JP4785893B2 - 可視光通信を用いたナビゲーションシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ナビゲーションシステムに関し、特に可視光通信を用いて建物の内部でナビゲーションサービスを提供するシステム及び方法に関する。

最近、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の発光効率が改善され、価格が低廉になることによって、携帯機器、ディスプレイ、自動車、信号灯、広告板などの特殊照明市場だけでなく、蛍光灯、白熱灯のような一般照明市場でもＬＥＤが一般的になっている。また、最近はＲＦ（Radio Frequency）帯域の周波数の枯渇、種々の無線通信技術間の混線の可能性、通信のセキュリティ要求の増大、４Ｇ無線技術の超高速ユビキタス通信環境の到来などにより、ＲＦ技術と相互補完的な光無線技術に対する関心が増加している。このため、可視光ＬＥＤを用いた可視光無線通信に対する研究が多数の企業及び研究所などで進行されている。

目に見える可視光を用いて情報を伝達する可視光通信は、安全で、かつ、その使用帯域が広い。また、規制を受けず、自由に使用することができ、光が到達する場所や進行する方向を見ることができるので、情報の受信範囲を正確に知ることができる長所がある。したがって、セキュリティの面でも信頼することができ、電力消耗の面でも低電力で駆動できる長所がある。したがって、可視光通信は、ＲＦ（Radio Frequency）の使用が制限された病院、飛行機でも適用可能であり、また、電光板を用いた付加情報サービスも提供することができる。このような可視光通信システムについて図面を参照して説明する。

図１Ａ及び図１Ｂは、従来の可視光通信（ＶＬＣ：Visible Light Communication）を用いた通信システムの一例を示す構成図である。図１Ａは、一般的な可視光通信システムを示す図である。一般的な可視光通信システムは、ＬＥＤまたはＬＤで構成されて、照明の役割と共に、可視光を使用してデータ送受信を遂行するランプ１０１、１０２、１０３と、可視光送受信モジュールを備え、上記ランプとデータ送受信を遂行する通信装置１２０、１２１とを含んで構成される。上記通信装置は、図１Ａに示すように、携帯電話、ＰＤＡのような移動型端末機１２０やデスクトップ形態の固定型端末機１２１などで構成されることができる。

図１Ｂは、可視光通信を用いた周辺機器インターフェース（Peripheral Interface）システムを示す図である。可視光通信を用いた周辺機器間通信は、可視光送受信モジュールを備えたノートブック、デスクトップなどの通信装置１３０、携帯電話やＰＤＡのような移動型端末機１３１、プリンタのような周辺機器１３２、またはデジタルカメラ、ｍｐ３プレーヤのような小型デジタル機器間の通信を可視光を用いて遂行する通信システムである。上記可視光通信を用いた周辺機器インターフェースは、保安が確実で、かつ低電力で具現することができる長所がある。

加えて、可視光通信は、有・無線の異なる通信媒体を使用した通信システムと結合して、より効率よく使用することができる。その中で、電力線を基盤とする電力線通信と結合して建物の内部の照明を用いて情報を提供する可視光通信システムについて詳細に説明する。

図２Ａ及び図２Ｂは、従来の電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）と可視光通信を用いた通信システムの構成図である。図２Ａは、電力線通信と可視光通信を用いた通信システムを使用してユーザに音楽情報をブロードキャスティングするシステムを示す。

図２Ａを参照すると、上記通信システムは、ユーザに提供するためのデータを格納している音楽サーバ（Music Server）２０１、音楽サーバ２０１とランプ２０３との間の電力線通信を遂行するための電力線（Power Line）２０２、電力線通信を遂行して音楽サーバ２０１からデータを受信して可視光信号として送信するランプ（Lamp）２０３、及びランプ２０３から送信する可視光信号を受信する移動端末（Mobile Terminal）１３１を含む。

図２Ａを参照して電力線通信と可視光通信とを用いた通信システムにおける通信を遂行する動作を説明すると、まず、音楽サーバ２０１から電力線２０２を基盤とする電力線通信を通じてランプ２０３にデータを転送する。ランプ２０３は、受信したデータを可視光信号に変調し、ＬＥＤを使用してブロードキャスティングする。移動端末１３１は、ランプ２０３から送信される可視光信号を受信して電気信号に変えて使用し、上記電気信号を用いて音楽ファイルを実行する等の動作を遂行することができる。

図２Ｂは、電力線通信と可視光通信とを用いた通信システムを使用してユーザに映像情報をブロードキャスティングするシステムを示す。図２Ｂは動画情報を格納する動画サーバ２０５を使用して、図２Ａと同一な構成を有し、同一な動作を遂行する。

図２Ｂを参照すると、上記通信システムは、ユーザに提供するためのデータを格納している動画サーバ（Movie Server）２０５、ランプ２０７の間の電力線通信を遂行するための電力線２０６、電力線通信を遂行して動画サーバ２０５からデータを受信して可視光信号に送信するランプ２０７、及びランプ２０７から送信する可視光信号を受信する移動端末（Mobile Terminal）２０８を含む。

動画サーバ２０５から電力線２０６を基盤とする電力線通信を通じてランプ２０７にデータを転送する。ランプ２０７は、受信したデータを可視光信号に変調し、ＬＥＤを使用してブロードキャスティングする。移動端末２０８は、ランプ２０７から送信する可視光信号を受信して電気信号に変えて使用し、上記電気信号を用いて動画ファイルを実行する等の動作を遂行することができる。

上記可視光通信システムは、照明が照らす所ではどこでも可視光通信を使用してサーバから提供する情報を利用することができる。

一方、最近、携帯電話、ＰＣＳ（Personal Communications Services）、ＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunication-2000）、及びＰＤＡのように、ユーザが携帯できる移動通信端末機に単純な音声通話機能以外に、メッセージ送受信機能、無線インターネット機能、スケジュール管理機能、ナビゲーション機能などの各種の便利機能が付加されている。

このような便利機能中の一つであって、ＧＰＳを使用したナビゲーション機能は、ユーザが希望する目的地までの経路情報をナビゲーションシステムを通じて提供を受ける機能であって、ユーザに最適の経路及び移動方向を提供する機能である。一般に、ナビゲーション機能は、車両の現在位置情報を提供するように構成されるので、データベースに格納された地図データを通じて最適の経路を探索することができる。

また、最近は、このような車両用ナビゲーションシステムから発展して、複雑な都心や不慣れな所で目的地を訪問する歩行者のために、携帯電話機などの移動通信端末機の形態をとるナビゲーション装置を用いて、歩行者を対象にしたナビゲーションの開発が試みられている。歩行者を対象にしたナビゲーション装置は、上記装置を携帯している歩行者にとって所定の目的地に至る最適の経路を歩行者に提供し、モニタリングできるようにする。

しかしながら、従来のＧＰＳ（Global Positioning System）を使用するナビゲーションの場合、歩行者が建物の内部や地下に入ると、ＧＰＳ信号が受信できないので、ナビゲーションサービスが使用できない問題点があった。

したがって、ＧＰＳナビゲーション信号が受信できない超高層建物、大型ショッピングモール、大型地下商店街のように、大規模の建築物が増える趨勢の中で、建物の内部でのナビゲーションに対する必要性が増大している。
国際公開ＷＯ２００４／０３８９６２号

本発明は、可視光通信を用いて建物の内部でナビゲーションサービスを提供することをその目的とする。

これを達成するための本発明の一局面によると、可視光通信を用いたナビゲーション（Navigation）移動端末であって、可視光信号を受信するための可視光通信モジュールと、可視光受信モジュールを通じて可視光信号を受信するための可視光通信モジュールと、可視光通信モジュールを通じて自身が位置する地域を照明するランプのうち、少なくとも一つ以上のランプと可視光通信を遂行し、少なくとも一つ以上のランプから可視光信号を受信して、少なくとも一つ以上のランプのＩＤと位置情報をマップ情報と比較して自身の現在位置を判断する制御部と、を含むことを特徴とする。また、マップ情報は、少なくとも一つ以上の各階の平面図を含む建物の内部の地図情報、各ランプの位置情報、各ランプのＩＤ情報、各ランプグループのＩＤ情報、及び各ランプグループの位置情報を含み、マップサーバから電力線通信によりランプへ送信され、ランプから可視光通信を通じて移動端末に受信されることを特徴とする。

本発明の他の局面によると、可視光通信を用いた建物内のナビゲーション方法であって、移動端末において、移動端末が位置する地域を照明するランプから可視光信号を受信して、移動端末が位置する地域を照明するランプのＩＤと位置情報を建物のマップ情報と比較して現在位置を判断する第１ステップと、移動端末での目的地情報入力の際、入力された目的地情報と端末ＩＤ情報、及び判断された現在位置情報を含む可視光信号をランプへ送信する第２ステップと、移動端末がサーバからランプに受信された目的地までの最適経路情報とマップ情報とを含む可視光信号をランプから受信する第３ステップと、移動端末が最適経路情報を含む経路イメージをディスプレイする第４ステップと、を含むことを特徴とする。また、マップ情報は、少なくとも一つ以上の各階の平面図を含む建物の内部の地図情報、各ランプの位置情報、各ランプのＩＤ情報、各ランプグループのＩＤ情報、及び各ランプグループの位置情報を含み、マップサーバから電力線通信によりランプへ送信され、ランプから可視光通信を通じて移動端末に受信されることを特徴とする。本発明のさらに他の局面によると、可視光通信を用いたナビゲーション方法であって、移動端末が、移動端末が位置する地域を照明するランプからマップ情報を含む可視光信号を受信する第１ステップと、移動端末が可視光信号を受信して、移動端末が位置する地域を照明するランプのＩＤと位置情報を前記マップ情報と比較して、移動端末の現在位置を判断し、判断した現在位置情報を含んだマップイメージをディスプレイする第２ステップと、を含むことを特徴とする。また、マップ情報は、少なくとも一つ以上の各階の平面図を含む建物の内部の地図情報、各ランプの位置情報、各ランプのＩＤ情報、各ランプグループのＩＤ情報、及び各ランプグループの位置情報を含み、マップサーバから電力線通信によりランプへ送信され、ランプから可視光通信を通じて移動端末に受信されることを特徴とする。

本発明によると、ＧＰＳ信号が受信できない建物の内部で、可視光通信を用いてナビゲーション機能を提供することができる。したがって、超高層ビルや大型建物で目的地を容易に探すことができるナビゲーション機能を使用することができる。

以下、本発明に係る好ましい実施形態を添付した図面を参照しながら詳細に説明する。また、本発明を説明するに当たり、本発明と関連した公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をむやみに曖昧にする恐れがあると認められる場合、その詳細な説明を省略する。

そして、後述する用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これは、ユーザ、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。したがって、その定義は、本明細書の全般に亘る内容に基づいてなされるべきである。

本発明は、可視光を媒体にする可視光通信を使用して超高層建物や超大型商店街のように、大規模の建築物の内部でナビゲーション機能を提供するものである。従来のＧＰＳ（Global Positioning System）を用いたナビゲーションシステムは、建物の内部のようなＧＰＳ信号が受信できない地域ではナビゲーション機能が使用できない問題点があった。本発明では、上記の問題を解決するために、ＧＰＳを利用せず、可視光通信を使用してナビゲーションシステムを構成する。建物の内部に設置された照明から発生する可視光は到達領域に限界性がある。言い換えると、照明が建物の内部のある地域に設置されると、その地域に固定されて一定の領域に光を発生させる。したがって、建物の内部の全体地図と建物の内部に設置された照明の各々の位置を把握し、各々の照明にＩＤを与えて移動端末と可視光通信を遂行すると、該当移動端末が現在受信している照明のＩＤを検査して該当移動端末の現在位置を知ることができる。

具体的に、下記の好ましい実施形態により本発明で提示する技術を詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムの構成図である。図３に示すように、本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムは、マップサーバ（Map Server）３０１、電力線（Power Line）３０２、ランプ（Lamp）３０３−１〜３０３−ｎ、及び移動端末（Mobile Terminal）３０５を含む。

マップサーバ３０１は、ナビゲーション機能を提供するために必要とされるデータを格納する。移動端末３０５は、内部格納容量が制限的であるので、全ての建物の内部情報を格納することができない。したがって、マップサーバ３０１は、建物の各層の平面図を含む建物内の地図データ、各ランプ３０３−１〜３０３−ｎの位置、各ランプ３０３−１〜３０３−ｎのＩＤに対する情報を格納し、電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）を使用して各ランプ３０３−１〜３０３−ｎと通信を遂行する。

電力線３０２は、マップサーバ３０１とランプ３０３−１〜３０３−ｎとの間の電力線通信を遂行するための媒介体として使われて、マップサーバ３０１に格納されたデータをランプ３０３−１〜３０３−ｎに伝達する。本発明の一実施形態では電力線通信を使用するが、電力線通信だけでなく、本発明の範疇から外れない、その他の有無線通信方法を適用して使用することができる。

ランプ３０３−１〜３０３−ｎは、該当建物の全地域に設けられて照明の用途に使われ、また、可視光通信装置として可視光信号３０４を送信する。本発明の一実施形態では、ランプ３０３−１〜３０３−ｎから移動端末３０５へのダウンリンクを通じてデータ転送がなされるが、移動端末３０５からランプ３０３−１〜３０３−ｎへのアップリンクは存在しない。したがって、マップサーバ３０１はユーザの最終目的地を知らないので、ナビゲーション動作に必要とされる建物の内部の全ての情報を移動端末３０５に提供する。したがって、上記ランプから送信される可視光信号３０４は、建物の内部の平面図を含む建物内の地図情報と、建物内に設けられている各ランプのＩＤ及び位置情報とを含む。上記ランプＩＤは、建物の内部の唯一の値であって、移動端末３０５の現在位置及びユーザの最終目的地を探すことに利用される。

移動端末３０５は、可視光受信モジュールを備えたポータブルモバイル通信装置であって、ランプ３０３−１〜３０３−ｎから可視光信号を受信して可視光通信を遂行する。移動端末３０５は、可視光信号３０４を受信してマップ情報に基づいて現在位置から目的地までの最適の経路を計算する。また、移動端末３０５は、受信した可視光信号からランプ３０３−１〜３０３−ｎのＩＤを検査して現在位置を把握し、移動端末３０５で計算した経路情報と現在位置を続けて比較して現在の進行方向が正確であるか否かを判断する。

図４は、本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムの送受信動作のフローチャートである。図４を参照すると、本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムは、ナビゲーション動作を遂行する移動端末３０５、建物内のランプで形成されたランプネットワーク３０３、及びナビゲーション機能を遂行するために必要とされるデータを格納したマップサーバ３０１を含む。

本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムは、移動端末３０５からランプネットワーク３０３へのアップリンクが存在しない。

したがって、最初のステップＳ４１０で、マップサーバ３０１は、ランプネットワーク３０３の各ランプにナビゲーションに必要とされる各層の平面図を含んだ建物の内部の地図情報、建物の内部のランプ位置情報、及び各位置に対応するランプＩＤ情報を含む初期データを送信する。

ステップＳ４２０で、各ランプ３０３−１〜３０３−ｎは、受信した上記情報を可視光通信を使用して可視光信号として発生させ、移動端末３０５は自身が位置する地域のランプから可視光信号を受信する。

ステップＳ４３０で、移動端末３０５は、ランプ３０３−１〜３０３−ｎから受信した地図情報、ランプＩＤ情報、及びランプ位置情報を使用して、移動端末３０５が現在位置する階の地図情報と移動端末３０５の現在位置情報をディスプレイする。ステップＳ４３０で、ユーザにより目的地情報が入力されると、移動端末３０５は目的地までの最適の経路情報を計算し、現在位置する階の地図情報と現在位置情報、上記計算された最適経路情報を含む経路イメージをディスプレイする。移動端末３０５では、ランプネットワーク３０３へのアップリンクがないので、移動端末３０５の内部にナビゲーションに必要とされる経路探索アルゴリズムを格納していなければならない。

ステップＳ４４０−１〜４４０−ｎでは、ユーザが移動端末３０５のディスプレイを参考にして移動を始めると、上記計算した最適経路情報と移動端末の現在位置とを比較して、ユーザが正しい方向に進行しているかを確認する。即ち、移動端末３０５は、現在位置のランプ３０３−１〜３０３−ｎで受信する可視光信号からランプのＩＤ情報を把握して移動端末３０５の現在位置を把握し、上記計算した最適経路情報と比較して経路離脱を確認する。経路離脱と判断された場合、最適経路から離脱した程度によって、戻る方向の情報を知らせるか、経路を再設定する。

図５は、本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムにおける移動端末の動作フローチャートである。図５を参照すると、まず、ステップＳ５０５で、ランプはマップサーバから受信したナビゲーション機能を遂行するために必要とされる建物内のマップ情報、各ランプのＩＤ、及び位置情報を可視光信号として送信する。

ステップＳ５１０で、移動端末は、上記移動端末が位置する地域を照明するランプから可視光信号を受信する。ステップＳ５１５では、上記建物内のマップ情報と各ランプのＩＤと位置情報の受信が完了したか否かを判断して、受信が完了していなければ、またステップＳ５１０に進んで受信を続け、受信が完了していれば、ステップＳ５２０に進んで受信した可視光信号からランプのＩＤ情報とランプの位置情報とを用いて移動端末の現在位置を把握する。

ステップＳ５２３で、移動端末は、上記把握した現在位置を用いて移動端末が現在位置する階の地図情報と移動端末の現在位置情報とをディスプレイする。

ステップＳ５２５では、移動端末で目的地を設定する。上記目的地設定はユーザの入力により遂行されることができる。ステップＳ５３０では、上記移動端末において、上記把握した現在位置から上記設定された目的地までの最適の経路を計算する。

次に、ステップＳ５３５では、上記移動端末において、上記移動端末の現在位置と、最適経路情報とをディスプレイする。上記ディスプレイは、移動端末が現在位置する階の地図情報と移動端末が現在位置する現在位置と、上記現在位置から目的地までの経路情報を含む。

ステップＳ５４０では、上記移動端末で受信した可視光信号からランプのＩＤと位置情報を通じて上記移動端末の現在位置を把握し、ステップＳ５３０で計算した経路情報に基づいて、次に進行する位置をディスプレイする。次に、ステップＳ５４５では、上記移動端末の経路離脱を判断する。上記判断は、ステップＳ５４０で判断した移動端末の現在位置とステップＳ５３０で計算した最適経路とを比較して、上記現在位置が最適経路から外れることになると、経路離脱と判断する。上記の判断で、経路離脱であれば、ステップＳ５５０に進んで経路再設定が必要か否かを判断する。上記経路再設定判断は、該当移動端末が元の最適経路から近距離の離脱の場合は経路を再設定せず、元の経路に戻るように表示し、遠距離の離脱の場合は最適経路を再度、計算して経路を再設定できるように判断するものである。上記経路再設定判断の基準は、元の最適経路と離脱した現在位置との間の距離差によって設定し、建物の大きさや構造によって距離単位あるいはブロックや階単位で適切に設定することができる。ステップＳ５５０で、経路再設定が必要でなければ、ステップＳ５５５に進んで元の経路に戻る経路を表示し、ステップＳ５３５に進行し、ステップＳ５５０で、経路再設定が必要であると判断されれば、ステップＳ５３０に進んで新たな現在位置から目的地までの最適経路をまた計算する。ステップＳ５４５で、経路離脱でなければ、ステップＳ５６０に進んで上記移動端末が目的地に到着したか否かを判断する。上記の判断で、目的地に到着すれば、ナビゲーション動作が終了し、目的地に到着していなければ、ステップＳ５３５に進んで目的地に到着する時まで上記のステップを繰り返して遂行する。

図６は、本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムの構成図である。図６に示すように、本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムは、マップサーバ６０１、電力線６０２、ランプ６０３−１〜６０３−ｎ、及び移動端末６０６を含む。

前述した本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムは、ランプ３０３−１〜３０３−ｎから移動端末３０５へのダウンリンクのみ存在したが、本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムは、ランプ６０３−１〜６０３−ｎから移動端末６０６へのダウンリンクだけでなく、移動端末６０６からランプ６０３−１〜６０３−ｎへのアップリンクも存在する。したがって、本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムは、マップサーバ６０１で現在位置と目的地の情報を受けて最適の経路情報を計算する。

マップサーバ６０１は、ナビゲーション機能を提供するために必要とされるデータを格納する。移動端末６０６は、内部格納容量が制限的であるので、全ての建物の内部情報を格納すると、格納容量の問題が発生する可能性がある。したがって、マップサーバ６０１は、建物の各階の平面図を含む建物内の地図情報、各ランプ６０３−１〜６０３−ｎの位置情報、各ランプ６０３−１〜６０３−ｎのＩＤ情報、各ランプグループの位置情報、各ランプグループのＩＤ情報などを格納し、電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）を使用して各ランプ６０３−１〜６０３−ｎと通信を遂行する。また、本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムは、移動端末６０６からランプ６０３−１〜６０３−ｎへのアップリンクが存在するので、マップサーバ６０１から目的地までの最適の経路をマップサーバ６０１で計算する。したがって、上記最適の経路情報と上記最適の経路に関連した最小限の地図情報とランプ位置情報のみを移動端末６０６へ転送することができる。

電力線６０２は、マップサーバ６０１とランプ６０３−１〜６０３−ｎとの間の電力線通信を遂行するための媒介体として使われて、ランプ６０３−１〜６０３−ｎから目的地情報と移動端末のＩＤ、ランプＩＤ、ランプグループＩＤをマップサーバ６０１へ転送することができ、上記転送したデータに基づいてマップサーバ６０１で計算した最適の経路情報をランプ６０３−１〜６０３−ｎへ伝達する役割を遂行する。本発明の実施形態では、電力線通信を使用するが、電力線通信だけでなく、本発明の範疇から外れない、その他の有無線通信方法を適用して使用することができる。

ランプ６０３−１〜６０３−ｎは、該当建物に設けられて照明の用途に使われて、また可視光通信装置として可視光信号６０４、６０５を送受信する。本発明の他の実施形態では、ランプ６０３−１〜６０３−ｎから移動端末６０６へのダウンリンクのみならず、移動端末６０６からランプ６０３−１〜６０３−ｎへのアップリンクが存在する。したがって、ランプ６０３−１〜６０３−ｎは、アップリンクを使用して移動端末６０６から目的地情報と移動端末６０６のＩＤ情報を含む可視光信号６０５を受信し、上記受信した情報に該当ランプＩＤ情報と該当ランプグループＩＤ情報を含めてマップサーバ６０１へ転送する。すると、マップサーバ６０１で最適の経路情報を計算して、計算された経路情報を電力線６０２を使用してランプ６０３−１〜６０３−ｎへ転送し、ランプは最適経路情報を含む可視光信号６０４を移動端末６０６へ送信する。上記ランプＩＤは、建物の内部の唯一の値であって、移動端末６０６の現在位置及びユーザの最終の目的地を探すことに利用される。また、上記ランプグループは、一定の地域のランプを１つのグループに設定したものであって、そのグループの識別のためにランプグループＩＤを設定する。

移動端末６０６は、可視光送受信モジュールを備えたポータブルモバイル通信装置であって、ランプ６０３−１〜６０３−ｎと可視光信号を送受信して通信を遂行する。移動端末６０６は、目的地情報と端末ＩＤとを含んだ可視光信号６０５をランプに送信し、マップサーバ６０１で計算した最適の経路情報を含んだ可視光信号６０４をランプ６０３−１〜６０３−ｎから受信する。また、移動端末６０６は、受信した可視光信号からランプ６０３−１〜６０３−ｎのＩＤを検査して現在位置を把握し、移動端末６０６で計算した経路情報と現在位置を続けて比較して、現在の進行方向が正確であるか否かを判断する。

図７は、本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムの送受信動作フローチャートである。図７を参照すると、本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムは、ナビゲーション動作を遂行する移動端末６０６、建物内のランプで形成されたランプネットワーク６０３、及びナビゲーション機能を遂行するために必要とされるデータを格納したマップサーバ６０１を含む。

本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムは、移動端末６０６からランプネットワーク６０３へのアップリンクが存在するので、マップサーバ６０１でナビゲーション動作遂行に必要とされるデータに基づいて最適の経路情報を計算して移動端末６０６へ転送する。

最初のステップＳ７１０で、移動端末６０６は、ユーザが設定した目的地情報と該当移動端末６０６の端末ＩＤをランプ６０３−１〜６０３−ｎへ転送する。上記端末ＩＤは、各移動端末６０６の間のユーザ区分のために使われる。即ち、今後ランプ６０３−１〜６０３−ｎから受信されるナビゲーション情報を受信するために、該当移動端末を区分するために転送される。

ステップＳ７２０で、ランプネットワークの中で、移動端末６０６から情報を受信した該当ランプ６０３−１〜６０３−ｎは、経路要請情報をマップサーバ６０１へ転送する。経路要請情報は、受信した目的地情報、端末ＩＤ情報、該当ランプＩＤ、及び該当ランプグループＩＤを含む。その中で、目的地情報及び端末ＩＤ情報は、移動端末６０６から受信した情報であり、ランプＩＤは移動端末６０６から目的地情報と端末ＩＤを受信したランプのＩＤである。グループＩＤは、ランプ６０３−１〜６０３−ｎが所属したランプグループのＩＤである。グループＩＤを送信する理由は、移動端末６０６が情報を送信した後、現在の場所に止まっておらず、移動する場合に、ランプＩＤだけでは応答される経路情報を受信することに問題が発生する可能性があるためである。

図９は、本発明の実施形態に係るナビゲーションシステムにおけるランプ（Lamp）の設置形態を示す例示図である。図９に示すように、ランプは一定の地域のランプ６０３−１〜６０３−ｎを１つのグループに設定する。したがって、グループＩＤを転送することで、特定ランプの周辺地域においてグループに設定された全てのランプに応答情報を送信するようにして、移動端末が周辺地域へ移動する時にも経路情報を受信できるようになる。

図１０は、本発明の実施形態に係るナビゲーションシステムにおけるＬＥＤ（Light Emitting Diode）の構成図である。また、図１０に示すように、ランプは、多数のＬＥＤの組合せで構成されるので、各ランプのＬＥＤの中で、一定の領域のＬＥＤをグループに設定して、ランプグループを構成することもできる。したがって、ステップＳ７１０で、移動端末６０６から情報を受信したランプ６０３−１〜６０３−ｎが所属したランプグループに応答情報を送信すると、移動端末６０６に安定的に情報を送信することができる。

マップサーバ６０１は、格納されたマップデータ、受信した目的地情報、ランプグループＩＤ、ランプＩＤ、及び端末ＩＤに基づいて、移動端末６０６の現在位置を把握し、目的地までの最適の経路を計算する。本発明の他の実施形態は、本発明の一実施形態とは異なり、移動端末６０６からランプネットワーク６０３へのアップリンクが存在するので、移動端末６０６で最適の経路情報を計算せず、マップサーバ６０１で経路探索アルゴリズムを使用して最適の経路情報を計算する。本発明の他の実施形態は、上記の特徴により移動端末６０６の電力消費及びメモリのサイズを低減させることができる。

次に、ステップＳ７３０で、マップサーバ６０１は、ランプネットワーク６０３に応答情報を転送する。応答情報は、ランプの位置情報を含んだマップデータ、最適の経路情報、端末ＩＤ、ランプＩＤ、及びランプグループＩＤを含む。上記マップデータは、移動端末６０６の現在位置から目的地までナビゲーション機能を遂行するために必要とされる地図（平面図）であり、ランプの位置及びＩＤ情報を含む。最適の経路情報は、現在位置から最終目的地までの経路上に位置するランプのＩＤ情報を含む。上記ランプＩＤとランプグループＩＤは、該当移動端末６０６に可視光信号を送信するランプのＩＤとランプグループのＩＤを表す。上記端末ＩＤは、ナビゲーション機能を遂行する該当移動端末６０６のＩＤ情報である。移動端末６０６は端末ＩＤを通じて自身のデータを区分する。

ステップＳ７４０で、マップサーバ６０１から情報を受信したランプネットワーク６０３は、受信した情報のうち、ランプグループＩＤとランプＩＤとを参考にして、該当ランプグループでマップデータと最適経路情報と端末ＩＤとを含んだ可視光信号を送信する。

ステップＳ７４５で、移動端末６０６は、ランプグループから受信した地図情報と最適経路情報とを使用して、移動端末６０６が現在位置する階の地図情報と目的地までの最適経路情報を含んだ画面をディスプレイする。

ステップＳ７５０−１〜７５０−ｎで、ユーザが移動端末６０６のディスプレイを参考にして移動を始めると、移動端末６０６は最適経路情報と比較してユーザが正しい方向に進行するか否かを確認する。即ち、移動端末６０６は、現在位置のランプから受信する可視光信号からランプのＩＤ情報を把握して移動端末６０６の現在位置を把握し、上記最適経路情報と比較して現在の自身の進行方向が正しいか否かを判断する。経路離脱と判断される場合、最適経路から離脱した程度によって、戻る方向の情報を知らせるか、またはサーバに現在の自身の位置を転送して経路を再設定する。

図８は、本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムにおける移動端末の動作フローチャートである。ステップＳ８１０で、移動端末は目的地を設定する。上記の目的地設定はユーザの入力により遂行されることができる。

ステップＳ８２０で、移動端末は、アップリンクを使用して設定された目的地情報をランプに送信する。ステップＳ８３０で、移動端末は、ステップＳ８２０でランプに送信した情報に対応する現在位置から目的地までの最適経路情報及びマップ情報を受信する。

ステップＳ８４０で、移動端末は、ステップＳ８３０で受信した情報を用いて経路イメージをディスプレイする。上記経路イメージは、マップ情報、現在位置情報、及び最適経路情報を含む。

次に、ステップＳ８５０では、上記移動端末で受信した可視光信号からランプのＩＤと位置情報を通じて上記移動端末の現在位置を把握し、ステップＳ８３０で受信した最適経路情報に基づいて次に進行する位置をディスプレイする。

次に、ステップＳ８６０では、上記の経路離脱を判断する。上記の判断は、上記ステップＳ８５０で判断した移動端末の現在位置とステップＳ８３０で受信した最適経路とを比較して、上記現在位置が最適経路から外れると、経路離脱と判断する。上記の判断で、経路離脱であれば、ステップＳ８７０に進んで経路再設定が必要か否かを判断する。上記経路再設定判断は、該当移動端末の離脱が元の最適経路から近距離の離脱の場合は経路を再設定せず、元の経路に戻るように表示し、遠距離の離脱の場合は、最適経路を再度、計算して経路を再設定できるように判断する。上記経路再設定判断の基準は、元の最適経路と離脱した現在位置との間の距離差によって設定し、建物の大きさや構造に従って距離単位あるいはブロックや階単位で適切に設定することができる。ステップＳ８７０で、経路再設定が必要でなければ、ステップＳ８８０に進んで元の経路に戻る経路を表示し、ステップＳ８４０に進み、上記ステップＳ８７０で、経路再設定が必要であると判断されれば、ステップＳ８２０に進んで新たな現在位置から目的地までの最適経路を再度、受信する。ステップＳ８６０で、経路離脱でなければ、ステップＳ８９０に進んで上記移動端末が目的地に到着したか否かを判断する。上記の判断で、目的地に到着すれば、ナビゲーション動作が終了し、目的地に到着していなければ、ステップＳ８４０に進んで目的地に到着する時まで上記のステップを繰り返して遂行する。

本発明の他の実施形態では、移動端末からマップサーバに目的地情報を送信し、これに対応する最適の経路情報を受信してナビゲーション動作を遂行する。付け加えて説明すると、移動端末で目的地情報を設定する前に、ナビゲーションメニューを選択する動作だけでもマップサーバから地図情報、ランプの位置情報、及びランプのＩＤ情報を受信して、移動端末の現在位置情報をディスプレイして、ユーザが自身の位置を容易に認知できるように構成することができる。

図１１は、本発明の実施形態に係るナビゲーション動作の際の移動端末のディスプレイ例示図である。図１１に示すように、上記ディスプレイ画面は、ユーザが現在位置する階の平面図であり、ユーザの現在位置と該当目的地までの経路情報が含まれる。付け加えて、ディスプレイ画面上での地図の拡大及び縮小、方位表示、歩行者の移動速度を考慮した目的地までの所要時間などの便利機能を追加して構成することができる。

本発明の実施形態に係る可視光通信を用いたナビゲーションシステム及び方法の構成及び動作は上記のようになされることができ、一方、前述した本発明の説明では、具体的な実施形態に関して説明したが、種々の変形が本発明の範囲から外れることなく、実施されることができる。

従来の可視光通信（ＶＬＣ：Visible Light Communication）を用いた通信システムの一例を示す構成図である。 従来の可視光通信（ＶＬＣ：Visible Light Communication）を用いた通信システムの一例を示す構成図である。 従来の電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）と可視光通信を用いた通信システムの構成図である。 従来の電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）と可視光通信を用いた通信システムの構成図である。 本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムの構成図である。 本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムの送受信動作フローチャートである。 本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムにおける移動端末の動作フローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムの構成図である。 本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムの送受信動作フローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るナビゲーションシステムにおける移動端末の動作フローチャートである。 本発明の実施形態に係るナビゲーションシステムにおけるランプ（Lamp）の設置形態を示す例示図である。 本発明の実施形態に係るナビゲーションシステムにおけるＬＥＤ（Light Emitting Diode）の構成図である。 本発明の実施形態に係るナビゲーション動作の際の移動端末のディスプレイ例示図である。

Claims (24)

1. 可視光通信を用いたナビゲーション（Navigation）移動端末であって、
   可視光信号を受信するための可視光通信モジュールと、前記可視光通信モジュールを通じて自身が位置する地域を照明するランプのうち、少なくとも一つ以上のランプと可視光通信を遂行し、前記少なくとも一つ以上のランプから可視光信号を受信して、前記少なくとも一つ以上のランプのＩＤと位置情報をマップ情報と比較して自身の現在位置を判断する制御部とを含み、
   前記マップ情報は、少なくとも一つ以上の各階の平面図を含む建物の内部の地図情報、前記各ランプの位置情報、前記各ランプのＩＤ情報、各ランプグループのＩＤ情報、及び各ランプグループの位置情報を含み、マップサーバから電力線通信により前記ランプへ送信され、前記ランプから可視光通信を通じて前記移動端末に受信されることを特徴とする可視光通信を用いたナビゲーション移動端末。
2. 前記ランプは、各個体毎に識別可能な固有ＩＤを有し、前記マップサーバと電力線通信を遂行し、可視光通信モジュールを備えることを特徴とする請求項１に記載の可視光通信を用いたナビゲーション移動端末。
3. 前記移動端末の可視光通信モジュールが可視光送受信モジュールである場合、前記移動端末は、目的地情報を含む可視光信号を自身が位置する地域を照明する少なくとも一つ以上のランプへ送信し、前記自身が位置する地域を照明する少なくとも一つ以上のランプから最適経路情報を含む可視光信号を受信することを特徴とする請求項１に記載の可視光通信を用いたナビゲーション移動端末。
4. 前記移動端末から目的地情報を含む可視光信号を受信した前記少なくとも一つ以上のランプは、前記目的地情報を含む経路要請情報を前記マップサーバへ転送し、前記マップサーバから前記経路要請情報に対する応答である最適経路情報を受信し、前記受信した最適経路情報を含む可視光信号を発生させることを特徴とする請求項３に記載の可視光通信を用いたナビゲーション移動端末。
5. 前記マップサーバは、前記少なくとも一つ以上のランプから経路要請情報を受信すると、前記経路要請情報に対応する最適経路情報を計算して、前記少なくとも一つ以上のランプへ転送することを特徴とする請求項４に記載の可視光通信を用いたナビゲーション移動端末。
6. 前記移動端末の可視光通信モジュールが可視光受信モジュールである場合、前記マップサーバは、前記マップ情報を前記各ランプへ転送することを特徴とする請求項１に記載の可視光通信を用いたナビゲーション移動端末。
7. 前記少なくとも一つ以上のランプは、前記マップサーバから前記マップ情報を受信し、前記受信したマップ情報を可視光信号として発生させることを特徴とする請求項６に記載の可視光通信を用いたナビゲーション移動端末。
8. 前記移動端末は、自身が位置する地域を照明する少なくとも一つ以上のランプから前記マップ情報を受信し、前記提供を受けたマップ情報に対応するマップイメージをディスプレイすることを特徴とする請求項７に記載の可視光通信を用いたナビゲーション移動端末。
9. 前記移動端末は、前記目的地までの最適経路を計算して、前記計算された最適経路情報を含む経路イメージをディスプレイすることを特徴とする請求項８に記載の可視光通信を用いたナビゲーション移動端末。
10. 前記移動端末で前記移動端末の現在位置情報を含む現在位置イメージを表示することを特徴とする請求項１に記載の可視光通信を用いたナビゲーション移動端末。
11. 可視光通信を用いたナビゲーション方法であって、
    移動端末において、前記移動端末が位置する地域を照明するランプから可視光信号を受信して、前記移動端末が位置する地域を照明するランプのＩＤと位置情報を建物のマップ情報と比較して現在位置を判断する第１ステップと、
    前記移動端末での目的地情報入力の際、入力された目的地情報と端末ＩＤ情報、及び前記判断された現在位置情報を含む可視光信号をランプへ送信する第２ステップと、
    前記移動端末がマップサーバから前記ランプに受信された目的地までの最適経路情報とマップ情報とを含む可視光信号を前記ランプから受信する第３ステップと、
    前記移動端末が前記最適経路情報を含む経路イメージをディスプレイする第４ステップと、
    を含み、
    前記マップ情報は、少なくとも一つ以上の各階の平面図を含む建物の内部の地図情報、前記各ランプの位置情報、前記各ランプのＩＤ情報、各ランプグループのＩＤ情報、及び各ランプグループの位置情報を含み、前記マップサーバから電力線通信により前記ランプへ送信され、前記ランプから可視光通信を通じて前記移動端末に受信されることを特徴とする可視光通信を用いたナビゲーション方法。
12. 前記第２ステップの後に、前記ランプは、目的地情報、端末ＩＤ情報、ランプＩＤ情報、及びランプグループＩＤ情報を含む経路要請情報を前記マップサーバに送信することを特徴とする請求項１１に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
13. 前記ランプは、前記マップサーバで計算された最適経路情報、ランプ位置情報を含んだマップ情報、端末ＩＤ、ランプＩＤ、及びランプグループＩＤを含む応答情報を受信することを特徴とする請求項１１に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
14. 前記ランプは、前記移動端末と可視光通信するとき、前記応答情報に含まれたランプグループＩＤを判断して、該当ランプグループに属するランプを通じて可視光信号を発生させることを特徴とする請求項１１に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
15. 前記経路イメージは、前記移動端末が現在位置する階の地図情報、前記移動端末の現在位置情報、及び前記最適経路情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
16. 前記移動端末の現在位置と最適経路情報とを比較して、前記最適経路情報上で次に移動する位置を表示する第５ステップと、
    前記移動端末が最適経路から離脱した場合、経路再設定が必要か否かを判断する第６ステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
17. 経路再設定が必要とされる場合、前記第１ステップから前記第４ステップを再度、遂行して、最適経路情報を再設定してナビゲーション動作を遂行することを特徴とする請求項１６に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
18. 経路再設定が必要とされない場合、前記移動端末の現在位置で既存の最適経路上の位置に戻る経路を表示することを特徴とする請求項１６に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
19. 可視光通信を用いたナビゲーション方法であって、
    移動端末が、前記移動端末が位置する地域を照明するランプからマップ情報を含む可視光信号を受信する第１ステップと、
    前記移動端末が前記可視光信号を受信して、前記移動端末が位置する地域を照明する前記ランプのＩＤと位置情報を前記マップ情報と比較して、前記移動端末の現在位置を判断し、前記判断した現在位置情報を含んだマップイメージをディスプレイする第２ステップと、
    を含み、
    前記マップ情報は、少なくとも一つ以上の各階の平面図を含む建物の内部の地図情報、前記各ランプの位置情報、前記各ランプのＩＤ情報、各ランプグループのＩＤ情報、及び各ランプグループの位置情報を含み、マップサーバから電力線通信により前記ランプへ送信され、前記ランプから可視光通信を通じて前記移動端末に受信されることを特徴とする可視光通信を用いたナビゲーション方法。
20. 前記第２ステップにおいて、前記移動端末での目的地設定の際、前記移動端末の現在位置から目的地までの最適経路情報を計算して、前記最適経路情報を含んだ経路イメージをディスプレイする第３ステップを更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
21. 前記経路イメージは、前記移動端末が現在位置する階の地図情報、前記移動端末の現在位置情報、及び目的地までの最適経路情報を含むことを特徴とする請求項２０に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
22. 前記移動端末の現在位置と最適経路情報とを比較して、前記最適経路情報上で次に移動する位置を表示する第４ステップと、
    前記移動端末が最適経路から離脱した場合、経路再設定が必要か否かを判断する第５ステップと、
    を更に含むことを特徴とする請求項２０に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
23. 経路再設定が必要とされる場合、前記第３ステップを遂行して最適経路情報を再度、計算してナビゲーション動作を遂行することを特徴とする請求項２２に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。
24. 経路再設定が必要とされない場合、前記移動端末の現在位置から既存の最適経路上の位置に戻る経路を表示することを特徴とする請求項２２に記載の可視光通信を用いたナビゲーション方法。

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