JP2016212628A - 位置情報共有システムおよび送受信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】高分解能の位置情報を少ないデータ量で送受信できる位置情報共有システム及び送受信端末を提供する。
【解決手段】送信端末１（Ｓ）の位置情報が受信端末１（Ｒ）に又は相互に共有される位置情報共有システムにおいて、送信端末１（Ｓ）は、自己の位置情報を経緯度データとして取得する測位手段１１と、経緯度データを、測地系に基づく地図領域を所定サイズに格子分割したグリッド内での原点からの経緯度差分に対応する位置コードに変換するコード化手段１２と、無線通信を介して位置コードを送信する送信手段１３とを備える。受信端末１（Ｒ）は、位置コードを受信する受信手段１３と、位置コードから、送信端末１（Ｓ）の経緯度データを、受信端末１（Ｒ）が位置するグリッド又はそれに隣接したグリッド内にある経緯度データとして復元する復元手段１４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、測位システムと無線通信を利用した送受信端末間の位置情報共有システムおよびそれに使用される送受信端末に関する。

ＧＰＳなどの衛星測位システムによるナビゲーション機能を備えた自動車間で、車両位置や走行速度などのデータを送受信して相互の安全向上を図る「車車間通信」が検討されている。また、同様の考え方で、ＧＰＳ機能を有する携帯電話端末を保持した歩行者と自動車の間で位置情報を共有する「歩車間通信」も検討されている。

特許文献１は、歩行者を対象としたナビゲーションにおいて、基地局が発信する位置情報をもとに自己位置を推定する技術に関し、通信規格で規定された通信可能距離を半径とする当該基地局のエリアを設定し、通信が確立された時点でエリア外縁からエリア内に進入したと判断することを開示している。しかし、同一エリア内で相互位置を特定することはできず、相互に位置情報を共有するシステムや歩車間通信には利用できない。

一方、測位システムにおいて、位置の検出精度を高めるために、高分解能の位置情報を送信しようとすれば、必然的にデータサイズが大きくなり、データ桁数の制限からを１つのデータフレームでまとめて送信できない問題があった。特許文献２では、車内通信ネットワークにおいて、データを上位桁と下位桁に分割して送信することを提案しているが、データ自体を削減するものではなく、車車間通信や歩車間通信には利用できない。

特開２００６−５３０４７号公報 特開２０１４−２１８１６７号公報

既存通信を利用する場合、位置情報の伝達に利用可能なデータ長は制限を受ける場合が多い。例えば、無線ＬＡＮにおける送受信物理アドレスに位置情報を埋め込もうとした場合、全体で２４〜４８ビットが利用可能であるが、限られたビット長では、データ全体の桁数と分解能がトレードオフとなり、車車間通信に必要な分解能を確保した場合、地球上の全領域を表示可能な経緯度全桁を賄うことができない。逆に、経緯度の全桁を限られたビット長で表示した場合には、最少の表現桁が大きくなり、高精度の位置情報を伝達できなくなる。

本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、高分解能の位置情報を少ないデータ量で送受信できる位置情報共有システムおよび送受信端末を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、無線通信の電波到達範囲が限定されること、高分解能の位置情報を共有すべき通信相手は近距離にいることから、送信すべき位置情報を無線電波の到達範囲程度に限定し、それ以外の情報を省略することで、高分解能の位置情報を送信してもデータ量が大きくならないという知見を得て、本発明に想到した。

すなわち、本発明は、少なくとも１つの送信端末と少なくとも１つの受信端末を含み、前記送信端末と前記受信端末の少なくとも一方は移動体に搭載または保持され、前記送信端末の位置情報が前記受信端末に共有される位置情報共有システムにおいて、
前記送信端末は、自己の位置情報を経緯度データとして取得する測位手段と、前記経緯度データを、測地系に基づく地図領域を所定サイズに格子分割したグリッド内での原点からの経緯度差分に対応する位置コードに変換するコード化手段と、無線通信を介して前記位置コードを送信する送信手段とを備え、
前記受信端末は、前記位置コードを受信する受信手段と、前記位置コードから、前記送信端末の前記経緯度データを、前記受信端末が位置するグリッドまたはそれに隣接したグリッド内にある経緯度データとして復元する復元手段とを備えていることを特徴とする。

本発明に係る位置情報共有システムは、上記構成により、以下のような効果を有する。

無線通信を介して送信された位置コードを受信する受信端末は、必然的に無線電波の到達範囲内にしか存在し得ない。そのため、送信端末の現地点における経緯度データを、地図領域を所定サイズに格子分割したグリッド内での原点からの経緯度差分のみとすること、つまり、地球全体に一意に割り当てられた経緯度データの代わりにグリッド内での原点からの経緯度差分を用いることで、実用上の不利益を生じることなく、無線通信で送信される位置情報のデータ量を劇的に削減可能である。

また、データ量が削減されることで、データの変換や送受信の負担が軽減され、処理速度の向上や安定的な処理が可能であるとともに、より高分解能の位置情報を扱えるようになり、高精度の位置情報を共有可能となる。

さらに、データ量が削減されることで、無線通信を行う際のデータ通信の空き領域に位置コードを埋め込み可能であり、常時通信を行なって位置情報の共有を行う場合にも、位置情報データによって無線通信帯域を専有する必要が無く、無線通信帯域を有効利用でき、車車間通信や歩車間通信を始めとする様々な用途への利用が見込める。

また、移動体間の位置情報交換であっても、基地局等を経由することなく、相互に位置情報をやりとりすことができるので、専用の基地局を設置する必要が無く、近くに基地局が無い場合でも既存の設備を使用して位置情報をやりとりすることができる。例えば、自動車や二輪車と歩行者との間で位置情報の交換を行うことにより、見通しの悪い場所でも相互に位置を確認でき、出会い頭の事故を防止でき、事故を未然に防ぐ予防安全装置として利用できる。

本発明において、前記コード化手段は、前記経緯度データを、前記グリッドの経度方向および緯度方向の長さで除算した余剰を前記経緯度差分として位置コードに変換する計算手段を含み、前記復元手段は、前記位置コードに、前記グリッドの経度方向および緯度方向の長さを乗算して前記送信端末の前記経緯度データを復元する計算手段を含むことが好適である。この態様では、地図領域を格子分割するグリッドサイズ（経度方向および緯度方向の長さ）が設定されれば、グリッドの原点を特定せずに除算するだけで、当該グリッド内における座標としての位置コード（経緯度差分）を算出でき、かつ、位置コードにグリッドサイズを乗算するだけで送信端末の位置情報を復元できる。

本発明において、前記送信端末と前記受信端末の少なくとも一方が、前記測位手段、前記コード化手段、前記送信手段、前記受信手段、および、前記復元手段を備えた送受信端末である態様では、他の送受信端末と位置情報を相互に共有でき、相互の安全向上を図る車車間通信や歩車間通信を始めとする様々な用途に利用可能である。

本発明において、前記受信端末または前記送受信端末は、経緯度データとして取得される自己の位置から、前記復元手段で経緯度データとして復元された前記送信端末の位置までの距離を算出する手段をさらに備えていることが好適である。単に位置情報を表示するのみならず、距離を算出することで、距離が所定値以下に近接した場合などに直ちに告知または警報などを発することができる。

本発明の好適な態様では、前記グリッドの緯度方向の長さ及び経度方向の長さが、前記無線通信の電波の到達距離の２倍以上になるように、前記格子分割のサイズが選定されているので、無線通信の電波の到達距離内で送信端末の位置を必ず一意に決定することができる。

本発明において、前記無線通信は、無線ＬＡＮであることが好ましい。広く普及している既存のワイヤレスＬＡＮのフォーマットを使用することで、車車間通信や歩車間通信による位置情報の共有を簡単かつ安価に実施できる。

本発明の好適な態様では、前記送信手段は、前記位置コードを含む電波ビーコンを生成する手段を含み、前記無線通信を介して前記電波ビーコンを送信可能であり、かつ、前記受信手段は、前記電波ビーコンを受信可能である。既に述べたように、本発明の位置情報共有システムでは、位置情報を位置コード化して少ないデータ量に圧縮できるので、ワイヤレスＬＡＮの電波ビーコンに位置コードを埋め込むことができ、無線通信する際に所定間隔で送信される電波ビーコン（ネットワーク通信で放送的に用いられるビーコン）を利用することで、プロトコル上位層における通信確立手続きを経ずに位置情報を伝達できる。それにより、通信確立手続きによる時間的な遅れが発生せず、通信確立手続きに要する計算資源を節約できる利点もある。

本発明の好適な態様では、前記コード化手段は、前記グリッドの格子分割サイズを選択可能であり、前記送信手段は、前記コード化手段で選択された分割サイズコードを前記位置コードに追加して送信可能であり、前記復元手段は、前記分割サイズコードに基づいて、前記位置コードから前記送信端末の前記経緯度データを復元するように構成されているので、移動体の種類や速度、使用環境に応じてグリッドサイズを変更することで、より利用価値の高い位置情報の共有を実施できる。

本発明は、以上述べた位置情報共有システムに使用される送信端末であって、前記測位手段、前記コード化手段、および、前記送信手段を備えた送信端末をも対象としている。

また、本発明は、以上述べた位置情報共有システムに使用される受信端末であって、前記測位手段、前記受信手段、および、前記復元手段を備えた受信端末をも対象としている。

さらに、本発明は、以上述べた位置情報共有システムに使用される送受信端末であって、前記測位手段、前記コード化手段、前記送信手段、前記受信手段、および、前記復元手段を備えた送受信端末をも対象としている。

本発明実施形態に係る位置情報共有システムを構成する送受信端末を示すブロック図であり、（ａ）は送信時、（ｂ）は受信時のブロック図である。 本発明実施形態に係る位置情報共有システムにおける送信時の処理を示すフローチャートである。 本発明実施形態に係る位置情報共有システムにおける受信時の処理を示すフローチャートである。 ＭＯＤグリッドで格子分割された地図に表示された送信端末の位置情報を示す図である。 ＭＯＤグリッドで格子分割された地図に表示された受信端末およびその電波到達範囲と受信端末に共有された送信元候補との関係を示す図である。 ＭＯＤグリッドが受信端末の電波到達範囲に比較して小さく複数の送信元候補として復元される場合を示す図である。 本発明に係る位置情報共有システムを構成する送受信端末による実施例を示す図である。 本発明に係る位置情報共有システムにおける通信コードの実施例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明に係る位置情報共有システムは、基本的に図１に示されるような位置情報の送信機能（ａ）と受信機能（ｂ）を備えた複数の送受信端末１で構成される。送信機能（ａ）のみを備えた送信端末１（Ｓ）と受信機能（ｂ）のみを備えた受信端末１（Ｒ）で送信側の位置情報が受信側に共有されるシステムとして実施することもできるが、以下の説明においては送受信端末１で相互に位置情報を共有するシステムについて述べる。

図１において、送受信端末１は、自己の位置情報を経緯度データとして取得する測位手段を構成するＧＰＳ受信部１１、取得した経緯度データを位置コードに変換する位置情報コード化部１２、無線通信を介して自己の位置コードを送信する送信手段および他者の位置コードを受信する受信手段を構成する無線ＬＡＮ送受信部１３、受信した他者の位置コードから経緯度データを復元する復元手段を構成する位置情報復元部１４、自己および他者の位置情報等を表示する表示部１５から主に構成される。

これらは、専用の送受信端末により構成することもできるが、無線ＬＡＮ機能およびＧＰＳ機能を備えた既存の送受信端末、例えば、携帯電話端末（いわゆるスマートフォン）、モバイルＰＣ端末、車載通信機（カーナビゲーションシステム）等に組み込まれて動作するソフトウェアとして実施できる。その場合、既存の送受信端末にソフトウェアとして組み込まれるのは、位置情報コード化部１２と位置情報復元部１４である。

ＧＰＳ受信部１１は、衛星測位システムを構成する複数のＧＰＳ衛星から送信される電波を受信し、発信−受信の時刻差に電波の伝播速度を乗算することで各衛星からの距離を算出することで現在の位置情報を経緯度データとして取得するものであり、基地局の位置情報を補助情報として利用するＡ−ＧＰＳ方式であってもよい。ＧＰＳ受信部１１は、電波の受信から位置計算まで行う１チップのＧＰＳモジュールとして既存の送受信端末に実装されているものを利用できる。

位置情報コード化部１２は、ＧＰＳ受信部１１に取得される経緯度データを、後に詳述するコード化アルゴリズムに従って必要最小限の桁数の位置コードに変換して無線ＬＡＮ送受信部１３に出力する。一方、位置情報復元部１４は、無線ＬＡＮ送受信部１３に受信された位置コードから送信元の経緯度データを復元する。これら位置情報コード化部１２と位置情報復元部１４は、送受信端末１のＯＳ上で動作するコード化モジュールとして送受信端末１にインストールされる。

無線ＬＡＮ送受信部１３は、無線通信を利用して他の通信端末とデータの送受信を行う無線ＬＡＮパケット制御モジュールとして送受信端末１に実装されているが、本実施形態の位置情報共有システムでは、無線通信する際に所定間隔で放送的に送信される電波ビーコンのみが利用される。ＩＥＥＥ８０２．１１に規定される無線ＬＡＮのフレームフォーマットは、物理ヘッダとＭＡＣフレームからなり、ＭＡＣフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダ、データ、ＦＣＳで構成され、ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダは、フレームコントロールやＡｄｒｅｓｓ１〜３等のフィールドを含んでいる。本実施形態においては、フレームコントロールにビーコンが記述され、Ａｄｒｅｓｓ１〜３に送信元の位置コードが埋め込まれ、ブロードキャストアドレス（放送型アドレス）として宛先を特定せずにビーコンパケットが送信される。

送信元の物理アドレス示す領域に位置コードが埋め込まれることは、論理的に整合性があり望ましいが、移動体位置情報として有効に活用できる分解能を確保するために、ＧＰＳ受信部１１に取得される経緯度データの全桁を送受信すると、ビット長が大きくなり、無線ＬＡＮの物理アドレスを示す領域に収まらない。一方、複数の交通移動体の進路が一定時間以内に交差する可能性があるのは、互いの位置がそれぞれの移動体現在位置を中心として、移動速度によって定まる一定の範囲内にいる場合だけであり、この範囲は位置情報を伝達可能な近距離無線通信の通信可能範囲と大きく違わない。

例えば、現行の無線ＬＡＮの通信可能範囲は、条件が良い場合でも１００ｍ前後である。１００ｍは、時速２０ｋｍ／ｈで対向して接近する自転車が接触する場合でも約９秒かかる距離であるため、本発明が想定する移動体間の位置情報共有を必要とする範囲としては十分である。そこで、本発明に係るコード化モジュールでは、以下に述べるアルゴリズムを採用している。

（送信時のコード化手順）
先ず、図４に示すように、全地球的測地系または局所座標系に基づく地図領域を一定のエリアサイズＬｏ（経度差）・Ｌａ（緯度差）に格子分割し、地図２上にグリッド２０を設定する。例えば、北緯３５度付近で５００ｍに相当する経度差は２０″であるため、２０″に相当する経度方向長さＬｏおよび緯度方向長さＬａを計算し、地図２上に２０″間隔の経線３１，３２，３３・・・と、２０″間隔の緯線２１，２２，２３・・・を設定する。各経線３１，３２，３３・・・と緯線２１，２２，２３・・・で格子分割されたグリッド２０は、「２０″」を法（modulus）とするグリッドであるため、「ＭＯＤグリッド」と呼称する場合もある。

次に、送受信端末３が位置するグリッド２０内における原点１０を基準とした経緯度差分（ｘ，ｙ）は、自己位置の経緯度（Ｘ，Ｙ：送受信端末３に取得される経緯度データ）をそれぞれグリッド２０の経度方向長さＬｏおよび緯度方向長さＬａで除算した余剰として算出される。
（１ａ） ｘ＝ｍｉｎ（Ｘ−ａＬ０）＞０
（１ｂ） ｙ＝ｍｉｎ（Ｙ−ｂＬａ）＞０
（但し、ａ，ｂは整数）

次に、経緯度差分（ｘ，ｙ）にデータ長調整係数Ｂ（定数）を乗算して経緯度コード（α、β）に変換する。データ長調整係数Ｂは、経緯度コード（α、β）を２進数化した場合にシステムが制限するデータ長に収まるような最大の１０進数の数が好適であり、例えば、データ長が１１ビットであれば「２０４８」であり、データ長が１０ビットであれば「１０２４」である。
（２ａ） α＝ｒｏｕｎｄ（Ｂ・ｘ／Ｌｏ）
（２ｂ） β＝ｒｏｕｎｄ（Ｂ・ｙ／Ｌａ）

以上のようにして算出される経緯度コード（α、β）は、ベースになっている経緯度差分（ｘ，ｙ）が、全地球上の位置を一意に表現しうる経緯度（Ｘ，Ｙ）に比較して格段に小さい値であるので、検出精度に必要な分解能を確保してもデータ長を小さく抑えることができる。例えばグリッドの経度方向および緯度方向の長さを５００ｍ相当の角度、データ長を１１ビットとした場合、経緯度コード「１」は２４ｃｍに相当し、上記計算を行うと、計算値と実測値の差は最大でも１２ｃｍであり、位置情報共有システムとして実用上十分な検出精度と言える。

上述のようにコード化モジュール（位置情報コード化部１２）でコード化された経緯度コード（α、β）は、送信元の位置コードとして電波ビーコンに埋め込まれ、図１（ａ）に示される送受信端末１（Ｓ）の無線ＬＡＮ送受信部１３にてブロードキャストされる。なお、位置情報コード化部１２と無線ＬＡＮ送受信部１３の間に、送受信端末１の通信確立のための電波ビーコンとは別に、位置情報共有システム専用の電波ビーコンを生成する電波ビーコン生成部を設けても良い。

一方、図１（ｂ）に示されるように、送受信端末１（Ｒ）の無線ＬＡＮ送受信部１３が、他の送信元の位置コードが埋め込まれた電波ビーコンを受信した場合には、コード化モジュール（位置情報復元部１４）にて、以下の手順で送信元の経緯度データ（Ｘ，Ｙ）が復元される。

（受信時の復号手順）
先ず、２進数化された経緯度コード（α、β）は１０進数化され、次いで、コード化時と逆の手順で、データ長調整係数Ｂで除算し、グリッド２０の経度方向長さＬｏおよび緯度方向長さＬａを乗算することにより、送信元の経緯度差分（ｘ，ｙ）を復元する。
（３ａ） ｘ＝（α／Ｂ）Ｌｏ
（３ｂ） ｙ＝（β／Ｂ）Ｌａ

次に、送信元が自己（受信側）の送受信端末１（Ｒ）と同じグリッド２０またはそれに隣接したグリッド内に存在するものとして、得られた経緯度差分（ｘ，ｙ）を、各グリッドの原点の経緯度（Ｘ０ｉ，Ｙ０ｊ）に加え、各送信元候補点の経緯度データ（Ｘｉ，Ｙｊ）を算出する。
（４ａ） Ｘｉ＝Ｘ０ｉ＋ｘ
（４ｂ） Ｙｊ＝Ｙ０ｊ＋ｙ
（但し、ｉ＝−１，０，１、ｊ＝−１，０，１）

次いで、自己の経緯度データ（Ｘ，Ｙ）から各送信元候補点の経緯度データ（Ｘｉ，Ｙｊ）までの距離Ｄ（ｉ，ｊ）を下式（５ａ）によって求め、求めた距離Ｄ（ｉ，ｊ）のうち下式（５ｂ）を満たす候補点を送信元として検出する。
（５ａ） Ｄ（ｉ，ｊ）＝√{（Ｘ−Ｘｉ）^２＋（Ｙ−Ｙｊ）^２}
（５ｂ） ｒ＞ Ｄ（ｉ，ｊ）
（但し、ｉ＝−１，０，１、ｊ＝−１，０，１、ｒは電波到達距離）

図５に示されるように、受信された経緯度コード（α、β）から算出される送信元候補点は、送受信端末４のグリッド２０を含む９個のグリッドにそれぞれ存在するが、これらのうち、無線ＬＡＮの電波到達範囲４０（電波到達距離ｒを半径とする円）内にある候補点が送信元（送受信端末３）であり、該当する経緯度データ経緯度データ（Ｘｉ，Ｙｊ）を選択することで復号が完了する。

図５に示した例では、グリッドサイズが電波到達範囲４０を基準に設定され、グリッド２０の経度方向長さＬｏおよび緯度方向長さＬａが電波到達距離ｒの２倍（またはそれ以上）になっているので、送信元は一意に決定される。仮に、電波到達範囲４０がグリッド２０から図中左側の隣接グリッドにはみ出した領域に送信元があるような場合も同様である。

一方、グリッドサイズが電波到達距離ｒの２倍に満たない場合は、図６に示されるように、複数の送信元候補点が電波到達範囲４０´内に存在することになり、送信元を一意に特定できない。しかし、このような場合であっても、受信した電波ビーコンの電波強度を測定することで、電波強度が強い場合には距離が近い送信元候補点（３）から発信された電波ビーコンであると推定できる。

一方、電波強度が弱い場合には、距離が比較的遠い送信元候補点（３´・・）から発信された電波ビーコンであると推定できるが、図６に示す例のように、比較的遠い位置に複数の送信元候補点が検出されている状況では、どの候補点から送信されているかを直ちに特定することはできない。しかし、本発明が主な対象とする車車間通信や歩車間通信では、距離が遠い送信元候補点の位置を特定し注意喚起する必要性は低いと言える。

（グリッドサイズと電波の到達距離の関係）
グリッドサイズ（Ｌｏ，Ｌａ）の決定に関係する電波到達距離ｒは、電波到達距離と伝搬環境の状態を示す係数との関数から求めることができる。無線ＬＡＮに使用されている当該周波数の伝搬モデルとして「ＣＯＳＴ拡張秦モデル」が知られている。以下、このモデルに従って現在位置の電波到達距離ｒを求める場合について述べる。

このモデルによると、電波の到達距離は、伝搬係数ｎ（２．０≦ｎ≦４．０）の関数と定義される。伝搬係数ｎは、伝搬空間の障害の程度を表す係数であり、ｎの値と実際の電波の伝搬環境とは以下のように関連付けられている。
ｎ：２．０（障害物のない真空）〜４．０（電波を遮蔽する障害物多数）
ｎ＝２．０のときｒ＝１００ｍ、ｎ＝４．０のときｒ＝１０ｍという関係があり、ｎが２．０と４．０の間の値をとる場合は、概ね伝搬係数ｎに逆比例する関数関係から電波の到達距離ｒを求めることができる。

例えば、地図上のエリアを「市街地（中心部）」「市街地（周辺部）」「郊外」「山間部」に分け、送受信端末が位置するエリアに応じて、市街地（中心部）：ｒ＝１０ｍ（ｎ＝４．０に相当）、市街地（周辺部）：ｒ＝４０ｍ、郊外：ｒ＝７５ｍ、山間部：ｒ＝１００ｍ（ｎ＝２．０に相当）と割り当て、グリッドサイズ（Ｌｏ，Ｌａ）が電波到達距離ｒの２倍以上に設定することで、送信元の位置を一意に特定できるようになる。

なお、これらの値は２．４ＧＨｚ帯を利用する場合のものであり、５ＧＨｚ帯を利用する場合は、ｎ＝２．０のときｒ＝５０ｍ、ｎ＝４．０のとき６ｍ、その中間では、伝搬係数ｎに、前記同様に実質的に逆比例するような関数関係を適用して電波の到達距離ｒを求めることができる。また、伝搬モデルは当該モデルに限定されるものではなく、障害物の多少と伝搬距離の関係が関数関係として定義されている他のモデルも利用可能である。

また、以上述べたような伝搬係数ｎの性質を考慮して、グリッドサイズ（Ｌｏ，Ｌａ）を電波の到達距離ｒが異なる市街地や郊外、山間部などの環境に応じて切替えることもできる。例えば、図８に示されるように、グリッドサイズ（Ｌｏ，Ｌａ）として、００：Ｌ＝２５ｍ、０１：Ｌ＝５０ｍ、１０：Ｌ＝１２０ｍ、１１：Ｌ＝２５０ｍの４段階に指定するコード（サイズコード）を設定し、送信側では、このサイズコードを位置ゴードと共にビーコンパケットに埋め込んで送信し、受信側では、サイズコードで指定されたグリッドサイズ（Ｌｏ，Ｌａ）で位置コードの復元を行うこともできる。

さらに、ＧＰＳ衛星の補足数と伝搬件数との相関に基づいて電波の到達距離ｒを選定することもできる。例えば、空が開けている環境では補足できるＧＰＳ衛星の数が多いのに対し、障害物が多い環境では補足できるＧＰＳ衛星が少ないので、ＧＰＳ衛星の補足数が多い場合に「郊外」であると判定し、ＧＰＳ衛星の補足数が少ない場合に「市街地」であると判定し、電波の到達距離ｒを切替えることもできる。

なお、低緯度ないし中緯度地域では、狭い範囲に格子分割したグリッドは平面上の正方形として近似できるため、Ｌａ＝Ｌｏとして差支えないが、極地などの高緯度地域では、グリッドを正方形として近似できないので、緯度方向長さＬａは経度方向長さＬｏと一致しない。この場合、送信元を一意で特定するためには、復元時に距離を補正する必要がある。

また、無線通信手段としてＩＥＥＥ８０２．１１に規定される無線ＬＡＮを利用する場合について述べたが、ＩＥＥＥ８０２．１５に規定されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、その他のビーコンを送受信する近距離無線通信手段を使用することもできる。

次に、本発明に係る位置情報共有システムの送信時および受信時の処理について図１〜３を参照しながら説明する。

（送信側における位置情報送信）
図１（ａ）に示されるように、送受信端末１が位置情報共有システムの送信端末Ｓとして機能するに際しては、図２のフローチャートに示されるように、ＧＰＳ受信部１１（ＧＰＳモジュール）で自己の位置（経緯度データＸ，Ｙ）を取得し（ステップ１１１）、取得した経緯度データＸ，Ｙを位置情報コード化部１２（コード化モジュール）および表示部１５（ＨＭＩモジュール）に出力する（ステップ１１２）。

表示部１５（ＨＭＩモジュール）は、ＧＰＳ受信部１１（ＧＰＳモジュール）から出力された現在の自己の位置（経緯度データＸ，Ｙ）を読み込み、図４〜６に示されるようなディスプレー画面の地図２上に表示する（ステップ１５１，１５２）。

位置情報コード化部１２（コード化モジュール）は、ＧＰＳ受信部１１（ＧＰＳモジュール）から出力された現在の自己の位置（経緯度データＸ，Ｙ）を読み込み、電波到達距離ｒおよび伝搬係数ｎに基づくサイズコード（００〜１１）が指定されている場合は、指定されたサイズコードに従ってグリッドサイズ（Ｌｏ，Ｌａ）および半径ｒを初期化する（ステップ１２１，１２２）。

次いで、前出の式（１ａ，１ｂ）により、取得した自己の経緯度データＸ，Ｙからグリッド原点座標および当該グリッド原点を基準とした自己位置の経緯度差分（ｘ，ｙ）を算出し（ステップ１２３）、さらに、前出の式（２ａ，２ｂ）により、自己位置の経緯度コード（α、β）に変換され（ステップ１２４）、２進数化されて無線ＬＡＮ送受信部１３（無線ＬＡＮパケット制御モジュール）に出力される（ステップ１２５）。

無線ＬＡＮ送受信部１３（無線ＬＡＮパケット制御モジュール）は、経緯度コード（α、β）を読み込み、該経緯度コード（α、β）を埋め込んだビーコンパケットを生成し、自己の現在の位置情報を電波ビーコンとしてブロードキャストする（ステップ１３２，１３３）。その後、無線ＬＡＮパケット制御モジュールは初期化され、次の送信に備える（ステップ１３１）。

（受信側における送信元位置情報の受信）
図１（ｂ）に示されるように、送受信端末１が位置情報共有システムの受信端末Ｒとして機能する場合にも、図３のフローチャートに示されるように、送信時と同様に、ＧＰＳ受信部１１（ＧＰＳモジュール）で自己の位置（経緯度データＸ，Ｙ）を取得し、位置情報復元部１４（コード化モジュール）および表示部１５（ＨＭＩモジュール）に出力する（ステップ２１１、２１２）。

表示部１５（ＨＭＩモジュール）は、自己の位置をディスプレー画面の地図２上に表示し（ステップ２５１，２５２）、位置情報復元部１４（コード化モジュール）は、自己の位置情報に基づいて各変数を初期化する（ステップ２４１，２４２）。

この状態において、無線ＬＡＮ送受信部１３（無線ＬＡＮパケット制御モジュール）が、他の送信端末からブロードキャストされた電波ビーコンを受信した場合には、電波ビーコンから送信元の位置コード／経緯度コード（α、β）が抽出され、位置情報復元部１４（コード化モジュール）に出力される（ステップ２３３）。

位置情報復元部１４（コード化モジュール）は、前出の式（３ａ，３ｂ）により、送信元の経緯度コード（α、β）から経緯度差分（ｘ，ｙ）を復元し（ステップ２４３）、送信元が自己（受信側）の送受信端末１（Ｒ）と同じグリッド２０またはそれに隣接したグリッド内に存在するものとして、前出の式（４ａ，４ｂ）により、９個のグリッドにおける送信元候補点の経緯度データ（Ｘｉ，Ｙｊ）を算出する（ステップ２４４）。

次いで、ステップ２４１で取得した自己の経緯度データ（Ｘ，Ｙ）から各送信元候補点の経緯度データ（Ｘｉ，Ｙｊ）までの距離Ｄ（ｉ，ｊ）を前出の式（５ａ）によって求め（ステップ２４５）、求めた距離Ｄ（ｉ，ｊ）が電波到達距離ｒより小さい候補点を送信元として検出し（ステップ２４６）、送信元の経緯度データ（Ｘｉ，Ｙｊ）を表示部１５（ＨＭＩモジュール）に出力する（ステップ２４７）。

表示部１５（ＨＭＩモジュール）は、自己の経緯度データ（Ｘ，Ｙ）と共に送信元の経緯度データ（Ｘｉ，Ｙｊ）を、図５に示されるようなディスプレー画面の地図２上に表示する（ステップ２５３）。また、送信元の接近を音声やテキストメッセージなどで利用者に告知するようにしても良い。

（２台の送受信端末による位置情報の共有）
次に、本発明に係る位置情報共有システムを実施した２台の送受信端末３，４による位置情報の共有例について、図７を参照しながら説明する。

図７は、側道から交差点に接近する歩行者が携帯する送受信端末３（携帯電話端末）と、同じ交差点に向って走行する自動車に搭載された送受信端末４（携帯電話端末または車載通信機）を模式的に示している。歩行者の送受信端末３は経緯度（Ｘ_３，Ｙ_３）に対応する位置コード（α_３，β_３）を埋め込んだ電波ビーコンをブロードキャストし、自動車の送受信端末４は経緯度（Ｘ_４，Ｙ_４）に対応する位置コード（α_４，β_４）を埋め込んだ電波ビーコンをブロードキャストしている。

歩行者の送受信端末３が自動車の送受信端末４の電波到達範囲４０内に入り、自動車の送受信端末４も歩行者の送受信端末３の電波到達範囲３０内に進入すると、自動車の送受信端末４には、送受信端末３の位置情報（Ｘ_３，Ｙ_３）がもたらされ、歩行者の送受信端末３には、送受信端末４の位置情報（Ｘ_４，Ｙ_４）がもたらされ、それぞれの端末の画面に送信元が表示されるとともに接近を知らせる警告が出され、相互に注意喚起される。

この場合、２つの送受信端末３，４は、基地局などを介して通信確立の手続きを経ているわけではなく、それぞれが通信確立のために恒常的にブロードキャストしている電波ビーコンを補足し、そこに埋め込まれた位置情報を、原点１０とグリッド２０で示される共通の座標系上で相互に共有しているに過ぎない。しかし、送信元のアドレス情報から端末の種別は可能である。

上記の例は、歩行者と自動車による歩車間通信と言えるが、車車間通信や歩行者相互の位置情報共有などに利用可能である。また、何れか一方が移動体でない場合にも、固定点において移動体送信端末の位置情報を共有する用途や、移動体端末において固定点の位置情報を共有する用途にも利用でき、その場合、固定された送信元は、ＧＰＳなどの測位手段による動的な位置情報の代わりに、固定値として位置コード（α，β）を送信すれば良いので、衝突危険判定による安全運転支援や交通事故回避の他に、人や物のピックアップや配送、追跡、出入検知、流量調査など、様々な形態で利用可能である。

以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。

１ 送受信端末
２ 地図
３，Ｓ 送信端末（送受信端末）
４，Ｒ 受信端末（送受信端末）
１０ 原点
１１ ＧＰＳ受信部（測地手段、ＧＰＳモジュール）
１２ 位置情報コード化部（コード化モジュール）
１３ 無線ＬＡＮ送受信部（無線ＬＡＮパケット制御モジュール）
１４ 位置情報復元部（コード化モジュール）
１５ 表示部（ＨＭＩモジュール）
２０，２０´ グリッド（ＭＯＤグリッド）
３０，４０，４０´ 電波到達範囲
２１，２２，２３ 緯線
３１，３２，３３ 経線
Ｂ データ長調整係数
Ｌｏ 経度方向長さ
Ｌａ 緯度方向長さ
ｎ 伝搬係数
ｒ，ｒ´ 電波到達距離
Ｘ 経度
Ｙ 緯度
ｘ 経度差分
ｙ 緯度差分
α 経度コード（位置コード）
β 緯度コード（位置コード）

Claims (11)

1. 少なくとも１つの送信端末と少なくとも１つの受信端末を含み、前記送信端末と前記受信端末の少なくとも一方は移動体に搭載または保持され、前記送信端末の位置情報が前記受信端末に共有される位置情報共有システムにおいて、
   前記送信端末は、自己の位置情報を経緯度データとして取得する測位手段と、前記経緯度データを、測地系に基づく地図領域を所定サイズに格子分割したグリッド内での原点からの経緯度差分に対応する位置コードに変換するコード化手段と、無線通信を介して前記位置コードを送信する送信手段とを備え、
   前記受信端末は、前記位置コードを受信する受信手段と、前記位置コードから、前記送信端末の前記経緯度データを、前記受信端末が位置するグリッドまたはそれに隣接したグリッド内にある経緯度データとして復元する復元手段とを備えていることを特徴とする位置情報共有システム。
2. 前記コード化手段は、前記経緯度データを、前記グリッドの経度方向および緯度方向の長さで除算した余剰を前記経緯度差分として位置コードに変換する計算手段を含み、前記復元手段は、前記位置コードに、前記グリッドの経度方向および緯度方向の長さを乗算して前記送信端末の前記経緯度データを復元する計算手段を含むことを特徴とする請求項１記載の位置情報共有システム。
3. 前記送信端末と前記受信端末の少なくとも一方が、前記測位手段、前記コード化手段、前記送信手段、前記受信手段、および、前記復元手段を備えた送受信端末であることを特徴とする請求項１または２記載の位置情報共有システム。
4. 前記受信端末または前記送受信端末は、経緯度データとして取得される自己の位置から、前記復元手段で経緯度データとして復元された前記送信端末の位置までの距離を算出する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の位置情報共有システム。
5. 前記グリッドの緯度方向の長さ及び経度方向の長さが、前記無線通信の電波の到達距離の２倍以上になるように、前記格子分割のサイズが選定されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の位置情報共有システム。
6. 前記無線通信は、無線ＬＡＮであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の位置情報共有システム。
7. 前記送信手段は、前記位置コードを含む電波ビーコンを生成する手段を含み、前記無線通信を介して前記電波ビーコンを送信可能であり、かつ、前記受信手段は、前記電波ビーコンを受信可能であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の位置情報共有システム。
8. 前記コード化手段は、前記グリッドの格子分割サイズを選択可能であり、前記送信手段は、前記コード化手段で選択された分割サイズコードを前記位置コードに追加して送信可能であり、前記復元手段は、前記分割サイズコードに基づいて、前記位置コードから前記送信端末の前記経緯度データを復元するように構成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の位置情報共有システム。
9. 請求項１〜８記載の位置情報共有システムに使用される送信端末であって、
   前記測位手段、前記コード化手段、および、前記送信手段を備えていることを特徴とする送信端末。
10. 請求項１〜８記載の位置情報共有システムに使用される受信端末であって、
    前記測位手段、前記受信手段、および、前記復元手段を備えていることを特徴とする受信端末。
11. 請求項１〜８記載の位置情報共有システムに使用される送受信端末であって、
    前記測位手段、前記コード化手段、前記送信手段、前記受信手段、および、前記復元手段を備えていることを特徴とする送受信端末。

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