JP2015161540A - 位置検出装置、位置検出システム、位置検出方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチパス環境下において信号送信元の確定位置の精度を向上させることが可能な位置検出装置、位置検出システム、位置検出方法およびプログラムを提供する。【解決手段】信号を受信する通信部と、前記通信部により受信された信号に基づいて信号送信元の候補位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部により推定された候補位置が所定の領域内にある場合、前記候補位置に基づいて信号送信元の確定位置を決定する位置決定部と、を備える位置検出装置。【選択図】図１

Description

本発明は、位置検出装置、位置検出システム、位置検出方法およびプログラムに関する。

近年、情報通信技術の発展に伴い、ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）のような交通の安全向上または効率化を図るシステムの研究および開発等が行われている。

例えば、特許文献１では、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機により得られる位置情報に基づいて、車両から一定距離の範囲に歩行者等が存在する場合に、歩行者および車両に警報等を発するシステムが開示されている。

特開２００９−１２３２４９号公報 特開２０１２−１２７９７２号公報

しかし、特許文献１で開示されるシステムには、ビルの密集地帯等では、マルチパスの影響によりＧＰＳの測位精度が悪化するため、システムが車両および歩行者等の正確な位置を把握することが困難となるという問題があった。

なお、特許文献２では、受信した信号とレプリカ信号との相関値に基づいて、受信信号がマルチパス信号であるかを判別する方法が開示されているが、当該方法では、マルチパス信号でないと誤判定された場合、信号送信元の存在し得ない位置から当該信号が送信されたと認識されてしまう恐れがある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、マルチパス環境下において信号送信元の確定位置の精度を向上させることが可能な、新規かつ改良された位置検出装置、位置検出システム、位置検出方法およびプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、信号を受信する通信部と、前記通信部により受信された信号に基づいて信号送信元の候補位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部により推定された候補位置が所定の領域内にある場合、前記候補位置に基づいて信号送信元の確定位置を決定する位置決定部と、を備える位置検出装置が提供される。

また、前記位置決定部は、前記信号に係る信号送信元の種別情報に基づいて、前記所定の領域を特定してもよい。

また、前記信号に係る信号送信元の種別情報は、前記信号の信号パターンであってもよい。

また、前記信号に係る信号送信元の種別情報は、前記信号に係る電波の周波数であってもよい。

また、前記位置決定部は、前記確定位置が、前記信号に係る信号送信元の種別情報に基づいて特定される、前記所定の領域内のいずれの範囲にあるかを特定してもよい。

また、前記所定の領域は、三次元空間の領域であってもよい。

また、前記信号は、さらに信号送信元の識別情報を有し、前記位置推定部は、前記信号送信元の識別情報に基づいて信号送信元ごとに候補位置を推定し、前記位置決定部は、前記信号送信元の識別情報に基づいて信号送信元ごとに確定位置を決定してもよい。

また、前記位置決定部は、１の信号送信元について、複数の確定位置が存在した場合、追跡処理を用いて確定位置の絞り込みを行ってもよい。

また、前記位置推定部は、前記信号に係る電波の到来方向および伝搬距離に基づいて候補位置を特定してもよい。

また、前記信号送信元は、移動体装置であり、前記位置検出装置は、固定位置に配置されてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、信号を送信する移動体装置と、前記移動体装置から前記信号を受信する通信部と、前記通信部により受信された信号に基づいて前記移動体装置の候補位置を推定する位置推定部と、前記位置推定部により推定された候補位置が所定の領域内にある場合、前記候補位置に基づいて前記移動体装置の確定位置を決定する位置決定部と、を備える位置検出装置と、を含む位置検出システムが提供される。

また、前記位置検出装置は、複数存在し、前記位置決定部は、１の信号送信元について、複数の位置検出装置に係る位置決定部により同じ位置に相当する確定位置が決定された場合、前記確定位置を、前記１の信号送信元についての他の確定位置よりも確定度が高いと判断してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、信号を受信することと、受信された信号に基づいて信号送信元の候補位置を推定することと、推定された候補位置が所定の領域内にある場合、前記候補位置に基づいて信号送信元の確定位置を決定することと、を含む位置検出方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、信号を受信する通信機能と、前記通信機能により受信された信号に基づいて信号送信元の候補位置を推定する位置推定機能と、前記位置推定機能により推定された候補位置が所定の領域内にある場合、前記候補位置に基づいて信号送信元の確定位置を決定する位置決定機能と、をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、マルチパス環境下において信号送信元の確定位置の精度を向上させることが可能な位置検出装置、位置検出システム、位置検出方法およびプログラムが提供される。

本発明の一実施形態に係る位置検出システムの概要を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置検出システムの概略的な機能構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る位置検出システムを構成する移動体装置の送信電波の伝搬の例を説明するための図である。 本実施形態に係る位置検出システムを構成する位置検出装置の位置推定処理の例を説明するための図である。 本実施形態に係る位置検出システムを構成する位置検出装置の位置決定処理を説明するための図である。 本実施形態における位置検出システムの処理を概念的に示すシーケンス図である。 本発明の第２の実施形態に係る位置検出システムの概略的な機能構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る位置検出システムを構成する位置検出装置の位置決定処理を説明するための図である。 本実施形態における位置検出システムの処理を概念的に示すシーケンス図である。 本発明の一実施形態に係る位置検出装置のハードウェア構成を示した説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．位置検出システムの概要＞
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る位置検出システムの概要を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る位置検出システムの概要を説明するための図である。

位置検出システムは、位置検出装置１００および移動体装置２００で構成される。位置検出装置１００は、通信機能を有する固定通信機器であり、受信する信号および電波等に基づいて信号送信元の位置を検出する。また、移動体装置２００は、信号を生成し、生成された信号を送信する機能を有する可搬式の通信機器である。そのため、位置検出システムは、移動体装置２００から送信される信号を受信した位置検出装置１００により当該移動体装置２００の位置を検出することが可能である。

例えば、図１に示したように、位置検出装置１００は、交差点等に固定的に設置され得る。また、移動体装置２００は、歩行者１０によって携帯され、または車両２０等に内蔵されて、移動され得る。さらに、移動体装置２００は、定期的に信号を送信し得る。そして、位置検出装置１００は、移動体装置２００から送信された信号を受信し、移動体装置２００の位置を検出し得る。このため、位置検出システムは、位置検出装置１００が移動体装置２００から信号を受信することが可能な範囲、例えば、位置検出装置１００の設置される交差点周辺等に存在する移動体装置２００の位置を検出することが可能である。また、位置検出システムは、検出した位置に係る情報を交通事故防止用アプリケーション等に提供し得る。提供を受けたアプリケーションは、移動体装置２００を携帯する歩行者１０または移動体装置２００を内蔵する車両２０の運転手等に注意喚起または警告等を行い得る。

ここで、一般的に、ビルの密集地帯等のマルチパスが発生しやすい環境下においては、電波を利用した位置検出の精度は低下し、誤った位置が検出され得る。そこで、位置検出システムでは、位置検出装置１００は、推定された候補位置が移動体装置２００の存在し得る領域内にあるかの判定を行い、当該領域内にあると判定された候補位置に基づいて確定位置として決定する。

例えば、図１に示した歩行者１０の携帯する移動体装置２００が信号を送信すると、当該送信に係る電波の周囲の建物による反射または回折等によりマルチパスが発生し得る。そのため、位置検出装置１００は、まず、マルチパスに関わらず電波を受信し、受信された電波の各々について信号送信元の候補位置を推定する。そして、位置検出装置１００は、推定された候補位置が、移動体装置２００の存在し得る領域内にあるかの判定を行い、候補位置が当該領域内にあると判定された場合、当該候補位置に基づいて確定位置を決定する。

このように、本発明の一実施形態に係る位置検出システムは、位置検出装置１００により、推定された候補位置が移動体装置２００の存在し得る領域内にあるかの判定が行われ、当該領域内にあると判定された候補位置に基づいて確定位置が決定される。このため、マルチパス環境下における、移動体装置２００の確定位置の精度を向上させることが可能となる。なお、説明の便宜上、第１、第２の実施形態による位置検出装置１００および移動体装置２００を、位置検出装置１００−１、位置検出装置１００−２のように、末尾に実施形態に対応する番号を付することにより区別する。

＜２．第１の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態に係る位置検出システムの概要について説明した。次に、本発明の第１の実施形態に係る位置検出システムについて説明する。本実施形態では、位置検出装置１００−１は、推定された移動体装置２００−１の位置が存在可能な領域内にあるかの判定を行い、移動体装置２００−１の確定位置を決定する。

［２−１．位置検出システムの機能構成］
まず、図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る位置検出システムの機能構成について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る位置検出システムの概略的な機能構成を示すブロック図である。

位置検出システムは、位置検出装置１００−１および移動体装置２００−１で構成される。位置検出装置１００−１は、固定位置に配置される通信機器であり得る。例えば、位置検出装置１００−１は、交差点または道路沿いに固定して配置され得る。一方、移動体装置２００−１は、可搬式の携帯通信端末であり得る。例えば、移動体装置２００−１は、スマートフォン、発信機またはカーナビゲーション等であり得、ユーザまたは移動体装置２００−１を搭載する車両等の移動と共に移動され得る。このため、位置検出装置１００−１の位置は変化することがなく、一度の測位または位置情報の取得で位置を特定することが可能となる。また、位置検出装置１００−１が固定位置に存在するため、位置検出装置１００−１と移動体装置２００−１との位置関係から移動体装置２００−１の位置を推定することが可能となる。

図２に示したように、移動体装置２００−１は、信号生成部２０２および通信部２０４を備える。

信号生成部２０２は、位置検出装置１００−１に送信する信号を生成する。具体的には、信号生成部２０２は、所定の時間間隔で信号を生成する。なお、所定の時間間隔は、一定時間または変動する時間の間隔であり得る。

通信部２０４は、信号生成部２０２により生成された信号に基づいて電波を送信する。具体的には、通信部２０４は、生成された信号に基づいて所定の送信電力の電波を変調し、変調された電波を所定のアンテナ利得となるように送信する。例えば、通信部２０４は、電波を変調するベースバンド部および変調された電波を送信するアンテナ等から構成され得る。

また、図２に示したように、位置検出装置１００−１は、通信部１０２、到来方向推定部１０４、距離推定部１０６、位置推定部１０８、位置決定部１１０および記憶部１１２を備える。

通信部１０２は、移動体装置２００−１により送信される信号を受信する。具体的には、通信部１０２は、移動体装置２００−１から信号に係る電波を受信し、受信された電波の復調を行い、信号を生成する。例えば、通信部１０２は、電波を受信するアレーアンテナおよび受信された電波を復調するベースバンド部等から構成され得る。なお、位置検出装置１００−１は、ＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System）のようなサービスを提供する既存の機器であり得るため、通信部１０２は、ＶＩＣＳ等で使用されるＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）方式等で通信処理を行い得る。

到来方向推定部１０４は、通信部１０２により受信された信号に係る電波に基づいて当該電波の到来方向の推定を行う。例えば、到来方向推定部１０４は、アレーアンテナの位相を変動させて、当該電波に係る受信電力が大きくなる方向を判定し、判定された方向を当該電波の到来方向として判断し得る。なお、到来方向推定処理には、Beamformer法またはCapon法等の一般的な到来方向推定方法が用いられ得る。

距離推定部１０６は、通信部１０２により受信された信号に係る電波に基づいて当該電波の伝搬距離を推定する。具体的には、距離推定部１０６は、通信部１０２により受信された電波の伝搬損失を推定し、推定された伝搬損失および当該電波の周波数に基づいて電波送信元からの距離を算出する。例えば、距離推定部１０６は、移動体装置２００−１の送信電力の値およびアンテナ利得の値、ならびに位置検出装置１００−１のアンテナ利得の値の和から、受信された電波の受信電力の値を引いた値を伝搬損失の値として算出し得る。そして、距離推定部１０６は、算出された伝搬損失の値を周波数で除算し、得られた値を伝搬距離とし得る。なお、移動体装置２００−１の送信電力の値およびアンテナ利得の値、ならびに位置検出装置１００−１のアンテナ利得の値は記憶部１１２に記憶され得る。

位置推定部１０８は、到来方向推定部１０４により推定された電波の到来方向および距離推定部１０６により推定された電波の伝搬距離に基づいて信号送信元、すなわち移動体装置２００−１の候補位置を推定する。具体的には、位置推定部１０８は、位置検出装置１００−１の位置から、推定された電波の到来方向に推定された電波の伝搬距離だけ離れた位置を移動体装置２００−１の位置として推定する。例えば、図３Ａおよび図３Ｂを参照して、位置推定処理の詳細について説明する。図３Ａは、本実施形態に係る位置検出システムを構成する移動体装置２００−１の送信電波の伝搬の例を説明するための図である。また、図３Ｂは、本実施形態に係る位置検出システムを構成する位置検出装置１００−１の位置推定処理の例を説明するための図である。

まず、移動体装置２００−１は、生成した信号に基づいて電波を変調し、変調された電波を送信する。ここで、図３Ａに示したように、例えば、移動体装置２００−１が建物の間に位置する場合には、送信した電波が建物等により反射または回折し、直接波Ｗ１の他に遅延波Ｗ２およびＷ３等が発生し得る。このため、位置検出装置１００−１は、移動体装置２００−１からＷ１〜Ｗ３の３つの電波を受信することになる。

次に、電波を受信した位置検出装置１００−１は、受信された電波の到来方向および伝搬距離を推定し、電波送信元、すなわち移動体装置２００−１の候補位置を推定する。例えば、図３Ａに示したように、位置検出装置１００−１が電波Ｗ１〜Ｗ３を受信した場合、到来方向推定部１０４は、受信された電波Ｗ１〜Ｗ３の各々の到来方向Ｌ１〜Ｌ３を推定する。また、距離推定部１０６は、受信された電波Ｗ１〜Ｗ３の各々の伝搬距離を推定する。そして、位置推定部１０８は、推定された到来方向Ｌ１〜Ｌ３および推定された伝搬距離に基づいて電波Ｗ１〜Ｗ３の位置Ｐ１〜Ｐ３を推定する。例えば、電波Ｗ１については、位置推定部１０８は、位置検出装置１００−１の位置から到来方向Ｌ１の電波の伝搬方向と逆方向に推定された伝搬距離だけ離れた位置Ｐ１を、電波Ｗ１の送信元の位置として推定し得る。

ここで図２を参照して位置検出装置１００−１の構成の説明に戻ると、位置決定部１１０は、位置推定部１０８により推定された候補位置に基づいて確定位置を決定する。具体的には、位置決定部１１０は、推定された候補位置が移動体装置２００−１の存在し得る領域（以下、存在領域とも称する。）内にあるかの判定を行い、存在領域内にあると判定された場合、推定された候補位置を確定位置として決定する。例えば、存在領域は、屋外の歩道または車道等の道路の領域であり得る。なお、存在領域は、記憶部１１２に地図情報、例えば、緯度および経度または特定の座標の情報として記憶され得る。例えば、図４を参照して、位置決定処理の詳細について説明する。図４は、本実施形態に係る位置検出システムを構成する位置検出装置１００−１の位置決定処理を説明するための図である。

まず、位置検出装置１００−１は、電波を受信すると、受信された電波の到来方向および伝搬距離の推定結果に基づいて当該電波の送信元の候補位置を推定する。例えば、図３Ａに示したような電波Ｗ１〜Ｗ３が受信された場合、位置推定部１０８は、到来方向推定部１０４により推定された電波の到来方向Ｌ１〜Ｌ３および距離推定部１０６により推定された電波の伝搬距離に基づいて、移動体装置２００−１の位置Ｐ１〜Ｐ３を推定する。

次に、位置検出装置１００−１は、推定された候補位置が存在領域内にあるかの判定を行い、存在領域内にあると判定された場合、推定された候補位置を確定位置として決定する。例えば、位置決定部１１０は、推定された候補位置Ｐ１〜Ｐ３が、図４に示したような、存在領域３０内にあるかの判定を行い得る。位置決定部１１０は、位置Ｐ１を存在領域３０内にあると判定し、位置Ｐ２およびＰ３を存在領域３０内にないと判定し得る。そして、位置決定部１１０は、存在領域３０内にあると判定された位置Ｐ１を移動体装置２００−１の確定位置として決定し得る。

なお、上記の例では、位置決定部１１０が存在領域内にあると判定された候補位置を確定位置として決定する例を説明したが、位置決定部１１０は、候補位置を所定の規則で変化された位置を確定位置として決定してもよい。例えば、位置決定部１１０は、存在領域内にあると判定された候補位置に、電波を受信してから候補位置が推定されるまでの時間に移動体装置２００−１が移動したと想定される距離を加算して得られた位置を確定位置として決定し得る。なお、上記の想定される移動距離は、移動体装置２００−１の位置の変位の履歴等から決定され得る。この場合、存在領域にあると判定された候補位置を基準に移動体装置２００−１の確定位置が決定されることにより、移動体装置２００−１の位置の変化に柔軟に対応することが可能となる。

ここで図２を参照して位置検出装置１００−１の構成の説明に戻ると、記憶部１１２は、位置検出装置１００−１および移動体装置２００−１の通信に関する情報ならびに存在領域情報等を記憶する。具体的には、記憶部１１２は、通信に関する情報として、位置検出装置１００−１のアンテナ利得の値、ならびに移動体装置２００−１の送信電力およびアンテナ利得の値等を記憶し得る。

［２−２．位置検出システムの処理］
次に、本実施形態における位置検出システムの処理について図５を参照して説明する。図５は、本実施形態における位置検出システムの処理を概念的に示すシーケンス図である。なお、上述の位置検出装置１００−１および移動体装置２００−１の構成の説明と重複する詳細な説明は省略する。

まず、移動体装置２００−１は、信号を生成する（ステップＳ３０２）。具体的には、信号生成部２０２は、所定のパターンの信号を生成する。

次に、移動体装置２００−１は、生成された信号を送信する（ステップＳ３０４）。具体的には、通信部２０４は、信号生成部２０２により生成された信号に基づいて電波を変調し、変調された電波を位置検出装置１００−１に送信する。

そして、位置検出装置１００−１は、受信された信号に係る電波の到来方向を推定する（ステップＳ３０６）。具体的には、到来方向推定部１０４は、通信部１０２により受信された電波に基づいて当該電波の到来方向の推定を行う。

次に、位置検出装置１００−１は、受信された信号に係る電波の伝搬距離を推定する（ステップＳ３０８）。具体的には、距離推定部１０６は、通信部１０２により受信された電波の受信電力、送信電力ならびに送信および受信アンテナ利得に基づいて、当該電波の伝搬距離を推定する。

次に、位置検出装置１００−１は、推定された到来方向および伝搬距離から移動体装置２００−１の候補位置を推定する（ステップＳ３１０）。具体的には、位置推定部１０８は、到来方向推定部１０４により推定された当該電波の到来方向および距離推定部１０６により推定された当該電波の伝搬距離に基づいて移動体装置２００−１の候補位置を推定する。

次に、位置検出装置１００−１は、推定された候補位置が存在領域内にあるかを判定する（ステップＳ３１２）。具体的には、位置決定部１１０は、位置推定部１０８により推定された候補位置が記憶部１１２に記憶される存在領域情報に係る存在領域内にあるかの判定を行う。

次に、位置検出装置１００−１は、存在領域内にある候補位置に基づいて確定位置を決定する（ステップＳ３１４）。具体的には、位置決定部１１０は、ステップＳ３１２において、存在領域内にあると判定された候補位置を確定位置として決定する。

このように、本発明の第１の実施形態によれば、位置検出システムは、信号を送信する移動体装置２００−１と、当該信号を受信し、受信された信号に係る電波から推定される移動体装置２００−１の候補位置が存在領域内にある場合に、当該候補位置に基づいて確定位置を決定する位置検出装置１００−１とを備える。このため、移動体装置２００−１が存在し得ない領域内にある候補位置が除外されることにより、移動体装置２００−１の位置検出の精度を向上させることが可能となる。

［２−３．変形例］
以上、本発明の第１の実施形態について説明した。なお、本実施形態は、上述の例に限定されない。以下に、本実施形態の第１〜第３の変形例について説明する。

（第１の変形例）
本実施形態の第１の変形例として、存在領域は、三次元空間の領域であってもよい。具体的には、三次元空間の存在領域は、緯度、経度および高さで決定される領域であり得る。なお、高さは海抜高度または標高等であり得る。この場合、位置推定部１０８により推定される候補位置も３次元空間上の位置となり、位置決定部１１０による確定位置の決定条件に存在領域の高さが加えられることになる。例えば、存在領域の高さは、地面から歩道橋より低い高さまでの範囲であり得、位置推定部１０８により当該歩道橋を移動する歩行者の候補位置が推定された場合、位置決定部１１０は、当該候補位置は存在領域外にあると判定して確定位置から除外する。

このように、本実施形態の第１の変形例によれば、位置検出装置１００−１は、存在領域は３次元空間の領域として処理を行う。このため、移動体装置２００−１の位置の高さが確定位置の決定の判定条件に加えられることにより、確定位置の精度を向上させることが可能となる。

（第２の変形例）
本実施形態の第２の変形例として、移動体装置２００−１の送信する信号は、さらに移動体装置２００−１の識別情報を有し、位置検出装置１００−１は、当該識別情報に基づいて移動体装置２００−１ごとに位置検出処理を行ってもよい。具体的には、信号生成部２０２は、予め定義された識別情報を含む信号を生成し、通信部２０４は生成された信号に基づいて電波を変調し、変調された電波を送信する。そして、通信部１０２は、受信された電波を復調して信号を生成し、当該信号に含まれる識別情報を取得する。次に、位置推定部１０８は、受信された電波についての候補位置の推定を行い、推定された候補位置と取得された識別情報との対応付けを行う。そして、位置決定部１１０は、候補位置に対応付けられた識別情報ごとに確定位置を決定する。

このように、本実施形態の第２の変形例によれば、位置検出装置１００−１は、移動体装置２００−１の送信する信号に含まれる識別情報に基づいて移動体装置２００−１ごとに位置検出処理を行う。このため、移動体装置２００−１の各々の確定位置が識別されることにより、移動体装置２００−１ごとに確定位置を用いた処理を行うことが可能となる。

（第３の変形例）
本実施形態の第３の変形例として、位置決定部１１０は、１の移動体装置２００−１について、複数の確定位置が存在した場合、追跡処理を用いて確定位置の絞り込みを行ってもよい。具体的には、位置決定部１１０は、複数の確定位置の時系列の変化に基づいて移動体装置２００−１の確定位置の絞り込みを行う。例えば、電波の反射または回折等を発生させる物体が存在領域内に一時的に存在する場合には、遅延波による確定位置が存在し得るため、同時刻に複数の確定位置が存在し得る。そこで、本変形例では、当該遅延波による確定位置を排除する。

例えば、位置決定部１１０は、確定位置を決定した後、当該確定位置を、本実施形態の第２の変形例において説明した移動体装置２００−１の識別情報と対応付けて時系列に記憶部１１２に記憶させる。

次に、位置決定部１１０は、記憶部１１２に確定位置が所定の数以上記憶されている状態で確定位置を決定した場合、当該確定位置に対応付けられる識別情報と同一の識別情報に対応付けられた、記憶部１１２に記憶されている確定位置の各々を取得する。

そして、位置決定部１１０は、取得された確定位置の各々および決定された確定位置のうちの時系列的に隣接する確定位置間の位置関係が所定の条件を満たす確定位置の各々を抽出する。例えば、位置決定部１１０は、時系列的に隣接する確定位置の各々の間の距離が所定の距離の範囲内である確定位置の各々を抽出する。移動体装置２００−１は、所定の時間間隔で信号を送信するため、実際に存在する移動体装置２００−１の確定位置は、所定の時間間隔中に移動された距離だけ時系列的に変化し得る。一方、周囲の環境によってマルチパスが発生したりしなかったりするため、遅延波による確定位置は、時系列的に出現したり消滅したりし得る。このため、上記の抽出処理が行われることにより、遅延波による確定位置が排除され得る。なお、上記の抽出処理は、取得された確定位置の各々および決定された確定位置を時系列ごとにプロットした画像間の比較により行われてもよい。

このように、本実施形態の第３の変形例によれば、位置決定部１１０は、１の移動体装置２００−１について、複数の確定位置が存在した場合、追跡処理を用いて確定位置の絞り込みを行う。このため、遅延波による確定位置が排除されることにより、確定位置の精度をさらに向上させることが可能となる。

（第４の変形例）
本実施形態の第４の変形例として、位置検出装置１００−１は複数設置され、位置決定部１１０は、１の移動体装置２００−１について、複数の位置検出装置１００−１に係る位置決定部１１０により同じ位置に相当する確定位置が決定された場合、当該確定位置を、当該１の移動体装置２００−１についての他の確定位置よりも確定度が高いと判断してもよい。具体的には、位置検出装置１００−１は情報取得部をさらに備え、情報取得部は、他の位置検出装置１００−１の確定位置の取得を行う。そして、位置決定部１１０は、本実施形態の第２の変形例において説明した識別情報が同一である確定位置について、決定した確定位置と情報取得部により取得された確定位置とを比較する。確定位置が一致する場合または確定位置間の距離が所定の範囲内である場合は、位置決定部１１０は、当該確定位置の確定度が高いと判断する。

このように、本実施形態の第４の変形例によれば、位置決定部１１０は、１の移動体装置２００−１について、複数の位置検出装置１００−１に係る位置決定部１１０により同じ位置に相当する確定位置が決定される確定位置を、当該１の移動体装置２００−１についての他の確定位置よりも確定度が高いと判断する。このため、確定位置の精度をさらに向上させることが可能となる。

なお、上記では、位置検出装置１００−１間で確定位置が取得される例を説明したが、位置検出システムは、位置検出装置１００−１の各々が決定する確定位置を収集し、位置検出装置１００−１の各々に配信する機能を有する装置をさらに備えてもよい。この場合、位置検出装置１００−１に確定位置の提供および取得を行う処理を設けずに済み、位置検出装置１００−１の計算資源および処理負荷等を低減することが可能となる。

＜３．第２の実施形態（移動体装置の種別を考慮した処理の例）＞
以上、本発明の第１の実施形態に係る位置検出システムについて説明した。次に、本発明の第２の実施形態に係る位置検出システムについて説明する。本実施形態に係る位置検出システムでは、移動体装置２００−２の種別に対応する存在領域に基づいて確定位置が決定される。

［３−１．位置検出システムの機能構成］
まず、図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る位置検出システムの機能構成について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態に係る位置検出システムの概略的な機能構成を示すブロック図である。

図６に示したように、移動体装置２００−２は、信号生成部２０２および通信部２０４に加えて、種別設定部２２０を備える。

種別設定部２２０は、移動体装置２００−２の種別を設定する。具体的には、種別設定部２２０は、移動体装置２００−２の別途備える記憶部（図示せず。）に記憶されている種別情報を取得し、取得された種別情報に係る種別を移動体装置２００−２の種別として設定する。なお、種別情報は、移動体装置２００−２のユーザの操作により設定されてもよい。例えば、種別設定部２２０は、移動体装置２００−２の別途備える表示部（図示せず。）にＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示させ、ＧＵＩに対するユーザの種別選択操作に応じて種別情報を設定し得る。

信号生成部２０２は、種別設定部２２０により設定された種別に対応する信号パターンの信号を生成する。具体的には、信号生成部２０２は、設定された種別に対応する信号パターン情報を記憶部（図示せず。）から取得し、取得された信号パターン情報に係る信号パターンの信号を生成する。

また、図６に示したように、位置検出装置１００−２は、通信部１０２、到来方向推定部１０４、距離推定部１０６、位置推定部１０８、位置決定部１１０および記憶部１１２に加えて、種別判定部１２０を備える。

種別判定部１２０は、通信部１０２により生成された信号に基づいて、当該信号を送信した移動体装置２００−２の種別の判定を行う。具体的には、種別判定部１２０は、通信部１０２により生成された信号の信号パターンを検出し、検出された信号パターンに基づいて移動体装置２００−２の種別の判定を行う。例えば、種別判定部１２０は、記憶部１１２に記憶されている信号パターン情報を取得し、取得された信号パターンと生成された信号との相関関係を検出し得る。そして、種別判定部１２０は、記憶部１１２に記憶されている信号パターンと種別との対応関係に基づいて、相関関係にあると検出された信号パターンに対応する種別を判定し得る。このように、種別判定部１２０は、生成された信号の信号パターンを検出し、検出された信号パターンに基づいて移動体装置２００−２の種別の判定を行う。このため、種別が追加または変更された場合であっても、判定される信号パターンの追加または変更等により対応でき、状況の変化に柔軟に対応することが可能となる。

位置決定部１１０は、種別判定部１２０により判定された種別に基づいて存在領域を特定する。具体的には、位置決定部１１０は、種別判定部１２０により判定された種別に対応する存在領域を記憶部１１２から取得し、推定された候補位置が取得された存在領域内にあるかの判定を行う。存在領域内にあると判定された場合、位置決定部１１０は、当該候補位置に基づいて確定位置を決定する。例えば、図７を参照して、移動体装置２００−２の種別に基づいて行われる位置決定処理について詳細に説明する。図７は、本実施形態に係る位置検出システムを構成する位置検出装置１００−２の位置決定処理を説明するための図である。

まず、位置検出装置１００−２は、移動体装置２００−２から信号に係る電波を受信し、受信された電波に基づいて移動体装置２００−２の候補位置を推定する。例えば、位置検出装置１００−２は、受信された電波の各々についての候補位置Ｐ１〜Ｐ３を推定する。

次に、位置検出装置１００−２は、受信された信号の信号パターンの検出を行い、検出された信号パターンに対応する移動体装置２００−２の種別を判定する。例えば、種別判定部１２０は、受信された信号の各々についての種別を判定し得る。

そして、位置検出装置１００−２は、特定された種別に対応する存在領域を記憶部１１２から取得し、当該存在領域にあると判定される候補位置に基づいて確定位置を決定する。例えば、位置決定部１１０は、種別判定部１２０により移動体装置２００−２の種別が「歩行者」であると判定された場合、図７に示すような、種別「歩行者」に対応する存在領域３２を記憶部１１２から取得する。例えば、存在領域３２は、屋外の道路のうちの歩道に相当する範囲であり得る。そして、位置決定部１１０は、存在領域３２内にあると判定される候補位置Ｐ１を確定位置として決定し、存在領域３２内にないと判定される候補位置Ｐ２およびＰ３を確定位置から除外する。

このように、位置決定部１１０は、種別判定部１２０により判定された種別に基づいて存在領域を特定する。このため、移動体装置２００−２の種別ごとの特性に応じて確定位置が決定されることにより、確定位置の精度をより向上させることが可能となる。

ここで図６を参照して位置検出装置１００−２の構成の説明に戻ると、記憶部１１２は、移動体装置２００−２の種別に対応する信号パターン情報および存在領域情報をさらに記憶する。

［３−２．位置検出システムの処理］
次に、本実施形態における位置検出システムの処理について図８を参照して説明する。図８は、本実施形態における位置検出システムの処理を概念的に示すシーケンス図である。なお、上述の位置検出装置１００−２および移動体装置２００−２の構成の説明ならびに第１の実施形態の説明と重複する詳細な説明は省略する。

まず、移動体装置２００−２は、移動体装置２００−２の種別を設定する（ステップＳ４０２）。具体的には、種別設定部２２０は、記憶されている種別情報に基づいて、移動体装置２００−２の種別を設定する。

次に、移動体装置２００−２は、設定された移動体装置２００−２の種別に対応する信号パターンの信号を生成する（ステップＳ４０４）。具体的には、信号生成部２０２は、種別設定部２２０により設定された種別に対応する信号パターンの信号を生成する。

次に、移動体装置２００−２は、生成された信号を送信する（ステップＳ４０６）。具体的には、通信部２０４は、信号生成部２０２により生成された信号に基づいて電波を変調し、変調された電波を位置検出装置１００−２に送信する。

そして、位置検出装置１００−２は、受信された信号に係る電波の到来方向を推定する（ステップＳ４０８）。具体的には、到来方向推定部１０４は、通信部１０２により受信された電波に基づいて当該電波の到来方向の推定を行う。

次に、位置検出装置１００−２は、受信された信号に係る電波の伝搬距離を推定する（ステップＳ４１０）。具体的には、距離推定部１０６は、通信部１０２により受信された電波の受信電力、送信電力ならびに送信および受信アンテナ利得に基づいて、当該電波の伝搬距離を推定する。

次に、位置検出装置１００−２は、受信された信号から移動体装置２００−２の種別を判定する（ステップＳ４１２）。具体的には、種別判定部１２０は、通信部１０２により生成された信号から信号パターンを検出し、検出された信号パターンに対応する種別を判定する。

次に、位置検出装置１００−２は、推定された到来方向および伝搬距離から移動体装置の候補位置を推定する（ステップＳ４１４）。具体的には、位置推定部１０８は、到来方向推定部１０４により推定された当該電波の到来方向および距離推定部１０６により推定された当該電波の伝搬距離に基づいて移動体装置２００−１の候補位置を推定する。

次に、位置検出装置１００−２は、推定された候補位置が判定された移動体装置２００−２の種別に対応する存在領域内にあるかを判定する（ステップＳ４１６）。具体的には、位置決定部１１０は、種別判定部１２０により判定された種別に対応する存在領域情報を記憶部１１２から取得し、位置推定部１０８により推定された候補位置が取得された存在領域情報に係る存在領域内にあるかの判定を行う。

次に、位置検出装置１００−２は、存在領域内にある候補位置に基づいて確定位置を決定する（ステップＳ４１８）。具体的には、位置決定部１１０は、ステップＳ４１６において、存在領域内にあると判定された候補位置を確定位置として決定する。

このように、本発明の第２の実施形態によれば、位置検出システムは、移動体装置２００−２の種別に対応する存在領域内にあると判定される、推定された候補位置に基づいて確定位置を決定する。このため、存在領域が移動体装置２００−２の種別ごとに細分化されることにより、確定位置の精度をより向上させることが可能となる。

［３−３．変形例］
以上、本発明の第２の実施形態について説明した。なお、本実施形態は、上述の例に限定されない。以下に、本実施形態の変形例について説明する。

本実施形態の変形例として、位置検出システムは、移動体装置２００−２の種別を、移動体装置２００−２により送信される信号に係る電波の周波数に基づいて判定してもよい。具体的には、通信部２０４は、信号に係る電波の周波数を、種別設定部２２０により設定される種別に基づいて特定される周波数となるように変調し、変調された電波を位置検出装置１００−２に送信する。そして、通信部１０２は、受信された電波の周波数を特定し、種別判定部１２０は、特定された周波数に基づいて種別を判定する。例えば、種別判定部１２０は、記憶部１１２に記憶される周波数と種別との対応関係に基づいて、特定された周波数から種別を判定し得る。

このように、本実施形態の変形例によれば、位置検出システムは、移動体装置２００−２の種別を、移動体装置２００−２により送信される電波の周波数に基づいて判定する。このため、信号パターンが変化されることなく種別が判定されることにより、信号パターンにて種別を判定する場合に比べて、信号に含まれるデータ等の取得処理を簡易化することが可能となる。

＜４．ハードウェア構成図＞
以上、本発明の実施形態を説明した。上述した位置検出装置１００の処理は、ソフトウェアと、以下に説明する位置検出装置１００のハードウェアとの協働により実現される。

図９は、本発明の一実施形態に係る位置検出装置１００のハードウェア構成を示した説明図である。図９に示したように、位置検出装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１３２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３４と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３６と、内部バス１３８と、入出力インターフェース１４０と、入力部１４２と、出力部１４４と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４６と、ネットワークインターフェース１４８と、外部インターフェース１５０とを備える。

ＣＰＵ１３２は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムと協働して位置検出装置１００内の到来方向推定部１０４、距離推定部１０６、位置推定部１０８、位置決定部１１０および種別判定部１２０の動作を実現する。また、ＣＰＵ１３２は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ１３４は、ＣＰＵ１３２が使用するプログラムまたは演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ１３６は、ＣＰＵ１３２の実行にいて使用するプログラムまたは実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。ＲＯＭ１３４およびＲＡＭ１３６により、位置検出装置１００内の記憶部の一部を実現する。ＣＰＵ１３２、ＲＯＭ１３４およびＲＡＭ１３６は、ＣＰＵバスなどから構成される内部バス１３８により相互に接続されている。

入力部１４２は、ボタン、マイクロフォン、スイッチおよびレバーなど情報を入力するための入力手段と、入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ１３２に出力する入力制御回路などから構成されている。入力部１４２が操作されることにより、位置検出装置１００に対して各種のデータが入力されたり処理動作が指示されたりし得る。

出力部１４４は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）装置およびランプなどの表示装置への出力を行う。さらに、出力部１４４は、スピーカおよびヘッドフォンなどの音声出力を行ってもよい。

ＨＤＤ１４６は、データ格納用の装置である。ＨＤＤ１４６は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置等を含んでもよい。ＨＤＤ１４６は、ＣＰＵ１３２が実行するプログラムや各種データを格納する。

ネットワークインターフェース１４８は、ネットワークに接続するための通信デバイスで構成され得る。また、ネットワークインターフェース１４８は、ＤＳＲＣのような車両通信に対応したデバイスであっても、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）対応通信デバイスであっても、３ＧまたはＬＴＥ対応通信デバイスであっても、有線による通信を行うワイヤー通信デバイスであってもよい。

外部インターフェース１５０は、例えば、位置検出装置１００の外部の通信装置または周辺機器と接続するためのバスである。また、外部インターフェース１５０は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）であってもよい。

＜５．むすび＞
本発明の第１の実施形態によれば、移動体装置２００−１が存在し得ない領域内にある候補位置が除外されることにより、移動体装置２００−１の位置検出の精度を向上させることが可能となる。また、本発明の第２の実施形態によれば、存在領域が移動体装置２００−２の種別ごとに細分化されることにより、確定位置の精度をより向上させることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記第２の実施形態では、位置決定部１１０は、移動体装置２００−２の種別情報に応じて存在領域を特定し、特定された存在領域内にある候補位置に基づいて確定位置を決定するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、位置決定部１１０は、第１の実施形態のように、移動体装置２００−２の種別によらない存在領域内にある候補位置に基づいて確定位置を決定し、決定された確定位置が、移動体装置２００−２の種別情報に基づいて特定される、存在領域内のいずれの範囲にあるかを特定してもよい。

具体的には、位置決定部１１０は、まず、移動体装置２００−２の種別によらない存在領域内にある候補位置に基づいて確定位置を決定する。次に、位置決定部１１０は、記憶部１１２に記憶される種別に対応する領域ごとに、決定された確定位置が当該領域内にあるかの判定を行う。当該領域内にあると判定された場合、位置決定部１１０は、判定に係る領域に対応する種別情報を取得し、確定位置が当該種別情報に対応する領域にあると特定する。例えば、種別が「歩行者」である移動体装置２００−２が「車道」に位置している場合、位置決定部１１０は、当該移動体装置２００−２の確定位置が種別「歩行者」に対応する存在領域「歩道」になく、種別「車両」に対応する「車道」にあることを特定し得る。なお、位置決定部１１０は、注意喚起アプリケーション等に当該特定した情報を提供し、当該移動体装置２００−２に注意情報を送信させ得る。

上記の場合、位置決定部１１０は、決定された確定位置が、種別情報に基づいて特定される、存在領域内のいずれの範囲にあるかを特定する。このため、移動体装置２００−２の確定位置が当該移動体装置２００−２の種別に対応する存在領域にない場合に、いずれの種別に対応する存在領域に確定位置があるかを特定することが可能となる。

また、位置検出装置１００と移動体装置２００との間の通信は、一般的なデータ通信を利用して実現されてもよい。例えば、位置検出装置１００がＩＴＳスポット装置等であり、移動体装置２００がカーナビゲーション等である場合に、位置検出装置１００と移動体装置２００との間の交通情報等のデータ通信に係る信号および電波に基づいて、位置検出装置１００は移動体装置２００の確定位置を決定し得る。また、移動体装置２００の種別情報は、当該データ通信に係るデータのヘッダまたは制御情報に含まれ得、位置検出装置１００は当該ヘッダまたは制御情報から種別情報を取得し得る。この場合、位置検出システム専用の通信モジュール等を移動体装置２００にせずに済み、位置検出システムの汎用性を向上させることが可能となる。

また、位置検出システムは、屋内の移動体装置２００の確定位置を決定に適用されてもよい。例えば、位置検出装置１００は、屋内に設置された無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイント等であり得、建物内部を移動体装置２００の存在領域として移動体装置２００の確定位置を決定し得る。この場合、ＧＰＳでは対応することが困難な屋内の移動体装置２００の位置検出を行うことが可能となる。

また、位置検出システムは、ＧＰＳを利用して確定位置を決定してもよい。例えば、移動体装置２００は、ＧＰＳ受信機をさらに備え、ＧＰＳ受信機により受信される位置情報を位置検出装置１００に送信する信号に含めて送信し得る。そして、位置検出装置１００は、受信された位置情報と候補位置とに基づいて確定位置を決定し得る。この場合、マルチパスの影響が少ない場所においては、確定位置の精度をさらに向上させることが可能となる。

１００ 位置検出装置
１０２ 通信部
１０４ 到来方向推定部
１０６ 距離推定部
１０８ 位置推定部
１１０ 位置確定部
１１２ 記憶部
１２０ 種別判定部
２００ 移動体装置
２０２ 信号生成部
２０４ 通信部
２２０ 種別設定部

Claims (14)

1. 信号を受信する通信部と、
   前記通信部により受信された信号に基づいて信号送信元の候補位置を推定する位置推定部と、
   前記位置推定部により推定された候補位置が所定の領域内にある場合、前記候補位置に基づいて信号送信元の確定位置を決定する位置決定部と、
   を備える位置検出装置。
2. 前記位置決定部は、前記信号に係る信号送信元の種別情報に基づいて、前記所定の領域を特定する、請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記信号に係る信号送信元の種別情報は、前記信号の信号パターンである、請求項２に記載の位置検出装置。
4. 前記信号に係る信号送信元の種別情報は、前記信号に係る電波の周波数である、請求項２に記載の位置検出装置。
5. 前記位置決定部は、前記確定位置が、前記信号に係る信号送信元の種別情報に基づいて特定される、前記所定の領域内のいずれの範囲にあるかを特定する、請求項１に記載の位置検出装置。
6. 前記所定の領域は、三次元空間の領域である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置検出装置。
7. 前記信号は、さらに信号送信元の識別情報を有し、
   前記位置推定部は、前記信号送信元の識別情報に基づいて信号送信元ごとに候補位置を推定し、
   前記位置決定部は、前記信号送信元の識別情報に基づいて信号送信元ごとに確定位置を決定する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置検出装置。
8. 前記位置決定部は、１の信号送信元について、複数の確定位置が存在した場合、追跡処理を用いて確定位置の絞り込みを行う、請求項７に記載の位置検出装置。
9. 前記位置推定部は、前記信号に係る電波の到来方向および伝搬距離に基づいて候補位置を特定する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の位置検出装置。
10. 前記信号送信元は、移動体装置であり、
    前記位置検出装置は、固定位置に配置されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の位置検出装置。
11. 信号を送信する移動体装置と、
    前記移動体装置から前記信号を受信する通信部と、
    前記通信部により受信された信号に基づいて前記移動体装置の候補位置を推定する位置推定部と、
    前記位置推定部により推定された候補位置が所定の領域内にある場合、前記候補位置に基づいて前記移動体装置の確定位置を決定する位置決定部と、
    を備える位置検出装置と、
    を含む位置検出システム。
12. 前記位置検出装置は、複数存在し、
    前記位置決定部は、１の信号送信元について、複数の位置検出装置に係る位置決定部により同じ位置に相当する確定位置が決定された場合、前記確定位置を、前記１の信号送信元についての他の確定位置よりも確定度が高いと判断する、請求項１１に記載の位置検出システム。
13. 信号を受信することと、
    受信された信号に基づいて信号送信元の候補位置を推定することと、
    推定された候補位置が所定の領域内にある場合、前記候補位置に基づいて信号送信元の確定位置を決定することと、
    を含む位置検出方法。
14. 信号を受信する通信機能と、
    前記通信機能により受信された信号に基づいて信号送信元の候補位置を推定する位置推定機能と、
    前記位置推定機能により推定された候補位置が所定の領域内にある場合、前記候補位置に基づいて信号送信元の確定位置を決定する位置決定機能と、
    をコンピュータに実現させるためのプログラム。
    

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