JP2005337872A - Position detection device and position detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ユーザによって携帯され、GPS受信機等の測位手段を用いて予め定める周期毎に現在位置を測位するようにした位置検出装置および位置検出システムに関し、好ましくは携帯電話網などの移動体通信網を通じて、前記測位手段での測位結果を通知するようにしたものに関する。 The present invention relates to a position detection device and a position detection system that are carried by a user and determine a current position at predetermined intervals using positioning means such as a GPS receiver, and preferably a mobile body such as a mobile phone network. The present invention relates to a device that notifies a positioning result of the positioning means through a communication network.
従来から、複数のGPS(グローバルポジショニングシステム)衛星からの信号や、複数の携帯電話基地局からの信号を受信し、三角測量などによって予め定める周期毎に現在位置を測位するようにした位置検出装置が実用化されている。そして、この位置検出装置をユーザが携帯し、得られた測位結果を前記予め定める周期毎に、携帯電話網などの移動体通信網を介して、監視センターや家族宅のパソコンなどのホスト装置へ送信し、地図画面に合成して表示することで、前記ユーザの現在位置の目処を付け、徘徊老人や子供の捜索などに役立てられる位置検出システムも実用化されている。また、前記位置検出システムにおいて、ユーザが携帯する位置検出装置に発報(発呼)用の釦を設け、犯罪に遭遇したり、気分が悪くなったりしたときなどに、釦操作などを行うことで、そのユーザ(位置通報装置)の位置情報を自動的に発報(発呼)し、前記移動体通信網を介して、近親者や病院などの予め登録されている通報先へ通報を行うことも行われている。 Conventionally, a position detection device that receives signals from a plurality of GPS (Global Positioning System) satellites and signals from a plurality of mobile phone base stations and measures the current position at predetermined intervals by triangulation or the like. Has been put to practical use. Then, the user carries this position detection device, and the obtained positioning result is sent to a host device such as a personal computer at a monitoring center or a family home via a mobile communication network such as a mobile phone network at every predetermined period. A position detection system is also put to practical use that is useful for searching for elderly people and children by providing information about the current position of the user by transmitting and synthesizing it on a map screen. Also, in the position detection system, a button for reporting (calling) is provided on a position detection device carried by the user, and a button operation is performed when a crime is encountered or when a person feels sick. Then, the location information of the user (location reporting device) is automatically issued (called) and notified to a pre-registered reporting destination such as a close relative or a hospital via the mobile communication network. Things are also done.
そのような位置検出装置および位置検出システムでは、電波状況、具体的には、前記GPS衛星の周回位置と現在位置での天空の見通しとの関係などによって、また前記携帯電話基地局から現在位置までの障害物の状況などによって、測位不能となることがある。一方、たとえばGPSによる測位では、衛星からの航法メッセージをデコードして得られる衛星軌道情報と、GPS衛星とGPS受信機との擬似距離とに基づいて現在位置の測位が行われるが、近年では、周期的加算演算信号処理を行う高感度GPS技術や、衛星軌道情報を予めデータベース化しておき、前記移動体通信網を介してGPS受信機に送信することで、比較的良好な受信条件でしかデコードできない前記衛星軌道情報を受信できなくても、測位を可能にするネットワークアシスト高感度GPS技術が実用化されている。これらの技術を用いることで、測位時間を短縮可能であり、また屋内でも、木造住宅や窓際等の弱い電波環境下でも測位が可能となっている。 In such a position detection device and position detection system, depending on the radio wave condition, specifically, the relationship between the orbital position of the GPS satellite and the sky's outlook at the current position, and from the mobile phone base station to the current position Depending on the condition of the obstacles, positioning may become impossible. On the other hand, in the positioning by GPS, for example, the current position is determined based on satellite orbit information obtained by decoding a navigation message from a satellite and the pseudo distance between the GPS satellite and the GPS receiver. High-sensitivity GPS technology that performs periodic addition operation signal processing and satellite orbit information are stored in a database in advance and transmitted to the GPS receiver via the mobile communication network so that decoding is possible only under relatively good reception conditions. Even if the satellite orbit information that cannot be received cannot be received, network-assisted high-sensitivity GPS technology that enables positioning has been put into practical use. By using these techniques, positioning time can be shortened, and positioning is possible indoors, even in weak radio wave environments such as wooden houses and windows.
しかしながら、そのような高感度化の技術を用いても、コンクリートの建物の内部や地下などでは、測位できないという問題がある。そこで、前記GPSなどによる測位が不能になると、現在位置を予測する技術が、種々提案されている。たとえば、特許文献1では、過去の測位結果の誤差、速度、進行方向に基づいて、現在位置を予測している。
However, there is a problem that even if such high-sensitivity technology is used, positioning cannot be performed inside a concrete building or underground. Therefore, various techniques for predicting the current position when positioning by the GPS or the like becomes impossible have been proposed. For example, in
また、特許文献2では、ユーザ側の前記位置検出装置を、GPS位置通知端末と携帯通知端末とに分離し、GPS位置通知端末をGPS受信が可能な位置へ残しておき、緊急通報などを行うために、ユーザは携帯通知端末の方を保持し、微弱無線にて携帯通知端末からの通報を受けると、GPS位置通知端末が測位を行って監視センターへ通知することで、ユーザがGPS受信不能な場所にいても、監視センター側ではユーザの位置を把握することができるようになっている。そして、前記通報時には、歩数カウント手段のカウントデータも前記GPS位置通知端末を通して監視センター側へ通知することで、ユーザの居る範囲を予測するようになっている。
特許文献1の従来技術では、測位できなくなっても、過去に測位できていた状況と同じ状況が継続していれば、比較的高い精度で現在位置を予測することができる。しかしながら、ユーザが建物や地下へ入ったりして前記状況が大きく変化した場合、たとえば進行方向を変えたり、フロアを移ったりすると、前記の予測結果は当てにならず、特に高層のビルなどでは、最終の測位結果から、そのビルへ入ったこと程度しか分からなくなってしまう。この場合、平面的な範囲が或る程度絞れたとしても、フロアが異なると、前記近親者や医者などが子供や傷病者を捜索することは困難になる。
In the prior art of
同様に、特許文献2の従来技術でも、ユーザが携帯する携帯通知端末が、GPS位置通知端末からどれだけの距離を離れているのか程度の情報しか分からず、ユーザが建物や地下へ入ってしまい、特にフロアを移動してしまうと、現在位置を正確に予測することは困難である。
Similarly, even in the prior art of
本発明の目的は、測位不能時における現在位置の予測を、精度よく行うことができる位置検出装置および位置検出システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a position detection device and a position detection system capable of accurately predicting a current position when positioning is impossible.
本発明の位置検出装置は、ユーザによって携帯され、予め定める周期毎に測位手段によって現在位置を測位するようにした位置検出装置において、前記測位手段による測位結果で校正され、気圧変化から高度を測定する高度測定手段と、前記測位手段による測位不能時に、最終の測位位置付近のデータに、前記高度測定手段によって検出された高度を加算し、現在位置として予測する現在位置予測手段とを含むことを特徴とする。 The position detection apparatus of the present invention is a position detection apparatus that is carried by a user and measures the current position by positioning means at predetermined intervals, and is calibrated by the positioning result by the positioning means and measures altitude from changes in atmospheric pressure. Altitude measuring means, and a current position predicting means for adding the altitude detected by the altitude measuring means to data in the vicinity of the final positioning position and predicting it as a current position when positioning by the positioning means is impossible. Features.
上記の構成によれば、測位手段が、たとえば複数のGPS衛星からの信号や、複数の携帯電話基地局からの信号を受信し、三角測量などによって予め定める周期毎に現在位置を測位するようにした位置検出装置において、前記GPS衛星の周回位置と現在位置での天空の見通しとの関係などによって、また前記携帯電話基地局から現在位置までの障害物の状況などによって、測位不能となった際に、前記現在位置を予測するにあたって、高度測定手段と現在位置予測手段とを用いる。前記高度測定手段は、気圧計などを用いて、気圧変化から高度を測定するものであり、その場合、大気圧の変化の影響を受け、絶対的な高度は測定できず、気圧変化から高度変化を相対的に検出する。そこで、前記測位手段による測位結果で校正されることで、絶対的な高度を測定できるようにする。 According to the above configuration, the positioning means receives, for example, signals from a plurality of GPS satellites or signals from a plurality of mobile phone base stations, and positions the current position at predetermined intervals by triangulation or the like. In the position detection device, when positioning becomes impossible due to the relationship between the orbital position of the GPS satellite and the sky view at the current position, or due to the status of obstacles from the mobile phone base station to the current position, etc. In addition, altitude measuring means and current position predicting means are used for predicting the current position. The altitude measuring means measures the altitude from a change in atmospheric pressure using a barometer or the like. In that case, the altitude is affected by the change in atmospheric pressure, and the absolute altitude cannot be measured. Is detected relatively. Therefore, the absolute altitude can be measured by calibrating the positioning result obtained by the positioning means.
そして、前記現在位置予測手段は、前記測位手段による測位が不能となると、ユーザが建物や地下へ入った可能性が高いことから、最終の測位位置付近、すなわち前記建物や地下へ入る前の測位手段の測位結果を基準として(具体的には、たとえば最終の測位結果をそのまま用いてもよく、最終の測位結果から幾つかのサンプルだけ以前の測位結果までの平均値を求めるなどしてもよい)、前記高度測定手段によって検出された高度を加算し、現在位置として予測する。測位結果および予測結果は、該位置検出装置に搭載の表示手段で、あるいは携帯電話網などの移動体通信手段を用いて監視センターや家族宅の表示手段へ送信し、地図画面に合成して表示するようにしてもよい。 And if the positioning by the positioning means becomes impossible, the current position predicting means has a high possibility that the user has entered the building or the basement, so the positioning near the final positioning position, that is, the positioning before entering the building or the basement. Based on the positioning result of the means (specifically, for example, the final positioning result may be used as it is, or an average value from the final positioning result to the previous positioning result for several samples may be obtained. ), The altitude detected by the altitude measuring means is added and predicted as the current position. Positioning results and prediction results are transmitted to the monitoring center or family home display means using display means mounted on the position detection device or using mobile communication means such as a cellular phone network, and displayed on the map screen. You may make it do.
したがって、前記のようにユーザが建物や地下へ入ったりした場合、従来では、最終の測位結果から、その建物や地下へ入ったことしか分からなかったのを、本発明では、どのフロアにいるのかまでも判断することができ、測位不能時における現在位置の予測を、精度よく行うことができる。 Therefore, when the user enters the building or the basement as described above, in the present invention, it is only known from the final positioning result that the user has entered the building or the basement. The current position can be predicted with high accuracy when positioning is impossible.
また、本発明の位置検出装置は、携帯するユーザの鉛直方向の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段による検出振動数に、予め設定されている前記ユーザの歩幅を乗算して移動距離を求める距離演算手段とをさらに備え、前記現在位置予測手段は、前記測位手段による測位不能時に、最終の測位位置を中心として、前記距離演算手段による前記最終の測位位置からの移動距離の範囲内を現在位置として予測することを特徴とする。 In addition, the position detection device of the present invention moves by multiplying the vibration frequency detected by the vibration detection means by a vibration detection means for detecting vertical vibrations of a portable user and the user's preset stride. A distance calculation means for obtaining a distance, wherein the current position prediction means is a range of a moving distance from the final positioning position by the distance calculation means, centered on the final positioning position when positioning by the positioning means is impossible The interior is predicted as the current position.
上記の構成によれば、測位手段による測位不能となった際に、前記現在位置予測手段は前記現在位置を予測するにあたって、振動検出手段と距離演算手段とをさらに用いる。前記振動検出手段は、加速度センサや振動子などから成り、携帯するユーザの鉛直方向の振動を検出する。前記距離演算手段は、前記振動検出手段による検出振動数に、予め設定されている前記ユーザの歩幅を乗算して移動距離を求める。すなわち、通常、自律測位のために車両などに対して用いられる前記加速度センサを、水平面内での加速度の検出に用いるのではなく、本発明ではユーザの歩数の計数に用いる。そして、現在位置予測手段は、前記測位手段による測位が不能となると、前記高度測定手段を用いて最終の測位位置からの高さを求めるとともに、これらの振動検出手段および距離演算手段を用いて、最終の測位位置を中心として、前記距離演算手段による前記最終の測位位置からの移動距離の範囲内を現在位置として予測する。 According to the above configuration, when the positioning by the positioning unit becomes impossible, the current position prediction unit further uses the vibration detection unit and the distance calculation unit to predict the current position. The vibration detection means includes an acceleration sensor, a vibrator, and the like, and detects vibration in the vertical direction of the user who carries the apparatus. The distance calculation means obtains a moving distance by multiplying the frequency detected by the vibration detection means by a preset step length of the user. That is, normally, the acceleration sensor used for a vehicle or the like for autonomous positioning is not used for detecting acceleration in a horizontal plane, but is used for counting the number of steps of the user in the present invention. And when the positioning by the positioning means becomes impossible, the current position predicting means obtains the height from the final positioning position using the altitude measuring means, and uses the vibration detecting means and the distance calculating means, Centering on the final positioning position, the current position is predicted within the range of the moving distance from the final positioning position by the distance calculating means.
したがって、測位不能時における現在位置の予測を、さらに精度よく行うことができる。 Therefore, the current position can be predicted with higher accuracy when positioning is impossible.
さらにまた、本発明の位置検出装置では、前記現在位置予測手段は、前記高度測定手段によって高度変化が検出されている間は、前記距離演算手段による移動距離の積算を禁止することを特徴とする。 Furthermore, in the position detecting device of the present invention, the current position predicting means prohibits the accumulation of the moving distance by the distance calculating means while an altitude change is detected by the altitude measuring means. .
上記の構成によれば、前記現在位置予測手段が振動検出手段および距離演算手段を用いて移動距離を求めるにあたって、前記高度測定手段によって高度変化が検出されている間は、たとえば前記振動検出手段からの振動パルスの出力を停止させたり、距離演算手段が前記振動パルスを積算することを禁止するなどして、移動距離の積算を禁止する。 According to the above configuration, when the current position predicting unit obtains the moving distance using the vibration detecting unit and the distance calculating unit, while the altitude change is detected by the altitude measuring unit, for example, from the vibration detecting unit The accumulation of the movement distance is prohibited, for example, by stopping the output of the vibration pulse or prohibiting the distance calculation means from integrating the vibration pulse.
したがって、ユーザが階段を昇降するなどして歩数がカウントされても、それによる移動は前記高度測定手段による高さの変化として検出されているので、振動検出手段での振動パルスの内、平面移動に係る成分だけを抽出し、測位不能時における現在位置の予測を、さらに精度よく行うことができる。 Therefore, even if the number of steps is counted by the user going up and down the stairs, the movement is detected as a change in height by the altitude measuring means. Therefore, the plane movement of the vibration pulse by the vibration detecting means is detected. It is possible to extract only the components related to and predict the current position when positioning is impossible.
また、本発明の位置検出装置では、方位検出手段をさらに備え、前記現在位置予測手段は、前記測位手段での最終の測位位置を中心として、前記方位検出手段による検出方向で、かつ前記距離演算手段で求めた移動距離の範囲内を現在位置として予測することを特徴とする。 The position detection apparatus of the present invention further includes an azimuth detection unit, and the current position prediction unit is a detection direction by the azimuth detection unit with the final positioning position in the positioning unit as a center, and the distance calculation. The present invention is characterized in that the current position is predicted within the range of the movement distance obtained by the means.
上記の構成によれば、前記最終の測位位置を中心として現在位置の範囲を予測するにあたって、さらにジャイロなどの方位検出手段を用いて、その予測の範囲を移動方向に絞る。 According to the above configuration, when the range of the current position is predicted with the final positioning position as the center, the prediction range is further narrowed down to the moving direction by using the direction detecting means such as a gyro.
したがって、前記測位不能時における現在位置の予測精度を、さらに高くすることができる。 Therefore, the prediction accuracy of the current position when the positioning is impossible can be further increased.
さらにまた、本発明の位置検出システムは、ユーザが携帯する端末装置の測位手段が測位を行い、通信回線を通じて通知される測位結果から、ホスト装置が前記端末装置の現在位置を検出するようにした位置検出システムにおいて、前記端末装置には、気圧変化を測定して前記ホスト装置へ送信する気圧測定手段を設け、前記ホスト装置には、前記気圧測定手段の測定結果を受信しており、前記測位手段による測位結果でその測定結果を校正することで、検出された気圧から高度を求め、前記測位手段による測位不能時に、最終の測位位置付近のデータに、前記気圧測定手段によって検出された気圧から求めた高度を加算し、現在位置として予測する現在位置予測手段を設けることを特徴とする。 Furthermore, in the position detection system of the present invention, the positioning means of the terminal device carried by the user performs positioning, and the host device detects the current position of the terminal device from the positioning result notified through the communication line. In the position detection system, the terminal device is provided with an atmospheric pressure measuring unit that measures an atmospheric pressure change and transmits the measured atmospheric pressure change to the host device, and the host device receives a measurement result of the atmospheric pressure measuring unit, and the positioning device By calibrating the measurement result with the positioning result by the means, the altitude is obtained from the detected atmospheric pressure, and when positioning by the positioning means is impossible, the data near the final positioning position is obtained from the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure measuring means. A current position predicting means for adding the obtained altitude and predicting the current position is provided.
上記の構成によれば、ユーザが携帯し、携帯電話網などの通信回線を通じて、測位手段での測位結果をホスト装置へ通知することで、該ホスト装置側で子供や老人の行方を確認したりするためなどに使用される位置検出システムにおいて、前記測位手段は、たとえば複数のGPS衛星からの信号や、複数の携帯電話基地局からの信号を受信し、三角測量などによって現在位置の測位を行っており、前記GPS衛星の周回位置と現在位置での天空の見通しとの関係などによって、また前記携帯電話基地局から現在位置までの障害物の状況などによって、測位不能となると、ユーザが建物や地下へ入った可能性が高いことから、最終の測位位置付近、すなわち前記建物や地下へ入る前の測位手段の測位結果を基準として(具体的には、たとえば最終の測位結果をそのまま用いてもよく、最終の測位結果から幾つかのサンプルだけ以前の測位結果までの平均値を求めるなどしてもよい)、前記現在位置を予測する。 According to the above configuration, the user can check the whereabouts of a child or an elderly person on the host device side by notifying the host device of the positioning result of the positioning means through a communication line such as a mobile phone network. In the position detection system used for, for example, the positioning means receives, for example, signals from a plurality of GPS satellites or signals from a plurality of mobile phone base stations, and performs positioning of the current position by triangulation or the like. If the positioning becomes impossible due to the relationship between the orbital position of the GPS satellite and the sky's outlook at the current position, or due to the condition of the obstacle from the mobile phone base station to the current position, the user Since there is a high possibility of having entered the basement, it is based on the positioning result of the positioning means in the vicinity of the final positioning position, that is, before entering the building or basement (specifically, for example, May be used for positioning result directly from the final positioning results may be such as obtaining an average value of only up to the previous positioning result several samples), predicts the current position.
その予測にあたって、前記端末装置には気圧測定手段を設け、またホスト装置側には、前記気圧測定手段によって検出された気圧から高度を求める現在位置予測手段を設ける。その場合、前記気圧測定手段は、大気圧の変化の影響を受け、現在位置予測手段では絶対的な高度は測定できず、そこで前記現在位置予測手段は、測位手段による測位結果でその測定結果を校正しており、気圧から高度を求められるようにしている。そして、測位不能になると、前記最終の測位位置付近での測位結果に、測定された気圧から求めた高度を加算し、現在位置として予測する。測位結果および予測結果は、監視センターや家族宅のパソコンなどの前記ホスト装置において、地図画面に合成して表示するようにしてもよい。 For the prediction, the terminal device is provided with an atmospheric pressure measuring means, and the host device side is provided with a current position predicting means for obtaining an altitude from the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure measuring means. In that case, the atmospheric pressure measuring means is affected by the change in atmospheric pressure, and the current position predicting means cannot measure the absolute altitude, and therefore the current position predicting means determines the measurement result by the positioning result by the positioning means. It is calibrated so that altitude can be obtained from atmospheric pressure. When positioning becomes impossible, the altitude obtained from the measured atmospheric pressure is added to the positioning result in the vicinity of the final positioning position to predict the current position. The positioning result and the prediction result may be synthesized and displayed on a map screen in the host device such as a monitoring center or a family home personal computer.
したがって、前記のようにユーザが建物や地下へ入ったりした場合、従来では、最終の測位結果から、その建物や地下へ入ったことしか分からなかったのを、本発明では、どのフロアにいるのかまでも判断することができ、測位不能時における現在位置の予測を、精度よく行うことができる。 Therefore, when the user enters the building or the basement as described above, in the present invention, it is only known from the final positioning result that the user has entered the building or the basement. The current position can be predicted with high accuracy when positioning is impossible.
本発明の位置検出装置は、以上のように、測位手段が、たとえば複数のGPS衛星からの信号や、複数の携帯電話基地局からの信号を受信し、三角測量などによって予め定める周期毎に現在位置を測位するようにした位置検出装置において、測位不能となった際に前記現在位置を予測するにあたって、現在位置予測手段は、最終の測位位置付近の測位結果を基準として、高度測定手段によって検出された高度を加算し、現在位置として予測する。 In the position detection device of the present invention, as described above, the positioning means receives signals from a plurality of GPS satellites or signals from a plurality of mobile phone base stations, for example, and presents at a predetermined period by triangulation or the like. In a position detecting device that measures the position, when the current position is predicted when positioning becomes impossible, the current position predicting means is detected by the altitude measuring means on the basis of the positioning result in the vicinity of the final positioning position. The calculated altitude is added to predict the current position.
それゆえ、ユーザが建物や地下へ入ったりした場合、従来では、最終の測位結果から、その建物や地下へ入ったことしか分からなかったのを、本発明では、どのフロアにいるのかまでも判断することができ、測位不能時における現在位置の予測を、精度よく行うことができる。 Therefore, when a user enters a building or basement, according to the present invention, it is determined from the final positioning result that only the user has entered the building or basement. Thus, the current position can be predicted accurately when positioning is impossible.
さらにまた、本発明の位置検出システムは、以上のように、端末装置をユーザが携帯し、携帯電話網などの通信回線を通じて、測位手段での測位結果をホスト装置へ通知することで、該ホスト装置側で子供や老人の行方を確認したりするためなどに使用される位置検出システムにおいて、前記測位手段は、たとえば複数のGPS衛星からの信号や、複数の携帯電話基地局からの信号を受信し、三角測量などによって現在位置の測位を行っており、測位不能となると、ホスト装置が現在位置を予測するにあたって、前記端末装置に設けた気圧測定手段によって検出された気圧から、現在位置予測手段が高度を求め、現在位置予測手段が、最終の測位位置付近での測位結果に、測定された気圧から求めた高度を加算し、現在位置として予測する。 Furthermore, in the position detection system of the present invention, as described above, the user carries the terminal device, and notifies the host device of the positioning result of the positioning means through a communication line such as a cellular phone network. In the position detection system used for confirming whereabouts of children and the elderly on the device side, the positioning means receives signals from a plurality of GPS satellites and signals from a plurality of mobile phone base stations, for example. When the current position is measured by triangulation or the like, and the positioning becomes impossible, when the host device predicts the current position, the current position predicting means is detected from the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure measuring means provided in the terminal device. Obtains the altitude, and the current position prediction means adds the altitude obtained from the measured atmospheric pressure to the positioning result in the vicinity of the final positioning position and predicts it as the current position.
それゆえ、ユーザが建物や地下へ入ったりした場合、従来では、最終の測位結果から、その建物や地下へ入ったことしか分からなかったのを、本発明では、どのフロアにいるのかまでも判断することができ、測位不能時における現在位置の予測を、精度よく行うことができる。 Therefore, when a user enters a building or basement, according to the present invention, it is determined from the final positioning result that only the user has entered the building or basement. Thus, the current position can be predicted accurately when positioning is impossible.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の一形態に係る位置検出システムのシステム構成を示す図である。この位置検出システムでは、大略的に、ユーザが携帯する位置検出装置であるセキュリティ端末1は、予め定める周期、たとえば1秒毎に、3つ以上のGPS衛星S1,S2,S3からの信号を受信し、航法メッセージをデコードすることで測位を行っており、その測位結果を、たとえば1分毎に、携帯電話網などの通信ネットワーク2を介して監視センターや家族宅に設置されたパソコンなどのホスト装置3へ送信し、該セキュリティ端末1の現在位置が前記監視センターや家族宅で把握されている。これによって、貴重品の現在位置を確認したり、子供や徘徊老人の捜索に役立てたり、あるいはセキュリティ端末1からの緊急通報に応じて前記監視センターなどが医療機関や警察などに現在位置を通知することで、急病時のユーザの搬送や、盗難に遭った貴重品の捜索に役立てたりするようになっている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of a position detection system according to an embodiment of the present invention. In this position detection system, the
注目すべきは、本発明の位置検出システムでは、前記GPS衛星S1,S2,S3からの信号を受信できなくなると、前記セキュリティ端末1は、その時点から自律測位に切換わり、気圧変化から高度を検出して、前記ホスト装置3へ通知することである。前記ホスト装置3のモニタ31では、前記GPS衛星S1,S2,S3からの信号で測位できている間は、地図画面上に測位できた現在位置をプロットしている。これに対して、測位できなくなると、直前までの測位結果から、図1で示すように、ユーザが入ったと思われる建物や地下道の縦断面図に、その入ったと思われる位置P0(最終測位位置)を基準にして、測定された高度hの位置(ハッチングを施して示す)を現在位置として表示する。
It should be noted that in the position detection system of the present invention, when the signals from the GPS satellites S1, S2 and S3 cannot be received, the
図2は、前記セキュリティ端末1の電気的構成を示すブロック図である。このセキュリティ端末1は、GPS受信部11と、演算部12と、高度測定部13と、送受信部14と、記憶部15と、制御部16とを備えて構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the
前記GPS受信部11は、前記制御部16からの測位指示に応答してトラッキング測位を開始し、たとえば1秒毎に、前記のように3つ以上のGPS衛星S1,S2,S3からの信号を受信し、受信した航法メッセージを前記演算部12でデコードすることで、現在位置の測位を行う。その測位結果は、順次記憶部15に記憶されてゆく。一方、ホスト装置3からの検索要求を送受信部14で受信すると、前記制御部16は記憶部15へ読出し指示を与え、それに応答して記憶部15から、たとえば1分毎に測位結果が読出され、送受信部14から通信ネットワーク2へパケット送信される。
The
前記検索要求は、測位結果の送信開始および終了時にのみ送信され、前記1分毎の送信毎には省略されてもよく、またセキュリティ端末1の電源が投入されている、または電源スイッチの操作なしで、電池残量が残されている限り、測位および測位結果の送信を行うようにしてもよい。さらにまた、測位および測位結果の送信間隔は、前記に限らず、またパケット通信費用が必要になるので、上述のように測位の都度測位結果を送信しな場合は、複数の測位結果をそのまま送信するだけでなく、代表値や平均値を求めてから送信するようにしてもよい。
The search request is transmitted only at the start and end of the transmission of the positioning result, and may be omitted at every one minute transmission, and the
前記高度測定部13は、気圧計などを備えて成り、前記制御部16からの測定指示に応答して、GPS受信部11と同様の周期で、気圧から高度を測定する。その測定結果は、前記測位結果とともに、前記記憶部15に記憶されてゆく。ただし、前記高度測定部13では、前記気圧計から成る場合、大気圧の変化の影響を受け、絶対的な高度は測定できず、気圧変化から高度変化を相対的にしか検出できない。そこで、前記高度測定部13には、演算部12から測位結果が与えられており、与えられた測位結果を基準高度として校正を行い、以降の測定結果による気圧の変化を、その基準高度からの高度の変化として、絶対的な高度を測定できるようになっている。このような気圧計を用いた高度測定部13では、たとえば3〜4m程度の高度変化、したがってフロアの違いも検出することができる。
The
前記通信ネットワーク2は、前記セキュリティ端末1と直接通信を行う携帯電話の基地局21に、たとえば中継局22、携帯電話会社の交換局23および固定電話回線24などを用いて構成され、前記測定結果などのデータは、ホスト装置3へパケット通信される。
The
上述のように構成される位置検出システムにおいて、ホスト装置3からの検索要求に応答して、セキュリティ端末1では、測位手段であるGPS受信部11および演算部12は、GPS衛星S1,S2,S3からの信号を受信して測位を行い、測位結果をホスト装置3へ送信している。同時に、その測位結果による高度データによって、高度測定部15の測定結果を校正している。
In the position detection system configured as described above, in response to a search request from the
そして、前記GPSによる測位が不能となると、ユーザが建物や地下へ入った可能性が高いことから、現在位置予測手段でもある前記演算部12は、最終の測位位置付近、すなわち前記建物や地下へ入る前のGPSによる測位結果を基準として(最終の測位結果をそのまま用いてもよく、最終の測位結果から幾つかのサンプルだけ以前の測位結果までの平均値を求めるなどしてもよい)、高度測定手段である前記高度測定部13によって検出された高度hを加算し、現在位置として予測する。その予測結果は、前記記憶部15に記憶され、規定の送信タイミングに、送受信部14からホスト装置3へ送信される。
If positioning by the GPS becomes impossible, the user is likely to have entered the building or the basement. Therefore, the
したがって、前記のようにユーザが建物や地下へ入ったりした場合、従来では、最終の測位結果から、その建物や地下へ入ったこと程度しか分からなかったのを、本発明では、どのフロアにいるのかまでも判断することができ、測位不能時における現在位置の予測を、精度よく行うことができる。これによって、たとえばガードマンや保護者が犯人や子供を捜索するにあたって、特定のフロアだけを捜索すればよく、高層ビルの全フロアを捜して回るような必要はなくなり、捜索が極めて容易になる。 Therefore, when a user enters a building or basement as described above, in the present invention, in the present invention, only the extent of entering the building or basement was known from the final positioning result. The current position can be predicted with high accuracy when positioning is impossible. As a result, for example, when a guardman or a guardian searches for a criminal or a child, it is only necessary to search for a specific floor, and it is not necessary to search for all the floors of a high-rise building.
[実施の形態2]
図3は、本発明の実施の他の形態に係る位置検出システムのシステム構成を示す図である。この位置検出システムは、前述の図1で示す位置検出システムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この位置検出システムでは、ユーザが携帯するセキュリティ端末10には、前述のセキュリティ端末1の高度を自律測位する構成に加えて、移動距離および進行方向を自律測位する構成が設けられていることである。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a diagram showing a system configuration of a position detection system according to another embodiment of the present invention. This position detection system is similar to the position detection system shown in FIG. 1 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. It should be noted that in this position detection system, the
具体的には、図4のブロック図で示すように、このセキュリティ端末10には、前述のセキュリティ端末1におけるGPS受信部11、高度測定部13、送受信部14および記憶部15が設けられ、前記移動距離を自律的に測定する移動距離測定部17および前記進行方向を自律的に測定する進行方向測定部18が新たに追加されるともに、演算部12aおよび制御部16aの処理には、前述の演算部12および制御部16の処理に、前記移動距離および進行方向を自律測位するための処理が追加されている。
Specifically, as shown in the block diagram of FIG. 4, the
距離演算手段である前記移動距離測定部17は、加速度センサや振動子などから成り、携帯するユーザの鉛直方向の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段による検出振動数に、予め設定されている前記ユーザの歩幅を乗算して移動距離を求める距離演算手段とを備えて構成されている。すなわち、通常、自律測位のために車両などに対して用いられる前記加速度センサを、水平面内での加速度の検出に用いるのではなく、本発明ではユーザの歩数の計数に用いる。具体的には、図5で示すように表れる振動パルスの1周期を1歩としてカウントし、それに歩幅を乗算することで前記移動距離を求める。
The moving
そして、GPSによる測位が不能になると、前記現在位置予測手段である演算部12aは、図6で示すように、最終の測位位置P0を中心として、規定の予測タイミングでの実際の位置が、順にP1,P2とするとき、前記移動距離測定部17において、前記歩数×歩幅に、誤差範囲を考慮した移動距離rのハッチングを施して示す範囲を、自律測位による現在位置の範囲として予測する。
When positioning by GPS becomes impossible, the
ただし、前記演算部12aは、前記高度測定部13からの出力に応答し、高度変化が検出されている間は、前記移動距離測定部17による移動距離の積算を禁止する。具体的には、たとえば前記振動検出手段からの振動パルスの出力を停止させたり、距離演算手段が前記振動パルスを積算することを禁止することなどで行う。
However, the
したがって、ユーザが階段を昇降するなどして歩数がカウントされても、それによる移動は前記高度測定部13による高さの変化として検出されているので、振動検出手段での振動パルスの内、平面移動に係る成分だけを抽出し、測位不能時における現在位置の予測を、さらに精度よく行うことができる。
Therefore, even if the user counts the number of steps by moving up and down the stairs and the like, the resulting movement is detected as a change in height by the
方位検出手段である進行方向測定部18は、たとえば磁気センサ、ジャイロセンサ、もしくはそれらの併用で構成され、GPSによる測位が不能になると、前記現在位置予測手段である演算部12aは、前記図6で示すように最終の測位位置P0を中心として自律測位で現在位置の範囲を予測するにあたって、図7で示すように、前記進行方向測定部18で測定された移動方向に、その予測の範囲を絞る。この進行方向測定部18は、前記GPSによる測位結果に基づいて、校正されるようにしてもよい。したがって、演算部12aで予測される現在位置の範囲は、これら移動距離測定部17および進行方向測定部18からの出力に対しては、図8でハッチングを施して示す範囲となる。
The traveling
これにさらに前記高度測定部13からの出力を加えることで、本実施の形態での予測結果は、図3で示すようになる。すなわち、位置P−2,P−1,P0でGPSによる測位が可能であって、その位置P0を過ぎた時点でユーザが建物内に入り、測位が不能になると、以降の位置P1,P2,P3では、上述の自律測位によって現在位置が予測される。図3の例では、先ず、位置P1では高さhだけが変化し、この間、歩数がカウントされても、移動距離rは積算されない。同様に、位置P2でも高さhだけが変化しており、移動距離rは積算されない。こうしてユーザがフロアを移り、次の位置P3でフロア内での移動が検出されると、最終の測位位置P0上の位置P2を中心として、移動距離rの範囲で、中心方位から+θ1、−θ2の範囲であるハッチングを施して示す扇形の範囲を、自律測位による現在位置の範囲として予測する。実際の位置はP3である。
By further adding the output from the
このようにして、GPSによる測位不能時における現在位置の予測を、さらに精度よく3次元で行うことができる。 In this way, the current position can be predicted in three dimensions with higher accuracy when GPS positioning is impossible.
なお、上述のような現在位置を予測するための構成において、セキュリティ端末側には、GPS受信のための構成や、気圧計、加速度センサ、方位センサなどのセンサのみを設け、それらの検出結果を総てホスト装置側へ送信して、ホスト装置側で現在位置の予測演算を行うようにしてもよい。また、前記現在位置の測位の手法としては、前記GPSを用いるものに限らず、CDMA方式の携帯電話の端末装置などのように、複数の携帯電話基地局からの信号を受信し、三角測量などによって現在位置を測位するものでもよい。 In the configuration for predicting the current position as described above, the security terminal side is provided only with a configuration for GPS reception, a sensor such as a barometer, an acceleration sensor, and an orientation sensor, and the detection results thereof are displayed. All of the data may be transmitted to the host device side, and the current position prediction calculation may be performed on the host device side. Further, the positioning method of the current position is not limited to the one using the GPS, but receives signals from a plurality of mobile phone base stations such as a CDMA mobile phone terminal device, and performs triangulation, etc. The current position may be determined by.
1、10 セキュリティ端末
2 通信ネットワーク
3 ホスト装置
11 GPS受信部
12、12a 演算部
13 高度測定部
14 送受信部
15 記憶部
16、16a 制御部
17 移動距離測定部
18 進行方向測定部
21 基地局
22 中継局
23 交換局
24 固定電話回線
31 モニタ
S1、S2、S3 GPS衛星
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記測位手段による測位結果で校正され、気圧変化から高度を測定する高度測定手段と、
前記測位手段による測位不能時に、最終の測位位置付近のデータに、前記高度測定手段によって検出された高度を加算し、現在位置として予測する現在位置予測手段とを含むことを特徴とする位置検出装置。 In the position detection device that is carried by the user and measures the current position by positioning means for each predetermined period,
Altitude measuring means that is calibrated with the positioning results by the positioning means and measures altitude from changes in atmospheric pressure;
And a current position predicting means for adding the altitude detected by the altitude measuring means to the data in the vicinity of the final positioning position and predicting the current position when the positioning means cannot determine the position. .
前記振動検出手段による検出振動数に、予め設定されている前記ユーザの歩幅を乗算して移動距離を求める距離演算手段とをさらに備え、
前記現在位置予測手段は、前記測位手段による測位不能時に、最終の測位位置を中心として、前記距離演算手段による前記最終の測位位置からの移動距離の範囲内を現在位置として予測することを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。 Vibration detection means for detecting vertical vibrations of a portable user;
A distance calculating means for obtaining a moving distance by multiplying a frequency detected by the vibration detecting means by a preset step of the user;
The current position predicting means predicts, as a current position, within a range of a moving distance from the final positioning position by the distance calculating means, centering on a final positioning position when positioning by the positioning means is impossible. The position detection device according to claim 1.
前記現在位置予測手段は、前記測位手段での最終の測位位置を中心として、前記方位検出手段による検出方向で、かつ前記距離演算手段で求めた移動距離の範囲内を現在位置として予測することを特徴とする請求項2または3記載の位置検出装置。 It further comprises an orientation detection means,
The current position predicting means predicts, as a current position, a detection direction by the azimuth detecting means with a final positioning position in the positioning means as a center and a moving distance obtained by the distance calculating means. The position detecting device according to claim 2 or 3, characterized in that:
前記端末装置には、気圧変化を測定して前記ホスト装置へ送信する気圧測定手段を設け、
前記ホスト装置には、前記気圧測定手段の測定結果を受信しており、前記測位手段による測位結果でその測定結果を校正することで、検出された気圧から高度を求め、前記測位手段による測位不能時に、最終の測位位置付近のデータに、前記気圧測定手段によって検出された気圧から求めた高度を加算し、現在位置として予測する現在位置予測手段を設けることを特徴とする位置検出システム。 In the position detection system in which the positioning means of the terminal device carried by the user performs positioning, and from the positioning result notified through the communication line, the host device detects the current position of the terminal device.
The terminal device is provided with atmospheric pressure measuring means for measuring a change in atmospheric pressure and transmitting it to the host device,
The host device receives the measurement result of the atmospheric pressure measurement means, calibrates the measurement result with the positioning result of the positioning means, obtains the altitude from the detected atmospheric pressure, and cannot be determined by the positioning means. A position detection system comprising: a current position prediction means for predicting the current position by adding the altitude obtained from the pressure detected by the pressure measurement means to data near the final positioning position.
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