JP2013238599A - ユーザの位置を取得する方法と装置、及びコンピュータで読み出し可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの位置を推定するための検索時間を減らし、検索しなければならないマップサイズを減らすことによって、初期位置の取得に要する時間を減らすと同時に、測位の精密度も高めた、ユーザの位置を取得する方法及び装置を提供する。
【解決手段】ユーザの位置を取得する方法は、ユーザの第１位置情報を取得するステップと、予め格納された第１マップで前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域を検索するステップと、前記ユーザの第２位置情報に基づいて、前記第１位置情報に対応する前記複数の候補領域から少なくとも１つの探索領域を選択するステップと、前記少なくとも１つの探索領域を用いて前記ユーザの位置を判断するステップとを含む。
【選択図】 図１

Description

下記の実施形態はユーザの位置を取得する方法及び装置に関する。

スマートフォンの普及と共に位置ベースのサービス（ＬＢＳ：Ｌｏｃａｔｉｏｎ−Ｂａｓｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供するための位置推定技術が様々な分野で要求されている。室外環境ではＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と室外における地図（マップ）情報（例えば、等高線情報、緯度及び経度情報を含む）を用いた位置推定技術がある。一方、屋内環境では様々な技術が利用されているが、何れの技術も全ての局面で他より優れた性能を持てず、状況に応じて選択されて用いられる。

一般的にフィンガープリントマップ（ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ ｍａｐ、指紋地図）を用いる測位技術では、インフラストラクチャー（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）の設置現況、構造物などの環境によりマップの測位結果が敏感に変化する。従って、例えばＷＬＡＮフィンガープリントマップと磁場フィンガープリントマップとで特異点の位置が互いに異なることがある。また、類似するパターンを有する複数の特異点が存在することがある。このように地域的な特異点が数個存在するときには初期位置を取得するために多くの時間が費やされる。

本発明の目的は、ユーザの位置を推定するための検索時間を減らすことにある。
また、本発明の目的は、ユーザの位置を推定するために検索しなければならないマップサイズを減らすことによって、初期位置の取得に要する時間を減らすと同時に、測位の精密度も高めることにある。
さらに、本発明の目的は、類似するパターンの地域的な特異点が複数個存在する場合にも短時間で初期位置を取得することにある。

一実施形態によれば、ユーザの位置を取得する方法は、ユーザの第１位置情報を取得するステップと、予め格納された第１マップで前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域を検索するステップと、前記ユーザの第２位置情報に基づいて、前記第１位置情報に対応する前記複数の候補領域から少なくとも１つの探索領域を選択するステップと、前記少なくとも１つの探索領域を用いて前記ユーザの位置を判断するステップとを含む。

前記少なくとも１つの探索領域を選択するステップは、前記ユーザの第２位置情報及び前記第２位置情報の誤差特性に基づいて前記第１位置情報に対応する前記複数の候補領域から少なくとも１つの探索領域を選択してもよい。
予め格納された第２マップで前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域を検索するステップをさらに含んでもよい。
前記少なくとも１つの探索領域を選択するステップは、前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に基づいて、前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域から前記少なくとも１つの探索領域を選択してもよい。
前記少なくとも１つの探索領域を選択するステップは、前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域が前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳するか否かを判断するステップと、前記判断結果に基づいて前記第１位置情報に対応する複数の候補領域から前記少なくとも１つの探索領域を選択するステップとをさらに含んでもよい。
前記選択するステップは、前記少なくとも１つの探索領域で前記第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳する前記第１位置情報に対応する複数の候補領域の何れか１つの領域を選択するステップをさらに含んでもよい。
前記ユーザの位置は、前記ユーザの初期位置を含んでもよい。
前記第１位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は予め選択されてもよい。
前記第１位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は、前記第１位置情報の誤差特性により予め選択されてもよい。
前記複数の候補領域を検索するステップは、前記第１位置情報及び前記第１位置情報の誤差特性を考慮して前記第１位置情報に対応する複数の候補領域のために予め格納された第１マップを検索してもよい。
前記第１マップを含む複数のマップに関する情報、及び前記第１位置情報と前記第２位置情報それぞれの誤差特性に関する情報を保持するステップをさらに含んでもよい。
前記第１位置情報は磁場センサによって測定される水平位置情報を含み、且つ前記第２位置情報は前記磁場センサによって測定された垂直位置情報を含むか、又は、前記第１位置情報は前記垂直位置情報を含み、且つ前記第２位置情報は前記水平位置情報を含むか、の何れかであってもよい。
前記第１位置情報及び前記第２位置情報は、互いに同じ位置を示してもよい。

一実施形態に係るユーザの位置を取得する装置は、ユーザの第１位置情報を取得する取得部と、予め格納された第１マップで前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域を検索する検索部と、前記ユーザの第２位置情報に基づいて前記第１位置情報に対応する前記複数の候補領域から少なくとも１つの探索領域を選択する選択部と、前記少なくとも１つの探索領域を用いて前記ユーザの位置を判断する判断部とを備える。

前記選択部は、前記ユーザの第２位置情報及び前記第２位置情報の誤差特性に基づいて前記第１位置情報に対応する複数の候補領域から少なくとも１つの探索領域を選択してもよい。
前記検索部は、予め格納された第２マップで前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域を検索してもよい。
前記選択部は、前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に基づいて、前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域から前記少なくとも１つの探索領域を選択してもよい。
前記選択部は、前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域が前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳するか否かを判断する判断器と、前記判断器に取得された判断結果に基づいて前記第１位置情報に対応する複数の候補領域から前記少なくとも１つの探索領域を選択する選択器とを備えてもよい。
前記選択部は、前記少なくとも１つの探索領域で、前記第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳する前記第１位置情報に対応する複数の候補領域の何れか１つの領域を選択してもよい。
前記ユーザの位置は、前記ユーザの初期位置を含んでもよい。
前記第１位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は予め選択されてもよい。
前記第１位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は、前記第１位置情報の誤差特性により予め選択されてもよい。
前記検索部は、前記第１位置情報及び前記第１位置情報の誤差特性を考慮して前記第１位置情報に対応する複数の候補領域のために予め格納された第１マップを検索してもよい。
前記第１マップを含む複数のマップに関する情報及び前記第１位置情報と前記第２位置情報それぞれの誤差特性に関する情報を保持する格納部をさらに備えてもよい。
前記第１位置情報は磁場センサによって測定される水平位置情報を含み、且つ前記第２位置情報は前記磁場センサによって測定された垂直位置情報を含むか、又は、前記第１位置情報は前記垂直位置情報を含み、且つ前記第２位置情報は前記水平位置情報を含か、の何れかであってもよい。
前記第１位置情報及び前記第２位置情報は互いに同じ位置を示してもよい。

一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法は、ユーザの第１位置情報及びユーザの第２位置情報に基づいて第１マップからユーザの位置を含む探索領域を取得するステップと、前記探索領域から前記ユーザの位置を取得するステップと、を含み、前記探索領域は前記第１マップによってカバーされる全体領域よりも小さく、前記ユーザの第１位置情報及び前記ユーザの第２位置情報は互いに異なるタイプの位置情報を含む。

前記ユーザの第１位置情報を取得するために前記ユーザの位置で第１物理量を測定するステップと、前記ユーザの第１位置情報から前記ユーザの第２位置情報を推論するステップと、をさらに含み、前記第１マップは、前記第１マップによってカバーされる全体領域の互いに異なる複数の位置で行われる前記第１物理量の測定に基づいて生成されてもよい。
前記ユーザの第１位置情報を取得するために前記ユーザの位置で前記第１物理量を測定するステップと、前記ユーザの第２位置情報を取得するために前記ユーザの位置で第２物理量を測定するステップとをさらに含み、前記第１マップは、前記第１マップによってカバーされる全体領域の互いに異なる複数の位置で行われる前記第１物理量の測定に基づいて生成されてもよい。
前記探索領域を取得するステップは、前記第１位置情報に基づいて前記ユーザの位置を含む複数の第１候補領域のための第１マップを検索するステップと、前記第２位置情報に基づいて前記ユーザの位置を含む複数の第２候補領域のための第２マップ（前記第２マップは前記第１マップと同一の領域をカバーする）を検索するステップと、前記探索領域に前記複数の第１候補領域が前記複数の第２候補領域と重畳する領域を探索するステップとを含んでもよい。
前記第１マップを検索するステップは、前記第１位置情報の誤差特性に基づいて前記複数の第１候補領域それぞれの範囲を限定するステップと、前記第２位置情報の誤差特性に基づいて前記複数の第２候補領域それぞれの範囲を限定する第２マップを検索するステップとを含んでもよい。

本発明の一実施形態によれば、各マップでユーザが位置するものと推定される領域の交集合に該当する領域のみを検索することによって、ユーザの位置を推定するための検索区間を減らせる。
また、本発明の一実施形態によれば、ユーザの位置を推定するために検索しなければならないマップサイズを減らすことによって、初期位置の取得に所要される時間を減らすと同時に、測位の精密度を高められる。

一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法の基本概念を示す図である。 一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法で複数のフィンガープリントマップを用いてユーザの位置を取得する方法を説明するための図である。 一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法を示したフローチャートである。 他の一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法を示したフローチャートである。 一実施形態に係る水平磁場値に基づいたマップ及び水平磁場値固有の誤差特性を用いてユーザの位置を取得する方法を説明するための図である。 一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法で複数の情報を用いてユーザの位置を判断する方法を説明するための図である。 一実施形態に係るユーザの最初位置を取得する装置のブロック図である。 一実施形態に係る格納部に格納される情報を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、添付する図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明は、これらの実施形態によって制限、又は限定されない。また、各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。

屋内環境で位置を推定する技術には大きく３種類がある。
第１に、移動通信信号を用いる方法である。移動通信が可能な携帯用端末の屋内位置を探すためには、端末の接続されたセル基地局の位置で端末の位置を近似するか（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ方式）、又は、近接する３以上の基地局への信号到達距離を測定して三角測量を行う。

第２に、無線ＬＡＮを用いる方法である。無線ＬＡＮを用いる方法もセル基地局を用いる場合と同様に、無線ＬＡＮ端末が属するアクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）の位置で近似するか（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ方式）、又は、近接したアクセスポイントの信号強度を測定して以前に記録されたフィンガープリント（指紋）マップとパターンマッチングして位置を探す。

無線ＬＡＮを用いる方法は、現在すでに、適切な正確度を有する無線ＬＡＮシステムが数多い建物に設置され、大部分の携帯用端末にすでに搭載されている点で最も先導的な技術であると思われる。

第３の技術は、超広帯域通信（Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ：ＵＷＢ）を用いる方法である。超広帯域通信（ＵＷＢ）を用いる方法は、超広帯域通信信号を発生するアクセスポイントとの距離を測定して三角測量を行う。

超広帯域通信を用いる方法は、超広帯域の特性を用いて信号到達時間を細かく測定することができるので位置を正確に推定できる。この方法は、現在、例えば物流管理システムに使用するための統合ハードウェア／ソフトウェアソリューションの形態で提供されている。

しかし、本発明の一実施形態においては、より安定かつ正確に屋内位置を推定するために磁場測位技術を用いる。磁場測位技術は、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）フィンガープリント方式と同様に予め測定された屋内位置別の磁場地図を構築した後、端末（又は、ロボットなど）で測定された磁場値を地図とマッチングして位置を推定する。

図１は、一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法の基本概念を示す図である。

図１を参照すると、１１０はユーザの（初期）位置を取得するために検索しなければならない全体マップ、１２０は第１情報によるマップ、１３０は第２情報によるマップ、及び１４０は第３情報によるマップであると仮定する。ここで、マップ１１０、１２０、１３０及び１４０は、互いに同一の領域をカバーする。各マップでハッチングされた部分は当該情報によりユーザの（初期）位置を取得するために検索しなければならない領域、即ち、上述の各情報の範囲でユーザが位置していると推定される領域である。

従って、一実施形態では、各マップ１２０、１３０及び１４０でユーザが位置すると推定される領域の交集合に該当する領域１５０のみを検索することによって、ユーザの位置を推定するために検索しなければならないマップサイズを減少できる。ここで、マップそれぞれは、水平位置情報又は垂直位置情報、及び他の磁場情報の他に、ユーザ位置を推定するために収集できる様々な情報を含む。それだけではなく、一実施形態では、ユーザの位置を推定するために検索しなければならないマップサイズを減少することによって、ユーザの初期位置の取得に所要される時間を減らすと同時に、測位精密度も高められる。

図２は、一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法において、複数のフィンガープリントマップを用いてユーザの位置を取得する方法を説明するための図である。

図２を参照すると、複数のマップと複数のマップの各々を構成するために基礎となる情報に固有の、誤差の確率的分布特性（以下、単に誤差特性という）に関連する各々の情報を用いて、ユーザの位置を取得するための測位のための探索区間の大きさを減少する。

ここで、複数のマップは、水平磁場値、垂直磁場値、磁場の方向、水平・垂直間の角度、及び、その他の磁場マグニチュード（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）から抽出される独立的な情報によって例えば、フィンガープリントマップの形態で生成される。

ここで、フィンガープリントマップは、フィンガープリント方式によって作成されたマップを意味する。フィンガープリント方式とは、予め測定された信号強度と端末で測定された信号強度とを比較して位置を決定する位置認識方式である。ここで、予め測定された信号強度はデータベースなどに格納されており、データベースにはそれぞれの位置で全てのアクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ：ＡＰ）から端末に受信される信号の強度が格納されている。

フィンガープリントマップの種類は、端末で用いる測位技術によって決まり、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）フィンガープリントマップ、磁場フィンガープリントマップ、ビジョンフィンガープリントマップ、及び予め測定された屋内位置別の磁場マップなどが挙げられる。

その他にも、一実施形態ではマップの探索領域の大きさを縮小するために、マップを構成する情報（例えば、磁場情報及びＲＦ−ＲＳＳＩ情報など）の他に、外部から取得した様々な情報を用い得る。

複数のマップに関する情報及び複数のマップそれぞれを構成するための基礎となる情報それぞれに固有の誤差特性に関連する各情報は、メモリ又はその他の格納装置に予め格納される。

そして、一実施形態に係るユーザの位置を取得する装置（以下、「位置取得装置」）は、予め格納された複数のマップに関する情報と複数のマップそれぞれを構成するための基礎となる情報それぞれに固有の誤差特性に関連する情報を用いる。

図２において、情報１に基づいたフィンガープリントマップ、情報２に基づいたフィンガープリントマップ、．．．、及び情報Ｎに基づいたフィンガープリントマップは複数のマップそれぞれに関する情報を意味する。例えば、情報１、２、３はそれぞれ、上述した水平磁場値、垂直磁場値、水平・垂直間の角度である。

ここで、複数のマップに関する情報はフィンガープリント形態のマップそのものから抽出されるか、又は、ＷＬＡＮマップ、ＲＦＩＤマップ及びビジョンマップなどのように外部から取得される。

例えば、磁場マグニチュードからなるマップから複数のマップそれぞれを構成するために基礎となる情報を求める方法は次の通りである。

磁場マグニチュード（ｘ^２＋ｙ^２＋ｚ^２）^{（１／２）}から、水平磁場値は（ｘ^２＋ｙ^２）^{（１／２）}によって、垂直磁場値は（ｚ^２）^{（１／２）}によって求められる。また、水平・垂直間の角度は、上述した水平磁場値と垂直磁場値を用いて求められる。

複数のマップそれぞれを構成するために基礎となる情報に固有の誤差特性に関連する情報として、水平磁場値の誤差特性、垂直磁場値の誤差特性、．．．、水平・垂直間の角度の誤差特性などが該当する。

その後、位置取得装置は、複数のマップそれぞれを構成するために基礎となる情報（情報１、情報２、．．．、情報Ｎ）を実際に測定し、測定された情報の値及び誤差特性に関連する情報それぞれに基づいて、複数のマップそれぞれに対してユーザの位置を取得するための探索領域を縮小（又は制限）する。

一実施形態では、上述したようにユーザの最初位置を取得するための探索領域を重複して縮小し、最初位置を測定しようとするマップに縮小された探索領域を反映して測位のための検索区間を減少する。

図３は、一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法を示したフローチャートである。以下で「位置情報」はユーザの位置を示すために用いられる情報であって、実際の測定によって取得されるか、又は、算出などによって推定される。

図３を参照すると、一実施形態に係るユーザの位置を取得する装置（以下、「位置取得装置」）はユーザの第１位置情報を取得する（Ｓ３１０）。ここで、第１位置情報は例えば、実際に測定される。

位置取得装置は、予め格納された第１マップでユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域を検索する（Ｓ３２０）。ここで、「複数の候補領域」は、ユーザの第１位置情報によって第１マップでユーザが位置する可能性のある領域である。複数の候補領域は、それぞれの第１位置情報の誤差特性によって予め選択され得る。

ここで、位置取得装置は、ユーザの第１位置情報及び第１位置情報の誤差特性を考慮して複数の候補領域を検索する。ここで、「誤差特性」は、当該情報に対応する固有の、誤差の確率的分布特性を意味し、例えば、第１位置情報に対応する固有の誤差の確率的分布範囲が±１であり、測定された第１位置情報の値が１５であれば、第１位置情報は実際に１４〜１６の範囲内にあると見なす。

ユーザの第１位置情報は、例えば、ユーザの位置を把握するために用いられる磁場センサによって測定された水平磁場値、垂直磁場値、磁場の方向、及び水平垂直間の角度のうち何れか１つを含む。

次に、位置取得装置が第１マップで複数の候補領域を検索する方法については図５を参照して説明する。

位置取得装置は、ユーザの第２位置情報を用いて複数の候補領域のうち少なくとも１つの探索領域を選択する（Ｓ３３０）。ユーザの第２位置情報は、第１位置情報のようにマップを構成する情報（磁場センサによって測定された水平磁場値、垂直磁場値、磁場の方向、及び水平垂直間の角度など）の他にも、加速度センサ、慣性センサ、ジャイロセンサ、圧力センサ及び超音波センサなどから測定された情報であるか、外部から取得した様々な情報（ＲＦ−ＲＳＳＩ情報、ＷＬＡＮマップ、ＲＦＩＤマップ及びビジョンマップなど）を含み得る。

第１位置情報及び前記第２位置情報は互いに同じ位置を含み得る。

ここで、「探索領域」は、候補領域のうちユーザの第２位置情報によって実際ユーザが位置するものと認識される領域である。即ち、探索領域は、図１に示すように、候補領域の交集合によって実際に探索しなければならない領域の範囲が減少する。例えば、候補領域がマップ１２０、１３０及び１４０のそれぞれでハッチングを付けた領域（以下、各々、Ａ、Ｂ、Ｃ領域という）であれば、探索領域は、探索領域１５０で２重ハッチングで表示されたように、Ａ領域、Ｂ領域及びＣ領域の交差領域に限定される。

候補領域は、Ａ領域、又は、Ａ、Ｃ領域の２つの領域であり得る。

ステップＳ３３０において、位置取得装置は、ユーザの第２位置情報及び第２位置情報の誤差特性を用いて複数の候補領域のうち少なくとも１つの探索領域を選択する。

位置取得装置が複数の候補領域のうち、第２位置情報（及び第２位置情報の誤差特性）を用いて複数の候補領域のうち少なくとも１つの探索領域を選択する方法は後述する図６を参照して説明する。

位置取得装置は、少なくとも１つの探索領域を用いてユーザの位置を判断する（Ｓ３４０）。ここで、ユーザの位置はユーザの初期位置（あるいは、最初位置）を含む。「初期位置（あるいは、最初位置）」はユーザに対して測位サービスを提供するために初めて推定するユーザの位置として、例えば、ユーザが測位サービスを提供する装置の電源を初めて「Ｏｎ」した位置、あるいは、ユーザが測位サービスを提供するアプリケーションを初めて稼動した場合に検索される位置である。

図４は、他の一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法を示したフローチャートである。

図４を参照すると、一実施形態に係るユーザの位置を取得する装置（以下、位置取得装置）は、第１マップを含む複数のマップに関する情報及び第１位置情報と第２位置情報それぞれの誤差特性に関する情報を、例えば、データベースなどに保持する（Ｓ４１０）。

位置取得装置は、ユーザの第１位置情報を取得する（Ｓ４２０）。

位置取得装置は、予め格納された第１マップでユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域を検索する（Ｓ４３０）。ここで、ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は、第１位置情報の誤差特性に応じて予め選択され得る。位置取得装置は、ユーザの第１位置情報及び第１位置情報の誤差特性を考慮して複数の候補領域を検索する。

位置取得装置は、予め格納された第２マップでユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域を検索する（Ｓ４４０）。ここで、ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は、第２位置情報の誤差特性に応じて予め決定できる。位置取得装置は、ユーザの第２位置情報及び第２位置情報の誤差特性を考慮して複数の候補領域を検索する。

その後、位置取得装置は、ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域とユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域を用いて少なくとも１つの探索領域を選択する。

位置取得装置は、ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域がユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳するか否かを判断する（Ｓ４５０）。

位置取得装置は、ステップＳ４５０における判断結果に基づいて少なくとも１つの探索領域を選択する。

ステップＳ４５０において、ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域がユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳すると判断されれば、位置取得装置は、ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域のうちユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳する領域を少なくとも１つの探索領域に選択する（Ｓ４６０）。もし、ステップＳ４５０において、ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域がユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に重ならないと判断されれば、位置取得装置は動作を終了するか、又は、第１位置情報に対応する複数の候補領域から少なくとも１つを探索領域として選択する。

位置取得装置は、少なくとも１つの探索領域を用いてユーザの位置を判断する（Ｓ４７０）。

図５は、一実施形態に係る水平磁場値に基づいたマップ及び水平磁場値固有の誤差特性を用いて候補領域を検索する方法を説明するための図である。

図５では、予め格納された第１マップでユーザの第１位置情報（ここでは、水平磁場成分（値））に対応する複数の候補領域を検索、決定する方法について説明する。

５１０は水平磁場成分に基づいて構成されたマップを示し、５２０は水平磁場成分の測定値、及び、それに固有の誤差特性と関連する情報を示す。

５２０において、±１を離れる値に対しては水平磁場成分（値）に固有の誤差特性の値が「０」であることが分かる。

従って、水平磁場成分を測定した値が１３〜１４間の区間に該当すれば、検索対象とするべき水平磁場成分の値は、（１３〜１４）±１＝１２〜１５となる。従って、水平磁場成分に基づいて構成されたマップ５１０のうち、水平磁場成分値が１２〜１５である区間の領域のみを候補領域と見て、残りの区間は候補領域から除外される。結局、マップ５１０の全体領域のうち、水平磁場成分値が１２〜１５に制限された領域５３０のみを検索すればよい。

このような過程は、垂直磁場値、磁場の方向、及び水平垂直間の角度などに基づいたマップについても同じ方式で行われる。

図６は、一実施形態に係るユーザの位置を取得する方法において、複数の情報を用いてユーザの位置を判断する方法を説明するための図である。

図６を参照すると、６１０は、磁場センサによって測定された磁場マグニチュード（ｘ^２＋ｙ^２＋ｚ^２）^{（１／２）}による第１マップの情報を示し、６２０は磁場マグニチュードから抽出された水平磁場値（ｘ^２＋ｙ^２）^{（１／２）}による第２マップの情報を示す。また、６３０はＷｉＦｉ情報を示す。

例えば、磁場マグニチュードがユーザの第１位置情報を構成し、１５と測定されたと仮定すれば、グラフ６１０で距離ｄ１、ｄ２、及びｄ３の距離にそれぞれ位置するｘ、ｙ、ｚ地点（ｐｏｉｎｔ）における磁場マグニチュードの値は１５である。

ここで、磁場マグニチュードの誤差特性が±１であれば、グラフ６１０で磁場マグニチュード値が１４〜１６の範囲内である位置に対応するＡ領域、Ｂ領域、及びＣ領域はユーザが位置する可能性のある候補領域として決定される。

従って、磁場マグニチュードの誤差特性を考慮する場合、グラフ６１０でＡ領域、Ｂ領域、及びＣ領域は、例えば、ユーザの第１位置情報による磁場マグニチュードに対応する候補領域になる。なぜなら、磁場マグニチュードに基づいてＡ領域、Ｂ領域、及びＣ領域にユーザの位置する可能性が高いからである。

その後、グラフ６２０の水平磁場成分値によるマップを用いて、上記の複数の候補領域Ａ領域、Ｂ領域、及びＣ領域から少なくとも１つの探索領域が選択される。

水平磁場成分値がユーザの第２位置情報を構成し、測定された値が７であると仮定すれば、水平磁場成分値はグラフ６２０のｘ’、ｙ’、ｚ’の地点で７である。

水平磁場成分値の誤差特性を±１と仮定すれば、グラフ６２０で水平磁場成分値が６〜８の範囲内に該当するＡ’領域、Ｂ’領域、及びＣ’領域が、ユーザの位置する可能性の高い候補領域として決定される。

従って、水平磁場成分値の統計的な誤差を考慮するとき、グラフ６２０でＡ’領域、Ｂ’領域及びＣ’領域は、例えば、ユーザの第２位置情報による水平磁場成分値に対応する候補領域になる。なぜなら、水平磁場成分値に基づくと、Ａ’領域、Ｂ’領域及びＣ’領域にユーザが位置する可能性が高いからである。

ここで、グラフ６１０の候補領域のうち、Ａ領域及びＣ領域は、グラフ６２０の候補領域ｘ’領域及びｚ’領域にそれぞれ重畳する。従って、図６に示すグラフ６１０において、候補領域が重畳するＡ領域及びＣ領域が探索領域として選択される。

本実施例では、最終的な探索領域は、マップ６３０に示すＷｉＦｉによる情報に基づいてＡ領域及びＢ領域から選択される。

ＷｉＦｉによる情報を示すマップ６３０でｘ”地点及びｚ”地点を含む領域は、ＷｉＦｉ情報に基づいてユーザが位置する可能性が高い候補領域である。グラフ６１０において、Ａ領域はマップ６３０のｘ’’地点を含む候補領域と重畳する。グラフ６１０において、Ｃ領域はマップ６３０のｘ”地点及びｚ”を含む候補領域の何れにも重ならない。従って、マップ６３０に示すＷｉＦｉ情報に基づいてグラフ６１０のＡ領域が最終的な探索領域として選択され、位置取得装置はＡ領域を用いてユーザの位置を判断する。

結局、一実施形態によれば、ユーザの実際位置を探すためには、Ａ領域、Ｂ領域、及びＣ領域の代りにＡ領域のみを探せばよい。従って、ユーザの位置を探すために探索しなければならない探索領域は最初のマップ（図６の６１０）に比べて減少し、位置認識の精密度も高くなる。

図７は、一実施形態に係るユーザの位置を取得する装置のブロック図である。

図７を参照すると、一実施形態に係るユーザの位置を取得する装置（以下、「位置取得装置」）は、取得部７１０、検索部７３０、選択部７５０、判断部７７０及び格納部７９０を備える。

取得部７１０は、例えば、ユーザの第１位置情報を測定することによってユーザの第１位置情報を取得する。

検索部７３０は、予め格納された第１マップでユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域を検索する。第１位置情報に対応する複数の候補領域は、第１位置情報に基づいてユーザが位置する可能性の高い領域である。第１位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は、第１位置情報の誤差特性に基づいて予め決定され得る。

検索部７３０は、予め格納された第２マップでユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域を検索する。第２位置情報に対応する複数の候補領域は、第２位置情報に基づいてユーザが位置する可能性の高い領域である。

ここで、ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は、第２位置情報に対する誤差特性に基づいて予め決定され得る。

検索部７３０は、下記に記述された格納部７９０から検索部７３０が受信した情報に基づいて検索を行う。

第１位置情報の誤差特性は第１位置情報に固有の、誤差の確率的分布特性を意味し、第２位置の誤差特性は第２位置情報に固有の誤差の確率的分布特性を意味する。

ここで誤差は例えば、傾きによる誤差、端末固有の誤差、意図されない干渉による誤差などを含む。

選択部７５０は、ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に基づいてユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域から少なくとも１つの探索領域を選択する。ここで、少なくとも１つの探索領域は、第２位置情報に対応する複数の候補領域に基づいてユーザが実際位置するものとして認識される第１位置情報に対応する複数の候補領域である。

ここで、第１位置情報は磁場センサによって測定される水平位置情報又は垂直位置情報の何れか１つを含み、第２位置情報は水平位置情報又は垂直位置情報のうち他の１つを含み得る。

第１位置情報及び第２位置情報は互いに同じ位置を含み得る。

選択部７５０は、判断器７５３及び選択器７５６をさらに備える。

判断器７５３は、ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域がユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳するか否かを判断する。

選択器７５６は、判断器７５３の判断結果に基づいて、第２位置情報に対応する複数の候補領域と重畳すると判断器７５３が決定した第１位置情報に対応する複数の候補領域の１つを選択することによって、少なくとも１つの探索領域を選択する。

結局選択部７５０は、ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域のうち、ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳する領域を少なくとも１つの探索領域として選択する。

判断部７７０は、少なくとも１つの探索領域を用いてユーザの位置を判断する。ここで、ユーザの位置はユーザの初期位置（あるいは、最初位置）を含み得る。

ここで、ユーザの初期位置（あるいは、最初位置）は、ユーザに対して測位サービスを提供するために初めて推定するユーザの位置であって、例えば、ユーザが測位サービスを提供する装置の電源を初めて「Ｏｎ」した位置か、あるいは、ユーザが測位サービスを提供するアプリケーションを初めて稼動させた場合に検索されるユーザの位置である。

格納部７９０は、第１マップ及び第２マップを含む複数のマップに関する情報及び第１位置情報と第２位置情報それぞれの誤差特性に関する情報を保持し、検索部７３０が検索部７３０によって行われる検索に利用できるように当該情報を検索部７３０に提供する。

図８は、一実施形態に係る格納部に格納される情報を示す図である。

図８を参照すると、磁場地図格納部８００は、格納された磁場地図に関する情報を、端末が位置する領域を含む地域８５０、当該地域に含まれた建物８３０、及び当該建物に含まれた区域８１０の各々についての磁場地図に関する情報として、階層的な構造で格納する。

図８において、磁場地図に関する情報は磁場地図に対する座標情報を含み得る。ここで、座標情報は、特定の基準点を基準とした座標形態で格納され、各座標における磁場情報は、特定の基準点を基準軸にしたｘ、ｙ、ｚ成分値として格納される。

即ち、図８において特定の基準点を基準とした座標情報が例えば（０，１）であるとき、座標（０，１）における磁場情報は例えば、特定の基準点を基準軸にしたｘ、ｙ、ｚ方向に対する成分値（−３．４、１１．１、−４．８）として格納される。

また、格納部８００は、複数のマップに関する情報の他に加速度センサ、慣性センサ、ジャイロセンサ、圧力センサ、及び超音波センサなどから測定された情報と、外部から取得された様々な情報、例えば、ＲＦ−ＲＳＳＩ情報、ＷＬＡＮマップ、ＲＦＩＤマップ、及びビジョンマップなどを含み得る。その他にも格納部８００は、位置情報それぞれの誤差特性に関する情報を含み得る。

取得部７１０、検索部７３０、選択部７５０、及び判断器７５３、選択器７５６、決定部７７０、格納部７９０及び格納部８００は、少なくとも１つのハードウェア構成要素、少なくとも１つのソフトウェア構成要素、又は、少なくとも１つのハードウェア構成要素と少なくとも１つのソフトウェア構成要素の結合、の何れかで実現される。例えば、実施形態で説明された装置及び構成要素は、例えば、プロセッサ、コントローラ、ＡＬＵ（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｌｏｇｉｃ ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ、ＦＰＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ａｒｒａｙ）、ＰＬＵ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサー、又は、命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を実行して応答できる他の任意の装置、即ち、１つ以上の汎用コンピュータ又は特殊目的コンピュータ、の何れかの処理装置を用いて実現される。該処理装置は、ＯＳ（オペレーティングシステム）及び前記ＯＳ上で行われる１つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行する。また、該処理装置は、ソフトウェアの実行に応答して、データをアクセス、格納、操作、処理及び生成する。理解の便宜のために、単一の処理装置を用いる場合について説明するが、当該技術分野で通常の知識を有する者には、処理装置が複数の処理要素（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）及び／又は複数類型の処理要素を含み得ることが分かるであろう。例えば、処理装置は、複数のプロセッサ、又は、１つのプロセッサ及び１つのコントローラを含む。また、並列プロセッサ（ｐａｒａｌｌｅｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような他の処理構成も可能である。

ソフトウェアは、コンピュータプログラム（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｇｒａｍ）、コード（ｃｏｄｅ）、命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）、又は、このうちの１つ以上の組合わせを含んでもよく、希望通りに動作するように処理装置を構成し、処理装置に対して独立的又は結合的に（ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅｌｙ）命令してもよい。ソフトウェア及び／又はデータは、処理装置によって解釈され、又は処理装置に命令又はデータを提供するために、何れかの類型の機械、構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）、物理的な装置、仮想装置（ｖｉｒｔｕａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、コンピュータ格納媒体又は装置、又は送信される信号波（ｓｉｇｎａｌ ｗａｖｅ）上に、永久的又は一時的に具体化される。ソフトウェアはネットワークに接続されたコンピュータシステム上に分散され、分散された方法により格納され実行され得る。ソフトウェア及びデータは１つ以上のコンピュータで読み出し可能な記録媒体に格納され得る。

実施形態に係る方法は、多様なコンピュータ手段を介して様々な処理を実行できるプログラム命令の形態で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録され得る。コンピュータ読取可能な媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などのうちの１つ又はその組合わせを含む。媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されるか、又は、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知、且つ、使用可能であるか、の何れかである。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、光ディスクのような光磁気媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置がある。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コード（ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｄｅ）だけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コード（ｈｉｇｈｅｒ ｌｅｖｅｌ ｃｏｄｅ）を含む。上述したハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアのレイヤで動作するように構成され得る。

上述したように、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能であろう。

従って、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められる。

７１０ 取得部
７３０ 検索部
７５０ 選択部
７５３ 判断器
７５６ 選択器
７７０ 判断部
７９０ 格納部
８００ 磁場地図格納部
８１０ 区域
８３０ 建物
８５０ 地域

Claims (32)

1. ユーザの第１位置情報を取得するステップと、
   予め格納された第１マップで前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域を検索するステップと、
   前記ユーザの第２位置情報に基づいて、前記第１位置情報に対応する前記複数の候補領域から少なくとも１つの探索領域を選択するステップと、
   前記少なくとも１つの探索領域を用いて前記ユーザの位置を判断するステップと、
   を含むことを特徴とするユーザの位置を取得する方法。
2. 前記少なくとも１つの探索領域を選択するステップは、前記ユーザの第２位置情報及び前記第２位置情報の誤差特性に基づいて前記第１位置情報に対応する前記複数の候補領域から少なくとも１つの探索領域を選択することを特徴とする請求項１に記載のユーザの位置を取得する方法。
3. 予め格納された第２マップで前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域を検索するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のユーザの位置を取得する方法。
4. 前記少なくとも１つの探索領域を選択するステップは、前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に基づいて、前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域から前記少なくとも１つの探索領域を選択することを特徴とする請求項１に記載のユーザの位置を取得する方法。
5. 前記少なくとも１つの探索領域を選択するステップは、前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域が前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳するか否かを判断するステップと、
   前記判断結果に基づいて前記第１位置情報に対応する複数の候補領域から前記少なくとも１つの探索領域を選択するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のユーザの位置を取得する方法。
6. 前記選択するステップは、前記少なくとも１つの探索領域で前記第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳する前記第１位置情報に対応する複数の候補領域の何れか１つの領域を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のユーザの位置を取得する方法。
7. 前記ユーザの位置は、前記ユーザの初期位置を含むことを特徴とする請求項１に記載のユーザの位置を取得する方法。
8. 前記第１位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は予め選択されることを特徴とする請求項１に記載のユーザの位置を取得する方法。
9. 前記第１位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は、前記第１位置情報の誤差特性により予め選択されることを特徴とする請求項１に記載のユーザの位置を取得する方法。
10. 前記複数の候補領域を検索するステップは、前記第１位置情報及び前記第１位置情報の誤差特性を考慮して前記第１位置情報に対応する複数の候補領域のために予め格納された第１マップを検索することを特徴とする請求項１に記載のユーザの位置を取得する方法。
11. 前記第１マップを含む複数のマップに関する情報、及び前記第１位置情報と前記第２位置情報それぞれの誤差特性に関する情報を保持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のユーザの位置を取得する方法。
12. 前記第１位置情報は磁場センサによって測定される水平位置情報を含み、且つ前記第２位置情報は前記磁場センサによって測定された垂直位置情報を含むか、又は、
    前記第１位置情報は前記垂直位置情報を含み、且つ前記第２位置情報は前記水平位置情報を含むか、の何れかであることを特徴とする請求項１に記載のユーザの位置を取得する方法。
13. 前記第１位置情報及び前記第２位置情報は、互いに同じ位置を示すことを特徴とする請求項１に記載のユーザの位置を取得する方法。
14. 請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の方法を実行させるためのプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータで読み出し可能な記録媒体。
15. ユーザの第１位置情報を取得する取得部と、
    予め格納された第１マップで前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域を検索する検索部と、
    前記ユーザの第２位置情報に基づいて前記第１位置情報に対応する前記複数の候補領域から少なくとも１つの探索領域を選択する選択部と、
    前記少なくとも１つの探索領域を用いて前記ユーザの位置を判断する判断部と、
    を備えることを特徴とするユーザの位置を取得する装置。
16. 前記選択部は、前記ユーザの第２位置情報及び前記第２位置情報の誤差特性に基づいて前記第１位置情報に対応する複数の候補領域から少なくとも１つの探索領域を選択することを特徴とする請求項１５に記載のユーザの位置を取得する装置。
17. 前記検索部は、予め格納された第２マップで前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域を検索することを特徴とする請求項１５に記載のユーザの位置を取得する装置。
18. 前記選択部は、前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に基づいて、前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域から前記少なくとも１つの探索領域を選択することを特徴とする請求項１５に記載のユーザの位置を取得する装置。
19. 前記選択部は、
    前記ユーザの第１位置情報に対応する複数の候補領域が前記ユーザの第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳するか否かを判断する判断器と、
    前記判断器に取得された判断結果に基づいて前記第１位置情報に対応する複数の候補領域から前記少なくとも１つの探索領域を選択する選択器と、
    を備えることを特徴とする請求項１８に記載のユーザの位置を取得する装置。
20. 前記選択部は、前記少なくとも１つの探索領域で、前記第２位置情報に対応する複数の候補領域に重畳する前記第１位置情報に対応する複数の候補領域の何れか１つの領域を選択することを特徴とする請求項１９に記載のユーザの位置を取得する装置。
21. 前記ユーザの位置は、前記ユーザの初期位置を含むことを特徴とする請求項１５に記載のユーザの位置を取得する装置。
22. 前記第１位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は予め選択されることを特徴とする請求項１５に記載のユーザの位置を取得する装置。
23. 前記第１位置情報に対応する複数の候補領域それぞれの範囲は、前記第１位置情報の誤差特性により予め選択されることを特徴とする請求項１５に記載のユーザの位置を取得する装置。
24. 前記検索部は、前記第１位置情報及び前記第１位置情報の誤差特性を考慮して前記第１位置情報に対応する複数の候補領域のために予め格納された第１マップを検索することを特徴とする請求項１５に記載のユーザの位置を取得する装置。
25. 前記第１マップを含む複数のマップに関する情報及び前記第１位置情報と前記第２位置情報それぞれの誤差特性に関する情報を保持する格納部をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のユーザの位置を取得する装置。
26. 前記第１位置情報は磁場センサによって測定される水平位置情報を含み、且つ前記第２位置情報は前記磁場センサによって測定された垂直位置情報を含むか、又は、
    前記第１位置情報は前記垂直位置情報を含み、且つ前記第２位置情報は前記水平位置情報を含むか、の何れかであることを特徴とする請求項１５に記載のユーザの位置を取得する装置。
27. 前記第１位置情報及び前記第２位置情報は互いに同じ位置を示すことを特徴とする請求項１５に記載のユーザの位置を取得する装置。
    
28. ユーザの第１位置情報及びユーザの第２位置情報に基づいて第１マップからユーザの位置を含む探索領域を取得するステップと、
    前記探索領域から前記ユーザの位置を取得するステップと、
    を含み、
    前記探索領域は前記第１マップによってカバーされる全体領域よりも小さく、
    前記ユーザの第１位置情報及び前記ユーザの第２位置情報は互いに異なるタイプの位置情報を含むことを特徴とするユーザの位置を取得する方法。
29. 前記ユーザの第１位置情報を取得するために前記ユーザの位置で第１物理量を測定するステップと、
    前記ユーザの第１位置情報から前記ユーザの第２位置情報を推論するステップと、
    をさらに含み、
    前記第１マップは、前記第１マップによってカバーされる全体領域の互いに異なる複数の位置で行われる前記第１物理量の測定に基づいて生成されることを特徴とする請求項２８に記載のユーザの位置を取得する方法。
30. 前記ユーザの第１位置情報を取得するために前記ユーザの位置で前記第１物理量を測定するステップと、
    前記ユーザの第２位置情報を取得するために前記ユーザの位置で第２物理量を測定するステップと、
    をさらに含み、
    前記第１マップは、前記第１マップによってカバーされる全体領域の互いに異なる複数の位置で行われる前記第１物理量の測定に基づいて生成されることを特徴とする請求項２８に記載のユーザの位置を取得する方法。
31. 前記探索領域を取得するステップは、
    前記第１位置情報に基づいて前記ユーザの位置を含む複数の第１候補領域のための第１マップを検索するステップと、
    前記第２位置情報に基づいて前記ユーザの位置を含む複数の第２候補領域のための第２マップ（前記第２マップは前記第１マップと同一の領域をカバーする）を検索するステップと、
    前記探索領域に前記複数の第１候補領域が前記複数の第２候補領域と重畳する領域を探索するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項２８に記載のユーザの位置を取得する方法。
32. 前記第１マップを検索するステップは、
    前記第１位置情報の誤差特性に基づいて前記複数の第１候補領域それぞれの範囲を限定するステップと、
    前記第２位置情報の誤差特性に基づいて前記複数の第２候補領域それぞれの範囲を限定する第２マップを検索するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項３１に記載のユーザの位置を取得する方法。
    

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