移動端末の位置情報判別方法および装置
【課題】移動端末の位置情報を実際の環境に即して精度よく判別することができる位置情報判別方法および装置を提供する。
【解決手段】位置情報判別装置２０は、移動端末１０が基地局から受信した無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出する判別値算出部（判別式生成部２０７，制御部２０８）と、判別値を所定値と比較することで移動端末１０の位置が建物内か建物外かを判定する判定部（制御部２０８）と、を有する。
【解決手段】位置情報判別装置２０は、移動端末１０が基地局から受信した無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出する判別値算出部（判別式生成部２０７，制御部２０８）と、判別値を所定値と比較することで移動端末１０の位置が建物内か建物外かを判定する判定部（制御部２０８）と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置情報判別システムに係り、特に移動端末の位置情報を判別する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動端末が位置する場所が屋外であるか屋内であるかを識別する方法が種々提案されている。特に、ＧＰＳ(Global Positioning System)を利用した屋内外判定方法では、ＧＰＳで識別できないエリアを屋内と判定することが多いために、ＧＰＳに加えて、移動通信システムの基地局を利用した屋内外判定方法も提案されている。
【０００３】
たとえば特許文献１に開示された屋内外判定システムでは、端末がＧＰＳおよび携帯電話基地局から位置情報をそれぞれ取得し、それらの位置情報とその取得方法（ＧＰＳ／基地局／ＧＰＳ・基地局）とから判定ルールに従って屋内外判定を行う。
【０００４】
特許文献２には、屋内に無線ＬＡＮ位置検出システムを設け、ＧＰＳ位置情報と無線ＬＡＮ位置情報とを融和させることで屋内外を問わず端末の位置解析を可能にする装置が開示されている。また、特許文献３には、基地局からの信号の電磁気特徴に基づく確率分布と、ＧＰＳに基づく確率分布とを組み合わせ、無線端末の居場所を予測する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３２５９２号公報
【特許文献２】特開２００５−３５１８２３号公報
【特許文献３】特開２００８−００５４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に開示された屋内外判別システムでは、位置情報の３通りの取得方法（すなわちＧＰＳのみ、基地局のみ、ＧＰＳと基地局の両方）にそれぞれ対応した屋内／屋外判定を行うので、判定解像度は粗いものとなり、現実問題として適切な屋内外判定を行えない場合がある。
【０００７】
また、特許文献２および３には、端末の位置検出方法が開示されているが、屋内外判定に関するものではない。たとえば、特許文献２では屋内に無線ＬＡＮ位置検出システムを設ける必要があるために、システム構成が複雑化しコストも上昇する。また、このような屋内システムが装備されていない建物内では端末の位置検出自体が実行できない。さらに、特許文献３では、電磁気信号の特徴が地形や受信器および送信器の位置などに依存して変化することを利用して端末の位置予測を行うものであり、端末の屋内外判定を行う技術ではない。
【０００８】
したがって、上記特許文献に教示された方法では、アーケードや建物内のような端末の位置する環境を常に精度よく判定することが困難である。このために、端末の位置に応じて広告情報などを提供する事業者がユーザに対して適切な情報を提供できないことがある。また、上述した特許文献によれば、判別精度が固定されており、状況に即した判別を行うことができない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、移動端末の位置情報を実際の環境に即して精度よく判別することができる位置情報判別方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による位置情報判別装置は、移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する装置であって、前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出する判別値算出手段と、前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明による位置情報判別方法は、移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する方法であって、判別値算出手段が前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出し、判定手段が前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、移動端末の位置情報を実際の環境に即して精度よく判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による位置情報判別システムを適用したネットワークシステムの概略図である。
【図２】本実施形態による位置情報判別システムにおける測定端末および位置情報判別装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態による位置情報判別方法を示すフローチャートである。
【図４】図３における判別情報決定処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．システム構成
図１に示すように、ユーザが携帯する測定端末１０は測定情報を取得する手段であり、ＧＰＳ衛星１１からのＧＰＳ信号および／または移動通信システムの基地局（ＢＳ）からの信号をそれぞれ受信する機能を有する。また、測定端末１０は、有線あるいは無線の通信ネットワーク１２を通して位置情報判別装置２０と通信を行う通信機能を有し、その他、ユーザがデータや各種設定を入力するための操作部やモニタなど（図示せず）を有するものとする。ユーザが携帯する携帯電話等の移動通信端末に測定端末１０と同じ機能を搭載することも可能である。なお、ここでは通信ネットワーク１２に移動通信システムも含まれるものとする。
【００１５】
測定端末１０はユーザが携帯して建物外（屋外）あるいは建物内（屋内）に移動可能である。後述するように、測定端末１０は、測定情報を取得すると、それが学習用か判別用かを設定して位置情報判別装置２０へ送信する。位置情報判別装置２０は、受信した測定情報が学習（トレーニング）用であれば学習用データとして蓄積し、判別用であれば、それまでに蓄積された学習データを利用した判別分析により当該判別用データから建物の内か外かを判別する。
【００１６】
図２において、本実施形態による位置情報判別システムは測定端末１０および位置情報判別装置２０からなり、測定端末１０と位置情報判別装置２０とは通信ネットワーク１２により接続されている。
【００１７】
測定端末１０は、後述する情報入力や測定情報取得などの動作制御を行う制御部１０１を有する。送受信部１０２は、制御部１０１の制御に従って、測定端末１０を通信ネットワーク１２に接続し位置情報判別装置２０と通信を行う。
測定情報取得部１０３は、制御部１０１の制御に従って、ＧＰＳ衛星１１および基地局（ＢＳ）から受信する無線信号の有無を検出するとともに、ある時刻ｔでのＧＰＳ情報（測定端末１０の緯度経度情報）と、基地局ＢＳから受信する無線信号の受信電力Ｐｒと、を取得する。
【００１８】
モード設定部１０４は、測定情報を学習用として利用すべきか、あるいは判別処理を施すべきかをユーザの指定により設定する。すなわち、建物内か建物外かが分かっている状況で測定情報を取得した場合には、ユーザが当該測定情報を学習用としてモード設定する。ユーザが学習用として設定しない場合には、建物内か建物外かが未知であるから、当該測定情報は判別処理を施すべき判別用としてモード設定される。
【００１９】
位置情報判別装置２０は送受信部２０１により通信ネットワーク１２と接続して測定端末１０と通信を行うことができる。位置情報判別装置２０は、測定端末１０から受信した測定情報を制御情報に基づいて登録処理する測定情報登録部２０２と、登録処理された測定情報を格納する測定情報データベース（ＤＢ）２０３とを有する。
【００２０】
測定情報ＤＢ２０３は、後述するように、測定端末１０から受信したデータを種別あるいは判定結果に応じて学習用あるいは判別用のデータとしてそれぞれ格納する。格納されるデータ（測定情報）は、取得時刻ｔ、ＧＰＳによる緯度経度、基地局検出有無Ｆｂ、ＧＰＳ検出有無Ｆｇおよび受信電力Ｐｒの各情報を含む。
【００２１】
さらに、位置情報判別装置２０は、後述する位置判別処理を実行するための手段として、判別情報データベース（ＤＢ）２０４、判別閾値設定部２０５、判別精度算出部２０６、判別式生成部２０７、制御部２０８および測定情報編集部２０９を有する。
【００２２】
判別情報ＤＢ２０４は判別式生成と判別処理に必要な情報を格納する。具体的には、判別式生成部２０７で生成される判別式の係数情報、判別閾値設定部２０５で設定された時刻、受信電力、誤判別率の閾値情報および判別結果情報が格納される。
【００２３】
判別閾値設定部２０５は、受信電力の変化を検出するための閾値と、当該閾値を超えた受信電力の継続時間の閾値（すなわち建物内から建物外へあるいは建物外から建物内へ測定端末が移動したと判定するための継続時間）と、判別式の計算結果から建物内と建物外とを判別するための閾値と、を設定する。
【００２４】
判別精度算出部２０６は、判別情報ＤＢ２０４に格納されている係数情報を用いて生成した判別式を測定情報ＤＢ２０３に格納されている学習用データに適用することで、当該学習用データにおける判別結果から誤判別率を算出する。制御部２０８は、その誤判別率を判別情報ＤＢ２０４に格納する。
【００２５】
判別式生成部２０７は、後述するように、学習用データからたとえば線形判別分析に必要な係数を算出し、算出した係数と変数とを線形結合することで判別式を生成する。こうして算出した係数は判別情報ＤＢ２０４に格納される。
【００２６】
制御部２０８は、後述する位置情報判別処理を行うときに用いられる機能部、すなわち測定情報ＤＢ２０３、判別情報ＤＢ２０４、判別閾値設定部２０５、判別精度算出部２０６、判別式生成部２０７の各構成要素間のデータの呼び出し、書き込み、転送通知等の制御を行う。
【００２７】
さらに、測定情報編集部２０９は、測定情報登録部２０２による測定情報の登録処理において、判定用データに対して建物内外の判別結果が後から検証できた場合、当該判別用データを学習用データに変更して登録するように測定情報登録部２０２を制御する機能を有する。また、測定情報編集部２０９は、測定情報の時刻情報に想定以上の欠損が発生している場合あるいは測定端末１０からの転送時にエラーが発生し登録に不適切である場合などに当該測定情報を削除する機能も有する。
【００２８】
なお、後述するような判別閾値設定部２０５、判別精度算出部２０６、判別式生成部２０７、制御部２０８および測定情報編集部２０９と同等の機能は、図示しないメモリに格納されたプログラムを図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)等のプログラム制御プロセッサ上で実行することにより実現することもできる。
【００２９】
２．動作
上述した本実施形態によるシステムでは、測定端末１０の測定が建物の内部あるいは建物の外部で行われたことが事前に分かっている場合には、ユーザが測定端末１０を操作することで測定情報を学習用データとして指定し、位置情報判別装置２０において学習用データとして測定情報ＤＢ２０３に蓄積される。
【００３０】
測定端末１０の測定場所が建物内か建物外かを指定しなかった場合には、屋内外についての情報が不明であるから判別用データとして測定情報ＤＢ２０３に蓄積され、後述するように建物内外判別処理が行われる。この建物内外判別処理で判別された結果が後で検証できる場合には、当該判別用データは建物内外判別結果とともに学習用データとして測定情報ＤＢ２０３に蓄積される。以下、図３を用いて本実施形態による位置情報判別方法を詳細に説明する。
【００３１】
図３において、まず、測定端末１０の測定が建物の内部あるいは建物の外部で行われたことが事前に分かっている場合には、ユーザは測定端末１０のモード設定部１０４を操作することで端末モードＭを学習用（Ｍ＝１）に設定する。ユーザが設定しない場合には、たとえば制御部１０１が端末モードＭを判定用（Ｍ＝０）に設定する（ステップ３０１）。
【００３２】
端末モードが学習用（Ｍ＝１）に設定された場合には、ユーザはさらに建物内外情報Ｄｔを建物内（Ｄｔ＝１）あるいは建物外（Ｄｔ＝０）に設定する（ステップ３０２）。なお、端末モードが判定用（Ｍ＝０）に設定された場合には、建物内外情報Ｄｔには特定文字列（例えばＮ／Ａや空白文字など）が設定される。
【００３３】
続いて、測定情報取得部１０３は、ＧＰＳ情報および／または基地局情報を受信して、取得時刻ｔ、基地局ＢＳから受信する無線信号の受信電力Ｐｒ、基地局情報の有無を示すフラグＦｂ、ＧＰＳ情報の有無を示すフラグＦｇ、ＧＰＳ情報（測定端末１０の緯度経度情報）Ｌの各情報を取得する（ステップ３０３）。制御部１０１は送受信部１０２を制御して、これら取得した測定情報および設定情報を含むデータを通信ネットワーク１２を通して位置情報判別装置２０へ送信する（ステップ３０４）。この送信データには、少なくとも、上述した端末モードＭ、建物内外情報Ｄｔ、受信電力Ｐｒ、基地局情報有無フラグＦｂ、ＧＰＳ情報有無フラグＦｇおよび測定時刻情報ｔが所定のフォーマットで含まれる。
【００３４】
位置情報判別装置２０の制御部２０８は、測定端末１０からデータを受信すると（ステップ３０５）、それに含まれる端末モードＭをチェックする（ステップ３０６）。判別用であれば（ステップ３０６：Ｍ＝０）、制御部２０８の制御により測定情報登録部２０２が当該受信データを判別用データとして測定情報ＤＢ２０３に登録する（ステップ３０７）。
【００３５】
続いて、制御部２０８は、後述する判定情報決定処理（ステップ３０８）および建物内外判定処理（ステップ３０９）を実行することで、当該測定端末１０が位置する環境が屋内か屋外かを判別する。判定結果が検証可能であれば（ステップ３１０：可）、判別用データの建物内外情報Ｄｔを検証された情報（Ｄｔ＝１あるいは０）に書き換え（ステップ３１１）、当該判別用データを学習用データとして測定情報ＤＢ２０３に登録する（ステップ３１２）。検証しない場合には（ステップ３１０：否）、当該判別用データは学習用としては登録されない。
【００３６】
受信データが学習用であれば（ステップ３０６：Ｍ＝１）、制御部２０８の制御により測定情報登録部２０２が当該受信データを学習用データとしてそのまま測定情報ＤＢ２０３に登録する（ステップ３１２）。
【００３７】
こうして、測定端末１０で学習用として設定された測定情報は、位置情報判別装置２０における測定情報ＤＢ２０３の学習用データとして蓄積され、判定用として設定された測定情報であっても検証により屋内外判別可能であれば、学習用データとして蓄積される。したがって、学習用データはトレーニングモードごとに更新されるだけでなく、判別モード時にも屋内外の検証ができれば更新される。すなわち、本実施形態によれば、判別分析を用いることで判別能力を予め把握でき、判別用データを用いて推定を行った後、推定結果の検証可能なものを学習用データとしてフィードバックすることで位置情報の判別精度を高めることができる。
【００３８】
３．判別情報決定処理
３．１）判別式決定処理
次に述べるように、蓄積された学習用データが判別処理時の判別式構築に利用される。
【００３９】
図４において、制御部２０８は、まず測定情報ＤＢ２０３から学習用データを抽出し（ステップ４０１）、判別情報ＤＢ２０４から判別閾値を読み出して判別閾値設定部２０５に設定する（ステップ４０２）。判別閾値は、判別精度ＲTHと、判別式の計算結果Ｄから建物内あるいは建物外を判別するための閾値ＤTHとを含む。
【００４０】
判別閾値が設定されると、判別式生成部２０７は、制御部２０８の制御に従って、学習用データと判別閾値を用いて下記の線形判別式（１）により係数ａ１〜ａ４を決定する（ステップ４０３）。
Ｄ＝ａ１＊（ｔ−ｔ０）＋ａ２＊（Ｐｒ０−Ｐｒ）＋ａ３＊Ｆｂ＋ａ４＊Ｆｇ （１）
ここで、Ｄは建物内外判別用の計算値、ｔ、Ｐｒ、ＦｂおよびＦｇは、抽出された学習用データの情報取得時刻、受信電力、基地局情報有無フラグおよびＧＰＳ情報有無フラグをそれぞれ示す。
【００４１】
本実施形態における判別式の係数ａ１〜ａ４は一般的な線形判別分析により決定される（例えば、「ＥＳＴＲＥＬＡ」２００４年１２月（Ｎｏ．１２９）、pp.61-67（財団法人統計情報研究開発センター発行）を参照）。上記判別式（１）に示すように、ＧＰＳ情報および基地局情報に関するある検出状態条件下で受信電力のレベル差がどの程度の時間継続したかによって建物内外判別計算値Ｄを算出する。
学習用データにおいて屋外から屋内にあるいは屋内から屋外に変化した時刻ｔ０は特定できる。受信電力の閾値を超えた状態（あるいは下回った状態）が継続する時間は「ｔ−ｔ０」で表現される。上記判別式（１）において、ｔ−ｔ０は建物内から建物外へあるいは他点の屋外から建物内へ測定端末が移動したと判定するために必要な時間の意味をもつ。Ｐｒ０をｔ＝ｔ０のときの受信電力とすれば、測定端末１０が屋外から屋内に移動したことは、ｔ−ｔ０とＰｒ０−Ｐｒの変化量をそれぞれ計測して屋外／屋内の状態へ変化した後どの程度その状態が継続するかを線形結合による定式化することにより、判別考慮できる。
上記判別式（１）をあるエリアで適用する場合、建物の存在率により屋外と屋内の分布比率は必ずしも50％ずつではない。例えば都市部と郊外では異なる。そのため、ｔ、Ｐｒを変数として定式化を行うよりもｔ−ｔ０とＰｒ０-Ｐｒにより定式化を行う方が実際の適用において精緻に判別可能となる。
たとえば、係数ａ１〜ａ４をいずれも正の定数、基地局情報およびＧＰＳ情報が「有」の場合にフラグＦｂ、Ｆｇが共に“１”とすれば、測定端末１０が屋外にある場合、通常、Ｆｂ、Ｆｇは“１”、受信電力ＰｒはＰｒ０を超えており、その継続時間もｔ０を超えているので、建物内外判別計算値Ｄは大きな値を示す。これに対して、測定端末１０が屋内に移動すると、ＦｂとＦｇが共に“０”になり受信電力ＰｒがＰｒ０を下回る継続時間がｔ０を超える可能性があるので、建物内外判別計算値Ｄはより小さな値を示す。このように建物内外判別計算値Ｄは、測定端末１０が位置する環境に応じて細かく変化するので、周辺の建物の状況や建物の種類（たとえば大きなビル、木造建物、アーケードなど）をある程度判定することも可能である。
【００４２】
後述するように、このような建物内外判別計算値Ｄを閾値ＤTHと比較することにより建物内外の判別が可能となる。なお、受信電力のレベル差（Ｐｒ−Ｐｒ０）がどの程度の時間継続したか（ｔ−ｔ０）を考慮することで、屋外において短時間だけ受信状態が変化しても、それを屋内エリアに移動したとする誤判定を回避できる。このように、基地局とＧＰＳ情報の有無によるだけでなく、受信出力の時間的変化も加味して建物内外の判定を行うので、通信端末の位置情報を実際の環境に即して精度よく判別することができる。
【００４３】
上記判別式（１）が生成されると、抽出された学習用データは建物内外を示す建物内外情報Ｄｔの値が既知であるから、判別精度算出部２０６は、制御部２０８の制御により、学習用データ総数を分母にし、既知のＤｔと一致しなかった計算値Ｄを示す誤答データ数の比（誤判別率ＲＥ）を計算する（ステップ４０４）。
【００４４】
制御部２０８は、誤判別率ＲＥが所望の判別精度ＲTHより低いかどうかを判定し（ステップ４０５）、誤判別率ＲＥが判別精度ＲTHより低い場合には（ステップ４０５：ＹＥＳ）、その時の判別式（１）の係数ａ１〜ａ４および閾値情報（ｔ０、Ｐｒ０）を判別情報ＤＢ２０４に登録する（ステップ４０６）。誤判別率ＲＥが判別精度ＲTH以上である場合は（ステップ４０５：ＮＯ）、ステップ４０１へ戻り、学習用データを抽出して係数ａ１〜ａ４を変更し（ステップ４０２）、誤判別率ＲＥが判別精度ＲTHより低くなるまで上記ステップ４０１〜４０５を繰り返す。これにより所望の判別精度ＲTHの線形判別式を得ることができる。
【００４５】
制御部２０８は、上記判別情報決定処理（ステップ４０１−４０６）により判別精度を確保した係数ａ１〜ａ４および閾値情報（ｔ０、Ｐｒ０）を用いて、測定端末１０から受信した判別用データにおける建物内外判別処理ステップ３０９を実行する。
【００４６】
３．２）建物内外判別処理
続いて、制御部２０８は、まず測定情報ＤＢ２０３から測定端末１０から受信した判別用データを抽出し（ステップ５０１）、その判定用データの測定情報（ｔ、Ｐｒ、Ｆｂ、Ｆｇ）と判別情報ＤＢ２０４に登録された係数ａ１〜ａ４および閾値情報（ｔ０、Ｐｒ０）とを上記判別式（１）に代入し、建物内外判別計算値Ｄを算出する。そして、制御部２０８は、算出した建物内外判別計算値Ｄと閾値ＤTHと比較し（ステップ５０２）、ここではＤ＜ＤTHであれば（ステップ５０２：ＹＥＳ）、建物内（Ｄｔ＝１）と判別し（ステップ５０３）、ＤがＤTH以上であれば（ステップ５０２：ＮＯ）、建物外（Ｄｔ＝０）と判別する（ステップ５０４）。なお、閾値ＤTHは０．８など０．５以上の値に設定しておけばよい。
【００４７】
４．効果
上述したように、本実施形態によれば、移動端末における受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出することで実際の環境に即して精度よく位置情報の判別を行うことができる。特に、判別精度上の課題と判別精度向上方法の課題に対して、線形判別分析を適用することにより建物内外の位置情報を判別できる機能を提供し、判別分析時に誤判別率を算出することにより所望の判別性能を容易に得ることができる。
【００４８】
本実施形態によれば、携帯電話などの無線通信測定端末において取得するGPS情報、基地局情報、受信電力情報をもとに判別分析を用いて建物内外を判別する。これにより、GPS情報が取得でないエリアにおいて建物内と建物外の識別が可能となる。
なお、本実施形態は、Open Mobile Allianceで提唱されているような端末データ自動収集のシステムなどにおいて、エリア品質改善に必要な精度の高い位置情報の収集を可能にする。たとえば、位置に応じて広告宣伝情報やコンテンツ配信を行うデジタルサイネージ（電子広告）システムへの適用も可能である。
【００４９】
５．付記
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
【００５０】
（付記１）
移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する装置であって、
前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出する判別値算出手段と、
前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする位置情報判別装置。
【００５１】
（付記２）
前記判別値算出手段は、前記変化量と前記継続時間とをそれぞれ定数倍した値を加算する線形判別式を用いて前記判別値を算出することを特徴とする付記１に記載の位置情報判別装置。
【００５２】
（付記３）
前記線形判別式の前記各定数の値を学習用の変化量および継続時間からなる学習用データを用いて決定する判別式生成手段をさらに有することを特徴とする付記２に記載の位置情報判別装置。
【００５３】
（付記４）
前記学習用データにより生成された線形判別式を用いた場合の前記判定手段による判定結果と当該学習用の判定結果とから誤判定率を当該学習により生成された線形判別式の判別精度として算出する判別精度算出部をさらに有することを特徴とする付記３に記載の位置情報判別装置。
【００５４】
（付記５）
前記判別式生成手段は、判別用の変化量と継続時間からなる判別用データを用いた判定結果が検証された場合、当該判定用データとその判定結果を学習用データの１つとして使用することを特徴とする付記３または４に記載の位置情報判別装置。
【００５５】
（付記６）
移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する方法であって、
判別値算出手段が前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出し、
判定手段が前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する、
ことを特徴とする位置情報判別方法。
【００５６】
（付記７）
前記判別値算出手段が前記変化量と前記継続時間とをそれぞれ定数倍した値を加算する線形判別式を用いて前記判別値を算出することを特徴とする付記６に記載の位置情報判別方法。
【００５７】
（付記８）
判別式生成手段が前記線形判別式の前記各定数の値を学習用の変化量および継続時間からなる学習用データを用いて決定することを特徴とする付記７に記載の位置情報判別方法。
【００５８】
（付記９）
判別精度算出部が前記学習用データにより生成された線形判別式を用いた場合の前記判定手段による判定結果と当該学習用の判定結果とから誤判定率を当該学習により生成された線形判別式の判別精度として算出することを特徴とする付記８に記載の位置情報判別方法。
【００５９】
（付記１０）
前記判別式生成手段は、判別用の変化量と継続時間からなる判別用データを用いた判定結果が検証された場合、当該判定用データとその判定結果を学習用データの１つとして使用することを特徴とする付記８または９に記載の位置情報判別方法。
【００６０】
（付記１１）
移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する装置としてプログラム制御プロセッサを機能させるためのプログラムであって、
判別値算出手段が前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出し、
判定手段が前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する、
ように前記プログラム制御プロセッサを機能させることを特徴とするプログラム。
【００６１】
（付記１２）
前記判別値算出手段が前記変化量と前記継続時間とをそれぞれ定数倍した値を加算する線形判別式を用いて前記判別値を算出することを特徴とする付記１１に記載のプログラム。
【００６２】
（付記１３）
判別式生成手段が前記線形判別式の前記各定数の値を学習用の変化量および継続時間からなる学習用データを用いて決定することを特徴とする付記１２に記載のプログラム。
【００６３】
（付記１４）
判別精度算出部が前記学習用データにより生成された線形判別式を用いた場合の前記判定手段による判定結果と当該学習用の判定結果とから誤判定率を当該学習により生成された線形判別式の判別精度として算出することを特徴とする付記１３に記載のプログラム。
【００６４】
（付記１５）
前記判別式生成手段は、判別用の変化量と継続時間からなる判別用データを用いた判定結果が検証された場合、当該判定用データとその判定結果を学習用データの１つとして使用することを特徴とする付記１３または１４に記載のプログラム。
【００６５】
（付記１６）
前記移動端末はＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信手段を有し、前記線形判別式では基地局情報の有無およびＧＰＳ情報の有無をそれぞれ定数倍した値をさらに加算することを特徴とする付記１−５のいずれかに記載の位置情報判別装置。
【００６６】
（付記１７）
前記移動端末はＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信手段を有し、前記線形判別式では基地局情報の有無およびＧＰＳ情報の有無をそれぞれ定数倍した値をさらに加算することを特徴とする付記６−１０のいずれかに記載の位置情報判別方法。
【００６７】
（付記１８）
前記移動端末はＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信手段を有し、前記線形判別式では基地局情報の有無およびＧＰＳ情報の有無をそれぞれ定数倍した値をさらに加算することを特徴とする付記１１−１５のいずれかに記載のプログラム。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は移動通信端末を用いた位置情報の判別システムに適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 測定端末
１１ ＧＰＳ衛星
１２ 通信ネットワーク
２０ 位置情報判別装置
１０１ 制御部
１０２ 送受信部
１０３ 測定情報取得部
１０４ モード設定部
２０１ 送受信部
２０２ 測定情報登録部
２０３ 測定情報データベース
２０４ 判別情報データベース
２０５ 判別閾値設定部
２０６ 判別精度算出部
２０７ 判別式生成部
２０８ 制御部
２０９ 測定情報編集部
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置情報判別システムに係り、特に移動端末の位置情報を判別する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動端末が位置する場所が屋外であるか屋内であるかを識別する方法が種々提案されている。特に、ＧＰＳ(Global Positioning System)を利用した屋内外判定方法では、ＧＰＳで識別できないエリアを屋内と判定することが多いために、ＧＰＳに加えて、移動通信システムの基地局を利用した屋内外判定方法も提案されている。
【０００３】
たとえば特許文献１に開示された屋内外判定システムでは、端末がＧＰＳおよび携帯電話基地局から位置情報をそれぞれ取得し、それらの位置情報とその取得方法（ＧＰＳ／基地局／ＧＰＳ・基地局）とから判定ルールに従って屋内外判定を行う。
【０００４】
特許文献２には、屋内に無線ＬＡＮ位置検出システムを設け、ＧＰＳ位置情報と無線ＬＡＮ位置情報とを融和させることで屋内外を問わず端末の位置解析を可能にする装置が開示されている。また、特許文献３には、基地局からの信号の電磁気特徴に基づく確率分布と、ＧＰＳに基づく確率分布とを組み合わせ、無線端末の居場所を予測する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３２５９２号公報
【特許文献２】特開２００５−３５１８２３号公報
【特許文献３】特開２００８−００５４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に開示された屋内外判別システムでは、位置情報の３通りの取得方法（すなわちＧＰＳのみ、基地局のみ、ＧＰＳと基地局の両方）にそれぞれ対応した屋内／屋外判定を行うので、判定解像度は粗いものとなり、現実問題として適切な屋内外判定を行えない場合がある。
【０００７】
また、特許文献２および３には、端末の位置検出方法が開示されているが、屋内外判定に関するものではない。たとえば、特許文献２では屋内に無線ＬＡＮ位置検出システムを設ける必要があるために、システム構成が複雑化しコストも上昇する。また、このような屋内システムが装備されていない建物内では端末の位置検出自体が実行できない。さらに、特許文献３では、電磁気信号の特徴が地形や受信器および送信器の位置などに依存して変化することを利用して端末の位置予測を行うものであり、端末の屋内外判定を行う技術ではない。
【０００８】
したがって、上記特許文献に教示された方法では、アーケードや建物内のような端末の位置する環境を常に精度よく判定することが困難である。このために、端末の位置に応じて広告情報などを提供する事業者がユーザに対して適切な情報を提供できないことがある。また、上述した特許文献によれば、判別精度が固定されており、状況に即した判別を行うことができない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、移動端末の位置情報を実際の環境に即して精度よく判別することができる位置情報判別方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による位置情報判別装置は、移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する装置であって、前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出する判別値算出手段と、前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明による位置情報判別方法は、移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する方法であって、判別値算出手段が前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出し、判定手段が前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、移動端末の位置情報を実際の環境に即して精度よく判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による位置情報判別システムを適用したネットワークシステムの概略図である。
【図２】本実施形態による位置情報判別システムにおける測定端末および位置情報判別装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態による位置情報判別方法を示すフローチャートである。
【図４】図３における判別情報決定処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．システム構成
図１に示すように、ユーザが携帯する測定端末１０は測定情報を取得する手段であり、ＧＰＳ衛星１１からのＧＰＳ信号および／または移動通信システムの基地局（ＢＳ）からの信号をそれぞれ受信する機能を有する。また、測定端末１０は、有線あるいは無線の通信ネットワーク１２を通して位置情報判別装置２０と通信を行う通信機能を有し、その他、ユーザがデータや各種設定を入力するための操作部やモニタなど（図示せず）を有するものとする。ユーザが携帯する携帯電話等の移動通信端末に測定端末１０と同じ機能を搭載することも可能である。なお、ここでは通信ネットワーク１２に移動通信システムも含まれるものとする。
【００１５】
測定端末１０はユーザが携帯して建物外（屋外）あるいは建物内（屋内）に移動可能である。後述するように、測定端末１０は、測定情報を取得すると、それが学習用か判別用かを設定して位置情報判別装置２０へ送信する。位置情報判別装置２０は、受信した測定情報が学習（トレーニング）用であれば学習用データとして蓄積し、判別用であれば、それまでに蓄積された学習データを利用した判別分析により当該判別用データから建物の内か外かを判別する。
【００１６】
図２において、本実施形態による位置情報判別システムは測定端末１０および位置情報判別装置２０からなり、測定端末１０と位置情報判別装置２０とは通信ネットワーク１２により接続されている。
【００１７】
測定端末１０は、後述する情報入力や測定情報取得などの動作制御を行う制御部１０１を有する。送受信部１０２は、制御部１０１の制御に従って、測定端末１０を通信ネットワーク１２に接続し位置情報判別装置２０と通信を行う。
測定情報取得部１０３は、制御部１０１の制御に従って、ＧＰＳ衛星１１および基地局（ＢＳ）から受信する無線信号の有無を検出するとともに、ある時刻ｔでのＧＰＳ情報（測定端末１０の緯度経度情報）と、基地局ＢＳから受信する無線信号の受信電力Ｐｒと、を取得する。
【００１８】
モード設定部１０４は、測定情報を学習用として利用すべきか、あるいは判別処理を施すべきかをユーザの指定により設定する。すなわち、建物内か建物外かが分かっている状況で測定情報を取得した場合には、ユーザが当該測定情報を学習用としてモード設定する。ユーザが学習用として設定しない場合には、建物内か建物外かが未知であるから、当該測定情報は判別処理を施すべき判別用としてモード設定される。
【００１９】
位置情報判別装置２０は送受信部２０１により通信ネットワーク１２と接続して測定端末１０と通信を行うことができる。位置情報判別装置２０は、測定端末１０から受信した測定情報を制御情報に基づいて登録処理する測定情報登録部２０２と、登録処理された測定情報を格納する測定情報データベース（ＤＢ）２０３とを有する。
【００２０】
測定情報ＤＢ２０３は、後述するように、測定端末１０から受信したデータを種別あるいは判定結果に応じて学習用あるいは判別用のデータとしてそれぞれ格納する。格納されるデータ（測定情報）は、取得時刻ｔ、ＧＰＳによる緯度経度、基地局検出有無Ｆｂ、ＧＰＳ検出有無Ｆｇおよび受信電力Ｐｒの各情報を含む。
【００２１】
さらに、位置情報判別装置２０は、後述する位置判別処理を実行するための手段として、判別情報データベース（ＤＢ）２０４、判別閾値設定部２０５、判別精度算出部２０６、判別式生成部２０７、制御部２０８および測定情報編集部２０９を有する。
【００２２】
判別情報ＤＢ２０４は判別式生成と判別処理に必要な情報を格納する。具体的には、判別式生成部２０７で生成される判別式の係数情報、判別閾値設定部２０５で設定された時刻、受信電力、誤判別率の閾値情報および判別結果情報が格納される。
【００２３】
判別閾値設定部２０５は、受信電力の変化を検出するための閾値と、当該閾値を超えた受信電力の継続時間の閾値（すなわち建物内から建物外へあるいは建物外から建物内へ測定端末が移動したと判定するための継続時間）と、判別式の計算結果から建物内と建物外とを判別するための閾値と、を設定する。
【００２４】
判別精度算出部２０６は、判別情報ＤＢ２０４に格納されている係数情報を用いて生成した判別式を測定情報ＤＢ２０３に格納されている学習用データに適用することで、当該学習用データにおける判別結果から誤判別率を算出する。制御部２０８は、その誤判別率を判別情報ＤＢ２０４に格納する。
【００２５】
判別式生成部２０７は、後述するように、学習用データからたとえば線形判別分析に必要な係数を算出し、算出した係数と変数とを線形結合することで判別式を生成する。こうして算出した係数は判別情報ＤＢ２０４に格納される。
【００２６】
制御部２０８は、後述する位置情報判別処理を行うときに用いられる機能部、すなわち測定情報ＤＢ２０３、判別情報ＤＢ２０４、判別閾値設定部２０５、判別精度算出部２０６、判別式生成部２０７の各構成要素間のデータの呼び出し、書き込み、転送通知等の制御を行う。
【００２７】
さらに、測定情報編集部２０９は、測定情報登録部２０２による測定情報の登録処理において、判定用データに対して建物内外の判別結果が後から検証できた場合、当該判別用データを学習用データに変更して登録するように測定情報登録部２０２を制御する機能を有する。また、測定情報編集部２０９は、測定情報の時刻情報に想定以上の欠損が発生している場合あるいは測定端末１０からの転送時にエラーが発生し登録に不適切である場合などに当該測定情報を削除する機能も有する。
【００２８】
なお、後述するような判別閾値設定部２０５、判別精度算出部２０６、判別式生成部２０７、制御部２０８および測定情報編集部２０９と同等の機能は、図示しないメモリに格納されたプログラムを図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)等のプログラム制御プロセッサ上で実行することにより実現することもできる。
【００２９】
２．動作
上述した本実施形態によるシステムでは、測定端末１０の測定が建物の内部あるいは建物の外部で行われたことが事前に分かっている場合には、ユーザが測定端末１０を操作することで測定情報を学習用データとして指定し、位置情報判別装置２０において学習用データとして測定情報ＤＢ２０３に蓄積される。
【００３０】
測定端末１０の測定場所が建物内か建物外かを指定しなかった場合には、屋内外についての情報が不明であるから判別用データとして測定情報ＤＢ２０３に蓄積され、後述するように建物内外判別処理が行われる。この建物内外判別処理で判別された結果が後で検証できる場合には、当該判別用データは建物内外判別結果とともに学習用データとして測定情報ＤＢ２０３に蓄積される。以下、図３を用いて本実施形態による位置情報判別方法を詳細に説明する。
【００３１】
図３において、まず、測定端末１０の測定が建物の内部あるいは建物の外部で行われたことが事前に分かっている場合には、ユーザは測定端末１０のモード設定部１０４を操作することで端末モードＭを学習用（Ｍ＝１）に設定する。ユーザが設定しない場合には、たとえば制御部１０１が端末モードＭを判定用（Ｍ＝０）に設定する（ステップ３０１）。
【００３２】
端末モードが学習用（Ｍ＝１）に設定された場合には、ユーザはさらに建物内外情報Ｄｔを建物内（Ｄｔ＝１）あるいは建物外（Ｄｔ＝０）に設定する（ステップ３０２）。なお、端末モードが判定用（Ｍ＝０）に設定された場合には、建物内外情報Ｄｔには特定文字列（例えばＮ／Ａや空白文字など）が設定される。
【００３３】
続いて、測定情報取得部１０３は、ＧＰＳ情報および／または基地局情報を受信して、取得時刻ｔ、基地局ＢＳから受信する無線信号の受信電力Ｐｒ、基地局情報の有無を示すフラグＦｂ、ＧＰＳ情報の有無を示すフラグＦｇ、ＧＰＳ情報（測定端末１０の緯度経度情報）Ｌの各情報を取得する（ステップ３０３）。制御部１０１は送受信部１０２を制御して、これら取得した測定情報および設定情報を含むデータを通信ネットワーク１２を通して位置情報判別装置２０へ送信する（ステップ３０４）。この送信データには、少なくとも、上述した端末モードＭ、建物内外情報Ｄｔ、受信電力Ｐｒ、基地局情報有無フラグＦｂ、ＧＰＳ情報有無フラグＦｇおよび測定時刻情報ｔが所定のフォーマットで含まれる。
【００３４】
位置情報判別装置２０の制御部２０８は、測定端末１０からデータを受信すると（ステップ３０５）、それに含まれる端末モードＭをチェックする（ステップ３０６）。判別用であれば（ステップ３０６：Ｍ＝０）、制御部２０８の制御により測定情報登録部２０２が当該受信データを判別用データとして測定情報ＤＢ２０３に登録する（ステップ３０７）。
【００３５】
続いて、制御部２０８は、後述する判定情報決定処理（ステップ３０８）および建物内外判定処理（ステップ３０９）を実行することで、当該測定端末１０が位置する環境が屋内か屋外かを判別する。判定結果が検証可能であれば（ステップ３１０：可）、判別用データの建物内外情報Ｄｔを検証された情報（Ｄｔ＝１あるいは０）に書き換え（ステップ３１１）、当該判別用データを学習用データとして測定情報ＤＢ２０３に登録する（ステップ３１２）。検証しない場合には（ステップ３１０：否）、当該判別用データは学習用としては登録されない。
【００３６】
受信データが学習用であれば（ステップ３０６：Ｍ＝１）、制御部２０８の制御により測定情報登録部２０２が当該受信データを学習用データとしてそのまま測定情報ＤＢ２０３に登録する（ステップ３１２）。
【００３７】
こうして、測定端末１０で学習用として設定された測定情報は、位置情報判別装置２０における測定情報ＤＢ２０３の学習用データとして蓄積され、判定用として設定された測定情報であっても検証により屋内外判別可能であれば、学習用データとして蓄積される。したがって、学習用データはトレーニングモードごとに更新されるだけでなく、判別モード時にも屋内外の検証ができれば更新される。すなわち、本実施形態によれば、判別分析を用いることで判別能力を予め把握でき、判別用データを用いて推定を行った後、推定結果の検証可能なものを学習用データとしてフィードバックすることで位置情報の判別精度を高めることができる。
【００３８】
３．判別情報決定処理
３．１）判別式決定処理
次に述べるように、蓄積された学習用データが判別処理時の判別式構築に利用される。
【００３９】
図４において、制御部２０８は、まず測定情報ＤＢ２０３から学習用データを抽出し（ステップ４０１）、判別情報ＤＢ２０４から判別閾値を読み出して判別閾値設定部２０５に設定する（ステップ４０２）。判別閾値は、判別精度ＲTHと、判別式の計算結果Ｄから建物内あるいは建物外を判別するための閾値ＤTHとを含む。
【００４０】
判別閾値が設定されると、判別式生成部２０７は、制御部２０８の制御に従って、学習用データと判別閾値を用いて下記の線形判別式（１）により係数ａ１〜ａ４を決定する（ステップ４０３）。
Ｄ＝ａ１＊（ｔ−ｔ０）＋ａ２＊（Ｐｒ０−Ｐｒ）＋ａ３＊Ｆｂ＋ａ４＊Ｆｇ （１）
ここで、Ｄは建物内外判別用の計算値、ｔ、Ｐｒ、ＦｂおよびＦｇは、抽出された学習用データの情報取得時刻、受信電力、基地局情報有無フラグおよびＧＰＳ情報有無フラグをそれぞれ示す。
【００４１】
本実施形態における判別式の係数ａ１〜ａ４は一般的な線形判別分析により決定される（例えば、「ＥＳＴＲＥＬＡ」２００４年１２月（Ｎｏ．１２９）、pp.61-67（財団法人統計情報研究開発センター発行）を参照）。上記判別式（１）に示すように、ＧＰＳ情報および基地局情報に関するある検出状態条件下で受信電力のレベル差がどの程度の時間継続したかによって建物内外判別計算値Ｄを算出する。
学習用データにおいて屋外から屋内にあるいは屋内から屋外に変化した時刻ｔ０は特定できる。受信電力の閾値を超えた状態（あるいは下回った状態）が継続する時間は「ｔ−ｔ０」で表現される。上記判別式（１）において、ｔ−ｔ０は建物内から建物外へあるいは他点の屋外から建物内へ測定端末が移動したと判定するために必要な時間の意味をもつ。Ｐｒ０をｔ＝ｔ０のときの受信電力とすれば、測定端末１０が屋外から屋内に移動したことは、ｔ−ｔ０とＰｒ０−Ｐｒの変化量をそれぞれ計測して屋外／屋内の状態へ変化した後どの程度その状態が継続するかを線形結合による定式化することにより、判別考慮できる。
上記判別式（１）をあるエリアで適用する場合、建物の存在率により屋外と屋内の分布比率は必ずしも50％ずつではない。例えば都市部と郊外では異なる。そのため、ｔ、Ｐｒを変数として定式化を行うよりもｔ−ｔ０とＰｒ０-Ｐｒにより定式化を行う方が実際の適用において精緻に判別可能となる。
たとえば、係数ａ１〜ａ４をいずれも正の定数、基地局情報およびＧＰＳ情報が「有」の場合にフラグＦｂ、Ｆｇが共に“１”とすれば、測定端末１０が屋外にある場合、通常、Ｆｂ、Ｆｇは“１”、受信電力ＰｒはＰｒ０を超えており、その継続時間もｔ０を超えているので、建物内外判別計算値Ｄは大きな値を示す。これに対して、測定端末１０が屋内に移動すると、ＦｂとＦｇが共に“０”になり受信電力ＰｒがＰｒ０を下回る継続時間がｔ０を超える可能性があるので、建物内外判別計算値Ｄはより小さな値を示す。このように建物内外判別計算値Ｄは、測定端末１０が位置する環境に応じて細かく変化するので、周辺の建物の状況や建物の種類（たとえば大きなビル、木造建物、アーケードなど）をある程度判定することも可能である。
【００４２】
後述するように、このような建物内外判別計算値Ｄを閾値ＤTHと比較することにより建物内外の判別が可能となる。なお、受信電力のレベル差（Ｐｒ−Ｐｒ０）がどの程度の時間継続したか（ｔ−ｔ０）を考慮することで、屋外において短時間だけ受信状態が変化しても、それを屋内エリアに移動したとする誤判定を回避できる。このように、基地局とＧＰＳ情報の有無によるだけでなく、受信出力の時間的変化も加味して建物内外の判定を行うので、通信端末の位置情報を実際の環境に即して精度よく判別することができる。
【００４３】
上記判別式（１）が生成されると、抽出された学習用データは建物内外を示す建物内外情報Ｄｔの値が既知であるから、判別精度算出部２０６は、制御部２０８の制御により、学習用データ総数を分母にし、既知のＤｔと一致しなかった計算値Ｄを示す誤答データ数の比（誤判別率ＲＥ）を計算する（ステップ４０４）。
【００４４】
制御部２０８は、誤判別率ＲＥが所望の判別精度ＲTHより低いかどうかを判定し（ステップ４０５）、誤判別率ＲＥが判別精度ＲTHより低い場合には（ステップ４０５：ＹＥＳ）、その時の判別式（１）の係数ａ１〜ａ４および閾値情報（ｔ０、Ｐｒ０）を判別情報ＤＢ２０４に登録する（ステップ４０６）。誤判別率ＲＥが判別精度ＲTH以上である場合は（ステップ４０５：ＮＯ）、ステップ４０１へ戻り、学習用データを抽出して係数ａ１〜ａ４を変更し（ステップ４０２）、誤判別率ＲＥが判別精度ＲTHより低くなるまで上記ステップ４０１〜４０５を繰り返す。これにより所望の判別精度ＲTHの線形判別式を得ることができる。
【００４５】
制御部２０８は、上記判別情報決定処理（ステップ４０１−４０６）により判別精度を確保した係数ａ１〜ａ４および閾値情報（ｔ０、Ｐｒ０）を用いて、測定端末１０から受信した判別用データにおける建物内外判別処理ステップ３０９を実行する。
【００４６】
３．２）建物内外判別処理
続いて、制御部２０８は、まず測定情報ＤＢ２０３から測定端末１０から受信した判別用データを抽出し（ステップ５０１）、その判定用データの測定情報（ｔ、Ｐｒ、Ｆｂ、Ｆｇ）と判別情報ＤＢ２０４に登録された係数ａ１〜ａ４および閾値情報（ｔ０、Ｐｒ０）とを上記判別式（１）に代入し、建物内外判別計算値Ｄを算出する。そして、制御部２０８は、算出した建物内外判別計算値Ｄと閾値ＤTHと比較し（ステップ５０２）、ここではＤ＜ＤTHであれば（ステップ５０２：ＹＥＳ）、建物内（Ｄｔ＝１）と判別し（ステップ５０３）、ＤがＤTH以上であれば（ステップ５０２：ＮＯ）、建物外（Ｄｔ＝０）と判別する（ステップ５０４）。なお、閾値ＤTHは０．８など０．５以上の値に設定しておけばよい。
【００４７】
４．効果
上述したように、本実施形態によれば、移動端末における受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出することで実際の環境に即して精度よく位置情報の判別を行うことができる。特に、判別精度上の課題と判別精度向上方法の課題に対して、線形判別分析を適用することにより建物内外の位置情報を判別できる機能を提供し、判別分析時に誤判別率を算出することにより所望の判別性能を容易に得ることができる。
【００４８】
本実施形態によれば、携帯電話などの無線通信測定端末において取得するGPS情報、基地局情報、受信電力情報をもとに判別分析を用いて建物内外を判別する。これにより、GPS情報が取得でないエリアにおいて建物内と建物外の識別が可能となる。
なお、本実施形態は、Open Mobile Allianceで提唱されているような端末データ自動収集のシステムなどにおいて、エリア品質改善に必要な精度の高い位置情報の収集を可能にする。たとえば、位置に応じて広告宣伝情報やコンテンツ配信を行うデジタルサイネージ（電子広告）システムへの適用も可能である。
【００４９】
５．付記
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
【００５０】
（付記１）
移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する装置であって、
前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出する判別値算出手段と、
前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする位置情報判別装置。
【００５１】
（付記２）
前記判別値算出手段は、前記変化量と前記継続時間とをそれぞれ定数倍した値を加算する線形判別式を用いて前記判別値を算出することを特徴とする付記１に記載の位置情報判別装置。
【００５２】
（付記３）
前記線形判別式の前記各定数の値を学習用の変化量および継続時間からなる学習用データを用いて決定する判別式生成手段をさらに有することを特徴とする付記２に記載の位置情報判別装置。
【００５３】
（付記４）
前記学習用データにより生成された線形判別式を用いた場合の前記判定手段による判定結果と当該学習用の判定結果とから誤判定率を当該学習により生成された線形判別式の判別精度として算出する判別精度算出部をさらに有することを特徴とする付記３に記載の位置情報判別装置。
【００５４】
（付記５）
前記判別式生成手段は、判別用の変化量と継続時間からなる判別用データを用いた判定結果が検証された場合、当該判定用データとその判定結果を学習用データの１つとして使用することを特徴とする付記３または４に記載の位置情報判別装置。
【００５５】
（付記６）
移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する方法であって、
判別値算出手段が前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出し、
判定手段が前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する、
ことを特徴とする位置情報判別方法。
【００５６】
（付記７）
前記判別値算出手段が前記変化量と前記継続時間とをそれぞれ定数倍した値を加算する線形判別式を用いて前記判別値を算出することを特徴とする付記６に記載の位置情報判別方法。
【００５７】
（付記８）
判別式生成手段が前記線形判別式の前記各定数の値を学習用の変化量および継続時間からなる学習用データを用いて決定することを特徴とする付記７に記載の位置情報判別方法。
【００５８】
（付記９）
判別精度算出部が前記学習用データにより生成された線形判別式を用いた場合の前記判定手段による判定結果と当該学習用の判定結果とから誤判定率を当該学習により生成された線形判別式の判別精度として算出することを特徴とする付記８に記載の位置情報判別方法。
【００５９】
（付記１０）
前記判別式生成手段は、判別用の変化量と継続時間からなる判別用データを用いた判定結果が検証された場合、当該判定用データとその判定結果を学習用データの１つとして使用することを特徴とする付記８または９に記載の位置情報判別方法。
【００６０】
（付記１１）
移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する装置としてプログラム制御プロセッサを機能させるためのプログラムであって、
判別値算出手段が前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出し、
判定手段が前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する、
ように前記プログラム制御プロセッサを機能させることを特徴とするプログラム。
【００６１】
（付記１２）
前記判別値算出手段が前記変化量と前記継続時間とをそれぞれ定数倍した値を加算する線形判別式を用いて前記判別値を算出することを特徴とする付記１１に記載のプログラム。
【００６２】
（付記１３）
判別式生成手段が前記線形判別式の前記各定数の値を学習用の変化量および継続時間からなる学習用データを用いて決定することを特徴とする付記１２に記載のプログラム。
【００６３】
（付記１４）
判別精度算出部が前記学習用データにより生成された線形判別式を用いた場合の前記判定手段による判定結果と当該学習用の判定結果とから誤判定率を当該学習により生成された線形判別式の判別精度として算出することを特徴とする付記１３に記載のプログラム。
【００６４】
（付記１５）
前記判別式生成手段は、判別用の変化量と継続時間からなる判別用データを用いた判定結果が検証された場合、当該判定用データとその判定結果を学習用データの１つとして使用することを特徴とする付記１３または１４に記載のプログラム。
【００６５】
（付記１６）
前記移動端末はＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信手段を有し、前記線形判別式では基地局情報の有無およびＧＰＳ情報の有無をそれぞれ定数倍した値をさらに加算することを特徴とする付記１−５のいずれかに記載の位置情報判別装置。
【００６６】
（付記１７）
前記移動端末はＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信手段を有し、前記線形判別式では基地局情報の有無およびＧＰＳ情報の有無をそれぞれ定数倍した値をさらに加算することを特徴とする付記６−１０のいずれかに記載の位置情報判別方法。
【００６７】
（付記１８）
前記移動端末はＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信手段を有し、前記線形判別式では基地局情報の有無およびＧＰＳ情報の有無をそれぞれ定数倍した値をさらに加算することを特徴とする付記１１−１５のいずれかに記載のプログラム。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は移動通信端末を用いた位置情報の判別システムに適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 測定端末
１１ ＧＰＳ衛星
１２ 通信ネットワーク
２０ 位置情報判別装置
１０１ 制御部
１０２ 送受信部
１０３ 測定情報取得部
１０４ モード設定部
２０１ 送受信部
２０２ 測定情報登録部
２０３ 測定情報データベース
２０４ 判別情報データベース
２０５ 判別閾値設定部
２０６ 判別精度算出部
２０７ 判別式生成部
２０８ 制御部
２０９ 測定情報編集部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する装置であって、
前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出する判別値算出手段と、
前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする位置情報判別装置。
【請求項２】
前記判別値算出手段は、前記変化量と前記継続時間とをそれぞれ定数倍した値を加算する線形判別式を用いて前記判別値を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置情報判別装置。
【請求項３】
前記線形判別式の前記各定数の値を学習用の変化量および継続時間からなる学習用データを用いて決定する判別式生成手段をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の位置情報判別装置。
【請求項４】
前記学習用データにより生成された線形判別式を用いた場合の前記判定手段による判定結果と当該学習用の判定結果とから誤判定率を当該学習により生成された線形判別式の判別精度として算出する判別精度算出部をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の位置情報判別装置。
【請求項５】
前記判別式生成手段は、判別用の変化量と継続時間からなる判別用データを用いた判定結果が検証された場合、当該判定用データとその判定結果を学習用データの１つとして使用することを特徴とする請求項３または４に記載の位置情報判別装置。
【請求項６】
移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する方法であって、
判別値算出手段が前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出し、
判定手段が前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する、
ことを特徴とする位置情報判別方法。
【請求項７】
前記判別値算出手段が前記変化量と前記継続時間とをそれぞれ定数倍した値を加算する線形判別式を用いて前記判別値を算出することを特徴とする請求項６に記載の位置情報判別方法。
【請求項８】
判別式生成手段が前記線形判別式の前記各定数の値を学習用の変化量および継続時間からなる学習用データを用いて決定することを特徴とする請求項７に記載の位置情報判別方法。
【請求項９】
判別精度算出部が前記学習用データにより生成された線形判別式を用いた場合の前記判定手段による判定結果と当該学習用の判定結果とから誤判定率を当該学習により生成された線形判別式の判別精度として算出することを特徴とする請求項８に記載の位置情報判別方法。
【請求項１０】
前記判別式生成手段は、判別用の変化量と継続時間からなる判別用データを用いた判定結果が検証された場合、当該判定用データとその判定結果を学習用データの１つとして使用することを特徴とする請求項８または９に記載の位置情報判別方法。
【請求項１】
移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する装置であって、
前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出する判別値算出手段と、
前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする位置情報判別装置。
【請求項２】
前記判別値算出手段は、前記変化量と前記継続時間とをそれぞれ定数倍した値を加算する線形判別式を用いて前記判別値を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置情報判別装置。
【請求項３】
前記線形判別式の前記各定数の値を学習用の変化量および継続時間からなる学習用データを用いて決定する判別式生成手段をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の位置情報判別装置。
【請求項４】
前記学習用データにより生成された線形判別式を用いた場合の前記判定手段による判定結果と当該学習用の判定結果とから誤判定率を当該学習により生成された線形判別式の判別精度として算出する判別精度算出部をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の位置情報判別装置。
【請求項５】
前記判別式生成手段は、判別用の変化量と継続時間からなる判別用データを用いた判定結果が検証された場合、当該判定用データとその判定結果を学習用データの１つとして使用することを特徴とする請求項３または４に記載の位置情報判別装置。
【請求項６】
移動通信システムの基地局から無線信号を受信可能な移動端末の位置情報を判別する方法であって、
判別値算出手段が前記移動端末が受信した前記無線信号の受信電力の所定値からの変化量と当該変化量の継続時間とに依存する判別値を算出し、
判定手段が前記判別値を所定値と比較することで前記移動端末の位置が建物内か建物外かを判定する、
ことを特徴とする位置情報判別方法。
【請求項７】
前記判別値算出手段が前記変化量と前記継続時間とをそれぞれ定数倍した値を加算する線形判別式を用いて前記判別値を算出することを特徴とする請求項６に記載の位置情報判別方法。
【請求項８】
判別式生成手段が前記線形判別式の前記各定数の値を学習用の変化量および継続時間からなる学習用データを用いて決定することを特徴とする請求項７に記載の位置情報判別方法。
【請求項９】
判別精度算出部が前記学習用データにより生成された線形判別式を用いた場合の前記判定手段による判定結果と当該学習用の判定結果とから誤判定率を当該学習により生成された線形判別式の判別精度として算出することを特徴とする請求項８に記載の位置情報判別方法。
【請求項１０】
前記判別式生成手段は、判別用の変化量と継続時間からなる判別用データを用いた判定結果が検証された場合、当該判定用データとその判定結果を学習用データの１つとして使用することを特徴とする請求項８または９に記載の位置情報判別方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１０３２２３（Ｐ２０１２−１０３２２３Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４４３５（Ｐ２０１０−２５４４３５）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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