JP2005309513A - 位置通報装置および位置検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 利用者が携帯し、または車両などに搭載され、携帯電話網などを通じて、ＧＰＳ測位部での測位結果を監視センターへ通知することで、子供や老人の行方を確認したり、盗難車両の追跡を行ったりするためなどに使用される位置通報装置において、現在位置の検出精度を低下させることなく、消費電力や通信費用を一層削減する
【解決手段】 予め定める周期毎にＧＰＳ測位部１０によって現在位置を測位し、その測位結果を送信部１１から送信するにあたって、前記ＧＰＳ測位部１０による過去の測位結果の履歴を測位結果記憶部１７に記憶しておき、予測部１３が今回と前回の測位結果から次回の測位タイミングでの位置を予測し、測位結果比較部１５でその予測結果を検証し、予測が当っている場合には、制御部１４は、ＧＰＳ電源制御部１６を介して前記ＧＰＳ測位部１０による測位を間引き、位置送信部１２を介して送信部１１からの送信も間引く。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話網などの移動体通信網を通じて、測位手段での測位結果を通知するようにした位置通報装置および位置検出システムに関する。

従来から、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）受信機等の測位手段およびそれによる測位結果を定期的に通信する通信手段を搭載した位置通報装置を、子供、婦人、老人および疾病患者等に保持させて利用者の現在位置を監視したり、また犯罪に遭遇したり、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自動的にその利用者（位置通報装置）の位置情報を発報（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ようにした位置通報装置や位置検出システムが用いられている。このような装置やシステムを用いることで、利用者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ている。

このような位置通報装置や位置検出システムにおいて、測位や測位結果の通信には電力を消費するので、前記端末装置には、それらの回数を少なくし、緊急時に確実に通報できるように、電池の寿命を延ばすことが望まれる。また、前記携帯電話網などの移動体通信網を通じて測位結果を送信するにあたって、パケット通信費用が発生するので、通信回数をできるだけ少なくすることが望まれる。しかしながら、単に測位や通信の回数を間引いたり、間隔を開けたりすると、現在位置の検出精度が低下し、救助や救出が間に合わなくなったりするという問題が生じる。

そこで、このような問題を解決するために、本件出願人は、先に未公開である特許文献１を提案した。この未公開の技術によれば、前回測位位置からの移動量等、測位状況に応じて、測位結果を送信するか否かを判断することで、前記通信回数を削減している。
特願２００２−３０５０８７号

上述の未公開の技術は、前記移動量、時間帯、利用者の位置する地域などに応じて測位結果の送信頻度を変化するので、必要な現在位置のデータを送信しつつ、前記通信回数を削減することができる優れた技術である。しかしながら、本件出願人の検討の結果、基準移動量より大きくなる毎に、決まって送信するので、たとえば直線道路を一定のペースで歩いているような変化のない状況でも送信を行ってしまう等、前記通信回数の削減には、改善の余地が残されていることが判明した。また、測位を行った結果でしか、送信を行うか否かが判断できないので、測位周期については一定で、測位に係る消費電力についても、改善の余地が残されていることが判明した。

本発明の目的は、現在位置の検出精度を低下させることなく、消費電力や通信費用を一層削減することができる位置通報装置および位置検出システムを提供することである。

本発明の位置通報装置は、予め定める周期毎に測位手段によって現在位置を測位し、その測位結果を通信手段を介して外部へ通知するようにした位置通報装置において、前記測位手段による過去の測位結果の履歴に基づいて次回の測位タイミングでの位置を予測する予測手段と、実際の測位タイミングでの前記測位手段の測位結果と、前記予測手段での予測結果とを比較し、その比較結果に基づいて、少なくとも通知タイミングを制御する制御手段とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、利用者が携帯し、または車両などに搭載され、携帯電話網などを通じて、測位手段での測位結果を通知することで、子供や老人の行方を確認したり、盗難車両の追跡を行ったりするためなどに使用される位置通報装置において、ＧＰＳ測位装置などの測位手段によって予め定める周期毎に現在位置を測位し、その測位結果を通信手段を介して外部へ通知するにあたって、予測手段で前記測位手段による過去の測位結果の履歴に基づいて次回の測位タイミングでの位置を予測しておき、実際の測位タイミングとなって測位結果が得られると、制御手段が前記予測手段での予測結果がその測位結果にどれだけ一致しているかを比較し、その比較結果に基づいて、少なくとも前記通信手段を使用する通知タイミングを制御する。

具体的には、一致度が高い場合には、前記利用者や車両は予想のコースを予想の速度で移動していたり、子供が学校へ入るなどして動きがなくなったことになり、この間での測位の回数や通信の回数を間引いたり、間隔を延ばしても、監視センターなどでその現在位置情報を利用したサービスなどを行うにあたって、同様の予測処理を行うことで、問題は生じない。

したがって、現在位置の検出精度を低下させることなく、特に通信回数を間引くことで、消費電力や通信費用を削減することができる。また、合わせて測位の回数も間引くことで、消費電力を一層削減することができる。

また、本発明の位置通報装置では、前記予測手段による予測位置は、現在位置に、過去の測位結果による移動向きおよび移動速度を加えて求められる位置を中心として、予め定める予想移動範囲を求めたものであることを特徴とする。

上記の構成によれば、予測手段において次回の測位タイミングでの位置を具体的に予測するにあたって、現在位置に、過去の測位結果による移動向きおよび移動速度、すなわちベクトルを加えて求められる位置を中心として、円などで示す想定される誤差範囲の予想移動範囲を含めたものとする。

したがって、次回の測位タイミングでの位置を、単に前回の測位位置を中心として、大きな予想移動範囲の円で示すというような発想ではなく、過去の測位結果による移動向きおよび移動速度を加味した上で、前記誤差範囲として予想移動範囲を加えるので、同じ予想移動範囲の円でも、範囲（向きや大きさ）をより限定することができる。これによって、前記通信回数を間引くにあたって、その基準となる予測位置の位置精度を高め、間引き制御を、より適切に行うことができる。

さらにまた、本発明の位置通報装置では、前記測位手段による予め定める周期毎の測位は複数回で行われ、前記測位結果は、その複数回の測位による位置および進行方向のベクトルを表すことを特徴とする。

上記の構成によれば、次回の測位タイミングでの位置を予測するにあたって、速度を、ドップラー効果を用いて算出するのではなく、周期毎の測位を複数回行うことで得られる微小なベクトルから求めるので、歩行時などの低速度時の移動速度を高精度に求めることができる。

したがって、次回位置の予測を、さらに高精度に行うことができる。

また、本発明の位置通報装置では、前記制御手段は、前記周期毎の複数回の測位結果から求められる複数のベクトル群から、前回の測位結果と今回の測位結果との間で、相互に対応するベクトルの類似度を求め、類似度が小さくなっていると、前記周期を短縮することを特徴とする。

上記の構成によれば、上述のように、周期毎に複数回の測位を行うことで、複数のベクトル群が得られる。そこで、前回の測位結果と今回の測位結果との間で、相互に対応するベクトルの類似度を求める。具体的には、対応するベクトル同士の内積を取ると、１で完全に一致、すなわち前回の測位結果と今回の測位結果との間で移動向きおよび移動速度が完全に一致していることを表し、０で直交していることを表す。そして各ベクトル毎の比較結果の平均値を求めるなどして類似度を求め、類似度が小さくなっていると、前記周期を短縮する。

したがって、前記利用者や車両の進行方向や速度が変化し、予測手段で次回の測位タイミングでの位置を予測するにあたって、予測に生じる誤差が大きくなる程、前記制御手段は、測位の周期を短縮するので、前記利用者や車両の動きを正確に検知することができる。

さらにまた、本発明の位置通報装置では、前記制御手段は、前記周期毎の複数回の測位結果から求められる複数のベクトル群から、非直線的な動きが検出される場合には、前記周期を短縮することを特徴とする。

上記の構成によれば、利用者や車両が曲がり角に差し掛かり、予測手段で次回の測位タイミングでの位置を予測するにあたって、予測に大きな誤差が生じる可能性がある場合は、前記制御手段は、測位の周期を短縮する。

したがって、前記利用者や車両の動きを正確に検知することができる。

また、本発明の位置通報装置では、予め定められる移動経路を記憶している記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記測位結果が前記移動経路から逸脱すると、前記周期を短縮することを特徴とする。

上記の構成によれば、前記利用者や車両の移動経路が予め定められていると、それを記憶手段で記憶しておき、前記測位結果が前記移動経路から逸脱すると、前記制御手段は前記測位手段による測位の周期を短縮する。

したがって、児童の登下校や、集金中の車両が、予定される移動経路から外れるなどして、事件や事故の可能性がある場合は、測位の周期を短縮するので、セキュリティを向上することができる。

さらにまた、本発明の位置通報装置では、前記記憶手段には、移動の向きも合わせて記憶されており、前記制御手段は、前記移動の向きの判定も行い、かつ前記移動の向きは時間帯によって正逆切換え使用されることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記利用者や車両が前記移動経路から外れていないかどうかだけでなく、移動の向きも判定するようになっており、その移動の向きは時間帯によって正逆切換え使用される。

したがって、前記児童の登下校や、集金車両などで、往復でそれぞれ適切な方向に進行しているかなども判定することができ、前記経路の逸脱を、より正確に判定することができる。

また、本発明の位置検出システムは、端末装置が測位を行い、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、前記ホスト装置は、前記測位手段による過去の測位結果の履歴に基づいて次回の測位タイミングでの位置を予測する予測手段と、実際の測位タイミングでの前記測位手段の測位結果と、前記予測手段での予測結果とを比較し、その比較結果に基づいて、少なくとも通知タイミングを指示する指示信号を前記端末装置へ送信する送信手段とを備え、前記端末装置は、前記指示信号を受信し、指示された通知タイミングで前記測位結果をホスト装置へ送信する送信制御手段を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、利用者が携帯し、または車両などに搭載され、携帯電話網などの移動体通信網を通じて、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、盗難車両の追跡を行っ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、端末装置では、ＧＰＳ測位装置などの測位手段によって規定の測位タイミング毎に現在位置を測位し、その測位結果を通信手段を介して前記ホスト装置へ通知するにあたって、少なくとも通知タイミング（周期）が、前記ホスト装置からの指示信号に応答して、前記送信制御手段によって制御される。前記測位タイミング（周期）もそれに連動して制御されてもよい。

このため、ホスト装置では、予測手段が前記測位手段による過去の測位結果の履歴に基づいて次回の測位タイミングでの位置を予測し、送信手段が実際の測位タイミングでの前記測位手段の測位結果と、前記予測手段での予測結果とを比較し、その比較結果に基づいて、少なくとも通知タイミングを指示する指示信号を前記端末装置へ送信する。具体的には、一致度が高い場合には、前記利用者や車両は予想のコースを予想の速度で移動していたり、子供が学校へ入るなどして動きがなくなったことになり、この間での測位の回数や通信の回数を間引いたり、間隔を延ばしても、監視センターなどのホスト装置側でその現在位置情報を利用したサービスなどを行うにあたって、問題は生じない。

したがって、現在位置の検出精度を低下させることなく、特に通信回数を間引くことで、端末装置の消費電力や通信費用を削減することができる。

本発明の位置通報装置は、以上のように、利用者が携帯し、または車両などに搭載され、携帯電話網などを通じて、測位手段での測位結果を通知することで、子供や老人の行方を確認したり、盗難車両の追跡を行ったりするためなどに使用される位置通報装置において、ＧＰＳ測位装置などの測位手段によって予め定める周期毎に現在位置を測位し、その測位結果を通信手段を介して外部へ通知するにあたって、予測手段で前記測位手段による過去の測位結果の履歴に基づいて次回の測位タイミングでの位置を予測しておき、実際の測位タイミングとなって測位結果が得られると、制御手段が前記予測手段での予測結果がその測位結果にどれだけ一致しているかを比較し、その比較結果に基づいて、少なくとも前記通信手段を使用する通知タイミングを制御する。

それゆえ、現在位置の検出精度を低下させることなく、特に通信回数を間引くことで、消費電力や通信費用を削減することができる。

また、本発明の位置検出システムは、以上のように、利用者が携帯し、または車両などに搭載され、携帯電話網などの移動体通信網を通じて、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、盗難車両の追跡を行っ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、端末装置では、ＧＰＳ測位装置などの測位手段によって規定の測位タイミング毎に現在位置を測位し、その測位結果を通信手段を介して前記ホスト装置へ通知するにあたって、少なくとも通知タイミング（周期）が、前記ホスト装置からの指示信号に応答して制御されるようにし、ホスト装置では、予測手段が前記測位手段による過去の測位結果の履歴に基づいて次回の測位タイミングでの位置を予測し、送信手段が実際の測位タイミングでの前記測位手段の測位結果と、前記予測手段での予測結果とを比較し、その比較結果に基づいて、少なくとも前記通知タイミングを指示する。

それゆえ、現在位置の検出精度を低下させることなく、特に通信回数を間引くことで、端末装置の消費電力や通信費用を削減することができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係る位置通知装置である測位端末１を備えて成る位置検出システムの電気的構成を示すブロック図である。この位置検出システムでは、大略的に、利用者が携帯し、または車両などに搭載される測位端末１が、予め定める周期、たとえば４分毎に、３つ以上のＧＰＳ衛星４１，４２，４３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、携帯電話の基地局３０から固定の通信網３１を介して監視センター３２へ送信することで、前記測位端末１の現在位置が前記監視センター３２で把握されている。これによって、家族からの問い合わせに応えて、監視センター３２が現在位置を通知することで、子供や徘徊老人の捜索に役立てたり、あるいは測位端末１からの緊急通報に応じて前記監視センター３２が医療機関や警察などに現在位置を通知することで、急病時の利用者の搬送や、盗難車両の捜索に役立てたりするようになっている。

前記測位端末１は、ＧＰＳ測位部１０と、前記携帯電話の基地局３０へ向けて測位結果をパケット通信する送信部１１と、後述するようにして検出された現在位置情報を前記送信部１１を通じて送信する位置送信部１２と、後述するようにして次回の測位タイミングでの位置を予測する予測部１３と、当該測位端末１の全体の動作を制御する制御部１４と、後述するように前記ＧＰＳ測位部１０での現在位置の測位結果と前記予測部１３での予測結果とを相互に比較する測位結果比較部１５と、前記ＧＰＳ測位部１０の電源を制御して測位を行うか否かを制御するＧＰＳ電源制御部１６と、測位結果の過去の履歴を記憶している測位結果記憶部１７とを備えて構成される。

そして、前記予測部１３は、図２で示すように、前記測位結果記憶部１７に記憶されている前回の測位位置Ｐｉ−１と、前記ＧＰＳ測位部１０での今回の測位位置Ｐｉとに基づいて、次回の測位タイミングにおいて当該測位端末１が移動しているであろうと思われる範囲の位置Ｐｉ＋１を予測する。具体的には、次回の予想位置Ｐｉ＋１は、一般的に考えられるように、図２において仮想線で示すように、単に前回の測位位置Ｐｉ−１と今回の測位位置Ｐｉとの間の移動距離に所定の誤差分を加算した距離を半径として、今回の測位位置Ｐｉを中心とする大きな予想移動範囲の円で示すというような発想ではなく、前回の測位位置Ｐｉ−１と今回の測位位置Ｐｉとの間の移動向きおよび移動速度、すなわちベクトルＢを加えて求められる位置Ｐｉ＋１’を中心として、それに予想移動範囲αを含めた図２において実線で示すようなものとする。なお、図２では図面の簡略化のために、過去の履歴として前回の測位位置Ｐｉ−１のデータのみを使用しているけれども、複数のデータを使用し、平均値などによって前記ベクトルＢを求めるようにしてもよいことは言うまでもない。

図３は、図２による次回の予想位置Ｐｉ＋１の予測処理動作を説明するためのフローチャートである。この図５および前述の図３で示す処理は、前述の制御部１４内の処理ソフトで並列処理が行われる。ステップＳ１では、ＧＰＳ測位部１０での測位結果が今回の測位位置Ｐｉに代入される。ステップＳ２では、今回の測位位置Ｐｉと前回の測位位置Ｐｉ−１との差から、今回の移動向きおよび移動速度が求められる。ステップＳ３では、今回の測位位置Ｐｉを基点として、これらの移動向きおよび移動速度によるベクトルＢを加えて求められる位置Ｐｉ＋１’を中心として、予想移動範囲αを含めて次回の予想位置Ｐｉ＋１が予測される。これらステップＳ１〜Ｓ３の処理を終了すると、次回の測位および送信タイミングとなるまで待機し、処理を繰返す。

図４は、前記測位結果比較部１５による予測結果の検証およびその検証結果による制御部１４の送信制御動作を説明するための図である。上述のようにして、前回の測位位置Ｐｉ−１および図示しない前々回の測位位置Ｐｉ−２などから、今回の予想位置Ｐｉが予測されており、それに対してこの図４で示すように実際の測位結果がＰｉ’’であるとすると、測位結果比較部１５は、前回の予測が正しかったものと判断する。これに応答して、制御部１４は、前記予測部１３を制御して、次回の予想位置Ｐｉ＋１の予測を行わず、代わりに今回の測位位置Ｐｉ’’から２周期目の測位タイミングにおける中心位置Ｐｉ＋２’およびそれに予想移動範囲２αを含めた次々回の予想位置Ｐｉ＋２を予測する。また、制御部１４は、前記ＧＰＳ電源制御部１６および位置送信部１２を制御して、次回の測位位置Ｐｉ＋１での実際の測位および送信を間引く。

一方、今回の測位位置Ｐｉ’’が予想位置Ｐｉ外であると、測位結果比較部１５は、前回の予測が正しくなかったものと判断し、これに応答して制御部１４は、前記予測部１３を制御して次回の予想位置の予測を行い、また前記ＧＰＳ電源制御部１６および位置送信部１２を制御して、その次回の測位位置Ｐｉ＋１での実際の測位および送信を行う。また、次回の測位位置Ｐｉ＋１での実際の測位および送信を間引いた後、測位位置Ｐｉ＋２’’における実際の測位結果が前記予想位置Ｐｉ＋２の範囲内であるか否かから、上述と同様にして、測位結果比較部１５および制御部１４は、図示しないさらに次の予想位置Ｐｉ＋３での測位および送信を行うか否かを判断する。

図５は、図４による予測結果の検証およびその検証結果に基づく送信制御動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１１では、ＧＰＳ測位部１０での測位結果が今回の測位位置Ｐｉ’’に代入される。ステップＳ１２では、今回の測位位置Ｐｉ’’が前回予測した予測位置Ｐｉ内に入っているか否かが判断され、入っていると前回の予測が正しかったものと判断して、ステップＳ１３で測位および送信の間隔を間引き、入っていないときには前回の予測が正しくなかったものと判断して、ステップＳ１４で測位および送信の間隔を元に戻すまたは縮める。これらステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を終了すると、次回の測位および送信タイミングとなるまで待機し、処理を繰返す。

このように、本実施の形態では、前回の予測部１３での予測結果Ｐｉが実際の測位結果Ｐｉ’’にどれだけ一致しているかを測位結果比較部１５で比較し、その比較結果に基づいて、制御部１４は、少なくとも位置送信部１２を制御して、測位結果の送信を間引いたり送信間隔を伸ばしたりする。一方、予測結果Ｐｉと実際の測位結果Ｐｉ’’との一致度が高い場合には、当該測位端末１を保持する利用者や当該測位端末１を搭載する車両は、予想のコースを予想の速度で移動していたり、子供が学校へ入るなどして動きがなくなったと判断することができ、この間での測位の回数や通信の回数を間引いたり、間隔を延ばしても、監視センター３２でその現在位置情報を利用したサービスなどを行うにあたって、同様の予測処理を行うことで、問題は生じない。

したがって、現在位置の検出精度を低下させることなく、特に通信回数を間引くことで、通信にあたっては大電力が必要となり、また通信費用が発生するので、消費電力や通信費用を削減することができる。

また、本実施の形態では、前記図２において、前記予測部１３による予想位置Ｐｉ＋１は、現在位置Ｐｉに、過去の測位結果Ｐｉ−１による移動向きおよび移動速度を加えて求められる位置Ｐｉ＋１’を中心として、円などで示す想定される誤差範囲の予想移動範囲αを含めたものであるので、前記通信回数を間引くにあたって、その基準となる予想位置Ｐｉ＋１の位置精度を高め、間引き制御を、より適切に行うことができる。

［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の他の形態に係る測位端末１ａを備えて成る位置検出システムの電気的構成を示すブロック図である。この位置検出システムでは、ＧＰＳ衛星４１，４２，４３、携帯電話の基地局３０および固定の通信網３１は、前述の図１で示す構成と同様である。また監視センター３２も、測位端末１ａに対応した位置予測のプログラムを備えていてもよいが、図１の構成と同様でも構わない。

注目すべきは、本実施の形態における測位端末１ａでは、ＧＰＳ測位部１０ａが、後述するように１回の測位タイミングで複数回測位を行うことである。また、この測位端末１ａでは、前記複数回測位された結果から動作の特徴を抽出する特徴抽出部１８と、抽出された動作の特徴を後述するように前回の測位タイミングと比較する特徴比較部１９とをさらに備えていることである。

図７は、ＧＰＳ測位部１０ａによる測位動作および特徴抽出部１８による特徴抽出動作を説明するための図である。ＧＰＳ測位部１０ａは、所定周期、たとえば前記４分毎の測位タイミングとなると、参照符号Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｉ３，‥，Ｐｉｎ（図７ではｎ＝５）で示すように、複数ｎ回測位を行う。測位には、前記ＧＰＳ電源制御部１６によってＧＰＳ測位部１０ａが起動されてから、たとえば１５秒程度を要し、測位間隔を、たとえば１秒とすると、前記ｎ＝５として５回測位を行っても、２０秒程度である。

前記特徴抽出部１８は、たとえば（Ｐｉ１＋Ｐｉ２＋Ｐｉ３＋‥Ｐｉｎ）／ｎから平均を求めるなどして、今回の測位位置の平均位置Ｐｉａｖｅを求める。また、前記特徴抽出部１８は、たとえばＰｉ２−Ｐｉ１，Ｐｉ３−Ｐｉ２，‥，Ｐｉｎ−Ｐｉｎ−１の平均を求めるなどして、前記ベクトルＢの成分（移動向きおよび移動速度）を求める。ｎ＝２として、前記ベクトルＢの始終端のみを求めるようにしてもよい。こうして求められた平均位置Ｐｉａｖｅが現在位置として設定され、測位結果記憶部１７に記憶される。

図８は、図７のＧＰＳ測位動作を詳しく説明するためのフローチャートである。ステップＳ２１では、ＧＰＳ測位部１０ａは現在位置の測位を行い、その結果を前記測位結果記憶部１７内の一時格納領域（バッファ）に格納する。ステップＳ２２では、前記ステップＳ２１での測位がｎ回繰返されたか否かが判断され、ｎ回に達していない場合には前記ステップＳ２１に戻って前記予め定める測位間隔で測位を繰返し、ｎ回に達するとステップＳ２３に移る。ステップＳ２３では、前記バッファ内のデータから、前記平均位置Ｐｉａｖｅと前記ベクトルＢの成分（移動向きおよび移動速度）とを計算し、前記測位結果記憶部１７に格納する。これらステップＳ２１〜Ｓ２３の処理を終了すると、次回の測位および送信タイミングとなるまで待機し、処理を繰返す。

得られた前記平均位置Ｐｉａｖｅを前記ステップＳ１における今回の測位位置Ｐｉとして使用することで、ドップラー周波数による算出では検出できない程の僅少な移動速度（１ｍ／ｓｅｃ以下）の情報を得ることができる。これによって、歩行時などの低速度時の移動速度を高精度に求めることができ、次回の測位位置Ｐｉ＋１の予測を、さらに高精度に行うことができる。

また、前記図３で示す処理に代えて、図９で示す処理を行うことで、利用者や車両の動きをさらに正確に検知することができるようになる。この図９で示す庶路も、図８で示す処理と、制御部１４ａ内の処理ソフトで並列処理が行われる。すなわち、図９の処理には、前記測位結果比較部１５に代えて、特徴抽出部１８および特徴比較部１９が使用され、前記特徴抽出部１８では前記複数回測位された結果から動作の特徴が抽出され、その特徴が特徴比較部１９で前回の測位タイミングでの特徴と相互に比較される。したがって、前記ステップＳ２１では、現在位置の測位を行ってその結果をバッファに格納し、ステップＳ２２でｎ回繰返されるとステップＳ２４に移り、前記の動作の特徴が抽出され、ステップＳ２５において、それらの特徴の相関（類似度）が判定される。特徴に違いがない、すなわち相関が所定レベル以上である場合はステップＳ２６で測位および送信の間隔を間引き、特徴に違いがある、すなわち相関が所定レベル未満である場合はステップＳ２７で測位および送信の間隔を元に戻すまたは縮める。これらステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を終了すると、次回の測位および送信タイミングとなるまで待機し、処理を繰返す。

ここで、前記ステップＳ２４における特徴の比較としては、たとえば図１０で示すような今回のベクトルＢｉと前回のベクトルＢｉ−１との相関を求めることが考えられる。この場合、前記ステップＳ２４では、具体的には、図１１のステップＳ２４ａで示すように、ベクトルＢｉとＢｉ−１との内積が求められる。その結果、１で完全に一致、すなわち前回の移動向きおよび移動速度と今回の移動向きおよび移動速度とが完全に一致していることを表し、０で直交していることを表す。こうしてベクトル同士の相関を求め、相関が小さくなっていると、前記測位および送信周期を短縮することで、利用者や車両の動きをさらに正確に検知することができる。

さらにまた、前記ｎ回の測位の後、特徴抽出部１８が抽出する特徴量としては、前記平均位置Ｐｉａｖｅではなく、図１２で示すように、１回目の測位位置Ｐｉ−１（１），Ｐｉ（１）を始端として、ｎ−１個のベクトルＢｉ−１（１），Ｂｉ−１（２），‥，Ｂｉ−１（ｎ−１）；Ｂｉ（１），Ｂｉ（２），‥，Ｂｉ（ｎ−１）を求めるようにしてもよい。そして、前記ステップＳ２４ａにおける相関演算としては、測定順が対応するベクトルＢｉ−１（１）とＢｉ（１），Ｂｉ−１（２）とＢｉ（２），‥，Ｂｉ−１（ｎ−１）とＢｉ（ｎ−１）とのそれぞれの内積を求めることで行われる。

図１３は、図１２の相関演算動作を具体的に示すフローチャートである。ステップＳ３１で、変数ｊが１にセットされるとともに、総和Ｓｕｍが０にリセットされる。ステップＳ３２では、前回の測位位置Ｐｉ−１におけるｊ個目のベクトルＢｉ−１（ｊ）が、ｊ＋１個目の測位位置Ｐｉ−１（ｊ＋１）と、始端となる１個目の測位位置Ｐｉ−１（１）との差から求められる。すなわち、後述のように繰返し処理されるこの図１３の処理において、最初にステップＳ３２を行ったときは、前回の測位位置Ｐｉ−１における１個目のベクトルＢｉ−１（１）が、２個目の測位位置Ｐｉ−１（２）と１個目の測位位置Ｐｉ−１（１）との差から求められる。同様に、ステップＳ３３では、今回の測位位置Ｐｉにおけるｊ個目のベクトルＢｉ（ｊ）が、ｊ＋１個目の測位位置Ｐｉ（ｊ＋１）と始端となる１個目の測位位置Ｐｉ（１）との差から求められる。

ステップＳ３４では、前記ステップＳ３２およびステップＳ３３で求められた相互に対応するベクトルＢｉ−１（ｊ）とベクトルＢｉ（ｊ）との内積が求められて、前記総和Ｓｕｍに加算されて該総和Ｓｕｍが更新される。ステップＳ３５では、ｊ＝ｎ−１となったか否か、すなわちｎ−１個の対応するベクトル同士の内積の積算が終了したか否かが判断され、終了していないときには前記ステップＳ３６に移って、変数ｊに１を加算して更新した後、前記ステップＳ３２に戻って処理を繰返し、終了するとステップＳ３７に移る。ステップＳ３７では、ベクトルＢｉ−１，Ｂｉ間の相関が、前記総和ＳｕｍをベクトルＢｉ−１（ｊ），Ｂｉ（ｊ）の個数ｎ−１で除算することで求められ、処理を終了する。

また、前記ステップＳ２４における相関演算としては、図１４で示すように、前記始端Ｐｉ−１（１），Ｐｉ（１）からの各ベクトルＢｉ−１（１）〜Ｂｉ−１（ｎ−１）；Ｂｉ（１）〜Ｂｉ（ｎ−１）のｘ成分およびｙ成分の変化量を、それぞれｎ−１次元のベクトルとし、各成分毎にＬ２空間の内積を求めることで行われてもよい。

図１５は、図１４の相関演算動作を具体的に示すフローチャートである。ステップＳ４１では、前回の測位位置Ｐｉ−１における始端となる１個目の測位位置Ｐｉ−１（１）および終端となるｎ個目の測位位置Ｐｉ−１（ｎ）の地点を基準として、ｎ個の各測位位置Ｐｉ−１（１）〜Ｐｉ−１（ｎ）のデータをローテーション（アフィン変換）する。同様にステップＳ４２では、今回の測位位置Ｐｉにおけるｎ個の各測位位置Ｐｉ（１）〜Ｐｉ（ｎ）のデータをローテーション（アフィン変換）する。すなわち、各ベクトルＢｉ−１（１）〜Ｂｉ−１（ｎ−１）；Ｂｉ（１）〜Ｂｉ（ｎ−１）の比較としては、移動軌跡の形状の比較が行われることになる。

ステップＳ４３では、前回の測位位置Ｐｉ−１におけるｎ−１個の各ベクトルＢｉ−１（１）〜Ｂｉ−１（ｎ−１）のｘ成分の変化量をｎ−１次元のベクトルＢｉ−１（ｘ）として求める。また、ステップＳ４４では、前回の測位位置Ｐｉ−１におけるｎ−１個の各ベクトルＢｉ−１（１）〜Ｂｉ−１（ｎ−１）のｙ成分の変化量をｎ−１次元のベクトルＢｉ−１（ｙ）として求める。同様に、ステップＳ４５では、今回の測位位置Ｐｉにおけるｎ−１個の各ベクトルＢｉ（１）〜Ｂｉ（ｎ−１）のｘ成分の変化量をｎ−１次元のベクトルＢｉ（ｘ）として求める。また、ステップＳ４６では、今回の測位位置Ｐｉにおけるｎ−１個の各ベクトルＢｉ（１）〜Ｂｉ（ｎ−１）のｙ成分の変化量をｎ−１次元のベクトルＢｉ（ｙ）として求める。

こうして求められたベクトルＢｉ−１（ｘ）とＢｉ（ｘ）との内積およびベクトルＢｉ−１（ｙ）とＢｉ（ｙ）との内積の和の１／２を相関として、ステップＳ４７で設定する。

さらにまた、前記ステップＳ２４における相関演算としては、図１６で示すように、直前の測位位置Ｐｉ−１（ｊ），Ｐｉ（ｊ）を始端として、ｎ−１個のベクトルＢｉ−１（ｊ＋１），Ｂｉ（ｊ＋１）を求めるようにしてもよい。そして、前記ステップＳ２４における相関演算としては、対応するベクトルＢｉ−１（１）とＢｉ（１），Ｂｉ−１（２）とＢｉ（２），‥，Ｂｉ−１（ｎ−１）とＢｉ（ｎ−１）とのそれぞれの内積を求めることで行われる。

図１７は、図１６の相関演算動作を具体的に示すフローチャートである。この処理は、前述の図１３で示す処理に類似し、対応する処理には同一のステップ番号を付して示し、その説明を省略する。前述の図１２では、各ベクトルＢｉ−１（１）〜Ｂｉ−１（ｎ−１）：Ｂｉ（１）〜Ｂｉ（ｎ−１）は、１個目の測位位置Ｐｉ−１（１），Ｐｉ（１）との差から求められるのに対して、上述の図１２では、直前の測位位置Ｐｉ−１（ｊ），Ｐｉ（ｊ）を始端としているので、ステップＳ３２ａ，Ｓ３３ａでの処理が異なるだけである。

以上のように、相互に対応するベクトルＢｉ−１（ｊ），Ｂｉ（ｊ）同士の類似度を比較することで、前記移動向きや移動速度だけでなく、利用者の歩き方などのさらに細かな特徴を抽出することができる。これによって、前記利用者や車両の進行方向や速度が変化し、予測部１３で次回の測位位置Ｐｉ＋１を予測するにあたって、予測に大きな誤差が生じる可能性がある場合は、前記制御部１４ａは、測位の周期を短縮するので、前記利用者や車両の動きを正確に検知することができる。

［実施の形態３］
図１８は、本発明の実施のさらに他の形態に係る測位端末における測位制御動作を説明するためのフローチャートである。この図１８で示す処理は、前述の図９で示す処理に類似し、対応する処理には同一のステップ番号を付して示し、その説明を省略する。この図１８で示す処理は、前述の図６で示す測位端末１ａを用いて行うことができる。ただし、特徴比較部１９が以前の測位結果との比較を行うのではなく、今回の測位結果の中で比較を行う点が異なる。その比較は、図１９（ａ）で示すように各ベクトルＢｉ（１）〜Ｂｉ（ｎ−１）が求められると、たとえば図１９（ｂ）で示すように、１個目のベクトルＢｉ（１）に対して、他の各ベクトルＢｉ（２）〜Ｂｉ（ｎ−１）を比較し、注目すべきは、本実施の形態では、動きが直線的であるときには、制御部１４ａは測位および送信間隔を間引くことである。各ベクトルＢｉ（１）〜Ｂｉ（ｎ−１）の比較は、必ずしも上述のように１個目のベクトルＢｉ（１）に対して、他の各ベクトルＢｉ（２）〜Ｂｉ（ｎ−１）を比較することに限らず、動きが直線的であるか否かを判断できれば、任意の成分同士を比較してもよい。

したがって、図１８の処理では、前記ステップＳ２１からステップＳ２２でｎ回の測位を繰返すとステップＳ２８に移り、前記特徴抽出部１８によって、今回の測位結果の特徴が抽出され、ステップＳ２９で、前記特徴比較部１９において動きが直線的であるか否かが判断され、直線的である場合には前記ステップＳ２６で測位および送信の間隔を間引き、直線的でない場合は前記ステップＳ２７で測位および送信の間隔を元に戻すまたは縮める。これらの処理を終了すると、次回の測位および送信タイミングとなるまで待機し、処理を繰返す。

図２０は、前記ステップＳ２８における特徴抽出処理を具体的に示すフローチャートである。ステップＳ５１では、変数ｊが２にセットされるとともに、総和Ｓｕｍが０にリセットされる。ステップＳ５２では、１個目のベクトルＢｉ（１）に対して、他の各ベクトルＢｉ（ｊ）（ただし、ｊ＝２〜ｎ−１）との内積が求められて、前記総和Ｓｕｍに加算されて該総和Ｓｕｍが更新される。ステップＳ５３では、ｊ＝ｎ−１となったか否かが判断され、そうでないときにはステップＳ５４に移って、変数ｊに１を加算して更新した後、前記ステップＳ５２に戻って処理を繰返し、終了するとステップＳ５５に移る。ステップＳ５５では、前記総和ＳｕｍをベクトルＢｉ（ｊ）〜Ｂｉ（ｎ−１）の個数ｎ−１で除算することで更新され、処理を終了する。そして、前記ステップＳ２９では、この総和Ｓｕｍが所定値以上であるときには動きが直線的であると判断し、所定値未満であるときには非直線的であると判断する。

このようにして、予め定める周期毎の複数ｎ回の測位結果から求められる複数のベクトル群Ｂｉ（１）〜Ｂｉ（ｎ−１）から、非直線的な動きが検出される場合には、前記測位および送信周期を短縮することで、利用者や車両が曲がり角に差し掛かり、予測部１３で次回の測位タイミングでの位置を予測するにあたって、予測に大きな誤差が生じる可能性があっても、前記利用者や車両の動きを正確に検知することができる。

［実施の形態４］
図２１は、本発明の実施の他の形態に係る位置通知装置である測位端末１ｂを備えて成る位置検出システムの電気的構成を示すブロック図である。この測位端末１ｂは、前述の測位端末１ａ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、この測位端末１ｂでは、前記利用者または車両などの予め定められる移動経路を記憶している経路記憶部２０と、実際の測位結果とその予め定められる移動経路とを比較する経路比較部２１とをさらに備えていることである。そして、特徴抽出部１８ｂは、進行方向のベクトルを求め、制御部１４ｂは、前記測位結果から求めた進行方向が前記移動経路から逸脱すると、前記送信周期を短縮する。

図２２は、上述のような測位結果の比較および送信制御動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ６１では、ＧＰＳ測位部１０で測位が行われ、ステップＳ６２では、前記特徴抽出部１８ｂによって、前回の測位結果と今回の測位結果との差から進行方向のベクトルが求められる。ステップＳ６３では、前記経路比較部２１は、前記経路記憶部２０から前記移動経路のベクトルを読出し、ステップＳ６４において、前記ステップＳ６２で求められた進行方向のベクトルと比較される。比較の結果、制御部１４ｂは、同一方向である場合にはステップＳ６５で測位および送信の間隔を間引き、経路から逸脱している場合には、ステップＳ６６において前記測位および送信の間隔を元に戻すまたは縮める。これらステップＳ６１〜Ｓ６６の処理を終了すると、次回の測位および送信タイミングとなるまで待機し、処理を繰返す。

このように、本実施の形態では、前記利用者や車両の移動経路が予め定められていると、それを経路記憶部２０に記憶しておき、児童の登下校や、集金中の車両が、予定される移動経路から外れるなどして、事件や事故の可能性がある場合は、制御部１４ｂは測位および送信の間隔を元に戻すまたは縮めるので、セキュリティを向上することができる。

また、好ましい実施の形態として、前記経路記憶部２０には、時間帯によって正逆切換え使用される移動の向きも合わせて記憶しておき、前記経路比較部２１は、前記移動の向きの判定も、さらに行うようにしてもよい。図２３は、その好ましい実施の形態による測位結果の比較および送信制御動作を説明するためのフローチャートである。図２２の処理に類似し、対応する部分には同一のステップ番号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この図２３の処理では、前記ステップＳ６３とＳ６４との間に、さらにＳ６７〜Ｓ６９の処理が追加されていることである。

すなわち、ステップＳ６７では、前記経路記憶部２０から現在時刻に対応した移動経路の向きが読出される。ステップＳ６８では、その時刻で適切な向きが該経路記憶部２０に記憶されている移動経路の向きとは逆であるか否かが判断され、逆である場合は、ステップＳ６９において、以降に読出す前記進行方向のベクトルが反転されて前記ステップＳ６４に移り、逆でない場合はステップＳ６８から直接ステップＳ６４に移る。

このように前記利用者や車両が前記移動経路から外れていないかどうかだけでなく、移動の向きも判定することで、前記児童の登下校や、集金車両などで、往復でそれぞれ適切な方向に進行しているかなども判定することができ、前記経路の逸脱を、より正確に判定することができる。

なお、上述の各実施の形態では、端末装置１，１ａ，１ｂが測位を行い、その測位結果を検証し、監視センター３２へ送信だけを行うように説明しているけれども、前記予測部１３、制御部１４，１４ａ，１４ｂ、測位結果比較部１５、測位結果記憶部１７、特徴抽出部１８，１８ｂ、特徴比較部１９、経路記憶部および経路比較部２１などを該監視センター３２側に設け、該監視センター３２側で測位および送信の間隔を決定し、決定した結果を支持信号で端末装置１，１ａ，１ｂへ通知し、対応した測位および送信動作を行わせることで、位置検出システムを構成してもよい。このように構成することで、端末装置は単に測位だけを行い、本発明の要旨は総て監視センター３２側で処理することが可能になる。この場合、下りのパケット通信にも費用が発生する可能性があるけれども、マップを利用したり、精度の高い重い処理も可能になる。

ここで、たとえば特開２００３−２１５２２８号公報には、現在位置および速度や進行方向のデータから、地図上に、今後予測される位置における速度や進行方向を表示することで、ビル影や地下などの測位が難しい環境でも、利用者にリアルタイムで現在位置を表示するようにした移動端末が提案されている。しかしながら、この先行技術では、予測は行っているけれども、本発明のような予測結果の検証や、それによって通信周期を変化させることなどは、記載も示唆もされていない。

また、特開２００２−２７５２８号公報にも、予め登録される予測行動範囲から逸脱した場合にアラームを発する位置管理システムが提案されている。しかしながら、この先行技術でも同様に、予測は行っているけれども、本発明のような予測結果の検証や、それによって通信周期を変化させることなどは、記載も示唆もされていない。

本発明の実施の一形態に係る位置通知装置である測位端末を備えて成る位置検出システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の一形態による次回の測位位置の予測処理動作を説明するための図である。 図２の予測処理動作を説明するためのフローチャートである。 予測結果の検証およびその検証結果による送信制御動作を説明するための図である。 図４による予測結果の検証およびその検証結果に基づく送信制御動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の他の形態に係る測位端末を備えて成る位置検出システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の他の形態におけるＧＰＳ測位動作および特徴抽出動作を説明するための図である。 図７のＧＰＳ測位動作を詳しく説明するためのフローチャートである。 図８の測位結果による送信制御動作を説明するためのフローチャートである。 図９における特徴比較処理の一例を説明するための図である。 図９における特徴比較処理を説明するためのフローチャートである。 図９における特徴比較処理の他の例を説明するための図である。 図１２の相関演算動作を具体的に示すフローチャートである。 図９における特徴比較処理のさらに他の例を説明するための図である。 図１４の相関演算動作を具体的に示すフローチャートである。 図９における特徴比較処理の他の例を説明するための図である。 図１６の相関演算動作を具体的に示すフローチャートである。 本発明の実施のさらに他の形態に係る測位端末における測位制御動作を説明するためのフローチャートである。 図１８における特徴比較処理を説明するための図である。 図１９の相関演算動作を具体的に示すフローチャートである。 本発明の実施の他の形態に係る位置通知装置である測位端末を備えて成る位置検出システムの電気的構成を示すブロック図である。 図２１の測位端末による測位結果の比較および送信制御動作を説明するためのフローチャートである。 図２１の測位端末によるさらに好ましい形態の測位結果の比較および送信制御動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ 測位端末（位置通知装置）
１０，１０ａ ＧＰＳ測位部（測位手段）
１１ 送信部（通信手段）
１２ 位置送信部（制御手段）
１３ 予測部（予測手段）
１４，１４ａ，１４ｂ 制御部（制御手段）
１５ 測位結果比較部（制御手段）
１６ ＧＰＳ電源制御部（制御手段）
１７ 測位結果記憶部（予測手段）
１８，１８ｂ 特徴抽出部
１９ 特徴比較部
２０ 経路記憶部（記憶手段）
２１ 経路比較部
３０ 携帯電話の基地局
３１ 固定の通信網
３２ 監視センター
４１，４２，４３ ＧＰＳ衛星

Claims (8)

1. 予め定める周期毎に測位手段によって現在位置を測位し、その測位結果を通信手段を介して外部へ通知するようにした位置通報装置において、
   前記測位手段による過去の測位結果の履歴に基づいて次回の測位タイミングでの位置を予測する予測手段と、
   実際の測位タイミングでの前記測位手段の測位結果と、前記予測手段での予測結果とを比較し、その比較結果に基づいて、少なくとも通知タイミングを制御する制御手段とを含むことを特徴とする位置通報装置。
2. 前記予測手段による予測位置は、現在位置に、過去の測位結果による移動向きおよび移動速度を加えて求められる位置を中心として、予め定める予想移動範囲を求めたものであることを特徴とする請求項１記載の位置通報装置。
3. 前記測位手段による予め定める周期毎の測位は複数回で行われ、前記測位結果は、その複数回の測位による位置および進行方向のベクトルを表すことを特徴とする請求項１または２記載の位置通報装置。
4. 前記制御手段は、前記周期毎の複数回の測位結果から求められる複数のベクトル群から、前回の測位結果と今回の測位結果との間で、相互に対応するベクトルの類似度を求め、類似度が小さくなっていると、前記周期を短縮することを特徴とする請求項３記載の位置通報装置。
5. 前記制御手段は、前記周期毎の複数回の測位結果から求められる複数のベクトル群から、非直線的な動きが検出される場合には、前記周期を短縮することを特徴とする請求項３記載の位置通報装置。
6. 予め定められる移動経路を記憶している記憶手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記測位結果が前記移動経路から逸脱すると、前記周期を短縮することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置通報装置。
7. 前記記憶手段には、移動の向きも合わせて記憶されており、
   前記制御手段は、前記移動の向きの判定も行い、かつ前記移動の向きは時間帯によって正逆切換え使用されることを特徴とする請求項６記載の位置通報装置。
8. 端末装置が測位を行い、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、
   前記ホスト装置は、前記測位手段による過去の測位結果の履歴に基づいて次回の測位タイミングでの位置を予測する予測手段と、実際の測位タイミングでの前記測位手段の測位結果と、前記予測手段での予測結果とを比較し、その比較結果に基づいて、少なくとも通知タイミングを指示する指示信号を前記端末装置へ送信する送信手段とを備え、
   前記端末装置は、前記指示信号を受信し、指示された通知タイミングで前記測位結果をホスト装置へ送信する送信制御手段を備えることを特徴とする位置検出システム。

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