JP3572161B2 - マンロケーションシステム及び現在位置推定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体の位置を無線通信手段を用いて把握することができるマンロケーションシステム（または現在位置推定システム）及び現在位置推定方法に関し、特にＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信が出来ない場所であっても移動体の位置を検出し特定することが可能なマンロケーションシステム及び現在位置推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車に搭載するナビゲーションシステムが普及し、自動車のロケーションシステムが実用化されている。これらのナビゲーションシステムは、アメリカ国防省が運用している人工衛星を使用した全世界測位システム（通常、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）といい、この人工衛星をＧＰＳ衛星という）を利用し位置を検出するものであり、アメリカ国防省によって意図的に位置精度劣化（ＳＡ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）が実施されている。
【０００３】
ＳＡが実施されている現在は、ＧＰＳによる単独の測位精度は約１００ｍ以内とされており、ナビゲーションシステムでは、その誤差を少なくするために、車輪の回転速度から得られる走行速度の情報と地磁気センサ、ガスレートセンサ、光ジャイロ装置やマップマッチング技術等を利用して位置情報を補正するようにしている。
【０００４】
また、ＳＡに対する対策として、ＧＰＳを利用した場合の測位方法を高精度化するために、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ−ＧＰＳ、高精度全世界測位システム）測位方法が提案されている。すなわち、ＤＧＰＳ測位方法というのは、位置が既知の固定基地局にＧＰＳ受信機を設置し、ＧＰＳ衛星−固定基地局間の測定誤差とＧＰＳ衛星の軌道情報および固定基地局の真の距離の差を誤差情報として利用して、移動局で測定したＧＰＳ衛星までの伝搬距離の距離誤差成分を打ち消すように補正して測位計算を行うことにより高精度の位置情報（以下、ＤＧＰＳ測位方法により補正された位置情報を補正位置情報という）を供給することができる。一般的なＤＧＰＳ測位方法による測位精度は１０ｍ以内とされている。
【０００５】
一方、ＰＨＳ（簡易型携帯電話システム）の電界強度を利用した位置検出方式としては、次に述べるような各種方式がある。すなわち、ＰＨＳ基地局の電界分布地図を実測によって予め作成し、移動局（子機）で測定された複数基地局の電界強度を電界分布地図上で対応付け、該当する等電界曲線の交わる領域として移動局（子機）の位置を検出する方法とか、基地局の電界強度分布をモデル化することにより、実測せずに電界分布地図を作成し、上記同様に移動局（子機）の位置を検出する方法などがある。
【０００６】
また、ＰＨＳの電界強度を利用した位置検出方式として、測定点での各基地局の電界強度とその位置情報とを対応付けるデータテーブルに記憶させ、移動局（子機）で測定した複数基地局の電界強度の組み合わせに最も近いものをデータテーブルから検索し、これに対応する位置として、移動局（子機）の位置を検出する方法がある。
【０００７】
さらに、移動局（子機）で測定した複数基地局の電界強度をニューラルネットワークを用いて電界強度分布を作成しそれを学習させて、移動局（子機）の位置を検出する方法とか、移動通信ネットワークが持つ位置確認データをＰＨＳ事業者より位置データの提供を受けて利用し、３つの基地局に対する移動局（子機）の電界強度を測定し、３点測量方法を用いて移動局（子機）の位置を検出する方法等が存在する。
【０００８】
以上、各種従来の移動局位置検出方法を説明したが、その１つの方法として図３に示すようなものがあった。図３は従来例の１つの自己の位置検出方式を示すブロック図である。図３に示す自己の位置検出方式は、移動体が基地局の電波を受信することにより自己の所在する位置を検出する方式であって、建造物が密集していて、ＧＰＳ電波を受信できないような場所でも、高い精度で自己の位置を検出できる方式を実現するようにしたものである。
【０００９】
次に、図３を参照して、上記従来の自己の位置検出方式について説明する。図３において、それぞれの無線基地局を識別しうる信号で変調した電波を送信する複数の無線基地局３１Ａ、３１Ｂを設置すると共に、移動体位置検出器３２において、無線基地局の電波を受信して受信レベルと無線基地局を識別する手段３４と、無線基地局ごとの直近での推定受信レベルを記憶した基地局情報メモリー３５と、道路や建物情報の地図データベース３６と、ジャイロを有し地図データベースの情報と受信レベルとから最大受信レベル地点が地図上の何れの箇所であるかを推定する手段３７と、基地局直近の位置を通過したと判定した場合に現在の走行位置を基地局情報メモリー内の該基地局位置の情報によって補正し、基地局直近の位置を通過しなかったと判定した場合に最大受信レベルの地点から基地局までの距離を推定し現在位置を補正する手段３８とを設けたものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各種の位置検出方法においては、全体として、車載用ではなく、マンロケーションシステムとして適用するにはＧＰＳ測位による位置検出では位置精度に問題があり、ＤＧＰＳ測位を用いても移動局がＧＰＳ電波を受信できない状態におかれたときはその効果を発揮することができないという問題があった。
【００１１】
また、上記従来の位置検出方法において、車輪の回転速度から得られる走行速度の情報と地磁気センサ、ガスレートセンサ、光ジャイロ装置等を使用する方法では、自動車に搭載する上では有効であるが人間が持つ装置としての適用は困難であり、マップマッチング技術においても自動車は道路を走行する事を前提としているので適用可能であるが、人間に対する適用は困難であるという問題があった。
【００１２】
また、ＰＨＳの電界強度を利用した従来の位置検出方式では、事前にＰＨＳ基地局の位置を知る必要があるから屋外での適用は困難であり、移動通信ネットワークが持つ位置確認データを利用する方法であっても、ＰＨＳ事業者から位置データの提供を受けなければならないほか、移動局（子機）を改造する必要があるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、既存のＰＨＳ基地局をそのまま利用することができ、ＧＰＳ電波の受信が出来ない場所においても位置検出を可能とするマンロケーションシステム及び現在位置推定方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によるマンロケーションシステムは、上記の目的を達成するため、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置かまたは追跡端末装置からの位置情報を補正して補正位置情報を返却するＤＧＰＳ（高精度全世界測位システム、）基地局装置とからなるマンロケーションシステムであって、前記移動端末装置及び追跡端末装置は、複数のＰＨＳ基地局からＰＨＳ電波を受信して電界強度を計測する電界強度計測手段と、受信したＰＨＳ電波を復調しＰＨＳ基地局の識別番号を取得する基地局識別番号取得手段と、ＧＰＳ受信部により取得した位置情報をＰＨＳ公衆電話通信回線を介してＤＧＰＳ基地局装置に送信し補正して返却された高い精度の補正位置情報（以下、ＤＧＰＳ測位方法により補正された位置情報を補正位置情報という）と電界強度計測手段及び基地局識別番号取得手段により得られた基地局識別番号に対する電界強度とを記憶する位置情報測定メモリーと、１つのＰＨＳ基地局（基地局識別番号）に対する位置情報測定点が３点以上になった際に位置情報測定メモリーに記憶された補正位置情報と電界強度から換算された擬似距離とにより３点測量演算を行いＰＨＳ基地局の位置を推定するＰＨＳ基地局位置推定手段と、ＰＨＳ基地局の推定位置を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリーと、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予めＰＨＳ基地局推定位置メモリーに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索し、検索した基地局推定位置とそれに対応する現在受信した電界強度とにより換算した各ＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定する現在位置推定手段を備えるようにしたものである。
【００１５】
本発明によるマンロケーションシステムは、事前のＰＨＳ基地局の位置の測定及びＰＨＳ事業者からの位置データの入手をすることなく、既存のＰＨＳ基地局をそのまま利用して、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部で構成することにより人間が携帯出来る小型な装置の提供とＧＰＳ電波が受信が出来ない場所でも位置の検出を可能にするマンロケーションシステムが得られる。
【発明の実施の形態】
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置または追跡端末装置からのＧＰＳ位置情報を補正して補正位置情報として前記移動端末装置または追跡端末装置に返却するＤＧＰＳ基地局装置とからなるマンロケーションシステムにおいて、１つのＰＨＳ基地局に対する前記補正位置情報の測定点が３点以上になったとき前記補正位置情報と電界強度より換算した擬似距離とによりＰＨＳ基地局位置推定手段において３点測量演算を行うことにより推定した前記１つのＰＨＳ基地局の位置を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリーと、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予め前記ＰＨＳ基地局推定位置メモリーに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索し、検索した基地局推定位置と該基地局推定位置に対応する現在受信している電界強度とにより換算した前記３点以上のＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定する現在位置推定手段とを含むようにしたものであり、既存のＰＨＳ基地局をそのまま利用し、事前のＰＨＳ基地局位置の測定及びＰＨＳ事業者からの位置データの提供を不要にすると共に、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部で構成することにより人間が携帯出来る小型な装置の提供とＧＰＳ電波が受信が出来ない場所でも位置の検出が可能になるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記移動端末装置または前記追跡端末装置は、更に複数のＰＨＳ基地局からＰＨＳ電波を受信して電界強度を取得する電界強度取得手段と、受信したＰＨＳ電波を復調しＰＨＳ基地局の識別番号を取得する基地局識別番号取得手段と、ＧＰＳ受信部により取得した位置情報をＤＧＰＳ基地局装置において補正した補正位置情報と前記基地局識別番号取得手段により得られた基地局識別番号に対応して前記電界強度取得手段により得られた電界強度を記憶する位置情報測定メモリーと、１つのＰＨＳ基地局に対する位置情報測定点が３点以上になった際に位置情報測定メモリーに記憶された補正位置情報と電界強度から換算された擬似距離とにより３点測量演算を行いＰＨＳ基地局の位置を推定するＰＨＳ基地局位置推定手段と、ＰＨＳ基地局の推定位置を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリーとを含むようにしたものであり、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合でも徘徊老人に適用した際に追跡端末装置を介護者が持ち出し徘徊老人を追跡、確保することが可能となるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の発明は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置または追跡端末装置からのＧＰＳ位置情報を補正して補正位置情報として前記移動端末装置または追跡端末装置に返却するＤＧＰＳ基地局装置とからなるマンロケーションシステムのＰＨＳ基地局位置推定方法において、複数のＰＨＳ基地局からのＰＨＳ電波を受信してその電界強度を取得するステップと、受信したＰＨＳ電波を復調して該ＰＨＳ電波を発信したＰＨＳ基地局の識別番号を取得するステップと、前記補正位置情報と前記識別番号と前記電界強度とをそれぞれ対応付けて記憶するステップと、特定の識別番号を有するＰＨＳ基地局に対応付けて記憶された前記補正位置情報と前記電界強度とが３組以上になったとき前記補正位置情報と前記電界強度とにより換算した擬似距離により３点測量演算を行うことで前記特定の識別番号を有するＰＨＳ基地局の位置を推定するステップとを含むようにしたものであり、既存のＰＨＳ基地局をそのまま利用し、事前のＰＨＳ基地局位置の測定及びＰＨＳ事業者からの位置データの提供を受けずに、ＰＨＳ基地局の位置を推定することができるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置または追跡端末装置からのＧＰＳ位置情報を補正して補正位置情報として前記移動端末装置または追跡端末装置に返却するＤＧＰＳ基地局装置とからなるマンロケーションシステムのＰＨＳ基地局位置推定方法において、１つのＰＨＳ基地局に対する前記補正位置情報の測定点が３点以上になったとき前記補正位置情報と電界強度より換算した擬似距離とにより３点測量演算を行うことにより前記１つのＰＨＳ基地局の位置を推定してＰＨＳ基地局推定位置メモリーに記憶するステップと、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない場合、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予め前記ＰＨＳ基地局推定位置メモリーに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索するステップと、検索した基地局推定位置と該基地局推定位置に対応する現在受信している電界強度とにより換算した前記３点以上のＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定するステップとを含むようにしたものであり、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない都市部、市街地の高層ビルの谷間でも位置を検出することができるという作用を有する。
【００２２】
〔実施の形態１〕
以下、添付図面、図１及び図２に基づき、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の１実施の形態におけるマンロケーションシステムの構成を示すブロック図、図２は図１に示すマンロケーションシステムの動作シーケンス（現在位置推定方法）を示すフローチャートである。
【００２３】
まず、図１を参照して、本発明の１実施の形態におけるマンロケーションシステムの構成について説明する。図１において、１は自局の位置検出を行ないその補正位置情報をＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂを介して追跡端末装置２に送信する移動端末装置、２は自局の位置検出を行なうとともに、移動端末装置１からその位置情報を受信して自局の位置と移動端末装置１の位置とを地図上に表示する追跡端末装置である。
【００２４】
また、３はＧＰＳ衛星の電波を受信してその位置を検出するとともに、移動端末装置１及び追跡端末装置２からの位置の補正要求に対してその位置を補正し移動端末装置１及び追跡端末装置２において測定したＧＰＳ衛星までの伝搬距離の距離誤差成分を打ち消して測位計算を行うことにより高精度の位置情報を出力するＤＧＰＳ基地局装置、４Ａ、４ＢはＤＧＰＳ基地局装置３と移動端末装置１及び追跡端末装置２との間で通信するために移動端末装置１及び追跡端末装置２との間で無線通信するとともに、送信信号の電界強度を移動端末装置１及び追跡端末装置２が測位に使用するようにしたＰＨＳ基地局である。
【００２５】
さらに、移動端末装置１は、ＧＰＳ衛星の電波を受信するＧＰＳ受信部５Ａと、ＰＨＳ基地局を介してデータを送受信するＰＨＳ受信部６Ａと、ＧＰＳ受信部５ＡにおけるＧＰＳ電波の受信とＰＨＳ受信部６Ａを介して行われるＰＨＳ信号の送受信とを制御し、ＧＰＳアンテナ１４Ａを介しＧＰＳ受信部５ＡでＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ電波により検出した位置情報と自己の現在位置推定手段１１Ａにより推定された自己の推定位置情報を追跡端末装置２に送信するため一時記憶するメモリー（図示せず）を具備するとともに、その他の手段を制御するようにした制御部７Ａとにより構成される。
【００２６】
移動端末装置１は、また、複数のＰＨＳ基地局（４Ａ、４Ｂ、・・・）から受信したＰＨＳ電波からその電界強度を取得するための電界強度取得手段８Ａと、複数のＰＨＳ基地局の基地局識別番号を取得するための基地局識別番号取得手段９Ａとにより構成される。
【００２７】
移動端末装置１は、また、取得した電界強度及び基地局識別番号とＤＧＰＳ基地局装置３により補正された補正位置情報を記憶する位置情報測定メモリー１０Ａと、位置情報測定メモリー１０Ａに記憶された電界強度及び基地局識別番号とＤＧＰＳ基地局装置３において補正された補正位置情報とを用いてＰＨＳ基地局の位置を推定するＰＨＳ基地局位置推定手段１２Ａと、その結果を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ａとにより構成される。
【００２８】
移動端末装置１は、また、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合に、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予めＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ａに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索し、検索した基地局推定位置とそれに対応する現在受信した電界強度とにより換算した各ＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定する現在位置推定手段１１Ａと、ＧＰＳ電波を受信するＧＰＳアンテナ１４ＡとＰＨＳ回線の送受信を行なうためのＰＨＳアンテナ１５Ａとにより構成される。
【００２９】
次に、追跡端末装置２は、自局の位置検出及び、自局と移動端末装置の位置を地図上に表示する作用を行なうもので、ＧＰＳ衛星の電波を受信するＧＰＳ受信部５Ｂと、ＰＨＳ基地局を介してデータを送受信するＰＨＳ受信部６Ｂと、ＧＰＳ受信部５ＢにおけるＧＰＳ電波の受信とＰＨＳ受信部６Ｂを介して行われるＰＨＳ信号の送受信とを制御し、ＧＰＳアンテナ１４Ｂを介しＧＰＳ受信部５ＢでＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ電波により検出した位置情報と自己の現在位置推定手段１１Ｂにより推定された自己の推定位置情報を地図上に表わすため一時記憶するメモリー（図示せず）を具備するとともに、その他の手段を制御するようにした制御部７Ｂとにより構成される。
【００３０】
追跡端末装置２は、また、複数のＰＨＳ基地局（４Ａ、４Ｂ、・・・）から受信したＰＨＳ電波からその電界強度を取得するための電界強度取得手段８Ｂと、複数のＰＨＳ基地局の基地局識別番号を取得するための基地局識別番号取得手段９Ｂとにより構成される。
【００３１】
追跡端末装置２は、また、取得した電界強度及び基地局識別番号とＤＧＰＳ基地局装置３により補正された補正位置情報を記憶する位置情報測定メモリー１０Ｂと、位置情報測定メモリー１０Ｂに記憶された電界強度及び基地局識別番号とＤＧＰＳ基地局装置３において補正された補正位置情報とを用いてＰＨＳ基地局の位置を推定するＰＨＳ基地局位置推定手段１２Ｂと、その結果を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ｂとにより構成される。
【００３２】
追跡端末装置２は、また、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合に、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予めＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ｂに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索し、検索した基地局推定位置とそれに対応する現在受信した電界強度とにより換算した各ＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定する現在位置推定手段１１Ｂと、ＧＰＳ電波を受信するＧＰＳアンテナ１４ＢとＰＨＳ回線の送受信を行なうためのＰＨＳアンテナ１５Ｂとから構成される。
【００３３】
さらに、追跡端末装置２は、表示する地図を含む地図データベース１６と、地図とその地図上に移動端末装置１及び追跡端末装置２の位置を表示する表示部１８と、地図と移動端末装置１及び追跡端末装置２の位置とを重ねて表示するよう制御するロケーション手段１７とから構成される。
【００３４】
ＤＧＰＳ基地局装置３は、ＧＰＳ衛星の電波を受信するＧＰＳ受信部５Ｃと、ＧＰＳ情報を蓄積する衛星情報蓄積メモリー２０と、移動端末装置１及び追跡端末装置２から位置情報を受けその位置の補正要求に対して位置補正を行う位置補正手段２１と、ＰＨＳ公衆電話通信回線を介し移動端末装置１及び追跡端末装置２との間でデータの送受信を行なう通信部１９と、ＧＰＳ電波を受信するＧＰＳアンテナ１４Ｃとから構成される。
【００３５】
次に、図１及び図２を参照して、上記のように構成された本実施の形態におけるマンロケーションシステムの動作を説明する。
図２を参照して、まず、移動端末装置１の動作について説明する。移動端末装置１は起動された後（ステップＳ１）、ＰＨＳ受信部６Ａにおいて複数のＰＨＳ基地局からのＰＨＳ電波を定期的に受信する（ステップＳ２）。基地局識別番号取得手段９Ａは受信したＰＨＳ電波からそこに含まれている基地局識別番号を取得し取得した複数の基地局識別番号を位置情報測定メモリー１０Ａに記録する（ステップＳ３）。
【００３６】
また、電界強度取得手段８Ａは受信したＰＨＳ電波からそのＰＨＳ基地局の電界強度を取得し取得した複数のＰＨＳ基地局の電界強度を位置情報測定メモリー１０Ａに記録する（ステップＳ４）。位置情報測定メモリー１０Ａにおいては、基地局識別番号と電界強度とは対応して記録されるものとする。その後、ＧＰＳ受信部５Ａにおいて、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信する（ステップＳ５）。
【００３７】
ステップＳ６に進み、ＧＰＳ電波を受信したことによりＧＰＳ電波による測位が可能という条件を満足するとステップＳ７に進む。ＧＰＳ電波により検出された位置情報はＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂ及びＰＨＳ公衆電話回線を介してＤＧＰＳ基地局装置３に送信され、ＤＧＰＳ基地局装置３において補正され補正された結果の位置情報（以下、補正位置情報という）を再び受信して、その補正位置情報と基地局識別番号及び電界強度とが対応付けられ位置情報測定メモリー１０Ａに記録される（ステップＳ７）。このように、ＧＰＳ電波を受信可能な場合は、この補正位置情報により、前述のように、相当正確な現在位置情報を得ることができる。
【００３８】
ステップＳ８において、ＧＰＳ電波の受信による位置情報の検出と、ＤＧＰＳ基地局装置３におけるその位置情報の補正により精度が高くされた補正位置情報を１つの、例えばＰＨＳ基地局４Ｂにおいて３点（３箇所）以上得たという条件を満足するとステップＳ９に進む。そこで、ＰＨＳ基地局位置推定手段１２Ａは位置情報測定メモリー１０Ａに記憶されている補正位置情報と電界強度に基づき換算されたＰＨＳ基地局４Ｂまでの擬似距離とを用いて３点測量演算を行い、例えばＰＨＳ基地局４Ｂの基地局推定位置を求め、ＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ａに記憶する（ステップＳ９）。このようにして、各ＰＨＳ基地局（４Ａ、４Ｂ、・・・）の推定位置を記憶しておく。
【００３９】
しかし、ステップＳ８において、補正された高い精度の補正位置情報を１つのＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂに対して３点以上得たという条件を満足しなかった場合は、ステップＳ１に戻り、１つのＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂに対して高い精度の補正位置情報を３点以上得るまで、以上の一連の動作を繰り返す。
【００４０】
一方、ステップＳ６において、ＧＰＳ電波を受信できず、ＧＰＳ電波の受信により測位が可能という条件を満足しなかった場合は、現在受信しているか直前に受信したＰＨＳ電波により少なくとも３つのＰＨＳ基地局（４Ａ、４Ｂ、・・・）に対する基地局推定位置がＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ａに記憶されているか否かをチェックし（ステップＳ１０）、その条件を満足した場合はステップＳ１１に進む。
【００４１】
ステップＳ１１において、現在位置推定手段１１Ａは、ＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂの基地局識別番号によりＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ａに蓄積されているそれらＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂの基地局推定位置を検索し、それら基地局推定位置に基づき、現在受信したＰＨＳ基地局（例えば、ＰＨＳ基地局４Ｂ）の電界強度から換算したＰＨＳ基地局４Ｂまでの擬似距離を３点測量演算で算出して現在位置を推定する（ステップＳ１１）ことができる。現在位置推定手段１１Ａで推定された移動端末装置１の現在位置の補正位置情報は制御部７Ａに備えられているメモリー（図示せず）に一時記憶される。
【００４２】
このようにして、移動端末装置１で得られた補正位置情報、すなわち、現在位置情報は、ＰＨＳ受信部６Ａ、ＰＨＳアンテナ１５Ａ及びＰＨＳ基地局４Ｂ、４Ａを介し追跡端末装置２に対して定期的にまたは追跡端末装置２からの呼出により送信される。追跡端末装置２においては、制御部７Ｂの制御により表示を希望する地図データベースを地図データベース１６から引出し、それをロケーション手段１７の動作により表示部１８に表示する。
【００４３】
今、追跡端末装置２の補正部７Ｂが移動端末装置１からＰＨＳアンテナ１５Ａ及びＰＨＳ受信部６Ａを介して移動端末装置１の補正位置情報を受信すると、ロケーション手段１７の制御により追跡端末装置２の表示部１８に既に表示されている地図上に、受信した移動端末装置１の位置が重ねて表示され、移動端末装置１の存在位置が確認される。尚、追跡端末装置２におけるそれ自体の位置推定動作は、上記移動端末装置１に対する位置推定動作と同様であるから、再度の説明は省略する。また、本実施の形態はハードウェアのみでなく、ソフトウェアによって実現することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によるマンロケーションシステム及び現在位置推定方法は、事前のＰＨＳ基地局位置の測定及びＰＨＳ事業者から位置データの提供を受ける必要がなく、ＧＰＳ電波が受信できる場所においては高い精度で現在位置情報を検出することができるとともに、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない都市部及び市街地の高層ビルの谷間等においても既存のＰＨＳ基地局をそのまま利用して、少なくとも３つのＰＨＳ基地局の位置情報とそれらの電界強度とを利用して高い精度の現在位置情報を検出することができる。
【００４５】
また、本発明によるマンロケーションシステムは、マンロケーションシステムを徘徊老人に適用した際、介護者が追跡端末装置を携帯して徘徊老人を追跡端末装置に表示されている地図上でその位置を確認しながら追跡、確保することができるとともに、ＧＰＳ受信部及びＰＨＳ受信部で構成することができるため、人間が携帯できる小型な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態におけるマンロケーションシステムの構成を示すブロック図
【図２】図１に示すマンロケーションシステムの動作シーケンス（現在位置推定方法）を示すフローチャート
【図３】従来例の１つの自己の位置検出方式を示すブロック図
【符号の説明】
１ 移動端末装置
２ 追跡端末装置
３ ＤＧＰＳ基地局装置
４Ａ，４Ｂ ＰＨＳ基地局
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ ＧＰＳ受信部
６Ａ，６Ｂ ＰＨＳ受信部
７Ａ，７Ｂ 制御部
８Ａ，８Ｂ 電界強度取得手段
９Ａ，９Ｂ 基地局識別番号取得手段
１０Ａ，１０Ｂ 位置情報測定メモリー
１１Ａ，１１Ｂ 現在位置推定手段
１２Ａ，１２Ｂ ＰＨＳ基地局位置推定手段
１３Ａ，１３Ｂ ＰＨＳ基地局推定位置メモリー
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ ＧＰＳアンテナ
１５Ａ，１５Ｂ ＰＨＳアンテナ
１６ 地図データベース
１７ ロケーション手段
１８ 表示部
１９ 通信部
２０ ＧＰＳ衛星情報蓄積メモリー
２１ 位置補正手段
２２Ａ，２２Ｂ ＰＨＳ基地局アンテナ
３１Ａ，３１Ｂ 基地局
３２ 移動体位置検出器
３３ 受信機
３４ レベル測定機
３５ 基地局情報メモリー
３６ 地図データベース
３７ 相対位置検出器
３８ 位置補正部
３９ 表示部
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体の位置を無線通信手段を用いて把握することができるマンロケーションシステム（または現在位置推定システム）及び現在位置推定方法に関し、特にＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信が出来ない場所であっても移動体の位置を検出し特定することが可能なマンロケーションシステム及び現在位置推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車に搭載するナビゲーションシステムが普及し、自動車のロケーションシステムが実用化されている。これらのナビゲーションシステムは、アメリカ国防省が運用している人工衛星を使用した全世界測位システム（通常、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）といい、この人工衛星をＧＰＳ衛星という）を利用し位置を検出するものであり、アメリカ国防省によって意図的に位置精度劣化（ＳＡ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）が実施されている。
【０００３】
ＳＡが実施されている現在は、ＧＰＳによる単独の測位精度は約１００ｍ以内とされており、ナビゲーションシステムでは、その誤差を少なくするために、車輪の回転速度から得られる走行速度の情報と地磁気センサ、ガスレートセンサ、光ジャイロ装置やマップマッチング技術等を利用して位置情報を補正するようにしている。
【０００４】
また、ＳＡに対する対策として、ＧＰＳを利用した場合の測位方法を高精度化するために、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ−ＧＰＳ、高精度全世界測位システム）測位方法が提案されている。すなわち、ＤＧＰＳ測位方法というのは、位置が既知の固定基地局にＧＰＳ受信機を設置し、ＧＰＳ衛星−固定基地局間の測定誤差とＧＰＳ衛星の軌道情報および固定基地局の真の距離の差を誤差情報として利用して、移動局で測定したＧＰＳ衛星までの伝搬距離の距離誤差成分を打ち消すように補正して測位計算を行うことにより高精度の位置情報（以下、ＤＧＰＳ測位方法により補正された位置情報を補正位置情報という）を供給することができる。一般的なＤＧＰＳ測位方法による測位精度は１０ｍ以内とされている。
【０００５】
一方、ＰＨＳ（簡易型携帯電話システム）の電界強度を利用した位置検出方式としては、次に述べるような各種方式がある。すなわち、ＰＨＳ基地局の電界分布地図を実測によって予め作成し、移動局（子機）で測定された複数基地局の電界強度を電界分布地図上で対応付け、該当する等電界曲線の交わる領域として移動局（子機）の位置を検出する方法とか、基地局の電界強度分布をモデル化することにより、実測せずに電界分布地図を作成し、上記同様に移動局（子機）の位置を検出する方法などがある。
【０００６】
また、ＰＨＳの電界強度を利用した位置検出方式として、測定点での各基地局の電界強度とその位置情報とを対応付けるデータテーブルに記憶させ、移動局（子機）で測定した複数基地局の電界強度の組み合わせに最も近いものをデータテーブルから検索し、これに対応する位置として、移動局（子機）の位置を検出する方法がある。
【０００７】
さらに、移動局（子機）で測定した複数基地局の電界強度をニューラルネットワークを用いて電界強度分布を作成しそれを学習させて、移動局（子機）の位置を検出する方法とか、移動通信ネットワークが持つ位置確認データをＰＨＳ事業者より位置データの提供を受けて利用し、３つの基地局に対する移動局（子機）の電界強度を測定し、３点測量方法を用いて移動局（子機）の位置を検出する方法等が存在する。
【０００８】
以上、各種従来の移動局位置検出方法を説明したが、その１つの方法として図３に示すようなものがあった。図３は従来例の１つの自己の位置検出方式を示すブロック図である。図３に示す自己の位置検出方式は、移動体が基地局の電波を受信することにより自己の所在する位置を検出する方式であって、建造物が密集していて、ＧＰＳ電波を受信できないような場所でも、高い精度で自己の位置を検出できる方式を実現するようにしたものである。
【０００９】
次に、図３を参照して、上記従来の自己の位置検出方式について説明する。図３において、それぞれの無線基地局を識別しうる信号で変調した電波を送信する複数の無線基地局３１Ａ、３１Ｂを設置すると共に、移動体位置検出器３２において、無線基地局の電波を受信して受信レベルと無線基地局を識別する手段３４と、無線基地局ごとの直近での推定受信レベルを記憶した基地局情報メモリー３５と、道路や建物情報の地図データベース３６と、ジャイロを有し地図データベースの情報と受信レベルとから最大受信レベル地点が地図上の何れの箇所であるかを推定する手段３７と、基地局直近の位置を通過したと判定した場合に現在の走行位置を基地局情報メモリー内の該基地局位置の情報によって補正し、基地局直近の位置を通過しなかったと判定した場合に最大受信レベルの地点から基地局までの距離を推定し現在位置を補正する手段３８とを設けたものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各種の位置検出方法においては、全体として、車載用ではなく、マンロケーションシステムとして適用するにはＧＰＳ測位による位置検出では位置精度に問題があり、ＤＧＰＳ測位を用いても移動局がＧＰＳ電波を受信できない状態におかれたときはその効果を発揮することができないという問題があった。
【００１１】
また、上記従来の位置検出方法において、車輪の回転速度から得られる走行速度の情報と地磁気センサ、ガスレートセンサ、光ジャイロ装置等を使用する方法では、自動車に搭載する上では有効であるが人間が持つ装置としての適用は困難であり、マップマッチング技術においても自動車は道路を走行する事を前提としているので適用可能であるが、人間に対する適用は困難であるという問題があった。
【００１２】
また、ＰＨＳの電界強度を利用した従来の位置検出方式では、事前にＰＨＳ基地局の位置を知る必要があるから屋外での適用は困難であり、移動通信ネットワークが持つ位置確認データを利用する方法であっても、ＰＨＳ事業者から位置データの提供を受けなければならないほか、移動局（子機）を改造する必要があるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、既存のＰＨＳ基地局をそのまま利用することができ、ＧＰＳ電波の受信が出来ない場所においても位置検出を可能とするマンロケーションシステム及び現在位置推定方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によるマンロケーションシステムは、上記の目的を達成するため、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置かまたは追跡端末装置からの位置情報を補正して補正位置情報を返却するＤＧＰＳ（高精度全世界測位システム、）基地局装置とからなるマンロケーションシステムであって、前記移動端末装置及び追跡端末装置は、複数のＰＨＳ基地局からＰＨＳ電波を受信して電界強度を計測する電界強度計測手段と、受信したＰＨＳ電波を復調しＰＨＳ基地局の識別番号を取得する基地局識別番号取得手段と、ＧＰＳ受信部により取得した位置情報をＰＨＳ公衆電話通信回線を介してＤＧＰＳ基地局装置に送信し補正して返却された高い精度の補正位置情報（以下、ＤＧＰＳ測位方法により補正された位置情報を補正位置情報という）と電界強度計測手段及び基地局識別番号取得手段により得られた基地局識別番号に対する電界強度とを記憶する位置情報測定メモリーと、１つのＰＨＳ基地局（基地局識別番号）に対する位置情報測定点が３点以上になった際に位置情報測定メモリーに記憶された補正位置情報と電界強度から換算された擬似距離とにより３点測量演算を行いＰＨＳ基地局の位置を推定するＰＨＳ基地局位置推定手段と、ＰＨＳ基地局の推定位置を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリーと、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予めＰＨＳ基地局推定位置メモリーに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索し、検索した基地局推定位置とそれに対応する現在受信した電界強度とにより換算した各ＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定する現在位置推定手段を備えるようにしたものである。
【００１５】
本発明によるマンロケーションシステムは、事前のＰＨＳ基地局の位置の測定及びＰＨＳ事業者からの位置データの入手をすることなく、既存のＰＨＳ基地局をそのまま利用して、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部で構成することにより人間が携帯出来る小型な装置の提供とＧＰＳ電波が受信が出来ない場所でも位置の検出を可能にするマンロケーションシステムが得られる。
【発明の実施の形態】
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置または追跡端末装置からのＧＰＳ位置情報を補正して補正位置情報として前記移動端末装置または追跡端末装置に返却するＤＧＰＳ基地局装置とからなるマンロケーションシステムにおいて、１つのＰＨＳ基地局に対する前記補正位置情報の測定点が３点以上になったとき前記補正位置情報と電界強度より換算した擬似距離とによりＰＨＳ基地局位置推定手段において３点測量演算を行うことにより推定した前記１つのＰＨＳ基地局の位置を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリーと、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予め前記ＰＨＳ基地局推定位置メモリーに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索し、検索した基地局推定位置と該基地局推定位置に対応する現在受信している電界強度とにより換算した前記３点以上のＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定する現在位置推定手段とを含むようにしたものであり、既存のＰＨＳ基地局をそのまま利用し、事前のＰＨＳ基地局位置の測定及びＰＨＳ事業者からの位置データの提供を不要にすると共に、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部で構成することにより人間が携帯出来る小型な装置の提供とＧＰＳ電波が受信が出来ない場所でも位置の検出が可能になるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記移動端末装置または前記追跡端末装置は、更に複数のＰＨＳ基地局からＰＨＳ電波を受信して電界強度を取得する電界強度取得手段と、受信したＰＨＳ電波を復調しＰＨＳ基地局の識別番号を取得する基地局識別番号取得手段と、ＧＰＳ受信部により取得した位置情報をＤＧＰＳ基地局装置において補正した補正位置情報と前記基地局識別番号取得手段により得られた基地局識別番号に対応して前記電界強度取得手段により得られた電界強度を記憶する位置情報測定メモリーと、１つのＰＨＳ基地局に対する位置情報測定点が３点以上になった際に位置情報測定メモリーに記憶された補正位置情報と電界強度から換算された擬似距離とにより３点測量演算を行いＰＨＳ基地局の位置を推定するＰＨＳ基地局位置推定手段と、ＰＨＳ基地局の推定位置を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリーとを含むようにしたものであり、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合でも徘徊老人に適用した際に追跡端末装置を介護者が持ち出し徘徊老人を追跡、確保することが可能となるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の発明は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置または追跡端末装置からのＧＰＳ位置情報を補正して補正位置情報として前記移動端末装置または追跡端末装置に返却するＤＧＰＳ基地局装置とからなるマンロケーションシステムのＰＨＳ基地局位置推定方法において、複数のＰＨＳ基地局からのＰＨＳ電波を受信してその電界強度を取得するステップと、受信したＰＨＳ電波を復調して該ＰＨＳ電波を発信したＰＨＳ基地局の識別番号を取得するステップと、前記補正位置情報と前記識別番号と前記電界強度とをそれぞれ対応付けて記憶するステップと、特定の識別番号を有するＰＨＳ基地局に対応付けて記憶された前記補正位置情報と前記電界強度とが３組以上になったとき前記補正位置情報と前記電界強度とにより換算した擬似距離により３点測量演算を行うことで前記特定の識別番号を有するＰＨＳ基地局の位置を推定するステップとを含むようにしたものであり、既存のＰＨＳ基地局をそのまま利用し、事前のＰＨＳ基地局位置の測定及びＰＨＳ事業者からの位置データの提供を受けずに、ＰＨＳ基地局の位置を推定することができるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置または追跡端末装置からのＧＰＳ位置情報を補正して補正位置情報として前記移動端末装置または追跡端末装置に返却するＤＧＰＳ基地局装置とからなるマンロケーションシステムのＰＨＳ基地局位置推定方法において、１つのＰＨＳ基地局に対する前記補正位置情報の測定点が３点以上になったとき前記補正位置情報と電界強度より換算した擬似距離とにより３点測量演算を行うことにより前記１つのＰＨＳ基地局の位置を推定してＰＨＳ基地局推定位置メモリーに記憶するステップと、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない場合、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予め前記ＰＨＳ基地局推定位置メモリーに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索するステップと、検索した基地局推定位置と該基地局推定位置に対応する現在受信している電界強度とにより換算した前記３点以上のＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定するステップとを含むようにしたものであり、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない都市部、市街地の高層ビルの谷間でも位置を検出することができるという作用を有する。
【００２２】
〔実施の形態１〕
以下、添付図面、図１及び図２に基づき、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の１実施の形態におけるマンロケーションシステムの構成を示すブロック図、図２は図１に示すマンロケーションシステムの動作シーケンス（現在位置推定方法）を示すフローチャートである。
【００２３】
まず、図１を参照して、本発明の１実施の形態におけるマンロケーションシステムの構成について説明する。図１において、１は自局の位置検出を行ないその補正位置情報をＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂを介して追跡端末装置２に送信する移動端末装置、２は自局の位置検出を行なうとともに、移動端末装置１からその位置情報を受信して自局の位置と移動端末装置１の位置とを地図上に表示する追跡端末装置である。
【００２４】
また、３はＧＰＳ衛星の電波を受信してその位置を検出するとともに、移動端末装置１及び追跡端末装置２からの位置の補正要求に対してその位置を補正し移動端末装置１及び追跡端末装置２において測定したＧＰＳ衛星までの伝搬距離の距離誤差成分を打ち消して測位計算を行うことにより高精度の位置情報を出力するＤＧＰＳ基地局装置、４Ａ、４ＢはＤＧＰＳ基地局装置３と移動端末装置１及び追跡端末装置２との間で通信するために移動端末装置１及び追跡端末装置２との間で無線通信するとともに、送信信号の電界強度を移動端末装置１及び追跡端末装置２が測位に使用するようにしたＰＨＳ基地局である。
【００２５】
さらに、移動端末装置１は、ＧＰＳ衛星の電波を受信するＧＰＳ受信部５Ａと、ＰＨＳ基地局を介してデータを送受信するＰＨＳ受信部６Ａと、ＧＰＳ受信部５ＡにおけるＧＰＳ電波の受信とＰＨＳ受信部６Ａを介して行われるＰＨＳ信号の送受信とを制御し、ＧＰＳアンテナ１４Ａを介しＧＰＳ受信部５ＡでＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ電波により検出した位置情報と自己の現在位置推定手段１１Ａにより推定された自己の推定位置情報を追跡端末装置２に送信するため一時記憶するメモリー（図示せず）を具備するとともに、その他の手段を制御するようにした制御部７Ａとにより構成される。
【００２６】
移動端末装置１は、また、複数のＰＨＳ基地局（４Ａ、４Ｂ、・・・）から受信したＰＨＳ電波からその電界強度を取得するための電界強度取得手段８Ａと、複数のＰＨＳ基地局の基地局識別番号を取得するための基地局識別番号取得手段９Ａとにより構成される。
【００２７】
移動端末装置１は、また、取得した電界強度及び基地局識別番号とＤＧＰＳ基地局装置３により補正された補正位置情報を記憶する位置情報測定メモリー１０Ａと、位置情報測定メモリー１０Ａに記憶された電界強度及び基地局識別番号とＤＧＰＳ基地局装置３において補正された補正位置情報とを用いてＰＨＳ基地局の位置を推定するＰＨＳ基地局位置推定手段１２Ａと、その結果を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ａとにより構成される。
【００２８】
移動端末装置１は、また、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合に、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予めＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ａに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索し、検索した基地局推定位置とそれに対応する現在受信した電界強度とにより換算した各ＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定する現在位置推定手段１１Ａと、ＧＰＳ電波を受信するＧＰＳアンテナ１４ＡとＰＨＳ回線の送受信を行なうためのＰＨＳアンテナ１５Ａとにより構成される。
【００２９】
次に、追跡端末装置２は、自局の位置検出及び、自局と移動端末装置の位置を地図上に表示する作用を行なうもので、ＧＰＳ衛星の電波を受信するＧＰＳ受信部５Ｂと、ＰＨＳ基地局を介してデータを送受信するＰＨＳ受信部６Ｂと、ＧＰＳ受信部５ＢにおけるＧＰＳ電波の受信とＰＨＳ受信部６Ｂを介して行われるＰＨＳ信号の送受信とを制御し、ＧＰＳアンテナ１４Ｂを介しＧＰＳ受信部５ＢでＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ電波により検出した位置情報と自己の現在位置推定手段１１Ｂにより推定された自己の推定位置情報を地図上に表わすため一時記憶するメモリー（図示せず）を具備するとともに、その他の手段を制御するようにした制御部７Ｂとにより構成される。
【００３０】
追跡端末装置２は、また、複数のＰＨＳ基地局（４Ａ、４Ｂ、・・・）から受信したＰＨＳ電波からその電界強度を取得するための電界強度取得手段８Ｂと、複数のＰＨＳ基地局の基地局識別番号を取得するための基地局識別番号取得手段９Ｂとにより構成される。
【００３１】
追跡端末装置２は、また、取得した電界強度及び基地局識別番号とＤＧＰＳ基地局装置３により補正された補正位置情報を記憶する位置情報測定メモリー１０Ｂと、位置情報測定メモリー１０Ｂに記憶された電界強度及び基地局識別番号とＤＧＰＳ基地局装置３において補正された補正位置情報とを用いてＰＨＳ基地局の位置を推定するＰＨＳ基地局位置推定手段１２Ｂと、その結果を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ｂとにより構成される。
【００３２】
追跡端末装置２は、また、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合に、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予めＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ｂに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索し、検索した基地局推定位置とそれに対応する現在受信した電界強度とにより換算した各ＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定する現在位置推定手段１１Ｂと、ＧＰＳ電波を受信するＧＰＳアンテナ１４ＢとＰＨＳ回線の送受信を行なうためのＰＨＳアンテナ１５Ｂとから構成される。
【００３３】
さらに、追跡端末装置２は、表示する地図を含む地図データベース１６と、地図とその地図上に移動端末装置１及び追跡端末装置２の位置を表示する表示部１８と、地図と移動端末装置１及び追跡端末装置２の位置とを重ねて表示するよう制御するロケーション手段１７とから構成される。
【００３４】
ＤＧＰＳ基地局装置３は、ＧＰＳ衛星の電波を受信するＧＰＳ受信部５Ｃと、ＧＰＳ情報を蓄積する衛星情報蓄積メモリー２０と、移動端末装置１及び追跡端末装置２から位置情報を受けその位置の補正要求に対して位置補正を行う位置補正手段２１と、ＰＨＳ公衆電話通信回線を介し移動端末装置１及び追跡端末装置２との間でデータの送受信を行なう通信部１９と、ＧＰＳ電波を受信するＧＰＳアンテナ１４Ｃとから構成される。
【００３５】
次に、図１及び図２を参照して、上記のように構成された本実施の形態におけるマンロケーションシステムの動作を説明する。
図２を参照して、まず、移動端末装置１の動作について説明する。移動端末装置１は起動された後（ステップＳ１）、ＰＨＳ受信部６Ａにおいて複数のＰＨＳ基地局からのＰＨＳ電波を定期的に受信する（ステップＳ２）。基地局識別番号取得手段９Ａは受信したＰＨＳ電波からそこに含まれている基地局識別番号を取得し取得した複数の基地局識別番号を位置情報測定メモリー１０Ａに記録する（ステップＳ３）。
【００３６】
また、電界強度取得手段８Ａは受信したＰＨＳ電波からそのＰＨＳ基地局の電界強度を取得し取得した複数のＰＨＳ基地局の電界強度を位置情報測定メモリー１０Ａに記録する（ステップＳ４）。位置情報測定メモリー１０Ａにおいては、基地局識別番号と電界強度とは対応して記録されるものとする。その後、ＧＰＳ受信部５Ａにおいて、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信する（ステップＳ５）。
【００３７】
ステップＳ６に進み、ＧＰＳ電波を受信したことによりＧＰＳ電波による測位が可能という条件を満足するとステップＳ７に進む。ＧＰＳ電波により検出された位置情報はＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂ及びＰＨＳ公衆電話回線を介してＤＧＰＳ基地局装置３に送信され、ＤＧＰＳ基地局装置３において補正され補正された結果の位置情報（以下、補正位置情報という）を再び受信して、その補正位置情報と基地局識別番号及び電界強度とが対応付けられ位置情報測定メモリー１０Ａに記録される（ステップＳ７）。このように、ＧＰＳ電波を受信可能な場合は、この補正位置情報により、前述のように、相当正確な現在位置情報を得ることができる。
【００３８】
ステップＳ８において、ＧＰＳ電波の受信による位置情報の検出と、ＤＧＰＳ基地局装置３におけるその位置情報の補正により精度が高くされた補正位置情報を１つの、例えばＰＨＳ基地局４Ｂにおいて３点（３箇所）以上得たという条件を満足するとステップＳ９に進む。そこで、ＰＨＳ基地局位置推定手段１２Ａは位置情報測定メモリー１０Ａに記憶されている補正位置情報と電界強度に基づき換算されたＰＨＳ基地局４Ｂまでの擬似距離とを用いて３点測量演算を行い、例えばＰＨＳ基地局４Ｂの基地局推定位置を求め、ＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ａに記憶する（ステップＳ９）。このようにして、各ＰＨＳ基地局（４Ａ、４Ｂ、・・・）の推定位置を記憶しておく。
【００３９】
しかし、ステップＳ８において、補正された高い精度の補正位置情報を１つのＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂに対して３点以上得たという条件を満足しなかった場合は、ステップＳ１に戻り、１つのＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂに対して高い精度の補正位置情報を３点以上得るまで、以上の一連の動作を繰り返す。
【００４０】
一方、ステップＳ６において、ＧＰＳ電波を受信できず、ＧＰＳ電波の受信により測位が可能という条件を満足しなかった場合は、現在受信しているか直前に受信したＰＨＳ電波により少なくとも３つのＰＨＳ基地局（４Ａ、４Ｂ、・・・）に対する基地局推定位置がＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ａに記憶されているか否かをチェックし（ステップＳ１０）、その条件を満足した場合はステップＳ１１に進む。
【００４１】
ステップＳ１１において、現在位置推定手段１１Ａは、ＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂの基地局識別番号によりＰＨＳ基地局推定位置メモリー１３Ａに蓄積されているそれらＰＨＳ基地局４Ａ、４Ｂの基地局推定位置を検索し、それら基地局推定位置に基づき、現在受信したＰＨＳ基地局（例えば、ＰＨＳ基地局４Ｂ）の電界強度から換算したＰＨＳ基地局４Ｂまでの擬似距離を３点測量演算で算出して現在位置を推定する（ステップＳ１１）ことができる。現在位置推定手段１１Ａで推定された移動端末装置１の現在位置の補正位置情報は制御部７Ａに備えられているメモリー（図示せず）に一時記憶される。
【００４２】
このようにして、移動端末装置１で得られた補正位置情報、すなわち、現在位置情報は、ＰＨＳ受信部６Ａ、ＰＨＳアンテナ１５Ａ及びＰＨＳ基地局４Ｂ、４Ａを介し追跡端末装置２に対して定期的にまたは追跡端末装置２からの呼出により送信される。追跡端末装置２においては、制御部７Ｂの制御により表示を希望する地図データベースを地図データベース１６から引出し、それをロケーション手段１７の動作により表示部１８に表示する。
【００４３】
今、追跡端末装置２の補正部７Ｂが移動端末装置１からＰＨＳアンテナ１５Ａ及びＰＨＳ受信部６Ａを介して移動端末装置１の補正位置情報を受信すると、ロケーション手段１７の制御により追跡端末装置２の表示部１８に既に表示されている地図上に、受信した移動端末装置１の位置が重ねて表示され、移動端末装置１の存在位置が確認される。尚、追跡端末装置２におけるそれ自体の位置推定動作は、上記移動端末装置１に対する位置推定動作と同様であるから、再度の説明は省略する。また、本実施の形態はハードウェアのみでなく、ソフトウェアによって実現することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によるマンロケーションシステム及び現在位置推定方法は、事前のＰＨＳ基地局位置の測定及びＰＨＳ事業者から位置データの提供を受ける必要がなく、ＧＰＳ電波が受信できる場所においては高い精度で現在位置情報を検出することができるとともに、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない都市部及び市街地の高層ビルの谷間等においても既存のＰＨＳ基地局をそのまま利用して、少なくとも３つのＰＨＳ基地局の位置情報とそれらの電界強度とを利用して高い精度の現在位置情報を検出することができる。
【００４５】
また、本発明によるマンロケーションシステムは、マンロケーションシステムを徘徊老人に適用した際、介護者が追跡端末装置を携帯して徘徊老人を追跡端末装置に表示されている地図上でその位置を確認しながら追跡、確保することができるとともに、ＧＰＳ受信部及びＰＨＳ受信部で構成することができるため、人間が携帯できる小型な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態におけるマンロケーションシステムの構成を示すブロック図
【図２】図１に示すマンロケーションシステムの動作シーケンス（現在位置推定方法）を示すフローチャート
【図３】従来例の１つの自己の位置検出方式を示すブロック図
【符号の説明】
１ 移動端末装置
２ 追跡端末装置
３ ＤＧＰＳ基地局装置
４Ａ，４Ｂ ＰＨＳ基地局
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ ＧＰＳ受信部
６Ａ，６Ｂ ＰＨＳ受信部
７Ａ，７Ｂ 制御部
８Ａ，８Ｂ 電界強度取得手段
９Ａ，９Ｂ 基地局識別番号取得手段
１０Ａ，１０Ｂ 位置情報測定メモリー
１１Ａ，１１Ｂ 現在位置推定手段
１２Ａ，１２Ｂ ＰＨＳ基地局位置推定手段
１３Ａ，１３Ｂ ＰＨＳ基地局推定位置メモリー
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ ＧＰＳアンテナ
１５Ａ，１５Ｂ ＰＨＳアンテナ
１６ 地図データベース
１７ ロケーション手段
１８ 表示部
１９ 通信部
２０ ＧＰＳ衛星情報蓄積メモリー
２１ 位置補正手段
２２Ａ，２２Ｂ ＰＨＳ基地局アンテナ
３１Ａ，３１Ｂ 基地局
３２ 移動体位置検出器
３３ 受信機
３４ レベル測定機
３５ 基地局情報メモリー
３６ 地図データベース
３７ 相対位置検出器
３８ 位置補正部
３９ 表示部
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ アンテナ
Claims (4)
- ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置または追跡端末装置からのＧＰＳ位置情報を補正して補正位置情報として前記移動端末装置または追跡端末装置に返却するＤＧＰＳ基地局装置とからなるマンロケーションシステムにおいて、１つのＰＨＳ基地局に対する前記補正位置情報の測定点が３点以上になったとき前記補正位置情報と電界強度より換算した擬似距離とによりＰＨＳ基地局位置推定手段において３点測量演算を行うことにより推定した前記１つのＰＨＳ基地局の位置を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリーと、ＧＰＳ衛星からの電波が受信出来ない場合、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予め前記ＰＨＳ基地局推定位置メモリーに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索し、検索した基地局推定位置と該基地局推定位置に対応する現在受信している電界強度とにより換算した前記３点以上のＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定する現在位置推定手段とを含むことを特徴とするマンロケーションシステム。
- 前記移動端末装置または前記追跡端末装置は、更に複数のＰＨＳ基地局からＰＨＳ電波を受信して電界強度を取得する電界強度取得手段と、受信したＰＨＳ電波を復調しＰＨＳ基地局の識別番号を取得する基地局識別番号取得手段と、ＧＰＳ受信部により取得した位置情報をＤＧＰＳ基地局装置において補正した補正位置情報と前記基地局識別番号取得手段により得られた基地局識別番号に対応して前記電界強度取得手段により得られた電界強度を記憶する位置情報測定メモリーと、１つのＰＨＳ基地局に対する位置情報測定点が３点以上になった際に前記位置情報測定メモリーに記憶された補正位置情報と電界強度から換算された擬似距離とにより３点測量演算を行いＰＨＳ基地局の位置を推定するＰＨＳ基地局位置推定手段と、ＰＨＳ基地局の推定位置を記憶するＰＨＳ基地局推定位置メモリーとを含むことを特徴とする請求項１記載のマンロケーションシステム。
- ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置または追跡端末装置からのＧＰＳ位置情報を補正して補正位置情報として前記移動端末装置または追跡端末装置に返却するＤＧＰＳ基地局装置とからなるマンロケーションシステムのＰＨＳ基地局位置推定方法において、複数のＰＨＳ基地局からのＰＨＳ電波を受信してその電界強度を取得するステップと、受信したＰＨＳ電波を復調して該ＰＨＳ電波を発信したＰＨＳ基地局の識別番号を取得するステップと、前記補正位置情報と前記識別番号と前記電界強度とをそれぞれ対応付けて記憶するステップと、特定の識別番号を有するＰＨＳ基地局に対応付けて記憶された前記補正位置情報と前記電界強度とが３組以上になったとき前記補正位置情報と前記電界強度とにより換算した擬似距離により３点測量演算を行うことで前記特定の識別番号を有するＰＨＳ基地局の位置を推定するステップとを含むことを特徴とするＰＨＳ基地局位置推定方法。
- ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自己の位置を検出するＧＰＳ受信部とＰＨＳ公衆電話通信回線に接続するＰＨＳ受信部とを有する移動端末装置と、ＧＰＳ受信部とＰＨＳ受信部と表示する地図を含む地図データベースと地図上に位置を表示する表示部とを有する追跡端末装置と、前記移動端末装置または追跡端末装置からのＧＰＳ位置情報を補正して補正位置情報として前記移動端末装置または追跡端末装置に返却するＤＧＰＳ基地局装置とからなるマンロケーションシステムのＰＨＳ基地局位置推定方法において、１つのＰＨＳ基地局に対する前記補正位置情報の測定点が３点以上になったとき前記補正位置情報と電界強度より換算した擬似距離とにより３点測量演算を行うことにより前記１つのＰＨＳ基地局の位置を推定してＰＨＳ基地局推定位置メモリーに記憶するステップと、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない場合、現在受信している３点以上のＰＨＳ基地局に対する基地局推定位置が予め前記ＰＨＳ基地局推定位置メモリーに蓄積されているとき、該基地局推定位置を基地局識別番号により検索するステップと、検索した基地局推定位置と該基地局推定位置に対応する現在受信している電界強度とにより換算した前記３点以上のＰＨＳ基地局に対する擬似距離の３点測量演算により現在位置を推定するステップとを含むことを特徴とする現在位置推定方法。
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