(57)【要約】【課題】  処理の負担が少ないままにより正確な位置計測を可能とする無線端末位置計測システムおよび無線端末位置計測方法を提供する。【解決手段】  第一のパラメータを検出する測距センサ部と、前記第一のパラメータに関する情報と端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部と、を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する第一の無線基地局と、前記無線部から送られてくる端末識別信号から第三のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する第二の無線基地局と、受信した前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータから前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、を備える【選択図】図１
2012202734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象エリア内に存在する無線端末と無線信号を送受信する固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて前記無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
第一のパラメータを検出する測距センサ部と、前記第一のパラメータに関する情報と端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部と、を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する
第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第三のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する
第二の無線基地局と、
受信した前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータから前記無線端末の位置を計測する
測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項２】
測定対象エリア内に存在する無線端末と無線信号を送受信する固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて前記無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
無線端末に備えられ、前記無線端末の端末識別情報を示す画像を表示するマーカ部を検出するセンサ部と、
端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し前記端末識別信号と前記画像に関する情報とを位置計測部に送信する送信部とを
備える第一の無線基地局と、
端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第三のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する
第二の無線基地局と、
前記画像から前記第一の無線基地局近傍にいるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記第一の無線基地局近傍にいると判定された場合に、前記第一の無線基地局の固定位置座標と、前記第一のパラメータまたは前記第二のパラメータとから前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項３】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて前記無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータ及び第二のパラメータを取得し、前記端末識別信号と前記第一のパラメータおよび前記第二のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する
第一の無線基地局と、
端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第三のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する
第二の無線基地局と、
前記第二のパラメータから前記第一の無線基地局近傍にいるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記第一の無線基地局近傍にいると判定された場合に、前記第一の無線基地局の固定位置座標と、前記第一のパラメータまたは前記第三にパラメータとから前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項４】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて前記無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
無線端末に備えられ、前記無線端末の端末識別情報を示す画像を表示するマーカ部を検出するセンサ部と、
端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得する取得部と、
前記画像から無線基地局近傍にいるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記第一の無線基地局近傍にいると判定された場合に、前記端末識別信号と第一の無線基地局の識別情報とを測位計測部に送信する送信部と、
を備える第一の無線基地局と、
端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第二のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する
第二の無線基地局と、
前記判定部により前記第一の無線基地局近傍にいると判定された場合送られてきたに前記第一の無線基地局の固定位置座標と、前記第二のパラメータとから前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項５】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて前記無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータ及び第二のパラメータを取得する取得部と、
前記第二のパラメータから無線基地局近傍にいるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記第一の無線基地局近傍にいると判定された場合に、前記端末識別信号と第一の無線基地局の識別情報とを測位計測部に送信する送信部と、
を備える第一の無線基地局と、
端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第三のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する
第二の無線基地局と、
前記判定部により前記第一の無線基地局近傍にいると判定された場合送られてきたに前記第一の無線基地局の固定位置座標と、前記第二のパラメータとから前記無線端末の位置を計測する測位計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項６】
測定対象エリア内に存在し無線信号を送受信する無線端末と、固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
前記測定対象エリア内に設置され、前記測定対象エリアで近距離通信により端末識別信号を受信する近距離受信部と、
前記受信部に近距離通信により端末識別情報を送信する送信部と、端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部とを備える無線端末と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第一のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第二の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第三のパラメータを取得し前記端末識別信号と合わせて位置計測部に送信する第三の無線基地局と、
前記送信部から送られてくる端末識別信号を受信した場合に、前記送信部から送られてくる端末識別信号と合わせて第四のパラメータを位置計測部に送信する近距離受信部と、
前記第一のパラメータまたは前記第二のパラメータまたは前記第三のパラメータの取得時間と、前記第四のパラメータを取得した時間との時間差が閾値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部が閾値以上と判定した場合は、前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータの端末識別信号をマッチングさせて前記前記無線端末の位置を計測する三次元位置計測部と、
前記判定部が閾値未満と判定した場合は、前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第四のパラメータの端末識別信号をマッチングさせて前記前記無線端末の位置を計測する二元位置計測部と、
を備える無線端末位置計測システム。
【請求項７】
前記画像はＱＲコードである
請求項２または４に記載する無線端末位置計測システム。
【請求項８】
前記送信部は、アクティブ型ＲＦＩＤであり
前記近距離受信部は、パッシブ型ＲＦＩDである
請求項６に記載する無線端末位置計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線端末位置計測システム及び無線端末位置計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種プラントや工場あるいは病院のような広域かつ屋内の空間領域内で、自由に移動し作業を行う人員や作業に使用される可搬型の機材類の現在位置を的確に把握し管理することにより作業効率を向上したいという要求に答える無線端末位置計測システム及び無線端末位置計測方法の研究がなされている。
【０００３】
この被測位対象の測定では、連立方程式の解を準ニュートン法などを用いた数値解析により位置座標（例えば、グローバル直交座標系における（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標）を求める。この連立方程式の数値解析は処理量が大きく、処理の負担を軽くするため、一の座標（例えばＺ座標）を固定とし連立方程式の解を算出する手法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０４４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、固定した一の座標と実際の無線端末の座標の差が大きいほど、誤差が大きくなってしまう。
【０００６】
上記の事情に鑑み、処理の負担が少ないままにより正確な位置計測を可能とする無線端末位置計測システムおよび無線端末位置計測方法を提供する。
【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、本無線端末位置計測システムは、
測定対象エリア内に存在する無線端末と無線信号を送受信する固定位置に設置された複数の無線基地局と、前記無線基地局で受信した無線信号から得られるパラメータを用いて前記無線端末の位置を計測する測位計測部を含む構成の無線端末位置計測システムであって、
第一のパラメータを検出する測距センサ部と、前記第一のパラメータに関する情報と端末識別信号を前記無線基地局に送信する無線部と、を備える無線端末から送られてくる端末識別信号から第二のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する
第一の無線基地局と、
前記無線部から送られてくる端末識別信号から第三のパラメータを取得し前記端末識別信号および前記第三のパラメータに関する情報とを測位計測部に送信する
第二の無線基地局と、
受信した前記第一のパラメータと、前記第二のパラメータと、前記第三のパラメータから前記無線端末の位置を計測する
測位計測部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図２】第１の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】第２の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図４】第２の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図５】第３の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図６】第３の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】第４の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図８】第４の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】第５の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図１０】第５の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１１】第６の実施形態に係る位置計測システムの構成を示す図。
【図１２】第６の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施態様について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
本実施形態の無線端末位置計測システムは、図１に示すように、無線基地局２０（２０Ａ、２０Ｂ）測位計測部４０と、を含む構成である。無線基地局２０から得られるパラメータを用いて無線端末１０（１０Ａ）の位置の計測を行う。本システムは、プラントや工場、立体駐車場の各階の駐車フロアや病院内の一区画などに設置される。
【００１１】
無線端末１０は、無線部１１および測位信号発信制御部１２および近距離送信部１３と、を含む構成である。本実施形態では、それぞれ無線端末１０Ａ、無線部１１ａ、測位信号発信制御部１２ａ、近距離送信部１３ａとして記載している。無線端末１０が発する無線信号と識別情報とを併せて送ることが好適である。
【００１２】
無線部１１は、無線信号を無線基地局２０の無線部２１ａ、２１ｂに対して送信する。この無線信号には測位計測部４０による位置の算出に利用する識別情報（ＩＤ情報）が含まれている。例えば、無線通信を行うものとして、ホーンアンテナ、アレイアンテナ、ダイポールアンテナ等の各種アンテナを利用できる。また、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）方式を用いた高精度の通信方式を用いても良い。無線信号とは、電波（電磁波）をいい、その他、超音波に代替することもできる。例えば、工作機械、携帯電話、車載器などである。
【００１３】
測位信号発信制御部１２は、無線信号を送信するタイミングの制御を行う。複数の被測位対象がある場合、同一時刻に同一周波数（チャネル）を使用して位置測定を行うことはできないので、時間的あるいは空間的に分割する必要がある。一例として一元管理するサーバ側で被測位対象の順序制御を行う方法がある。例えば、測位計測部４０と無線端末１０の（端末の測位信号発信制御部）とがデータ通信ができるようにしておき、所定の端末に測位の必要ができたとき、測位計測部４０側から該当端末の測位信号発信制御部に発信許可を与えるようにする。そのとき、該当端末以外に対しては、発信禁止の制御を行う。（複数周波数が使える場合は、使用チャネルも指定することで、チャネル数の許す限り同時測位が可能となる。）
他に無線端末側で自律的に判断する方法では、位置を測定してほしい端末が周辺の無線端末の無線電波状況をモニタし、どの端末も発信していない場合に送信を行うようにする。あるいは、複数チャネルを使用できる無線端末（基地局側は同時に複数チャネルを受信できる必要がある）であれば、周辺空間のチャネル使用状況をモニタし、未使用のチャネルを見つけたとき、同チャネルを使って送信するようにする。
【００１４】
測距センサ１７は、近距離発信部１７１と、近距離受信部１７２、測位計算部１７３とを含む構成である。
【００１５】
近距離発信部１７１は電波を床面に照射する。
【００１６】
近距離受信部１７２は、近距離発信部１７１が床面に照射し反射してきた電波を受信する。受信した時間情報または受信電波強度情報を測位計算部１７３に送出する。
【００１７】
距離計算部１７３は、近距離発信部１７１と近距離受信部１７２の電波の送受信から床面との距離を算出する。算出した距離を高さ情報取得部４３へ送出する。
【００１８】
無線基地局２０は、無線部２１と、到達時間計測部２２と、データ送信部２３と、通信処理部２４とを含む構成である。本実施形態では、所定の位置に固定された２つの無線基地局２０Ａ、２０Ｂ、それぞれの無線基地局に対応する無線部２１ａ、２１ｂと、到達時間計測部２２ａ、２２ｂと、データ送信部２３ａ、２３ｂと通信処理部２４ａ、２４ｂとを記載している。各無線基地局２０の最初に固定された位置情報（例えば、緯度、経度、高度）は記憶部４５に記憶されている。設置場所として、プラントや工場、立体駐車場や病院の天井に備え付ける。
【００１９】
無線部２１ｂは、無線部１１から送られてきた電気信号を受信すると、到達時間計測部２２ａへ通知する。
【００２０】
到達時間計測部２２は、無線部１１からが電気信号を受信した時刻（時間に関するパラメータ）を抽出し、受信時刻に関するデータをデータ送信部２３、データ受信部４１を介して計測値収集部４２へ送出する。
【００２１】
データ送信部２３は、到達時間計測部２２および通信処理部２４から送られてきたデータを中継する。
【００２２】
通信処理部２４は、データ処理部１５から無線部２１を介して高さ情報を取得し、高さ情報取得部４３へ送出する。
【００２３】
データ受信部４１は、通信ネットワーク１００を介して送られてくる情報を計測値収集部４２、高さ情報取得部４３へ送信する。
【００２４】
計測値収集部４２は、無線信号を取得した無線基地局の識別情報と、到達時間計測部２２が取得した到達時間情報、対応する無線端末１０の識別情報（ＩＤ）を収集する。収集した各識別情報（ＩＤ）と到達時間情報を位置計算部４５へ送出する。
【００２５】
高さ情報取得部４３は、無線端末１０の識別情報（ＩＤ）と位置に関するパラメータである高さ情報をデータ受信部４１を介して取得する。取得した無線端末１０の識別情報（ＩＤ）と位置に関するパラメータである高さ情報を位置計算部４４へ送出する。
【００２６】
位置計算部４４は、同一の無線信号を各無線基地局２０が取得した無線特性パラメータから無線端末と無線基地局の距離関係を求め、この距離データと各無線基地局の既知である位置座標から無線端末の位置を計算・算出する。
【００２７】
具体的な算出方法の一つとして、無線端末１０が発信した一の無線信号を各無線基地局２０で受信し、受信した無線基地局２０のうち任意の二つの無線基地局の受信時間から到達時間差分を求める。例えば、グローバル直交座標系における二つの無線基地局の位置が、無線基地局２０Ａ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、無線基地局２０Ｂ（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）であり、無線端末１０と２０Ａとの距離がｒ１、２０Ｂとの距離がｒ２であり｜ｒ１−ｒ２｜＝２Ａであるとすると、無線端末１０の座標（ｘ，ｙ，ｚ）は以下の双曲面方程式で表すことができる。
【数１】
2012202734.tif 000003
【００２８】
この（式１）を少なくとも二つ以上作成し、連立方程式を作成する。この連立方程式の変数であるｚの値を高さ情報取得部４３から取得し上記連立方程式に代入して、ｘとｙの値を求める。求めた（ｘ，ｙ，ｚ）の値を外部の表示部（図示しない）などへ出力する。
【００２９】
記憶部４５は、位置計算部４４が端末１０の位置を算出する場合に用いる各無線基地局２０の位置座標を記憶する。記憶する媒体として、半導体メモリ、磁気メモリ等の各種記憶媒体を利用することができる。
【００３０】
次に本実施形態の動作について図２を参照しながら説明する。
【００３１】
無線端末１０の近距離発信部１７１は、常時高さ情報を取得するために無線信号を床面に向けて発信している。この発信された無線信号が床面に反射した反射波を近距離受信部１７が取得する。取得した受信時間または受信強度に関する情報を距離計算部１７３へ送出する。
【００３２】
距離計算部１７３は、受信時間または受信強度から高さ情報を算出し、データ処理部１５にて無線信号として送れるデータ形式に変換がなされる（ステップＳ１１０１）。
【００３３】
次に、無線端末１０の測位信号発信制御部１２は、位置測定開始の信号を受け取ると、データ処理部１５から得られる高さ情報と、位置測定用の識別情報とを含む無線信号を発信する（ステップＳ１１０２、ステップＳ１１０３）。
【００３４】
これを受信した無線基地局は、高さ情報と、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して計測値収集部４２、高さ情報取得部４３にて各基地局の計測値を収集する（ステップＳ１２０１、ステップＳ１２０２）。
【００３５】
高さに関するデータおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から整合をとり、情報を送ってきた無線基地局の位置情報を記憶部４５から読み出し、無線端末１０の位置を算出する。算出した位置に関する情報を、表示部（図示しない）に出力する（ステップＳ１４０１乃至ステップＳ１４０４）
なお、近距離送信部と近距離受信部との通信には電波、超音波のほか光通信によって行われてもよい。
【００３６】
このように三つのパラメータを二種類以上の異なった方法で取得することにより、三つのパラメータを全て無線信号で処理する場合に比べ処理を軽くすることができる。また、上記二種類以上のパラメータ取得方法が異なることから、異なる時間に取得したデータを用いてもより正確な位置算出を行うことができる。
【００３７】
本実施形態では、高さ情報（Ｚ軸方向の情報）を別に取得しているが、平面方向の情報（Ｘ、Ｙ軸方向、）を同様の仕組みで取得してもよい。
【００３８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図３を参照しながら説明する。
【００３９】
本実施形態と第１の実施形態との主な違いは、無線端末１０が、画像用マーカ部１、画像用マーカ部１８を備えている点である。また、基地局２０が画像センサ部２５を測位計測部４０が高さ情報取得部４３に代えて基地局近傍判定部４９を備えている点である。
【００４０】
画像用マーカ部１８は、画像センサ２５で認識可能な図柄等の画像であり、各無線端末１０毎に異なる画像が用いられている。例えばＱＲコードである。
【００４１】
画像センサ部２５は、基地局の直下を含む下方を撮影する。撮影した画像または映像を通信処理部２４、データ送信部２３を介して基地局近傍判定部４９へ送出する。
【００４２】
基地局近傍判定部４９は、取得した画像又は映像から基地局の近傍にいるか否かの判定を行う。直下とは、基地局と同じ平面座標であると判定する範囲のことをいい、予め定められた範囲内にあるか否かを画像解析（例えば、パターンマッチング）により行う。この処理により、いずれかの基地局の直下にあると判断した場合は、当該情報を計測値収集部４２を介して位置計算部４４へ送出する。
【００４３】
本実施形態の位置計算部４４は、基地局近傍判定部４９で基地局２０の近傍にいると判定された情報を受け取った場合は、予め記憶部４５に記憶された当該基地局２０の座標情報を無線端末１０の位置して直接利用して位置算出を行う。例えば、基地局２０Ｂの（Ｘ、Ｙ）座標が分かっていれば、無線端末のＺ座標の値のみの算出を行うといった具合である。また、Ｚ座標の値が、第１の実施形態に示すように近距離通信により判明している場合は、演算処理を行わず、これらの値をもって無線端末１０の位置を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と算出してもよい。
【００４４】
次に本実施形態の動作について図４を参照しながら説明する。
【００４５】
無線端末１０の測位信号発信制御部１２は、位置測定開始の信号を受け取ると、位置測定用の識別情報とを含む無線信号を発信する（ステップＳ２１０１、ステップＳ２１０２）。
【００４６】
これを受信した無線基地局２０は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報を計測収集部４２へ送信する（ステップＳ２２０１、ステップＳ２２０２）。
【００４７】
これを受けた計測収集部４２は、各基地局の計測値を収集し、位置計算部４４へ送出する（ステップＳ２４０１）。
【００４８】
無線基地局２０は、基地局の直下を含む下方を撮影する。撮影した画像または映像を通信処理部２４、データ送信部２３を介して基地局近傍判定部４９へ送出する（ステップＳ２２０３、ステップＳ２２０４）。
【００４９】
基地局近傍判定部４９は、取得した画像又は映像から基地局の近傍にいるか否かの判定を行う。この処理により、いずれかの基地局の直下にあると判断した場合は、当該情報を計測値収集部４２を介して位置計算部４４へ送出する（ステップＳ２４０２）。
【００５０】
位置計算部４４は、基地局近傍判定部４９でいずれかの無線基地局２０の近傍にいると判定された情報を受け取った場合は、予め記憶部４５に記憶された当該基地局２０の座標情報を直接無線端末１０の位置座標として利用するよう位置算出を行う。
【００５１】
基地局近傍判定部４９でいずれかの無線基地局２０の近傍にいないと判定された情報を受け取った場合は、通常の三つ以上の連立方程式を利用した位置算出方法で無線端末１０の位置の算出を行う（ステップＳ２４０３乃至ステップＳ２４０６）
本実施形態により、読み出した無線基地局２０の位置情報の効率的な利用を計り、演算処理の負担を軽減した位置計測が可能となる。
【００５２】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について図５を参照しながら説明する。
【００５３】
本実施形態と、第２の実施形態との主な違いは、基地局２０が画像センサ部２５に代えて受信強度計測部２６を備えている点である。また測位計測部４０がさらに受信強度記憶部５１を備えている点である。
【００５４】
受信強度計測部２６は、無線端末１０Ａから送られてきた無線信号の受信強度を抽出する。この受信強度情報を通信処理部２４、データ送信部２３を介して基地局判定部４９へ送出する。
【００５５】
本実施形態の基地局判定部４９は、この受信強度と予め受信強度記憶部５１に記憶された閾値となる値とマッチングを行い、閾値よりも受信強度が大きければ基地局２０の近傍に存在すると判定を行う。
【００５６】
いずれかの基地局の直下にあると判断した場合は、当該情報を計測値収集部４２を介して位置計算部４４へ送出する。
【００５７】
本実施形態の位置計算部４４は、基地局近傍判定部４９で基地局２０の近傍にいると判定された情報を受け取った場合は、予め記憶部４５に記憶された当該基地局２０の座標情報を利用して位置算出を行う。例えば、基地局２０Ｂの（Ｘ、Ｙ）座標が分かっていれば、Ｚ座標の値のみの算出を行うといった具合である。また、Ｚ座標の値が、先の実施形態に示すように近距離通信により判明している場合は、演算処理を行わず、これらの値をもって無線端末１０の位置を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と算出してもよい。
【００５８】
次に本実施形態の動作について図６を参照しながら説明する。
【００５９】
無線端末１０の測位信号発信制御部１２は、位置測定開始の信号を受け取ると、データ処理部１５から得られる高さ情報と、位置測定用の識別情報とを含む無線信号を発信する（ステップＳ３１０１、ステップＳ３１０２）。
【００６０】
これを受信した無線基地局２０は、到達時間計測部２２で検出した無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報を計測収集部４２へ送信し、受信強度計測部２６で計測した受信強度と無線端末１０の識別情報を無線基地局判定部４９へ送出する（ステップＳ３２０１、ステップＳ３２０２）。
【００６１】
無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報を受けた計測収集部４２は、各基地局の計測値を収集し、位置計算部４４へ送出する（ステップＳ３４０１）。
【００６２】
受信強度計測部２６で計測した受信強度と無線端末１０の識別情報を受けた無線基地局近傍判定部４９は、受信強度記憶部５１に予め記憶された閾値と比較し、取得した画像又は映像から基地局の近傍にいるか否かの判定を行う。この処理により、いずれかの基地局の直下にあると判断した場合は、当該情報を計測値収集部４２を介して位置計算部４４へ送出する（ステップＳ３４０２）。
【００６３】
位置計算部４４は、基地局近傍判定部４９でいずれかの無線基地局２０の近傍にいると判定された情報を受け取った場合は、予め記憶部４５に記憶された当該基地局２０の座標情報を直接無線端末１０の位置座標として利用するよう位置算出を行う。
【００６４】
基地局近傍判定部４９でいずれかの無線基地局２０の近傍にいないと判定された情報を受け取った場合は、通常の位置算出方法で無線端末１０の位置の算出を行う（ステップＳ３４０３乃至ステップＳ３４０６）。
【００６５】
本実施形態により、読み出した無線基地局２０の位置情報の効率的な利用を計り、演算処理の負担を軽減した位置計測が可能となる。
【００６６】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について図７を参照しながら説明する。
【００６７】
本実施形態と、第２の実施形態との主な違いは、基地局２０が通信処理部２４に代えて端末判定処理部２７を備えている点である。
【００６８】
端末判定処理部２７は、画像センサ部２５が取得した画像の画像解析を行い、基地局直下にいるか否かの判定を行う。基地局直下に存在すると判定された場合には、到達時間計測部２２へ、到達時間に関する情報を送らないよう指示（無効化指示）を行う。
【００６９】
本実施形態の到達時間計測部２２は、無効化指示を受けた場合は、いずれの基地局２０から送信されてきたかを測位計測部４０が認識可能な信号で送信し併せて、無線端末１０の識別情報を送信する。
【００７０】
本実施形態の位置計算部４４は、送られてきた基地局の記憶部４５に記憶された位置情報を用いて無線端末１０の位置計測を行う。
【００７１】
次に本実施形態の動作について図８を参照しながら説明する。
【００７２】
無線端末１０の測位信号発信制御部１２は、位置測定開始の信号を受け取ると、位置測定用の識別情報とを含む無線信号を発信する（ステップＳ４１０１、ステップＳ４１０２）。
【００７３】
これを受信した無線基地局２０は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報を作成する（ステップＳ４２０１）。
【００７４】
無線基地局２０は、基地局の直下を含む下方を撮影する。撮影した画像または映像を端末判定処理部２７へ送出する（スステップＳ４２０２）。
【００７５】
端末判定処理部２７は、取得した画像又は映像から基地局の近傍にいるか否かの判定を行う。この処理により、いずれかの基地局の直下にあると判断した場合は、受信時間に関する情報の送出を無効にさせる無効情報を到達時間計測部２２またはデータ送信部２３へ送出する。（ステップＳ４２０３Ｙ、Ｓ４２０５）。
【００７６】
無効情報を受けた、到達時間計測部２２またはデータ送信部２３は、無効情報と無線端末の識別情報と無線基地局の識別情報を計測収集部４２へ送出する。
【００７７】
これを受けた計測収集部４２は、各基地局の計測値を収集し、位置計算部４４へ送出する（ステップＳ４４０１）。
【００７８】
位置計算部４４は、基地局近傍判定部４９でいずれかの無線基地局２０の近傍にいると判定された情報を受け取った場合は、予め記憶部４５に記憶された当該基地局２０の座標情報を直接無線端末１０の位置座標として利用するよう位置算出を行う。
【００７９】
端末判定処理部２３でいずれかの無線基地局２０の近傍にいないと判定された情報を受け取った場合は、通常の位置算出方法で無線端末１０の位置の算出を行う（ステップ４２０３Ｎ、ステップ４２０４、ステップＳ４４０１、ステップＳ４４０３、ステップＳ４４０４乃至ステップＳ４４０６）。
【００８０】
本実施形態により、通信量および演算処理の負担を軽減した位置計測が可能となる。
【００８１】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について図９を参照しながら説明する。
【００８２】
本実施形態と、第３の実施形態との主な違いは、基地局２０が受信強度記憶部２８を備えている点である。
【００８３】
受信強度記憶部２８は、無線部２１が受信した受信強度の判定を行うための閾値である受信強度を記憶している
本実施形態の端末判定処理部２７は、受信強度記憶部２８に記憶された閾値より受信強度が大きいか否かにより、無線端末１０が基地局２０直下にいるか否かの判定を行う。基地局直下に存在すると判定された場合には、到達時間計測部２２へ、到達時間に関する情報を送らないよう指示（無効化指示）を行う。
【００８４】
本実施形態の到達時間計測部２２は、無効化指示を受けた場合は、いずれの基地局２０から送信されてきたかを測位計測部４０が認識可能な信号および、無線端末１０の識別情報を送信する。
【００８５】
本実施形態の位置計算部４４は、送られてきた基地局の記憶部４５に記憶された位置情報を用いて無線端末１０の位置計測を行う。
【００８６】
次に本実施形態の動作について図１０を参照しながら説明する。
【００８７】
無線端末１０の測位信号発信制御部１２は、位置測定開始の信号を受け取ると、位置測定用の識別情報とを含む無線信号を発信する（ステップＳ５１０１、ステップＳ５１０２）。
【００８８】
これを受信した無線基地局２０は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報を作成する（ステップＳ５２０１、ステップＳ５２０２）。
【００８９】
また、無線基地局２０内の端末判定処理部２７は、受信強度計測部２６で計測した受信強度を、受信強度記憶部２８に予め記憶された閾値と比較し、取得した画像又は映像から基地局の近傍にいるか否かの判定を行う。この処理により、いずれかの基地局の近傍にあると判断した場合は、受信時間に関する情報の送出を無効にさせる無効情報を到達時間計測部２２またはデータ送信部２３へ送出する。（ステップＳ５２０３、Ｓ５２０４Ｙ）。
【００９０】
無効情報を受けた、到達時間計測部２２またはデータ送信部２３は、無線端末の識別情報と無線基地局の識別情報を計測収集部４２へ送出する（ステップＳ５２０６）。
【００９１】
これを受けた計測収集部４２は、各基地局の計測値を収集し、位置計算部４４へ送出する（ステップＳ５４０２）。
【００９２】
位置計算部４４は、基地局近傍判定部４９でいずれかの無線基地局２０の近傍にいると判定された情報を受け取った場合は、予め記憶部４５に記憶された当該基地局２０の座標情報を直接無線端末１０の位置座標として利用するよう位置算出を行う（ステップＳ５４０４乃至ステップＳ５４０６）。
【００９３】
端末判定処理部２３でいずれかの無線基地局２０の近傍にいないと判定された情報を受け取った場合は、通常の位置算出方法で無線端末１０の位置の算出を行う（ステップ５２０４Ｎ、ステップ５２０５、ステップＳ５４０１、ステップＳ５４０３、ステップＳ５４０４乃至ステップＳ５４０６）。
【００９４】
本実施形態により、演算処理の負担を軽減した位置計測が可能となる。
【００９５】
（第６の実施形態）
第６の実施形態について図１１を参照しながら説明する。
【００９６】
近距離送信部１３は、壁面３０に設置された近距離受信部３１乃至３３と通信を行う。例えば、ＲＦＩＤのアクティブタグである。無線信号で無線端末１０の識別情報（ＩＤ情報）を近距離受信部３１または近距離受信部３２または近距離受信部３３へ送信する。
【００９７】
壁面３０は、近距離受信部３１、３２、３３を含む構成である。本実施形態では、壁面と記載しているが、その他、柱やドアなど近距離受信部３１、３２、３３を取り付けることができるものであればよい。
【００９８】
近距離受信部３１、３２、３３は、無線端末１０内の近距離送信部１３と通信を行い、あらかじめ設置された高さ情報を保持している。近距離送信部１３から送られてきた識別情報（ＩＤ）を含む無線信号を受信した場合に、この送られてきた識別情報（ＩＤ）と位置に関するパラメータである高さ情報をデータ受信部４１を介して測位計算部４０内の高さ情報取得部４３へ送出する。本実施形態では通信可能な範囲内では基本的には一つの近距離受信部としか通信ができないような位置関係に配置されているものとしている。なお、本実施形態では近距離受信部が三つの場合について説明しているが、これに限られることなく二つ以上の近距離受信部であればよい。また近距離受信部１３の設置位置としては、エリアの入り口など無線端末１０と通信可能性が高い位置に置くことにより、設置数が少なくて済み、かつ無線通信の確実性が高い。
【００９９】
測位計測部４０は、データ受信部４１と、計測値収集部４２と、高さ情報取得部４３と、位置計算部４４と、記憶部４５とを含む構成である。
【０１００】
本実施形態と、他の実施形態との主な違いは、測位計測部４０が、判定部５２、到達時間記憶部５３、位置計算選択部５４、二次元位置計算部５５、三次元位置計算部５６、出力選択部５７とを備える点である。
【０１０１】
判定部５２は、近距離受信部３１、３２、３３から送られてきた高さ情報を受信した時刻と、無線端末１０から送られてきた電波を基地局２０が受信した時刻が到達時間差記憶部５３に記憶された閾値より時間がかかっているか否かを判定する。判定した結果を位置計算選択部５４、出力選択部５６へ送出する。
【０１０２】
到達時間差記憶部５３は、予め設定された閾値として用いられる時間差のデータが記憶されている。
【０１０３】
位置計算選択部５４は、判定部５２が閾値よりも大きい又は閾値以上であると判定した情報を送ってきた場合は、三次元位置計算部５６に無線端末１０の三次元位置の算出を指示する。判定部５２が閾値以下または閾値未満であると判定した情報を送ってきた場合は、二次元位置計算部５５に高さ情報取得部４３が取得した高さ情報を用いて無線端末１０の二次元位置の算出を指示する。
【０１０４】
二次元位置計算部５５は、高さ情報取得部４３が取得した高さ情報を用いて無線端末１０の二次元位置の算出を行う。算出した値を出力選択部５６へ送出する。
【０１０５】
三次元位置計算部５６は、ＴＤＯＡ方式や用いて無線端末１０の三次元位置を算出する。算出した値を出力選択部５６へ送出する。なお、三次元位置計算部の計算方式としては、この他受信強度を使用して算出する方式をとってもよい。
【０１０６】
出力選択部５７は、判定部５２の判定を受け取り、判定部５２が閾値よりも大きい又は閾値以上であると判定した情報を送ってきた場合は、三次元位置計算部５６から送られてきた位置座標を出力する。判定部５２が閾値以下または閾値未満であると判定した情報を送ってきた場合は、二次元位置計算部５５から送られてきた位置座標を出力する。
【０１０７】
次に本実施形態の動作について図１２を参照しながら説明する。
【０１０８】
無線端末１０の近距離送信部１３は、常時識別信号を発信するための通信を確立可能な状態である。通信が確立し、近距離受信部３１、３２、３３のいずれかと通信が可能となった際に、識別信号を送信する。
【０１０９】
識別信号を受信した近距離受信部３１又は３２又は３３は、この識別信号と予め保持している高さ情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して高さ情報取得部４３は高さに関するデータを検出する（ステップＳ６１０１、ステップＳ６３０１、Ｓ６３０２、ステップＳ６４０２）。
【０１１０】
無線端末１０の測位信号発信制御部１２は、位置測定開始の信号を受け取ると、位置測定用の識別情報を含む無線信号を発信する。
【０１１１】
これを受信した無線基地局は、無線信号の受信時間に関する情報と、無線端末１０の識別情報を測位計測部４０へ送信し、データ受信部４１を介して計測値収集部４２にて各基地局の計測値を収集する（ステップＳ６１０２、Ｓ６１０３、ステップＳ６２０１、６２０２、ステップＳ６４０１）。
【０１１２】
計測値収集部４２で収集された近距離受信部３１、３２、３３からのデータと無線基地局２０への無線信号の取得時間の
位置計測選択部５４は、高さに関するデータおよび各無線基地局２０の受信時間情報を各受信した識別情報から整合をとる（ステップＳ６４０３）。
【０１１３】
ここで、判定部５２は、計測値収集部４２から送られてきた計測値を取得し、無線基地局２０が一の無線端末１０について無線信号を受信した時間と、近距離受信部３１、３２、３３から送られてきた時間との時間差を算出する。算出した時間差を到達時間差閾値部５３に記憶されている値と比較する。
【０１１４】
閾値以上の場合は、到達時間に関する情報を送ってきた無線基地局２０の位置情報を読み出し、Ｘ、Ｙ、Ｚの三次元の３つの値を算出する（ステップＳ６４０７，ステップＳ６４０８）
閾値以下の場合は、到達時間に関する情報を送ってきた無線基地局２０の位置情報を読み出し、Ｘ、Ｙ、Ｚの三次元の３つの値を算出する（ステップＳ６４０５，ステップＳ６４０６）
出力選択部５７は、三次元一計算部５６または二次元位置計算部５５が算出した計測値を出力する。
【０１１５】
本実施形態により、より正確な高さ情報を用いた位置計測が可能となる。
【０１１６】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０（１０Ａ）  …  無線端末
１１（１１ａ）  …  無線部
１２（１２ａ）  …  測位信号発信制御部
１３（１３ａ）  …  近距離送信部
１４（１４ａ）  …  近距離受信部
１５（１５ａ）  …  データ処理部
１６（１６ａ）  …  加速度センサ部
１７（１７ａ）  …  測距センサ部
１７１（１７１ａ）  …  近距離発信部
１７２（１７２ａ）  …  近距離受信部
１７３（１７３ａ）  …  距離計算部
１８（１８ａ）  …  画像用マーカ部
２０（２０Ａ、２０Ｂ）  …  無線基地局
２１（２１ａ、２１ｂ）  …  無線部
２２（２２ａ、２２ｂ）  …  到達時間計測部
２３（２３ａ、２３ｂ）  …  データ送信部
２４（２４ａ、２４ｂ）  …  通信処理部
２５（２５ａ、２５ｂ）  …  画像センサ部
２６（２６ａ、２６ｂ）  …  受信強度計測部
２７（２７ａ、２７ｂ）  …  端末判定処理部
３０  …  壁面
３１、３２、３３、３４、３５、３６  …  近距離受信部
３７、３８、３９  …  近距離送信部
４０  …  測位計測部
４１  …  データ受信部
４２  …  計測値収集部
４３  …  高さ情報取得部
４４  …  位置計算部
４５  …  記憶部
４６  …  受信高さ対応部
４７  …  送信高さ対応部
４８  …  高さ変化取得部
４９  …  基地局近傍判定部
５１  …  受信強度記憶部
５２  …  判定部
５３  …  到達時間差閾値部
【図１】
2012202734.tif 000004
【図２】
2012202734.tif 000005
【図３】
2012202734.tif 000006
【図４】
2012202734.tif 000007
【図５】
2012202734.tif 000008
【図６】
2012202734.tif 000009
【図７】
2012202734.tif 000010
【図８】
2012202734.tif 000011
【図９】
2012202734.tif 000012
【図１０】
2012202734.tif 000013
【図１１】
2012202734.tif 000014
【図１２】
2012202734.tif 000015