測位システム及び測位方法
【課題】 測位に対する要求に応じて、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における受信状態を示す受信状態情報に基づいて屋内外判定を行い、屋内外判定の結果に基づいて測位の終了条件を決定するハイブリッドアルゴリズム1によってセルラ端末20の測位を行う第1測位部12と、セルラ端末20における受信状態を示す受信状態情報に基づいてセルラ端末20の概算位置を算出して、当該概算位置の精度に基づいて、セルラ端末20の測位を終了するか否かを判断するハイブリッドアルゴリズム2によってセルラ端末20の測位を行う第2測位部13とを備える。
【解決手段】 測位サーバ10は、セルラ端末20における受信状態を示す受信状態情報に基づいて屋内外判定を行い、屋内外判定の結果に基づいて測位の終了条件を決定するハイブリッドアルゴリズム1によってセルラ端末20の測位を行う第1測位部12と、セルラ端末20における受信状態を示す受信状態情報に基づいてセルラ端末20の概算位置を算出して、当該概算位置の精度に基づいて、セルラ端末20の測位を終了するか否かを判断するハイブリッドアルゴリズム2によってセルラ端末20の測位を行う第2測位部13とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、本発明は、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。
【0003】
また、従来から、GPS(GlobalPositioning 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(例えば、非特許文献1参照)。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。
【0004】
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上記のようなパターンマッチングによる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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平7−231473号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】井坂丈泰、「GPS技術入門」、東京電機大学出版局、2003年2月28日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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。また、市街地等では、屋外であってもマルチパスの影響で、良好なGPSの測位精度が出ないという問題があった。また、適切な測位時間及び測位精度は、その測位結果の利用のされ方よって異なる。
【0008】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、測位に対する要求に応じて、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】
【0009】
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、第1の測位方法によって、受信機の位置を推定する第1測位手段と、第2の測位方法によって、受信機の位置を推定する第2測位手段と、受信機の位置の推定に対する要求を示す要求情報を入力する要求情報入力手段と、要求情報入力手段によって入力された要求情報に基づいて、第1及び第2の測位方法のいずれを実行するかを決定して、決定した測位方法による受信機の位置の推定を第1測位手段又は第2測位手段に実行させる測位方法決定手段と、を備え、第1測位手段は、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第1受信状態情報取得手段と、第1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測位を行う第1位置推定手段と、所定の終了条件に基づいて第1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して、終了しないと判断した場合には第1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第1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、第1位置推定手段に対して受信機の位置を推定させると共に第1位置推定手段によるGPS測位が終了しているか否かにも基づいて、第1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第1終了判断手段と、第1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第1屋内外判定手段と、第1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第1終了条件決定手段と、を備え、第2測位手段は、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第2受信状態情報取得手段と、第2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、受信機の概算位置を推定すると共に当該概算位置の精度を算出する第2概算位置推定手段と、第2概算位置推定手段によって算出された精度に基づいて、受信機の位置の推定を終了するか否かを判断して、終了すると判断した場合には第2概算位置推定手段によって推定された概算位置を受信機の位置と推定して当該位置の推定を終了させる第2終了判断手段と、第2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第2屋内外判定手段と、第2終了判断手段による判断の結果、及び第2屋内外判定手段よる判定の結果に基づいて、受信機のGPS測位の実行を制御する第2測位制御手段と、を備えることを特徴とする。
【0010】
本発明に係る測位システムでは、受信機の位置の推定に対する要求を示す要求情報が取得され、当該要求情報に基づいて第1及び第2の測位方法のいずれかが実行される。第1の測位方法では、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測位の終了条件が決定される。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。
【0011】
第2の測位方法では、受信機に係る受信状態情報に基づいて、受信機の概算位置が推定されると共に概算位置の精度が算出される。当該概算位置の精度に基づいて、受信機の位置の推定が終了されるか否かが判断される。従って、概算位置の精度が十分によいものであればこの時点でGPS測位は行われず、受信機の位置の推定が終了される。一方、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定される。そして、上記の受信機の位置の推定が終了されるか否かの判断、及び上記の受信機が屋内外の何れにいるかの判定に基づいて、GPS測位の実行が制御される。従って、受信機が、GPS測位を行わなくても概算位置が十分な精度を有している場合、あるいはGPS測位が行いにくい状態にある場合にはGPS測位を実行させず、それら以外の場合にはGPS測位を実行させる等の制御を行うことができる。また、上記のように測位システムでは、実行可否の判断に時間がかかるGPS測位を実際に行うことなく、GPS測位の実行可否の制御を行うことができる。
【0012】
上記のように本発明に係る測位システムによれば、測位時間と測位精度とがそれぞれ異なる2つの測位方法から要求情報に応じた測位方法が決定されて実行されるので、測位に対する要求に応じて、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。
【0013】
第1終了条件決定手段は、要求情報入力手段によって入力された要求情報にも基づいて所定の終了条件を決定することが望ましい。この構成によれば、要求情報にも基づいて終了条件が決定されるため、より適切に測位の終了条件が決定される。
【0014】
第1終了条件決定手段は、受信機が置かれた環境を示す環境情報を取得して、当該環境情報にも基づいて所定の終了条件を決定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も基づいて終了条件が決定されるため、更に適切に測位の終了条件が決定される。
【0015】
第1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、第1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、第1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。
【0016】
第1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。
【0017】
測位システムでは、受信機によって受信された電波の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、当該通信エリアの大きさを示す情報に基づいて、受信機の位置の推定を第1測位手段又は第2測位手段に実行させるか否かを判断する発信源測位手段を更に備えることが望ましい。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。
【0018】
第2測位制御手段は、第2終了判断手段による判断の結果、及び第2屋内外判定手段よる判定の結果に基づいて、第2概算位置推定手段による概算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第2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受信機の位置を推定する測位の実行を制御することが望ましい。この構成によれば、GPS測位が行われない場合であっても、受信機の測位結果を得ることができる。
【0019】
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、概算位置推定手段による概算位置の推定、及び測位制御手段によって実行が制御される受信状態情報が用いられた受信機の位置の推定は、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方法により行われる、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。
【0020】
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。
【0021】
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、第1の測位方法によって、受信機の位置を推定する第1測位ステップと、第2の測位方法によって、受信機の位置を推定する第2測位ステップと、受信機の位置の推定に対する要求を示す要求情報を入力する要求情報入力ステップと、要求情報入力ステップにおいて入力された要求情報に基づいて、第1及び第2の測位方法のいずれを実行するかを決定して、決定した測位方法による受信機の位置の推定を第1測位ステップ又は第2測位ステップにおいて実行させる測位方法決定ステップと、を含み、第1測位ステップは、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第1受信状態情報取得ステップと、第1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測位を行う第1位置推定ステップと、所定の終了条件に基づいて第1位置推定ステップにおける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第1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第1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、第1位置推定ステップにおいて受信機の位置を推定させると共に第1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も基づいて、第1位置推定ステップにおける位置の推定を終了するか否かを判断する第1終了判断ステップと、第1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第1屋内外判定ステップと、第1屋内外判定ステップにおける判定の結果に基づいて、所定の終了条件を決定する第1終了条件決定ステップと、を含み、第2測位ステップは、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第2受信状態情報取得ステップと、第2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、受信機の概算位置を推定すると共に当該概算位置の精度を算出する第2概算位置推定ステップと、第2概算位置推定ステップにおいて算出された精度に基づいて、受信機の位置の推定を終了するか否かを判断して、終了すると判断した場合には第2概算位置推定ステップにおいて推定された概算位置を受信機の位置と推定して当該位置の推定を終了させる第2終了判断ステップと、第2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第2屋内外判定ステップと、第2終了判断ステップにおける判断の結果、及び第2屋内外判定ステップにおける判定の結果に基づいて、受信機のGPS測位の実行を制御する第2測位制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、測位時間と測位精度とがそれぞれ異なる2つの測位方法から要求情報に応じた測位方法が決定されて実行されるので、測位に対する要求に応じて、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。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【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】測位方法の決定に用いられる情報を格納したテーブルを示す図である。
【図4】屋内外判定部の機能構成を示す図である。
【図5】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6】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7】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8】図7の処理を説明するための図である。
【図9】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)全体を示すフローチャートである。
【図11】ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理を示すフローチャートである。
【図12】ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理の別の例を示すフローチャートである。
【図13】ハイブリッドアルゴリズム2による測位処理を示すフローチャートである。
【図14】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15】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16】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】
【0024】
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。
【0025】
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1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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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第1及び第2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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
測位システム1によって推定されたセルラ端末20の位置の情報は、セルラ端末20やセルラ端末20に情報を提供するサーバ等で実行されるアプリケーション(ソフトウェア)によって利用される。具体的には、推定されたセルラ端末20の位置は、ナビゲーションやユーザの位置に応じた情報提供等に用いられる。これらのアプリケーションでは、アプリケーション自体やアプリケーションの設定等に応じてセルラ端末20の位置に推定に係る要求が異なる。当該要求としては、セルラ端末20のバッテリの消耗が小さくなるように(長い時間、継続して測位可能にする)というものや、測位精度が良好になるようにというもの等がある。本実施形態では、測位システム1によってセルラ端末20の測位が行われる際に、測位に係る要求を示す情報が、例えば、測位要求元(例えば、セルラ端末20)から送信されたものを受信する等して、測位サーバ10によって取得される。
【0035】
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。
【0036】
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、第1測位部12と、第2測位部13と、要求情報入力部14と、測位方法決定部15と、セルID測位部16とを備えて構成される。
【0037】
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、情報に応じて第1測位部12、第2測位部13、要求情報入力部14及びセルID測位部16のいずれかに出力する。
【0038】
第1測位部12は、第1の測位方法であるハイブリッドアルゴリズム1によってセルラ端末20の位置を推定する第1測位手段である。第2測位部13は、第2の測位方法であるハイブリッドアルゴリズム2によってセルラ端末20の位置を推定する第2測位手段である。ハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2については、より詳細に後述するがそれぞれ以下の特徴を有している。
【0039】
ハイブリッドアルゴリズム1は、測位時間と測位精度とを最適化するものであるが、GPS測位とパターンマッチング測位とを同時に実行するため、セルラ端末20の電力消費(バッテリの消耗)が大きくなる。ハイブリッドアルゴリズム2は、GPS測位とパターンマッチング測位と切り替えて実行するため、測位時間と測位精度とを最適化することができないが、セルラ端末20の電力消費が小さい。また、より詳細には後述するように概算位置も利用するため、測位時間が早い。上記のように、ハイブリッドアルゴリズム1とハイブリッドアルゴリズム2とは、測位時間及び測位精度と、セルラ端末20の電力消費との点で異なる特徴を有している。
【0040】
要求情報入力部14は、セルラ端末20の位置の推定に対する要求を示す要求情報を入力する要求情報入力手段である。具体的には、当該要求は、測位時間、測位精度及びセルラ端末20のバッテリライフ等に係るものである。具体的には、バッテリライフ最優先(Best Battery Life)(セルラ端末20のバッテリライフが最も長くなるようにする)、測位時間最優先(Best Time to Fix)(測位時間が最も短くなるようにする)、測位精度最優先(BestAccuracy)(測位精度が最もよくなるようにする)等である。それ以外にも、バッテリライフ優先(BetterBattery Life)、測位時間優先(Better Time to Fix)、測位精度優先(Better Accuracy)、バッテリライフ良好(Good Battery Life)、測位時間良好(Good Time to Fix)、測位精度良好(Good Accuracy)等のそれぞれの要素の優先度の程度を含むものであってもよい。
【0041】
具体的には、要求情報入力部14は、測位要求元(例えば、セルラ端末20)から送信されたものを受信することによって要求情報を入力する。上記の要求は、通常、測位結果が利用されるアプリケーション自体やアプリケーションにおける設定に基づいて決定されている。要求情報入力部14は、入力した要求情報を測位方法決定部15に出力する。
【0042】
測位方法決定部15は、要求情報入力部14から入力された要求情報に基づいて、ハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2のいずれを実行するかを決定する測位方法決定手段である。具体的には、測位方法決定部15は、測位サーバ10に予め記憶された図3に示すテーブルの情報に基づいて、測位方法を決定する。図3に示すテーブルの情報は、要求情報(テーブルの第1列目の情報)と測位方法(テーブルの第3列目の情報)とが対応付けられた情報である(なお、図3のテーブルに示す情報のそれ以外の情報については後述する)。図3において、測位方法の“HA1”及び“HA2”は、それぞれハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2を示す。
【0043】
測位方法決定部15は、図3のテーブルを参照して、要求情報入力部14から入力された要求情報に対応付けられている測位方法を、実行する測位方法として決定する。測位方法決定部15は、決定した測位方法によるセルラ端末20の位置の推定を第1測位部12又は第2測位部13に実行させる。また、第1測位部12による測位が実行される場合、測位方法決定部15は、測位の終了条件の決定用に要求情報を第1測位部12に入力する。
【0044】
セルID測位部16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する発信源測位手段である。セルID測位部16は、上記通信エリアの大きさを示す情報に基づいて、セルラ端末20の位置の推定を第1測位部12又は第2測位部13に実行させるか否かを判断する。
【0045】
具体的には、セルID測位部16は、以下のようにセルラ端末20の位置の推定を行う。セルID測位部16は、送受信部11を介して、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。
【0046】
続いて、セルID測位部16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、セルID測位部16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。
【0047】
セルID測位部16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。セルID測位部16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。セルID測位部16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。
【0048】
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。
【0049】
セルID測位部16は、セルIDによるセルラ端末20の位置の推定ができた場合には、推定された位置を最終測位結果として、セルラ端末20の位置の推定を終了すると判断する。即ち、セルID測位部16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。セルID測位部16は、セルIDによるセルラ端末20の位置の推定ができなかった場合には、セルラ端末20の位置の推定を終了しないと判断して、セルラ端末20の位置の推定を第1測位部12又は第2測位部13に実行させると判断する。
【0050】
セルID測位部16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、後述するのと同様に送受信部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、セルID測位部16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、後述する測位の経過時間はこの時点から計時することとする。
【0051】
引き続いて、ハイブリッドアルゴリズム1を実行する第1測位部12を詳細に説明する。図1に示すように、第1測位部12は、第1受信状態情報取得部121と、第1基地局測位演算部122と、第1終了判断部123と、第1屋内外判定部124と、第1終了条件決定部125とを備えて構成される。
【0052】
第1受信状態情報取得部121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を介して取得する第1受信状態情報取得手段である。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。第1受信状態情報取得部121は、MRを取得するとMRを第1基地局測位演算部122及び屋内外判定部124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。
【0053】
第1基地局測位演算部122は、第1受信状態情報取得部121によって取得されたMRに基づいてセルラ端末20の位置を推定する第1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、第1基地局測位演算部122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。第1基地局測位演算部122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。
【0054】
第1基地局測位演算部122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。第1基地局測位演算部122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、第1基地局測位演算部122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は予め第1基地局測位演算部122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。
【0055】
また、第1基地局測位演算部122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、第1基地局測位演算部122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、第1基地局測位演算部122はその度にパターンマッチング測位演算を行う。第1基地局測位演算部122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第1終了判断部123に出力する。
【0056】
第1終了判断部123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第1終了判断手段である。具体的には、第1終了判断部123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、第1終了判断部123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第1終了判断部123に入力されているか否かにより判断される。GPS測位の測位結果が第1終了判断部123に入力されている場合には、第1終了判断部123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、第1終了判断部123は、GPS測位の測位結果をセルラ端末20の位置とする。
【0057】
また、第1終了判断部123は、所定の終了条件として、第1基地局測位演算部122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。第1終了判断部123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、第1基地局測位演算部122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、後述するように第1終了条件決定部125によって決定される。この場合、第1終了判断部123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。
【0058】
また、第1終了判断部123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。第1終了判断部123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、後述するように第1終了条件決定部125によって決定される。この場合、第1終了判断部123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。
【0059】
上記のように第1終了判断部123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、第1終了判断部123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。
【0060】
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、第1終了判断部123は、第1基地局測位演算部122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、第1基地局測位演算部122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が第1受信状態情報取得部121によって取得された場合、そのMRも用いて第1基地局測位演算部122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、必ずしも第1終了判断部123から第1基地局測位演算部122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。
【0061】
屋内外判定部124は、第1受信状態情報取得部121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4に示すように、屋内外判定部124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。
【0062】
このうち判定用データベース51は、図5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5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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
屋内外判定部124は、セルラ端末20の屋内外の判定結果を、図1の第1終了条件決定部125に出力する。
【0067】
第1終了条件決定部125は、屋内外判定部124による判定の結果に基づいて、第1終了判断部123による判断に用いられる所定の終了条件を決定する第1終了条件決定手段である。第1終了条件決定部125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124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、第1終了条件決定部125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124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、第1終了条件決定部125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。
【0068】
また、屋内外判定部124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、予め第1終了条件決定部125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。第1終了条件決定部125は、決定した終了条件を示す情報を、第1終了判断部123に出力する。
【0069】
また、第1終了条件決定部125は、要求情報入力部14によって入力された要求情報にも基づいて所定の終了条件を決定することとしてもよい。更には、第1終了条件決定部125は、セルラ端末20が置かれた環境を示す環境情報を取得して、当該環境情報にも基づいて所定の終了条件を決定することとしてもよい。セルラ端末20が置かれた環境は、例えば、セルラ端末20の所在地域が市街地(Urban)であるか、郊外(Suburban)であるか、田舎(Rural)であるか等である。
【0070】
環境情報の取得は、例えば、セルラ端末20から送信されたMRから第1基地局測位演算部122に保持される測位用データベースに基づいて判定を行うことによって行われる。より具体的には、上記の情報から、セルラ端末20が電波を受信したセルラ基地局30(と隣接するセルラ基地局30と)のセル間隔を示す情報を取得して、セル間隔に基づいて環境を判別する。例えば、セル間隔が所定の閾値よりも小さければ市街地であると判別される。環境情報は、上記のように判別によって取得する以外にもセルラ端末20から取得することとしてもよい。
【0071】
終了条件の決定は、具体的には、測位サーバ10に予め記憶された図3に示すテーブルの情報に基づいて行われる。図3に示すテーブルの情報は、要求情報(テーブルの第1列目の情報)及び環境情報(テーブルの第2列目の情報)と、終了条件を示す情報(テーブルの第4〜7列目の情報)とが対応付けられた情報である。
【0072】
図3のテーブルに示す終了条件を示す情報のうち、σT_in(テーブルの第4列目の情報)は、セルラ端末20が屋内に位置するとされた場合の、パターンマッチングの測位誤差の閾値σTである(単位はm)。σT_out(テーブルの第5列目の情報)は、セルラ端末20が屋外に位置するとされた場合の、パターンマッチングの測位誤差の閾値σTである(単位はm)。Tmax_in(テーブルの第6列目の情報)は、セルラ端末20が屋内に位置するとされた場合の、測位の経過時間の閾値Tである(単位は秒)。Tmax_out(テーブルの第7列目の情報)は、セルラ端末20が屋外に位置するとされた場合の、測位の経過時間の閾値Tである(単位は秒)。なお、図3における“A-GPS Timeout Time”は、予め設定されて測位サーバ10に記憶されているAGPS測位のタイムアウト時間である。“Time to Acquire First NMR”は、一つ目のMRが取得されるまでの時間である。
【0073】
第1終了条件決定部125は、図3のテーブルを参照して、要求情報入力部14によって入力された要求情報、及び取得した環境情報の組み合わせに対応付けられている終了条件を用いる。なお、図3のテーブルを用いる場合、要求情報及び環境情報の組み合わせで終了条件が決定されることとなるが、要求情報及び環境情報のいずれか一方に応じて終了条件が決定されてもよい。上記のように終了条件を決定するようにすれば、屋内外判定に加えて、要求情報や環境情報にも基づいて終了条件が決定されるため、適切に測位の終了条件が決定される。以上が、第1測位部12の構成である。
【0074】
続いて、ハイブリッドアルゴリズム2を実行する第2測位部13を詳細に説明する。図1に示すように、第2測位部13は、第2受信状態情報取得部131と、第2基地局測位演算部132と、第2終了判断部133と、屋内外判定部134と、第2測位制御部135とを備えて構成される。
【0075】
第2受信状態情報取得部131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。第2受信状態情報取得部131は、第1測位部12の第1受信状態情報取得部121の機能と同様の機能を有している。第2受信状態情報取得部131は、MRを取得するとMRを第2基地局測位演算部132及び屋内外判定部134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。
【0076】
第2基地局測位演算部132は、第2受信状態情報取得部131によって取得されたMRに基づいてセルラ端末20の位置を推定する第2位置推定手段の一つである。第2基地局測位演算部132は、第1測位部12の第1基地局測位演算部122と同様の機能によりパターンマッチング測位演算を行う。第2基地局測位演算部132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第2終了判断部133に出力する。
【0077】
第2基地局測位演算部132は、セルラ端末20の測位で最初に取得されたMRから、上記のパターンマッチング測位の方法によって、セルラ端末20の概算位置を推定すると共に当該概算位置の精度を算出する第2概算位置推定手段である。概算位置の精度としては、上述した測位誤差が用いられる。第2基地局測位演算部132は、上記のように求められた概算位置の情報を第2終了判断部133に出力する。なお、概算位置の算出は、必ずしも1つのMRに基づくものでなくもてよく、複数回のMRに基づいたものであってもよい。概算位置は、後述するように屋内外の判定と共に短時間で行われるものであるので、屋内外判定と同様の情報に基づいて行われるものであればよい。
【0078】
第2終了判断部133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第2終了判断手段である。具体的には、第2終了判断部133は、第2基地局測位演算部132によって推定されたセルラ端末20の概算位置の精度に基づいて、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。概算位置の精度に基づく判断を、第2終了判断部133は、第2基地局測位演算部132から入力された情報によって示される概算位置の測位誤差が閾値よりも小さいか否かを判断することによって行う。第2終了判断部133は、測位誤差が閾値よりも小さいと判断すると、概算位置の精度が十分としてセルラ端末20の位置の推定を終了すると判断する。ここで、上記の閾値は、予め第2終了判断部133に記憶された値であり、必要となるセルラ端末20の精度に応じて適宜、設定されている。この場合、第2終了判断部133は、概算位置をセルラ端末20の位置とする。
【0079】
上記のように第2終了判断部133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。なお、GPS測位に係る処理は、後述するようにGPS測位を行うと測位サーバ10において判断された場合、開始するように指示してもよい。また、第2終了判断部133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。
【0080】
第2終了判断部133は、測位誤差が閾値よりも小さくないと判断すると、概算位置の精度が不十分としてセルラ端末20の位置の推定を終了しないと判断する。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、後述するようにパターンマッチング測位又はGPS測位のいずれかが行われる。その場合、第2終了判断部133は、それぞれの測位の終了を後述するように判断する。また、第2終了判断部133は、概算位置に基づく測位処理を終了するか否かの判断結果の情報を第2測位制御部135に出力する。
【0081】
GPS測位が行われる場合には、具体的には、第2終了判断部133は、セルラ端末20からのGPS測位結果の通知を受けるとセルラ端末20の位置の推定を終了すると判断する。第2終了判断部133は、セルラ端末20からの通知が、GPS測位が成功してGPS測位による測位結果が得られた旨のものである場合(GPS測位がFIXした場合)には、GPS測位の測位結果をセルラ端末20の位置とする。一方で、セルラ端末20からの通知が、GPS測位が失敗してGPS測位による測位結果が得られなかった旨のものである場合(GPS測位がFIXしなかった場合)には、第2終了判断部133は、上記の概算位置をセルラ端末20の位置とする。また、セルラ端末20から所定の時間(例えば、予め設定された一定時間)が経過してもセルラ端末20からの通知がなかった場合にも、第2終了判断部133は、上記の概算位置をセルラ端末20の位置とする。また、第2終了判断部133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。
【0082】
パターンマッチング測位が行われる場合には、具体的には、第2終了判断部133は、例えば、新たなMRに基づくパターンマッチングが行われて測位結果が第2基地局測位演算部132から第2終了判断部133に入力された場合に、セルラ端末20の位置の推定を終了すると判断する。その場合、パターンマッチング測位による測位誤差の算出は必ずしも必要ない。あるいは、第2終了判断部133は、以下のように判断を行ってもよい。第2終了判断部133は、第2基地局測位演算部132によって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の終了を以下のように判断する。第2終了判断部133は、第2基地局測位演算部132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。第2終了判断部133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、第2基地局測位演算部132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、予め第2終了判断部133に記憶された値であり、必要となるセルラ端末20の精度に応じて適宜、設定されている。この場合、第2終了判断部133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。
【0083】
また、第2終了判断部133は、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。第2終了判断部133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、予め第2終了判断部133に記憶された値であり、許容可能な測位時間に応じて適宜、設定されている。この場合、第2終了判断部133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。上記のような判断を行うことによって、より精度の高いパターンマッチング測位による測位結果を得ることができる。なお、上記の閾値σT及びTは、図3のテーブルを用い、要求情報や環境情報に基づいて、上述した第1終了条件決定部125による方法と同様に決定されてもよい。
【0084】
上記のように第2終了判断部133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、MRの測定を中止させる信号を送信する。また、第2終了判断部133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。
【0085】
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、第2終了判断部133は、第2基地局測位演算部132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、第2基地局測位演算部132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が第2受信状態情報取得部131によって取得された場合、そのMRも用いて第2基地局測位演算部132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、必ずしも第2終了判断部133から第2基地局測位演算部132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。
【0086】
屋内外判定部134は、第2受信状態情報取得部131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第2屋内外判定手段である。屋内外判定部134は、第1測位部12の屋内外判定部124の機能と同様の機能を有している。屋内外判定部134は、セルラ端末20の屋内外の判定結果を、図1の第2測位制御部135に出力する。
【0087】
第2測位制御部135は、第2終了判断部133による概算位置に対する判断の結果、及び屋内外判定部134よる判定の結果に基づいて、セルラ端末20のGPS測位の実行を制御する第2測位制御手段である。具体的には、第2終了判断部133による概算位置に対する判断の結果、測位が終了されるとされた場合には、第2測位制御部135は何れの測位の実行の制御も行わない。
【0088】
第2終了判断部133による概算位置に対する判断の結果、測位が終了されないとされ、かつ屋内外判定部134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には、第2測位制御部135は、セルラ端末20のGPS測位を実行させるように制御する。その場合、具体的には、第2測位制御部135は、セルラ端末20に対してGPS測位を実行させる制御信号を送信する。あるいは、セルラ端末20において測位のための処理である、GPS衛星40からの信号の受信、GPS測位演算及びMRの測定が予め行われることとしている場合には、第2測位制御部135は、GPS測位のための処理(GPS衛星40からの信号の受信及びGPS測位演算)については中止させず、GPS測位以外のための処理(MRの測定)を中止させる信号をセルラ端末20に送信することとしてもよい。
【0089】
一方、第2終了判断部133による概算位置に対する判断の結果、測位が終了されないとされ、かつ屋内外判定部134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には、第2測位制御部135は、セルラ端末20のパターンマッチング測位を実行させるように制御する。上記のように、パターンマッチング測位は概算位置の算出でも行われているので、第2測位制御部135は、その処理を中止しなければよい(積極的な制御は必要ない)。
【0090】
又は、第2測位制御部135は、セルラ端末20に対して、MRを取得して測位サーバ10に送信させる制御信号を送信すると共に、測位サーバ10においてMRが受信されたら第2基地局測位演算部132にパターンマッチング測位演算が行われるよう制御する積極的な制御を行うこととしてもよい。あるいは、セルラ端末20において測位のための処理である、GPS衛星40からの信号の受信、GPS測位演算及びMRの測定が予め行われることとしている場合には、第2測位制御部135は、パターンマッチング測位のための処理(MRの測定)については中止させず、パターンマッチング測位以外のための処理(GPS衛星40からの信号の受信及びGPS測位演算)を中止させる信号をセルラ端末20に送信することとしてもよい。以上が、測位サーバ10の機能構成である。
【0091】
図6に測位サーバ10のハードウェア構成を示す。図6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。
【0092】
引き続いて、図7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124,134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11〜13)における、屋内外判定部124,134による屋内外判定ステップ(図11、図12のS203、図13のS305)において実行される。
【0093】
まず、屋内外判定部124,134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7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。
【0094】
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)。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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)。
【0098】
具体例としては、図8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。
【0099】
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。
【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。
【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、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)。
【0102】
以上のような図7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】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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9(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9(a)の判定用データベースが構築される。
【0107】
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9(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。
【0108】
引き続いて、図10〜13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。まず、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全体を説明する。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。
【0109】
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を介してセルID測位部16によってセルIDが受信される(S101、発信源測位ステップ)。
【0110】
続いて、セルID測位部16によって、セルIDに係るセルの半径Rが推定される(S102、発信源測位ステップ)。続いて、第2基地局測位演算部132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(S103、発信源測位ステップ)。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。
【0111】
続いて、セルID測位部16によって、上記の測位結果に基づいて、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。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、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(S104、発信源測位ステップ)。
【0112】
一方で、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、セルID測位部16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、引き続いて以下のようにハイブリッドアルゴリズム1又はハイブリッドアルゴリズム2による測位が行われる。
【0113】
測位サーバ10では、要求情報入力部14にセルラ端末20の位置の推定に対する要求を示す要求情報が入力される(S105、要求情報入力ステップ)。具体的には、例えば、要求情報入力部14からセルラ端末20に対して要求情報の送信が要求されて、それに応じてセルラ端末20から送信された要求情報が要求情報入力部14によって受信する。要求情報は、要求情報入力部14から測位方法決定部15に出力される。
【0114】
続いて、測位方法決定部15によって、要求情報入力部14から入力された要求情報に基づいて、ハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2のいずれを実行するかが決定される(S106、測位方法決定ステップ)。上記の測位方法の決定は、上述したように図3のテーブルの情報が参照されて行なわれる。
【0115】
上記の決定によってハイブリッドアルゴリズム1が実行されると決定された場合には、測位方法決定部15から第1測位部12に対して測位の実行の制御が行われ、第1測位部12によってハイブリッドアルゴリズム1による測位が行われる(S107、測位方法決定ステップ、第1測位ステップ)。
【0116】
一方、ハイブリッドアルゴリズム2が実行されると決定された場合には、測位方法決定部15から第2測位部13に対して測位の実行の制御が行われ、第2測位部13によってハイブリッドアルゴリズム2による測位が行われる(S108、測位方法決定ステップ、第2測位ステップ)。以上が、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全体である。
【0117】
引き続いて、ハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2それぞれによる測位処理について説明する。まず、図12のフローチャートを用いて、ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理(S107)について説明する。
【0118】
まず、第1測位部12から送受信部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が送信される(S201)。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。
【0119】
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(S201、第1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、第1測位部12の第1終了判断部123によって、AGPS測位による測位結果の情報が受信される。
【0120】
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を介して第1受信状態情報取得部121によってMRが受信される(S202、第1受信状態情報取得ステップ)。第1受信状態情報取得部121によって受信されたMRは、屋内外判定部124及び第1基地局測位演算部122に出力される。
【0121】
続いて、屋内外判定部124によって、第1受信状態情報取得部121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(S203、第1屋内外判定ステップ)。屋内外判定部124による判定の結果は、第1終了条件決定部125に出力される。続いて、第1終了条件決定部125によって、屋内外判定部124による判定の結果に基づいて、第1終了判断部123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(S204、第1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、第1終了判断部123に出力される。
【0122】
続いて、第1基地局測位演算部122によって、第1受信状態情報取得部121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(S205、第1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、第1基地局測位演算部122から第1終了判断部123に出力される。
【0123】
続いて、第1終了判断部123によって、AGPS測位が終了しているか否かが判断される(S206、第1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)が第1終了判断部123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、第1終了判断部123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(S207)。
【0124】
AGPS測位が終了していないと判断された場合には、続いて、第1終了判断部123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(S208、第1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、第1終了判断部123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(S205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(S209)。
【0125】
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、第1終了判断部123によって、パターンマッチング測位による測位結果(S205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(S210、第1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、第1終了判断部123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(S205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(S211)。
【0126】
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を介して第1受信状態情報取得部121によってMRが受信され(S202)、上記と同様の処理が繰り返される。
【0127】
なお、第1終了判断部123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(S207,S209,S211)、送受信部11を介して第1終了判断部123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。
【0128】
また、上記のS208及びS210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(S210)が、測位の経過時間が閾値Tよりも大きいか否かの判断(S208)の先に行われてもよい。
【0129】
引き続いて、図12のフローチャートを用いて、ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理の別の例を説明する。図11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(S206,S208,S210)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(S202)、屋内外判定が行われて(S203)、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(S204)が行われていた。しかしながら、屋内外判定(S203)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(S204)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。
【0130】
即ち、図12のフローチャートに示すように、測位の終了の判断(S206,S208,S210)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を介して第1受信状態情報取得部121によってMRが受信される(S212、第1受信状態情報取得ステップ)。第1受信状態情報取得部121によって受信されたMRは、第1基地局測位演算部122に出力される。
【0131】
続いて、第1基地局測位演算部122によって、第1受信状態情報取得部121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(S205、第1位置推定ステップ)。以降の処理は、図11のフローチャートに示す処理と同様である。
【0132】
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11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。以上が、ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理である。
【0133】
引き続いて、図14のフローチャートを用いて、ハイブリッドアルゴリズム2による測位処理(S108)について説明する。
【0134】
まず、第2測位部13から送受信部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のための処理を開始する信号を送信する(S301)。測位の経過時間が判断に用いられる場合は、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。
【0135】
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を介して第2受信状態情報取得部131によってMRが受信される(S301、第2受信状態情報取得ステップ)。第2受信状態情報取得部131によって受信されたMRは、屋内外判定部134及び第2基地局測位演算部132に出力される。
【0136】
続いて、第2基地局測位演算部132によって、第2受信状態情報取得部131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の概算位置が推定され、また、測位誤差が計算される(S302、第2概算位置推定ステップ)。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、第2基地局測位演算部132から第2終了判断部133に出力される。
【0137】
続いて、第2終了判断部133によって、測位誤差が閾値よりも小さいか否かが判断される(S303、第2終了判断ステップ)。測位誤差が閾値よりも小さいと判断された場合には、第2終了判断部133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、概算位置が最終測位結果とされて、測位処理は終了する(S304)。第2終了判断部133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、送受信部11を介して第2終了判断部133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。
【0138】
測位誤差が閾値よりも小さくないと判断された場合には、その旨が第2終了判断部133から屋内外判定部134に通知される。続いて、屋内外判定部134によって、第2受信状態情報取得部131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(S305、第2屋内外判定ステップ)。屋内外判定部134による判定の結果は、第2測位制御部135に出力される。
【0139】
続いて、屋内外判定部134による判定の結果に基づいて、第2測位制御部135によってセルラ端末20の測位方法が制御される(S306、第2測位制御ステップ)。屋内外判定部134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には、第2測位制御部135によって、セルラ端末20のGPS測位が実行されるように制御される(S307、第2測位制御ステップ)。具体的には、第2測位制御部135によって、セルラ端末20に対してGPS測位を実行させる制御信号が送信される。
【0140】
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(S307、第2測位制御ステップ)。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、第2終了判断部133によって、AGPS測位による測位結果の情報が受信される。
【0141】
測位サーバ10では、第2終了判断部133によって、AGPS測位が成功しているか否か(即ち、AGPS測位がFIXしているか否か)が判断される(S308)。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)が第2終了判断部133に入力されているかにより判断される。AGPS測位が成功していると判断された場合には、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(S309)。AGPS測位が成功していないと判断された場合には、概算位置が最終測位結果とされて、測位処理は終了する(S304)。
【0142】
一方、S306における屋内外判定部134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には、第2測位制御部135によって、セルラ端末20のパターンマッチング測位が実行されるように制御される。具体的には、S301に引き続いて、セルラ端末20において、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を介して第2受信状態情報取得部131によってMRが受信される(S310、第2測位制御ステップ)。第2受信状態情報取得部131によって受信されたMRは、第2基地局測位演算部132に出力される。
【0143】
続いて、第2基地局測位演算部132によって、第2受信状態情報取得部131から入力された新たなMRにも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(S311、第2測位制御ステップ)。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、第2基地局測位演算部132から第2終了判断部133に出力される。第2終了判断部133では、第2基地局測位演算部132から測位結果が入力されると、セルラ端末20の位置の推定を終了すると判断される。この場合、第2終了判断部133によって、パターンマッチング測位の測位結果がセルラ端末20の位置とされる(S312)。あるいは、以下のように、第2終了判断部133による判断が行われてもよい。第2基地局測位演算部132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が判断される。
【0144】
第2終了判断部133によって、測位誤差が閾値σTより小さいと判断された場合には、セルラ端末20の位置の推定を終了すると判断される。これは、第2基地局測位演算部132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。この場合、第2終了判断部133によって、パターンマッチング測位の測位結果がセルラ端末20の位置とされる(S312)。
【0145】
また、測位誤差が閾値σTより小さくない判断とされた場合、第2終了判断部133によって、測位の経過時間が、閾値Tより大きいか否かが判断されることによって、セルラ端末20の位置の推定を終了するか否かが判断される。第2終了判断部133は、測位の経過時間が閾値Tより大きいと判断された場合には、セルラ端末20の位置の推定を終了すると判断される。この場合、第2終了判断部133によって、パターンマッチング測位の測位結果をセルラ端末20の位置とされる(S312)。
【0146】
第2終了判断部133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、送受信部11を介して第2終了判断部133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(MRの測定及び送信)が終了される。
【0147】
測位誤差が閾値σTより小さくない判断とされると共に測位の経過時間が閾値Tより大き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を介して第2受信状態情報取得部131によってMRが受信され、第2基地局測位演算部132によるパターンマッチング測位演算が行われ(S310、S311)、上記と同様の処理が繰り返される(繰り返し処理は図示せず)。
【0148】
上記(S304、S309、S3152)のように得られ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。以上が、ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理である。
【0149】
上述したように本実施形態では、測位時間と測位精度とがそれぞれ異なる2つの測位方法から要求情報に応じた測位方法が決定されて実行される。そのうちの一方であるハイブリッドアルゴリズム1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。
【0150】
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。
【0151】
もう一方であるハイブリッドアルゴリズム2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の概算位置が推定されると共に概算位置の精度が算出される。当該概算位置の精度に基づいて、受信機の位置の推定が終了されるか否かが判断される。従って、概算位置の精度が十分によいものであればこの時点でGPS測位は行われず、セルラ端末20の位置の推定が終了される。一方、本実施形態に係る測位システム1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定される。そして、上記のセルラ端末20の位置の推定が終了されるか否かの判断、及び上記のセルラ端末20が屋内外の何れにいるかの判定に基づいて、GPS測位の実行が制御される。
【0152】
従って、セルラ端末20が、GPS測位を行わなくても概算位置が十分な精度を有している場合、あるいはGPS測位が行いにくい状態にある場合にはGPS測位を実行させず、それら以外の場合にはGPS測位を実行させる等の制御を行うことができる。また、上記のように測位システム1では、実行可否の判断に時間がかかるGPS測位を実際に行うことなく、GPS測位の実行可否の制御を行うことができる。即ち、本実施形態に係る測位システム1によれば、より短い時間で受信機の状態に応じた測位結果を得ることができる。
【0153】
上記のようにハイブリッドアルゴリズム1では、閾値σT及び閾値Tを屋内外判定に基づいて決定するので、測位制度及び測位時間の最適化が可能である。一方、GPS測位の機能がセルラ端末20で測位の度に常時作動するため、セルラ端末20の電力消費(バッテリの消耗)が大きくなる。ハイブリッドアルゴリズム2では、ハイブリッドアルゴリズム1と比べて、GPS測位とパターンマッチング測位と切り替えて実行するため、測位時間と測位精度とを最適化することができないが、GPS測位の機能は必要な場合にしか作動しないのでセルラ端末20の電力消費が小さい。また、概算位置が十分な精度を有していた場合、そこで測位処理が終了するので、測位時間が早い。本実施形態によれば、測位に対する要求に応じて、ハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2が選択されるので、アプリケーションの種類や設定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。
【0154】
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。
【0155】
また、本実施形態のように、第1終了条件決定部125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。
【0156】
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。
【0157】
また、本実施形態のように、ハイブリッドアルゴリズム2において、セルラ端末20が屋内に位置しておりGPS測位を行わないとした場合にパターンマッチング測位を行うこととすれば、GPS測位が行われない場合であっても、セルラ端末20の測位結果を得ることができる。
【0158】
なお、本実施形態では、要求情報の入力、測位方法の決定、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、測位方法の制御、及び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。
【0159】
ところで、屋内外判定部124,134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。
【0160】
[第1の変形例]
第1の変形例における屋内外判定部124,134の機能構成は、前述した図4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14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124,134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14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)。
【0161】
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)。
【0162】
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)。
【0163】
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)。
【0164】
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)。
【0165】
以上のような図10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。
【0166】
[第2の変形例]
第2の変形例における屋内外判定部124,134は、図15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。
【0167】
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16のフローチャートとなる。即ち、屋内外判定部124,134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16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)。
【0168】
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)。
【0169】
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)。
【0170】
以上のような図16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124,134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】
【0171】
1…測位システム、10…測位サーバ、11…送受信部、12…第1測位部、121…第1受信状態情報取得部、122…第1基地局測位演算部、123…第1終了判断部、124…屋内外判定部、125…第1終了条件決定部、13…第2測位部、131…第2受信状態情報取得部、132…第2基地局測位演算部、133…第2終了判断部、134…屋内外判定部、135…第2測位制御部、14…要求情報入力部、15…測位方法決定部、16…セルID測位部、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、本発明は、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。
【0003】
また、従来から、GPS(GlobalPositioning 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(例えば、非特許文献1参照)。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。
【0004】
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上記のようなパターンマッチングによる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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平7−231473号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】井坂丈泰、「GPS技術入門」、東京電機大学出版局、2003年2月28日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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。また、市街地等では、屋外であってもマルチパスの影響で、良好なGPSの測位精度が出ないという問題があった。また、適切な測位時間及び測位精度は、その測位結果の利用のされ方よって異なる。
【0008】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、測位に対する要求に応じて、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】
【0009】
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、第1の測位方法によって、受信機の位置を推定する第1測位手段と、第2の測位方法によって、受信機の位置を推定する第2測位手段と、受信機の位置の推定に対する要求を示す要求情報を入力する要求情報入力手段と、要求情報入力手段によって入力された要求情報に基づいて、第1及び第2の測位方法のいずれを実行するかを決定して、決定した測位方法による受信機の位置の推定を第1測位手段又は第2測位手段に実行させる測位方法決定手段と、を備え、第1測位手段は、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第1受信状態情報取得手段と、第1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測位を行う第1位置推定手段と、所定の終了条件に基づいて第1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して、終了しないと判断した場合には第1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第1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、第1位置推定手段に対して受信機の位置を推定させると共に第1位置推定手段によるGPS測位が終了しているか否かにも基づいて、第1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第1終了判断手段と、第1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第1屋内外判定手段と、第1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第1終了条件決定手段と、を備え、第2測位手段は、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第2受信状態情報取得手段と、第2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、受信機の概算位置を推定すると共に当該概算位置の精度を算出する第2概算位置推定手段と、第2概算位置推定手段によって算出された精度に基づいて、受信機の位置の推定を終了するか否かを判断して、終了すると判断した場合には第2概算位置推定手段によって推定された概算位置を受信機の位置と推定して当該位置の推定を終了させる第2終了判断手段と、第2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第2屋内外判定手段と、第2終了判断手段による判断の結果、及び第2屋内外判定手段よる判定の結果に基づいて、受信機のGPS測位の実行を制御する第2測位制御手段と、を備えることを特徴とする。
【0010】
本発明に係る測位システムでは、受信機の位置の推定に対する要求を示す要求情報が取得され、当該要求情報に基づいて第1及び第2の測位方法のいずれかが実行される。第1の測位方法では、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測位の終了条件が決定される。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。
【0011】
第2の測位方法では、受信機に係る受信状態情報に基づいて、受信機の概算位置が推定されると共に概算位置の精度が算出される。当該概算位置の精度に基づいて、受信機の位置の推定が終了されるか否かが判断される。従って、概算位置の精度が十分によいものであればこの時点でGPS測位は行われず、受信機の位置の推定が終了される。一方、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定される。そして、上記の受信機の位置の推定が終了されるか否かの判断、及び上記の受信機が屋内外の何れにいるかの判定に基づいて、GPS測位の実行が制御される。従って、受信機が、GPS測位を行わなくても概算位置が十分な精度を有している場合、あるいはGPS測位が行いにくい状態にある場合にはGPS測位を実行させず、それら以外の場合にはGPS測位を実行させる等の制御を行うことができる。また、上記のように測位システムでは、実行可否の判断に時間がかかるGPS測位を実際に行うことなく、GPS測位の実行可否の制御を行うことができる。
【0012】
上記のように本発明に係る測位システムによれば、測位時間と測位精度とがそれぞれ異なる2つの測位方法から要求情報に応じた測位方法が決定されて実行されるので、測位に対する要求に応じて、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。
【0013】
第1終了条件決定手段は、要求情報入力手段によって入力された要求情報にも基づいて所定の終了条件を決定することが望ましい。この構成によれば、要求情報にも基づいて終了条件が決定されるため、より適切に測位の終了条件が決定される。
【0014】
第1終了条件決定手段は、受信機が置かれた環境を示す環境情報を取得して、当該環境情報にも基づいて所定の終了条件を決定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も基づいて終了条件が決定されるため、更に適切に測位の終了条件が決定される。
【0015】
第1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、第1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、第1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。
【0016】
第1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。
【0017】
測位システムでは、受信機によって受信された電波の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、当該通信エリアの大きさを示す情報に基づいて、受信機の位置の推定を第1測位手段又は第2測位手段に実行させるか否かを判断する発信源測位手段を更に備えることが望ましい。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。
【0018】
第2測位制御手段は、第2終了判断手段による判断の結果、及び第2屋内外判定手段よる判定の結果に基づいて、第2概算位置推定手段による概算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第2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受信機の位置を推定する測位の実行を制御することが望ましい。この構成によれば、GPS測位が行われない場合であっても、受信機の測位結果を得ることができる。
【0019】
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、概算位置推定手段による概算位置の推定、及び測位制御手段によって実行が制御される受信状態情報が用いられた受信機の位置の推定は、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方法により行われる、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。
【0020】
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。
【0021】
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、第1の測位方法によって、受信機の位置を推定する第1測位ステップと、第2の測位方法によって、受信機の位置を推定する第2測位ステップと、受信機の位置の推定に対する要求を示す要求情報を入力する要求情報入力ステップと、要求情報入力ステップにおいて入力された要求情報に基づいて、第1及び第2の測位方法のいずれを実行するかを決定して、決定した測位方法による受信機の位置の推定を第1測位ステップ又は第2測位ステップにおいて実行させる測位方法決定ステップと、を含み、第1測位ステップは、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第1受信状態情報取得ステップと、第1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測位を行う第1位置推定ステップと、所定の終了条件に基づいて第1位置推定ステップにおける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第1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第1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、第1位置推定ステップにおいて受信機の位置を推定させると共に第1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も基づいて、第1位置推定ステップにおける位置の推定を終了するか否かを判断する第1終了判断ステップと、第1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第1屋内外判定ステップと、第1屋内外判定ステップにおける判定の結果に基づいて、所定の終了条件を決定する第1終了条件決定ステップと、を含み、第2測位ステップは、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第2受信状態情報取得ステップと、第2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、受信機の概算位置を推定すると共に当該概算位置の精度を算出する第2概算位置推定ステップと、第2概算位置推定ステップにおいて算出された精度に基づいて、受信機の位置の推定を終了するか否かを判断して、終了すると判断した場合には第2概算位置推定ステップにおいて推定された概算位置を受信機の位置と推定して当該位置の推定を終了させる第2終了判断ステップと、第2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第2屋内外判定ステップと、第2終了判断ステップにおける判断の結果、及び第2屋内外判定ステップにおける判定の結果に基づいて、受信機のGPS測位の実行を制御する第2測位制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、測位時間と測位精度とがそれぞれ異なる2つの測位方法から要求情報に応じた測位方法が決定されて実行されるので、測位に対する要求に応じて、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。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【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】測位方法の決定に用いられる情報を格納したテーブルを示す図である。
【図4】屋内外判定部の機能構成を示す図である。
【図5】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6】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7】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8】図7の処理を説明するための図である。
【図9】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)全体を示すフローチャートである。
【図11】ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理を示すフローチャートである。
【図12】ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理の別の例を示すフローチャートである。
【図13】ハイブリッドアルゴリズム2による測位処理を示すフローチャートである。
【図14】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15】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16】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】
【0024】
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。
【0025】
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1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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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第1及び第2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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
測位システム1によって推定されたセルラ端末20の位置の情報は、セルラ端末20やセルラ端末20に情報を提供するサーバ等で実行されるアプリケーション(ソフトウェア)によって利用される。具体的には、推定されたセルラ端末20の位置は、ナビゲーションやユーザの位置に応じた情報提供等に用いられる。これらのアプリケーションでは、アプリケーション自体やアプリケーションの設定等に応じてセルラ端末20の位置に推定に係る要求が異なる。当該要求としては、セルラ端末20のバッテリの消耗が小さくなるように(長い時間、継続して測位可能にする)というものや、測位精度が良好になるようにというもの等がある。本実施形態では、測位システム1によってセルラ端末20の測位が行われる際に、測位に係る要求を示す情報が、例えば、測位要求元(例えば、セルラ端末20)から送信されたものを受信する等して、測位サーバ10によって取得される。
【0035】
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。
【0036】
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、第1測位部12と、第2測位部13と、要求情報入力部14と、測位方法決定部15と、セルID測位部16とを備えて構成される。
【0037】
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、情報に応じて第1測位部12、第2測位部13、要求情報入力部14及びセルID測位部16のいずれかに出力する。
【0038】
第1測位部12は、第1の測位方法であるハイブリッドアルゴリズム1によってセルラ端末20の位置を推定する第1測位手段である。第2測位部13は、第2の測位方法であるハイブリッドアルゴリズム2によってセルラ端末20の位置を推定する第2測位手段である。ハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2については、より詳細に後述するがそれぞれ以下の特徴を有している。
【0039】
ハイブリッドアルゴリズム1は、測位時間と測位精度とを最適化するものであるが、GPS測位とパターンマッチング測位とを同時に実行するため、セルラ端末20の電力消費(バッテリの消耗)が大きくなる。ハイブリッドアルゴリズム2は、GPS測位とパターンマッチング測位と切り替えて実行するため、測位時間と測位精度とを最適化することができないが、セルラ端末20の電力消費が小さい。また、より詳細には後述するように概算位置も利用するため、測位時間が早い。上記のように、ハイブリッドアルゴリズム1とハイブリッドアルゴリズム2とは、測位時間及び測位精度と、セルラ端末20の電力消費との点で異なる特徴を有している。
【0040】
要求情報入力部14は、セルラ端末20の位置の推定に対する要求を示す要求情報を入力する要求情報入力手段である。具体的には、当該要求は、測位時間、測位精度及びセルラ端末20のバッテリライフ等に係るものである。具体的には、バッテリライフ最優先(Best Battery Life)(セルラ端末20のバッテリライフが最も長くなるようにする)、測位時間最優先(Best Time to Fix)(測位時間が最も短くなるようにする)、測位精度最優先(BestAccuracy)(測位精度が最もよくなるようにする)等である。それ以外にも、バッテリライフ優先(BetterBattery Life)、測位時間優先(Better Time to Fix)、測位精度優先(Better Accuracy)、バッテリライフ良好(Good Battery Life)、測位時間良好(Good Time to Fix)、測位精度良好(Good Accuracy)等のそれぞれの要素の優先度の程度を含むものであってもよい。
【0041】
具体的には、要求情報入力部14は、測位要求元(例えば、セルラ端末20)から送信されたものを受信することによって要求情報を入力する。上記の要求は、通常、測位結果が利用されるアプリケーション自体やアプリケーションにおける設定に基づいて決定されている。要求情報入力部14は、入力した要求情報を測位方法決定部15に出力する。
【0042】
測位方法決定部15は、要求情報入力部14から入力された要求情報に基づいて、ハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2のいずれを実行するかを決定する測位方法決定手段である。具体的には、測位方法決定部15は、測位サーバ10に予め記憶された図3に示すテーブルの情報に基づいて、測位方法を決定する。図3に示すテーブルの情報は、要求情報(テーブルの第1列目の情報)と測位方法(テーブルの第3列目の情報)とが対応付けられた情報である(なお、図3のテーブルに示す情報のそれ以外の情報については後述する)。図3において、測位方法の“HA1”及び“HA2”は、それぞれハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2を示す。
【0043】
測位方法決定部15は、図3のテーブルを参照して、要求情報入力部14から入力された要求情報に対応付けられている測位方法を、実行する測位方法として決定する。測位方法決定部15は、決定した測位方法によるセルラ端末20の位置の推定を第1測位部12又は第2測位部13に実行させる。また、第1測位部12による測位が実行される場合、測位方法決定部15は、測位の終了条件の決定用に要求情報を第1測位部12に入力する。
【0044】
セルID測位部16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する発信源測位手段である。セルID測位部16は、上記通信エリアの大きさを示す情報に基づいて、セルラ端末20の位置の推定を第1測位部12又は第2測位部13に実行させるか否かを判断する。
【0045】
具体的には、セルID測位部16は、以下のようにセルラ端末20の位置の推定を行う。セルID測位部16は、送受信部11を介して、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。
【0046】
続いて、セルID測位部16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、セルID測位部16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。
【0047】
セルID測位部16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。セルID測位部16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。セルID測位部16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。
【0048】
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。
【0049】
セルID測位部16は、セルIDによるセルラ端末20の位置の推定ができた場合には、推定された位置を最終測位結果として、セルラ端末20の位置の推定を終了すると判断する。即ち、セルID測位部16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。セルID測位部16は、セルIDによるセルラ端末20の位置の推定ができなかった場合には、セルラ端末20の位置の推定を終了しないと判断して、セルラ端末20の位置の推定を第1測位部12又は第2測位部13に実行させると判断する。
【0050】
セルID測位部16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、後述するのと同様に送受信部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、セルID測位部16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、後述する測位の経過時間はこの時点から計時することとする。
【0051】
引き続いて、ハイブリッドアルゴリズム1を実行する第1測位部12を詳細に説明する。図1に示すように、第1測位部12は、第1受信状態情報取得部121と、第1基地局測位演算部122と、第1終了判断部123と、第1屋内外判定部124と、第1終了条件決定部125とを備えて構成される。
【0052】
第1受信状態情報取得部121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を介して取得する第1受信状態情報取得手段である。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。第1受信状態情報取得部121は、MRを取得するとMRを第1基地局測位演算部122及び屋内外判定部124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。
【0053】
第1基地局測位演算部122は、第1受信状態情報取得部121によって取得されたMRに基づいてセルラ端末20の位置を推定する第1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、第1基地局測位演算部122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。第1基地局測位演算部122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。
【0054】
第1基地局測位演算部122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。第1基地局測位演算部122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、第1基地局測位演算部122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は予め第1基地局測位演算部122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。
【0055】
また、第1基地局測位演算部122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、第1基地局測位演算部122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、第1基地局測位演算部122はその度にパターンマッチング測位演算を行う。第1基地局測位演算部122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第1終了判断部123に出力する。
【0056】
第1終了判断部123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第1終了判断手段である。具体的には、第1終了判断部123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、第1終了判断部123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第1終了判断部123に入力されているか否かにより判断される。GPS測位の測位結果が第1終了判断部123に入力されている場合には、第1終了判断部123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、第1終了判断部123は、GPS測位の測位結果をセルラ端末20の位置とする。
【0057】
また、第1終了判断部123は、所定の終了条件として、第1基地局測位演算部122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。第1終了判断部123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、第1基地局測位演算部122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、後述するように第1終了条件決定部125によって決定される。この場合、第1終了判断部123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。
【0058】
また、第1終了判断部123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。第1終了判断部123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、後述するように第1終了条件決定部125によって決定される。この場合、第1終了判断部123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。
【0059】
上記のように第1終了判断部123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、第1終了判断部123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。
【0060】
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、第1終了判断部123は、第1基地局測位演算部122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、第1基地局測位演算部122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が第1受信状態情報取得部121によって取得された場合、そのMRも用いて第1基地局測位演算部122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、必ずしも第1終了判断部123から第1基地局測位演算部122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。
【0061】
屋内外判定部124は、第1受信状態情報取得部121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4に示すように、屋内外判定部124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。
【0062】
このうち判定用データベース51は、図5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5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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
屋内外判定部124は、セルラ端末20の屋内外の判定結果を、図1の第1終了条件決定部125に出力する。
【0067】
第1終了条件決定部125は、屋内外判定部124による判定の結果に基づいて、第1終了判断部123による判断に用いられる所定の終了条件を決定する第1終了条件決定手段である。第1終了条件決定部125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124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、第1終了条件決定部125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124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、第1終了条件決定部125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。
【0068】
また、屋内外判定部124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、予め第1終了条件決定部125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。第1終了条件決定部125は、決定した終了条件を示す情報を、第1終了判断部123に出力する。
【0069】
また、第1終了条件決定部125は、要求情報入力部14によって入力された要求情報にも基づいて所定の終了条件を決定することとしてもよい。更には、第1終了条件決定部125は、セルラ端末20が置かれた環境を示す環境情報を取得して、当該環境情報にも基づいて所定の終了条件を決定することとしてもよい。セルラ端末20が置かれた環境は、例えば、セルラ端末20の所在地域が市街地(Urban)であるか、郊外(Suburban)であるか、田舎(Rural)であるか等である。
【0070】
環境情報の取得は、例えば、セルラ端末20から送信されたMRから第1基地局測位演算部122に保持される測位用データベースに基づいて判定を行うことによって行われる。より具体的には、上記の情報から、セルラ端末20が電波を受信したセルラ基地局30(と隣接するセルラ基地局30と)のセル間隔を示す情報を取得して、セル間隔に基づいて環境を判別する。例えば、セル間隔が所定の閾値よりも小さければ市街地であると判別される。環境情報は、上記のように判別によって取得する以外にもセルラ端末20から取得することとしてもよい。
【0071】
終了条件の決定は、具体的には、測位サーバ10に予め記憶された図3に示すテーブルの情報に基づいて行われる。図3に示すテーブルの情報は、要求情報(テーブルの第1列目の情報)及び環境情報(テーブルの第2列目の情報)と、終了条件を示す情報(テーブルの第4〜7列目の情報)とが対応付けられた情報である。
【0072】
図3のテーブルに示す終了条件を示す情報のうち、σT_in(テーブルの第4列目の情報)は、セルラ端末20が屋内に位置するとされた場合の、パターンマッチングの測位誤差の閾値σTである(単位はm)。σT_out(テーブルの第5列目の情報)は、セルラ端末20が屋外に位置するとされた場合の、パターンマッチングの測位誤差の閾値σTである(単位はm)。Tmax_in(テーブルの第6列目の情報)は、セルラ端末20が屋内に位置するとされた場合の、測位の経過時間の閾値Tである(単位は秒)。Tmax_out(テーブルの第7列目の情報)は、セルラ端末20が屋外に位置するとされた場合の、測位の経過時間の閾値Tである(単位は秒)。なお、図3における“A-GPS Timeout Time”は、予め設定されて測位サーバ10に記憶されているAGPS測位のタイムアウト時間である。“Time to Acquire First NMR”は、一つ目のMRが取得されるまでの時間である。
【0073】
第1終了条件決定部125は、図3のテーブルを参照して、要求情報入力部14によって入力された要求情報、及び取得した環境情報の組み合わせに対応付けられている終了条件を用いる。なお、図3のテーブルを用いる場合、要求情報及び環境情報の組み合わせで終了条件が決定されることとなるが、要求情報及び環境情報のいずれか一方に応じて終了条件が決定されてもよい。上記のように終了条件を決定するようにすれば、屋内外判定に加えて、要求情報や環境情報にも基づいて終了条件が決定されるため、適切に測位の終了条件が決定される。以上が、第1測位部12の構成である。
【0074】
続いて、ハイブリッドアルゴリズム2を実行する第2測位部13を詳細に説明する。図1に示すように、第2測位部13は、第2受信状態情報取得部131と、第2基地局測位演算部132と、第2終了判断部133と、屋内外判定部134と、第2測位制御部135とを備えて構成される。
【0075】
第2受信状態情報取得部131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。第2受信状態情報取得部131は、第1測位部12の第1受信状態情報取得部121の機能と同様の機能を有している。第2受信状態情報取得部131は、MRを取得するとMRを第2基地局測位演算部132及び屋内外判定部134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。
【0076】
第2基地局測位演算部132は、第2受信状態情報取得部131によって取得されたMRに基づいてセルラ端末20の位置を推定する第2位置推定手段の一つである。第2基地局測位演算部132は、第1測位部12の第1基地局測位演算部122と同様の機能によりパターンマッチング測位演算を行う。第2基地局測位演算部132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第2終了判断部133に出力する。
【0077】
第2基地局測位演算部132は、セルラ端末20の測位で最初に取得されたMRから、上記のパターンマッチング測位の方法によって、セルラ端末20の概算位置を推定すると共に当該概算位置の精度を算出する第2概算位置推定手段である。概算位置の精度としては、上述した測位誤差が用いられる。第2基地局測位演算部132は、上記のように求められた概算位置の情報を第2終了判断部133に出力する。なお、概算位置の算出は、必ずしも1つのMRに基づくものでなくもてよく、複数回のMRに基づいたものであってもよい。概算位置は、後述するように屋内外の判定と共に短時間で行われるものであるので、屋内外判定と同様の情報に基づいて行われるものであればよい。
【0078】
第2終了判断部133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第2終了判断手段である。具体的には、第2終了判断部133は、第2基地局測位演算部132によって推定されたセルラ端末20の概算位置の精度に基づいて、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。概算位置の精度に基づく判断を、第2終了判断部133は、第2基地局測位演算部132から入力された情報によって示される概算位置の測位誤差が閾値よりも小さいか否かを判断することによって行う。第2終了判断部133は、測位誤差が閾値よりも小さいと判断すると、概算位置の精度が十分としてセルラ端末20の位置の推定を終了すると判断する。ここで、上記の閾値は、予め第2終了判断部133に記憶された値であり、必要となるセルラ端末20の精度に応じて適宜、設定されている。この場合、第2終了判断部133は、概算位置をセルラ端末20の位置とする。
【0079】
上記のように第2終了判断部133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。なお、GPS測位に係る処理は、後述するようにGPS測位を行うと測位サーバ10において判断された場合、開始するように指示してもよい。また、第2終了判断部133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。
【0080】
第2終了判断部133は、測位誤差が閾値よりも小さくないと判断すると、概算位置の精度が不十分としてセルラ端末20の位置の推定を終了しないと判断する。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、後述するようにパターンマッチング測位又はGPS測位のいずれかが行われる。その場合、第2終了判断部133は、それぞれの測位の終了を後述するように判断する。また、第2終了判断部133は、概算位置に基づく測位処理を終了するか否かの判断結果の情報を第2測位制御部135に出力する。
【0081】
GPS測位が行われる場合には、具体的には、第2終了判断部133は、セルラ端末20からのGPS測位結果の通知を受けるとセルラ端末20の位置の推定を終了すると判断する。第2終了判断部133は、セルラ端末20からの通知が、GPS測位が成功してGPS測位による測位結果が得られた旨のものである場合(GPS測位がFIXした場合)には、GPS測位の測位結果をセルラ端末20の位置とする。一方で、セルラ端末20からの通知が、GPS測位が失敗してGPS測位による測位結果が得られなかった旨のものである場合(GPS測位がFIXしなかった場合)には、第2終了判断部133は、上記の概算位置をセルラ端末20の位置とする。また、セルラ端末20から所定の時間(例えば、予め設定された一定時間)が経過してもセルラ端末20からの通知がなかった場合にも、第2終了判断部133は、上記の概算位置をセルラ端末20の位置とする。また、第2終了判断部133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。
【0082】
パターンマッチング測位が行われる場合には、具体的には、第2終了判断部133は、例えば、新たなMRに基づくパターンマッチングが行われて測位結果が第2基地局測位演算部132から第2終了判断部133に入力された場合に、セルラ端末20の位置の推定を終了すると判断する。その場合、パターンマッチング測位による測位誤差の算出は必ずしも必要ない。あるいは、第2終了判断部133は、以下のように判断を行ってもよい。第2終了判断部133は、第2基地局測位演算部132によって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の終了を以下のように判断する。第2終了判断部133は、第2基地局測位演算部132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。第2終了判断部133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、第2基地局測位演算部132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、予め第2終了判断部133に記憶された値であり、必要となるセルラ端末20の精度に応じて適宜、設定されている。この場合、第2終了判断部133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。
【0083】
また、第2終了判断部133は、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。第2終了判断部133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、予め第2終了判断部133に記憶された値であり、許容可能な測位時間に応じて適宜、設定されている。この場合、第2終了判断部133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。上記のような判断を行うことによって、より精度の高いパターンマッチング測位による測位結果を得ることができる。なお、上記の閾値σT及びTは、図3のテーブルを用い、要求情報や環境情報に基づいて、上述した第1終了条件決定部125による方法と同様に決定されてもよい。
【0084】
上記のように第2終了判断部133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、MRの測定を中止させる信号を送信する。また、第2終了判断部133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。
【0085】
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、第2終了判断部133は、第2基地局測位演算部132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、第2基地局測位演算部132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が第2受信状態情報取得部131によって取得された場合、そのMRも用いて第2基地局測位演算部132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、必ずしも第2終了判断部133から第2基地局測位演算部132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。
【0086】
屋内外判定部134は、第2受信状態情報取得部131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第2屋内外判定手段である。屋内外判定部134は、第1測位部12の屋内外判定部124の機能と同様の機能を有している。屋内外判定部134は、セルラ端末20の屋内外の判定結果を、図1の第2測位制御部135に出力する。
【0087】
第2測位制御部135は、第2終了判断部133による概算位置に対する判断の結果、及び屋内外判定部134よる判定の結果に基づいて、セルラ端末20のGPS測位の実行を制御する第2測位制御手段である。具体的には、第2終了判断部133による概算位置に対する判断の結果、測位が終了されるとされた場合には、第2測位制御部135は何れの測位の実行の制御も行わない。
【0088】
第2終了判断部133による概算位置に対する判断の結果、測位が終了されないとされ、かつ屋内外判定部134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には、第2測位制御部135は、セルラ端末20のGPS測位を実行させるように制御する。その場合、具体的には、第2測位制御部135は、セルラ端末20に対してGPS測位を実行させる制御信号を送信する。あるいは、セルラ端末20において測位のための処理である、GPS衛星40からの信号の受信、GPS測位演算及びMRの測定が予め行われることとしている場合には、第2測位制御部135は、GPS測位のための処理(GPS衛星40からの信号の受信及びGPS測位演算)については中止させず、GPS測位以外のための処理(MRの測定)を中止させる信号をセルラ端末20に送信することとしてもよい。
【0089】
一方、第2終了判断部133による概算位置に対する判断の結果、測位が終了されないとされ、かつ屋内外判定部134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には、第2測位制御部135は、セルラ端末20のパターンマッチング測位を実行させるように制御する。上記のように、パターンマッチング測位は概算位置の算出でも行われているので、第2測位制御部135は、その処理を中止しなければよい(積極的な制御は必要ない)。
【0090】
又は、第2測位制御部135は、セルラ端末20に対して、MRを取得して測位サーバ10に送信させる制御信号を送信すると共に、測位サーバ10においてMRが受信されたら第2基地局測位演算部132にパターンマッチング測位演算が行われるよう制御する積極的な制御を行うこととしてもよい。あるいは、セルラ端末20において測位のための処理である、GPS衛星40からの信号の受信、GPS測位演算及びMRの測定が予め行われることとしている場合には、第2測位制御部135は、パターンマッチング測位のための処理(MRの測定)については中止させず、パターンマッチング測位以外のための処理(GPS衛星40からの信号の受信及びGPS測位演算)を中止させる信号をセルラ端末20に送信することとしてもよい。以上が、測位サーバ10の機能構成である。
【0091】
図6に測位サーバ10のハードウェア構成を示す。図6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。
【0092】
引き続いて、図7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124,134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11〜13)における、屋内外判定部124,134による屋内外判定ステップ(図11、図12のS203、図13のS305)において実行される。
【0093】
まず、屋内外判定部124,134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7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。
【0094】
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)。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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)。
【0098】
具体例としては、図8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。
【0099】
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。
【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。
【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、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)。
【0102】
以上のような図7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】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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9(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9(a)の判定用データベースが構築される。
【0107】
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9(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。
【0108】
引き続いて、図10〜13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。まず、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全体を説明する。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。
【0109】
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を介してセルID測位部16によってセルIDが受信される(S101、発信源測位ステップ)。
【0110】
続いて、セルID測位部16によって、セルIDに係るセルの半径Rが推定される(S102、発信源測位ステップ)。続いて、第2基地局測位演算部132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(S103、発信源測位ステップ)。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。
【0111】
続いて、セルID測位部16によって、上記の測位結果に基づいて、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。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、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(S104、発信源測位ステップ)。
【0112】
一方で、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、セルID測位部16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、引き続いて以下のようにハイブリッドアルゴリズム1又はハイブリッドアルゴリズム2による測位が行われる。
【0113】
測位サーバ10では、要求情報入力部14にセルラ端末20の位置の推定に対する要求を示す要求情報が入力される(S105、要求情報入力ステップ)。具体的には、例えば、要求情報入力部14からセルラ端末20に対して要求情報の送信が要求されて、それに応じてセルラ端末20から送信された要求情報が要求情報入力部14によって受信する。要求情報は、要求情報入力部14から測位方法決定部15に出力される。
【0114】
続いて、測位方法決定部15によって、要求情報入力部14から入力された要求情報に基づいて、ハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2のいずれを実行するかが決定される(S106、測位方法決定ステップ)。上記の測位方法の決定は、上述したように図3のテーブルの情報が参照されて行なわれる。
【0115】
上記の決定によってハイブリッドアルゴリズム1が実行されると決定された場合には、測位方法決定部15から第1測位部12に対して測位の実行の制御が行われ、第1測位部12によってハイブリッドアルゴリズム1による測位が行われる(S107、測位方法決定ステップ、第1測位ステップ)。
【0116】
一方、ハイブリッドアルゴリズム2が実行されると決定された場合には、測位方法決定部15から第2測位部13に対して測位の実行の制御が行われ、第2測位部13によってハイブリッドアルゴリズム2による測位が行われる(S108、測位方法決定ステップ、第2測位ステップ)。以上が、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全体である。
【0117】
引き続いて、ハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2それぞれによる測位処理について説明する。まず、図12のフローチャートを用いて、ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理(S107)について説明する。
【0118】
まず、第1測位部12から送受信部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が送信される(S201)。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。
【0119】
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(S201、第1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、第1測位部12の第1終了判断部123によって、AGPS測位による測位結果の情報が受信される。
【0120】
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を介して第1受信状態情報取得部121によってMRが受信される(S202、第1受信状態情報取得ステップ)。第1受信状態情報取得部121によって受信されたMRは、屋内外判定部124及び第1基地局測位演算部122に出力される。
【0121】
続いて、屋内外判定部124によって、第1受信状態情報取得部121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(S203、第1屋内外判定ステップ)。屋内外判定部124による判定の結果は、第1終了条件決定部125に出力される。続いて、第1終了条件決定部125によって、屋内外判定部124による判定の結果に基づいて、第1終了判断部123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(S204、第1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、第1終了判断部123に出力される。
【0122】
続いて、第1基地局測位演算部122によって、第1受信状態情報取得部121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(S205、第1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、第1基地局測位演算部122から第1終了判断部123に出力される。
【0123】
続いて、第1終了判断部123によって、AGPS測位が終了しているか否かが判断される(S206、第1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)が第1終了判断部123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、第1終了判断部123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(S207)。
【0124】
AGPS測位が終了していないと判断された場合には、続いて、第1終了判断部123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(S208、第1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、第1終了判断部123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(S205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(S209)。
【0125】
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、第1終了判断部123によって、パターンマッチング測位による測位結果(S205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(S210、第1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、第1終了判断部123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(S205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(S211)。
【0126】
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を介して第1受信状態情報取得部121によってMRが受信され(S202)、上記と同様の処理が繰り返される。
【0127】
なお、第1終了判断部123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(S207,S209,S211)、送受信部11を介して第1終了判断部123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。
【0128】
また、上記のS208及びS210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(S210)が、測位の経過時間が閾値Tよりも大きいか否かの判断(S208)の先に行われてもよい。
【0129】
引き続いて、図12のフローチャートを用いて、ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理の別の例を説明する。図11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(S206,S208,S210)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(S202)、屋内外判定が行われて(S203)、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(S204)が行われていた。しかしながら、屋内外判定(S203)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(S204)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。
【0130】
即ち、図12のフローチャートに示すように、測位の終了の判断(S206,S208,S210)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を介して第1受信状態情報取得部121によってMRが受信される(S212、第1受信状態情報取得ステップ)。第1受信状態情報取得部121によって受信されたMRは、第1基地局測位演算部122に出力される。
【0131】
続いて、第1基地局測位演算部122によって、第1受信状態情報取得部121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(S205、第1位置推定ステップ)。以降の処理は、図11のフローチャートに示す処理と同様である。
【0132】
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11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。以上が、ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理である。
【0133】
引き続いて、図14のフローチャートを用いて、ハイブリッドアルゴリズム2による測位処理(S108)について説明する。
【0134】
まず、第2測位部13から送受信部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のための処理を開始する信号を送信する(S301)。測位の経過時間が判断に用いられる場合は、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。
【0135】
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を介して第2受信状態情報取得部131によってMRが受信される(S301、第2受信状態情報取得ステップ)。第2受信状態情報取得部131によって受信されたMRは、屋内外判定部134及び第2基地局測位演算部132に出力される。
【0136】
続いて、第2基地局測位演算部132によって、第2受信状態情報取得部131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の概算位置が推定され、また、測位誤差が計算される(S302、第2概算位置推定ステップ)。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、第2基地局測位演算部132から第2終了判断部133に出力される。
【0137】
続いて、第2終了判断部133によって、測位誤差が閾値よりも小さいか否かが判断される(S303、第2終了判断ステップ)。測位誤差が閾値よりも小さいと判断された場合には、第2終了判断部133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、概算位置が最終測位結果とされて、測位処理は終了する(S304)。第2終了判断部133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、送受信部11を介して第2終了判断部133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。
【0138】
測位誤差が閾値よりも小さくないと判断された場合には、その旨が第2終了判断部133から屋内外判定部134に通知される。続いて、屋内外判定部134によって、第2受信状態情報取得部131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(S305、第2屋内外判定ステップ)。屋内外判定部134による判定の結果は、第2測位制御部135に出力される。
【0139】
続いて、屋内外判定部134による判定の結果に基づいて、第2測位制御部135によってセルラ端末20の測位方法が制御される(S306、第2測位制御ステップ)。屋内外判定部134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には、第2測位制御部135によって、セルラ端末20のGPS測位が実行されるように制御される(S307、第2測位制御ステップ)。具体的には、第2測位制御部135によって、セルラ端末20に対してGPS測位を実行させる制御信号が送信される。
【0140】
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(S307、第2測位制御ステップ)。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、第2終了判断部133によって、AGPS測位による測位結果の情報が受信される。
【0141】
測位サーバ10では、第2終了判断部133によって、AGPS測位が成功しているか否か(即ち、AGPS測位がFIXしているか否か)が判断される(S308)。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)が第2終了判断部133に入力されているかにより判断される。AGPS測位が成功していると判断された場合には、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(S309)。AGPS測位が成功していないと判断された場合には、概算位置が最終測位結果とされて、測位処理は終了する(S304)。
【0142】
一方、S306における屋内外判定部134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には、第2測位制御部135によって、セルラ端末20のパターンマッチング測位が実行されるように制御される。具体的には、S301に引き続いて、セルラ端末20において、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を介して第2受信状態情報取得部131によってMRが受信される(S310、第2測位制御ステップ)。第2受信状態情報取得部131によって受信されたMRは、第2基地局測位演算部132に出力される。
【0143】
続いて、第2基地局測位演算部132によって、第2受信状態情報取得部131から入力された新たなMRにも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(S311、第2測位制御ステップ)。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、第2基地局測位演算部132から第2終了判断部133に出力される。第2終了判断部133では、第2基地局測位演算部132から測位結果が入力されると、セルラ端末20の位置の推定を終了すると判断される。この場合、第2終了判断部133によって、パターンマッチング測位の測位結果がセルラ端末20の位置とされる(S312)。あるいは、以下のように、第2終了判断部133による判断が行われてもよい。第2基地局測位演算部132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が判断される。
【0144】
第2終了判断部133によって、測位誤差が閾値σTより小さいと判断された場合には、セルラ端末20の位置の推定を終了すると判断される。これは、第2基地局測位演算部132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。この場合、第2終了判断部133によって、パターンマッチング測位の測位結果がセルラ端末20の位置とされる(S312)。
【0145】
また、測位誤差が閾値σTより小さくない判断とされた場合、第2終了判断部133によって、測位の経過時間が、閾値Tより大きいか否かが判断されることによって、セルラ端末20の位置の推定を終了するか否かが判断される。第2終了判断部133は、測位の経過時間が閾値Tより大きいと判断された場合には、セルラ端末20の位置の推定を終了すると判断される。この場合、第2終了判断部133によって、パターンマッチング測位の測位結果をセルラ端末20の位置とされる(S312)。
【0146】
第2終了判断部133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、送受信部11を介して第2終了判断部133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(MRの測定及び送信)が終了される。
【0147】
測位誤差が閾値σTより小さくない判断とされると共に測位の経過時間が閾値Tより大き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を介して第2受信状態情報取得部131によってMRが受信され、第2基地局測位演算部132によるパターンマッチング測位演算が行われ(S310、S311)、上記と同様の処理が繰り返される(繰り返し処理は図示せず)。
【0148】
上記(S304、S309、S3152)のように得られ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。以上が、ハイブリッドアルゴリズム1による測位処理である。
【0149】
上述したように本実施形態では、測位時間と測位精度とがそれぞれ異なる2つの測位方法から要求情報に応じた測位方法が決定されて実行される。そのうちの一方であるハイブリッドアルゴリズム1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。
【0150】
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。
【0151】
もう一方であるハイブリッドアルゴリズム2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の概算位置が推定されると共に概算位置の精度が算出される。当該概算位置の精度に基づいて、受信機の位置の推定が終了されるか否かが判断される。従って、概算位置の精度が十分によいものであればこの時点でGPS測位は行われず、セルラ端末20の位置の推定が終了される。一方、本実施形態に係る測位システム1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定される。そして、上記のセルラ端末20の位置の推定が終了されるか否かの判断、及び上記のセルラ端末20が屋内外の何れにいるかの判定に基づいて、GPS測位の実行が制御される。
【0152】
従って、セルラ端末20が、GPS測位を行わなくても概算位置が十分な精度を有している場合、あるいはGPS測位が行いにくい状態にある場合にはGPS測位を実行させず、それら以外の場合にはGPS測位を実行させる等の制御を行うことができる。また、上記のように測位システム1では、実行可否の判断に時間がかかるGPS測位を実際に行うことなく、GPS測位の実行可否の制御を行うことができる。即ち、本実施形態に係る測位システム1によれば、より短い時間で受信機の状態に応じた測位結果を得ることができる。
【0153】
上記のようにハイブリッドアルゴリズム1では、閾値σT及び閾値Tを屋内外判定に基づいて決定するので、測位制度及び測位時間の最適化が可能である。一方、GPS測位の機能がセルラ端末20で測位の度に常時作動するため、セルラ端末20の電力消費(バッテリの消耗)が大きくなる。ハイブリッドアルゴリズム2では、ハイブリッドアルゴリズム1と比べて、GPS測位とパターンマッチング測位と切り替えて実行するため、測位時間と測位精度とを最適化することができないが、GPS測位の機能は必要な場合にしか作動しないのでセルラ端末20の電力消費が小さい。また、概算位置が十分な精度を有していた場合、そこで測位処理が終了するので、測位時間が早い。本実施形態によれば、測位に対する要求に応じて、ハイブリッドアルゴリズム1及びハイブリッドアルゴリズム2が選択されるので、アプリケーションの種類や設定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。
【0154】
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。
【0155】
また、本実施形態のように、第1終了条件決定部125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。
【0156】
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。
【0157】
また、本実施形態のように、ハイブリッドアルゴリズム2において、セルラ端末20が屋内に位置しておりGPS測位を行わないとした場合にパターンマッチング測位を行うこととすれば、GPS測位が行われない場合であっても、セルラ端末20の測位結果を得ることができる。
【0158】
なお、本実施形態では、要求情報の入力、測位方法の決定、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、測位方法の制御、及び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。
【0159】
ところで、屋内外判定部124,134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。
【0160】
[第1の変形例]
第1の変形例における屋内外判定部124,134の機能構成は、前述した図4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14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124,134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14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)。
【0161】
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)。
【0162】
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)。
【0163】
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)。
【0164】
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)。
【0165】
以上のような図10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。
【0166】
[第2の変形例]
第2の変形例における屋内外判定部124,134は、図15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。
【0167】
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16のフローチャートとなる。即ち、屋内外判定部124,134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16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)。
【0168】
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)。
【0169】
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)。
【0170】
以上のような図16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124,134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】
【0171】
1…測位システム、10…測位サーバ、11…送受信部、12…第1測位部、121…第1受信状態情報取得部、122…第1基地局測位演算部、123…第1終了判断部、124…屋内外判定部、125…第1終了条件決定部、13…第2測位部、131…第2受信状態情報取得部、132…第2基地局測位演算部、133…第2終了判断部、134…屋内外判定部、135…第2測位制御部、14…要求情報入力部、15…測位方法決定部、16…セルID測位部、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、
第1の測位方法によって、前記受信機の位置を推定する第1測位手段と、
第2の測位方法によって、前記受信機の位置を推定する第2測位手段と、
前記受信機の位置の推定に対する要求を示す要求情報を入力する要求情報入力手段と、
前記要求情報入力手段によって入力された前記要求情報に基づいて、第1及び第2の測位方法のいずれを実行するかを決定して、決定した測位方法による前記受信機の位置の推定を前記第1測位手段又は前記第2測位手段に実行させる測位方法決定手段と、を備え、
第1測位手段は、
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第1受信状態情報取得手段と、
前記第1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受信機のGPS測位を行う第1位置推定手段と、
所定の終了条件に基づいて前記第1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して、終了しないと判断した場合には前記第1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第1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、前記第1位置推定手段に対して前記受信機の位置を推定させると共に前記第1位置推定手段によるGPS測位が終了しているか否かにも基づいて、前記第1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第1終了判断手段と、
前記第1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第1屋内外判定手段と、
前記第1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第1終了条件決定手段と、を備え、
第2測位手段は、
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第2受信状態情報取得手段と、
前記第2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、前記受信機の概算位置を推定すると共に当該概算位置の精度を算出する第2概算位置推定手段と、
前記第2概算位置推定手段によって算出された精度に基づいて、前記受信機の位置の推定を終了するか否かを判断して、終了すると判断した場合には前記第2概算位置推定手段によって推定された概算位置を前記受信機の位置と推定して当該位置の推定を終了させる第2終了判断手段と、
前記第2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第2屋内外判定手段と、
前記第2終了判断手段による判断の結果、及び前記第2屋内外判定手段よる判定の結果に基づいて、前記受信機のGPS測位の実行を制御する第2測位制御手段と、
を備える測位システム。
【請求項2】
前記第1終了条件決定手段は、前記要求情報入力手段によって入力された要求情報にも基づいて前記所定の終了条件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3】
前記第1終了条件決定手段は、前記受信機が置かれた環境を示す環境情報を取得して、当該環境情報にも基づいて前記所定の終了条件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】
前記第1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、
前記第1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、前記第1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5】
前記第1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6】
前記受信機によって受信された電波の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、当該通信エリアの大きさを示す情報に基づいて、前記受信機の位置の推定を前記第1測位手段又は前記第2測位手段に実行させるか否かを判断する発信源測位手段を更に備え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7】
前記第2測位制御手段は、前記第2終了判断手段による判断の結果、及び前記第2屋内外判定手段よる判定の結果に基づいて、前記第2概算位置推定手段による概算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第2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受信機の位置を推定する測位の実行を制御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8】
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、
前記概算位置推定手段による前記概算位置の推定、及び前記測位制御手段によって実行が制御される前記受信状態情報が用いられた前記受信機の位置の推定は、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方法により行われる、
ことを特徴とする請求項7に記載の測位システム。
【請求項9】
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、
第1の測位方法によって、前記受信機の位置を推定する第1測位ステップと、
第2の測位方法によって、前記受信機の位置を推定する第2測位ステップと、
前記受信機の位置の推定に対する要求を示す要求情報を入力する要求情報入力ステップと、
前記要求情報入力ステップにおいて入力された前記要求情報に基づいて、第1及び第2の測位方法のいずれを実行するかを決定して、決定した測位方法による前記受信機の位置の推定を前記第1測位ステップ又は前記第2測位ステップにおいて実行させる測位方法決定ステップと、を含み、
第1測位ステップは、
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第1受信状態情報取得ステップと、
前記第1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受信機のGPS測位を行う第1位置推定ステップと、
所定の終了条件に基づいて前記第1位置推定ステップにおける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第1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第1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、前記第1位置推定ステップにおいて前記受信機の位置を推定させると共に前記第1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も基づいて、前記第1位置推定ステップにおける位置の推定を終了するか否かを判断する第1終了判断ステップと、
前記第1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第1屋内外判定ステップと、
前記第1屋内外判定ステップにおけ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第1終了条件決定ステップと、を含み、
第2測位ステップは、
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第2受信状態情報取得ステップと、
前記第2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、前記受信機の概算位置を推定すると共に当該概算位置の精度を算出する第2概算位置推定ステップと、
前記第2概算位置推定ステップにおいて算出された精度に基づいて、前記受信機の位置の推定を終了するか否かを判断して、終了すると判断した場合には前記第2概算位置推定ステップにおいて推定された概算位置を前記受信機の位置と推定して当該位置の推定を終了させる第2終了判断ステップと、
前記第2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第2屋内外判定ステップと、
前記第2終了判断ステップにおける判断の結果、及び前記第2屋内外判定ステップにおける判定の結果に基づいて、前記受信機のGPS測位の実行を制御する第2測位制御ステップと、
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、
第1の測位方法によって、前記受信機の位置を推定する第1測位手段と、
第2の測位方法によって、前記受信機の位置を推定する第2測位手段と、
前記受信機の位置の推定に対する要求を示す要求情報を入力する要求情報入力手段と、
前記要求情報入力手段によって入力された前記要求情報に基づいて、第1及び第2の測位方法のいずれを実行するかを決定して、決定した測位方法による前記受信機の位置の推定を前記第1測位手段又は前記第2測位手段に実行させる測位方法決定手段と、を備え、
第1測位手段は、
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第1受信状態情報取得手段と、
前記第1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受信機のGPS測位を行う第1位置推定手段と、
所定の終了条件に基づいて前記第1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して、終了しないと判断した場合には前記第1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第1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、前記第1位置推定手段に対して前記受信機の位置を推定させると共に前記第1位置推定手段によるGPS測位が終了しているか否かにも基づいて、前記第1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第1終了判断手段と、
前記第1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第1屋内外判定手段と、
前記第1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第1終了条件決定手段と、を備え、
第2測位手段は、
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第2受信状態情報取得手段と、
前記第2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、前記受信機の概算位置を推定すると共に当該概算位置の精度を算出する第2概算位置推定手段と、
前記第2概算位置推定手段によって算出された精度に基づいて、前記受信機の位置の推定を終了するか否かを判断して、終了すると判断した場合には前記第2概算位置推定手段によって推定された概算位置を前記受信機の位置と推定して当該位置の推定を終了させる第2終了判断手段と、
前記第2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第2屋内外判定手段と、
前記第2終了判断手段による判断の結果、及び前記第2屋内外判定手段よる判定の結果に基づいて、前記受信機のGPS測位の実行を制御する第2測位制御手段と、
を備える測位システム。
【請求項2】
前記第1終了条件決定手段は、前記要求情報入力手段によって入力された要求情報にも基づいて前記所定の終了条件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3】
前記第1終了条件決定手段は、前記受信機が置かれた環境を示す環境情報を取得して、当該環境情報にも基づいて前記所定の終了条件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】
前記第1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、
前記第1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、前記第1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5】
前記第1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6】
前記受信機によって受信された電波の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、当該通信エリアの大きさを示す情報に基づいて、前記受信機の位置の推定を前記第1測位手段又は前記第2測位手段に実行させるか否かを判断する発信源測位手段を更に備え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7】
前記第2測位制御手段は、前記第2終了判断手段による判断の結果、及び前記第2屋内外判定手段よる判定の結果に基づいて、前記第2概算位置推定手段による概算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第2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受信機の位置を推定する測位の実行を制御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8】
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、
前記概算位置推定手段による前記概算位置の推定、及び前記測位制御手段によって実行が制御される前記受信状態情報が用いられた前記受信機の位置の推定は、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方法により行われる、
ことを特徴とする請求項7に記載の測位システム。
【請求項9】
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、
第1の測位方法によって、前記受信機の位置を推定する第1測位ステップと、
第2の測位方法によって、前記受信機の位置を推定する第2測位ステップと、
前記受信機の位置の推定に対する要求を示す要求情報を入力する要求情報入力ステップと、
前記要求情報入力ステップにおいて入力された前記要求情報に基づいて、第1及び第2の測位方法のいずれを実行するかを決定して、決定した測位方法による前記受信機の位置の推定を前記第1測位ステップ又は前記第2測位ステップにおいて実行させる測位方法決定ステップと、を含み、
第1測位ステップは、
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第1受信状態情報取得ステップと、
前記第1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受信機のGPS測位を行う第1位置推定ステップと、
所定の終了条件に基づいて前記第1位置推定ステップにおける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第1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第1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、前記第1位置推定ステップにおいて前記受信機の位置を推定させると共に前記第1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も基づいて、前記第1位置推定ステップにおける位置の推定を終了するか否かを判断する第1終了判断ステップと、
前記第1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第1屋内外判定ステップと、
前記第1屋内外判定ステップにおけ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第1終了条件決定ステップと、を含み、
第2測位ステップは、
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第2受信状態情報取得ステップと、
前記第2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、前記受信機の概算位置を推定すると共に当該概算位置の精度を算出する第2概算位置推定ステップと、
前記第2概算位置推定ステップにおいて算出された精度に基づいて、前記受信機の位置の推定を終了するか否かを判断して、終了すると判断した場合には前記第2概算位置推定ステップにおいて推定された概算位置を前記受信機の位置と推定して当該位置の推定を終了させる第2終了判断ステップと、
前記第2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第2屋内外判定ステップと、
前記第2終了判断ステップにおける判断の結果、及び前記第2屋内外判定ステップにおける判定の結果に基づいて、前記受信機のGPS測位の実行を制御する第2測位制御ステップと、
を含む測位方法。
【図1】
【図2】
【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3】
【図2】
【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3】
【公開番号】特開2011−137799(P2011−137799A)
【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2010−160882(P2010−160882)
【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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