位置標定方法、及び位置標定システム
【課題】簡素な方法により移動体の位置の標定精度を向上させる。
【解決手段】基地局２０に第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１ａ，２５１ｂによって受信される位置標定信号９００の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１ｃ，２５１ｄによって受信される位置標定信号９００の経路差とが一致するように設け、第１のアンテナ対によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ１を測定し、第２のアンテナ対によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ２を測定し、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２とに基づき、移動端末３０から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定する。また位相差Δθ１と位相差Δθ２とが一致する場合に、位相差Δθ１もしくは位相差Δθ２から求まる移動端末３０の位置を、移動端末３０の現在位置として取得する。
【解決手段】基地局２０に第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１ａ，２５１ｂによって受信される位置標定信号９００の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１ｃ，２５１ｄによって受信される位置標定信号９００の経路差とが一致するように設け、第１のアンテナ対によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ１を測定し、第２のアンテナ対によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ２を測定し、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２とに基づき、移動端末３０から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定する。また位相差Δθ１と位相差Δθ２とが一致する場合に、位相差Δθ１もしくは位相差Δθ２から求まる移動端末３０の位置を、移動端末３０の現在位置として取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、位置標定方法、及び位置標定システムに関し、とくに移動体の位置の標定精度を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、位置標定信号の受信信号強度履歴及び加速度センサ等の検知値から求めた移動履歴を記録しておき、受信した位置標定信号の受信信号強度から第１自由空間損失を求め、受信信号強度履歴から位置標定信号の受信信号強度が最大となった位置である起点位置を求め、起点位置と移動距離／方向履歴とに基づき、起点位置から現在位置までの距離を求め、求めた距離から位置標定信号の第２自由空間損失を求め、第１自由空間損失と第２自由空間損失とを比較することにより受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定し、直接波でないと判定した場合に受信した位置標定信号による位置標定を行わないようにすることが記載されている。
【０００３】
非特許文献１には、基地局に設置した複数のアンテナから歩行者が携帯する携帯端末に無線信号を送信し、各アンテナから送信されてくる無線信号の位相差によって携帯端末とアンテナとの相対位置を求め、求めた相対位置（方向、距離）と基地局の絶対位置とから歩行者の現在位置を取得するようにした位置標定システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３６４９１７号公報
【非特許文献１】武内 保憲，河野 公則，河野 実則、” 2.4GHz帯を用いた場所検知システムの開発”、平成17年度 電気・情報関連学会中国支部第56回連合大会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているように、直接波以外のマルチパスや反射波などの無線信号によって位置標定が行われてしまうと、標定精度が著しく低下してしまうことがある。また基地局や携帯端末が障害物の多い屋内等で用いられる場合には、位置標定信号が壁や金属構造物等によって反射されて直接波以外の無線信号が発生する可能性が高くなる。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、移動体の位置の標定精度を向上させることが可能な位置標定方法、及び位置標定システ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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の一つでは、移動体に設けられる移動端末から、当該移動端末の位置を標定するための無線信号である位置標定信号を送信し、所定の場所に設けた基地局に、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差と前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差とが一致するように設け、前記基地局が、前記第１のアンテナ対の各アンテナ又は前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθに基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の位置を求める、移動体の位置を標定する方法であって、前記基地局が、前記第１のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ１を測定し、前記第２のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２とに基づき、前記移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定する。
【０００８】
本発明によれば、第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される位置標定信号の位相差Δθ１と、第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される位置標定信号の位相差Δθ２とに基づき、移動端末から送られてくる位置標定信号が直接波であるか否かを容易に判定することができる。
【０００９】
本発明の他の一つは、上記位置標定方法であって、前記基地局は、前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定は、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果と符号が一致する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、これにより測定された前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより行う。
【００１０】
また本発明の他の一つでは、前記基地局は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記差が０であるか否か、あるいは少なくとも予め設定された基準値以下であるか否かに基づき行う。
【００１１】
位相差Δθ２の測定結果が位相差Δθ１の測定結果と符号が一致する測定基準を用いて位相差Δθ１及び位相差Δθ２を測定し、測定された位相差Δθ１と位相差Δθ２との差を取ることにより、位相差Δθ１及び位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差が相殺され、移動端末から受信した位置標定信号が直接波でない場合は間接波の影響による成分のみが残る。このため、本発明によれば、移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを上記差に基づき確実に判定することができる。
【００１２】
また本発明によれば、移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かの判定を、位相差Δθ１の測定誤差と位相差Δθ２の測定誤差とを相殺すべく設けられた第１のアンテナ対と第２のアンテナ対を用いて行うことができる。このため、位置標定を行うための基本的な装置構成に対して特別な構成を設けることなく、直接波であるか否かを判定する仕組みを容易に実現することができる。
【００１３】
本発明の他の一つは、上記位置標定方法であって、前記基地局は、前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、測定した前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との和を取ることにより行う。
【００１４】
また本発明の他の一つでは、前記基地局は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記和と測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差の和とを比較することにより行う。
【００１５】
位相差Δθ２の測定結果が位相差Δθ１の測定結果と符号が反転する測定基準を用いて位相差Δθ１及び位相差Δθ２を測定し、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２との和を取ることにより、位相差Δθ１及び位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差と間接波の影響による成分との総和を抽出することができる。ここで移動端末から受信した位置標定信号が直接波である場合は、上記総和のうち間接波の影響による成分は０あるいは少なくとも予め設定された基準値以下となり、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２との和は夫々に含まれている誤差の和と一致することとなる。このため、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２との和が夫々に含まれている誤差の和と一致するか否かを調べることにより、移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定することができる。
【００１６】
また本発明によれば、移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かの判定を移動端末の位置を求めるために測定した位相差Δθ１及び位相差Δθ２（位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて測定されたΔθ２）を利用して行うことができるので、位置標定と直接波か否かの判定とを一度の測定で済ますことができ、位置標定と直接波か否かの判定にかかる基地局及び移動端末の負荷を低減することができる。
【００１７】
本発明の他の一つは、上記位置標定方法であって、前記基地局は、前記判定により前記位置標定信号が直接波であると判定した場合に、前記位相差Δθ１又は前記位相差Δθ２から求まる位置を前記移動端末の現在位置として取得することとする。
【００１８】
本発明によれば、基地局は、移動端末から送られてくる位置標定信号が直接波であることを確認した上で移動端末の位置標定を行うので、直接波として受信した位置標定信号に基づき移動端末の正確な位置を標定することができる。
【００１９】
本発明の他の一つは、上記位置標定方法であって、第１のアンテナ対及び第２のアンテナ対は、第１のアンテナ対の各アンテナ及び第２のアンテナ対の各アンテナが等間隔を開けて平面上に正方形状に配置されていることとする。
【００２０】
第１のアンテナ対の各アンテナ及び第２のアンテナ対の各アンテナをこのような配置とすることで、第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される位置標定信号の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される位置標定信号の経路差とを一致させることができる。
【００２１】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、位置標定システムによる移動体の位置の標定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の位置標定システム１の概略的な構成を示す図である。
【図２】サーバ装置１０のハードウエア構成を説明する図である。
【図３】サーバ装置１０の機能を説明する図である。
【図４】移動端末３０のハードウエア構成を説明する図である。
【図５】移動端末３０の主な機能を説明する図である。
【図６】基地局２０のハードウエア構成を説明する図である。
【図７】基地局２０の主な機能を説明する図である。
【図８】位置標定信号判定部２０５の機能の詳細を説明する図である。
【図９】位置標定信号９００のデータフォーマットの一例を示す図である。
【図１０】基地局２０の設置現場周辺の様子の一例を示す図である。
【図１１】アンテナ群２５を構成している各アンテナ２５１と移動端末３０の位置関係を説明する図である。
【図１２】基地局２０と移動端末３０の位置関係を説明する図である。
【図１３】位置標定処理Ｓ１３００を説明するフローチャートである。
【図１４】位置標定処理Ｓ１４００を説明するフローチャートである。
【図１５】移動端末３０のアンテナ３４１の一構成例として示すアンテナ構造６０の正面図（平面図）である。
【図１６】移動端末３０のアンテナ３４１の一構成例として示すアンテナ構造６０の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に実施形態として説明する位置標定システム１の概略的な構成を示している。位置標定システム１は、例えば、移動体３（車両や歩行者等）の現在位置を監視するシステム、移動体３の安全確保に関するシステム、移動体３に対する道案内や目的地までの誘導を行うシステム、移動体３に対して現在地周辺の情報等を提供するシステム、地下街やビル街等における移動体３（人）の避難誘導システム、倉庫や工場等における移動体３（商品や搬送車両等）の流れを管理するシステム、工場等における移動体３（ロボット、搬送車両等）の誘導システムなどに適用される。
【００２５】
位置標定システム１は、データセンタなどに設けられるサーバ装置１０、位置標定システム１が適用される地域の各所に設けられる複数の基地局２０、及び移動体３に搭載もしくは携帯される移動端末３０などを含んで構成されている。基地局２０は、構造物２（屋内であれば建物の壁や柱等、屋外であれば電柱等）の所定の高さ位置に設けられる。基地局２０及び移動端末３０は、有線もしくは無線による通信ネットワーク５（専用線、公衆回線、インターネット等）を介してサーバ装置１０と通信可能に接続している。
【００２６】
図２にサーバ装置１０のハードウエア構成を示している。同図に示すように、サーバ装置１０は、ＣＰＵやＭＰＵなどを用いて構成される中央処理装置１１、半導体メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等）やハードディスク装置などで構成される記憶装置１２、キーボードやマウスなどの入力装置１３、液晶ディスプレイなどの表示装置１４、サーバ装置１０を通信ネットワーク５に接続するための通信インタフェース１５などを備える。各構成要素はバス１８を介して通信可能に接続されている。表示装置１４には、例えば、移動体３（移動端末３０）の現在位置や移動方向などを示す情報がリアルタイムに表示される。
【００２７】
図３にサーバ装置１０の機能を示している。同図に示すように、サーバ装置１０は、情報収集部１０１、情報提供部１０２、及び設定情報記憶部１０３を備える。これらの機能は、サーバ装置１０が備えるハードウエアにより、もしくは、サーバ装置１０の中央処理装置１１が記憶装置１２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００２８】
情報収集部１０１は、基地局２０もしくは移動端末３０から、移動端末３０の現在位置等の情報を随時収集する。情報提供部１０２は、例えば、移動端末３０もしくは基地局２０に対し、道案内情報、目的地までの誘導情報、現在位置周辺の地理情報、移動体３の現在位置や移動方向等の監視情報、移動体３の安全確保に関する情報などの各種の情報を随時提供する。設定情報記憶部１０３は、例えば、基地局２０の設置位置を示す情報（緯度、経度、設置高さ等）などを設定情報として記憶する。
【００２９】
図４に移動端末３０のハードウエア構成を示している。同図に示すように、移動端末３０は、ＣＰＵやＭＰＵなどを用いて構成される中央処理装置３１、半導体メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等）やハードディスク装置などで構成される記憶装置３２、後述する位置標定信号の送信や他の装置との間での無線通信を行う無線通信インタフェース３３、無線通信インタフェース３３によって行われる無線通信に用いられるアンテナ３４１、タッチパネルや操作ボタンなどの入力装置３５、及び液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置３６を備える。各構成要素はバス３８を介して通信可能に接続されている。
【００３０】
アンテナ３４１としては、例えば、指向性アンテナや円偏波指向性アンテナを用いる。とくに移動端末３０を壁等の障害物が存在する屋内等で用いる場合には、アンテナ３４１として円偏波指向性アンテナを用いることが好ましい。円偏波の反射波（又は定在波）の偏波面は、壁等の障害物で反射した際に反転するが、円偏波指向性アンテナを用いることで反射波や定在波を効果的に減衰させることができる。
【００３１】
図５に移動端末３０の主な機能を示している。同図に示すように、移動端末３０は、位置標定信号送信部３０１、情報送受信部３０２、及び情報表示部３０３を備える。これらの機能は、移動端末３０が備えるハードウエアにより、もしくは、移動端末３０の中央処理装置３１が記憶装置３２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００３２】
上記機能のうち位置標定信号送信部３０１は、移動端末３０の現在位置の標定に用いられる無線信号（以下、位置標定信号と称する）を無線通信インタフェース３３によって送信する。
【００３３】
情報送受信部３０２は、無線通信インタフェース３３による無線通信や通信ネットワーク５による有線通信によりサーバ装置１０もしくは基地局２０と通信し、移動体３に提示するための情報の受信（ダウンロード）や、サーバ装置１０もしくは基地局２０で用いられる各種情報の送信（アップロード）などを行う。情報表示部３０３は、移動体３などに提示する情報を表示装置３６に出力する。
【００３４】
図６に基地局２０のハードウエア構成を示している。同図に示すように、基地局２０は、ＣＰＵやＭＰＵなどを用いて構成される中央処理装置２１、半導体メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等）やハードディスク装置などで構成される記憶装置２２、基地局２０を通信ネットワーク５に接続するための通信インタフェース２３、無線通信を行う無線通信インタフェース２４、アンテナ群２５、及びアンテナ切替スイッチ２６などを備える。各構成要素は、バス２８を介して通信可能に接続されている。
【００３５】
中央処理装置２１は、記憶装置２２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより基地局２０が備える各種の機能を実現する。無線通信インタフェース２４は、移動端末３０から送信された位置標定信号を受信する。
【００３６】
アンテナ群２５は、少なくとも４つのアンテナ２５１（指向性アンテナ、円偏波指向性アンテナ等）を含む。アンテナ切替スイッチ２６は、アンテナ群２５を構成しているいずれかのアンテナ２５１を選択し、選択したアンテナ２５１を無線通信インタフェース２４に接続する。尚、基地局２０を壁等の障害物が存在する屋内等で用いる場合は、アンテナ群２５を構成するアンテナ２５１として円偏波指向性アンテナを用いることが好ましい。円偏波の反射波（又は定在波）の偏波面は壁等での反射時に反転するため、円偏波指向性アンテナを用いることにより反射波（又は定在波）を効果的に減衰させることができる。
【００３７】
図７に基地局２０の主な機能を示している。同図に示すように、基地局２０は、通信処理部２０１、位置標定信号受信部２０２、設定情報記憶部２０３、位置標定部２０４、及び位置標定信号判定部２０５を備える。尚、これらの機能は、基地局２０が備えるハードウエアによって、もしくは、基地局２０の中央処理装置２１が記憶装置２２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００３８】
通信処理部２０１は、無線通信インタフェース２４や通信インタフェース２３によって移動端末３０やサーバ装置１０との間でデータの送信又は受信を行う。
【００３９】
位置標定信号受信部２０２は、無線通信インタフェース２４及びアンテナ切替スイッチ２６を制御して移動端末３０から送信される位置標定信号を受信する。
【００４０】
設定情報記憶部２０３は、前述した設定情報（例えば、当該基地局２０の現在位置を示す情報（緯度、経度、設置高さ等））を記憶する。
【００４１】
位置標定部２０４は、位置標定信号受信部２０２が受信した位置標定信号に基づき移動端末３０の現在位置を標定する。位置標定部２０４によって行われる位置標定の仕組みについては後述する。尚、位置標定部２０４によって標定された移動端末３０の現在位置は、通信処理部２０１によってサーバ装置１０や移動端末３０に随時送信される。
【００４２】
位置標定信号判定部２０５は、移動端末３０から送信された位置標定信号が直接波であるか否かを判定する。
【００４３】
図８に位置標定信号判定部２０５の詳細を示している。同図に示すように、位置標定信号判定部２０５は、第１位相差測定部２０５１、第２位相差測定部２０５２、及び直接波判定部２０５３を備える。
【００４４】
第１位相差測定部２０５１は、基地局２０の４つのアンテナ２５１のうち第１アンテナ２５１及び第２アンテナ２５１（以下、第１アンテナ２５１及び第２アンテナ２５１の組を第１のアンテナ対と称する。）により移動端末３０から送られてくる位置標定信号を受信し、第１アンテナ２５１及び第２アンテナ２５１の夫々が受信した位置標定信号の位相差Δθ１を測定する。
【００４５】
第２位相差測定部２０５２は、基地局２０の４つのアンテナ２５１のうち第３アンテナ２５１及び第４アンテナ２５１（以下、第３アンテナ２５１及び第４アンテナ２５１の組を第２のアンテナ対と称する。）により移動端末３０から送られてくる位置標定信号を受信し、第３アンテナ２５１及び第４アンテナ２５１の夫々が受信した位置標定信号の位相差Δθ２を測定する。
【００４６】
尚、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対は、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号の経路差とが一致するように位置決めされて設けられる。
【００４７】
直接波判定部２０５３は、第１位相差測定部２０５１によって取得される位相差Δθ１と、第２位相差測定部２０５２によって取得される位相差Δθ２とを比較することにより、移動端末３０から送られてくる位置標定信号が直接波であるか否か（マルチパス波や反射波等でないか）を判定する。
【００４８】
＜位置標定の仕組み＞
次に位置標定の仕組みについて説明する。移動端末３０の位置標定信号送信部３０１は、自身に備えられているアンテナ３４１から位置標定信号を送信する。一方、基地局２０の無線通信インタフェース２３は、アンテナ群２５を構成している複数のアンテナ２５１を周期的に切り換えながら、スペクトル拡散された無線信号からなる位置標定信号を受信する。
【００４９】
図９は移動端末３０から送信される位置標定信号のデータフォーマットの一例である。同図に示すように、位置標定信号９００には、制御信号９１１、測定信号９１２、及び端末情報９１３などの信号及び情報が含まれている。
【００５０】
このうち制御信号９１１には、変調波や各種の制御信号が含まれている。測定信号９１２には、数ｍ秒程度の無変調波（例えば、基地局２０に対する移動端末３０の存在する方向や基地局２０に対する移動端末３０までの相対距離の検出に用いる信号（例えば、２０４８チップの拡散符号））が含まれている。端末情報９１３には、移動端末３０を識別する情報(以下、移動端末ＩＤと称する。）が含まれている。
【００５１】
図１０は基地局２０と移動端末３０の位置関係を例示したものである。同図に示すように、移動端末３０が地上高１（ｍ）の位置に存在し、基地局２０が地上高Ｈ（ｍ）の位置に固定されている。基地局２０の直下から移動端末３０までの直線距離はＬ（ｍ）である。
【００５２】
図１１に基地局２０のアンテナ群２５を構成している複数のアンテナ２５１と移動端末３０との関係を示している。同図に示すように、アンテナ群２５は、位置標定信号９００の１波長（１２．５ｃｍ）以下の間隔をあけて平面的に略正方形状に等間隔で隣接配置された４つの円偏波指向性アンテナ（以下、アンテナ２５１ａ〜２５１ｄと称する。）を含んで構成されている。尚、各アンテナ２５１ａ〜２５１ｄは、例えば、いずれも指向方向を斜め下方向に向けて設置されている。
【００５３】
尚、本実施形態では、前述した第１アンテナ２５１はアンテナ２５１ａであり、第２アンテナ２５１はアンテナ２５１ｂであり、第３アンテナ２５１はアンテナ２５１ｃであり、第４アンテナ２５１はアンテナ２５１ｄであるものとする。
【００５４】
同図において、アンテナ群２５の高さ位置における水平方向とアンテナ群２５に対する移動端末３０の方向とのなす角をαとすれば、例えば、
α＝ａｒｃＴａｎ(Ｄ（ｍ）/Ｌ（ｍ）)=ａｒｃＳｉｎ(ΔＬ（ｃｍ）/３（ｃｍ））
の関係となる。尚、ΔＬ（ｃｍ）は、アンテナ群２５を構成しているアンテナ２５１のうち、特定の２つのアンテナ２５１と移動端末３０との間の伝搬路長の差（以下、経路差とも称する。）である。
【００５５】
ここでアンテナ群２５を構成している特定の２つのアンテナ２５１で受信される位置標定信号９００の位相差をΔθとすると、
ΔＬ（ｃｍ）＝Δθ／（２π／λ（ｃｍ））
の関係がある。また位置標定信号９００として、例えば、２．４ＧＨｚ帯の電波を用いた場合はλ≒１２（ｃｍ）であるので、
α＝ａｒｃＳｉｎ（Δθ／π）
の関係がある。また測定可能範囲（−π／２＜Δθ＜π／２）内では、α＝Δθ（ラジアン）となるので、上式から基地局２０が存在する方向を特定することができる。
【００５６】
図１２に基地局２０の設置現場における、基地局２０と移動端末３０の位置関係を示している。同図に示すように、基地局２０のアンテナ群２５の地上高をＨ（ｍ）、移動端末３０の地上高をｈ（ｍ）、基地局２０の直下の地表面の位置を原点として直交座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を設定した場合における、基地局２０から移動端末３０の方向とＸ軸とがなす角をΔΦ（ｘ）、基地局２０から移動端末３０の方向とＹ軸とがなす角をΔΦ（ｙ）とすれば、原点に対する移動端末３０の位置は次式から求めることができる。
Δｄ（ｘ）＝（Ｈ−ｈ）×Ｔａｎ（ΔΦ（ｘ））
Δｄ（ｙ）＝（Ｈ−ｈ）×Ｔａｎ（ΔΦ（ｙ））
そして原点の位置を（Ｘ１，Ｙ１）とすれば、移動端末３０の現在位置（Ｘｘ，Ｙｙ）は次式から求めることができる。
Ｘｘ＝Ｘ１＋Δｄ（ｘ）
Ｙｙ＝Ｙ１＋Δｄ（ｙ）
【００５７】
以上に説明した位置標定の方法については、例えば、特開２００４−１８４０７８号公報、特開２００５−３５１８７７号公報、特開２００５−３５１８７８号公報、及び特開２００６−２３２６１号公報等にも詳述されている。
【００５８】
＜位置標定精度の向上＞
ところで、以上のようにして行われる位置標定に際しては、基地局２０と移動端末３０の水晶発振器に生じる周波数偏差を要因とする誤差が問題となる。例えば、水晶発振器の周波数安定度が±０．５ｐｐｍであれば基地局２０と移動端末３０との間で最大１ｐｐｍの周波数偏差（２４００Ｈｚ）が生じ、アンテナ切替スイッチ２６の切替周期が３２μｓであれば２４００Ｈｚ×３２μｓ×３６０°＝２７．６５°の位相差（誤差）が生じることになる。そこで本実施形態の位置標定システム１では、この測定誤差を次のようにして相殺するようにしている。
【００５９】
まず第１のアンテナ対の各アンテナ（第１アンテナ２５１ａ及び第２アンテナ２５１ｂ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第１アンテナ２５１ａまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第２アンテナ２５１ｂまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ１とし、測定誤差をＦ１とすれば、次式で表すことができる。
Δθ１＝Δθｔ１＋Ｆ１ ・・・式１
【００６０】
一方、第２のアンテナ対の各アンテナ（第３アンテナ２５１ｃ及び第４アンテナ２５１ｄ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ２（第３アンテナ２５１ｃを基準として第４アンテナ２５１ｄの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第３アンテナ２５１ｃまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第４アンテナ２５１ｄまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ２とし、測定誤差をＦ２とすれば、次式で表すことができる。
Δθ２＝−Δθｔ２＋Ｆ２ ・・・式２
【００６１】
次に式１の両辺から式２の両辺を夫々引くと次のようになる。
Δθ１−Δθ２＝（Δθｔ１−（−Δθｔ２））＋（Ｆ１−Ｆ２） ・・・式３
【００６２】
ここで前述したように、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対は、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１ａ，２５１ｂによって受信される位置標定信号９００の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１ｃ，２５１ｄによって受信される位置標定信号９００の経路差とが一致するように設けられている。そこでこの値をθｔとすれば、右辺の（Δθｔ１−（−Δθｔ２））の値は２θｔとなる。また誤差Ｆ１，Ｆ２は、第１のアンテナ対の測定時と第２のアンテナ対の測定時で通常はほぼ同じであるので、右辺の（Ｆ１−Ｆ２）の値は限りなく０に近くなる。そこでこれらの値を式３に代入して式を変形すれば次のようになる。
θｔ＝（Δθ１−Δθ２）／２ ・・・式４
【００６３】
このように第１のアンテナ対と第２のアンテナ対の夫々によって位相差を測定することにより夫々の測定誤差Ｆ１，Ｆ２を相殺することができ、経路差による位相差θｔを高精度で取得することができる。このため、位置標定の精度を高めることができる。尚、位相を測定する側にＡＧＣ（Automatic Gain Controller）等を設けて周波数偏差を減少させるようにすれば、式３の右辺の（Ｆ１−Ｆ２）の値をさらに０に近づけることができ、位置標定の精度をさらに高めることができる。
【００６４】
＝直接波か否かの判定原理＝
次に移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００が直接波であるか否かを判定する２つの原理（以下、判定原理（その１）、判定原理（その２）と称する）の夫々について説明する。
【００６５】
＜判定原理（その１）＞
判定原理（その１）では、基地局２０は、第１のアンテナ対の各アンテナによって受信された位置標定信号９００の位相差Δθ１を測定（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定）し、また第２のアンテナ対の各アンテナによって受信された位置標定信号９００の位相差Δθ２を測定（第４アンテナ２５１ｄを基準として第３アンテナ２５１ｃの位相を測定）し、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２とに基づき、移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００が直接波であるか否かの判定を行う。
【００６６】
ここで第１のアンテナ対の各アンテナ（第１アンテナ２５１ａ及び第２アンテナ２５１ｂ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第１アンテナ２５１ａまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第２アンテナ２５１ｂまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ１とし、測定誤差をＦ１、マルチパスや反射波の影響分をＭ１とすれば、次式で表すことができる。
Δθ１＝Δθｔ１＋Ｆ１＋Ｍ１ ・・・式５
【００６７】
また第２のアンテナ対の各アンテナ（第３アンテナ２５１ｃ及び第４アンテナ２５１ｄ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ２（第４アンテナ２５１ｄを基準として第３アンテナ２５１ｃの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第３アンテナ２５１ｃまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第４アンテナ２５１ｄまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ２（位相の測定に際して基準を逆にしているため、前述した位置標定の場合（式２）とΔθｔ２の符号が反転している。）とし、測定誤差をＦ２、マルチパスや反射波の影響分をＭ２とすれば、次式で表すことができる。
Δθ２＝Δθｔ２＋Ｆ２＋Ｍ２ ・・・式６
【００６８】
次に式５の両辺と式６の両辺との差を取れば次のようになる。
Δθ１−Δθ２＝（Δθｔ１−Δθｔ２）＋（Ｆ１−Ｆ２）＋（Ｍ１−Ｍ２）
・・・式７
【００６９】
ここで前述したように、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対は、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の経路差とが一致するように設けられているので、式７の右辺の（Δθｔ１−Δθｔ２）の値は限りなく０に近くなる。また前述したように誤差Ｆ１，Ｆ２は、第１のアンテナ対の測定時と第２のアンテナ対の測定時で通常はほぼ同じであるので、式７の右辺の（Ｆ１−Ｆ２）の値は限りなく０に近くなる。そこでこれらの値を代入すれば式７は次のようになる。
Δθ１−Δθ２＝Ｍ１−Ｍ２ ・・・式８
【００７０】
ここで第１のアンテナ対の各アンテナと第２のアンテナ対の各アンテナは、図１１に示すように物理的な配置位置が異なっているので、各アンテナに対するマルチパスや反射波による影響は夫々異なり、位置標定信号９００がマルチパスや反射波であった場合にはＭ１≠Ｍ２となる。逆に位置標定信号９００が直接波であった場合はＭ１＝Ｍ２となる。このため、位相差Δθ１と位相差Δθ２とが一致するか否か（両者の差が０か否か、あるいは少なくとも予め設定された基準値以下であるか否か）を調べることで移動端末３０から送られてくる位置標定信号が直接波であるか否かを判定することができる。
【００７１】
尚、以上に説明した仕組み（判定原理（その１））は、前述したΔΦ（ｘ），ΔΦ（ｙ）のいずれを求める場合にも適用することができる。即ちΔΦ（ｘ），ΔΦ（ｙ）の夫々を求める場合は、夫々個別にマルチパスや反射波の有無を判定することができる。
【００７２】
以上に説明したように、判定原理（その１）によれば、移動端末３０から受信した位置標定信号９００が直接波であるか否かを上記差に基づき確実に判定することができる。
【００７３】
＜判定原理（その２）＞
判定原理（その２）では、基地局２０は、第１のアンテナ対の各アンテナによって受信された位置標定信号９００の位相差Δθ１を測定（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定）し、また第２のアンテナ対の各アンテナによって受信された位置標定信号９００の位相差Δθ２を測定（第３アンテナ２５１ｃを基準として第４アンテナ２５１ｄの位相を測定）し、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２とに基づき移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００が直接波であるか否かの判定を行う。
【００７４】
ここで第１のアンテナ対の各アンテナ（第１アンテナ２５１ａ及び第２アンテナ２５１ｂ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第１アンテナ２５１ａまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第２アンテナ２５１ｂまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ１とし、測定誤差をＦ１、マルチパスや反射波の影響分をＭ１とすれば、次式で表すことができる。
Δθ１＝Δθｔ１＋Ｆ１＋Ｍ１ ・・・式９
【００７５】
また第２のアンテナ対の各アンテナ（第３アンテナ２５１ｃ及び第４アンテナ２５１ｄ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ２（第３アンテナ２５１ｃを基準として第４アンテナ２５１ｄの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第３アンテナ２５１ｃまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第４アンテナ２５１ｄまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ２（位相の測定に際して基準を同一にしているため、前述した位置標定の場合（式２）とΔθｔ２の符号が一致している。）とし、測定誤差をＦ２、マルチパスや反射波の影響分をＭ２（位相の測定に際して基準を同一にしているため、Δθｔ２と符号が一致している。）とすれば、次式で表すことができる。
Δθ２＝−Δθｔ２＋Ｆ２−Ｍ２ ・・・式１０
【００７６】
次に式９の両辺と式１０の両辺との和を取れば次のようになる。
Δθ１＋Δθ２＝（Δθｔ１−Δθｔ２）＋Ｆ１＋Ｆ２＋（Ｍ１−Ｍ２）・・・式１１
【００７７】
ここで前述したように、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対は、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の経路差とが一致するように設けられているので、式７の右辺の（Δθｔ１−Δθｔ２）の値は０である。従って式１１は次のようになる。
Δθ１＋Δθ２＝（Ｆ１＋Ｆ２）＋（Ｍ１−Ｍ２） ・・・式１２
【００７８】
ここでＦ１とＦ２が十分に安定している（時間変動が小さい）場合、（Ｆ１＋Ｆ２）の値（Ｆ１とＦ２が等しければ（この値をＦとする）（Ｆ１＋Ｆ２）＝２Ｆ）は、ほぼ一定とみなすことができる。このため、（Ｆ１＋Ｆ２）が予め経験値等として知れていれば、式１２の左辺の値Δθ１＋Δθ２が（Ｆ１＋Ｆ２）と一致するか否かを調べることにより、移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００が直接波であるか否かを判定することができる（直接波の場合はＭ１＝０、Ｍ２＝０となるので（Ｍ１−Ｍ２）＝０、直接波でない場合はＭ１≠０、Ｍ２≠０となるので（Ｍ１−Ｍ２）≠０）。
【００７９】
尚、以上に説明した仕組み（判定原理（その２））は、前述したΔΦ（ｘ），ΔΦ（ｙ）のいずれを求める場合にも適用することができる。即ちΔΦ（ｘ），ΔΦ（ｙ）の夫々を求める場合は、夫々個別にマルチパスや反射波の有無を判定することができる。
【００８０】
以上に説明したように、判定原理（その２）によれば、位相差Δθ１及び位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差が間接波の影響による成分に比べて充分に安定しており、当該誤差の値（Ｆ１＋Ｆ２）が経験値として与えられている限り、移動端末３０から受信した位置標定信号９００が直接波であるか否かを上記和に基づき確実に判定することができる。
【００８１】
また判定原理（その２）では、移動端末３０から受信した位置標定信号９００が直接波であるか否かの判定を、移動端末３０の位置を求めるために測定した位相差Δθ１及び位相差Δθ２（位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて測定されたΔθ２）をそのまま利用して行うことができるので、移動端末３０の位置標定と位置標定信号９００が直接波か否かの判定とを一度の測定で済ますことができ、位置標定と直接波か否かの判定にかかる基地局２０や移動端末３０の処理負荷を低減することができる。
【００８２】
＝位置標定処理＝
次に、以上に説明した位置標定システム１によって行われる位置標定に関する処理について具体的に説明する。
【００８３】
＜判定原理（その１）を用いた場合＞
図１３は、判定原理（その１）を用いた位置標定に際して基地局２０にて行われる処理（以下、位置標定処理Ｓ１３００と称する。）を説明するフローチャートである。以下、同図とともに説明する。
【００８４】
まず基地局２０は、第１のアンテナ対により移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００を受信し、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果）を測定する。また基地局２０は、第２のアンテナ対により移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００を受信し、第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ２（第４アンテナ２５１ｄを基準として第３アンテナ２５１ｃの位相を測定した結果）を測定する（Ｓ１３１１）。
【００８５】
次に基地局２０は、Ｓ１３１１にて測定した位相差Δθ１と、Ｓ１３１２にて測定した位相差Δθ２との差が０であるか否かあるいは少なくとも予め設定された基準値以下であるか否か（両者が一致するか否か）を判定する（Ｓ１３１３）。
【００８６】
上記判定の結果、位相差Δθ１と位相差Δθ２の差が０（あるいは少なくとも予め設定された基準値以下）であった場合（Ｓ１３１３：ＹＥＳ）、基地局２０は、移動端末３０から送信されてくる位置標定信号９００は直接波であると判定し（Ｓ１３１４）、この場合は位置標定信号９００に基づく測定を再度行い位相差Δθ１（＝Δθｔ１＋Ｆ１）及び位相差Δθ２（＝−Δθｔ２＋Ｆ２）を求め、前述した式４からθｔ（＝（Δθ１−Δθ２）／２）を求めて移動端末３０の現在位置を求める（Ｓ１３１５）。
【００８７】
一方、上記判定の結果、位相差Δθ１と位相差Δθ２の差が０でない（あるいは少なくとも予め設定された基準値を超える）場合（Ｓ１３１３：ＮＯ）、基地局２０は、移動端末３０から送信されてくる位置標定信号９００は直接波でない（マルチパス波や反射波等）と判定し（Ｓ１３２１）、処理は終了する。
【００８８】
＜判定原理（その２）を用いた場合＞
図１４は、判定原理（その２）を用いた位置標定に際して基地局２０にて行われる処理（以下、位置標定処理Ｓ１４００と称する。）を説明するフローチャートである。以下、同図とともに説明する。
【００８９】
まず基地局２０は、第１のアンテナ対により移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００を受信し、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果）を測定する（Ｓ１４１１）。
【００９０】
また基地局２０は、第２のアンテナ対により移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００を受信し、第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ２（第３アンテナ２５１ｃを基準として第４アンテナ２５１ｄの位相を測定した結果）を測定する（Ｓ１４１２）。
【００９１】
次に基地局２０は、Ｓ１４１１にて測定した位相差Δθ１と、Ｓ１４１２にて測定した位相差Δθ２との和が（Ｆ１＋Ｆ２）と一致するか否かを判定する（Ｓ１４１３）。そして上記判定の結果、和が（Ｆ１＋Ｆ２）と一致する場合（Ｓ１４１３：ＹＥＳ）、基地局２０は、移動端末３０から送信されてくる位置標定信号９００は直接波であると判定し（Ｓ１４１４）、この場合はＳ１４１１で測定した位相差Δθ１（＝Δθｔ１＋Ｆ１）及びＳ１４１２で測定した位相差Δθ２（＝−Δθｔ２＋Ｆ２）を用いて、前述した式４からθｔ（＝（Δθ１−Δθ２）／２）を求めて移動端末３０の現在位置を求める（Ｓ１４１５）。
【００９２】
一方、上記判定の結果、位相差Δθ１と位相差Δθ２の和が（Ｆ１＋Ｆ２）と一致しなければ（Ｓ１４１３：ＮＯ）、基地局２０は、移動端末３０から送信されてくる位置標定信号９００は直接波でない（マルチパス波や反射波等）と判定し（Ｓ１４２１）、処理は終了する。
【００９３】
以上に説明したように、本実施形態の位置標定システム１によれば、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ１と、第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ２とに基づき、移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００が直接波であるか否かを容易に判定することができる。また位置標定精度の向上を目的として基地局２０に設けたアンテナ群２５を利用して直接波か否かを判定するので、位置標定を行うための基本的な装置構成に対して特別な構成を設けることなく、直接波か否かを判定する仕組みを実現することができる。
【００９４】
また基地局２０は、移動端末３０から受信した位置標定信号９００が直接波であることを確認した上で移動端末３０の位置標定を行うので、直接波として受信した位置標定信号９００に基づき移動端末３０の正確な位置を取得することができる。
【００９５】
[移動端末のアンテナの構成例]
図１４、図１５に移動端末３０のアンテナ３４１の一構成例（以下、アンテナ構造６０と称する。）を示している。図１４はアンテナ構造６０の正面図（平面図）であり、図１５は図１４のアンテナ構造６０を同図のＡ−Ａ’線で切断して−Ｙ方向から＋Ｙ方向に眺めた断面図である。
【００９６】
図１４及び図１５に示すように、略直方体形状の５つの筐体６１ａ〜６１ｅが所定厚の平面八角形状の支持筐体６２の一方の面側に配置されている。このうち筐体６１ａは、支持筐体６２の面中心に配置され、筐体６１ｂ〜６１ｅは、支持筐体６２の面中心の周りに互いに９０°ずれた位置関係になるように支持筐体６１ａの各側面に隣接させて配置されている。４つの筐体６１ａ〜６１ｄ及び支持筐体６２は、例えば、位置標定信号９００の透過性に優れた素材（例えば樹脂製の絶縁体）からなる。
【００９７】
図１５に示すように、筐体６１ａには、前述したアンテナ３４１として機能するアンテナ３４１ａ及び前述した無線モジュール３３として機能する無線モジュール３３ａ（不図示）が内蔵されている。筐体６１ｂには、前述したアンテナ３４１として機能するアンテナ３４１ｂ（不図示）及び前述した無線モジュール３３として機能する無線モジュール３３ｂ（不図示）が内蔵されている。筐体６１ｃには、前述したアンテナ３４１として機能するアンテナ３４１ｃ及び前述した無線モジュール３３として機能する無線モジュール３３ｃ（不図示）が内蔵されている。筐体６１ｄには、前述したアンテナ３４１として機能するアンテナ３４１ｄ（不図示）及び前述した無線モジュール３３として機能する無線モジュール３３ｄ（不図示）が内蔵されている。筐体６１ｅには、前述したアンテナ３４１として機能するアンテナ３４１ｅ及び前述した無線モジュール３３として機能する無線モジュール３３ｅ（不図示）が内蔵されている。
【００９８】
同図に示すように、筐体６１ａ〜６１ｄの夫々内蔵されている各アンテナ３４１ａ〜３４１ｅは、夫々の指向方向が互いに異なるように設けられている（例えば、アンテナ３４１ａ〜３４１ｅの夫々の送信面(電波が放射される面）の法線ｋａ〜ｋｅ（同図では法線ｋｅのみ示している）を、支持筐体６２の上記中心を通る法線ｌに対して所定角度６３（例えば０°〜４５°）傾斜させて設ける）。
【００９９】
各アンテナ３４１ａ〜３４１ｅからは、アンテナ３４１ａ〜３４１ｅの２つ以上から同時に位置標定信号９００が送信されることがないように、順に（例えば時分割で）位置標定信号９００が送信される。ここで前述したように、各アンテナ３４１ａ〜３４１ｅの指向方向はいずれも異なっているため、これらのうちのいくつかから送信された位置標定信号９００がマルチパスとして基地局２０に到達する場合でも、他のいくつかから送信された位置標定信号９００については直接波として基地局２０に到達する場合がある。このため、基地局２０にて位置標定信号９００を直接波として受信できる可能性が高まり、その結果、移動端末３０の位置を正確に標定できる可能性を高めることができる。
【０１００】
以上、実施形態について詳細に説明したが、以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【０１０１】
例えば、基地局２０に、夫々の指向方向を変えた複数のアンテナ群２５を設置し、各アンテナ群２５が順に（例えば時分割で）位置標定信号９００を受信して直接波か否かの判定を行い、直接波を受信しているアンテナ群２５を用いて移動端末３０の位置標定を行うようにしてもよい。そのようにすれば基地局２０にて位置標定信号９００を直接波として受信できる可能性が高まり、その結果、移動端末３０の位置を正確に標定できる可能性を高めることができる。
【０１０２】
また以上の実施形態では、移動端末３０のアンテナ３４１から位置標定信号９００を送信し、基地局２０のアンテナ群２５でこれを受信して、基地局２０にて位置標定信号９００が直接波であるか否かの判定や移動端末３０の位置標定を行うようにしているが、位置標定信号９００を基地局２０から送信するようにし、移動端末３０で位置標定信号９００を受信して移動端末３０にて位置標定信号９００が直接波であるか否かの判定や自身の位置標定を行うようにしてもよい。また移動端末３０にて標定した位置を示す情報を通信ネットワーク５や無線通信によりサーバ装置１０や基地局２０に送信するようにすれば、サーバ装置１０や基地局２０においても移動端末３０の位置を取得することができる。
【０１０３】
またこの場合において、夫々の指向方向を変えた複数のアンテナ群２５を設置し、各アンテナ群２５から順に（例えば時分割で）位置標定信号９００を送信するようにしてもよい。そのようにすれば移動端末３０にて位置標定信号９００を直接波として受信できる可能性が高まり、その結果、移動端末３０の位置を正確に標定できる可能性を高めることができる。
【０１０４】
移動端末３０は、例えば、アクティブ型もしくはパッシブ型のＲＦＩＤタグとして機能するものであってもよい。この場合、位置標定信号を、電磁誘導によってＲＦＩＤタグが備えるアンテナコイルから自発的にもしくは受動的に、基地局２０に送信もしくは基地局２０から受信するようにしてもよい。
【０１０５】
基地局２０のアンテナ群２５を屋内の構造物２に設ける際は、屋内に不感地帯ができない程度に広く、かつ、壁等からの反射波の影響が生じない程度に狭くなるように上記ビーム幅を適切に設定することが好ましい。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 位置標定システム
３ 移動体
５ 通信ネットワーク
１０ サーバ装置
２０ 基地局
２０２ 位置標定信号受信部
２０４ 位置標定部
２０５ 位置標定信号判定部
２０５１ 第１位相差測定部
２０５２ 第２位相差測定部
２０５３ 直接波判定部
２５ アンテナ群
２５１ アンテナ
２５１ａ 第１アンテナ
２５１ｂ 第２アンテナ
２５１ｃ 第３アンテナ
２５１ｄ 第４アンテナ
３０ 移動端末
３０１ 位置標定信号送信部
９００ 位置標定信号
３４１ アンテナ
Ｓ１３００ 位置標定処理
【技術分野】
【０００１】
この発明は、位置標定方法、及び位置標定システムに関し、とくに移動体の位置の標定精度を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、位置標定信号の受信信号強度履歴及び加速度センサ等の検知値から求めた移動履歴を記録しておき、受信した位置標定信号の受信信号強度から第１自由空間損失を求め、受信信号強度履歴から位置標定信号の受信信号強度が最大となった位置である起点位置を求め、起点位置と移動距離／方向履歴とに基づき、起点位置から現在位置までの距離を求め、求めた距離から位置標定信号の第２自由空間損失を求め、第１自由空間損失と第２自由空間損失とを比較することにより受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定し、直接波でないと判定した場合に受信した位置標定信号による位置標定を行わないようにすることが記載されている。
【０００３】
非特許文献１には、基地局に設置した複数のアンテナから歩行者が携帯する携帯端末に無線信号を送信し、各アンテナから送信されてくる無線信号の位相差によって携帯端末とアンテナとの相対位置を求め、求めた相対位置（方向、距離）と基地局の絶対位置とから歩行者の現在位置を取得するようにした位置標定システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３６４９１７号公報
【非特許文献１】武内 保憲，河野 公則，河野 実則、” 2.4GHz帯を用いた場所検知システムの開発”、平成17年度 電気・情報関連学会中国支部第56回連合大会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているように、直接波以外のマルチパスや反射波などの無線信号によって位置標定が行われてしまうと、標定精度が著しく低下してしまうことがある。また基地局や携帯端末が障害物の多い屋内等で用いられる場合には、位置標定信号が壁や金属構造物等によって反射されて直接波以外の無線信号が発生する可能性が高くなる。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、移動体の位置の標定精度を向上させることが可能な位置標定方法、及び位置標定システ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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の一つでは、移動体に設けられる移動端末から、当該移動端末の位置を標定するための無線信号である位置標定信号を送信し、所定の場所に設けた基地局に、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差と前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差とが一致するように設け、前記基地局が、前記第１のアンテナ対の各アンテナ又は前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθに基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の位置を求める、移動体の位置を標定する方法であって、前記基地局が、前記第１のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ１を測定し、前記第２のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２とに基づき、前記移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定する。
【０００８】
本発明によれば、第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される位置標定信号の位相差Δθ１と、第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される位置標定信号の位相差Δθ２とに基づき、移動端末から送られてくる位置標定信号が直接波であるか否かを容易に判定することができる。
【０００９】
本発明の他の一つは、上記位置標定方法であって、前記基地局は、前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定は、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果と符号が一致する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、これにより測定された前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより行う。
【００１０】
また本発明の他の一つでは、前記基地局は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記差が０であるか否か、あるいは少なくとも予め設定された基準値以下であるか否かに基づき行う。
【００１１】
位相差Δθ２の測定結果が位相差Δθ１の測定結果と符号が一致する測定基準を用いて位相差Δθ１及び位相差Δθ２を測定し、測定された位相差Δθ１と位相差Δθ２との差を取ることにより、位相差Δθ１及び位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差が相殺され、移動端末から受信した位置標定信号が直接波でない場合は間接波の影響による成分のみが残る。このため、本発明によれば、移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを上記差に基づき確実に判定することができる。
【００１２】
また本発明によれば、移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かの判定を、位相差Δθ１の測定誤差と位相差Δθ２の測定誤差とを相殺すべく設けられた第１のアンテナ対と第２のアンテナ対を用いて行うことができる。このため、位置標定を行うための基本的な装置構成に対して特別な構成を設けることなく、直接波であるか否かを判定する仕組みを容易に実現することができる。
【００１３】
本発明の他の一つは、上記位置標定方法であって、前記基地局は、前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、測定した前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との和を取ることにより行う。
【００１４】
また本発明の他の一つでは、前記基地局は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記和と測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差の和とを比較することにより行う。
【００１５】
位相差Δθ２の測定結果が位相差Δθ１の測定結果と符号が反転する測定基準を用いて位相差Δθ１及び位相差Δθ２を測定し、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２との和を取ることにより、位相差Δθ１及び位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差と間接波の影響による成分との総和を抽出することができる。ここで移動端末から受信した位置標定信号が直接波である場合は、上記総和のうち間接波の影響による成分は０あるいは少なくとも予め設定された基準値以下となり、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２との和は夫々に含まれている誤差の和と一致することとなる。このため、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２との和が夫々に含まれている誤差の和と一致するか否かを調べることにより、移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定することができる。
【００１６】
また本発明によれば、移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かの判定を移動端末の位置を求めるために測定した位相差Δθ１及び位相差Δθ２（位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて測定されたΔθ２）を利用して行うことができるので、位置標定と直接波か否かの判定とを一度の測定で済ますことができ、位置標定と直接波か否かの判定にかかる基地局及び移動端末の負荷を低減することができる。
【００１７】
本発明の他の一つは、上記位置標定方法であって、前記基地局は、前記判定により前記位置標定信号が直接波であると判定した場合に、前記位相差Δθ１又は前記位相差Δθ２から求まる位置を前記移動端末の現在位置として取得することとする。
【００１８】
本発明によれば、基地局は、移動端末から送られてくる位置標定信号が直接波であることを確認した上で移動端末の位置標定を行うので、直接波として受信した位置標定信号に基づき移動端末の正確な位置を標定することができる。
【００１９】
本発明の他の一つは、上記位置標定方法であって、第１のアンテナ対及び第２のアンテナ対は、第１のアンテナ対の各アンテナ及び第２のアンテナ対の各アンテナが等間隔を開けて平面上に正方形状に配置されていることとする。
【００２０】
第１のアンテナ対の各アンテナ及び第２のアンテナ対の各アンテナをこのような配置とすることで、第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される位置標定信号の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される位置標定信号の経路差とを一致させることができる。
【００２１】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、位置標定システムによる移動体の位置の標定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の位置標定システム１の概略的な構成を示す図である。
【図２】サーバ装置１０のハードウエア構成を説明する図である。
【図３】サーバ装置１０の機能を説明する図である。
【図４】移動端末３０のハードウエア構成を説明する図である。
【図５】移動端末３０の主な機能を説明する図である。
【図６】基地局２０のハードウエア構成を説明する図である。
【図７】基地局２０の主な機能を説明する図である。
【図８】位置標定信号判定部２０５の機能の詳細を説明する図である。
【図９】位置標定信号９００のデータフォーマットの一例を示す図である。
【図１０】基地局２０の設置現場周辺の様子の一例を示す図である。
【図１１】アンテナ群２５を構成している各アンテナ２５１と移動端末３０の位置関係を説明する図である。
【図１２】基地局２０と移動端末３０の位置関係を説明する図である。
【図１３】位置標定処理Ｓ１３００を説明するフローチャートである。
【図１４】位置標定処理Ｓ１４００を説明するフローチャートである。
【図１５】移動端末３０のアンテナ３４１の一構成例として示すアンテナ構造６０の正面図（平面図）である。
【図１６】移動端末３０のアンテナ３４１の一構成例として示すアンテナ構造６０の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に実施形態として説明する位置標定システム１の概略的な構成を示している。位置標定システム１は、例えば、移動体３（車両や歩行者等）の現在位置を監視するシステム、移動体３の安全確保に関するシステム、移動体３に対する道案内や目的地までの誘導を行うシステム、移動体３に対して現在地周辺の情報等を提供するシステム、地下街やビル街等における移動体３（人）の避難誘導システム、倉庫や工場等における移動体３（商品や搬送車両等）の流れを管理するシステム、工場等における移動体３（ロボット、搬送車両等）の誘導システムなどに適用される。
【００２５】
位置標定システム１は、データセンタなどに設けられるサーバ装置１０、位置標定システム１が適用される地域の各所に設けられる複数の基地局２０、及び移動体３に搭載もしくは携帯される移動端末３０などを含んで構成されている。基地局２０は、構造物２（屋内であれば建物の壁や柱等、屋外であれば電柱等）の所定の高さ位置に設けられる。基地局２０及び移動端末３０は、有線もしくは無線による通信ネットワーク５（専用線、公衆回線、インターネット等）を介してサーバ装置１０と通信可能に接続している。
【００２６】
図２にサーバ装置１０のハードウエア構成を示している。同図に示すように、サーバ装置１０は、ＣＰＵやＭＰＵなどを用いて構成される中央処理装置１１、半導体メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等）やハードディスク装置などで構成される記憶装置１２、キーボードやマウスなどの入力装置１３、液晶ディスプレイなどの表示装置１４、サーバ装置１０を通信ネットワーク５に接続するための通信インタフェース１５などを備える。各構成要素はバス１８を介して通信可能に接続されている。表示装置１４には、例えば、移動体３（移動端末３０）の現在位置や移動方向などを示す情報がリアルタイムに表示される。
【００２７】
図３にサーバ装置１０の機能を示している。同図に示すように、サーバ装置１０は、情報収集部１０１、情報提供部１０２、及び設定情報記憶部１０３を備える。これらの機能は、サーバ装置１０が備えるハードウエアにより、もしくは、サーバ装置１０の中央処理装置１１が記憶装置１２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００２８】
情報収集部１０１は、基地局２０もしくは移動端末３０から、移動端末３０の現在位置等の情報を随時収集する。情報提供部１０２は、例えば、移動端末３０もしくは基地局２０に対し、道案内情報、目的地までの誘導情報、現在位置周辺の地理情報、移動体３の現在位置や移動方向等の監視情報、移動体３の安全確保に関する情報などの各種の情報を随時提供する。設定情報記憶部１０３は、例えば、基地局２０の設置位置を示す情報（緯度、経度、設置高さ等）などを設定情報として記憶する。
【００２９】
図４に移動端末３０のハードウエア構成を示している。同図に示すように、移動端末３０は、ＣＰＵやＭＰＵなどを用いて構成される中央処理装置３１、半導体メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等）やハードディスク装置などで構成される記憶装置３２、後述する位置標定信号の送信や他の装置との間での無線通信を行う無線通信インタフェース３３、無線通信インタフェース３３によって行われる無線通信に用いられるアンテナ３４１、タッチパネルや操作ボタンなどの入力装置３５、及び液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置３６を備える。各構成要素はバス３８を介して通信可能に接続されている。
【００３０】
アンテナ３４１としては、例えば、指向性アンテナや円偏波指向性アンテナを用いる。とくに移動端末３０を壁等の障害物が存在する屋内等で用いる場合には、アンテナ３４１として円偏波指向性アンテナを用いることが好ましい。円偏波の反射波（又は定在波）の偏波面は、壁等の障害物で反射した際に反転するが、円偏波指向性アンテナを用いることで反射波や定在波を効果的に減衰させることができる。
【００３１】
図５に移動端末３０の主な機能を示している。同図に示すように、移動端末３０は、位置標定信号送信部３０１、情報送受信部３０２、及び情報表示部３０３を備える。これらの機能は、移動端末３０が備えるハードウエアにより、もしくは、移動端末３０の中央処理装置３１が記憶装置３２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００３２】
上記機能のうち位置標定信号送信部３０１は、移動端末３０の現在位置の標定に用いられる無線信号（以下、位置標定信号と称する）を無線通信インタフェース３３によって送信する。
【００３３】
情報送受信部３０２は、無線通信インタフェース３３による無線通信や通信ネットワーク５による有線通信によりサーバ装置１０もしくは基地局２０と通信し、移動体３に提示するための情報の受信（ダウンロード）や、サーバ装置１０もしくは基地局２０で用いられる各種情報の送信（アップロード）などを行う。情報表示部３０３は、移動体３などに提示する情報を表示装置３６に出力する。
【００３４】
図６に基地局２０のハードウエア構成を示している。同図に示すように、基地局２０は、ＣＰＵやＭＰＵなどを用いて構成される中央処理装置２１、半導体メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等）やハードディスク装置などで構成される記憶装置２２、基地局２０を通信ネットワーク５に接続するための通信インタフェース２３、無線通信を行う無線通信インタフェース２４、アンテナ群２５、及びアンテナ切替スイッチ２６などを備える。各構成要素は、バス２８を介して通信可能に接続されている。
【００３５】
中央処理装置２１は、記憶装置２２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより基地局２０が備える各種の機能を実現する。無線通信インタフェース２４は、移動端末３０から送信された位置標定信号を受信する。
【００３６】
アンテナ群２５は、少なくとも４つのアンテナ２５１（指向性アンテナ、円偏波指向性アンテナ等）を含む。アンテナ切替スイッチ２６は、アンテナ群２５を構成しているいずれかのアンテナ２５１を選択し、選択したアンテナ２５１を無線通信インタフェース２４に接続する。尚、基地局２０を壁等の障害物が存在する屋内等で用いる場合は、アンテナ群２５を構成するアンテナ２５１として円偏波指向性アンテナを用いることが好ましい。円偏波の反射波（又は定在波）の偏波面は壁等での反射時に反転するため、円偏波指向性アンテナを用いることにより反射波（又は定在波）を効果的に減衰させることができる。
【００３７】
図７に基地局２０の主な機能を示している。同図に示すように、基地局２０は、通信処理部２０１、位置標定信号受信部２０２、設定情報記憶部２０３、位置標定部２０４、及び位置標定信号判定部２０５を備える。尚、これらの機能は、基地局２０が備えるハードウエアによって、もしくは、基地局２０の中央処理装置２１が記憶装置２２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００３８】
通信処理部２０１は、無線通信インタフェース２４や通信インタフェース２３によって移動端末３０やサーバ装置１０との間でデータの送信又は受信を行う。
【００３９】
位置標定信号受信部２０２は、無線通信インタフェース２４及びアンテナ切替スイッチ２６を制御して移動端末３０から送信される位置標定信号を受信する。
【００４０】
設定情報記憶部２０３は、前述した設定情報（例えば、当該基地局２０の現在位置を示す情報（緯度、経度、設置高さ等））を記憶する。
【００４１】
位置標定部２０４は、位置標定信号受信部２０２が受信した位置標定信号に基づき移動端末３０の現在位置を標定する。位置標定部２０４によって行われる位置標定の仕組みについては後述する。尚、位置標定部２０４によって標定された移動端末３０の現在位置は、通信処理部２０１によってサーバ装置１０や移動端末３０に随時送信される。
【００４２】
位置標定信号判定部２０５は、移動端末３０から送信された位置標定信号が直接波であるか否かを判定する。
【００４３】
図８に位置標定信号判定部２０５の詳細を示している。同図に示すように、位置標定信号判定部２０５は、第１位相差測定部２０５１、第２位相差測定部２０５２、及び直接波判定部２０５３を備える。
【００４４】
第１位相差測定部２０５１は、基地局２０の４つのアンテナ２５１のうち第１アンテナ２５１及び第２アンテナ２５１（以下、第１アンテナ２５１及び第２アンテナ２５１の組を第１のアンテナ対と称する。）により移動端末３０から送られてくる位置標定信号を受信し、第１アンテナ２５１及び第２アンテナ２５１の夫々が受信した位置標定信号の位相差Δθ１を測定する。
【００４５】
第２位相差測定部２０５２は、基地局２０の４つのアンテナ２５１のうち第３アンテナ２５１及び第４アンテナ２５１（以下、第３アンテナ２５１及び第４アンテナ２５１の組を第２のアンテナ対と称する。）により移動端末３０から送られてくる位置標定信号を受信し、第３アンテナ２５１及び第４アンテナ２５１の夫々が受信した位置標定信号の位相差Δθ２を測定する。
【００４６】
尚、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対は、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号の経路差とが一致するように位置決めされて設けられる。
【００４７】
直接波判定部２０５３は、第１位相差測定部２０５１によって取得される位相差Δθ１と、第２位相差測定部２０５２によって取得される位相差Δθ２とを比較することにより、移動端末３０から送られてくる位置標定信号が直接波であるか否か（マルチパス波や反射波等でないか）を判定する。
【００４８】
＜位置標定の仕組み＞
次に位置標定の仕組みについて説明する。移動端末３０の位置標定信号送信部３０１は、自身に備えられているアンテナ３４１から位置標定信号を送信する。一方、基地局２０の無線通信インタフェース２３は、アンテナ群２５を構成している複数のアンテナ２５１を周期的に切り換えながら、スペクトル拡散された無線信号からなる位置標定信号を受信する。
【００４９】
図９は移動端末３０から送信される位置標定信号のデータフォーマットの一例である。同図に示すように、位置標定信号９００には、制御信号９１１、測定信号９１２、及び端末情報９１３などの信号及び情報が含まれている。
【００５０】
このうち制御信号９１１には、変調波や各種の制御信号が含まれている。測定信号９１２には、数ｍ秒程度の無変調波（例えば、基地局２０に対する移動端末３０の存在する方向や基地局２０に対する移動端末３０までの相対距離の検出に用いる信号（例えば、２０４８チップの拡散符号））が含まれている。端末情報９１３には、移動端末３０を識別する情報(以下、移動端末ＩＤと称する。）が含まれている。
【００５１】
図１０は基地局２０と移動端末３０の位置関係を例示したものである。同図に示すように、移動端末３０が地上高１（ｍ）の位置に存在し、基地局２０が地上高Ｈ（ｍ）の位置に固定されている。基地局２０の直下から移動端末３０までの直線距離はＬ（ｍ）である。
【００５２】
図１１に基地局２０のアンテナ群２５を構成している複数のアンテナ２５１と移動端末３０との関係を示している。同図に示すように、アンテナ群２５は、位置標定信号９００の１波長（１２．５ｃｍ）以下の間隔をあけて平面的に略正方形状に等間隔で隣接配置された４つの円偏波指向性アンテナ（以下、アンテナ２５１ａ〜２５１ｄと称する。）を含んで構成されている。尚、各アンテナ２５１ａ〜２５１ｄは、例えば、いずれも指向方向を斜め下方向に向けて設置されている。
【００５３】
尚、本実施形態では、前述した第１アンテナ２５１はアンテナ２５１ａであり、第２アンテナ２５１はアンテナ２５１ｂであり、第３アンテナ２５１はアンテナ２５１ｃであり、第４アンテナ２５１はアンテナ２５１ｄであるものとする。
【００５４】
同図において、アンテナ群２５の高さ位置における水平方向とアンテナ群２５に対する移動端末３０の方向とのなす角をαとすれば、例えば、
α＝ａｒｃＴａｎ(Ｄ（ｍ）/Ｌ（ｍ）)=ａｒｃＳｉｎ(ΔＬ（ｃｍ）/３（ｃｍ））
の関係となる。尚、ΔＬ（ｃｍ）は、アンテナ群２５を構成しているアンテナ２５１のうち、特定の２つのアンテナ２５１と移動端末３０との間の伝搬路長の差（以下、経路差とも称する。）である。
【００５５】
ここでアンテナ群２５を構成している特定の２つのアンテナ２５１で受信される位置標定信号９００の位相差をΔθとすると、
ΔＬ（ｃｍ）＝Δθ／（２π／λ（ｃｍ））
の関係がある。また位置標定信号９００として、例えば、２．４ＧＨｚ帯の電波を用いた場合はλ≒１２（ｃｍ）であるので、
α＝ａｒｃＳｉｎ（Δθ／π）
の関係がある。また測定可能範囲（−π／２＜Δθ＜π／２）内では、α＝Δθ（ラジアン）となるので、上式から基地局２０が存在する方向を特定することができる。
【００５６】
図１２に基地局２０の設置現場における、基地局２０と移動端末３０の位置関係を示している。同図に示すように、基地局２０のアンテナ群２５の地上高をＨ（ｍ）、移動端末３０の地上高をｈ（ｍ）、基地局２０の直下の地表面の位置を原点として直交座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を設定した場合における、基地局２０から移動端末３０の方向とＸ軸とがなす角をΔΦ（ｘ）、基地局２０から移動端末３０の方向とＹ軸とがなす角をΔΦ（ｙ）とすれば、原点に対する移動端末３０の位置は次式から求めることができる。
Δｄ（ｘ）＝（Ｈ−ｈ）×Ｔａｎ（ΔΦ（ｘ））
Δｄ（ｙ）＝（Ｈ−ｈ）×Ｔａｎ（ΔΦ（ｙ））
そして原点の位置を（Ｘ１，Ｙ１）とすれば、移動端末３０の現在位置（Ｘｘ，Ｙｙ）は次式から求めることができる。
Ｘｘ＝Ｘ１＋Δｄ（ｘ）
Ｙｙ＝Ｙ１＋Δｄ（ｙ）
【００５７】
以上に説明した位置標定の方法については、例えば、特開２００４−１８４０７８号公報、特開２００５−３５１８７７号公報、特開２００５−３５１８７８号公報、及び特開２００６−２３２６１号公報等にも詳述されている。
【００５８】
＜位置標定精度の向上＞
ところで、以上のようにして行われる位置標定に際しては、基地局２０と移動端末３０の水晶発振器に生じる周波数偏差を要因とする誤差が問題となる。例えば、水晶発振器の周波数安定度が±０．５ｐｐｍであれば基地局２０と移動端末３０との間で最大１ｐｐｍの周波数偏差（２４００Ｈｚ）が生じ、アンテナ切替スイッチ２６の切替周期が３２μｓであれば２４００Ｈｚ×３２μｓ×３６０°＝２７．６５°の位相差（誤差）が生じることになる。そこで本実施形態の位置標定システム１では、この測定誤差を次のようにして相殺するようにしている。
【００５９】
まず第１のアンテナ対の各アンテナ（第１アンテナ２５１ａ及び第２アンテナ２５１ｂ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第１アンテナ２５１ａまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第２アンテナ２５１ｂまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ１とし、測定誤差をＦ１とすれば、次式で表すことができる。
Δθ１＝Δθｔ１＋Ｆ１ ・・・式１
【００６０】
一方、第２のアンテナ対の各アンテナ（第３アンテナ２５１ｃ及び第４アンテナ２５１ｄ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ２（第３アンテナ２５１ｃを基準として第４アンテナ２５１ｄの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第３アンテナ２５１ｃまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第４アンテナ２５１ｄまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ２とし、測定誤差をＦ２とすれば、次式で表すことができる。
Δθ２＝−Δθｔ２＋Ｆ２ ・・・式２
【００６１】
次に式１の両辺から式２の両辺を夫々引くと次のようになる。
Δθ１−Δθ２＝（Δθｔ１−（−Δθｔ２））＋（Ｆ１−Ｆ２） ・・・式３
【００６２】
ここで前述したように、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対は、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１ａ，２５１ｂによって受信される位置標定信号９００の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１ｃ，２５１ｄによって受信される位置標定信号９００の経路差とが一致するように設けられている。そこでこの値をθｔとすれば、右辺の（Δθｔ１−（−Δθｔ２））の値は２θｔとなる。また誤差Ｆ１，Ｆ２は、第１のアンテナ対の測定時と第２のアンテナ対の測定時で通常はほぼ同じであるので、右辺の（Ｆ１−Ｆ２）の値は限りなく０に近くなる。そこでこれらの値を式３に代入して式を変形すれば次のようになる。
θｔ＝（Δθ１−Δθ２）／２ ・・・式４
【００６３】
このように第１のアンテナ対と第２のアンテナ対の夫々によって位相差を測定することにより夫々の測定誤差Ｆ１，Ｆ２を相殺することができ、経路差による位相差θｔを高精度で取得することができる。このため、位置標定の精度を高めることができる。尚、位相を測定する側にＡＧＣ（Automatic Gain Controller）等を設けて周波数偏差を減少させるようにすれば、式３の右辺の（Ｆ１−Ｆ２）の値をさらに０に近づけることができ、位置標定の精度をさらに高めることができる。
【００６４】
＝直接波か否かの判定原理＝
次に移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００が直接波であるか否かを判定する２つの原理（以下、判定原理（その１）、判定原理（その２）と称する）の夫々について説明する。
【００６５】
＜判定原理（その１）＞
判定原理（その１）では、基地局２０は、第１のアンテナ対の各アンテナによって受信された位置標定信号９００の位相差Δθ１を測定（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定）し、また第２のアンテナ対の各アンテナによって受信された位置標定信号９００の位相差Δθ２を測定（第４アンテナ２５１ｄを基準として第３アンテナ２５１ｃの位相を測定）し、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２とに基づき、移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００が直接波であるか否かの判定を行う。
【００６６】
ここで第１のアンテナ対の各アンテナ（第１アンテナ２５１ａ及び第２アンテナ２５１ｂ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第１アンテナ２５１ａまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第２アンテナ２５１ｂまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ１とし、測定誤差をＦ１、マルチパスや反射波の影響分をＭ１とすれば、次式で表すことができる。
Δθ１＝Δθｔ１＋Ｆ１＋Ｍ１ ・・・式５
【００６７】
また第２のアンテナ対の各アンテナ（第３アンテナ２５１ｃ及び第４アンテナ２５１ｄ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ２（第４アンテナ２５１ｄを基準として第３アンテナ２５１ｃの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第３アンテナ２５１ｃまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第４アンテナ２５１ｄまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ２（位相の測定に際して基準を逆にしているため、前述した位置標定の場合（式２）とΔθｔ２の符号が反転している。）とし、測定誤差をＦ２、マルチパスや反射波の影響分をＭ２とすれば、次式で表すことができる。
Δθ２＝Δθｔ２＋Ｆ２＋Ｍ２ ・・・式６
【００６８】
次に式５の両辺と式６の両辺との差を取れば次のようになる。
Δθ１−Δθ２＝（Δθｔ１−Δθｔ２）＋（Ｆ１−Ｆ２）＋（Ｍ１−Ｍ２）
・・・式７
【００６９】
ここで前述したように、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対は、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の経路差とが一致するように設けられているので、式７の右辺の（Δθｔ１−Δθｔ２）の値は限りなく０に近くなる。また前述したように誤差Ｆ１，Ｆ２は、第１のアンテナ対の測定時と第２のアンテナ対の測定時で通常はほぼ同じであるので、式７の右辺の（Ｆ１−Ｆ２）の値は限りなく０に近くなる。そこでこれらの値を代入すれば式７は次のようになる。
Δθ１−Δθ２＝Ｍ１−Ｍ２ ・・・式８
【００７０】
ここで第１のアンテナ対の各アンテナと第２のアンテナ対の各アンテナは、図１１に示すように物理的な配置位置が異なっているので、各アンテナに対するマルチパスや反射波による影響は夫々異なり、位置標定信号９００がマルチパスや反射波であった場合にはＭ１≠Ｍ２となる。逆に位置標定信号９００が直接波であった場合はＭ１＝Ｍ２となる。このため、位相差Δθ１と位相差Δθ２とが一致するか否か（両者の差が０か否か、あるいは少なくとも予め設定された基準値以下であるか否か）を調べることで移動端末３０から送られてくる位置標定信号が直接波であるか否かを判定することができる。
【００７１】
尚、以上に説明した仕組み（判定原理（その１））は、前述したΔΦ（ｘ），ΔΦ（ｙ）のいずれを求める場合にも適用することができる。即ちΔΦ（ｘ），ΔΦ（ｙ）の夫々を求める場合は、夫々個別にマルチパスや反射波の有無を判定することができる。
【００７２】
以上に説明したように、判定原理（その１）によれば、移動端末３０から受信した位置標定信号９００が直接波であるか否かを上記差に基づき確実に判定することができる。
【００７３】
＜判定原理（その２）＞
判定原理（その２）では、基地局２０は、第１のアンテナ対の各アンテナによって受信された位置標定信号９００の位相差Δθ１を測定（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定）し、また第２のアンテナ対の各アンテナによって受信された位置標定信号９００の位相差Δθ２を測定（第３アンテナ２５１ｃを基準として第４アンテナ２５１ｄの位相を測定）し、測定した位相差Δθ１と位相差Δθ２とに基づき移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００が直接波であるか否かの判定を行う。
【００７４】
ここで第１のアンテナ対の各アンテナ（第１アンテナ２５１ａ及び第２アンテナ２５１ｂ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第１アンテナ２５１ａまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第２アンテナ２５１ｂまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ１とし、測定誤差をＦ１、マルチパスや反射波の影響分をＭ１とすれば、次式で表すことができる。
Δθ１＝Δθｔ１＋Ｆ１＋Ｍ１ ・・・式９
【００７５】
また第２のアンテナ対の各アンテナ（第３アンテナ２５１ｃ及び第４アンテナ２５１ｄ）が受信する位置標定信号９００の位相差Δθ２（第３アンテナ２５１ｃを基準として第４アンテナ２５１ｄの位相を測定した結果）は、移動端末３０から第３アンテナ２５１ｃまでの位置標定信号９００の伝搬経路と、移動端末３０から第４アンテナ２５１ｄまでの位置標定信号９００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差をΔθｔ２（位相の測定に際して基準を同一にしているため、前述した位置標定の場合（式２）とΔθｔ２の符号が一致している。）とし、測定誤差をＦ２、マルチパスや反射波の影響分をＭ２（位相の測定に際して基準を同一にしているため、Δθｔ２と符号が一致している。）とすれば、次式で表すことができる。
Δθ２＝−Δθｔ２＋Ｆ２−Ｍ２ ・・・式１０
【００７６】
次に式９の両辺と式１０の両辺との和を取れば次のようになる。
Δθ１＋Δθ２＝（Δθｔ１−Δθｔ２）＋Ｆ１＋Ｆ２＋（Ｍ１−Ｍ２）・・・式１１
【００７７】
ここで前述したように、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対は、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の経路差とが一致するように設けられているので、式７の右辺の（Δθｔ１−Δθｔ２）の値は０である。従って式１１は次のようになる。
Δθ１＋Δθ２＝（Ｆ１＋Ｆ２）＋（Ｍ１−Ｍ２） ・・・式１２
【００７８】
ここでＦ１とＦ２が十分に安定している（時間変動が小さい）場合、（Ｆ１＋Ｆ２）の値（Ｆ１とＦ２が等しければ（この値をＦとする）（Ｆ１＋Ｆ２）＝２Ｆ）は、ほぼ一定とみなすことができる。このため、（Ｆ１＋Ｆ２）が予め経験値等として知れていれば、式１２の左辺の値Δθ１＋Δθ２が（Ｆ１＋Ｆ２）と一致するか否かを調べることにより、移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００が直接波であるか否かを判定することができる（直接波の場合はＭ１＝０、Ｍ２＝０となるので（Ｍ１−Ｍ２）＝０、直接波でない場合はＭ１≠０、Ｍ２≠０となるので（Ｍ１−Ｍ２）≠０）。
【００７９】
尚、以上に説明した仕組み（判定原理（その２））は、前述したΔΦ（ｘ），ΔΦ（ｙ）のいずれを求める場合にも適用することができる。即ちΔΦ（ｘ），ΔΦ（ｙ）の夫々を求める場合は、夫々個別にマルチパスや反射波の有無を判定することができる。
【００８０】
以上に説明したように、判定原理（その２）によれば、位相差Δθ１及び位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差が間接波の影響による成分に比べて充分に安定しており、当該誤差の値（Ｆ１＋Ｆ２）が経験値として与えられている限り、移動端末３０から受信した位置標定信号９００が直接波であるか否かを上記和に基づき確実に判定することができる。
【００８１】
また判定原理（その２）では、移動端末３０から受信した位置標定信号９００が直接波であるか否かの判定を、移動端末３０の位置を求めるために測定した位相差Δθ１及び位相差Δθ２（位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて測定されたΔθ２）をそのまま利用して行うことができるので、移動端末３０の位置標定と位置標定信号９００が直接波か否かの判定とを一度の測定で済ますことができ、位置標定と直接波か否かの判定にかかる基地局２０や移動端末３０の処理負荷を低減することができる。
【００８２】
＝位置標定処理＝
次に、以上に説明した位置標定システム１によって行われる位置標定に関する処理について具体的に説明する。
【００８３】
＜判定原理（その１）を用いた場合＞
図１３は、判定原理（その１）を用いた位置標定に際して基地局２０にて行われる処理（以下、位置標定処理Ｓ１３００と称する。）を説明するフローチャートである。以下、同図とともに説明する。
【００８４】
まず基地局２０は、第１のアンテナ対により移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００を受信し、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果）を測定する。また基地局２０は、第２のアンテナ対により移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００を受信し、第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ２（第４アンテナ２５１ｄを基準として第３アンテナ２５１ｃの位相を測定した結果）を測定する（Ｓ１３１１）。
【００８５】
次に基地局２０は、Ｓ１３１１にて測定した位相差Δθ１と、Ｓ１３１２にて測定した位相差Δθ２との差が０であるか否かあるいは少なくとも予め設定された基準値以下であるか否か（両者が一致するか否か）を判定する（Ｓ１３１３）。
【００８６】
上記判定の結果、位相差Δθ１と位相差Δθ２の差が０（あるいは少なくとも予め設定された基準値以下）であった場合（Ｓ１３１３：ＹＥＳ）、基地局２０は、移動端末３０から送信されてくる位置標定信号９００は直接波であると判定し（Ｓ１３１４）、この場合は位置標定信号９００に基づく測定を再度行い位相差Δθ１（＝Δθｔ１＋Ｆ１）及び位相差Δθ２（＝−Δθｔ２＋Ｆ２）を求め、前述した式４からθｔ（＝（Δθ１−Δθ２）／２）を求めて移動端末３０の現在位置を求める（Ｓ１３１５）。
【００８７】
一方、上記判定の結果、位相差Δθ１と位相差Δθ２の差が０でない（あるいは少なくとも予め設定された基準値を超える）場合（Ｓ１３１３：ＮＯ）、基地局２０は、移動端末３０から送信されてくる位置標定信号９００は直接波でない（マルチパス波や反射波等）と判定し（Ｓ１３２１）、処理は終了する。
【００８８】
＜判定原理（その２）を用いた場合＞
図１４は、判定原理（その２）を用いた位置標定に際して基地局２０にて行われる処理（以下、位置標定処理Ｓ１４００と称する。）を説明するフローチャートである。以下、同図とともに説明する。
【００８９】
まず基地局２０は、第１のアンテナ対により移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００を受信し、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果）を測定する（Ｓ１４１１）。
【００９０】
また基地局２０は、第２のアンテナ対により移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００を受信し、第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ２（第３アンテナ２５１ｃを基準として第４アンテナ２５１ｄの位相を測定した結果）を測定する（Ｓ１４１２）。
【００９１】
次に基地局２０は、Ｓ１４１１にて測定した位相差Δθ１と、Ｓ１４１２にて測定した位相差Δθ２との和が（Ｆ１＋Ｆ２）と一致するか否かを判定する（Ｓ１４１３）。そして上記判定の結果、和が（Ｆ１＋Ｆ２）と一致する場合（Ｓ１４１３：ＹＥＳ）、基地局２０は、移動端末３０から送信されてくる位置標定信号９００は直接波であると判定し（Ｓ１４１４）、この場合はＳ１４１１で測定した位相差Δθ１（＝Δθｔ１＋Ｆ１）及びＳ１４１２で測定した位相差Δθ２（＝−Δθｔ２＋Ｆ２）を用いて、前述した式４からθｔ（＝（Δθ１−Δθ２）／２）を求めて移動端末３０の現在位置を求める（Ｓ１４１５）。
【００９２】
一方、上記判定の結果、位相差Δθ１と位相差Δθ２の和が（Ｆ１＋Ｆ２）と一致しなければ（Ｓ１４１３：ＮＯ）、基地局２０は、移動端末３０から送信されてくる位置標定信号９００は直接波でない（マルチパス波や反射波等）と判定し（Ｓ１４２１）、処理は終了する。
【００９３】
以上に説明したように、本実施形態の位置標定システム１によれば、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ１と、第２のアンテナ対の各アンテナ２５１によって受信される位置標定信号９００の位相差Δθ２とに基づき、移動端末３０から送られてくる位置標定信号９００が直接波であるか否かを容易に判定することができる。また位置標定精度の向上を目的として基地局２０に設けたアンテナ群２５を利用して直接波か否かを判定するので、位置標定を行うための基本的な装置構成に対して特別な構成を設けることなく、直接波か否かを判定する仕組みを実現することができる。
【００９４】
また基地局２０は、移動端末３０から受信した位置標定信号９００が直接波であることを確認した上で移動端末３０の位置標定を行うので、直接波として受信した位置標定信号９００に基づき移動端末３０の正確な位置を取得することができる。
【００９５】
[移動端末のアンテナの構成例]
図１４、図１５に移動端末３０のアンテナ３４１の一構成例（以下、アンテナ構造６０と称する。）を示している。図１４はアンテナ構造６０の正面図（平面図）であり、図１５は図１４のアンテナ構造６０を同図のＡ−Ａ’線で切断して−Ｙ方向から＋Ｙ方向に眺めた断面図である。
【００９６】
図１４及び図１５に示すように、略直方体形状の５つの筐体６１ａ〜６１ｅが所定厚の平面八角形状の支持筐体６２の一方の面側に配置されている。このうち筐体６１ａは、支持筐体６２の面中心に配置され、筐体６１ｂ〜６１ｅは、支持筐体６２の面中心の周りに互いに９０°ずれた位置関係になるように支持筐体６１ａの各側面に隣接させて配置されている。４つの筐体６１ａ〜６１ｄ及び支持筐体６２は、例えば、位置標定信号９００の透過性に優れた素材（例えば樹脂製の絶縁体）からなる。
【００９７】
図１５に示すように、筐体６１ａには、前述したアンテナ３４１として機能するアンテナ３４１ａ及び前述した無線モジュール３３として機能する無線モジュール３３ａ（不図示）が内蔵されている。筐体６１ｂには、前述したアンテナ３４１として機能するアンテナ３４１ｂ（不図示）及び前述した無線モジュール３３として機能する無線モジュール３３ｂ（不図示）が内蔵されている。筐体６１ｃには、前述したアンテナ３４１として機能するアンテナ３４１ｃ及び前述した無線モジュール３３として機能する無線モジュール３３ｃ（不図示）が内蔵されている。筐体６１ｄには、前述したアンテナ３４１として機能するアンテナ３４１ｄ（不図示）及び前述した無線モジュール３３として機能する無線モジュール３３ｄ（不図示）が内蔵されている。筐体６１ｅには、前述したアンテナ３４１として機能するアンテナ３４１ｅ及び前述した無線モジュール３３として機能する無線モジュール３３ｅ（不図示）が内蔵されている。
【００９８】
同図に示すように、筐体６１ａ〜６１ｄの夫々内蔵されている各アンテナ３４１ａ〜３４１ｅは、夫々の指向方向が互いに異なるように設けられている（例えば、アンテナ３４１ａ〜３４１ｅの夫々の送信面(電波が放射される面）の法線ｋａ〜ｋｅ（同図では法線ｋｅのみ示している）を、支持筐体６２の上記中心を通る法線ｌに対して所定角度６３（例えば０°〜４５°）傾斜させて設ける）。
【００９９】
各アンテナ３４１ａ〜３４１ｅからは、アンテナ３４１ａ〜３４１ｅの２つ以上から同時に位置標定信号９００が送信されることがないように、順に（例えば時分割で）位置標定信号９００が送信される。ここで前述したように、各アンテナ３４１ａ〜３４１ｅの指向方向はいずれも異なっているため、これらのうちのいくつかから送信された位置標定信号９００がマルチパスとして基地局２０に到達する場合でも、他のいくつかから送信された位置標定信号９００については直接波として基地局２０に到達する場合がある。このため、基地局２０にて位置標定信号９００を直接波として受信できる可能性が高まり、その結果、移動端末３０の位置を正確に標定できる可能性を高めることができる。
【０１００】
以上、実施形態について詳細に説明したが、以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【０１０１】
例えば、基地局２０に、夫々の指向方向を変えた複数のアンテナ群２５を設置し、各アンテナ群２５が順に（例えば時分割で）位置標定信号９００を受信して直接波か否かの判定を行い、直接波を受信しているアンテナ群２５を用いて移動端末３０の位置標定を行うようにしてもよい。そのようにすれば基地局２０にて位置標定信号９００を直接波として受信できる可能性が高まり、その結果、移動端末３０の位置を正確に標定できる可能性を高めることができる。
【０１０２】
また以上の実施形態では、移動端末３０のアンテナ３４１から位置標定信号９００を送信し、基地局２０のアンテナ群２５でこれを受信して、基地局２０にて位置標定信号９００が直接波であるか否かの判定や移動端末３０の位置標定を行うようにしているが、位置標定信号９００を基地局２０から送信するようにし、移動端末３０で位置標定信号９００を受信して移動端末３０にて位置標定信号９００が直接波であるか否かの判定や自身の位置標定を行うようにしてもよい。また移動端末３０にて標定した位置を示す情報を通信ネットワーク５や無線通信によりサーバ装置１０や基地局２０に送信するようにすれば、サーバ装置１０や基地局２０においても移動端末３０の位置を取得することができる。
【０１０３】
またこの場合において、夫々の指向方向を変えた複数のアンテナ群２５を設置し、各アンテナ群２５から順に（例えば時分割で）位置標定信号９００を送信するようにしてもよい。そのようにすれば移動端末３０にて位置標定信号９００を直接波として受信できる可能性が高まり、その結果、移動端末３０の位置を正確に標定できる可能性を高めることができる。
【０１０４】
移動端末３０は、例えば、アクティブ型もしくはパッシブ型のＲＦＩＤタグとして機能するものであってもよい。この場合、位置標定信号を、電磁誘導によってＲＦＩＤタグが備えるアンテナコイルから自発的にもしくは受動的に、基地局２０に送信もしくは基地局２０から受信するようにしてもよい。
【０１０５】
基地局２０のアンテナ群２５を屋内の構造物２に設ける際は、屋内に不感地帯ができない程度に広く、かつ、壁等からの反射波の影響が生じない程度に狭くなるように上記ビーム幅を適切に設定することが好ましい。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 位置標定システム
３ 移動体
５ 通信ネットワーク
１０ サーバ装置
２０ 基地局
２０２ 位置標定信号受信部
２０４ 位置標定部
２０５ 位置標定信号判定部
２０５１ 第１位相差測定部
２０５２ 第２位相差測定部
２０５３ 直接波判定部
２５ アンテナ群
２５１ アンテナ
２５１ａ 第１アンテナ
２５１ｂ 第２アンテナ
２５１ｃ 第３アンテナ
２５１ｄ 第４アンテナ
３０ 移動端末
３０１ 位置標定信号送信部
９００ 位置標定信号
３４１ アンテナ
Ｓ１３００ 位置標定処理
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に設けられる移動端末から、当該移動端末の位置を標定するための無線信号である位置標定信号を送信し、
基地局に、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差と前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差とが一致するように設け、
前記基地局が、前記第１のアンテナ対の各アンテナ又は前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθに基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の位置を求める、
移動体の位置を標定する方法であって、
前記基地局が、
前記第１のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ１を測定し、
前記第２のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ２を測定し、
測定した前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２とに基づき、前記移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定する
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、
前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、
前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定は、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果と符号が一致する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、これにより測定された前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより行う
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記差が０であるか否か、あるいは少なくとも予め設定された基準値以下であるか否かに基づき行う
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項４】
請求項１に記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、
前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、
前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、測定した前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との和を取ることにより行う
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項５】
請求項４に記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記和と測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差の和とを比較することにより行う
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、前記判定により前記位置標定信号が直接波であると判定した場合に、前記位相差Δθ１又は前記位相差Δθ２から求まる位置を前記移動端末の現在位置として取得する
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の位置標定方法であって、
前記第１のアンテナ対及び前記第２のアンテナ対を、前記第１のアンテナ対の各アンテナ及び前記第２のアンテナ対の各アンテナが等間隔を開けて平面上に正方形状に配置する
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項８】
移動体の位置を標定するシステムであって、
移動体に設けられた移動端末から送信される、前記移動端末の位置を標定するための無線信号である位置標定信号を受信する、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを有し、
前記第１のアンテナ対と前記第２のアンテナ対は、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差と前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差とが一致するように設けられ、
前記第１のアンテナ対の各アンテナ又は前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθに基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の位置を求める、位置標定部と、
前記第１のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ１を求める、第１位相差測定部と、
前記第２のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ２を求める、第２位相差測定部と、
求めた前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２とに基づき、前記移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定する、直接波判定部と、
を備えることを特徴とする位置標定システム。
【請求項９】
請求項８に記載の位置標定システムであって、
前記位置標定部は、前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、
前記直接波判定部は、前記移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果と符号が一致する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、これにより測定された前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより行う
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の位置標定システムであって、
前記直接波判定部は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記差が０であるか否か、あるいは少なくとも予め設定された基準値以下であるか否かに基づき行う
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１１】
請求項８に記載の位置標定システムであって、
前記位置標定部は、前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、
前記直接波判定部は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、測定した前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との和を取ることにより行う
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の位置標定システムであって、
前記直接波判定部は、移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記和と測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差の和とを比較することにより行う
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の位置標定システムであって、
前記位置標定部は、前記判定により前記位置標定信号が直接波であると判定した場合に、前記位相差Δθ１又は前記位相差Δθ２から求まる位置を前記移動端末の現在位置として取得する
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１４】
請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の位置標定システムであって、
前記第１のアンテナ対及び前記第２のアンテナ対は、前記第１のアンテナ対の各アンテナ及び前記第２のアンテナ対の各アンテナが等間隔を開けて平面上に正方形状に配置されるように設けられている
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１】
移動体に設けられる移動端末から、当該移動端末の位置を標定するための無線信号である位置標定信号を送信し、
基地局に、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差と前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差とが一致するように設け、
前記基地局が、前記第１のアンテナ対の各アンテナ又は前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθに基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の位置を求める、
移動体の位置を標定する方法であって、
前記基地局が、
前記第１のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ１を測定し、
前記第２のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ２を測定し、
測定した前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２とに基づき、前記移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定する
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、
前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、
前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定は、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果と符号が一致する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、これにより測定された前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより行う
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記差が０であるか否か、あるいは少なくとも予め設定された基準値以下であるか否かに基づき行う
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項４】
請求項１に記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、
前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、
前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、測定した前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との和を取ることにより行う
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項５】
請求項４に記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記和と測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差の和とを比較することにより行う
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位置標定方法であって、
前記基地局は、前記判定により前記位置標定信号が直接波であると判定した場合に、前記位相差Δθ１又は前記位相差Δθ２から求まる位置を前記移動端末の現在位置として取得する
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の位置標定方法であって、
前記第１のアンテナ対及び前記第２のアンテナ対を、前記第１のアンテナ対の各アンテナ及び前記第２のアンテナ対の各アンテナが等間隔を開けて平面上に正方形状に配置する
ことを特徴とする位置標定方法。
【請求項８】
移動体の位置を標定するシステムであって、
移動体に設けられた移動端末から送信される、前記移動端末の位置を標定するための無線信号である位置標定信号を受信する、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを有し、
前記第１のアンテナ対と前記第２のアンテナ対は、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差と前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差とが一致するように設けられ、
前記第１のアンテナ対の各アンテナ又は前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθに基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の位置を求める、位置標定部と、
前記第１のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ１を求める、第１位相差測定部と、
前記第２のアンテナ対により前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号を受信し、前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差Δθ２を求める、第２位相差測定部と、
求めた前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２とに基づき、前記移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かを判定する、直接波判定部と、
を備えることを特徴とする位置標定システム。
【請求項９】
請求項８に記載の位置標定システムであって、
前記位置標定部は、前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、
前記直接波判定部は、前記移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果と符号が一致する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、これにより測定された前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより行う
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の位置標定システムであって、
前記直接波判定部は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記差が０であるか否か、あるいは少なくとも予め設定された基準値以下であるか否かに基づき行う
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１１】
請求項８に記載の位置標定システムであって、
前記位置標定部は、前記移動端末の位置を、前記位相差Δθ２の測定結果が前記位相差Δθ１の測定結果に対して符号が反転する測定基準を用いて前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２を測定し、測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差を相殺すべく、前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との差を取ることにより求め、
前記直接波判定部は、前記移動端末から受信した前記位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、測定した前記位相差Δθ１と前記位相差Δθ２との和を取ることにより行う
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の位置標定システムであって、
前記直接波判定部は、移動端末から受信した位置標定信号が直接波であるか否かの前記判定を、前記和と測定した前記位相差Δθ１及び前記位相差Δθ２の夫々に含まれている誤差の和とを比較することにより行う
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の位置標定システムであって、
前記位置標定部は、前記判定により前記位置標定信号が直接波であると判定した場合に、前記位相差Δθ１又は前記位相差Δθ２から求まる位置を前記移動端末の現在位置として取得する
ことを特徴とする位置標定システム。
【請求項１４】
請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の位置標定システムであって、
前記第１のアンテナ対及び前記第２のアンテナ対は、前記第１のアンテナ対の各アンテナ及び前記第２のアンテナ対の各アンテナが等間隔を開けて平面上に正方形状に配置されるように設けられている
ことを特徴とする位置標定システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−６８４６３（Ｐ２０１３−６８４６３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５９６２（Ｐ２０１１−２０５９６２）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（３９５００７２９９）有限会社アール・シー・エス (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（３９５００７２９９）有限会社アール・シー・エス (51)
【Ｆターム（参考）】
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