有のパルス信号を受信した位置情報を持たない端末ホはそのパルス信号を平滑化した後に所定のしきい値以上のピーク値を取り出し、一定のピーク時間を有するパルス信号を検出し、そのパルス信号の周期における位置で自分の位置情報を推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末へさえあればＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末ホが自分の位置情報を推定することができる。
また、この実施の形態６では、位置情報を持たない端末ホは、周辺に位置情報を持った端末ヘから位置情報を表す固有のパルス信号を信号処理して自分の位置情報を推定するので、実施の形態１〜５のように周辺のいくつかの端末と通信して位置情報のやりとりを繰り返して最終的に自端末の位置情報を推定するために位置情報の推定に非常に時間がかかるものに比べ、一定の時間で位置情報の推定を行うことができるものである。
なお、本実施の形態６では、複数の端末を一直線上に一定間隔で設置した場合について説明を行ったが、この実施の形態６の方法を用いると、端末の配置を２次元平面へ拡げた場合や端末をランダムに配置した場合でも位置情報を持たない各端末ホは自分の位置情報を推定することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、格子状に配置された複数の端末のうち、周辺で離れた位置にある３つの端末にＸＹ座標の位置情報を持たせ、それ以外の端末には位置情報を持たせないようにし、位置情報を持たない各端末は互いに隣り合った端末と通信し、最終的には位置情報を持った端末の位置情報から距離情報を収集して記憶しておき、ＸＹ座標の位置情報を知りたい端末はその周囲の端末の距離情報から、位置情報を持った３つの端末からの距離のうちで一番小さい距離のものをそれぞれ複数選び出し、位置情報を持った各端末に対応して一番距離の小さい距離で互いに一致したものを位置情報を知りたい自端末と特定し、それに１を加えて自端末の距離とし、絶対座標である特定のＸＹ座標を持つ端末に対する相対位置が分かることから自端末のＸＹ座標位置を計算により求め、求めたＸＹ座標位置を自端末の位置情報として推定するようにしたので、周辺に位置情報を持った端末ロさえあれば、ＧＰＳの使えない地下や屋内といった場所でも位置情報を持たない端末は自分の位置情報を推定することができるという効果がある。また、複数の端末は上下左右に隣り合った端末とだけ通信できる距離の間隔で配置されているので、従来の基地局の位置情報を利用した位置情報取得方法の移動端末の基地局に対する通信距離よりも短くなる。また、そのようにしても各端末は自端末の位置を自律的に推定するので、基地局の通信距離を短くして設置量をふやしても、基地局に位置情報を入力するコストはかからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図である。
【図２】同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図３】同位置情報推定方法に用いる端末の位置情報記憶部の中身を示す説明図である。
【図４】同位置情報推定方法に用いる１つの端末から他の複数の端末への距離を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図である。
【図７】同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図８】同位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態４の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図１０】図９に示す複数の端末の配置で、実施の形態３の位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
【図１１】図９に示す複数の端末の配置で、実施の形態４の位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態５の位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図１３】同位置情報推定方法による各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
【図１４】同位置情報推定方法による１つの端末が故障した場合の各端末の位置情報の変遷を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態６の位置情報推定方法に用いる２種類の端末の構成を示すブロック図である。
【図１６】同位置情報推定方法に用いる複数の端末の配置を示す説明図である。
【図１７】同位置情報推定方法に用いる２種類の端末が発射するパルス信号を示すグラフである。
【図１８】同位置情報推定方法に用いる端末の位置情報推定部の内部構成を示すブロック図である。
【図１９】同位置情報推定方法による位置情報の推定の原理を示す信号処理の説明図である。
【符号の説明】
１０１  通信部、１０２  位置情報推定部、１０３  位置情報記憶部、１０４通信部、１０５  位置情報記憶部、イ  位置情報を初期状態では持たない端末、ロ  位置情報を持った端末。
【図１】
2004179846.tif 000003
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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