JP2013050325A - 位置検出システム、端末装置及び位置検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】付近にある他の端末装置等で検出した位置を用いて位置検出を行うことができ、位置検出の確度を向上させることができる位置検出システム等を提供すること。
【解決手段】リクエスト側のユーザ端末装置１０の情報送受信部４１は、近くのユーザ端末装置１０に対して、位置情報とＧＰＳの電波強度の送信を求める。他のユーザ端末装置１０の情報送受信部４１は、各々のＧＰＳ受信部１６からの位置情報と電波強度を、送信を求めたユーザ端末装置１０宛に送信する。これを受信したユーザ端末装置１０の座標算出部４５は、受信した位置情報と電波強度及び近距離通信電波強度検知部４２が検知した近距離無線通信の電波強度等に応じて、当該ユーザ端末装置１０の位置を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばＧＰＳを用いて携帯情報端末装置等の位置を検出する位置検出装置、携帯情報端末装置等に関する。

ＧＰＳは、室内等の電波を受信できない環境下では、確度の高い位置検出を行うことができないが、ＧＰＳの電波を受信しなくても位置検出を可能にし、移動局の小型化と利便性の向上させた位置検出システムが知られている（例えば特許文献１）。

また、電波の同時使用による回線混雑等のなんらかの理由により携帯電話の電波が使用できない状況下においてもお互いの場所を特定することができ、また、電波が使用できる状況下でも基地局の負荷も低減することができる技術が知られている（例えば特許文献２）。

特開平１１−１７８０４２号公報 特開２００３−２３０１７３号公報

特許文献１に開示された技術では、多くの基地局を必要するため、設置コストが高い問題があり、さらに、基地局がない場所では使えなかった。

また、特許文献２に開示された技術では、他の端末の検出した位置が正確かどうかは分からず、また、基地局がない場所では使えなかった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、付近にある他の端末装置等で検出した位置を用いて位置検出を行うことができ、位置検出の確度を向上させることができる位置検出システム、端末装置等を提供することにある。

（１）上記課題を解決するための本発明の位置検出システムは、ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信する受信手段と、当該受信手段が他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信した際に、前記位置検出手段が検出した位置と前記電波強度検出手段が検出した電波強度に応じた情報を前記他の端末装置に送信する送信手段と、を備えている。

（２）また、本発明の位置検出システムは、ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、前記電波強度検出手段が受信した電波強度が所定の閾値以下である場合に、他の端末装置に位置情報送信リクエストを送信する送信手段と、他の端末装置からの位置と電波強度に応じた情報を受信する受信手段と、受信手段が受信した情報に応じて、当該端末装置の位置を算出する算出手段と、を有する端末装置を備えている。

（３）また、本発明の位置検出システムは、前記近距離通信手段の電波強度を検知する近距離電波強度検知手段を備え、前記算出手段が、位置と電波強度に応じた情報を受信した他の端末装置との間の、前記近距離通信手段の電波強度に応じて、当該端末装置の位置を算出する、構成を有している。

（４）また、本発明の位置検出システムは、前記算出手段が、前記位置と電波強度に応じた情報を受信した他の端末装置との間の、前記近距離通信手段の電波強度に応じた重み付けを行って、他の端末装置からの位置と電波強度に応じた情報から当該端末装置の位置を算出する、構成を有している。

（５）また、本発明の端末装置は、ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信する受信手段と、当該受信手段が他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信した際に、前記位置検出手段が検出した位置と前記電波強度検出手段が検出した電波強度に応じた情報を前記他の端末装置に送信する送信手段と、を有する。

（６）また、本発明の端末装置は、ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、前記電波強度検出手段が受信した電波強度が所定の閾値以下である場合に、他の端末装置に位置情報送信リクエストを送信する送信手段と、他の端末装置からの位置と電波強度に応じた情報を受信する受信手段と、受信手段が受信した情報に応じて、当該端末装置の位置を算出する算出手段と、を有する。

（７）また、本発明の位置検出プログラムは、近距離無線通信により、他の端末装置と通信を行う端末装置で実行される位置検出プログラムであって、当該端末装置を、ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信する受信手段と、当該受信手段が他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信した際に、前記位置検出手段が検出した位置と前記電波強度検出手段が検出した電波強度に応じた情報を前記他の端末装置に送信する送信手段、として機能させる。

（８）また、本発明の位置検出プログラムは、近距離無線通信により、他の端末装置と通信を行う端末装置で実行される位置検出プログラムであって、当該端末装置を、ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、前記電波強度検出手段が受信した電波強度が所定の閾値以下である場合に、他の端末装置に位置情報送信リクエストを送信する送信手段と、他の端末装置からの位置と電波強度に応じた情報を受信する受信手段と、受信手段が受信した情報に応じて、当該端末装置の位置を算出する算出手段、として機能させる。

本発明では、電波強度検出手段が受信した電波強度が所定の閾値以下である場合に、送信手段が、他の端末装置に位置情報送信リクエストを送信し、受信手段が、他の端末装置からの位置と電波強度に応じた情報を受信し、算出手段が、受信手段が受信した情報に応じて、当該端末装置の位置を算出することにより、付近にある他の端末装置で検出した位置を用いて位置検出を行うことができる。これにより、位置検出の確度を向上させることができる。

本発明に係る近距離無線通信システムの構成例を示すブロック図である。 近距離無線通信システムを構成するユーザ端末装置で実行される測位アプリケーションの機能の例を示す図である。 近距離無線通信システムの使用状況の例を示す概念図である。 各ユーザ端末装置間の通信の例を示すシーケンス図である。 正規化した電波強度と距離の関係を示す変換表の例を示す図である。 正規化した電波強度から求めた各ユーザ端末装置との距離の例を示す図である。 重み付けの処理の例を示す図である。

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。

なお、以下に説明する実施形態は、ユーザ端末装置間で近距離無線通信を行う近距離通信システムに、本発明を適用した場合の実施形態である。

＜構成＞
まず、図１を用いてこの近距離通信システムの構成について説明する。なお、図１は、当該近距離通信システムの全体の構成を示す図である。

この近距離通信システムは、ネットワーク１で接続され、携帯電話端末装置あるいはスマートフォン等の携帯情報端末装置等からなる複数のユーザ端末装置（端末装置）１０を備えている。

ユーザ端末装置１０は、ネットワーク１を介して他のユーザ端末装置１０等との通信を制御する通信処理部１１と、当該ユーザ端末装置１０の位置を検出する測位アプリケーション１２と、この測位アプリケーション１２等による画像等を表示する表示部１３と、ユーザからの指示等を入力する入力部１４と、スクリプト言語等で記述されたプログラム（アプリケーション）を実行するＶＭ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ）、当該ＶＭ上で実行されるアプリケーションプログラムとハードウェアとのソフトウェアインタフェース（ＡＰＩ）等からなる実行環境１５と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）からの信号を受信してユーザ端末装置１０の位置を検出するＧＰＳ受信部１６とを備えている。入力部１４は、例えば表示部１３の表面に設けられたタッチパネルセンサ１４ａ、ユーザ端末装置１０の筐体に設けられたスイッチ１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等で構成されている。

ネットワーク１は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）あるいはＷｉＦｉ等の近距離無線通信を行う無線通信ネットワークであり、基地局を介した通信あるいは各端末装置１０間での直接通信を行うように構成されている。このネットワーク１上では、上位プロトコルとして、例えばＴＣＰ／ＩＰプロトコルで通信を行うようになっており、通信処理部１１は、通信パケットを、例えばポート毎に測位アプリケーション１２、実行環境１５等に振り分けるようになっている。

測位アプリケーション１２は、例えば、図２に示すように、他のユーザ端末装置１０との情報の送受信を行う情報送受信部４１と、通信処理部１１が送受信する電波の強度を検知する近距離通信電波強度検知部４２と、ＧＰＳ受信部１６が受信する電波の強度を検知するＧＰＳ電波強度検知部４３と、他のユーザ端末装置１０からの電波強度を示す情報に応じて距離を変換する電波強度距離変換部４４と、当該ユーザ端末装置１０の座標を算出する座標算出部４５として機能する。

また、実行環境１５には、ＧＰＳ受信部１６に対する入出力機能として、位置情報を取得する位置検出部５１と、ＧＰＳからの電波の強度を検出する電波強度検出部５２とが実装されている。

＜動作＞
次に、図３〜図７の各図を用いて本実施形態に係る近距離通信システムの動作を説明する。なお、この近距離通信システムでは、各々のユーザ端末装置１０は、測位アプリケーション１２によりリクエスト側あるいはレスポンス側のいずれかの処理を実行している。

レスポンス側の処理を実行しているユーザ端末装置１０は、情報送受信部４１を介して他のユーザ端末装置１０からの位置情報のリクエストを監視しており、当該リクエストがあると、位置検出部５１と電波強度検出部５２を介してＧＰＳ受信部１６からの位置情報及び電波強度を取得し、これらに応じた情報を、リクエスト元のユーザ端末装置１０に送信するようになっている。

リクエスト側のユーザ端末装置１０では、例えば地図表示、ナビゲーション表示等の他のアプリケーションからの位置情報の要求等に応じて、測位アプリケーション１２によるリクエスト側の処理を開始する。

例えば、図３に示すように、複数のユーザ端末装置１０（同図中の符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応）が存在している状況を想定する。同図中の斜線でハッチングした部分は、建物内部等でＧＰＳの電波強度が弱い領域を示している。この領域内にあるユーザ端末装置１０では、ＧＰＳの電波強度が弱く誤差が激しいと考えられる。

まず、リクエスト側の処理を実行するユーザ端末装置（以下、「自機」ともいう。）１０では、情報送受信部４１が、電波強度検出部５２を介して、自己のＧＰＳ受信部１６から電波強度を示す情報を取得する。取得した電波強度が所定の閾値より強い場合には、情報送受信部４１は、位置検出部５１を介してＧＰＳ受信部１６が検出した位置情報を取得し、当該ユーザ端末装置１０の現在位置として、位置情報を要求した他のアプリケーション等に提供する。

一方、取得した電波強度が所定の閾値より弱い場合には、情報送受信部４１は、例えば図４に示すように、近くのユーザ端末装置１０に対して、位置情報とＧＰＳの電波強度の送信を求めるリクエストをネットワーク１宛にブロードキャスト（例えばＩＰのサブネット宛等）する（Ｓ１）。

このようなリクエストを受信した他のユーザ端末装置１０（すなわち、他機のユーザ端末装置１０で図４中のレスポンス側：Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ［図３中の符号に対応］）の情報送受信部４１は、各々のＧＰＳ受信部１６からの位置情報とＧＰＳの電波強度を取得し、当該ＧＰＳの電波強度が所定の閾値以上である場合には、リクエストを送信したユーザ端末装置１０（図４中のリクエスト側：Ａ［図３中の符号に対応］）宛にＧＰＳの位置情報及びＧＰＳの電波強度を送信する。この図４に示す場合では、Ｅのユーザ端末装置１０ではＧＰＳの電波強度が所定の閾値未満であるため、ＧＰＳの位置情報及びＧＰＳの電波強度は送信しないが、Ｂ、Ｃ、Ｄのユーザ端末装置１０は、ＧＰＳの位置情報及びＧＰＳの電波強度を送信する（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）。

次いで、他機の各ユーザ端末装置１０からのＧＰＳの位置情報及びＧＰＳの電波強度を受信すると、自機のユーザ端末装置１０の情報送受信部４１は、受信した位置情報を電波強度距離変換部４４及び座標算出部４５に供給し、受信したＧＰＳの電波強度を座標算出部４５に供給する。ただし、３つ以上のユーザ端末装置１０から送信された位置情報を受信できない場合には、自機の位置座標を算出することができないので、本動作を終了させる。

次いで、近距離通信電波強度検知部４２は、他機のユーザ端末装置１０、すわなち、例えば、図３に示すＢ、Ｃ、Ｄのユーザ端末装置１０からの近距離無線通信の電波強度（＄ｘ）を検出し、検出した各近距離無線通信の電波強度（＄ｘ）を電波強度距離変換部４４に供給する。

次いで、電波強度距離変換部４４は、各ユーザ端末装置１０の位置情報と対応する近距離無線通信の電波強度を取得すると、予め設定しておいた変換表に基づいて、リクエスト側の処理を実行するＡのユーザ端末装置１０から対応するＢ、Ｃ、Ｄのユーザ端末装置１０までの距離を算出する。電波強度は、通信処理部１１の特性に応じてユーザ端末装置１０の機種毎に異なるため、例えば、図５に示すように、予めこの近距離通信システムで用いる機種毎の変換式を示す変換表を作成しておき、電波強度距離変換部４４が、この変換表に基づいて、近距離通信電波強度検知部４２が検知した電波強度を距離に変換する。

次いで、距離を求めると、座標算出部４５は、他機の位置情報及びＧＰＳの電波強度と、電波強度距離変換部４４によって算出された他機との距離と、に基づいて、自機のユーザ端末装置１０の位置（すなわち、座標）を算出する。

具体的には、座標算出部４５は、他機の位置情報を中心とし、当該自機のユーザ端末装置１０から他機の各ユーザ端末装置１０までの距離を半径とした円を算出する。このとき、座標算出部４５は、他機のユーザ端末装置１０が３つ以上であって、近距離無線通信の電波強度が強い上位の３つの他機のユーザ端末装置１０について算出された円が全て重なる場合には、その交点の位置座標を自機の位置として算出する。

一方、座標算出部４５は、他機のユーザ端末装置１０が３つ以上であって、近距離無線通信の電波強度が強い上位の３つのユーザ端末装置１０について算出された２つの円が重なり、かつ、一つの円が重ならない場合には、重なった２つの円の交点のうち、重ならなかった他機の中心を基準とした円の中心に近い交点の位置座標を自機の座標位置として算出する。

他方、座標算出部４５は、他機のユーザ端末装置１０が３つ以上であって、近距離無線通信の電波強度が強い上位の３つのユーザ端末装置１０について算出された円が全て重ならない場合には、各距離に対する重み付けを算出し、当該重み付けと、算出された円と、各ユーザ端末装置１０の位置情報で示される中心と、に基づいて、自機の位置座標を算出する。

例えば、ユーザ端末装置１０のＢ，Ｃ，Ｄが他機の場合に、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置（座標）に対する重み付けとしては、座標算出部４５は、機器毎に予め設定しておいた変換表その他に基づいて、受信した他機のＧＰＳの電波強度を正規化し、正規化されたＧＰＳの電波強度分の距離を算出して当該重み付けを算出する。すなわち、座標算出部４５は、正規化したＧＰＳの電波強度、近距離無線通信の電波強度から求めた距離、各ユーザ端末装置１０の位置（座標）が、図６の状態であると仮定すると、重み付けを、各々１／１．０（＝１．０）、１／０．９（＝１．１１１）、１／０．５（＝２．０）と算出する。

そして、座標算出部４５は、図７に示すように、各々の端末の位置（座標）を中心とした円の中心を結んだ三角形の領域内であって円に属しない領域内を所定の間隔毎（１０ｃｍ毎）の位置（スポット）において、各円の中心からの直線（以下、「中心線」という。）における円と交わる交点から当該各スポットまでの中心線における線分の長さの比が重み付けと同一または一番近い値になるスポットを自機の位置座標として算出する。
すなわち、図６及び図７に示す例では、座標算出部４５は、Ｂにおける円の中心からスポットｚまで引いた中心線ｂのＢの円との交点ｏから当該スポットｚまでの線分の長さと、Ｃにおける円の中心からスポットｚまで引いた中心線ｃのＣの円との交点ｐから当該スポットｚまでの線分の長さと、Ｄにおける円の中心からスポットｚまで引いた中心線ｄのＤの円との交点ｒから当該スポットｚまでの線分の長さとの比が１．０：１．１１１：２．０の距離となる点を、自機の位置座標として算出する。

さらに、座標算出部４５は、他機のユーザ端末装置１０が３つ以上であって、近距離無線通信の電波強度が強い上位の３つのユーザ端末装置１０について算出された円が全て重なるが、３つの円全てが交わる交点が存在しない場合には、すなわち、一の円に他の二つの円がそれぞれ交わる場合には、以下のように自機の位置座標を算出する。

具体的には、座標算出部４５は、受信した３つの他機のユーザ端末装置１０におけるＧＰＳの電波強度のうち、電波強度の高い上位２つのユーザ端末装置１０のＧＰＳの位置情報から算出された円の交点を求めるとともに、その２つの交点のうち、残り１つのユーザ端末装置（３つの他機のユーザ端末装置１０のうち、最もＧＰＳの電波強度が弱いユーザ端末装置）１０のＧＰＳの位置情報に基づいて算出された円の中心に近い方の交点を、自機の位置座標として算出する。

次いで、座標算出部４５は、算出した位置座標を位置情報を要求した他のアプリケーション等に提供する。

＜効果＞
この実施形態の近距離通信システムでは、上述のように、付近にある他のユーザ端末装置１０で検出した位置を用いて位置検出を行うことができ、位置情報の精度の向上に寄与することができる。さらに、この近距離通信システムでは、周囲のユーザ端末装置１０のＧＰＳの電波強度に応じた重み付けを行っているため、ＧＰＳの電波強度が強い（ＧＰＳによる位置の確度が高い）周囲のユーザ端末装置１０の位置を反映させて、当該ユーザ端末装置１０の位置を決めることができ、位置検出の確度の向上に寄与することができる。

＜変形例＞
上述の説明では、本発明をユーザ端末装置１０間で近距離無線通信を行う近距離通信システムに本発明を適用した場合について説明したが、ユーザ端末装置１０として、近距離無線通信を行う機能を有するＧＰＳ機能付きカメラ、ＧＰＳを用いたナビゲーションシステム等を有する自動車等を用いてもよい。特に、自動車の場合には、屋外にある場合が多く、位置検出の確度の向上に寄与することができる。

１ … ネットワーク
１０ … ユーザ端末装置
１１ … 通信処理部
１２ … 測位アプリケーション
１３ … 表示部
１４ … 入力部
１５ … 実行環境
１６ … ＧＰＳ受信部
４１ … 情報送受信部
４２ … 近距離通信電波強度検知部
４３ … ＧＰＳ電波強度検知部
４４ … 電波強度距離変換部
４５ … 座標算出部

Claims (8)

1. ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、
   ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、
   他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、
   他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信する受信手段と、
   当該受信手段が他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信した際に、前記位置検出手段が検出した位置と前記電波強度検出手段が検出した電波強度に応じた情報を前記他の端末装置に送信する送信手段と、
   を有する複数の端末装置、を備える位置検出システム。
2. ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、
   ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、
   他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、
   前記電波強度検出手段が受信した電波強度が所定の閾値以下である場合に、他の端末装置に位置情報送信リクエストを送信する送信手段と、
   他の端末装置からの位置と電波強度に応じた情報を受信する受信手段と、
   受信手段が受信した情報に応じて、当該端末装置の位置を算出する算出手段と、
   を有する端末装置、を備える位置検出システム。
3. 請求項２に記載の位置検出システムにおいて、
   前記近距離通信手段の電波強度を検知する近距離電波強度検知手段を備え、
   前記算出手段が、位置と電波強度に応じた情報を受信した他の端末装置との間の、前記近距離通信手段の電波強度に応じて、当該端末装置の位置を算出する、位置検出システム。
4. 請求項３に記載の位置検出システムにおいて、
   前記算出手段が、
   前記位置と電波強度に応じた情報を受信した他の端末装置との間の、前記近距離通信手段の電波強度に応じた重み付けを行って、
   他の端末装置からの位置と電波強度に応じた情報から当該端末装置の位置を算出する、位置検出システム。
5. ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、
   ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、
   他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、
   他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信する受信手段と、
   当該受信手段が他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信した際に、前記位置検出手段が検出した位置と前記電波強度検出手段が検出した電波強度に応じた情報を前記他の端末装置に送信する送信手段と、
   を有する端末装置。
6. ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、
   ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、
   他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、
   前記電波強度検出手段が受信した電波強度が所定の閾値以下である場合に、他の端末装置に位置情報送信リクエストを送信する送信手段と、
   他の端末装置からの位置と電波強度に応じた情報を受信する受信手段と、
   受信手段が受信した情報に応じて、当該端末装置の位置を算出する算出手段と、
   を有する端末装置。
7. 近距離無線通信により、他の端末装置と通信を行う端末装置で実行される位置検出プログラムであって、
   当該端末装置を、
   ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、
   ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、
   他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、
   他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信する受信手段と、
   当該受信手段が他の端末装置からの位置情報送信リクエストを受信した際に、前記位置検出手段が検出した位置と前記電波強度検出手段が検出した電波強度に応じた情報を前記他の端末装置に送信する送信手段、
   として機能させる位置検出プログラム。
8. 近距離無線通信により、他の端末装置と通信を行う端末装置で実行される位置検出プログラムであって、
   当該端末装置を、
   ＧＰＳにより当該端末装置の位置を検出する位置検出手段と、
   ＧＰＳの電波強度を検出する電波強度検出手段と、
   他の端末装置との間の通信を行う近距離通信手段と、
   前記電波強度検出手段が受信した電波強度が所定の閾値以下である場合に、他の端末装置に位置情報送信リクエストを送信する送信手段と、
   他の端末装置からの位置と電波強度に応じた情報を受信する受信手段と、
   受信手段が受信した情報に応じて、当該端末装置の位置を算出する算出手段、
   として機能させる位置検出プログラム。

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