CN1865855A - 位置推断装置以及位置推断方法 - Google Patents

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Abstract

位置推断装置具备信息取得单元、信息存储单元、计算处理单元。信息取得单元具备从信息中取得移动体的位置信息的位置信息取得单元；取得误差信息的误差信息取得单元。信息存储单元在其每一测定时刻存储从信息取得单元发送的位置信息和误差信息。计算处理单元根据来自信息取得单元的位置信息和误差信息进行位置推断。推断移动体的每单位时间的移动区域的第1步骤、推断移动体当前的所在区域的第2步骤、推断移动体当前的位置的第3步骤用位置推断装置的计算处理单元顺序地进行从而推断移动体的位置。由此，能够提供一边有效利用信息，一边不使用其他设备信息，和实际的状态的一致性高的位置推断部件。

Description

位置推断装置以及位置推断方法
技术领域
本发明涉及位置推断装置以及位置推断方法。
背景技术
近年，为了确定车辆和携带有手机的用户等的移动体的所在位置，使用从GPS(Global Positioning System)卫星等发送来的测位用信息进行移动体所在位置的确定的方法得到广泛应用。这种情况下的测位用信息是在不连续的时刻的位置信息，该位置信息包含某种程度的范围的误差。因此，提出了提高和实际状态的一致性的尝试。例如，提出了在已测定的测位用信息内，一边废弃精度差的信息，一边推断移动体的位置的方法(参照特开2002-341010号公报以及特开2002-341011号公报)。或者，还提出了使用如加速度传感器信息那样的其他设备信息来提高和实际的状态的一致性的方法(参照特开2003-90872号公报)。
但是，存在在废弃上述那样精度差的信息的方法的情况下，从信息的有效利用的观点出发效率差，在使用如加速度传感器信息那样的其他设备信息的方法中，设备成本增加的问题。
发明内容
本发明就是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种在有效利用信息的同时，不使用其他的设备信息，和实际的状态的一致性高的位置推断部件。
本发明的位置推断装置具备：信息取得部件，取得当前以及在过去的多个时刻测定的移动体的位置信息和误差信息；计算处理部件，计算处理上述信息取得部件取得的位置信息和误差信息；上述计算处理部件执行：根据上述信息取得部件取得的过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体的每单位时间的移动区域的第1步骤；根据上述移动体的每单位时间的移动区域，和上述信息取得部件取得的在过去的时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体的当前的所在位置的第2步骤；根据上述移动体当前的所在区域，和上述信息取得部件取得的在当前的时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体的当前的位置的第3步骤。
如果采用该构成，则计算处理部件根据信息取得部件取得的在过去的多个时刻所测定的位置信息和误差信息，推断移动体在每单位时间的移动区域，根据该移动区域和在过去的时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断移动体在当前的所在位置。而后计算处理部件因为根据推断出的移动体的当前的所在区域、当前所测定的位置信息和误差信息，推断移动体当前的位置，所以能够一边有效利用信息，一边不使用其他的设备信息进行和实际的状态的一致性高的位置推断。
这种情况下，计算处理部件适合于，在第1步骤中，在所推断的移动区域的面积小于等于一定值之前，根据信息取得部件取得的在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息进行移动区域的推断。
如果采用该构成，则计算处理部件在所推断的移动区域的面积小于等于一定值之前，因为根据在过去的多个时刻所测定的位置信息和误差信息来进行移动区域的推断，所以所推断的移动体的移动区域的面积小于等于一定值，能够进行更高精度的位置推断。
另外，计算处理部件适合于，在第1步骤中，在所推断的移动区域上付与基于误差信息的点值，在点值大于等于一定值之前，根据信息取得部件取得的在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息进行移动区域的推断。
如果采用该构成，因为计算处理部件在所推断的移动体区域上付与基于误差信息的点值，在点值大于等于一定值之前，根据在过去的多个时刻所测定的位置信息和误差信息进行移动区域的推断，所以所推断的移动体的移动区域的精度大于等于一定值，能够进行更高精度的位置推断。
另外，计算处理部件适合于，在第2步骤中，根据移动体的每单位时间的移动区域，和信息取得部件在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断移动体当前的所在区域。
如果采用该构成，则因为计算处理部件根据移动区域和信息取得部件取得的在过去的多个时刻所测定的位置信息和误差信息，推断移动体当前的所在区域，所以即使在过去的一个时刻所测定的误差信息的误差大且精度低的情况下，通过基于在多个时刻所测定的位置信息和误差信息推断所在区域也能够缩小所在区域的范围，能够进行更高精度的位置推断。
另外，如果采用本发明的另一形态，则提供一种包含以下步骤的位置推断方法：包含：根据在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体的每个单位时间的移动区域的第1步骤；根据上述移动体的每单位时间的移动区域，和在过去的时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体当前的所在区域的第2步骤；根据上述移动体当前的所在区域，和在当前的时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体当前的位置的第3步骤。
这种情况下适合于：在第1步骤中，在所推断的移动区域的面积小于等于一定值之前，根据在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息进行移动区域的推断。
另外，适合于：在第1步骤中，在所推断的移动区域上付与基于误差信息的点值，在点值大于等于一定前，根据在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息进行移动区域的推断。
另外，适合于：在第2步骤中，根据移动体的每单位时间的移动区域，和在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断移动体当前的所在区域。
如果采用本发明的位置推断装置以及位置推断方法，则能够一边有效利用信息，一边不使用其他的设备信息，进行和实际的状态的一致性高的位置推断。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的位置推断装置的构成的图。
图2是表示存储在本发明的实施方式1的信息存储单元中的位置信息和误差信息的例子的图。
图3是表示本发明的实施方式1的位置推断装置的动作的流程图。
图4是表示本发明的实施方式1的模型事例的图。
图5是表示本发明的实施方式1的移动区域的推断方法的图。
图6是表示本发明的实施方式1的移动区域的推断的流程图。
图7是表示本发明的实施方式1的所在区域的推断方法的图。
图8是表示本发明的实施方式1的所在区域的推断方法的图。
图9是表示本发明的实施方式1的位置的推断方法的图。
图10是表示本发明的实施方式1的位置推断的流程图。
图11是表示本发明的实施方式1的所在区域和测定位置和测定误差的关系的图。
图12是表示本发明的实施方式1的所在区域和测定位置和测定误差的关系的图。
图13是表示本发明的实施方式1的所在区域和测定位置和测定误差的关系的图。
图14是表示本发明的实施方式1的所在区域和测定位置和测定误差的关系的图。
图15是表示本发明的实施方式2的移动区域的推断的流程图。
图16是表示本发明的实施方式2的移动区域的推断方法的图。
图17是表示本发明的实施方式3的位置推断装置的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式的位置推断装置。设标注同一符号的构成要素表示同一构成要素，并省略重复的说明。
首先说明本发明的实施方式1的位置推断装置的构成。图1是表示本发明的实施方式1的位置推断装置的构成的图。如图1所示，本实施方式的位置推断装置10具备：信息取得单元12(信息取得部件)、信息存储单元18、计算处理单元20(计算理部件)、以及显示单元20，作为接收来自GPS卫星的GPS信号，和小区信息(基站信息)、特征信息等的信息，对汽车和携带有手机的用户的位置进行推断的装置构成。
信息取得单元12物理上包括：天线接收单元、RF电路、信号变换器等，用于接收GPS信号等的信息。信息取得单元12具备从信息中取得移动体的位置信息的位置信息取得单元14、从信息中取得移动体的位置信息的误差信息的误差信息取得单元16。来自信息取得单元12的位置信息和误差信息除了直接送到计算处理单元20外，还送到信息存储单元18并在暂时存储于信息存储单元18后送到计算处理单元20。
信息存储单元18物理上由ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等构成，针对从信息取得单元12发送出的位置信息和误差信息的每一测定时刻存储该位置信息和误差信息。图2是表示存储在本发明的实施方式1的信息存储单元中的位置信息和误差信息的例子的图。如图2所示，在信息存储单元18中，针对每一时刻存储由纬度和经度构成的位置信息，和表示其误差范围的误差信息。
返回图1，计算处理单元20物理上包括：CPU(中央处理装置：Central Processing Unit)、ROM、RAM等，用以后说明的那样的方法，根据由信息取得单元12得到的位置信息和误差信息来推断当前的位置。计算处理单元20推断的推断位置送到由液晶显示器等组成的显示单元22，显示给用户。
以下，在说明本实施方式的位置推断装置的动作的同时，说明本实施方式的位置推断方法。图3是表示本发明的实施方式1的位置推断装置的动作的流程图。本实施方式的位置推断方法大致由3个步骤组成，推断移动体的单位时间的移动区域的第1步骤(S100)、推断移动体的当前所在区域的第2步骤(S200)、推断移动体当前的位置的第3步骤(S300)由位置推断装置的计算处理单元顺序地进行从而推断移动体的位置。
图4是表示本发明的实施方式1的模型事例的图。在该事例中，分别表示时刻T(0)、T(1)、T(2)期间假定为单位时间的情况。如图4所示，表示在过去的时刻T(0)、T(1)，和在当前的时刻T(2)中，分别伴随着测定误差R0、R1、R2的测定位置T0、T1、T2在时刻T(0)、T(1)中因为测定误差R0、R1小，所以和实际的位置t0、t1较一致，而在当前的时刻T(2)中因为测定误差R2大，所以和实际的位置t2不一致的情况。
在本实施方式的位置推断方法中，首先推断移动体的每单位时间的移动区域。图5是表示在本发明的实施方式1的移动体区域的推断方法的图。如图5所示，首先，描绘箭头，该箭头是分别在测定位置T0、T1中的测定误差R0、R1中，把测定误差R0的范围设置为起点50，把测定误差R1的范围设置为终点52的箭头。接着，如果集中各个箭头的起点50，则通过在各个箭头中的终点52的集合，能够推断半径为r＝R0+R1的移动区域r。
图6是表示本发明的实施方式1的移动区域的推断的流程图。所推断的移动区域因为受所利用的过去2点的位置信息的误差信息影响，所以在移动区域在达到一定的精度之前进行缩小范围的处理。在本实施方式中，在所推断的移动区域的面积小于等于一定值之前，根据在过去的多个时刻测定的位置信息和误差信息进行移动区域的推断。
首先，根据测定位置T0、T1这2点推断移动区域(S101)。接着，测定移动区域的面积(S102)。在移动区域的面积小于等于一定值的情况下，完成移动区域的推断(S103，S104)。当移动区域的面积未小于等于一定值的情况下，根据其他时刻的2点，例如在时刻T(-2)、T(-1)中的测定位置T-2、T-1来推断移动区域(S103，S105)。而后，测定和前面推断的移动区域重复部分的面积(S106)。在面积小于等于一定值时，把该重复部分作为移动区域完成移动区域的推断(S103，S104)，在面积未小于等于一定值的情况下，重复进一步根据其他2点推断移动区域，探讨和前面推断的各个移动区域的重复部分的面积是否小于等于一定值的步骤(S105，S106)。用这样的方法能够以更高精度推断移动区域。
接着，推断移动体当前的所在区域。图7是表示本发明的实施方式1的所在区域的推断方法的图。如图7所示，在测定位置T1中的测定误差R1中，把R1的范围作为起点54，如虚线所示那样形成在前面的步骤中推断的移动区域r的集合体。于是，通过用虚线表示的移动区域的集合体，能够推断半径为r2＝R0+2R1的所在区域r2。
所在区域因为用起点54和移动区域r来推断，所以当测定误差R1大且起点54的精度差的情况下，所在区域r2的范围增大。当所在区域的范围大的情况下，如图8所示，推断其他时刻中的点，例如推断把时刻T(0)中的测定误差R0的范围作为起点的所在区域r2’，通过把所在区域r2、r2’的重复部分56作为在时刻T(2)中的所在区域，能够以更高精度推断所在区域。
最后，根据移动体当前的所在区域，和在当前的时刻测定的移动体的位置信息和误差信息来推断移动体当前的位置。图9是表示本发明的实施方式1的位置的推断方法的图。如图9所示，计算在当前时刻T(2)中的所在区域r2的范围，和在测定位置T2中的测定误差R2的范围的重复部分58的重心，通过把该重心位置作为推断位置T2’，能够推断和移动体的实际的位置t2较为一致的位置。
图10是表示本发明的实施方式1的位置的推断的流程图，图11～14是表示本发明的实施方式1的所在区域和测定位置和测定误差的关系的图。如图10所示那样探讨在所在区域r2和测定误差R2的圆上是否有重复部分(S301)。如图11～13所示那样在有重复部分58的情况下进入下一步骤，如图14所示在没有重复部分的情况下，因为在所在区域的精度上存在问题，所以用图18所示那样的方法再次推断所在区域(S301，S304)。接着，如图10所示那样探讨在所在区域r2中是否未包含测定误差R2的圆(S302)。如图11以及12所示，无论是r2＜R2以及r2＞R2的哪种情况，当在所在区域r2中未包含测定误差R2的圆的情况下，用图9所示的方法推断当前的位置(S302，S303)。如图13所示，当在所在区域r2中包含着测定误差R2的圆的情况下，因为在所在区域的精度中存在问题，所以用图8所示那样的方法再次推断所在区域(S302，S304)。
如果采用这样的本实施方式的位置推断方法，则可以一边有效利用信息，一边不使用其他的设备信息，就可以进行和实际状态的一致性高的位置推断。
接着，说明本发明的实施方式2的位置推断装置以及位置推断方法。在本实施方式中，在推断移动区域的第1步骤中和上述实施方式1的不同之处在于：在所推断的移动区域上付与基于误差信息的点值，在点值大于等于一定值之前，根据在过去的多个时刻测定的位置信息和误差信息进行移动区域的推断。
图15是表示本发明的实施方式2的移动体区域的推断的流程图，图16是表示本发明的实施方式2的移动区域的推断方法的图。首先，根据测定位置T0、T1这2点推断移动区域(S1101)。接着，依照测定位置T0、T1的误差信息R0、R1付与点值(S1102)。在图16的例子中，付与4点。
当点值大于等于一定的阈值的情况下，完成移动区域的推断(S1103，S1104)。当点值未大于等于一定的阈值的情况下，根据其他2点推断移动区域(S1105)。在图16的例子中，根据测定位置T-1、T-2这2点进行移动区域r’的推断。接着，根据这2点的误差信息付与点值(S1106)。在图16的例子中，依照测定位置T-1、T-2的误差信息R1、R-2付与6点。而后，求和前面指定的移动区域的重复部分，计算合计的点值(S1107)。在图16的例子中，在移动区域r、r’的重复部分60上付与4+6＝10点。其后，再次进行点值是否大于等于一定值的探讨(S1103)，当点值大于等于一定值的情况下，把该重复部分60作为移动区域完成移动区域的推断(S1104)，当点值未大于等于一定值的情况下，再次重复根据其他2点进行移动区域的推断，探讨和前面推断的各个移动区域的重复部分中的点值是否大于等于一定值的步骤(S1105～S1107)。
在本实施方式中因为依照误差信息在所推断的移动区域上付与点，所以能够以更高精度推断移动区域。
接着，说明本发明的实施方式3的位置推断装置。图17是表示本发明的实施方式3的位置推断装置的图。在本实施方式中，位置推断装置10和上述实施方式1以及2的不同之处在于：不是用户所持有的移动设备30，而是安装在网络40一侧。
如图17所示，在本实施方式中，位置推断装置10安装在提供服务的服务器等上，经由网络40与用户所持有的移动设备30连接。位置推断装置10和上述实施方式1以及2一样具备信息取得单元12、信息存储单元18、计算处理单元20。位置推断装置10经由网络40从移动设备30接收信息，发送推断位置。在移动设备30上具备表示从位置推断装置10接收到的推断位置的显示单元22。
位置推断装置10的信息取得单元12当从移动设备30经由网络40取得信息后，位置推断装置10的计算处理单元20和上述的实施方式1以及2一样，根据从信息中取得的位置信息和误差信息计算推断位置。计算出的推断位置经由网络40发送到移动设备30。接收到推断位置的移动设备30把该推断位置显示在显示单元22上。
这样在本实施方式中，通过在网络一侧安装位置推断装置，只在网络一侧施加改变就能够实现本发明的位置推断方法。
而且，本发明的位置推断装置以及位置推断方法并不限于上述的实施方式，当然在不脱离本发明的主要内容的范围内可以增加各种变更。

Claims (8)

1、一种位置推断装置，其特征在于，具备：
信息取得部件，取得在当前以及过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息；
计算处理部件，计算处理上述信息取得部件取得的位置信息和误差信息；
上述计算处理部件执行：
根据上述信息取得部件取得的在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体的每单位时间的移动区域的第1步骤；
根据上述移动体的每单位时间的移动区域，和上述信息取得部件取得的在过去的时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体的当前的所在位置的第2步骤；
根据上述移动体当前的所在区域，和上述信息取得部件取得的在当前的时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体的当前的位置的第3步骤。
2、如权利要求1所述的位置推断装置，其特征在于：
上述计算处理单元在上述第1步骤中，在所推断的上述移动区域的面积小于等于一定值之前，根据上述信息取得部件取得的在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息进行移动区域的推断。
3、如权利要求1所述的位置推断装置，其特征在于：
上述计算处理单元在上述第1步骤中，在所推断的上述移动区域上付与基于上述误差信息的点值，在上述点值大于等于一定值之前，根据上述信息取得部件取得的在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息进行移动区域的推断。
4、如权利要求1至3中的任一项所述的位置推断装置，其特征在于：
上述计算处理单元在上述第2步骤中，根据上述移动体的每单位时间的移动区域，和上述信息取得部件取得的在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体当前的所在区域。
5、一种位置推断方法，其特征在于：包含：
根据在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体的每单位时间的移动区域的第1步骤；
根据上述移动体的每单位时间的移动区域，和在过去的时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体当前的所在区域的第2步骤；
根据上述移动体当前的所在区域，和在当前的时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体当前的位置的第3步骤。
6、如权利要求5所述的位置推断方法，其特征在于：
在上述第1步骤中，在所推断的上述移动区域的面积小于等于一定值之前，根据上述在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息进行移动区域的推断。
7、如权利要求5所述的位置推断方法，其特征在于：
在上述第1步骤中，在所推断的上述移动区域上付与基于上述误差信息的点值，在上述点值大于等于一定值之前，根据上述在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息进行移动体区域的推断。
8、如权利要求5至7中的任一项所述的位置推断方法，其特征在于：
在上述第2步骤中，根据上述移动体的每单位时间的移动区域，和上述在过去的多个时刻所测定的移动体的位置信息和误差信息，推断上述移动体当前的所在区域。
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