JP2013195334A - 情報処理装置、サーバ、現在位置取得システム及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】情報処理装置1は、第1演算部231が仮の位置情報を取得すると、取得した仮の位置情報に基づいて情報処理装置1に対する送信機の方角を方角特定部24が特定する。すると、補正部26は、特定した方角と情報処理装置1の姿勢とに基づいて情報処理装置1からみた送信機の方角を特定し、この特定した方角とアンテナ利得とから算出された補正値に基づいて電波強度を補正することで補正電波強度を取得する。そして、情報処理装置1では、補正電波強度に基づいて第2演算部232が真の位置情報を取得し、ユーザの現在位置を特定する。
【選択図】図3
Description
そのため、現在位置特定サービスにおいて小型の情報処理装置を用いた場合には、特定の方角に設置された第1送信機と他の方角に設置された第2送信機とが本来ユーザから同一の距離にある場合であっても、第1送信機からの無線信号の電波強度が強くなり、結果として、ユーザの現在位置が第1送信機の近くであるというように誤った現在位置が特定されてしまう。
なお、以下において、情報処理装置が備えるアンテナの指向性をアンテナ利得と表現する場合がある。
図1は、本発明の第1実施形態に係る情報処理装置1のハードウェアの構成を示すブロック図である。
情報処理装置1は、ユーザが携帯可能な小型の端末装置であり、例えば、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の任意の端末装置を採用することができる。
RAM13には、CPU11が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
無線通信アンテナ181は、無線通信可能な送信機からの無線信号を受信する。無線通信アンテナ181が受信した無線信号には、送信機の種別を特定する識別情報が含まれ、通信部18を介してCPU11に供給される。ここで、無線通信アンテナ181は、指向性を有しており、特定の方角からの無線信号は感度良く受信する一方で、他の方角からの無線信号については受信感度が落ちる。このような無線通信アンテナ181の指向性についての情報は、記憶部17にアンテナ利得として記憶される。
センサ部19の測定値は、CPU11に供給され、情報処理装置1の姿勢検知に用いられる。
また、情報取得部22は、無線通信アンテナ181のアンテナ利得を取得し、補正部26に供給する。
なお、情報取得部22は、記憶部17から送信機情報及びアンテナ利得を取得することとしてもよく、所定のサーバからネットワークを介して送信機情報及びアンテナ利得を取得することとしてもよい。
このとき、本実施形態では、アンテナ利得の影響を軽減するため、電波強度に基づいて仮の位置情報を取得した後に、当該電波強度を補正した補正電波強度に基づいて真の位置情報(現在位置)を取得することとしている。そこで、本実施形態の測位演算部23は、第1演算部231と、第2演算部232と、を含んで構成される。
また、姿勢検知部25は、センサ部19の測定値に基づいて、情報処理装置1の姿勢を検知し、補正部26に供給する。
このとき、情報処理装置1の姿勢によっては、方角特定部24が特定した送信機の方角(絶対的位置関係)と、情報処理装置1からみた送信機の方向(相対的位置関係)とが異なる。この点、アンテナ利得に基づく補正では、情報処理装置1と送信機との絶対的な位置関係ではなく、情報処理装置1からみた送信機の相対的な位置関係を用いる必要がある。
そこで、補正部26は、無線通信アンテナ181のアンテナ利得に加えて、仮の位置情報に対する送信機の方角及び情報処理装置1の姿勢(これらにより相対的位置関係を特定)に基づいて、電波強度を補正し、補正電波強度を取得する。なお、補正部26は、補正電波強度の取得に際し、アンテナ利得、送信機の方角、情報処理装置1の姿勢に加え、送信機の電波出力を用いることとしてもよい。補正部26が取得した補正電波強度は、第2演算部232に供給され、真の位置情報の取得に用いられる。
そこで、情報処理装置1の測位演算部23は、判断部233を更に含むこととしてもよい。このとき、判断部233は、強度測定部21から供給された電波強度に基づいて、測位精度が十分確保できるか否かを判断する。測位精度が十分であるか否かの判断については、任意の方法により行うこととしてよく、本実施形態では、例えば強度測定部21から供給された測位演算に利用可能な電波強度の無線信号を送信した送信機の数が所定数以上であるか否かにより行う。所定数は任意の値であり、本実施形態では、例えば6以上であるとする。そのため、本実施形態では、このような送信機が6以上である場合には、第1演算部231が取得した位置情報を現在位置と特定し、3〜5である場合には、第2演算部232が取得した位置情報を現在位置として特定する。なお、2以下である場合には、三角測量が困難であるため、現在位置の特定に失敗する。
このとき、図4(B)(a1)に示すように情報処理装置1の姿勢が上下反転している状況では、情報処理装置1からみた送信機Aの相対的な位置関係は、図4(B)(a2)に示すように情報処理装置1の右(東)の方向に送信機Aが存在することになる。そこで、補正部26は、方角特定部24が特定した方角と、姿勢検知部25が検知した情報処理装置1の姿勢とに基づいて、情報処理装置1からみた送信機の方向(相対的位置関係)を特定し、この特定した方向と無線通信アンテナ181のアンテナ利得とに基づいて、電波強度の補正を行う。一例として、図4(B)(b)に示すように、補正部26は、アンテナ感度の悪い方向に存在する送信機については、本来よりも弱い電波強度が測定されてしまうため、電波強度を強く補正する。また、補正部26は、アンテナ感度の良い方向に存在する送信機については、本来よりも強い電波強度が測定されてしまうため、電波強度を弱く補正する。なお、補正部26は、アンテナ利得に基づく補正に加えて、送信機の電波出力又は送信アンテナの利得に基づく補正を行うこととしてもよい。
続いて、ステップS27において、第2演算部232は、ステップS25の結果得られた補正電波強度に基づいてユーザの現在位置を特定し、位置測定処理を終了する。
このように、情報処理装置1では、送信機から受信した電波強度をそのまま用いずに、アンテナ利得を考慮して補正した補正電波強度を用いてユーザの現在位置を特定するため、情報処理装置1が有する無線通信アンテナ181のアンテナ利得の影響を軽減することができ、ユーザの現在位置を適切に特定することができる。
これにより、測位精度が十分な状況で無駄な演算を行う必要がなく、処理負担を軽減することができる。
続いて、本発明の第2実施形態について図面を参照して説明する。無線信号を用いた通信では、送信機から送信される無線信号が建物や地形等の障害によって反射・回折し、受信機が同一の無線信号を複数の経路から受信してしまうマルチパスという現象が知られている。第2実施形態の情報処理装置1Aは、無線信号の送信機にマルチパスの影響があるか否かを判断し、マルチパスの影響がある場合には当該送信機からの無線信号を除外した上でユーザの現在位置を特定する点で、第1実施形態の情報処理装置1と異なる。
以下、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、第2実施形態の情報処理装置1Aのハードウェアの構成は、第1実施形態の情報処理装置1と同一であるため、図示及び説明を省略する。
なお、マルチパス判断部27Aが補正電波強度を用いることを可能にするため、補正部26は取得した補正電波強度を記憶部17に適宜記憶することが好ましい。また、マルチパス判断部27Aが情報処理装置1の姿勢の変化を判断可能にするため、姿勢検知部25は検知した情報処理装置1の姿勢を記憶部17に適宜記憶することが好ましい。
具体的には、ステップS5においてCPU11Aが図9で後述する位置測定処理を実行すると、CPU11Aは、続いて、ステップS6のマルチパス判断処理を行い、処理をステップS7に移す。このステップS6では、マルチパス判断部27Aが補正電波強度を用いてマルチパスの影響がある送信機を特定するが、詳しくは図10で後述する。
具体的には、ステップS11において、強度測定部21が各送信機からの無線信号の電波強度を測定すると、ステップS12において、マルチパス判断部27Aは、無線信号を受信した送信機のうち、マルチパスの影響があると判断された送信機を除外する。その後、ステップS13において、判断部233がマルチパスの影響がある送信機を除外した上で、測位演算に利用可能な電波強度の無線信号を受信した送信機の数を判断する。
なお、ステップS12において除外する送信機は、図10のマルチパス判断処理において特定される。
なお、6以上の送信機から無線信号を受信していた場合には、補正電波強度が算出されておらず(図9のステップS17参照)、記憶部17に対応する補正電波強度が記憶されていない。このような場合には、マルチパス判断部27Aは、補正前の電波強度を記憶部17から取得した後に、第1演算部231乃至補正部26の機能により補正電波強度を算出することとしてもよい。また、他の送信機についても補正電波強度が算出されていないことから、他の送信機の変化傾向との比較に際して影響がないようであれば、補正電波強度を算出していない回はマルチパスの判断に用いないこととしてもよい。また、第2実施形態では、6以上の送信機から無線信号を受信していた場合であっても、補正電波強度までは常に取得することとしてもよい。
なお、マルチパスの影響があると判断する振幅の大きさについては、適宜設定することができる。
なお、マルチパス判断部27Aは、補正電波強度の変化傾向が他の送信機と異なり、かつ、振幅が大きい送信機を、マルチパスの影響のある送信機と特定する。即ち、マルチパス判断部27Aは、マルチパスフェージングが発生している送信機を特定するため、マルチパスの影響のある送信機を適切に特定でき、結果として、ユーザの現在位置を適切に特定することができる。
続いて、本発明の第3実施形態について図面を参照して説明する。第1実施形態及び第2実施形態では、情報処理装置1(1A)のCPU11(11A)が測位演算を行うこととしている。
ここで、情報処理装置1(1A)の処理能力によっては、情報処理装置1(1A)で測位演算を行わず、サーバに当該演算を行わせてユーザの現在位置を特定することが好ましい。そこで、第3実施形態では、情報処理装置1(1A)とサーバ110とを含む現在位置取得システム100を用いて情報処理装置1(1A)のユーザに対して現在位置を提供する。
図11は、第3実施携帯の現在位置取得システム100の構成を示す図である。現在位置取得システム100は、情報処理装置1(1A)とサーバ110とが所定のネットワークを介して通信可能に接続されて構成される。
なお、サーバ110から情報処理装置1(1A)への演算結果の返信は、任意のタイミングで行うことができ、所定の演算を行う都度その演算結果を返信することとしてもよく、複数の演算結果をまとめて返信することとしてもよい。
そのため、情報処理装置1(1A)の演算部111(111A)における前述の「取得する」とは、情報処理装置1(1A)が自ら演算した結果を取得することに加え、演算要求を受け付けたサーバ110が演算した結果を情報処理装置1(1A)が取得することを含む。
換言すると、図3,7の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が情報処理装置1(1A)に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図3,7の例に限定されない。
また、1つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。
[付記1]
所定のセンサからの測定値に基づいて自己の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
各送信機からの無線信号を受信アンテナによって受信する通信手段と、
前記通信手段が受信した前記各送信機からの無線信号の電波強度を測定する強度測定手段と、
前記各送信機の位置情報を少なくとも含む送信機情報を取得する送信機情報取得手段と、
前記受信アンテナのアンテナ利得を取得するアンテナ情報取得手段と、
前記強度測定手段が測定した3つ以上の電波強度に基づいて、自己の位置情報を取得する第1演算手段と、
前記自己の位置情報と、前記各送信機の位置情報とに基づいて、前記各送信機の方角を特定する方角特定手段と、
前記通信手段による受信時における、前記各送信機の方角、前記自己の姿勢、及び前記受信アンテナのアンテナ利得に基づいて、対応する前記各送信機からの無線信号の前記電波強度を補正した補正電波強度を取得する補正手段と、
前記補正手段が取得した3つ以上の前記補正電波強度に基づいて、自己の現在位置情報を取得する第2演算手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
[付記2]
受信した前記各送信機の数を判断する判断手段、を更に備え、
前記判断手段により所定数以上の数と判断されることを条件に、前記第1演算手段が取得した前記自己の位置情報を現在位置情報とする、
ことを特徴とする付記1に記載の情報処理装置。
[付記3]
自己の位置の移動に伴う前記各送信機の前記電波強度の変化に基づいて、前記各送信機のマルチパス影響の有無を判断するマルチパス判断手段、を更に備え、
前記第2演算手段は、前記マルチパス判断手段によりマルチパス影響があると判断された送信機を除外し、前記自己の現在位置情報を取得する、
ことを特徴とする付記1又は2に記載の情報処理装置。
[付記4]
前記マルチパス判断手段は、
前記姿勢検知手段による自己の姿勢変化の有無を判断する姿勢変化判断手段、を含み、
前記姿勢変化判断手段により姿勢変化があると判断された場合には、前記電波強度を補正した前記補正電波強度の変化の傾向が他の送信機の変化の傾向に対して異なることを条件に、マルチパス影響があると判断する、
ことを特徴とする付記3に記載の情報処理装置。
[付記5]
付記1から4のいずれかに記載の情報処理装置と通信可能なサーバであって、前記第1演算手段、前記方角特定手段、前記補正手段、前記第2演算手段のうちの少なくとも1つの手段を備え、この備える手段により取得した情報を前記情報処理装置に送信する、
ことを特徴とするサーバ。
[付記6]
情報処理装置とサーバとが通信可能に接続され、前記情報処理装置の現在位置情報を取得する現在位置取得システムであって、
前記情報処理装置は、
所定のセンサからの測定値に基づいて自己の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
各送信機からの無線信号を受信アンテナによって受信する通信手段と、
前記通信手段が受信した前記各送信機からの無線信号の電波強度を測定する強度測定手段と、
を備え、
前記情報処理装置の前記通信手段は、前記各送信機の電波強度、前記自己の姿勢、及び前記受信アンテナのアンテナ利得を前記サーバに送信し、
前記サーバは、
前記情報処理装置から受信した3つ以上の電波強度に基づいて、前記情報処理装置の位置情報を算出する第1演算手段と、
前記位置情報及び前記各送信機の位置情報に基づいて、前記情報処理装置に対する前記各送信機の方角を特定する方角特定手段と、
前記各送信機の方角、前記情報処理装置の姿勢、及び前記情報処理装置が備える前記受信アンテナのアンテナ利得に基づいて、対応する前記各送信機からの無線信号の前記電波強度を補正し、補正電波強度を算出する補正手段と、
前記補正手段が取得した3つ以上の前記補正電波強度に基づいて、前記情報処理装置の現在位置情報を算出する第2演算手段と、
を備えることを特徴とする現在位置取得システム。
[付記7]
コンピュータを、
所定のセンサからの測定値に基づいて自己の姿勢を検知する姿勢検知手段、
各送信機からの無線信号を受信アンテナによって受信する通信手段、
前記通信手段が受信した前記各送信機からの無線信号の電波強度を測定する強度測定手段、
前記各送信機の位置情報を少なくとも含む送信機情報を、取得する送信機情報取得手段、
前記受信アンテナのアンテナ利得を取得するアンテナ情報取得手段、
前記強度測定手段が測定した3つ以上の電波強度に基づいて、自己の位置情報を取得する第1演算手段、
前記自己の位置情報と、前記各送信機の位置情報とに基づいて、前記各送信機の方角を特定する方角特定手段、
前記通信手段による受信時における、前記各送信機の方角、前記自己の姿勢、及び前記受信アンテナのアンテナ利得に基づいて対応する前記各送信機からの無線信号の前記電波強度を補正した補正電波強度を取得する補正手段、
前記補正手段が取得した3つ以上の前記補正電波強度に基づいて、自己の現在位置情報を取得する第2演算手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
Claims (7)
- 所定のセンサからの測定値に基づいて自己の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
各送信機からの無線信号を受信アンテナによって受信する通信手段と、
前記通信手段が受信した前記各送信機からの無線信号の電波強度を測定する強度測定手段と、
前記各送信機の位置情報を少なくとも含む送信機情報を取得する送信機情報取得手段と、
前記受信アンテナのアンテナ利得を取得するアンテナ情報取得手段と、
前記強度測定手段が測定した3つ以上の電波強度に基づいて、自己の位置情報を取得する第1演算手段と、
前記自己の位置情報と、前記各送信機の位置情報とに基づいて、前記各送信機の方角を特定する方角特定手段と、
前記通信手段による受信時における、前記各送信機の方角、前記自己の姿勢、及び前記受信アンテナのアンテナ利得に基づいて、対応する前記各送信機からの無線信号の前記電波強度を補正した補正電波強度を取得する補正手段と、
前記補正手段が取得した3つ以上の前記補正電波強度に基づいて、自己の現在位置情報を取得する第2演算手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 受信した前記各送信機の数を判断する判断手段、を更に備え、
前記判断手段により所定数以上の数と判断されることを条件に、前記第1演算手段が取得した前記自己の位置情報を現在位置情報とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 自己の位置の移動に伴う前記各送信機の前記電波強度の変化に基づいて、前記各送信機のマルチパス影響の有無を判断するマルチパス判断手段、を更に備え、
前記第2演算手段は、前記マルチパス判断手段によりマルチパス影響があると判断された送信機を除外し、前記自己の現在位置情報を取得する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理装置。 - 前記マルチパス判断手段は、
前記姿勢検知手段による自己の姿勢変化の有無を判断する姿勢変化判断手段、を含み、
前記姿勢変化判断手段により姿勢変化があると判断された場合には、前記電波強度を補正した前記補正電波強度の変化の傾向が他の送信機の変化の傾向に対して異なることを条件に、マルチパス影響があると判断する、
ことを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載の情報処理装置と通信可能なサーバであって、前記第1演算手段、前記方角特定手段、前記補正手段、前記第2演算手段のうちの少なくとも1つの手段を備え、この備える手段により取得した情報を前記情報処理装置に送信する、
ことを特徴とするサーバ。 - 情報処理装置とサーバとが通信可能に接続され、前記情報処理装置の現在位置情報を取得する現在位置取得システムであって、
前記情報処理装置は、
所定のセンサからの測定値に基づいて自己の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
各送信機からの無線信号を受信アンテナによって受信する通信手段と、
前記通信手段が受信した前記各送信機からの無線信号の電波強度を測定する強度測定手段と、
を備え、
前記情報処理装置の前記通信手段は、前記各送信機の電波強度、前記自己の姿勢、及び前記受信アンテナのアンテナ利得を前記サーバに送信し、
前記サーバは、
前記情報処理装置から受信した3つ以上の電波強度に基づいて、前記情報処理装置の位置情報を算出する第1演算手段と、
前記位置情報及び前記各送信機の位置情報に基づいて、前記情報処理装置に対する前記各送信機の方角を特定する方角特定手段と、
前記各送信機の方角、前記情報処理装置の姿勢、及び前記情報処理装置が備える前記受信アンテナのアンテナ利得に基づいて、対応する前記各送信機からの無線信号の前記電波強度を補正し、補正電波強度を算出する補正手段と、
前記補正手段が取得した3つ以上の前記補正電波強度に基づいて、前記情報処理装置の現在位置情報を算出する第2演算手段と、
を備えることを特徴とする現在位置取得システム。 - コンピュータを、
所定のセンサからの測定値に基づいて自己の姿勢を検知する姿勢検知手段、
各送信機からの無線信号を受信アンテナによって受信する通信手段、
前記通信手段が受信した前記各送信機からの無線信号の電波強度を測定する強度測定手段、
前記各送信機の位置情報を少なくとも含む送信機情報を、取得する送信機情報取得手段、
前記受信アンテナのアンテナ利得を取得するアンテナ情報取得手段、
前記強度測定手段が測定した3つ以上の電波強度に基づいて、自己の位置情報を取得する第1演算手段、
前記自己の位置情報と、前記各送信機の位置情報とに基づいて、前記各送信機の方角を特定する方角特定手段、
前記通信手段による受信時における、前記各送信機の方角、前記自己の姿勢、及び前記受信アンテナのアンテナ利得に基づいて対応する前記各送信機からの無線信号の前記電波強度を補正した補正電波強度を取得する補正手段、
前記補正手段が取得した3つ以上の前記補正電波強度に基づいて、自己の現在位置情報を取得する第2演算手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
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