(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現在位置の位置データを測定する位置測定手段と、前記現在位置から、位置を測定したい目標物に対する方位データと仰角データとを測定する方位仰角測定手段と、複数の位置において測定した位置データと、各位置から同一目標物に対する方位データおよび仰角データとから当該目標物の位置を演算処理する演算処理手段とを有する携帯通信端末。
【請求項２】
他の測定位置の位置データとその位置において同一目標物に対して取得された方位データおよび仰角データを受信する受信手段を有し、前記演算処理手段が、自己の測定した現在位置の位置データと、位置を測定したい目標物に対する方位データと仰角データおよび受信された他の測定位置の位置データ、方位データおよび仰角データから当該目標物の位置を演算処理する請求項１に記載された携帯通信端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯通信端末に関し、特に、目標物の緯度、経度または高度といった位置データを簡易に取得するのに好適な携帯通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、目標物の位置や高さを求めるためには、例えば、三角測量や水準測量等の基本的な知識を有するとともに、トランシットやレベル等と呼ばれる特別な機器を使用して行うことが必要であった。しかも、これらの機器の使用法についても一定の知識がなければ満足な測定を行うことができなかった。その一方で、最近では、目標を器械で視準すれば、目標物の位置や高度等を同時に測定でき、かつ、外部コンピュータ等と接続することにより高度な演算処理も可能となるトータルステーション等の機器が登場してきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの機器は高価であり、測量を業とする場合には有用であっても、一般には手軽なものとは言えない。一方で、こうした高価な機器を使用せず、従来からの方法で目標物の位置や高度を測定しようとすれば、相当の時間を要するとともに、ある程度、信頼性のあるデータを得るためには、一定の測量技術に関する知識を身に付ける必要があるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、測量に関する技術的な知識を有しない人であっても、手軽に目標物の位置や高度を知ることができる携帯通信端末を提供することを目的とする。また、現在携帯電話に代表される携帯通信端末は位置を測定するためのＧＰＳなどとともに、方位や仰角を検知するための磁気センサを搭載することが検討されているが、これらを利用することによって、前記目的が比較的容易に実現可能となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を提案している。
なお、本発明において、「位置」又は「位置データ」というときは、経度データ、緯度データのみならず高度データをも含んだ「位置」又は「位置データ」をいうものとする。
請求項１に係る発明は、現在位置の位置データを測定する位置測定手段と、前記現在位置から、位置を測定したい目標物に対する方位データと仰角データとを測定する方位仰角測定手段と、複数の位置において測定した位置データと、各位置から同一目標物に対する方位データおよび仰角データとから当該目標物の位置を演算処理する演算処理手段とを有する携帯通信端末を提案している。
【０００６】
この発明によれば、位置測定手段により、現在位置の位置データ、すなわち緯度、経度および高度のデータを取得することができ、方位仰角測定手段により、現在位置から位置データを測定したい目標物への方位と仰角がわかる。したがって、これらのデータを複数の位置で取得し、これらのデータを用いて演算処理手段を作動させることにより、目標物の位置を求めることができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された携帯通信端末に関して、他の測定位置の位置データとその位置において同一目標物に対して取得された方位データおよび仰角データを受信する受信手段を有し、前記演算処理手段が、自己の測定した現在位置の位置データと、位置を測定したい目標物に対する方位データと仰角データおよび受信された他の測定位置の位置データ、方位データおよび仰角データから当該目標物の位置を演算処理する携帯通信端末を提案している。
【０００８】
この発明によれば、受信手段の作動によって、他の測定位置において同一の目標物を視準して得たデータを受信することにより、複数の位置において測定した複数のデータを得ることができる。そして、これらの自己が測定したデータおよび受信したデータによって演算を行うことにより、目標物の位置データを取得することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る携帯通信端末について図１から図８を参照して詳細に説明する。
図１は本実施形態に係る携帯通信端末の構成を示す図である。
本実施形態に係る携帯通信端末は、位置測定手段であるＧＰＳ受信機５と、方位仰角測定手段であるＸＹＺ３軸地磁気センサ６と、記憶手段であるＲＡＭ１およびＲＯＭ２と、演算処理手段であるＣＰＵ３と、表示手段であるＬＣＤ７と、受信手段である通信部４と、操作入力部８とを備えている。ＧＰＳ受信機５（ＧＰＳ：Global Positioning System）は、複数の人工衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して、これらの信号の位相差を算出することにより、現在位置の緯度、経度および高度データを測定する。ＸＹＺ３軸地磁気センサ６は、図示しない周辺回路とから構成されており、ＸＹＺ３軸地磁気センサ６は、磁気の強さに応じてその抵抗値が変化するＧＭＲ（ジャイアント磁気抵抗）素子をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ方向に配置している。ＸＹＺ３軸地磁気センサ６は、装置が向いている方向の磁界の強さをＧＭＲ素子の抵抗値の変化として捕らえ、測定された値を方位と仰角に変換するテーブルを用いて変換し、目標物への方位と仰角を測定する。
【００１０】
ＲＡＭ１（ランダムアクセスメモリ）は、不揮発性メモリで構成されており、ＧＰＳ受信機５によって測定した現在位置の位置データやＸＹＺ３軸地磁気センサ６で測定された目標物に対する方位データや仰角データが記録される。また、ＲＯＭ２（リードオンリーメモリ）には、システムの制御プログラムや定型的な文字データおよび画像データ等が格納されている。ＣＰＵ３は、ＲＡＭ１に記憶された複数の位置における位置データとそれらの位置から目標物を視準して得られた方位データおよび仰角データを演算処理して、目標物の位置データを算出するほか、システム全体の制御も行う。通信部４は, 携帯通信端末相互間の通話データや文字情報等の送受信を行うほか、本発明に係る測定データの送受信も行う。ＬＣＤ７（ＬＣＤ（液晶表示器）：Liquid Crystal Display）は、通話に関する情報や文字または図形あるいは画像情報のほか、本発明に係る測定結果等を表示する。
【００１１】
図２は、本発明の実施の形態に係る携帯通信端末の外観図である。
符号８は操作入力部を示しており、現在位置の位置データの測定または、目標物に対する方位データや仰角データの測定を開始するためのキーあるいはＣＰＵ３に演算処理命令を行うキー等がこれに含まれる。符号１２は、携帯通信端末１０間の様々な情報を送受信するためのアンテナを示しており、本発明に係る現在位置の位置データやその位置から測定した目標物に対する方位データあるいは仰角データを送受信するためにも使用される。
【００１２】
符号１１ａ、１１ｂは、目標物を視準する場合に照準とする突起部であって、実際の測定の際には、この突起部１１ａ、１１ｂで目標物を指し示すように、携帯通信端末１０を傾けて測定を行う。なお、一の突起部１１ａと他の突起部１１ｂとの間隔や高さ又は形状は任意であり、突起部１１ａ、１１ｂでしっかり目標物を捕らえられればよい。また、携帯通信端末１０とは、携帯電話機や簡易型携帯電話機はもとより、ＰＤＡ（Personal Digital assistant）等を含めた携帯通信端末が含まれる。
【００１３】
図３は、本発明の実施の形態に係る目標物の位置データを取得するための方法を示した図である。
この図では、２台の携帯通信端末Ａ１０ａおよびＢ１０ｂを用いて、目標物の位置データを取得する方法を例示している。これによると、目標物の位置データを求めるためには、まず、携帯通信端末Ａ１０ａおよびＢ１０ｂの現在位置の位置データを取得するために、人工衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して、現在位置の経度、緯度および高度データであるＰｏｓ．１（ａ１，ｂ１，ｃ１）、Ｐｏｓ．２（ａ２，ｂ２，ｃ２）を測定する。ここで、ａ１，ａ２は経度を、ｂ１，ｂ２は緯度をｃ１，ｃ２は高度を示すデータである。次に，目標物の位置データを取得するため、携帯通信端末Ａ１０ａおよびＢ１０ｂにおいて、位置データを取得しようとする目標物を本体の照準となる突起部１１ａ，１１ｂで指し示して、現在位置から目標物に対する方位データと仰角データα１、α２を測定する。
【００１４】
このとき、携帯通信端末Ａ１０ａ、Ｂ１０ｂと目標物との３次元的な位置関係は図４のようになるため、携帯通信端末Ａ１０ａの位置から目標物に対して求められた方位に向かって仰角α１で描いた直線と、携帯通信端末Ｂ１０ｂの位置から目標物に対して求められた方位に向かって仰角α２で描いた直線が交わる交点、これが求める目標物の位置データＰｏｓ．３（ａ３，ｂ３，ｃ３）になる。したがって、この交点の３次元座標を求めることで、目標物の３次元位置データを取得することができる。なお、図４は、Ｘ軸を経度、Ｙ軸を緯度とした座標系であるが、経度と緯度は地球上の座標であるため、特に各Ｐｏｓ.の距離が離れると、各Ｐｏｓ.の位置や示した角度は現実とは異なってくる。したがって、その差が無視できない場合は、絶対的な座標で表すことも必要である。
【００１５】
なお、本実施例においては、上空を飛行中の飛行機を測定する場合を示しているが、リアルタイムで目標物の位置データを取得するためには、別々の携帯通信端末Ａ１０ａ，Ｂ１０ｂを有する人が同時に目標物を測定する必要がある。また、例えば、高さの高い建造物の位置データを複数の携帯通信端末１０を用いて測定する場合あるいは一台の携帯通信端末１０を用いて測定する場合も基本的な考え方は同様である。
【００１６】
図５は、一つの携帯通信端末１０で静止している目標物の位置データを取得する場合の処理を示すフローチャートである。
これによると、まず、一の位置（Ｐｏｓ.１）で、携帯通信端末１０の使用者が、本体部にある照準用の突起１１ａ，１１ｂで、目標物を指し示すように携帯通信端末１０を目標物に向けて視準し、位置データ取得開始キーを押す（ステップ１０１）。操作入力部８はこのキーが押されたことを感知すると、これをＣＰＵ３に送信する。ＣＰＵ３は現在位置の位置データを測定するとともに、その位置から目標物に対する方位データおよび仰角データを取得する処理を開始する（ステップ１０２）。ＣＰＵ３は、上記所定のデータを取得する処理を終了すると、この値を記憶部内のＲＡＭ１に書き込む（ステップ１０３）。
【００１７】
次に、携帯通信端末１０の使用者は目標物の位置データを取得するために必要なもうひとつのデータを得るため、別の場所（Ｐｏｓ.２）に移動する（ステップ１０４）。移動が完了したら、再び上記の要領で、本体部にある照準用の突起間１１ａ，１１ｂで、目標物を指し示すように携帯通信端末１０を目標物に向けて視準し、上記の位置データ取得開始キーを押す。以下、上記と同様の手順で位置データを取得する処理を進行する（ステップ１０５からステップ１０７）。
【００１８】
一の位置（Ｐｏｓ.１）と他の別の位置（Ｐｏｓ.２）での位置データの取得が終了した後、操作入力部８にある演算処理命令キーが押されると（ステップ１０８）、ＣＰＵ３は、記憶部のＲＡＭ１に格納されている一の位置（Ｐｏｓ.１）と他の別の位置（Ｐｏｓ.２）での位置データおよびそれぞれの位置から目標物に対する方位データおよび仰角データをもとに、目標物の３次元座標とそれぞれの位置からの直線距離ｍ,ｌを算出する処理を開始し（ステップ１０９）、算出処理を終了すると演算処理結果を携帯通信端末１０のＬＣＤ７に表示する（ステップ１１０）。なお、この演算処理結果は、その後の演算処理結果の比較検討用に記憶部のＲＡＭ１内に記憶しておくことができ、その操作は、演算処理結果が表示された表示画面上で行うことができる（図８を参照）。
【００１９】
また、本実施の形態においては、現在位置の位置データや、その位置から目標物を視準したときの方位データおよび仰角データの取得開始を操作キーにより指示する例を示したが、例えば、ＣＰＵ３が携帯通信端末１０に電源が入っている状態のときは、常に、ＸＹＺ３軸地磁気センサ６の出力をモニタし、その出力の変化が一定時間なかったときは、携帯通信端末１０の使用者が位置データを取得しようとする目標物を視準していると判断し、自動的に測定を開始して、測定の終了とともにこの測定結果を自動的に表示することもできる。
【００２０】
図６は、二人の人が別々に携帯通信端末Ａ１０ａと携帯通信端末Ｂ１０ｂを持って目標物の位置データを取得する場合の処理を示したフローチャートである。これによると、まず、図５の場合と同様に、一の携帯通信端末A１０ａの使用者と、他の携帯通信端末B１０ｂの使用者がそれぞれの位置Ｐｏｓ.1、Ｐｏｓ．２からそれぞれの位置の位置データとその位置から目標物に対する方位データ、仰角データとを取得してこれをそれぞれの携帯通信端末１０の記憶部にあるＲＡＭ１内に記憶させる（ステップ２０１からステップ２０３、ステップ２０９からステップ２１１）。
【００２１】
次に、一方の携帯通信端末Ｂ１０ｂの使用者が、操作入力部８を操作して、ＣＰＵ３に対してＲＡＭ１内に記憶された上記のデータを他の携帯通信端末Ａ１０ａに送信するよう指示したときは（ステップ２１２）、この指示に従って、ＲＡＭ１内に記憶された位置データを他の携帯通信端末Ａ１０ａに送信する（ステップ２１３）。他の携帯通信端末Ｂ１０ｂから位置データを受信した（ステップ２０４）もう一方の携帯通信端末Ａ１０ａは、受信した上記のデータをＲＡＭ１内に格納する（ステップ２０５）。
【００２２】
ついで、一方の携帯通信端末Ａ１０ａの使用者が操作入力部８を操作して、演算処理の指示をした場合は、ＲＡＭ１内に格納されている自己が測定した上記のデータと他の携帯通信端末Ｂ１０ｂから送信されＲＡＭ１内に記憶されている上記のデータを用いて、ＣＰＵ３内の演算処理部で演算処理を実行する。演算処理は、目標物の３次元座標や測定位置からの直線距離を算出すると終了し（ステップ２０７）、演算処理結果を携帯通信端末Ａ１０ａのＬＣＤ７に表示する（ステップ２０８）。
【００２３】
なお、この演算処理結果はＬＣＤ７に表示された文字データによる案内によりＲＡＭ１に記憶することもできるし、操作入力部８を操作することによって、これをもう一方の携帯通信端末Ｂ１０ｂの使用者に送信することもできる。また、複数の端末を使って目標物の測定を行う場合は、複数の位置での測定を同時に行うことができれば、目標物が動くものであっても測定が可能であり、測定結果を時系列にプロットすれば、軌跡を表示することもできる。
【００２４】
図７、図８は、携帯通信端末１０のＬＣＤ７に表示される表示データの実施例を示したものである。
図７は各位置で目標物を測定したときの表示例を、図８は複数の位置で測定したデータをもとに演算処理をして得た目標物の位置データの表示例を示している。  図７より、各位置から目標物を測定したときの表示内容としては、経度データ、緯度データおよび高度データに加えて、測定地から目標物を測定したときの方位データ、仰角データがある。また、測定位置の番号（表示例としては、Ｐｏｓ．Ｎｏ）については、使用者のデータ管理の内容や手法に応じて、自由に番号を付けることができるようになっている。さらに、演算処理結果の表示内容としては、図８より、経度データ、緯度データおよび高度データのほか、測定した位置から目標物までの直線距離などがある。
【００２５】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、本発明の実施の形態においては、説明の便宜上、測定位置が２点である場合について説明したが、これに限られるものではない。むしろ、演算処理結果の精度という点からは、測定位置を極力多くするのが測定誤差を小さくすることができて望ましいといえる。また、本発明の実施の形態においては、ＧＰＳ測量によって、高度データも得ることを想定しているが、高度が明確である位置からの測定である場合や、他の装置により高度を測定することができる場合を想定して、高度データについては、別途、手入力できるシステムとすることもできる。さらに、本発明の実施の形態においては、複数の携帯通信端末を用いて、目標物の位置データを取得する場合について説明をしたが、
データを受信する機器は、携帯通信端末に限られるものではなく、これらの情報を有する他の装置であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、自己の現在の位置を測定することができる機能を有する携帯通信端末を用いて、任意の目標物の位置データを取得することができるため、本来測定に用いられる特殊な器械が不要であるとともに、測量の知識がない人でも、容易に測定したい目標物の位置データを即座に知ることができる。また、測定データや計算結果をメモリに保存することができ、さらに、携帯通信端末の有する通信機能によりこれらのデータを相互に送受信することとすれば、データの有効利用を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の携帯に係る携帯通信端末の構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係る携帯通信端末の外観図である。
【図３】  本発明の実施の形態に係る目標物の位置データを取得するための方法を示した図である。
【図４】  本発明の実施の形態に係る携帯通信端末と目標物との３次元的な位置関係を示す図である。
【図５】  本発明の実施の形態に係る一つの携帯通信端末で静止している目標物の位置データを取得する場合の処理フローチャートである。
【図６】  本発明の実施の形態に係る二人の人が別々に携帯通信端末を持って目標物の位置データを取得する場合の処理フローチャートである。
【図７】  本発明の実施の形態に係る各位置から目標物を測定したときの表示例を示す図である。
【図８】  本発明の実施の形態に係る複数の位置で測定したデータをもとに演算処理をした場合の目標物の位置データの表示例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・ＲＡＭ、３・・・ＣＰＵ、４・・・通信部、５・・・ＧＰＳ受信機、６・・・ＸＹＺ３軸地磁気センサ、７・・・ＬＣＤ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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