JP3545688B2

JP3545688B2 - 位置情報取得方法

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Publication number: JP3545688B2
Application number: JP2000273144A
Authority: JP
Inventors: 正則長田; 伸夫桑木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: JP2002081958A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動可能な端末の位置を例えばＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）受信機を用いて繰り返し測定する際に利用可能な位置情報取得方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＧＰＳ受信機が付加された携帯端末を所持することにより、歩行者や車両の運転者は必要に応じて現在位置を測定することができる。また、歩行者自身が移動軌跡の情報を必要とする場合や、所定の管理センタで移動軌跡を管理する場合には、移動軌跡を把握するために位置の測定を繰り返し行う必要がある。
【０００３】
ＧＰＳ受信機などを用いて位置情報を取得しようとする場合には、利用者の手動操作で位置の測定を行う場合もあるし、位置の測定を自動的に繰り返し行う場合もある。
しかしながら、位置の測定を利用者の手動操作で繰り返し行うのは非常に煩わしいので、移動軌跡の把握などを目的とする場合には位置の測定を自動的に行うのが望ましい。
【０００４】
位置の測定を自動的に繰り返し行おうとする場合には、従来より、一定の時間間隔で位置の測定を行うか、又は一定の距離を移動するたびに位置の測定を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一定の時間間隔で位置の測定を行う場合には、利用者が全く移動しない場合であっても定期的に位置を測定することになる。そのため、電力やメモリを無駄に消費する場合がある。特に、無線端末を利用して測定の度に位置情報を管理センタに送信する場合には、無駄な通信コストが増大する。
【０００６】
また、通信コストを抑制するために測定の時間間隔を大きくすると、移動速度が速い場合には測定点間の距離が大きくなってしまうため細かい移動軌跡の把握が困難になる。
【０００７】
また、利用者の所持する端末が一定の距離を移動するたびに取得した位置情報を登録したり、所定の管理センタに送信する場合には、端末が位置情報を確認するために頻繁にＧＰＳ受信機にアクセスすることになるため、一定の時間間隔で位置情報を取得する場合と比べて端末のバッテリー消費が早くなる。
本発明は、位置の測定に伴う端末の電力消費の抑制や通信コストの削減が可能な位置情報取得方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の位置情報取得方法は、位置測定装置を用いて移動可能な端末装置が位置情報を周期的に繰り返し取得するための位置情報取得方法であって、位置情報を取得するたびに、最後に取得した位置情報と過去に測定して得られた位置情報とを含む複数の位置情報に基づいて、それらの位置情報が表す複数位置の間の距離を移動距離として推定し、予め定めた移動距離基準値と推定された前記移動距離とを比較し、推定された移動距離が前記移動距離基準値よりも小さい場合には、前記移動距離基準値と推定された移動距離との差の距離を計算により求められた速度で移動するのに必要な時間を計算してその時間を位置情報を取得する時間間隔に定め、推定された移動距離が前記移動距離基準値以上の場合には、前記移動距離基準値の距離を計算により求められた速度で移動するのに必要な時間を計算してその時間を位置情報を取得する時間間隔に定め、移動距離が前記移動距離基準値に近づくように位置情報を取得する時間間隔を自動的に更新することを特徴とする。
【０００９】
請求項１においては、最後に取得した位置情報及び過去に取得した位置情報の履歴を利用して移動距離を推定する。位置情報を取得する時間間隔は、推定された移動距離が前記移動距離基準値に近づくように自動的に更新される。
例えば、推定された移動距離が移動距離基準値よりも小さければ、現在の測定点から次の測定点までの移動距離を移動距離基準値に近付けるために位置情報を取得する時間間隔が現在よりも大きな値に更新される。
【００１０】
また、推定された移動距離が移動距離基準値よりも大きければ、現在の測定点から次の測定点までの移動距離を移動距離基準値に近付けるために位置情報を取得する時間間隔が現在よりも小さな値に更新される。
従って、利用者がほとんど移動しない場合には、位置情報を取得する時間間隔が長くなり電力消費が抑制される。また、利用者が早い速度で移動する場合でも、位置情報を取得する時間間隔が短くなるため移動距離基準値と同等の距離を移動するたびに位置情報が確実に得られる。
【００１２】
また請求項１においては、利用者の移動速度が変化する場合であっても、前記移動距離基準値に相当する距離を移動するたびに位置情報を取得するように、位置情報を取得する時間間隔が自動的に更新される。
例えば、利用者の移動速度が遅くなり、推定された移動距離が前記移動距離基準値よりも小さくなった場合には、目標の距離（移動距離基準値）に到達していないので、目標の距離までの残りの距離を移動するのに必要な時間が位置情報を取得する時間間隔に定められる。従って、目標の距離を移動したときに次の位置情報が取得される。
【００１３】
請求項２は、請求項１の位置情報取得方法において、現在位置から２以上前の測定点までの各測定点間の移動の際に得られた位置情報、並びに各測定点間の位置情報を取得する時間間隔を用いて平均化された移動速度を計算し、この移動速度に基づいて前記時間を計算することを特徴とする。
請求項２においては、過去の移動の履歴から求められる平均化された移動速度を時間間隔の計算で利用している。複数区間の移動速度を平均化することにより、実際の移動速度に近い速度情報を得ることができ、次の目標位置までの到達時間をより正確に予測できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の位置情報取得方法の１つの実施の形態について、図１〜図５を参照して説明する。この形態は全ての請求項に対応する。
【００１７】
図１はこの形態の位置情報取得方法の処理手順を示すフローチャートである。図２は利用可能な装置の構成例（１）を示すブロック図である。図３は利用可能な装置の構成例（２）を示すブロック図である。図４は位置情報取得方法の実行結果の例を示す模式図である。図５は位置情報取得方法の実行結果の例を示すグラフである。
【００１８】
本発明の位置情報取得方法は、例えば図２に示すような装置に適用することができる。図２の例では、移動可能な携帯端末１０自体が位置情報を管理する機能を備える場合を想定している。
図２の携帯端末１０は、制御部１１，位置情報取得プログラム１２を保持する記憶部，位置情報ＤＢ（データベースの略、以下同様）１３及びインタフェース１４を備えている。また、位置情報を取得するために携帯端末１０のインタフェース１４にはＧＰＳ受信装置１５が接続されている。
【００１９】
もちろん、一般的な端末と同様に、携帯端末１０には表示装置，入力装置，通信装置などを搭載してもよい。但し、持ち運びできるように小型かつ軽量に構成し、電源電力はバッテリーから供給するのが望ましい。
ＧＰＳ受信装置１５は、ＧＰＳに属する多数の静止衛星（ＧＰＳ衛星）からの電波を受信する機能を有している。３つ以上のＧＰＳ衛星からの電波を同時に受信して得られた信号を計算することにより、ＧＰＳ受信装置１５の現在位置を求めることができる。すなわち、それぞれのＧＰＳ衛星から到来した電波の到達時間及び各ＧＰＳ衛星の位置に基づいて現在位置を算出できる。なお、ＧＰＳ受信装置１５以外の位置測定手段を用いてもかまわない。
【００２０】
制御部１１は、汎用のパソコンあるいはマイクロプロセッサを用いて構成することができる。制御部１１は、位置情報取得プログラム１２を実行し、周期的にＧＰＳ受信装置１５にアクセスし、現在位置の測定を繰り返し行う。測定された現在位置の情報は位置情報ＤＢ１３に順次に登録される。
図２の携帯端末１０については、歩行者に携帯させてもよいし、車両に搭載してもよい。また、利用者が複数の場合には複数の携帯端末１０を用意すればよい。いずれにしても、利用者の移動の後で位置情報ＤＢ１３に登録された位置情報の履歴を例えばパソコンを利用して読み出すことができる。このような位置情報の履歴については、例えば移動軌跡の表示に利用することもできるし、移動経路の確認や分析に活用することもできる。
【００２１】
一方、図３に示す装置は位置情報取得装置２０，ＧＰＳ受信装置１５及び位置情報管理サーバ３０で構成されている。位置情報取得装置２０には、制御部２１，無線通信部２２，インタフェース２３及び位置情報取得プログラム２４を保持する記憶部が備わっている。位置情報取得装置２０のインタフェース２３にはＧＰＳ受信装置１５が接続されている。
【００２２】
位置情報管理サーバ３０には、制御部３１，無線通信部３２，位置情報管理プログラム３３を保持する記憶部及び位置情報ＤＢ３４が備わっている。位置情報取得装置２０の無線通信部２２と位置情報管理サーバ３０の無線通信部３２との間は、無線回線を介して接続されている。
位置情報取得装置２０の制御部２１については、例えばパソコンやマイクロプロセッサを用いて構成することができる。また、位置情報管理サーバ３０の制御部３１については、所定の管理センタに配置されるホストコンピュータを利用することができる。また、無線通信部２２，３２については、携帯電話や無線パケット通信用の通信装置を用いて構成できる。
【００２３】
位置情報取得装置２０の制御部２１は、位置情報取得プログラム２４を実行し、周期的にＧＰＳ受信装置１５にアクセスし、現在位置の測定を繰り返し行う。測定された現在位置の情報は、無線通信部２２の無線通信により位置情報管理サーバ３０に送信され、位置情報ＤＢ３４に順次に登録される。
位置情報管理サーバ３０の制御部３１は、位置情報管理プログラム３３を実行し、位置情報ＤＢ３４に登録された情報を管理する。
【００２４】
図３の装置を利用する場合、位置情報管理サーバ３０は、互いに離れた任意の位置に存在する多数の位置情報取得装置２０の現在位置を、集中的にしかもリアルタイムで把握することができる。このため、例えば運送会社などの配送システムとして図３の装置を活用することができる。
ところで、図２及び図３に示す装置においては、短い時間周期で位置の測定を頻繁に行うと、電力消費が増大しバッテリーの消耗につながる。また、図３の装置においては通信コストも増大する。しかし、位置測定の時間周期を長くすると、移動速度が速い場合に測定点の間隔が大きくなるため細かい移動軌跡の把握が困難になる。
【００２５】
そこで、現在位置の測定に伴う電力消費などを抑制するために、この例では図１に示す位置情報取得方法を実施する。図１に示す位置情報取得方法の処理手順は、図２の位置情報取得プログラム１２及び図３の位置情報取得プログラム２４に組み込むことができる。
図１の位置情報取得方法について以下に説明する。
【００２６】
最初のステップＳ１０では、最初の現在位置情報Ｐ（０）を取得する。すなわち、ＧＰＳ受信装置１５にアクセスし、３以上のＧＰＳ衛星から到来するそれぞれの電波を受信し、得られた信号に基づいて現在位置の計算を行いその結果を記憶する。
ステップＳ１１では、ＧＰＳへのアクセス回数を表す変数ｍに初期値として１を代入する。また、ステップＳ１２では移動距離基準値Ｌｘ及び評価点数ｎにそれぞれ予め定めた定数を代入する。
【００２７】
移動距離基準値Ｌｘは、位置情報を取得する間隔の目標値に相当する移動距離の基準値を表す。評価点数ｎは、位置情報を取得する間隔の時間を計算する際に利用する位置情報の点数（２点以上）を表す。
実際には、評価点数ｎは平均移動速度を計算する際に参考にする速度データの区間数に相当する。例えば、評価点数ｎ＝３の場合に、３つの測定点の位置情報を利用することになるので、区間数は２になる。つまり、２区間の最新の速度データを平均化して平均移動速度を求めることになる。
【００２８】
ステップＳ１３では、予め定めた一定の時間間隔Ｔ０（初期値）で現在位置情報を取得して記憶する。ここでは、ｍ番目に取得した位置情報をＰ（ｍ）で表す。
ステップＳ１４では、互いに隣接する２点の位置情報Ｐ（ｍ−１），Ｐ（ｍ）を利用してそれらの点の間の距離Ｌ（ｍ）を求める。また、この距離Ｌ（ｍ）の間の移動速度Ｖ（ｍ）を求める。
【００２９】
ステップＳ１５では、（ｍ）と（ｎ−１）とを比較し、評価点数ｎに相当する数の位置情報が揃ったか否かを調べる。位置情報の数が評価点数ｎに満たない場合にはステップＳ１５からＳ１６，Ｓ１７を通ってＳ１３に戻るので、ステップＳ１３が繰り返し実行され、一定の時間間隔Ｔ０で位置情報が取得される。
【００３０】
ステップＳ１６では、直前に取得したｍ番目の位置情報Ｐ（ｍ）を位置情報の履歴に登録する。すなわち、図２の装置を利用する場合には位置情報を位置情報ＤＢ１３に保存し、図３の装置を利用する場合には無線通信部２２を介して位置情報を送信し位置情報管理サーバ３０の位置情報ＤＢ３４に保存する。
ステップＳ１７では、変数ｍの値を更新する。
【００３１】
取得した位置情報の数が評価点数ｎに達した場合には、ステップＳ１５からＳ１８に進む。ステップＳ１８では、位置情報Ｐ（０）の点から最後の位置情報Ｐ（ｎ−１）の点までの間の平均移動速度Ｖ０を計算する。
位置情報Ｐ（０）〜Ｐ（ｎ−１）の範囲内については、それらが取得された時間間隔Ｔ０が一定であるので、距離Ｌ（ｍ）と時間間隔Ｔ０とから求めた速度を単純に平均化することで平均移動速度Ｖ０を求めることができる。
【００３２】
また、ステップＳ１８では平均移動速度Ｖ０とステップＳ１２の移動距離基準値Ｌｘとに基づいて時間Ｔ１を計算する。
ステップＳ１９では、変数ｍの値を更新する。
ステップＳ２０では、ステップＳ１８で求めた時間Ｔ１の間隔で現在の位置情報Ｐ（ｍ）を取得する。
【００３３】
速度が一定の場合、時間Ｔ１の間隔で位置情報を取得すれば、移動距離基準値Ｌｘの距離間隔で位置情報を登録することができる。しかしながら、利用者の移動速度は一定ではない。特に、利用者が車両を利用して移動する場合には、道路の環境や周囲の状況に応じて移動速度が大きく変化する。
そこで、ステップＳ１９以降の処理においては、平均移動速度の変化を把握し、位置情報を取得する時間間隔Ｔ１を平均移動速度に応じて適応的に更新する。
【００３４】
ステップＳ２１では、隣接する２点の位置情報Ｐ（ｍ−１），Ｐ（ｍ）を利用してそれらの点の間の距離Ｌ（ｍ）を求める。また、位置情報Ｐ（ｍ−１），Ｐ（ｍ）の２つの点の間の移動速度Ｖ（ｍ）を計算する。
ステップＳ２２では、ステップＳ２１で求めた距離Ｌ（ｍ）を移動距離基準値Ｌｘと比較する。（Ｌｘ＞Ｌ（ｍ））なら位置情報を取得すべき目標の移動距離に未到達であるとみなしてステップＳ２２からＳ２３に進む。また、（Ｌｘ≦Ｌ（ｍ））なら目標の移動距離に到達したとみなしてステップＳ２２からＳ２７に進む。
【００３５】
ステップＳ２３では、最後のｍ番目の点から過去に遡って（ｍ−ｎ＋２）番目の点までの（ｎ−１）個の速度データＶ（ｍ）〜Ｖ（ｍ−ｎ＋２）を参照し、最新の平均移動速度Ｖ１を計算する。
次のステップＳ２４では時間Ｔ１を計算する。この場合には移動距離が移動距離基準値Ｌｘに未到達であるので、移動距離基準値Ｌｘから直前に求めたｍ番目の距離Ｌ（ｍ）を差し引いた残りの距離をステップＳ２３の平均移動速度Ｖ１で除算して時間Ｔ１を求める。
【００３６】
ステップＳ２５では、変数ｍの値を更新する。
ステップＳ２６では、ステップＳ２４で求めた時間間隔Ｔ１で現在位置の情報Ｐ（ｍ）を取得する。
ステップＳ２７では、直前に取得したｍ番目の位置情報Ｐ（ｍ）を位置情報の履歴に登録する。すなわち、図２の装置を利用する場合には位置情報を位置情報ＤＢ１３に保存し、図３の装置を利用する場合には無線通信部２２を介して位置情報を送信し位置情報管理サーバ３０の位置情報ＤＢ３４に保存する。
【００３７】
ステップＳ２８では、最後のｍ番目の点から過去に遡って（ｍ−ｎ＋２）番目の点までの（ｎ−１）個の速度データＶ（ｍ）〜Ｖ（ｍ−ｎ＋２）を参照し、最新の平均移動速度Ｖ１を計算する。
ステップＳ２９では時間Ｔ１を再び計算する。この場合には移動距離が移動距離基準値Ｌｘに到達しているので、移動距離基準値ＬｘをステップＳ２８の平均移動速度Ｖ１で除算して時間Ｔ１を求める。
【００３８】
図１のステップＳ１９〜Ｓ２９の処理は繰り返し実行される。利用者の移動速度が変化すると、ステップＳ２１で求められる距離Ｌ（ｍ）及び速度Ｖ（ｍ）が変化するので、ステップＳ２９で時間間隔Ｔ１が自動的に更新される。
また、移動速度が遅くなると、ステップＳ２４で目標距離までの残りの距離を移動するのに必要な時間Ｔ１が求められ、移動距離が目標距離に近づいた時にステップＳ２６で次の位置情報が取得される。従って、一定の距離間隔で位置情報が取得されるように時間間隔が自動的に修正される。
【００３９】
また、取得した位置情報を登録する（Ｓ２７）のは目標の距離（Ｌｘ）の移動が完了した時のみであり、移動距離が目標距離に満たない場合には位置情報を登録しない。
以上のように、図１の処理では予め移動距離基準値Ｌｘを定めておき、その距離に到達する時間間隔を過去の履歴を利用して推定するという先読み手法を採用している。例えば、自動車の移動速度は道路環境や周囲状況に応じて大きく変化するが、常に最新の速度データを利用して移動距離基準値Ｌｘに到達するまでの時間間隔を求めることで到達時間をより正確に求めることができる。
【００４０】
例えば、渋滞中のように移動距離が殆どない場合には自動的に時間間隔が増えるので、余分な位置情報の取得（ＧＰＳ受信装置１５へのアクセス）を減らすことができる。また、移動距離基準値Ｌｘに基づいて制御を行うので、必要以上の位置情報の取得を制限し、ＧＰＳ受信装置１５へのアクセス回数を全体的に減らすことができる。
【００４１】
また、図１の処理では、複数の区間について平均化した速度データを用いて時間Ｔ１の計算を行っている。これは、Ｌｘへ到達する時間間隔を予測する際に、１つの速度データで判断するよりも複数の速度データで判断する方がより正確に時間を予測できるためである。なお、評価点数ｎの値は自由に設定できる。
【００４２】
図３に示すような装置において図１の位置情報取得方法を実施する場合の具体的な動作をコンピュータを用いたシミュレーションにより計算した。その結果が図４及び図５に示されている。
図４を参照すると、移動距離がＬｘに到達すると予測した時間間隔Ｔ１は、平均速度Ｖ１の変化に伴って毎回変化することが分かる。この例では、時間間隔Ｔ１で周期的に位置情報を取得することになる。すなわち、図４の場合、６０分間で１１回のアクセスをＧＰＳ受信装置１５に対して行ったことになる。
【００４３】
図４に示す位置登録は、図３に示す位置情報取得装置２０が取得した位置情報をセンタの位置情報管理サーバ３０に送信して位置情報ＤＢ３４に登録したことを意味している。図４の例では、初期間隔Ｔ０で３回の位置登録を行った後、Ｌｘの距離を移動する度に４回の位置登録を行っているので、合計で７回の位置登録を行っている。
【００４４】
従来のように、一定の時間間隔で位置情報を取得する場合と比較する。例えば、５分間の一定周期で位置情報を取得すると、６０分間で１２回のアクセスを行うことになるので図４の結果よりも多くなる。また、移動速度が遅くなってもアクセス回数は減らない。
位置情報を登録する場合、端末側で取得した位置情報をセンタ側へ送ることになるため、何らかの通信コストが必要になり、位置情報登録回数が多ければ多いほど通信コストがかかることになる。また、一定時間間隔では、移動距離に関係なく位置情報を登録するため、渋滞などで移動距離が殆どない場合でも位置情報を登録することになり、余分な位置情報まで取得しセンタヘ登録することがあり、通信コストが増大する。
【００４５】
しかし、図１の処理を行うことにより、余分なＧＰＳへのアクセスを抑えることができる。また、位置情報をセンタ側で一元管理する場合には、はじめに定義した移動距離（Ｌｘ）へ到達したと判断したときのみ位置情報をセンタ側へ登録するという方法で、効果的に通信コストを抑えることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、余分なＧＰＳへのアクセスを抑制でき、バッテリーの電力消費を抑制できるので端末の使用時間を長くすることができる。また、センタ側で位置情報を一元管理する場合には、通信コストも抑えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の位置情報取得方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】利用可能な装置の構成例（１）を示すブロック図である。
【図３】利用可能な装置の構成例（２）を示すブロック図である。
【図４】位置情報取得方法の実行結果の例を示す模式図である。
【図５】位置情報取得方法の実行結果の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０携帯端末
１１制御部
１２位置情報取得プログラム
１３位置情報ＤＢ
１４インタフェース
１５ＧＰＳ受信装置
２０位置情報取得装置
２１制御部
２２無線通信部
２３インタフェース
２４位置情報取得プログラム
３０位置情報管理サーバ
３１制御部
３２無線通信部
３３位置情報管理プログラム
３４位置情報ＤＢ

Claims

位置測定装置を用いて移動可能な端末装置が位置情報を周期的に繰り返し取得するための位置情報取得方法であって、
位置情報を取得するたびに、最後に取得した位置情報と過去に測定して得られた位置情報とを含む複数の位置情報に基づいて、それらの位置情報が表す複数位置の間の距離を移動距離として推定し、
予め定めた移動距離基準値と推定された前記移動距離とを比較し、
推定された移動距離が前記移動距離基準値よりも小さい場合には、前記移動距離基準値と推定された移動距離との差の距離を計算により求められた速度で移動するのに必要な時間を計算してその時間を位置情報を取得する時間間隔に定め、
推定された移動距離が前記移動距離基準値以上の場合には、前記移動距離基準値の距離を計算により求められた速度で移動するのに必要な時間を計算してその時間を位置情報を取得する時間間隔に定め、
移動距離が前記移動距離基準値に近づくように位置情報を取得する時間間隔を自動的に更新する
ことを特徴とする位置情報取得方法。
請求項１の位置情報取得方法において、現在位置から２以上前の測定点までの各測定点間の移動の際に得られた位置情報、並びに各測定点間の位置情報を取得する時間間隔を用いて平均化された移動速度を計算し、この移動速度に基づいて前記時間を計算することを特徴とする位置情報取得方法。