JP2011220852A

JP2011220852A - 移動通信端末及び測位方式選択方法

Info

Publication number: JP2011220852A
Application number: JP2010090669A
Authority: JP
Inventors: Jun Hashimoto; 順橋本; Makoto Takahashi; 誠高橋; Kentaro Itagaki; 健太郎板垣
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2011-11-04
Also published as: WO2011126113A1; CN102822695A; EP2557436A1

Abstract

【課題】端末の移動速度が様々変化する場合であってもそれに応じて測位誤差を低減すること。
【解決手段】この移動通信端末１は、複数の測位演算方式によって測位演算が可能に構成された端末であって、移動通信端末１の移動速度を検出する速度センサ部１４と、ＧＰＳ測位方式による測位演算を処理するＧＰＳ測位部１１と、ＧＰＳ測位方式よりも演算時間の短い無線ＬＡＮ測位方式による測位演算を処理する無線ＬＡＮ測位部１２と、速度センサ部１４によって検出された速度が所定の基準によって高速であると判断される場合には、無線ＬＡＮ測位部１２に対して測位演算を要求し、速度が所定の基準によって低速であると判断される場合には、ＧＰＳ測位部１１に対して測位演算を要求する測位方式選択部１５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動通信端末及び測位方式選択方法に関するものである。

従来から、携帯電話機やカーナビゲーションシステム等の電子機器に搭載された測位機能においては、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を利用した測位方式や、移動体通信網の無線基地局から受信する信号を利用した測位方式等の複数の測位方式が広く用いられている。

例えば、下記特許文献１には、ＧＰＳ測位方式と、ＧＰＳ測位方式に無線基地局からの信号を利用する測位方式を組み合わせたハイブリッド測位方式と、無線基地局の信号を利用するセルセクタ測位方式とを利用可能な移動通信端末が開示されている。また、下記特許文献２には、測位精度の異なる複数の測位方式が可能な移動通信端末において、移動速度が大きい場合には測位精度の低い測位方式を選択し、移動速度が小さい場合には測位精度の高い測位方式を選択することが記載されている。

特開２００７−３２２２３７号公報特開２００７−３５３１号公報

しかしながら、上記従来の測位方式の選択方法では、端末の移動速度が大きい場合であっても測位演算時間が長くなる傾向にある。そのため、演算された位置と実際の端末の位置とのずれが大きくなり、演算誤差が大きくなる場合にあった。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、端末の移動速度が様々変化する場合であってもそれに応じて測位誤差を低減することが可能な移動通信端末及び測位方式選択方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の移動通信端末は、複数の測位演算方式によって測位演算が可能に構成された移動通信端末であって、移動通信端末の移動速度を検出する速度検出手段と、第１の測位演算方式による測位演算を処理する第１の測位演算手段と、第１の測位演算方式よりも演算時間の短い第２の測位演算方式による測位演算を処理する第２の測位演算手段と、速度検出手段によって検出された速度が所定の基準によって高速であると判断される場合には、第２の測位演算手段に対して測位演算を要求し、速度が所定の基準によって低速であると判断される場合には、第１の測位演算手段に対して測位演算を要求する測位方式選択手段と、を備える。

或いは、本発明の測位方式選択方法は、複数の測位演算方式によって測位演算を実行する際に測位演算方式を選択するための測位方式選択方法であって、速度検出手段が、移動通信端末の移動速度を検出する速度検出ステップと、第１の測位演算手段が、第１の測位演算方式による測位演算を処理する第１の測位演算ステップと、第２の測位演算手段が、第１の測位演算方式よりも演算時間の短い第２の測位演算方式による測位演算を処理する第２の測位演算ステップと、速度検出手段によって検出された速度が所定の基準によって高速であると判断される場合には、第２の測位演算手段に対して測位演算を要求し、速度が所定の基準によって低速であると判断される場合には、第１の測位演算手段に対して測位演算を要求する測位方式選択ステップと、を備える。

このような移動通信端末及び測位方式選択方法によれば、速度検出手段によって移動通信端末の移動速度が検出され、測位方式選択手段によって、その移動速度が高速である場合に演算時間のより短い第２の測位演算方式が選択される一方、その移動速度が低速である場合に演算時間のより長い第１の測位演算方式が選択され、第１及び第２の測位演算手段によって、選択された測位演算方式に応じた測位演算が実行される。これにより、高速で移動している場合に実際の位置と演算された位置とのずれを小さくして測位誤差を小さくすることができるとともに、低速で移動している場合にはより高精度の測位結果を得ることができる。その結果として、移動速度に応じて最適な測位方式を選択することで、全体として測位誤差を低減することが可能になる。

ここで、第１の測位演算方式は、ＧＰＳ測位方式であり、第２の測位演算方式は、無線ＬＡＮを利用した測位方式である、ことが好ましい。この場合、高速で移動している場合に、演算時間の短い測位方式を使用して測位誤差を小さくすることができるとともに、低速で移動している場合には、高精度の測位方式を利用して測位精度を高めることができる。

本発明によれば、端末の移動速度が様々変化する場合であってもそれに応じて測位誤差を低減することができる。

本発明の好適な一実施形態である移動通信端末１を示す概略構成図である。図１の移動通信端末のハードウェア構成を示すブロック図である。図１の移動通信端末の測位処理時の動作を示すフローチャートである。

以下、図面とともに本発明による移動通信端末、及び測位方式選択方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の好適な一実施形態である移動通信端末１を示す概略構成図である。同図に示す移動通信端末１は、ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）２０００等の移動体通信方式による通信機能、及びIEEEstd 802.11により規格化された無線ＬＡＮ通信方式による通信機能を有するとともに、ＧＰＳ衛星から受信した信号を利用したＧＰＳ測位機能を有する携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、スマートフォン等の携帯型の通信端末である。

同図に示すように、移動通信端末１は、基地局２ａを介して移動体通信ネットワークＮＷ１に接続可能に構成されている。これにより、移動通信端末１は、移動体通信ネットワークＮＷ１に接続された各種端末装置やサーバ装置との間でパケットデータ通信及び音声通信が可能にされる。具体的には、移動体通信ネットワークＮＷ１には、移動通信端末１にＧＰＳ測位に必要なＧＰＳ測位アシストデータを提供するための測位アシストサーバ３、及び無線ＬＡＮを利用した測位方式（以下、「無線ＬＡＮ測位方式」と呼ぶ。）に基づいた測位演算結果を移動通信端末１に提供する測位演算サーバ４が接続され、移動通信端末１は測位アシストサーバ３及び測位演算サーバ４との間で相互にパケットデータを送受信することが可能にされている。

次に、移動通信端末１のハードウェア構成及び機能構成について詳細に説明する。

図２に示すように、移動通信端末１は、物理的には、ＣＰＵ３２と、主記憶装置であるＲＡＭ３３及びＲＯＭ３４と、ハードディスク装置等の補助記憶装置３９と、入力デバイスである入力キー、マウス等の入力装置３８、ディスプレイ、スピーカ等の出力装置４０と、他の端末装置、サーバ装置や、移動体通信ネットワークＮＷ１内の設備等との間でのデータの送受信を司る移動通信モジュール３５と、ＧＰＳ衛星からの信号を受信してＧＰＳ測位を実行するＧＰＳ測位モジュール３６と、無線ＬＡＮ通信によるデータの送受信を司る無線ＬＡＮモジュール３７とを含む情報処理装置として構成されている。移動通信端末１によって実現される機能は、図２に示すＣＰＵ３２、ＲＡＭ３３等のハードウェア上に所定のプログラムを読み込ませることにより、ＣＰＵ３２の制御のもとで移動通信モジュール３５、ＧＰＳ測位モジュール３６、無線ＬＡＮモジュール３７、入力装置３８、出力装置４０を動作させるとともに、ＲＡＭ３３や補助記憶装置３９におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

図１に戻って、移動通信端末１は、機能的な構成要素として、ＧＰＳ測位部（第１の測位演算手段）１１、無線ＬＡＮ測位部（第２の測位演算手段）１２、データ通信部１３、速度センサ部（速度検出手段）１４、測位方式選択部（測位方式選択手段）１５、及びアプリケーション機能部１６ａ，１６ｂを備える。

アプリケーション機能部１６ａ，１６ｂは、ＧＰＳ測位部１１又は無線ＬＡＮ測位部１２によって取得された移動通信端末１の位置情報を、様々なデータ形式に加工して移動通信端末１のユーザやその他の端末のユーザに提供するための機能を有する。例えば、アプリケーション機能部１６ａ，１６ｂは、位置情報に対応した地図情報や店舗情報等を移動体通信ネットワークＮＷ１から取得して表示させたり、位置情報を用いた緊急情報通知を移動体通信ネットワークＮＷ１を介して他の端末に送信したりする機能を有する。

ＧＰＳ測位部１１は、測位方式選択部１５からの要求により、移動通信端末１の現在位置に関する位置情報を取得するためにＧＰＳ測位方式による測位演算を処理する。その際、ＧＰＳ測位部１１は、データ通信部１３を介して測位アシストサーバ３から受信されたＧＰＳ測位アシストデータを利用して、ＧＰＳ衛星から信号を受信することにより測位演算を実行する。また、ＧＰＳ測位部１１は、測位演算の結果生成された移動通信端末１に関する位置情報を、測位結果が正常に完了したかを示す測位結果情報と共に測位方式選択部１５に返す。すなわち、ＧＰＳ測位部１１は、ＧＰＳ衛星からの信号が捕捉できなかったこと等が原因で位置情報が正常に演算できなかったときは、測位処理が異常終了した旨の測位結果情報を生成する。

無線ＬＡＮ測位部１２は、測位方式選択部１５からの要求により、移動通信端末１に関する位置情報を取得するために無線ＬＡＮ測位方式による測位演算を処理する。すなわち、ＧＰＳ測位部１１は、無線ＬＡＮの接続点としての役割を持つ機器である無線ＬＡＮアクセスポイント２ｂからのビーコン信号を探索する。そして、無線ＬＡＮ測位部１２は、そのビーコン信号に含まれる無線ＬＡＮアクセスポイント２ｂを特定する識別情報とビーコン信号の電波強度情報とを特定し、データ通信部１３を介して測位演算サーバ４に送信する。また、無線ＬＡＮ測位部１２は、それに応じて測位演算サーバ４によって演算された位置情報を、データ通信部１３を介して受信する。

さらに、無線ＬＡＮ測位部１２は、測位演算によって生成された位置情報を、測位結果が正常に完了したかを示す測位結果情報と共に測位方式選択部１５に返す。すなわち、無線ＬＡＮ測位部１１は、無線ＬＡＮアクセスポイント２ｂからのビーコン信号が捕捉できなかったこと等が原因で位置情報が正常に演算できなかったときは、測位処理が異常終了した旨の測位結果情報を生成する。

なお、上述したＧＰＳ測位部１１による測位演算の所要時間ＴＴＦＦ（Time To First Fix：初回測位時間）は、一般に１０〜１５秒程度であり、無線ＬＡＮ測位部１２による測位演算の所要時間ＴＴＦＦは、１〜２秒程度である。つまり、無線ＬＡＮ測位部１２による測位の演算時間は、ＧＰＳ測位部１１による測位の演算時間よりも非常に短い。これは、ＧＰＳ測位が遠距離に配置されたＧＰＳ衛星からの電波を利用しているのに対し、無線ＬＡＮ測位が近距離に配置された無線ＬＡＮアクセスポイントの電波を利用していることに起因している。

データ通信部１３は、測位演算を処理するためのデータを、移動体通信ネットワークＮＷ１に接続された測位アシストサーバ３及び測位演算サーバ４との間で送受信する。例えば、ＧＰＳ測位部１１からの要求により、測位アシストサーバ３からＧＰＳ測位アシストデータを受信する。また、無線ＬＡＮ測位部１２から渡された無線ＬＡＮアクセスポイント２ｂに関する識別情報及び電波強度情報を測位演算サーバ４に送信すると共に、それに応じて測位演算サーバ４によって演算された位置情報を受信する。

速度センサ部１４は、移動通信端末１の移動速度を検出するセンサであり、ピエゾ方式や静電容量方式等の３次元加速度センサを内蔵することにより移動速度を検出する。そして、速度センサ部１４は、検出した移動速度に関する情報を測位方式選択部１５に出力する。

測位方式選択部１５は、アプリケーション機能部１６ａ，１６ｂからの測位要求に応じて、ＧＰＳ測位方式及び無線ＬＡＮ測位方式のうちから測位方式を選択し、それに応じてＧＰＳ測位部１１及び無線ＬＡＮ測位部１２に対して測位演算を要求する。具体的には、測位方式選択部１５は、速度センサ部１４によって検出された移動速度を所定の基準で判断し、移動速度が高速であると判断した場合には無線ＬＡＮ測位部１２に対して測位演算を要求し、移動速度が低速であると判断した場合にはＧＰＳ測位部１１に対して測位演算を要求する。このような判断基準としては、予め所定の閾値Ｖ_ｔｈを記憶しておいて、移動速度がその閾値Ｖ_ｔｈを越えている場合には高速と判断し、移動速度が閾値Ｖ_ｔｈ以下の場合には低速と判断することが挙げられる。

以下、図３を参照して、移動通信端末１の測位動作について説明するとともに、併せて移動通信端末１における測位方式選択方法について詳述する。図３は、移動通信端末１の測位処理時の動作を示すフローチャートである。

まず、移動通信端末１において、アプリケーション機能部１６ａ，１６ｂを利用したコンテンツの取得要求等の測位要求が発生する（ステップＳ１０１）。なお、測位開始の発生契機は、移動通信端末１のユーザからの要求には限定されず、移動体通信ネットワークＮＷ１に接続された他の端末装置等からの要求やアプリケーション機能部１６ａ，１６ｂによる自動起動等が契機であってもよい。この測位要求に応じて、移動通信端末１の測位方式選択部１５に対して、速度センサ部１４において検出された移動通信端末１の移動速度が入力される（ステップＳ１０２）。

次に、測位方式選択部１５が、入力された移動速度と所定の閾値とを比較する（ステップＳ１０３）。その結果、移動速度が閾値を超えている場合には（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、測位方式選択部１５は、無線ＬＡＮ測位方式による測位を要求し、無線ＬＡＮ測位部１２による測位演算が開始される（ステップＳ１０４）。その後、無線ＬＡＮ測位部１２から測位方式選択部１５に対して、測位演算結果である位置情報及び測位結果情報が出力され、測位方式選択部１５において測位演算が成功したか否かが判断される（ステップＳ１０５）。測位演算が成功した場合には（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、位置情報がアプリケーション機能部１６ａ，１６ｂに渡されて、アプリケーション機能部１６ａ，１６ｂによって所定の出力形式に加工されて出力装置４０に出力される（ステップＳ１０６）。これに対して、測位演算が失敗した場合には（ステップＳ１０５；ＮＯ）、その測位結果情報がアプリケーション機能部１６ａ，１６ｂに渡されて、アプリケーション機能部１６ａ，１６ｂによって測位結果失敗を示す情報が出力装置４０に出力される（ステップＳ１０７）。

一方、ステップＳ１０３における判定の結果、移動速度が閾値以下である場合には（ステップＳ１０３；ＮＯ）、測位方式選択部１５は、ＧＰＳ測位方式による測位を要求し、ＧＰＳ測位部１１による測位演算が開始される（ステップＳ１０８）。その後、ＧＰＳ測位部１１から測位方式選択部１５に対して、測位演算結果である位置情報及び測位結果情報が出力され、測位方式選択部１５において測位演算が成功したか否かが判断される（ステップＳ１０９）。測位演算が成功した場合には（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、位置情報がアプリケーション機能部１６ａ，１６ｂに渡されて、アプリケーション機能部１６ａ，１６ｂによって所定の出力形式に加工されて出力装置４０に出力される（ステップＳ１１０）。これに対して、測位演算が失敗した場合には（ステップＳ１０９；ＮＯ）、その測位結果情報がアプリケーション機能部１６ａ，１６ｂに渡されて、アプリケーション機能部１６ａ，１６ｂによって測位結果失敗を示す情報が出力装置４０に出力される（ステップＳ１１１）。

以上説明した移動通信端末１及び測位方式選択方法によれば、速度センサ部１４によって移動通信端末１の移動速度が検出され、測位方式選択部１５によって、その移動速度が高速である場合に演算時間のより短い無線ＬＡＮ測位方式が選択される一方、その移動速度が低速である場合に演算時間のより長く高精度なＧＰＳ測位方式が選択され、ＧＰＳ測位部１１及び無線ＬＡＮ測位部１２によって、選択された測位演算方式に応じた測位演算が実行される。これにより、高速で移動している場合に実際の位置と演算された位置とのずれを小さくして測位誤差を小さくすることができるとともに、低速で移動している場合にはより高精度の測位結果を得ることができる。その結果として、移動速度に応じて最適な測位方式を選択することで、全体として測位誤差を低減することが可能になる。

具体的には、電車等に乗車して高速移動中に、測位演算中に移動した距離が測位演算誤差として発生することを防ぐことができる一方で、徒歩で移動しているような低速移動中に、より高精度の測位方式を選択して測位演算誤差を小さくすることができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図１に示すシステムにおいては、ＧＰＳ測位部１１がＧＰＳ測位アシストデータを利用して測位演算を行っていたが、ＧＰＳ測位アシストデータを利用しないで自立型の測位演算方式を採用してもよい。

また、無線ＬＡＮ測位部１２は、測位演算サーバ４に対して無線ＬＡＮ測位方式による測位演算を要求していたが、無線ＬＡＮ測位部１２において測位演算を直接実行するようにしてもよい。

さらに、高速移動時に選択する測位演算方式としては、ＧＰＳ測位方式より演算時間の短い測位演算方式として、無線基地局の信号を利用するセルセクタ測位方式を用いてもよい。

また、測位方式選択部１５は、速度センサ部１４によって検出された移動速度を基に移動通信端末１の移動速度を判断していたが、それ以外の判断手法を採用することもできる。具体的には、速度検出手段としてＩＣカード等の情報受信部を内蔵し、この情報受信部によって移動通信端末１の移動状況を示す情報（例えば、“新幹線乗車中”等の乗車種別など）を受信させ、そのような情報を基に移動速度を判断してもよい。また、速度検出手段として加速度センサを有しており、該加速度センサの出力波形が乗物固有（例えば、新幹線固有）の波形を示していた場合は、その乗物に乗車しており、その乗物に対応する速度で移動中であると判断してもよい。また、速度検出手段として歩数計を内蔵し、この歩数計が検出する歩数情報を基に、歩数の増加を検出したら低速移動と判断してもよい。さらに、速度検出手段によって、移動通信端末１の在圏する無線基地局を示す在圏基地局情報を移動体通信ネットワークＮＷ１から取得させ、在圏基地局の切り替えが頻繁に発生していたら高速移動と判断するようにしてもよい。

１…移動通信端末、１１…ＧＰＳ測位部（第１の測位演算手段）、１２…無線ＬＡＮ測位部（第２の測位演算手段）、１４…速度センサ部（速度検出手段）、１５…測位方式選択部（測位方式選択手段）。

Claims

複数の測位演算方式によって測位演算が可能に構成された移動通信端末であって、
前記移動通信端末の移動速度を検出する速度検出手段と、
第１の測位演算方式による測位演算を処理する第１の測位演算手段と、
前記第１の測位演算方式よりも演算時間の短い第２の測位演算方式による測位演算を処理する第２の測位演算手段と、
前記速度検出手段によって検出された前記速度が所定の基準によって高速であると判断される場合には、前記第２の測位演算手段に対して測位演算を要求し、前記速度が前記所定の基準によって低速であると判断される場合には、前記第１の測位演算手段に対して測位演算を要求する測位方式選択手段と、
を備えることを特徴とする移動通信端末。
前記第１の測位演算方式は、ＧＰＳ測位方式であり、
前記第２の測位演算方式は、無線ＬＡＮを利用した測位方式である、
ことを特徴とする請求項１記載の移動通信端末。
複数の測位演算方式によって測位演算を実行する際に測位演算方式を選択するための測位方式選択方法であって、
速度検出手段が、前記移動通信端末の移動速度を検出する速度検出ステップと、
第１の測位演算手段が、第１の測位演算方式による測位演算を処理する第１の測位演算ステップと、
第２の測位演算手段が、前記第１の測位演算方式よりも演算時間の短い第２の測位演算方式による測位演算を処理する第２の測位演算ステップと、
前記速度検出手段によって検出された前記速度が所定の基準によって高速であると判断される場合には、前記第２の測位演算手段に対して測位演算を要求し、前記速度が前記所定の基準によって低速であると判断される場合には、前記第１の測位演算手段に対して測位演算を要求する測位方式選択ステップと、
を備えることを特徴とする測位方式選択方法。