移動局測位システム
【課題】精度の高い移動局測位システムを提供する。
【解決手段】前記存在確率算出部１０２により、測位部５６による測位結果である移動局の位置と、移動局の位置に対応して測位の精度の劣化を表す精度劣化値と、移動局測位システムの測位誤差とに基づいて、移動局の位置に対する存在確率分布が移動局ごとに算出され（ＳＡ５）、移動局位置抽出部１０６により、第２の測距部により測定される複数の移動局間の距離に基づいて複数の移動局の位置の組合せが抽出され（ＳＡ７）、移動局位置選択部１０８により、抽出された前記組合せに対応する確率評価値が前記存在確率分布に基づいて算出され、確率評価値が最も高い前記組合せが選択される（ＳＡ８）。移動局位置補正部１１０により、測位部５６による測位結果である複数の移動局位置が、移動局位置選択部１０８によって選択された前記組合せとなるように補正される（ＳＡ１２）。
【解決手段】前記存在確率算出部１０２により、測位部５６による測位結果である移動局の位置と、移動局の位置に対応して測位の精度の劣化を表す精度劣化値と、移動局測位システムの測位誤差とに基づいて、移動局の位置に対する存在確率分布が移動局ごとに算出され（ＳＡ５）、移動局位置抽出部１０６により、第２の測距部により測定される複数の移動局間の距離に基づいて複数の移動局の位置の組合せが抽出され（ＳＡ７）、移動局位置選択部１０８により、抽出された前記組合せに対応する確率評価値が前記存在確率分布に基づいて算出され、確率評価値が最も高い前記組合せが選択される（ＳＡ８）。移動局位置補正部１１０により、測位部５６による測位結果である複数の移動局位置が、移動局位置選択部１０８によって選択された前記組合せとなるように補正される（ＳＡ１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局が発信する電波を複数の基地局が受信し、その受信結果に基づいて移動局の位置の推定を行なう移動局測位システムに関するものであり、特に、移動局と基地局との距離に関して測定される距離関連値に基づいて検出された移動局の位置を、前記距離関連値よりも精度よく測定された複数の移動局間の距離に基づいて補正することにより、正確な移動局の位置の検出を行なう技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局が発信する電波を複数の基地局で受信し、これらの複数の基地局のそれぞれにおける電波の受信結果に基づいて、移動局の位置の検出を行なう移動局測位システムが提案されている。かかる移動局測位システムにおいては、例えば、距離関連情報として移動局と基地局との距離を算出し、算出された各移動局と各基地局間のそれぞれの距離に基づいて移動局の位置を算出する。このとき、移動局と基地局間の距離は、例えば、移動局における電波の発信時刻と基地局における電波の受信時刻に基づいて算出した電波の伝搬時間に基づいて算出したり（ＴＯＡ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）方式）、あるいは、各基地局の受信時刻の相対受信時刻を用いて算出する（ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）方式）。
【０００３】
前述のように電波の受信時刻に基づいて電波の伝搬時間を算出する場合には、移動局の有する時計と基地局の有する時計とが正確に一致している必要がある。また、電波の受信時刻の相対的な時間差を算出する場合には、各基地局の有する時計がそれぞれ正確に一致している必要がある。逆に言えば、電波は光速ｃ（＝約３．０×１０８ｍ／ｓ）の速度で進むことから、例えば前述の電波の伝搬時間を算出する場合において、移動局の有する時計と基地局の有する時計とが１μ（１０−６）秒だけずれているだけで、移動局と基地局との距離ｄは約３００ｍの誤差となって現れる。
【０００４】
しかしながら、基地局と移動局とで、マイクロ秒以下、あるいはナノ（１０−９）秒単位で正確に一致した時計を用意することは実用的には困難であり、また、基地局や移動局で情報処理に使用するプロセッサのクロック速度においても必ずしも正確に一致しているとは言えない。そのため、電波の受信時刻を検出することにより移動局と基地局との距離を算出し、移動局の位置の検出を行なう場合には、これらにより生ずる測位誤差は避けることができないものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５９１４３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５２７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる測位誤差を低減し、基地局の位置をより正確に検出するために、移動局と基地局との距離を測定する方法によって検出された移動局の位置を、他の情報に基づいて補正する技術が有効である。
【０００７】
本発明者等は、以上の課題を解決するために種々検討を重ねた結果、移動局と基地局との距離関連値に基づいて移動局の位置を算出するとともに、前記移動局と基地局との距離関連値よりも正確に測定される移動局間の距離を測定し、この移動局間距離に基づいて前記移動局の位置を補正することにより、移動局の位置の算出をより正確に行なうことができるという点を見いだした。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、移動局と基地局との距離関連値に基づいて移動局の位置を算出するとともに、前記移動局と基地局との距離関連値よりも正確に測定される移動局間の距離を測定し、この移動局間距離に基づいて前記移動局の位置を補正する移動局測位システムであって、前記補正の際には各移動局の存在確率を考慮した補正を行なうことにより、精度のよい前記移動局の位置の推定を行なう移動局測位システムを提供することにある。
【０００９】
なお、前記特許文献１および特許文献２には、それぞれ、移動局間の距離を測定することにより、移動局の位置の検出を行なう技術が開示されている。しかしながら、これらの技術はいずれも、既知の移動局位置と移動局間の距離とに基づいて位置が既知でない移動局の位置を算出する技術に関するものであって、本発明の第１の測距手段に対応するものであり、すでに算出された移動局位置の補正のために移動局間の距離を算出し利用する本発明とは考え方を異にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）電波を発信する発信部を有し所定の移動可能領域を移動可能な複数の移動局と、該複数の移動局によって発信された電波を受信する受信部と、該受信部が受信した電波に基づいて前記複数の移動局との距離に関連する距離関連値をそれぞれ測定する第１の測距部とを有し、既知の位置に固定された複数の基地局と、該第１の測距部によって測定された距離関連値に基づいて前記複数の移動局のそれぞれの位置を測位する測位部を有する測位サーバと、を有する移動局測位システムにおいて、（ｂ）前記測位部による測位結果に基づいて算出された前記移動局の位置と、該移動局の位置に対応して前記測位部による移動局の位置の算出における精度の劣化を表す値である精度劣化値と、前記移動局測位システムにおける測位誤差とに基づいて、前記移動可能領域における前記移動局の位置に対する存在確率分布を前記複数の移動局のそれぞれに対し算出する存在確率算出部と、（ｃ）前記第１の測距部よりも高い測距精度を有し、前記複数の移動局間の距離を測定する第２の測距部と、（ｄ）前記第２の測距部により測定される前記複数の移動局間の距離に基づいて前記複数の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせを抽出する移動局位置抽出部と、（ｅ）前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記複数の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記複数の移動局の位置の組み合わせを選択する移動局位置選択部と、（ｆ）前記測位部による測位結果である前記複数の移動局位置を、前記移動局位置選択部によって選択された移動局の位置の組み合わせとなるように補正する移動局位置補正部とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記移動局は、前記第２の測距部を有し、（ｂ）前記第２の測距部による測距の結果は、前記発信部によって発信される電波を介して前記移動局位置抽出部に伝達されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、前記測位サーバは、前記存在確率算出部、前記移動局位置抽出部、移動局位置選択部及び前記移動局位置補正部とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、前記第２の測距部は、音波、赤外線、受信した電波の電界強度のうち少なくとも１つを用いて測距を行なうことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、前記第２の測距部は、前記複数の移動局のうち、位置の補正を実行させるための１の移動局である特定移動局と、前記特定移動局以外の１の移動局である第２の移動局との距離を測距することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率の高い前記移動局の位置の組み合わせを選択する移動局位置詳細選択部を有することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記存在確率算出部は、前記測位部により算出された移動局の位置を中心値とし、また、前記精度劣化値と前記測位誤差とを乗算することにより得られる値を標準偏差とする正規分布により移動局の位置に対する存在確率分布を算出し、（ｂ）前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、前記存在確率算出部によって算出された存在確率分布における標準偏差の最も高い移動局の位置を含む前記移動局の位置の組み合わせを選択することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、該移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動履歴に基づいて、前記移動局の位置の組み合わせを選択することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前における前記移動局の位置に関する情報であることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動に関する情報であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記第２の測距部は、前記特定移動局と、前記複数の移動局のうち前記特定移動局および前記第２の移動局以外の移動局である第３の移動局との距離を測距し、（ｂ）前記移動局位置抽出部は、前記第２の測距部により測定される前記特定移動局と前記第３の移動局との間の距離に基づいて前記特定移動局および前記第３の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせを抽出し、（ｃ）前記移動局位置選択部は、前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせを選択するものであり、（ｄ）前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置を選択することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１２にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかから所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１３にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、該所定の距離内に存在する特定移動局の位置の平均を前記特定移動局の位置として選択することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１４にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、前記第２の移動局および前記第３の移動局のうち、前記存在確率算出部により存在確率分布を算出する際に用いた標準偏差が小さい移動局および前記特定移動局の組み合わせとして選択された特定移動局の位置であって、前記所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１５にかかる発明の要旨とするところは、前記第３の移動局は、前記特定移動局および前記第２の移動局のそれぞれから所定の距離以上離れており、かつ前記特定移動局と前記第２の移動局とを結ぶ直線上に存在しないものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１にかかる移動局測位システムによれば、前記測位部により、前記第１の測距部によって測定された前記複数の移動局と前記複数の基地局とのそれぞれの距離に関連する距離関連値に基づいて、前記複数の移動局の位置が算出され、前記存在確率算出部により、前記測位部による測位結果に基づいて算出された前記移動局の位置と、該移動局の位置に対応して前記測位部による移動局の位置の算出における精度の劣化を表す値である精度劣化値と、前記移動局測位システムにおける測位誤差とに基づいて、前記移動可能領域における前記移動局の位置に対する存在確率分布が前記複数の移動局のそれぞれに対し算出され、前記第１の測距部よりも高い測距精度を有する第２の測距部により、前記複数の移動局間の距離が測定され、前記移動局位置抽出部により、前記第２の測距部により測定される前記複数の移動局間の距離に基づいて前記複数の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせが抽出され、前記移動局位置選択部により、前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記複数の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値が算出されるとともに、最も確率評価値が高い前記複数の移動局の位置の組み合わせが選択され、前記移動局位置補正部により、前記測位部による測位結果である前記複数の移動局位置が、前記移動局位置選択部によって選択された移動局の位置の組み合わせとなるように補正されるので、前記移動局のそれぞれについて算出される、移動局の位置に対する存在確率分布は、該移動局の位置に対応して前記測位部による移動局の位置の算出における精度の劣化を表す値である精度劣化値と、前記移動局測位システムにおける測位誤差とに基づくものとなり、ひいては、前記移動局位置抽出部により抽出された前記複数の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値も前記精度劣化値を考慮したものとなる。すなわち、測位部によって移動局の位置が算出された際の精度を考慮して、移動局の位置の補正を行なうことができ、正確な移動局の位置の算出が可能となる。
【００２６】
請求項２にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局は、前記第２の測距部を有し、前記第２の測距部による測距の結果は、前記発信部によって発信される電波を介して前記移動局位置抽出部に伝達されるので、移動局間の距離は移動局によって測定されることができる。
【００２７】
請求項３にかかる移動局測位システムによれば、前記測位サーバは、前記存在確率算出部、前記移動局位置抽出部、移動局位置選択部及び前記移動局位置補正部とを有するので、移動局の位置の算出およびその補正に関する演算処理を測位サーバにおいて集約することができる。
【００２８】
請求項４にかかる移動局測位システムによれば、前記第２の測距部は、音波、赤外線、受信した電波の電界強度のうち少なくとも１つを用いて測距を行なうので、移動局間の距離を精度よく測定することができる。
【００２９】
請求項５にかかる移動局測位システムによれば、前記第２の測距部は、前記複数の移動局のうち、位置の補正を実行させるための１の移動局である特定移動局と、前記特定移動局以外の１の移動局である第２の移動局との距離を測距するので、前記特定移動局と前記第２の移動局との距離が精度よく測定される。
【００３０】
請求項６にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率の高い前記移動局の位置の組み合わせを選択する移動局位置詳細選択部を有するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率のより高い移動局の位置の組み合わせが選択される。
【００３１】
請求項７にかかる移動局測位システムによれば、前記存在確率算出部は、前記測位部により算出された移動局の位置を中心値とし、また、前記精度劣化値と前記測位誤差とを乗算することにより得られる値を標準偏差とする正規分布により移動局の位置に対する存在確率分布を算出し、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、前記存在確率算出部によって算出された存在確率分布における標準偏差の最も高い移動局の位置を含む前記移動局の位置の組み合わせを選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、存在確率分布に基づいて移動局の位置の組み合わせが選択される。
【００３２】
請求項８にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、該移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動履歴に基づいて、前記移動局の位置の組み合わせを選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局の移動履歴に基づいて移動局の位置の組み合わせが選択される。
【００３３】
請求項９にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前における前記移動局の位置に関する情報であるので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局の過去の存在位置に基づいて移動局の位置の組み合わせが選択される。
【００３４】
請求項１０にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動に関する情報であるので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局の移動に関する情報に基づいて移動局の位置の組み合わせが選択される。
【００３５】
請求項１１にかかる移動局測位システムによれば、前記第２の測距部は、前記特定移動局と、前記複数の移動局のうち前記特定移動局および前記第２の移動局以外の移動局である第３の移動局との距離を測距し、前記移動局位置抽出部は、前記第２の測距部により測定される前記特定移動局と前記第３の移動局との間の距離に基づいて前記特定移動局および前記第３の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせを抽出し、前記移動局位置選択部は、前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせを選択し、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置を選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部において、前記移動局位置選択部により前記特定移動局と前記第３の移動局との位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【００３６】
請求項１２にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかから所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部において、前記移動局位置選択部により前記特定移動局と前記第３の移動局との位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【００３７】
請求項１３にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、該所定の距離内に存在する特定移動局の位置の平均を前記特定移動局の位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部において、前記移動局位置選択部により前記特定移動局と前記第３の移動局との位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【００３８】
請求項１４にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、前記第２の移動局および前記第３の移動局のうち、前記存在確率算出部により存在確率分布を算出する際に用いた標準偏差が小さい移動局および前記特定移動局の組み合わせとして選択された特定移動局の位置であって、前記所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部において、前記移動局位置選択部により前記特定移動局と前記第３の移動局との位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置と、前記第３の移動局および前記第２の移動局のそれぞれの位置に対する前記標準偏差とを考慮して前記特定移動局の位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【００３９】
請求項１５にかかる移動局測位システムによれば、前記第３の移動局は、前記特定移動局および前記第２の移動局のそれぞれから所定の距離以上離れており、かつ前記特定移動局と前記第２の移動局とを結ぶ直線上に存在しないものであるので、前記移動局位置詳細選択部における前記特定移動局の位置の選択が正確に行なわれるように、前記第３の移動局の選択が行なわれる。
【実施例１】
【００４０】
図１は、本発明の測位システム８の構成の一例を示した図である。図１には、平面上の任意の形状に設けられる移動可能領域５０として一辺３０（ｍ）の正方形状の移動可能領域５０が設けられている。また、前記移動可能領域５０には、後述する移動局１０と無線による通信を行なう機能を有する基地局１２として４つの基地局である第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、第４基地局１２Ｄがそれぞれ設けられる。基地局の数としては後述するように電波の伝搬到達時間により移動局の位置を求める場合には、平面上における移動局１０の位置の算出のためには少なくとも３個の基地局が必要である。従って、前記移動可能領域のいずれの地点においても、少なくとも移動局が３個の基地局と通信可能となるように基地局が配置されている。また、基地局の数が多いほど移動局の位置の算出は正確に行なうことができる。本図１においては、正方形の移動可能領域５０の４隅にそれぞれ第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄが１つずつ配置されており、この要件を満たす。また、前記移動可能領域５０内には複数の移動局１０が存在し、その移動可能領域５０内を移動可能とされている。本図１においては一例として３つの移動局１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが存在している。また、基地局１２と例えば有線ケーブル５２により接続されることにより通信可能とされた測位サーバ１４が設けられ、前記移動局１０によって発信され前記基地局１２によって受信された電波に基づいて、前記移動可能領域内における基地局１０の位置を算出する。なお、本明細書において、特に個々の移動局１０Ａ、１０Ｂを区別しない場合には移動局１０と表記し、個々の基地局１２Ａ乃至１２Ｄを区別しない場合には基地局１２と表記する。
【００４１】
このとき、移動可能領域５０は、便宜上図２に示すようにｘ軸およびｙ軸が定義され、移動可能領域５０上の点はこの軸に基づいて座標が規定される。すなわち、第１基地局１２Ａは座標（０，０）上に、第２基地局１２Ｂは座標（０，３０）上に、第３基地局１２Ｃは座標（３０，３０）上に、第４基地局１２Ｄは座標（３０，０）上にそれぞれ配置されている。
【００４２】
図３は移動局１０の構成の概要を示す機能ブロック線図である。アンテナ部２０は電波を送受信するために用いられ、平衡不平衡変換器２２はバラン（Ｂａｌｕｎ）であり、送受信切換部２４の不平衡線路をアンテナ部２０に適合するように平衡線路に変換する。コントローラ４０１は周知のマイコンおよびその周辺回路からなる制御回路であり、後述の送受信切換部２４を制御して移動局１０の動作を制御するものである。
【００４３】
送受信切換部２４は、図３においては移動局１０の送信状態と受信状態とを切り換える。すなわち、送受信切換部２４が移動局１０を送信状態に切り換える場合には、移動局１０は送信機として機能させられ、受信状態に切り換える場合には受信機として機能させられる。また、送信アンプ部２６は、前記送受信切換部２４によって移動局１０が送信機として機能させられる場合に、後述する無線部２８によって生成された信号波を増幅する。
【００４４】
無線部２８は、移動局１０が送信機として機能させられる場合には、後述する制御部３２によって生成される信号を無線通信を行なうための形式に変換し、移動局１０が受信機として機能させられる場合には、またアンテナ部２０によって受信された受信波から制御部３２によって処理されるための信号に変換するものであって、例えばＩＣなどによって実装される。この無線部２８は具体的にはコントローラ４０１からの指令により所定の周波数の搬送波を発生させるＰＬＬ回路（ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋ ｌｏｏｐ）回路、ＶＣＯ（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）回路及びデジタル変調復調部３０などを有し、このデジタル変調復調部３０は、制御部３２によって生成される信号をデジタル変調、および受信された受信信号の復調を行ない、生成されたデジタルデータを制御部３２に出力することにより移動局１０と基地局１２との間の無線通信がデジタル通信によってなされる。
【００４５】
制御部３２は、スペクトラム拡散部３４、逆拡散処理部３４１、ベースバンド信号生成復元部３６、および拡散符号発生部３８などを有し、例えばこれらのブロックを制御し拡散符号を発生する機能を有するゲートアレイやマイコンなどによって実装される。このうち、ベースバンド信号生成復元部３６は、移動局１０が送信機として機能させられる場合には、伝送したい情報を符号化しベースバンド信号を生成する。また、移動局１０または基地局１２が受信機として機能させられる場合には、後述する逆拡散処理部３４１によって復号されたベースバンド信号から、伝送された情報を取りだす。
【００４６】
拡散符号発生部３８は、後述するスペクトラム拡散部３４によってスペクトラム拡散を行なうための拡散符号を発生させる。この拡散符号としては、自己相関関数に高いピークを持つ、すなわち位相差がゼロである場合において自己相関が大きな値となる一方、位相差がゼロでない場合には自己相関が十分に小さく、かつ、符号間における相関が全ての位相差において十分小さい、すなわち相互相関が小さいことという条件を満たす符号列が用いられる。具体的には例えば、Ｍ系列符号やＧＰＳにおいても使用されているＧｏｌｄ系列符号が用いられる。このＧｏｌｄ系列符号は疑似雑音符号（ｐｓｅｕｄｏ−ｎｏｉｓｅ ｃｏｄｅ；ＰＮ信号）とも呼ばれる。
【００４７】
スペクトラム拡散部３４は、移動局１０が送信機として機能させられる場合には、ベースバンド信号生成復元部３６において生成されたベースバンド信号を、拡散符号発生部３８において発生させられた拡散符号を用いてスペクトラム拡散を行ない、送信のための信号を生成する。具体的には例えば、前記ベースバンド信号と前記拡散符号との排他的論理和を用いる直接拡散（ｄｉｒｅｃｔ ｓｐｒｅａｄ）方式が用いられる。また、逆拡散処理部３４１は、移動局１０が受信機として機能させられる場合に、前記デジタル変調復調部３０によって復調された受信波に対し前記拡散符号を用いてスペクトラム逆拡散を行ない、ベースバンド信号を取りだす。この受信の場合も送信の場合と同じ拡散符号が用いられる。このようなスペクトラム拡散を利用すれば、ある特定の移動局と基地局との通信がある特定の拡散符号を用いて行なわれている場合に、同じ時刻および同じ周波数において他の移動局と基地局との通信が別の拡散符号を用いて行なわれる場合であっても、相互の通信が影響を受けることがない。
【００４８】
これらのアンテナ部２０、平衡不平衡切換器２２、送受信切換部２４、送信アンプ２６、無線部２８、制御部３２などの電波の発信のためのブロックが発信部および受信部に相当する。
【００４９】
第２の測距部に対応する第２測距部７０は、例えば音波発信機および音波センサ７２を備え、自己の移動局１０と、自己以外の他の移動局１０との距離を測定すなわち測距する。具体的には例えば、自己の移動局１０の前記音波発信機により発信された音波が、前記他の移動局１０によって反射され自己の移動局１０の前記音波センサによって検出されるまでの時間と、音波の空気中における伝搬速度とに基づいて自己の移動局１０と自己以外の他の移動局１０との距離が算出される。具体的には、自己の移動局１０の前記音波発信機により発信された音波が、前記他の移動局１０によって反射され自己の移動局１０の前記音波センサによって検出されるまでに要した時間の半分に音波の伝搬速度を乗ずることによって、自己の移動局１０と自己以外の他の移動局１０との距離が算出される。このとき、音波を好適に反射するために、移動局１０は音波発信機及び音波センサ７２に加え、図示しない音波反射のための部材を有していてもよい。また音波発信機及び音波センサ７２としては、正確な測距を行なうことができるという性質を考慮して、特に超音波発信機及び超音波センサが用いられる。なお、第２測距部７０は、前記音波発信機及び音波センサ７２に代えて、同程度の距離を正確に測定可能な装置として、赤外線発信機および赤外線センサ、所定の周波数の電波を発信する発信機およびその発信された電波を受信し受信波の強度を算出する電波強度測定装置が用いられてもよい。また、これらの組み合わせによって実現されてもよい。例えば、赤外線発信機と超音波発信機との組み合わせで、赤外線と超音波を同時に送信し、それを別の移動局が検出することにより、赤外線を検出してから、超音波を検出するまでの時間に音波の伝搬速度を乗ずることで距離を算出することができる。また、超音波のみを用いる場合においては、いずれの移動局によって反射された反射波であるかを特定できないことも起り得るが、例えば赤外線発信機および赤外線センサにより移動局を識別するための符号を前記超音波とは別に移動局間で送受信することにより、より確実に移動局間の距離を算出できる。
【００５０】
また、電源部４０は、上述した送信アンプ２６、無線部２８、制御部３２、時計４１などに対し、必要な電力を供給する。時計４１は、制御部の動作の指令や、電波の発信時や受信時において参照される時刻情報を供給するもので、例えばリファレンスクロックのようなものである。
【００５１】
図４は、基地局１２の構成の概要を示す機能ブロック線図である。アンテナ部２０、平衡不平衡変換器２２、送受信切換部２４、送信アンプ２６、無線部２８、制御部３２、時計４１、電源部４０など、符号の共通する機能ブロックについては、その機能についても移動局１０と共通するものであるので、説明を省略する。すなわち、基地局１２も、上述の移動局１０と同様に、送信機（送信部）および受信機（受信部）としての両方の機能を有する。
【００５２】
第１の測距部に対応する第１測距部４２は、移動局１０によって電波が発信された時刻と基地局１２がその電波を受信した時刻との時刻の差、すなわち電波の到達に要する時間に基づいて、移動局１０と基地局１２との距離を測定する。このとき、前記電波の到達に要する時間あるいは移動局１０と基地局１２との距離が距離関連値に対応する。この第１測距部４２は例えばマッチドフィルタを含んで構成され、具体的には例えばレプリカ符号発生部４４、遅延回路４６および相関計算部５０などによって構成される。レプリカ符号発生部４４においては、移動局１０において、拡散符号発生部３８により発生され、スペクトラム拡散部３４において用いられた拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号が発生させられる。そして、周知のシフトレジスタにより構成される遅延回路４６においては、移動局１０によって発信され基地局１２によって受信された電波における信号波が入力され、予め定められた複数の所定の間隔ごとに遅延させられる。そして、相関計算部５０においては、遅延回路４６によって遅延させられた受信波とレプリカ符号との相関値が算出される。この結果、算出された相関値が最大となった際の受信時刻を移動局１０からの電波の到来時刻とする。移動局１０による送信時刻はベースバンド信号生成復元部３６によりベースバンド信号を復元することにより得られるので、電波の到来時刻と送信時刻との時刻差を計算し、電波の速度ｃ（２．９９７×１０8（ｍ／ｓ））を乗ずることにより移動局１０との距離が算出される。
【００５３】
また、基地局１２には後述する測位サーバ１４との通信を行なうための有線通信部４３が設けられ、例えばＬＡＮケーブルなどの有線ケーブル５２によって接続された測位サーバ１４との間で、第１の測距部４２によって測定された移動局１０との距離である測距データや、ベースバンド信号生成復元部３６によって受信波から復号されたベースバンド信号を含むデータや基地局１２の動作に関する情報などの送受信が可能とされる。
【００５４】
図１に戻って、測位サーバ１４は例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、移動局１０の位置の算出すなわち測位を実行する。
【００５５】
図５は、測位サーバ１４の制御作動を説明する機能ブロック線図である。測位サーバ１４は、測位部５６、移動局選択部１０４、存在確率算出部１０２、移動局位置抽出部１０６、移動局位置選択部１０８、移動局位置補正部１１０、測位結果記憶部１１２、測位結果出力部６０などから構成される。
【００５６】
まず、測位部５６においては、例えば複数の基地局１２によって算出された基地局と移動局との距離に基づいて、移動可能領域５０中の移動局１０の位置を算出する。具体的には、例えば移動可能領域５０が前記図１に示す様な平面である場合において、第１基地局１２Ａの座標を（ｘ1，ｙ1）、第２基地局１２Ｂの座標を（ｘ2，ｙ2）、第３基地局１２Ｃの座標を（ｘ3，ｙ3）、また、第１基地局１２Ａが測定した第１基地局１２Ａと移動局１０との距離をｒ1、第２基地局１２Ｂが測定した第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離をｒ2、第３基地局１２Ｃが測定した第２基地局１２Ｃと移動局１０との距離をｒ３、とし、移動局の座標を（ｘ，ｙ）、移動局１０と基地局１２とがそれぞれ有する時計４１の時刻のずれに基づく誤差ｓとすると、図６に示すように、
（ｘ−ｘ1）2＋（ｙ−ｙ1）2＝（ｒ1＋ｓ）2
（ｘ−ｘ2）2＋（ｙ−ｙ2）2＝（ｒ2＋ｓ）2 （１）
（ｘ−ｘ3）2＋（ｙ−ｙ3）2＝（ｒ3＋ｓ）2
で表される関係がある。なお、このとき、第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃのそれぞれが有する時計４１の時計は例えば後述する方法により同期されており、誤差ｓは各基地局に共通である。このとき変数はｘ、ｙおよびｓの３つであり、方程式は上記３つであるから、これらの３つの式を例えばニュートンラフソン法などにより解くことにより、ｘ、ｙおよびｓの値を算出することが可能である。なお、上述のように、第１基地局１２Ａ乃至第３基地局１２Ｃのそれぞれが有する測距部４２が測定して得られる第１基地局１２Ａ乃至第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離ｒ1、ｒ2、およびｒ3はそれぞれ、移動局１０と基地局１２とがそれぞれ有する時計４１の時刻のずれに基づく誤差ｓが考慮されていない、いわゆる疑似距離と呼ばれるものであるが、これらに代えて距離ｒ1、ｒ2、およびｒ3として、前記時計のずれに基づく誤差ｓが補正された正確な距離が用いられてもよい。
【００５７】
このように移動可能領域５０が平面である場合には変数が３つとなることから、少なくとも３つの式があればこれらの変数の値が算出されることになり、これは少なくとも３つの基地局１２があれば移動局１０の位置の算出が可能であることを意味している。一方、基地局が４つ以上存在する場合には、算出における誤差を最小化する最小二乗法を用いることなどにより、より精度のよい移動局１０の位置の算出が可能となる。
【００５８】
図７は４つの基地局１２の有する時計４１を同期させるための手順の一例を示したタイムチャートである。この図において、縦線で表された第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄと測位サーバ１４との間を横方向に結ぶ矢印によって各基地局および測位サーバ間の通信の様子が示されている。なお矢印の向きは通信の方向を示しており、矢印の先が向いている機器が受信側である。また、波線で表された矢印は無線による通信を表している。また、図中下向きに時間軸がとられており、下へ行くほど時間の経過を表している。
【００５９】
まず時刻ｔ１において、測位サーバ１４から任意の１の基地局１２（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、無線通信における空きチャンネルの探索命令がされる。これをうけ、第１基地局１２Ａはチャンネルスキャンを実行し、発見した空きチャンネルについての情報を時刻ｔ２において測位サーバ１４に対し送信する。続いて時刻ｔ３において測位サーバ１４から任意の１の基地局１２（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、時刻情報を無線により送信する命令がされる。更に時刻ｔ４乃至時刻ｔ６において、測位サーバ１４から前記任意の１の基地局以外の基地局（本図においては第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄ）のそれぞれに対し、順次時刻情報を無線により受信する命令がされる。続いて時刻ｔ７において、第１基地局１２Ａから時刻情報、すなわち第１基地局１２Ａの時計４１の時刻情報が無線により送信され、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄによってこれが無線により受信される。更に時刻ｔ８乃至時刻ｔ１０において、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれが受信した時刻情報、すなわち第１基地局１２Ａによって発信された発信時の第１基地局の時刻と第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれが受信した時刻とからなる情報が有線通信部４３により測位サーバに順次送信される。
【００６０】
ここで、各基地局１２の位置は既知であることから、前記第１基地局１２Ａから発信された電波が第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれへ到達するのに要する伝搬時間は予め算出される。従って、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれについて、受信した時刻と第１基地局１２Ａが発信した時刻との時間から前記伝搬時間を引いたものが第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの時計４１と第１基地局１２Ａの時計４１との時間ずれとなる。このようにして算出された時間ずれがなくなるように時刻ｔ１１乃至時刻ｔ１３において第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの時計４１が補正されることにより、各基地局１２の時計は同期される。
【００６１】
図８は、第１測距部４２によって用いられる各基地局１２と移動局１０との距離ｒを算出するためのタイムチャートである。この図において、縦線で表された第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄと測位サーバ１４および移動局１０との間を横方向に結ぶ矢印によって各基地局および測位サーバ間の通信の様子が示されている。なお矢印の向きは通信の方向を示しており、矢印の先が向いている機器が受信側である。また、波線で表された矢印は無線による通信を表している。また、図中下向きに時間軸がとられており、下へ行くほど時間の経過を表している。
【００６２】
まず時刻ｔ２１において、測位サーバ１４から任意の１の基地局１２（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、無線通信における空きチャンネルの探索命令がされる。これをうけ、第１基地局１２Ａはチャンネルスキャンを実行し、発見した空きチャンネルについての情報を時刻ｔ２２において測位サーバ１４に対し送信する。続いて時刻ｔ２３において測位サーバ１４から任意の１の基地局１２（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、移動局１０への時刻情報発信命令を無線により送信させる。この時刻情報送信命令は移動局１０に対し時刻情報を無線により送信させるものである。これを受け、時刻ｔ２４において、第１基地局１２Ａは移動局１０に対し、時刻情報を無線により送信させる命令を無線により送信する。更に時刻ｔ２５乃至時刻ｔ２８において、測位サーバ１４から全ての基地局（本図においては第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄ）のそれぞれに対し、順次時刻情報を無線により受信する命令がされる。続いて時刻ｔ２９において、移動局１０から時刻情報、すなわち移動局１０の発信時における時計４１の時刻情報が無線により送信され、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄによってこれが無線により受信される。この受信信号に基づいて各基地局１２の測距部４２は各基地局１２と移動局１０との距離を算出し、時刻ｔ３０乃至時刻ｔ３３において、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれが算出した基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離ｒが有線通信部４３により測位サーバ１４に送信される。
【００６３】
このようにして得られた第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄと移動局１０との距離ｒ１乃至ｒ４と、各基地局の位置情報とが前記式（１）に代入され、式（１）がニュートンラフソン法もしくは最小二乗法により解かれる結果、移動局１０の位置座標（ｘ，ｙ）が算出される。
【００６４】
図５に戻って、移動局選択部１０４は、例えば操作者の指示に基づいて、精度よく測位結果を補正したい移動局１０を選択する。このようにして移動局選択部１０４において選択された移動局１０が特定移動局とされる。本実施例においては第１移動局１０Ａが特定移動局として選択される。また、測位部５６によって実行された測位の結果に基づいて、例えば前記特定移動局１０Ａに最も近いとされた他の移動局１０Ｂを第２の移動局として選択し、前記第２測距部による測距の対象とする。また、後述する移動局位置詳細選択部１０９が実行される場合には、前記特定移動局が更に第２の測距部による測距を行なう対象として、第３の移動局を選択する。
【００６５】
ＤＯＰ値算出部１０１は、前記移動局選択部１０４によって選択された特定移動局１０Ａ、第２の移動局１０Ｂの、前記測位部５６によって行なわれた測位の結果に基づいて、それぞれの移動局の位置に対応するＤＯＰ値を算出する。このＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）値は、測位の精度の指標を表す数である精度劣化値の一つである。このＤＯＰは、移動局１０と基地局１２との間の距離の測定精度すなわち測距精度と、移動局の位置の測定精度すなわち測位精度との関係を表す数であり、
（測距精度）×（ＤＯＰ値）＝（測位精度）
である。このＤＯＰ値が小さいほど、正確な測位が実行できている指標となる。この移動局１０が平面上を移動する場合には、水平方向の測位精度についてのＤＯＰ値であるＨＤＯＰ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ＤＯＰ）が用いられる。ＨＤＯＰは次の式で定義される。
【数１】
ここで、（ｘ１，ｙ１）は第１基地局１２Ａの座標、（ｘ２，ｙ２）は第２基地局１２Ｂの座標、（ｘ３，ｙ３）は第３基地局１２Ｃの座標、ｒ１は第１基地局１２Ａが測定した第１基地局１２Ａと移動局１０との距離、ｒ２は第２基地局１２Ｂが測定した第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離を、ｒ３は第３基地局１２Ｃが測定した第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離であり、（ｘ，ｙ）が算出された移動局１０の座標である。すなわち、移動局１０の位置が前記測位部５６により算出された場合において、その位置ごとに、どれほどの精度により測位が行なわれたのかが示されている。
【００６６】
存在確率算出部１０２は、基地局１２に設けられた測位部５６によって行なわれた測位の結果に基づいてその測位誤差を算出し、算出された測位誤差と、前記ＤＯＰ値算出部１０１によって算出された各移動局１０の位置に対応するＤＯＰ値に基づいて、移動可能領域５０における移動局１０の位置とその存在位置に対応する存在確率を算出する。ここで、前記測位誤差としては例えば、既知の位置にある移動局に対し所定回数以上実行された測位結果の標準偏差が用いられ、測位システムに固有のものである。また、前記所定回数とは、少なくとも前記標準偏差を算出するのに十分な回数である。具体的には例えば、存在確率算出部１０２は、前記測位部５６によって測位された移動局１０の位置を中心とする正規分布を存在確率とする。
【００６７】
図９は、ｘ軸方向についてのみに着目した場合のｘ軸方向の位置と存在確率との関係を表す図の例である。まず、存在確率算出部１０２は前述のように予め行なわれた測位結果に基づいて、測位システムの測位誤差としての標準偏差σを算出する。続いてこの測位誤差σsysと前記測位部５６による測位結果である位置μに対応するＤＯＰ値ＤＯＰ（μ）とを用いて、存在確率の正規分布における標準偏差σを算出する。このσは、
σ＝ＤＯＰ（μ）×σsys
のように算出される。このように算出されたσを標準偏差とする平均分布ｆ（ｘ）は、測位部５６による測位結果μからのずれｘと、そのずれｘを用いて、具体的に次式数２のように表される。
【数２】
このようにして算出された平均分布ｆ（ｘ）によって表される各位置に対する移動局の存在確率を、縦軸に存在確率を、横軸に測位結果の真値μからのずれをとって描いた図が図９である。図９は、測位部５６によりｘ＝−１０の位置μに存在すると測位された移動局の、ｘ方向の位置に対する存在確率を表している。このように、測位結果には誤差が発生するので、移動局１０の測位が行なわれ移動局の存在する位置のｘ座標がμであるとされた場合であっても、実際には測位結果μを中心とした範囲において図９において表された確率で移動局１０が存在し、必ずしも測位結果μの位置に存在するわけではないのである。
【００６８】
また、図９においては、ＤＯＰ値の違いによる移動局の存在確率の分布の違いを説明するため、ＤＯＰ値がそれぞれ異なることにより、標準偏差σがそれぞれσ＝２，３，４である場合の移動局の存在確率の分布をそれぞれ実線、一点鎖線、破線で示している。前述のように、測位精度が劣る測位システムにおいてはＤＯＰ値が大きくなるので標準偏差σも大きくなる。一方、図９によると標準偏差σが大きくなるほど、存在確率の分布を表す曲線は点μにおけるピークが小さくなっており、すなわち、測位部５６による測位位置に移動局が存在する確率が小さくなっていることがわかる。
【００６９】
移動局位置抽出部１０６は、第２測距部７０によって測定された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの距離Ｌ１２に基づいて、移動可能領域５０内において前記特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとが取り得る位置の組み合わせを抽出する。具体的には、特定移動局１０Ａの第２測距部７０を用いて第２の移動局１０Ｂとの距離を測距することにより得られた測距データＬ１２に基づいて、移動可能領域５０内において前記特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとが取り得る位置の組み合わせを抽出する。簡単のため、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂが直線で規定された移動可能領域５０内を移動する場合を例に考えると、特定移動局１０Ａの座標ｘａと第２の移動局１０Ｂの座標ｘｂとの差が距離Ｌ１２となる組み合わせを全て抽出する。例えば、Ｌ１２が１１であった場合には、特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとが取り得る位置の組み合わせを、（ｘａ，ｘｂ）＝（０，１１），（１，１２），（２，１３），…などのように抽出する。
【００７０】
移動局位置選択部１０８は、移動局位置抽出部１０６において抽出された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとが取り得る位置の組み合わせに対して、測位部５６による測位の結果と、存在確率算出部１０２で算出された各移動局１０ごとの存在確率とに基づいて、前記抽出された組み合わせの確率評価値をそれぞれ算出するとともに、算出された組み合わせの確率評価値のうち最も高い確率評価値に対応する組み合わせを選択する。具体的には、まず、前記組み合わせを構成する各移動局について、例えば各移動局の測位結果μと移動局の位置とのずれと、前記存在確率算出部１０２によって算出される。例えば図９に示すような関係ｆ（ｘ）とに基づいて、その存在確率をそれぞれ算出する。そして、算出された前記組み合わせを構成する特定移動局１０Ａの存在確率と第２の移動局１０Ｂのそれぞれの存在確率を乗ずることによって得られた数を、前記組み合わせの確率評価値とする。測位部５６による前記特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの測位結果が（μａ，μｂ）である場合に、前記特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの位置の組み合わせが（ｘａ，ｘｂ）であるとすると、その場合の各移動局の存在確率を（ｆａ，ｆｂ）、前記組み合わせの確率評価値をｆａｂとすると、ｆａは特定移動局１０Ａの測位結果からのずれ（μａ−ｘａ）の関数であるから、ｆａ（μａ−ｘａ）と書き表され、ｆｂは同様に第２の移動局１０Ｂの測位結果からのずれｆｂ（μｂ−ｘｂ）で書き表される。このとき、前記組み合わせの確率評価値は
ｆａｂ＝ｆａ（μａ−ｘａ）×ｆｂ（μｂ−ｘｂ）
となる。移動局位置選択部１０８は、このようにして前記組み合わせの複数について確率評価値ｆａｂを算出し、その中で最大の値ｆａｂ＿ｍａｘとなった確率評価値に対応する組み合わせ（ｘａ＿ｍａｘ，ｘｂ＿ｍａｘ）を選択する。
【００７１】
図１０は、この様子を前記直線で規定された移動可能領域５０の例で示したものである。図中横軸（ｘ軸）が移動可能領域５０を、縦軸が存在確率を表している。測位部５６による測位の結果、特定移動局１０Ａはｘ＝−１０の点μａに、第２の移動局１０Ｂはｘ＝１０の点μｂに存在すると算出されたとする。これらの測位結果に対して、存在確率算出部１０２によって算出された測位結果とのずれと存在確率との関係が適用される。図中、特定移動局１０Ａの存在確率ｆａ、第２の移動局１０Ｂの存在確率ｆｂとして記載された曲線がそれである。
【００７２】
一方、第２測位部７０によって測位された特定移動局１０Ａから第２の移動局１０Ｂまでの距離がＬ１２であったとする。このとき、移動局位置抽出部１０６によって抽出される特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせは、図中Ａ１とＢ１、Ａ２とＢ２あるいはＡ３とＢ３など、その間隔がＬ１２である組み合わせが無数に抽出される。そして、このようにして抽出された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせのそれぞれについて、その特定移動局１０Ａの位置に対応する存在確率ｆａと第２の移動局１０Ｂの位置に対応する存在確率ｆｂとが算出され、算出されたｆａとｆｂとが乗ぜられて、前記組み合わせの確率評価値ｆａｂがそれぞれ算出される。
【００７３】
このようにして算出された各組み合わせに対応する確率評価値ｆａｂが比較され、これらのうち最も高い値となるｆａｂ＿ｍａｘとなる組み合わせ（ｘａ＿ｍａｘ，ｘｂ＿ｍａｘ）が選択される。例えば、図１０において、特定移動局１０ＡがＡ５、第２の移動局１０ＢがＢ５であるときに組み合わせの確率評価値ｆａｂが最大となる場合には、特定移動局１０ＡがＡ５と第２の移動局１０ＢがＢ５とからなる組み合わせが選択される。
【００７４】
ところで、移動局選択部１０８によって算出された各組み合わせに対応する確率評価値ｆａｂを比較した際に、前記最も高い値ｆａｂ＿ｍａｘが等しい、もしくは前記最も高い値ｆａｂ＿ｍａｘを上限として予め定められた所定の範囲内に他の組み合わせに対応する確率評価値ｆａｂが複数存在する場合には、移動局選択部１０８はこれらの複数の移動局１０の組み合わせのうち、いずれの組み合わせを選択するかが問題となる。例えば、図１１に示すように、特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの距離がＬ１２’であって、移動局位置抽出部１０６によって抽出される特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせのうち、特定移動局１０ＡがＡ１０であり第２の移動局１０ＢがＢ１０である組み合わせに対応する確率評価値ｆａ１０ｂ１０と、特定移動局１０ＡがＡ１１であり第２の移動局１０ＢがＢ１１である組み合わせに対応する確率評価値ｆａ１１ｂ１１とが等しいもしくは予め定められた範囲Δｆａｂに属する、すなわち｜ｆａ１０ｂ１０−ｆａ１１ｂ１１｜＜Δｆａｂである場合である。なお、このΔｆａｂの値は、例えばシステムの測位誤差や測距誤差などを考慮して決定される。図５に戻って、移動局位置詳細選択部１０９は、かかる場合において、これらの複数の組み合わせが存在する確率がより高いと思われる、すなわち確実性のより高い組み合わせを選択する。具体的には例えば、移動局位置詳細選択部１０９は、（１）各移動局の存在確率を表す分布の標準偏差σが小さい移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する、（２）特定移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する、（３）特定移動局の位置が、特定移動局の移動履歴に基づいて推定される推定位置に近い組み合わせを選択する、などの方法により移動局の組み合わせを選択する。
【００７５】
以下、特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせのうち、特定移動局１０ＡがＡ１０、第２の移動局１０ＢがＢ１０である組み合わせと、特定移動局１０ＡがＡ１１であり第２の移動局１０ＢがＢ１１である組み合わせとのそれぞれ対応する確率評価値が等しいもしくは所定の範囲内にある場合を図１１を用いて説明する。まず、（１）移動局位置詳細選択部１０９が、各移動局の存在確率を表す分布の標準偏差σが小さい移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する場合には、移動局位置詳細選択部１０９は特定移動局１０Ａの存在確率ｆａを算出する際に算出した標準偏差σａと、特定移動局１０Ｂの存在確率ｆｂを算出する際に算出した標準偏差σｂとを比較する。そして、比較の結果より小さい標準偏差に対応する移動局を選択し、選択された移動局の存在確率がより高いほうの移動局の組み合わせを選択する。具体的には、図１１の例においては、特定移動局１０Ａの存在確率ｆａを算出する際に算出した標準偏差σａと、特定移動局１０Ｂの存在確率ｆｂを算出する際に算出した標準偏差σｂとを比較し、より小さい標準偏差σａに対応する移動局として特定移動局１０Ａを選択する。そして、前記複数の組み合わせにおける特定移動局１０Ａの位置であるＡ１０およびＡ１１の存在確率を比較し、特定移動局１０Ａの存在確率がより高いＡ１１を含む移動局の組み合わせである特定移動局１０ＡがＡ１１、第２の移動局１０ＢがＢ１１の組み合わせを選択する。
【００７６】
また、（２）移動局位置詳細選択部１０９は、特定移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する場合には、前記複数の移動局の組み合わせのうち、特定移動局の存在確率が最も高い組み合わせを選択する。具体的に図１１の例においては、移動局の組み合わせを構成する移動局１０Ａおよび１０Ｂのうち、特定移動局である１０Ａの存在確率を比較する。そして、前記複数の組み合わせにおける特定移動局１０Ａの位置であるＡ１０およびＡ１１の存在確率を比較し、特定移動局１０Ａの存在確率がより高いＡ１１を含む移動局の組み合わせである特定移動局１０ＡがＡ１１、第２の移動局１０ＢがＢ１１の組み合わせを選択する。
【００７７】
また、（３）移動局位置詳細選択部１０９は、特定移動局の位置が、特定移動局の移動履歴に基づいて推定される推定位置に近い組み合わせを選択する場合には、特定移動局の移動履歴に基づいて現在の特定移動局の位置を推定し、前記複数の移動局の組み合わせのうち、特定移動局の位置が前記推定された位置と近い組み合わせを選択する。具体的には例えば、本発明の移動局測位システムによる移動局の測位がくり返し行なわれる場合において、前記複数の移動局の組み合わせにおける特定移動局の位置が、一回前に行なわれた測位の際の特定移動局の位置に近い特定移動局を含む移動局の組み合わせを選択する。あるいは、例えば、過去に行なわれた複数の測位の際の特定移動局の位置から現在の特定移動局の位置を推定し、前記複数の移動局の組み合わせにおける特定移動局の位置が、前記推定された特定移動局の位置に近い特定移動局を含む移動局の組み合わせを選択する。図１１の例においては、例えば、一回前に行なわれた測位の際の特定移動局１０Ａの位置がＡ０である場合において、Ａ１０とＡ１１のうち、よりＡ０に近い特定移動局１０Ａの位置であるＡ１０を含む組み合わせである、特定移動局１０ＡがＡ１０、第２の移動局１０ＢがＢ１０の組み合わせを選択する。また、過去二回行なわれた測位の際の特定移動局１０Ａの位置がそれぞれＡ０およびＡ００である場合において、測位の実行間隔に基づいて特定移動局１０Ａの移動速度を算出し、算出された移動速度に基づいて現在の特定移動局１０Ａの位置をＡｐと予想する。そして、この予想された特定移動局１０Ａの現在の位置Ａｐにより近い特定移動局１０Ａの位置であるＡ１０を含む組み合わせである、特定移動局１０ＡがＡ１０、第２の移動局１０ＢがＢ１０の組み合わせを選択してもよい。
【００７８】
移動局位置補正部１１０は、測位部５６によって測位された各移動局１０の位置を、移動局位置選択部１０８もしくは移動局位置詳細選択部１０９において選択された移動局の組み合わせを構成する各移動局の位置に補正する。具体的には、図１０の例では、測位部５６によって測位された測位結果が、特定移動局１０Ａがμａ、第２の移動局が１０Ｂがμｂであり、移動局位置選択部１０８によって選択された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせがＡ５とＢ５である場合には、特定移動局１０Ａの位置はμａからＡ５に補正され、第２の移動局１０Ｂの位置はμｂからＢ５に補正される。この補正の結果が特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂのそれぞれの測位結果とされる。
【００７９】
また、測位結果出力部６０は測位結果すなわち算出された移動局１０の位置情報を例えば図示しないモニタ装置に出力したり、あるいは他のプログラムに伝達したりする。また、測位結果記憶部１１２は、前記移動局位置補正部１１０によって補正された移動局１０の測位結果を、過去所定回数分記憶し、移動局１０の移動履歴情報とする。
【００８０】
図１２は、本発明の測位システムの制御作動の概要を説明するためのフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、基地局１２から移動局１０に対し、移動局１０が有効に作動しているかや、基地局１２と移動局１０との電波の到達範囲内に移動局１０が存在しているかを確認するため移動局の応答を求めて電波の発信が行なわれる。これを受けて自身が正常に作動している移動局１０からはその旨の応答が行なわれる。
【００８１】
続くＳＡ２においては、ＳＡ１における移動局１０からの応答が、２以上の移動局からあったか否かが判断される。２以上の移動局からの応答があった場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＡ３以降が実行される。一方、１つの移動局から応答があった場合あるいはいずれの移動局からも応答がなかった場合には、本フローチャートの前提となる複数の移動局１０が存在していないとして、再度ＳＡ１が実行され、複数の移動局が有効に作動するまで一定時間待機が行なわれる。
【００８２】
測位部５６に対応するＳＡ３においては、ＳＡ１において応答した複数の移動局１０に対して位置の検出が実行される。すなわち、例えば前述の図８のタイムチャートに示したように、各移動局１０から発せられた電波の各基地局１２における受信時刻の差が測定され、この各基地局１２ごとの受信時刻の差に基づいて、各移動局１０の位置が算出される。
【００８３】
続く移動局選択部１０４に対応するＳＡ４においては、ＳＡ３において測位された複数の移動局１０のうち、操作者が正確な測位を実行したいとする１つの移動局が特定移動局１０Ａとして選択される。また、特定移動局１０Ａの第２測距部７０により測距の対象となる１つの移動局が第２の移動局１０Ｂとして選択される。この第２の移動局１０Ｂには、ＳＡ１において応答した移動局が２つであった場合には、特定移動局１０Ａ以外の移動局が自動的に決定される。また、ＳＡ１において応答した移動局が３以上であった場合には、例えば、ＳＡ３において検出された位置が特定移動局１０Ａに最も近い移動局が選択される。
【００８４】
ＳＡ５においては、ＳＡ４で特定移動局として選択された移動局１０Ａについて、ＳＡ３における測位結果に基づいてＤＯＰ値が算出されるとともに、算出されたＤＯＰ値に基づいて、移動可能領域５０の各位置に対する特定移動局１０Ａの存在確率の分布を算出する存在確率算出ルーチンが実行される。
【００８５】
図１３はこの存在確率算出ルーチンを説明するフローチャートである。ＤＯＰ値算出部１０１に対応するＳＢ１においては、ＳＡ３において測位された移動局の位置に対応するＤＯＰ値が算出される。また、存在確率算出部１０２に対応するＳＢ２においては、ＳＡ３において行なわれた移動局の測位結果と、ＳＢ１において算出されたＤＯＰ値と、予め算出された測位システムの測位誤差などに基づいて、移動可能領域５０の各位置に対する移動局の存在確率の分布が算出される。
【００８６】
図１２に戻って、同じくＤＯＰ値算出部１０１および存在確率算出部１０２に対応するＳＡ６においては、ＳＡ４で第２の移動局として選択された移動局１０Ｂについて、ＳＡ５と同様に例えば図１３に示す存在確率算出ルーチンが実行され、移動可能領域５０の各位置に対する第２の移動局１０Ｂの存在確率の分布が算出される。
【００８７】
特定移動局１０Ａの第２測距部７０に対応するＳＡ７においては、特定移動局１０Ａから第２の移動局１０Ｂまでの距離Ｌ１２が測定される。上述のように、第２の測距部７０には例えば音波センサ７２が設けられており、これを用いた測距が実行され、その測距の結果が、特定移動局１０Ａから無線通信により基地局１２に送信され、更に基地局１２とケーブル５２で接続された測位サーバに送信される。
【００８８】
ＳＡ８においては、ＳＡ３で選択された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせが算出され、これらのうち、最も適切な組み合わせが選択する移動局組み合わせ選択ルーチンが実行される。
【００８９】
図１４はこの移動局組み合わせ選択ルーチンを説明するフローチャートである。移動局位置抽出部１０６に対応するＳＣ１においては、ＳＡ４において測定された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの距離に基づいて、移動可能領域５０において想定される特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの位置の組み合わせを抽出する。
【００９０】
移動局位置選択部１０８に対応するＳＣ２においては、ＳＣ１において抽出された移動局の組み合わせのそれぞれに対し、その組み合わせにおける各移動局についてＳＡ５およびＳＡ６において算出された存在確率に基づいて、その組み合わせが存在する確率を評価する確率評価値を算出し、算出された確率評価値が最も高い組み合わせを選択する。
【００９１】
図１２に戻って、ＳＡ９においては、ＳＡ８において最も高い確率評価値と同じもしくは所定の範囲Δｆ内となった組み合わせが他にあるか否かが判断される。そして、このような組み合わせが他になかった場合には、本判断が否定され、ＳＡ１０が実行される。一方、最も高い確率評価値と同じもしくは所定の範囲Δｆ内となった組み合わせが他にある場合には、本判断が肯定されＳＡ１１が実行される。
【００９２】
ＳＡ１０においては、最も高い確率評価値と同じもしくは所定の範囲Δｆとなった組み合わせが他になく、ＳＡ８において選択された組み合わせがそのまま選択される。
【００９３】
移動局位置詳細選択部１０９に対応するＳＡ１１においては、最も高い確率評価値と同じもしくは所定の範囲Δｆａｂ内にある複数の移動局の組み合わせのうち、いずれを移動局の組み合わせとして選択するか決定する詳細選択ルーチンが実行される。
【００９４】
図１５乃至１７はそれぞれ、この詳細選択ルーチンを説明するフローチャートであって、いずれも移動局位置詳細選択部１０９に対応するものである。まず、図１５は、各移動局の存在確率を表す分布の標準偏差σが小さい移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する場合に対応するものであって、ＳＤ１においては、移動局の組み合わせを構成する各移動局、すなわち特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂのそれぞれの標準偏差の値が算出され、比較される。ＳＤ２においては、ＳＡ８において複数選択された組み合わせにおいて、ＳＤ１において行なわれた比較の結果、より小さい標準偏差を有する移動局の存在確率が比較され、最も高い存在確率を有する移動局位置を含む組み合わせが選択される。
【００９５】
図１６は、特定移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する場合に対応するものであって、ＳＥ１においては、ＳＡ８において複数選択された組み合わせのそれぞれについて、ＳＡ３において選択された特定移動局１０Ａの存在確率が比較される。そして、ＳＥ２においては、ＳＥ１における比較の結果、特定移動局１０Ａの存在確率が最も高い位置を含む組み合わせが選択される。
【００９６】
図１７は、特定移動局の位置が、特定移動局の移動履歴に基づいて推定される推定位置に近い組み合わせを選択する場合に対応するものであって、ＳＦ１においては、特定移動局の移動履歴に基づいて特定移動局の推定位置が推定される。この推定位置としては具体的には例えば図１２のフローチャートがくり返し実行される場合には、前回の実行時の特定移動局の位置とされたり、あるいは、過去２回以上の実行時の特定移動局の位置から特定移動局の移動速度や移動加速度を算出し、これらに基づいて推定される現在の特定移動局の位置とされる。そして、ＳＦ２においては、ＳＦ１において推定された特定移動局の推定位置と最も近い位置にある特定移動局の位置を含む組み合わせが選択される。
【００９７】
図１２に戻って、移動局位置補正部１１０、測位結果出力部６０、測位結果記憶部１１２などに対応するＳＡ１２においては、ＳＡ１０もしくは１１において測位された各移動局の位置が、ＳＡ１０もしくは１１において選択された移動局の組み合わせにおけるそれぞれの移動局の位置となるように補正され、各移動局の位置とされる。また、必要に応じて補正後の各移動局の位置がディスプレイ装置などに出力されたり、あるいは記憶装置に記憶される。
【００９８】
なお、前述の実施例においては、移動局位置詳細選択部１０９（ＳＡ９乃至ＳＡ１１）がない場合であっても一定の効果を生ずるものである。
【００９９】
前述の実施例によれば、前記測位部５６により、前記第１の測距部４２によって測定された前記複数の移動局１０と前記複数の基地局１２とのそれぞれの距離に関連する距離関連値である、移動局１０が発信する電波が各基地局に受信される受信時刻に基づいて、前記複数の移動局１０の位置が算出され、前記存在確率算出部１０２により、前記測位部５６による測位結果に基づいて算出された前記移動局１０の位置と、該移動局１０の位置に対応して前記測位部５６による移動局１０の位置の算出における精度の劣化を表す値であるＤＯＰ値と、前記移動局測位システム８における測位誤差とに基づいて算出された標準偏差σを用いて、前記移動可能領域５０における前記移動局１０の位置に対する存在確率分布ｆが前記複数の移動局１０のそれぞれに対し算出され、前記第１の測距部４２よりも高い測距精度を有する第２の測距部７０により、前記複数の移動局１０間の距離Ｌが測定され、前記移動局位置抽出部１０６により、前記第２の測距部７０により測定される前記複数の移動局１０間の距離Ｌに基づいて前記複数の移動局１０の前記移動可能領域５０内における位置の組み合わせが抽出され、前記移動局位置選択部１０８により、前記存在確率算出部１０２において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部１０６により抽出された前記複数の移動局１０の位置の組み合わせに対応する確率評価値が算出されるとともに、最も確率評価値が高い前記複数の移動局１０の位置の組み合わせが選択され、前記移動局位置補正部１１０により、前記測位部５６による測位結果である前記複数の移動局１０の位置が、前記移動局位置選択部１０８によって選択された移動局１０の位置の組み合わせとなるように補正されるので、前記移動局１０のそれぞれについて算出される移動局１０の位置に対する存在確率分布は、該移動局１０の位置に対応して前記測位部５６による移動局１０の位置の算出における精度の劣化を表す値であるＤＯＰ値と、前記移動局測位システム８における測位誤差とに基づくものとなり、ひいては、前記移動局位置抽出部１０６により抽出された前記複数の移動局１０の位置の組み合わせに対応する確率評価値も前記ＤＯＰ値を考慮したものとなる。すなわち、測位部５６によって移動局１０の位置が算出された際の精度を考慮して、移動局１０の位置の補正を行なうことができ、正確な移動局の位置の算出が可能となる。
【０１００】
また、前述の実施例によれば、前記移動局１０は、前記第２の測距部７０を有し、前記第２の測距部７０による測距の結果は、前記発信部によって発信される電波を介して前記移動局位置抽出部１０６に伝達されるので、移動局１０間の距離は移動局１０によって測定されることができる。
【０１０１】
また、前述の実施例によれば、前記測位サーバ１４は、前記存在確率算出部１０２、前記移動局位置抽出部１０６、移動局位置選択部１０８及び前記移動局位置補正部１１０とを有するので、移動局１０の位置の算出およびその補正に関する演算処理を測位サーバ１４において集約することができる。
【０１０２】
また、前述の実施例によれば、前記第２の測距部７０は、音波、赤外線、受信した電波の電界強度のうち少なくとも１つを用いて測距を行なうので、移動局１０間の距離を精度よく測定することができる。
【０１０３】
また、前述の実施例によれば、前記第２の測距部７０は、前記複数の移動局１０のうち、位置の補正を実行させるための１の移動局１０である特定移動局１０Ａと、前記特定移動局１０Ａ以外の１の移動局である第２の移動局１０Ｂとの距離を測距するので、前記特定移動局１０Ａと前記第２の移動局１０Ｂとの距離が精度よく測定される。
【０１０４】
また、前述の実施例によれば、前記移動局位置選択部１０８は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記移動局１０の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率のより高い前記移動局１０の位置の組み合わせを選択する移動局位置詳細選択部１０９を有するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率のより高い移動局１０の位置の組み合わせが選択される。
【０１０５】
また、前述の実施例によれば、前記存在確率算出部１０２は、前記測位部５６により算出された移動局１０の位置を中心値とし、また、前記ＤＯＰ値と前記測位誤差とを乗算することにより得られる値を標準偏差σとする正規分布により移動局１０の位置に対する存在確率分布を算出し、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局１０の位置の組み合わせが存在する場合には、前記存在確率算出部１０２によって算出された存在確率分布における標準偏差の最も高い移動局の位置を含む前記移動局１０の位置の組み合わせを選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局１０の位置の組み合わせが複数存在する場合において、存在確率分布に基づいて移動局１０の位置の組み合わせが選択される。
【０１０６】
また、前述の実施例によれば、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局１０の位置の組み合わせが存在する場合には、該移動局位置選択部１０８の実行前までにおける前記移動局１０の移動履歴に基づいて、前記移動局１０の位置の組み合わせを選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局１０の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局１０の移動履歴に基づいて移動局１０の位置の組み合わせが選択される。
【０１０７】
また、前述の実施例によれば、前記移動局１０の移動履歴は、前記移動局位置選択部１０８の実行前における前記移動局１０の位置に関する情報であるので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局１０の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局の過去の存在位置に基づいて移動局１０の位置の組み合わせが選択される。
【０１０８】
また、前述の実施例によれば、前記移動局１０の移動履歴は、前記移動局位置選択部１０８の実行前までにおける前記移動局１０の移動に関する情報であるので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局１０の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局１０の移動に関する情報に基づいて移動局１０の位置の組み合わせが選択される。
【０１０９】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【０１１０】
図１８は、本発明の別の実施例における別の方法による移動局の位置の組み合わせの選択を説明するための図であって、図１０に対応する図である。前述の実施例１においては、説明の簡単のため移動可能領域５０を直線であると仮定したが、２次元平面もしくは３次元空間として設定された移動可能領域５０を移動局１０が移動する場合には、移動局の位置の組み合わせの選択はより複雑なものとなる。すなわち、図１８は移動可能領域５０が平面で設けられる場合において、この移動可能領域５０を上方からみた図である。このとき、先の実施例１において図１０のように表された各移動局１０の存在確率は、確率の等しい点を連ねると、測位部５６によって移動局の位置とされた点μａおよびμｂを中心として等高線状に重なった円のように分布する。また、図１０においては曲線の凸形状の鋭さとして現れていた標準偏差σは、本図１８においては、等高線状に表される存在確率の線の間隔となって現れる。すなわち、標準偏差σが小さいほど存在確率を表す円の間隔が狭くなっている。
【０１１１】
上述のように、各移動局１０の存在確率が同心円状に分布する場合には、測位部５６によって特定移動局１０Ａの位置がμａ、第２の移動局１０Ｂの位置がμｂと測位される一方、第２測位部７０によって特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの距離がＬ１２であると測定された場合に、前記移動局位置抽出部１０６により抽出された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせのうち、前記移動局位置選択部１０８によってその確率評価値ｆａｂが最も高いとされる組み合わせが選択されると、図１８のＡ１とＢ１との組み合わせとＡ２とＢ２との組み合わせのように、測位部５６によって特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの位置として測位された位置であるμａおよびμｂ（すなわち、複数の同心円状に表された特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの存在確率の分布のそれぞれの中心点）を通過する直線に対して対称の位置に１対存在する。このように、移動可能領域５０が２次元平面や３次元空間で定義される場合には、前記確率評価値が同一となる移動局の位置の組み合わせが複数存在することが考えられる。
【０１１２】
そこで本実施例においては、移動局測位システム８は、前記移動局位置選択部１０８が前記最も高い確率評価値を有する移動局の位置の組み合わせを選択した際に、その最も高い確率評価値と等しい、あるいは最も高いものと所定の範囲内の値である他の組み合わせが存在する場合には、前述の実施例１の作動に代えて、次の作動を行なうことにより前記移動局１０の位置の組み合わせの選択を行なう。
【０１１３】
すなわち、まず、移動局選択部１０４は、前記測位部５６によって行なわれた測位結果に基づいて３つ以上の移動局１０が存在するかを判断し、３つ以上の移動局１０が存在する場合には、前記特定移動局１０Ａとの組み合わせを選択するのに適した第３の移動局を、前記複数の移動局１０のうち前記特定移動局とされた移動局１０Ａおよび前記第２の移動局とされた移動局１０Ｂ以外の移動局から選択する。ここで、前記特定移動局１０Ａとの組み合わせを選択するのに適した第３の移動局としては、具体的には例えば、前記第２の移動局１０Ｂとは一定の間隔をおいて存在し、かつ、測位部５６によって特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの位置として測位された位置であるμａおよびμｂとを通過する直線上に存在しない移動局が選択される。これは、後述する移動局位置選択部１０８により前記特定移動局１０Ａおよび移動局選択部１０４により選択された第３の移動局の位置の組み合わせを選択し、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせが選択されることによって選択される特定移動局１０Ａの位置と、特定移動局１０Ａおよび第３の移動局の位置の組み合わせが選択されることによって選択される特定移動局１０Ａの位置とを比較するが、その際に両者が同じような位置とならないためである。例えば、図１８の例においては、測位部５６によって位置μｃに存在すると測位された移動局１０Ｃが第３の移動局として選択される。
【０１１４】
特定移動局１０Ａの第２の測距部７０は、例えば前記音波発信機及び音波センサ７２を用いて、前記特定移動局１０Ａと移動局選択部１０４によって選択された第３の移動局１０Ｃとの距離を測定する。
【０１１５】
ＤＯＰ値算出部１０１は前記移動局選択部１０４によって選択された第３の移動局１０Ｃが存在する位置μｃに対応するＤＯＰ値を前述の実施例１と同様の方法により算出する。また、存在確率算出部１０２は、前述の実施例１において特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂについて行なったのと同様にして、前述のμｃに対応するＤＯＰ値および測位システムの測位誤差などに基づいて第３の移動局１０Ｃの移動可能領域５０の各位置に対する存在確率ｆｃを算出する。図１８においては、この第３の移動局１０Ｃの位置に対する存在確率ｆｃは、前記点μｃを中心とした複数の同心円で表されており、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂと同様、円の中心に近づくほど存在確率が高いことを表している。
【０１１６】
移動局位置抽出部１０６は、第２測距部７０によって測定された特定移動局１０Ａと第３の移動局１０Ｃとの距離Ｌ１３に基づいて、移動可能領域５０内において前記特定移動局１０Ａと第３の移動局１０Ｃとが取り得る位置の組み合わせを抽出する。すなわち、前述の実施例１と同様、特定移動局１０Ａに対し、第２測距部７０を用いて第３の移動局１０Ｃとの距離を測距させることにより得られた測距データＬ１３に基づいて、移動可能領域５０内において前記特定移動局１０Ａと第３の移動局１０Ｃとが取り得る位置の組み合わせを抽出する。
【０１１７】
移動局位置選択部１０８は、前記移動局位置抽出部１０６において抽出された特定移動局１０Ａと第３の移動局１０Ｃとが取り得る位置の組み合わせに対して、測位部５６による測位の結果と、存在確率算出部１０２で算出された特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃのそれぞれの存在確率に基づいて、前記抽出された組み合わせの確率評価値をそれぞれ算出するとともに、算出された組み合わせの確率評価値のうち最も高い確率評価値に対応する組み合わせを選択する。すなわち、前述の実施例１において特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂについて行なったのと同様に、特定移動局１０Ａと第３の移動局１０Ｃとの組み合わせのそれぞれについて確率評価値ｆａｃを算出し、その中で最大の値ｆａｃ＿ｍａｘとなった確率評価値に対応する組み合わせを選択する。図１８においては、特定移動局１０Ａの位置と第３の移動局１０Ｃの位置との組み合わせとして、Ａ１’とＣ１との組み合わせが選択されている。
【０１１８】
移動局位置詳細選択部１０９は、前記移動局位置選択部１０８によって第３の移動局１０Ｃとの組み合わせが選択されることによって選択された特定移動局１０Ａの位置Ａ１’と、前記特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせから移動局位置選択部１０８により選択された確率評価値が最も高いあるいは最も高い値と所定の範囲内にある複数の組み合わせに対応する特定移動局１０Ａの複数の位置Ａ１およびＡ２とを比較し、前記Ａ１’との距離が最も短いＡ１を含む組み合わせであるＡ１とＢ１との組み合わせを、前記特定移動局１０Ａと第２移動局１０Ｂとの組み合わせであると選択する。
【０１１９】
なお、移動局位置詳細選択部１０９は、前述のように、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択された特定移動局１０Ａの位置Ａ１’を考慮して、前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された特定移動局１０Ａの位置Ａ１を選択した。このとき、前記特定移動局１０Ａの位置Ａ１’と位置Ａ１とが一致している場合には、移動局位置詳細選択部１０９は位置Ａ１を特定移動局１０Ａの位置であるとする。一方、前記特定移動局１０Ａの位置Ａ１’と位置Ａ１とが一致しない場合も考えられる。この場合、移動局位置詳細選択部１０９は、（１）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１を移動局の位置とする、（２）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’との位置の平均をとり、その位置の平均を移動局の位置とする、（３）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’とのうち、特定移動局１０Ａの組み合わせの相手である前記第２移動局１０Ｂおよび前記第３移動局１０Ｃについて前記存在確率算出部１０２において存在確率分布を算出する際に算出した標準偏差σがより小さい移動局との組み合わせによって選択された特定移動局の位置を特定移動局１０Ａの位置とする、のいずれかを実行する。このうち、特に（２）あるいは（３）が実行される場合には、前記特定移動局１０Ａとそれぞれ異なる移動局である第２の移動局１０Ｂおよび第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによる移動局の組み合わせの選択結果を用いて特定移動局１０Ａの位置が補正されるので、特定移動局１０Ａの位置がより正確に検出される。
【０１２０】
なお、移動局位置選択部１０８によって算出された前記特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの各組み合わせに対応する確率評価値ｆａｃを比較した際に、前記最も高い値ｆａｃ＿ｍａｘが等しい、もしくは前記最も高い値ｆａｃ＿ｍａｘを上限として予め定められた所定の範囲内に他の組み合わせに対応する確率評価値ｆａｃが複数存在する場合には、移動局位置選択部１０８はこれらの複数の前記特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの組み合わせを複数選択する。そして、移動局位置詳細選択部１０９は、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの組み合わせが複数選択されることによって選択された複数の特定移動局１０Ａの位置Ａのそれぞれと、特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの組み合わせが複数選択されることによって選択された複数の特定移動局１０Ａの位置Ａ’のそれぞれとの間の距離をそれぞれ算出し、その距離が最も短くなる場合の特定移動局１０Ａの位置ＡおよびＡ’を特定し、前述と同様の方法により特定移動局１０Ａの位置を決定することができる。
【０１２１】
図１９はこの時の様子を具体的に説明するための一例を表したものである。すなわち図１９においては、移動局位置選択部１０８によって、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせのうち、その確率評価値が最も高い組み合わせとしてＡ１およびＢ１の組み合わせとＡ２およびＢ２の組み合わせとの両方が選択されている一方、特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃとの位置の組み合わせのうち、その確率評価値が最も高い組み合わせとしてＡ１’およびＣ１の組み合わせとＡ’２およびＣ２の組み合わせとの両方が選択されている。
【０１２２】
このとき、移動局位置詳細選択部１０９は、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの組み合わせが複数選択されることによって選択された複数の特定移動局１０Ａの位置であるＡ１およびＡ２のそれぞれと、特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの組み合わせが複数選択されることによって選択された複数の特定移動局１０Ａの位置であるＡ１’およびＡ’２のそれぞれとの間の距離をそれぞれ算出し、その距離が最も短くなる場合の特定移動局１０Ａの位置をＡ１およびＡ１’であると特定する。そして、前述と同様の方法に、Ａ１およびＡ１’が一致する場合には、特定移動局１０Ａの位置をＡ１と決定し、また、位置Ａ１’と位置Ａ１とが一致しない場合には、（１）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１を移動局の位置とする、（２）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’との位置の平均をとり、その位置の平均を移動局の位置とする、（３）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’とのうち、特定移動局１０Ａの組み合わせの相手である前記第２移動局１０Ｂおよび前記第３移動局１０Ｃについて前記存在確率算出部１０２において存在確率分布を算出する際に算出した標準偏差σがより小さい移動局との組み合わせによって選択された特定移動局の位置を特定移動局１０Ａの位置とする、のいずれかにより特定移動局１０Ａの位置を決定する。
【０１２３】
図２０は、本発明の移動局測位システムの本実施例における制御作動の概要を説明するフローチャートである。本フローチャートは、前述の実施例１を説明する図１２のフローチャートのステップＳＡ１１において実行される詳細選択ルーチンであって、実施例１の図１５乃至図１７に代えて実行されるものである。
【０１２４】
ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＧ１においては、ＳＡ１において基地局が発信したことに対応してＳＡ２において３以上の移動局が応答をしたか否かが判断される。そして、３以上の移動局が応答していた場合には、本ステップの判断が肯定され、本実施例２に対応するＳＧ２乃至ＳＧ６が実行される。一方、所定回数の基地局から移動局への発信および一定時間の待機後、２以下の移動局しか応答していなかった場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＧ７が実行される。ＳＧ７においては、本実施例２の方法は実行することができないため、実施例１の方法、たとえば図１５乃至図１７のフローチャートに対応する方法などにより移動局の組み合わせの選択が行なわれる。
【０１２５】
移動局選択部１０４に対応するＳＧ２においては、ＳＡ２で反応があった３以上の移動局のうち、前記特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂ以外の移動局から第３の移動局１０Ｃが選択される。前述のように、このとき、第３の移動局としては、前記第２の移動局１０Ｂと予め定められた距離以上離れた位置にあり、かつ、前記特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとを通る直線上にない移動局が選ばれる。
【０１２６】
ＤＯＰ値算出部１０１および存在確率算出部１０２に対応するＳＧ３においては、ＳＧ２で特定移動局として選択された移動局１０Ａについて、ＳＡ５と同様に例えば図１３に示す存在確率算出ルーチンが実行され、移動可能領域５０の各位置に対する第３の移動局１０Ｃの存在確率の分布が算出される。
【０１２７】
特定移動局１０Ａの第２測距部７０に対応するＳＧ４においては、特定移動局１０Ａから第３の移動局１０Ｃまでの距離Ｌ１３が測定される。上述のように、第２の測距部７０には例えば音波センサ７２が設けられており、これを用いた測距が実行され、その測距の結果が、特定移動局１０Ａから無線通信により基地局１２に送信され、更に基地局１２とケーブル５２で接続された測位サーバに送信される。
【０１２８】
ＳＧ５においては、特定移動局１０ＡとＳＧ２で選択された第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせが算出され、これらのうち、最も適切な組み合わせを選択する。たとえば図１４に示すような移動局組み合わせ選択ルーチンが実行される。
【０１２９】
移動局位置詳細選択部１０９に対応するＳＧ６においては、ＳＡ８において複数選択された特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの組み合わせにおける特定移動局１０Ａの複数の位置Ａと、ＳＧ５において選択された特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの組み合わせにおける特定移動局１０Ａの位置Ａ’とに基づいて、特定移動局１０Ａの位置が決定される。具体的には、ＳＡ８において複数選択された特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの組み合わせにおける特定移動局１０Ａの複数の位置Ａのうち、ＳＧ５において選択された特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの組み合わせにおける特定移動局１０Ａの位置Ａ’との距離が最も短くなるものが選択される。また、選択された特定移動局１０Ａの位置に対して、（１）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１が移動局の位置とされる、（２）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’との位置の平均をとり、その位置の平均が移動局の位置とされる、（３）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’とのうち、特定移動局１０Ａの組み合わせの相手である前記第２移動局１０Ｂおよび前記第３移動局１０Ｃについて前記存在確率算出部１０２において存在確率分布を算出する際に算出した標準偏差σがより小さい移動局との組み合わせによって選択された特定移動局の位置が特定移動局１０Ａの位置とされる、のいずれかが実行される。
【０１３０】
前述の実施例によれば、前記第２の測距部７０は、前記特定移動局１０Ａと、前記複数の移動局のうち前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂ以外の移動局である第３の移動局１０Ｃとの距離を測距し、前記移動局位置抽出部１０６は、前記第２の測距部７０により測定される前記特定移動局１０Ａと前記第３の移動局１０Ｃとの間の距離に基づいて前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの前記移動可能領域５０内における位置の組み合わせを抽出し、前記移動局位置選択部１０８は、前記存在確率算出部１０２において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部１０６により抽出された前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせを選択し、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局の位置１０Ｃの組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置を考慮して前記特定移動局１０Ａの位置を選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局１０Ａの位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部１０９において、前記移動局位置選択部１０８により前記特定移動局１０Ａと前記第３の移動局１０Ｃとの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置を考慮して前記特定移動局１０Ｃの位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【０１３１】
前述の実施例によれば、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局１０Ａの位置のうち、前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置のいずれかから所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局１０Ａの位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部１０９において、前記移動局位置選択部１０８により前記特定移動局１０Ａと前記第３の移動局１０Ｃとの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置を考慮して前記特定移動局１０Ａの位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【０１３２】
前述の実施例によれば、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局１０Ａの位置のうち、前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、該所定の距離内に存在する特定移動局１０Ａの位置の平均を前記特定移動局１０Ａの位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部１０９において、前記移動局位置選択部１０８により前記特定移動局１０Ａと前記第３の移動局１０Ｃとの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置を考慮して前記特定移動局１０Ａの位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【０１３３】
前述の実施例によれば、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局１０Ａの位置のうち、前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、前記第２の移動局１０Ｂおよび前記第３の移動局１０Ｃのうち、前記存在確率算出部１０２により存在確率分布を算出する際に用いた標準偏差σが小さい移動局および前記特定移動局１０Ａの組み合わせとして選択された特定移動局１０Ａの位置であって、前記所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局１０Ａの位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部１０９において、前記移動局位置選択部１０８により前記特定移動局１０Ａと前記第２の移動局１０Ｂとの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置と、前記第３の移動局１０Ｃおよび前記第２の移動局１０Ｂのそれぞれの位置に対する前記標準偏差σとを考慮して前記特定移動局１０Ａの位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【０１３４】
前述の実施例によれば、前記第３の移動局１０Ｃは、前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂのそれぞれから所定の距離以上離れており、かつ前記特定移動局１０Ａと前記第２の移動局１０Ｂとを結ぶ直線上に存在しないものであるので、前記移動局位置詳細選択部１０９における前記特定移動局１０Ａの位置の選択が正確に行なわれるように、前記第３の移動局１０Ｃの選択が行なわれる。
【０１３５】
このように、本発明は移動可能領域５０が平面で与えられる場合であっても適用が可能であり、さらには移動可能領域５０が３次元空間で与えられる場合であっても同様に適用が可能である。
【０１３６】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１３７】
例えば、前述の実施例においては、各基地局１２の有する時計の時刻合わせは図７に示すタイムチャートに従って行なわれるとしたが、これに限られず、他の方法によってもよい。
【０１３８】
また、前述の実施例においては、第１の測距部４２は距離関連値として、移動局１０が発信した電波の受信時刻を算出したが、これに限られず、例えば電波の受信時刻から移動局１０と基地局１２のそれぞれの距離を算出してもよい。言い換えれば、第１の測距部４２によって算出された距離関連値に基づいて測位部５６は移動局の位置を測位するが、これらを一連の作業としてみた場合に、どの計算までを第１の測距部４２で行ない、残りを測位部５６が行なうかについては適宜変更することが可能である。
【０１３９】
また、前述の実施例においては、その制御作動が図１２などに示すフローチャートに従って行なわれるとされたが、これに限られない。すなわち、各ステップ間に依存関係がある場合を除き、ステップの順序を入れ替えて実行することが可能である。具体的には例えば、ＳＡ７において行なわれた特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの距離の測定は、ＳＡ４の後でかつ、ＳＡ８の前であればいつ行なわれてもよい。
【０１４０】
また、前述の実施例においては、移動局選択部１０４は特定移動局に最も近い位置にある移動局を第２の移動局として選択したが、これに限られない。例えば第２の測距部７０が実行され、有効な値を示す事が可能な移動局１０であればどの移動局であっても第２の移動局としてもよい。
【０１４１】
また、前述の実施例においては、移動可能領域５０は直線あるいは正方形状の平面として例示されたが、その形状は限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明が適用される測位システムの一例の概要を表した図である。
【図２】移動可能領域に定義される座標の一例を説明する図である。
【図３】移動局の機能の概要を表した機能ブロック線図である。
【図４】基地局の機能の概要を表した機能ブロック線図である。
【図５】測位サーバの機能の概要を表した機能ブロック線図である。
【図６】測位サーバによる測位の原理を説明するための図である。
【図７】基地局の有する時計の同期を行なう手順の一例を説明するタイムチャートである。
【図８】各基地局と移動局との距離を測定する手順の一例を説明するタイムチャートである。
【図９】標準偏差の値と存在確率分布の変化の様子を示した図である。
【図１０】移動局位置抽出部による移動局の位置の組み合わせの抽出の様子を説明する図である。
【図１１】移動局位置選択部による移動局の位置の組み合わせの選択の様子を説明する図である。
【図１２】本発明の移動局測位システムの制御作動の概要を説明するフローチャートである。
【図１３】存在確率算出ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１４】移動局組み合わせ選択ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１５】詳細選択ルーチンの一例を説明するフローチャートである。
【図１６】詳細選択ルーチンの別の例を説明するフローチャートである。
【図１７】詳細選択ルーチンの別の例を説明するフローチャートである。
【図１８】本発明の移動局測位システムの別の実施例における、移動局位置詳細選択部による移動局の位置の組み合わせの選択を説明する図である。
【図１９】移動局位置詳細選択部による移動局の位置の組み合わせの選択の別の例を説明する図であって、図１８に対応する図である。
【図２０】本発明の移動局測位システムの別の実施例における詳細選択ルーチンを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４３】
８：移動局測位システム
１０：移動局
１２：基地局
１４：測位サーバ
４２：第１の測距部
５０：移動可能領域
５６：測位部
７０：第２の測距部
１０２：存在確率算出部
１０６：移動局位置抽出部
１０８：移動局位置選択部
１１０：移動局位置補正部
１０９：移動局位置詳細選択部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局が発信する電波を複数の基地局が受信し、その受信結果に基づいて移動局の位置の推定を行なう移動局測位システムに関するものであり、特に、移動局と基地局との距離に関して測定される距離関連値に基づいて検出された移動局の位置を、前記距離関連値よりも精度よく測定された複数の移動局間の距離に基づいて補正することにより、正確な移動局の位置の検出を行なう技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局が発信する電波を複数の基地局で受信し、これらの複数の基地局のそれぞれにおける電波の受信結果に基づいて、移動局の位置の検出を行なう移動局測位システムが提案されている。かかる移動局測位システムにおいては、例えば、距離関連情報として移動局と基地局との距離を算出し、算出された各移動局と各基地局間のそれぞれの距離に基づいて移動局の位置を算出する。このとき、移動局と基地局間の距離は、例えば、移動局における電波の発信時刻と基地局における電波の受信時刻に基づいて算出した電波の伝搬時間に基づいて算出したり（ＴＯＡ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）方式）、あるいは、各基地局の受信時刻の相対受信時刻を用いて算出する（ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）方式）。
【０００３】
前述のように電波の受信時刻に基づいて電波の伝搬時間を算出する場合には、移動局の有する時計と基地局の有する時計とが正確に一致している必要がある。また、電波の受信時刻の相対的な時間差を算出する場合には、各基地局の有する時計がそれぞれ正確に一致している必要がある。逆に言えば、電波は光速ｃ（＝約３．０×１０８ｍ／ｓ）の速度で進むことから、例えば前述の電波の伝搬時間を算出する場合において、移動局の有する時計と基地局の有する時計とが１μ（１０−６）秒だけずれているだけで、移動局と基地局との距離ｄは約３００ｍの誤差となって現れる。
【０００４】
しかしながら、基地局と移動局とで、マイクロ秒以下、あるいはナノ（１０−９）秒単位で正確に一致した時計を用意することは実用的には困難であり、また、基地局や移動局で情報処理に使用するプロセッサのクロック速度においても必ずしも正確に一致しているとは言えない。そのため、電波の受信時刻を検出することにより移動局と基地局との距離を算出し、移動局の位置の検出を行なう場合には、これらにより生ずる測位誤差は避けることができないものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５９１４３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５２７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる測位誤差を低減し、基地局の位置をより正確に検出するために、移動局と基地局との距離を測定する方法によって検出された移動局の位置を、他の情報に基づいて補正する技術が有効である。
【０００７】
本発明者等は、以上の課題を解決するために種々検討を重ねた結果、移動局と基地局との距離関連値に基づいて移動局の位置を算出するとともに、前記移動局と基地局との距離関連値よりも正確に測定される移動局間の距離を測定し、この移動局間距離に基づいて前記移動局の位置を補正することにより、移動局の位置の算出をより正確に行なうことができるという点を見いだした。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、移動局と基地局との距離関連値に基づいて移動局の位置を算出するとともに、前記移動局と基地局との距離関連値よりも正確に測定される移動局間の距離を測定し、この移動局間距離に基づいて前記移動局の位置を補正する移動局測位システムであって、前記補正の際には各移動局の存在確率を考慮した補正を行なうことにより、精度のよい前記移動局の位置の推定を行なう移動局測位システムを提供することにある。
【０００９】
なお、前記特許文献１および特許文献２には、それぞれ、移動局間の距離を測定することにより、移動局の位置の検出を行なう技術が開示されている。しかしながら、これらの技術はいずれも、既知の移動局位置と移動局間の距離とに基づいて位置が既知でない移動局の位置を算出する技術に関するものであって、本発明の第１の測距手段に対応するものであり、すでに算出された移動局位置の補正のために移動局間の距離を算出し利用する本発明とは考え方を異にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）電波を発信する発信部を有し所定の移動可能領域を移動可能な複数の移動局と、該複数の移動局によって発信された電波を受信する受信部と、該受信部が受信した電波に基づいて前記複数の移動局との距離に関連する距離関連値をそれぞれ測定する第１の測距部とを有し、既知の位置に固定された複数の基地局と、該第１の測距部によって測定された距離関連値に基づいて前記複数の移動局のそれぞれの位置を測位する測位部を有する測位サーバと、を有する移動局測位システムにおいて、（ｂ）前記測位部による測位結果に基づいて算出された前記移動局の位置と、該移動局の位置に対応して前記測位部による移動局の位置の算出における精度の劣化を表す値である精度劣化値と、前記移動局測位システムにおける測位誤差とに基づいて、前記移動可能領域における前記移動局の位置に対する存在確率分布を前記複数の移動局のそれぞれに対し算出する存在確率算出部と、（ｃ）前記第１の測距部よりも高い測距精度を有し、前記複数の移動局間の距離を測定する第２の測距部と、（ｄ）前記第２の測距部により測定される前記複数の移動局間の距離に基づいて前記複数の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせを抽出する移動局位置抽出部と、（ｅ）前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記複数の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記複数の移動局の位置の組み合わせを選択する移動局位置選択部と、（ｆ）前記測位部による測位結果である前記複数の移動局位置を、前記移動局位置選択部によって選択された移動局の位置の組み合わせとなるように補正する移動局位置補正部とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記移動局は、前記第２の測距部を有し、（ｂ）前記第２の測距部による測距の結果は、前記発信部によって発信される電波を介して前記移動局位置抽出部に伝達されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、前記測位サーバは、前記存在確率算出部、前記移動局位置抽出部、移動局位置選択部及び前記移動局位置補正部とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、前記第２の測距部は、音波、赤外線、受信した電波の電界強度のうち少なくとも１つを用いて測距を行なうことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、前記第２の測距部は、前記複数の移動局のうち、位置の補正を実行させるための１の移動局である特定移動局と、前記特定移動局以外の１の移動局である第２の移動局との距離を測距することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率の高い前記移動局の位置の組み合わせを選択する移動局位置詳細選択部を有することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記存在確率算出部は、前記測位部により算出された移動局の位置を中心値とし、また、前記精度劣化値と前記測位誤差とを乗算することにより得られる値を標準偏差とする正規分布により移動局の位置に対する存在確率分布を算出し、（ｂ）前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、前記存在確率算出部によって算出された存在確率分布における標準偏差の最も高い移動局の位置を含む前記移動局の位置の組み合わせを選択することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、該移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動履歴に基づいて、前記移動局の位置の組み合わせを選択することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前における前記移動局の位置に関する情報であることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動に関する情報であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記第２の測距部は、前記特定移動局と、前記複数の移動局のうち前記特定移動局および前記第２の移動局以外の移動局である第３の移動局との距離を測距し、（ｂ）前記移動局位置抽出部は、前記第２の測距部により測定される前記特定移動局と前記第３の移動局との間の距離に基づいて前記特定移動局および前記第３の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせを抽出し、（ｃ）前記移動局位置選択部は、前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせを選択するものであり、（ｄ）前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置を選択することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１２にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかから所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１３にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、該所定の距離内に存在する特定移動局の位置の平均を前記特定移動局の位置として選択することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１４にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、前記第２の移動局および前記第３の移動局のうち、前記存在確率算出部により存在確率分布を算出する際に用いた標準偏差が小さい移動局および前記特定移動局の組み合わせとして選択された特定移動局の位置であって、前記所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１５にかかる発明の要旨とするところは、前記第３の移動局は、前記特定移動局および前記第２の移動局のそれぞれから所定の距離以上離れており、かつ前記特定移動局と前記第２の移動局とを結ぶ直線上に存在しないものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１にかかる移動局測位システムによれば、前記測位部により、前記第１の測距部によって測定された前記複数の移動局と前記複数の基地局とのそれぞれの距離に関連する距離関連値に基づいて、前記複数の移動局の位置が算出され、前記存在確率算出部により、前記測位部による測位結果に基づいて算出された前記移動局の位置と、該移動局の位置に対応して前記測位部による移動局の位置の算出における精度の劣化を表す値である精度劣化値と、前記移動局測位システムにおける測位誤差とに基づいて、前記移動可能領域における前記移動局の位置に対する存在確率分布が前記複数の移動局のそれぞれに対し算出され、前記第１の測距部よりも高い測距精度を有する第２の測距部により、前記複数の移動局間の距離が測定され、前記移動局位置抽出部により、前記第２の測距部により測定される前記複数の移動局間の距離に基づいて前記複数の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせが抽出され、前記移動局位置選択部により、前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記複数の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値が算出されるとともに、最も確率評価値が高い前記複数の移動局の位置の組み合わせが選択され、前記移動局位置補正部により、前記測位部による測位結果である前記複数の移動局位置が、前記移動局位置選択部によって選択された移動局の位置の組み合わせとなるように補正されるので、前記移動局のそれぞれについて算出される、移動局の位置に対する存在確率分布は、該移動局の位置に対応して前記測位部による移動局の位置の算出における精度の劣化を表す値である精度劣化値と、前記移動局測位システムにおける測位誤差とに基づくものとなり、ひいては、前記移動局位置抽出部により抽出された前記複数の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値も前記精度劣化値を考慮したものとなる。すなわち、測位部によって移動局の位置が算出された際の精度を考慮して、移動局の位置の補正を行なうことができ、正確な移動局の位置の算出が可能となる。
【００２６】
請求項２にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局は、前記第２の測距部を有し、前記第２の測距部による測距の結果は、前記発信部によって発信される電波を介して前記移動局位置抽出部に伝達されるので、移動局間の距離は移動局によって測定されることができる。
【００２７】
請求項３にかかる移動局測位システムによれば、前記測位サーバは、前記存在確率算出部、前記移動局位置抽出部、移動局位置選択部及び前記移動局位置補正部とを有するので、移動局の位置の算出およびその補正に関する演算処理を測位サーバにおいて集約することができる。
【００２８】
請求項４にかかる移動局測位システムによれば、前記第２の測距部は、音波、赤外線、受信した電波の電界強度のうち少なくとも１つを用いて測距を行なうので、移動局間の距離を精度よく測定することができる。
【００２９】
請求項５にかかる移動局測位システムによれば、前記第２の測距部は、前記複数の移動局のうち、位置の補正を実行させるための１の移動局である特定移動局と、前記特定移動局以外の１の移動局である第２の移動局との距離を測距するので、前記特定移動局と前記第２の移動局との距離が精度よく測定される。
【００３０】
請求項６にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率の高い前記移動局の位置の組み合わせを選択する移動局位置詳細選択部を有するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率のより高い移動局の位置の組み合わせが選択される。
【００３１】
請求項７にかかる移動局測位システムによれば、前記存在確率算出部は、前記測位部により算出された移動局の位置を中心値とし、また、前記精度劣化値と前記測位誤差とを乗算することにより得られる値を標準偏差とする正規分布により移動局の位置に対する存在確率分布を算出し、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、前記存在確率算出部によって算出された存在確率分布における標準偏差の最も高い移動局の位置を含む前記移動局の位置の組み合わせを選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、存在確率分布に基づいて移動局の位置の組み合わせが選択される。
【００３２】
請求項８にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、該移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動履歴に基づいて、前記移動局の位置の組み合わせを選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局の移動履歴に基づいて移動局の位置の組み合わせが選択される。
【００３３】
請求項９にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前における前記移動局の位置に関する情報であるので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局の過去の存在位置に基づいて移動局の位置の組み合わせが選択される。
【００３４】
請求項１０にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動に関する情報であるので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局の移動に関する情報に基づいて移動局の位置の組み合わせが選択される。
【００３５】
請求項１１にかかる移動局測位システムによれば、前記第２の測距部は、前記特定移動局と、前記複数の移動局のうち前記特定移動局および前記第２の移動局以外の移動局である第３の移動局との距離を測距し、前記移動局位置抽出部は、前記第２の測距部により測定される前記特定移動局と前記第３の移動局との間の距離に基づいて前記特定移動局および前記第３の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせを抽出し、前記移動局位置選択部は、前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせを選択し、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置を選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部において、前記移動局位置選択部により前記特定移動局と前記第３の移動局との位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【００３６】
請求項１２にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかから所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部において、前記移動局位置選択部により前記特定移動局と前記第３の移動局との位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【００３７】
請求項１３にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、該所定の距離内に存在する特定移動局の位置の平均を前記特定移動局の位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部において、前記移動局位置選択部により前記特定移動局と前記第３の移動局との位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【００３８】
請求項１４にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、前記第２の移動局および前記第３の移動局のうち、前記存在確率算出部により存在確率分布を算出する際に用いた標準偏差が小さい移動局および前記特定移動局の組み合わせとして選択された特定移動局の位置であって、前記所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部において、前記移動局位置選択部により前記特定移動局と前記第３の移動局との位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置と、前記第３の移動局および前記第２の移動局のそれぞれの位置に対する前記標準偏差とを考慮して前記特定移動局の位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【００３９】
請求項１５にかかる移動局測位システムによれば、前記第３の移動局は、前記特定移動局および前記第２の移動局のそれぞれから所定の距離以上離れており、かつ前記特定移動局と前記第２の移動局とを結ぶ直線上に存在しないものであるので、前記移動局位置詳細選択部における前記特定移動局の位置の選択が正確に行なわれるように、前記第３の移動局の選択が行なわれる。
【実施例１】
【００４０】
図１は、本発明の測位システム８の構成の一例を示した図である。図１には、平面上の任意の形状に設けられる移動可能領域５０として一辺３０（ｍ）の正方形状の移動可能領域５０が設けられている。また、前記移動可能領域５０には、後述する移動局１０と無線による通信を行なう機能を有する基地局１２として４つの基地局である第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、第４基地局１２Ｄがそれぞれ設けられる。基地局の数としては後述するように電波の伝搬到達時間により移動局の位置を求める場合には、平面上における移動局１０の位置の算出のためには少なくとも３個の基地局が必要である。従って、前記移動可能領域のいずれの地点においても、少なくとも移動局が３個の基地局と通信可能となるように基地局が配置されている。また、基地局の数が多いほど移動局の位置の算出は正確に行なうことができる。本図１においては、正方形の移動可能領域５０の４隅にそれぞれ第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄが１つずつ配置されており、この要件を満たす。また、前記移動可能領域５０内には複数の移動局１０が存在し、その移動可能領域５０内を移動可能とされている。本図１においては一例として３つの移動局１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが存在している。また、基地局１２と例えば有線ケーブル５２により接続されることにより通信可能とされた測位サーバ１４が設けられ、前記移動局１０によって発信され前記基地局１２によって受信された電波に基づいて、前記移動可能領域内における基地局１０の位置を算出する。なお、本明細書において、特に個々の移動局１０Ａ、１０Ｂを区別しない場合には移動局１０と表記し、個々の基地局１２Ａ乃至１２Ｄを区別しない場合には基地局１２と表記する。
【００４１】
このとき、移動可能領域５０は、便宜上図２に示すようにｘ軸およびｙ軸が定義され、移動可能領域５０上の点はこの軸に基づいて座標が規定される。すなわち、第１基地局１２Ａは座標（０，０）上に、第２基地局１２Ｂは座標（０，３０）上に、第３基地局１２Ｃは座標（３０，３０）上に、第４基地局１２Ｄは座標（３０，０）上にそれぞれ配置されている。
【００４２】
図３は移動局１０の構成の概要を示す機能ブロック線図である。アンテナ部２０は電波を送受信するために用いられ、平衡不平衡変換器２２はバラン（Ｂａｌｕｎ）であり、送受信切換部２４の不平衡線路をアンテナ部２０に適合するように平衡線路に変換する。コントローラ４０１は周知のマイコンおよびその周辺回路からなる制御回路であり、後述の送受信切換部２４を制御して移動局１０の動作を制御するものである。
【００４３】
送受信切換部２４は、図３においては移動局１０の送信状態と受信状態とを切り換える。すなわち、送受信切換部２４が移動局１０を送信状態に切り換える場合には、移動局１０は送信機として機能させられ、受信状態に切り換える場合には受信機として機能させられる。また、送信アンプ部２６は、前記送受信切換部２４によって移動局１０が送信機として機能させられる場合に、後述する無線部２８によって生成された信号波を増幅する。
【００４４】
無線部２８は、移動局１０が送信機として機能させられる場合には、後述する制御部３２によって生成される信号を無線通信を行なうための形式に変換し、移動局１０が受信機として機能させられる場合には、またアンテナ部２０によって受信された受信波から制御部３２によって処理されるための信号に変換するものであって、例えばＩＣなどによって実装される。この無線部２８は具体的にはコントローラ４０１からの指令により所定の周波数の搬送波を発生させるＰＬＬ回路（ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋ ｌｏｏｐ）回路、ＶＣＯ（ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）回路及びデジタル変調復調部３０などを有し、このデジタル変調復調部３０は、制御部３２によって生成される信号をデジタル変調、および受信された受信信号の復調を行ない、生成されたデジタルデータを制御部３２に出力することにより移動局１０と基地局１２との間の無線通信がデジタル通信によってなされる。
【００４５】
制御部３２は、スペクトラム拡散部３４、逆拡散処理部３４１、ベースバンド信号生成復元部３６、および拡散符号発生部３８などを有し、例えばこれらのブロックを制御し拡散符号を発生する機能を有するゲートアレイやマイコンなどによって実装される。このうち、ベースバンド信号生成復元部３６は、移動局１０が送信機として機能させられる場合には、伝送したい情報を符号化しベースバンド信号を生成する。また、移動局１０または基地局１２が受信機として機能させられる場合には、後述する逆拡散処理部３４１によって復号されたベースバンド信号から、伝送された情報を取りだす。
【００４６】
拡散符号発生部３８は、後述するスペクトラム拡散部３４によってスペクトラム拡散を行なうための拡散符号を発生させる。この拡散符号としては、自己相関関数に高いピークを持つ、すなわち位相差がゼロである場合において自己相関が大きな値となる一方、位相差がゼロでない場合には自己相関が十分に小さく、かつ、符号間における相関が全ての位相差において十分小さい、すなわち相互相関が小さいことという条件を満たす符号列が用いられる。具体的には例えば、Ｍ系列符号やＧＰＳにおいても使用されているＧｏｌｄ系列符号が用いられる。このＧｏｌｄ系列符号は疑似雑音符号（ｐｓｅｕｄｏ−ｎｏｉｓｅ ｃｏｄｅ；ＰＮ信号）とも呼ばれる。
【００４７】
スペクトラム拡散部３４は、移動局１０が送信機として機能させられる場合には、ベースバンド信号生成復元部３６において生成されたベースバンド信号を、拡散符号発生部３８において発生させられた拡散符号を用いてスペクトラム拡散を行ない、送信のための信号を生成する。具体的には例えば、前記ベースバンド信号と前記拡散符号との排他的論理和を用いる直接拡散（ｄｉｒｅｃｔ ｓｐｒｅａｄ）方式が用いられる。また、逆拡散処理部３４１は、移動局１０が受信機として機能させられる場合に、前記デジタル変調復調部３０によって復調された受信波に対し前記拡散符号を用いてスペクトラム逆拡散を行ない、ベースバンド信号を取りだす。この受信の場合も送信の場合と同じ拡散符号が用いられる。このようなスペクトラム拡散を利用すれば、ある特定の移動局と基地局との通信がある特定の拡散符号を用いて行なわれている場合に、同じ時刻および同じ周波数において他の移動局と基地局との通信が別の拡散符号を用いて行なわれる場合であっても、相互の通信が影響を受けることがない。
【００４８】
これらのアンテナ部２０、平衡不平衡切換器２２、送受信切換部２４、送信アンプ２６、無線部２８、制御部３２などの電波の発信のためのブロックが発信部および受信部に相当する。
【００４９】
第２の測距部に対応する第２測距部７０は、例えば音波発信機および音波センサ７２を備え、自己の移動局１０と、自己以外の他の移動局１０との距離を測定すなわち測距する。具体的には例えば、自己の移動局１０の前記音波発信機により発信された音波が、前記他の移動局１０によって反射され自己の移動局１０の前記音波センサによって検出されるまでの時間と、音波の空気中における伝搬速度とに基づいて自己の移動局１０と自己以外の他の移動局１０との距離が算出される。具体的には、自己の移動局１０の前記音波発信機により発信された音波が、前記他の移動局１０によって反射され自己の移動局１０の前記音波センサによって検出されるまでに要した時間の半分に音波の伝搬速度を乗ずることによって、自己の移動局１０と自己以外の他の移動局１０との距離が算出される。このとき、音波を好適に反射するために、移動局１０は音波発信機及び音波センサ７２に加え、図示しない音波反射のための部材を有していてもよい。また音波発信機及び音波センサ７２としては、正確な測距を行なうことができるという性質を考慮して、特に超音波発信機及び超音波センサが用いられる。なお、第２測距部７０は、前記音波発信機及び音波センサ７２に代えて、同程度の距離を正確に測定可能な装置として、赤外線発信機および赤外線センサ、所定の周波数の電波を発信する発信機およびその発信された電波を受信し受信波の強度を算出する電波強度測定装置が用いられてもよい。また、これらの組み合わせによって実現されてもよい。例えば、赤外線発信機と超音波発信機との組み合わせで、赤外線と超音波を同時に送信し、それを別の移動局が検出することにより、赤外線を検出してから、超音波を検出するまでの時間に音波の伝搬速度を乗ずることで距離を算出することができる。また、超音波のみを用いる場合においては、いずれの移動局によって反射された反射波であるかを特定できないことも起り得るが、例えば赤外線発信機および赤外線センサにより移動局を識別するための符号を前記超音波とは別に移動局間で送受信することにより、より確実に移動局間の距離を算出できる。
【００５０】
また、電源部４０は、上述した送信アンプ２６、無線部２８、制御部３２、時計４１などに対し、必要な電力を供給する。時計４１は、制御部の動作の指令や、電波の発信時や受信時において参照される時刻情報を供給するもので、例えばリファレンスクロックのようなものである。
【００５１】
図４は、基地局１２の構成の概要を示す機能ブロック線図である。アンテナ部２０、平衡不平衡変換器２２、送受信切換部２４、送信アンプ２６、無線部２８、制御部３２、時計４１、電源部４０など、符号の共通する機能ブロックについては、その機能についても移動局１０と共通するものであるので、説明を省略する。すなわち、基地局１２も、上述の移動局１０と同様に、送信機（送信部）および受信機（受信部）としての両方の機能を有する。
【００５２】
第１の測距部に対応する第１測距部４２は、移動局１０によって電波が発信された時刻と基地局１２がその電波を受信した時刻との時刻の差、すなわち電波の到達に要する時間に基づいて、移動局１０と基地局１２との距離を測定する。このとき、前記電波の到達に要する時間あるいは移動局１０と基地局１２との距離が距離関連値に対応する。この第１測距部４２は例えばマッチドフィルタを含んで構成され、具体的には例えばレプリカ符号発生部４４、遅延回路４６および相関計算部５０などによって構成される。レプリカ符号発生部４４においては、移動局１０において、拡散符号発生部３８により発生され、スペクトラム拡散部３４において用いられた拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号が発生させられる。そして、周知のシフトレジスタにより構成される遅延回路４６においては、移動局１０によって発信され基地局１２によって受信された電波における信号波が入力され、予め定められた複数の所定の間隔ごとに遅延させられる。そして、相関計算部５０においては、遅延回路４６によって遅延させられた受信波とレプリカ符号との相関値が算出される。この結果、算出された相関値が最大となった際の受信時刻を移動局１０からの電波の到来時刻とする。移動局１０による送信時刻はベースバンド信号生成復元部３６によりベースバンド信号を復元することにより得られるので、電波の到来時刻と送信時刻との時刻差を計算し、電波の速度ｃ（２．９９７×１０8（ｍ／ｓ））を乗ずることにより移動局１０との距離が算出される。
【００５３】
また、基地局１２には後述する測位サーバ１４との通信を行なうための有線通信部４３が設けられ、例えばＬＡＮケーブルなどの有線ケーブル５２によって接続された測位サーバ１４との間で、第１の測距部４２によって測定された移動局１０との距離である測距データや、ベースバンド信号生成復元部３６によって受信波から復号されたベースバンド信号を含むデータや基地局１２の動作に関する情報などの送受信が可能とされる。
【００５４】
図１に戻って、測位サーバ１４は例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、移動局１０の位置の算出すなわち測位を実行する。
【００５５】
図５は、測位サーバ１４の制御作動を説明する機能ブロック線図である。測位サーバ１４は、測位部５６、移動局選択部１０４、存在確率算出部１０２、移動局位置抽出部１０６、移動局位置選択部１０８、移動局位置補正部１１０、測位結果記憶部１１２、測位結果出力部６０などから構成される。
【００５６】
まず、測位部５６においては、例えば複数の基地局１２によって算出された基地局と移動局との距離に基づいて、移動可能領域５０中の移動局１０の位置を算出する。具体的には、例えば移動可能領域５０が前記図１に示す様な平面である場合において、第１基地局１２Ａの座標を（ｘ1，ｙ1）、第２基地局１２Ｂの座標を（ｘ2，ｙ2）、第３基地局１２Ｃの座標を（ｘ3，ｙ3）、また、第１基地局１２Ａが測定した第１基地局１２Ａと移動局１０との距離をｒ1、第２基地局１２Ｂが測定した第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離をｒ2、第３基地局１２Ｃが測定した第２基地局１２Ｃと移動局１０との距離をｒ３、とし、移動局の座標を（ｘ，ｙ）、移動局１０と基地局１２とがそれぞれ有する時計４１の時刻のずれに基づく誤差ｓとすると、図６に示すように、
（ｘ−ｘ1）2＋（ｙ−ｙ1）2＝（ｒ1＋ｓ）2
（ｘ−ｘ2）2＋（ｙ−ｙ2）2＝（ｒ2＋ｓ）2 （１）
（ｘ−ｘ3）2＋（ｙ−ｙ3）2＝（ｒ3＋ｓ）2
で表される関係がある。なお、このとき、第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃのそれぞれが有する時計４１の時計は例えば後述する方法により同期されており、誤差ｓは各基地局に共通である。このとき変数はｘ、ｙおよびｓの３つであり、方程式は上記３つであるから、これらの３つの式を例えばニュートンラフソン法などにより解くことにより、ｘ、ｙおよびｓの値を算出することが可能である。なお、上述のように、第１基地局１２Ａ乃至第３基地局１２Ｃのそれぞれが有する測距部４２が測定して得られる第１基地局１２Ａ乃至第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離ｒ1、ｒ2、およびｒ3はそれぞれ、移動局１０と基地局１２とがそれぞれ有する時計４１の時刻のずれに基づく誤差ｓが考慮されていない、いわゆる疑似距離と呼ばれるものであるが、これらに代えて距離ｒ1、ｒ2、およびｒ3として、前記時計のずれに基づく誤差ｓが補正された正確な距離が用いられてもよい。
【００５７】
このように移動可能領域５０が平面である場合には変数が３つとなることから、少なくとも３つの式があればこれらの変数の値が算出されることになり、これは少なくとも３つの基地局１２があれば移動局１０の位置の算出が可能であることを意味している。一方、基地局が４つ以上存在する場合には、算出における誤差を最小化する最小二乗法を用いることなどにより、より精度のよい移動局１０の位置の算出が可能となる。
【００５８】
図７は４つの基地局１２の有する時計４１を同期させるための手順の一例を示したタイムチャートである。この図において、縦線で表された第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄと測位サーバ１４との間を横方向に結ぶ矢印によって各基地局および測位サーバ間の通信の様子が示されている。なお矢印の向きは通信の方向を示しており、矢印の先が向いている機器が受信側である。また、波線で表された矢印は無線による通信を表している。また、図中下向きに時間軸がとられており、下へ行くほど時間の経過を表している。
【００５９】
まず時刻ｔ１において、測位サーバ１４から任意の１の基地局１２（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、無線通信における空きチャンネルの探索命令がされる。これをうけ、第１基地局１２Ａはチャンネルスキャンを実行し、発見した空きチャンネルについての情報を時刻ｔ２において測位サーバ１４に対し送信する。続いて時刻ｔ３において測位サーバ１４から任意の１の基地局１２（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、時刻情報を無線により送信する命令がされる。更に時刻ｔ４乃至時刻ｔ６において、測位サーバ１４から前記任意の１の基地局以外の基地局（本図においては第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄ）のそれぞれに対し、順次時刻情報を無線により受信する命令がされる。続いて時刻ｔ７において、第１基地局１２Ａから時刻情報、すなわち第１基地局１２Ａの時計４１の時刻情報が無線により送信され、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄによってこれが無線により受信される。更に時刻ｔ８乃至時刻ｔ１０において、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれが受信した時刻情報、すなわち第１基地局１２Ａによって発信された発信時の第１基地局の時刻と第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれが受信した時刻とからなる情報が有線通信部４３により測位サーバに順次送信される。
【００６０】
ここで、各基地局１２の位置は既知であることから、前記第１基地局１２Ａから発信された電波が第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれへ到達するのに要する伝搬時間は予め算出される。従って、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれについて、受信した時刻と第１基地局１２Ａが発信した時刻との時間から前記伝搬時間を引いたものが第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの時計４１と第１基地局１２Ａの時計４１との時間ずれとなる。このようにして算出された時間ずれがなくなるように時刻ｔ１１乃至時刻ｔ１３において第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの時計４１が補正されることにより、各基地局１２の時計は同期される。
【００６１】
図８は、第１測距部４２によって用いられる各基地局１２と移動局１０との距離ｒを算出するためのタイムチャートである。この図において、縦線で表された第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄと測位サーバ１４および移動局１０との間を横方向に結ぶ矢印によって各基地局および測位サーバ間の通信の様子が示されている。なお矢印の向きは通信の方向を示しており、矢印の先が向いている機器が受信側である。また、波線で表された矢印は無線による通信を表している。また、図中下向きに時間軸がとられており、下へ行くほど時間の経過を表している。
【００６２】
まず時刻ｔ２１において、測位サーバ１４から任意の１の基地局１２（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、無線通信における空きチャンネルの探索命令がされる。これをうけ、第１基地局１２Ａはチャンネルスキャンを実行し、発見した空きチャンネルについての情報を時刻ｔ２２において測位サーバ１４に対し送信する。続いて時刻ｔ２３において測位サーバ１４から任意の１の基地局１２（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、移動局１０への時刻情報発信命令を無線により送信させる。この時刻情報送信命令は移動局１０に対し時刻情報を無線により送信させるものである。これを受け、時刻ｔ２４において、第１基地局１２Ａは移動局１０に対し、時刻情報を無線により送信させる命令を無線により送信する。更に時刻ｔ２５乃至時刻ｔ２８において、測位サーバ１４から全ての基地局（本図においては第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄ）のそれぞれに対し、順次時刻情報を無線により受信する命令がされる。続いて時刻ｔ２９において、移動局１０から時刻情報、すなわち移動局１０の発信時における時計４１の時刻情報が無線により送信され、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄによってこれが無線により受信される。この受信信号に基づいて各基地局１２の測距部４２は各基地局１２と移動局１０との距離を算出し、時刻ｔ３０乃至時刻ｔ３３において、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれが算出した基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離ｒが有線通信部４３により測位サーバ１４に送信される。
【００６３】
このようにして得られた第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄと移動局１０との距離ｒ１乃至ｒ４と、各基地局の位置情報とが前記式（１）に代入され、式（１）がニュートンラフソン法もしくは最小二乗法により解かれる結果、移動局１０の位置座標（ｘ，ｙ）が算出される。
【００６４】
図５に戻って、移動局選択部１０４は、例えば操作者の指示に基づいて、精度よく測位結果を補正したい移動局１０を選択する。このようにして移動局選択部１０４において選択された移動局１０が特定移動局とされる。本実施例においては第１移動局１０Ａが特定移動局として選択される。また、測位部５６によって実行された測位の結果に基づいて、例えば前記特定移動局１０Ａに最も近いとされた他の移動局１０Ｂを第２の移動局として選択し、前記第２測距部による測距の対象とする。また、後述する移動局位置詳細選択部１０９が実行される場合には、前記特定移動局が更に第２の測距部による測距を行なう対象として、第３の移動局を選択する。
【００６５】
ＤＯＰ値算出部１０１は、前記移動局選択部１０４によって選択された特定移動局１０Ａ、第２の移動局１０Ｂの、前記測位部５６によって行なわれた測位の結果に基づいて、それぞれの移動局の位置に対応するＤＯＰ値を算出する。このＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）値は、測位の精度の指標を表す数である精度劣化値の一つである。このＤＯＰは、移動局１０と基地局１２との間の距離の測定精度すなわち測距精度と、移動局の位置の測定精度すなわち測位精度との関係を表す数であり、
（測距精度）×（ＤＯＰ値）＝（測位精度）
である。このＤＯＰ値が小さいほど、正確な測位が実行できている指標となる。この移動局１０が平面上を移動する場合には、水平方向の測位精度についてのＤＯＰ値であるＨＤＯＰ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ＤＯＰ）が用いられる。ＨＤＯＰは次の式で定義される。
【数１】
ここで、（ｘ１，ｙ１）は第１基地局１２Ａの座標、（ｘ２，ｙ２）は第２基地局１２Ｂの座標、（ｘ３，ｙ３）は第３基地局１２Ｃの座標、ｒ１は第１基地局１２Ａが測定した第１基地局１２Ａと移動局１０との距離、ｒ２は第２基地局１２Ｂが測定した第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離を、ｒ３は第３基地局１２Ｃが測定した第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離であり、（ｘ，ｙ）が算出された移動局１０の座標である。すなわち、移動局１０の位置が前記測位部５６により算出された場合において、その位置ごとに、どれほどの精度により測位が行なわれたのかが示されている。
【００６６】
存在確率算出部１０２は、基地局１２に設けられた測位部５６によって行なわれた測位の結果に基づいてその測位誤差を算出し、算出された測位誤差と、前記ＤＯＰ値算出部１０１によって算出された各移動局１０の位置に対応するＤＯＰ値に基づいて、移動可能領域５０における移動局１０の位置とその存在位置に対応する存在確率を算出する。ここで、前記測位誤差としては例えば、既知の位置にある移動局に対し所定回数以上実行された測位結果の標準偏差が用いられ、測位システムに固有のものである。また、前記所定回数とは、少なくとも前記標準偏差を算出するのに十分な回数である。具体的には例えば、存在確率算出部１０２は、前記測位部５６によって測位された移動局１０の位置を中心とする正規分布を存在確率とする。
【００６７】
図９は、ｘ軸方向についてのみに着目した場合のｘ軸方向の位置と存在確率との関係を表す図の例である。まず、存在確率算出部１０２は前述のように予め行なわれた測位結果に基づいて、測位システムの測位誤差としての標準偏差σを算出する。続いてこの測位誤差σsysと前記測位部５６による測位結果である位置μに対応するＤＯＰ値ＤＯＰ（μ）とを用いて、存在確率の正規分布における標準偏差σを算出する。このσは、
σ＝ＤＯＰ（μ）×σsys
のように算出される。このように算出されたσを標準偏差とする平均分布ｆ（ｘ）は、測位部５６による測位結果μからのずれｘと、そのずれｘを用いて、具体的に次式数２のように表される。
【数２】
このようにして算出された平均分布ｆ（ｘ）によって表される各位置に対する移動局の存在確率を、縦軸に存在確率を、横軸に測位結果の真値μからのずれをとって描いた図が図９である。図９は、測位部５６によりｘ＝−１０の位置μに存在すると測位された移動局の、ｘ方向の位置に対する存在確率を表している。このように、測位結果には誤差が発生するので、移動局１０の測位が行なわれ移動局の存在する位置のｘ座標がμであるとされた場合であっても、実際には測位結果μを中心とした範囲において図９において表された確率で移動局１０が存在し、必ずしも測位結果μの位置に存在するわけではないのである。
【００６８】
また、図９においては、ＤＯＰ値の違いによる移動局の存在確率の分布の違いを説明するため、ＤＯＰ値がそれぞれ異なることにより、標準偏差σがそれぞれσ＝２，３，４である場合の移動局の存在確率の分布をそれぞれ実線、一点鎖線、破線で示している。前述のように、測位精度が劣る測位システムにおいてはＤＯＰ値が大きくなるので標準偏差σも大きくなる。一方、図９によると標準偏差σが大きくなるほど、存在確率の分布を表す曲線は点μにおけるピークが小さくなっており、すなわち、測位部５６による測位位置に移動局が存在する確率が小さくなっていることがわかる。
【００６９】
移動局位置抽出部１０６は、第２測距部７０によって測定された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの距離Ｌ１２に基づいて、移動可能領域５０内において前記特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとが取り得る位置の組み合わせを抽出する。具体的には、特定移動局１０Ａの第２測距部７０を用いて第２の移動局１０Ｂとの距離を測距することにより得られた測距データＬ１２に基づいて、移動可能領域５０内において前記特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとが取り得る位置の組み合わせを抽出する。簡単のため、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂが直線で規定された移動可能領域５０内を移動する場合を例に考えると、特定移動局１０Ａの座標ｘａと第２の移動局１０Ｂの座標ｘｂとの差が距離Ｌ１２となる組み合わせを全て抽出する。例えば、Ｌ１２が１１であった場合には、特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとが取り得る位置の組み合わせを、（ｘａ，ｘｂ）＝（０，１１），（１，１２），（２，１３），…などのように抽出する。
【００７０】
移動局位置選択部１０８は、移動局位置抽出部１０６において抽出された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとが取り得る位置の組み合わせに対して、測位部５６による測位の結果と、存在確率算出部１０２で算出された各移動局１０ごとの存在確率とに基づいて、前記抽出された組み合わせの確率評価値をそれぞれ算出するとともに、算出された組み合わせの確率評価値のうち最も高い確率評価値に対応する組み合わせを選択する。具体的には、まず、前記組み合わせを構成する各移動局について、例えば各移動局の測位結果μと移動局の位置とのずれと、前記存在確率算出部１０２によって算出される。例えば図９に示すような関係ｆ（ｘ）とに基づいて、その存在確率をそれぞれ算出する。そして、算出された前記組み合わせを構成する特定移動局１０Ａの存在確率と第２の移動局１０Ｂのそれぞれの存在確率を乗ずることによって得られた数を、前記組み合わせの確率評価値とする。測位部５６による前記特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの測位結果が（μａ，μｂ）である場合に、前記特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの位置の組み合わせが（ｘａ，ｘｂ）であるとすると、その場合の各移動局の存在確率を（ｆａ，ｆｂ）、前記組み合わせの確率評価値をｆａｂとすると、ｆａは特定移動局１０Ａの測位結果からのずれ（μａ−ｘａ）の関数であるから、ｆａ（μａ−ｘａ）と書き表され、ｆｂは同様に第２の移動局１０Ｂの測位結果からのずれｆｂ（μｂ−ｘｂ）で書き表される。このとき、前記組み合わせの確率評価値は
ｆａｂ＝ｆａ（μａ−ｘａ）×ｆｂ（μｂ−ｘｂ）
となる。移動局位置選択部１０８は、このようにして前記組み合わせの複数について確率評価値ｆａｂを算出し、その中で最大の値ｆａｂ＿ｍａｘとなった確率評価値に対応する組み合わせ（ｘａ＿ｍａｘ，ｘｂ＿ｍａｘ）を選択する。
【００７１】
図１０は、この様子を前記直線で規定された移動可能領域５０の例で示したものである。図中横軸（ｘ軸）が移動可能領域５０を、縦軸が存在確率を表している。測位部５６による測位の結果、特定移動局１０Ａはｘ＝−１０の点μａに、第２の移動局１０Ｂはｘ＝１０の点μｂに存在すると算出されたとする。これらの測位結果に対して、存在確率算出部１０２によって算出された測位結果とのずれと存在確率との関係が適用される。図中、特定移動局１０Ａの存在確率ｆａ、第２の移動局１０Ｂの存在確率ｆｂとして記載された曲線がそれである。
【００７２】
一方、第２測位部７０によって測位された特定移動局１０Ａから第２の移動局１０Ｂまでの距離がＬ１２であったとする。このとき、移動局位置抽出部１０６によって抽出される特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせは、図中Ａ１とＢ１、Ａ２とＢ２あるいはＡ３とＢ３など、その間隔がＬ１２である組み合わせが無数に抽出される。そして、このようにして抽出された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせのそれぞれについて、その特定移動局１０Ａの位置に対応する存在確率ｆａと第２の移動局１０Ｂの位置に対応する存在確率ｆｂとが算出され、算出されたｆａとｆｂとが乗ぜられて、前記組み合わせの確率評価値ｆａｂがそれぞれ算出される。
【００７３】
このようにして算出された各組み合わせに対応する確率評価値ｆａｂが比較され、これらのうち最も高い値となるｆａｂ＿ｍａｘとなる組み合わせ（ｘａ＿ｍａｘ，ｘｂ＿ｍａｘ）が選択される。例えば、図１０において、特定移動局１０ＡがＡ５、第２の移動局１０ＢがＢ５であるときに組み合わせの確率評価値ｆａｂが最大となる場合には、特定移動局１０ＡがＡ５と第２の移動局１０ＢがＢ５とからなる組み合わせが選択される。
【００７４】
ところで、移動局選択部１０８によって算出された各組み合わせに対応する確率評価値ｆａｂを比較した際に、前記最も高い値ｆａｂ＿ｍａｘが等しい、もしくは前記最も高い値ｆａｂ＿ｍａｘを上限として予め定められた所定の範囲内に他の組み合わせに対応する確率評価値ｆａｂが複数存在する場合には、移動局選択部１０８はこれらの複数の移動局１０の組み合わせのうち、いずれの組み合わせを選択するかが問題となる。例えば、図１１に示すように、特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの距離がＬ１２’であって、移動局位置抽出部１０６によって抽出される特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせのうち、特定移動局１０ＡがＡ１０であり第２の移動局１０ＢがＢ１０である組み合わせに対応する確率評価値ｆａ１０ｂ１０と、特定移動局１０ＡがＡ１１であり第２の移動局１０ＢがＢ１１である組み合わせに対応する確率評価値ｆａ１１ｂ１１とが等しいもしくは予め定められた範囲Δｆａｂに属する、すなわち｜ｆａ１０ｂ１０−ｆａ１１ｂ１１｜＜Δｆａｂである場合である。なお、このΔｆａｂの値は、例えばシステムの測位誤差や測距誤差などを考慮して決定される。図５に戻って、移動局位置詳細選択部１０９は、かかる場合において、これらの複数の組み合わせが存在する確率がより高いと思われる、すなわち確実性のより高い組み合わせを選択する。具体的には例えば、移動局位置詳細選択部１０９は、（１）各移動局の存在確率を表す分布の標準偏差σが小さい移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する、（２）特定移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する、（３）特定移動局の位置が、特定移動局の移動履歴に基づいて推定される推定位置に近い組み合わせを選択する、などの方法により移動局の組み合わせを選択する。
【００７５】
以下、特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせのうち、特定移動局１０ＡがＡ１０、第２の移動局１０ＢがＢ１０である組み合わせと、特定移動局１０ＡがＡ１１であり第２の移動局１０ＢがＢ１１である組み合わせとのそれぞれ対応する確率評価値が等しいもしくは所定の範囲内にある場合を図１１を用いて説明する。まず、（１）移動局位置詳細選択部１０９が、各移動局の存在確率を表す分布の標準偏差σが小さい移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する場合には、移動局位置詳細選択部１０９は特定移動局１０Ａの存在確率ｆａを算出する際に算出した標準偏差σａと、特定移動局１０Ｂの存在確率ｆｂを算出する際に算出した標準偏差σｂとを比較する。そして、比較の結果より小さい標準偏差に対応する移動局を選択し、選択された移動局の存在確率がより高いほうの移動局の組み合わせを選択する。具体的には、図１１の例においては、特定移動局１０Ａの存在確率ｆａを算出する際に算出した標準偏差σａと、特定移動局１０Ｂの存在確率ｆｂを算出する際に算出した標準偏差σｂとを比較し、より小さい標準偏差σａに対応する移動局として特定移動局１０Ａを選択する。そして、前記複数の組み合わせにおける特定移動局１０Ａの位置であるＡ１０およびＡ１１の存在確率を比較し、特定移動局１０Ａの存在確率がより高いＡ１１を含む移動局の組み合わせである特定移動局１０ＡがＡ１１、第２の移動局１０ＢがＢ１１の組み合わせを選択する。
【００７６】
また、（２）移動局位置詳細選択部１０９は、特定移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する場合には、前記複数の移動局の組み合わせのうち、特定移動局の存在確率が最も高い組み合わせを選択する。具体的に図１１の例においては、移動局の組み合わせを構成する移動局１０Ａおよび１０Ｂのうち、特定移動局である１０Ａの存在確率を比較する。そして、前記複数の組み合わせにおける特定移動局１０Ａの位置であるＡ１０およびＡ１１の存在確率を比較し、特定移動局１０Ａの存在確率がより高いＡ１１を含む移動局の組み合わせである特定移動局１０ＡがＡ１１、第２の移動局１０ＢがＢ１１の組み合わせを選択する。
【００７７】
また、（３）移動局位置詳細選択部１０９は、特定移動局の位置が、特定移動局の移動履歴に基づいて推定される推定位置に近い組み合わせを選択する場合には、特定移動局の移動履歴に基づいて現在の特定移動局の位置を推定し、前記複数の移動局の組み合わせのうち、特定移動局の位置が前記推定された位置と近い組み合わせを選択する。具体的には例えば、本発明の移動局測位システムによる移動局の測位がくり返し行なわれる場合において、前記複数の移動局の組み合わせにおける特定移動局の位置が、一回前に行なわれた測位の際の特定移動局の位置に近い特定移動局を含む移動局の組み合わせを選択する。あるいは、例えば、過去に行なわれた複数の測位の際の特定移動局の位置から現在の特定移動局の位置を推定し、前記複数の移動局の組み合わせにおける特定移動局の位置が、前記推定された特定移動局の位置に近い特定移動局を含む移動局の組み合わせを選択する。図１１の例においては、例えば、一回前に行なわれた測位の際の特定移動局１０Ａの位置がＡ０である場合において、Ａ１０とＡ１１のうち、よりＡ０に近い特定移動局１０Ａの位置であるＡ１０を含む組み合わせである、特定移動局１０ＡがＡ１０、第２の移動局１０ＢがＢ１０の組み合わせを選択する。また、過去二回行なわれた測位の際の特定移動局１０Ａの位置がそれぞれＡ０およびＡ００である場合において、測位の実行間隔に基づいて特定移動局１０Ａの移動速度を算出し、算出された移動速度に基づいて現在の特定移動局１０Ａの位置をＡｐと予想する。そして、この予想された特定移動局１０Ａの現在の位置Ａｐにより近い特定移動局１０Ａの位置であるＡ１０を含む組み合わせである、特定移動局１０ＡがＡ１０、第２の移動局１０ＢがＢ１０の組み合わせを選択してもよい。
【００７８】
移動局位置補正部１１０は、測位部５６によって測位された各移動局１０の位置を、移動局位置選択部１０８もしくは移動局位置詳細選択部１０９において選択された移動局の組み合わせを構成する各移動局の位置に補正する。具体的には、図１０の例では、測位部５６によって測位された測位結果が、特定移動局１０Ａがμａ、第２の移動局が１０Ｂがμｂであり、移動局位置選択部１０８によって選択された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせがＡ５とＢ５である場合には、特定移動局１０Ａの位置はμａからＡ５に補正され、第２の移動局１０Ｂの位置はμｂからＢ５に補正される。この補正の結果が特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂのそれぞれの測位結果とされる。
【００７９】
また、測位結果出力部６０は測位結果すなわち算出された移動局１０の位置情報を例えば図示しないモニタ装置に出力したり、あるいは他のプログラムに伝達したりする。また、測位結果記憶部１１２は、前記移動局位置補正部１１０によって補正された移動局１０の測位結果を、過去所定回数分記憶し、移動局１０の移動履歴情報とする。
【００８０】
図１２は、本発明の測位システムの制御作動の概要を説明するためのフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、基地局１２から移動局１０に対し、移動局１０が有効に作動しているかや、基地局１２と移動局１０との電波の到達範囲内に移動局１０が存在しているかを確認するため移動局の応答を求めて電波の発信が行なわれる。これを受けて自身が正常に作動している移動局１０からはその旨の応答が行なわれる。
【００８１】
続くＳＡ２においては、ＳＡ１における移動局１０からの応答が、２以上の移動局からあったか否かが判断される。２以上の移動局からの応答があった場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＡ３以降が実行される。一方、１つの移動局から応答があった場合あるいはいずれの移動局からも応答がなかった場合には、本フローチャートの前提となる複数の移動局１０が存在していないとして、再度ＳＡ１が実行され、複数の移動局が有効に作動するまで一定時間待機が行なわれる。
【００８２】
測位部５６に対応するＳＡ３においては、ＳＡ１において応答した複数の移動局１０に対して位置の検出が実行される。すなわち、例えば前述の図８のタイムチャートに示したように、各移動局１０から発せられた電波の各基地局１２における受信時刻の差が測定され、この各基地局１２ごとの受信時刻の差に基づいて、各移動局１０の位置が算出される。
【００８３】
続く移動局選択部１０４に対応するＳＡ４においては、ＳＡ３において測位された複数の移動局１０のうち、操作者が正確な測位を実行したいとする１つの移動局が特定移動局１０Ａとして選択される。また、特定移動局１０Ａの第２測距部７０により測距の対象となる１つの移動局が第２の移動局１０Ｂとして選択される。この第２の移動局１０Ｂには、ＳＡ１において応答した移動局が２つであった場合には、特定移動局１０Ａ以外の移動局が自動的に決定される。また、ＳＡ１において応答した移動局が３以上であった場合には、例えば、ＳＡ３において検出された位置が特定移動局１０Ａに最も近い移動局が選択される。
【００８４】
ＳＡ５においては、ＳＡ４で特定移動局として選択された移動局１０Ａについて、ＳＡ３における測位結果に基づいてＤＯＰ値が算出されるとともに、算出されたＤＯＰ値に基づいて、移動可能領域５０の各位置に対する特定移動局１０Ａの存在確率の分布を算出する存在確率算出ルーチンが実行される。
【００８５】
図１３はこの存在確率算出ルーチンを説明するフローチャートである。ＤＯＰ値算出部１０１に対応するＳＢ１においては、ＳＡ３において測位された移動局の位置に対応するＤＯＰ値が算出される。また、存在確率算出部１０２に対応するＳＢ２においては、ＳＡ３において行なわれた移動局の測位結果と、ＳＢ１において算出されたＤＯＰ値と、予め算出された測位システムの測位誤差などに基づいて、移動可能領域５０の各位置に対する移動局の存在確率の分布が算出される。
【００８６】
図１２に戻って、同じくＤＯＰ値算出部１０１および存在確率算出部１０２に対応するＳＡ６においては、ＳＡ４で第２の移動局として選択された移動局１０Ｂについて、ＳＡ５と同様に例えば図１３に示す存在確率算出ルーチンが実行され、移動可能領域５０の各位置に対する第２の移動局１０Ｂの存在確率の分布が算出される。
【００８７】
特定移動局１０Ａの第２測距部７０に対応するＳＡ７においては、特定移動局１０Ａから第２の移動局１０Ｂまでの距離Ｌ１２が測定される。上述のように、第２の測距部７０には例えば音波センサ７２が設けられており、これを用いた測距が実行され、その測距の結果が、特定移動局１０Ａから無線通信により基地局１２に送信され、更に基地局１２とケーブル５２で接続された測位サーバに送信される。
【００８８】
ＳＡ８においては、ＳＡ３で選択された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせが算出され、これらのうち、最も適切な組み合わせが選択する移動局組み合わせ選択ルーチンが実行される。
【００８９】
図１４はこの移動局組み合わせ選択ルーチンを説明するフローチャートである。移動局位置抽出部１０６に対応するＳＣ１においては、ＳＡ４において測定された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの距離に基づいて、移動可能領域５０において想定される特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの位置の組み合わせを抽出する。
【００９０】
移動局位置選択部１０８に対応するＳＣ２においては、ＳＣ１において抽出された移動局の組み合わせのそれぞれに対し、その組み合わせにおける各移動局についてＳＡ５およびＳＡ６において算出された存在確率に基づいて、その組み合わせが存在する確率を評価する確率評価値を算出し、算出された確率評価値が最も高い組み合わせを選択する。
【００９１】
図１２に戻って、ＳＡ９においては、ＳＡ８において最も高い確率評価値と同じもしくは所定の範囲Δｆ内となった組み合わせが他にあるか否かが判断される。そして、このような組み合わせが他になかった場合には、本判断が否定され、ＳＡ１０が実行される。一方、最も高い確率評価値と同じもしくは所定の範囲Δｆ内となった組み合わせが他にある場合には、本判断が肯定されＳＡ１１が実行される。
【００９２】
ＳＡ１０においては、最も高い確率評価値と同じもしくは所定の範囲Δｆとなった組み合わせが他になく、ＳＡ８において選択された組み合わせがそのまま選択される。
【００９３】
移動局位置詳細選択部１０９に対応するＳＡ１１においては、最も高い確率評価値と同じもしくは所定の範囲Δｆａｂ内にある複数の移動局の組み合わせのうち、いずれを移動局の組み合わせとして選択するか決定する詳細選択ルーチンが実行される。
【００９４】
図１５乃至１７はそれぞれ、この詳細選択ルーチンを説明するフローチャートであって、いずれも移動局位置詳細選択部１０９に対応するものである。まず、図１５は、各移動局の存在確率を表す分布の標準偏差σが小さい移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する場合に対応するものであって、ＳＤ１においては、移動局の組み合わせを構成する各移動局、すなわち特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂのそれぞれの標準偏差の値が算出され、比較される。ＳＤ２においては、ＳＡ８において複数選択された組み合わせにおいて、ＳＤ１において行なわれた比較の結果、より小さい標準偏差を有する移動局の存在確率が比較され、最も高い存在確率を有する移動局位置を含む組み合わせが選択される。
【００９５】
図１６は、特定移動局の存在確率が高い組み合わせを選択する場合に対応するものであって、ＳＥ１においては、ＳＡ８において複数選択された組み合わせのそれぞれについて、ＳＡ３において選択された特定移動局１０Ａの存在確率が比較される。そして、ＳＥ２においては、ＳＥ１における比較の結果、特定移動局１０Ａの存在確率が最も高い位置を含む組み合わせが選択される。
【００９６】
図１７は、特定移動局の位置が、特定移動局の移動履歴に基づいて推定される推定位置に近い組み合わせを選択する場合に対応するものであって、ＳＦ１においては、特定移動局の移動履歴に基づいて特定移動局の推定位置が推定される。この推定位置としては具体的には例えば図１２のフローチャートがくり返し実行される場合には、前回の実行時の特定移動局の位置とされたり、あるいは、過去２回以上の実行時の特定移動局の位置から特定移動局の移動速度や移動加速度を算出し、これらに基づいて推定される現在の特定移動局の位置とされる。そして、ＳＦ２においては、ＳＦ１において推定された特定移動局の推定位置と最も近い位置にある特定移動局の位置を含む組み合わせが選択される。
【００９７】
図１２に戻って、移動局位置補正部１１０、測位結果出力部６０、測位結果記憶部１１２などに対応するＳＡ１２においては、ＳＡ１０もしくは１１において測位された各移動局の位置が、ＳＡ１０もしくは１１において選択された移動局の組み合わせにおけるそれぞれの移動局の位置となるように補正され、各移動局の位置とされる。また、必要に応じて補正後の各移動局の位置がディスプレイ装置などに出力されたり、あるいは記憶装置に記憶される。
【００９８】
なお、前述の実施例においては、移動局位置詳細選択部１０９（ＳＡ９乃至ＳＡ１１）がない場合であっても一定の効果を生ずるものである。
【００９９】
前述の実施例によれば、前記測位部５６により、前記第１の測距部４２によって測定された前記複数の移動局１０と前記複数の基地局１２とのそれぞれの距離に関連する距離関連値である、移動局１０が発信する電波が各基地局に受信される受信時刻に基づいて、前記複数の移動局１０の位置が算出され、前記存在確率算出部１０２により、前記測位部５６による測位結果に基づいて算出された前記移動局１０の位置と、該移動局１０の位置に対応して前記測位部５６による移動局１０の位置の算出における精度の劣化を表す値であるＤＯＰ値と、前記移動局測位システム８における測位誤差とに基づいて算出された標準偏差σを用いて、前記移動可能領域５０における前記移動局１０の位置に対する存在確率分布ｆが前記複数の移動局１０のそれぞれに対し算出され、前記第１の測距部４２よりも高い測距精度を有する第２の測距部７０により、前記複数の移動局１０間の距離Ｌが測定され、前記移動局位置抽出部１０６により、前記第２の測距部７０により測定される前記複数の移動局１０間の距離Ｌに基づいて前記複数の移動局１０の前記移動可能領域５０内における位置の組み合わせが抽出され、前記移動局位置選択部１０８により、前記存在確率算出部１０２において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部１０６により抽出された前記複数の移動局１０の位置の組み合わせに対応する確率評価値が算出されるとともに、最も確率評価値が高い前記複数の移動局１０の位置の組み合わせが選択され、前記移動局位置補正部１１０により、前記測位部５６による測位結果である前記複数の移動局１０の位置が、前記移動局位置選択部１０８によって選択された移動局１０の位置の組み合わせとなるように補正されるので、前記移動局１０のそれぞれについて算出される移動局１０の位置に対する存在確率分布は、該移動局１０の位置に対応して前記測位部５６による移動局１０の位置の算出における精度の劣化を表す値であるＤＯＰ値と、前記移動局測位システム８における測位誤差とに基づくものとなり、ひいては、前記移動局位置抽出部１０６により抽出された前記複数の移動局１０の位置の組み合わせに対応する確率評価値も前記ＤＯＰ値を考慮したものとなる。すなわち、測位部５６によって移動局１０の位置が算出された際の精度を考慮して、移動局１０の位置の補正を行なうことができ、正確な移動局の位置の算出が可能となる。
【０１００】
また、前述の実施例によれば、前記移動局１０は、前記第２の測距部７０を有し、前記第２の測距部７０による測距の結果は、前記発信部によって発信される電波を介して前記移動局位置抽出部１０６に伝達されるので、移動局１０間の距離は移動局１０によって測定されることができる。
【０１０１】
また、前述の実施例によれば、前記測位サーバ１４は、前記存在確率算出部１０２、前記移動局位置抽出部１０６、移動局位置選択部１０８及び前記移動局位置補正部１１０とを有するので、移動局１０の位置の算出およびその補正に関する演算処理を測位サーバ１４において集約することができる。
【０１０２】
また、前述の実施例によれば、前記第２の測距部７０は、音波、赤外線、受信した電波の電界強度のうち少なくとも１つを用いて測距を行なうので、移動局１０間の距離を精度よく測定することができる。
【０１０３】
また、前述の実施例によれば、前記第２の測距部７０は、前記複数の移動局１０のうち、位置の補正を実行させるための１の移動局１０である特定移動局１０Ａと、前記特定移動局１０Ａ以外の１の移動局である第２の移動局１０Ｂとの距離を測距するので、前記特定移動局１０Ａと前記第２の移動局１０Ｂとの距離が精度よく測定される。
【０１０４】
また、前述の実施例によれば、前記移動局位置選択部１０８は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記移動局１０の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率のより高い前記移動局１０の位置の組み合わせを選択する移動局位置詳細選択部１０９を有するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率のより高い移動局１０の位置の組み合わせが選択される。
【０１０５】
また、前述の実施例によれば、前記存在確率算出部１０２は、前記測位部５６により算出された移動局１０の位置を中心値とし、また、前記ＤＯＰ値と前記測位誤差とを乗算することにより得られる値を標準偏差σとする正規分布により移動局１０の位置に対する存在確率分布を算出し、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局１０の位置の組み合わせが存在する場合には、前記存在確率算出部１０２によって算出された存在確率分布における標準偏差の最も高い移動局の位置を含む前記移動局１０の位置の組み合わせを選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局１０の位置の組み合わせが複数存在する場合において、存在確率分布に基づいて移動局１０の位置の組み合わせが選択される。
【０１０６】
また、前述の実施例によれば、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局１０の位置の組み合わせが存在する場合には、該移動局位置選択部１０８の実行前までにおける前記移動局１０の移動履歴に基づいて、前記移動局１０の位置の組み合わせを選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局１０の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局１０の移動履歴に基づいて移動局１０の位置の組み合わせが選択される。
【０１０７】
また、前述の実施例によれば、前記移動局１０の移動履歴は、前記移動局位置選択部１０８の実行前における前記移動局１０の位置に関する情報であるので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局１０の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局の過去の存在位置に基づいて移動局１０の位置の組み合わせが選択される。
【０１０８】
また、前述の実施例によれば、前記移動局１０の移動履歴は、前記移動局位置選択部１０８の実行前までにおける前記移動局１０の移動に関する情報であるので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局１０の位置の組み合わせが複数存在する場合において、移動局１０の移動に関する情報に基づいて移動局１０の位置の組み合わせが選択される。
【０１０９】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【０１１０】
図１８は、本発明の別の実施例における別の方法による移動局の位置の組み合わせの選択を説明するための図であって、図１０に対応する図である。前述の実施例１においては、説明の簡単のため移動可能領域５０を直線であると仮定したが、２次元平面もしくは３次元空間として設定された移動可能領域５０を移動局１０が移動する場合には、移動局の位置の組み合わせの選択はより複雑なものとなる。すなわち、図１８は移動可能領域５０が平面で設けられる場合において、この移動可能領域５０を上方からみた図である。このとき、先の実施例１において図１０のように表された各移動局１０の存在確率は、確率の等しい点を連ねると、測位部５６によって移動局の位置とされた点μａおよびμｂを中心として等高線状に重なった円のように分布する。また、図１０においては曲線の凸形状の鋭さとして現れていた標準偏差σは、本図１８においては、等高線状に表される存在確率の線の間隔となって現れる。すなわち、標準偏差σが小さいほど存在確率を表す円の間隔が狭くなっている。
【０１１１】
上述のように、各移動局１０の存在確率が同心円状に分布する場合には、測位部５６によって特定移動局１０Ａの位置がμａ、第２の移動局１０Ｂの位置がμｂと測位される一方、第２測位部７０によって特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの距離がＬ１２であると測定された場合に、前記移動局位置抽出部１０６により抽出された特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせのうち、前記移動局位置選択部１０８によってその確率評価値ｆａｂが最も高いとされる組み合わせが選択されると、図１８のＡ１とＢ１との組み合わせとＡ２とＢ２との組み合わせのように、測位部５６によって特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの位置として測位された位置であるμａおよびμｂ（すなわち、複数の同心円状に表された特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの存在確率の分布のそれぞれの中心点）を通過する直線に対して対称の位置に１対存在する。このように、移動可能領域５０が２次元平面や３次元空間で定義される場合には、前記確率評価値が同一となる移動局の位置の組み合わせが複数存在することが考えられる。
【０１１２】
そこで本実施例においては、移動局測位システム８は、前記移動局位置選択部１０８が前記最も高い確率評価値を有する移動局の位置の組み合わせを選択した際に、その最も高い確率評価値と等しい、あるいは最も高いものと所定の範囲内の値である他の組み合わせが存在する場合には、前述の実施例１の作動に代えて、次の作動を行なうことにより前記移動局１０の位置の組み合わせの選択を行なう。
【０１１３】
すなわち、まず、移動局選択部１０４は、前記測位部５６によって行なわれた測位結果に基づいて３つ以上の移動局１０が存在するかを判断し、３つ以上の移動局１０が存在する場合には、前記特定移動局１０Ａとの組み合わせを選択するのに適した第３の移動局を、前記複数の移動局１０のうち前記特定移動局とされた移動局１０Ａおよび前記第２の移動局とされた移動局１０Ｂ以外の移動局から選択する。ここで、前記特定移動局１０Ａとの組み合わせを選択するのに適した第３の移動局としては、具体的には例えば、前記第２の移動局１０Ｂとは一定の間隔をおいて存在し、かつ、測位部５６によって特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの位置として測位された位置であるμａおよびμｂとを通過する直線上に存在しない移動局が選択される。これは、後述する移動局位置選択部１０８により前記特定移動局１０Ａおよび移動局選択部１０４により選択された第３の移動局の位置の組み合わせを選択し、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせが選択されることによって選択される特定移動局１０Ａの位置と、特定移動局１０Ａおよび第３の移動局の位置の組み合わせが選択されることによって選択される特定移動局１０Ａの位置とを比較するが、その際に両者が同じような位置とならないためである。例えば、図１８の例においては、測位部５６によって位置μｃに存在すると測位された移動局１０Ｃが第３の移動局として選択される。
【０１１４】
特定移動局１０Ａの第２の測距部７０は、例えば前記音波発信機及び音波センサ７２を用いて、前記特定移動局１０Ａと移動局選択部１０４によって選択された第３の移動局１０Ｃとの距離を測定する。
【０１１５】
ＤＯＰ値算出部１０１は前記移動局選択部１０４によって選択された第３の移動局１０Ｃが存在する位置μｃに対応するＤＯＰ値を前述の実施例１と同様の方法により算出する。また、存在確率算出部１０２は、前述の実施例１において特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂについて行なったのと同様にして、前述のμｃに対応するＤＯＰ値および測位システムの測位誤差などに基づいて第３の移動局１０Ｃの移動可能領域５０の各位置に対する存在確率ｆｃを算出する。図１８においては、この第３の移動局１０Ｃの位置に対する存在確率ｆｃは、前記点μｃを中心とした複数の同心円で表されており、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂと同様、円の中心に近づくほど存在確率が高いことを表している。
【０１１６】
移動局位置抽出部１０６は、第２測距部７０によって測定された特定移動局１０Ａと第３の移動局１０Ｃとの距離Ｌ１３に基づいて、移動可能領域５０内において前記特定移動局１０Ａと第３の移動局１０Ｃとが取り得る位置の組み合わせを抽出する。すなわち、前述の実施例１と同様、特定移動局１０Ａに対し、第２測距部７０を用いて第３の移動局１０Ｃとの距離を測距させることにより得られた測距データＬ１３に基づいて、移動可能領域５０内において前記特定移動局１０Ａと第３の移動局１０Ｃとが取り得る位置の組み合わせを抽出する。
【０１１７】
移動局位置選択部１０８は、前記移動局位置抽出部１０６において抽出された特定移動局１０Ａと第３の移動局１０Ｃとが取り得る位置の組み合わせに対して、測位部５６による測位の結果と、存在確率算出部１０２で算出された特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃのそれぞれの存在確率に基づいて、前記抽出された組み合わせの確率評価値をそれぞれ算出するとともに、算出された組み合わせの確率評価値のうち最も高い確率評価値に対応する組み合わせを選択する。すなわち、前述の実施例１において特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂについて行なったのと同様に、特定移動局１０Ａと第３の移動局１０Ｃとの組み合わせのそれぞれについて確率評価値ｆａｃを算出し、その中で最大の値ｆａｃ＿ｍａｘとなった確率評価値に対応する組み合わせを選択する。図１８においては、特定移動局１０Ａの位置と第３の移動局１０Ｃの位置との組み合わせとして、Ａ１’とＣ１との組み合わせが選択されている。
【０１１８】
移動局位置詳細選択部１０９は、前記移動局位置選択部１０８によって第３の移動局１０Ｃとの組み合わせが選択されることによって選択された特定移動局１０Ａの位置Ａ１’と、前記特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの組み合わせから移動局位置選択部１０８により選択された確率評価値が最も高いあるいは最も高い値と所定の範囲内にある複数の組み合わせに対応する特定移動局１０Ａの複数の位置Ａ１およびＡ２とを比較し、前記Ａ１’との距離が最も短いＡ１を含む組み合わせであるＡ１とＢ１との組み合わせを、前記特定移動局１０Ａと第２移動局１０Ｂとの組み合わせであると選択する。
【０１１９】
なお、移動局位置詳細選択部１０９は、前述のように、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択された特定移動局１０Ａの位置Ａ１’を考慮して、前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された特定移動局１０Ａの位置Ａ１を選択した。このとき、前記特定移動局１０Ａの位置Ａ１’と位置Ａ１とが一致している場合には、移動局位置詳細選択部１０９は位置Ａ１を特定移動局１０Ａの位置であるとする。一方、前記特定移動局１０Ａの位置Ａ１’と位置Ａ１とが一致しない場合も考えられる。この場合、移動局位置詳細選択部１０９は、（１）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１を移動局の位置とする、（２）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’との位置の平均をとり、その位置の平均を移動局の位置とする、（３）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’とのうち、特定移動局１０Ａの組み合わせの相手である前記第２移動局１０Ｂおよび前記第３移動局１０Ｃについて前記存在確率算出部１０２において存在確率分布を算出する際に算出した標準偏差σがより小さい移動局との組み合わせによって選択された特定移動局の位置を特定移動局１０Ａの位置とする、のいずれかを実行する。このうち、特に（２）あるいは（３）が実行される場合には、前記特定移動局１０Ａとそれぞれ異なる移動局である第２の移動局１０Ｂおよび第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによる移動局の組み合わせの選択結果を用いて特定移動局１０Ａの位置が補正されるので、特定移動局１０Ａの位置がより正確に検出される。
【０１２０】
なお、移動局位置選択部１０８によって算出された前記特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの各組み合わせに対応する確率評価値ｆａｃを比較した際に、前記最も高い値ｆａｃ＿ｍａｘが等しい、もしくは前記最も高い値ｆａｃ＿ｍａｘを上限として予め定められた所定の範囲内に他の組み合わせに対応する確率評価値ｆａｃが複数存在する場合には、移動局位置選択部１０８はこれらの複数の前記特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの組み合わせを複数選択する。そして、移動局位置詳細選択部１０９は、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの組み合わせが複数選択されることによって選択された複数の特定移動局１０Ａの位置Ａのそれぞれと、特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの組み合わせが複数選択されることによって選択された複数の特定移動局１０Ａの位置Ａ’のそれぞれとの間の距離をそれぞれ算出し、その距離が最も短くなる場合の特定移動局１０Ａの位置ＡおよびＡ’を特定し、前述と同様の方法により特定移動局１０Ａの位置を決定することができる。
【０１２１】
図１９はこの時の様子を具体的に説明するための一例を表したものである。すなわち図１９においては、移動局位置選択部１０８によって、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせのうち、その確率評価値が最も高い組み合わせとしてＡ１およびＢ１の組み合わせとＡ２およびＢ２の組み合わせとの両方が選択されている一方、特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃとの位置の組み合わせのうち、その確率評価値が最も高い組み合わせとしてＡ１’およびＣ１の組み合わせとＡ’２およびＣ２の組み合わせとの両方が選択されている。
【０１２２】
このとき、移動局位置詳細選択部１０９は、特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの組み合わせが複数選択されることによって選択された複数の特定移動局１０Ａの位置であるＡ１およびＡ２のそれぞれと、特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの組み合わせが複数選択されることによって選択された複数の特定移動局１０Ａの位置であるＡ１’およびＡ’２のそれぞれとの間の距離をそれぞれ算出し、その距離が最も短くなる場合の特定移動局１０Ａの位置をＡ１およびＡ１’であると特定する。そして、前述と同様の方法に、Ａ１およびＡ１’が一致する場合には、特定移動局１０Ａの位置をＡ１と決定し、また、位置Ａ１’と位置Ａ１とが一致しない場合には、（１）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１を移動局の位置とする、（２）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’との位置の平均をとり、その位置の平均を移動局の位置とする、（３）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’とのうち、特定移動局１０Ａの組み合わせの相手である前記第２移動局１０Ｂおよび前記第３移動局１０Ｃについて前記存在確率算出部１０２において存在確率分布を算出する際に算出した標準偏差σがより小さい移動局との組み合わせによって選択された特定移動局の位置を特定移動局１０Ａの位置とする、のいずれかにより特定移動局１０Ａの位置を決定する。
【０１２３】
図２０は、本発明の移動局測位システムの本実施例における制御作動の概要を説明するフローチャートである。本フローチャートは、前述の実施例１を説明する図１２のフローチャートのステップＳＡ１１において実行される詳細選択ルーチンであって、実施例１の図１５乃至図１７に代えて実行されるものである。
【０１２４】
ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＧ１においては、ＳＡ１において基地局が発信したことに対応してＳＡ２において３以上の移動局が応答をしたか否かが判断される。そして、３以上の移動局が応答していた場合には、本ステップの判断が肯定され、本実施例２に対応するＳＧ２乃至ＳＧ６が実行される。一方、所定回数の基地局から移動局への発信および一定時間の待機後、２以下の移動局しか応答していなかった場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＧ７が実行される。ＳＧ７においては、本実施例２の方法は実行することができないため、実施例１の方法、たとえば図１５乃至図１７のフローチャートに対応する方法などにより移動局の組み合わせの選択が行なわれる。
【０１２５】
移動局選択部１０４に対応するＳＧ２においては、ＳＡ２で反応があった３以上の移動局のうち、前記特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂ以外の移動局から第３の移動局１０Ｃが選択される。前述のように、このとき、第３の移動局としては、前記第２の移動局１０Ｂと予め定められた距離以上離れた位置にあり、かつ、前記特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとを通る直線上にない移動局が選ばれる。
【０１２６】
ＤＯＰ値算出部１０１および存在確率算出部１０２に対応するＳＧ３においては、ＳＧ２で特定移動局として選択された移動局１０Ａについて、ＳＡ５と同様に例えば図１３に示す存在確率算出ルーチンが実行され、移動可能領域５０の各位置に対する第３の移動局１０Ｃの存在確率の分布が算出される。
【０１２７】
特定移動局１０Ａの第２測距部７０に対応するＳＧ４においては、特定移動局１０Ａから第３の移動局１０Ｃまでの距離Ｌ１３が測定される。上述のように、第２の測距部７０には例えば音波センサ７２が設けられており、これを用いた測距が実行され、その測距の結果が、特定移動局１０Ａから無線通信により基地局１２に送信され、更に基地局１２とケーブル５２で接続された測位サーバに送信される。
【０１２８】
ＳＧ５においては、特定移動局１０ＡとＳＧ２で選択された第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせが算出され、これらのうち、最も適切な組み合わせを選択する。たとえば図１４に示すような移動局組み合わせ選択ルーチンが実行される。
【０１２９】
移動局位置詳細選択部１０９に対応するＳＧ６においては、ＳＡ８において複数選択された特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの組み合わせにおける特定移動局１０Ａの複数の位置Ａと、ＳＧ５において選択された特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの組み合わせにおける特定移動局１０Ａの位置Ａ’とに基づいて、特定移動局１０Ａの位置が決定される。具体的には、ＳＡ８において複数選択された特定移動局１０Ａおよび第２の移動局１０Ｂの組み合わせにおける特定移動局１０Ａの複数の位置Ａのうち、ＳＧ５において選択された特定移動局１０Ａおよび第３の移動局１０Ｃの組み合わせにおける特定移動局１０Ａの位置Ａ’との距離が最も短くなるものが選択される。また、選択された特定移動局１０Ａの位置に対して、（１）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１が移動局の位置とされる、（２）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’との位置の平均をとり、その位置の平均が移動局の位置とされる、（３）前記第２の移動局１０Ｂとの組み合わせによって選択された位置Ａ１と、前記第３の移動局１０Ｃとの組み合わせによって選択されたＡ１’とのうち、特定移動局１０Ａの組み合わせの相手である前記第２移動局１０Ｂおよび前記第３移動局１０Ｃについて前記存在確率算出部１０２において存在確率分布を算出する際に算出した標準偏差σがより小さい移動局との組み合わせによって選択された特定移動局の位置が特定移動局１０Ａの位置とされる、のいずれかが実行される。
【０１３０】
前述の実施例によれば、前記第２の測距部７０は、前記特定移動局１０Ａと、前記複数の移動局のうち前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂ以外の移動局である第３の移動局１０Ｃとの距離を測距し、前記移動局位置抽出部１０６は、前記第２の測距部７０により測定される前記特定移動局１０Ａと前記第３の移動局１０Ｃとの間の距離に基づいて前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの前記移動可能領域５０内における位置の組み合わせを抽出し、前記移動局位置選択部１０８は、前記存在確率算出部１０２において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部１０６により抽出された前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせを選択し、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局の位置１０Ｃの組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置を考慮して前記特定移動局１０Ａの位置を選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局１０Ａの位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部１０９において、前記移動局位置選択部１０８により前記特定移動局１０Ａと前記第３の移動局１０Ｃとの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置を考慮して前記特定移動局１０Ｃの位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【０１３１】
前述の実施例によれば、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局１０Ａの位置のうち、前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置のいずれかから所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局１０Ａの位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部１０９において、前記移動局位置選択部１０８により前記特定移動局１０Ａと前記第３の移動局１０Ｃとの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置を考慮して前記特定移動局１０Ａの位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【０１３２】
前述の実施例によれば、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局１０Ａの位置のうち、前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、該所定の距離内に存在する特定移動局１０Ａの位置の平均を前記特定移動局１０Ａの位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部１０９において、前記移動局位置選択部１０８により前記特定移動局１０Ａと前記第３の移動局１０Ｃとの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置を考慮して前記特定移動局１０Ａの位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【０１３３】
前述の実施例によれば、前記移動局位置詳細選択部１０９は、前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂの位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局１０Ａの位置のうち、前記特定移動局１０Ａおよび前記第３の移動局１０Ｃの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、前記第２の移動局１０Ｂおよび前記第３の移動局１０Ｃのうち、前記存在確率算出部１０２により存在確率分布を算出する際に用いた標準偏差σが小さい移動局および前記特定移動局１０Ａの組み合わせとして選択された特定移動局１０Ａの位置であって、前記所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局１０Ａの位置として選択するので、前記確率評価値が最も高い値と所定の範囲内で近似する前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、前記移動局位置詳細選択部１０９において、前記移動局位置選択部１０８により前記特定移動局１０Ａと前記第２の移動局１０Ｂとの位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局１０Ａの位置と、前記第３の移動局１０Ｃおよび前記第２の移動局１０Ｂのそれぞれの位置に対する前記標準偏差σとを考慮して前記特定移動局１０Ａの位置が選択され、より精度のよい移動局の位置の算出が行なわれる。
【０１３４】
前述の実施例によれば、前記第３の移動局１０Ｃは、前記特定移動局１０Ａおよび前記第２の移動局１０Ｂのそれぞれから所定の距離以上離れており、かつ前記特定移動局１０Ａと前記第２の移動局１０Ｂとを結ぶ直線上に存在しないものであるので、前記移動局位置詳細選択部１０９における前記特定移動局１０Ａの位置の選択が正確に行なわれるように、前記第３の移動局１０Ｃの選択が行なわれる。
【０１３５】
このように、本発明は移動可能領域５０が平面で与えられる場合であっても適用が可能であり、さらには移動可能領域５０が３次元空間で与えられる場合であっても同様に適用が可能である。
【０１３６】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１３７】
例えば、前述の実施例においては、各基地局１２の有する時計の時刻合わせは図７に示すタイムチャートに従って行なわれるとしたが、これに限られず、他の方法によってもよい。
【０１３８】
また、前述の実施例においては、第１の測距部４２は距離関連値として、移動局１０が発信した電波の受信時刻を算出したが、これに限られず、例えば電波の受信時刻から移動局１０と基地局１２のそれぞれの距離を算出してもよい。言い換えれば、第１の測距部４２によって算出された距離関連値に基づいて測位部５６は移動局の位置を測位するが、これらを一連の作業としてみた場合に、どの計算までを第１の測距部４２で行ない、残りを測位部５６が行なうかについては適宜変更することが可能である。
【０１３９】
また、前述の実施例においては、その制御作動が図１２などに示すフローチャートに従って行なわれるとされたが、これに限られない。すなわち、各ステップ間に依存関係がある場合を除き、ステップの順序を入れ替えて実行することが可能である。具体的には例えば、ＳＡ７において行なわれた特定移動局１０Ａと第２の移動局１０Ｂとの距離の測定は、ＳＡ４の後でかつ、ＳＡ８の前であればいつ行なわれてもよい。
【０１４０】
また、前述の実施例においては、移動局選択部１０４は特定移動局に最も近い位置にある移動局を第２の移動局として選択したが、これに限られない。例えば第２の測距部７０が実行され、有効な値を示す事が可能な移動局１０であればどの移動局であっても第２の移動局としてもよい。
【０１４１】
また、前述の実施例においては、移動可能領域５０は直線あるいは正方形状の平面として例示されたが、その形状は限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明が適用される測位システムの一例の概要を表した図である。
【図２】移動可能領域に定義される座標の一例を説明する図である。
【図３】移動局の機能の概要を表した機能ブロック線図である。
【図４】基地局の機能の概要を表した機能ブロック線図である。
【図５】測位サーバの機能の概要を表した機能ブロック線図である。
【図６】測位サーバによる測位の原理を説明するための図である。
【図７】基地局の有する時計の同期を行なう手順の一例を説明するタイムチャートである。
【図８】各基地局と移動局との距離を測定する手順の一例を説明するタイムチャートである。
【図９】標準偏差の値と存在確率分布の変化の様子を示した図である。
【図１０】移動局位置抽出部による移動局の位置の組み合わせの抽出の様子を説明する図である。
【図１１】移動局位置選択部による移動局の位置の組み合わせの選択の様子を説明する図である。
【図１２】本発明の移動局測位システムの制御作動の概要を説明するフローチャートである。
【図１３】存在確率算出ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１４】移動局組み合わせ選択ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１５】詳細選択ルーチンの一例を説明するフローチャートである。
【図１６】詳細選択ルーチンの別の例を説明するフローチャートである。
【図１７】詳細選択ルーチンの別の例を説明するフローチャートである。
【図１８】本発明の移動局測位システムの別の実施例における、移動局位置詳細選択部による移動局の位置の組み合わせの選択を説明する図である。
【図１９】移動局位置詳細選択部による移動局の位置の組み合わせの選択の別の例を説明する図であって、図１８に対応する図である。
【図２０】本発明の移動局測位システムの別の実施例における詳細選択ルーチンを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４３】
８：移動局測位システム
１０：移動局
１２：基地局
１４：測位サーバ
４２：第１の測距部
５０：移動可能領域
５６：測位部
７０：第２の測距部
１０２：存在確率算出部
１０６：移動局位置抽出部
１０８：移動局位置選択部
１１０：移動局位置補正部
１０９：移動局位置詳細選択部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を発信する発信部を有し所定の移動可能領域を移動可能な複数の移動局と、
該複数の移動局によって発信された電波を受信する受信部と、該受信部が受信した電波に基づいて前記複数の移動局との距離に関連する距離関連値をそれぞれ測定する第１の測距部とを有し、既知の位置に固定された複数の基地局と、
該第１の測距部によって測定された距離関連値に基づいて前記複数の移動局のそれぞれの位置を測位する測位部を有する測位サーバと、を有する移動局測位システムにおいて、
前記測位部による測位結果に基づいて算出された前記移動局の位置と、該移動局の位置に対応して前記測位部による移動局の位置の算出における精度の劣化を表す値である精度劣化値と、前記移動局測位システムにおける測位誤差とに基づいて、前記移動可能領域における前記移動局の位置に対する存在確率分布を前記複数の移動局のそれぞれに対し算出する存在確率算出部と、
前記第１の測距部よりも高い測距精度を有し、前記複数の移動局間の距離を測定する第２の測距部と、
前記第２の測距部により測定される前記複数の移動局間の距離に基づいて前記複数の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせを抽出する移動局位置抽出部と、
前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記複数の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記複数の移動局の位置の組み合わせを選択する移動局位置選択部と、
前記測位部による測位結果である前記複数の移動局位置を、前記移動局位置選択部によって選択された移動局の位置の組み合わせとなるように補正する移動局位置補正部とを、
有することを特徴とする移動局測位システム。
【請求項２】
前記移動局は、前記第２の測距部を有し、
前記第２の測距部による測距の結果は、前記発信部によって発信される電波を介して前記移動局位置抽出部に伝達されること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
前記測位サーバは、
前記存在確率算出部、前記移動局位置抽出部、移動局位置選択部及び前記移動局位置補正部とを有すること
を特徴とする請求項１または２に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
前記第２の測距部は、音波、赤外線、受信した電波の電界強度のうち少なくとも１つを用いて測距を行なうこと
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記第２の測距部は、前記複数の移動局のうち、位置の補正を実行させるための１の移動局である特定移動局と、前記特定移動局以外の１の移動局である第２の移動局との距離を測距すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項６】
前記移動局位置選択部は、
前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率の高い前記移動局の位置の組み合わせを選択する移動局位置詳細選択部を有すること、
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項７】
前記存在確率算出部は、前記測位部により算出された移動局の位置を中心値とし、また、前記精度劣化値と前記測位誤差とを乗算することにより得られる値を標準偏差とする正規分布により移動局の位置に対する存在確率分布を算出し、
前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、前記存在確率算出部によって算出された存在確率分布における標準偏差の最も高い移動局の位置を含む前記移動局の位置の組み合わせを選択すること、
を特徴とする請求項６に記載の移動局測位システム。
【請求項８】
前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、該移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動履歴に基づいて、前記移動局の位置の組み合わせを選択すること、
を特徴とする請求項６に記載の移動局測位システム。
【請求項９】
前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前における前記移動局の位置に関する情報であること、
を特徴とする請求項８に記載の移動局測位システム。
【請求項１０】
前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動に関する情報であること、
を特徴とする請求項８に記載の移動局測位システム。
【請求項１１】
前記第２の測距部は、前記特定移動局と、前記複数の移動局のうち前記特定移動局および前記第２の移動局以外の移動局である第３の移動局との距離を測距し、
前記移動局位置抽出部は、前記第２の測距部により測定される前記特定移動局と前記第３の移動局との間の距離に基づいて前記特定移動局および前記第３の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせを抽出し、
前記移動局位置選択部は、前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせを選択するものであり、
前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置を選択すること、
を特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項１２】
前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかから所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択すること、
を特徴とする請求項１１に記載の移動局測位システム。
【請求項１３】
前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、該所定の距離内に存在する特定移動局の位置の平均を前記特定移動局の位置として選択すること、
を特徴とする請求項１１に記載の移動局測位システム。
【請求項１４】
前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、
前記第２の移動局および前記第３の移動局のうち、前記存在確率算出部により存在確率分布を算出する際に用いた標準偏差が小さい移動局および前記特定移動局の組み合わせとして選択された特定移動局の位置であって、前記所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択すること、
を特徴とする請求項１１に記載の移動局測位システム。
【請求項１５】
前記第３の移動局は、前記特定移動局および前記第２の移動局のそれぞれから所定の距離以上離れており、かつ前記特定移動局と前記第２の移動局とを結ぶ直線上に存在しないものであること
を特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項１】
電波を発信する発信部を有し所定の移動可能領域を移動可能な複数の移動局と、
該複数の移動局によって発信された電波を受信する受信部と、該受信部が受信した電波に基づいて前記複数の移動局との距離に関連する距離関連値をそれぞれ測定する第１の測距部とを有し、既知の位置に固定された複数の基地局と、
該第１の測距部によって測定された距離関連値に基づいて前記複数の移動局のそれぞれの位置を測位する測位部を有する測位サーバと、を有する移動局測位システムにおいて、
前記測位部による測位結果に基づいて算出された前記移動局の位置と、該移動局の位置に対応して前記測位部による移動局の位置の算出における精度の劣化を表す値である精度劣化値と、前記移動局測位システムにおける測位誤差とに基づいて、前記移動可能領域における前記移動局の位置に対する存在確率分布を前記複数の移動局のそれぞれに対し算出する存在確率算出部と、
前記第１の測距部よりも高い測距精度を有し、前記複数の移動局間の距離を測定する第２の測距部と、
前記第２の測距部により測定される前記複数の移動局間の距離に基づいて前記複数の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせを抽出する移動局位置抽出部と、
前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記複数の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記複数の移動局の位置の組み合わせを選択する移動局位置選択部と、
前記測位部による測位結果である前記複数の移動局位置を、前記移動局位置選択部によって選択された移動局の位置の組み合わせとなるように補正する移動局位置補正部とを、
有することを特徴とする移動局測位システム。
【請求項２】
前記移動局は、前記第２の測距部を有し、
前記第２の測距部による測距の結果は、前記発信部によって発信される電波を介して前記移動局位置抽出部に伝達されること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
前記測位サーバは、
前記存在確率算出部、前記移動局位置抽出部、移動局位置選択部及び前記移動局位置補正部とを有すること
を特徴とする請求項１または２に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
前記第２の測距部は、音波、赤外線、受信した電波の電界強度のうち少なくとも１つを用いて測距を行なうこと
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記第２の測距部は、前記複数の移動局のうち、位置の補正を実行させるための１の移動局である特定移動局と、前記特定移動局以外の１の移動局である第２の移動局との距離を測距すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項６】
前記移動局位置選択部は、
前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合において、相対的に存在する確率の高い前記移動局の位置の組み合わせを選択する移動局位置詳細選択部を有すること、
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項７】
前記存在確率算出部は、前記測位部により算出された移動局の位置を中心値とし、また、前記精度劣化値と前記測位誤差とを乗算することにより得られる値を標準偏差とする正規分布により移動局の位置に対する存在確率分布を算出し、
前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、前記存在確率算出部によって算出された存在確率分布における標準偏差の最も高い移動局の位置を含む前記移動局の位置の組み合わせを選択すること、
を特徴とする請求項６に記載の移動局測位システム。
【請求項８】
前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内にある複数の前記移動局の位置の組み合わせが存在する場合には、該移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動履歴に基づいて、前記移動局の位置の組み合わせを選択すること、
を特徴とする請求項６に記載の移動局測位システム。
【請求項９】
前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前における前記移動局の位置に関する情報であること、
を特徴とする請求項８に記載の移動局測位システム。
【請求項１０】
前記移動局の移動履歴は、前記移動局位置選択部実行前までにおける前記移動局の移動に関する情報であること、
を特徴とする請求項８に記載の移動局測位システム。
【請求項１１】
前記第２の測距部は、前記特定移動局と、前記複数の移動局のうち前記特定移動局および前記第２の移動局以外の移動局である第３の移動局との距離を測距し、
前記移動局位置抽出部は、前記第２の測距部により測定される前記特定移動局と前記第３の移動局との間の距離に基づいて前記特定移動局および前記第３の移動局の前記移動可能領域内における位置の組み合わせを抽出し、
前記移動局位置選択部は、前記存在確率算出部において算出された存在確率分布に基づいて、前記移動局位置抽出部により抽出された前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせに対応する確率評価値を算出するとともに、最も確率評価値が高い前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせを選択するものであり、
前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置を考慮して前記特定移動局の位置を選択すること、
を特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項１２】
前記移動局位置詳細選択部は、前記算出した確率評価値が予め設定された所定の範囲内である前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせが複数存在する場合には、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかから所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択すること、
を特徴とする請求項１１に記載の移動局測位システム。
【請求項１３】
前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、該所定の距離内に存在する特定移動局の位置の平均を前記特定移動局の位置として選択すること、
を特徴とする請求項１１に記載の移動局測位システム。
【請求項１４】
前記移動局位置詳細選択部は、前記特定移動局および前記第２の移動局の位置の組み合わせとして選択された複数の前記特定移動局の位置のうち、前記特定移動局および前記第３の移動局の位置の組み合わせとして選択された前記特定移動局の位置のいずれかと所定の距離内に存在するものがある場合には、
前記第２の移動局および前記第３の移動局のうち、前記存在確率算出部により存在確率分布を算出する際に用いた標準偏差が小さい移動局および前記特定移動局の組み合わせとして選択された特定移動局の位置であって、前記所定の距離内に存在するものを、前記特定移動局の位置として選択すること、
を特徴とする請求項１１に記載の移動局測位システム。
【請求項１５】
前記第３の移動局は、前記特定移動局および前記第２の移動局のそれぞれから所定の距離以上離れており、かつ前記特定移動局と前記第２の移動局とを結ぶ直線上に存在しないものであること
を特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−６９０２６（Ｐ２００９−６９０２６Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３８５２２（Ｐ２００７−２３８５２２）
【出願日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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