測位装置およびそれを用いる位置情報システム
【課題】 携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして、使用者によって所持され、ＧＰＳ測位を行うとともに自律測位も併用するようにしたセキュリティ端末において、常に良好な測位結果を得られるようにする。
【解決手段】 ＧＰＳ受信手段１１およびＧＰＳ測位手段１２によるＧＰＳ測位結果と、自律測位測位手段１３による自律測位結果とを、制御手段１５が選択的に採用して、無線通信手段１４から通信ネットワーク２を介してセンター装置３へ送信するセキュリティ端末１において、前記制御手段１５は、ＧＰＳ測位を行う度に、ＧＰＳ測位結果と自律測位結果とから、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。したがって、逐次更新され、しかもＧＰＳ測位結果をそのまま採用する訳ではなく、初期位置精度を向上できる。
【解決手段】 ＧＰＳ受信手段１１およびＧＰＳ測位手段１２によるＧＰＳ測位結果と、自律測位測位手段１３による自律測位結果とを、制御手段１５が選択的に採用して、無線通信手段１４から通信ネットワーク２を介してセンター装置３へ送信するセキュリティ端末１において、前記制御手段１５は、ＧＰＳ測位を行う度に、ＧＰＳ測位結果と自律測位結果とから、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。したがって、逐次更新され、しかもＧＰＳ測位結果をそのまま採用する訳ではなく、初期位置精度を向上できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ測位手段などの外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を求める電波利用測位手段を備えるとともに、初期位置からの移動方向および移動量を積算して自律測位を行っており、前記電波利用測位手段による測位不能時や誤差拡大時に、前記現在位置のデータが代わって使用される自律測位手段を合わせて備える測位装置およびそれを用いる位置情報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を利用して測位するだけでなく、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない状況に備えて、各種測位センサを補助的に使用して、上述のように自律測位を行うタイプの測位装置が提案されている。
【０００３】
このタイプの携帯用測位装置の典型的な従来技術として、たとえば特許文献１および２が挙げられる。これらの従来技術は、ＧＰＳ受信機とセンサとを備えて構成され、ＧＰＳ衛星からの電波の受信が可能なときはＧＰＳ測位を行い、ビル中、街中、林などＧＰＳ測位が不可能な場所では、センサを用いて、移動距離は「歩幅×歩数」の演算で検出し、移動方向は地磁気センサを用いて検出し、現在位置を測位するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−１９４０３３号公報
【特許文献２】特開２０００−９７７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、ＧＰＳ測位が不可能な場所でも、自律測位によって現在位置の確認を可能にしている。一方、ＧＰＳ測位は消費電力が大きく、連続で測位を行った場合、携帯型の測位装置における電池の消耗が早く、このためＧＰＳ衛星からの電波を良好に受信できる状況でも、間欠測位を行い、測位を行わない期間は前記自律測位を行うことも考えられる。
【０００５】
しかしながら、前記自律測位は、ＧＰＳなどによる絶対測位ではなく、相対測位であるので、絶対位置が得られず、初期位置が位置精度に大きく影響することは避けられない。前記特許文献１および２では、その初期位置の設定は、歩幅等の入力とともに、使用者が行うようになっている。したがって、設定を行わない限り誤差は蓄積されてゆく。この場合、ＧＰＳ測位が可能であり続ければ問題はないが、ＧＰＳ測位が不能になると、誤差の蓄積された自律測位の結果に切換わることになる。そこで、精度を保とうとすれば、頻繁に初期位置を更新しなければならないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、常に良好な測位結果を提供することができる測位装置およびそれを用いる位置情報システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の測位装置は、使用者によって所持される測位装置において、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を求める電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段と、前記電波利用測位手段および自律測位手段を制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする制御手段と、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する初期位置設定手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして、使用者によって所持され、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を絶対測位できる電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段とを併用し、制御手段が、それらを制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置として、表示したり外部へ通報したりすることができる測位装置において、初期位置設定手段を設け、この初期位置設定手段によって、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する。
【０００９】
したがって、自律測位手段における初期位置が逐次更新され、しかも衛星配置や電波状況が良好でマルチパスの影響を受けない場合は精度良い位置検出が可能であるが、それらが悪い場合には位置精度が劣化してしまうＧＰＳ測位結果を、そのまま自律測位の初期位置に採用する訳ではなく、より正確と推定される方の測位結果を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００１０】
好ましくは、前記電波利用測位手段は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、または複数の携帯電話の電波を受信し、もしくは複数のテレビ電波を受信し、それらの受信信号から、演算によって、複数の衛星、または基地局もしくは送信所からの距離をそれぞれ求め、現在位置を絶対測位する。
【００１１】
そして、この電波利用測位手段が前記ＧＰＳ衛星からの信号を受信して測位を行うＧＰＳ測位手段である場合、前記予め設定されるエラー値判断基準は、たとえばＣ／Ｎ（Carrier／Noise）値、ＤＯＰ値、ＥＰＥ値、または誤差分散値から成る。また、前記電波利用測位手段が、前記携帯電話の基地局からの信号を受信して測位を行う携帯電波測位手段や、前記テレビジョン放送の中継局からの信号を受信して測位を行うテレビ電波測位手段である場合、前記予め設定されるエラー値判断基準は、電波強度値から成る。
【００１２】
一方、前記自律測位手段は、好ましくは、前記使用者の歩行による歩数をカウントする上下動加速度センサおよび進行方向を検出する地磁気センサから成り、前記予め設定されるエラー値判断基準は、たとえば歩数×歩幅×所定エラー率から成る。
【００１３】
また、本発明の測位装置では、前記初期位置設定手段は、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果におけるそれぞれのエラー値の割合に対応した比率でそれぞれの測位結果を合成し、前記自律測位手段の初期位置に設定することを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、前記初期位置設定手段は、上述のように、電波利用測位手段がＧＰＳ測位手段である場合、たとえば前記誤差分散値から、前記自律測位手段が前記上下動加速度センサおよび地磁気センサから成る場合、たとえば歩数×歩幅×所定エラー率から求められる見積もりエラー値から、それらの割合に対応した比率でそれぞれの測位結果を合成することで、前記自律測位手段の初期位置を求める。
【００１５】
したがって、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、より正確と推定される方の測位結果の割合を大きく前記自律測位手段の初期位置に設定することができる。
【００１６】
さらにまた、本発明の測位装置は、使用者によって所持される測位装置において、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を求める電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段と、前記電波利用測位手段および自律測位手段を制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする前記制御手段と、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果の平均値を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する初期位置設定手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして、使用者によって所持され、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を絶対測位できる電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段とを併用し、制御手段が、それらを制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする測位装置において、初期位置設定手段を設け、この初期位置設定手段によって、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、その平均値（重心）を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する。
【００１８】
したがって、自律測位手段における初期位置が逐次更新され、しかも衛星配置や電波状況が良好でマルチパスの影響を受けない場合は精度良い位置検出が可能であるが、それらが悪い場合には位置精度が劣化してしまうＧＰＳ測位結果を、そのまま自律測位の初期位置に採用する訳ではなく、平均値を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の位置情報システムは、前記の測位装置において、無線通信網を介して測位結果を送信する無線通信手段をさらに備え、前記測位装置にコマンドを送信し、それに応答して返信された測位結果を受信する無線通信手段と、受信した測位結果を記憶する記憶手段と、受信した測位結果を表示する表示手段とを備えて構成されるセンター装置をさらに備えて成ることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、センター装置側から必要に応じて使用者の現在位置を確認したり、定期的に現在位置を送信させ、移動経路を確認したりすることができる位置情報システムを実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の測位装置は、以上のように、携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして、使用者によって所持され、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を絶対測位できる電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段とを併用し、制御手段が、それらを制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置として、表示したり外部へ通報したりすることができる測位装置において、初期位置設定手段を設け、この初期位置設定手段によって、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する。
【００２２】
それゆえ、自律測位手段における初期位置が逐次更新され、しかもＧＰＳ測位結果をそのまま前記初期位置に採用する訳ではなく、より正確と推定される方の測位結果を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明の測位装置は、以上のように、携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして、使用者によって所持され、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を絶対測位できる電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段とを併用し、制御手段が、それらを制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする測位装置において、初期位置設定手段を設け、この初期位置設定手段によって、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、その平均値（重心）を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する。
【００２４】
それゆえ、自律測位手段における初期位置が逐次更新され、しかもＧＰＳ測位結果をそのまま前記初期位置に採用する訳ではなく、平均値を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００２５】
また、本発明の位置情報システムは、以上のように、前記の測位装置は、無線通信網を介して測位結果を送信する無線通信手段をさらに備え、前記測位装置にコマンドを送信し、それに応答して返信された測位結果を受信する無線通信手段と、受信した測位結果をメモリする記憶手段と、受信した測位結果を表示する表示手段とを備えて構成されるセンター装置を備えて成る。
【００２６】
それゆえ、センター装置側から必要に応じて使用者の現在位置を確認したり、定期的に現在位置を送信させ、移動経路を確認したりすることができる位置情報システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係るセキュリティ端末１を用いた位置情報システムの概要を示す図である。この位置情報システムは、大略的に、測位装置である１または複数のセキュリティ端末１と、無線通信網を含む通信ネットワーク２と、前記通信ネットワーク２を介して前記セキュリティ端末１と接続されるセンター装置３とを備えて構成される。
【００２８】
前記セキュリティ端末１は、携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして構成されており、利用者４が携帯し、予め定める周期、またはセンター装置３からの測位指示（検索指示）に応答して、後述するようにして複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ測位を行い、および／または自律測位を行い、その測位結果（位置情報）を、予め定める周期、またはセンター装置３からの送信要求（検索指示）に応答して、前記センター装置３へ返信する。
【００２９】
前記センター装置３は、位置情報サービスの提供業者の管理センターなどに設置されるサーバコンピュータなどで実現され、前記通信ネットワーク２を介して接続される管理者や保護者側のパーソナルコンピュータからの指示によって、前記測位およびその結果の送信指示をセキュリティ端末１へ送信したり、セキュリティ端末１から受信した現在位置や移動経路などの位置情報を前記管理者や保護者側のパーソナルコンピュータへ送信する。このような動作によって、貴重品や車両の盗難に対する追跡を行ったり、子供や老人の行方を確認したりすることができるようになっている。
【００３０】
図２は、図１で示す構成の電気的構成を示すブロック図である。前記セキュリティ端末１は、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信手段１１と、その受信結果に測位演算を施し、現在位置を絶対測位できるＧＰＳ測位手段１２と、初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段１３と、前記通信ネットワーク２を介してセンター装置３と通信を行うための無線通信手段１４と、前記ＧＰＳ受信手段１１、ＧＰＳ測位手段１２、自律測位手段１３および無線通信手段１４を制御する制御手段１５と、後述するようにして求めた現在位置や前記移動経路などを記憶しておく記憶手段１６と、前記現在位置や移動経路などを表示するとともに、緊急通報などの入力操作が行われる表示入力手段１７とを備えて構成される。
【００３１】
前記通信ネットワーク２は、携帯電話の基地局２１〜２３や、いわゆるインターネットプロトコル群が通信に利用される固定通信網などから構築されている。前記センター装置３は、前記通信ネットワーク２を介してセキュリティ端末１と通信を行うための無線通信手段３１と、前記セキュリティ端末１に前記の指示を与える制御手段３２と、前記セキュリティ端末１から送信されてきた現在位置や移動経路などを記憶しておく記憶手段３３と、前記現在位置や移動経路などを表示するとともに、位置情報の検索要求の入力や各セキュリティ端末１の設定などを入力することができる表示入力手段３４とを備えて構成される。
【００３２】
上述のように構成される位置情報システムにおいて、電波利用測位手段であるＧＰＳ受信手段１１およびＧＰＳ測位手段１２は、予め定める周期またはセンター装置３からの検索指示に応答して、現在位置をＧＰＳ測位する。このＧＰＳ測位では、絶対位置を検知することができ、また衛星配置や電波状況が良好でマルチパスの影響を受けない場合は精度良い位置検出が可能であるが、それらが悪い場合には位置精度が劣化してしまうという問題がある。
【００３３】
一方、自律測位手段１３も、予め定める周期またはセンター装置３からの検索指示に応答して、現在位置を自律測位する。この自律測位手段１３は、利用者４の歩行による歩数をカウントする上下動加速度センサや振動センサおよび進行方向を検出する地磁気センサならびに初期位置にそれらのセンサからの出力による移動方向および移動量を積算してゆくことで現在位置を求める演算手段を備えて成る。
【００３４】
注目すべきは、本実施の形態では、前記自律測位手段１３の初期位置を更新してゆくにあたって、初期位置設定手段でもある制御手段１５は、ＧＰＳ測位手段１２および自律測位手段１３の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記ＧＰＳ測位手段１２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定することである。図３は、制御手段１５による上述の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３５】
ステップＳ１でセキュリティ端末１の電源スイッチがＯＮされて動作を開始すると、ステップＳ２でＧＰＳ受信手段１１およびＧＰＳ測位手段１２を使用してＧＰＳ電波による測位が行われ、ステップＳ３ではその測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達していない場合および未測位の場合には前記ステップＳ１に戻ってＧＰＳ測位を継続し、所定精度のＧＰＳ測位結果が得られるとステップＳ４に移り、その測位位置が自律測位手段１３の初期位置に設定される。こうして、最初の初期位置を得る場合は、精度のよい絶対位置が得られるまで、毎回、たとえば１秒毎に、ＧＰＳ測位を行う。
【００３６】
続いてステップＳ５１およびＳ５２では、並列処理によって、前記予め定める周期、たとえば５分毎の間欠にＧＰＳ測位が行われ、一方、予め定める周期、たとえば１秒毎に自律測位が行われる。前記ステップＳ５１，Ｓ５２からはステップＳ６に移り、ＧＰＳ測位結果と自律測位結果とを比較し、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記ＧＰＳ測位手段１２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。
【００３７】
ステップＳ７では、ステップＳ６で設定された初期位置にセンサ計測結果から算出された移動量を加算する自律測位のみを行い、ステップＳ８では、前記センター装置３からの検索要求の有無を判断する。検索要求がない場合にはステップＳ９に移り、ＧＰＳ測位周期の前記５分が経過したか否かが判断され、経過していないときには前記ステップＳ７に戻って自律測位のみを繰返し、経過したときには前記ステップＳ５１，Ｓ５２まで戻ってＧＰＳ測位から繰返す。こうして、前記１秒に１回自律測位を行い、かつ５分に１回ＧＰＳ測位を行い、その初期位置を更新する。
【００３８】
一方、保護者や管理者がセンター装置３へセキュリティ端末１の検索指示を出し、前記ステップＳ８において検索要求が発生しているとステップＳ１０に移り、ＧＰＳ測位および自律測位を行い、ステップＳ１１ではＧＰＳ測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達している場合にはステップＳ１２に移ってＧＰＳ測位結果をセンター装置３へ送信し、所定精度に達していない場合および未測位の場合にはステップＳ１３に移って、自律測位の結果をセンター装置３へ送信して処理を終了する。
【００３９】
前記ステップＳ１２またはＳ１３の測位結果を受信すると、センター装置３はその位置を地図画面に合わせて表示し、また同様の表示データを前記保護者や管理者のパーソナルコンピュータへ送信する。
【００４０】
このように構成することで、自律測位手段１３における初期位置が前記５分に１回のＧＰＳ測位の度に逐次更新され、しかもＧＰＳ測位結果をそのまま自律測位の初期位置に採用する訳ではなく、より正確と推定される方の測位結果を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００４１】
図４〜図７は、上述のステップＳ６における処理を具体的に示すフローチャートである。ＧＰＳ測位結果のエラー値判断基準として、図４の例は使用衛星の平均Ｃ／Ｎ０値（ｄＢＨｚ）を用いるものであり、図５の例はＰＤＯＰ値を用いるものであり、図６の例はＥＰＥ値を用いるものであり、図７の例は誤差分散値を用いるものであり、たとえば測位に使用したＧＰＳ電波の内、前記各値が最も低いものと、以下の比較を行う。一方、自律測位手段１３の測位結果のエラー値判断基準は、歩数×歩幅×所定エラー率から成る見積もりエラー値（ｍ）とする。前記所定エラー率は、たとえば５％に選ばれる。
【００４２】
図４で示す平均Ｃ／Ｎ０値を用いる例では、表１にも示すように、ステップＳ６１１でその平均Ｃ／Ｎ０値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ１以下である場合にはステップＳ６１２に移り、前記値ａ１より大きい場合にはステップＳ６１３に移る。ステップＳ６１２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ１以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合にはステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、それからの自律測位手段１３の測位にあたっての初期位置に設定（更新）されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６１２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ１より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合にはステップＳ６１５に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００４３】
同様に、ステップＳ６１３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ１以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合にはステップＳ６１６に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６１３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ１より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合にはステップＳ６１７に移り、ＧＰＳ測位手段１２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００４４】
なお、前記ステップＳ６１５，Ｓ６１６において、自律測位手段１３の初期位置に、ＧＰＳ測位手段１２の測位結果と自律測位手段１３の測位結果とのいずれを採用するかは、さらに条件を設定するなどして、任意に選択されればよい。
【００４５】
【表１】
【００４６】
また、図５で示すＰＤＯＰ値を用いる例では、表２にも示すように、ステップＳ６２１でそのＰＤＯＰ値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ２以下である場合にはステップＳ６２２に移り、前記値ａ２より大きい場合にはステップＳ６２３に移る。ステップＳ６２２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ２以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合には前記ステップＳ６１６に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６２２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ２より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合には前記ステップＳ６１７に移り、ＧＰＳ測位手段１２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００４７】
同様に、ステップＳ６２３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ２以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合には前記ステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、その自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６２３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ２より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合には前記ステップＳ６１５に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００４８】
【表２】
【００４９】
さらにまた、図６で示すＥＰＥ値を用いる例では、表３にも示すように、ステップＳ６３１でそのＥＰＥ値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ３以下である場合にはステップＳ６３２に移り、前記値ａ３より大きい場合にはステップＳ６３３に移る。ステップＳ６３２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ３以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合には前記ステップＳ６１６に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６３２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ３より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合には前記ステップＳ６１７に移り、ＧＰＳ測位手段１２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００５０】
同様に、ステップＳ６３３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ３以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合には前記ステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、その自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６３３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ３より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合には前記ステップＳ６１５に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００５１】
【表３】
【００５２】
また、図６で示す誤差分散値を用いる例では、表４にも示すように、ステップＳ６４１でその誤差分散値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ４以下である場合にはステップＳ６４２に移り、前記値ａ４より大きい場合にはステップＳ６４３に移る。ステップＳ６４２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ４以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合には前記ステップＳ６１６に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６４２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ４より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合には前記ステップＳ６１７に移り、ＧＰＳ測位手段１２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００５３】
同様に、ステップＳ６４３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ４以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合には前記ステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、その自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６４３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ４より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合には前記ステップＳ６１５に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００５４】
【表４】
【００５５】
以上のようにして、前記ステップＳ６におけるＧＰＳ測位結果と自律測位結果とを比較し、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を自律測位手段１３の初期位置に設定することが可能になる。
【００５６】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の第２の形態に係るセキュリティ端末４０の電気的構成を示すブロック図である。このセキュリティ端末４０は、前述のセキュリティ端末１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。また、通信ネットワーク２およびセンター装置３の構成は同一のものを使用することができ、図２に対して、この図８では省略している。
【００５７】
注目すべきは、このセキュリティ端末４０では、前記ＧＰＳ測位に代えて、携帯電話の電波を用いた測位を行うことである。したがって、電波利用測位手段である携帯電波受信手段４１は、予め定める周期またはセンター装置３からの検索指示に応答して、複数の携帯電話基地局からの電波を受信し、携帯電波測位手段４２は、その受信結果に測位演算を施し、現在位置を絶対測位する。制御手段４５は、携帯電波測位手段４２および前述の自律測位手段１３の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記携帯電波測位手段４２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。
【００５８】
残余の自律測位手段１３、無線通信手段１４、記憶手段１６および表示入力手段１７は、前述のセキュリティ端末１と同様である。携帯電波を用いる測位には、位置の分かっている３つ以上の基地局からの電波を受信する必要があり、１つの基地局と通信を行うＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式の携帯電話端末の場合には、その無線通信手段１４とは別に携帯電波受信手段４１および携帯電波測位手段４２を設ける必要があるが、３つ以上の基地局と通信を行うことができるＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式の携帯電話端末の場合には、無線通信手段１４で現在位置の測位を行うことで、それらは省略されてもよい。
【００５９】
図９は、前記制御手段４５による動作を説明するためのフローチャートである。図３および図４〜図７の処理と同一の処理には同一のステップ番号を付して示し、類似する処理には同一のステップ番号に添字ａを付して示している。前記ステップＳ１でセキュリティ端末４０の電源スイッチがＯＮされて動作を開始すると、ステップＳ２ａで携帯電波受信手段４１および携帯電波測位手段４２を使用して携帯電波による測位が行われ、ステップＳ３ａではその測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達していない場合および未測位の場合には前記ステップＳ１に戻って携帯電波測位を継続し、所定精度の携帯電波測位結果が得られるとステップＳ４ａに移り、その測位位置が自律測位手段１３の初期位置に設定される。こうして、最初の初期位置を得る場合は、精度のよい絶対位置が得られるまで、毎回、たとえば１秒毎に、携帯電波測位を行う。
【００６０】
続いてステップＳ５１ａおよびＳ５２では、並列処理によって、前記予め定める周期、たとえば５分毎の間欠に携帯電波測位が行われ、一方、予め定める周期、たとえば１秒毎に自律測位が行われる。前記ステップＳ５１ａ，５２からは以下の処理に移り、携帯電波測位結果と自律測位結果とを比較し、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記携帯電波測位手段４２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。
【００６１】
具体的には、前記携帯電波の強度値（ｄＢｍ）を用い、測位に使用した携帯電波の内の最も低いレベルの強度値を用いる。そして、表５にも示すように、ステップＳ６５１でその強度値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ５以下である場合にはステップＳ６５２に移り、前記値ａ５より大きい場合にはステップＳ６５３に移る。ステップＳ６５２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ５以下である場合、すなわち携帯電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合には前記ステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、それからの自律測位手段１３の測位にあたっての初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６５２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ５より大きい場合、すなわち携帯電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合にはステップＳ６５５に移り、携帯電波測位手段４２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００６２】
同様に、ステップＳ６５３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ５以下である場合、すなわち携帯電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合にはステップＳ６５６に移り、携帯電波測位手段４２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６５３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ５より大きい場合、すなわち携帯電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合にはステップＳ６５７に移り、携帯電波測位手段４２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００６３】
前記ステップＳ６５５，Ｓ６５６において、自律測位手段１３の初期位置に、携帯電波測位手段４２の測位結果と自律測位手段１３の測位結果とのいずれを採用するかは、さらに条件を設定するなどして、任意に選択されればよい。
【００６４】
【表５】
【００６５】
ステップＳ７では、ステップＳ６で設定された初期位置にセンサ計測結果から算出された移動量を加算する自律測位のみを行い、ステップＳ８では、前記センター装置３からの検索要求の有無を判断する。検索要求がない場合にはステップＳ９に移り、携帯電波測位周期の前記５分が経過したか否かが判断され、経過していないときには前記ステップＳ７に戻って自律測位のみを繰返し、経過したときには前記ステップＳ５１ａ，Ｓ５２まで戻って携帯電波測位から繰返す。こうして、前記１秒に１回自律測位を行い、かつ５分に１回携帯電波測位を行い、その初期位置を更新する。
【００６６】
一方、保護者や管理者がセンター装置３へセキュリティ端末４０の検索指示を出し、前記ステップＳ８において検索要求が発生しているとステップＳ１０ａに移り、携帯電波測位および自律測位を行い、ステップＳ１１ａでは携帯電波測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達している場合にはステップＳ１２ａに移って携帯電波測位結果をセンター装置３へ送信し、所定精度に達していない場合および未測位の場合にはステップＳ１３に移って、自律測位の結果をセンター装置３へ送信して処理を終了する。
【００６７】
このように構成することでもまた、自律測位手段１３における初期位置が前記５分に１回の携帯電波測位の度に逐次更新され、しかも携帯電波測位結果をそのまま自律測位の初期位置に採用する訳ではなく、より正確と推定される方の測位結果を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００６８】
［実施の形態３］
図１０は、本発明の実施の第３の形態に係るセキュリティ端末５０の電気的構成を示すブロック図である。このセキュリティ端末５０は、前述のセキュリティ端末１，４０に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。また、通信ネットワーク２およびセンター装置３の構成は同一のものを使用することができ、図２に対して、この図１０では省略している。
【００６９】
注目すべきは、このセキュリティ端末５０では、前記ＧＰＳ測位や携帯電波測位に代えて、テレビ電波を用いた測位を行うことである。したがって、電波利用測位手段であるテレビ電波受信手段５１は、予め定める周期またはセンター装置３からの検索指示に応答して、複数の送信所からのテレビ電波を受信し、テレビ電波測位手段５２は、各送信所の位置データを保持しており、利用者４の設定やセンター装置３からのエリア指定に対応した送信所からのテレビ電波のみを抽出して、その受信結果に測位演算を施し、現在位置を絶対測位する。制御手段５５は、テレビ電波測位手段５２および前述の自律測位手段１３の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記テレビ電波測位手段５２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。残余の自律測位手段１３、無線通信手段１４、記憶手段１６および表示入力手段１７は、前述のセキュリティ端末１，４０と同様である。
【００７０】
図１１は、前記制御手段５５による動作を説明するためのフローチャートである。図３、図４〜図７および図９の処理と同一の処理には同一のステップ番号を付して示し、類似する処理には同一のステップ番号に添字ｂを付して示している。前記ステップＳ１でセキュリティ端末５０の電源スイッチがＯＮされて動作を開始すると、ステップＳ２ｂでテレビ電波受信手段５１およびテレビ電波測位手段５２を使用してテレビ電波による測位が行われ、ステップＳ３ｂではその測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達していない場合および未測位の場合には前記ステップＳ１に戻ってテレビ電波測位を継続し、所定精度のテレビ電波測位結果が得られるとステップＳ４ｂに移り、その測位位置が自律測位手段１３の初期位置に設定される。こうして、最初の初期位置を得る場合は、精度のよい絶対位置が得られるまで、毎回、たとえば１秒毎に、テレビ電波測位を行う。
【００７１】
続いてステップＳ５１ｂおよびＳ５２では、並列処理によって、前記予め定める周期、たとえば５分毎の間欠にテレビ電波測位が行われ、一方、予め定める周期、たとえば１秒毎に自律測位が行われる。前記ステップＳ５１ｂ，５２からは以下の処理に移り、テレビ電波測位結果と自律測位結果とを比較し、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記テレビ電波測位手段５２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。
【００７２】
具体的には、前記テレビ電波の強度値（ｄＢｍ）を用い、測位に使用したテレビ電波の内の最も低いレベルの強度値を用いる。そして、表６にも示すように、ステップＳ６６１でその強度値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ６以下である場合にはステップＳ６６２に移り、前記値ａ６より大きい場合にはステップＳ６６３に移る。ステップＳ６６２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ６以下である場合、すなわちテレビ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合には前記ステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、それからの自律測位手段１３の測位にあたっての初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６６２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ６より大きい場合、すなわちテレビ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合にはステップＳ６６５に移り、テレビ電波測位手段５２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００７３】
同様に、ステップＳ６６３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ６以下である場合、すなわちテレビ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合にはステップＳ６６６に移り、テレビ電波測位手段５２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６６３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ６より大きい場合、すなわちテレビ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合にはステップＳ６６７に移り、テレビ電波測位手段５２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００７４】
前記ステップＳ６６５，Ｓ６６６において、自律測位手段１３の初期位置に、テレビ電波測位手段５２の測位結果と自律測位手段１３の測位結果とのいずれを採用するかは、さらに条件を設定するなどして、任意に選択されればよい。
【００７５】
【表６】
【００７６】
さらにステップＳ７で自律測位を行い、ステップＳ８で検索要求の有無を、ステップＳ９でテレビ電波測位周期の経過の有無が判断され、前記１秒に１回自律測位を行い、かつ５分に１回テレビ電波測位を行い、その初期位置を更新する。そして、前記ステップＳ８で検索要求が発生しているとステップＳ１０ｂに移り、テレビ電波測位および自律測位を行い、ステップＳ１１ｂではテレビ電波測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達している場合にはステップＳ１２ｂに移ってテレビ電波測位結果をセンター装置３へ送信し、所定精度に達していない場合および未測位の場合にはステップＳ１３に移って、自律測位の結果をセンター装置３へ送信して処理を終了する。
【００７７】
このように構成することでもまた、自律測位手段１３における初期位置が前記５分に１回のテレビ電波測位の度に逐次更新され、しかもテレビ電波測位結果をそのまま自律測位の初期位置に採用する訳ではなく、より正確と推定される方の測位結果を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００７８】
［実施の形態４］
図１２は、本発明の実施の第４の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。本実施の形態のセキュリティ端末は、前述の図２で示すセキュリティ端末１の構成を用いることができ、前記制御手段１５による初期位置の設定動作が異なるだけである。すなわち、注目すべきは、本実施の形態では、前述の図３の処理におけるステップＳ６の初期位置の設定処理に代えて、ステップＳ６ａを実施し、ＧＰＳ測位結果と自律測位結果とにおけるそれぞれのエラー値の割合に対応した比率で、それぞれの測位結果を合成し、前記自律測位手段１３の初期位置に設定することである。残余の総ての処理は、前述の図３の処理と同様である。
【００７９】
前記エラー値は、たとえばＧＰＳ測位手段１２では前記誤差分散値ａ７（ｍ）であり、前記自律測位手段１３では前記歩数×歩幅×所定エラー率（５％）から求められる見積もりエラー値ｂ７（ｍ）であり、ａ７：ｂ７の比で内分した位置を初期位置としで求める。
【００８０】
したがって、ＧＰＳ測位手段１２および自律測位手段１３の測位結果から、より正確と推定される方の測位結果の割合を大きくして、前記自律測位手段１３の初期位置に設定することができる。
【００８１】
［実施の形態５］
図１３は、本発明の実施の第５の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。本実施の形態のセキュリティ端末も、前述の図２で示すセキュリティ端末１の構成を用いることができ、前記制御手段１５による初期位置の設定動作が異なるだけである。注目すべきは、本実施の形態では、前述の図３の処理におけるステップＳ６の初期位置の設定処理に代えて、ステップＳ６ｂを実施し、ＧＰＳ測位結果と自律測位結果との平均値（重心）を、前記自律測位手段１３の初期位置に設定することである。残余の総ての処理は、前述の図３の処理と同様である。
【００８２】
このように構成してもまた、自律測位の初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係るセキュリティ端末を用いた位置情報システムの概要を示す図である。
【図２】図１で示す構成の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の第１の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３で示す測位動作における自律測位のための初期位置設定動作を具体的に示すフローチャートである。
【図５】図３で示す測位動作における自律測位のための初期位置設定動作を具体的に示すフローチャートである。
【図６】図３で示す測位動作における自律測位のための初期位置設定動作を具体的に示すフローチャートである。
【図７】図３で示す測位動作における自律測位のための初期位置設定動作を具体的に示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の第２の形態に係るセキュリティ端末の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の第２の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の第３の形態に係るセキュリティ端末の電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の第３の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の第４の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の第５の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１，４０，５０ セキュリティ端末
２ 通信ネットワーク
３ センター装置
４ 利用者
１１ ＧＰＳ受信手段
１２ ＧＰＳ測位手段
１３ 自律測位手段
１４ 無線通信手段
１５，４５，５５ 制御手段
１６ 記憶手段
１７ 表示入力手段
２１〜２３ 基地局
３１ 無線通信手段
３２ 制御手段
３３ 記憶手段
３４ 表示入力手段
４１ 携帯電波受信手段
４２ 携帯電波測位手段
５１ テレビ電波受信手段
５２ テレビ電波測位手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ測位手段などの外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を求める電波利用測位手段を備えるとともに、初期位置からの移動方向および移動量を積算して自律測位を行っており、前記電波利用測位手段による測位不能時や誤差拡大時に、前記現在位置のデータが代わって使用される自律測位手段を合わせて備える測位装置およびそれを用いる位置情報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を利用して測位するだけでなく、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない状況に備えて、各種測位センサを補助的に使用して、上述のように自律測位を行うタイプの測位装置が提案されている。
【０００３】
このタイプの携帯用測位装置の典型的な従来技術として、たとえば特許文献１および２が挙げられる。これらの従来技術は、ＧＰＳ受信機とセンサとを備えて構成され、ＧＰＳ衛星からの電波の受信が可能なときはＧＰＳ測位を行い、ビル中、街中、林などＧＰＳ測位が不可能な場所では、センサを用いて、移動距離は「歩幅×歩数」の演算で検出し、移動方向は地磁気センサを用いて検出し、現在位置を測位するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−１９４０３３号公報
【特許文献２】特開２０００−９７７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、ＧＰＳ測位が不可能な場所でも、自律測位によって現在位置の確認を可能にしている。一方、ＧＰＳ測位は消費電力が大きく、連続で測位を行った場合、携帯型の測位装置における電池の消耗が早く、このためＧＰＳ衛星からの電波を良好に受信できる状況でも、間欠測位を行い、測位を行わない期間は前記自律測位を行うことも考えられる。
【０００５】
しかしながら、前記自律測位は、ＧＰＳなどによる絶対測位ではなく、相対測位であるので、絶対位置が得られず、初期位置が位置精度に大きく影響することは避けられない。前記特許文献１および２では、その初期位置の設定は、歩幅等の入力とともに、使用者が行うようになっている。したがって、設定を行わない限り誤差は蓄積されてゆく。この場合、ＧＰＳ測位が可能であり続ければ問題はないが、ＧＰＳ測位が不能になると、誤差の蓄積された自律測位の結果に切換わることになる。そこで、精度を保とうとすれば、頻繁に初期位置を更新しなければならないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、常に良好な測位結果を提供することができる測位装置およびそれを用いる位置情報システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の測位装置は、使用者によって所持される測位装置において、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を求める電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段と、前記電波利用測位手段および自律測位手段を制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする制御手段と、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する初期位置設定手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして、使用者によって所持され、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を絶対測位できる電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段とを併用し、制御手段が、それらを制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置として、表示したり外部へ通報したりすることができる測位装置において、初期位置設定手段を設け、この初期位置設定手段によって、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する。
【０００９】
したがって、自律測位手段における初期位置が逐次更新され、しかも衛星配置や電波状況が良好でマルチパスの影響を受けない場合は精度良い位置検出が可能であるが、それらが悪い場合には位置精度が劣化してしまうＧＰＳ測位結果を、そのまま自律測位の初期位置に採用する訳ではなく、より正確と推定される方の測位結果を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００１０】
好ましくは、前記電波利用測位手段は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、または複数の携帯電話の電波を受信し、もしくは複数のテレビ電波を受信し、それらの受信信号から、演算によって、複数の衛星、または基地局もしくは送信所からの距離をそれぞれ求め、現在位置を絶対測位する。
【００１１】
そして、この電波利用測位手段が前記ＧＰＳ衛星からの信号を受信して測位を行うＧＰＳ測位手段である場合、前記予め設定されるエラー値判断基準は、たとえばＣ／Ｎ（Carrier／Noise）値、ＤＯＰ値、ＥＰＥ値、または誤差分散値から成る。また、前記電波利用測位手段が、前記携帯電話の基地局からの信号を受信して測位を行う携帯電波測位手段や、前記テレビジョン放送の中継局からの信号を受信して測位を行うテレビ電波測位手段である場合、前記予め設定されるエラー値判断基準は、電波強度値から成る。
【００１２】
一方、前記自律測位手段は、好ましくは、前記使用者の歩行による歩数をカウントする上下動加速度センサおよび進行方向を検出する地磁気センサから成り、前記予め設定されるエラー値判断基準は、たとえば歩数×歩幅×所定エラー率から成る。
【００１３】
また、本発明の測位装置では、前記初期位置設定手段は、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果におけるそれぞれのエラー値の割合に対応した比率でそれぞれの測位結果を合成し、前記自律測位手段の初期位置に設定することを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、前記初期位置設定手段は、上述のように、電波利用測位手段がＧＰＳ測位手段である場合、たとえば前記誤差分散値から、前記自律測位手段が前記上下動加速度センサおよび地磁気センサから成る場合、たとえば歩数×歩幅×所定エラー率から求められる見積もりエラー値から、それらの割合に対応した比率でそれぞれの測位結果を合成することで、前記自律測位手段の初期位置を求める。
【００１５】
したがって、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、より正確と推定される方の測位結果の割合を大きく前記自律測位手段の初期位置に設定することができる。
【００１６】
さらにまた、本発明の測位装置は、使用者によって所持される測位装置において、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を求める電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段と、前記電波利用測位手段および自律測位手段を制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする前記制御手段と、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果の平均値を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する初期位置設定手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして、使用者によって所持され、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を絶対測位できる電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段とを併用し、制御手段が、それらを制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする測位装置において、初期位置設定手段を設け、この初期位置設定手段によって、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、その平均値（重心）を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する。
【００１８】
したがって、自律測位手段における初期位置が逐次更新され、しかも衛星配置や電波状況が良好でマルチパスの影響を受けない場合は精度良い位置検出が可能であるが、それらが悪い場合には位置精度が劣化してしまうＧＰＳ測位結果を、そのまま自律測位の初期位置に採用する訳ではなく、平均値を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の位置情報システムは、前記の測位装置において、無線通信網を介して測位結果を送信する無線通信手段をさらに備え、前記測位装置にコマンドを送信し、それに応答して返信された測位結果を受信する無線通信手段と、受信した測位結果を記憶する記憶手段と、受信した測位結果を表示する表示手段とを備えて構成されるセンター装置をさらに備えて成ることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、センター装置側から必要に応じて使用者の現在位置を確認したり、定期的に現在位置を送信させ、移動経路を確認したりすることができる位置情報システムを実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の測位装置は、以上のように、携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして、使用者によって所持され、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を絶対測位できる電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段とを併用し、制御手段が、それらを制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置として、表示したり外部へ通報したりすることができる測位装置において、初期位置設定手段を設け、この初期位置設定手段によって、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する。
【００２２】
それゆえ、自律測位手段における初期位置が逐次更新され、しかもＧＰＳ測位結果をそのまま前記初期位置に採用する訳ではなく、より正確と推定される方の測位結果を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明の測位装置は、以上のように、携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして、使用者によって所持され、外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を絶対測位できる電波利用測位手段と、初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段とを併用し、制御手段が、それらを制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする測位装置において、初期位置設定手段を設け、この初期位置設定手段によって、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、その平均値（重心）を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する。
【００２４】
それゆえ、自律測位手段における初期位置が逐次更新され、しかもＧＰＳ測位結果をそのまま前記初期位置に採用する訳ではなく、平均値を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００２５】
また、本発明の位置情報システムは、以上のように、前記の測位装置は、無線通信網を介して測位結果を送信する無線通信手段をさらに備え、前記測位装置にコマンドを送信し、それに応答して返信された測位結果を受信する無線通信手段と、受信した測位結果をメモリする記憶手段と、受信した測位結果を表示する表示手段とを備えて構成されるセンター装置を備えて成る。
【００２６】
それゆえ、センター装置側から必要に応じて使用者の現在位置を確認したり、定期的に現在位置を送信させ、移動経路を確認したりすることができる位置情報システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係るセキュリティ端末１を用いた位置情報システムの概要を示す図である。この位置情報システムは、大略的に、測位装置である１または複数のセキュリティ端末１と、無線通信網を含む通信ネットワーク２と、前記通信ネットワーク２を介して前記セキュリティ端末１と接続されるセンター装置３とを備えて構成される。
【００２８】
前記セキュリティ端末１は、携帯電話の端末装置や携帯情報端末に組込まれるなどして構成されており、利用者４が携帯し、予め定める周期、またはセンター装置３からの測位指示（検索指示）に応答して、後述するようにして複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信してＧＰＳ測位を行い、および／または自律測位を行い、その測位結果（位置情報）を、予め定める周期、またはセンター装置３からの送信要求（検索指示）に応答して、前記センター装置３へ返信する。
【００２９】
前記センター装置３は、位置情報サービスの提供業者の管理センターなどに設置されるサーバコンピュータなどで実現され、前記通信ネットワーク２を介して接続される管理者や保護者側のパーソナルコンピュータからの指示によって、前記測位およびその結果の送信指示をセキュリティ端末１へ送信したり、セキュリティ端末１から受信した現在位置や移動経路などの位置情報を前記管理者や保護者側のパーソナルコンピュータへ送信する。このような動作によって、貴重品や車両の盗難に対する追跡を行ったり、子供や老人の行方を確認したりすることができるようになっている。
【００３０】
図２は、図１で示す構成の電気的構成を示すブロック図である。前記セキュリティ端末１は、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信手段１１と、その受信結果に測位演算を施し、現在位置を絶対測位できるＧＰＳ測位手段１２と、初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段１３と、前記通信ネットワーク２を介してセンター装置３と通信を行うための無線通信手段１４と、前記ＧＰＳ受信手段１１、ＧＰＳ測位手段１２、自律測位手段１３および無線通信手段１４を制御する制御手段１５と、後述するようにして求めた現在位置や前記移動経路などを記憶しておく記憶手段１６と、前記現在位置や移動経路などを表示するとともに、緊急通報などの入力操作が行われる表示入力手段１７とを備えて構成される。
【００３１】
前記通信ネットワーク２は、携帯電話の基地局２１〜２３や、いわゆるインターネットプロトコル群が通信に利用される固定通信網などから構築されている。前記センター装置３は、前記通信ネットワーク２を介してセキュリティ端末１と通信を行うための無線通信手段３１と、前記セキュリティ端末１に前記の指示を与える制御手段３２と、前記セキュリティ端末１から送信されてきた現在位置や移動経路などを記憶しておく記憶手段３３と、前記現在位置や移動経路などを表示するとともに、位置情報の検索要求の入力や各セキュリティ端末１の設定などを入力することができる表示入力手段３４とを備えて構成される。
【００３２】
上述のように構成される位置情報システムにおいて、電波利用測位手段であるＧＰＳ受信手段１１およびＧＰＳ測位手段１２は、予め定める周期またはセンター装置３からの検索指示に応答して、現在位置をＧＰＳ測位する。このＧＰＳ測位では、絶対位置を検知することができ、また衛星配置や電波状況が良好でマルチパスの影響を受けない場合は精度良い位置検出が可能であるが、それらが悪い場合には位置精度が劣化してしまうという問題がある。
【００３３】
一方、自律測位手段１３も、予め定める周期またはセンター装置３からの検索指示に応答して、現在位置を自律測位する。この自律測位手段１３は、利用者４の歩行による歩数をカウントする上下動加速度センサや振動センサおよび進行方向を検出する地磁気センサならびに初期位置にそれらのセンサからの出力による移動方向および移動量を積算してゆくことで現在位置を求める演算手段を備えて成る。
【００３４】
注目すべきは、本実施の形態では、前記自律測位手段１３の初期位置を更新してゆくにあたって、初期位置設定手段でもある制御手段１５は、ＧＰＳ測位手段１２および自律測位手段１３の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記ＧＰＳ測位手段１２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定することである。図３は、制御手段１５による上述の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３５】
ステップＳ１でセキュリティ端末１の電源スイッチがＯＮされて動作を開始すると、ステップＳ２でＧＰＳ受信手段１１およびＧＰＳ測位手段１２を使用してＧＰＳ電波による測位が行われ、ステップＳ３ではその測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達していない場合および未測位の場合には前記ステップＳ１に戻ってＧＰＳ測位を継続し、所定精度のＧＰＳ測位結果が得られるとステップＳ４に移り、その測位位置が自律測位手段１３の初期位置に設定される。こうして、最初の初期位置を得る場合は、精度のよい絶対位置が得られるまで、毎回、たとえば１秒毎に、ＧＰＳ測位を行う。
【００３６】
続いてステップＳ５１およびＳ５２では、並列処理によって、前記予め定める周期、たとえば５分毎の間欠にＧＰＳ測位が行われ、一方、予め定める周期、たとえば１秒毎に自律測位が行われる。前記ステップＳ５１，Ｓ５２からはステップＳ６に移り、ＧＰＳ測位結果と自律測位結果とを比較し、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記ＧＰＳ測位手段１２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。
【００３７】
ステップＳ７では、ステップＳ６で設定された初期位置にセンサ計測結果から算出された移動量を加算する自律測位のみを行い、ステップＳ８では、前記センター装置３からの検索要求の有無を判断する。検索要求がない場合にはステップＳ９に移り、ＧＰＳ測位周期の前記５分が経過したか否かが判断され、経過していないときには前記ステップＳ７に戻って自律測位のみを繰返し、経過したときには前記ステップＳ５１，Ｓ５２まで戻ってＧＰＳ測位から繰返す。こうして、前記１秒に１回自律測位を行い、かつ５分に１回ＧＰＳ測位を行い、その初期位置を更新する。
【００３８】
一方、保護者や管理者がセンター装置３へセキュリティ端末１の検索指示を出し、前記ステップＳ８において検索要求が発生しているとステップＳ１０に移り、ＧＰＳ測位および自律測位を行い、ステップＳ１１ではＧＰＳ測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達している場合にはステップＳ１２に移ってＧＰＳ測位結果をセンター装置３へ送信し、所定精度に達していない場合および未測位の場合にはステップＳ１３に移って、自律測位の結果をセンター装置３へ送信して処理を終了する。
【００３９】
前記ステップＳ１２またはＳ１３の測位結果を受信すると、センター装置３はその位置を地図画面に合わせて表示し、また同様の表示データを前記保護者や管理者のパーソナルコンピュータへ送信する。
【００４０】
このように構成することで、自律測位手段１３における初期位置が前記５分に１回のＧＰＳ測位の度に逐次更新され、しかもＧＰＳ測位結果をそのまま自律測位の初期位置に採用する訳ではなく、より正確と推定される方の測位結果を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００４１】
図４〜図７は、上述のステップＳ６における処理を具体的に示すフローチャートである。ＧＰＳ測位結果のエラー値判断基準として、図４の例は使用衛星の平均Ｃ／Ｎ０値（ｄＢＨｚ）を用いるものであり、図５の例はＰＤＯＰ値を用いるものであり、図６の例はＥＰＥ値を用いるものであり、図７の例は誤差分散値を用いるものであり、たとえば測位に使用したＧＰＳ電波の内、前記各値が最も低いものと、以下の比較を行う。一方、自律測位手段１３の測位結果のエラー値判断基準は、歩数×歩幅×所定エラー率から成る見積もりエラー値（ｍ）とする。前記所定エラー率は、たとえば５％に選ばれる。
【００４２】
図４で示す平均Ｃ／Ｎ０値を用いる例では、表１にも示すように、ステップＳ６１１でその平均Ｃ／Ｎ０値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ１以下である場合にはステップＳ６１２に移り、前記値ａ１より大きい場合にはステップＳ６１３に移る。ステップＳ６１２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ１以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合にはステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、それからの自律測位手段１３の測位にあたっての初期位置に設定（更新）されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６１２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ１より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合にはステップＳ６１５に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００４３】
同様に、ステップＳ６１３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ１以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合にはステップＳ６１６に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６１３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ１より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合にはステップＳ６１７に移り、ＧＰＳ測位手段１２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００４４】
なお、前記ステップＳ６１５，Ｓ６１６において、自律測位手段１３の初期位置に、ＧＰＳ測位手段１２の測位結果と自律測位手段１３の測位結果とのいずれを採用するかは、さらに条件を設定するなどして、任意に選択されればよい。
【００４５】
【表１】
【００４６】
また、図５で示すＰＤＯＰ値を用いる例では、表２にも示すように、ステップＳ６２１でそのＰＤＯＰ値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ２以下である場合にはステップＳ６２２に移り、前記値ａ２より大きい場合にはステップＳ６２３に移る。ステップＳ６２２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ２以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合には前記ステップＳ６１６に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６２２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ２より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合には前記ステップＳ６１７に移り、ＧＰＳ測位手段１２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００４７】
同様に、ステップＳ６２３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ２以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合には前記ステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、その自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６２３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ２より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合には前記ステップＳ６１５に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００４８】
【表２】
【００４９】
さらにまた、図６で示すＥＰＥ値を用いる例では、表３にも示すように、ステップＳ６３１でそのＥＰＥ値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ３以下である場合にはステップＳ６３２に移り、前記値ａ３より大きい場合にはステップＳ６３３に移る。ステップＳ６３２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ３以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合には前記ステップＳ６１６に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６３２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ３より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合には前記ステップＳ６１７に移り、ＧＰＳ測位手段１２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００５０】
同様に、ステップＳ６３３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ３以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合には前記ステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、その自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６３３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ３より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合には前記ステップＳ６１５に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００５１】
【表３】
【００５２】
また、図６で示す誤差分散値を用いる例では、表４にも示すように、ステップＳ６４１でその誤差分散値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ４以下である場合にはステップＳ６４２に移り、前記値ａ４より大きい場合にはステップＳ６４３に移る。ステップＳ６４２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ４以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合には前記ステップＳ６１６に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６４２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ４より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合には前記ステップＳ６１７に移り、ＧＰＳ測位手段１２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００５３】
同様に、ステップＳ６４３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ４以下である場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合には前記ステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、その自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６４３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ４より大きい場合、すなわちＧＰＳ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合には前記ステップＳ６１５に移り、ＧＰＳ測位手段１２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００５４】
【表４】
【００５５】
以上のようにして、前記ステップＳ６におけるＧＰＳ測位結果と自律測位結果とを比較し、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を自律測位手段１３の初期位置に設定することが可能になる。
【００５６】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の第２の形態に係るセキュリティ端末４０の電気的構成を示すブロック図である。このセキュリティ端末４０は、前述のセキュリティ端末１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。また、通信ネットワーク２およびセンター装置３の構成は同一のものを使用することができ、図２に対して、この図８では省略している。
【００５７】
注目すべきは、このセキュリティ端末４０では、前記ＧＰＳ測位に代えて、携帯電話の電波を用いた測位を行うことである。したがって、電波利用測位手段である携帯電波受信手段４１は、予め定める周期またはセンター装置３からの検索指示に応答して、複数の携帯電話基地局からの電波を受信し、携帯電波測位手段４２は、その受信結果に測位演算を施し、現在位置を絶対測位する。制御手段４５は、携帯電波測位手段４２および前述の自律測位手段１３の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記携帯電波測位手段４２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。
【００５８】
残余の自律測位手段１３、無線通信手段１４、記憶手段１６および表示入力手段１７は、前述のセキュリティ端末１と同様である。携帯電波を用いる測位には、位置の分かっている３つ以上の基地局からの電波を受信する必要があり、１つの基地局と通信を行うＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式の携帯電話端末の場合には、その無線通信手段１４とは別に携帯電波受信手段４１および携帯電波測位手段４２を設ける必要があるが、３つ以上の基地局と通信を行うことができるＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式の携帯電話端末の場合には、無線通信手段１４で現在位置の測位を行うことで、それらは省略されてもよい。
【００５９】
図９は、前記制御手段４５による動作を説明するためのフローチャートである。図３および図４〜図７の処理と同一の処理には同一のステップ番号を付して示し、類似する処理には同一のステップ番号に添字ａを付して示している。前記ステップＳ１でセキュリティ端末４０の電源スイッチがＯＮされて動作を開始すると、ステップＳ２ａで携帯電波受信手段４１および携帯電波測位手段４２を使用して携帯電波による測位が行われ、ステップＳ３ａではその測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達していない場合および未測位の場合には前記ステップＳ１に戻って携帯電波測位を継続し、所定精度の携帯電波測位結果が得られるとステップＳ４ａに移り、その測位位置が自律測位手段１３の初期位置に設定される。こうして、最初の初期位置を得る場合は、精度のよい絶対位置が得られるまで、毎回、たとえば１秒毎に、携帯電波測位を行う。
【００６０】
続いてステップＳ５１ａおよびＳ５２では、並列処理によって、前記予め定める周期、たとえば５分毎の間欠に携帯電波測位が行われ、一方、予め定める周期、たとえば１秒毎に自律測位が行われる。前記ステップＳ５１ａ，５２からは以下の処理に移り、携帯電波測位結果と自律測位結果とを比較し、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記携帯電波測位手段４２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。
【００６１】
具体的には、前記携帯電波の強度値（ｄＢｍ）を用い、測位に使用した携帯電波の内の最も低いレベルの強度値を用いる。そして、表５にも示すように、ステップＳ６５１でその強度値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ５以下である場合にはステップＳ６５２に移り、前記値ａ５より大きい場合にはステップＳ６５３に移る。ステップＳ６５２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ５以下である場合、すなわち携帯電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合には前記ステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、それからの自律測位手段１３の測位にあたっての初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６５２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ５より大きい場合、すなわち携帯電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合にはステップＳ６５５に移り、携帯電波測位手段４２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００６２】
同様に、ステップＳ６５３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ５以下である場合、すなわち携帯電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合にはステップＳ６５６に移り、携帯電波測位手段４２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６５３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ５より大きい場合、すなわち携帯電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合にはステップＳ６５７に移り、携帯電波測位手段４２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００６３】
前記ステップＳ６５５，Ｓ６５６において、自律測位手段１３の初期位置に、携帯電波測位手段４２の測位結果と自律測位手段１３の測位結果とのいずれを採用するかは、さらに条件を設定するなどして、任意に選択されればよい。
【００６４】
【表５】
【００６５】
ステップＳ７では、ステップＳ６で設定された初期位置にセンサ計測結果から算出された移動量を加算する自律測位のみを行い、ステップＳ８では、前記センター装置３からの検索要求の有無を判断する。検索要求がない場合にはステップＳ９に移り、携帯電波測位周期の前記５分が経過したか否かが判断され、経過していないときには前記ステップＳ７に戻って自律測位のみを繰返し、経過したときには前記ステップＳ５１ａ，Ｓ５２まで戻って携帯電波測位から繰返す。こうして、前記１秒に１回自律測位を行い、かつ５分に１回携帯電波測位を行い、その初期位置を更新する。
【００６６】
一方、保護者や管理者がセンター装置３へセキュリティ端末４０の検索指示を出し、前記ステップＳ８において検索要求が発生しているとステップＳ１０ａに移り、携帯電波測位および自律測位を行い、ステップＳ１１ａでは携帯電波測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達している場合にはステップＳ１２ａに移って携帯電波測位結果をセンター装置３へ送信し、所定精度に達していない場合および未測位の場合にはステップＳ１３に移って、自律測位の結果をセンター装置３へ送信して処理を終了する。
【００６７】
このように構成することでもまた、自律測位手段１３における初期位置が前記５分に１回の携帯電波測位の度に逐次更新され、しかも携帯電波測位結果をそのまま自律測位の初期位置に採用する訳ではなく、より正確と推定される方の測位結果を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００６８】
［実施の形態３］
図１０は、本発明の実施の第３の形態に係るセキュリティ端末５０の電気的構成を示すブロック図である。このセキュリティ端末５０は、前述のセキュリティ端末１，４０に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。また、通信ネットワーク２およびセンター装置３の構成は同一のものを使用することができ、図２に対して、この図１０では省略している。
【００６９】
注目すべきは、このセキュリティ端末５０では、前記ＧＰＳ測位や携帯電波測位に代えて、テレビ電波を用いた測位を行うことである。したがって、電波利用測位手段であるテレビ電波受信手段５１は、予め定める周期またはセンター装置３からの検索指示に応答して、複数の送信所からのテレビ電波を受信し、テレビ電波測位手段５２は、各送信所の位置データを保持しており、利用者４の設定やセンター装置３からのエリア指定に対応した送信所からのテレビ電波のみを抽出して、その受信結果に測位演算を施し、現在位置を絶対測位する。制御手段５５は、テレビ電波測位手段５２および前述の自律測位手段１３の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記テレビ電波測位手段５２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。残余の自律測位手段１３、無線通信手段１４、記憶手段１６および表示入力手段１７は、前述のセキュリティ端末１，４０と同様である。
【００７０】
図１１は、前記制御手段５５による動作を説明するためのフローチャートである。図３、図４〜図７および図９の処理と同一の処理には同一のステップ番号を付して示し、類似する処理には同一のステップ番号に添字ｂを付して示している。前記ステップＳ１でセキュリティ端末５０の電源スイッチがＯＮされて動作を開始すると、ステップＳ２ｂでテレビ電波受信手段５１およびテレビ電波測位手段５２を使用してテレビ電波による測位が行われ、ステップＳ３ｂではその測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達していない場合および未測位の場合には前記ステップＳ１に戻ってテレビ電波測位を継続し、所定精度のテレビ電波測位結果が得られるとステップＳ４ｂに移り、その測位位置が自律測位手段１３の初期位置に設定される。こうして、最初の初期位置を得る場合は、精度のよい絶対位置が得られるまで、毎回、たとえば１秒毎に、テレビ電波測位を行う。
【００７１】
続いてステップＳ５１ｂおよびＳ５２では、並列処理によって、前記予め定める周期、たとえば５分毎の間欠にテレビ電波測位が行われ、一方、予め定める周期、たとえば１秒毎に自律測位が行われる。前記ステップＳ５１ｂ，５２からは以下の処理に移り、テレビ電波測位結果と自律測位結果とを比較し、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記テレビ電波測位手段５２の測位毎に前記自律測位手段１３の初期位置に設定する。
【００７２】
具体的には、前記テレビ電波の強度値（ｄＢｍ）を用い、測位に使用したテレビ電波の内の最も低いレベルの強度値を用いる。そして、表６にも示すように、ステップＳ６６１でその強度値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ａ６以下である場合にはステップＳ６６２に移り、前記値ａ６より大きい場合にはステップＳ６６３に移る。ステップＳ６６２では、前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ６以下である場合、すなわちテレビ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差が比較的小さい場合には前記ステップＳ６１４に移り、自律測位手段１３の測位結果が、それからの自律測位手段１３の測位にあたっての初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６６２において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ６より大きい場合、すなわちテレビ電波の受信状況があまり好ましくなく、かつ自律測位での誤差も比較的大きい場合にはステップＳ６６５に移り、テレビ電波測位手段５２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００７３】
同様に、ステップＳ６６３でも前記見積もりエラー値を評価し、０より大きく、かつ予め定める値ｂ６以下である場合、すなわちテレビ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差も比較的小さい場合にはステップＳ６６６に移り、テレビ電波測位手段５２または自律測位手段１３の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。一方、前記ステップＳ６６３において、前記見積もりエラー値が前記値ｂ６より大きい場合、すなわちテレビ電波の受信状況が好ましく、かつ自律測位での誤差が比較的大きい場合にはステップＳ６６７に移り、テレビ電波測位手段５２の測位結果が、自律測位手段１３の初期位置に設定されて前記ステップＳ７に移る。
【００７４】
前記ステップＳ６６５，Ｓ６６６において、自律測位手段１３の初期位置に、テレビ電波測位手段５２の測位結果と自律測位手段１３の測位結果とのいずれを採用するかは、さらに条件を設定するなどして、任意に選択されればよい。
【００７５】
【表６】
【００７６】
さらにステップＳ７で自律測位を行い、ステップＳ８で検索要求の有無を、ステップＳ９でテレビ電波測位周期の経過の有無が判断され、前記１秒に１回自律測位を行い、かつ５分に１回テレビ電波測位を行い、その初期位置を更新する。そして、前記ステップＳ８で検索要求が発生しているとステップＳ１０ｂに移り、テレビ電波測位および自律測位を行い、ステップＳ１１ｂではテレビ電波測位結果の精度が予め定めるレベルに達しているか否かが判断され、達している場合にはステップＳ１２ｂに移ってテレビ電波測位結果をセンター装置３へ送信し、所定精度に達していない場合および未測位の場合にはステップＳ１３に移って、自律測位の結果をセンター装置３へ送信して処理を終了する。
【００７７】
このように構成することでもまた、自律測位手段１３における初期位置が前記５分に１回のテレビ電波測位の度に逐次更新され、しかもテレビ電波測位結果をそのまま自律測位の初期位置に採用する訳ではなく、より正確と推定される方の測位結果を設定するので、初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【００７８】
［実施の形態４］
図１２は、本発明の実施の第４の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。本実施の形態のセキュリティ端末は、前述の図２で示すセキュリティ端末１の構成を用いることができ、前記制御手段１５による初期位置の設定動作が異なるだけである。すなわち、注目すべきは、本実施の形態では、前述の図３の処理におけるステップＳ６の初期位置の設定処理に代えて、ステップＳ６ａを実施し、ＧＰＳ測位結果と自律測位結果とにおけるそれぞれのエラー値の割合に対応した比率で、それぞれの測位結果を合成し、前記自律測位手段１３の初期位置に設定することである。残余の総ての処理は、前述の図３の処理と同様である。
【００７９】
前記エラー値は、たとえばＧＰＳ測位手段１２では前記誤差分散値ａ７（ｍ）であり、前記自律測位手段１３では前記歩数×歩幅×所定エラー率（５％）から求められる見積もりエラー値ｂ７（ｍ）であり、ａ７：ｂ７の比で内分した位置を初期位置としで求める。
【００８０】
したがって、ＧＰＳ測位手段１２および自律測位手段１３の測位結果から、より正確と推定される方の測位結果の割合を大きくして、前記自律測位手段１３の初期位置に設定することができる。
【００８１】
［実施の形態５］
図１３は、本発明の実施の第５の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。本実施の形態のセキュリティ端末も、前述の図２で示すセキュリティ端末１の構成を用いることができ、前記制御手段１５による初期位置の設定動作が異なるだけである。注目すべきは、本実施の形態では、前述の図３の処理におけるステップＳ６の初期位置の設定処理に代えて、ステップＳ６ｂを実施し、ＧＰＳ測位結果と自律測位結果との平均値（重心）を、前記自律測位手段１３の初期位置に設定することである。残余の総ての処理は、前述の図３の処理と同様である。
【００８２】
このように構成してもまた、自律測位の初期位置の精度が高くなり、常に良好な測位結果を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係るセキュリティ端末を用いた位置情報システムの概要を示す図である。
【図２】図１で示す構成の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の第１の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３で示す測位動作における自律測位のための初期位置設定動作を具体的に示すフローチャートである。
【図５】図３で示す測位動作における自律測位のための初期位置設定動作を具体的に示すフローチャートである。
【図６】図３で示す測位動作における自律測位のための初期位置設定動作を具体的に示すフローチャートである。
【図７】図３で示す測位動作における自律測位のための初期位置設定動作を具体的に示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の第２の形態に係るセキュリティ端末の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の第２の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の第３の形態に係るセキュリティ端末の電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の第３の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の第４の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の第５の形態に係るセキュリティ端末の制御手段による動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１，４０，５０ セキュリティ端末
２ 通信ネットワーク
３ センター装置
４ 利用者
１１ ＧＰＳ受信手段
１２ ＧＰＳ測位手段
１３ 自律測位手段
１４ 無線通信手段
１５，４５，５５ 制御手段
１６ 記憶手段
１７ 表示入力手段
２１〜２３ 基地局
３１ 無線通信手段
３２ 制御手段
３３ 記憶手段
３４ 表示入力手段
４１ 携帯電波受信手段
４２ 携帯電波測位手段
５１ テレビ電波受信手段
５２ テレビ電波測位手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者によって所持される測位装置において、
外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を求める電波利用測位手段と、
初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段と、
前記電波利用測位手段および自律測位手段を制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする制御手段と、
前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する初期位置設定手段とを含むことを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記初期位置設定手段は、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果におけるそれぞれのエラー値の割合に対応した比率でそれぞれの測位結果を合成し、前記自律測位手段の初期位置に設定することを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項３】
使用者によって所持される測位装置において、
外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を求める電波利用測位手段と、
初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段と、
前記電波利用測位手段および自律測位手段を制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする前記制御手段と、
前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果の平均値を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する初期位置設定手段とを含むことを特徴とする測位装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の測位装置において、無線通信網を介して測位結果を送信する無線通信手段をさらに備え、
前記測位装置にコマンドを送信し、それに応答して返信された測位結果を受信する無線通信手段と、受信した測位結果を記憶する記憶手段と、受信した測位結果を表示する表示手段とを備えて構成されるセンター装置を備えて成ることを特徴とする位置情報システム。
【請求項１】
使用者によって所持される測位装置において、
外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を求める電波利用測位手段と、
初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段と、
前記電波利用測位手段および自律測位手段を制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする制御手段と、
前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果から、それぞれに予め設定されるエラー値判断基準に基づき、より正確と推定される方の測位結果を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する初期位置設定手段とを含むことを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記初期位置設定手段は、前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果におけるそれぞれのエラー値の割合に対応した比率でそれぞれの測位結果を合成し、前記自律測位手段の初期位置に設定することを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項３】
使用者によって所持される測位装置において、
外部電波を受信し、その受信結果から演算によって現在位置を求める電波利用測位手段と、
初期位置に、その初期位置からの移動方向および移動量を積算して現在位置を求める自律測位手段と、
前記電波利用測位手段および自律測位手段を制御するとともに、それらの測位結果から求めた位置を現在位置とする前記制御手段と、
前記電波利用測位手段および自律測位手段の測位結果の平均値を、前記電波利用測位手段の測位毎に前記自律測位手段の初期位置に設定する初期位置設定手段とを含むことを特徴とする測位装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の測位装置において、無線通信網を介して測位結果を送信する無線通信手段をさらに備え、
前記測位装置にコマンドを送信し、それに応答して返信された測位結果を受信する無線通信手段と、受信した測位結果を記憶する記憶手段と、受信した測位結果を表示する表示手段とを備えて構成されるセンター装置を備えて成ることを特徴とする位置情報システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−１７７７７２（Ｐ２００６−１７７７７２Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７１２２９（Ｐ２００４−３７１２２９）
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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