位置推定システム
【課題】位置推定方式として電波の受信電力強度から推定する方式を用いた場合、簡易な設備と設備の設置方法で階層誤差を抑止することができる位置推定システムを提供する。
【解決手段】位置推定システムにおいて、移動無線端末１と、階層建築物４の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、移動無線端末１から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃと、複数の固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃで測定された受信電波強度の情報に基づいて、移動体無線端末１の位置推定を行う位置推定サーバ３とを備え、各階層ごとの複数の固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは、各階層のほぼ同じ平面位置に配置される。
【解決手段】位置推定システムにおいて、移動無線端末１と、階層建築物４の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、移動無線端末１から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃと、複数の固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃで測定された受信電波強度の情報に基づいて、移動体無線端末１の位置推定を行う位置推定サーバ３とを備え、各階層ごとの複数の固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは、各階層のほぼ同じ平面位置に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動無線端末の位置を推定する位置推定システムに関し、特に、階層建築物内における位置推定に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、階層建築物内における人やモノなどの位置を推定し、推定した位置情報を基に人やモノを管理する位置管理システムが見受けられる。
【０００３】
近似的に自由空間（反射、屈折、回折、散乱、吸収、遮蔽などの現象がない空間）とみなせる空間であれば、電波伝搬損失は距離の対数関数に従って減衰する。そこで、例えば、移動無線端末が送信する電波を、予め位置が既知である地点での受信電波強度を測定することにより、移動無線端末の正確な位置を把握することが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、位置推定において、位置推定誤差が水平面上に生じた場合と、高さ方向に生じた場合の２つの事例について、ユーザが検索対象となる人やモノの発見の容易性について考える。
【０００５】
位置推定誤差が水平面上に生じた場合は、同一階上での位置推定誤差で済むために、ユーザが検索対象となる人やモノを目視により容易に発見することが可能である。
【０００６】
しかしながら、高さ方向に推定誤差が生じた場合、階をまたぐ位置推定誤差となることもあり、ユーザが検索対象となる人やモノを目視により発見することが不可能となる。
【０００７】
したがって、階層建築物内における位置管理システムにおいては、水平面上の位置推定誤差より高さ方向の位置推定誤差の方が、より深刻な問題となることが多い。
【０００８】
従来では、階層建築物内において移動無線端末の存在する階で観測した受信電力強度より、他階で観測した受信電波強度の方が強い場合、階をまたぐ位置推定誤差を招く恐れがあった。
【０００９】
このため、前述した理由により階層建築物内においては、水平面上の位置推定誤差より高さ方向の位置推定誤差の方が深刻な問題となることが多いため、階層誤差（階をまたぐ誤差）を抑止する工夫が必要であった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、階層建築物内（地下階を含む）に存在する移動無線端末の位置推定において、位置推定方式として電波の受信電力強度から推定する方式を用いた場合、簡易な設備と設備の設置方法で階層誤差（階をまたぐ誤差）を抑止することができる位置推定システムを提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、携帯に適した低消費電力の移動無線端末を用いて、容易に階をまたぐ誤差を取り除くことができる位置推定システムを提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１４】
本発明による位置推定システムは、移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバとを備え、各階層ごとの複数の固定位置推定ノードは、各階層のほぼ同じ平面位置に配置されるものである。
【００１５】
また、本発明による位置推定システムは、移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバと、階層建築物の階層をまたがる移動識別点のそれぞれに設置され、発振信号輻射により通信を行う複数の励起通信装置とを備え、移動無線端末は、内部からの電源供給を受けることなく、励起通信装置からの発振信号輻射により動作するパッシブ通信手段を有し、移動無線端末のパッシブ通信手段は、移動識別点に滞留または通過時に、この地点に設置された励起通信装置からの発振信号輻射により動作した場合、その励起通信装置に移動無線端末の固有ＩＤを送信し、固有ＩＤを受信した励起通信装置は、位置推定サーバに励起通信装置の位置情報および固有ＩＤを送信するものである。
【００１６】
また、本発明による位置推定システムは、移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバと、階層建築物の階層をまたがる移動識別点のそれぞれに設置され、発振信号輻射により通信を行う複数の励起通信装置とを備え、移動無線端末は、内部からの電源供給を受けることなく、励起通信装置からの発振信号輻射により動作するパッシブ通信手段を有し、移動無線端末は、移動識別点に滞留または通過時に、この地点に設置された励起通信装置からの発振信号輻射によりパッシブ通信手段が動作した場合、前記位置ビーコン信号を送信するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１８】
本発明によれば、受信電波強度の測定地点を各階ごとにほぼ同じ平面位置に設置することにより、階層誤差（階をまたぐ誤差）を抑止する位置推定が可能となる。
【００１９】
さらに、移動無線端末に内蔵されるパッシブ通信手段により、移動無線端末が階層建築物の階段、エレベータおよびエスカレータ等、階層をまたがる移動識別点を滞留または通過時に、移動無線端末と励起通信装置が通信を行うことにより、位置推定サーバは移動無線端末の階層を把握することが可能となる。
【００２０】
この際、移動無線端末に内蔵されるパッシブ通信手段自体は、励起通信装置に内蔵されるリーダ／ライタのアンテナが放つ電磁波により駆動するため、移動無線端末の低消費電力化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１により、本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの構成について説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの構成を示す構成図であり、階層建築物内（地下階を含む）における位置推定システムを示している。
【００２３】
図１において、位置推定システムは、階層建築物４内において、移動無線端末１が位置推定の対象物であり、各階に複数台設置されている固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃと、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃから送信される受信電波強度情報により移動無線端末の位置推定を行う位置推定サーバ３を備えている。
【００２４】
また、各階の固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの設置位置は、図１に示すように、各階のほぼ同じ平面位置の床に設置されている。
【００２５】
なお、図１では、移動無線端末１と位置推定サーバ３は１台のみ図示しているが複数台あっても構わない。また、図１では、各階の床に固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃが設置されているが、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの設置箇所は、例えば、天井などに設置されていても構わない。
【００２６】
次に、図２〜図４により、本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの各部の詳細について説明する。図２は本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図、図３は本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの固定位置推定ノードの構成を示す図、図４は本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの位置推定サーバの構成を示す図である。
【００２７】
移動無線端末１は図２に示すように、マイコン１３に位置推定ビーコンを送信する時刻であることを通知するカウンタまたは時計手段１１と、位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段１２と、カウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，給電部１４を制御するマイコン１３と、カウント手段であるカウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，マイコン１３に電力を供給する給電部１４を備えている。
【００２８】
位置推定の対象物である移動無線端末１は、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃが受信電波強度を測定するための位置ビーコン信号を定期的に送信する。
【００２９】
ここで、位置ビーコン信号はブロードキャスト（不特定多数の固定位置推定ノードに向かってデータを送信）されるものとする。固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは移動無線端末１が定期的に送信する位置ビーコン信号を受信し受信電波強度を測定する。ただし、位置ビーコン信号は電波以外に、赤外線や可視光線などの電磁波や、音波等を用いても構わない。
【００３０】
また、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは、図３に示すように、移動無線端末１から送信された位置ビーコン信号を受信する位置ビーコン信号受信手段２３と、受信した位置ビーコン信号から電波強度を測定する受信電波強度測定手段２２と、受信電波強度情報を位置推定サーバに送信する受信電波強度情報送信手段２１と、位置ビーコン信号受信手段２３，受信電波強度測定手段２２，受信電波強度情報送信手段２１，給電部２５を制御するマイコン２４と、位置ビーコン信号受信手段２３，受信電波強度測定手段２２，受信電波強度情報送信手段２１，マイコン２４に電力を供給する給電部２５を備えている。
【００３１】
移動無線端末１が送信する位置ビーコン信号には、移動無線端末１のＩＤやシーケンス番号（もしくは発信時刻情報）が付加されている。従って、位置ビーコン信号を受信した固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは、どの移動無線端末１が送信した位置ビーコン信号を受信したか、移動無線端末１がいつ位置ビーコン信号を送信したのかを把握することができる。
【００３２】
固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは、位置ビーコン信号受信手段２３により位置ビーコン信号を受信した場合、ＩＤやシーケンス番号（もしくは発信時刻情報）を抜き出しマイコン２４に通知する。また、受信電波強度測定手段２２により受信電波強度を測定する。測定した受信電波強度とＩＤやシーケンス番号（もしくは発信時刻情報）は、受信電波強度情報として受信電波強度情報送信手段２１により位置推定サーバ３に伝達される。ここで、受信電波強度情報送信手段２１は有線を用いても無線を用いても構わないものとする。
【００３３】
また、位置推定サーバ３は、図４に示すように、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃから送信された受信電波強度情報を受信する電波強度情報受信手段３２と、受信電波強度情報を基に移動無線端末１の位置を推定する位置推定手段３１と、電波強度情報受信手段３２，位置推定手段３１，給電部３４を制御するマイコン３３と、電波強度情報受信手段３２，位置推定手段３１，マイコン３３に電力を供給する給電部３４を備えている。
【００３４】
位置推定サーバ３では、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃから送信された電波受信強度情報により、移動無線端末１の位置を推定する。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの動作について説明する。
【００３６】
まず、移動無線端末１が位置ビーコン信号を送信したとき、移動無線端末１の近傍に存在する固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは、位置ビーコン信号を位置ビーコン信号受信手段２３で受信し、受信電波強度により受信波強度を測定する。この際、全ての固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃが位置ビーコン信号を受信可能である必要はなく、位置ビーコン信号を送信した移動無線端末の近傍に存在する固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃが位置ビーコン信号を受信できればよい。
【００３７】
ここで、位置ビーコン信号は階を越えて伝達することもあり、移動無線端末１と同一階に存在しない固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃであっても、位置ビーコン信号を受信することがありうる。
【００３８】
さらに、移動無線端末１の位置によっては、移動無線端末１と同一階に設置される固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃより、他階（例えば、移動無線端末１の存在する階の１階上の階など）に設置される固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの方が受信電波強度が大きく測定される事象が生じる場合がある。
【００３９】
このことにより、位置推定において階をまたぐ誤差が生じる可能性がある。
【００４０】
ここで、本実施の形態では、図１に示すように固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの設置位置を各階ごとにほぼ同位置、もしくは全く同位置に設置することにより、移動無線端末１が送信する位置ビーコン信号が、移動無線端末１と同一階に設置される固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃより、他階のフロアに設置される固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの方が受信電波強度が大きくなる事象を抑止する。
【００４１】
その結果として、本実施の形態では、階をまたぐ誤差を取り除くことが可能となる
また、本実施の形態では、階層建築物４内において全ての階で同一周波数を用いることが可能であり、周波数の有効利用と、移動無線端末１に周波数を切り替える手段などが不要となるために、移動無線端末１の低消費電力化を実現できる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、階層建築物４内（地下階を含む）の位置推定について述べたが、立体構造のものであれば、階層建築物である必要はない。
【００４３】
例えば、複数の段がある棚に置かれたモノの位置推定などが考えられる。この場合は、棚の各段の同一位置に固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃを設置することにより、段をまたいだ推定誤差を抑止することができる。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態１は、受信電波強度の測定地点を各階ごとにほぼ同位置、もしくは全く同位置にすることにより、階層誤差（階をまたぐ誤差）を抑止しているが、実施の形態２は、移動無線端末１にパッシブ通信手段であるパッシブタグを設けることにより、階段／エレベータ／エスカレータ／吹抜構造など階層間が開けている場合でも、階段／エレベータ／エスカレータ／吹抜構造など階層間に設置された励起通信装置による位置情報の送信により、階層誤差（階をまたぐ誤差）を抑止するようにしたものである。
【００４５】
図５〜図７により、本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの構成について説明する。図５は本発明の実施の形態２に係る位置推定システムにおける階段／エレベータ／エスカレータ等の階層をまたがる構造の一例を示す図であり、一例として階段の例を示している。図６は本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図、図７は本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの励起通信装置の構成を示す図である。
【００４６】
本実施の形態は、図５に示すように、階層建築物４内において、階層建築物４内の階段５０の移動識別点に励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃを設けている。
【００４７】
階層建築物４内の固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの配置は実施の形態１と同様である。
【００４８】
移動無線端末１は図６に示すように、マイコン１３に位置推定ビーコンを送信する時刻であることを通知するカウンタまたは時計手段１１と、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃに移動無線端末１のＩＤを通知するためのパッシブタグ６１、位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段１２と、カウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，給電部１４を制御するマイコン１３と、カウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，マイコン１３に電力を供給する給電部１４を備えている。ここで、パッシブタグ６１は励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから電力を供給されるので、給電部１４から電力を供給する必要はない。
【００４９】
移動無線端末１は、人に付帯したりやモノに取り付けられることを前提とするため、電池のサイズが限定され低消費電力化する必要がある。
【００５０】
そこで、位置ビーコン信号を送信していない場合は、移動無線端末１内の位置ビーコン信号送信手段１２の電力を切断し、マイコン１３の外部割込み検出機能以外は休止状態にすることにより、移動無線端末１の低消費電力化を図るようになっている（以下、スリープ状態という）。
【００５１】
予め決められた時刻や励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃがパッシブタグ６１に電力を供給した場合、カウンタまたは時計手段１１やパッシブタグ６１により、マイコン１３に対して外部割込み信号が入力される。外部割込み検出機能により外部割込みを検出したマイコン１３は、位置ビーコン信号送信手段１２やマイコンの全ての機能を有効とし位置ビーコン信号を送信する（以下、アクティブ状態という）。
【００５２】
位置ビーコン信号を送信した移動無線端末１は、低消費電力化のために直ちにアクティブ状態からスリープ状態へ遷移する。このように移動無線端末１はアクティブ状態とスリープ状態を繰り返す間欠送信を行う。
【００５３】
励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、図７に示すように、給電部４３、マイコン４２、リーダ／ライタ４１から構成されている。ここで、給電部４３はリーダ／ライタ４１とマイコン４２を動作させるための電力を供給する。
【００５４】
マイコン４２はリーダ／ライタ４１と給電部４３を制御する。リーダ／ライタ４１は、移動無線端末１に内蔵されるパッシブタグ６１に電力を供給するほか、パッシブタグ６１と情報のやり取りを行う。
【００５５】
リーダ／ライタ４１は移動無線端末１に内蔵されるパッシブタグ６１に電力を供給するために常に電磁波が送信されており、移動無線端末１が移動識別点に滞留または移動識別点の通過時に、移動無線端末１に内蔵されているパッシブタグ６１に、パッシブタグ６１のロジック回路を十分に動作させるだけの電力が供給される。
【００５６】
次に、本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの動作について説明する。
【００５７】
階段／エレベータ／エスカレータ／吹抜構造など階層間が開けている場合、階層誤差（階をまたぐ誤差）が起きやすいので、階層誤差を防止するために階層をまたがる構造の移動識別点に励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃを設けることにより、移動無線端末１が階層建築物の階段、エレベータおよびエスカレータ等の階層をまたがる移動識別点に、滞留または通過時に、パッシブタグ６１から、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃのリーダ／ライタ４１に固有にふられた固有ＩＤを送信し、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃはその情報を位置推定サーバ３に伝達することによって階層誤差を防止する。
【００５８】
励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃに内蔵のリーダ／ライタ４１により移動無線端末１内蔵のパッシブタグ６１に電力が供給されるために、移動無線端末１の状態（アクティブ状態／スリープ状態）によらず、移動無線端末１が励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃに滞留または通過時に、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃは移動無線端末１の固有ＩＤを取得することが可能となる。
【００５９】
また、移動無線端末１に内蔵されるパッシブタグ６１は、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃに内蔵されるリーダ／ライタ４１により電磁誘導を用いてパッシブタグ６１に電力を供給されため、移動無線端末１自体はパッシブタグ６１に電力を供給する必要はない。
【００６０】
また、パッシブタグ６１とリーダ／ライタ４１の情報のやり取りは電磁誘導や電波を用いて行われるため、パッシブタグ６１とリーダ／ライタ４１は非接触でよい。
【００６１】
ここで、パッシブタグ６１からリーダ／ライタ４１に対して送信される情報は、移動無線端末１やパッシブタグ６１に固有にふられたＩＤなどであり、リーダ／ライタ４１からにパッシブタグ６１に対して送信される情報は、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃが何階に設置されているかを示す情報である。
【００６２】
また、移動無線端末１がスリープ状態であっても励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃは移動無線端末１に階層情報を通知することが可能であるため、低消費電力化することが可能である。
【００６３】
なお、本実施の形態では、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから移動無線端末１の固有ＩＤを位置推定サーバ３に送信しているが、移動無線端末１は、移動識別点に滞留または移動識別点の通過時に、位置ビーコン信号を送信するので、その位置ビーコン信号を固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃが受信し、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃから位置推定サーバ３に送信するようにしてもよい。この時の位置ビーコン信号は、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから送信される情報と共に送信してもよい。
【００６４】
（実施の形態３）
実施の形態２は、階層建築物の階段／エレベータ／エスカレータ等の階層をまたがる移動識別点に励起通信装置を設置し、移動無線端末が移動識別点に滞留または通過時に、移動無線端末から励起通信装置に移動無線端末のＩＤが通知され、励起通信装置は受信した移動無線端末のＩＤを位置推定サーバに通知することにより、階層誤差を防止しているが、実施の形態３は、階層建築物の階段／エレベータ／エスカレータ等の階層をまたがる移動識別点に励起通信装置を設置し、移動無線端末が移動識別点に滞留または通過時に、励起通信装置から移動無線端末に階層情報が通知され、移動無線端末はその階層情報を位置ビーコン信号に付加して送信することにより、位置推定サーバが階層誤差を防止するようにしたものである。
【００６５】
図８により、本発明の実施の形態３に係る位置推定システムの構成について説明する。図８は本発明の実施の形態３に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図である。他の構成は実施の形態２と同様である。
【００６６】
移動無線端末１は図８に示すように、マイコン１３に位置推定ビーコンを送信する時刻であることを通知するカウンタまたは時計手段１１と、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃからの階層情報の通知を受けるためのパッシブタグ７１、位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段１２と、カウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，給電部１４を制御するマイコン１３と、カウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，マイコン１３に電力を供給する給電部１４を備えている。ここで、パッシブタグ７１は励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから電力を供給されるので、給電部１４から電力を供給する必要はない。
【００６７】
また、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃが設置された階層情報をリーダ／ライタ４１から移動無線端末１に通知するようになっている。
【００６８】
次に、本発明の実施の形態３に係る位置推定システムの動作について説明する。
【００６９】
まず、移動無線端末１が移動識別点に滞留または移動識別点の通過時に、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃ内蔵のリーダ／ライタ４１から移動無線端末１に内蔵されるパッシブタグ７１に電力が供給される。
【００７０】
さらに、リーダ／ライタ４１からパッシブタグ７１に階層情報を通知する。階層情報を受信したパッシブタグ７１は外部割込み信号をマイコン１３に入力することにより、移動無線端末１をアクティブ状態にする。
【００７１】
さらに、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから受信した階層情報をマイコン１３に通知する。マイコン１３は、位置ビーコン信号送信手段１２を用いて位置ビーコン信号を送信する際に、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから受信した階層情報を位置ビーコン信号に付加して固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃに送信する。
【００７２】
固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは位置ビーコン信号に付加された階層情報を位置推定サーバ３に通知することによって、位置推定サーバ３は移動無線端末１の正確な階層を把握することが可能となり、階層誤差を取り除くことが可能となる。
【００７３】
また、移動無線端末１がスリープ状態であっても励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃは移動無線端末１に階層情報を通知することが可能であるため、低消費電力化することが可能となる。
【００７４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、移動無線端末の位置を推定する位置推定システムに関し、階層建築物内で使用される位置推定システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの固定位置推定ノードの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの位置推定サーバの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る位置推定システムにおける階段／エレベータ／エスカレータ等の階層をまたがる構造の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの励起通信装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…移動無線端末、２ａ，２ｂ，２ｃ…固定位置推定ノード、３…位置推定サーバ、４…階層建築物、１１…カウンタまたは時計手段、１２…位置ビーコン信号送信手段、１３…マイコン、１４…給電部、２１…受信電波強度情報送信手段、２２…受信電波強度測定手段、２３…位置ビーコン信号受信手段、２４…マイコン、２５…給電部、３１…位置推定手段、３２…電波強度情報受信手段、３３…マイコン、３４…給電部、４１…リーダ／ライタ、４２…マイコン、４３…給電部、５０…階段、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…励起通信装置、６１…パッシブタグ、７１…パッシブタグ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動無線端末の位置を推定する位置推定システムに関し、特に、階層建築物内における位置推定に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、階層建築物内における人やモノなどの位置を推定し、推定した位置情報を基に人やモノを管理する位置管理システムが見受けられる。
【０００３】
近似的に自由空間（反射、屈折、回折、散乱、吸収、遮蔽などの現象がない空間）とみなせる空間であれば、電波伝搬損失は距離の対数関数に従って減衰する。そこで、例えば、移動無線端末が送信する電波を、予め位置が既知である地点での受信電波強度を測定することにより、移動無線端末の正確な位置を把握することが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、位置推定において、位置推定誤差が水平面上に生じた場合と、高さ方向に生じた場合の２つの事例について、ユーザが検索対象となる人やモノの発見の容易性について考える。
【０００５】
位置推定誤差が水平面上に生じた場合は、同一階上での位置推定誤差で済むために、ユーザが検索対象となる人やモノを目視により容易に発見することが可能である。
【０００６】
しかしながら、高さ方向に推定誤差が生じた場合、階をまたぐ位置推定誤差となることもあり、ユーザが検索対象となる人やモノを目視により発見することが不可能となる。
【０００７】
したがって、階層建築物内における位置管理システムにおいては、水平面上の位置推定誤差より高さ方向の位置推定誤差の方が、より深刻な問題となることが多い。
【０００８】
従来では、階層建築物内において移動無線端末の存在する階で観測した受信電力強度より、他階で観測した受信電波強度の方が強い場合、階をまたぐ位置推定誤差を招く恐れがあった。
【０００９】
このため、前述した理由により階層建築物内においては、水平面上の位置推定誤差より高さ方向の位置推定誤差の方が深刻な問題となることが多いため、階層誤差（階をまたぐ誤差）を抑止する工夫が必要であった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、階層建築物内（地下階を含む）に存在する移動無線端末の位置推定において、位置推定方式として電波の受信電力強度から推定する方式を用いた場合、簡易な設備と設備の設置方法で階層誤差（階をまたぐ誤差）を抑止することができる位置推定システムを提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、携帯に適した低消費電力の移動無線端末を用いて、容易に階をまたぐ誤差を取り除くことができる位置推定システムを提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１４】
本発明による位置推定システムは、移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバとを備え、各階層ごとの複数の固定位置推定ノードは、各階層のほぼ同じ平面位置に配置されるものである。
【００１５】
また、本発明による位置推定システムは、移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバと、階層建築物の階層をまたがる移動識別点のそれぞれに設置され、発振信号輻射により通信を行う複数の励起通信装置とを備え、移動無線端末は、内部からの電源供給を受けることなく、励起通信装置からの発振信号輻射により動作するパッシブ通信手段を有し、移動無線端末のパッシブ通信手段は、移動識別点に滞留または通過時に、この地点に設置された励起通信装置からの発振信号輻射により動作した場合、その励起通信装置に移動無線端末の固有ＩＤを送信し、固有ＩＤを受信した励起通信装置は、位置推定サーバに励起通信装置の位置情報および固有ＩＤを送信するものである。
【００１６】
また、本発明による位置推定システムは、移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバと、階層建築物の階層をまたがる移動識別点のそれぞれに設置され、発振信号輻射により通信を行う複数の励起通信装置とを備え、移動無線端末は、内部からの電源供給を受けることなく、励起通信装置からの発振信号輻射により動作するパッシブ通信手段を有し、移動無線端末は、移動識別点に滞留または通過時に、この地点に設置された励起通信装置からの発振信号輻射によりパッシブ通信手段が動作した場合、前記位置ビーコン信号を送信するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１８】
本発明によれば、受信電波強度の測定地点を各階ごとにほぼ同じ平面位置に設置することにより、階層誤差（階をまたぐ誤差）を抑止する位置推定が可能となる。
【００１９】
さらに、移動無線端末に内蔵されるパッシブ通信手段により、移動無線端末が階層建築物の階段、エレベータおよびエスカレータ等、階層をまたがる移動識別点を滞留または通過時に、移動無線端末と励起通信装置が通信を行うことにより、位置推定サーバは移動無線端末の階層を把握することが可能となる。
【００２０】
この際、移動無線端末に内蔵されるパッシブ通信手段自体は、励起通信装置に内蔵されるリーダ／ライタのアンテナが放つ電磁波により駆動するため、移動無線端末の低消費電力化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１により、本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの構成について説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの構成を示す構成図であり、階層建築物内（地下階を含む）における位置推定システムを示している。
【００２３】
図１において、位置推定システムは、階層建築物４内において、移動無線端末１が位置推定の対象物であり、各階に複数台設置されている固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃと、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃから送信される受信電波強度情報により移動無線端末の位置推定を行う位置推定サーバ３を備えている。
【００２４】
また、各階の固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの設置位置は、図１に示すように、各階のほぼ同じ平面位置の床に設置されている。
【００２５】
なお、図１では、移動無線端末１と位置推定サーバ３は１台のみ図示しているが複数台あっても構わない。また、図１では、各階の床に固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃが設置されているが、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの設置箇所は、例えば、天井などに設置されていても構わない。
【００２６】
次に、図２〜図４により、本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの各部の詳細について説明する。図２は本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図、図３は本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの固定位置推定ノードの構成を示す図、図４は本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの位置推定サーバの構成を示す図である。
【００２７】
移動無線端末１は図２に示すように、マイコン１３に位置推定ビーコンを送信する時刻であることを通知するカウンタまたは時計手段１１と、位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段１２と、カウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，給電部１４を制御するマイコン１３と、カウント手段であるカウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，マイコン１３に電力を供給する給電部１４を備えている。
【００２８】
位置推定の対象物である移動無線端末１は、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃが受信電波強度を測定するための位置ビーコン信号を定期的に送信する。
【００２９】
ここで、位置ビーコン信号はブロードキャスト（不特定多数の固定位置推定ノードに向かってデータを送信）されるものとする。固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは移動無線端末１が定期的に送信する位置ビーコン信号を受信し受信電波強度を測定する。ただし、位置ビーコン信号は電波以外に、赤外線や可視光線などの電磁波や、音波等を用いても構わない。
【００３０】
また、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは、図３に示すように、移動無線端末１から送信された位置ビーコン信号を受信する位置ビーコン信号受信手段２３と、受信した位置ビーコン信号から電波強度を測定する受信電波強度測定手段２２と、受信電波強度情報を位置推定サーバに送信する受信電波強度情報送信手段２１と、位置ビーコン信号受信手段２３，受信電波強度測定手段２２，受信電波強度情報送信手段２１，給電部２５を制御するマイコン２４と、位置ビーコン信号受信手段２３，受信電波強度測定手段２２，受信電波強度情報送信手段２１，マイコン２４に電力を供給する給電部２５を備えている。
【００３１】
移動無線端末１が送信する位置ビーコン信号には、移動無線端末１のＩＤやシーケンス番号（もしくは発信時刻情報）が付加されている。従って、位置ビーコン信号を受信した固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは、どの移動無線端末１が送信した位置ビーコン信号を受信したか、移動無線端末１がいつ位置ビーコン信号を送信したのかを把握することができる。
【００３２】
固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは、位置ビーコン信号受信手段２３により位置ビーコン信号を受信した場合、ＩＤやシーケンス番号（もしくは発信時刻情報）を抜き出しマイコン２４に通知する。また、受信電波強度測定手段２２により受信電波強度を測定する。測定した受信電波強度とＩＤやシーケンス番号（もしくは発信時刻情報）は、受信電波強度情報として受信電波強度情報送信手段２１により位置推定サーバ３に伝達される。ここで、受信電波強度情報送信手段２１は有線を用いても無線を用いても構わないものとする。
【００３３】
また、位置推定サーバ３は、図４に示すように、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃから送信された受信電波強度情報を受信する電波強度情報受信手段３２と、受信電波強度情報を基に移動無線端末１の位置を推定する位置推定手段３１と、電波強度情報受信手段３２，位置推定手段３１，給電部３４を制御するマイコン３３と、電波強度情報受信手段３２，位置推定手段３１，マイコン３３に電力を供給する給電部３４を備えている。
【００３４】
位置推定サーバ３では、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃから送信された電波受信強度情報により、移動無線端末１の位置を推定する。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの動作について説明する。
【００３６】
まず、移動無線端末１が位置ビーコン信号を送信したとき、移動無線端末１の近傍に存在する固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは、位置ビーコン信号を位置ビーコン信号受信手段２３で受信し、受信電波強度により受信波強度を測定する。この際、全ての固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃが位置ビーコン信号を受信可能である必要はなく、位置ビーコン信号を送信した移動無線端末の近傍に存在する固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃが位置ビーコン信号を受信できればよい。
【００３７】
ここで、位置ビーコン信号は階を越えて伝達することもあり、移動無線端末１と同一階に存在しない固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃであっても、位置ビーコン信号を受信することがありうる。
【００３８】
さらに、移動無線端末１の位置によっては、移動無線端末１と同一階に設置される固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃより、他階（例えば、移動無線端末１の存在する階の１階上の階など）に設置される固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの方が受信電波強度が大きく測定される事象が生じる場合がある。
【００３９】
このことにより、位置推定において階をまたぐ誤差が生じる可能性がある。
【００４０】
ここで、本実施の形態では、図１に示すように固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの設置位置を各階ごとにほぼ同位置、もしくは全く同位置に設置することにより、移動無線端末１が送信する位置ビーコン信号が、移動無線端末１と同一階に設置される固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃより、他階のフロアに設置される固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの方が受信電波強度が大きくなる事象を抑止する。
【００４１】
その結果として、本実施の形態では、階をまたぐ誤差を取り除くことが可能となる
また、本実施の形態では、階層建築物４内において全ての階で同一周波数を用いることが可能であり、周波数の有効利用と、移動無線端末１に周波数を切り替える手段などが不要となるために、移動無線端末１の低消費電力化を実現できる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、階層建築物４内（地下階を含む）の位置推定について述べたが、立体構造のものであれば、階層建築物である必要はない。
【００４３】
例えば、複数の段がある棚に置かれたモノの位置推定などが考えられる。この場合は、棚の各段の同一位置に固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃを設置することにより、段をまたいだ推定誤差を抑止することができる。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態１は、受信電波強度の測定地点を各階ごとにほぼ同位置、もしくは全く同位置にすることにより、階層誤差（階をまたぐ誤差）を抑止しているが、実施の形態２は、移動無線端末１にパッシブ通信手段であるパッシブタグを設けることにより、階段／エレベータ／エスカレータ／吹抜構造など階層間が開けている場合でも、階段／エレベータ／エスカレータ／吹抜構造など階層間に設置された励起通信装置による位置情報の送信により、階層誤差（階をまたぐ誤差）を抑止するようにしたものである。
【００４５】
図５〜図７により、本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの構成について説明する。図５は本発明の実施の形態２に係る位置推定システムにおける階段／エレベータ／エスカレータ等の階層をまたがる構造の一例を示す図であり、一例として階段の例を示している。図６は本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図、図７は本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの励起通信装置の構成を示す図である。
【００４６】
本実施の形態は、図５に示すように、階層建築物４内において、階層建築物４内の階段５０の移動識別点に励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃを設けている。
【００４７】
階層建築物４内の固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃの配置は実施の形態１と同様である。
【００４８】
移動無線端末１は図６に示すように、マイコン１３に位置推定ビーコンを送信する時刻であることを通知するカウンタまたは時計手段１１と、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃに移動無線端末１のＩＤを通知するためのパッシブタグ６１、位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段１２と、カウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，給電部１４を制御するマイコン１３と、カウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，マイコン１３に電力を供給する給電部１４を備えている。ここで、パッシブタグ６１は励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから電力を供給されるので、給電部１４から電力を供給する必要はない。
【００４９】
移動無線端末１は、人に付帯したりやモノに取り付けられることを前提とするため、電池のサイズが限定され低消費電力化する必要がある。
【００５０】
そこで、位置ビーコン信号を送信していない場合は、移動無線端末１内の位置ビーコン信号送信手段１２の電力を切断し、マイコン１３の外部割込み検出機能以外は休止状態にすることにより、移動無線端末１の低消費電力化を図るようになっている（以下、スリープ状態という）。
【００５１】
予め決められた時刻や励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃがパッシブタグ６１に電力を供給した場合、カウンタまたは時計手段１１やパッシブタグ６１により、マイコン１３に対して外部割込み信号が入力される。外部割込み検出機能により外部割込みを検出したマイコン１３は、位置ビーコン信号送信手段１２やマイコンの全ての機能を有効とし位置ビーコン信号を送信する（以下、アクティブ状態という）。
【００５２】
位置ビーコン信号を送信した移動無線端末１は、低消費電力化のために直ちにアクティブ状態からスリープ状態へ遷移する。このように移動無線端末１はアクティブ状態とスリープ状態を繰り返す間欠送信を行う。
【００５３】
励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、図７に示すように、給電部４３、マイコン４２、リーダ／ライタ４１から構成されている。ここで、給電部４３はリーダ／ライタ４１とマイコン４２を動作させるための電力を供給する。
【００５４】
マイコン４２はリーダ／ライタ４１と給電部４３を制御する。リーダ／ライタ４１は、移動無線端末１に内蔵されるパッシブタグ６１に電力を供給するほか、パッシブタグ６１と情報のやり取りを行う。
【００５５】
リーダ／ライタ４１は移動無線端末１に内蔵されるパッシブタグ６１に電力を供給するために常に電磁波が送信されており、移動無線端末１が移動識別点に滞留または移動識別点の通過時に、移動無線端末１に内蔵されているパッシブタグ６１に、パッシブタグ６１のロジック回路を十分に動作させるだけの電力が供給される。
【００５６】
次に、本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの動作について説明する。
【００５７】
階段／エレベータ／エスカレータ／吹抜構造など階層間が開けている場合、階層誤差（階をまたぐ誤差）が起きやすいので、階層誤差を防止するために階層をまたがる構造の移動識別点に励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃを設けることにより、移動無線端末１が階層建築物の階段、エレベータおよびエスカレータ等の階層をまたがる移動識別点に、滞留または通過時に、パッシブタグ６１から、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃのリーダ／ライタ４１に固有にふられた固有ＩＤを送信し、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃはその情報を位置推定サーバ３に伝達することによって階層誤差を防止する。
【００５８】
励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃに内蔵のリーダ／ライタ４１により移動無線端末１内蔵のパッシブタグ６１に電力が供給されるために、移動無線端末１の状態（アクティブ状態／スリープ状態）によらず、移動無線端末１が励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃに滞留または通過時に、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃは移動無線端末１の固有ＩＤを取得することが可能となる。
【００５９】
また、移動無線端末１に内蔵されるパッシブタグ６１は、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃに内蔵されるリーダ／ライタ４１により電磁誘導を用いてパッシブタグ６１に電力を供給されため、移動無線端末１自体はパッシブタグ６１に電力を供給する必要はない。
【００６０】
また、パッシブタグ６１とリーダ／ライタ４１の情報のやり取りは電磁誘導や電波を用いて行われるため、パッシブタグ６１とリーダ／ライタ４１は非接触でよい。
【００６１】
ここで、パッシブタグ６１からリーダ／ライタ４１に対して送信される情報は、移動無線端末１やパッシブタグ６１に固有にふられたＩＤなどであり、リーダ／ライタ４１からにパッシブタグ６１に対して送信される情報は、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃが何階に設置されているかを示す情報である。
【００６２】
また、移動無線端末１がスリープ状態であっても励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃは移動無線端末１に階層情報を通知することが可能であるため、低消費電力化することが可能である。
【００６３】
なお、本実施の形態では、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから移動無線端末１の固有ＩＤを位置推定サーバ３に送信しているが、移動無線端末１は、移動識別点に滞留または移動識別点の通過時に、位置ビーコン信号を送信するので、その位置ビーコン信号を固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃが受信し、固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃから位置推定サーバ３に送信するようにしてもよい。この時の位置ビーコン信号は、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから送信される情報と共に送信してもよい。
【００６４】
（実施の形態３）
実施の形態２は、階層建築物の階段／エレベータ／エスカレータ等の階層をまたがる移動識別点に励起通信装置を設置し、移動無線端末が移動識別点に滞留または通過時に、移動無線端末から励起通信装置に移動無線端末のＩＤが通知され、励起通信装置は受信した移動無線端末のＩＤを位置推定サーバに通知することにより、階層誤差を防止しているが、実施の形態３は、階層建築物の階段／エレベータ／エスカレータ等の階層をまたがる移動識別点に励起通信装置を設置し、移動無線端末が移動識別点に滞留または通過時に、励起通信装置から移動無線端末に階層情報が通知され、移動無線端末はその階層情報を位置ビーコン信号に付加して送信することにより、位置推定サーバが階層誤差を防止するようにしたものである。
【００６５】
図８により、本発明の実施の形態３に係る位置推定システムの構成について説明する。図８は本発明の実施の形態３に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図である。他の構成は実施の形態２と同様である。
【００６６】
移動無線端末１は図８に示すように、マイコン１３に位置推定ビーコンを送信する時刻であることを通知するカウンタまたは時計手段１１と、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃからの階層情報の通知を受けるためのパッシブタグ７１、位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段１２と、カウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，給電部１４を制御するマイコン１３と、カウンタまたは時計手段１１，位置ビーコン信号送信手段１２，マイコン１３に電力を供給する給電部１４を備えている。ここで、パッシブタグ７１は励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから電力を供給されるので、給電部１４から電力を供給する必要はない。
【００６７】
また、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃが設置された階層情報をリーダ／ライタ４１から移動無線端末１に通知するようになっている。
【００６８】
次に、本発明の実施の形態３に係る位置推定システムの動作について説明する。
【００６９】
まず、移動無線端末１が移動識別点に滞留または移動識別点の通過時に、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃ内蔵のリーダ／ライタ４１から移動無線端末１に内蔵されるパッシブタグ７１に電力が供給される。
【００７０】
さらに、リーダ／ライタ４１からパッシブタグ７１に階層情報を通知する。階層情報を受信したパッシブタグ７１は外部割込み信号をマイコン１３に入力することにより、移動無線端末１をアクティブ状態にする。
【００７１】
さらに、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから受信した階層情報をマイコン１３に通知する。マイコン１３は、位置ビーコン信号送信手段１２を用いて位置ビーコン信号を送信する際に、励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃから受信した階層情報を位置ビーコン信号に付加して固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃに送信する。
【００７２】
固定位置推定ノード２ａ，２ｂ，２ｃは位置ビーコン信号に付加された階層情報を位置推定サーバ３に通知することによって、位置推定サーバ３は移動無線端末１の正確な階層を把握することが可能となり、階層誤差を取り除くことが可能となる。
【００７３】
また、移動無線端末１がスリープ状態であっても励起通信装置５１ａ，５１ｂ，５１ｃは移動無線端末１に階層情報を通知することが可能であるため、低消費電力化することが可能となる。
【００７４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、移動無線端末の位置を推定する位置推定システムに関し、階層建築物内で使用される位置推定システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの固定位置推定ノードの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る位置推定システムの位置推定サーバの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る位置推定システムにおける階段／エレベータ／エスカレータ等の階層をまたがる構造の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る位置推定システムの励起通信装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る位置推定システムの移動無線端末の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…移動無線端末、２ａ，２ｂ，２ｃ…固定位置推定ノード、３…位置推定サーバ、４…階層建築物、１１…カウンタまたは時計手段、１２…位置ビーコン信号送信手段、１３…マイコン、１４…給電部、２１…受信電波強度情報送信手段、２２…受信電波強度測定手段、２３…位置ビーコン信号受信手段、２４…マイコン、２５…給電部、３１…位置推定手段、３２…電波強度情報受信手段、３３…マイコン、３４…給電部、４１…リーダ／ライタ、４２…マイコン、４３…給電部、５０…階段、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…励起通信装置、６１…パッシブタグ、７１…パッシブタグ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、前記移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、前記複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、前記移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバとを備え、
各階層ごとの前記複数の固定位置推定ノードは、各階層のほぼ同じ平面位置に配置されることを特徴とする位置推定システム。
【請求項２】
請求項１記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記固定位置推定ノードに向けてブロードキャストで位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段と、予め決められた時刻に前記位置ビーコン信号を送信するための時刻情報を取得するカウント手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の位置推定システムにおいて、
前記固定位置推定ノードは、前記移動無線端末から送信された前記位置ビーコン信号を受信する位置ビーコン信号受信手段と、前記位置ビーコン信号受信手段で受信した前記位置ビーコン信号に基づいて、受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、前記受信電波強度測定手段で測定した受信電波強度を受信電波強度情報として、前記位置推定サーバに送信する受信電波強度情報送信手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項４】
請求項３記載の位置推定システムにおいて、
前記位置推定サーバは、前記固定位置推定ノードから送信された前記受信電波強度情報を受信する電波強度情報受信手段と、前記電波強度情報受信手段で受信した前記受信電波強度情報に基づいて、前記移動無線端末の位置を推定する位置推定手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項５】
移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、前記移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、前記複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、前記移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバと、前記階層建築物の階層をまたがる移動識別点のそれぞれに設置され、発振信号輻射により通信を行う複数の励起通信装置とを備え、
前記移動無線端末は、内部からの電源供給を受けることなく、前記励起通信装置からの発振信号輻射により動作するパッシブ通信手段を有し、
前記移動無線端末の前記パッシブ通信手段は、前記移動識別点に滞留または通過時に、この地点に設置された前記励起通信装置からの発振信号輻射により動作した場合、その励起通信装置に前記移動無線端末の固有ＩＤを送信し、
前記固有ＩＤを受信した励起通信装置は、前記位置推定サーバに前記励起通信装置の位置情報および前記固有ＩＤを送信することを特徴とする位置推定システム。
【請求項６】
請求項５記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記固定位置推定ノードに向けてブロードキャストで位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段と、予め決められた時刻に前記位置ビーコン信号を送信するための時刻情報を取得するカウント手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項７】
請求項５または６記載の位置推定システムにおいて、
前記固定位置推定ノードは、前記移動無線端末から送信された前記位置ビーコン信号を受信する位置ビーコン信号受信手段と、前記位置ビーコン信号受信手段で受信した前記位置ビーコン信号に基づいて、受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、前記受信電波強度測定手段で測定した受信電波強度を受信電波強度情報として、前記位置推定サーバに送信する受信電波強度情報送信手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項８】
請求項７記載の位置推定システムにおいて、
前記位置推定サーバは、前記固定位置推定ノードから送信された前記受信電波強度情報を受信する電波強度情報受信手段と、前記電波強度情報受信手段で受信した前記受信電波強度情報と前記励起通信装置の位置情報および前記固有ＩＤに基づいて、前記移動無線端末の位置を推定する位置推定手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項９】
請求項８記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記励起通信装置から励起用発振信号と共に送信された階層情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１０】
請求項９記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記記憶手段に記憶した前記階層情報を含む位置ビーコン信号を送信することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１１】
移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、前記移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、前記複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、前記移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバと、前記階層建築物の階層をまたがる移動識別点のそれぞれに設置され、発振信号輻射により通信を行う複数の励起通信装置とを備え、
前記移動無線端末は、内部からの電源供給を受けることなく、前記励起通信装置からの発振信号輻射により動作するパッシブ通信手段を有し、
前記移動無線端末は、前記移動識別点に滞留または通過時に、この地点に設置された前記励起通信装置からの発振信号輻射により前記パッシブ通信手段が動作した場合、前記前記位置ビーコン信号を送信することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記固定位置推定ノードに向けてブロードキャストで位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段と、予め決められた時刻に前記位置ビーコン信号を送信するための時刻情報を取得するカウント手段と、前記励起通信装置から励起用発振信号と共に送信された階層情報を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記記憶手段に記憶した前記階層情報を含む位置ビーコン信号を送信することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の位置推定システムにおいて、
前記固定位置推定ノードの受信電波強度情報送信手段は、受信電波強度情報と共に、前記階層情報を前記位置推定サーバに送信することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１】
移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、前記移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、前記複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、前記移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバとを備え、
各階層ごとの前記複数の固定位置推定ノードは、各階層のほぼ同じ平面位置に配置されることを特徴とする位置推定システム。
【請求項２】
請求項１記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記固定位置推定ノードに向けてブロードキャストで位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段と、予め決められた時刻に前記位置ビーコン信号を送信するための時刻情報を取得するカウント手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の位置推定システムにおいて、
前記固定位置推定ノードは、前記移動無線端末から送信された前記位置ビーコン信号を受信する位置ビーコン信号受信手段と、前記位置ビーコン信号受信手段で受信した前記位置ビーコン信号に基づいて、受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、前記受信電波強度測定手段で測定した受信電波強度を受信電波強度情報として、前記位置推定サーバに送信する受信電波強度情報送信手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項４】
請求項３記載の位置推定システムにおいて、
前記位置推定サーバは、前記固定位置推定ノードから送信された前記受信電波強度情報を受信する電波強度情報受信手段と、前記電波強度情報受信手段で受信した前記受信電波強度情報に基づいて、前記移動無線端末の位置を推定する位置推定手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項５】
移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、前記移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、前記複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、前記移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバと、前記階層建築物の階層をまたがる移動識別点のそれぞれに設置され、発振信号輻射により通信を行う複数の励起通信装置とを備え、
前記移動無線端末は、内部からの電源供給を受けることなく、前記励起通信装置からの発振信号輻射により動作するパッシブ通信手段を有し、
前記移動無線端末の前記パッシブ通信手段は、前記移動識別点に滞留または通過時に、この地点に設置された前記励起通信装置からの発振信号輻射により動作した場合、その励起通信装置に前記移動無線端末の固有ＩＤを送信し、
前記固有ＩＤを受信した励起通信装置は、前記位置推定サーバに前記励起通信装置の位置情報および前記固有ＩＤを送信することを特徴とする位置推定システム。
【請求項６】
請求項５記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記固定位置推定ノードに向けてブロードキャストで位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段と、予め決められた時刻に前記位置ビーコン信号を送信するための時刻情報を取得するカウント手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項７】
請求項５または６記載の位置推定システムにおいて、
前記固定位置推定ノードは、前記移動無線端末から送信された前記位置ビーコン信号を受信する位置ビーコン信号受信手段と、前記位置ビーコン信号受信手段で受信した前記位置ビーコン信号に基づいて、受信電波強度を測定する受信電波強度測定手段と、前記受信電波強度測定手段で測定した受信電波強度を受信電波強度情報として、前記位置推定サーバに送信する受信電波強度情報送信手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項８】
請求項７記載の位置推定システムにおいて、
前記位置推定サーバは、前記固定位置推定ノードから送信された前記受信電波強度情報を受信する電波強度情報受信手段と、前記電波強度情報受信手段で受信した前記受信電波強度情報と前記励起通信装置の位置情報および前記固有ＩＤに基づいて、前記移動無線端末の位置を推定する位置推定手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項９】
請求項８記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記励起通信装置から励起用発振信号と共に送信された階層情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１０】
請求項９記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記記憶手段に記憶した前記階層情報を含む位置ビーコン信号を送信することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１１】
移動無線端末と、階層建築物の２階層以上のそれぞれの階層に複数個設置され、前記移動無線端末から送信される位置ビーコン信号の受信電波強度を測定する固定位置推定ノードと、前記複数の固定位置推定ノードで測定された受信電波強度の情報に基づいて、前記移動体無線端末の位置推定を行う位置推定サーバと、前記階層建築物の階層をまたがる移動識別点のそれぞれに設置され、発振信号輻射により通信を行う複数の励起通信装置とを備え、
前記移動無線端末は、内部からの電源供給を受けることなく、前記励起通信装置からの発振信号輻射により動作するパッシブ通信手段を有し、
前記移動無線端末は、前記移動識別点に滞留または通過時に、この地点に設置された前記励起通信装置からの発振信号輻射により前記パッシブ通信手段が動作した場合、前記前記位置ビーコン信号を送信することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記固定位置推定ノードに向けてブロードキャストで位置ビーコン信号を送信する位置ビーコン信号送信手段と、予め決められた時刻に前記位置ビーコン信号を送信するための時刻情報を取得するカウント手段と、前記励起通信装置から励起用発振信号と共に送信された階層情報を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の位置推定システムにおいて、
前記移動無線端末は、前記記憶手段に記憶した前記階層情報を含む位置ビーコン信号を送信することを特徴とする位置推定システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の位置推定システムにおいて、
前記固定位置推定ノードの受信電波強度情報送信手段は、受信電波強度情報と共に、前記階層情報を前記位置推定サーバに送信することを特徴とする位置推定システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１７５７３４（Ｐ２００８−１７５７３４Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０３２８（Ｐ２００７−１０３２８）
【出願日】平成１９年１月１９日（２００７．１．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１９日（２００７．１．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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