位置を推定する方法及び関連する装置
方法は、慣性位置情報、ＧＰＳ情報、及び測距情報を、位置推定装置を使って受け取ることを含む。この方法は、慣性位置情報、ＧＰＳ情報、及び測距情報の組み合わせに基づいて、位置推定装置の位置の推定を判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願開示は、位置の推定に関する。より詳しくは、本願開示は、慣性位置情報、測距情報、及びＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）情報の組み合わせに基づいて、位置を推定する方法及び関連する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
社会の多くの業務は、緊急かつ危険な状況に対応する必要がありうる。このような状況では、自身の位置及び他者の位置に関する知識は、うまく対応するために最も重要な情報になりうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
１つの例では、装置は自身の位置を判断するためにＧＰＳ信号を受信する。この装置は更に、２つ以上の位置からの三角測量を使って、ＧＰＳ信号に組み合わせる。この２つ以上の位置から、この装置は信号を受信する。この２つ以上の位置に、この装置は信号を送信する。この装置は、ＧＰＳ信号及び２つ以上の位置からの信号により、自身の位置の推定を判断する。しかし、ＧＰＳ信号及び２つ以上の位置からの信号の双方とも、届かないことがある。例えば、この装置が地下にある場合は、位置を推定する正確度は落ちる。この例では、正確度が落ちても、この装置の意図した目的のためには有用ではある。しかし、この技術を改良する余地は残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願の教示は、一般に、慣性位置情報、ＧＰＳ情報、及び測距情報を、位置推定装置を使って受け取る方法を含む。この方法は、慣性位置情報、ＧＰＳ情報、及び測距情報の組み合わせに基づいて、位置推定装置の位置の推定を判断する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本願の教示による位置推定装置の例の斜視図である。本願の教示は、利用者に付随する位置推定装置の位置の推定を判断する。
【図２】図１の位置推定装置を着用している利用者の例の斜視図である。
【図３】本願の教示による位置推定装置の区画図である。
【図４】状況認識システム、位置推定装置を持っている複数の利用者、及び中継節点の図である。状況認識システム、利用者、及び中継節点の全ては、様々な組み合わせで互いに通信してもよい。
【図５】本願の教示による場面の例の斜視図である。ある状況における複数の利用者と中継節点を示している。この状況では、位置の推定が利用者の役に立つ。
【図６】本願の教示による図である。図６は、状況認識システムを示す。状況認識システムは、利用者と中継節点の位置を追跡している。図６はまた、それぞれの位置の推定の各々についての正確度を示す。
【図６Ａ】図６の一部を拡大した図である。図６Ａは、利用者の識別、状態、及び推定位置、並びに利用者の位置の推定の正確度を記述する値を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本願の教示を適用できる更なる領域は、本願に示す記載から明らかになる。次のことに注意。即ち、実施例の記載及び特定の例は、例示のみを目的とすることを意図している。実施例の記載及び特定の例は、本願の教示の範囲を限定することを意図していない。
【０００７】
次の記載は、本質的に単なる例である。次の記載は、本願の教示、本願の教示の応用、又は本願の教示の利用者を、制限することを意図していない。次のことに注意。即ち、全ての図面を通して、対応する参照番号は、似た又は対応する部分及び機能を示すことがある。
【実施例】
【０００８】
図１及び図２を参照する。本願の教示は、一般に、位置推定装置１０を含む。位置推定装置１０を、利用者１２が持つ。図３を参照する。位置推定装置１０は、一般に、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８を含む。加えて、位置推定装置１０は、位置判断モジュール２０を含む。位置判断モジュール２０は、位置推定装置１０の位置の推定を判断する。この判断は、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８からの情報の組み合わせに基づく。
【０００９】
制御モジュール２２は、複数のモジュール２４の全部の間又は一部の間の通信を、制御及び／又は援助してもよい。位置推定装置１０が更に含むのは、スピーカー２６及びマイク２８である。スピーカー２６及びマイク２８を、利用者１２が有効又は無効にする。位置推定装置１０の１つ以上の利用者制御部３０を使うことによって、利用者１２は、通信を送信及び／又は受信する。スピーカー２６及びマイク２８を、遠隔から有効又は無効にできる。
【００１０】
位置推定装置１０が更に含むのは、アンテナモジュール３２、スピーカーモジュール３４、マイクモジュール３６、及び利用者制御部モジュール３８である。アンテナモジュール３２は、アンテナ４０に接続する。アンテナモジュール３２はまた、次のものにも接続できる。即ち、追加のアンテナ、外部のアンテナ、図４の別な位置推定装置１０ａに付いているアンテナ４０ａ、及びこれらのアンテナの組み合わせ。ＧＰＳモジュール１６及び／又は測距モジュール１８は、１つ以上のアンテナを持ってもよい。この１つ以上のアンテナは、それぞれのモジュールに接続してもよい。即ち、この１つ以上のアンテナは、そのモジュール用の専用アンテナである。従って、ＧＰＳモジュール１６及び／又は測距モジュール１８が使えるのは、アンテナ４０、専用アンテナ、及びアンテナ４０と専用アンテナの組み合わせである。
【００１１】
スピーカーモジュール３４は、スピーカー２６に接続する。スピーカーモジュール３４はまた、次のものに接続してもよい。即ち、追加のスピーカー、外部のスピーカー、図２の利用者のイヤホン４２、図４の別な位置推定装置１０ａ等のスピーカー２６ａ、及び／又はこれらの組み合わせ。マイクモジュール３６は、図１のマイク２８に接続する。マイクモジュール３６は、次のものにも接続できる。即ち、追加のマイク、外部マイク、利用者のイヤホン（マイク内蔵型）４２、図４の別な位置推定装置１０ａ等のマイク２８ａ、及び／又はこれらの組み合わせ。
【００１２】
位置推定装置１０が更に含むのは、位置判断モジュール２０、識別モジュール４４、表示モジュール４６、及び電源モジュール４８である。位置判断モジュール２０及び／又は制御モジュール２２は、位置推定装置１０の位置の推定を判断する。この判断の際に、情報の認知網を使う。この情報は、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８から来る。位置推定装置１０は、位置推定装置１０の位置の情報を、１人以上の利用者１２ａ等に与える。この際に、他の位置推定装置１０ａ等、及び／又は、図６に示す状況認識システム５０を使う。
【００１３】
識別モジュール４４は、一意な識別子データを含む。一意な識別子データは、識別モジュール４４の中にある。一意な識別子データは、他の諸モジュール２４にあることもできる。この識別子データは、次の情報を含む。即ち、通し番号、媒体利用制御（ＭＡＣ）アドレス、装置番号、他の適切な情報の列、及び／又はこれらの組み合わせ。
【００１４】
表示モジュール４６は、位置推定装置１０の表示器５２を含む。図２の利用者１２は、表示器５２を見ることができる。表示器５２は、利用者１２に有用な情報に関する画像を提供する。表示器５２は、次を含む。即ち、１つ以上の画面（例えば液晶表示画面）及び／又は１つ以上の表示灯（例えば発光ダイオード）。表示灯は、何らかの機能（例えば電源の入／切）に関する。表示モジュール４６はまた、有用な情報に関する画像を、図４の別な位置推定装置１０ａ等の１つ以上の表示器５２ａに、及び／又は、図６の状況認識システム５０の表示器５１に、送ることもできる。有用な情報とは、次の情報を含むことができる。即ち、位置情報、その位置情報の正確度を記述する値、電池残量、発話の入／切、システムの状態、等。
【００１５】
電源モジュール４８は、位置推定装置１０の様々なモジュール２４の電力の使用を、制御及び／又は管理する。電源モジュール４８は、内部の電池５４及び／又は外部の電源に接続する。これにより、位置推定装置１０に電力を与える。電源モジュール４８は、１つ以上の電池５４から使える電力の残量を判断する。
【００１６】
利用者制御部モジュール３８は、１つ以上の次に示す制御部に接続する。即ち、発話制御部５６、音量制御部５８、スケルチ制御部６０、及びチャンネル選択制御部６２。発話制御部５６は、切替器又は他の適切な装置を含む。これにより、発話の入状態と発話の切状態の間を切り替える。発話制御部５６が、発話の入状態にある場合は、発話制御部５６は、位置推定装置１０に、例えばマイク２８から受け取った内容を、送信することを許す。発話制御部５６が、発話の切状態にある場合は、位置推定装置１０は、送信を行わず、代わりに、送信された内容を受信できる。この例では、位置推定装置１０は、単方向通信のシステム又は半二重通信のシステムである。即ち、利用者１２は、送信するためには発話制御部５６を押すか有効化する必要がある。かつ、利用者１２は、受信するためには発話制御部５６を放す必要がある。本発明の別の観点では、二重通信又は全二重通信のシステムを使ってもよい。このシステムは、例えば、セルラー通信の標準を使う。
【００１７】
音量制御部５８は、スピーカー２６の音量を調整する。スケルチ制御部６０は、次の場合に受信を完全に無効にできる。即ち、有用な信号が、ある値よりも低く落ちた場合である。スケルチ制御により、次の状況を避ける。即ち、高い雑音信号が散布され、所望の信号が無い状況である。チャンネル選択制御部６２により、利用者１２は、チャンネルを選択できる。選択したチャンネルで、位置推定装置１０は、送信及び／又は受信ができる。
【００１８】
前述の諸モジュール２４を、適切な下位モジュールを持つ単一のモジュールに統合してもよい。前述の諸モジュールの全部若しくは一部並びに／又は総体としての位置推定装置を、手持ち装置に含めてもよい。又は、前述の諸モジュールの全部若しくは一部並びに／又は総体としての位置推定装置は、他の装置の部分でもありうる。他の装置とは、例えば、ノート型計算機、ヘッドセット、車載型計算機、等である。
【００１９】
次の点に注意。即ち、２つ以上の諸モジュール２４を、単一のモジュールに統合してもよい。単一のモジュールとは、例えば、単一の複数機能型モジュールである。単一の複数機能型モジュールは、複数の下位モジュールを持つ。２つ以上の諸モジュール２４を、複数のモジュールに分割してもよい。分割された複数のモジュールは、互いに通信する。及び／又は、２つ以上の諸モジュール２４は、単一のモジュールと複数のモジュールの組み合わせでもよい。本願で使う語である、モジュール、制御モジュール、部品、及び／又は装置は、次を指すことができる。即ち、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、（共有型、占有型、若しくは複数型の）処理装置及び記憶装置であって１つ以上のソフトウェア若しくはファームウェアのプログラムを実行するもの、組み合わせ論理回路、並びに／又は、他の適切な、機械的、電気的、若しくは電気機械的部品であって、所望の機能を提供するもの。更に、モジュールは、他のモジュール、装置、区画等と通信してもよい。この際に使うのは、デジタル及び／若しくはアナログの入力及び出力並びに／又は適切な通信網である。適切な通信網は、無線及び／又は有線の接続を経由する。
【００２０】
位置推定装置１０は、動作すると、位置推定装置１０の利用者１２に、その利用者の位置の推定を与える。この推定は、認知網で利用できる情報の融合又は組み合わせに基づく。位置推定装置１０はまた、利用者１２の位置の前述の推定の正確度の記述の値を、１つ以上与える。位置情報及び／又は位置情報の正確度は、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８から得た情報の組み合わせに基づく。図４を参照する。位置推定装置１０は、位置情報を、様々な受信相手に送信する。様々な受信相手とは、例えば、他の利用者１２ａ等、又は状況認識システム５０である。他の利用者１２ａ等は、他の位置推定装置１０ａ等を持っている。状況認識システム５０は、複数の位置推定装置１０、１０ａ等の位置を追跡できる。
【００２１】
位置情報を、次のモジュールからの情報の組み合わせによって判断する。即ち、慣性位置モジュール１４（慣性情報を提供する）、ＧＰＳモジュール１６（ＧＰＳ信号を提供する）、及び測距モジュール１８（測距信号を提供する）。位置推定装置１０は、この３つのモジュール１４、１６、及び１８からの情報を受け取り、利用者１２に、位置推定装置１０の位置の推定を提供する。また、位置推定装置１０は、利用者１２に、その位置情報の正確度又は信頼度を記述する値を与える。位置推定装置１０は、情報の組み合わせに基づく。従って、位置推定装置１０は、更に、前述の３つのモジュール１４、１６、及び１８の情報源の各々についての正確度を重み付ける。この重み付けは、例えば、３つのモジュール１４、１６、及び１８が受け取った信号の状態に基づく。各々のモジュールが受け取った信号の正確度は、次の要因によって影響を受けることがある。即ち、信号の強さ、複数の信号を受け取れるか否か、雑音、物理的な障害物、等。位置情報の基礎となる個々の信号の正確度又は信頼度も、表示器５２に表示できる。
【００２２】
慣性位置モジュール１４は、ジャイロスコープ及び／又は他の適切な部品を含む。これによって、慣性情報及び慣性情報の変化を検出する。慣性位置モジュール１４及び／又は位置判断モジュール２０は、情報を、ＧＰＳモジュール１６及び／又は測距モジュール１８から得る。例えば、ＧＰＳモジュール１６は、第１の参照位置を確定する。慣性位置モジュール１４は、第１の参照位置からのずれを測定する。即ち、図２の利用者１２が、第１の参照位置から３ｍ歩いた場合、慣性位置モジュール１４は、その動きを検出する。この際に、ＧＰＳモジュール１６からの更なる入力は無い。慣性位置モジュール１４は、従って、３次元の全ての方向について、相対的な移動の情報を提供できる。慣性位置モジュール１４は、適切な３次元加速度計を含むことができる。又は、慣性位置モジュール１４は、適切な３次元加速度計の部分であることができる。適切な３次元加速度計とは、例えば、３軸ｉＭＥＭＳ（商標）加速度計である型番ＡＤＸＬ３３０である。この加速度計は、米国マサチューセッツ州ノーウッドのアナログデバイセズ社から一般に入手できる。
【００２３】
ＧＰＳモジュール１６は、１つ以上のＧＰＳ信号を、ＧＰＳ衛星から受信する。アンテナ４０又は他の適切なアンテナは、ＧＰＳモジュール１６が受信できる限り、なるべく多くのＧＰＳ衛星からの信号を受信する。場合により、しかし、ＧＰＳモジュール１６がＧＰＳ衛星から受信する信号の搬送波周波数は、物理的な障害物によって遮られてしまう。とりわけ、この信号は、次のような障害物によって遮られることがある。即ち、建物、壁、厚く重なった木の枝葉、又は他の物理的な障害物である。このような障害物は、アンテナ４０とＧＰＳ衛星の見通し線を遮るものである。
【００２４】
ＧＰＳモジュール１６が少なくとも３つのＧＰＳ衛星からの情報を受信した場合、ＧＰＳモジュール１６は、位置推定装置１０の緯度及び経度を判断する。ＧＰＳモジュール１６が少なくとも４つのＧＰＳ衛星からの情報を受信した場合、ＧＰＳモジュール１６は、位置推定装置１０の緯度、経度及び高度を提供する。多くの場合、アンテナ４０はそれほど邪魔されない。従って、ＧＰＳモジュール１６は、少なくとも６つのＧＰＳ衛星からの信号を受信する。
【００２５】
測距モジュール１８は、電磁波を送信及び／又は受信する。これにより、測距モジュール１８は、他の構造物又は他の送信器からの、位置推定装置１０の距離を推定する。１つの例では、測距モジュール１８は、到着時間方法を使って、位置推定装置１０から、他の対象までの、距離の値を測定する。この場合、測距モジュール１８は、信号を送出し、その信号が測距モジュール１８に戻って来るのを待つ。送出した信号は、例えば、反射して戻って来る。信号の速度は一定であること、その信号が送出された時刻、及び、その信号が既知の対象に反射して戻って来た時刻、の３つに基づいて、その既知の対象からの距離の推定を判断する。
【００２６】
別の例では、測距モジュール１８は、前述の双方向（即ち、行って反射して帰って来る時間）の距離の計算の代わりに、又は前述の双方向（即ち、行って反射して帰って来る時間）の距離の計算に加えて、片方向の距離の計算を使う。この場合、測距モジュール１８は、信号の送信と信号の受信との間にかかった時間を計る。ただし、送信側と受信側の時計が同期していることが条件である。距離の測定は、送信と受信の間の、２つの時計の測定値の間の差に基づくことができる。測距モジュール１８は、従って、複数の対象からの複数の距離を測定する。従って、測距モジュール１８は、双方向及び／又は片方向の計算を使う。測距モジュール１８は、推定された位置を判断できる。この判断は、例えば、複数の信号の三角測量に基づく。次の点に注意。即ち、送信及び／又は受信する信号の数が多ければ多いほど、測距モジュール１８の正確度を上げることができる。
【００２７】
認知網で利用可能な情報並びに慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８から利用可能な情報の各々は、位置判断モジュール２０に位置情報を提供する。慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８の各々からの情報の各々は、付随する不確実度の値を持つ。慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８の各々からの不確実度は、付随する値を持つ。しかし、次のことが判ってもよい。即ち、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８の全てからの情報の全てを組み合わせて得た、位置推定についての総合的な不確実度は、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８の各々からの情報の各々の、個々の不確実度よりも、小さい。
【００２８】
位置推定装置１０は、双方向の音声通信を提供する。この通信は、位置推定装置１０の利用者１２と、種々の他の相手との間の通信である。図１を参照する。本願の教示の様々な観点においては、位置推定装置１０は、手持ち型の装置、又は容易に持ち運べる装置である。別の観点においては、位置推定装置の（１部の又は全部の）機能を、他の設備に組み込むことができる。他の設備とは、例えば、中継節点６４、状況認識システム５０、膝上計算機、乗物、等である。双方向の通信について、図４を参照する。位置推定装置１０は、位置推定装置１０の位置推定をも送信できる。送信先は、他の位置推定装置１０ａ等の他の利用者１２ａ等、及び／又は、状況認識システム５０である。更に、位置推定装置１０は、通信接続範囲にある他の位置推定装置１０ａ等に頼ることもできる。他の位置推定装置１０ａ等と通信することによって、他の位置推定装置１０ａ等の位置情報、及び、位置推定装置１０に関連する情報を使えば、位置推定装置１０の位置推定の不確実度が更に下がる。
【００２９】
位置判断モジュール２０は、次の情報を受け取れる。即ち、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８からの情報、状況認識システム５０からの情報、他の装置１０ａ等からの情報、並びにこれらの情報の組み合わせである。位置判断モジュール２０は、これらの情報の全てを組み合わせることができる。これにより、位置判断モジュール２０は、位置推定装置１０の利用者１２に対して、位置の推定を提供できる。１つの例では、カルマンフィルターを使って、これらの情報を統合する又は組み合わせる。これにより、位置推定を、利用者１２、他の利用者１２ａ等、及び／又は状況認識システム５０に与える。また、カルマンフィルターは、種々のモジュール２４からの情報に基づいて、位置推定の推定の正確度又は信頼度も与える。
【００３０】
他のフィルターを使ってもよい。他のフィルターとは、例えば、単純カルマンフィルター、シュミットの拡張フィルター、適切な情報フィルター、平方根フィルター、ＰＬＬフィルター、及び他のフィルターである。これらのフィルターは、位置推定装置１０と位置推定装置１０の速度とについて、連続的に更新される情報を正確に判断する。この判断の際に、位置推定装置１０について、複数の情報源からの、一連の観察結果さえあればよい。前述のフィルターのいかなるものも、情報源が複数あることに関する、誤差及び／又は雑音に対処できる。
【００３１】
図１、図３、図６及び図６Ａを参照する。位置推定装置１０の表示器５２及び／又は状況認識システム５０の表示器５１は、次についての画像を表示する。即ち、位置推定の位置の正確度及び／若しくは信頼度（図１及び図６Ａの７２）並びに／又は位置推定への寄与の各々の信頼度。加えて、表示器５１及び５２は、選択可能な範囲にいる、他の位置推定装置１０ａ等の他の利用者１２ａ等の位置を表示する。表示器５１及び５２は、また、状況認識システム５０に相対的な距離及び／又は位置を含むこともできる。表示器５１及び５２は、また、関連する測地的、地形的、及び／又は構造的な情報（例えば建物の設計図）に相対的に、利用者１２、１２ａ等の位置を表示することもできる。
【００３２】
図４及び図５を参照する。本願の教示の更なる観点によれば、位置推定装置１０は、位置推定装置１０の加速度の値を測定する。位置推定装置１０は、いつ加速度の値が、ある加速度の閾値よりも大きくなったかを判断できる。加速度の閾値は、例えば、次の加速度の値と相関してもよい。即ち、利用者１２が、歩く、走る、又は車を運転することの何れかを、普通に行うことによって、達成できるよりも大きい加速度の値である。従って、加速度の閾値は、爆発、自由落下、又は他の危険な状況に巻き込まれていることか関与することかに関連してもよい。
【００３３】
位置推定装置１０は、また、位置推定装置１０の速度の値を検出できる。速度の値を、既定の期間に渡って測定する。例えば、位置推定装置１０の速度が、１つの例の期間（例えば１０分間）に渡ってゼロであった場合には、位置推定装置１０は、次のように判断する。即ち、その既定の期間に渡って速度がゼロであったことは、次のことを示している。即ち、利用者１２は、何らかの仕方で釘付けにされている又は縛り付けられている、従って利用者１２は動けない。このような場合、位置推定装置１０は、その状況（例えば釘付けにされていること又は爆発に遭ったこと）を、他の利用者１２ａ等及び／又は状況認識システム５０に通信する。この機能を無効にできるのは、そのように長時間に渡って一か所に待機することが必要な場合である。位置推定装置１０の、加速度の値と、速度の値と、加速度の値及び速度の値の組み合わせとの何れかが、利用者１２にとって正常と考えられる範囲から外れたと判断された場合には、位置推定装置１０は、他の位置推定装置１０ａ等及び／又は状況認識システム５０と通信を行う。これにより、通信相手に、利用者１２が危険な状態にありうることを警告する。
【００３４】
本願の教示の別の観点によれば、１つ以上の中継節点６４を、作業現場に配置する。このことは図４に示す通りである。このことにより、位置推定装置１０が受信して処理する情報を、更に助け、増補する。中継節点６４は、その中継節点６４に相対的な位置情報を、位置推定装置１０に与える。１つの観点では、中継節点６４は、位置推定装置１０、他の位置推定装置１０ａ等、又は状況認識システム５０に、位置情報を与えるのみである。別の観点では、中継節点６４は、追加の位置推定装置である。この追加の位置推定装置である中継節点６４は、環境の別の部分に配置されている。この追加の位置推定装置である中継節点６４は、前述の位置推定装置１０の機能の一部又は全部を提供する。様々な例では、中継節点６４は、慣性情報、ＧＰＳ情報、及び／又は測距情報を提供する。中継節点６４は、その中継節点に割り当てられた位置を、手動で広域送信できる。
【００３５】
図５を参照する。１つの例では、緊急救援部隊６６は、建物６８に入ってもよい。緊急救援部隊６６は、３人の利用者１２、１２ａ及び１２ｂを含んでもよい。３人の利用者１２、１２ａ及び１２ｂの各々は、位置推定装置１０、１０ａ及び１０ｂを持つ。緊急救援部隊６６の１人は、１つの中継節点６４を、建物６８の入口７０の近くに設置してもよい。すると、中継節点６４は、脱出地点の印となる。従って、中継節点６４は、この状況の開始地点となる。加えて、中継節点６４並びに位置推定装置１０、１０ａ及び１０ｂの全てを、状況認識システム５０が監視してもよい。これは図４及び図６に示す通りである。
【００３６】
緊急救援部隊６６が建物６８に入ると、緊急救援部隊６６は、追加の中継節点６４を配置する。例えば、緊急救援部隊６６が建物６８の下層階に入るとする。建物６８の下層階では、物理的に空を見ることができなくてもよい。すると、緊急救援部隊６６は、追加の中継節点６４を配置する。このことにより、緊急救援部隊６６の位置推定装置１０、１０ａ等の各々の位置推定の正確度を改善する。この場合、ＧＰＳモジュール１６は、ＧＰＳ信号を受信できなくてもよい。緊急救援部隊６６は、もう空を見ることができないからである。従って、位置推定装置１０は、測距モジュール１８及び慣性位置モジュール１４が受け取った情報に頼ってもよい。また、位置推定装置１０は、劣悪であっても、ＧＰＳ情報に頼ってもよい。
【００３７】
更に、位置推定装置１０は、次の情報源から受信した情報に頼ってもよい。即ち、他の位置推定装置１０ａ及び１０ｂ、中継節点６４、状況認識システム５０、並びにこれらの情報源の組み合わせ。これらの情報の全てが使えれば、たとえＧＰＳ情報及び／又は測距情報が散発的で当てにならなくとも、位置推定装置１０、１０ａ及び１０ｂの各々の、位置判断モジュール２０及び／又は制御モジュール２２は、前述の情報源の全部又は一部からの情報を使う。こうすることにより、位置推定装置１０の利用者１２に、位置推定及び位置推定の信頼度の値を与える。
【００３８】
更なる観点では、位置推定装置１０は、正確度が落ちた位置情報に基づく。正確度が落ちた原因は、物理的な障害物でありうる。このような位置推定装置１０は、利用者１２に、表示器５２によって、中継節点６４を配置するように通知する。情報の正確度の既定の閾値を、次のように定めることができる。即ち、この閾値を超えた場合、位置推定装置１０は、利用者１２に、中継節点６４を１つ配置するように指示する。このことにより、位置推定装置１０の正確度を改善する。状況認識システム５０も、正確度の閾値に基づいて、利用者１２、１２ａ及び１２ｂに、追加の中継節点６４を配置するように指示できる。
【００３９】
特定の観点を明細書に記載し、かつ、図面に示した。しかし、当業者は、次の点を理解することになる。即ち、種々の変更を行ってもよい。また、均等物は要素を代替してもよい。これらの場合でも、特許請求の範囲に示す本願の教示の範囲から離れることにはならない。更に、本願の教示の様々な観点の間で、特徴、要素及び／又は機能を組み合わせることを、ここで明示的に考えてもよい。即ち、当業者は、本願の教示から次を理解することになる。即ち、１つの観点の特徴、要素及び／又は機能を、適切な場合には、他の観点に組み込んでもよい。但し別様に記述されている場合を除く。更に、本願の特許請求の範囲から離れることなく、本願の教示に対して多くの変更を行って、特定の状況、構成、又は材料に適応してもよい。従って、次のことが意図されてもよい。即ち、本願の教示は、図面に示されかつ明細書に記載された特定の観点には限定されない。この特定の観点は、本願の教示を実施するための最良の形態であると出願時に考えられるものである。また、次のことが意図されてもよい。即ち、本願の教示の範囲は、前述の記載及び添付の特許請求の範囲において派生する多くの観点及び多くの例を含むことになる。
【技術分野】
【０００１】
本願開示は、位置の推定に関する。より詳しくは、本願開示は、慣性位置情報、測距情報、及びＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）情報の組み合わせに基づいて、位置を推定する方法及び関連する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
社会の多くの業務は、緊急かつ危険な状況に対応する必要がありうる。このような状況では、自身の位置及び他者の位置に関する知識は、うまく対応するために最も重要な情報になりうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
１つの例では、装置は自身の位置を判断するためにＧＰＳ信号を受信する。この装置は更に、２つ以上の位置からの三角測量を使って、ＧＰＳ信号に組み合わせる。この２つ以上の位置から、この装置は信号を受信する。この２つ以上の位置に、この装置は信号を送信する。この装置は、ＧＰＳ信号及び２つ以上の位置からの信号により、自身の位置の推定を判断する。しかし、ＧＰＳ信号及び２つ以上の位置からの信号の双方とも、届かないことがある。例えば、この装置が地下にある場合は、位置を推定する正確度は落ちる。この例では、正確度が落ちても、この装置の意図した目的のためには有用ではある。しかし、この技術を改良する余地は残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願の教示は、一般に、慣性位置情報、ＧＰＳ情報、及び測距情報を、位置推定装置を使って受け取る方法を含む。この方法は、慣性位置情報、ＧＰＳ情報、及び測距情報の組み合わせに基づいて、位置推定装置の位置の推定を判断する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本願の教示による位置推定装置の例の斜視図である。本願の教示は、利用者に付随する位置推定装置の位置の推定を判断する。
【図２】図１の位置推定装置を着用している利用者の例の斜視図である。
【図３】本願の教示による位置推定装置の区画図である。
【図４】状況認識システム、位置推定装置を持っている複数の利用者、及び中継節点の図である。状況認識システム、利用者、及び中継節点の全ては、様々な組み合わせで互いに通信してもよい。
【図５】本願の教示による場面の例の斜視図である。ある状況における複数の利用者と中継節点を示している。この状況では、位置の推定が利用者の役に立つ。
【図６】本願の教示による図である。図６は、状況認識システムを示す。状況認識システムは、利用者と中継節点の位置を追跡している。図６はまた、それぞれの位置の推定の各々についての正確度を示す。
【図６Ａ】図６の一部を拡大した図である。図６Ａは、利用者の識別、状態、及び推定位置、並びに利用者の位置の推定の正確度を記述する値を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本願の教示を適用できる更なる領域は、本願に示す記載から明らかになる。次のことに注意。即ち、実施例の記載及び特定の例は、例示のみを目的とすることを意図している。実施例の記載及び特定の例は、本願の教示の範囲を限定することを意図していない。
【０００７】
次の記載は、本質的に単なる例である。次の記載は、本願の教示、本願の教示の応用、又は本願の教示の利用者を、制限することを意図していない。次のことに注意。即ち、全ての図面を通して、対応する参照番号は、似た又は対応する部分及び機能を示すことがある。
【実施例】
【０００８】
図１及び図２を参照する。本願の教示は、一般に、位置推定装置１０を含む。位置推定装置１０を、利用者１２が持つ。図３を参照する。位置推定装置１０は、一般に、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８を含む。加えて、位置推定装置１０は、位置判断モジュール２０を含む。位置判断モジュール２０は、位置推定装置１０の位置の推定を判断する。この判断は、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８からの情報の組み合わせに基づく。
【０００９】
制御モジュール２２は、複数のモジュール２４の全部の間又は一部の間の通信を、制御及び／又は援助してもよい。位置推定装置１０が更に含むのは、スピーカー２６及びマイク２８である。スピーカー２６及びマイク２８を、利用者１２が有効又は無効にする。位置推定装置１０の１つ以上の利用者制御部３０を使うことによって、利用者１２は、通信を送信及び／又は受信する。スピーカー２６及びマイク２８を、遠隔から有効又は無効にできる。
【００１０】
位置推定装置１０が更に含むのは、アンテナモジュール３２、スピーカーモジュール３４、マイクモジュール３６、及び利用者制御部モジュール３８である。アンテナモジュール３２は、アンテナ４０に接続する。アンテナモジュール３２はまた、次のものにも接続できる。即ち、追加のアンテナ、外部のアンテナ、図４の別な位置推定装置１０ａに付いているアンテナ４０ａ、及びこれらのアンテナの組み合わせ。ＧＰＳモジュール１６及び／又は測距モジュール１８は、１つ以上のアンテナを持ってもよい。この１つ以上のアンテナは、それぞれのモジュールに接続してもよい。即ち、この１つ以上のアンテナは、そのモジュール用の専用アンテナである。従って、ＧＰＳモジュール１６及び／又は測距モジュール１８が使えるのは、アンテナ４０、専用アンテナ、及びアンテナ４０と専用アンテナの組み合わせである。
【００１１】
スピーカーモジュール３４は、スピーカー２６に接続する。スピーカーモジュール３４はまた、次のものに接続してもよい。即ち、追加のスピーカー、外部のスピーカー、図２の利用者のイヤホン４２、図４の別な位置推定装置１０ａ等のスピーカー２６ａ、及び／又はこれらの組み合わせ。マイクモジュール３６は、図１のマイク２８に接続する。マイクモジュール３６は、次のものにも接続できる。即ち、追加のマイク、外部マイク、利用者のイヤホン（マイク内蔵型）４２、図４の別な位置推定装置１０ａ等のマイク２８ａ、及び／又はこれらの組み合わせ。
【００１２】
位置推定装置１０が更に含むのは、位置判断モジュール２０、識別モジュール４４、表示モジュール４６、及び電源モジュール４８である。位置判断モジュール２０及び／又は制御モジュール２２は、位置推定装置１０の位置の推定を判断する。この判断の際に、情報の認知網を使う。この情報は、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８から来る。位置推定装置１０は、位置推定装置１０の位置の情報を、１人以上の利用者１２ａ等に与える。この際に、他の位置推定装置１０ａ等、及び／又は、図６に示す状況認識システム５０を使う。
【００１３】
識別モジュール４４は、一意な識別子データを含む。一意な識別子データは、識別モジュール４４の中にある。一意な識別子データは、他の諸モジュール２４にあることもできる。この識別子データは、次の情報を含む。即ち、通し番号、媒体利用制御（ＭＡＣ）アドレス、装置番号、他の適切な情報の列、及び／又はこれらの組み合わせ。
【００１４】
表示モジュール４６は、位置推定装置１０の表示器５２を含む。図２の利用者１２は、表示器５２を見ることができる。表示器５２は、利用者１２に有用な情報に関する画像を提供する。表示器５２は、次を含む。即ち、１つ以上の画面（例えば液晶表示画面）及び／又は１つ以上の表示灯（例えば発光ダイオード）。表示灯は、何らかの機能（例えば電源の入／切）に関する。表示モジュール４６はまた、有用な情報に関する画像を、図４の別な位置推定装置１０ａ等の１つ以上の表示器５２ａに、及び／又は、図６の状況認識システム５０の表示器５１に、送ることもできる。有用な情報とは、次の情報を含むことができる。即ち、位置情報、その位置情報の正確度を記述する値、電池残量、発話の入／切、システムの状態、等。
【００１５】
電源モジュール４８は、位置推定装置１０の様々なモジュール２４の電力の使用を、制御及び／又は管理する。電源モジュール４８は、内部の電池５４及び／又は外部の電源に接続する。これにより、位置推定装置１０に電力を与える。電源モジュール４８は、１つ以上の電池５４から使える電力の残量を判断する。
【００１６】
利用者制御部モジュール３８は、１つ以上の次に示す制御部に接続する。即ち、発話制御部５６、音量制御部５８、スケルチ制御部６０、及びチャンネル選択制御部６２。発話制御部５６は、切替器又は他の適切な装置を含む。これにより、発話の入状態と発話の切状態の間を切り替える。発話制御部５６が、発話の入状態にある場合は、発話制御部５６は、位置推定装置１０に、例えばマイク２８から受け取った内容を、送信することを許す。発話制御部５６が、発話の切状態にある場合は、位置推定装置１０は、送信を行わず、代わりに、送信された内容を受信できる。この例では、位置推定装置１０は、単方向通信のシステム又は半二重通信のシステムである。即ち、利用者１２は、送信するためには発話制御部５６を押すか有効化する必要がある。かつ、利用者１２は、受信するためには発話制御部５６を放す必要がある。本発明の別の観点では、二重通信又は全二重通信のシステムを使ってもよい。このシステムは、例えば、セルラー通信の標準を使う。
【００１７】
音量制御部５８は、スピーカー２６の音量を調整する。スケルチ制御部６０は、次の場合に受信を完全に無効にできる。即ち、有用な信号が、ある値よりも低く落ちた場合である。スケルチ制御により、次の状況を避ける。即ち、高い雑音信号が散布され、所望の信号が無い状況である。チャンネル選択制御部６２により、利用者１２は、チャンネルを選択できる。選択したチャンネルで、位置推定装置１０は、送信及び／又は受信ができる。
【００１８】
前述の諸モジュール２４を、適切な下位モジュールを持つ単一のモジュールに統合してもよい。前述の諸モジュールの全部若しくは一部並びに／又は総体としての位置推定装置を、手持ち装置に含めてもよい。又は、前述の諸モジュールの全部若しくは一部並びに／又は総体としての位置推定装置は、他の装置の部分でもありうる。他の装置とは、例えば、ノート型計算機、ヘッドセット、車載型計算機、等である。
【００１９】
次の点に注意。即ち、２つ以上の諸モジュール２４を、単一のモジュールに統合してもよい。単一のモジュールとは、例えば、単一の複数機能型モジュールである。単一の複数機能型モジュールは、複数の下位モジュールを持つ。２つ以上の諸モジュール２４を、複数のモジュールに分割してもよい。分割された複数のモジュールは、互いに通信する。及び／又は、２つ以上の諸モジュール２４は、単一のモジュールと複数のモジュールの組み合わせでもよい。本願で使う語である、モジュール、制御モジュール、部品、及び／又は装置は、次を指すことができる。即ち、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、（共有型、占有型、若しくは複数型の）処理装置及び記憶装置であって１つ以上のソフトウェア若しくはファームウェアのプログラムを実行するもの、組み合わせ論理回路、並びに／又は、他の適切な、機械的、電気的、若しくは電気機械的部品であって、所望の機能を提供するもの。更に、モジュールは、他のモジュール、装置、区画等と通信してもよい。この際に使うのは、デジタル及び／若しくはアナログの入力及び出力並びに／又は適切な通信網である。適切な通信網は、無線及び／又は有線の接続を経由する。
【００２０】
位置推定装置１０は、動作すると、位置推定装置１０の利用者１２に、その利用者の位置の推定を与える。この推定は、認知網で利用できる情報の融合又は組み合わせに基づく。位置推定装置１０はまた、利用者１２の位置の前述の推定の正確度の記述の値を、１つ以上与える。位置情報及び／又は位置情報の正確度は、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８から得た情報の組み合わせに基づく。図４を参照する。位置推定装置１０は、位置情報を、様々な受信相手に送信する。様々な受信相手とは、例えば、他の利用者１２ａ等、又は状況認識システム５０である。他の利用者１２ａ等は、他の位置推定装置１０ａ等を持っている。状況認識システム５０は、複数の位置推定装置１０、１０ａ等の位置を追跡できる。
【００２１】
位置情報を、次のモジュールからの情報の組み合わせによって判断する。即ち、慣性位置モジュール１４（慣性情報を提供する）、ＧＰＳモジュール１６（ＧＰＳ信号を提供する）、及び測距モジュール１８（測距信号を提供する）。位置推定装置１０は、この３つのモジュール１４、１６、及び１８からの情報を受け取り、利用者１２に、位置推定装置１０の位置の推定を提供する。また、位置推定装置１０は、利用者１２に、その位置情報の正確度又は信頼度を記述する値を与える。位置推定装置１０は、情報の組み合わせに基づく。従って、位置推定装置１０は、更に、前述の３つのモジュール１４、１６、及び１８の情報源の各々についての正確度を重み付ける。この重み付けは、例えば、３つのモジュール１４、１６、及び１８が受け取った信号の状態に基づく。各々のモジュールが受け取った信号の正確度は、次の要因によって影響を受けることがある。即ち、信号の強さ、複数の信号を受け取れるか否か、雑音、物理的な障害物、等。位置情報の基礎となる個々の信号の正確度又は信頼度も、表示器５２に表示できる。
【００２２】
慣性位置モジュール１４は、ジャイロスコープ及び／又は他の適切な部品を含む。これによって、慣性情報及び慣性情報の変化を検出する。慣性位置モジュール１４及び／又は位置判断モジュール２０は、情報を、ＧＰＳモジュール１６及び／又は測距モジュール１８から得る。例えば、ＧＰＳモジュール１６は、第１の参照位置を確定する。慣性位置モジュール１４は、第１の参照位置からのずれを測定する。即ち、図２の利用者１２が、第１の参照位置から３ｍ歩いた場合、慣性位置モジュール１４は、その動きを検出する。この際に、ＧＰＳモジュール１６からの更なる入力は無い。慣性位置モジュール１４は、従って、３次元の全ての方向について、相対的な移動の情報を提供できる。慣性位置モジュール１４は、適切な３次元加速度計を含むことができる。又は、慣性位置モジュール１４は、適切な３次元加速度計の部分であることができる。適切な３次元加速度計とは、例えば、３軸ｉＭＥＭＳ（商標）加速度計である型番ＡＤＸＬ３３０である。この加速度計は、米国マサチューセッツ州ノーウッドのアナログデバイセズ社から一般に入手できる。
【００２３】
ＧＰＳモジュール１６は、１つ以上のＧＰＳ信号を、ＧＰＳ衛星から受信する。アンテナ４０又は他の適切なアンテナは、ＧＰＳモジュール１６が受信できる限り、なるべく多くのＧＰＳ衛星からの信号を受信する。場合により、しかし、ＧＰＳモジュール１６がＧＰＳ衛星から受信する信号の搬送波周波数は、物理的な障害物によって遮られてしまう。とりわけ、この信号は、次のような障害物によって遮られることがある。即ち、建物、壁、厚く重なった木の枝葉、又は他の物理的な障害物である。このような障害物は、アンテナ４０とＧＰＳ衛星の見通し線を遮るものである。
【００２４】
ＧＰＳモジュール１６が少なくとも３つのＧＰＳ衛星からの情報を受信した場合、ＧＰＳモジュール１６は、位置推定装置１０の緯度及び経度を判断する。ＧＰＳモジュール１６が少なくとも４つのＧＰＳ衛星からの情報を受信した場合、ＧＰＳモジュール１６は、位置推定装置１０の緯度、経度及び高度を提供する。多くの場合、アンテナ４０はそれほど邪魔されない。従って、ＧＰＳモジュール１６は、少なくとも６つのＧＰＳ衛星からの信号を受信する。
【００２５】
測距モジュール１８は、電磁波を送信及び／又は受信する。これにより、測距モジュール１８は、他の構造物又は他の送信器からの、位置推定装置１０の距離を推定する。１つの例では、測距モジュール１８は、到着時間方法を使って、位置推定装置１０から、他の対象までの、距離の値を測定する。この場合、測距モジュール１８は、信号を送出し、その信号が測距モジュール１８に戻って来るのを待つ。送出した信号は、例えば、反射して戻って来る。信号の速度は一定であること、その信号が送出された時刻、及び、その信号が既知の対象に反射して戻って来た時刻、の３つに基づいて、その既知の対象からの距離の推定を判断する。
【００２６】
別の例では、測距モジュール１８は、前述の双方向（即ち、行って反射して帰って来る時間）の距離の計算の代わりに、又は前述の双方向（即ち、行って反射して帰って来る時間）の距離の計算に加えて、片方向の距離の計算を使う。この場合、測距モジュール１８は、信号の送信と信号の受信との間にかかった時間を計る。ただし、送信側と受信側の時計が同期していることが条件である。距離の測定は、送信と受信の間の、２つの時計の測定値の間の差に基づくことができる。測距モジュール１８は、従って、複数の対象からの複数の距離を測定する。従って、測距モジュール１８は、双方向及び／又は片方向の計算を使う。測距モジュール１８は、推定された位置を判断できる。この判断は、例えば、複数の信号の三角測量に基づく。次の点に注意。即ち、送信及び／又は受信する信号の数が多ければ多いほど、測距モジュール１８の正確度を上げることができる。
【００２７】
認知網で利用可能な情報並びに慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８から利用可能な情報の各々は、位置判断モジュール２０に位置情報を提供する。慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８の各々からの情報の各々は、付随する不確実度の値を持つ。慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８の各々からの不確実度は、付随する値を持つ。しかし、次のことが判ってもよい。即ち、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８の全てからの情報の全てを組み合わせて得た、位置推定についての総合的な不確実度は、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８の各々からの情報の各々の、個々の不確実度よりも、小さい。
【００２８】
位置推定装置１０は、双方向の音声通信を提供する。この通信は、位置推定装置１０の利用者１２と、種々の他の相手との間の通信である。図１を参照する。本願の教示の様々な観点においては、位置推定装置１０は、手持ち型の装置、又は容易に持ち運べる装置である。別の観点においては、位置推定装置の（１部の又は全部の）機能を、他の設備に組み込むことができる。他の設備とは、例えば、中継節点６４、状況認識システム５０、膝上計算機、乗物、等である。双方向の通信について、図４を参照する。位置推定装置１０は、位置推定装置１０の位置推定をも送信できる。送信先は、他の位置推定装置１０ａ等の他の利用者１２ａ等、及び／又は、状況認識システム５０である。更に、位置推定装置１０は、通信接続範囲にある他の位置推定装置１０ａ等に頼ることもできる。他の位置推定装置１０ａ等と通信することによって、他の位置推定装置１０ａ等の位置情報、及び、位置推定装置１０に関連する情報を使えば、位置推定装置１０の位置推定の不確実度が更に下がる。
【００２９】
位置判断モジュール２０は、次の情報を受け取れる。即ち、慣性位置モジュール１４、ＧＰＳモジュール１６、及び測距モジュール１８からの情報、状況認識システム５０からの情報、他の装置１０ａ等からの情報、並びにこれらの情報の組み合わせである。位置判断モジュール２０は、これらの情報の全てを組み合わせることができる。これにより、位置判断モジュール２０は、位置推定装置１０の利用者１２に対して、位置の推定を提供できる。１つの例では、カルマンフィルターを使って、これらの情報を統合する又は組み合わせる。これにより、位置推定を、利用者１２、他の利用者１２ａ等、及び／又は状況認識システム５０に与える。また、カルマンフィルターは、種々のモジュール２４からの情報に基づいて、位置推定の推定の正確度又は信頼度も与える。
【００３０】
他のフィルターを使ってもよい。他のフィルターとは、例えば、単純カルマンフィルター、シュミットの拡張フィルター、適切な情報フィルター、平方根フィルター、ＰＬＬフィルター、及び他のフィルターである。これらのフィルターは、位置推定装置１０と位置推定装置１０の速度とについて、連続的に更新される情報を正確に判断する。この判断の際に、位置推定装置１０について、複数の情報源からの、一連の観察結果さえあればよい。前述のフィルターのいかなるものも、情報源が複数あることに関する、誤差及び／又は雑音に対処できる。
【００３１】
図１、図３、図６及び図６Ａを参照する。位置推定装置１０の表示器５２及び／又は状況認識システム５０の表示器５１は、次についての画像を表示する。即ち、位置推定の位置の正確度及び／若しくは信頼度（図１及び図６Ａの７２）並びに／又は位置推定への寄与の各々の信頼度。加えて、表示器５１及び５２は、選択可能な範囲にいる、他の位置推定装置１０ａ等の他の利用者１２ａ等の位置を表示する。表示器５１及び５２は、また、状況認識システム５０に相対的な距離及び／又は位置を含むこともできる。表示器５１及び５２は、また、関連する測地的、地形的、及び／又は構造的な情報（例えば建物の設計図）に相対的に、利用者１２、１２ａ等の位置を表示することもできる。
【００３２】
図４及び図５を参照する。本願の教示の更なる観点によれば、位置推定装置１０は、位置推定装置１０の加速度の値を測定する。位置推定装置１０は、いつ加速度の値が、ある加速度の閾値よりも大きくなったかを判断できる。加速度の閾値は、例えば、次の加速度の値と相関してもよい。即ち、利用者１２が、歩く、走る、又は車を運転することの何れかを、普通に行うことによって、達成できるよりも大きい加速度の値である。従って、加速度の閾値は、爆発、自由落下、又は他の危険な状況に巻き込まれていることか関与することかに関連してもよい。
【００３３】
位置推定装置１０は、また、位置推定装置１０の速度の値を検出できる。速度の値を、既定の期間に渡って測定する。例えば、位置推定装置１０の速度が、１つの例の期間（例えば１０分間）に渡ってゼロであった場合には、位置推定装置１０は、次のように判断する。即ち、その既定の期間に渡って速度がゼロであったことは、次のことを示している。即ち、利用者１２は、何らかの仕方で釘付けにされている又は縛り付けられている、従って利用者１２は動けない。このような場合、位置推定装置１０は、その状況（例えば釘付けにされていること又は爆発に遭ったこと）を、他の利用者１２ａ等及び／又は状況認識システム５０に通信する。この機能を無効にできるのは、そのように長時間に渡って一か所に待機することが必要な場合である。位置推定装置１０の、加速度の値と、速度の値と、加速度の値及び速度の値の組み合わせとの何れかが、利用者１２にとって正常と考えられる範囲から外れたと判断された場合には、位置推定装置１０は、他の位置推定装置１０ａ等及び／又は状況認識システム５０と通信を行う。これにより、通信相手に、利用者１２が危険な状態にありうることを警告する。
【００３４】
本願の教示の別の観点によれば、１つ以上の中継節点６４を、作業現場に配置する。このことは図４に示す通りである。このことにより、位置推定装置１０が受信して処理する情報を、更に助け、増補する。中継節点６４は、その中継節点６４に相対的な位置情報を、位置推定装置１０に与える。１つの観点では、中継節点６４は、位置推定装置１０、他の位置推定装置１０ａ等、又は状況認識システム５０に、位置情報を与えるのみである。別の観点では、中継節点６４は、追加の位置推定装置である。この追加の位置推定装置である中継節点６４は、環境の別の部分に配置されている。この追加の位置推定装置である中継節点６４は、前述の位置推定装置１０の機能の一部又は全部を提供する。様々な例では、中継節点６４は、慣性情報、ＧＰＳ情報、及び／又は測距情報を提供する。中継節点６４は、その中継節点に割り当てられた位置を、手動で広域送信できる。
【００３５】
図５を参照する。１つの例では、緊急救援部隊６６は、建物６８に入ってもよい。緊急救援部隊６６は、３人の利用者１２、１２ａ及び１２ｂを含んでもよい。３人の利用者１２、１２ａ及び１２ｂの各々は、位置推定装置１０、１０ａ及び１０ｂを持つ。緊急救援部隊６６の１人は、１つの中継節点６４を、建物６８の入口７０の近くに設置してもよい。すると、中継節点６４は、脱出地点の印となる。従って、中継節点６４は、この状況の開始地点となる。加えて、中継節点６４並びに位置推定装置１０、１０ａ及び１０ｂの全てを、状況認識システム５０が監視してもよい。これは図４及び図６に示す通りである。
【００３６】
緊急救援部隊６６が建物６８に入ると、緊急救援部隊６６は、追加の中継節点６４を配置する。例えば、緊急救援部隊６６が建物６８の下層階に入るとする。建物６８の下層階では、物理的に空を見ることができなくてもよい。すると、緊急救援部隊６６は、追加の中継節点６４を配置する。このことにより、緊急救援部隊６６の位置推定装置１０、１０ａ等の各々の位置推定の正確度を改善する。この場合、ＧＰＳモジュール１６は、ＧＰＳ信号を受信できなくてもよい。緊急救援部隊６６は、もう空を見ることができないからである。従って、位置推定装置１０は、測距モジュール１８及び慣性位置モジュール１４が受け取った情報に頼ってもよい。また、位置推定装置１０は、劣悪であっても、ＧＰＳ情報に頼ってもよい。
【００３７】
更に、位置推定装置１０は、次の情報源から受信した情報に頼ってもよい。即ち、他の位置推定装置１０ａ及び１０ｂ、中継節点６４、状況認識システム５０、並びにこれらの情報源の組み合わせ。これらの情報の全てが使えれば、たとえＧＰＳ情報及び／又は測距情報が散発的で当てにならなくとも、位置推定装置１０、１０ａ及び１０ｂの各々の、位置判断モジュール２０及び／又は制御モジュール２２は、前述の情報源の全部又は一部からの情報を使う。こうすることにより、位置推定装置１０の利用者１２に、位置推定及び位置推定の信頼度の値を与える。
【００３８】
更なる観点では、位置推定装置１０は、正確度が落ちた位置情報に基づく。正確度が落ちた原因は、物理的な障害物でありうる。このような位置推定装置１０は、利用者１２に、表示器５２によって、中継節点６４を配置するように通知する。情報の正確度の既定の閾値を、次のように定めることができる。即ち、この閾値を超えた場合、位置推定装置１０は、利用者１２に、中継節点６４を１つ配置するように指示する。このことにより、位置推定装置１０の正確度を改善する。状況認識システム５０も、正確度の閾値に基づいて、利用者１２、１２ａ及び１２ｂに、追加の中継節点６４を配置するように指示できる。
【００３９】
特定の観点を明細書に記載し、かつ、図面に示した。しかし、当業者は、次の点を理解することになる。即ち、種々の変更を行ってもよい。また、均等物は要素を代替してもよい。これらの場合でも、特許請求の範囲に示す本願の教示の範囲から離れることにはならない。更に、本願の教示の様々な観点の間で、特徴、要素及び／又は機能を組み合わせることを、ここで明示的に考えてもよい。即ち、当業者は、本願の教示から次を理解することになる。即ち、１つの観点の特徴、要素及び／又は機能を、適切な場合には、他の観点に組み込んでもよい。但し別様に記述されている場合を除く。更に、本願の特許請求の範囲から離れることなく、本願の教示に対して多くの変更を行って、特定の状況、構成、又は材料に適応してもよい。従って、次のことが意図されてもよい。即ち、本願の教示は、図面に示されかつ明細書に記載された特定の観点には限定されない。この特定の観点は、本願の教示を実施するための最良の形態であると出願時に考えられるものである。また、次のことが意図されてもよい。即ち、本願の教示の範囲は、前述の記載及び添付の特許請求の範囲において派生する多くの観点及び多くの例を含むことになる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
慣性位置情報、ＧＰＳ情報、及び測距情報を、位置推定装置を使って受け取ること；及び
前記慣性位置情報、前記ＧＰＳ情報、及び前記測距情報の組み合わせに基づいて、前記位置推定装置の位置の推定を判断すること；
を含む方法。
【請求項２】
前記位置推定装置は、前記ＧＰＳ情報及び前記測距情報のうちの１つを、前記位置推定装置、別の位置推定装置、中継節点、状況認識システム、ＧＰＳ、及び、前記位置推定装置と前記別の位置推定装置と前記中継節点と前記状況認識システムと前記ＧＰＳとの組み合わせ、のうちの１つから受け取る、請求項１の方法。
【請求項３】
前記位置の前記推定を前記判断することは、別の位置推定装置の位置の推定、状況認識システムの位置の推定、中継節点の位置の推定、及び、前記別の位置推定装置の位置の推定と前記状況認識システムの位置の推定と前記中継節点の位置の推定との組み合わせ、のうちの１つに更に基づく、請求項１の方法。
【請求項４】
前記位置推定装置の加速度の値が、加速度閾値よりも大きくなった時（以下「甲の時」という。）、前記位置推定装置の速度の値が、閾値の期間に渡ってゼロとなった時（以下「乙の時」という。）、及び、前記甲の時と前記乙の時との組み合わせ、のうちの１つを判断すること；及び
前記加速度の前記値が、前記加速度閾値を超えた場合（以下「丙の場合」という。）、前記速度の前記値が、前記閾値の期間に渡ってゼロとなった場合（以下「丁の場合」という。）、及び、前記丙の場合と前記丁の場合との組み合わせ、のうちの１つの場合に、警告を送ること；
を更に含む、請求項１の方法。
【請求項５】
前記位置推定装置の位置、前記別の位置推定装置の位置、前記中継節点の位置、及び、前記位置推定装置の位置と前記別の位置推定装置の位置と前記中継節点の位置との組み合わせ、のうちの１つを、測地的な情報、構造的な情報、地形的な情報、及び、前記測地的な情報と前記構造的な情報と前記地形的な情報との組み合わせ、のうちの１つに相対的に、前記位置推定装置に表示することを更に含む、請求項２の方法。
【請求項６】
位置推定装置であって：
慣性位置情報を提供する慣性位置モジュール；
ＧＰＳ情報を提供するＧＰＳモジュール；
測距情報を提供する測距モジュール；
前記慣性位置情報と前記ＧＰＳ情報と前記測距情報との組み合わせに基づいて、前記位置推定装置の位置の推定を判断し、かつ、前記位置の前記推定の正確度を判断する、位置判断モジュール；及び
前記位置推定装置の前記位置の前記推定と前記位置の前記推定の前記正確度を記述する値とを表示する、表示器；
を含む位置推定装置。
【請求項７】
前記位置判断モジュールは、前記ＧＰＳ情報の正確度の値、及び、前記測距情報の正確度の値、のうちの１つを判断し；かつ
前記表示器は、別の位置推定装置の位置、状況認識システムの位置、前記ＧＰＳ情報の前記正確度の前記値、前記測距情報の前記正確度の前記値、及び、前記別の位置推定装置の位置と前記状況認識システムの位置と前記ＧＰＳ情報の前記正確度の前記値と前記測距情報の前記正確度の前記値との組み合わせ、のうちの１つを表示する；
請求項６の位置推定装置。
【請求項８】
別の位置推定装置、状況認識システム、及び、前記別の位置推定装置と前記状況認識システムとの組み合わせ、のうちの１つを更に含む、請求項６の位置推定装置、ここで、前記１つは、前記位置推定装置の加速度の値が、加速度閾値を超えた場合（以下「戊の場合」という。）、前記位置推定装置の速度の値が、閾値の期間に渡ってゼロとなった場合（以下「己の場合」という。）、及び、前記戊の場合と前記己の場合との組み合わせ、のうちの１つの場合に、前記位置推定装置からの警告を受け取れる。
【請求項９】
状況認識システム、中継節点、及び、前記状況認識システムと前記中継節点との組み合わせ、のうちの１つを更に含む、請求項６の位置推定装置、ここで、前記状況認識システム及び前記中継節点の各々は、ＧＰＳ情報を提供するＧＰＳモジュール、測距情報を提供する測距モジュール、及び、前記ＧＰＳモジュールと前記測距モジュールとの組み合わせのうちの１つを含み、かつ、前記位置推定装置の前記位置判断モジュールは、前記状況認識システム、前記中継節点、及び、前記状況認識システムと前記中継節点との前記組み合わせ、のうちの１つから、前記ＧＰＳ情報、前記測距情報、及び、前記ＧＰＳ情報と前記測距情報との前記組み合わせ、の１つに基づいて、前記位置の前記推定を判断する。
【請求項１】
慣性位置情報、ＧＰＳ情報、及び測距情報を、位置推定装置を使って受け取ること；及び
前記慣性位置情報、前記ＧＰＳ情報、及び前記測距情報の組み合わせに基づいて、前記位置推定装置の位置の推定を判断すること；
を含む方法。
【請求項２】
前記位置推定装置は、前記ＧＰＳ情報及び前記測距情報のうちの１つを、前記位置推定装置、別の位置推定装置、中継節点、状況認識システム、ＧＰＳ、及び、前記位置推定装置と前記別の位置推定装置と前記中継節点と前記状況認識システムと前記ＧＰＳとの組み合わせ、のうちの１つから受け取る、請求項１の方法。
【請求項３】
前記位置の前記推定を前記判断することは、別の位置推定装置の位置の推定、状況認識システムの位置の推定、中継節点の位置の推定、及び、前記別の位置推定装置の位置の推定と前記状況認識システムの位置の推定と前記中継節点の位置の推定との組み合わせ、のうちの１つに更に基づく、請求項１の方法。
【請求項４】
前記位置推定装置の加速度の値が、加速度閾値よりも大きくなった時（以下「甲の時」という。）、前記位置推定装置の速度の値が、閾値の期間に渡ってゼロとなった時（以下「乙の時」という。）、及び、前記甲の時と前記乙の時との組み合わせ、のうちの１つを判断すること；及び
前記加速度の前記値が、前記加速度閾値を超えた場合（以下「丙の場合」という。）、前記速度の前記値が、前記閾値の期間に渡ってゼロとなった場合（以下「丁の場合」という。）、及び、前記丙の場合と前記丁の場合との組み合わせ、のうちの１つの場合に、警告を送ること；
を更に含む、請求項１の方法。
【請求項５】
前記位置推定装置の位置、前記別の位置推定装置の位置、前記中継節点の位置、及び、前記位置推定装置の位置と前記別の位置推定装置の位置と前記中継節点の位置との組み合わせ、のうちの１つを、測地的な情報、構造的な情報、地形的な情報、及び、前記測地的な情報と前記構造的な情報と前記地形的な情報との組み合わせ、のうちの１つに相対的に、前記位置推定装置に表示することを更に含む、請求項２の方法。
【請求項６】
位置推定装置であって：
慣性位置情報を提供する慣性位置モジュール；
ＧＰＳ情報を提供するＧＰＳモジュール；
測距情報を提供する測距モジュール；
前記慣性位置情報と前記ＧＰＳ情報と前記測距情報との組み合わせに基づいて、前記位置推定装置の位置の推定を判断し、かつ、前記位置の前記推定の正確度を判断する、位置判断モジュール；及び
前記位置推定装置の前記位置の前記推定と前記位置の前記推定の前記正確度を記述する値とを表示する、表示器；
を含む位置推定装置。
【請求項７】
前記位置判断モジュールは、前記ＧＰＳ情報の正確度の値、及び、前記測距情報の正確度の値、のうちの１つを判断し；かつ
前記表示器は、別の位置推定装置の位置、状況認識システムの位置、前記ＧＰＳ情報の前記正確度の前記値、前記測距情報の前記正確度の前記値、及び、前記別の位置推定装置の位置と前記状況認識システムの位置と前記ＧＰＳ情報の前記正確度の前記値と前記測距情報の前記正確度の前記値との組み合わせ、のうちの１つを表示する；
請求項６の位置推定装置。
【請求項８】
別の位置推定装置、状況認識システム、及び、前記別の位置推定装置と前記状況認識システムとの組み合わせ、のうちの１つを更に含む、請求項６の位置推定装置、ここで、前記１つは、前記位置推定装置の加速度の値が、加速度閾値を超えた場合（以下「戊の場合」という。）、前記位置推定装置の速度の値が、閾値の期間に渡ってゼロとなった場合（以下「己の場合」という。）、及び、前記戊の場合と前記己の場合との組み合わせ、のうちの１つの場合に、前記位置推定装置からの警告を受け取れる。
【請求項９】
状況認識システム、中継節点、及び、前記状況認識システムと前記中継節点との組み合わせ、のうちの１つを更に含む、請求項６の位置推定装置、ここで、前記状況認識システム及び前記中継節点の各々は、ＧＰＳ情報を提供するＧＰＳモジュール、測距情報を提供する測距モジュール、及び、前記ＧＰＳモジュールと前記測距モジュールとの組み合わせのうちの１つを含み、かつ、前記位置推定装置の前記位置判断モジュールは、前記状況認識システム、前記中継節点、及び、前記状況認識システムと前記中継節点との前記組み合わせ、のうちの１つから、前記ＧＰＳ情報、前記測距情報、及び、前記ＧＰＳ情報と前記測距情報との前記組み合わせ、の１つに基づいて、前記位置の前記推定を判断する。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【公表番号】特表２０１０−５０１８７８（Ｐ２０１０−５０１８７８Ａ）
【公表日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２６８４１（Ｐ２００９−５２６８４１）
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７６８６６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０２７８２２
【国際公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（５９４０７１６７５）ハリス コーポレイション (287)
【氏名又は名称原語表記】Ｈａｒｒｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７６８６６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０２７８２２
【国際公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（５９４０７１６７５）ハリス コーポレイション (287)
【氏名又は名称原語表記】Ｈａｒｒｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
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