位置情報システム、携帯端末装置およびプログラム
【課題】音響を用いて、位置検出したい地点でまたはその地点ごとに位置情報を送信することにより、設置場所を選ばず高精度な位置情報の提供を可能にした位置情報システムを提供する。
【解決手段】特定地点を示す位置情報で変調された音声信号を、前記特定地点およびその近傍に放音する位置情報送信装置と、利用者が携帯する装置であって、前記送信装置が放音した音声信号を受信して、該受信した音声信号から位置情報を復調する復調部と、復調された位置情報に基づき前記利用者に現在位置を告知する告知部と、を備えた携帯端末装置と、を設ける。
【解決手段】特定地点を示す位置情報で変調された音声信号を、前記特定地点およびその近傍に放音する位置情報送信装置と、利用者が携帯する装置であって、前記送信装置が放音した音声信号を受信して、該受信した音声信号から位置情報を復調する復調部と、復調された位置情報に基づき前記利用者に現在位置を告知する告知部と、を備えた携帯端末装置と、を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響を用いて位置情報を送信する位置情報システムおよびこの位置情報システムに用いられる携帯端末装置、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
位置検出システムとしてＧＰＳが普及している。ＧＰＳは、複数のＧＰＳ衛星から正確に時間同期した電波信号を端末装置で受信し、各電波信号の受信時間差に基づいて端末装置の位置を演算するシステムである。また、携帯電話システムにおいても、携帯電話機で複数の基地局からの電波を受信し、その到来時間差に基づいて携帯電話機の位置を測定するシステムが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０１４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＧＰＳ衛星の電波は屋内や地下に伝搬しにくいため、ＧＰＳシステムは利用範囲がほぼ屋外に限定される。また、特許文献１の携帯電話による測位システムも、建物の中や地下街では複数の基地局からの電波を受信することが困難であるため実現が困難である。また、これらの測位システムは、衛星や基地局から送られてくる電波の微小な到達時間差に基づいて自装置の位置を測定するシステムであるため、数メートル〜数十メートル程度の測位誤差が生じ、何らかの補正をしなければ正確な位置情報の出力が困難であった。特に、ウィンドウショッピングのように数メートル間隔で並ぶ店舗の前を遅い速度で移動する者の位置を検出するのには適さないシステムであった。
【０００５】
この発明は、音響を用いて、位置検出したい地点でまたはその地点ごとに位置情報を送信することにより、設置場所を選ばず高精度な位置情報の提供を可能にした位置情報システム、携帯端末装置およびプログラム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】
【０００６】
請求項１の発明は、特定地点を示す位置情報で変調された音響信号を表す音波を、前記特定地点およびその近傍に放音する位置情報送信装置と、利用者が携帯する装置であって、前記送信装置が放音した音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から位置情報を復調する復調部と、復調された位置情報に基づき前記利用者の位置を告知する告知部と、を備えた携帯端末装置と、を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、前記位置情報は、前記特定地点に割り当てられた識別コードであり、前記告知部は、前記識別コードと前記特定地点の位置を表す絶対位置情報とを対応づけて記憶した識別コードテーブルと、前記復調部によって復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部を含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、複数の前記位置情報送信装置を、複数の前記特定地点にそれぞれ設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記携帯端末装置は、受信した音声信号から復調された位置情報の履歴、または、該復調された位置情報に基づいて割り出された絶対位置情報の履歴を記憶することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項３、４の発明において、前記携帯端末装置は、前記複数の位置情報送信装置から前記位置情報で変調された音声信号を受信し、その受信の時間間隔および地点間の距離に基づいて移動速度を算出することを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明である携帯端末装置は、利用者が携帯する装置であって、特定地点を示す位置情報で変調された音響信号を表す音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から位置情報を復調する復調部と、復調された位置情報に基づき前記利用者の位置を告知する告知部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記位置情報は前記特定地点に割り当てられた識別コードであり、前記告知部は、前記識別コードと前記特定地点の位置を表す決定する絶対位置情報とを対応づけて記憶した識別コードテーブルと、前記復調部によって復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明であるプログラムは、携帯端末装置のコンピュータを、特定地点に割り当てられた識別コードで変調された音響信号を表す音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から前記識別コードを復調する復調手段、前記識別コードと前記特定地点の位置を表す絶対位置情報とを対応づけた識別コードテーブルを記憶する記憶手段、前記復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部、として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、正確な位置検出が可能な位置情報システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の位置情報システムが適用されるショッピングセンターの概略平面図
【図２】位置情報システムの位置情報送信装置のブロック図
【図３】位置情報送信装置のスピーカの設置形態を示す図
【図４】位置情報システムの携帯端末装置のブロック図
【図５】この発明の位置情報システムが適用されるジョギングコースの例を示す図
【図６】位置情報システムの携帯端末装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照してこの発明の実施形態である位置情報システムについて説明する。図１は、位置情報システムが設置されるショッピングセンター１の概略平面図である。ショッピングセンター１は、通路３を挟んで複数の小売店舗２が並んでいる。各店舗２の前には位置情報送信装置４が設置されている。ショッピングセンター１内の全ての地点は、図１に示した座標で特定される。位置情報送信装置４は、その装置が設置されている地点の位置情報が埋め込まれた音響信号を表す音波を放音する。位置情報送信装置４の構成については後で詳述する。
【００１７】
顧客６は、ショッピングセンター１の入口で携帯端末装置５を貸与され、この端末装置５を所持してショッピングセンター１内を散策する。携帯端末装置５は、位置情報送信装置４から放音される音波を受信して、その音波に含まれる位置情報をデコードし、携帯端末装置５のユーザである顧客６に現在位置を告知する。この告知は、携帯端末装置５のディスプレイに現在位置に対応する地図情報を併せて表示したり、現在位置に対応する音声情報をアナウンス（再生）したりする等の方式で行われる。携帯端末装置５の構成については後で詳述する。
【００１８】
音波は、電波に比べて到達距離が短いため、位置情報を含む音波は、位置情報送信装置４の設置地点の近傍のみで受信（収音）される。したがって、携帯端末装置５は、位置情報を含む音波を受信（収音）したとき、ほぼその位置情報の地点にいることが分かる。このように、ＧＰＳやビーコンなどのような三角測量的な位置の算出ではなく、各地点毎に位置情報送信装置４を設置しているため、複雑な演算が不要であるとともに電波や音波の影を考慮する必要がない。
【００１９】
なお、ショッピングセンター１内の店舗２、通路３のレイアウトは、図１に示したものよりももっと複雑であっても構わない。また、店舗２が複数階で上下方向に重複してレイアウトされ、通路３が階段等で接続されていてもよい。また、位置情報送信装置４は、各店舗２ごとに設置しなくてもよく、たとえば、通路３に沿って一定間隔で設置してもよい。
【００２０】
図２は位置情報送信装置４のブロック図である。位置情報送信装置４は、上述したように各店舗２の前の通路３に設置され、位置情報送信装置４すなわちスピーカ１４が設置されている地点を示す位置情報を音波として放音する装置である。位置情報としては、図１に示した座標値やその地点にある店舗の名称等が用いられる。また、座標値や店舗名称に対応づけられたＩＤコードを位置情報として放音し、携帯端末装置５側でＩＤコードを座標値や店舗名称に変換するようにしてもよい。この実施形態では、位置情報送信装置４は、座標値に対応づけられたＩＤコードを位置情報として送信し、携帯端末装置５がこのＩＤコードを座標値に変換して地図上に現在位置を表示する例について説明する。この場合、前記座標値や店舗名称が本発明の絶対位置情報に対応する。
【００２１】
図２の位置情報送信装置４は、図１に示すように、ショッピングセンター１の各所に設置される。位置情報送信装置４はＩＤメモリ１１を有し、ＩＤメモリ１１には設置地点に対応するＩＤコードが記憶されている。
【００２２】
位置情報送信装置４は、上記のＩＤメモリ１１のほか、変調部１２、増幅器１３およびスピーカ１４を備えている。変調部１２は、ＩＤコードを空気振動である音波として放音可能な周波数帯域の信号に変調する処理部である。変調部１２の変調方式は種々の方式を用いることが可能であるが、この実施形態では、ノイズ耐性を向上させるために、ＩＤコードで拡散符号を位相変調し、この位相変調された拡散符号を非可聴帯域まで周波数シフトして放音するようにしている。この技術は、本出願人による国際特許出願（国際公開第２０１０／０１６５８９号パンフレット）に詳細に説明されている。増幅器１３は変調部１２から入力された音声信号（拡散変調されたＩＤコード）を適当な電力まで増幅してスピーカ１４に供給する。スピーカ１４は増幅器１３から入力された音響信号を音波として放音する。ここで、増幅器１３の出力電力は、この位置情報送信装置４のカバーエリアまで音波が到達し、それ以上のエリアへ音波が到達しないような電力に、設置場所の広さやノイズの程度に応じて適宜設定すればよい。
【００２３】
なお、この実施形態では位置情報を空気中を伝搬する空気伝搬音として放音する例を示したが、固体を伝搬する固体伝搬音として放音してもよい。この場合、音響信号を空気振動として空気中に放音する手段であるスピーカ１４に代えて（またはスピーカ１４とともに）、音響信号で固体を励振する振動子を設ければよい。顧客６は携帯端末装置５を媒質である固体に接触させて（載置して）音響信号を収音すればよい。従って、マイク２０は振動センサでもよい。もちろん、マイク２０で固体伝搬音（固体の振動）を収音しても良い。また、位置情報の周波数帯域は可聴帯域に限らず超音波でもよい。
【００２４】
スピーカ１４は、図３に示すような形態でショッピングセンター１内に設置すればよい。すなわち、通路３の天井７に設置する形態（図３（Ａ））、通路３または店舗２の壁面８に設置する形態（図３（Ｂ））、または、店舗２の前に設置された掲示板９に埋め込んで設置する形態（図３（Ｃ））である。なお、これ以外であっても、通路３の適当な範囲（カバーエリア）に音波を放音できれば設置形態に制限はない。音波を反射または散乱させる部材を併用しても良い（放射方向を変換できる）。
【００２５】
図４は携帯端末装置５のブロック図である。携帯端末装置５は、位置情報送信装置４から放音される音波を収音してＩＤコードを復調し、内部のメモリ２４に記憶されている地図データに基づいて現在位置を割り出し、ユーザに告知する装置である。携帯端末装置５は、メモリ２４のほか、マイク２０、ＩＤコード復調部２１、移動センサ２２、位置割出部２３、時計２５、案内処理部２６、ディスプレイ２７およびスピーカ２８を備えている。スピーカ２８に代えて、または、スピーカ２８とともにイヤホンコネクタを備えてもよい。
【００２６】
マイク２０は、位置情報送信装置４のスピーカ１４から放音された音波を収音する。ＩＤコード復調部２１は、収音して得られた音響信号を、拡散変調に用いられた拡散符号を係数とする整合フィルタに通すことによってＩＤコードを復調する処理部である。この復調処理についても、国際公開第２０１０／０１６５８９号パンフレットに詳細に説明されている。
【００２７】
メモリ２４は、フラッシュメモリで構成されており、地図データ等を不揮発に記憶できるほか、新たなデータの書き込みにも対応している。地図データは、図１に示すようなショッピングセンター１の店舗２と通路３のレイアウトを座標に対応づけて描画する地図描画データ、各位置情報送信装置４のＩＤコードと設置位置（座標値）とを対応づけたＩＤコードテーブル、および、各店舗２の名称を含む音声案内データを含んでいる。また、メモリ２４は軌跡記憶エリアを有し、位置割出部２３が割り出した現在位置を、その地点への到達時刻とともに時系列に蓄積記憶する。
【００２８】
位置割出部２３は、ＩＤコード復調部２１によって復調されたＩＤコードでメモリ２４のＩＤコードテーブルを検索して現在位置を割り出す。また、位置割出部２３には移動センサ２２から、この携帯端末装置５の移動データが入力されている。移動データとは、たとえば移動方向、移動速度等の移動の物理量に関するデータである。これら移動方向、移動速度は、加速度センサ、重力方向センサ、方位センサ等の運動センサを用いて演算により算出することができる。これら移動データは、ＩＤコードによる位置特定を補完し、より詳細な位置情報を特定することができる。位置割出部２３は、入力された移動データに基づき、受信したＩＤコードによって割り出された位置を更新して新たな現在位置を割り出す。割り出された現在位置は、案内処理部２５に入力されるとともに、メモリ２４の軌跡記憶エリアに書き込まれる。割り出された現在位置に代えて受信したＩＤコードをメモリ２４の軌跡記憶エリアに記憶してもよい。
【００２９】
案内処理部２６は、メモリ２４に記憶されている地図描画データに基づいてディスプレイ２７に表示する地図画像を描画するとともに、この地図画像上に位置割出部２３によって割り出された現在位置を表示する。この現在位置の表示は、最新の現在位置のみを表示してもよく、現在位置の更新履歴すなわち軌跡を表示してもよい。現在位置が書き込まれた地図画像がディスプレイ２７に表示され、顧客６に対して視覚的に現在位置が告知される。また、案内処理部２６は、前にある店舗の名称を含む案内文言（たとえば「今、○○ショップの前にいます。」など）を音声合成してスピーカ２８に出力する。
【００３０】
上記のような構成により、音声を用いて、店舗の前など必要な場所における高精度の位置検出が可能になる。また、ショッピングセンター１において、顧客６に携帯端末装置５を貸し出して軌跡を記録し、顧客６の退店時に回収することにより、顧客６の移動形態を分析することが可能になる。
【００３１】
次に、図５、図６を参照して、この発明の位置情報システムをフィットネスクラブのジョギングコースに適用した実施形態について説明する。この実施形態において、図１〜図４で説明した実施形態と同一構成の部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００３２】
図５はフィットネスクラブのジョギングコースを示す図である。ジョギングコース４０は建物の壁に沿って四角い周回路として設けられている。その四角いジョギングコース４０の四隅に位置情報送信装置４（スピーカ１４）がそれぞれ設けられている。携帯端末装置６のユーザであるランナー４１は図中の矢印Ｄに示すように反時計回りでランニングする。スピーカ１４はランナー４１がコーナー（角）を曲がった後にカバーエリアに入るように、ランニング方向Ｄと同じ方向に向けて設置されている。これにより、ランナー４１がランニングコース４０の角に到達して曲がるとき、ランナー４１の背中方向から音波が到来してＩＤコードを受信する。このため、コーナーを曲がるタイミングとそのコーナーの位置との同期が正確に行われる。
【００３３】
図６は図５のフィットネスクラブで用いられる携帯端末装置４５のブロック図である。この実施形態において、図４で説明した携帯端末装置５と同一構成の部分は同一番号を付して説明を省略する。この携帯端末装置４５は、図４の携帯端末装置５の構成に加えて心拍計５１を備えている。心拍計５１は、手首等に貼り付けられた圧電素子等の電極により、ランナー４１の拍動を検出する処理部である。また、演算部５０は、ＩＤコード復調部２１が復調したＩＤコードに基づいて、ランナー４１の現在位置すなわちどのコーナーを曲がったかを割り出すとともに、周回ごとのラップタイムや平均速度を算出する。また、演算部５０は、周回時の心拍の変化を検出する。
【００３４】
演算部５０は、周回毎のラップタイム、平均速度、心拍数をメモリ２４に時系列に書き込むとともに、周回数、ラップタイム、平均速度をガイド音声合成部５２に出力する。平均速度は、ジョギングコース４０の長さをラップタイムで除して算出することができる。ジョギングコース４０の長さはメモリ２４に記憶されている。ガイド音声合成部５２は、入力された周回数、ラップタイム、平均速度を音声信号に合成してミキシング部５３に出力する。ガイド音声は、たとえば、「３周しました。４周目に入ります。３周目のラップタイムは５７．１秒、平均速度は１２．４キロメートルです。」などである。
【００３５】
演算部５０は、さらに、心拍数の変化に基づいて適切なジョギングスピードのアドバイスを行う。たとえば、心拍数が上がりすぎている場合には負担が大きいと判断して速度を下げるアドバイス文言を合成するようにガイド音声合成部５２に指示する。ガイド音声合成部５２は、この指示に応じて「もう少しゆっくり走りましょう」という文言を合成する。また、演算部５０は、心拍数が上がらない場合には負荷が軽すぎてトレーニングにならないとして速度を上げるアドバイス文言を合成するようにガイド音声合成部５２に指示する。ガイド音声合成部５２は、この指示に応じて「もう少し頑張って走ってください」等の文言を合成する。これらのアドバイス文言もミキシング部５３に出力される。
【００３６】
ミキシング部５３には、オーディオプレーヤ接続部５５に接続されている携帯オーディオプレーヤ４６からの楽曲信号が入力される。ミキシング部５３は、この楽曲信号にガイド音声合成部５２から入力されたガイド音声をミキシングして、イヤホンコネクタ５４に接続されているイヤホン４７に出力する。
【００３７】
これにより、ランナー４１は、自分の好きな音楽を聴きながらジョギングし、適宜ラップタイムや周回数などのガイド音声を聴くことができる。
【００３８】
この実施形態では、周回毎にラップタイムや平均速度を算出して記憶およびアナウンスしているが、コーナーを曲がる毎にタイム、平均速度等を算出し、記憶および／またはアナウンスするようにしてもよい。
【００３９】
この実施形態では、位置情報システムをショッピングセンター１、フィットネスクラブのジョギングコース４０に適用する例について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。たとえば、地下街などの商業施設、美術館、博物館などの展示施設などに適用が可能である。
【００４０】
上記の実施形態では、位置情報送信装置４が音響を用いて携帯端末装置５に対して現実の位置情報を伝達するシステムについて説明したが、位置情報送信装置４が放音する位置情報を仮想の空間（たとえばゲーム空間、ネット上の仮想マーケットプレイスなど）の位置や現実の別の位置に対応づけることも可能である。
【００４１】
また、本発明の位置情報システムをＧＰＳ測位システムと組み合わせて建物内外にわたって測位可能な位置計測システムとすることも可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１ ショッピングセンター
２ 店舗
３ 通路
４ 位置情報送信装置
５、４５ 携帯端末装置
６ 顧客
１４ スピーカ
４０ ジョギングコース
４１ ランナー
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響を用いて位置情報を送信する位置情報システムおよびこの位置情報システムに用いられる携帯端末装置、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
位置検出システムとしてＧＰＳが普及している。ＧＰＳは、複数のＧＰＳ衛星から正確に時間同期した電波信号を端末装置で受信し、各電波信号の受信時間差に基づいて端末装置の位置を演算するシステムである。また、携帯電話システムにおいても、携帯電話機で複数の基地局からの電波を受信し、その到来時間差に基づいて携帯電話機の位置を測定するシステムが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０１４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＧＰＳ衛星の電波は屋内や地下に伝搬しにくいため、ＧＰＳシステムは利用範囲がほぼ屋外に限定される。また、特許文献１の携帯電話による測位システムも、建物の中や地下街では複数の基地局からの電波を受信することが困難であるため実現が困難である。また、これらの測位システムは、衛星や基地局から送られてくる電波の微小な到達時間差に基づいて自装置の位置を測定するシステムであるため、数メートル〜数十メートル程度の測位誤差が生じ、何らかの補正をしなければ正確な位置情報の出力が困難であった。特に、ウィンドウショッピングのように数メートル間隔で並ぶ店舗の前を遅い速度で移動する者の位置を検出するのには適さないシステムであった。
【０００５】
この発明は、音響を用いて、位置検出したい地点でまたはその地点ごとに位置情報を送信することにより、設置場所を選ばず高精度な位置情報の提供を可能にした位置情報システム、携帯端末装置およびプログラム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】
【０００６】
請求項１の発明は、特定地点を示す位置情報で変調された音響信号を表す音波を、前記特定地点およびその近傍に放音する位置情報送信装置と、利用者が携帯する装置であって、前記送信装置が放音した音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から位置情報を復調する復調部と、復調された位置情報に基づき前記利用者の位置を告知する告知部と、を備えた携帯端末装置と、を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、前記位置情報は、前記特定地点に割り当てられた識別コードであり、前記告知部は、前記識別コードと前記特定地点の位置を表す絶対位置情報とを対応づけて記憶した識別コードテーブルと、前記復調部によって復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部を含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、複数の前記位置情報送信装置を、複数の前記特定地点にそれぞれ設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記携帯端末装置は、受信した音声信号から復調された位置情報の履歴、または、該復調された位置情報に基づいて割り出された絶対位置情報の履歴を記憶することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項３、４の発明において、前記携帯端末装置は、前記複数の位置情報送信装置から前記位置情報で変調された音声信号を受信し、その受信の時間間隔および地点間の距離に基づいて移動速度を算出することを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明である携帯端末装置は、利用者が携帯する装置であって、特定地点を示す位置情報で変調された音響信号を表す音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から位置情報を復調する復調部と、復調された位置情報に基づき前記利用者の位置を告知する告知部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記位置情報は前記特定地点に割り当てられた識別コードであり、前記告知部は、前記識別コードと前記特定地点の位置を表す決定する絶対位置情報とを対応づけて記憶した識別コードテーブルと、前記復調部によって復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明であるプログラムは、携帯端末装置のコンピュータを、特定地点に割り当てられた識別コードで変調された音響信号を表す音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から前記識別コードを復調する復調手段、前記識別コードと前記特定地点の位置を表す絶対位置情報とを対応づけた識別コードテーブルを記憶する記憶手段、前記復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部、として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、正確な位置検出が可能な位置情報システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の位置情報システムが適用されるショッピングセンターの概略平面図
【図２】位置情報システムの位置情報送信装置のブロック図
【図３】位置情報送信装置のスピーカの設置形態を示す図
【図４】位置情報システムの携帯端末装置のブロック図
【図５】この発明の位置情報システムが適用されるジョギングコースの例を示す図
【図６】位置情報システムの携帯端末装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照してこの発明の実施形態である位置情報システムについて説明する。図１は、位置情報システムが設置されるショッピングセンター１の概略平面図である。ショッピングセンター１は、通路３を挟んで複数の小売店舗２が並んでいる。各店舗２の前には位置情報送信装置４が設置されている。ショッピングセンター１内の全ての地点は、図１に示した座標で特定される。位置情報送信装置４は、その装置が設置されている地点の位置情報が埋め込まれた音響信号を表す音波を放音する。位置情報送信装置４の構成については後で詳述する。
【００１７】
顧客６は、ショッピングセンター１の入口で携帯端末装置５を貸与され、この端末装置５を所持してショッピングセンター１内を散策する。携帯端末装置５は、位置情報送信装置４から放音される音波を受信して、その音波に含まれる位置情報をデコードし、携帯端末装置５のユーザである顧客６に現在位置を告知する。この告知は、携帯端末装置５のディスプレイに現在位置に対応する地図情報を併せて表示したり、現在位置に対応する音声情報をアナウンス（再生）したりする等の方式で行われる。携帯端末装置５の構成については後で詳述する。
【００１８】
音波は、電波に比べて到達距離が短いため、位置情報を含む音波は、位置情報送信装置４の設置地点の近傍のみで受信（収音）される。したがって、携帯端末装置５は、位置情報を含む音波を受信（収音）したとき、ほぼその位置情報の地点にいることが分かる。このように、ＧＰＳやビーコンなどのような三角測量的な位置の算出ではなく、各地点毎に位置情報送信装置４を設置しているため、複雑な演算が不要であるとともに電波や音波の影を考慮する必要がない。
【００１９】
なお、ショッピングセンター１内の店舗２、通路３のレイアウトは、図１に示したものよりももっと複雑であっても構わない。また、店舗２が複数階で上下方向に重複してレイアウトされ、通路３が階段等で接続されていてもよい。また、位置情報送信装置４は、各店舗２ごとに設置しなくてもよく、たとえば、通路３に沿って一定間隔で設置してもよい。
【００２０】
図２は位置情報送信装置４のブロック図である。位置情報送信装置４は、上述したように各店舗２の前の通路３に設置され、位置情報送信装置４すなわちスピーカ１４が設置されている地点を示す位置情報を音波として放音する装置である。位置情報としては、図１に示した座標値やその地点にある店舗の名称等が用いられる。また、座標値や店舗名称に対応づけられたＩＤコードを位置情報として放音し、携帯端末装置５側でＩＤコードを座標値や店舗名称に変換するようにしてもよい。この実施形態では、位置情報送信装置４は、座標値に対応づけられたＩＤコードを位置情報として送信し、携帯端末装置５がこのＩＤコードを座標値に変換して地図上に現在位置を表示する例について説明する。この場合、前記座標値や店舗名称が本発明の絶対位置情報に対応する。
【００２１】
図２の位置情報送信装置４は、図１に示すように、ショッピングセンター１の各所に設置される。位置情報送信装置４はＩＤメモリ１１を有し、ＩＤメモリ１１には設置地点に対応するＩＤコードが記憶されている。
【００２２】
位置情報送信装置４は、上記のＩＤメモリ１１のほか、変調部１２、増幅器１３およびスピーカ１４を備えている。変調部１２は、ＩＤコードを空気振動である音波として放音可能な周波数帯域の信号に変調する処理部である。変調部１２の変調方式は種々の方式を用いることが可能であるが、この実施形態では、ノイズ耐性を向上させるために、ＩＤコードで拡散符号を位相変調し、この位相変調された拡散符号を非可聴帯域まで周波数シフトして放音するようにしている。この技術は、本出願人による国際特許出願（国際公開第２０１０／０１６５８９号パンフレット）に詳細に説明されている。増幅器１３は変調部１２から入力された音声信号（拡散変調されたＩＤコード）を適当な電力まで増幅してスピーカ１４に供給する。スピーカ１４は増幅器１３から入力された音響信号を音波として放音する。ここで、増幅器１３の出力電力は、この位置情報送信装置４のカバーエリアまで音波が到達し、それ以上のエリアへ音波が到達しないような電力に、設置場所の広さやノイズの程度に応じて適宜設定すればよい。
【００２３】
なお、この実施形態では位置情報を空気中を伝搬する空気伝搬音として放音する例を示したが、固体を伝搬する固体伝搬音として放音してもよい。この場合、音響信号を空気振動として空気中に放音する手段であるスピーカ１４に代えて（またはスピーカ１４とともに）、音響信号で固体を励振する振動子を設ければよい。顧客６は携帯端末装置５を媒質である固体に接触させて（載置して）音響信号を収音すればよい。従って、マイク２０は振動センサでもよい。もちろん、マイク２０で固体伝搬音（固体の振動）を収音しても良い。また、位置情報の周波数帯域は可聴帯域に限らず超音波でもよい。
【００２４】
スピーカ１４は、図３に示すような形態でショッピングセンター１内に設置すればよい。すなわち、通路３の天井７に設置する形態（図３（Ａ））、通路３または店舗２の壁面８に設置する形態（図３（Ｂ））、または、店舗２の前に設置された掲示板９に埋め込んで設置する形態（図３（Ｃ））である。なお、これ以外であっても、通路３の適当な範囲（カバーエリア）に音波を放音できれば設置形態に制限はない。音波を反射または散乱させる部材を併用しても良い（放射方向を変換できる）。
【００２５】
図４は携帯端末装置５のブロック図である。携帯端末装置５は、位置情報送信装置４から放音される音波を収音してＩＤコードを復調し、内部のメモリ２４に記憶されている地図データに基づいて現在位置を割り出し、ユーザに告知する装置である。携帯端末装置５は、メモリ２４のほか、マイク２０、ＩＤコード復調部２１、移動センサ２２、位置割出部２３、時計２５、案内処理部２６、ディスプレイ２７およびスピーカ２８を備えている。スピーカ２８に代えて、または、スピーカ２８とともにイヤホンコネクタを備えてもよい。
【００２６】
マイク２０は、位置情報送信装置４のスピーカ１４から放音された音波を収音する。ＩＤコード復調部２１は、収音して得られた音響信号を、拡散変調に用いられた拡散符号を係数とする整合フィルタに通すことによってＩＤコードを復調する処理部である。この復調処理についても、国際公開第２０１０／０１６５８９号パンフレットに詳細に説明されている。
【００２７】
メモリ２４は、フラッシュメモリで構成されており、地図データ等を不揮発に記憶できるほか、新たなデータの書き込みにも対応している。地図データは、図１に示すようなショッピングセンター１の店舗２と通路３のレイアウトを座標に対応づけて描画する地図描画データ、各位置情報送信装置４のＩＤコードと設置位置（座標値）とを対応づけたＩＤコードテーブル、および、各店舗２の名称を含む音声案内データを含んでいる。また、メモリ２４は軌跡記憶エリアを有し、位置割出部２３が割り出した現在位置を、その地点への到達時刻とともに時系列に蓄積記憶する。
【００２８】
位置割出部２３は、ＩＤコード復調部２１によって復調されたＩＤコードでメモリ２４のＩＤコードテーブルを検索して現在位置を割り出す。また、位置割出部２３には移動センサ２２から、この携帯端末装置５の移動データが入力されている。移動データとは、たとえば移動方向、移動速度等の移動の物理量に関するデータである。これら移動方向、移動速度は、加速度センサ、重力方向センサ、方位センサ等の運動センサを用いて演算により算出することができる。これら移動データは、ＩＤコードによる位置特定を補完し、より詳細な位置情報を特定することができる。位置割出部２３は、入力された移動データに基づき、受信したＩＤコードによって割り出された位置を更新して新たな現在位置を割り出す。割り出された現在位置は、案内処理部２５に入力されるとともに、メモリ２４の軌跡記憶エリアに書き込まれる。割り出された現在位置に代えて受信したＩＤコードをメモリ２４の軌跡記憶エリアに記憶してもよい。
【００２９】
案内処理部２６は、メモリ２４に記憶されている地図描画データに基づいてディスプレイ２７に表示する地図画像を描画するとともに、この地図画像上に位置割出部２３によって割り出された現在位置を表示する。この現在位置の表示は、最新の現在位置のみを表示してもよく、現在位置の更新履歴すなわち軌跡を表示してもよい。現在位置が書き込まれた地図画像がディスプレイ２７に表示され、顧客６に対して視覚的に現在位置が告知される。また、案内処理部２６は、前にある店舗の名称を含む案内文言（たとえば「今、○○ショップの前にいます。」など）を音声合成してスピーカ２８に出力する。
【００３０】
上記のような構成により、音声を用いて、店舗の前など必要な場所における高精度の位置検出が可能になる。また、ショッピングセンター１において、顧客６に携帯端末装置５を貸し出して軌跡を記録し、顧客６の退店時に回収することにより、顧客６の移動形態を分析することが可能になる。
【００３１】
次に、図５、図６を参照して、この発明の位置情報システムをフィットネスクラブのジョギングコースに適用した実施形態について説明する。この実施形態において、図１〜図４で説明した実施形態と同一構成の部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００３２】
図５はフィットネスクラブのジョギングコースを示す図である。ジョギングコース４０は建物の壁に沿って四角い周回路として設けられている。その四角いジョギングコース４０の四隅に位置情報送信装置４（スピーカ１４）がそれぞれ設けられている。携帯端末装置６のユーザであるランナー４１は図中の矢印Ｄに示すように反時計回りでランニングする。スピーカ１４はランナー４１がコーナー（角）を曲がった後にカバーエリアに入るように、ランニング方向Ｄと同じ方向に向けて設置されている。これにより、ランナー４１がランニングコース４０の角に到達して曲がるとき、ランナー４１の背中方向から音波が到来してＩＤコードを受信する。このため、コーナーを曲がるタイミングとそのコーナーの位置との同期が正確に行われる。
【００３３】
図６は図５のフィットネスクラブで用いられる携帯端末装置４５のブロック図である。この実施形態において、図４で説明した携帯端末装置５と同一構成の部分は同一番号を付して説明を省略する。この携帯端末装置４５は、図４の携帯端末装置５の構成に加えて心拍計５１を備えている。心拍計５１は、手首等に貼り付けられた圧電素子等の電極により、ランナー４１の拍動を検出する処理部である。また、演算部５０は、ＩＤコード復調部２１が復調したＩＤコードに基づいて、ランナー４１の現在位置すなわちどのコーナーを曲がったかを割り出すとともに、周回ごとのラップタイムや平均速度を算出する。また、演算部５０は、周回時の心拍の変化を検出する。
【００３４】
演算部５０は、周回毎のラップタイム、平均速度、心拍数をメモリ２４に時系列に書き込むとともに、周回数、ラップタイム、平均速度をガイド音声合成部５２に出力する。平均速度は、ジョギングコース４０の長さをラップタイムで除して算出することができる。ジョギングコース４０の長さはメモリ２４に記憶されている。ガイド音声合成部５２は、入力された周回数、ラップタイム、平均速度を音声信号に合成してミキシング部５３に出力する。ガイド音声は、たとえば、「３周しました。４周目に入ります。３周目のラップタイムは５７．１秒、平均速度は１２．４キロメートルです。」などである。
【００３５】
演算部５０は、さらに、心拍数の変化に基づいて適切なジョギングスピードのアドバイスを行う。たとえば、心拍数が上がりすぎている場合には負担が大きいと判断して速度を下げるアドバイス文言を合成するようにガイド音声合成部５２に指示する。ガイド音声合成部５２は、この指示に応じて「もう少しゆっくり走りましょう」という文言を合成する。また、演算部５０は、心拍数が上がらない場合には負荷が軽すぎてトレーニングにならないとして速度を上げるアドバイス文言を合成するようにガイド音声合成部５２に指示する。ガイド音声合成部５２は、この指示に応じて「もう少し頑張って走ってください」等の文言を合成する。これらのアドバイス文言もミキシング部５３に出力される。
【００３６】
ミキシング部５３には、オーディオプレーヤ接続部５５に接続されている携帯オーディオプレーヤ４６からの楽曲信号が入力される。ミキシング部５３は、この楽曲信号にガイド音声合成部５２から入力されたガイド音声をミキシングして、イヤホンコネクタ５４に接続されているイヤホン４７に出力する。
【００３７】
これにより、ランナー４１は、自分の好きな音楽を聴きながらジョギングし、適宜ラップタイムや周回数などのガイド音声を聴くことができる。
【００３８】
この実施形態では、周回毎にラップタイムや平均速度を算出して記憶およびアナウンスしているが、コーナーを曲がる毎にタイム、平均速度等を算出し、記憶および／またはアナウンスするようにしてもよい。
【００３９】
この実施形態では、位置情報システムをショッピングセンター１、フィットネスクラブのジョギングコース４０に適用する例について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。たとえば、地下街などの商業施設、美術館、博物館などの展示施設などに適用が可能である。
【００４０】
上記の実施形態では、位置情報送信装置４が音響を用いて携帯端末装置５に対して現実の位置情報を伝達するシステムについて説明したが、位置情報送信装置４が放音する位置情報を仮想の空間（たとえばゲーム空間、ネット上の仮想マーケットプレイスなど）の位置や現実の別の位置に対応づけることも可能である。
【００４１】
また、本発明の位置情報システムをＧＰＳ測位システムと組み合わせて建物内外にわたって測位可能な位置計測システムとすることも可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１ ショッピングセンター
２ 店舗
３ 通路
４ 位置情報送信装置
５、４５ 携帯端末装置
６ 顧客
１４ スピーカ
４０ ジョギングコース
４１ ランナー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定地点を示す位置情報で変調された音響信号を表す音波を、前記特定地点およびその近傍に放音する位置情報送信装置と、
利用者が携帯する装置であって、前記送信装置が放音した音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から位置情報を復調する復調部と、復調された位置情報に基づき前記利用者の位置を告知する告知部と、を備えた携帯端末装置と、
を有する位置情報システム。
【請求項２】
前記位置情報は、前記特定地点に割り当てられた識別コードであり、
前記告知部は、前記識別コードと前記特定地点の位置を表す絶対位置情報とを対応づけて記憶した識別コードテーブルと、
前記復調部によって復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部と、
を含む請求項１に記載の位置情報システム。
【請求項３】
複数の前記位置情報送信装置を、複数の前記特定地点にそれぞれ設けた請求項１または請求項２に記載の位置情報システム。
【請求項４】
前記携帯端末装置は、受信した音声信号から復調された位置情報の履歴、または、該復調された位置情報に基づいて割り出された絶対位置情報の履歴を記憶する請求項３に記載の位置情報システム。
【請求項５】
前記携帯端末装置は、前記複数の位置情報送信装置から前記位置情報で変調された音声信号を受信し、その受信の時間間隔および地点間の距離に基づいて移動速度を算出する請求項３または請求項４に記載の位置情報システム。
【請求項６】
利用者が携帯する装置であって、
特定地点を示す位置情報で変調された音響信号を表す音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から位置情報を復調する復調部と、
復調された位置情報に基づき前記利用者の位置を告知する告知部と、
を備えた携帯端末装置。
【請求項７】
前記位置情報は前記特定地点に割り当てられた識別コードであり、
前記告知部は、
前記識別コードと前記特定地点の位置を表す決定する絶対位置情報とを対応づけて記憶した識別コードテーブルと、
前記復調部によって復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部と、
を含む請求項６に記載の携帯端末装置。
【請求項８】
携帯端末装置のコンピュータを、
特定地点に割り当てられた識別コードで変調された音響信号を表す音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から前記識別コードを復調する復調手段、
前記識別コードと前記特定地点の位置を表す絶対位置情報とを対応づけた識別コードテーブルを記憶する記憶手段、
前記復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部、
として機能させるプログラム。
【請求項１】
特定地点を示す位置情報で変調された音響信号を表す音波を、前記特定地点およびその近傍に放音する位置情報送信装置と、
利用者が携帯する装置であって、前記送信装置が放音した音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から位置情報を復調する復調部と、復調された位置情報に基づき前記利用者の位置を告知する告知部と、を備えた携帯端末装置と、
を有する位置情報システム。
【請求項２】
前記位置情報は、前記特定地点に割り当てられた識別コードであり、
前記告知部は、前記識別コードと前記特定地点の位置を表す絶対位置情報とを対応づけて記憶した識別コードテーブルと、
前記復調部によって復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部と、
を含む請求項１に記載の位置情報システム。
【請求項３】
複数の前記位置情報送信装置を、複数の前記特定地点にそれぞれ設けた請求項１または請求項２に記載の位置情報システム。
【請求項４】
前記携帯端末装置は、受信した音声信号から復調された位置情報の履歴、または、該復調された位置情報に基づいて割り出された絶対位置情報の履歴を記憶する請求項３に記載の位置情報システム。
【請求項５】
前記携帯端末装置は、前記複数の位置情報送信装置から前記位置情報で変調された音声信号を受信し、その受信の時間間隔および地点間の距離に基づいて移動速度を算出する請求項３または請求項４に記載の位置情報システム。
【請求項６】
利用者が携帯する装置であって、
特定地点を示す位置情報で変調された音響信号を表す音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から位置情報を復調する復調部と、
復調された位置情報に基づき前記利用者の位置を告知する告知部と、
を備えた携帯端末装置。
【請求項７】
前記位置情報は前記特定地点に割り当てられた識別コードであり、
前記告知部は、
前記識別コードと前記特定地点の位置を表す決定する絶対位置情報とを対応づけて記憶した識別コードテーブルと、
前記復調部によって復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部と、
を含む請求項６に記載の携帯端末装置。
【請求項８】
携帯端末装置のコンピュータを、
特定地点に割り当てられた識別コードで変調された音響信号を表す音波を収音し、該収音された音波から得られた音響信号から前記識別コードを復調する復調手段、
前記識別コードと前記特定地点の位置を表す絶対位置情報とを対応づけた識別コードテーブルを記憶する記憶手段、
前記復調された識別コードで前記識別コードテーブルを参照することにより絶対位置を割り出して、この絶対位置を前記利用者の位置とする位置割出部、
として機能させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１９４４４３（Ｐ２０１２−１９４４４３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９３２４（Ｐ２０１１−５９３２４）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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