JP2016138864A - 測位装置、測位方法、コンピュータプログラム、及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳ衛星のみで屋内の位置を正確に測位できる測位装置を提供する。【解決手段】測位装置は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星軌道情報及びＧＰＳ自衛星軌道情報を含むＧＰＳ衛星情報を受信する衛星情報受信部２０１と、受信したＧＰＳ衛星情報を発信するＧＰＳ衛星の数に応じて、装置本体が建物の屋内に進入したか否かを判断する屋内進入検出部２０５と、装置本体が屋内に進入したと判断されると、自律航法処理により装置本体の屋内における第１の屋内位置を推定する自律航法部２０６と、装置本体が屋内に進入したと判断され且つ衛星情報受信部２０１がＧＰＳ衛星情報を受信すると、受信したＧＰＳ衛星情報に基づいて装置本体の屋内における第２の屋内位置を推定する屋内位置推定部２１０と、第１の屋内位置を第２の屋内位置により補正する屋内位置補正部２１２と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、建物等の屋内であっても位置を正確に測位可能な測位装置に関する。

４以上のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から受信する電波を利用して測位する測位装置がある。このような測位装置には、各種測位センサを補助的に使用することによりＧＰＳ衛星からの電波を受信できない状況であっても自律的に測位を行うことができるものもある。測位装置は、ＧＰＳ衛星から受信する電波を利用することで、屋外における位置を正確に測位することができる。ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない建物等の屋内にあっては、測位装置は、公知の自律航法処理により屋内の位置を推定することができる。自律航法処理では、推定した位置と実際の位置との誤差を補正して屋内の位置を正確に測位する必要がある。特許文献１の測位装置は、自律航法処理で推定した屋内の位置の累積誤差を、所定のアクセスポイントからの信号に応じて補正する技術を開示する。

特開２０１３−１５２０９７号公報

従来の測位装置は、自律航法処理で推定した屋内の位置の誤差の補正に、アクセスポイントのようなＧＰＳ衛星以外のインフラストラクチャが必要である。例えば、携帯電話会社が設置する基地局がアクセスポイントとして用いられる。このようなアクセスポイントが設けられていない建物内では、屋内の位置の補正を正確に行うことが困難になる。アクセスポイントの設置は、コストにも影響し、容易にアクセスポイントを増設することは困難である。

本発明は、上記の問題を解決するために、アクセスポイントのような他の設備を用いずに、ＧＰＳ衛星のみで屋内の位置を正確に測位できる測位装置を提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決する本発明の測位装置は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星軌道情報及びＧＰＳ自衛星軌道情報を含むＧＰＳ衛星情報を受信する衛星情報受信手段と、受信した前記ＧＰＳ衛星情報を発信する前記ＧＰＳ衛星の数に応じて、装置本体が建物の屋内に進入したか否かを判断する屋内進入検出手段と、前記装置本体が屋内に進入したと判断されると、自律航法処理により前記装置本体の屋内における第１の屋内位置を推定する自律航法手段と、前記装置本体が屋内に進入したと判断され且つ前記衛星情報受信手段が前記ＧＰＳ衛星情報を受信すると、受信した前記ＧＰＳ衛星情報に基づいて前記装置本体の屋内における第２の屋内位置を推定する屋内位置推定手段と、前記第１の屋内位置を前記第２の屋内位置により補正する屋内位置補正手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、装置本体が屋内に進入した場合であっても、ＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ衛星情報に基づいて、自律航法処理により推定した第１の屋内位置の誤差を補正することができる。

情報処理装置の外観図。 情報処理装置のハードウェア構成図。 情報処理装置の機能ブロック図。 （ａ）、（ｂ）は測位処理を表すフローチャート。 （ａ）、（ｂ）は装置本体の位置の推定の説明図。 ＧＰＳ衛星の方位の説明図。 （ａ）、（ｂ）はＧＰＳ衛星の方位の一覧の例示図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は屋内位置の説明図。 屋内位置の測位の処理を表すフローチャート。 屋内位置の測位の処理を表すフローチャート。 屋内位置の測位の処理を表すフローチャート。

以下、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。ただし、本実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本実施形態の測位装置である情報処理装置の外観図である。情報処理装置１０１は、タッチパネル１０２、ＧＰＳアンテナ１０３、操作ボタン１０４、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）センサ１０５、及びカメラ１０６を備える。情報処理装置１０１は、例えばスマートフォンやタブレット端末、携帯可能なナビゲーション装置等により実現可能である。なお、情報処理装置１０１のタッチパネル１０２、ＧＰＳアンテナ１０３、操作ボタン１０４、ＭＥＭＳセンサ１０５、及びカメラ１０６の配置は、これに限られるものではない。ＧＰＳアンテナ１０３、操作ボタン１０４、及びＭＥＭＳセンサ１０５は、用途に応じて数を適宜増減してもよい。

タッチパネル１０２は、画像や文字を表示するディスプレイ上に、ユーザにより指示された位置を検出する透明のタッチパッドが設けられて構成される入出力インタフェースである。ユーザは、タッチパッドを指やスタイラスペン等で指示することで、タッチパネル１０２を用いた入力操作を行う。操作ボタン１０４は、所定の指示に対応づけられており、ユーザにより押下されることで当該指示の入力を受け付ける入力インタフェースである。

ＧＰＳアンテナ１０３は、ＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ衛星情報を受信する。ＧＰＳ衛星情報は、ＧＰＳ衛星軌道情報（アルマナックデータ）及びＧＰＳ自衛星軌道情報（エフェメリスデータ）を含む。ＧＰＳアンテナ１０３は、複数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を同時に受信することができる。
ＭＥＭＳセンサ１０５は、それぞれ３軸の地磁気センサ、加速度センサ、ジャイロセンサを搭載する。情報処理装置１０１は、ＭＥＭＳセンサ１０５により本体の地磁気データ、加速度データ、角速度データを取得する。
カメラ１０６は、撮影を行う。

図２は、情報処理装置１０１のハードウェア構成図である。情報処理装置１０１は、ＣＰＵ（Central Processing unit）３０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０３、及びストレージ３０４を備える。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０３やストレージ３０４に格納されたコンピュータプログラムを読み込み、ＲＡＭ３０２を作業領域に用いて実行することで、情報処理装置１０１の各部の動作を制御する。情報処理装置１０１は、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２、ＲＯＭ３０３、ストレージ３０４の他に、入力部３０５、表示部３０６、及び撮像部３０７を備える。これらの各構成要素は、バス３０８を介して通信可能に接続される。

ストレージ３０４は、ＣＰＵ３０１に読み込まれるコンピュータプログラムやデータを格納する。ストレージ３０４は、例えば、屋外マップのデータ（電子地図データ）を格納する。ストレージ３０４は、屋外マップのデータを、不図示のインタフェースにより、公衆通信網やインターネットを介して接続される外部装置や記録媒体等から取得して格納する。情報処理装置１０１は、屋外マップのデータをストレージ３０４に常時格納する必要はなく、必要なときに外部装置や記録媒体から取得するようにしてもよい。

入力部３０５は、ＧＰＳアンテナ１０３、タッチパネル１０２のタッチパッド、ＭＥＭＳセンサ１０５、及び操作ボタン１０４により構成される。入力部３０５は、これらの各部から入力される信号、情報、データ、指示等をＣＰＵ３０１に入力する。
表示部３０６は、タッチパネル１０２のディスプレイにより構成される。表示部３０６は、ＣＰＵ３０１の指示により画像をディスプレイに表示する。例えば表示部３０６は、情報処理装置１０１の装置本体の位置を屋外マップ上に示した画像をディスプレイに表示する。
撮像部３０７は、カメラ１０６により構成される。撮像部３０７は、カメラ１０６により撮影された映像をストレージ３０４やＲＡＭ３０２に記憶する。映像には、メタデータが付加される。メタデータは、撮影時の装置本体の位置、撮影時刻等を含む。

このような構成の情報処理装置１０１は、ＣＰＵ３０１がコンピュータプログラムを実行することで各種機能を実現する。図３は、情報処理装置１０１に実現される機能ブロック図である。なお、これらの機能は、コンピュータプログラムの実行によりソフトウェアで実現する他に、少なくとも一部をハードウェアで実現するようにしてもよい。

情報処理装置１０１は、屋外のようにＧＰＳ衛星から情報を受信可能な位置で測位を行うために衛星情報受信部２０１、衛星情報記憶部２０２、屋外位置推定部２０３、及び屋外位置記憶部２０４として機能する。情報処理装置１０１は、建物等の屋内のようにＧＰＳ衛星から情報を受信できない位置で測位を行うために屋内進入検出部２０５、自律航法部２０６、及び屋外退出検出部２１３として機能する。情報処理装置１０１は屋内の位置を補正するための情報の取得のために建物幅特定部２０７、仰角情報特定部２０８、衛星位置関係特定部２０９、及び建物位置関係特定部２１５として機能する。情報処理装置１０１は、屋内の位置を補正するために屋内位置推定部２１０、屋内位置記憶部２１１、及び屋内位置補正部２１２として機能する。衛星情報記憶部２０２、屋外位置記憶部２０４、及び屋内位置記憶部２１１は、ＲＡＭ３０２又はストレージ３０４により実現される。

衛星情報受信部２０１は、ＧＰＳアンテナ１０３によりＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星情報を受信する。衛星情報記憶部２０２は、衛星情報受信部２０１で受信したＧＰＳ衛星情報を記憶する。
屋外位置推定部２０３は、衛星情報記憶部２０２に記憶される４以上のＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ衛星情報に基づいて、装置本体の屋外における位置（屋外位置）を推定する。屋外位置は、例えば緯度及び経度を含む屋外位置情報により表される。屋外位置推定部２０３は、例えば公知の三角測量法等により屋外位置の推定を行う。屋外位置記憶部２０４は、屋外位置推定部２０３が推定した屋外位置の屋外位置情報を記憶する。

屋内進入検出部２０５は、装置本体が屋外から建物等の屋内に進入したことを検出する。屋内進入検出部２０５は、例えば衛星情報受信部２０１が受信するＧＰＳ衛星情報を発信するＧＰＳ衛星の数が４以上から３以下に変化したときに、装置本体が屋内に進入したと判断する。すなわち屋内進入検出部２０５は、屋外位置の推定が可能な状態から不可能な状態に遷移したときに、装置本体が屋内に進入したと判断する。屋内進入検出部２０５は、ストレージ３０４に格納される屋外マップを参照して、進入した建物を推定する。例えば、屋内進入検出部２０５は、屋内に進入したと判断した時点で屋外位置記憶部２０４が記憶する最新の装置本体の屋外位置から１０［ｍ］の距離以内の建物を、進入した建物と推定する。屋内進入検出部２０５が屋内に進入したと判断した時点で屋外位置記憶部２０４が記憶する最新の装置本体の屋外位置の屋外位置情報は、屋内に進入した位置を表す進入位置情報として屋内位置記憶部２１１に記憶される。

自律航法部２０６は、装置本体の屋内への進入が検出された場合に、屋内（建物内）における装置本体の位置を自律航法処理により推定する。自律航法処理を行うために、自律航法部２０６は、移動方向推定部２０６１、歩幅推定部２０６２、歩行検出部２０６３、及び移動距離推定部２０６４として機能する。

移動方向推定部２０６１は、ＭＥＭＳセンサ１０５から検出結果として地磁気データ、加速度データ、及び角速度データを取得し、取得した各データを解析することで装置本体の移動方向を推定する。
歩幅推定部２０６２は、情報処理装置１０１を保持するユーザの歩幅を推定する。歩幅推定部２０６２は、例えばＭＥＭＳセンサ１０５から取得する加速度データの周波数成分を解析することで、ユーザの歩幅を推定する。
歩行検出部２０６３は、情報処理装置１０１を保持するユーザの歩行（移動）を検出する。歩行検出部２０６３は、例えばＭＥＭＳセンサ１０５から取得する加速度データの値が急激に変化する変化点を検出し、変化点に応じてユーザの足が地面を蹴った瞬間と着地した瞬間とを検出する。歩行検出部２０６３は、ユーザの足が地面を蹴った瞬間から着地した瞬間までを１歩としてカウントする。
移動距離推定部２０６４は、歩行検出部２０６３が歩行を検出する度に歩行推定部が推定した歩幅を積算することで、装置本体の移動距離を推定する。

移動方向推定部２０６１による移動方向の推定、歩幅推定部２０６２、歩行検出部２０６３、及び移動距離推定部２０６４による移動距離の推定を含む自律航法処理の技術は、公知であるために詳細な説明は省略する。自律航法部２０６は、屋内位置記憶部２１１に記憶される進入位置情報と、推定した移動方向及び移動距離とにより、自律航法処理で推定される第１の屋内位置を算出する。第１の屋内位置は、緯度及び経度を含む第１の屋内位置情報として屋内位置記憶部２１１に記憶される。

衛星位置関係特定部２０９は、衛星情報記憶部２０２が記憶するＧＰＳ衛星軌道情報に基づいて、装置本体が進入した建物とＧＰＳ衛星との現時点における位置関係を公知の技術により特定する。
建物位置関係特定部２１５は、装置本体が進入した建物の壁面部が向いている方位を特定する。建物位置関係特定部２１５は、例えば屋外マップを参照して建物の壁面部が向いている方位を特定する。
屋内位置推定部２１０は、屋内進入検出部２０５が装置本体の屋内への進入を検出した後に、衛星情報受信部２０１が受信したＧＰＳ衛星軌道情報と衛星位置関係特定部２０９が特定した位置関係とにより、第２の屋内位置を推定する。第２の屋内位置は、緯度及び経度を含む第２の屋内位置情報として屋内位置記憶部２１１に記憶される。

建物幅特定部２０７は、装置本体が進入した建物内の、第２の屋内位置から最も近くに位置する壁面部の幅（建物幅）を特定する。建物幅特定部２０７は、屋外マップに基づいて建物幅を特定する。
仰角情報特定部２０８は、衛星情報受信部２０１が受信したＧＰＳ衛星情報を発信するＧＰＳ衛星の仰角を、ＧＰＳ衛星情報に基づいて公知の方法により特定する。

屋内位置補正部２１２は、屋内位置記憶部２１１が記憶する第２の屋内位置情報により、第１の屋内位置を補正する。
屋外退出検出部２１３は、装置本体が建物等の屋内から屋外に退出したことを検出する。屋外退出検出部２１３は、例えば衛星情報受信部２０１が受信するＧＰＳ衛星情報を発信するＧＰＳ衛星の数が３以下から４以上に変化したときに、装置本体が屋外に退出したと判断する。すなわち屋外退出検出部２１３は、屋外位置の推定が不可能な状態から可能な状態に遷移したときに、装置本体が屋外に退出したと判断する。

以上のような構成の情報処理装置１０１は、図４のフローチャートで表される測位処理を行う。図４（ａ）は、測位の全体の処理を表すフローチャートである。図４（ｂ）は、自律航法処理を表すフローチャートである。情報処理装置１０１は、屋外でＧＰＳ衛星を用いた測位を行い、屋内でＧＰＳ衛星及び自律航法処理による測位を行う。以下の説明では、情報処理装置１０１は、既に起動されて、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を受信可能な状態にある。

情報処理装置１０１のＣＰＵ３０１は、ＧＰＳアンテナ１０３によりＧＰＳ衛星からのＧＰＳ衛星情報の受信を待機する（Ｓ４０１）。ＧＰＳアンテナ１０３によりＧＰＳ衛星情報を受信すると（Ｓ４０１：Y）、衛星情報受信部２０１は、受信したＧＰＳ衛星情報を衛星情報記憶部２０２に記憶する（Ｓ４０２）。既に衛星情報記憶部２０２にＧＰＳ衛星情報が記憶される場合、衛星情報受信部２０１は、当該ＧＰＳ衛星情報を発信したＧＰＳ衛星から新たにＧＰＳ衛星情報を受信すると、既に記憶するＧＰＳ衛星情報を受信した新たなＧＰＳ衛星情報に更新する。

屋外位置推定部２０３は、屋外における測位が可能か否かを判断する（Ｓ４０３）。屋外位置推定部２０３は、例えば衛星情報記憶部２０２が４以上のＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ衛星情報を記憶するか否かにより、測位が可能か否かを判断する。測位不可能な場合（Ｓ４０３：N）、ＣＰＵ３０１は、測位可能になるまでステップＳ４０１以降の処理を繰り返す。すなわち衛星情報記憶部２０２が３以下のＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ衛星情報を記憶する場合、ＣＰＵ３０１は、４以上のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ衛星情報を衛星情報記憶部２０２が記憶するまで、ステップＳ４０１以降の処理を繰り返す。

測位可能、すなわち衛星情報記憶部２０２が４以上のＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ衛星情報を記憶する場合（Ｓ４０３：Y）、ＣＰＵ３０１は、屋外位置推定部２０３により装置本体の屋外位置を推定する。屋外位置推定部２０３は、推定した屋外位置を表す屋外位置情報を屋外位置記憶部２０４に記憶する（Ｓ４０４）。屋外位置推定部２０３は、新たな屋外位置を推定する度に、既に屋外位置記憶部２０４に記憶されている屋外位置情報を新たな屋外位置を表す屋外位置情報に更新する。

屋内進入検出部２０５は、衛星情報受信部２０１が受信するＧＰＳ衛星情報を発信したＧＰＳ衛星の数に基づいて、装置本体が建物等の屋内に進入したか否かを判断する（Ｓ４０５）。装置本体が屋内に進入していない場合（Ｓ４０５：N）、ＣＰＵ３０１は、ステップＳ４０１以降の処理を繰り返し行う。つまり、情報処理装置１０１は、４以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を取得する場合に装置本体の屋外位置の推定を継続して行う。

装置本体が屋内に進入した場合（Ｓ４０５：Y）、衛星位置関係特定部２０９は、進入した建物とＧＰＳ衛星との位置関係を特定する（Ｓ４０６）。この場合、屋内進入検出部２０５は、屋内への進入位置を表す進入位置情報を屋内位置記憶部２１１に記憶する。衛星位置関係特定部２０９は、衛星情報記憶部２０２が記憶するＧＰＳ衛星軌道情報に基づいて、装置本体の上空のＧＰＳ衛星の位置を特定する。衛星位置関係特定部２０９は、例えば屋内位置記憶部２１１に記憶される進入位置情報が表す進入位置を中心として、装置本体の上空のＧＰＳ衛星の位置する方位を特定する。同時に、建物位置関係特定部２１５は、装置本体が進入した建物の壁面部が向いている方向を特定する。

装置本体が進入した建物の位置が特定されると、ＣＰＵ３０１は、自律航法部２０６により自律航法処理を開始して、屋内における装置本体の第１の屋内位置を推定する（Ｓ４０７）。自律航法部２０６は、推定した第１の屋内位置を表す第１の屋内位置情報を屋内位置記憶部２１１に記憶する。自律航法処理の処理については後述する。

自律航法処理を開始すると、ＣＰＵ３０１は、ＧＰＳアンテナ１０３によりＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を受信したか否かを判断する（Ｓ４０８）。ここでは、ＧＰＳ衛星情報を受信するか否かの判断が行われ、その数はいくつであってもよい。ＧＰＳ衛星情報を受信しない場合（Ｓ４０８：N）、ＣＰＵ３０１は、自律航法部２０６による自律航法処理を装置本体が屋外に退出したと判断するまで継続して行う（Ｓ４１１）。

ＧＰＳ衛星情報を受信した場合（Ｓ４０８：Y）、衛星情報受信部２０１は、受信したＧＰＳ衛星情報を衛星情報記憶部２０２に記憶する。屋内位置推定部２１０は、衛星情報記憶部２０２に記憶されたＧＰＳ衛星情報と衛星位置関係特定部２０９が特定した位置関係とに基づいて、第２の屋内位置を推定する。屋内位置推定部２１０は、推定した第２の屋内位置を表す第２の屋内位置情報を屋内位置記憶部２１１に記憶する（Ｓ４０９）。屋内位置補正部２１２は、屋内位置記憶部２１１が記憶する第２の屋内位置情報に基づいて、自律航法部２０６が推定した第１の屋内位置情報を補正する（Ｓ４１０）。

屋外退出検出部２１３は、衛星情報受信部２０１が受信するＧＰＳ衛星情報を発信したＧＰＳ衛星の数に基づいて、装置本体が建物等の屋外に退出したか否かを判断する（Ｓ４１１）。屋外に退出していない場合（Ｓ４１１：N）、ＣＰＵ３０１は、装置本体が屋外に退出したと判断するまでステップＳ４０８以降の処理を繰り返す。屋外に退出した場合（Ｓ４１１：Y）、ＣＰＵ３０１は、自律航法部２０６による自律航法処理を終了する（Ｓ４１２）。自律航法処理を終了した時点で、装置本体は、屋外に退出してＧＰＳ衛星情報を受信する状態にある。そのために、情報処理装置１０１のＣＰＵ３０１は、ステップＳ４０１以降の処理を行うことになる。

ステップＳ４０７の自律航法処理の処理について、図４（ｂ）により説明する。
自律航法部２０６は、移動方向推定部２０６１により装置本体の移動方向を推定する（Ｓ４０７１）。歩幅推定部２０６２は、情報処理装置１０１を保持するユーザの歩幅を推定する（Ｓ４０７２）。歩行検出部２０６３は、情報処理装置１０１を保持するユーザが歩行しているか否かを判断する（Ｓ４０７３）。歩行検出部２０６３は、ユーザの歩行を検出するまでこの判断を繰り返す。ユーザが歩行する場合（Ｓ４０７３：Y）、移動距離推定部２０６４は、歩幅推定部２０６２で推定した歩幅を積算して装置本体の移動距離を推定する（Ｓ４０７４）。自律航法部２０６は、移動方向推定部２０６１で推定した移動方向及び移動距離推定部２０６４で推定した移動距離に応じて、屋内への進入位置を基点として装置本体の第１の屋内位置を推定する（Ｓ４０７５）。自律航法部２０６は、推定した第１の屋内位置を表す第１の屋内位置情報を屋内位置記憶部２１１に記憶する。

以上のような処理により、情報処理装置１０１は、所定数以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を取得する場合、取得したＧＰＳ衛星情報に基づいて屋外の位置の測位を行う。情報処理装置１０１は、所定数以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を取得する状態から所定数未満のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を取得する状態に遷移した場合、自律航法処理及び取得したＧＰＳ衛星情報に基づいて屋内の位置を測位を行う。情報処理装置１０１は、屋外位置を屋外マップ上で表す画像をタッチパネル１０２のディスプレイに表示することで、ユーザに現在の屋外の位置を提示することができる。

図５は、装置本体の位置の推定の説明図である。図５（ａ）は、装置本体が建物５００に進入するまでの様子を表し、図５（ｂ）は、装置本体が建物５００内部を移動する様子を表す。

図４（ａ）のステップＳ４０１〜Ｓ４０４の処理により、図５（ａ）の位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動する間の装置本体の屋外位置情報が、屋外位置記憶部２０４に記憶される。情報処理装置１０１を保持するユーザは、位置Ｐ２から建物５００の内部に進入する。ユーザが建物５００の内部に進入することで、情報処理装置１０１は、ＧＰＳ衛星情報を同時に受信するＧＰＳ衛星の数が４未満となる。そのために情報処理装置１０１は、屋外位置推定部２０３による屋外位置の推定ができなくなる。屋内進入検出部２０５は、装置本体が屋外から屋内に進入したと判断する。屋内位置記憶部２１１には、位置Ｐ２の屋外位置情報が、進入位置として記憶される。
情報処理装置１０１のユーザは、図５（ｂ）に示すように建物５００の内部を、位置Ｐ２を基点として移動する。

図４（ａ）のステップＳ４０６の処理により、衛星位置関係特定部２０９は、進入位置である位置Ｐ２を中心としたＧＰＳ衛星の方位を特定する。図６は、位置Ｐ２を中心としたＧＰＳ衛星Ｓ１〜Ｓ１０の方位の説明図である。ＧＰＳ衛星Ｓ１〜Ｓ１０は、方位が北を０度として時計回りに度数法で表され、位置Ｐ２から見た高度が仰角Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３により表される。仰角Ｃ１は、例えば７０度〜９０度であり、仰角Ｃ２は、例えば５０度〜６９度であり、仰角Ｃ３は、例えば４０度〜５９度である。図７は、位置Ｐ２を中心としたＧＰＳ衛星の方位の一覧の例示図である。図７（ａ）では、例えばＧＰＳ衛星Ｓ５の方位が２７０度、仰角が５８度として特定される。

建物位置関係特定部２１５は、建物５００の壁面部を第１壁面部５０１〜第４壁面部５０４と定義して、屋外マップにより各壁面部の方位を特定する。図７（ｂ）は、第１壁面部５０１〜第４壁面部５０４の方位を表す。

図４（ａ）のステップＳ４０７の処理により、自律航法部２０６は自律航法処理を開始して、情報処理装置１０１の装置本体の第１の屋内位置を推定する。自律航法部２０６は、位置Ｐ２を基点として自律航法処理を開始する。情報処理装置１０１を保持するユーザが位置Ｐ３に到着した時点で、自律航法部２０６は、第１の屋内位置を推定位置Ｐａ１に推定したとする。

装置本体が位置Ｐ３に移動すると、図４（ａ）のステップＳ４０８の処理により、衛星情報受信部２０１がＧＰＳ衛星Ｓ５からＧＰＳ衛星情報を受信して衛星情報記憶部２０２に記憶する。
図８は、建物５００の屋内で情報処理装置１０１がＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を受信する際の屋内位置の説明図である。ここでは、装置本体が建物５００の第４壁面部５０４の近傍にある場合を説明する。第４壁面部５０４が西に面しているため、情報処理装置１０１は、西側に位置するＧＰＳ衛星Ｓ３、Ｓ５からＧＰＳ衛星情報を受信可能である。ここで、図８（ａ）に示すような位置Ｐ３と位置Ｐ６とでは、情報処理装置１０１が受信するＧＰＳ衛星情報を発信するＧＰＳ衛星が異なる。位置Ｐ３は位置Ｐ６よりも第４壁面部５０４から離れているために、仰角が高いＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ衛星情報が天井に遮断されて受信できない。そのために、位置Ｐ３にある情報処理装置１０１は、ＧＰＳ衛星Ｓ３から発信されるＧＰＳ衛星情報を受信できず、ＧＰＳ衛星Ｓ５から発信されるＧＰＳ衛星情報を受信する。位置Ｐ６にある情報処理装置１０１は、ＧＰＳ衛星Ｓ３から発信されるＧＰＳ衛星情報を受信する。

図４（ａ）のステップＳ４０９の処理により、屋内位置推定部２１０は、第２の屋内位置を推定する。位置Ｐ３で衛星情報受信部２０１が受信するＧＰＳ衛星情報を発信するＧＰＳ衛星Ｓ５は、情報処理装置１０１から見て西に位置する。図８（ｂ）に示すように、情報処理装置１０１は、位置Ｐｂ１では、建物５００の天井により遮断されてＧＰＳ衛星Ｓ５からＧＰＳ衛星情報を受信することができない。位置Ｐ３のように第４壁面部５０４の窓際に接近することで、情報処理装置１０１は、ＧＰＳ衛星Ｓ５から窓ガラスを透過したＧＰＳ衛星情報を受信することができる。屋内位置推定部２１０は、ＧＰＳ衛星情報をＧＰＳ衛星Ｓ５から受信することで、装置本体が第４壁面部５０４付近にあると推定できる。屋内位置推定部２１０は、例えば第４壁面部５０４の中点である位置Ｐ５（図５（ｂ）参照）を第２の屋内位置に推定する。ディスプレイに表示される屋外マップには、位置Ｐ５が図５（ａ）に示すように表される。

図４（ａ）のステップＳ４１０の処理により、屋内位置補正部２１２は、第１の屋内位置を第２の屋内位置で補正する。屋内位置補正部２１２は、例えば第１の屋内位置を第２の屋内位置に置き換える。図５（ｂ）の例では、装置本体の屋内位置は、推定位置Ｐａ１から位置Ｐ５に変更される。装置本体が屋内に進入していると判断されている間、装置本体の屋内位置は、以上のようにして繰り返し推定される。

図４（ａ）のステップＳ４１１の処理により、屋外退出検出部２１３が、装置本体が建物５００から屋外に退出したと判断すると、自律航法部２０６は、自律航法処理を終了する。その後、情報処理装置１０１は、図４（ａ）のステップＳ４０１の処理に戻り、屋外におけるＧＰＳ衛星を用いた測位を行う。

以上のように情報処理装置１０１は、ＧＰＳ衛星を用いて自律航法処理の累積誤差を補正することができ、屋内における本体の位置の測位を、より正確に行うことができるようになる。推定された屋内位置は、例えばカメラ１０６で撮影された画像の位置情報として、撮影時刻等とともにメタデータに含まれる。

［変形例１］
図４（ａ）の例では、情報処理装置１０１が第２の屋内位置の推定後に、毎回、第１の屋内位置の補正を行う。これに限らず、建物５００の幅に応じて補正を行うか否かの判断を行うようにしてもよい。図９は、この場合の屋内位置の測位の処理を表すフローチャートである。図９のフローチャートは、図４（ａ）のフローチャートのステップＳ４０７以降の処理に対応し、それ以前のステップＳ４０１〜Ｓ４０６の処理については同じである。また、図９のフローチャートの処理のうち、図４（ａ）のフローチャートの処理と同じ処理については同じステップ番号を付してある。同じ処理についての説明は省略する。

自律航法処理の開始後にＧＰＳ衛星情報を受信した情報処理装置１０１は、推定した第２の屋内位置を屋内位置記憶部２１１に記憶した後に、建物幅特定部２０７により、第２の屋内位置から最も近い壁面部の建物幅を特定する。建物幅が所定値以下であれば（Ｓ５０１：Y）、屋内位置補正部２１２が、第１の屋内位置を第２の屋内位置により補正する（Ｓ４１０）。装置本体が図５（ｂ）の位置Ｐ３にある場合、建物幅特定部２０７は、第４壁面部５０４の建物幅を特定する。建物５００は、屋内進入検出部２０５が装置本体の屋内への進入を検出したときの屋外位置に最も近い建物とすることができる。建物幅特定部２０７は、屋外マップにより当該建物５００を確認して建物幅を特定する。建物幅が所定値以上であれば（Ｓ５０１：N）、補正を行うことなく、屋外退出検出部２１３は、装置本体が屋外に退出したか否かの判断を行う（Ｓ４１１）。

建物幅が大きい場合、壁面部の中点を第２の屋内位置に推定すると、実際の装置本体の位置とは異なる可能性が高くなる。そのために、建物幅が所定の幅よりも大きい場合には第１の屋内位置の補正を行わず、所定の幅よりも小さい場合にのみ第１の屋内位置の補正を行うことで、推定した屋内位置の精度を確保する。

［変形例２］
図４（ａ）の例では、情報処理装置１０１が第２の屋内位置の推定後に、毎回、第１の屋内位置の補正を行う。これに限らず、自動航法処理の開始後に受信したＧＰＳ衛星情報を発信するＧＰＳ衛星の仰角に応じて補正を行うか否かの判断を行うようにしてもよい。図１０は、この場合の屋内位置の測位の処理を表すフローチャートである。図１０のフローチャートは、図４（ａ）のフローチャートのステップＳ４０７以降の処理に対応し、それ以前のステップＳ４０１〜Ｓ４０６の処理については同じである。また、図１０のフローチャートの処理のうち、図４（ａ）のフローチャートの処理と同じ処理については同じステップ番号を付してある。同じ処理についての説明は省略する。

自律航法処理の開始後にＧＰＳ衛星情報を受信した情報処理装置１０１は、推定した第２の屋内位置を屋内位置記憶部２１１に記憶した後に、仰角情報特定部２０８によりステップＳ４０８で受信したＧＰＳ衛星情報を発信するＧＰＳ衛星の仰角を特定する。仰角情報特定部２０８は、ＧＰＳ衛星情報により仰角を特定する。仰角が所定値以上であれば（Ｓ６０１：Y）、屋内位置補正部２１２が、第１の屋内位置を第２の屋内位置により補正する（Ｓ４１０）。仰角が所定値以下であれば（Ｓ６０１：N）、補正を行うことなく、屋外退出検出部２１３は、装置本体が屋外に退出したか否かの判断を行う（Ｓ４１１）。

例えば装置本体が図５（ｂ）の位置Ｐ３にある場合、ＧＰＳ衛星Ｓ５の仰角は５８度である（図７（ａ）、図８（ｃ）参照）。所定の値が例えば７０度である場合、仰角５８度は所定値以下であるために、第１の屋内位置の補正は行われない。装置本体が図５（ｂ）の位置Ｐ６にある場合（図８（ａ）参照）、ＧＰＳ衛星Ｓ５の仰角が所定の値である７０度以上になり、第１の屋内位置の補正が行われる。

仰角が大きいほど、ＧＰＳ衛星は高度が高い。ＧＰＳ衛星の高度が高い場合、装置本体は、壁面部に近づかなければＧＰＳ衛星情報を受信することができない。第２の屋内位置は、壁面部の位置であるために、装置本体が壁面部に近いほど、高精度な屋内位置の補正が可能となる。

［変形例３］
以上の実施形態では、屋内位置推定部２１０は、１つのＧＰＳ衛星情報により第２の屋内位置の推定を行う。しかしながら、屋内位置推定部２１０は、２以上のＧＰＳ衛星情報を用いて第２の屋内位置の推定を行う構成であってもよい。図１１は、この場合の屋内位置の測位の処理を表すフローチャートである。図１１のフローチャートは、図４（ａ）のフローチャートのステップＳ４０７以降の処理に対応し、それ以前のステップＳ４０１〜Ｓ４０６の処理については同じである。また、図１１のフローチャートの処理のうち、図４（ａ）のフローチャートの処理と同じ処理については同じステップ番号を付してある。同じ処理についての説明は省略する。

自律航法処理の開始後にＧＰＳ衛星情報を受信した情報処理装置１０１は、屋内位置推定部２１０により、２以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を受信しているか否かを判断する（Ｓ７０１）。２以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を受信していない場合（Ｓ７０１：N）、屋内位置推定部２１０は、ＧＰＳ衛星情報に基づいて第２の屋内位置を推定し、屋内位置記憶部２１１に記憶する（Ｓ４０９）。

２以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を受信している場合（Ｓ７０１：Y）、屋内位置推定部２１０は、受信したＧＰＳ衛星情報を発信したＧＰＳ衛星が建物５００から見て隣り合う方位に位置するか否かを判断する（Ｓ７０２）。隣り合う方位とは、例えば北と東、東と南、南と西、西と北の組み合わせである。隣り合う方位ではない場合（Ｓ７０２：N）、屋内位置推定部２１０は、第２の屋内位置を推定して屋内位置記憶部２１１に記憶する（Ｓ７０３）。この場合、屋内位置推定部２１０は、第１の屋内位置に最も近い壁面部の方位のＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ衛星情報に基づいて第２の屋内位置を推定する。

隣り合う方位である場合（Ｓ７０２：Y）、屋内位置推定部２１０は、隣り合う方位とされたＧＰＳ衛星の各々から受信したＧＰＳ衛星情報に基づいて第２の屋内位置を推定して、屋内位置記憶部２１１に記憶する（Ｓ７０４）。例えば、装置本体が位置Ｐ４（図５参照（ｂ））にある場合、衛星情報受信部２０１は、建物５００から見て西及び北に位置するＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を受信する。図６の例では、衛星情報受信部２０１は、ＧＰＳ衛星Ｓ３及びＧＰＳ衛星Ｓ１０からＧＰＳ衛星情報を同時に受信する。屋内位置推定部２１０は、これらのＧＰＳ衛星情報に基づいて第２の屋内位置を推定する。屋内位置推定部２１０は、例えば位置Ｐ４を第２の屋内位置に推定する。屋内位置補正部２１２は、ステップＳ４０９、ステップＳ７０３、又はステップＳ７０４で屋内位置記憶部２１１に記憶された第２の屋内位置により第１の屋内位置を補正する（Ｓ４１０）。

建物５００の幅が大きくなると、屋内位置推定部２１０が推定する第２の屋内位置の精度が低下する可能性が高くなる。建物５００の壁面部が東西南北を向く場合、建物５００の四隅に装置本体が位置すると、情報処理装置１０１は、複数のＧＰＳ衛星情報を受信可能になる。そのために屋内位置推定部２１０は、複数のＧＰＳ衛星情報を受信する場合に装置本体が建物５００の四隅のいずれかに位置すると推定することができる。これにより、情報処理装置１０１は、高精度な屋内位置の推定が可能になる。

なお、以上の処理では、屋外位置、第１の屋内位置、及び第２の屋内位置を装置本体の移動に伴って更新することとしているが、更新せずにログとして残すようにしてもよい。この場合、ユーザは、装置本体の屋内、屋外における移動状態の解析にログを利用することができる。

［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ、ＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (12)

1. ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星軌道情報及びＧＰＳ自衛星軌道情報を含むＧＰＳ衛星情報を受信する衛星情報受信手段と、
   受信した前記ＧＰＳ衛星情報を発信する前記ＧＰＳ衛星の数に応じて、装置本体が建物の屋内に進入したか否かを判断する屋内進入検出手段と、
   前記装置本体が屋内に進入したと判断されると、自律航法処理により前記装置本体の屋内における第１の屋内位置を推定する自律航法手段と、
   前記装置本体が屋内に進入したと判断され且つ前記衛星情報受信手段が前記ＧＰＳ衛星情報を受信すると、受信した前記ＧＰＳ衛星情報に基づいて前記装置本体の屋内における第２の屋内位置を推定する屋内位置推定手段と、
   前記第１の屋内位置を前記第２の屋内位置により補正する屋内位置補正手段と、を備えることを特徴とする、
   測位装置。
2. 受信した前記ＧＰＳ衛星情報に基づいて、前記装置本体の屋外における屋外位置を推定する屋外位置推定手段を備えており、
   前記自律航法手段は、前記装置本体が屋内に進入したと判断されたときの屋外位置を基点として自律航法処理を行い、前記第１の屋内位置を推定することを特徴とする、
   請求項１記載の測位装置。
3. 前記屋内進入検出手段は、受信する前記ＧＰＳ衛星情報を発信した前記ＧＰＳ衛星の数が前記屋外位置を推定するために必要な数以上から必要な数未満に遷移すると前記装置本体が屋内に進入したと判断する、
   請求項２記載の測位装置。
4. 前記装置本体が進入した前記建物の壁面部の幅を特定する建物幅特定手段を備えており、
   前記屋内位置補正手段は、前記建物の幅に応じて前記第１の屋内位置を補正するか否かを判断することを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれか１項記載の測位装置。
5. 前記屋内位置推定手段は、受信した前記ＧＰＳ衛星情報を発信したＧＰＳ衛星の方位にある前記建物の壁面部の中点を前記第２の屋内位置に推定することを特徴とする、
   請求項１〜４のいずれか１項記載の測位装置。
6. 前記屋内位置補正手段は、受信した前記ＧＰＳ衛星情報を発信したＧＰＳ衛星の方位にある前記建物の壁面部の幅が所定の幅よりも小さければ前記第１の屋内位置を補正することを特徴とする、
   請求項５記載の測位装置。
7. 前記ＧＰＳ衛星軌道情報に応じて前記ＧＰＳ衛星の仰角を特定する仰角情報特定手段を備え、
   前記屋内位置補正手段は、前記仰角に応じて前記第１の屋内位置を補正するか否かを判断することを特徴とする、
   請求項１〜６のいずれか１項記載の測位装置。
8. 前記屋内位置推定手段は、前記装置本体が屋内に進入したと判断された後に、前記衛星情報受信手段が前記建物から見て隣り合う方位にある２のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を受信すると、該２のＧＰＳ衛星情報に基づいて前記第２の屋内位置を推定することを特徴とする、
   請求項１〜７のいずれか１項記載の測位装置。
9. 前記屋内位置推定手段は、前記装置本体が屋内に進入したと判断された後に、前記衛星情報受信手段が前記建物から見て隣り合う方位にない２のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星情報を受信すると、前記第１の屋内位置に最も近い壁面部の方位のＧＰＳ衛星から取得したＧＰＳ衛星情報に基づいて第２の屋内位置を推定することを特徴とする、
   請求項１〜７のいずれか１項記載の測位装置。
10. ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星軌道情報及びＧＰＳ自衛星軌道情報を含むＧＰＳ衛星情報を受信する装置により実行される方法であって、
    受信した前記ＧＰＳ衛星情報を発信する前記ＧＰＳ衛星の数に応じて、装置本体が建物の屋内に進入したか否かを判断する工程と、
    前記装置本体が屋内に進入したと判断されると、自律航法処理により前記装置本体の屋内における第１の屋内位置を推定する工程と、
    前記装置本体が屋内に進入したと判断され且つ前記ＧＰＳ衛星情報を受信すると、受信した前記ＧＰＳ衛星情報に基づいて前記装置本体の屋内における第２の屋内位置を推定する工程と、
    前記第１の屋内位置を前記第２の屋内位置により補正する工程と、を含むことを特徴とする、
    測位方法。
11. ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星軌道情報及びＧＰＳ自衛星軌道情報を含むＧＰＳ衛星情報を受信するコンピュータを、
    受信した前記ＧＰＳ衛星情報を発信する前記ＧＰＳ衛星の数に応じて、装置本体が建物の屋内に進入したか否かを判断する屋内進入検出手段、
    前記装置本体が屋内に進入したと判断されると、自律航法処理により前記装置本体の屋内における第１の屋内位置を推定する自律航法手段、
    前記装置本体が屋内に進入したと判断され且つ前記ＧＰＳ衛星情報を受信すると、受信した前記ＧＰＳ衛星情報に基づいて前記装置本体の屋内における第２の屋内位置を推定する屋内位置推定手段、
    前記第１の屋内位置を前記第２の屋内位置により補正する屋内位置補正手段、
    として機能させるためのコンピュータプログラム。
12. 請求項１１記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。

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