JP2013088348A - Navigation terminal and method for acquiring position of the same - Google Patents

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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a position of a terminal to be acquired by lowering facility costs and securing prescribed accuracy.SOLUTION: A landmark distance determination part 3 determines a distance between a terminal 1 and a landmark according to a positioning signal from the landmark LMk, and a representative position setting part 4 sets from map information a representative position as a candidate position of the terminal 1 according to a position which is on a circle equal to the determined distance around the landmark and on a passage section where the terminal 1 is movable. An autonomous navigation position estimation part 6 estimates a position of the terminal 1 which has moved from the landmark by autonomous navigation. A terminal position correction part 7 acquires the position of the terminal 1 by correction processing based on an estimated position and the representative position.

Description

本発明は、ランドマークからの測位信号、自律航法及びマップ情報を組み合わせて利用した、自身の位置を取得するナビゲーション端末及びその位置の取得方法に関する。   The present invention relates to a navigation terminal that acquires its own position using a positioning signal from a landmark, autonomous navigation, and map information in combination, and a method for acquiring the position.

GPS(全地球測位システム;Global Positioning System)を用いた携帯端末での位置情報サービスの広がりに伴い、屋内でも利用可能な位置取得方式のニーズが高まっている。GPS信号が受信できない屋内等において現在位置を測定するのに適した方法の1つとして、非特許文献1〜3等に開示されたTDOA (到来時間差;Time Difference of Arrival)システム等が知られている。   With the spread of location information services on mobile terminals using GPS (Global Positioning System), there is an increasing need for location acquisition methods that can be used indoors. As one of the methods suitable for measuring the current position indoors where GPS signals cannot be received, the TDOA (Time Difference of Arrival) system disclosed in Non-Patent Documents 1 to 3 is known. Yes.

TDOAシステムにおいては、適当な間隔にて設置された複数のランドマーク装置が、周期的に距離測定のための信号、すなわち、音波信号と無線信号とを含む測位信号を送信する。この際、各ランドマーク装置は、ほぼ同時に測位信号を送信する様に制御されており、測位信号には、当該無線信号を送信したランドマーク装置の設置位置についての情報が含まれている。   In the TDOA system, a plurality of landmark devices installed at appropriate intervals periodically transmit a distance measurement signal, that is, a positioning signal including a sound wave signal and a radio signal. At this time, each landmark device is controlled to transmit a positioning signal almost simultaneously, and the positioning signal includes information on the installation position of the landmark device that transmitted the wireless signal.

端末が、あるランドマーク装置からの無線信号を時刻t1に、このランドマーク装置から音波信号を時刻t2に受信したものとすると、端末と当該ランドマーク装置との距離は、音速×(t2−t1)で計算することができる。ランドマーク装置からの無線信号には、当該ランドマークの位置情報が含まれているため、端末は3つ以上のランドマーク装置との距離を測定することで、自身の現在位置を計算することができる。   Assuming that the terminal receives a radio signal from a certain landmark device at time t1 and a sound wave signal from this landmark device at time t2, the distance between the terminal and the landmark device is sound speed × (t2−t1). ) Can be calculated. Since the radio signal from the landmark device includes the position information of the landmark, the terminal can calculate its current position by measuring the distance to three or more landmark devices. it can.

また、屋内利用可能な現在位置測定手法の1つとして、非特許文献4〜6等に開示された自律航法(慣性航法)がある。自律航法によれば、TDOAシステムにおけるランドマークのような環境側の設備を必要とせず、自律的に位置を推定することが可能である。自律航法は、ジャイロスコープや加速度センサ等を搭載した端末を用い、基準点からの移動方向と相対的な移動距離を累積的に求める方法である。   Further, as one of the current position measurement methods that can be used indoors, there is autonomous navigation (inertial navigation) disclosed in Non-Patent Documents 4 to 6 and the like. According to autonomous navigation, it is possible to estimate the position autonomously without the need for environmental facilities such as landmarks in the TDOA system. Autonomous navigation is a method in which a terminal equipped with a gyroscope, an acceleration sensor, and the like is used to cumulatively obtain a movement distance relative to a movement direction from a reference point.

Shinichi Minamimoto, Sae Fuji, Hirozumi Yamguchi and Teruo HIgashino, "Local Map Generation using Position and Communication History of Mobile node", IEEE percom 2010, p2-10, 2010.Shinichi Minamimoto, Sae Fuji, Hirozumi Yamguchi and Teruo HIgashino, "Local Map Generation using Position and Communication History of Mobile node", IEEE percom 2010, p2-10, 2010. S.Venkatesh, and R.M. Buehrer, "NLOS Mitigation Using Linear Programming in Ultrawideband Location-aware Networks," IEEE Trans. On vehicular technology, Vol.56, No.5, Sep.2007.S. Venkatesh, and R.M.Buehrer, "NLOS Mitigation Using Linear Programming in Ultrawideband Location-aware Networks," IEEE Trans. On vehicular technology, Vol. 56, No. 5, Sep. 2007. Lui, K.W.K., So, H.C., and Ma, W.-K. "Maximum A Posteriori Approach to Time-of-Arrival-Based Localization in Non-Line-of-Sight Environment," Vehicular Technology, IEEE Transactions on Vol.59, Issue.3, pp. 1517 - 1523, 2010.Lui, KWK, So, HC, and Ma, W.-K. "Maximum A Posteriori Approach to Time-of-Arrival-Based Localization in Non-Line-of-Sight Environment," Vehicular Technology, IEEE Transactions on Vol.59 , Issue.3, pp. 1517-1523, 2010. Daisuke KAMISAKA, Shigeki MURAMATSU, Takeshi IWAMOTO and Hiroyuki YOKOYAMA, "Design and Implementation of Pedestrian Dead Reckoning System on a Mobile Phone", IEICE Transactions on Information and Systems, Vol.E94. No. 6, pp1137-1146, 2011.Daisuke KAMISAKA, Shigeki MURAMATSU, Takeshi IWAMOTO and Hiroyuki YOKOYAMA, "Design and Implementation of Pedestrian Dead Reckoning System on a Mobile Phone", IEICE Transactions on Information and Systems, Vol.E94.No. 6, pp1137-1146, 2011. U. Steinhoff and B.Schiele, "Dead reckoning from the pocket- An experimental study," In Proceedings of PerCom 2010.U. Steinhoff and B. Schiele, "Dead reckoning from the pocket- An experimental study," In Proceedings of PerCom 2010. Georg GARTNER & Andrew FRANK & Gunther RETSCHER, "Pedestrian Navigation System in Mixed Indoor/Outdoor Environment"Georg GARTNER & Andrew FRANK & Gunther RETSCHER, "Pedestrian Navigation System in Mixed Indoor / Outdoor Environment"

TDOAシステムにおいて、位置検出装置を携帯して移動しながら位置を測定する場合、ランドマーク数は通常5個以上必要となり、当該5個以上のランドマークを用いて現在位置の推定を行い、推定値により補正した測定値を出力することが行われている。よって、特に大規模な屋内環境をカバーしようとすると、コスト面での導入障壁が大きいという課題がある。すなわち、当該大規模環境内の全ての位置で常に5個以上のランドマークから測位信号を受信できるようにランドマークを配置する必要があり、多数のランドマークが必要となるため、コストが高くなってしまう。   In a TDOA system, when measuring a position while carrying a position detection device, the number of landmarks is usually 5 or more, and the current position is estimated using the 5 or more landmarks. The measured value corrected by the above is output. Therefore, there is a problem that the introduction barrier in terms of cost is large especially when trying to cover a large-scale indoor environment. That is, it is necessary to arrange the landmarks so that positioning signals can be received from five or more landmarks at all positions in the large-scale environment, and a large number of landmarks are required, which increases costs. End up.

また、自律航法には、屋内に長時間滞在している場合の精度の確保が困難になるという課題がある。すなわち、自律航法は角速度と加速度の積分を利用するため、航空機、船舶または自動車などのナビゲーションには適しているが、複雑な動作を伴う人間の歩行の場合は特に、累積されてくる誤差の大きさが無視できない。そのため、人間の歩行に適用するためには、端末保持の手法に厳しい制約を課すと共に、歩行によって発生したセンサデータの特徴を捉えて精度を高める必要があるが、それでも依然として誤差の累積は避けられない。   In addition, autonomous navigation has a problem that it is difficult to ensure accuracy when staying indoors for a long time. In other words, since autonomous navigation uses the integration of angular velocity and acceleration, it is suitable for navigation of airplanes, ships, automobiles, etc., but the accumulated error is large especially in the case of human walking with complicated movements. Cannot be ignored. Therefore, in order to apply it to human walking, it is necessary to impose severe restrictions on the method of holding the terminal and to improve the accuracy by capturing the characteristics of sensor data generated by walking, but still accumulation of errors can be avoided. Absent.

本発明の目的は、上記の従来技術の課題を解決し、屋内でも利用可能であって設備導入コストが低く、かつ、所定の精度を確保して妥当な位置を取得することができる、ナビゲーション端末及びその端末の位置の取得方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and can be used indoors, has a low equipment introduction cost, and can obtain a proper position with a predetermined accuracy. And providing a method of acquiring the position of the terminal.

上記従来技術の課題を解決するため、本発明は、自身の位置を取得するナビゲーション端末であって、所定位置に配置されたランドマークからの測位信号を受信して該ランドマークと前記ナビゲーション端末との距離を決定するランドマーク距離決定部と、前記ランドマークの位置情報と、前記ランドマークの周辺における、前記ナビゲーション端末が移動可能な通路区画の情報を含んだマップ情報とを保持するマップ情報保持部と、センサ部と、前記センサ部からの出力に自律航法を適用して前記ナビゲーション端末の推定位置を求める自律航法位置推定部と、前記マップ情報を参照して、前記ランドマークを中心として前記決定された距離に等しい半径の円と前記通路区画との重なり部分として得られる円弧の各々から、前記ナビゲーション端末の代表位置を設定する代表位置設定部と、前記推定位置及び前記代表位置の各々並びに当該推定位置と代表位置の各々との距離に基づいて前記ナビゲーション端末の位置を取得する端末位置補正部とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems of the prior art, the present invention provides a navigation terminal that acquires its own position, receives a positioning signal from a landmark placed at a predetermined position, and the landmark, the navigation terminal, Map information holding for holding a landmark distance determining unit for determining the distance of the landmark, position information of the landmark, and map information including information on a passage section around the landmark where the navigation terminal can move An autonomous navigation position estimating unit that obtains an estimated position of the navigation terminal by applying autonomous navigation to the output from the sensor unit, an output from the sensor unit, the map information, and the landmark From each of the arcs obtained as an overlap of a circle with a radius equal to the determined distance and the passage section, the navigation system A representative position setting unit that sets a representative position of the terminal, and a terminal position correction unit that acquires the position of the navigation terminal based on each of the estimated position, the representative position, and the distance between the estimated position and each representative position It is characterized by providing.

また、上記従来技術の課題を解決するため、本発明は、端末の位置の取得方法であって、所定位置に配置されたランドマークが送信する測位信号を受信して、該ランドマークと前記端末との距離を決定するステップと、前記ランドマークの位置情報と、前記ランドマークの周辺における、前記端末が移動可能な通路区画の情報とを含んだマップ情報を取得するステップと、前記端末が備えるセンサからの出力に自律航法を適用して、前記端末の推定位置を求めるステップと、前記マップ情報を参照して、前記ランドマークを中心として前記決定された距離に等しい半径の円と前記通路区画との重なり部分として得られる円弧の各々から、前記端末の代表位置を設定するステップと、前記推定位置及び前記代表位置の各々並びに当該推定位置と代表位置の各々との距離に基づいて前記端末の位置を取得するステップとを備えることを特徴とする。   Further, in order to solve the above-described problems of the prior art, the present invention is a method for acquiring a position of a terminal, which receives a positioning signal transmitted by a landmark placed at a predetermined position, and the landmark and the terminal The terminal comprises: a step of determining a distance from the terminal; a step of acquiring map information including position information of the landmark and information of a passage section around the landmark that the terminal can move; and Applying autonomous navigation to the output from the sensor to obtain an estimated position of the terminal; referring to the map information; a circle having a radius equal to the determined distance centered on the landmark and the passage section Setting the representative position of the terminal from each of the arcs obtained as overlapping portions with the estimated position, each of the estimated position, the representative position, and the estimated position, Based on the distance between each of the table position, characterized in that it comprises the steps of obtaining a position of the terminal.

本発明によれば、測位信号から定まる、端末が高精度でその上に位置していると判断されるランドマークを中心とする円と、マップ情報より定まる、端末が移動可能である領域としての通路区分との重なり部分より、端末が存在する候補位置としての代表位置を複数求め、精度が問題となる自律航法による端末の推定位置を当該複数の代表位置と照らし合わせることで端末の位置を取得する。   According to the present invention, as a region determined from a positioning signal, a circle centering on a landmark that is determined to be located on the terminal with high accuracy, and a region where the terminal can move is determined from map information. Obtain multiple representative positions as candidate positions where the terminal exists from the overlap with the passage section, and obtain the position of the terminal by comparing the estimated position of the terminal by autonomous navigation where accuracy is a problem with the multiple representative positions To do.

よって、精度が問題となる自律航法の推定位置が、代表位置によって補正され、妥当な端末の位置を取得することができる。当該補正の際に、推定位置と代表位置との距離を考慮して、例えば当該距離が小さい方の代表位置により重みを付与することなどができる。かつ、当該取得に際しては、1つのランドマークの測位信号を用いて、当該ランドマークとの距離が利用できればよい。よって、端末が一度に複数のランドマークからの測位信号を利用する必要はないため、ランドマーク数が低減される。   Therefore, the estimated position of autonomous navigation where accuracy is a problem is corrected by the representative position, and an appropriate terminal position can be acquired. In the correction, in consideration of the distance between the estimated position and the representative position, for example, a weight can be given by the representative position having the smaller distance. In addition, at the time of the acquisition, it is only necessary that the distance from the landmark can be used using the positioning signal of one landmark. Therefore, since the terminal does not need to use positioning signals from a plurality of landmarks at a time, the number of landmarks is reduced.

本発明の実施形態に係るナビゲーション端末の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the navigation terminal which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るナビゲーションシステムの概要構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the schematic structure of the navigation system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る端末の位置取得方法のフローチャートである。5 is a flowchart of a terminal location acquisition method according to an embodiment of the present invention. 端末の各機能ブロックが取得するデータを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the data which each functional block of a terminal acquires. 本発明の実施形態に係る位置補正などのフローチャートである。It is a flowchart of position correction etc. concerning the embodiment of the present invention. 位置設定部の設定する代表位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the representative position which a position setting part sets. 図5のフローにおける場合(1)における暫定位置の計算例を示すための図である。It is a figure for showing the example of calculation of the temporary position in case (1) in the flow of FIG. 図5のフローにおける場合(1)における暫定位置に修正を加える例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example which adds correction to the temporary position in the case of (1) in the flow of FIG. 図5のフローにおける場合(2)における暫定位置の決定の一実施例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one Example of determination of the temporary position in the case (2) in the flow of FIG. 図5のフローにおける場合(2)における暫定位置に修正を加える例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example which adds correction to the temporary position in the case of (2) in the flow of FIG. 本発明におけるランドマークとその周囲の通路区画との配置の例を示すための図である。It is a figure for showing the example of arrangement of the landmark in the present invention, and the passage section around it.

図1は、本発明の実施例に係る、自身の位置を取得するナビゲーション端末の機能ブロック図である。ナビゲーション端末1(端末1と略称する)はランドマーク信号受信部2、ランドマーク距離決定部3、代表位置設定部4、センサ部5、自律航法位置推定部6、端末位置補正部7及びマップ情報保持部8を備える。   FIG. 1 is a functional block diagram of a navigation terminal that acquires its own position according to an embodiment of the present invention. The navigation terminal 1 (abbreviated as terminal 1) includes a landmark signal receiving unit 2, a landmark distance determining unit 3, a representative position setting unit 4, a sensor unit 5, an autonomous navigation position estimating unit 6, a terminal position correcting unit 7, and map information. A holding unit 8 is provided.

ランドマーク信号受信部2は、所定の参照位置に固定して配置されたランドマークLM(k=1,2,3、…)のうち、いずれかからの測位信号(電波信号及び音波信号)を受信する。ランドマーク距離決定部3は、当該受信した測位信号より信号を送信したランドマークのID等を識別すると共に、TDOAの手法に従って受信信号を解析し、音波が到達するのに要した時間を求めて音速に乗算することで、端末1と当該ランドマークLMとの距離を算出する。 The landmark signal receiving unit 2 is a positioning signal (radio wave signal and sound wave signal) from any one of the landmarks LM k (k = 1, 2, 3,...) Fixedly arranged at a predetermined reference position. Receive. The landmark distance determination unit 3 identifies the ID of the landmark that transmitted the signal from the received positioning signal, analyzes the received signal according to the TDOA method, and obtains the time required for the sound wave to reach. By multiplying the sound speed, the distance between the terminal 1 and the landmark LM k is calculated.

代表位置設定部4は、マップ情報保持部8にて保持されているマップ情報を利用することで、ランドマークLMからの距離がランドマーク距離決定部3により決定された距離を満たす円上より、端末1の存在しうる候補位置としての、複数の代表位置を設定する。当該処理については後述する。 The representative position setting unit 4 uses the map information held in the map information holding unit 8 so that the distance from the landmark LM k satisfies the distance determined by the landmark distance determining unit 3. A plurality of representative positions are set as candidate positions where the terminal 1 can exist. This process will be described later.

センサ部5は各種の自律航法用のセンサ、例えば各々3軸の加速度センサ、地磁気センサ及びジャイロセンサなどを含む。自律航法位置推定部6は、センサ部5の出力に自律航法を適用して端末1の位置を推定すると共に、後述の推定距離を求める。当該推定は後述の所定タイミングにて開始され、当該開始時における位置を基準位置として端末1が移動した位置が、センサ出力に対する積算処理により推定される。   The sensor unit 5 includes various autonomous navigation sensors, for example, a triaxial acceleration sensor, a geomagnetic sensor, and a gyro sensor. The autonomous navigation position estimation unit 6 estimates the position of the terminal 1 by applying autonomous navigation to the output of the sensor unit 5 and obtains an estimated distance described later. The estimation is started at a predetermined timing, which will be described later, and the position where the terminal 1 has moved with the position at the start as a reference position is estimated by integration processing for the sensor output.

端末位置補正部7は後述するように、代表位置設定部4が設定した代表位置と自律航法位置推定部6が推定した位置との両者を用いて補正を行うことで、最終結果としての端末1の位置情報を求め、必要に応じてマップ情報と共に、例えばマップ上で位置情報を表示するなどして、ユーザに提示する。当該補正は例えば、推定位置と代表位置との距離に基づいて、より近い側の代表位置に重みを付与することにより行われる。   As will be described later, the terminal position correction unit 7 performs correction using both the representative position set by the representative position setting unit 4 and the position estimated by the autonomous navigation position estimation unit 6, so that the terminal 1 as a final result is obtained. The position information is obtained and presented to the user by displaying the position information on the map together with the map information as necessary. For example, the correction is performed by assigning a weight to the closer representative position based on the distance between the estimated position and the representative position.

ユーザへの提示の際、端末1における不図示の入力部より予めユーザからの目的地の入力を受け付けておき、当該求められた端末1の位置情報を現在位置として、周知の経路案内技術を適用し、目的地までの経路と共にユーザに提示してもよい。マップ情報保持部8は、必要に応じて参照可能なようにマップ情報を保持する。   At the time of presentation to the user, a destination input from the user is received in advance from an input unit (not shown) in the terminal 1, and a known route guidance technique is applied with the obtained position information of the terminal 1 as the current position. It may be presented to the user together with the route to the destination. The map information holding unit 8 holds map information so that it can be referred to as necessary.

図2は、本発明の実施例に係る端末1の位置のナビゲーションシステムの構成を概要的に説明する図である。ナビゲーションシステムS1においては、各ランドマークLM(ここでは例としてk=1,2,…,8)及び矩形の斜線領域で表記している複数の店舗等が、GPSの利用できない又は利用困難な屋内等の対象エリアに配置されている。当該所定の配置等の情報は、マップ情報保持部8で保持されるマップ情報M1に記載されている。当該配置構成された対象エリア内において、軌跡T1(端末1の実際の位置の軌跡)を描いて移動する端末1の妥当な位置が本発明により取得される。 FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of the navigation system for the position of the terminal 1 according to the embodiment of the present invention. In the navigation system S1, a plurality of stores or the like represented by each landmark LM k (here, k = 1, 2,..., 8) and rectangular hatched areas cannot use GPS or are difficult to use. It is placed in the target area such as indoors. The information such as the predetermined arrangement is described in the map information M1 held by the map information holding unit 8. The appropriate position of the terminal 1 that moves while drawing the trajectory T1 (the trajectory of the actual position of the terminal 1) within the target area thus configured is acquired by the present invention.

マップ情報M1には、各ランドマークLMの位置情報と、ユーザ及び端末1が移動可能な領域としての通路等の情報と、壁などの存在によって当該通路等から直接ユーザ及び端末1が移動することができない領域としての店舗等の情報とが含まれる。すなわち、対象エリアにおける各領域の形状及び位置情報や、各領域のユーザ及び端末1の通行・移動可否の情報がマップ情報M1に含まれる。 In the map information M1, the position information of each landmark LM k , information on the passage as a region where the user and the terminal 1 can move, and the user and the terminal 1 move directly from the passage due to the presence of a wall or the like. And information on stores and the like as areas that cannot be used. That is, the map information M1 includes the shape and position information of each area in the target area and the information on whether or not the user and terminal 1 in each area can pass and move.

各ランドマークLMには、送信したTDOAの測位信号を端末1において受信可能な所定の範囲Ci(ここではLMにおけるk=1,2,…,8にそれぞれ対応する例としてi=10,20,…,80)が存在する。本発明においては信号の反射や干渉は考慮しないものとし、各範囲Ciは、各ランドマークLM及び端末1の信号送受信性能によって定まる所定半径の円形領域である。 Each landmark LM k has a predetermined range Ci in which the terminal 1 can receive the transmitted TDOA positioning signal (here, i = 10, as an example corresponding to k = 1, 2,..., 8 in LM k , respectively). 20, ..., 80). In the present invention, signal reflection and interference are not considered, and each range Ci is a circular region having a predetermined radius determined by each landmark LM k and the signal transmission / reception performance of the terminal 1.

ナビゲーションシステムS1は、上記の各範囲Ci同士が互いに重複することがないように構成され、当該構成はマップ情報M1に記録されている。すなわち、ナビゲーションシステムS1において端末1は、その位置に応じて測位信号を受信可能又は不可能であって、受信可能な場合は、常にランドマークLMのうちの1個からのみ受信することとなり、2個以上から受信することはない。 The navigation system S1 is configured such that the above ranges Ci do not overlap each other, and the configuration is recorded in the map information M1. That is, in the navigation system S1, the terminal 1 can receive or cannot receive a positioning signal according to its position, and if it can, the terminal 1 always receives only from one of the landmarks LM k . No more than two are received.

このように本発明では、従来技術におけるTDOAシステムで原理上少なくとも3つの、また、精度を考慮すれば5つのランドマークからの測位信号を端末において受信する必要があるのに比べて、測位信号は1つのみ利用できればよい。よって本発明では、同じ面積のエリアにナビゲーションシステムS1を構築する際のランドマークLMの数が従来技術よりも低減され、コスト低減の効果がある。 As described above, in the present invention, the positioning signal is compared to the case where the terminal needs to receive positioning signals from at least three landmarks in principle and five landmarks in consideration of accuracy in the conventional TDOA system. Only one can be used. Therefore, in the present invention, the number of landmarks LM k when constructing the navigation system S1 in the area of the same area is reduced as compared with the prior art, and there is an effect of cost reduction.

図3に、本発明の実施形態に係るナビゲーションシステムS1における、端末1の位置の取得方法のフローチャートを示す。図3を説明するためにまず、図4を用いて端末1を構成する各機能ブロックが取得するデータについて説明する。   FIG. 3 shows a flowchart of a method for acquiring the position of the terminal 1 in the navigation system S1 according to the embodiment of the present invention. In order to describe FIG. 3, first, data acquired by each functional block constituting the terminal 1 will be described with reference to FIG. 4.

図4においては、あるランドマークLMが図内中央に配置されている。図示するrTDOA(t)は、ランドマーク距離決定部3により決定されるLMと端末1との距離であり、各時刻tにつき決定され、端末1の移動に応じてその値は適宜変化する。 In FIG. 4, a certain landmark LM k is arranged at the center in the figure. R TDOA (t) shown in the figure is a distance between the LM k determined by the landmark distance determination unit 3 and the terminal 1, is determined at each time t, and the value changes appropriately according to the movement of the terminal 1. .

円Ck1は、ランドマークLMkの位置を中心とし、その半径R1の長さがrTDOA(t)となる円である。ここで本発明の前提として、次の事項がある。ランドマーク距離決定部3の決定する距離の精度は、誤差の累積が起こらないために、自律航法位置推定部5が推定する位置の精度より高い。そして端末1は、ランドマーク距離決定部3が距離を決定して定める当該円Ck1上のいずれかの点に、十分な精度で位置している。本発明の説明において特に、当該円Ck1を「決定円」と呼ぶこととする。 The circle Ck1 is a circle whose center is at the position of the landmark LMk and whose length of the radius R1 is r TDOA (t). Here, the following matters are assumed as the premise of the present invention. The accuracy of the distance determined by the landmark distance determination unit 3 is higher than the accuracy of the position estimated by the autonomous navigation position estimation unit 5 because no error accumulation occurs. The terminal 1 is positioned with sufficient accuracy at any point on the circle Ck1 determined by the landmark distance determination unit 3 determining the distance. In the description of the present invention, the circle Ck1 is particularly referred to as a “determined circle”.

代表位置設定部4は、当該端末1が位置していると判断される決定円Ck1の円周上から、マップ情報を利用して後述のように所定の代表位置を設定する。図4では代表位置の例として、決定円Ck1上の4点P1,P2,P3及びP4が示されている。なお、当該代表位置P1乃至P4は、半径の値rTDOA(t)と共に決定円Ck1が時刻tの経過に伴う端末1の移動に応じて大きさを変えるのに従って、決定円Ck1上に位置しながら移動することとなる。また代表位置はその個数を含めて、マップ情報より定まる。 The representative position setting unit 4 sets a predetermined representative position as described later using map information from the circumference of the determined circle Ck1 where the terminal 1 is determined to be located. In FIG. 4, four points P1, P2, P3 and P4 on the decision circle Ck1 are shown as examples of representative positions. The representative positions P1 to P4 are located on the determined circle Ck1 as the determined circle Ck1 changes in size according to the movement of the terminal 1 as time elapses with the radius value r TDOA (t). Will move. The representative position is determined from the map information including the number of the representative positions.

円Ck10はランドマークLMの位置を中心とし、その半径R2の長さが図示するrLMkとなる円である。ここで長さrLMkはランドマークLMからの測位信号を端末1が受信可能な最大長である。すなわち、円Ck10は図2においてランドマークLM1〜LM8に対して示した円C10〜C80と同様である。よって、円Ck10の外部に存在する場合、端末1はランドマークLM1からの距離rTDOA(t)を決定することができない。 The circle Ck10 is a circle whose center is at the position of the landmark LM k and whose length of the radius R2 is r LMk shown in the drawing. Here, the length r LMk is the maximum length at which the terminal 1 can receive a positioning signal from the landmark LM k . That is, the circle Ck10 is the same as the circles C10 to C80 shown for the landmarks LM1 to LM8 in FIG. Therefore, when it exists outside the circle Ck10, the terminal 1 cannot determine the distance r TDOA (t) from the landmark LM1.

軌跡T3は、自律航法位置推定部6が推定する端末1の位置の軌跡である。また、当該時刻tにおける移動軌跡上の位置すなわち推定位置がP30である。距離dest(t)は、推定位置P30とランドマークLMの位置とをつなぐ線分R3の長さに等しく、自律航法位置推定部6は当該距離を推定距離dest(t)として求める。 The trajectory T3 is a trajectory of the position of the terminal 1 estimated by the autonomous navigation position estimation unit 6. Further, the position on the movement trajectory at the time t, that is, the estimated position is P30. The distance d est (t) is equal to the length of the line segment R3 connecting the estimated position P30 and the position of the landmark LM k , and the autonomous navigation position estimation unit 6 obtains the distance as the estimated distance d est (t).

自律航法位置推定部6の精度がランドマーク距離決定部3と同程度に十分に高ければ、推定位置P30は実際の端末1の位置を十分な精度で表すこととなり、従って、決定円Ck1上に存在することとなる。しかし、自律航法の精度には限度があるため、一般に推定位置P30は決定円Ck1上には存在せず、(a)に示すように決定円Ck1内部にある場合(R3<R1となる)も、(b)に示すように決定円Ck1外部で且つ円Ck10内部にある場合(R1<R3<R2;図4ではこの場合が描かれている)も、また(c)に示すように円Ck10外部にある場合(R3>R2となる)もありうる。なお、(c)の場合はもはや決定円Ck1は求められない。本発明においては、推定位置P30と、決定円Ck1上の代表位置(当該例においてはP1乃至P4)とを用いて、図3のフローに従って端末1の位置として妥当性の高い位置を決定する。   If the accuracy of the autonomous navigation position estimation unit 6 is sufficiently high as much as the landmark distance determination unit 3, the estimated position P30 represents the actual position of the terminal 1 with sufficient accuracy, and therefore, on the determination circle Ck1 Will exist. However, since the accuracy of autonomous navigation is limited, generally the estimated position P30 does not exist on the decision circle Ck1, but is also inside the decision circle Ck1 as shown in (a) (R3 <R1). , (B), when it is outside the decision circle Ck1 and inside the circle Ck10 (R1 <R3 <R2; this case is illustrated in FIG. 4), and also as shown in (c), the circle Ck10 It may be external (R3> R2). In the case of (c), the decision circle Ck1 is no longer obtained. In the present invention, using the estimated position P30 and the representative positions on the determination circle Ck1 (P1 to P4 in this example), a position with high validity is determined as the position of the terminal 1 according to the flow of FIG.

図3にて、フローがステップS0で開始されると、ステップS1ではランドマーク距離決定部3が起動され、いずれかのランドマークLMからの測位信号の受信が開始される。 In FIG. 3, when the flow is started in step S0, the landmark distance determination unit 3 is activated in step S1, and reception of a positioning signal from any of the landmarks LM k is started.

ステップS2では、いずれかのランドマークLMからの測位信号が受信できていて、且つランドマーク距離決定部3が決定する端末1とランドマークLMkとの距離rTDOA(t)が十分に小さいか、すなわちランドマークLMに端末1が十分に近接しているかが判定される。なお、十分に近接しているか否かは、距離rTDOA(t)に所定の閾値を設けることで判定すればよい。 In step S2, whether the positioning signal from any of the landmarks LM k can be received and the distance r TDOA (t) between the terminal 1 and the landmark LMk determined by the landmark distance determining unit 3 is sufficiently small. That is, it is determined whether the terminal 1 is sufficiently close to the landmark LM k . Note that whether or not they are sufficiently close may be determined by providing a predetermined threshold value for the distance r TDOA (t).

ステップS2にて、そもそも測位信号が受信できていない場合を含めて、十分に近接していないと判定されれば、次の時刻ステップにて再度、当該ステップS2が繰り返される。このようにして以降ユーザと共に端末1が移動することで、十分に近接していると判定されるようになるまでステップS2が継続される。   If it is determined in step S2 that the positioning signal cannot be received in the first place, it is determined that the signals are not sufficiently close, and step S2 is repeated again at the next time step. In this way, step S2 is continued until it is determined that the terminal 1 moves with the user and is sufficiently close.

ステップS2にて十分に近接していると判定されれば、ステップS3にて初期位置情報としての当該ランドマークLMの位置情報とマップ情報とを端末1が取得する。なおマップ情報は、インターネット等を経由して図2のマップ情報M1として示したような所定の情報を端末1が取得してマップ情報保持部8に格納され、当該マップ情報上においてランドマークLMの位置情報が与えられる。この際、当該位置情報は、測位信号に含まれるランドマークLMのIDの情報等を参照することで、マップ情報上に与えられる。説明のため、当該ランドマークLMの位置情報を座標で(xk, yk)(ここでランドマーク識別子k=1,2,3、…)とする。 If it is determined to be sufficiently close in Step S2, the position information and the map information of the landmark LM k as an initial position information in step S3 terminal 1 acquires. Note that the map information is stored in the map information holding unit 8 by the terminal 1 acquiring predetermined information as shown as the map information M1 in FIG. 2 via the Internet or the like, and the landmark LM k on the map information. Position information is given. At this time, the position information is given to the map information by referring to the ID information of the landmark LM k included in the positioning signal. For the sake of explanation, the position information of the landmark LM k is represented by coordinates (x k , y k ) (where the landmark identifier k = 1, 2, 3,...).

次にステップS4にて、自律航法位置推定部6が起動され、ステップS3にて取得された位置情報(xk, yk)を初期値として、自律航法による位置の推定が開始される。説明のため、時刻tにおける当該推定位置(図4のP30の位置)を座標で(xest(t), yest(t))とする。また、ステップS3の直後ただちに(ほぼ同時に)、ステップS4が実行されるものとする。すなわち、当該ステップS3及びS4の実行される時刻を初期時刻t=0とすると、
(xest(0), yest(0))=(xk, yk) …[式1]
である。
Next, in step S4, the autonomous navigation position estimation unit 6 is activated, and the position information (x k , y k ) acquired in step S3 is used as an initial value to start position estimation by autonomous navigation. For the sake of explanation, the estimated position at time t (position P30 in FIG. 4) is expressed as coordinates (x est (t), y est (t)). It is assumed that step S4 is executed immediately (substantially simultaneously) immediately after step S3. That is, when the time at which the steps S3 and S4 are executed is the initial time t = 0,
(x est (0), y est (0)) = (x k , y k )… [Formula 1]
It is.

こうして、初期時刻t=0における端末1の位置すなわちランドマークLMの位置を基準として、以降の時刻tにおける自律航法による位置の推定値(xest(t), yest(t))が与えられる。また、当該設定より明らかなように、図4で説明したランドマークLMkからの推定距離dest(t)は次のように与えられる。
dest(t)=sqrt{(xest(t)−xk)2+(yest(t)−yk)2} …[式2](ここでsqrt{}は平方根演算を表す)
In this way, with the position of the terminal 1 at the initial time t = 0, that is, the position of the landmark LM k as a reference, the estimated values (x est (t), y est (t)) of the autonomous navigation at the subsequent time t are given. It is done. Further, as apparent from the setting, the estimated distance d est (t) from the landmark LMk described in FIG. 4 is given as follows.
d est (t) = sqrt {(x est (t) −x k ) 2 + (y est (t) −y k ) 2 } [Expression 2] (where sqrt {} represents a square root operation)

ステップS3及びS4で自律航法位置推定部6が位置推定を開始して以降、不図示のステップでユーザは端末1と共に移動している。ステップS5において、当該ユーザからの端末1の位置取得の指示があるかが判定される。指示がなければ、指示があるまでステップS5が繰り返されることで、端末1は指示を待つ状態となる。   After the autonomous navigation position estimation unit 6 starts position estimation in steps S3 and S4, the user moves with the terminal 1 in steps not shown. In step S5, it is determined whether there is an instruction to acquire the position of the terminal 1 from the user. If there is no instruction, step S5 is repeated until there is an instruction, whereby the terminal 1 enters a state of waiting for the instruction.

位置取得の指示があればステップS6に進み、端末位置補正部7が、当該指示を受けた時点において、ランドマークからの測位信号をランドマーク信号受信部2において受信可能であるかを判定する。なお、当該ランドマークとはステップS2で判定されたのと同一のランドマークLMである。 If there is a position acquisition instruction, the process proceeds to step S6, and the terminal position correction unit 7 determines whether or not the landmark signal receiving unit 2 can receive a positioning signal from the landmark when the instruction is received. Note that the landmark is the same landmark LM k as determined in step S2.

ステップS6において受信可能と判定されればステップS7へ進み、端末位置補正部7は、当該指示を受けた時点tにおける推定位置(xest(t), yest(t))と当該時点tにおける代表位置設定部4が設定した代表位置とに基づいて補正した位置として、当該時点tにおける端末1の位置を求めてユーザに提示する。詳細については後述する。 If it is determined in step S6 that reception is possible, the process proceeds to step S7, where the terminal position correction unit 7 receives the instruction at the time t (x est (t), y est (t)) and the time t. As the position corrected based on the representative position set by the representative position setting unit 4, the position of the terminal 1 at the time t is obtained and presented to the user. Details will be described later.

ステップS6において受信可能ではないと判定されればステップS8へ進み、端末位置補正部7は、当該指示を受けた時点tにおける推定位置(xest(t), yest(t))を端末の位置として決定して、ユーザに提示する。なお、受信可能ではないと判定される場合には、ステップS2で判定されたランドマークLMとは別のランドマークLMl(k≠l)からの測位信号を受信している場合も含む。 If it is determined in step S6 that reception is not possible, the process proceeds to step S8, and the terminal position correction unit 7 determines the estimated position (x est (t), y est (t)) at the time point t when the instruction is received. The position is determined and presented to the user. Incidentally, if it is determined not to be received, also includes if the landmark LM k determined in step S2 that receives positioning signals from another landmark LMl (k ≠ l).

なお、ステップS8へ進む場合はランドマークLM中心の決定円が求められず代表位置が利用できない場合であって、本発明による補正(ステップS7)が適用できないため、推定位置(xest(t), yest(t))のみが利用されている。よって、ステップS8では別実施例として、当該推定位置に代えて、位置取得不能の旨の情報をユーザに提示してもよいし、あるいは当該推定位置の提示に際して、誤差が大きい可能性が高い旨の情報も添えてユーザに提示するようにしてもよい。 Note that when the process proceeds to step S8, the determination circle at the center of the landmark LM k cannot be obtained and the representative position cannot be used, and the correction (step S7) according to the present invention cannot be applied, so the estimated position (x est (t ), y est (t)) only. Therefore, in step S8, as another example, instead of the estimated position, information indicating that the position cannot be obtained may be presented to the user, or there is a high possibility that the error is large when presenting the estimated position. This information may also be provided to the user.

以上、ステップS6からステップS7またはS8のいずれに進んだ場合も、その後にステップS9に進み、端末1はユーザからの位置取得継続の指示があるかを確認する。当該指示がある場合はステップS5へ戻り、その後さらにユーザと共に移動する端末1において各ステップが繰り返される。当該指示がない場合はステップS10でフローは終了する。なおステップS9では継続指示の確認の代わりに、位置取得の終了指示の有無を確認してもよい。   As described above, when the process proceeds from step S6 to either step S7 or S8, the process proceeds to step S9, and the terminal 1 confirms whether there is an instruction to continue position acquisition from the user. If there is such an instruction, the process returns to step S5, and thereafter each step is repeated in the terminal 1 that moves with the user. If there is no such instruction, the flow ends in step S10. In step S9, instead of confirming the continuation instruction, the presence / absence of a position acquisition end instruction may be confirmed.

なお、図3のフローにおける補足事項が次の通りである。すなわち、あるランドマークLMにおいてステップS2で十分に近接したと判定されフローが進められたのち、いずれかのランドマークLM(j=kの場合も含む)の測位信号における半径rTDOA(t)に対してステップS2と同じの、十分に近接する条件が満たされた瞬間に、不図示のフローによってステップS2にジャンプして戻る。そして、当該ランドマークLMに対してステップS3以降からフローが継続されるものとする。 The supplementary items in the flow of FIG. 3 are as follows. That is, after it is determined in step S2 that a certain landmark LM k is sufficiently close and the flow proceeds, the radius r TDOA (t in the positioning signal of any landmark LM j (including the case of j = k) ), At the moment when the same sufficiently close condition as in step S2 is satisfied, the process jumps back to step S2 by a flow (not shown). Then, it is assumed that the flow is continued from step S3 onward for the landmark LM j .

当該ジャンプ処理により、特に、端末1があるランドマークLMの周辺から別のランドマークLMの周辺へと移動した際であっても、推定位置(xest(t), yest(t))が当該別のランドマークLMを基準とする位置にリセットされ、フローが継続されることとなる。また、同じランドマークLMに対する推定位置(xest(t), yest(t))も、ランドマークLMに十分近接した際は、再度初期値にリセットされることで、誤差の累積もリセットされる。 By the jump processing, even when the terminal 1 moves from one landmark LM k to another landmark LM j , the estimated position (x est (t), y est (t) ) Is reset to a position based on the other landmark LM j , and the flow is continued. Further, the estimated position with respect to the same landmarks LM k (x est (t) , y est (t)) also when sufficiently close to the landmark LM k, by being reset back to the initial value, also the accumulation of errors Reset.

また、図3のフローにおけるステップS5(位置取得指示の確認)及びS9(継続指示の確認)は、端末1をユーザが利用する場合の一実施例にすぎない。ステップS5及びS9をスキップして(常に図中Yで示す側へフローを進め)、端末1では端末位置情報を記録又は出力し続けるようにしてもよい。   Further, steps S5 (confirmation of position acquisition instruction) and S9 (confirmation of continuation instruction) in the flow of FIG. 3 are merely an example when the user uses the terminal 1. Steps S5 and S9 may be skipped (the flow is always advanced to the side indicated by Y in the figure), and the terminal 1 may continue to record or output terminal position information.

図5は、本発明における特徴的なステップである図3のステップS7、すなわち端末位置補正部7等による補正等の詳細なフローチャートである。ステップS20でフローが開始されると、ステップS21では端末位置補正部7が、自律航法位置推定部6が前述の[式2]で求める推定距離dest(t)の大きさを調べて、当該大きさに応じて以降の処理を切り替えるための場合分け判定を行う。 FIG. 5 is a detailed flowchart of step S7 in FIG. 3, which is a characteristic step of the present invention, that is, correction by the terminal position correction unit 7 and the like. When the flow is started in step S20, in step S21, the terminal position correction unit 7 checks the magnitude of the estimated distance d est (t) obtained by the autonomous navigation position estimation unit 6 according to the above [Expression 2]. A case-by-case determination for switching the subsequent processing according to the size is performed.

図中にも示す通り、具体的には次の(1)〜(3)へと場合分け判定がなされる。
(1) dest(t)≦rLMk
(2) rLMk<dest(t)≦R
(3) dest(t)>R
ここで、RはランドマークLMからの測位信号の利用可能半径rLMk(図4の半径R2)よりも大きい所定値であり、R≧2rLMkの条件を満たす所定値に予め設定される。なお、当該閾値としての利用可能半径rLMkの値および閾値のとしてのRの値は、マップ情報等と共に本発明で利用する基本データとして、前述のステップS3等で予め端末1が取得しておくものとする。
Specifically, as shown in the figure, the case determination is made to the following (1) to (3).
(1) d est (t) ≦ r LMk
(2) r LMk <d est (t) ≤ R
(3) d est (t)> R
Here, R is a predetermined value larger than the usable radius r LMk (radius R2 in FIG. 4) of the positioning signal from the landmark LM k , and is set in advance to a predetermined value that satisfies the condition of R ≧ 2r LMk . Note that the value of the usable radius r LMk as the threshold and the value of R as the threshold are acquired by the terminal 1 in advance in step S3 and the like as basic data used in the present invention together with the map information and the like. Shall.

図5では(1)〜(3)の各々の場合につき後述の暫定位置が算出され、当該暫定位置に適宜修正が加えられたものが、最終的にステップS22においてユーザに端末1の存在位置として提示すべきものとして決定され、ユーザに提示される。特に、(2)及び(3)の場合は、推定距離dest(t)が、当該図5のフローが実行されるに際して端末1の存在し得る範囲(ランドマークLMの測位信号の利用可能範囲)の外部を示す値となっているので、推定位置に確実に誤差が含まれており、相応の算出処理がなされる。 In FIG. 5, a provisional position to be described later is calculated for each of the cases (1) to (3), and the provisional position appropriately corrected is finally given to the user as the location of the terminal 1 in step S22. It is determined that it should be presented and presented to the user. In particular, in the cases (2) and (3), the estimated distance d est (t) is within a range where the terminal 1 can exist when the flow of FIG. 5 is executed (a positioning signal of the landmark LM k can be used). Since the value indicates the outside of the range), the estimated position surely includes an error, and a corresponding calculation process is performed.

図5を説明するために、まず図6を参照して、代表位置設定部4の設定する代表位置について説明する。図6の(A)は、図4で説明したのと同様に、ランドマークLM(ここではその位置を点で図示)を中心とし、当該時点tにおいて半径rTDOA(t)となる決定円Ck1及びその周辺のエリアを示している。前述の通り、端末1は当該決定円Ck1上のいずれかの位置に存在すると考えられる。 In order to describe FIG. 5, first, a representative position set by the representative position setting unit 4 will be described with reference to FIG. 6. 6A is a decision circle having a radius r TDOA (t) at the time t, centered on the landmark LM k (here, the position is indicated by a point), as described in FIG. Ck1 and the surrounding area are shown. As described above, the terminal 1 is considered to exist at any position on the determined circle Ck1.

(A)を例として、代表位置設定部4による代表位置P1〜P4の設定を説明する。同図の(B)は(A)と同様のエリアを、そのマップ情報を強調して示したものであり、ランドマークLMの周囲にはユーザが通行可能な通路が配置され、当該通路はマップ情報において通路区画W1〜W4に分けられている。各通路区画W1〜W4はその境界に斜線を付して図示するように、ランドマークLM付近に辺として形成される端部を有する矩形状ないし多角形状領域(ただし、ランドマークLM付近に存在するその一部のみが図示されている)として、マップ情報においてその領域情報が与えられている。 Taking (A) as an example, the setting of representative positions P1 to P4 by the representative position setting unit 4 will be described. (B) in the figure shows the same area as (A) with its map information highlighted, and a passage through which the user can pass is arranged around the landmark LM k. The map information is divided into passage sections W1 to W4. Each of the passage sections W1 to W4 has a rectangular or polygonal region having an end formed as a side in the vicinity of the landmark LM k (provided in the vicinity of the landmark LM k) , as shown in FIG. The area information is given in the map information as only a part thereof is shown).

また、各通路区画の交点CR12〜CR14もマップ情報に含まれ、例えば交点CR12は通路区画W1とW2との交点として定義され、位置が与えられている。なお、ランドマークLM周辺の当該4つの交点CR12〜CR14を頂点とする四角形の領域も、通路区画W1〜W4と連結する領域としてユーザが移動可能であるが、内部にランドマークLMを含むという点で、通路区画とは区別された区画領域として、マップ情報に記載されている。 Further, the intersection points CR12 to CR14 of each passage section are also included in the map information. For example, the intersection point CR12 is defined as an intersection point between the passage sections W1 and W2 and given a position. Note that the rectangular area around the four intersections CR12 to CR14 around the landmark LM k is also movable as an area connected to the passage sections W1 to W4, but includes the landmark LM k inside. Therefore, it is described in the map information as a partitioned area distinguished from the passage section.

逆に、(A)でその境界に斜線を付してあるW1〜W4等の通路区画及び区画領域以外の領域は、図2で説明した店舗などであって、壁等で遮られているために通路区画W1〜W4等から端末1のユーザが自由に移動してくることができない領域であり、その旨の情報もマップ情報M1に含まれる。   Conversely, areas other than the passage sections and section areas such as W1 to W4 that are shaded on the boundary in (A) are the stores described in FIG. 2 and are blocked by walls or the like. The area where the user of the terminal 1 cannot freely move from the passage sections W1 to W4 and the like is also included in the map information M1.

(A)に示すように代表位置設定部4は、当該時点tでの決定円Ck1と、当該ランドマークLM周辺の各通路区画W1〜W4との重なり部分として定義される複数の円弧(ここでは例として4個)の中点をそれぞれ代表位置P1〜P4として求める。当該中点は図示するように、円弧上の長さの中点であり、円弧上においてランドマークLMからの角度が真ん中となる中点である。 (A) As shown in the representative position setting unit 4 includes a determination circle Ck1 at the time t, a plurality of arcs defined as overlap between the passage section W1~W4 near the landmark LM k (here In this example, the middle points are obtained as representative positions P1 to P4. As shown in the figure, the midpoint is the midpoint of the length on the arc, and is the midpoint where the angle from the landmark LM k is the center on the arc.

すなわち、マップ情報を参照することで、例えば決定円Ck1と通路区画W1との重なり部分である円弧Q11〜Q12が求められ、当該円弧上の中点として通路区画W1に対応する代表位置P1が求められる。同様にそれぞれ、通路区画W2,W3及びW4と決定円Ck1との重なり部分である円弧Q21〜Q22,Q31〜Q32及びQ41〜Q42が求められ、当該円弧上の中点として通路区画W2,W3及びW4に対応する代表位置P2,P3及びP4が求められる。   That is, by referring to the map information, for example, arcs Q11 to Q12 that are overlapping portions of the decision circle Ck1 and the passage section W1 are obtained, and the representative position P1 corresponding to the passage section W1 is obtained as a midpoint on the arc. It is done. Similarly, arcs Q21 to Q22, Q31 to Q32 and Q41 to Q42, which are overlapping portions of the passage sections W2, W3, and W4 and the determined circle Ck1, are obtained, and the passage sections W2, W3, and Representative positions P2, P3 and P4 corresponding to W4 are obtained.

説明のため、時刻tにおいてランドマークLMの測位信号を受信している際に、決定円Ck1が通路区画Wj(前述の例ではj=1〜4)と重なる部分の円弧の中点として定まる代表位置の座標を、(x[j,k](t), y[j,k](t))とする([定義1])。例えば、図6の代表位置P1の座標は(x[1,k](t), y[1,k](t))となる。 For explanation, when the positioning signal of the landmark LM k is received at time t, the decision circle Ck1 is determined as the midpoint of the arc that overlaps the passage section Wj (j = 1 to 4 in the above example). The coordinates of the representative position are (x [j, k] (t), y [j, k] (t)) ([Definition 1]). For example, the coordinates of the representative position P1 in FIG. 6 are (x [1, k] (t), y [1, k] (t)).

図5に戻り、ステップS21にて(1)の場合、ステップS31に進み、初期時刻以降、すなわち図3のステップS3及びS4以降に端末1が移動してきた通路区画履歴を、端末位置補正部7が取得する。通路区画履歴とは、初期時刻から当該現在時刻までの所定の時刻ステップt=t1, t2, t3,…, ti, ti+1,…,tN(tNは当該現在時刻)の各々における推定位置(xest(ti), yest(ti)) { i=1,2,3,…,N }が、例えば図6の通路区画W1〜W4のうちのいずれに該当するか、すなわちいずれの通路区画に存在していたかを履歴として表現したものである。 Returning to FIG. 5, in the case of (1) in step S <b> 21, the process proceeds to step S <b> 31, and the passage position history that the terminal 1 has moved after the initial time, that is, after steps S <b> 3 and S <b> 4 in FIG. Get. The passage section history is a predetermined time step from the initial time to the current time t = t 1 , t 2 , t 3 , ..., t i , t i + 1 , ..., t N (t N is the current time ) Are estimated positions (x est (t i ), y est (t i )) {i = 1, 2, 3,..., N}, for example, in any of the passage sections W1 to W4 in FIG. It is expressed as history as to whether it corresponds, that is, in which passage section.

ここで、マップ情報を参照することにより、
推定位置(xest(ti), yest(ti)) ∈通路区画Wj (図6の例であればj=1〜4のいずれか)…[式3]
であれば、時刻ステップtiにおいて通路Wjに端末1が存在したものとして通路区画履歴が構成される。
Here, by referring to the map information,
Estimated position (x est (t i ), y est (t i )) ∈ passage section Wj (in the example of FIG. 6, any of j = 1 to 4)... [Formula 3]
If so, the passage section history is configured as if the terminal 1 existed in the passage Wj at the time step t i .

また、いずれの通路区画についても[式3]が成立しない場合がありうる。例えば、精度等の問題で推定位置が通路区画以外の本来移動不可能な位置となってしまった場合等である。このような場合、同様にマップ情報を参照することにより、推定位置に最も近い通路区画に存在したものとして通路区画履歴を構成する。すなわち、推定位置(xest(ti), yest(ti))と各通路区画Wjとの距離Ljを求め、当該距離Ljを最小とするような通路区画Wjに端末1が存在したものとみなして、通路区画履歴を構成する。 In addition, [Equation 3] may not be established for any passage section. For example, this may be the case when the estimated position becomes a position that cannot be originally moved except for the passage section due to problems such as accuracy. In such a case, by referring to the map information in the same manner, the passage section history is configured as being present in the passage section closest to the estimated position. That is, the distance Lj between the estimated position (x est (t i ), y est (t i )) and each passage section Wj is obtained, and the terminal 1 exists in the passage section Wj that minimizes the distance Lj. The passage section history is constructed.

ここで、当該距離Ljは推定位置(xest(ti), yest(ti))より通路Wjの境界上へと至る線分の最小値として求めればよい。あるいはより好ましい別実施例として、当該距離Ljに、推定位置(xest(ti), yest(ti))と当該時刻ステップtiでの通路区画Wj上における代表位置(x[j,k](ti), y[j,k](ti))との距離などを用いてもよい。 Here, the distance Lj may be obtained as the minimum value of the line segment extending from the estimated position (x est (t i ), y est (t i )) to the boundary of the passage Wj. As another example preferable or, on the distance Lj, the estimated position (x est (t i), y est (t i)) and the representative position on the passage section Wj in the time step t i (x [j, k] (t i ), y [j, k] (t i )) or the like may be used.

すなわち、原則として、各時刻ステップtiにおいて、端末1の推定位置(xest(ti), yest(ti))が属する通路区画を、または属する通路がない場合は当該推定位置が最も近い通路区画を、端末が存在していた通路区画Wj(ti)として、通路区画履歴{Wj(ti)|i=1,2,3,…,N}が得られる。なお、ここでは通路区画を特定するインデックスjが各時刻ステップtiに依存するので、Wj(ti)においてj(ti)と表記している。 That is, as a general rule, at each time step t i , the estimated position (x est (t i ), y est (t i )) of the terminal 1 belongs to the passage section to which the estimated position belongs, or if there is no assigned passage, the estimated position is the highest. A nearby passage section is defined as a passage section Wj (t i ) where the terminal was present, and a passage section history {Wj (t i ) | i = 1, 2, 3,..., N} is obtained. Here, since the index j for specifying the passage section depends on each time step t i , it is expressed as j (t i ) in Wj (t i ).

なお、ランドマークLM自体を含む所定区画領域(通路区画とは区別される)内に推定位置が存在する場合も、上記距離Ljによる判定を行って、その周囲の通路区画Wjのいずれかのうちの最も近いものに端末1が存在するものとして、通路履歴を構成する。例えば図6のようにランドマークLMが含まれる所定区画領域(交点CR12〜CR14を頂点とする四角形)内に推定位置があればその周囲の通路区画W1〜W4のうち最も近いものが通路履歴に選ばれる。 Even when the estimated position exists within a predetermined section area (which is distinguished from the passage section) including the landmark LM k itself, any of the surrounding passage sections Wj is determined by performing the determination based on the distance Lj. The passage history is configured on the assumption that the terminal 1 exists in the closest one of them. For example, as shown in FIG. 6, if there is an estimated position in a predetermined section area (a quadrangle having intersections CR12 to CR14 as vertices) including the landmark LM k, the closest one of the surrounding passage sections W1 to W4 is the path history. Chosen.

以上のような通路履歴を構成する処理の例外処理として、次の処理がある。すなわち、決定円Ck1が小さく、対応するランドマークLMの直近の周囲の通路区画の中に1個でも決定円Ck1と重ならない通路区画がある場合は、当該時刻ステップtiにおいては履歴を定義せず、通路区画履歴より当該時刻ステップtiの項を消去する。ここで、直近の周囲の通路区画とは、ランドマークLMが属する所定区画領域に連結される通路区画である。図6の例であれば、四角形CR14〜CR14の所定区画に連結する通路区画W1〜W4が、ランドマークLMの周囲の直近の通路区画である。 As an exception process of the process constituting the passage history as described above, there is the following process. That is, small decision circle Ck1, if there is a corresponding passage section that does not overlap with the determined circle Ck1 even one in the passage section of the immediate surrounding landmarks LM k is defined a history in the time step t i Without deleting the term of the time step t i from the passage section history. Here, the nearest surrounding passage section is a passage section connected to a predetermined section area to which the landmark LM k belongs. In the example of FIG. 6, the passage sections W1 to W4 connected to the predetermined sections of the quadrilateral CR14 to CR14 are the nearest passage sections around the landmark LM j .

例えば、時刻ステップ{t1, t2, t3, t4, t5}でそれぞれ該当通路区画が{W1, W1, (決定円Ck1が小さい), W4, W4}となった場合、時刻ステップt3の部分を消去して、時刻ステップ{t1, t2, t4, t5}で定義された通路区画履歴{W1, W1, W4, W4}を採用する。 For example, if the corresponding passage sections are {W1, W1, (decision circle Ck1 is small), W4, W4} at time steps {t 1 , t 2 , t 3 , t 4 , t 5 }, respectively, the time steps to erase the portion of t 3, the time step {t 1, t 2, t 4, t 5} passage section history defined by adopting {W1, W1, W4, W4 }.

次にステップS32にて端末位置補正部7は、求めた通路区画履歴{Wj(ti)|i=1,2,3,…,N}と当該現在時刻tNでの推定位置とを用いて、当該現在時刻tNにおける端末の暫定位置(xout, yout)を次のように求める。 Next, in step S32, the terminal position correction unit 7 uses the obtained passage section history {Wj (t i ) | i = 1, 2, 3,..., N} and the estimated position at the current time t N. Thus, the provisional position (x out , y out ) of the terminal at the current time t N is obtained as follows.

[式4]および[式5]において、kは当該時点での測位信号を受信しているランドマークLMの識別子であり、x[j(ti), k](tN)等については[定義1]の通りの、当該現在時刻tNにおける決定円と、履歴上に現れる各通路区画Wj(ti)とに対して定まる代表位置である。 In [Expression 4] and [Expression 5], k is an identifier of the landmark LM k that has received the positioning signal at the time, and x [j (ti), k] (t N ) etc. as per the definition 1], a representative position determined relative to the determined circle at the current time t N, the passage sections Wj appearing on history and (t i).

当該[式4]および[式5]による暫定位置はすなわち、当該現在時刻tNにおける決定円上のN個の代表位置(重複して数える場合を含む)と、当該現在時刻tNにおける推定位置(1個)との合計(N+1)個の位置の平均位置である。そして特に、代表位置を用いるのに際して、通路区画の履歴Wj(ti)[i=1,2,…,N]に現れる回数をそのまま重みとして付与して、平均位置を求めている。なお、当該重みの付与の手法は、[式4]および[式5]における手法に限定されず、履歴に現れた回数やその順位等に応じたその他所与の重み付与を採用してもよい。 The provisional position by [Formula 4] and [Formula 5] That is, the N representative position on the determination circle at the current time t N (including the case where counting duplicate), the estimated position at the current time t N It is the average position of the total (N + 1) positions with (1). In particular, when using the representative position, the number of times that appears in the passage section history Wj (t i ) [i = 1, 2,... Note that the method of assigning the weight is not limited to the method in [Expression 4] and [Expression 5], and other given weight assignments according to the number of times of appearing in the history, its rank, and the like may be adopted. .

図7は、上記の[式4]及び[式5]の計算例を説明する図であり、ここではランドマークLMの周囲に通路区画W1〜W4が与えられ、N=3であって時刻ステップは{t1, t2, t3}からなる。図7には各時刻ステップにおける半径rTDOA(ti)の決定円及び矢印で示す推定位置の軌跡が、例(A)及び(B)として示されている。現在時刻がt3である。例(A)は各時刻ステップ{t1, t2, t3}の通路履歴が{W1,W1,W1}の例である。 FIG. 7 is a diagram for explaining calculation examples of the above [Expression 4] and [Expression 5]. Here, passage sections W1 to W4 are provided around the landmark LM k , and N = 3 and time The step consists of {t 1 , t 2 , t 3 }. FIG. 7 shows the determination circle of the radius r TDOA (t i ) at each time step and the locus of the estimated position indicated by the arrows as examples (A) and (B). The current time is t 3. Example (A) is an example in which the passage history of each time step {t 1 , t 2 , t 3 } is {W1, W1, W1}.

よって(A)では、例えば式[4]は次のようになる。
xout={xest(t3)+3x[1,k](t3)}/4
すなわち、3回現れたW1の代表位置が3回加算され、1個の推定位置と3個の代表位置との計4個の平均位置(x座標)が求められる。また例(B)は、各時刻ステップ{t1, t2, t3}の通路履歴が{W1,W4,W4}の例である。よって(B)では、例えば式[4]は次のようになる。
xout={xest(t3)+x[1,k](t3)+2x[4,k](t3)}/4
すなわち、1回現れたW1の代表位置が1回加算され、2回現れたW4の代表位置が2回加算され、同じく、1個の推定位置と3個の代表位置との計4個の平均位置(x座標)が求められる。
Therefore, in (A), for example, Equation [4] is as follows.
x out = {x est (t 3 ) + 3x [1, k] (t 3 )} / 4
That is, the representative position of W1 that appears three times is added three times, and a total of four average positions (x coordinates) of one estimated position and three representative positions are obtained. In addition, the example (B) is an example in which the passage history of each time step {t 1 , t 2 , t 3 } is {W1, W4, W4}. Therefore, in (B), for example, Equation [4] is as follows.
x out = {x est (t 3 ) + x [1, k] (t 3 ) + 2x [4, k] (t 3 )} / 4
That is, the representative position of W1 that appears once is added once, the representative position of W4 that appears twice is added twice, and the average of four estimated positions and three representative positions in total The position (x coordinate) is determined.

図5に戻り、ステップS33では、ステップS32で求めた暫定位置(xout, yout)が、マップ情報上において通行可能な位置、すなわち通路区画又はランドマーク直近の所定区画領域のいずれかの箇所に存在しているか否かを、端末位置補正部7が確認する。当該暫定位置が通行可能な位置に存在していれば、ステップS22へ進んで端末位置補正部7は、当該暫定位置を最終的にユーザに提示すべき位置とする。 Returning to FIG. 5, in step S33, the provisional position (x out , y out ) obtained in step S32 is a position on the map information that can be reached, that is, any part of the predetermined section area closest to the passage section or landmark. The terminal position correction unit 7 confirms whether or not the terminal exists. If the temporary position exists at a passable position, the process proceeds to step S22, and the terminal position correction unit 7 finally sets the temporary position to be presented to the user.

当該暫定位置が通行可能な位置に存在していなければ、修正を加えるべくステップS34及びステップS35へ進む。ステップS34にて端末位置補正部7は、当該暫定位置(xout, yout)と、当該現在時刻tNにおける各代表位置との距離を計算して、その距離の大きさの順にソートする。ステップS35にて端末位置補正部7はさらに、当該ソートされた距離が小さい側の上位2つの通路区画Wi(距離が最小の通路)及び通路区画Wj(距離が最小から2番目の通路)を選び、当該上位2つの通路区画の交点(xcross,ij ycross,ij)の値により、前記暫定位置(xout, yout)の値を上書きして修正する。そして、当該修正された暫定位置がステップS22においてユーザに提示すべき位置として決定される。 If the temporary position does not exist at the passable position, the process proceeds to step S34 and step S35 to make correction. Terminal position correcting unit 7 in step S34 is the temporary position (x out, y out) and the distance between the representative position in the present time t N is calculated and sorted in the order of magnitude of the distance. In step S35, the terminal position correcting unit 7 further selects the upper two passage sections Wi (path having the smallest distance) and passage section Wj (second passage from the smallest distance) on the side where the sorted distance is smaller. Then, the value of the provisional position (x out , y out ) is overwritten and corrected by the value of the intersection (x cross, ij y cross, ij ) of the upper two passage sections. Then, the corrected provisional position is determined as a position to be presented to the user in step S22.

図8は、当該ステップS34及びS35の処理を、図6のエリアを例に説明する例である。図8では図6に描かれていない点として、修正すべき対象となった暫定位置(xout, yout)が点E1として×で示されている。斜線付与により図示する通り、点E1は端末1が存在し得ない位置にある。 FIG. 8 is an example for explaining the processing of steps S34 and S35 taking the area of FIG. 6 as an example. In FIG. 8, as a point not drawn in FIG. 6, the provisional position (x out , y out ) to be corrected is indicated by × as a point E1. As illustrated by the hatching, the point E1 is at a position where the terminal 1 cannot exist.

一般に点Xと点Yとの距離をdist(X,Y)と表記することにする([定義2])と、図8の例ではステップS34において、各代表位置P1〜P4との距離が計算され、以下のようにソートされる。
dist(E1,P2)<dist(E1,P1)<dist(E1,P3)<dist(E1,P4)
In general, when the distance between the point X and the point Y is expressed as dist (X, Y) ([Definition 2]), in the example of FIG. 8, the distances from the representative positions P1 to P4 are calculated in step S34. And sorted as follows:
dist (E1, P2) <dist (E1, P1) <dist (E1, P3) <dist (E1, P4)

上記ソート結果より、上位2つの通路は1位の代表位置P2に対応する通路区画W2及び2位の代表位置P1に対応する通路区画W1である。よって、ステップS35において通路区画W2及びW1の交点である点CR12が、暫定位置を修正すべき位置として決定される。すなわち、暫定位置(xout, yout)は点E1から点CR12へと修正される。 From the sorting result, the upper two passages are a passage section W2 corresponding to the first representative position P2 and a passage section W1 corresponding to the second representative position P1. Therefore, in step S35, the point CR12 that is the intersection of the passage sections W2 and W1 is determined as the position where the provisional position is to be corrected. That is, the provisional position (x out , y out ) is corrected from the point E1 to the point CR12.

以上の説明よりも明らかなように、図5における場合(1)は推定距離dest(t)自体が小さく、実際の位置に関しても同様に、端末1はランドマークLMの近辺にあっていずれかの通路区画W1〜W4に少し入っている、あるいは端末1がいずれかの通路区画W1〜W4に少し入ってからまた別の通路区画へと入っているような場合等に該当し、本発明により妥当な位置が得られる。またステップS33の判定により、仮に移動不可能な場所が暫定位置として求まってしまったとしても、妥当な位置として直近の2つの通路区画の交点へと、暫定位置を修正することができる。 As is clear from the above description, in the case (1) in FIG. 5, the estimated distance d est (t) itself is small, and the terminal 1 is in the vicinity of the landmark LM k in the same way with respect to the actual position. The present invention corresponds to a case where the passage section W1 to W4 is slightly entered, or the terminal 1 enters the passage section W1 to W4 and then enters another passage section. Gives a reasonable position. Further, even if a place where movement is impossible is determined as a temporary position by the determination in step S33, the temporary position can be corrected to the intersection of the two nearest passage sections as a reasonable position.

すなわち、場合(1)は場合(2)及び(3)と比較すると推定距離dest(t)自体が小さいため、推定位置(xest(t), yest(t))の誤差も小さいと考えられる。本発明においてはその誤差を、マップ情報のために端末1の移動可能な箇所に制限が課せられることが反映された通路区画履歴を用いて、ある程度低減ないし調整させることで、妥当な位置を得る。 That is, in case (1), the estimated distance d est (t) itself is small compared to cases (2) and (3), so the error in the estimated position (x est (t), y est (t)) is also small. Conceivable. In the present invention, an appropriate position is obtained by reducing or adjusting the error to some extent by using a passage section history reflecting that a restriction is imposed on a movable portion of the terminal 1 for map information. .

なお、後述する場合(2)及び(3)は、推定距離dest(t)が端末1の実際の位置から算出され得る範囲を超えてしまっている場合であり、場合(1)よりも誤差の累積の影響が大きくなっている。よって場合(2)及び(3)では、通路区画履歴で定まる妥当な通路区画の情報をより重視することで、妥当な位置を得る。 Note that cases (2) and (3) described below are cases where the estimated distance d est (t) exceeds the range that can be calculated from the actual position of the terminal 1, and is more error than case (1). The cumulative effect of is increasing. Therefore, in cases (2) and (3), an appropriate position is obtained by placing more emphasis on the information of an appropriate passage section determined by the passage section history.

なおまた、上記場合(1)の考察より明らかなように、通路区画履歴{Wj(ti)|i=1,2,3,…,N}は当該暫定位置(xout, yout)を求める時刻tNの直近の所定数のみを用いて、[式4]及び[式5]を適用するようにしてもよい。当該適用と同様の効果は、履歴において現在時刻tNに近い側ほどその代表位置に大きな重みを付与することによっても得られる。 In addition, as is clear from the consideration in the above case (1), the passage section history {Wj (t i ) | i = 1, 2, 3,..., N} represents the temporary position (x out , y out ). using only latest predetermined number of time t N to determine, it may be applied to expression 4] and [formula 5]. The same effect as the application can also be obtained by applying a larger weight to the representative position as the side closer to the current time t N in the history.

例えば、図7のような例においてN=6であって時刻ステップ{t1, t2, t3, t4, t5, t6}に対して通路区画履歴が{W1,W1,W1,W1,W4,W4}であるような場合、端末1はW1からW4へと移ってきており、当該時刻t6における実際の位置はW4上である可能性が高い。よって、直近の3つの時刻ステップ{ t4, t5, t6}のみに限定した通路区画履歴{W1,W4,W4}で暫定位置(xout, yout)を求めるようにしてもよい。 For example, in the example as shown in FIG. 7, N = 6 and the passage section history is {W1, W1, W1, for the time steps {t 1 , t 2 , t 3 , t 4 , t 5 , t 6 }. W1, W4, W4} if it like, the terminal 1 has been moved to W4 from W1, the actual position at the time t 6 is likely to be on W4. Thus, the last three time steps {t 4, t 5, t 6} passage sections histories limited to {W1, W4, W4} provisional position (x out, y out) may be obtained.

なお具体的には、[式4]及び[式5]において右辺の和をi=1〜Nで求める代わりに、i=M〜N(1<M<N)で求めて、右辺の分母(N+1)を(N−M+2)へと変更することで、直近の時刻ステップ{tM, tM+1, …, tN}における通路区画履歴で暫定位置を求めることができる。 Specifically, in [Expression 4] and [Expression 5], instead of obtaining the sum of the right side by i = 1 to N, it is obtained by i = M to N (1 <M <N), and the right side denominator ( By changing (N + 1) to (N−M + 2), the temporary position can be obtained from the passage section history at the most recent time steps {t M , t M + 1 ,..., T N }.

図5のステップS21の説明に戻り、ステップS21にて(2)の場合判定がなされると、ステップS41へ進み、端末位置補正部7は当該現在時刻tにおける推定位置(xest(t), yest(t))と、当該現在時刻tにおける各代表位置との距離を計算して、各距離をソートする。 Returning to the description of step S21 in FIG. 5, when the determination in the case (2) is made in step S21, the process proceeds to step S41, where the terminal position correcting unit 7 determines the estimated position (x est (t), The distance between y est (t)) and each representative position at the current time t is calculated, and the distances are sorted.

ステップS42にて端末位置補正部7は、ステップS41でソートされた距離が小さい側の代表位置により大きな重みを付与して、当該現在時刻tにおける半径rTDOA(t)の決定円上から所定の位置を選んで、暫定位置となす。すなわち当該暫定位置は、決定円上の点であって、ソートした距離の小さい方の代表位置により近くなるような所定の方式で定められた位置となる。 In step S42, the terminal position correction unit 7 assigns a larger weight to the representative position on the side with the smaller distance sorted in step S41, and determines a predetermined radius from the determined circle of the radius r TDOA (t) at the current time t. Select a position and make it a provisional position. That is, the provisional position is a point on the decision circle and is a position determined by a predetermined method so as to be closer to the representative position with the smaller sorted distance.

図9を用いてステップS41及びS42の実施例を説明する。図9では、ランドマークLMを中心とし当該時刻tの半径rTDOA(t)の決定円Ck1上に、通路区画W1〜W4(その一部のみを描く)上の円弧の中点として代表位置P1〜P4が与えられている。点E2は推定位置(xest(t), yest(t))の点である。ここで、前記の[定義2]の記号を用いると、ステップS41におけるソート結果は次の通りである。
dist(E2,P1)<dist(E2,P2)<dist(E2,P4)<dist(E2,P3)
An embodiment of steps S41 and S42 will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the representative position as the midpoint of the arc on the passage sections W1 to W4 (only a part thereof is drawn) on the determination circle Ck1 of the radius r TDOA (t) around the landmark LM k . P1 to P4 are given. A point E2 is a point at an estimated position (x est (t), y est (t)). Here, when the symbol of [Definition 2] is used, the sorting result in step S41 is as follows.
dist (E2, P1) <dist (E2, P2) <dist (E2, P4) <dist (E2, P3)

ステップS42の一実施例ではまず、当該距離を最小とする代表位置P1及び当該距離が2番目に小さい代表位置P2を両端となす円弧(P1〜P2)において、円弧上の中点P12が求められる。また、当該距離を最小とする代表位置P1及び当該距離が3番目に小さい代表位置P4を両端となす円弧(P1〜P4)において、円弧上の中点P14が求められる。そして、暫定位置として、当該中点P12及びP14を両端となす円弧(P12〜P14)の円弧上の中点P124が設定される。   In one embodiment of step S42, first, the midpoint P12 on the arc is obtained in the arc (P1 to P2) having the representative position P1 that minimizes the distance and the representative position P2 that has the second smallest distance as both ends. . Further, in the arc (P1 to P4) having the representative position P1 that minimizes the distance and the representative position P4 having the third smallest distance as both ends, a midpoint P14 on the arc is obtained. Then, as a temporary position, a midpoint P124 on an arc of arcs (P12 to P14) having the midpoints P12 and P14 as both ends is set.

すなわち、決定円上での点Pの所定位置からの角度をθ(P)と表記すると、P124は、角度が{2θ(P1)+θ(P2)+θ(P4)}/4となる点である。当該実施例の他にも、ソートした距離に応じて所定の重みづけを付与して暫定位置を求めることができる。   That is, when an angle from a predetermined position of the point P on the decision circle is expressed as θ (P), P124 is a point where the angle is {2θ (P1) + θ (P2) + θ (P4)} / 4. . In addition to the embodiment, a provisional position can be obtained by applying a predetermined weight according to the sorted distance.

ステップS43にて端末位置補正部7は、ステップS42で設定された暫定位置が通行可能位置に存在するかをマップ情報M1より確認し、存在していればステップS22へ進み当該暫定位置がそのままユーザに提示すべき位置として設定される。存在していなければ当該ステップS43にて端末位置補正部7は暫定位置に修正を加え、修正された暫定位置がステップS22におけるユーザ提示位置とされる。   In step S43, the terminal position correction unit 7 confirms from the map information M1 whether or not the provisional position set in step S42 exists at the passable position. If it exists, the process proceeds to step S22 and the provisional position is directly used by the user. Is set as the position to be presented. If it does not exist, the terminal position correcting unit 7 corrects the temporary position in step S43, and the corrected temporary position is set as the user presentation position in step S22.

当該ステップS43における修正は、ステップS34及びS35と同様の手法を利用してもよいし、図10に示すように、ステップS42で得た暫定位置から決定円Ck1の円周上において最も近い通路区画を横切る箇所へと修正してもよい。図10では、通行不可能な位置に存在した修正前の暫定位置が、最も近い通路区画W1を横切る箇所へと修正されている。   The correction in step S43 may use the same method as in steps S34 and S35. As shown in FIG. 10, the closest passage section on the circumference of the decision circle Ck1 from the provisional position obtained in step S42. You may modify it to a location that crosses. In FIG. 10, the provisional position before the correction that existed at the inaccessible position is corrected to a location that crosses the closest passage section W1.

以上のように場合(2)においては、端末1の実際の位置は場合(1)の想定と概ね同様又であるが、推定位置の誤差が場合(1)よりも大きいため、決定円上の通路区画の情報をより積極的に利用することで妥当な位置を決定する。   As described above, in the case (2), the actual position of the terminal 1 is almost the same as the assumption in the case (1), but the error in the estimated position is larger than the case (1). A reasonable position is determined by using the information of the passage section more actively.

図5のステップS21の説明に戻り、ステップS21にて(3)の場合判定がなされると、ステップS51へ進み、端末位置補正部7はまず、当該現在時点における端末1の存在する通路区画(Wjとする)を推定して取得する。当該取得は、ステップS31で説明した通路区画履歴を取得する手法と同様にすればよい。ただしこの際、履歴としてではなく当該現在時刻tにおいて該当する通路区画のみを取得すればよい。   Returning to the explanation of step S21 in FIG. 5, when the determination in the case of (3) is made in step S21, the process proceeds to step S51. Wj) is estimated and acquired. The acquisition may be performed in the same manner as the method of acquiring the passage section history described in step S31. However, at this time, it is only necessary to acquire only the corresponding passage section at the current time t, not as a history.

ステップS52で端末位置補正部7は、当該推定された通路区画Wjと当該時点での決定円との重なり部分の円弧上にある任意の点(xrandom, yrandom)を、暫定位置として決定し、ステップS22にて当該暫定位置がユーザに提示すべき位置として決定される。別実施例では任意の点の代わりに、同円弧上の代表点(x[j,k](t), y[j,k](t))を暫定位置及びユーザに提示する位置としてもよい。 In step S52, the terminal position correcting unit 7 determines an arbitrary point (x random , y random ) on the arc of the overlapping portion of the estimated passage section Wj and the determined circle at the time as a provisional position. In step S22, the provisional position is determined as a position to be presented to the user. In another embodiment, a representative point (x [j, k] (t), y [j, k] (t)) on the same arc may be used as a temporary position and a position to be presented to the user instead of an arbitrary point. .

このように(3)の場合は(2)の場合よりもさらに誤差が大きいため、(2)の場合よりもさらに通路区画の情報に重点を置いて、妥当な位置を決定する。(3)の場合は、端末1の実際の位置も(1)や(2)で想定される位置よりもさらにランドマークLMから離れて、いずれかの通路区画Wjにある程度入り込んでいる可能性が高い。推定位置はランドマークLMkからの方向に関する情報はある程度残していると考えられるので、最も妥当な所属通路区画を求めることで妥当な位置とする。 As described above, since the error in (3) is larger than that in (2), an appropriate position is determined with more emphasis on information on the passage section than in (2). In the case of (3), there is a possibility that the actual position of the terminal 1 is further away from the landmark LM k than the position assumed in (1) and (2) and enters some of the passage sections Wj to some extent. Is expensive. Since the estimated position is considered to retain some information regarding the direction from the landmark LMk, the estimated position is determined to be an appropriate position by obtaining the most appropriate belonging passage section.

なお、(2)及び(3)の場合には、図1に示すように、得られた結果を端末位置補正部7ではなく、代表位置設定部4から出力するようにしてもよい。   In the cases (2) and (3), the obtained result may be output from the representative position setting unit 4 instead of the terminal position correction unit 7 as shown in FIG.

以上のように、本発明では各ランドマークLMがその周囲に通路区画の端部を配することで通路区画によって囲まれ、端末1及びユーザが通行可能な領域のコーナー部に予め配置されていることで端末1の位置の取得が可能となる。すなわち、各ランドマークLMは端末1が移動可能な所定区画領域の内部にあり、該所定区画領域を囲むように通路区画が連結することで、ランドマークLMの周辺に端末1が移動可能な領域とそうでない領域とが形成されることで、決定円上から代表位置の設定が可能となり、本発明が適用可能となる。 As described above, in the present invention, each landmark LM k is surrounded by the passage section by arranging the end of the passage section around the landmark LM k, and is arranged in advance in the corner portion of the area where the terminal 1 and the user can pass. The position of the terminal 1 can be acquired. That is, each landmark LM k is inside a predetermined partition area where the terminal 1 can move, and the terminal 1 can move around the landmark LM k by connecting the passage sections so as to surround the predetermined partition area. By forming a region that is not and a region that is not, a representative position can be set from the determined circle, and the present invention can be applied.

当該配置の一例は図6にて示した。その他の例を図11の(A)〜(C)に示す。ここでは、通行可能でない領域の境界部に斜線を付している。(A)では通路区画WA1及びWA2がランドマークLMの周囲に端部a1及びa2を配して配置されている。(B)では通路区画WB1〜WB3がランドマークLMの周辺に端部b1〜b3を配して配置されている。(C)では通路区画WC1〜WC3がランドマークLMの周辺に端部c1〜c3を配して配置されている(c3は逆L字型の端部となっている)。 An example of the arrangement is shown in FIG. Other examples are shown in FIGS. Here, the boundary of the non-passable area is hatched. (A) In the passage section WA1 and WA2 is arranged by disposing the ends a1 and a2 around the landmarks LM k. (B) the passage section WB1~WB3 is arranged by arranging the end b1~b3 around the landmark LM k. (C) the passage section WC1~WC3 is being arranged by disposing end c1~c3 around the landmark LM k (is c3 are opposite L-shaped end portion).

図11の例に示すように、通路区画のランドマークLMの周辺への配置は任意個数及び任意角度をもって配置してよい。また、通路区画の形状は典型的には矩形ないし多角形であるが、決定円上において代表位置が定義できれば、曲線状などを含む任意の形状であってよい。また、当該形状は、現実の通路等と店舗等との境界に概ね一致していればよい。 As shown in the example of FIG. 11, the passages may be arranged with an arbitrary number and an arbitrary angle around the landmark LM k . The shape of the passage section is typically rectangular or polygonal, but may be any shape including a curved shape as long as the representative position can be defined on the decision circle. Moreover, the said shape should just correspond with the boundary of an actual passage etc. and a store etc. substantially.

1…端末、2…ランドマーク信号受信部、3…ランドマーク距離決定部、4…代表位置設定部、5…センサ部、6…自律航法位置推定部、7…端末位置補正部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Terminal, 2 ... Landmark signal receiving part, 3 ... Landmark distance determination part, 4 ... Representative position setting part, 5 ... Sensor part, 6 ... Autonomous navigation position estimation part, 7 ... Terminal position correction part

Claims (9)

自身の位置を取得するナビゲーション端末であって、
所定位置に配置されたランドマークからの測位信号を受信して該ランドマークと前記ナビゲーション端末との距離を決定するランドマーク距離決定部と、
前記ランドマークの位置情報と、前記ランドマークの周辺における、前記ナビゲーション端末が移動可能な通路区画の情報とを含んだマップ情報を保持するマップ情報保持部と、
センサ部と、
前記センサ部からの出力に自律航法を適用して前記ナビゲーション端末の推定位置を求める自律航法位置推定部と、
前記マップ情報を参照して、前記ランドマークを中心として前記決定された距離に等しい半径の円と前記通路区画との重なり部分として得られる円弧の各々から、前記ナビゲーション端末の代表位置を設定する代表位置設定部と、
前記推定位置及び前記代表位置の各々並びに当該推定位置と代表位置の各々との距離に基づいて前記ナビゲーション端末の位置を取得する端末位置補正部とを備えることを特徴とするナビゲーション端末。
A navigation terminal that acquires its own position,
A landmark distance determining unit that receives a positioning signal from a landmark arranged at a predetermined position and determines a distance between the landmark and the navigation terminal;
A map information holding unit for holding map information including positional information of the landmarks and information of passage sections around the landmarks to which the navigation terminal can move;
A sensor unit;
An autonomous navigation position estimation unit for obtaining an estimated position of the navigation terminal by applying autonomous navigation to an output from the sensor unit;
A representative that sets a representative position of the navigation terminal from each of arcs obtained as overlapping portions of a circle having a radius equal to the determined distance around the landmark and the passage section with reference to the map information A position setting unit;
A navigation terminal comprising: a terminal position correction unit that acquires a position of the navigation terminal based on each of the estimated position and the representative position, and a distance between the estimated position and each representative position.
前記自律航法位置推定部は、前記測位信号より決定される距離が所定条件を満たして小さくなった時点において、前記マップ情報より得られる前記ランドマークの位置を初期位置に設定して、前記自律航法の適用を開始することを特徴とする請求項1に記載のナビゲーション端末。   The autonomous navigation position estimation unit sets the position of the landmark obtained from the map information as an initial position when the distance determined from the positioning signal satisfies a predetermined condition and becomes small, and the autonomous navigation The navigation terminal according to claim 1, wherein application of is started. 前記端末位置補正部は、前記推定位置の履歴と前記マップ情報における各通路区画の場所の情報とにより、前記ナビゲーション端末が位置したと推定される通路区画の履歴を取得し、
前記ナビゲーション端末の位置を取得するに際して、当該取得する時点における前記代表位置のうち、前記通路区画の履歴に現れた通路区画に対応する代表位置と、当該取得する時点における前記推定位置との平均位置を前記ナビゲーション端末の位置として取得し、
当該平均位置を求めるに際して、当該代表位置の各々に対して当該通路区画の履歴に現れた回数に応じた所与の重みを付与することを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のナビゲーション端末。
The terminal position correction unit acquires the history of the passage section where the navigation terminal is estimated to be located, based on the history of the estimated position and the location information of each passage section in the map information.
When acquiring the position of the navigation terminal, among the representative positions at the time of acquisition, the average position of the representative position corresponding to the passage section appearing in the history of the passage section and the estimated position at the time of acquisition As the position of the navigation terminal,
The given weight according to the number of times of appearing in the history of the passage section is given to each of the representative positions when obtaining the average position. Navigation terminal.
前記端末位置補正部は、前記推定位置の前記ランドマークからの距離が小さい側の第一の閾値内に収まる場合に、前記平均位置を前記ナビゲーション端末の位置として取得し、収まらない場合には、当該取得する時点における前記推定位置と前記代表位置の各々との距離を算出し、前記円の円周上より、当該算出された距離がより小さい代表位置により近くなるような所与の重み付けによって、前記ナビゲーション端末の位置を取得することを特徴とする請求項3に記載のナビゲーション端末。   The terminal position correction unit obtains the average position as the position of the navigation terminal when the estimated position falls within a first threshold on the side where the distance from the landmark is small, and if not, By calculating the distance between each of the estimated position and the representative position at the time of acquisition, and given weighting such that the calculated distance is closer to the smaller representative position on the circumference of the circle, The navigation terminal according to claim 3, wherein a position of the navigation terminal is acquired. 前記端末位置補正部は、前記推定位置の前記ランドマークからの距離が前記第一の閾値よりも大きい第二の閾値内に収まる場合に前記重み付けによって前記ナビゲーション端末の位置を取得し、収まらない場合には、当該取得する時点における前記推定位置と前記代表位置の各々との距離を算出し、前記円と、当該算出された距離が最小となる代表位置に対応する通路区画との重なり部分として得られる円弧上の位置からランダムに選出した位置を、前記ナビゲーション端末の位置として取得することを特徴とする請求項4に記載のナビゲーション端末。   The terminal position correction unit obtains the position of the navigation terminal by the weighting when the distance from the landmark of the estimated position is within a second threshold value that is larger than the first threshold value, and does not fit Calculating the distance between the estimated position and each representative position at the time of acquisition, and obtaining the overlapping portion of the circle and the passage section corresponding to the representative position where the calculated distance is minimum. The navigation terminal according to claim 4, wherein a position selected at random from positions on the arc to be obtained is acquired as the position of the navigation terminal. 前記端末位置補正部は、当該取得する時点において前記ランドマークからの測位信号が受信できない場合には、前記推定位置及び前記代表位置の各々並びに当該推定位置と代表位置の各々との距離に基づいて前記ナビゲーション端末の位置を取得するのに代えて、当該取得する時点における前記推定位置を前記ナビゲーション端末の位置として取得することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のナビゲーション端末。   When the terminal position correction unit cannot receive a positioning signal from the landmark at the time of acquisition, the terminal position correction unit is based on each of the estimated position and the representative position and the distance between the estimated position and each representative position. 6. The navigation terminal according to claim 1, wherein instead of acquiring the position of the navigation terminal, the estimated position at the time of acquisition is acquired as the position of the navigation terminal. 端末の位置の取得方法であって、
所定位置に配置されたランドマークが送信する測位信号を受信して、該ランドマークと前記端末との距離を決定するステップと、
前記ランドマークの位置情報と、前記ランドマークの周辺における、前記端末が移動可能な通路区画の情報とを含んだマップ情報を取得するステップと、
前記端末が備えるセンサからの出力に自律航法を適用して、前記端末の推定位置を求めるステップと、
前記マップ情報を参照して、前記ランドマークを中心として前記決定された距離に等しい半径の円と前記通路区画との重なり部分として得られる円弧の各々から、前記端末の代表位置を設定するステップと、
前記推定位置及び前記代表位置の各々並びに当該推定位置と代表位置の各々との距離に基づいて前記端末の位置を取得するステップとを備えることを特徴とする端末の位置の取得方法。
A method for obtaining the location of a terminal,
Receiving a positioning signal transmitted by a landmark placed at a predetermined position, and determining a distance between the landmark and the terminal;
Obtaining map information including position information of the landmark and information of a passage section where the terminal can move around the landmark;
Applying autonomous navigation to the output from the sensor provided in the terminal to obtain the estimated position of the terminal;
Referring to the map information, setting a representative position of the terminal from each of arcs obtained as overlapping portions of a circle having a radius equal to the determined distance with the landmark as a center and the passage section; and ,
A terminal position acquisition method comprising: acquiring the terminal position based on each of the estimated position and the representative position, and a distance between the estimated position and each representative position.
前記ランドマークの各々が、前記端末が2つ以上のランドマークから同時に測位信号を受信することがないように、各々離れて所定位置に配置されることを特徴とする請求項7に記載の端末の位置の取得方法。   8. The terminal according to claim 7, wherein each of the landmarks is arranged at a predetermined position apart from each other so that the terminal does not receive positioning signals from two or more landmarks simultaneously. How to get the position of 前記ランドマークは前記端末が移動可能な所定区画領域の内部に配置され、該所定区画領域に通路区画が連結することで、前記ランドマークの周辺に前記端末が移動可能な領域と移動可能ではない領域とが形成されていることを特徴とする請求項7または8に記載の端末の位置の取得方法。   The landmark is disposed inside a predetermined partition area where the terminal is movable, and a passage section is connected to the predetermined partition area, so that the terminal is not movable with an area where the terminal can move around the landmark. 9. The method according to claim 7 or 8, wherein a region is formed.
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