測位システム及び測位方法
【課題】 受信機の屋内外の状況に応じて、適切な測位時間及び測位精度での測位を行う。
【解決手段】 測位サーバ１０は、セルラ端末２０における電波の受信状態を示す受信状態情報を取得する受信状態情報取得部１２と、受信状態情報に基づいて、セルラ端末２０の位置を推定する基地局測位演算部１３と、所定の終了条件に基づいて位置の推定を終了するか否かを判断して、終了しないと判断した場合には新たな受信状態情報にも基づいてセルラ端末２０の位置を推定させる終了判断部１４と、受信状態情報に基づいてセルラ端末２０が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定部１５と、屋内外判定部１５による判定の結果に基づいて所定の終了条件を決定する終了条件決定部１６とを備える。
【解決手段】 測位サーバ１０は、セルラ端末２０における電波の受信状態を示す受信状態情報を取得する受信状態情報取得部１２と、受信状態情報に基づいて、セルラ端末２０の位置を推定する基地局測位演算部１３と、所定の終了条件に基づいて位置の推定を終了するか否かを判断して、終了しないと判断した場合には新たな受信状態情報にも基づいてセルラ端末２０の位置を推定させる終了判断部１４と、受信状態情報に基づいてセルラ端末２０が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定部１５と、屋内外判定部１５による判定の結果に基づいて所定の終了条件を決定する終了条件決定部１６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信機能を有する受信機の位置を推定する測位システム及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、セルラ端末（移動通信端末）等の受信機が受信する電波の受信強度（受信レベル）に基づいて、当該受信機の位置を推定する技術が提案されている。特許文献１には、所定の基地局から受信される電波の受信強度と当該電波が受信される位置との関係を示す情報をデータベースに格納しておき、当該データベースを用いて受信強度とのマッチングを行い受信機の位置を推定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２３１４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来から、ＧＰＳ（Global Positioning System、全地球測位システム）を用いて受信機の測位を行う技術が知られている。また、移動体通信網から取得した衛星の位置等を示すアシストデータを利用して、測位を行うＡＧＰＳ（Assisted ＧＰＳ）という方式も知られている。ＧＰＳによる位置測位が成功しない場合（即ち、ＧＰＳによる測位結果がフィックスしない場合）、移動体通信網の信号を用いて測位を行う基地局測位やＧＰＳ衛星からの信号と移動体通信網の信号とを併用して測位を行うハイブリッド（Hybrid）と呼ばれる測位が行われることがある。移動体通信網の（セルラ）基地局からの信号を受信し、受信した信号、セルラ基地局の位置などを用いて、受信機の位置を算出する基地局測位方式において、受信機が受信する電波の受信強度は受信機が同じ場所に位置していたとしても時間経過により変動するという、いわゆるフェージングが発生する。従って、上記の測位方法においても一時点の受信強度に基づいて位置を推定するよりも、複数の時点での受信強度に基づいて位置を推定する方が、測位精度が高くなる。即ち、より長く受信強度を測定すればするほど測位精度は高くなる。
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、ＧＰＳによる位置測位が成功するか否かは、実際に測位を開始してみないと判らなかった。また、上記の判断を含むＧＰＳ測位も時間がかかっていた。受信機において演算処理が行われるＵＥ−ｂａｓｅｄ ＡＧＰＳ測位方式では、特に時間がかかっていた。例えば、ＧＰＳ衛星からの信号が受信できない屋内においては、ＧＰＳ測位が不能となった後に、基地局測位等の別の測位に入るため測位全体の時間としては多くの時間がかかっていた。この場合、測位に時間がかかった割には測位精度が悪い結果しか返ってこないという結果になる。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、ハイブリッド測位において、受信機の屋内外の状況に応じて、基地局測位に対し適切な制御を行い、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる測位システム及び測位方法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に、本発明に係る測位システムは、無線通信機能とＧＰＳ測位に用いられる信号の受信機能とを有する受信機の位置を推定する測位システムであって、受信機における無線通信機能による電波の受信状態を示す受信状態情報を取得する受信状態情報取得手段と、受信状態情報取得手段によって取得された受信状態情報に基づいて、受信機の位置を推定すると共に受信機により受信されたＧＰＳ測位に用いられる信号の受信状態に基づき受信機のＧＰＳ測位を行う位置推定手段と、所定の終了条件、及び位置推定手段によるＧＰＳ測位が終了しているか否かに基づいて位置推定手段による受信状態情報に基づく位置の推定を終了するか否かを判断して、終了しないと判断した場合には位置推定手段による位置の推定に用いられた受信状態情報とは異なるタイミングで受信状態情報取得手段によって取得された新たな受信状態情報にも基づいて、位置推定手段に対して受信機の位置を推定させる終了判断手段と、受信状態情報取得手段によって取得された受信状態情報に基づいて、受信機が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定手段と、屋内外判定手段による判定の結果に基づいて、所定の終了条件を決定する終了条件決定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る測位システムでは、受信機に係る受信状態情報に基づいて、受信機が屋内外の何れにいるかが判断されて、当該判断に基づいて基地局測位の終了条件が決定されることによって、基地局測位を制御する。従って、例えば、受信機が屋外におり比較的長い測位時間をかけて高い測位精度が得られると考えられる場合、あるいは、受信機が屋内におり比較的長い測位時間をかけても高い測位精度が得られないと考えられる場合それぞれにおいて、その場合に応じた測位の終了条件とすることができる。これにより、本発明によれば、受信機の屋内外の状況に応じて、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。
【０００９】
また、本発明に係る測位システムでは、ＧＰＳ測位も行われることから、受信機が置かれた環境によってはＧＰＳ測位によるより精度の高い測位結果を取得することができる。即ち、本発明によれば、ハイブリッド測位において、受信機の屋内外の状況に応じて、基地局測位に対し適切な制御を行い、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。
【００１０】
受信状態情報取得手段は、受信状態情報として電波の発信源に応じた受信強度を示す強度情報を取得して、位置推定手段は、電波の発信源に応じた当該電波の受信強度と位置との関係を示す情報を予め保持しておき、受信状態情報取得手段によって取得された強度情報と予め保持した情報とを比較することによって受信機の位置を推定する、ことが望ましい。この構成によれば、受信機の無線通信機能によって受信される電波に基づき、確実かつ適切に受信機の位置を推定することができる。
【００１１】
終了条件決定手段は、所定の終了条件として測位結果の誤差の閾値及び測位の経過時間の少なくともいずれかを決定することが望ましい。この構成によれば、確実かつ適切に測位の終了条件が決定される。
【００１２】
受信状態情報取得手段は、受信状態情報として受信機によって受信された電波の発信源を示す情報を取得して、位置推定手段は、受信状態情報取得手段によって取得された情報によって示される発信源の通信エリアの大きさを示す情報を取得して、当該通信エリアの大きさに基づいて受信機の位置を推定し、終了判断手段は、位置推定手段によって取得された発信源の通信エリアの大きさを示す情報に基づいて、位置推定手段による位置の推定を終了するか否かを判断する、ことが望ましい。この構成によれば、受信機が置かれた環境によっては簡易に測位結果を取得することができる。
【００１３】
ところで、本発明は、上記のように測位システムの発明として記述できる他に、以下のように測位方法の発明としても記述することができる。これはカテゴリが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。
【００１４】
即ち、本発明に係る測位方法は、無線通信機能とＧＰＳ測位に用いられる信号の受信機能とを有する受信機の位置を推定する測位方法であって、受信機における無線通信機能による電波の受信状態を示す受信状態情報を取得する受信状態情報取得ステップと、受信状態情報取得ステップにおいて取得された受信状態情報に基づいて、受信機の位置を推定すると共に受信機により受信されたＧＰＳ測位に用いられる信号の受信状態に基づき受信機のＧＰＳ測位を行う位置推定ステップと、所定の終了条件、及び位置推定ステップにおけるＧＰＳ測位が終了しているか否かに基づいて位置推定ステップにおける受信状態情報に基づく位置の推定を終了するか否かを判断して、終了しないと判断した場合には位置推定ステップにおける位置の推定に用いられた受信状態情報とは異なるタイミングで受信状態情報取得ステップにおいて取得された新たな受信状態情報にも基づいて、位置推定ステップにおける受信機の位置を推定させる終了判断ステップと、受信状態情報取得ステップにおいて取得された受信状態情報に基づいて、受信機が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定ステップと、屋内外判定ステップによる判定の結果に基づいて、所定の終了条件を決定する終了条件決定ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、例えば、受信機が屋外におり比較的長い測位時間をかけて高い測位精度が得られると考えられる場合、あるいは、受信機が屋内におり比較的長い測位時間をかけても高い測位精度が得られないと考えられる場合それぞれにおいて、その場合に応じた測位の終了条件とすることができる。これにより、本発明によれば、受信機の屋内外の状況に応じて、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。また、本発明では、ＧＰＳ測位も行われることから、受信機が置かれた環境によってはＧＰＳ測位によるより精度の高い測位結果を取得することができる。即ち、本発明によれば、ハイブリッド測位において、受信機の屋内外の状況に応じて、基地局測位に対し適切な制御を行い、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る測位システムを構成する測位サーバ、及び受信機であるセルラ端末の機能構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る受信機であるセルラ端末のハードウェア構成を示す図である。
【図３】屋内外判定部の機能構成を示す図である。
【図４】判定用データベースに記憶された情報例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る測位サーバのハードウェア構成を示す図である。
【図６】屋内外判定処理（屋内外判定方法）を示すフローチャートである。
【図７】図６の処理を説明するための図である。
【図８】判定用データベースの構築を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態に係る測位システムを構成する測位サーバ、及び受信機であるセルラ端末で実行される処理（測位方法）を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る測位システムを構成する測位サーバ、及び受信機であるセルラ端末で実行される処理（測位方法）の別の例を示すフローチャートである。
【図１１】屋内外判定処理（屋内外判定方法）の第１の変形例を示すフローチャートである。
【図１２】屋内外判定部の第２の変形例の機能構成を示す図である。
【図１３】屋内外判定処理（屋内外判定方法）の第２の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面と共に本発明に係る測位システム及び測位方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１に、本実施形態に係る測位システム１を示す。測位システムは、測位サーバ１０と本実施形態に係る受信機であるセルラ端末（移動通信端末）２０とを含んで構成され、セルラ端末２０の位置を推定するシステムである。測位サーバ１０は、セルラ端末２０の位置を推定する（総括的な処理を行う）装置である。測位サーバ１０によるセルラ端末２０の測位（の制御）は、セルラ通信システム（移動通信システム）の枠組みを利用して行われる。測位サーバ１０は、セルラ通信システムに含まれる複数のセルラ基地局３０と接続されており各セルラ基地局３０との間で情報を送受信することができ、また、セルラ基地局３０を介してセルラ端末２０との間で通信を行うことができる。また、測位サーバ１０は、セルラ通信システム（移動通信システム）に含まれていてもよい。
【００１９】
本実施形態に係る測位サーバ１０を詳細に説明する前に、測位対象であるセルラ端末２０について説明する。セルラ端末２０は、無線通信機能とＧＰＳ測位（ＡＧＰＳ測位）に用いられる信号の受信機能とを有する装置である。また、セルラ端末２０は、ＧＰＳ測位演算を行う機能も有している。セルラ端末２０は、具体的には、図１に示すようにセルラ通信部２１と、ＧＰＳ受信部２２と、ＧＰＳ測位演算部２３と、データ蓄積部２４とを備えて構成されている。
【００２０】
セルラ通信部２１は、セルラ通信システムのセルラ通信網（移動体通信網）に含まれる複数のセルラ基地局３０との間で無線通信することにより、セルラ通信（移動体通信）を行う手段である。セルラ通信部２１には、セルラ通信用のアンテナが設けられており、そのアンテナが用いられてセルラ通信が行われる。セルラ通信部２１は、電話通信等の通常のセルラ通信を行うと共に、測位サーバ１０における自端末２０の測位のために用いられるセルラ通信による情報を取得する。具体的にどのような情報を取得するのかについては後述する。セルラ通信部２１は、取得した情報をデータ蓄積部２４に蓄積させる。
【００２１】
また、セルラ通信部２１は、セルラ基地局３０（セルラ通信網）を介して測位サーバ１０との間で情報の送受信を行う。セルラ通信部２１は、データ蓄積部２４に蓄積されている、測位サーバ１０において測位のために用いられる情報を、より詳細には後述する測定レポート情報（Measurement Report）として測位サーバ１０に送信する。セルラ通信部２１から測位サーバ１０に送信される情報には、後述するＧＰＳ測位結果を示す情報と、後述する無線通信に関する情報又は当該無線通信に関する情報を生成するための情報とが含まれる。この送信は、セルラ端末２０の測位が行われる際に、例えば測位サーバ１０からの要求又は自端末２０に対してのユーザからの操作をトリガとして行われる。
【００２２】
ＧＰＳ受信部２２は、ＧＰＳ衛星４０から送信される、測位に用いられる信号を受信する手段である。ＧＰＳ受信部２２には、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するためのアンテナが設けられており、そのアンテナが用いられて受信が行われる。ＧＰＳ受信部２２は、ＧＰＳ測位の演算に用いられる、受信したＧＰＳ衛星４０からの信号に関する情報をデータ蓄積部２４に蓄積させる。
【００２３】
上記のＧＰＳ衛星４０は、時刻に応じて所定の場所に位置しており、当該位置から測位に用いられる測位用の信号を送信している。具体的には、ＧＰＳ衛星４０は、高度約２万ｋｍの６個の周回軌道上に４〜５個ずつ配置されており、時間の経過に伴って周回軌道上を移動する。ＧＰＳ衛星４０が送信する測位用の信号には、ＧＰＳ衛星４０を区別して特定するための識別情報、ＧＰＳ衛星４０の軌道を示す情報、及び信号を送信した時刻を示す情報が含まれている。
【００２４】
ＧＰＳ測位演算部２３は、ＧＰＳ受信部２２によって受信されたＧＰＳ衛星４０からの信号の受信状態に基づき、自端末２０の位置をＧＰＳ測位によって算出する位置推定手段の一つである。具体的には、ＧＰＳ測位演算部２３は、ＧＰＳ受信部２２によって受信されてデータ蓄積部２４に蓄積された自端末２０がＧＰＳ衛星４０から受信した信号の情報を取得する。続いて、ＧＰＳ測位演算部２３は、その情報からＧＰＳ衛星４０の位置、セルラ端末２０からＧＰＳ衛星４０までの距離等を算出して、自端末２０の位置を算出する。また、この算出には、セルラ通信システムから取得される、ＧＰＳ衛星４０の位置等を示すアシストデータが用いられてもよい（その場合の測位は、ＡＧＰＳ（Assisted ＧＰＳ）測位となる）。ＧＰＳ受信部２２によるＧＰＳ衛星４０からの信号の受信、及びＧＰＳ測位演算部２３によるＧＰＳ測位演算は、例えば後述するような測位サーバ１０からの指示がセルラ端末２０によって受信されたことをトリガとして開始及び終了される。
【００２５】
ＧＰＳ測位演算部２３は、算出した自端末２０の位置を示す情報をＧＰＳ測位による測位結果の情報として、測位サーバ１０に送信する。ＧＰＳ測位演算部２３は、ＧＰＳ測位による自端末２０の位置の算出が失敗した場合、その旨を測位サーバ１０に通知する。これらの情報は、測定レポート情報に含められて送信される。
【００２６】
データ蓄積部２４は、セルラ通信部２１及びＧＰＳ受信部２２各々によって取得された測位に用いられる情報が格納される。以上が、セルラ端末２０の機能構成である。
【００２７】
引き続いて、図２に本実施形態に係るセルラ端末２０のハードウェア構成を示す。図２に示すように、セルラ端末２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＡＭ（RandomAccess Memory）２０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０３、操作部２０４、ディスプレイ２０５、セルラ通信モジュール２０６、セルラ通信用アンテナ２０７、ＧＰＳ受信モジュール２０８及びＧＰＳ受信用アンテナ２０９等のハードウェアにより構成されている。これらの構成要素が動作することにより、上述した機能が発揮される。以上が、セルラ端末２０の構成である。
【００２８】
続いて、測位サーバ１０について説明する。図１に示すように、測位サーバ１０は、送受信部１１と、受信状態情報取得部１２と、基地局測位演算部１３と、終了判断部１４と、屋内外判定部１５と、終了条件決定部１６とを備えて構成される。
【００２９】
送受信部１１は、セルラ基地局３０を介してセルラ端末２０との間で情報の送受信を行う手段である。送受信部１１は、セルラ端末２０から受信した情報を、情報に応じて受信状態情報取得部１２及び終了判断部１４に出力する。
【００３０】
受信状態情報取得部１２は、セルラ端末２０から送信された、セルラ端末２０におけるセルラ通信部２１による電波の受信状態を示す受信状態情報を、送受信部１１を介して取得する。受信状態情報としては、電波の発信源であるセルラ基地局３０に応じた受信強度を示す強度情報が用いられる。より具体的には、セルラ端末２０において測定された情報である、セルラ基地局３０の識別情報（セルＩＤ、基地局ＩＤ等）を含む測定レポート情報（Measurement Report（以下「ＭＲ」と称する））が用いられる。ＭＲには、セルラ基地局３０の識別情報以外に、当該識別情報に対応付けられて受信信号の受信強度（受信レベル）、信号の伝送遅延（例えば、ＲＴＴ：Round Trip Time）を示す情報、減衰量、干渉量等を示す情報、ＧＰＳ測位可否等が含まれている。受信状態情報取得部１２は、ＭＲを取得するとＭＲを基地局測位演算部１３及び屋内外判定部１５に出力する。なお、ＭＲの取得は一定間隔毎等、継続的に行われる。
【００３１】
基地局測位演算部１３は、受信状態情報取得部１２によって取得されたＭＲに基づいてセルラ端末２０の位置を推定する位置推定手段の一つである。ＭＲに基づくセルラ端末２０の位置の推定は、上述した特許文献１に示されるパターンマッチングによる測位演算を行う方法によって行われる。即ち、基地局測位演算部１３は、所定のセルラ基地局３０から受信される電波の受信強度と当該電波が受信される位置との関係を示す情報をデータベースに格納しておく等によって記憶しておく。基地局測位演算部１３は、当該データベースに格納された情報と、ＭＲによって示されるセルラ基地局３０に応じた受信強度とのマッチングを行い、ＭＲによって示される受信強度と類似するパターンの受信強度に対応付けられた位置をセルラ端末２０の位置とする。
【００３２】
基地局測位演算部１３は、上記のようにセルラ端末２０の位置を推定すると共に当該位置の測位誤差を推定する。ここでの測位誤差の推定は、従来のパターンマッチングを用いた測位方法における測位誤差の推定と同様に行われる。基地局測位演算部１３は、例えば、当該データベースに格納された各位置に対応付けられた受信強度とＭＲの受信強度とのマッチングの度合Ｐｉを算出する。続いて、基地局測位演算部１３は、Ｐｉを変数とした例えば以下の関数を用いて測位誤差Ｅｉを算出する。
Ｅｉ＝Ａ／Ｐｉ
ここで、Ａは予め基地局測位演算部１３によって記憶されたシステムパラメータである。Ｐｉの算出方法の例として、測定結果ＭとデータベースＤとのユークリッド距離を使用ことが可能である。ｉはデータベース上の位置座標を一意に識別する番号として、ｊは測定にて受信した基地局番号として、すべてのデータベース上の位置座標ｉに対し、以下の式よりＰｉを算出する。
【数１】
Ｐｉがもっとも大きい位置がマッチングの度合が大きい位置である。また、Ａはデータベース上のグリッドの大きさを使用することが可能である。つまり、データベース上の隣接した位置間の距離をＡとして使用する。
【００３３】
また、基地局測位演算部１３は、一回のセルラ端末２０の測位で複数のＭＲが取得された場合、複数のＭＲを用いて測位演算を行う。具体的には、基地局測位演算部１３は、複数のＭＲによって示される電波の受信強度をセルラ基地局３０毎に平均して、平均した受信強度を用いてマッチングを行う。パターンマッチング測位では、セルラ端末２０における測定を繰り返し、ＭＲの数を増やすとマルチパスや測定誤差による測定結果の変動を無くす等の効果があるため、測位精度が向上する。後述するようにＭＲは、セルラ端末２０においてＭＲが測定される毎に測位サーバ１０に送信されるので、基地局測位演算部１３はその度にパターンマッチング測位演算を行う。基地局測位演算部１３は、パターンマッチング測位演算によって得られたセルラ端末２０の位置を示す情報、及び計算した測位誤差を示す情報を終了判断部１４に出力する。
【００３４】
更に、基地局測位演算部１３は、上記以外の方法にてセルラ端末２０の位置の推定を行ってもよい。具体的には、基地局測位演算部１３は、セルラ端末２０によって受信された電波の発信源であるセルラ基地局３０のセルＩＤを取得する。セルＩＤは、上記と同様にＭＲから取得されてもよいし、又はこの場合、受信強度の情報等を必要としないのでセルラ端末２０から別途、送信させるようにしてもよい。なお、ここで用いられるセルＩＤは、一つのセルに係るものであり、ＭＲに複数のセルの情報が含まれる場合は、所定の受信強度以上で最も受信強度が強いセルに関するものが用いられる。
【００３５】
続いて、基地局測位演算部１３は、セルＩＤに係るセルラ基地局３０の通信エリアであるセルの半径Ｒ（セルの大きさ）を推定する。セルの半径Ｒの推定は、従来の方法と同様に行われる。例えば、基地局測位演算部１３に予めセルＩＤに応じたセル半径を示す情報を記憶したセル半径データベースを保持させておき、それに基づいてセルの半径Ｒを推定する。あるいは、セルの位置関係を示す情報を予め記憶しておき、隣接するセルの情報を用いてセルの半径Ｒを推定する。
【００３６】
基地局測位演算部１３は、推定したセルの半径Ｒと予め記憶した閾値ｄｒとの値を比較する。基地局測位演算部１３は、推定したセルの半径が閾値ｄｒよりも小さいと判断されれば当該セルの位置（セルラ基地局３０の位置）にセルラ端末２０が位置していると推定でき当該セルＩＤを測位結果とする。なお、閾値ｄｒは、要求されるセルラ端末２０に対する測位の精度に応じて適宜、設定される。通常、要求される精度が相対的に低い場合は、閾値ｄｒは相対的に大きくされる。基地局測位演算部１３は、推定したセルの半径が閾値ｄｒよりも小さくないと判断されれば、セルＩＤによる位置の推定はできない旨の測位結果とする。
【００３７】
後述するように、セルＩＤを用いたセルラ端末２０の位置の推定はセルラ端末２０の位置の推定処理を行う際の最初の処理として行われることが望ましい。このような簡易な情報及び演算でセルラ端末２０の位置を推定できれば、パターンマッチング測位演算、及びＧＰＳ測位演算を行わなくても済むからである。基地局測位演算部１３は、上記のセルＩＤを用いた位置推定を行う場合は、測位結果について終了判断部１４に通知する。
【００３８】
終了判断部１４は、所定の終了条件に基づいて、セルラ端末２０の位置の推定を終了するか否かを判断する終了判断手段である。具体的には、終了判断部１４は、例えば、パターンマッチング測位演算が行われる度に、パターンマッチング測位とＧＰＳ測位との終了を以下のように判断する。まず、終了判断部１４は、ＧＰＳ測位が終了しているか否かを判断する。これは、セルラ端末２０からＧＰＳ測位の測位結果が測位サーバ１０に送信されて、送受信部１１によって受信されて終了判断部１４に入力されているか否かにより判断される。ＧＰＳ測位の測位結果が終了判断部１４に入力されている場合には、終了判断部１４は、ＧＰＳ測位が終了していると判断する。ＧＰＳ測位が終了していると判断した場合には、セルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断する。この場合、終了判断部１４は、ＧＰＳ測位の測位結果をセルラ端末２０の位置とする。
【００３９】
また、終了判断部１４は、所定の終了条件として、基地局測位演算部１３によるパターンマッチング測位演算によって得られた測位結果の測位誤差が、閾値σＴより小さいか否かを判断することによって、セルラ端末２０の位置の推定を終了するか否かを判断する。終了判断部１４は、測位誤差が閾値σＴより小さいと判断した場合には、セルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断する。これは、基地局測位演算部１３によるパターンマッチング測位演算によって得られた測位結果が一定の測位精度を満たしている場合、測位を終了させるというものである。閾値σＴは、後述するように終了条件決定部１６によって決定される。この場合、終了判断部１４は、パターンマッチング測位の測位結果をセルラ端末２０の位置とする。
【００４０】
また、終了判断部１４は、所定の終了条件として、測位の経過時間が、閾値Ｔより大きいか否かを判断することによって、セルラ端末２０の位置の推定を終了するか否かを判断する。終了判断部１４は、測位の経過時間が閾値Ｔより大きいと判断した場合には、セルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断する。測位の経過時間とは、セルラ端末２０に対する測位が開始されたときからの経過時間であり測位サーバ１０において計時される。閾値Ｔは、後述するように終了条件決定部１６によって決定される。この場合、終了判断部１４は、パターンマッチング測位の測位結果をセルラ端末２０の位置とする。
【００４１】
上記のように終了判断部１４は、セルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断した場合、送受信部１１を介してセルラ端末２０に対して測位のための処理を中止する信号を送信する。即ち、ＧＰＳ衛星４０からの信号の受信、ＧＰＳ測位演算及びＭＲの測定を中止させる信号を送信する。また、終了判断部１４は、上記のように推定されたセルラ端末２０の位置を示す情報を、セルラ端末２０に送信する等、使用内容に応じて出力する。
【００４２】
上記の判断において、セルラ端末２０の位置の推定を終了しないと判断した場合（終了すると判断しない場合）には、終了判断部１４は、基地局測位演算部１３によるパターンマッチング測位に用いられたＭＲとは異なるタイミングで取得された新たなＭＲにも基づいて、基地局測位演算部１３に対してパターンマッチング測位演算を行わせる。即ち、新たなＭＲが受信状態情報取得部１２によって取得された場合、そのＭＲも用いて基地局測位演算部１３に対してセルラ端末２０のパターンマッチング測位演算を行わせる。但し、必ずしも終了判断部１４から基地局測位演算部１３に対して積極的な制御を行う必要はなく、上記のように測位の終了の処理を行わないことによってパターンマッチング測位演算を行わせることとすればよい。
【００４３】
また、上述したようにセルＩＤに基づく測位を行う場合は、終了判断部１４は、基地局測位演算部１３から入力される測位結果を示す情報に基づいて、セルラ端末２０の位置の推定を終了するか否かを判断する。基地局測位演算部１３から入力される測位結果がセルＩＤに基づいて測位ができた旨のものであれば、終了判断部１４はセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断する。即ち、終了判断部１４は、セル半径に基づいて位置の推定を終了するか否かを判断する。
【００４４】
基地局測位演算部１３から入力される測位結果がセルＩＤに基づいて測位ができない旨のものであれば、終了判断部１４はセルラ端末２０の位置の推定を終了しないと判断する。終了判断部１４は、セルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断した場合、上記と同様に送受信部１１を介してセルラ端末２０に対して測位のための処理を中止する信号を送信する。あるいは、セルＩＤを用いたセルラ端末２０の位置の推定はセルラ端末２０の位置の推定処理を行う際の最初の処理として行われるので、終了判断部１４は、セルラ端末２０の位置の推定を終了しないと判断した場合に、送受信部１１を介してセルラ端末２０に対してパターンマッチング測位及びＧＰＳ測位のための処理を開始する信号を送信することとしてもよい。その場合、上記の測位の経過時間はこの時点から計時することとする。
【００４５】
屋内外判定部１５は、受信状態情報取得部１２から入力されたＭＲに基づいて、セルラ端末２０が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定手段である。図３に示すように、屋内外判定部１５は、より具体的には、判定用データベース５１と、受信部５２と、特定部５３と、可否判定部５４と、第１の屋内外判定部５５と、第２の屋内外判定部５５とを備えている。
【００４６】
このうち判定用データベース５１は、図４に示すように、セルラ端末２０により同時に受信される信号の発信源（セルラ基地局３０）として想定される屋外の発信源の識別情報の組合せ情報と、信号受信時のセルラ端末２０の屋内又は屋外の特徴を表す屋内外特徴情報（ここでは一例としてＧＰＳ測位の可否を表す情報（以下「ＧＰＳ可否情報」という））と、を対応付けて記憶している。図４では、例えば、発信源のＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−Ｂ，ＢＴＳ−Ｄから同時に信号を受信した実績があり、その際にＧＰＳ測位は可能であったことを示し、また、発信源のＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−Ｂ，ＢＴＳ−Ｅから同時に信号を受信した実績があり、その際にＧＰＳ測位は可能でなかったことを示している。なお、判定用データベース５１の構築については後述する。
【００４７】
受信部５２は、セルラ端末２０から、受信信号の発信源の識別情報を含むＭＲを受信する。特定部５３は、受信されたＭＲより、受信信号の発信源数Ｎを特定する。可否判定部５４は、発信源数Ｎが、後述する第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｍ以上であるか否かを判定する。なお、最小限の発信源数Ｍは、予め定められた値である。
【００４８】
第１の屋内外判定部５５は、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ以上の場合（即ち、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能な状況にある場合）に、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する。ここでの第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定は、一例として、パターンマッチング測位を行う環境で、セルラ端末２０からのＭＲを、予め保持した測位用データベースと照合することでセルラ端末２０の概算位置を算出し、ＭＲ中の測定データと概算位置における予測データとの間の矛盾の有無に基づいて屋内外を判定するものである。
【００４９】
第２の屋内外判定部５６は、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満の場合（即ち、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不可能な状況にある場合）に、後に詳述する第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する。
【００５０】
屋内外判定部１５は、セルラ端末２０の屋内外の判定結果を、図１の終了条件決定部１６に出力する。
【００５１】
終了条件決定部１６は、屋内外判定部１５による判定の結果に基づいて、終了判断部１４による判断に用いられる所定の終了条件を決定する終了条件決定手段である。終了条件決定部１６は、上述したパターンマッチングの測位誤差の閾値σＴ、及び測位の経過時間の閾値Ｔを決定する。屋内外判定部１５による判定の結果、セルラ端末２０が屋内に位置するとされた場合、終了条件決定部１６は閾値σＴを（相対的に）大きく、閾値Ｔを（相対的に）小さく設定する。一方、屋内外判定部１５による判定の結果、セルラ端末２０が屋外に位置するとされた場合、終了条件決定部１６は閾値σＴを（相対的に）小さく、閾値Ｔを（相対的に）大きく設定する。これは、セルラ端末２０が屋外に位置する場合は、比較的長い測位時間をかけて高い精度が得られ、セルラ端末２０が屋内に位置する場合は、比較的長い測位時間をかけても高い測位精度が得られないということによる。
【００５２】
また、屋内外判定部１５による判定の結果として、例えば、セルラ端末２０が屋内にいる度合として０〜１の間の連続的な値ｄｉが出力される場合、以下の式に閾値σＴ及び閾値Ｔを決定してもよい。ここで、ｄｉ＝０が屋外、ｄｉ＝１が屋内を表す。
σＴ＝ｄｉ（σＰＭ−σＡＧＰＳ）＋σＡＧＰＳ
Ｔ＝ｄｉ（Ｔ０−Ｔｉ）＋Ｔｉ
ここで、σＡＧＰＳとσＰＭとは、それぞれＡＧＰＳ測位とパターンマッチング測位の測位誤差の閾値を表す。また、ＴｉとＴ０とは、それぞれ屋内と屋外における制限時間を表す。これらの値は、予め終了条件決定部１６が記憶したシステムパラメータであってもよい。また、これらの値は、推定セル半径Ｒによる個別の関数でその都度計算されてもよい。例えば、σＡＧＰＳとＴ０とは、Ｒの単調増加関数、σＰＭとＴｉとはＲの単調減少関数である。終了条件決定部１６は、決定した終了条件を示す情報を、終了判断部１４に出力する。
【００５３】
図５に測位サーバ１０のハードウェア構成を示す。図５に示すように測位サーバ１０は、ＣＰＵ１０１、主記憶装置であるＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３、通信を行うための通信モジュール１０４、並びにハードディスク等の補助記憶装置１０５等のハードウェアを備えるコンピュータを含むものとして構成される。これらの構成要素がプログラム等により動作することにより、上述した測位サーバ１０の機能が発揮される。
【００５４】
引き続いて、図６のフローチャートを用いて、本実施形態に係る屋内外判定部１５で実行される屋内外判定処理（屋内外判定方法）を説明する。この処理は、例えば、後述する測位処理（図９、図１０）における、屋内外判定部１５による屋内外判定ステップ（図９及び図１０のＳ４７）において実行される。
【００５５】
まず、屋内外判定部１５において、受信部５２が、受信信号の発信源の識別情報を含むＭＲをセルラ端末２０から受信し（図６のＳ２１）、特定部５３が、受信されたＭＲに含まれた発信源の識別情報の数をカウントすることで、受信信号の発信源数Ｎを特定する（Ｓ２２）。例えば、ＭＲに含まれた発信源の識別情報が「ＢＴＳ−Ａ」と「ＢＴＳ−Ｂ」の２つであった場合は、発信源数Ｎは「２」に特定される。なお、発信源については、同一セルに属する受信信号を同じ発信源からの受信信号と捉えてもよいし、または、同一セルに属する異なるセクタからの受信信号を、異なる発信源からの受信信号と捉えてもよい。
【００５６】
そして、可否判定部５４は、発信源数Ｎが、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｍ以上であるか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００５７】
Ｓ２３で、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ以上であれば、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能な状況にあると判断できるため、第１の屋内外判定部５５が、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する（Ｓ２４）。ここでは、一例として、セルラ端末２０からのＭＲを、予め保持した測位用データベース（不図示）と照合することでセルラ端末２０の概算位置を算出し、ＭＲ中の測定データと概算位置における予測データとの間の矛盾の有無に基づいて屋内外を判定する。測定データＭと概算位置における予測データＤとの間の矛盾の大きさによって、屋内にいる度合いＰを算出する。例えば、Ｐ＝（Ｄ−Ｍ）／Ｍ，ただし、０以下の値は０、１以上の値は１とする。
【００５８】
一方、Ｓ２３で、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満であれば、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不可能な状況にあると判断できるため、第２の屋内外判定部５６が、以下のような第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する。
【００５９】
第２の屋内外判定部５６は、ＭＲに含まれた発信源の識別情報を全て含んだ組合せ情報と、当該組合せ情報に対応するＧＰＳ可否情報とを判定用データベース５１から抽出し、抽出された組合せ情報に含まれた発信源の数の最小値を発信源数最小値Ｑとして設定する（Ｓ２５）。
【００６０】
具体例としては、図７に示すように、発信源の識別情報（ＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−Ｂ）がＭＲに含まれていた場合、当該発信源の識別情報（ＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−Ｂ）を全て含んだ組合せ情報として、（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｂ、ＢＴＳ−Ｄ）、（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｂ、ＢＴＳ−Ｅ）、（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｂ）の３つの組合せ情報と、これらに対応するＧＰＳ可否情報とが、判定用データベース５１から抽出される。そして、上記３つの組合せ情報に含まれた発信源の数（ここでは「３」、「３」、「２」）のうちの最小値「２」が、発信源数最小値Ｑとして設定される。
【００６１】
別の例として、発信源の識別情報（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｅ）がＭＲに含まれていた場合、当該発信源の識別情報（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｅ）を全て含んだ組合せ情報として、（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｃ、ＢＴＳ−Ｅ、ＢＴＳ−Ｇ）、（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｂ、ＢＴＳ−Ｅ）の２つの組合せ情報と、これらに対応するＧＰＳ可否情報とが、判定用データベース５１から抽出される。そして、上記２つの組合せ情報に含まれた発信源の数（ここでは「４」、「３」）のうちの最小値「３」が、発信源数最小値Ｑとして設定される。
【００６２】
次に、第２の屋内外判定部５６は、発信源数Ｎが発信源数最小値Ｑ以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｑ以上であれば、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｑ以上の発信源から信号を受信していると判断できるため、セルラ端末２０は屋外にいると考えられる。そこで、ＭＲに含まれた発信源の識別情報の組合せと同じ組合せ情報に対応するＧＰＳ可否情報の有無を確認し（Ｓ２７）、ＧＰＳ可否情報が有れば、当該ＧＰＳ可否情報に基づいて屋内外を判定し（Ｓ２９）、ＧＰＳ可否情報が無ければ、セルラ端末２０は屋外にいると判定する（Ｓ２８）。ＧＰＳ可否情報が有れば、当該ＧＰＳ可否情報に基づいて屋内外を判定する場合、当該ＧＰＳ可否情報とのマッチング度合いを屋内にいる度合いとする。また、ＧＰＳ可否情報が無ければ、ＮとＱとの差分によって屋外にいる度合いＰを算出する。例えば、Ｐ＝Ａ（Ｑ−Ｎ）／Ｎ，ただし、Ｐが１以上の場合は１として、０以下の場合は０とする。また、Ａは係数でシステムパラメータである。
【００６３】
一方、Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満であれば、ＭＲに含まれた発信源の識別情報の組合せと同じ組合せ情報に対応するＧＰＳ可否情報の有無を確認し（Ｓ３０）、ＧＰＳ可否情報が有れば、当該ＧＰＳ可否情報に基づいて屋内外を判定する（Ｓ２９）。ＧＰＳ可否情報が無ければ、発信源数Ｎが、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｐ未満であるか否かを判定し（Ｓ３１）、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ未満ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不能であると判定する（Ｓ３３）。一方、Ｓ３１で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ以上ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定は可能であるが、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｍ以上の発信源から信号を受信しておらず受信状況が劣悪であると判断できるため、セルラ端末２０は屋内にいると判定する（Ｓ３２）。
【００６４】
以上のような図６の屋内外判定処理により、セルラ端末２０が屋内にいるか、屋外にいるか、判定不能であるか、の何れかの判定結果が速やかに得られる。
【００６５】
上述したように、本実施形態に係る測位サーバ１０では、発信源数Ｎと最小限の発信源数Ｍとの比較結果に基づいて、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定の実行を制御し、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定の実行不可の場合は、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定の実行へ速やかに切り替えることができる。また、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定では、ＧＰＳ可否情報が有る場合は、該ＧＰＳ可否情報に基づいて屋内外を適切に判定することができ、ＧＰＳ可否情報が無い場合は、発信源数Ｎ、発信源数最小値Ｑ、及び第２の屋内外判定法が可能な最小限の発信源数Ｐに基づいて屋内外を適切に判定することができる。
【００６６】
なお、判定用データベース５１については、例えば、以下のようにして構築することができる。第１に、ＭＲに含まれた情報（受信信号の発信源の識別情報、受信信号レベル、信号の伝送遅延を示す情報、減衰量を示す情報、ＧＰＳ測位可否の情報など）を記憶している測位用データベース（不図示）から、必要な情報（受信信号の発信源の識別情報やＧＰＳ可否情報）を抽出することで、判定用データベース５１を構築することができる。なお、上記測位用データベースをそのまま判定用データベースとして、利用してもよい。
【００６７】
第２に、判定用データベース５１は、通常の測位及び測位用データベース構築の過程で得られる測定情報を用いて、構築することができる。この第２の手法は、測定データを用いる方法と予測データを用いる方法の２種類に分けられる。
【００６８】
このうち、測定データを用いる方法とは、セルラ端末にて測定された発信源の識別情報とＧＰＳ測位の可否に結び付けてデータベース化するものである。例えば、図８（ａ）に示すように、測定データを含んだＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３を受信し、ＭＲ１、ＭＲ２から発信源の識別情報の組合せ（ＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−ＢＢＴＳ−Ｃ）とＧＰＳ測位可能の情報を結び付けてデータベース化し、さらに、ＭＲ３から発信源の識別情報の組合せ（ＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−Ｄ）とＧＰＳ測位不可の情報を結び付けてデータベース化することで、図８（ａ）の判定用データベースが構築される。
【００６９】
一方、予測データを用いる方法とは、グリッド（測位されるエリアをメッシュ状に区切った個々の場所）の全てが屋外であると仮定して、各グリッドにおける地形や回りの障害物を考慮した伝搬予測式から予測データを作成して、データベース化するものである。例えば、図８（ｂ）に示すように、あるグリッド（位置：ＰＯＳ１）における周囲の全発信源の受信信号強度を事前に決められた伝搬予測式に従って算出し（Ｓ４１）、全予測受信信号強度に対して、事前に決められた方法に従って、その発信源信号の受信可否を判定する（Ｓ４２）。例えば、事前に決められたノイズレベルを基準とし、受信強度が当該ノイズレベルよりも高ければ、発信源信号の受信可能と判定し、受信強度が当該ノイズレベル以下ならば、発信源信号の受信不可と判定する。そして、受信可能と判定された発信源の識別子の組合せを判定用データベースに記憶する（Ｓ４３）。以降、各グリッドについてＳ４１〜Ｓ４３を実行することで判定用データベースが構築される。
【００７０】
引き続いて、図９のフローチャートを用いて、本実施形態に係る測位システム１で実行される測位処理（測位方法）を説明する。この処理は、例えば、測位サーバ１０によって、セルラ端末２０からセルラ通信網を介して測位要求が受信されることによって開始される。なお、上記以外をトリガとして測位処理が開始されてもよい。
【００７１】
まず、セルラ端末２０のセルラ通信部２１によって、受信された電波の発信源であるセルラ基地局３０のセルＩＤが測定され、当該セルＩＤの情報がセルラ通信部２１から測位サーバ１０に送信される。測位サーバ１０では、送受信部１１を介して受信状態情報取得部１２によってセルＩＤが受信される（Ｓ４１、受信状態情報取得ステップ）。受信状態情報取得部１２によって受信されたセルＩＤは、基地局測位演算部１３に出力される。
【００７２】
続いて、基地局測位演算部１３によって、セルＩＤに係るセルの半径Ｒが推定される（Ｓ４２、位置推定ステップ）。続いて、基地局測位演算部１３によって、推定されたセルの半径Ｒと予め記憶した閾値ｄｒとの値が比較される（Ｓ４３、位置推定ステップ）。推定したセルの半径が閾値ｄｒよりも小さいと判断されれば当該セルの位置（セルラ基地局３０の位置）にセルラ端末２０が位置していると推定でき当該セルＩＤを測位結果とする。推定したセルの半径が閾値ｄｒよりも小さくないと判断されれば、セルＩＤによる位置の推定はできない旨の測位結果とする。基地局測位演算部１３による上記の測位結果は、終了判断部１４に入力される。
【００７３】
続いて、終了判断部１４によって、基地局測位演算部１３から入力される測位結果を示す情報に基づいて、セルラ端末２０の位置の推定を終了するか否かが判断される。基地局測位演算部１３から入力される測位結果がセルＩＤに基づいて測位ができた旨のものであれば、終了判断部１４によってセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断されて、セルＩＤによる測位結果が最終測位結果とされて、測位処理は終了する（Ｓ４４、終了判断ステップ）。
【００７４】
一方で、基地局測位演算部１３から入力される測位結果がセルＩＤに基づいて測位ができない旨のものであれば、終了判断部１４によってセルラ端末２０の位置の推定を終了しないと判断される。その場合、送受信部１１を介してセルラ端末２０に対してパターンマッチング測位及びＧＰＳ測位のための処理を開始する信号を送信する（Ｓ４５）。測位サーバ１０において測位の経過時間はこの時点から計時される。
【００７５】
セルラ端末２０では、当該信号が受信されて、それをトリガとしてＧＰＳ受信部２２によるＧＰＳ衛星４０からの信号の受信、及びＧＰＳ測位演算部２３によるＧＰＳ測位演算（ＡＧＰＳ測位）が開始される（Ｓ４５、位置推定ステップ）。セルラ端末２０では、ＧＰＳ受信部２２及びＧＰＳ測位演算部２３によるＡＧＰＳ測位が成功（即ち、一定の精度の測位結果が得られた場合）又は失敗した場合、測位結果の情報が測位サーバ１０に送信される。測位サーバ１０では、送受信部１１を介して、終了判断部１４によって、ＡＧＰＳ測位による測位結果の情報が受信される。
【００７６】
また、セルラ端末２０では、当該信号が受信されて、セルラ通信部２１によって電波の受信状態を示す受信状態情報が測定されて、その情報がＭＲとして測位サーバ１０に送信される。セルラ端末２０では、ＭＲ送信後も継続して（例えば、一定間隔毎に）受信状態情報が測定されて、その情報がＭＲとして測位サーバ１０に送信される。続いて、測位サーバ１０では、送受信部１１を介して受信状態情報取得部１２によってＭＲが受信される（Ｓ４６、受信状態情報取得ステップ）。受信状態情報取得部１２によって受信されたＭＲは、屋内外判定部１５及び基地局測位演算部１３に出力される。
【００７７】
続いて、屋内外判定部１５によって、受信状態情報取得部１２から入力されたＭＲに基づいて、セルラ端末２０が屋内外の何れにいるかが判定される（Ｓ４７、屋内外判定ステップ）。屋内外判定部１５による判定の結果は、終了条件決定部１６に出力される。続いて、終了条件決定部１６によって、屋内外判定部１５による判定の結果に基づいて、終了判断部１４による判断に用いられる所定の終了条件が決定される。具体的には、パターンマッチングの測位誤差の閾値σＴ、及び測位の経過時間の閾値Ｔが決定される（Ｓ４８、終了条件決定ステップ）。決定された所定の終了条件を示す情報は、終了判断部１４に出力される。
【００７８】
続いて、基地局測位演算部１３によって、受信状態情報取得部１２から入力されたＭＲに基づいてパターンマッチング測位演算が行われ、セルラ端末２０の位置が推定され、また、測位誤差が計算される（Ｓ４９、位置推定ステップ）。パターンマッチング測位による測位結果及び測位誤差は、基地局測位演算部１３から終了判断部１４に出力される。
【００７９】
続いて、終了判断部１４によって、ＡＧＰＳ測位が終了しているか否かが判断される（Ｓ５０、終了判断ステップ）。この判断は、セルラ端末２０からのＡＧＰＳ測位による測位結果（一定の精度での測位が成功されているもの）が終了判断部１４に入力されているかにより判断される。ＡＧＰＳ測位が終了していると判断された場合には、終了判断部１４によってセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断される。その場合、ＡＧＰＳ測位による測位結果が最終測位結果とされて、測位処理は終了する（Ｓ５１）。
【００８０】
ＡＧＰＳ測位が終了していないと判断された場合には、続いて、終了判断部１４によって、測位の経過時間が閾値Ｔよりも大きいか否かが判断される（Ｓ５２、終了判断ステップ）。測位の経過時間が閾値Ｔよりも大きいと判断された場合には、終了判断部１４によってセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断される。その場合、パターンマッチング測位による（Ｓ４９で得られた最新の）測位結果が最終測位結果とされて、測位処理は終了する（Ｓ５３）。
【００８１】
測位の経過時間が閾値Ｔよりも大きくないと判断された場合には、続いて、終了判断部１４によって、パターンマッチング測位による測位結果（Ｓ４９で得られたもの）の測位誤差が閾値σＴよりも小さいか否かが判断される（Ｓ５４、終了判断ステップ）。測位誤差が閾値σＴよりも小さいと判断された場合には、終了判断部１４によってセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断される。その場合、パターンマッチング測位による（Ｓ４９で得られた最新の）測位結果が最終測位結果とされて、測位処理は終了する（Ｓ５５）。
【００８２】
測位誤差が閾値σＴよりも小さくないと判断された場合には、再度、セルラ端末２０からの送信に応じて、送受信部１１を介して受信状態情報取得部１２によってＭＲが受信され（Ｓ４６）、上記と同様の処理が繰り返される。
【００８３】
なお、終了判断部１４によって上記のようにセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断されると（Ｓ５１，Ｓ５３，Ｓ５５）、送受信部１１を介して終了判断部１４からセルラ端末２０に対して測位のための処理を中止する信号が送信される。セルラ端末２０では、当該信号が受信されると測位のための処理が中止される。また、最終的な測位結果を示す情報（推定されたセルラ端末２０の位置を示す情報）は、セルラ端末２０に送信される等、使用内容に応じて出力される。
【００８４】
また、上記のＳ５２及びＳ５４の測位の終了の判断の処理は、順序が逆になっていてもよい。即ち、パターンマッチング測位による測位結果の測位誤差が閾値σＴよりも小さいか否かの判断（Ｓ５４）が、測位の経過時間が閾値Ｔよりも大きいか否かの判断の先に行われてもよい。
【００８５】
引き続いて、図１０のフローチャートを用いて、本実施形態に係る測位システム１で実行される測位処理（測位方法）の別の例を説明する。図９のフローチャートを用いて説明した処理では、測位の終了の判断（Ｓ５０，Ｓ５２，Ｓ５４）において、測位が終了されないと判断された場合には、再度、ＭＲが取得されて（Ｓ４６）、屋内外判定が行われて（Ｓ４７）、それに基づくパターンマッチングの測位誤差の閾値σＴ及び測位の経過時間の閾値Ｔの決定（Ｓ４８）が行われていた。しかしながら、屋内外判定（Ｓ４７）及びパターンマッチングの測位誤差の閾値σＴ及び測位の経過時間の閾値Ｔの決定（Ｓ４８）は、必ずしも繰り返しの度に行われる必要はなく、一度行われればよい。
【００８６】
即ち、図１０のフローチャートに示すように、測位の終了の判断（Ｓ５０，Ｓ５２，Ｓ５４）において、測位が終了されないと判断された場合には、再度、セルラ端末２０からの送信に応じて、送受信部１１を介して受信状態情報取得部１２によってＭＲが受信される（Ｓ５６、受信状態情報取得ステップ）。受信状態情報取得部１２によって受信されたＭＲは、基地局測位演算部１３に出力される。
【００８７】
続いて、基地局測位演算部１３によって、受信状態情報取得部１２から入力されたＭＲに基づいてパターンマッチング測位演算が行われ、セルラ端末２０の位置が推定され、また、測位誤差が計算される（Ｓ４９、位置推定ステップ）。以降の処理は、図９のフローチャートに示す処理と同様である。
【００８８】
上記のように屋内外判定を繰り返しループに入れないことすれば、演算量を削減することができる。但し、この場合、図９のフローチャートに示す処理と比べて測位パフォーマンスが低下する可能性がある。
【００８９】
上述したように、本実施形態では、セルラ端末２０によって測定されたＭＲに基づいて、セルラ端末２０が屋内外の何れにいるかが判断されて、当該判断に基づいて測位の終了条件が決定される。例えば、郊外地においては、屋外ではＡＧＰＳの精度を考慮してσＴを小さくする必要があるが、屋内でも同じσＴにしてしまうと不都合が生じる。郊外地でのパターンマッチング測位の結果は、電波の発信源であるセルラ基地局３０が少ないことから、ＡＧＰＳに比べて大きく劣化したしたものである。従って、ＡＧＰＳの精度に近いσＴを用いると、ほとんどの場所でパターンマッチング測位ではＦＩＸせずに、タイムアウトまで測位処理が継続されてしまう。逆に、σＴを大きくすると屋外においてＡＧＰＳ測位による測位結果とならず、精度の悪いパターンマッチング測位の結果の結果となってしまう。その結果、全体の測位精度が大幅に劣化してしまうことがある。
【００９０】
上記のようにセルラ端末２０が屋外におり比較的長い測位時間をかけて高い測位精度が得られると考えられる場合、あるいは、セルラ端末２０が屋内におり比較的長い測位時間をかけても高い測位精度が得られないと考えられる場合それぞれにおいて、その場合に応じた測位の終了条件とすることができる。これにより、本実施形態によれば、セルラ端末２０の屋内外の状況に応じて、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。
【００９１】
また、本実施形態のようにＭＲに基づく測位は、パターンマッチング測位であることが望ましい。この構成によれば、ＭＲに基づき確実かつ適切にセルラ端末２０の位置を推定することができる。但し、必ずＭＲに基づく測位方法は、パターンマッチングによるものでなくてもよく、例えば、ＲＴＴに基づいてセルラ端末２０と各セルラ基地局３０との距離を求めて、それに基づいてセルラ端末２０の位置を推定することとしてもよい。
【００９２】
また、本実施形態のように、終了条件決定部１６によって決定される終了条件は、測位誤差の閾値σＴ及び測位の経過時間の閾値Ｔの少なくともいずれかであることが望ましい。この構成によれば、確実かつ適切に測位の終了条件が決定される。但し、上記以外の終了条件が用いられてもよい。
【００９３】
また、本実施形態のようにＧＰＳ測位が行われる。この構成によれば、セルラ端末２０が置かれた環境によってはＧＰＳ測位によるより精度の高い測位結果を取得することができる。即ち、本実施形態によれば、ハイブリッド測位において、受信機の屋内外の状況に応じて、基地局測位に対し適切な制御を行い、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。
【００９４】
また、本実施形態のようにセルＩＤに基づく測位が、測位処理全体の最初に行われることが望ましい。この構成によれば、例えば、セルラ端末２０が、セルラ基地局３０が密集している場所等の環境にある場合は、簡易に測位結果を取得することができる。但し、セルＩＤに基づく測位は必ずしも行われなくてもよい。
【００９５】
なお、本実施形態では、パターンマッチング測位演算、屋内外の判定、終了条件の決定、測位処理の終了の判断等は測位サーバ１０によって行われていたが、それらが全てセルラ端末２０において行われてもよい。即ち、測位システム１はセルラ端末２０自体であってもよい。逆に、測位システム１は、測位サーバ１０自体であってもよい。その場合、測位サーバ１０は、測位演算を行うための情報全てをセルラ端末２０から受信する。例えば、ＡＧＰＳ測位演算は、測位サーバ１０によって行われることとしてもよい。
【００９６】
ところで、屋内外判定部１５の実施形態としては、以下に述べる２つの変形例を採用してもよい。第１の変形例は、判定用データベース５１が屋内外特徴情報（上記実施形態ではＧＰＳ可否情報）を記憶しておらず、屋内外特徴情報に基づく屋内外判定を行わない態様である。第２の変形例は、屋内外特徴情報に基づく屋内外判定を行わず且つ第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定も行わない態様である。以下、各変形例を順に説明する。
【００９７】
［第１の変形例］
第１の変形例における屋内外判定部１５の機能構成は、前述した図３の機能構成と同様であるが、屋内外判定処理（屋内外判定方法）は図１１のフローチャートとなる。即ち、第１の変形例における屋内外判定処理では、まず、屋内外判定部１５において受信部５２が、受信信号の発信源の識別情報を含むＭＲをセルラ端末２０から受信し（図１１のＳ２１）、特定部５３が、受信されたＭＲに含まれた発信源の識別情報の数をカウントすることで、受信信号の発信源数Ｎを特定する（Ｓ２２）。次に、可否判定部５４は、発信源数Ｎが、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｍ以上であるか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００９８】
Ｓ２３で、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ以上であれば、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能な状況にあると判断できるため、第１の屋内外判定部５５が、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する（Ｓ２４）。
【００９９】
一方、Ｓ２３で、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満であれば、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不可能な状況にあると判断できるため、第２の屋内外判定部５６が、以下のような第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する。第２の屋内外判定部５６は、ＭＲに含まれた発信源の識別情報を全て含んだ組合せ情報を判定用データベース５１から抽出し、抽出された組合せ情報に含まれた発信源の数の最小値を発信源数最小値Ｑとして設定する（Ｓ２５）。
【０１００】
次に、第２の屋内外判定部５６は、発信源数Ｎが発信源数最小値Ｑ以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ以上であれば、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｍ以上の発信源から信号を受信していると判断できるため、セルラ端末２０は屋外にいると判定する（Ｓ２８）。
【０１０１】
一方、Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満であれば、発信源数Ｎが、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｐ未満であるか否かを判定し（Ｓ３１）、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ未満ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不能であると判定する（Ｓ３３）。一方、Ｓ３１で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ以上ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定は可能であるが、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｍ以上の発信源から信号を受信しておらず受信状況が劣悪であると判断できるため、セルラ端末２０は屋内にいると判定する（Ｓ３２）。
【０１０２】
以上のような図１１の屋内外判定処理により、セルラ端末２０が屋内にいるか、屋外にいるか、判定不能であるか、の何れかの判定結果が速やかに得られる。
【０１０３】
［第２の変形例］
第２の変形例における屋内外判定部１５は、図１２に示すように、前述した実施形態と同様の判定用データベース５１、受信部５２及び特定部５３とともに、設定部５７と判定制御部５８とを備える。このうち設定部５７は、ＭＲに含まれた発信源の識別情報を全て含んだ組合せ情報を判定用データベース５１から抽出し、抽出された組合せ情報に含まれた発信源の数の最小値を、発信源数最小値Ｑとして設定する。判定制御部５８は、発信源数Ｎ、発信源数最小値Ｑ、及び屋内外判定が可能な最小限の発信源数Ｐに基づいて、後述する手順で屋内外判定を行う。
【０１０４】
第２の変形例における屋内外判定処理（屋内外判定方法）は図１３のフローチャートとなる。即ち、屋内外判定部１５において受信部５２が、受信信号の発信源の識別情報を含むＭＲをセルラ端末２０から受信し（図１３のＳ２１）、特定部５３が、受信されたＭＲに含まれた発信源の識別情報の数をカウントすることで、受信信号の発信源数Ｎを特定する（Ｓ２２）。次に、設定部５７が、ＭＲに含まれた発信源の識別情報を全て含んだ組合せ情報を判定用データベース５１から抽出し、抽出された組合せ情報に含まれた発信源の数の最小値を発信源数最小値Ｑとして設定する（Ｓ２５）。
【０１０５】
次に、判定制御部５８は、発信源数Ｎが発信源数最小値Ｑ以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ以上であれば、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｍ以上の発信源から信号を受信していると判断できるため、セルラ端末２０は屋外にいると判定する（Ｓ２８）。
【０１０６】
一方、Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満であれば、発信源数Ｎが、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｐ未満であるか否かを判定し（Ｓ３１）、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ未満ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不能であると判定する（Ｓ３３）。一方、Ｓ３１で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ以上ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定は可能であるが、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｍ以上の発信源から信号を受信しておらず受信状況が劣悪であると判断できるため、セルラ端末２０は屋内にいると判定する（Ｓ３２）。
【０１０７】
以上のような図１３の屋内外判定処理により、セルラ端末２０が屋内にいるか、屋外にいるか、判定不能であるか、の何れかの判定結果が速やかに得られる。なお、屋内外判定部１５によるセルラ端末２０に対する屋内外判定は、必ずしも上述した方法によるものに限られず、セルラ端末２０における電波の受信状態を示す受信状態情報を用いたものであれば任意の方法を用いることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１…測位システム、１０…測位サーバ、１１…送受信部、１２…受信状態情報取得部、１３…基地局測位演算部、１４…終了判断部、１５…屋内外判定部、１６…終了条件決定部、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＡＭ、１０３…ＲＯＭ、１０４…通信モジュール、１０５…補助記憶装置、２０…セルラ端末、２１…セルラ通信部、２２…ＧＰＳ受信部、２３…ＧＰＳ測位演算部、２４…データ蓄積部、２０１…ＣＰＵ、２０２…ＲＡＭ、２０３…ＲＯＭ、２０４…操作部、２０５…ディスプレイ、２０６…セルラ通信モジュール、２０７…セルラ通信用アンテナ、２０８…ＧＰＳ受信モジュール、２０９…ＧＰＳ受信用アンテナ、３０…セルラ基地局、４０…ＧＰＳ衛星、５１…判定用データベース、５２…受信部、５３…特定部、５４…可否判定部、５５…第１の屋内外判定部、５６…第２の屋内外判定部、５７…設定部、５８…判定制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信機能を有する受信機の位置を推定する測位システム及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、セルラ端末（移動通信端末）等の受信機が受信する電波の受信強度（受信レベル）に基づいて、当該受信機の位置を推定する技術が提案されている。特許文献１には、所定の基地局から受信される電波の受信強度と当該電波が受信される位置との関係を示す情報をデータベースに格納しておき、当該データベースを用いて受信強度とのマッチングを行い受信機の位置を推定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２３１４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来から、ＧＰＳ（Global Positioning System、全地球測位システム）を用いて受信機の測位を行う技術が知られている。また、移動体通信網から取得した衛星の位置等を示すアシストデータを利用して、測位を行うＡＧＰＳ（Assisted ＧＰＳ）という方式も知られている。ＧＰＳによる位置測位が成功しない場合（即ち、ＧＰＳによる測位結果がフィックスしない場合）、移動体通信網の信号を用いて測位を行う基地局測位やＧＰＳ衛星からの信号と移動体通信網の信号とを併用して測位を行うハイブリッド（Hybrid）と呼ばれる測位が行われることがある。移動体通信網の（セルラ）基地局からの信号を受信し、受信した信号、セルラ基地局の位置などを用いて、受信機の位置を算出する基地局測位方式において、受信機が受信する電波の受信強度は受信機が同じ場所に位置していたとしても時間経過により変動するという、いわゆるフェージングが発生する。従って、上記の測位方法においても一時点の受信強度に基づいて位置を推定するよりも、複数の時点での受信強度に基づいて位置を推定する方が、測位精度が高くなる。即ち、より長く受信強度を測定すればするほど測位精度は高くなる。
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、ＧＰＳによる位置測位が成功するか否かは、実際に測位を開始してみないと判らなかった。また、上記の判断を含むＧＰＳ測位も時間がかかっていた。受信機において演算処理が行われるＵＥ−ｂａｓｅｄ ＡＧＰＳ測位方式では、特に時間がかかっていた。例えば、ＧＰＳ衛星からの信号が受信できない屋内においては、ＧＰＳ測位が不能となった後に、基地局測位等の別の測位に入るため測位全体の時間としては多くの時間がかかっていた。この場合、測位に時間がかかった割には測位精度が悪い結果しか返ってこないという結果になる。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、ハイブリッド測位において、受信機の屋内外の状況に応じて、基地局測位に対し適切な制御を行い、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる測位システム及び測位方法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に、本発明に係る測位システムは、無線通信機能とＧＰＳ測位に用いられる信号の受信機能とを有する受信機の位置を推定する測位システムであって、受信機における無線通信機能による電波の受信状態を示す受信状態情報を取得する受信状態情報取得手段と、受信状態情報取得手段によって取得された受信状態情報に基づいて、受信機の位置を推定すると共に受信機により受信されたＧＰＳ測位に用いられる信号の受信状態に基づき受信機のＧＰＳ測位を行う位置推定手段と、所定の終了条件、及び位置推定手段によるＧＰＳ測位が終了しているか否かに基づいて位置推定手段による受信状態情報に基づく位置の推定を終了するか否かを判断して、終了しないと判断した場合には位置推定手段による位置の推定に用いられた受信状態情報とは異なるタイミングで受信状態情報取得手段によって取得された新たな受信状態情報にも基づいて、位置推定手段に対して受信機の位置を推定させる終了判断手段と、受信状態情報取得手段によって取得された受信状態情報に基づいて、受信機が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定手段と、屋内外判定手段による判定の結果に基づいて、所定の終了条件を決定する終了条件決定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る測位システムでは、受信機に係る受信状態情報に基づいて、受信機が屋内外の何れにいるかが判断されて、当該判断に基づいて基地局測位の終了条件が決定されることによって、基地局測位を制御する。従って、例えば、受信機が屋外におり比較的長い測位時間をかけて高い測位精度が得られると考えられる場合、あるいは、受信機が屋内におり比較的長い測位時間をかけても高い測位精度が得られないと考えられる場合それぞれにおいて、その場合に応じた測位の終了条件とすることができる。これにより、本発明によれば、受信機の屋内外の状況に応じて、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。
【０００９】
また、本発明に係る測位システムでは、ＧＰＳ測位も行われることから、受信機が置かれた環境によってはＧＰＳ測位によるより精度の高い測位結果を取得することができる。即ち、本発明によれば、ハイブリッド測位において、受信機の屋内外の状況に応じて、基地局測位に対し適切な制御を行い、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。
【００１０】
受信状態情報取得手段は、受信状態情報として電波の発信源に応じた受信強度を示す強度情報を取得して、位置推定手段は、電波の発信源に応じた当該電波の受信強度と位置との関係を示す情報を予め保持しておき、受信状態情報取得手段によって取得された強度情報と予め保持した情報とを比較することによって受信機の位置を推定する、ことが望ましい。この構成によれば、受信機の無線通信機能によって受信される電波に基づき、確実かつ適切に受信機の位置を推定することができる。
【００１１】
終了条件決定手段は、所定の終了条件として測位結果の誤差の閾値及び測位の経過時間の少なくともいずれかを決定することが望ましい。この構成によれば、確実かつ適切に測位の終了条件が決定される。
【００１２】
受信状態情報取得手段は、受信状態情報として受信機によって受信された電波の発信源を示す情報を取得して、位置推定手段は、受信状態情報取得手段によって取得された情報によって示される発信源の通信エリアの大きさを示す情報を取得して、当該通信エリアの大きさに基づいて受信機の位置を推定し、終了判断手段は、位置推定手段によって取得された発信源の通信エリアの大きさを示す情報に基づいて、位置推定手段による位置の推定を終了するか否かを判断する、ことが望ましい。この構成によれば、受信機が置かれた環境によっては簡易に測位結果を取得することができる。
【００１３】
ところで、本発明は、上記のように測位システムの発明として記述できる他に、以下のように測位方法の発明としても記述することができる。これはカテゴリが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。
【００１４】
即ち、本発明に係る測位方法は、無線通信機能とＧＰＳ測位に用いられる信号の受信機能とを有する受信機の位置を推定する測位方法であって、受信機における無線通信機能による電波の受信状態を示す受信状態情報を取得する受信状態情報取得ステップと、受信状態情報取得ステップにおいて取得された受信状態情報に基づいて、受信機の位置を推定すると共に受信機により受信されたＧＰＳ測位に用いられる信号の受信状態に基づき受信機のＧＰＳ測位を行う位置推定ステップと、所定の終了条件、及び位置推定ステップにおけるＧＰＳ測位が終了しているか否かに基づいて位置推定ステップにおける受信状態情報に基づく位置の推定を終了するか否かを判断して、終了しないと判断した場合には位置推定ステップにおける位置の推定に用いられた受信状態情報とは異なるタイミングで受信状態情報取得ステップにおいて取得された新たな受信状態情報にも基づいて、位置推定ステップにおける受信機の位置を推定させる終了判断ステップと、受信状態情報取得ステップにおいて取得された受信状態情報に基づいて、受信機が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定ステップと、屋内外判定ステップによる判定の結果に基づいて、所定の終了条件を決定する終了条件決定ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、例えば、受信機が屋外におり比較的長い測位時間をかけて高い測位精度が得られると考えられる場合、あるいは、受信機が屋内におり比較的長い測位時間をかけても高い測位精度が得られないと考えられる場合それぞれにおいて、その場合に応じた測位の終了条件とすることができる。これにより、本発明によれば、受信機の屋内外の状況に応じて、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。また、本発明では、ＧＰＳ測位も行われることから、受信機が置かれた環境によってはＧＰＳ測位によるより精度の高い測位結果を取得することができる。即ち、本発明によれば、ハイブリッド測位において、受信機の屋内外の状況に応じて、基地局測位に対し適切な制御を行い、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る測位システムを構成する測位サーバ、及び受信機であるセルラ端末の機能構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る受信機であるセルラ端末のハードウェア構成を示す図である。
【図３】屋内外判定部の機能構成を示す図である。
【図４】判定用データベースに記憶された情報例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る測位サーバのハードウェア構成を示す図である。
【図６】屋内外判定処理（屋内外判定方法）を示すフローチャートである。
【図７】図６の処理を説明するための図である。
【図８】判定用データベースの構築を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態に係る測位システムを構成する測位サーバ、及び受信機であるセルラ端末で実行される処理（測位方法）を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る測位システムを構成する測位サーバ、及び受信機であるセルラ端末で実行される処理（測位方法）の別の例を示すフローチャートである。
【図１１】屋内外判定処理（屋内外判定方法）の第１の変形例を示すフローチャートである。
【図１２】屋内外判定部の第２の変形例の機能構成を示す図である。
【図１３】屋内外判定処理（屋内外判定方法）の第２の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面と共に本発明に係る測位システム及び測位方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１に、本実施形態に係る測位システム１を示す。測位システムは、測位サーバ１０と本実施形態に係る受信機であるセルラ端末（移動通信端末）２０とを含んで構成され、セルラ端末２０の位置を推定するシステムである。測位サーバ１０は、セルラ端末２０の位置を推定する（総括的な処理を行う）装置である。測位サーバ１０によるセルラ端末２０の測位（の制御）は、セルラ通信システム（移動通信システム）の枠組みを利用して行われる。測位サーバ１０は、セルラ通信システムに含まれる複数のセルラ基地局３０と接続されており各セルラ基地局３０との間で情報を送受信することができ、また、セルラ基地局３０を介してセルラ端末２０との間で通信を行うことができる。また、測位サーバ１０は、セルラ通信システム（移動通信システム）に含まれていてもよい。
【００１９】
本実施形態に係る測位サーバ１０を詳細に説明する前に、測位対象であるセルラ端末２０について説明する。セルラ端末２０は、無線通信機能とＧＰＳ測位（ＡＧＰＳ測位）に用いられる信号の受信機能とを有する装置である。また、セルラ端末２０は、ＧＰＳ測位演算を行う機能も有している。セルラ端末２０は、具体的には、図１に示すようにセルラ通信部２１と、ＧＰＳ受信部２２と、ＧＰＳ測位演算部２３と、データ蓄積部２４とを備えて構成されている。
【００２０】
セルラ通信部２１は、セルラ通信システムのセルラ通信網（移動体通信網）に含まれる複数のセルラ基地局３０との間で無線通信することにより、セルラ通信（移動体通信）を行う手段である。セルラ通信部２１には、セルラ通信用のアンテナが設けられており、そのアンテナが用いられてセルラ通信が行われる。セルラ通信部２１は、電話通信等の通常のセルラ通信を行うと共に、測位サーバ１０における自端末２０の測位のために用いられるセルラ通信による情報を取得する。具体的にどのような情報を取得するのかについては後述する。セルラ通信部２１は、取得した情報をデータ蓄積部２４に蓄積させる。
【００２１】
また、セルラ通信部２１は、セルラ基地局３０（セルラ通信網）を介して測位サーバ１０との間で情報の送受信を行う。セルラ通信部２１は、データ蓄積部２４に蓄積されている、測位サーバ１０において測位のために用いられる情報を、より詳細には後述する測定レポート情報（Measurement Report）として測位サーバ１０に送信する。セルラ通信部２１から測位サーバ１０に送信される情報には、後述するＧＰＳ測位結果を示す情報と、後述する無線通信に関する情報又は当該無線通信に関する情報を生成するための情報とが含まれる。この送信は、セルラ端末２０の測位が行われる際に、例えば測位サーバ１０からの要求又は自端末２０に対してのユーザからの操作をトリガとして行われる。
【００２２】
ＧＰＳ受信部２２は、ＧＰＳ衛星４０から送信される、測位に用いられる信号を受信する手段である。ＧＰＳ受信部２２には、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するためのアンテナが設けられており、そのアンテナが用いられて受信が行われる。ＧＰＳ受信部２２は、ＧＰＳ測位の演算に用いられる、受信したＧＰＳ衛星４０からの信号に関する情報をデータ蓄積部２４に蓄積させる。
【００２３】
上記のＧＰＳ衛星４０は、時刻に応じて所定の場所に位置しており、当該位置から測位に用いられる測位用の信号を送信している。具体的には、ＧＰＳ衛星４０は、高度約２万ｋｍの６個の周回軌道上に４〜５個ずつ配置されており、時間の経過に伴って周回軌道上を移動する。ＧＰＳ衛星４０が送信する測位用の信号には、ＧＰＳ衛星４０を区別して特定するための識別情報、ＧＰＳ衛星４０の軌道を示す情報、及び信号を送信した時刻を示す情報が含まれている。
【００２４】
ＧＰＳ測位演算部２３は、ＧＰＳ受信部２２によって受信されたＧＰＳ衛星４０からの信号の受信状態に基づき、自端末２０の位置をＧＰＳ測位によって算出する位置推定手段の一つである。具体的には、ＧＰＳ測位演算部２３は、ＧＰＳ受信部２２によって受信されてデータ蓄積部２４に蓄積された自端末２０がＧＰＳ衛星４０から受信した信号の情報を取得する。続いて、ＧＰＳ測位演算部２３は、その情報からＧＰＳ衛星４０の位置、セルラ端末２０からＧＰＳ衛星４０までの距離等を算出して、自端末２０の位置を算出する。また、この算出には、セルラ通信システムから取得される、ＧＰＳ衛星４０の位置等を示すアシストデータが用いられてもよい（その場合の測位は、ＡＧＰＳ（Assisted ＧＰＳ）測位となる）。ＧＰＳ受信部２２によるＧＰＳ衛星４０からの信号の受信、及びＧＰＳ測位演算部２３によるＧＰＳ測位演算は、例えば後述するような測位サーバ１０からの指示がセルラ端末２０によって受信されたことをトリガとして開始及び終了される。
【００２５】
ＧＰＳ測位演算部２３は、算出した自端末２０の位置を示す情報をＧＰＳ測位による測位結果の情報として、測位サーバ１０に送信する。ＧＰＳ測位演算部２３は、ＧＰＳ測位による自端末２０の位置の算出が失敗した場合、その旨を測位サーバ１０に通知する。これらの情報は、測定レポート情報に含められて送信される。
【００２６】
データ蓄積部２４は、セルラ通信部２１及びＧＰＳ受信部２２各々によって取得された測位に用いられる情報が格納される。以上が、セルラ端末２０の機能構成である。
【００２７】
引き続いて、図２に本実施形態に係るセルラ端末２０のハードウェア構成を示す。図２に示すように、セルラ端末２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＡＭ（RandomAccess Memory）２０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０３、操作部２０４、ディスプレイ２０５、セルラ通信モジュール２０６、セルラ通信用アンテナ２０７、ＧＰＳ受信モジュール２０８及びＧＰＳ受信用アンテナ２０９等のハードウェアにより構成されている。これらの構成要素が動作することにより、上述した機能が発揮される。以上が、セルラ端末２０の構成である。
【００２８】
続いて、測位サーバ１０について説明する。図１に示すように、測位サーバ１０は、送受信部１１と、受信状態情報取得部１２と、基地局測位演算部１３と、終了判断部１４と、屋内外判定部１５と、終了条件決定部１６とを備えて構成される。
【００２９】
送受信部１１は、セルラ基地局３０を介してセルラ端末２０との間で情報の送受信を行う手段である。送受信部１１は、セルラ端末２０から受信した情報を、情報に応じて受信状態情報取得部１２及び終了判断部１４に出力する。
【００３０】
受信状態情報取得部１２は、セルラ端末２０から送信された、セルラ端末２０におけるセルラ通信部２１による電波の受信状態を示す受信状態情報を、送受信部１１を介して取得する。受信状態情報としては、電波の発信源であるセルラ基地局３０に応じた受信強度を示す強度情報が用いられる。より具体的には、セルラ端末２０において測定された情報である、セルラ基地局３０の識別情報（セルＩＤ、基地局ＩＤ等）を含む測定レポート情報（Measurement Report（以下「ＭＲ」と称する））が用いられる。ＭＲには、セルラ基地局３０の識別情報以外に、当該識別情報に対応付けられて受信信号の受信強度（受信レベル）、信号の伝送遅延（例えば、ＲＴＴ：Round Trip Time）を示す情報、減衰量、干渉量等を示す情報、ＧＰＳ測位可否等が含まれている。受信状態情報取得部１２は、ＭＲを取得するとＭＲを基地局測位演算部１３及び屋内外判定部１５に出力する。なお、ＭＲの取得は一定間隔毎等、継続的に行われる。
【００３１】
基地局測位演算部１３は、受信状態情報取得部１２によって取得されたＭＲに基づいてセルラ端末２０の位置を推定する位置推定手段の一つである。ＭＲに基づくセルラ端末２０の位置の推定は、上述した特許文献１に示されるパターンマッチングによる測位演算を行う方法によって行われる。即ち、基地局測位演算部１３は、所定のセルラ基地局３０から受信される電波の受信強度と当該電波が受信される位置との関係を示す情報をデータベースに格納しておく等によって記憶しておく。基地局測位演算部１３は、当該データベースに格納された情報と、ＭＲによって示されるセルラ基地局３０に応じた受信強度とのマッチングを行い、ＭＲによって示される受信強度と類似するパターンの受信強度に対応付けられた位置をセルラ端末２０の位置とする。
【００３２】
基地局測位演算部１３は、上記のようにセルラ端末２０の位置を推定すると共に当該位置の測位誤差を推定する。ここでの測位誤差の推定は、従来のパターンマッチングを用いた測位方法における測位誤差の推定と同様に行われる。基地局測位演算部１３は、例えば、当該データベースに格納された各位置に対応付けられた受信強度とＭＲの受信強度とのマッチングの度合Ｐｉを算出する。続いて、基地局測位演算部１３は、Ｐｉを変数とした例えば以下の関数を用いて測位誤差Ｅｉを算出する。
Ｅｉ＝Ａ／Ｐｉ
ここで、Ａは予め基地局測位演算部１３によって記憶されたシステムパラメータである。Ｐｉの算出方法の例として、測定結果ＭとデータベースＤとのユークリッド距離を使用ことが可能である。ｉはデータベース上の位置座標を一意に識別する番号として、ｊは測定にて受信した基地局番号として、すべてのデータベース上の位置座標ｉに対し、以下の式よりＰｉを算出する。
【数１】
Ｐｉがもっとも大きい位置がマッチングの度合が大きい位置である。また、Ａはデータベース上のグリッドの大きさを使用することが可能である。つまり、データベース上の隣接した位置間の距離をＡとして使用する。
【００３３】
また、基地局測位演算部１３は、一回のセルラ端末２０の測位で複数のＭＲが取得された場合、複数のＭＲを用いて測位演算を行う。具体的には、基地局測位演算部１３は、複数のＭＲによって示される電波の受信強度をセルラ基地局３０毎に平均して、平均した受信強度を用いてマッチングを行う。パターンマッチング測位では、セルラ端末２０における測定を繰り返し、ＭＲの数を増やすとマルチパスや測定誤差による測定結果の変動を無くす等の効果があるため、測位精度が向上する。後述するようにＭＲは、セルラ端末２０においてＭＲが測定される毎に測位サーバ１０に送信されるので、基地局測位演算部１３はその度にパターンマッチング測位演算を行う。基地局測位演算部１３は、パターンマッチング測位演算によって得られたセルラ端末２０の位置を示す情報、及び計算した測位誤差を示す情報を終了判断部１４に出力する。
【００３４】
更に、基地局測位演算部１３は、上記以外の方法にてセルラ端末２０の位置の推定を行ってもよい。具体的には、基地局測位演算部１３は、セルラ端末２０によって受信された電波の発信源であるセルラ基地局３０のセルＩＤを取得する。セルＩＤは、上記と同様にＭＲから取得されてもよいし、又はこの場合、受信強度の情報等を必要としないのでセルラ端末２０から別途、送信させるようにしてもよい。なお、ここで用いられるセルＩＤは、一つのセルに係るものであり、ＭＲに複数のセルの情報が含まれる場合は、所定の受信強度以上で最も受信強度が強いセルに関するものが用いられる。
【００３５】
続いて、基地局測位演算部１３は、セルＩＤに係るセルラ基地局３０の通信エリアであるセルの半径Ｒ（セルの大きさ）を推定する。セルの半径Ｒの推定は、従来の方法と同様に行われる。例えば、基地局測位演算部１３に予めセルＩＤに応じたセル半径を示す情報を記憶したセル半径データベースを保持させておき、それに基づいてセルの半径Ｒを推定する。あるいは、セルの位置関係を示す情報を予め記憶しておき、隣接するセルの情報を用いてセルの半径Ｒを推定する。
【００３６】
基地局測位演算部１３は、推定したセルの半径Ｒと予め記憶した閾値ｄｒとの値を比較する。基地局測位演算部１３は、推定したセルの半径が閾値ｄｒよりも小さいと判断されれば当該セルの位置（セルラ基地局３０の位置）にセルラ端末２０が位置していると推定でき当該セルＩＤを測位結果とする。なお、閾値ｄｒは、要求されるセルラ端末２０に対する測位の精度に応じて適宜、設定される。通常、要求される精度が相対的に低い場合は、閾値ｄｒは相対的に大きくされる。基地局測位演算部１３は、推定したセルの半径が閾値ｄｒよりも小さくないと判断されれば、セルＩＤによる位置の推定はできない旨の測位結果とする。
【００３７】
後述するように、セルＩＤを用いたセルラ端末２０の位置の推定はセルラ端末２０の位置の推定処理を行う際の最初の処理として行われることが望ましい。このような簡易な情報及び演算でセルラ端末２０の位置を推定できれば、パターンマッチング測位演算、及びＧＰＳ測位演算を行わなくても済むからである。基地局測位演算部１３は、上記のセルＩＤを用いた位置推定を行う場合は、測位結果について終了判断部１４に通知する。
【００３８】
終了判断部１４は、所定の終了条件に基づいて、セルラ端末２０の位置の推定を終了するか否かを判断する終了判断手段である。具体的には、終了判断部１４は、例えば、パターンマッチング測位演算が行われる度に、パターンマッチング測位とＧＰＳ測位との終了を以下のように判断する。まず、終了判断部１４は、ＧＰＳ測位が終了しているか否かを判断する。これは、セルラ端末２０からＧＰＳ測位の測位結果が測位サーバ１０に送信されて、送受信部１１によって受信されて終了判断部１４に入力されているか否かにより判断される。ＧＰＳ測位の測位結果が終了判断部１４に入力されている場合には、終了判断部１４は、ＧＰＳ測位が終了していると判断する。ＧＰＳ測位が終了していると判断した場合には、セルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断する。この場合、終了判断部１４は、ＧＰＳ測位の測位結果をセルラ端末２０の位置とする。
【００３９】
また、終了判断部１４は、所定の終了条件として、基地局測位演算部１３によるパターンマッチング測位演算によって得られた測位結果の測位誤差が、閾値σＴより小さいか否かを判断することによって、セルラ端末２０の位置の推定を終了するか否かを判断する。終了判断部１４は、測位誤差が閾値σＴより小さいと判断した場合には、セルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断する。これは、基地局測位演算部１３によるパターンマッチング測位演算によって得られた測位結果が一定の測位精度を満たしている場合、測位を終了させるというものである。閾値σＴは、後述するように終了条件決定部１６によって決定される。この場合、終了判断部１４は、パターンマッチング測位の測位結果をセルラ端末２０の位置とする。
【００４０】
また、終了判断部１４は、所定の終了条件として、測位の経過時間が、閾値Ｔより大きいか否かを判断することによって、セルラ端末２０の位置の推定を終了するか否かを判断する。終了判断部１４は、測位の経過時間が閾値Ｔより大きいと判断した場合には、セルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断する。測位の経過時間とは、セルラ端末２０に対する測位が開始されたときからの経過時間であり測位サーバ１０において計時される。閾値Ｔは、後述するように終了条件決定部１６によって決定される。この場合、終了判断部１４は、パターンマッチング測位の測位結果をセルラ端末２０の位置とする。
【００４１】
上記のように終了判断部１４は、セルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断した場合、送受信部１１を介してセルラ端末２０に対して測位のための処理を中止する信号を送信する。即ち、ＧＰＳ衛星４０からの信号の受信、ＧＰＳ測位演算及びＭＲの測定を中止させる信号を送信する。また、終了判断部１４は、上記のように推定されたセルラ端末２０の位置を示す情報を、セルラ端末２０に送信する等、使用内容に応じて出力する。
【００４２】
上記の判断において、セルラ端末２０の位置の推定を終了しないと判断した場合（終了すると判断しない場合）には、終了判断部１４は、基地局測位演算部１３によるパターンマッチング測位に用いられたＭＲとは異なるタイミングで取得された新たなＭＲにも基づいて、基地局測位演算部１３に対してパターンマッチング測位演算を行わせる。即ち、新たなＭＲが受信状態情報取得部１２によって取得された場合、そのＭＲも用いて基地局測位演算部１３に対してセルラ端末２０のパターンマッチング測位演算を行わせる。但し、必ずしも終了判断部１４から基地局測位演算部１３に対して積極的な制御を行う必要はなく、上記のように測位の終了の処理を行わないことによってパターンマッチング測位演算を行わせることとすればよい。
【００４３】
また、上述したようにセルＩＤに基づく測位を行う場合は、終了判断部１４は、基地局測位演算部１３から入力される測位結果を示す情報に基づいて、セルラ端末２０の位置の推定を終了するか否かを判断する。基地局測位演算部１３から入力される測位結果がセルＩＤに基づいて測位ができた旨のものであれば、終了判断部１４はセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断する。即ち、終了判断部１４は、セル半径に基づいて位置の推定を終了するか否かを判断する。
【００４４】
基地局測位演算部１３から入力される測位結果がセルＩＤに基づいて測位ができない旨のものであれば、終了判断部１４はセルラ端末２０の位置の推定を終了しないと判断する。終了判断部１４は、セルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断した場合、上記と同様に送受信部１１を介してセルラ端末２０に対して測位のための処理を中止する信号を送信する。あるいは、セルＩＤを用いたセルラ端末２０の位置の推定はセルラ端末２０の位置の推定処理を行う際の最初の処理として行われるので、終了判断部１４は、セルラ端末２０の位置の推定を終了しないと判断した場合に、送受信部１１を介してセルラ端末２０に対してパターンマッチング測位及びＧＰＳ測位のための処理を開始する信号を送信することとしてもよい。その場合、上記の測位の経過時間はこの時点から計時することとする。
【００４５】
屋内外判定部１５は、受信状態情報取得部１２から入力されたＭＲに基づいて、セルラ端末２０が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定手段である。図３に示すように、屋内外判定部１５は、より具体的には、判定用データベース５１と、受信部５２と、特定部５３と、可否判定部５４と、第１の屋内外判定部５５と、第２の屋内外判定部５５とを備えている。
【００４６】
このうち判定用データベース５１は、図４に示すように、セルラ端末２０により同時に受信される信号の発信源（セルラ基地局３０）として想定される屋外の発信源の識別情報の組合せ情報と、信号受信時のセルラ端末２０の屋内又は屋外の特徴を表す屋内外特徴情報（ここでは一例としてＧＰＳ測位の可否を表す情報（以下「ＧＰＳ可否情報」という））と、を対応付けて記憶している。図４では、例えば、発信源のＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−Ｂ，ＢＴＳ−Ｄから同時に信号を受信した実績があり、その際にＧＰＳ測位は可能であったことを示し、また、発信源のＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−Ｂ，ＢＴＳ−Ｅから同時に信号を受信した実績があり、その際にＧＰＳ測位は可能でなかったことを示している。なお、判定用データベース５１の構築については後述する。
【００４７】
受信部５２は、セルラ端末２０から、受信信号の発信源の識別情報を含むＭＲを受信する。特定部５３は、受信されたＭＲより、受信信号の発信源数Ｎを特定する。可否判定部５４は、発信源数Ｎが、後述する第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｍ以上であるか否かを判定する。なお、最小限の発信源数Ｍは、予め定められた値である。
【００４８】
第１の屋内外判定部５５は、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ以上の場合（即ち、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能な状況にある場合）に、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する。ここでの第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定は、一例として、パターンマッチング測位を行う環境で、セルラ端末２０からのＭＲを、予め保持した測位用データベースと照合することでセルラ端末２０の概算位置を算出し、ＭＲ中の測定データと概算位置における予測データとの間の矛盾の有無に基づいて屋内外を判定するものである。
【００４９】
第２の屋内外判定部５６は、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満の場合（即ち、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不可能な状況にある場合）に、後に詳述する第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する。
【００５０】
屋内外判定部１５は、セルラ端末２０の屋内外の判定結果を、図１の終了条件決定部１６に出力する。
【００５１】
終了条件決定部１６は、屋内外判定部１５による判定の結果に基づいて、終了判断部１４による判断に用いられる所定の終了条件を決定する終了条件決定手段である。終了条件決定部１６は、上述したパターンマッチングの測位誤差の閾値σＴ、及び測位の経過時間の閾値Ｔを決定する。屋内外判定部１５による判定の結果、セルラ端末２０が屋内に位置するとされた場合、終了条件決定部１６は閾値σＴを（相対的に）大きく、閾値Ｔを（相対的に）小さく設定する。一方、屋内外判定部１５による判定の結果、セルラ端末２０が屋外に位置するとされた場合、終了条件決定部１６は閾値σＴを（相対的に）小さく、閾値Ｔを（相対的に）大きく設定する。これは、セルラ端末２０が屋外に位置する場合は、比較的長い測位時間をかけて高い精度が得られ、セルラ端末２０が屋内に位置する場合は、比較的長い測位時間をかけても高い測位精度が得られないということによる。
【００５２】
また、屋内外判定部１５による判定の結果として、例えば、セルラ端末２０が屋内にいる度合として０〜１の間の連続的な値ｄｉが出力される場合、以下の式に閾値σＴ及び閾値Ｔを決定してもよい。ここで、ｄｉ＝０が屋外、ｄｉ＝１が屋内を表す。
σＴ＝ｄｉ（σＰＭ−σＡＧＰＳ）＋σＡＧＰＳ
Ｔ＝ｄｉ（Ｔ０−Ｔｉ）＋Ｔｉ
ここで、σＡＧＰＳとσＰＭとは、それぞれＡＧＰＳ測位とパターンマッチング測位の測位誤差の閾値を表す。また、ＴｉとＴ０とは、それぞれ屋内と屋外における制限時間を表す。これらの値は、予め終了条件決定部１６が記憶したシステムパラメータであってもよい。また、これらの値は、推定セル半径Ｒによる個別の関数でその都度計算されてもよい。例えば、σＡＧＰＳとＴ０とは、Ｒの単調増加関数、σＰＭとＴｉとはＲの単調減少関数である。終了条件決定部１６は、決定した終了条件を示す情報を、終了判断部１４に出力する。
【００５３】
図５に測位サーバ１０のハードウェア構成を示す。図５に示すように測位サーバ１０は、ＣＰＵ１０１、主記憶装置であるＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３、通信を行うための通信モジュール１０４、並びにハードディスク等の補助記憶装置１０５等のハードウェアを備えるコンピュータを含むものとして構成される。これらの構成要素がプログラム等により動作することにより、上述した測位サーバ１０の機能が発揮される。
【００５４】
引き続いて、図６のフローチャートを用いて、本実施形態に係る屋内外判定部１５で実行される屋内外判定処理（屋内外判定方法）を説明する。この処理は、例えば、後述する測位処理（図９、図１０）における、屋内外判定部１５による屋内外判定ステップ（図９及び図１０のＳ４７）において実行される。
【００５５】
まず、屋内外判定部１５において、受信部５２が、受信信号の発信源の識別情報を含むＭＲをセルラ端末２０から受信し（図６のＳ２１）、特定部５３が、受信されたＭＲに含まれた発信源の識別情報の数をカウントすることで、受信信号の発信源数Ｎを特定する（Ｓ２２）。例えば、ＭＲに含まれた発信源の識別情報が「ＢＴＳ−Ａ」と「ＢＴＳ−Ｂ」の２つであった場合は、発信源数Ｎは「２」に特定される。なお、発信源については、同一セルに属する受信信号を同じ発信源からの受信信号と捉えてもよいし、または、同一セルに属する異なるセクタからの受信信号を、異なる発信源からの受信信号と捉えてもよい。
【００５６】
そして、可否判定部５４は、発信源数Ｎが、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｍ以上であるか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００５７】
Ｓ２３で、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ以上であれば、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能な状況にあると判断できるため、第１の屋内外判定部５５が、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する（Ｓ２４）。ここでは、一例として、セルラ端末２０からのＭＲを、予め保持した測位用データベース（不図示）と照合することでセルラ端末２０の概算位置を算出し、ＭＲ中の測定データと概算位置における予測データとの間の矛盾の有無に基づいて屋内外を判定する。測定データＭと概算位置における予測データＤとの間の矛盾の大きさによって、屋内にいる度合いＰを算出する。例えば、Ｐ＝（Ｄ−Ｍ）／Ｍ，ただし、０以下の値は０、１以上の値は１とする。
【００５８】
一方、Ｓ２３で、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満であれば、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不可能な状況にあると判断できるため、第２の屋内外判定部５６が、以下のような第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する。
【００５９】
第２の屋内外判定部５６は、ＭＲに含まれた発信源の識別情報を全て含んだ組合せ情報と、当該組合せ情報に対応するＧＰＳ可否情報とを判定用データベース５１から抽出し、抽出された組合せ情報に含まれた発信源の数の最小値を発信源数最小値Ｑとして設定する（Ｓ２５）。
【００６０】
具体例としては、図７に示すように、発信源の識別情報（ＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−Ｂ）がＭＲに含まれていた場合、当該発信源の識別情報（ＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−Ｂ）を全て含んだ組合せ情報として、（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｂ、ＢＴＳ−Ｄ）、（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｂ、ＢＴＳ−Ｅ）、（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｂ）の３つの組合せ情報と、これらに対応するＧＰＳ可否情報とが、判定用データベース５１から抽出される。そして、上記３つの組合せ情報に含まれた発信源の数（ここでは「３」、「３」、「２」）のうちの最小値「２」が、発信源数最小値Ｑとして設定される。
【００６１】
別の例として、発信源の識別情報（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｅ）がＭＲに含まれていた場合、当該発信源の識別情報（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｅ）を全て含んだ組合せ情報として、（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｃ、ＢＴＳ−Ｅ、ＢＴＳ−Ｇ）、（ＢＴＳ−Ａ、ＢＴＳ−Ｂ、ＢＴＳ−Ｅ）の２つの組合せ情報と、これらに対応するＧＰＳ可否情報とが、判定用データベース５１から抽出される。そして、上記２つの組合せ情報に含まれた発信源の数（ここでは「４」、「３」）のうちの最小値「３」が、発信源数最小値Ｑとして設定される。
【００６２】
次に、第２の屋内外判定部５６は、発信源数Ｎが発信源数最小値Ｑ以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｑ以上であれば、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｑ以上の発信源から信号を受信していると判断できるため、セルラ端末２０は屋外にいると考えられる。そこで、ＭＲに含まれた発信源の識別情報の組合せと同じ組合せ情報に対応するＧＰＳ可否情報の有無を確認し（Ｓ２７）、ＧＰＳ可否情報が有れば、当該ＧＰＳ可否情報に基づいて屋内外を判定し（Ｓ２９）、ＧＰＳ可否情報が無ければ、セルラ端末２０は屋外にいると判定する（Ｓ２８）。ＧＰＳ可否情報が有れば、当該ＧＰＳ可否情報に基づいて屋内外を判定する場合、当該ＧＰＳ可否情報とのマッチング度合いを屋内にいる度合いとする。また、ＧＰＳ可否情報が無ければ、ＮとＱとの差分によって屋外にいる度合いＰを算出する。例えば、Ｐ＝Ａ（Ｑ−Ｎ）／Ｎ，ただし、Ｐが１以上の場合は１として、０以下の場合は０とする。また、Ａは係数でシステムパラメータである。
【００６３】
一方、Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満であれば、ＭＲに含まれた発信源の識別情報の組合せと同じ組合せ情報に対応するＧＰＳ可否情報の有無を確認し（Ｓ３０）、ＧＰＳ可否情報が有れば、当該ＧＰＳ可否情報に基づいて屋内外を判定する（Ｓ２９）。ＧＰＳ可否情報が無ければ、発信源数Ｎが、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｐ未満であるか否かを判定し（Ｓ３１）、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ未満ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不能であると判定する（Ｓ３３）。一方、Ｓ３１で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ以上ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定は可能であるが、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｍ以上の発信源から信号を受信しておらず受信状況が劣悪であると判断できるため、セルラ端末２０は屋内にいると判定する（Ｓ３２）。
【００６４】
以上のような図６の屋内外判定処理により、セルラ端末２０が屋内にいるか、屋外にいるか、判定不能であるか、の何れかの判定結果が速やかに得られる。
【００６５】
上述したように、本実施形態に係る測位サーバ１０では、発信源数Ｎと最小限の発信源数Ｍとの比較結果に基づいて、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定の実行を制御し、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定の実行不可の場合は、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定の実行へ速やかに切り替えることができる。また、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定では、ＧＰＳ可否情報が有る場合は、該ＧＰＳ可否情報に基づいて屋内外を適切に判定することができ、ＧＰＳ可否情報が無い場合は、発信源数Ｎ、発信源数最小値Ｑ、及び第２の屋内外判定法が可能な最小限の発信源数Ｐに基づいて屋内外を適切に判定することができる。
【００６６】
なお、判定用データベース５１については、例えば、以下のようにして構築することができる。第１に、ＭＲに含まれた情報（受信信号の発信源の識別情報、受信信号レベル、信号の伝送遅延を示す情報、減衰量を示す情報、ＧＰＳ測位可否の情報など）を記憶している測位用データベース（不図示）から、必要な情報（受信信号の発信源の識別情報やＧＰＳ可否情報）を抽出することで、判定用データベース５１を構築することができる。なお、上記測位用データベースをそのまま判定用データベースとして、利用してもよい。
【００６７】
第２に、判定用データベース５１は、通常の測位及び測位用データベース構築の過程で得られる測定情報を用いて、構築することができる。この第２の手法は、測定データを用いる方法と予測データを用いる方法の２種類に分けられる。
【００６８】
このうち、測定データを用いる方法とは、セルラ端末にて測定された発信源の識別情報とＧＰＳ測位の可否に結び付けてデータベース化するものである。例えば、図８（ａ）に示すように、測定データを含んだＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３を受信し、ＭＲ１、ＭＲ２から発信源の識別情報の組合せ（ＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−ＢＢＴＳ−Ｃ）とＧＰＳ測位可能の情報を結び付けてデータベース化し、さらに、ＭＲ３から発信源の識別情報の組合せ（ＢＴＳ−Ａ，ＢＴＳ−Ｄ）とＧＰＳ測位不可の情報を結び付けてデータベース化することで、図８（ａ）の判定用データベースが構築される。
【００６９】
一方、予測データを用いる方法とは、グリッド（測位されるエリアをメッシュ状に区切った個々の場所）の全てが屋外であると仮定して、各グリッドにおける地形や回りの障害物を考慮した伝搬予測式から予測データを作成して、データベース化するものである。例えば、図８（ｂ）に示すように、あるグリッド（位置：ＰＯＳ１）における周囲の全発信源の受信信号強度を事前に決められた伝搬予測式に従って算出し（Ｓ４１）、全予測受信信号強度に対して、事前に決められた方法に従って、その発信源信号の受信可否を判定する（Ｓ４２）。例えば、事前に決められたノイズレベルを基準とし、受信強度が当該ノイズレベルよりも高ければ、発信源信号の受信可能と判定し、受信強度が当該ノイズレベル以下ならば、発信源信号の受信不可と判定する。そして、受信可能と判定された発信源の識別子の組合せを判定用データベースに記憶する（Ｓ４３）。以降、各グリッドについてＳ４１〜Ｓ４３を実行することで判定用データベースが構築される。
【００７０】
引き続いて、図９のフローチャートを用いて、本実施形態に係る測位システム１で実行される測位処理（測位方法）を説明する。この処理は、例えば、測位サーバ１０によって、セルラ端末２０からセルラ通信網を介して測位要求が受信されることによって開始される。なお、上記以外をトリガとして測位処理が開始されてもよい。
【００７１】
まず、セルラ端末２０のセルラ通信部２１によって、受信された電波の発信源であるセルラ基地局３０のセルＩＤが測定され、当該セルＩＤの情報がセルラ通信部２１から測位サーバ１０に送信される。測位サーバ１０では、送受信部１１を介して受信状態情報取得部１２によってセルＩＤが受信される（Ｓ４１、受信状態情報取得ステップ）。受信状態情報取得部１２によって受信されたセルＩＤは、基地局測位演算部１３に出力される。
【００７２】
続いて、基地局測位演算部１３によって、セルＩＤに係るセルの半径Ｒが推定される（Ｓ４２、位置推定ステップ）。続いて、基地局測位演算部１３によって、推定されたセルの半径Ｒと予め記憶した閾値ｄｒとの値が比較される（Ｓ４３、位置推定ステップ）。推定したセルの半径が閾値ｄｒよりも小さいと判断されれば当該セルの位置（セルラ基地局３０の位置）にセルラ端末２０が位置していると推定でき当該セルＩＤを測位結果とする。推定したセルの半径が閾値ｄｒよりも小さくないと判断されれば、セルＩＤによる位置の推定はできない旨の測位結果とする。基地局測位演算部１３による上記の測位結果は、終了判断部１４に入力される。
【００７３】
続いて、終了判断部１４によって、基地局測位演算部１３から入力される測位結果を示す情報に基づいて、セルラ端末２０の位置の推定を終了するか否かが判断される。基地局測位演算部１３から入力される測位結果がセルＩＤに基づいて測位ができた旨のものであれば、終了判断部１４によってセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断されて、セルＩＤによる測位結果が最終測位結果とされて、測位処理は終了する（Ｓ４４、終了判断ステップ）。
【００７４】
一方で、基地局測位演算部１３から入力される測位結果がセルＩＤに基づいて測位ができない旨のものであれば、終了判断部１４によってセルラ端末２０の位置の推定を終了しないと判断される。その場合、送受信部１１を介してセルラ端末２０に対してパターンマッチング測位及びＧＰＳ測位のための処理を開始する信号を送信する（Ｓ４５）。測位サーバ１０において測位の経過時間はこの時点から計時される。
【００７５】
セルラ端末２０では、当該信号が受信されて、それをトリガとしてＧＰＳ受信部２２によるＧＰＳ衛星４０からの信号の受信、及びＧＰＳ測位演算部２３によるＧＰＳ測位演算（ＡＧＰＳ測位）が開始される（Ｓ４５、位置推定ステップ）。セルラ端末２０では、ＧＰＳ受信部２２及びＧＰＳ測位演算部２３によるＡＧＰＳ測位が成功（即ち、一定の精度の測位結果が得られた場合）又は失敗した場合、測位結果の情報が測位サーバ１０に送信される。測位サーバ１０では、送受信部１１を介して、終了判断部１４によって、ＡＧＰＳ測位による測位結果の情報が受信される。
【００７６】
また、セルラ端末２０では、当該信号が受信されて、セルラ通信部２１によって電波の受信状態を示す受信状態情報が測定されて、その情報がＭＲとして測位サーバ１０に送信される。セルラ端末２０では、ＭＲ送信後も継続して（例えば、一定間隔毎に）受信状態情報が測定されて、その情報がＭＲとして測位サーバ１０に送信される。続いて、測位サーバ１０では、送受信部１１を介して受信状態情報取得部１２によってＭＲが受信される（Ｓ４６、受信状態情報取得ステップ）。受信状態情報取得部１２によって受信されたＭＲは、屋内外判定部１５及び基地局測位演算部１３に出力される。
【００７７】
続いて、屋内外判定部１５によって、受信状態情報取得部１２から入力されたＭＲに基づいて、セルラ端末２０が屋内外の何れにいるかが判定される（Ｓ４７、屋内外判定ステップ）。屋内外判定部１５による判定の結果は、終了条件決定部１６に出力される。続いて、終了条件決定部１６によって、屋内外判定部１５による判定の結果に基づいて、終了判断部１４による判断に用いられる所定の終了条件が決定される。具体的には、パターンマッチングの測位誤差の閾値σＴ、及び測位の経過時間の閾値Ｔが決定される（Ｓ４８、終了条件決定ステップ）。決定された所定の終了条件を示す情報は、終了判断部１４に出力される。
【００７８】
続いて、基地局測位演算部１３によって、受信状態情報取得部１２から入力されたＭＲに基づいてパターンマッチング測位演算が行われ、セルラ端末２０の位置が推定され、また、測位誤差が計算される（Ｓ４９、位置推定ステップ）。パターンマッチング測位による測位結果及び測位誤差は、基地局測位演算部１３から終了判断部１４に出力される。
【００７９】
続いて、終了判断部１４によって、ＡＧＰＳ測位が終了しているか否かが判断される（Ｓ５０、終了判断ステップ）。この判断は、セルラ端末２０からのＡＧＰＳ測位による測位結果（一定の精度での測位が成功されているもの）が終了判断部１４に入力されているかにより判断される。ＡＧＰＳ測位が終了していると判断された場合には、終了判断部１４によってセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断される。その場合、ＡＧＰＳ測位による測位結果が最終測位結果とされて、測位処理は終了する（Ｓ５１）。
【００８０】
ＡＧＰＳ測位が終了していないと判断された場合には、続いて、終了判断部１４によって、測位の経過時間が閾値Ｔよりも大きいか否かが判断される（Ｓ５２、終了判断ステップ）。測位の経過時間が閾値Ｔよりも大きいと判断された場合には、終了判断部１４によってセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断される。その場合、パターンマッチング測位による（Ｓ４９で得られた最新の）測位結果が最終測位結果とされて、測位処理は終了する（Ｓ５３）。
【００８１】
測位の経過時間が閾値Ｔよりも大きくないと判断された場合には、続いて、終了判断部１４によって、パターンマッチング測位による測位結果（Ｓ４９で得られたもの）の測位誤差が閾値σＴよりも小さいか否かが判断される（Ｓ５４、終了判断ステップ）。測位誤差が閾値σＴよりも小さいと判断された場合には、終了判断部１４によってセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断される。その場合、パターンマッチング測位による（Ｓ４９で得られた最新の）測位結果が最終測位結果とされて、測位処理は終了する（Ｓ５５）。
【００８２】
測位誤差が閾値σＴよりも小さくないと判断された場合には、再度、セルラ端末２０からの送信に応じて、送受信部１１を介して受信状態情報取得部１２によってＭＲが受信され（Ｓ４６）、上記と同様の処理が繰り返される。
【００８３】
なお、終了判断部１４によって上記のようにセルラ端末２０の位置の推定を終了すると判断されると（Ｓ５１，Ｓ５３，Ｓ５５）、送受信部１１を介して終了判断部１４からセルラ端末２０に対して測位のための処理を中止する信号が送信される。セルラ端末２０では、当該信号が受信されると測位のための処理が中止される。また、最終的な測位結果を示す情報（推定されたセルラ端末２０の位置を示す情報）は、セルラ端末２０に送信される等、使用内容に応じて出力される。
【００８４】
また、上記のＳ５２及びＳ５４の測位の終了の判断の処理は、順序が逆になっていてもよい。即ち、パターンマッチング測位による測位結果の測位誤差が閾値σＴよりも小さいか否かの判断（Ｓ５４）が、測位の経過時間が閾値Ｔよりも大きいか否かの判断の先に行われてもよい。
【００８５】
引き続いて、図１０のフローチャートを用いて、本実施形態に係る測位システム１で実行される測位処理（測位方法）の別の例を説明する。図９のフローチャートを用いて説明した処理では、測位の終了の判断（Ｓ５０，Ｓ５２，Ｓ５４）において、測位が終了されないと判断された場合には、再度、ＭＲが取得されて（Ｓ４６）、屋内外判定が行われて（Ｓ４７）、それに基づくパターンマッチングの測位誤差の閾値σＴ及び測位の経過時間の閾値Ｔの決定（Ｓ４８）が行われていた。しかしながら、屋内外判定（Ｓ４７）及びパターンマッチングの測位誤差の閾値σＴ及び測位の経過時間の閾値Ｔの決定（Ｓ４８）は、必ずしも繰り返しの度に行われる必要はなく、一度行われればよい。
【００８６】
即ち、図１０のフローチャートに示すように、測位の終了の判断（Ｓ５０，Ｓ５２，Ｓ５４）において、測位が終了されないと判断された場合には、再度、セルラ端末２０からの送信に応じて、送受信部１１を介して受信状態情報取得部１２によってＭＲが受信される（Ｓ５６、受信状態情報取得ステップ）。受信状態情報取得部１２によって受信されたＭＲは、基地局測位演算部１３に出力される。
【００８７】
続いて、基地局測位演算部１３によって、受信状態情報取得部１２から入力されたＭＲに基づいてパターンマッチング測位演算が行われ、セルラ端末２０の位置が推定され、また、測位誤差が計算される（Ｓ４９、位置推定ステップ）。以降の処理は、図９のフローチャートに示す処理と同様である。
【００８８】
上記のように屋内外判定を繰り返しループに入れないことすれば、演算量を削減することができる。但し、この場合、図９のフローチャートに示す処理と比べて測位パフォーマンスが低下する可能性がある。
【００８９】
上述したように、本実施形態では、セルラ端末２０によって測定されたＭＲに基づいて、セルラ端末２０が屋内外の何れにいるかが判断されて、当該判断に基づいて測位の終了条件が決定される。例えば、郊外地においては、屋外ではＡＧＰＳの精度を考慮してσＴを小さくする必要があるが、屋内でも同じσＴにしてしまうと不都合が生じる。郊外地でのパターンマッチング測位の結果は、電波の発信源であるセルラ基地局３０が少ないことから、ＡＧＰＳに比べて大きく劣化したしたものである。従って、ＡＧＰＳの精度に近いσＴを用いると、ほとんどの場所でパターンマッチング測位ではＦＩＸせずに、タイムアウトまで測位処理が継続されてしまう。逆に、σＴを大きくすると屋外においてＡＧＰＳ測位による測位結果とならず、精度の悪いパターンマッチング測位の結果の結果となってしまう。その結果、全体の測位精度が大幅に劣化してしまうことがある。
【００９０】
上記のようにセルラ端末２０が屋外におり比較的長い測位時間をかけて高い測位精度が得られると考えられる場合、あるいは、セルラ端末２０が屋内におり比較的長い測位時間をかけても高い測位精度が得られないと考えられる場合それぞれにおいて、その場合に応じた測位の終了条件とすることができる。これにより、本実施形態によれば、セルラ端末２０の屋内外の状況に応じて、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。
【００９１】
また、本実施形態のようにＭＲに基づく測位は、パターンマッチング測位であることが望ましい。この構成によれば、ＭＲに基づき確実かつ適切にセルラ端末２０の位置を推定することができる。但し、必ずＭＲに基づく測位方法は、パターンマッチングによるものでなくてもよく、例えば、ＲＴＴに基づいてセルラ端末２０と各セルラ基地局３０との距離を求めて、それに基づいてセルラ端末２０の位置を推定することとしてもよい。
【００９２】
また、本実施形態のように、終了条件決定部１６によって決定される終了条件は、測位誤差の閾値σＴ及び測位の経過時間の閾値Ｔの少なくともいずれかであることが望ましい。この構成によれば、確実かつ適切に測位の終了条件が決定される。但し、上記以外の終了条件が用いられてもよい。
【００９３】
また、本実施形態のようにＧＰＳ測位が行われる。この構成によれば、セルラ端末２０が置かれた環境によってはＧＰＳ測位によるより精度の高い測位結果を取得することができる。即ち、本実施形態によれば、ハイブリッド測位において、受信機の屋内外の状況に応じて、基地局測位に対し適切な制御を行い、適切な測位時間及び測位精度での測位を行うことができる。
【００９４】
また、本実施形態のようにセルＩＤに基づく測位が、測位処理全体の最初に行われることが望ましい。この構成によれば、例えば、セルラ端末２０が、セルラ基地局３０が密集している場所等の環境にある場合は、簡易に測位結果を取得することができる。但し、セルＩＤに基づく測位は必ずしも行われなくてもよい。
【００９５】
なお、本実施形態では、パターンマッチング測位演算、屋内外の判定、終了条件の決定、測位処理の終了の判断等は測位サーバ１０によって行われていたが、それらが全てセルラ端末２０において行われてもよい。即ち、測位システム１はセルラ端末２０自体であってもよい。逆に、測位システム１は、測位サーバ１０自体であってもよい。その場合、測位サーバ１０は、測位演算を行うための情報全てをセルラ端末２０から受信する。例えば、ＡＧＰＳ測位演算は、測位サーバ１０によって行われることとしてもよい。
【００９６】
ところで、屋内外判定部１５の実施形態としては、以下に述べる２つの変形例を採用してもよい。第１の変形例は、判定用データベース５１が屋内外特徴情報（上記実施形態ではＧＰＳ可否情報）を記憶しておらず、屋内外特徴情報に基づく屋内外判定を行わない態様である。第２の変形例は、屋内外特徴情報に基づく屋内外判定を行わず且つ第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定も行わない態様である。以下、各変形例を順に説明する。
【００９７】
［第１の変形例］
第１の変形例における屋内外判定部１５の機能構成は、前述した図３の機能構成と同様であるが、屋内外判定処理（屋内外判定方法）は図１１のフローチャートとなる。即ち、第１の変形例における屋内外判定処理では、まず、屋内外判定部１５において受信部５２が、受信信号の発信源の識別情報を含むＭＲをセルラ端末２０から受信し（図１１のＳ２１）、特定部５３が、受信されたＭＲに含まれた発信源の識別情報の数をカウントすることで、受信信号の発信源数Ｎを特定する（Ｓ２２）。次に、可否判定部５４は、発信源数Ｎが、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｍ以上であるか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００９８】
Ｓ２３で、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ以上であれば、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能な状況にあると判断できるため、第１の屋内外判定部５５が、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する（Ｓ２４）。
【００９９】
一方、Ｓ２３で、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満であれば、第１の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不可能な状況にあると判断できるため、第２の屋内外判定部５６が、以下のような第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定を実行する。第２の屋内外判定部５６は、ＭＲに含まれた発信源の識別情報を全て含んだ組合せ情報を判定用データベース５１から抽出し、抽出された組合せ情報に含まれた発信源の数の最小値を発信源数最小値Ｑとして設定する（Ｓ２５）。
【０１００】
次に、第２の屋内外判定部５６は、発信源数Ｎが発信源数最小値Ｑ以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ以上であれば、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｍ以上の発信源から信号を受信していると判断できるため、セルラ端末２０は屋外にいると判定する（Ｓ２８）。
【０１０１】
一方、Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満であれば、発信源数Ｎが、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｐ未満であるか否かを判定し（Ｓ３１）、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ未満ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不能であると判定する（Ｓ３３）。一方、Ｓ３１で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ以上ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定は可能であるが、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｍ以上の発信源から信号を受信しておらず受信状況が劣悪であると判断できるため、セルラ端末２０は屋内にいると判定する（Ｓ３２）。
【０１０２】
以上のような図１１の屋内外判定処理により、セルラ端末２０が屋内にいるか、屋外にいるか、判定不能であるか、の何れかの判定結果が速やかに得られる。
【０１０３】
［第２の変形例］
第２の変形例における屋内外判定部１５は、図１２に示すように、前述した実施形態と同様の判定用データベース５１、受信部５２及び特定部５３とともに、設定部５７と判定制御部５８とを備える。このうち設定部５７は、ＭＲに含まれた発信源の識別情報を全て含んだ組合せ情報を判定用データベース５１から抽出し、抽出された組合せ情報に含まれた発信源の数の最小値を、発信源数最小値Ｑとして設定する。判定制御部５８は、発信源数Ｎ、発信源数最小値Ｑ、及び屋内外判定が可能な最小限の発信源数Ｐに基づいて、後述する手順で屋内外判定を行う。
【０１０４】
第２の変形例における屋内外判定処理（屋内外判定方法）は図１３のフローチャートとなる。即ち、屋内外判定部１５において受信部５２が、受信信号の発信源の識別情報を含むＭＲをセルラ端末２０から受信し（図１３のＳ２１）、特定部５３が、受信されたＭＲに含まれた発信源の識別情報の数をカウントすることで、受信信号の発信源数Ｎを特定する（Ｓ２２）。次に、設定部５７が、ＭＲに含まれた発信源の識別情報を全て含んだ組合せ情報を判定用データベース５１から抽出し、抽出された組合せ情報に含まれた発信源の数の最小値を発信源数最小値Ｑとして設定する（Ｓ２５）。
【０１０５】
次に、判定制御部５８は、発信源数Ｎが発信源数最小値Ｑ以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ以上であれば、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｍ以上の発信源から信号を受信していると判断できるため、セルラ端末２０は屋外にいると判定する（Ｓ２８）。
【０１０６】
一方、Ｓ２６で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｍ未満であれば、発信源数Ｎが、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が可能とされる最小限の発信源数Ｐ未満であるか否かを判定し（Ｓ３１）、発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ未満ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定が不能であると判定する（Ｓ３３）。一方、Ｓ３１で発信源数Ｎが最小限の発信源数Ｐ以上ならば、第２の屋内外判定法に基づく屋内外判定は可能であるが、セルラ端末２０が最小限の発信源数Ｍ以上の発信源から信号を受信しておらず受信状況が劣悪であると判断できるため、セルラ端末２０は屋内にいると判定する（Ｓ３２）。
【０１０７】
以上のような図１３の屋内外判定処理により、セルラ端末２０が屋内にいるか、屋外にいるか、判定不能であるか、の何れかの判定結果が速やかに得られる。なお、屋内外判定部１５によるセルラ端末２０に対する屋内外判定は、必ずしも上述した方法によるものに限られず、セルラ端末２０における電波の受信状態を示す受信状態情報を用いたものであれば任意の方法を用いることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１…測位システム、１０…測位サーバ、１１…送受信部、１２…受信状態情報取得部、１３…基地局測位演算部、１４…終了判断部、１５…屋内外判定部、１６…終了条件決定部、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＡＭ、１０３…ＲＯＭ、１０４…通信モジュール、１０５…補助記憶装置、２０…セルラ端末、２１…セルラ通信部、２２…ＧＰＳ受信部、２３…ＧＰＳ測位演算部、２４…データ蓄積部、２０１…ＣＰＵ、２０２…ＲＡＭ、２０３…ＲＯＭ、２０４…操作部、２０５…ディスプレイ、２０６…セルラ通信モジュール、２０７…セルラ通信用アンテナ、２０８…ＧＰＳ受信モジュール、２０９…ＧＰＳ受信用アンテナ、３０…セルラ基地局、４０…ＧＰＳ衛星、５１…判定用データベース、５２…受信部、５３…特定部、５４…可否判定部、５５…第１の屋内外判定部、５６…第２の屋内外判定部、５７…設定部、５８…判定制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信機能とＧＰＳ測位に用いられる信号の受信機能とを有する受信機の位置を推定する測位システムであって、
前記受信機における無線通信機能による電波の受信状態を示す受信状態情報を取得する受信状態情報取得手段と、
前記受信状態情報取得手段によって取得された前記受信状態情報に基づいて、前記受信機の位置を推定すると共に前記受信機により受信されたＧＰＳ測位に用いられる信号の受信状態に基づき前記受信機のＧＰＳ測位を行う位置推定手段と、
所定の終了条件、及び前記位置推定手段によるＧＰＳ測位が終了しているか否かに基づいて前記位置推定手段による前記受信状態情報に基づく位置の推定を終了するか否かを判断して、終了しないと判断した場合には前記位置推定手段による位置の推定に用いられた前記受信状態情報とは異なるタイミングで前記受信状態情報取得手段によって取得された新たな前記受信状態情報にも基づいて、前記位置推定手段に対して前記受信機の位置を推定させる終了判断手段と、
前記受信状態情報取得手段によって取得された前記受信状態情報に基づいて、前記受信機が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定手段と、
前記屋内外判定手段による判定の結果に基づいて、前記所定の終了条件を決定する終了条件決定手段と、
を備える測位システム。
【請求項２】
前記受信状態情報取得手段は、前記受信状態情報として前記電波の発信源に応じた受信強度を示す強度情報を取得して、
前記位置推定手段は、前記電波の発信源に応じた当該電波の受信強度と位置との関係を示す情報を予め保持しておき、前記受信状態情報取得手段によって取得された強度情報と予め保持した情報とを比較することによって前記受信機の位置を推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項３】
前記終了条件決定手段は、前記所定の終了条件として測位結果の誤差の閾値及び測位の経過時間の少なくともいずれかを決定することを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項４】
前記受信状態情報取得手段は、前記受信状態情報として前記受信機によって受信された電波の発信源を示す情報を取得して、
前記位置推定手段は、前記受信状態情報取得手段によって取得された情報によって示される前記発信源の通信エリアの大きさを示す情報を取得して、当該通信エリアの大きさに基づいて前記受信機の位置を推定し、
前記終了判断手段は、前記位置推定手段によって取得された前記発信源の通信エリアの大きさを示す情報に基づいて、前記位置推定手段による位置の推定を終了するか否かを判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項５】
無線通信機能とＧＰＳ測位に用いられる信号の受信機能とを有する受信機の位置を推定する測位方法であって、
前記受信機における無線通信機能による電波の受信状態を示す受信状態情報を取得する受信状態情報取得ステップと、
前記受信状態情報取得ステップにおいて取得された前記受信状態情報に基づいて、前記受信機の位置を推定すると共に前記受信機により受信されたＧＰＳ測位に用いられる信号の受信状態に基づき前記受信機のＧＰＳ測位を行う位置推定ステップと、
所定の終了条件、及び前記位置推定ステップにおけるＧＰＳ測位が終了しているか否かに基づいて前記位置推定ステップにおける前記受信状態情報に基づく位置の推定を終了するか否かを判断して、終了しないと判断した場合には前記位置推定ステップにおける位置の推定に用いられた前記受信状態情報とは異なるタイミングで前記受信状態情報取得ステップにおいて取得された新たな前記受信状態情報にも基づいて、前記位置推定ステップにおける前記受信機の位置を推定させる終了判断ステップと、
前記受信状態情報取得ステップにおいて取得された前記受信状態情報に基づいて、前記受信機が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定ステップと、
前記屋内外判定ステップによる判定の結果に基づいて、前記所定の終了条件を決定する終了条件決定ステップと、
を含む測位方法。
【請求項１】
無線通信機能とＧＰＳ測位に用いられる信号の受信機能とを有する受信機の位置を推定する測位システムであって、
前記受信機における無線通信機能による電波の受信状態を示す受信状態情報を取得する受信状態情報取得手段と、
前記受信状態情報取得手段によって取得された前記受信状態情報に基づいて、前記受信機の位置を推定すると共に前記受信機により受信されたＧＰＳ測位に用いられる信号の受信状態に基づき前記受信機のＧＰＳ測位を行う位置推定手段と、
所定の終了条件、及び前記位置推定手段によるＧＰＳ測位が終了しているか否かに基づいて前記位置推定手段による前記受信状態情報に基づく位置の推定を終了するか否かを判断して、終了しないと判断した場合には前記位置推定手段による位置の推定に用いられた前記受信状態情報とは異なるタイミングで前記受信状態情報取得手段によって取得された新たな前記受信状態情報にも基づいて、前記位置推定手段に対して前記受信機の位置を推定させる終了判断手段と、
前記受信状態情報取得手段によって取得された前記受信状態情報に基づいて、前記受信機が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定手段と、
前記屋内外判定手段による判定の結果に基づいて、前記所定の終了条件を決定する終了条件決定手段と、
を備える測位システム。
【請求項２】
前記受信状態情報取得手段は、前記受信状態情報として前記電波の発信源に応じた受信強度を示す強度情報を取得して、
前記位置推定手段は、前記電波の発信源に応じた当該電波の受信強度と位置との関係を示す情報を予め保持しておき、前記受信状態情報取得手段によって取得された強度情報と予め保持した情報とを比較することによって前記受信機の位置を推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項３】
前記終了条件決定手段は、前記所定の終了条件として測位結果の誤差の閾値及び測位の経過時間の少なくともいずれかを決定することを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項４】
前記受信状態情報取得手段は、前記受信状態情報として前記受信機によって受信された電波の発信源を示す情報を取得して、
前記位置推定手段は、前記受信状態情報取得手段によって取得された情報によって示される前記発信源の通信エリアの大きさを示す情報を取得して、当該通信エリアの大きさに基づいて前記受信機の位置を推定し、
前記終了判断手段は、前記位置推定手段によって取得された前記発信源の通信エリアの大きさを示す情報に基づいて、前記位置推定手段による位置の推定を終了するか否かを判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項５】
無線通信機能とＧＰＳ測位に用いられる信号の受信機能とを有する受信機の位置を推定する測位方法であって、
前記受信機における無線通信機能による電波の受信状態を示す受信状態情報を取得する受信状態情報取得ステップと、
前記受信状態情報取得ステップにおいて取得された前記受信状態情報に基づいて、前記受信機の位置を推定すると共に前記受信機により受信されたＧＰＳ測位に用いられる信号の受信状態に基づき前記受信機のＧＰＳ測位を行う位置推定ステップと、
所定の終了条件、及び前記位置推定ステップにおけるＧＰＳ測位が終了しているか否かに基づいて前記位置推定ステップにおける前記受信状態情報に基づく位置の推定を終了するか否かを判断して、終了しないと判断した場合には前記位置推定ステップにおける位置の推定に用いられた前記受信状態情報とは異なるタイミングで前記受信状態情報取得ステップにおいて取得された新たな前記受信状態情報にも基づいて、前記位置推定ステップにおける前記受信機の位置を推定させる終了判断ステップと、
前記受信状態情報取得ステップにおいて取得された前記受信状態情報に基づいて、前記受信機が屋内外の何れにいるかを判定する屋内外判定ステップと、
前記屋内外判定ステップによる判定の結果に基づいて、前記所定の終了条件を決定する終了条件決定ステップと、
を含む測位方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１３７７９７（Ｐ２０１１−１３７７９７Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６０８７５（Ｐ２０１０−１６０８７５）
【出願日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【出願人】（５０６０１６６４６）ポラリス ワイアレス，インク． (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【出願人】（５０６０１６６４６）ポラリス ワイアレス，インク． (16)
【Ｆターム（参考）】
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