JP5258865B2 - 無線lanapを利用した無線デバイスの位置追跡システム及び方法 - Google Patents

無線lanapを利用した無線デバイスの位置追跡システム及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線LAN APを利用した無線デバイスの位置追跡システム及び方法に関し、全般的に、室内及び室外で切れることがなく信頼性の高い位置追跡サービスを提供することができ、位置追跡のための基盤データを信頼性高く確保できるようにする無線LAN APを利用した無線デバイスの位置追跡システム及び方法に関する。
従来、周辺APの無線LAN信号強度を活用した位置追跡技術が広く知られている。このような無線LAN信号強度を活用した位置追跡技術が具現化されるためには、第1は、位置追跡のためのデータを集めるためのスキャニング過程が必要となり、第2は、スキャニングしたデータを利用して実際にユーザの位置を追跡する過程が必要となる。
従来のスキャニング技術では、位置を追跡する前にこのための基盤データを収集するスキャニング過程を行い続けなければならない。このようなスキャニング作業時には、GPS受信が可能なデバイスを携帯しつつ該当GPS座標地点でどんなAPがあるかに対する情報をデータベースに格納する。すなわち、位置追跡サービスを提供するためには、サービスプロバイダーがサービス提供前に位置追跡したい地域を回りつつスキャニングして、該当地域のAPに対するデータを集めてデータベースを構成しておく。あるいは、GPS受信が可能なデバイスを携帯したユーザが位置追跡したい地域をスキャニングして、そのデータをアップロードする。また、特定地域の初期スキャニングを終えた後にも、時間が流れるにつれて該当地域のAP構成環境が変わるので、以前のデータのみを利用すると、位置追跡の正確度が落ちるために、新しいAP構成環境を反映するために、繰り返し的なスキャニング作業を行わなければならない。
このように、従来技術の場合、サービスオープン後にも同じ地域のスキャニング作業を持続的に繰り返さなければならないために、維持補修費用が増えるようになり、位置追跡サービスを提供する地域が広くなるほど、その費用は、急激に増加するようになる。
本発明の目的は、室内及び室外で切れることなく、かつ信頼性の高い位置追跡サービスを提供できるようにする信頼度基盤の無線LAN APを利用した無線デバイスのリアルタイム位置追跡システム及び方法、並びにこれに用いられる位置追跡基盤データを構築する方法及び位置推定サーバを提供することにある。
本発明の他の目的は、位置追跡のための基盤データを信頼性高く確保することができる信頼度基盤の無線LAN APを利用した無線デバイスのリアルタイム位置追跡システム及び方法、並びにこれに用いられる位置推定基盤データを構築する方法及び位置推定サーバを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、室内及び室外で切れることなく、かつ信頼性の高い位置追跡サービスを提供することができ、位置推定のための基盤データを信頼性高く確保することができる方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み出すことのできる記録媒体を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、室内及び室外で切れることなく、かつ信頼性の高い位置追跡サービスを提供することができ、位置推定のための基盤データを信頼性高く確保することができる信頼度基盤の無線LAN APを利用した無線デバイスのリアルタイム位置追跡システム及び方法に用いられるデータベースを提供することにある。
また、本発明のさらに他の目的は、GPS、移動通信網、インドアサーバなどのように、付加資源が必要な技術を使用せずに無線LANのみで室外−室内判断とシームレス位置追跡が可能であるから、インフラ構築と端末機の製造において費用を低減できる無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システム及びその方法、並びにこれに用いられる無線デバイスを提供することにある。
また、本発明のさらに他の目的は、GPS、移動通信網、インドアサーバなどのように付加資源が必要な技術を使用せずに無線LANのみで室外−室内判断とシームレス位置追跡が可能であるから、インフラ構築と端末機の製造において費用を低減できる無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み出すことのできる記録媒体を提供することにある。
上記の目的を達成すべく、本発明に係る位置推定基盤データを構築する方法は、アクセスポイントの目録、該アクセスポイントの信号強度を含むアクセスポイントスキャンデータ、及びアクセスポイントスキャンデータを測定した位置を提供されるステップと、前記位置で測定されたすべてのアクセスポイントの各々に対して、前記収集されたアクセスポイントスキャンデータの信頼度を計算するステップと、前記計算された信頼度と、前記収集されたアクセスポイントスキャンデータと位置を対応させて位置推定基盤データとして格納するステップと、前記計算された信頼度が既設定された条件を満たさない場合、前記既設定された条件を満たさないアクセスポイントの目録を格納するステップと、を含み、前記各アクセスポイントのスキャンデータの信頼度を計算するステップは、該当アクセスポイントが観測される分布範囲が通常のアクセスポイントが観測される分布範囲よりも広く分布していると、該当アクセスポイントの信頼度を低くして計算されることを特徴とする。
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る無線LANアクセスポイントを利用した無線デバイスのリアルタイム位置追跡方法は、位置を推定しようとする無線デバイスによって測定されたアクセスポイント(以下、第1アクセスポイントとする)の目録、及び前記第1アクセスポイントの信号強度を含むアクセスポイント観測データを提供されるステップと、位置、位置に対応するアクセスポイント(以下、第2アクセスポイントとする)の目録、前記第2アクセスポイントの信号強度、前記第2アクセスポイントの信頼度を含む位置推定基盤データと、前記アクセスポイント観測データと比較して、前記無線デバイスの位置を推定するステップと、前記第2アクセスポイントの信頼度が既設定された条件を満たさない場合、前記既設定された条件を満たさないアクセスポイントの目録を格納するステップと、を含み、前記第2アクセスポイントの信頼度は、前記第2アクセスポイントが観測される分布範囲が通常のアクセスポイントが観測される分布範囲よりも広く分布していると、該当アクセスポイントの信頼度を低くして計算されることを特徴とする。
また、上記の目的を達成すべく、本発明の無線デバイスの位置追跡のための位置推定基盤データを構築する位置推定サーバは、無線デバイスにより測定されたアクセスポイントの目録、及びこれらのアクセスポイントの信号強度を含むアクセスポイントスキャンデータと、前記アクセスポイントスキャンデータを測定した位置を提供されるアクセスポイント観測データ受信機と、前記位置で測定されたすべてのアクセスポイントの各々に対して、前記収集されたアクセスポイントスキャンデータの信頼度を計算する位置推定基盤データ信頼度計算エンジンと、前記計算された信頼度、前記収集されたアクセスポイントスキャンデータ、及び前記位置を対応させて、位置推定基盤データを構築する位置データ構築エンジンと、データベースと、を備え、前記位置データ構築エンジンは、前記計算された信頼度が既設定された条件を満たさない場合、前記既設定された条件を満たさないアクセスポイントの目録を格納し、前記各アクセスポイントのスキャンデータの信頼度は、該当アクセスポイントが観測される分布範囲が通常のアクセスポイントが観測される分布範囲よりも広く分布していると、該当アクセスポイントの信頼度を低くして計算されることを特徴とする。
また、上記の目的を達成すべく、本発明の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システムは、無線デバイスにより測定されたアクセスポイントの目録、及びこれらのアクセスポイントの信号強度を含むアクセスポイント観測データと、前記アクセスポイント観測データを測定した位置を提供されるアクセスポイント観測データ受信機と、前記位置で測定されたすべてのアクセスポイントの各々に対して、前記受信されたアクセスポイント観測データの信頼度を計算する位置推定基盤データ信頼度計算エンジンにより計算された信頼度、前記受信されたアクセスポイント観測データ、及び前記位置を対応させて、位置推定基盤データを構築する位置データ構築エンジンと、データベースと、前記位置推定基盤データから室外及び室内を区分できるデータ(以下、KASとする)を抽出する室外及び室内位置区分データ抽出部と、前記アクセスポイント観測データ受信機により収集されたアクセスポイント観測データと前記KASデータとを比較して、室外か室内かを判断する室外及び室内位置判断部とを備え、前記位置データ構築エンジンは、前記計算された信頼度が既設定された条件を満たさない場合、前記既設定された条件を満たさないアクセスポイントの目録を前記データベースに格納し、前記各アクセスポイントの観測データの信頼度は、該当アクセスポイントが観測される分布範囲が通常のアクセスポイントが観測される分布範囲よりも広く分布していると、該当アクセスポイントの信頼度を低くして計算されることを特徴とする。
また、上記の目的を達成すべく、本発明の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法は、アクセスポイントの目録、そのアクセスポイントの信号強度を含むアクセスポイント観測データ、及びアクセスポイント観測データを測定した位置を提供されるステップと、前記位置で測定されたすべてのアクセスポイントの各々に対して、前記収集されたアクセスポイント観測データの信頼度を計算するステップと、前記計算された信頼度と、前記収集されたアクセスポイント観測データと位置を対応させて位置推定基盤データとして格納するステップと、前記計算された信頼度が既設定された条件を満たさない場合、前記既設定された条件を満たさないアクセスポイントの目録を格納するステップと、前記位置推定基盤データから室外及び室内を区分できるデータ(以下、KASとする)を抽出するステップと、前記収集されたアクセスポイント観測データと前記KASデータとを比較して、室外か室内かを判断するステップとを含み、前記各アクセスポイントの観測データの信頼度は、該当アクセスポイントが観測される分布範囲が通常のアクセスポイントが観測される分布範囲よりも広く分布していると、該当アクセスポイントの信頼度を低くして計算されることを特徴とする。
本発明では、GPS、ユーザ入力、位置追跡アルゴリズムを利用して入力された無線デバイスの位置と、無線デバイスで受信したAP信号を利用してデータベースを構築し、このデータベースを利用して無線デバイスの位置をリアルタイムで把握できるようにする。したがって、GPS追跡がなされない室内はもちろん、室外でも切れることがない位置追跡技術を提供できるので、ユーザに切れることがない位置基盤サービスを提供できる。ここで、位置基盤サービスのうち、位置追跡サービスとしては、セキュリティー及び出入管理、迷子探し、資産管理などが挙げられ、位置関連情報サービスとしては、位置基盤注文型コンテンツ提供サービス、位置周辺案内サービスなどが挙げられる。
無線デバイスで収集されるDB構築用AP観測データ(ADDFD)を使用して位置推定基盤データを構築することで、別途の専用位置収集装備が必要でないから、初期費用及び維持補修費用を低減することができる。
位置推定基盤データをセグメント単位に分割して格納及び管理することによって、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)が追加されるとき、不必要な位置推定基盤データの生成を減らすことができ、データの構築が容易である。また、無線デバイスに位置推定基盤データを提供する時、セグメント単位にダウンロードできるので、無線デバイスと位置推定サーバとの間の通信量を減少させる一方、不必要に過度な格納空間を使用するのを防止することができる。デバイス側位置推定エンジン又はサーバ側位置推定エンジンで位置推定する際、一定の個数のセグメントと、該当セグメント内の位置推定基盤データのみを検索するので、システムの性能を一定水準に維持できる。
また、観測されるAPデータをフィルタリングし、信頼性を含んだ位置推定基盤データを構築することで、位置推定の正確度を一定水準以上に維持し続けることができる。
また、無線LAN環境で室外−室内判断と室外及び室内間のシームレスな位置追跡が可能で、進んでGPS、移動通信網、インドアサーバなどのように付加資源が必要な技術を使用せずにも、無線LANのみで室外−室内判断とシームレスな位置追跡が可能であるから、インフラ構築と端末機の製造において費用を低減できるという効果がある。
本発明に係るリアルタイム位置追跡システムの構成図である。 図1の無線デバイスの構成ブロック図である。 図1の位置推定サーバの構成ブロック図である。 セグメントの構造を示すためのセグメントの模式図である。 本発明の他の実施の形態に係る図1における無線デバイスの構成ブロック図である。 本発明の他の実施の形態に係る図1の位置推定サーバの構成ブロック図である。 図1の無線デバイスにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集過程を示したフローチャートである。 図1の無線デバイスにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集過程を示したフローチャートである。 図5の無線デバイスにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集過程を示したフローチャートである。 図5の無線デバイスにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集過程を示したフローチャートである。 図1の位置推定サーバにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)を利用して位置推定基盤データを構築する過程を示したフローチャートである。 図6の位置推定サーバにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)を利用して位置推定基盤データ(RDLE)を構築する過程を示したフローチャートである。 図1の無線デバイスにおける位置推定サーバに格納された位置推定基盤データをダウンロードする過程を示したフローチャートである。 図1の位置推定サーバにおける無線デバイスの位置を推定する過程を示したフローチャートである。 図1の位置推定サーバにおける無線デバイスの位置を推定する過程を示したフローチャートである。 図6の位置推定サーバにおける無線デバイスの位置を推定する過程を示したフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る位置推定基盤データを構築する方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システムの構成ブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法のフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る室外及び室内区分データ抽出方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システムを説明するために提供される図である。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付された図面を参照して詳細に説明する。そして、本発明を説明するに当たって、関連した公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不明にするおそれがあると判断された場合には、その詳細な説明を省略する。
用語の定義
「位置推定基盤データ(Reference Data For Location Estimation:RDLE)」とは、無線デバイスや位置推定サーバで位置を推定する際に直接的に用いられるデータであって、複数の「位置推定基盤データサブセット(Subset of Reference Data For Location Estimation:SRDLE)」からなることができる。
「位置推定基盤データ(RDLE)」は、「DB構築用AP観測データ(AP Detection Data For DB Construction)」又はDB構築用AP観測データから生成された「統計用データ」又は「DB構築用AP観測データ」から生成された「統計用データ」に対して、信頼度の低いデータを除去した後の信頼度が反映された「統計用データ」を意味できる。本願明細書で、「位置推定基盤データ(RDLE)」という用語は、特に区別する実益がない限り、「DB構築用AP観測データ」、「統計用データ」、及び信頼度が反映された「統計用データ」を全て包括する意味として使用される。
「位置推定基盤データサブセット(SRDLE)」は、(位置、AP目録、APの信号の強度)を含むように構成されるか、又は(位置、AP目録、APの信号の強度、信頼度)を含むように構成される。
「DB構築用AP観測データ(AP Detection Data For DB Construction:ADDFD)」は、位置推定基盤データ(RDLE)を生成するために用いられるデータであって、(所定の位置、所定の位置で測定されたAPの信号の強度、及び所定の位置で測定されたAPの識別情報(例:MACアドレス))を含むように構成される。
「AP観測データ(AP Detection Data:ADD)は、無線デバイスの位置推定のために無線デバイスで収集されたデータを意味し、APの信号強度、AP識別情報(MACアドレス)、及び/又はAPの信号を観測した信号を含むことができる。
「セグメント」は、所定の基準によって分割された地域を意味する。
「AP目録」は、少なくともAP(Access Point)信号の強度とAP識別情報とを含むデータを意味する。
「KAS(Key AP Set)」は、特定室内と室外とを区分しうるAP目録であって、一つのKASは、一つの室内に対応し、少なくとも一つ以上のSKASからなるデータを意味する。
「位置別AP情報」は、室内外の区分無しで位置別に作成されたAP目録である。
「SKAS(Sub Key AP Set)」は、特定室内でセグメント別に割り当てられたAP目録である。
図1は、本発明に係るリアルタイム位置追跡システムの構成図で、図2は、図1の無線デバイスの構成ブロック図で、図3は、図1の位置推定サーバの構成ブロック図である。
本無線LAN APを利用した無線デバイス1のリアルタイム位置追跡システムは、無線デバイス1と位置推定サーバ100とを備えることができる。
無線デバイス1は、無線LAN APから信号を受信してDB構築用AP観測データ(ADDFD)又はAP観測データ(ADD)を収集できる。
位置推定サーバ100は、位置推定基盤データ(RDLE)を構成して格納し、前記AP観測データ(ADD)と位置推定基盤データ(RDLE)とを比較して、無線デバイス1の位置を推定できる。
本無線デバイス1は、AP観測データ収集器40、AP観測データフィルタ器60、ローカルデータベース45、デバイス側位置推定エンジン20、デバイス側データ同期化処理器50、ユーザインタフェース10、GPS受信機35、及びWi−Fi受信機30を備えることができる。
一方、本実施の形態では、GPS受信機35を備えると説明したが、GPS受信機35を備えないように本願発明を構成しても良い。また、本実施の形態では、AP観測データフィルタ器60を備えると説明したが、AP観測データフィルタ器60を備えないように構成することも可能である。
AP観測データ収集器40は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)及び/又はAP観測データ(ADD)を収集でき、AP観測データフィルタ器60は、AP観測データ収集器40が収集したデータのうち、不明確なデータを除去し、AP信号の強度をスムージングする動作を行うことができる。
以下、DB構築用AP観測データ(ADDFD)とAP観測データ(ADD)とについて詳細に説明する。
i)DB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集
無線デバイス1により収集されるDB構築用AP観測データ(ADDFD)は、位置推定サーバ100に送信されて位置推定基盤データ(RDLE)として生成される。
AP観測データ収集器40は、無線LAN APから受信した信号の信号強度、無線デバイス1の現在の位置情報、及び受信可能な無線LAN APのMACアドレスを収集して、DB構築用AP観測データ(ADDFD)を生成できる。DB構築用AP観測データ(ADDFD)には、観測時間も共に含まれることができ、観測時間は、信頼度を計算する時に用いられることができる。
AP観測データ収集器40は、Wi−Fi受信機30からAPの信号強度とMACアドレスを提供され、GPS受信機35、ユーザインタフェース10、デバイス側位置推定エンジン20のうち、少なくとも一つから無線デバイス1の位置情報を提供される。
Wi−Fi受信機30は、ユーザからDB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集要請を受けると、無線LAN APの信号をスキャンしてAP信号を受信し、該受信された無線LAN AP信号の信号強度を測定できる。そして、Wi−Fi受信機30は、信号が受信された無線LAN APのMACアドレスを識別して、前記APのMACアドレス(以下、AP目録とする)とAPの信号の強度をAP観測データ収集器40に伝達できる。ここで、無線LAN APのMACアドレスは、無線LAN APを識別するために用いられることができる。
GPS受信機35は、複数の衛星から衛星信号を受信して無線デバイス1の位置を測定できる。GPS受信機35は、無線デバイス1が室外に位置する場合、無線デバイス1の位置を測定するために用いられることができ、測定された無線デバイス1の位置情報をAP観測データ収集器40に伝達できる。
ユーザインタフェース10は、無線デバイス1のユーザから無線デバイス1の位置を直接入力されうる入出力インタフェースを提供できる。一般に、無線デバイス1が建物内に位置する場合、GPS受信機35を利用して無線デバイス1の位置情報を把握することは困難である。したがって、無線デバイス1が建物内に位置する場合、ユーザは、ユーザインタフェース10を介して無線デバイス1の位置を直接入力できる。このように、ユーザインタフェース10を介して入力された無線デバイス1の位置情報は、AP観測データ収集器40に伝達される。
また、デバイス側位置推定エンジン20は、無線デバイス1の位置を推定し、推定した位置をAP観測データ収集器40に伝達できる。デバイス1がGPS受信機を有していない場合にも、位置情報を収集するために採用された構成要素であるが、デバイス1がGPS受信機を有している場合にも、デバイス側位置推定エンジン20は採用でき、このような場合、デバイス側位置推定エンジン20及び/又はGPS受信機が情報を収集できる。
デバイス側位置推定エンジン20は、Wi−Fi受信機30から提供されたAPの信号強度及びAP目録と、位置推定基盤データ(RDLE)を利用して位置を推定できる。デバイス側位置推定エンジン20が無線デバイス1の位置を推定する過程は、後に詳細に述べることにする。
AP観測データフィルタ器60は、観測データ収集器40により収集されたデータを伝達され、伝達されたデータから不明確なデータを除去できる。このように、不明確なデータが除去された後の収集データがローカルデータベース45に格納される。本願明細書では、このようにAP観測データフィルタ器60によってフィルタリングされる前の「DB構築用AP観測データ(ADDFD)」とフィルタリングされた後の「DB構築用AP観測データ(ADDFD)」とを、特に区別する必要がある場合を除いては、「DB構築用AP観測データ」と包括して呼ぶことにする。
一方、本発明の他の実施の形態によれば、AP観測データフィルタ器60を備えないように構成されることができる。このような場合には、観測データ収集器40により収集されたデータは、観測データフィルタ器60を通さずに直にローカルデータベース45に格納されることができる。
DB構築用AP観測データ(ADDFD)は、APの信号強度、無線デバイス1の位置、及びAP目録を含むことができる。また、DB構築用AP観測データ(ADDFD)は、APの信号強度を測定する時の時間をさらに含むことができ、これは、後述する信頼度を計算するのに活用されうる。
本発明の一実施の形態に係るAP観測データフィルタ器60は、少なくとも以下の動作のうち、何れか一つ以上の動作を行うことができる。
a.収集された無線LAN信号をフィルタリング
b.GPS受信機35により受信された位置情報をフィルタリング
c.位置推定エンジンにより推定された位置情報をフィルタリング
d.ユーザにより入力された位置情報をフィルタリング
e.フィルタリングされた無線LAN信号をスムージング
一方、AP観測データフィルタ器60がフィルタリングする対象は、「DB構築用AP観測データ(ADDFD)」と、「AP観測データ(ADD)」をすべて含むことができる。すなわち、AP観測データフィルタ器60は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)に対してフィルタリングを行い、また、無線デバイス1の位置を推定するために収集されたAP観測データ(ADD)に対してもフィルタリングできる。一方、AP観測データフィルタ器60は、フィルタリング時にAP信号強度をスムージングする動作も行うことができる。
本発明の一実施の形態に係るAP観測データフィルタ器60は、無線LAN信号フィルタ61、GPS受信誤差情報フィルタ63、位置推定誤差情報フィルタ65、及び/又はユーザ入力誤差情報フィルタ67を備えることができる。
無線LAN信号フィルタは、Wi−Fi受信機により収集された無線信号に対してフィルタリング動作を行い、GPS受信誤差情報フィルタは、GPS受信機35を介して収集された位置データに対してフィルタリング動作を行うことができる。
位置推定誤差情報フィルタは、位置推定エンジンを介して推定された位置に対してフィルタリング動作を行い、ユーザ入力誤差情報フィルタは、ユーザから入力された位置に対してフィルタリング動作を行うことができる。
後述するが、本発明の一実施の形態に係る位置推定サーバ100は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)のうち、信頼度が低くて除去するAPに対する目録(以下、「AP削除目録」)を別途に維持管理できる。無線LAN信号フィルタ61は、そういうAP削除目録を利用して、Wi−Fi受信機により収集された無線信号を対象にAPをフィルタリングできる。
GPS受信誤差情報フィルタ63は、既設定されたしきい値より少ないGPS衛星値は除去できる。
位置推定誤差情報フィルタ65は、位置推定エンジンを介して推定された位置のうち、不確実なデータを除去できる。位置推定誤差情報フィルタは、例えば、位置推定エンジンが推定した位置が、物理的に不可能な位置である場合(例えば、突然にソウルから仁川へ変更される場合)、そのような位置を除去できる。
ユーザ入力誤差情報フィルタ67は、ユーザが今現在ある地点でない他の地点を失策で誤って入力する場合、そういうデータを除去するフィルタである。
上述したようにフィルタリングされた後のデータは、ローカルデータベース45に格納された後、位置推定サーバ100にアップロードされる。
DB構築用AP観測データ(ADDFD)に含まれるAPの信号強度、デバイス1の位置、及びAPのMACアドレス情報は、下記の表1のように相互関連している。
Figure 0005258865
表1に示すように、P1位置にて信号が受信されるAP目録は、AP(a)、AP(b)、AP(c)で、これらの各々の信号強度は、−80、−65、−79である。P2位置にて信号が受信されるAP目録は、AP(b)、AP(c)で、これらの各々の信号強度は、−70、−85である。残りのP3とP4に対しても同じ方式で理解することができる。このように、DB構築用AP観測データ(ADDFD)は、各位置ごとに信号の受信が可能なAP目録と信号の強度とを含んでいる。オプションとして、AP観測データ収集器40は、前記AP観測データ(ADD)に観測時間を追加的に含めることができる。
ii)AP観測データ(ADD)の収集
AP観測データ(ADD)は、予め構築された位置推定基盤データ(RDLE)と比較され、無線デバイス1の位置を判断する資料として用いられる。AP観測データ収集器40は、無線LAN APから受信した信号の信号強度、及びAP目録をAP観測データ(ADD)として生成できる。
以下の表2は、AP観測データ(ADD)を例示的に示したものである。
Figure 0005258865
表2を参照すれば、無線デバイスの現在位置で信号を受信することができるAP目録と、信号の強度とを示す。すなわち、AP目録は、AP(b)、AP(c)、AP(d)、及びAP(e)で、これらのAPの信号の強度は、それぞれ−70、−75、−80、−85である。
AP観測データ収集器40は、Wi−Fi受信機30からAPの信号強度とMACアドレスとを提供される。
Wi−Fi受信機30は、AP観測データ(ADD)の収集が要請されると、無線LAN APの信号をスキャンして信号を受信し、受信された無線LAN AP信号の信号強度を測定できる。そして、Wi−Fi受信機30は、信号が受信された無線LAN APのMACアドレスを識別して、測定された信号強度とAPのMACアドレスとをAP観測データ収集器40に伝達できる。
そうすると、AP観測データ収集器40は、APの信号強度とAPのMACアドレスとを含むAP観測データを生成し、該生成されたAP観測データをAP観測データフィルタ器60に伝達できる。
AP観測データフィルタ器60は、AP観測データ収集器40から伝達されたAP観測データ(ADD)の中で、AP削除目録に含まれたAPを除去した後に、APローカルデータベース45に格納することができる。一方、本願発明の一実施の形態によれば、AP観測データフィルタ器60は、AP信号強度をスムージングする動作を行い、スムージングした結果をAPローカルデータベース45に格納することができる。これにより、今後の位置推定がより正確に行われうる。「スムージング」は、観測されたAPの信号が常に正確ではないため、過去に観測されたAPヒストリーを適用する過程である。例えば、AP観測データフィルタ器60は、AP観測データ収集器40により観測されたAPデータのRSSI信号強度を過去のAPヒストリーを利用して補正することである。
例えば、位置P(10,10)でAP 7の時間別ヒストリーを鑑みたスムージング結果は、以下の表3のとおりである。
Figure 0005258865
表3を参照すれば、P(10,10)の地点で、AP 7は、常に−70程度の信号強度と観測されるが、ネットワークが不安全又は障害物が発生する場合、−90程度の信号強度が観測されうる。このような場合、AP観測データフィルタ器60は、時間別ヒストリーを勘案して適切な値でスムージングする動作を行うことができる。
ローカルデータベース45は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)、AP観測データ、及び/又は位置推定サーバ100から提供された位置推定基盤データ(RDLE)を格納することができる。
本実施の形態において、DB構築用AP観測データ(ADDFD)、AP観測データ(ADD)、位置推定基盤データ(RDLE)が全てローカルデータベース45に格納されると説明したが、これは例示に過ぎず、これらは、各々別に設けられたデータベースに格納される構成も可能である。
以下の表4は、位置推定基盤データ(RDLE)を例示的に示したものである。
Figure 0005258865

Figure 0005258865
表4を参照すれば、位置推定基盤データ(RDLE)は、(位置、AP目録、AP目録に含まれたAPに対する信号の強度、信頼度)を含むように構成されている。
一つの位置推定基盤データ(RDLE)としてP2の例えば、位置が(127.38)で、AP目録は、AP(b)とAP(c)であり、これらの信号の強度は、それぞれ−70、−85で、信頼度は、それぞれ70%、83%である。さらに他の一つの位置推定基盤データ(RDLE)としてP4の例えば、位置が(127,40)であり、AP目録は、AP(c)、AP(d)、AP(e)、及びAP(f)であり、これらの信号の強度は、それぞれ−65、−70、−80、−75で、信頼度は、それぞれ70%、71%、84%、76%である。
「位置推定基盤データサブセット(SRDLE)」は、上述したように、位置推定基盤データ(RDLE)P1,P2,...P6,...の各々を指し示す用語である。
上述した表4を参照すれば、位置推定基盤データサブセット(SRDLE)が総6個が明示的に表示されている。次の表5は、一つの「位置推定基盤データサブセット(SRDLE)」を例に挙げて示したものである。
Figure 0005258865
位置推定基盤データ(RDLE)に含まれた信頼度は、データの正確度を反映することで、位置を推定する際に、信頼度の高いAP目録を使用することによって、より正確な位置推定を行うことができる。
デバイス側データ同期化処理器50は、位置推定サーバ100に格納される位置推定基盤データ(RDLE)のバージョンとローカルデータベース45に格納された位置推定基盤データ(RDLE)のバージョンとを比較して、両データを同期化できる。本発明の一実施の形態によれば、デバイス側データ同期化処理器50は、最初動作の際、サーバ100に同期化要請を行ってセグメントを最新にアップデートできる。
本発明の一実施の形態に係るデバイス側データ同期化処理器50は、AP観測データアップローダー51、位置推定基盤データダウンローダー53、バージョンチェッカー55を備えることができる。
AP観測データアップローダー51は、ローカルデータベース45に格納されたDB構築用AP観測データ(ADDFD)、及びAP観測データ(ADD)を位置推定サーバ100にアップロードできる。アップロードの時期は、予め設定されたオプションにしたがう。例えば、AP観測データアップローダー51は、AP観測データ(ADD)の収集が完了すると、ローカルデータベース45に格納されたAP観測データ(ADD)を一時に位置推定サーバ100にアップロードするか、又はユーザの要請がある場合にAP観測データ(ADD)を位置推定サーバ100にアップロードすることもできる。
位置推定基盤データダウンローダー53は、位置推定サーバ100から位置推定基盤データ(RDLE)をダウンロードする。
本発明の一実施の形態によれば、位置推定基盤データダウンローダー53は、位置推定基盤データ(RDLE)の全体をダウンロードするか、又は所定のセグメントに属した位置推定基盤データ(RDLE)のみをダウンロードすることができる。
バージョンチェッカー55は、位置推定サーバ100に格納された位置推定基盤データ(RDLE)がローカルデータベース45に格納された位置推定基盤データ(RDLE)より最新バージョンであるか否かを判断できる。バージョンチェッカー55は、位置推定サーバ100のバージョン管理部145に位置推定基盤データ(RDLE)のバージョンを要請すると、バージョン管理部145は、サーバ側データベース120に格納された位置推定基盤データ(RDLE)のバージョンを提供できる。
一方、位置推定サーバ100とローカルデータベース45とに格納された位置推定基盤データ(RDLE)がそれぞれセグメント別に分割されて格納された場合、バージョンチェッカー55は、セグメント目録とバージョン情報とをバージョン管理部145に要請し、バージョン管理部145は、サーバ側データベース120に格納されたセグメント目録とバージョンとをバージョンチェッカー55に提供できる。
バージョンチェッカー55は、位置推定サーバ100から提供された位置推定基盤データ(RDLE)のセグメント目録及びバージョン情報と、ローカルデータベース45に格納された位置推定基盤データ(RDLE)のセグメント目録及びバージョン情報とを比較できる。以後、バージョンチェッカー55は、アップデートするセグメント目録を把握し、アップデートするセグメントの目録を位置推定基盤データダウンローダー53に提供できる。
位置推定基盤データダウンローダー53は、アップデートするセグメント目録に含まれた位置推定基盤データ(RDLE)を位置推定サーバ100に要請し、位置推定サーバ100から受信した位置推定基盤データ(RDLE)で、既存にローカルデータベース格納された位置推定基盤データ(RDLE)をアップデートできる。
このように、無線デバイス1のローカルデータベース45には、最新バージョンの位置推定基盤データ(RDLE)がアップデートされうるので、位置推定サーバ100と通信が断絶された状況でも無線デバイス1の位置を正確に推定できる。また、セグメント別に位置推定データをアップデートできるので、無線デバイス1とサーバ100との動作に過負荷がかからないようにすることができる。
デバイス側位置推定エンジン20は、AP観測データ(ADD)と、ローカルデータベースに格納された位置推定基盤データ(RDLE)とを比較することによって、無線デバイス1の位置を推定できる。
後述するが、デバイス側位置推定エンジン20により推定された位置は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)として活用できる。例えば、デバイス側位置推定エンジン20は、AP観測データ(ADD)と位置推定基盤データ(RDLE)とを比較して位置を推定し、推定した位置を位置基盤アプリケーションに伝達する一方、推定した位置をAP観測データ収集器40にも伝達できる。ここで、AP観測データ収集器40は、デバイス側位置推定エンジン20から伝達された位置と前記AP観測データ(ADD)とを利用して、DB構築用AP観測データ(ADDFD)を構成できる。もちろん、データの正確性を確保するために、AP観測データフィルタは、前記位置推定エンジン20により推定された位置をフィルタリングすることができ、このようにフィルタリングされた位置が前記DB構築用AP観測データ(ADDFD)に含まれる。
このように、上述した本願発明の実施の形態によれば、無線デバイスの位置を推定しつつ、同時にそのように推定された位置を位置推定基盤データ(RDLE)に含めて位置推定基盤データ(RDLE)を構成できるので、別途の持続的なスキャニング作業を行う必要がなくなる。
本発明の一実施の形態によれば、無線デバイス1の位置推定は、無線デバイス1で行われても良く、位置推定サーバ100で行われても良い。無線デバイス1側で位置を推定する場合、デバイス側位置推定エンジン20は、ローカルデータベース45に格納された位置推定基盤データ(RDLE)を利用して無線デバイス1の位置を推定できる。
このために、デバイス側位置推定エンジン20は、位置判断主体決定部21、位置推定エンジン部23、位置推定要請部25を備えることができる。
位置判断主体決定部21は、予め設定された条件に従って無線デバイス1の位置を無線デバイス1と位置推定サーバ100のうち、どこで判断するかを決定できる。
位置判断主体決定部21に設定された条件は、ユーザにより設定されることもでき、無線デバイス1の設計者により設定されることもできる。ユーザや設計者は、無線デバイス1と位置推定サーバ100のうちの何れか一つを無線デバイス1の位置を推定する位置判断主体として設定できる。
本発明の一実施の形態によれば、無線デバイス1が位置推定サーバ100との通信が可能な場合には、位置推定サーバ100がデバイス1の位置を判断し、無線デバイス1が位置推定サーバ100との通信が不可能な場合にのみ、無線デバイス1が自身1の位置を判断できる。
この他にもユーザ又は設計者の設定によって多様な条件が設定されることができ、位置判断主体決定部21は、設定された条件に従ってリアルタイムで位置判断主体を決定できる。
位置推定エンジン部23は、位置判断主体決定部21が無線デバイス1の位置を無線デバイス1で推定すると決定すると、ローカルデータベース45に格納された位置推定基盤データ(RDLE)を利用して無線デバイス1の位置を推定できる。
無線デバイス1の位置推定エンジン部23は、AP観測データ収集器40によって収集されたAP観測データ(ADD)(又はAP観測データフィルタ器60によってフィルタリングされたAP観測データ)とローカルデータベース45に格納された位置推定基盤データ(RDLE)とを比較して、所定の基準を満たす位置推定基盤データ(RDLE)を選択することによって、無線デバイスの位置を推定できる。
ここで、位置推定エンジン部23は、AP観測データ(ADD)に含まれたAP信号を位置推定基盤データ(RDLE)と比較して位置を推定する際に、所定の基準を適用できる。
上述した所定の基準は、例えば、以下のように多様に設定されることができる。
第1に、AP目録とAP強度とが100%一致する場合
第2に、AP目録が100%一致し、AP強度が±0.05%以内の差がある場合
第3に、AP目録が95%一致し、AP強度が±0.05%以内の差がある場合
第4に、信頼度が80%以上であるAPが互いに一致し、AP強度が±0.05%以内の差がある場合
第5に、信頼度が85%以上であるAPが互いに一致し、APの強度が±0.05%以内の差がある場合
以上説明した基準は例示に過ぎないので、これらの条件に本願発明が限定されるものではなく、これと異なる条件を基準として設定することも可能である。
例えば、AP観測データ(ADD)は、表2のデータで、位置追跡基盤データ(RDLE)は、表4のデータであり、信頼度が70%以上であるAPの目録が完全に一致するのを位置推定の基準にしていると仮定する。このような場合、位置推定エンジン部23は、無線デバイスの位置を「P3」と推定する。
一方、本発明の一実施の形態によれば、位置追跡基盤データ(RDLE)は、下記の表6のようにセグメント別に区別されて構成されうる。セグメントに対する詳細な内容は後述することとし、位置追跡基盤データ(RDLE)がセグメント別に区別されて構成された場合を仮定して、無線デバイスの位置を決定する方法を説明する。
本発明の一実施の形態に係る位置推定エンジン部23は、無線デバイスの位置を推定するに当たって、まず、ローカルデータベース45に格納された位置追跡基盤データ(RDLE)のセグメント別AP目録と、AP観測データ(ADD)のAP目録とを比較し、AP目録同士で同一であるか、又は所定個数以上同一なセグメントを選別できる。そして、位置推定エンジン部23は、前記選別したセグメント内にある位置推定基盤データ(RDLE)、すなわち、位置推定基盤データサブセット(SRDLE)とAP観測データ(ADD)とを比較できる。比較結果、AP目録と信号の強度とが互いに同一であるか、又は所定基準を満たす位置推定基盤データサブセット(SRDLE)を選択できる。そして、位置推定エンジン部23は、前記選択した位置推定基盤データサブセット(SRDLE)に含まれた位置を無線デバイスの位置と推定できる。ここで、所定基準は、例えば、AP個数が90%以上同一で、信号の強度も±10%以下の誤差範囲に設定されたことでありうる。このような基準は、本願発明の実施者により適宜に選択されうることはもちろんである。
本発明の他の実施の形態によれば、位置推定エンジン部23は、位置追跡基盤データ(RDLE)のセグメント別AP目録から信頼度が所定基準値以上であるAPのみを比較の対象として選択できる。例えば、信頼度が80%以上であるAPのみを対象として比較できる。以後、位置推定エンジン部23は、前記選択したセグメント内にある位置推定基盤データ(RDLE)、すなわち位置推定基盤データサブセット(SRDLE)とAP観測データ(ADD)とを比較して、AP目録と信号の強度とが互いに同一であるか、又は所定基準を満たす位置推定基盤データサブセット(SRDLE)を選択できる。最終的に、位置推定エンジン部23は、前記選択した「位置推定基盤データサブセット(SRDLE)に含まれた位置」を無線デバイスの位置と推定できる。
位置推定要請部25は、位置判断主体決定部21により決定された位置判断主体が位置推定サーバ100である場合、位置推定サーバ100に無線デバイス1の位置推定を要請できる。
一方、このような無線デバイス1は、無線デバイス1の位置を表示するための位置表示アプリケーションをさらに含むことができる。位置表示アプリケーションにより無線デバイス1のユーザインタフェースに地図が表示され、無線デバイス1の位置推定エンジン又は位置推定サーバ100で推定した無線デバイス1の位置が地図上に表示されることができる。
位置推定サーバ100は、無線デバイス1の位置推定のための位置推定基盤データ(RDLE)をデータベース120として構築して格納し、構築されたデータベース120に格納された位置推定基盤データ(RDLE)と無線デバイス1から提供されたAP観測データ(ADD)とを比較して、無線デバイス1の位置を推定できる。
本発明の一実施の形態に係る位置推定サーバ100は、位置データ構築エンジン130、サーバ側データベース120、サーバ側位置推定エンジン110、サーバ側データ同期化処理器140、位置推定基盤データ信頼度計算エンジン150を備えることができる。
位置データ構築エンジン130は、無線デバイス1から生成されたDB構築用AP観測データ(ADDFD)を利用して、位置推定基盤データ(RDLE)を生成できる。
位置推定基盤データ信頼度計算エンジン150(以下、信頼度計算エンジンとする)は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)の各々に対して信頼度を計算し、位置データ構築エンジン130は、信頼度が既設定された基準値より低いデータは除去し、信頼度を満たすDB構築用AP観測データ(ADDFD)のみを位置推定基盤データ(RDLE)として生成できる。
本発明の一実施の形態に係る位置推定基盤データ(RDLE)は、上述したように信頼度を含むことができ、APごとに信頼度が対応されうる。
このために、本発明の一実施の形態に係る位置データ構築エンジン130は、無線デバイス1から受信したDB構築用AP観測データ(ADDFD)より統計用データを生成できる。ここで、統計用データは、後述する信頼度計算エンジン150が信頼度を計算できるように生成されたデータである。
信頼度計算エンジン150は、前記統計用データからAP観測データ(ADD)の各々に対して信頼度を計算できる。以後、位置データ構築エンジン130は、既設定された基準値より低い信頼度のデータを削除した後の統計用データを、位置推定基盤データ(RDLE)として格納することができる。
サーバ側データベース120は、位置データ構築エンジン130から生成される位置推定基盤データ(RDLE)を格納することができる。一方、サーバ側データベース120は、リアルタイムで無線デバイス1から提供されるAP観測データ(ADD)も格納することができる。もちろん、AP観測データ(ADD)は、別途に設けられるデータベース(図示せず)に格納されることもできる。
本発明の一実施の形態によれば、サーバ側データベース120に格納される位置推定基盤データ(RDLE)は、i)セグメント別に割り当てられて格納されるか、ii)セグメント別に割り当てられずに全体として格納されるか、又はiii)セグメント別に割り当てられて格納されると同時に、セグメント別に割り当てられない形態でも格納される。
サーバ側位置推定エンジン110は、無線デバイス1からリアルタイムで提供されるAP観測データ(ADD)と、サーバ側データベース120に格納された位置推定基盤データ(RDLE)とを比較して、無線デバイス1の位置を推定できる。
サーバ側データ同期化処理器140は、AP観測データ(ADD)を無線デバイスから受信することができる。また、サーバ側データ同期化処理器140は、位置推定基盤データ(RDLE)を無線デバイスに送信できる。
信頼度計算エンジン150は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)の各々に対して信頼度を計算できる。信頼度を決定する要素には、RSSI信号の強度、ユーザの数、検出された時間、該当APの分布などが含まれることができ、こういう要素の他に、他の適切な要素も信頼度の計算に追加されることができる。
以下、上述した構成要素について、順次に詳細に説明する。
位置データ構築エンジン130
本発明の一実施の形態に係る位置データ構築エンジン130は、アップデート確認部131、データ構築エンジン部133、セグメント区画部135を備えることができる。
アップデート確認部131は、サーバ側データベース120のアップデート有無を検査し続け、サーバ側データベース120に最も最近にアップデートされたDB構築用AP観測データ(ADDFD)が格納されたか否かを確認することができる。
データ構築エンジン部133は、アップデート確認部131が新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)がサーバ側データベース120に格納されたと判断すると、AP観測データ(ADD)のエラー訂正作業のような「事前整理」作業を行うことができる。AP観測データ(ADD)の事前整理とは、エラー入力値などを除去する等の作業のことを意味する。
データ構築エンジン部133は、また、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)から統計用データを生成できる。以後、位置推定基盤データ信頼度計算エンジン150が前記統計用データから信頼度を計算すると、データ構築エンジン部133は、前記統計用データから信頼度が既設定された基準値より低いデータを除去し、信頼度を満たす統計用データのみを既格納した位置推定基盤データ(RDLE)に新しく含めることができる。
本発明の一実施の形態によれば、データ構築エンジン部133は、信頼度を計算する際、信頼度があまり低くて削除が必要であると判断されたAPの削除目録を別途に維持管理し、無線デバイスがそういうAPの削除目録を要請すると、位置推定サーバは、AP削除目録を送信できる。
本発明の一実施の形態によれば、データ構築エンジン部133は、位置推定基盤データ(RDLE)を、予め分割された地域であるセグメントのうちの何れか一つに割り当てて格納することができる。
位置推定基盤データ(RDLE)が新しくアップデートされる際、データ構築エンジン部133が新しい位置推定基盤データ(RDLE)に対してセグメントを割り当てる方法を例示的に説明する。
第1の方法は、新しい位置推定基盤データ(RDLE)には、AP目録及びAP信号強度が含まれているので、そのデータを利用してセグメントを割り当てる方法である。すなわち、新規の位置推定基盤データ(RDLE)に含まれたAP目録及びAP信号強度と、サーバ側データベース120に格納された位置推定基盤データ(RDLE)とを比較し、所定の基準を満たすAP目録を有したセグメントを選択し、そのように選択されたセグメントに新しい位置推定基盤データを割り当てることができる。
第2の方法は、新規の位置推定基盤データ(RDLE)には位置が含まれているので、その位置を利用してセグメントを割り当てる方法である。例えば、その位置が含まれたセグメントに新規の位置推定基盤データ(RDLE)を割り当てることができる。
セグメント区画部135は、セグメントに含まれた位置推定基盤データ(RDLE)の数が予め設定されたしきい値(m)を超過する場合、該当セグメントを予め設定された方法によって分割できる。
例えば、各セグメントは、四角形に分割されることができ、セグメント区画部135は、新規の位置推定基盤データ(RDLE)をセグメントに割り当てる時、セグメント内に存在する位置推定基盤データ(RDLE)の個数が既設定されたしきい値(m)を超過すると、該当セグメントを既設定されたセグメント分割個数(n)に再度分割できる。
図4の上部領域に表示されたように、緯度と経度の対が(100、10)〜(110、20)と定義される四角形のセグメントがあると仮定する。このセグメントにDB構築用AP観測データ(ADDFD)が追加され続けて、DB構築用AP観測データ(ADDFD)の個数がしきい値(m)を超過すると、セグメント区画部135は、該当セグメントをn等分できる。仮に、4等分するとすれば、(100、10)〜(100、20)である地域は、(100、10)〜(105、15)、(105、10)〜(110、15)、(100、15)〜(105、20)、(105、15)〜(110、20)の4個地域である4個のセグメントに分けられる。そして、4個のセグメントに分けられる前のセグメント(すなわち、緯度と経度の対が(100、10)〜(110、20)と定義されるセグメント)に存在したDB構築用AP観測データ(ADDFD)は、前記4個のセグメントにそれぞれ再度割り当てられる。
本発明の一実施の形態によれば、DB構築用AP観測データ(ADDFD)が発生し次第に、位置データ構築エンジン130のデータ構築エンジン部133は、前記発生したDB構築用AP観測データ(ADDFD)を、該当観測位置を含む各セグメントに割り当てることができる。そして、セグメントに割り当てられたDB構築用AP観測データ(ADDFD)の数が予め設定されたしきい値(m)を超過すると、該当セグメントはn等分され、n等分される前のセグメントに属したDB構築用AP観測データ(ADDFD)は、その観測位置に応じて、新しくn等分されたセグメントに各々割り当てられる。このような過程が繰り返されると、図4に示すようなセグメント模型が形成されることができる。
以下の表6は、セグメントが割り当てられた位置推定基盤データ(RDLE)を例示的に示したものである。
Figure 0005258865
表6を参照すれば、しきい値mが4の場合として、一つのセグメント中に4個以下の位置推定基盤データサブセット(SRDLE)が含まれる。例えば、セグメントSEG2には、4個の位置推定基盤データセットが含まれ、セグメントSEG3には、1個の位置推定基盤データセットが含まれる。
一方、表6は、信頼度を含むように構成されているが、これは、あくまでも例示的なものであるから、信頼度を含まないように構成することも可能である。すなわち、AP観測データフィルタ器を本願発明が採用しない場合には、位置推定基盤データが信頼度を含まないように構成されることができる。
本願明細書で、「セグメントAP目録」とは、例えば、セグメントSEG2のAP目録は、AP(a)、A(b)、A(c)、A(d)、A(e)、及びAP(f)を意味し、セグメントSEG3のAP目録は、AP(d)、AP(e)、AP(f)、及びAP(g)を意味する。
図4では、セグメントの分割がなされる位置推定基盤データ(RDLE)のしきい値を3とし、セグメントが4等分に分割される場合を例に挙げている。実際の具現時には、しきい値をより大きく設定することができる。
図4における各点は、位置推定基盤データ(RDLE)の位置を示し、各セグメントに割り当てられた位置推定基盤データ(RDLE)の数は、しきい値である3を超過しない。位置推定基盤データ(RDLE)が密集された所は、セグメントがより小さくより多く分割されており、位置推定基盤データ(RDLE)がまれな所は、セグメントの大きさが大きく、少ない数で分割されている。
このようにセグメント単位で位置推定基盤データ(RDLE)を分割して管理すると、以下のような長所がある。
1)新規の位置推定基盤データ(RDLE)が追加される時、新規の位置推定基盤データ(RDLE)が追加されたセグメントのみで新しく位置推定基盤データ(RDLE)を構成すれば良いので、不必要な位置推定基盤データ(RDLE)の生成を減らすことができ、データの構築が容易である。
2)無線デバイス1に位置推定基盤データ(RDLE)を提供する時、セグメント単位で送信できるので、無線デバイス1と位置推定サーバ100との間の通信量を減少させる一方、不必要に過度な格納空間を使用するのを防止できる。
3)デバイス側位置推定エンジン20又はサーバ側位置推定エンジン110においてAP観測データ(ADD)に符合する位置推定基盤データ(RDLE)を検索する際、一定の個数のセグメントと、該当セグメント内の位置推定基盤データ(RDLE)のみを検索するので、システムの性能を一定水準に維持できる。
サーバ側データベース120
サーバ側データベース120は、位置データ構築エンジン130から生成された位置推定基盤データ(RDLE)と、リアルタイムで無線デバイス1から提供されるAP観測データ(ADD)を格納することができる。本実施の形態に係る位置推定基盤データ(RDLE)は、AP目録(MACアドレス)、AP信号強度、信頼度、及び位置情報と共にセグメント情報を含むことができる。
サーバ側位置推定エンジン110
サーバ側位置推定エンジン110は、無線デバイス1から受信したAP観測データ(ADD)とデータベース120に格納された位置推定基盤データ(RDLE)とを比較することによって、無線デバイス1の現在位置を推定できる。このために、サーバ側位置推定エンジン110は、セグメント判断部113と位置推定エンジン部115とを備えることができる。
セグメント判断部113は、AP観測データ(ADD)に含まれたAPの目録と、サーバ側データベース120に格納された各セグメントのAPの目録とを比較して、所定の基準を満たすAPが含まれるセグメントを選択できる。
位置推定エンジン部115は、前記選択されたセグメントに含まれた位置推定基盤データ(RDLE)と、無線デバイス1から受信したAP観測データ(ADD)とを比較するので、検索時間を短縮させ、検索結果の正確性を高めることができる。
位置推定エンジン部115は、セグメント判断部113から選択されたセグメントに属した位置推定基盤データ(RDLE)を抽出することができる。そして、位置推定エンジン部115は、前記抽出した位置推定基盤データ(RDLE)のAP目録及び信号強度と、無線デバイス1から受信したAP観測データ(ADD)のAP目録及び信号強度とを比較できる。比較結果、所定の基準を満たすと、位置推定エンジン部115は、前記所定の基準を満たす位置推定基盤データ(RDLE)の位置を現在無線デバイス1の位置として決定できる。このような位置推定エンジン部115は、例えば、確率基盤のベイジアン(Bayesian)アルゴリズム、又は信号強度値の差を利用したk−NNSSアルゴリズムなどの位置推定アルゴリズムを使用することができる。
位置推定エンジン部115は、AP観測データ(ADD)に含まれたAPの信号強度を補正できる。信号強度を補正する手段や方法は、従来に広く知られた技術であり、当業者ならば容易に選択及び適用が可能なので、詳細な説明は省略する。
位置推定エンジン部115は、また、推定された無線デバイス1の位置を予め選択されたフィルタアルゴリズムを利用して補正できる。位置推定エンジン部115は、カルマンフィルタ、速度フィルタなどのような位置補正フィルタアルゴリズムを使用することができるが、本願発明はこれらのアルゴリズムに限定されない。
サーバ側データ同期化処理器140
本発明の一実施の形態に係るサーバ側データ同期化処理器140は、AP観測データ受信機141、位置推定基盤データ送信機143、バージョン管理部145を備えることができる。
AP観測データ受信機141は、無線デバイス1が送信したDB構築用AP観測データ(ADDFD)を受信して、サーバ側データベース120に格納することができる。また、AP観測データ受信機141は、無線デバイス1が送信したAP観測データ(ADD)を受信して、サーバ側データベース120に格納することができる。
バージョン管理部145は、位置推定基盤データ(RDLE)のバージョン情報を管理し、無線デバイスの要請がある場合、位置推定基盤データ(RDLE)のバージョン情報を提供できる。
本発明の一実施の形態によれば、バージョン管理部145は、無線デバイス1のバージョンチェッカー55から要請がある場合、位置推定基盤データ(RDLE)のセグメント目録と、セグメントのバージョン情報を無線デバイス1に提供できる。
位置推定基盤データ送信機143は、サーバ側位置推定エンジン110で判断された無線デバイス1の位置情報を無線デバイス1に送信できる。また、位置推定基盤データ送信機143は、位置推定基盤データ(RDLE)を無線デバイス1に送信できる。
本発明の一実施の形態に係る位置推定基盤データ送信機143は、バージョンチェッカー55により選択されたセグメントに含まれた位置推定基盤データ(RDLE)を無線デバイス1に送信できる。
バージョンチェッカー55により選択されたセグメントは、アップデートが必要なセグメントである。このようにバージョンチェッカー55がダウンロードの必要なセグメントのみを選択して位置推定サーバ100に要請することによって、無線デバイス1と位置推定サーバ100との間の通信量を減少させ、無線デバイス1に過度な負荷がかかるか、又は情報が重複して格納されるのを防止できる。
位置推定基盤データ(RDLE)信頼度計算エンジン
本発明の一実施の形態に係る位置推定基盤データ信頼度計算エンジン150は、RSSI信号強度計算部151、ユーザ数計算部153、検出時間計算部155、AP分布範囲計算部157、収集方式計算部159を備えることができる。このような計算部は、信頼度を計算するためのものであって、信頼度を計算するための他の要素をさらに含めることができることはもちろんである。
信頼度計算エンジン150は、信頼度を計算するにおいてRSSI信号、ユーザ数、検出時間、AP分布範囲、及び/又は収集方式などに対して加重値を割り当てて、所定の基準にしたがって信頼度を計算できる。一実施の形態によれば、下記の式1のように、各計算部151、153、155、157、159により計算された信頼度を合算することによって信頼度を計算できる。
〔数1〕
信頼度=(RSSI信号強度に基づいて計算された値)×a+(ユーザ数に基づいて計算された値)×b+(検出時間に基づいて計算された値)×c+(AP分布範囲に基づいて計算された値)×d+(収集方式に基づいて計算された値)×e.
式中、a、b、c、d、eは、予め決められた加重値である。
上記の式1は、例示に過ぎず、この他にも他の条件を利用して多様な式で信頼度を計算できることはもちろんである。
RSSI信号強度計算部151は、観測されたAPの信号強度が強いほど、高い値を算出し、ユーザの数計算部153は、観測されたAPが同じ場所で複数の人により観測されるほど、その場所に確実にあるAPである可能性が高いので、そうでない場合より高い値を算出し、検出時間計算部155は、観測されたデータがどれくらい最近に観測されたものかを判断して、かなり以前に観測したデータにより算出される値より、高い値を算出できる。
AP分布範囲計算部157は、観測されたAPが既にデータベースにあるならば、該当APが観測された位置の分布を調べることができる。観測されたAPが通常のAPのRSSI信号強度がカバーできる距離より広く分布していると、そのAPは、不正確なデータとして取扱ってその値を低くして算出できる。反対にAPの分布がRSSI信号強度が到達するほどの距離内に密集されていると、該当APは、正確度が高いデータとして区分してその値を高くして算出できる。
このように、APの分布を介して正確なAPと不正確なAPとを区分することは、信頼度に最も大きな影響を与える要素の一つである。実験的な例として、APの分布範囲を適用した信頼度を計算し、それから抽出したデータで位置推定を行ったとき、位置推定基盤データ(RDLE)のサイズは、約45%減少させながらも位置推定の正確度は類似するように維持できた。これは、APの分布範囲に基づく信頼度が位置推定の正確度を高めるのに利用されるだけでなく、かつデータのサイズを減らす方法として使用されうることを示唆する。
収集方式計算部159は、ユーザがAPデータを観測する位置をどんな方式で得たのか、誰が収集したのかによって信頼度を変更できる。上述したが、無線デバイスが観測位置を計算する方法は、例えば3種類ありうる。
すなわち、無線デバイスがGPSを利用して自身の位置を推定する方法と、本発明の実施の形態において提示する位置推定アルゴリズムを利用して自身の位置を推定する方法と、ユーザから直接現在位置を入力される方法である。これらの各々の方法において信頼度を反映する程度は、例えば、GPSで位置推定する場合>位置推定アルゴリズムで位置を推定する場合>ユーザから入力される場合の順に信頼度を反映できる。
本発明の一実施の形態によれば、GPSで位置推定したときが信頼度が最も高く反映され、ユーザが手動で入力したときが信頼度が低く反映される。これと共に、収集を行った無線デバイスを使用した人が誰かによっても、信頼度が異なるように反映されうる。例えば、運営者が収集したデータは、信頼度が高くなり、ユーザが収集したデータの信頼度は、運営者の信頼度よりは低くなりうる。
よって、本発明の一実施の形態に係る収集方式計算部159では、上記の2通りの情報、観測位置入力方式と収集を行った人の情報に基づいて信頼度が高くなるように高い値を算出するようになる。例えば、収集方式計算部159は、運営者がGPSにより位置測定を行った場合は、最も高い値を算出し、ユーザが手動で位置を測定すると、最も低い値を算出するようになる。
本発明の一実験結果に応じて、収集方式(収集主体+収集方法)を加重値が高い順に羅列すると、「(運営者+GPS)>(運営者+位置推定)>(運営者+受動)>(ユーザ+GPS)>(ユーザ+位置推定)>(ユーザ+受動)」の順である。これにより、実験結果によってさらに優れた組合わせに優先順位をおくことによって、加重値を変動させることができる。
こういう一連の過程を経て、各データの信頼度が計算されると、信頼度が基準値より低いと除去し、信頼度が基準値を満たすデータのみを位置推定基盤データ(RDLE)として格納することができる。位置推定基盤データ(RDLE)の各々は、何れか一つのセグメントに割り当てられて格納される。以後、無線デバイスの要請があるか、又は既設定された周期にしたがってセグメント単位で送信されることができる。
図5は、本発明の他の実施の形態に係る図1における無線デバイスの構成ブロック図で、図6は、本発明の他の実施の形態に係る図1の位置推定サーバの構成ブロック図である。図1、図5、及び図6に示すように、本無線LAN APを利用した無線デバイス501のリアルタイム位置追跡システムは、無線LAN APから信号を受信してDB構築用AP観測データ(ADDFD)又はAP観測データ(ADD)を収集する無線デバイス501と、無線デバイス501から収集したDB構築用AP観測データ(ADDFD)を利用してデータベースを構築し、該構築されたデータベースを利用して無線デバイス501の位置を推定する位置推定サーバ600とを備える。
図5に示された無線デバイス501は、AP観測データ収集器540、ローカルデータベース545、デバイス側位置推定エンジン520、デバイス側データ同期化処理器550、ユーザインタフェース510、GPS受信機535、Wi−Fi受信機530を備え、図6に示された位置推定サーバ600は、無線デバイス501の位置推定のための位置推定基盤データ(RDLE)を格納し、該格納された位置推定基盤データ(RDLE)と無線デバイス501から提供されたAP観測データ(ADD)とを比較して、無線デバイス501の位置を把握できる。また、図6に示すように、位置推定サーバ600は、位置データ構築エンジン630、サーバ側データベース620、サーバ側位置推定エンジン610、サーバ側データ同期化処理器640を備えることができる。
図3に示す無線デバイス1と図5に示す無線デバイス501とを比較すると、図3の無線デバイス1は、AP観測データフィルタ器60をさらに備えているという点に両者の差がある。すなわち、図5の無線デバイス501では、AP観測データ収集器40により収集されたデータを直にローカルデータベース545に格納させる。図2のようなAP観測データフィルタ器60を図5の実施の形態は有していないためである。図5の残りの構成要素は、図2において図面番号が類似するように付された構成要素とその機能が同一又は極めて似ているので、詳細な説明は省略する。
また、図4に示す位置推定サーバ100と図6に示す位置推定サーバ600とを比較すると、図4の位置推定サーバ100は、位置推定基盤データ信頼度計算エンジン150をさらに備えているという点に両者の差がある。すなわち、図6の位置推定サーバ600では、位置推定基盤データ(RDLE)に対した信頼度を計算しない。図6の残りの構成要素は、図3において図面番号が類似に付された構成要素とその機能が同一又は極めて似ているので、詳細な説明は省略する。
図7A及び図7Bは、図1の無線デバイスにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集過程を示したフローチャートである。
ユーザがユーザインタフェース10を介してDB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集を要請すると(S500)、Wi−Fi受信機30は、無線LAN APの信号をスキャンして受信できる。このとき、Wi−Fi受信機30は、APの信号強度とMACアドレスとを共に受信することができる(S505)。ここで、Wi−Fi受信機30は、ユーザの要請がある場合にAP信号をスキャンするが、これとは異なり、ユーザの要請に関わらず周期的、又は非周期的にAP信号をスキャンすることも可能である。
AP観測データ収集器40は、GPS受信機35を介して無線デバイス1の位置収集が可能であると(S510−Y)、GPS受信機35を利用して無線デバイス1の位置情報を獲得し(S515)、獲得したデータを対象にGPS受信誤差情報フィルタ63が不明確なデータを除去できる(S516)。
GPS受信機35を介して無線デバイス1の位置収集が不可能であると(S510−N)、ユーザインタフェース10を介してユーザが直接無線デバイス1の位置を入力するか否かを確認し(S520)、ユーザにより位置が入力されると、AP観測データ収集器40は、前記ユーザから入力された位置を無線デバイス1の位置情報として獲得し(S525)、獲得したデータを対象にユーザ入力誤差情報フィルタ60が不明確なデータを除去できる(S526)。
一方、GPS受信機35を介して無線デバイス1の位置収集が不可能で、かつユーザからも入力がないと、デバイス側位置推定エンジン20又はサーバ側位置推定エンジンがデバイス1の位置を収集できる。図7A及び図7Bに示す内容は、デバイス側位置推定エンジン20がデバイス1の位置を収集する場合を示したもので、サーバ側位置推定エンジンを利用して位置を収集する内容は、図12A及び図12Bとそれについての説明を参照できる。
図7A及び図7Bを参照し続けると、AP観測データフィルタ器60は、様々な方法で収集されたAP信号に対して極めて微弱若しくは不明確なAP信号を除去するか又はスムージングし(S528)、デバイス側位置推定エンジン20は、フィルタリングされたAP信号及びMACアドレスとローカルデータベース45に格納された位置推定基盤データ(RDLE)とを比較することによって、所定の基準を満たす位置推定基盤データ(RDLE)を探索する。デバイス側位置推定エンジン20は、所定の基準を満たす位置推定基盤データ(RDLE)に含まれた位置を無線デバイス1の位置と推定できる(S530)。
位置推定誤差情報フィルタ65は、推定された位置に対して不明確なデータを除去又はスムージングするフィルタリング動作を行うことができる(S532)。ステップS532にてフィルタリングされた位置情報と、ステップS505にて収集されたAP信号強度、及びMACアドレスは、DB構築用AP観測データ(ADDFD)として生成される(S535)。DB構築用AP観測データ(ADDFD)は、ローカルデータベース45に格納され(S540)、AP観測データ収集器40は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集が完了したか否かを確認する(S545)。以後、収集が完了するまでステップS505〜S540の過程が繰り返される。
収集が終了すると、AP観測データアップローダー51は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)を位置推定サーバ100にアップロードする。アップロードが自動的に設定された場合には、AP観測データアップローダー51は、既設定された周期に従ってDB構築用AP観測データ(ADDFD)をアップロードし(S550−Y、S560)、アップロードがユーザにより指示されなければならない場合には、ユーザの要請がある場合に位置推定サーバ100にアップロードできる(S555−Y、S560)。
位置推定サーバ100では、AP観測データ受信機141がDB構築用AP観測データ(ADDFD)を受信して、サーバ側データベース120に格納することができる(S565、S570)。
本実施の形態において、AP信号のフィルタリングをステップS528にて行ったが、これとは異なり、AP信号強度とMACアドレスとを収集(S505)した後、直ちにAP信号をフィルタリングしてスムージングするように構成することも可能である。すなわち、AP観測データフィルタ器60が、ステップS528の動作を行わず、ステップS505とS510との間でAP信号をフィルタリングする動作を行うように構成できる。
図8A及び図8Bは、図5の無線デバイスにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集過程を示したフローチャートである。
図8A及び図8Bに示すように、ユーザからDB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集を要請される(S100)と、Wi−Fi受信機530は、無線LAN APの信号をスキャンして受信し、このとき、APの信号強度とMACアドレスとを共に受信することができる(S105)。仮に、GPS受信機535を介して無線デバイス501の位置情報の獲得が可能であると(S110)、GPS受信機535を利用して無線デバイス501の位置情報を獲得する(S115)。仮に、位置情報の獲得が不可能であると、ユーザインタフェース510を介してユーザが直接無線デバイス501の位置を入力するかを確認し(S120)、ユーザから位置を入力されると、これを位置情報として収集する(S125)。ユーザからの入力がないと、デバイス側位置推定エンジン520を利用してローカルデータベース545に格納された位置推定基盤データ(RDLE)とAPの信号強度及びMACアドレスとを比較して、マッチングされる位置推定基盤データ(RDLE)を抽出して無線デバイス501の位置を推定する(S130)。
一方、AP観測データ収集器540は、APの信号強度、MACアドレス、位置を含むDB構築用AP観測データ(ADDFD)を生成できる(S135)。DB構築用AP観測データ(ADDFD)は、ローカルデータベース545に格納され(S140)、DB構築用AP観測データ(ADDFD)の収集が完了したか否かを確認し(S145)、収集が完了するまでステップS105〜S140の過程が繰り返される。収集が終了すると、AP観測データアップローダー551は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)を位置推定サーバ600にアップロードし、アップロードが自動的に設定された場合には、AP観測データアップローダー551は、直ちにDB構築用AP観測データ(ADDFD)をアップロードし(S150−Y、S160)、アップロードがユーザにより指示されなければならない場合には、ユーザの要請があるまで待った後、位置推定サーバ600にアップロードする(S155−Y、S160)。
位置推定サーバ600では、AP観測データ受信機641がDB構築用AP観測データ(ADDFD)を受信してサーバ側データベース620に格納する(S165、S170)。
図9は、図1の位置推定サーバにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)を利用して位置推定基盤データ(RDLE)を構築する過程を示したフローチャートである。
位置推定基盤データ構築エンジン130のアップデート確認部131は、サーバ側データベース120に新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)が格納されたか否かを確認することができる(S600)。
新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)がサーバ側データベース120に格納されたと判断されると、データ構築エンジン部133は、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)の事前整理を行い(S610)、信頼度計算エンジン150は、事前整理されたデータを対象に信頼度を計算できる(S615)。
以後、データ構築エンジン部133は、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)のうち、信頼度が既設定された値より低いことは捨て、信頼度を満たすデータのみを既存に格納された位置推定基盤データ(RDLE)に含めてアップデートできる(S617)。
本発明の一実施の形態によれば、位置推定基盤データ(RDLE)をセグメントに割り当てて格納管理し、このような場合、下記のような動作を追加的に行うことができる。
データ構築エンジン部133は、アップデートされた位置推定基盤データ(RDLE)を複数のセグメントのうちの何れか一つに割り当てるために、セグメントを選択できる(S620)。
新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)をセグメントに割り当てる方法の一例を挙げると、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)が含まれるセグメントを、DB構築用AP観測データ(ADDFD)に含まれた無線デバイスの位置に応じて選択できる。図4を参照して説明すれば、(100、10)〜(105、15)セグメントと(105、10)〜(110、15)セグメントの中で、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)に含まれた無線デバイスの位置が(101、11)であると、第1番目のセグメントに割り当て、(106、11)であると、第2番目のセグメントに割り当てることができる。
新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)をセグメントに割り当てる方法のさらに他の事例を挙げれば、データ構築エンジン部133は、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)に含まれたAP目録及びAP信号強度をサーバ側データベース120に格納された位置推定基盤データと比較して、同じAP目録を有したセグメントを割り当てることができる。
新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)が割り当てられたセグメントに含まれた位置推定基盤データ(RDLE)の数が予め設定されたしきい値を超過すると(S630−Y)、そのセグメントを予め設定された方法によって再度分割できる(S640)。
これにより、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)は、分割されたセグメントのうちの何れか一つのセグメントに割り当てられ(S650)、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)は、割り当てられたセグメントとマッチングされて、位置推定基盤データ(RDLE)としてサーバ側データベース120に格納される(S660)。
セグメントに含まれたDB構築用AP観測データ(ADDFD)の数がしきい値を超過しないと(S630−N)、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)は、ステップS620にて割り当てられたセグメントにマッチングされて、サーバ側データベース120に格納される(S660)。
図10は、図6の位置推定サーバにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)を利用して位置推定基盤データ(RDLE)を構築する過程を示したフローチャートである。図5、図6、及び図10を参照して、本発明の一実施の形態に係る位置推定サーバにおけるDB構築用AP観測データ(ADDFD)を利用して位置推定基盤データ(RDLE)を構築する過程を説明する。
位置推定基盤データ構築エンジン630のアップデート確認部631は、サーバ側データベース620に新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)が格納されたか否かを確認することができる(S200)。
新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)がサーバ側データベース620に格納されたと判断されると、データ構築エンジン部633は、AP観測データ(ADD)の事前整理を行う(S210)。以後、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)を複数のセグメントのうちの何れか一つに割り当てる(S220)。ここで、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)をセグメントに割り当てる方法は詳説したので、ここでは省略する。
新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)が割り当てられたセグメントに含まれた位置推定基盤データ(RDLE)の数が予め設定されたしきい値を超過すると(S230−Y)、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)が割り当てられた該当セグメントを予め設定された方法によって分割できる(S240)。これにより、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)は、新しいセグメントに割り当てられ(S250)、新規のDB構築用AP観測データ(ADDFD)は、セグメントとマッチングされて位置推定基盤データ(RDLE)としてサーバ側データベース620に格納される(S260)。
図11は、図1の無線デバイスにおける位置推定サーバに格納された位置推定基盤データ(RDLE)をダウンロードする過程を示したフローチャートである。
本実施の形態は、位置推定基盤データ(RDLE)がセグメント別に割り当てられており、ユーザが位置推定基盤データ(RDLE)を同期化することを要請した場合を想定したものである。
ユーザから位置推定基盤データ(RDLE)の同期化が要請されると(S700)、無線デバイス1のバージョンチェッカー55は、位置推定サーバ100のバージョン管理部145に位置推定基盤データ(RDLE)のバージョンを要請できる(S710)。以後、バージョン管理部145は、位置推定基盤データ(RDLE)のセグメント目録と各々のバージョン情報とを送信できる(S720)。
バージョンチェッカー55は、無線デバイス1のローカルデータベース45に格納されたセグメントのバージョンと、バージョン管理部145から提供されたセグメントのバージョンとを比較し(S730)、ダウンロードしなければならないセグメントの目録を作成して、位置推定基盤データダウンローダー53に伝達できる(S740)。位置推定基盤データダウンローダー53は、該当セグメントの目録を位置推定サーバ100の位置推定基盤データ送信機143に要請して(S750)、該当セグメントをダウンロードし(S760)、ダウンロードしたセグメントの位置推定基盤データ(RDLE)をローカルデータベース45に格納することができる(S770)。すべてのセグメントをダウンロードすると、位置推定基盤データ(RDLE)の同期化過程は完了する。
図12A及び図12Bは、図1の位置推定サーバにおける無線デバイスの位置を推定する過程を示したフローチャートである。
無線デバイスが初期化されると、セグメントが同期化され(S800)、以後、位置推定要請があると(S805)、Wi−Fi受信機30では、AP信号強度とAPのMACアドレスとを収集し(S810)、収集したデータを対象にフィルタリング(S812)し、スムージング動作を行った後にローカルデータベース45に格納することができる(S815)。フィルタリングは、例えば、以下の動作のうち、少なくとも何れか一つ以上を含むことができる。
i)AP信号が微弱な信号を除去
ii)位置推定サーバから提供された削除AP目録に含まれたAPを除去
iii)不明確な信号のスムージング
位置判断主体決定部21は、位置判断主体が無線デバイス1なのか、それとも位置推定サーバ100なのかを判断できる(S817)。位置判断主体決定部21は、i)ユーザや管理者により位置判断主体が位置推定サーバ100と設定され、ii)位置推定サーバ100との通信が可能であると、位置判断主体を位置推定サーバ100と決定できる。反面、位置判断主体決定部21は、i)ユーザや管理者により位置判断主体が無線デバイス1と設定されるか、又はii)ユーザや管理者により位置判断主体が位置推定サーバ100と設定されても、位置推定サーバ100との通信が不可能であると、位置判断主体を無線デバイス1と決定できる。
位置判断主体が位置推定サーバ100と決定された場合(S817−Y)、無線デバイスは、位置推定をサーバ110に要請できる(S820)。位置推定要請時、AP観測データアップローダー51は、フィルタリングされたAP観測データ(AP信号強度、MACアドレス)を位置推定サーバ100に送信できる。
サーバ側位置推定エンジン110は、送信されたAP信号の強度を補正し(S825)、セグメントが存在しているか否かを判断できる(S827)。仮に、セグメントが存在しないと(S827−N)、位置推定用基盤データ(RDLE)と前記フィルタリングされたAP観測データ(ADD)とを比較して位置を決定できる。
仮に、セグメントが存在すると(S827−Y)、セグメント判断部113は、AP観測データ(ADD)に含まれたAP目録と、サーバ側データベース120に格納されたAP目録とを比較して、一定個数以上のAPが重なる一つ以上のセグメントを選択できる(S830)。
位置推定エンジン部115は、ステップS830にて選択されたセグメント内に含まれた位置推定基盤データ(RDLE)のAP信号強度を比較して、同一又は類似のAP信号強度を有する位置推定基盤データ(RDLE)を抽出できる。位置推定エンジン部115は、位置推定基盤データ(RDLE)から抽出された位置を無線デバイス1の位置と決定できる(S835)。
位置情報は、位置推定エンジン部115により補正された後(S840)、サーバ側データベース120に格納される(S845)。以後、無線デバイス1に位置が提供され(S850)、無線デバイス1の位置基盤アプリケーションにより位置が表示されることができる(S855)。
一方、位置判断主体が無線デバイス1である場合(S817−N)、デバイス側位置推定エンジン20は、ステップS812にてフィルタリングされたAP観測データ(ADD)からAP信号強度を補正し(S865)、セグメントが存在しているか否かを判断できる。無線デバイス1は、セグメントが存在しない場合、次の動作を行うことができる。
無線デバイス1がサーバに位置推定要請をし(S872)、サーバは、位置推定基盤データ(RDLE)の全体と前記ステップS812にてフィルタリングされたAP観測データ(ADD)とを比較して位置を推定した後(S874)、推定した位置とその推定した位置を含んでいるセグメントとその周辺のセグメントを無線デバイス1に送信し(S876)、無線デバイス1は、送信されたセグメントに既格納したセグメントをアップデートできる(S878)。一方、ステップS874にて位置推定サーバにより推定された位置は、ステップS810にて収集されたAP信号強度、MACアドレスと共にDB構築用AP観測データ(ADDFD)として活用できる。
仮に、セグメントが存在すると(S868−Y)、位置推定エンジン部23は、AP観測データ(ADD)に含まれたAP目録と、ローカルデータベース45に格納された各々のセグメントが有するAP目録とを比較する。ここで、位置推定エンジン部23は、AP観測データ(ADD)に含まれたAP目録と完全に同一であるか、又は一定個数以上が同じAP目録を有したセグメントを探索して選択できる(S870)。セグメント内に含まれた位置推定基盤データ(RDLE)のAP信号とAP観測データ(ADD)に含まれたAPとを比較して、同一又は類似のAP信号強度を有する位置推定基盤データ(RDLE)を抽出できる。
位置推定エンジン部23は、位置推定基盤データ(RDLE)から抽出された位置を無線デバイス1の位置として決定できる(S875)。以後、このように決定された位置は、フィルタリング動作により補正された後、無線デバイス1に提供され(S850)、無線デバイス1の位置基盤アプリケーションにより位置が表示されることができる(S855)。
本発明の好ましい実施の形態によれば、位置推定サーバ100や無線デバイス1によって推定された位置は、DB構築用AP観測データ(ADDFD)として活用(S882)されうる。すなわち、ステップS835にて決定された位置と、ステップS875にて決定された位置は、フィルタリング過程を経た後に位置推定基盤データ(RDLE)に追加されることができる。
図13は、図6の位置推定サーバにおける無線デバイスの位置を推定する過程を示したフローチャートである。図5、図6、及び図13を参照して、本発明の一実施の形態に係る位置推定サーバにおける無線デバイスの位置を推定する過程を説明する。
無線デバイス501から位置推定要請があると(S300)、位置判断主体決定部521は、位置判断主体が無線デバイス501であるか、それとも位置推定サーバ600であるかを判断できる(S305)。このとき、ユーザにより位置推定サーバ600が位置判断主体として既設定された状態で、位置推定サーバ600と無線デバイス501との間の通信が可能な場合であると、位置推定サーバ600が位置を判断する主体となる。反面、ユーザにより位置判断主体が無線デバイス501として既設定されるか、又は位置推定サーバ600と無線デバイス501との間の通信が不可能な場合であると、無線デバイス501が位置決定主体として決定される。
位置判断主体が位置推定サーバ600と決定された場合(S305−Y)、Wi−Fi受信機530では、AP信号強度とAPのMACアドレスを収集し(S310)、収集したデータをローカルデータベース545に一時格納した後(S315)、AP観測データアップローダー551により位置推定サーバ600に送信されつつ、位置推定が要請される(S320)。
位置推定エンジンの信号補正部は、AP信号強度を補正し(S325)、セグメント判断部113は、AP観測データ(ADD)に含まれたAP目録と、サーバ側データベース620に格納されたAP目録とを比較して、一定個数以上のAPが重なる一つ以上のセグメントを選択する(S330)。その後、位置推定エンジン部115は、セグメント内に含まれた位置推定基盤データ(RDLE)のAP信号強度を比較して、同一又は類似のAP信号強度を有する位置推定基盤データ(RDLE)を抽出する。すると、抽出された位置推定基盤データ(RDLE)に含まれた位置情報が無線デバイス501の位置となる(S335)。位置推定エンジンの位置補正部は、各種フィルタアルゴリズムを利用して位置を補正できる(S340)。
補正された位置情報は、サーバ側データベース620に一時格納された後(S345)、無線デバイス501に提供される(S350)。以後、無線デバイス501の位置表示アプリケーションが作動して無線デバイス501の表示部に地図を表示し、地図上に無線デバイス501の位置を表示する(S355)。
一方、位置判断主体が無線デバイス501である場合(S305−N)、Wi−Fi受信機530から受信したAP信号強度とAP MACアドレスとをデバイス側位置推定エンジン520に提供する(S360)。デバイス側位置推定エンジン520は、AP信号強度を補正した後(S365)、AP観測データ(ADD)に含まれたAP目録と、ローカルデータベース545に格納されたAP目録とを比較して、一定個数以上のAPが重なる一つ以上のセグメントを選択する(S370)。その後、セグメント内に含まれた位置推定基盤データ(RDLE)のAP信号強度を比較して、同一又は類似のAP信号強度を有する位置推定基盤データ(RDLE)を抽出して位置を判断する(S375)。位置情報は、補正された後(S380)、位置表示アプリケーションが作動してユーザインタフェースに地図が表示され、地図上に無線デバイス501の位置が表示される(S355)。
図14は、本発明の一実施の形態に係る位置推定基盤データ(RDLE)を構築する方法を説明するためのフローチャートである。
図14に示すように、無線デバイスの位置推定エンジン又は位置推定サーバの位置推定エンジンによって、位置推定基盤データ(RDLE)を構築する方法が例示的に示されている。
Wi−Fi受信機30は、現在無線デバイスがある位置で観測される無線LAN信号強度を収集(S901)できる。収集された無線信号を対象にAP観測データフィルタ器60が不明確なデータを除去及びスムージングできる(S903)。
無線デバイスで位置推定を行う場合(S905−Y)、ステップS903にてフィルタリングされた収集データに基づいて、デバイス側位置推定エンジン20が現在の位置を推定し、該推定された位置を対象にAP観測データフィルタ器60が不正確なデータを除去又はスムージングするフィルタリング動作を行うことができる(S907)。
以後、推定された位置とフィルタリングされた収集データとは、位置推定サーバにアップロードされる(S909)。アップロードされたデータに対して信頼度計算エンジン150が信頼度を計算し、データ構築エンジン部133は、信頼度が既設定された基準値より低いデータは除去し、残りの残ったデータを既存の位置推定基盤データ(RDLE)に追加してアップデートできる。
位置データ構築エンジン130は、所定の基準に応じてセグメントを選択し(S919)、選択されたセグメントに前記データ構築エンジン部133によりアップデートされた位置推定基盤データ(RDLE)を割り当てて格納することができる(S921)。
仮に、無線デバイス10ではないサーバ100で位置推定を行う場合(S905−N)、フィルタリングされた収集データは、ローカルデータベース45に格納されてから(S911)、サーバにアップロードされうる(S913)。アップロードされた収集データに基づいてサーバ側位置推定エンジン110は、位置を推定できる(S915)。以後、信頼度計算エンジン150が信頼度を計算し、データ構築エンジン部133は、信頼度が既設定された基準値より低いデータは除去し、残りの残ったデータを既存の位置推定基盤データ(RDLE)に追加してアップデートできる。以後は、上述したステップS919〜S921を行うことができる。
このように、本発明の一実施の形態によれば、2通りの方式を利用してGPSのないユーザに対しても、現在ユーザの位置での位置推定基盤データ(RDLE)を確保するようになる。このように位置推定エンジンで推定された自身の位置に基づいて位置推定基盤データ(RDLE)を生成すると、GPS受信機から収集されるデータより正確度が落ちることができるが、無線デバイス側に備えられたAP観測データフィルタ器とサーバ側に備えられた信頼度計算機によって正確度が補完されうる。
例えば、GPSにより収集された位置は、位置エンジンにより推定された位置より信頼度が落ちるように計算されることができ、以後位置推定を行う時に信頼度を考慮して位置を推定するようになるので、位置推定の誤差を減らすようになる。
本発明の一実施の形態によれば、上述した無線デバイスのリアルタイム位置追跡方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み出すことのできる記録媒体が提供される。
また、本発明の一実施の形態によれば、無線LAN APを利用した無線デバイスのリアルタイム位置を推定するために用いられるデータベースが位置推定サーバに格納されうる。例えば、データベースは、位置と、位置に対応するAPの目録と、APの目録に含まれたAPの信号強度と、APの目録に含まれたAPの信頼度とを有する位置推定基盤データサブセット(SRDLE)を少なくとも二つ以上格納することができる。また、データベースは、外部からAP目録及びAP信号の強度からなる検索語を入力された場合、位置推定基盤データサブセット(SRDLE)のうち、前記検索語に基づいて所定の基準を満たす位置推定基盤データセットを選択し、選択した位置推定基盤データサブセットに含まれた位置に対する情報を提供することができる。
図15は、本発明の一実施の形態に係る無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システムの構成ブロック図である。
図15に示すように、本無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システム(以下、シームレス位置追跡システムとする)は、位置別AP情報格納部701、室外及び室内位置区分データ抽出部703、室外及び室内位置区分データ格納部707、AP観測データ収集器709、検証部711、室外及び室内位置判断部713、位置アプリケーション714、ディスプレイ部715、室外及び室内位置区分データアップローダー717を備える。
位置別AP情報格納部701は、室内又は室外の位置別AP目録を格納する。ここで、位置別AP目録は、上述した位置推定基盤データ(RDLE)に対応するデータでありうる。位置別AP情報格納部701に格納される位置別AP目録は、図1〜図14を参照して説明した位置推定基盤データ(RDLE)を生成する方法で生成されることができる。このために、本シームレス位置追跡システムは、位置推定エンジンをさらに備えることができる。位置推定エンジンに対する詳細な説明は、上の実施の形態で詳細に説明したので、ここでは、その詳細な説明を省略する。また、AP観測データ収集器709は、上述した図1〜図14の実施の形態でのAP観測データ収集器と類似の機能を行うことができる。
位置別AP目録は、例えば、前記表3のようなテーブルの形態でありうる。
表3には、観測した時間が含まれていないが、本発明の実施の形態によっては、観測時間も前記位置別AP目録にさらに含まれることができる。また、表3には、信頼度が含まれているので、実施の形態によっては、信頼度が含まれない場合もありうる。
室外及び室内位置区分データ抽出部703は、位置別AP情報格納部701に格納された位置別AP目録から室外及び室内を区分できるデータ(以下、KASとする)を抽出する。
本発明の一実施の形態に係る室外及び室内位置区分データ抽出部703は、位置別AP情報格納部701に格納された位置別AP情報から、室内外を区分しようとする現在位置周辺の可能なすべての室内に対するKASデータを抽出する。
本発明の一実施の形態に係る室外及び室内位置区分データ抽出部703は、位置別AP情報から特定室内領域に含まれるすべてのAP信号の目録を選択し、該選択したAP目録に含まれたAP信号の強度と前記特定室内領域と隣接した室外のAP信号の強度との間の差がしきい値以上の差が出る場合、前記特定室内領域に含まれたAP信号をKASデータとして抽出できる。
また、室外及び室内位置区分データ抽出部703は、現在時点以前の位置履歴を参照して、可能なすべての室内に対するKASデータを抽出できる。
室外及び室内位置区分データ抽出部703が抽出するKASデータは、少なくとも一つ以上のSKASデータから構成されることができる。例えば、室内が狭い場合には、室内ごとに一つずつのKASデータが抽出されるが、室内が広い場合には、AP信号の強度がすべての室内をカバーし難いので、室内をセグメント単位に分割し、セグメント別にKASを抽出する。このように、セグメント別に割り当てられたKASを本願明細書では、たびたびSKASと言及する。
以下の表6は、セグメント別に割り当てられたSKASデータの例を示したものである。
Figure 0005258865
式中、PA、PB、...PMは、緯度及び経度のような位置情報で、ID1、ID2、...ID13は、APのMACアドレスのような識別情報である。KASデータの抽出に対するより詳細な方法は、後述する図17を参照して詳細に説明する。
このように、室内領域がセグメントに分割された場合、室外及び室内を区分できるデータは、各分割された領域で特定確率以上(Threshold)探知されるAPの目録と、室外及び室内境界領域で信号強度の差が特定しきい値以上差が生じるAP目録を意味する。
室外及び室内位置区分データ格納部707は、室外及び室内位置区分データ抽出部703により抽出されたKASデータを格納する。
AP観測データ収集器707は、AP信号強度とAPの識別情報とを含んだAP観測データを収集する。本発明の一実施の形態によれば、AP観測データ収集器707は、位置アプリケーション714の要請があると、AP観測データを収集する。
AP観測データは、例えば上述したように表2のように構成されることができる。
表2には、観測した時間が含まれていないが、本発明の実施の形態によっては、観測時間も前記AP観測データにさらに含まれることができる。
検証部711は、AP観測データ収集器709により収集されたAP観測データを検証する。本発明の一実施の形態によれば、検証部711は、室外及び室内位置区分データ抽出部703により抽出されたKASデータとAP観測データ収集器709により収集されたAP観測データとを比較することによって、AP観測データを検証する。
本発明の一実施の形態によれば、検証部711は、AP観測データに基づいてKASデータにエラー(例えば、AP削除、AP移動、及びAP追加によるエラー)があるか否かを検証できる。検証部711は、検証結果、エラーが発生すると、KASデータを修正し、修正されたKASデータは、後述する室外及び室内位置区分データアップローダー717を介して位置別AP格納部701に送信され、位置別AP格納部701は、既格納されたKASデータを修正されたKASデータに更新して格納する。
以下、検証部711がKASデータにエラーがあるか否かを判断する方法を例に挙げて説明する。
検証部711では、AP観測データ収集器709から持続的に収集したAP観測データを室外及び室内位置区分データ抽出部703により抽出されたKASデータと比較する。例えば、AP観測データは、持続的にAP1、AP2、AP3、AP4、AP5が収集されているが、SKASには、AP1、AP2、AP3、AP4のみがあり、該当室内のKASにAP5が存在しないと、SKASにエラーがあると判断してAP5を追加しなければならないものと判断する。反対に、SKASには、AP1、AP2、AP3、AP4、AP5があるが、AP観測データは、持続的にAP1、AP2、AP3、AP4のみが収集されているならば、これは、AP5を削除しなければならないものと判断する。ただし、好ましくは、AP観測データの収集回数が一定回数以上にならないと信頼性がないので、AP観測データの収集回数が一定回数以上になった場合にAPの削除又は追加と判断する。
一方、KASデータにおいて互いに異なる室内領域にあるAPにもかかわらず、収集されたAP観測データの収集結果、複数回にかけて同じ室内領域にあると判断された場合、APの移動と判断する。
本発明の一実施の形態によれば、検証部711は、室外及び室内位置区分データ抽出部703により抽出されたKASデータとAP観測データ収集器709により収集されたAP観測データとを比較して、AP観測データが室外及び室内を区分するデータとして意味があるかを検証する。
例えば、検証部711は、AP観測データ収集器709により収集されたAP観測データを位置別AP情報格納部701に格納するほどのデータなのか否かを検証する。例えば、収集されているAP観測データとKASデータとを持続的に比較すると、AP観測データにAPを追加若しくは削除するか、又は移動が多数予想されているときには、位置別AP情報格納部701に格納しないと判断できる。
室外及び室内位置判断部713は、AP観測データ収集器709により収集されたAP観測データと室外及び室内位置区分データ抽出部703により抽出されたKASデータとを比較して、室外か室内かを判断する。
本発明の一実施の形態によれば、室外及び室内位置判断部713は、検証部711により検証されたAP観測データとKASデータとを比較して、室外か室内かを判断する。
本発明の一実施の形態によれば、室外及び室内位置判断部713は、室外及び室内区分データ格納部707に格納されたKASデータと前記検証されたAP観測データとを比較して、室外か室内かを判断する。
本発明の一実施の形態によれば、室外及び室内位置判断部713は、AP観測データに含まれたAPをすべて含んでいるKASデータが存在すると、室内に進入したと判断する。例えば、AP観測データに含まれたAPがAP1、AP2、AP3で、A建物のKASデータがAP2、AP3、AP4で、B建物のKASデータが、AP1、AP2、AP3であり、C建物のKASデータがAP0、AP1、AP2、AP4、AP5である場合、室外及び室内位置判断部713は、B建物に進入したと判断する。
本発明の一実施の形態によれば、室外及び室内位置判断部713は、室内に進入した後には、前記収集されたAP観測データに含まれたAPのうち、何れか一つでも前記KASデータに存在すると、依然として室内にいると判断することができる。前記例において、B建物に進入した以後、AP観測データがAP2、AP6、AP 7である場合でも依然としてB建物内にいると判断する。
上述した「特定確率以上のAP」の意味をKOEXモールという場所を例に挙げて説明する。KOEXモールの(カ)地域に対するKASデータがA、B、C、D、E、Fという6個のAPからなっており、誤差しきい値(ここで、誤差しきい値が特定確率に該当する)を3/4と仮定しよう。仮に、AP観測データ収集器709で観測したAP目録がA、C、D、E、Fであると、誤差しきい値を満たすので、室外及び室内位置判断部713は、KOEXモールの(カ)地域に進入したと判断する。
位置アプリケーション714は、位置を基盤とするアプリケーションであって、MAPのようなアプリケーションでありうる。位置アプリケーション714は、図示していない格納部に格納されてからメモリにロードされて動作し、AP観測データ収集器709にAP観測データを収集することを要請する。
本発明の一実施の形態によれば、位置アプリケーション714は、室外及び室内位置判断部713の判断結果に基づいて、室内又は室外に応じる位置基盤サービスを提供できる。
ディスプレイ部715は、液晶ディスプレイのようなモニターでありえ、位置アプリケーションにより提供されるサービスを表示できる。
室外及び室内位置区分データアップローダー717は、検証部711により修正されたKASデータがある場合、位置別AP情報格納部701に送信する。アップローダー717は、周期的又は非周期的に修正されたKASデータがあるか否かを確認して、修正されたKASデータがあると、位置別AP情報格納部701に送信する。
一方、図15の実施の形態に係るシームレス位置追跡システムの構成要素、例えば、位置別AP情報格納部701、室外及び室内位置区分データ抽出部703、室外及び室内位置区分データ格納部707、AP観測データ収集器709、検証部711、室外及び室内位置判断部713、位置アプリケーション714、ディスプレイ部715、室外及び室内位置区分データアップローダー717は、互いに物理的に異なる空間に位置できる。
例えば、AP観測データ収集器709、検証部711、室外及び室内位置判断部713、位置アプリケーション714、ディスプレイ部715、及び室外及び室内位置区分データアップローダー717は、携帯電話のような無線デバイスで具現化され、残りの構成要素は、別途のサーバとして構築されることができる。
他の例としては、AP観測データ収集器709、位置アプリケーション714、ディスプレイ部715、及び室外及び室内位置区分データアップローダー717は、携帯電話のような無線デバイスで具現化され、残りの構成要素は、別途のサーバとして構築されることができる。
さらに他の例としては、室外及び室内位置区分データ格納部707、AP観測データ収集器709、検証部711、室外及び室内位置判断部713、位置アプリケーション714、ディスプレイ部715、室外及び室内位置区分データアップローダー717は、携帯電話のような無線デバイスで具現化され、残りの構成要素は、別途のサーバとして構築されることができる。
また、さらに他の例としては、AP観測データ収集器709、位置アプリケーション714、ディスプレイ部715は、携帯電話のような無線デバイスで具現化され、残りの構成要素は、別途のサーバとして構築されることができる。
また、さらに他の例としては、位置アプリケーション714がプッシュシステムのような独立したシステムとして存在し、AP観測データ収集器709、検証部711、室外及び室内位置判断部713、ディスプレイ部715、室外及び室内位置区分データアップローダー717は、携帯電話のような無線デバイスで具現化され、残りの構成要素は、別途のサーバとして構築されることができる。
図16は、本発明の一実施の形態に係る無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法のフローチャートである。
図16に示すように、本無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法(以下、シームレス位置追跡方法とする)において、位置アプリケーション714の要請によって、AP観測データ収集器709がAP信号の識別情報と信号の強度とからなるAP目録を収集する(S1001)。具体的に説明すると、ステップS301にてAP観測データ収集器709は、周囲の無線LAN信号とその強度とを収集し、収集した時間もAP目録に含めることができる。
検証部711は、室外及び室内区分データ格納部707に格納されたKASデータと、AP観測データ収集器709により収集されたAP観測データとを互いに対照比較し(S1003)、収集されたAP観測データが意味のあるデータであるか否かをKASデータを参照して判断し、そして、収集されたAP観測データに基づいてKASデータにエラーがあるか否かを判断する(S1005)。
検証部711が修正するKASデータが存在すると(S1007:はい)、KASデータを修正し(S1009)、室外及び室内位置判断部713がKASデータを利用して室外か室内かを判断する(S1011)。
位置アプリケーション714は、位置判断部713の判断結果に基づいて位置基盤のサービスをディスプレイ部715を介して表示する(S1013)。
図17は、本発明の一実施の形態に係る室外及び室内区分データの抽出方法を説明するためのフローチャートである。
図17に示すように、室外及び室内位置区分データ抽出部703は、位置別AP情報格納部から、室外と区分しようとする特定室内領域に含まれるAP目録を抽出する(S1101)。ここで、AP目録には、AP識別情報と信号の強度とを含む。例えば、KOEXモールの室内と室外とを区分するKASデータを抽出しようとする場合、KOEXモールが位置する所の緯度/経度上における室内と室外のすべてのAP目録を抽出する。
室外及び室内位置区分データ抽出部703は、抽出したAP目録から、室内にのみ存在するAP及び室外/室内境界でのAP信号の強度の差が大きいAPを検索して(S1103)、AP目録を構成する。好ましくは、室内にのみ存在するAP及び室外/室内境界でのAP信号の強度の差が既設定されたしきい値より大きい場合のAPを検索して、AP目録を構成する。
仮に、前記特定室内領域が広くない場合は、後述するステップS211を行い、前記特定室内領域が広い場合は、室内領域を所定の大きさに分割する(S1105)。ここで、ステップS205は、室内領域の広さがAPが送信する無線LAN信号強度の到達範囲を超過する場合を考慮したものである。
室外及び室内位置区分データ抽出部703は、ステップS201にて抽出したAP目録から、分割された領域で特定確率以上に探知されるAPを検索し(S1107)、検索したAPを室外及び室内区分データとして抽出する(S1109)。ここで、検索したAPは、領域別室外及び室内区分データ(SKAS)として室外及び室内区分データ格納部707に格納される(S1111)。
本実施の形態では、室内領域がAPが送信する無線LAN信号強度の到達範囲を超過する場合、室内領域を分割するようにしている。これは、分割された領域から特定確率以上に探知されるAPを検索するためのものであって、分割しないと、特定APの信号強度の到達距離から外れる室内領域に対してはAPを探知することができなく、したたって、特定確率以上に探知されるAPが検索されることができないためである。したがって、室内領域を分割し、分割された地域から特定確率以上に探知されるAPを検索して目録を作成するようにした。これにより、室外及び室内位置判断部713は、AP観測データ収集器709から収集されたAP目録を参照して、例えばKOEXモールで特定確率以上に探知されたAPがすべて存在すると、KOEXモールに進入したと判断する。上述したように、一度室内に進入した後には、AP観測データ収集器709で特定確率以上に探知されたAPが一つでも存在すると、室内に留まり続けると判断し、特定確率以上に探知されたAPが一つも存在しないと、KOEXモールから室外に進出したと判断する。
図18は、本発明の一実施の形態に係る無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システムを説明するために提供される図である。
図18は、本発明に係る室外及び室内間のシームレス位置追跡システムが具現化された無線デバイスの所持者が経路AP1、AP2、...AP11、AP12に移動する場合を示したものである。ここで、KAS7_S1、KAS7_S2、KAS7_S3、又はKAS7_S4は、それぞれセグメント別に割り当てられたSKASであり、説明の便宜上、これらの全体をKAS7とする。
無線デバイスの所持者がAP1の位置にいるとき、無線デバイスは、現在位置で収集したAP観測データと、KASデータとを比較して、室内であるか否かを判断する。ここで、比較対象になるKASデータは、KAS1、KAS3、KAS4、KAS5、KAS6、KAS7になることができる。本発明の一実施の形態によれば、比較の対象になるKASデータは、その間の無線デバイスの位置履歴に基づいて抽出されることができる。無線デバイスの現在位置から最も近いKASデータを比較するためである。
無線デバイスに具現化された室外及び室内位置判断部は、AP1から収集されたAP目録とKAS1、KAS3、KAS4、KAS5、KAS6、KAS7とを比較する。
このような方法で、AP2、AP3、AP4地点に順次移動しながら、AP5に入った瞬間、AP5から観測されたAP目録は、KAS7_S1に含まれるようになり、これにより、無線デバイスは、室内に進入したと判断する。以後、AP5からAP10まで移動しつつ、収集されたAP観測データに含まれたAPが一つでも、KAS7に含まれていると、依然として室内にいると判断する。
無線デバイス所持者がAP11に移動する瞬間、AP観測データに含まれたAPは、如何なるものもKAS7に含まれなくなり、これで無線デバイスは、室外にいると判断する。
上述したように、本発明の一実施の形態に係る室外及び室内シームレス位置追跡システムは、クライアントが室外及び室内の如何なる目的地情報を要請しても、クライアントの目的地までシームレスな経路案内を行い、クライアントの位置をリアルタイムで通知することができる。
また、本室外及び室内シームレス位置追跡システムは、プッシュシステムと接続され、クライアントが特定地域に進入又は進出するのを把握しつつ、クライアントの状況に最適な特定コンテンツやサービスを提供されることができる。ここで、プッシュシステムは、特定位置に特定コンテンツを提供するシステムである。
また、本室外及び室内シームレス位置追跡システムは、クライアントの位置をリアルタイムで推定して格納するサーバと接続され、クライアントの移動方向及びパターンを分析して各クライアントがどの地域を頻繁に行くか、特定地域以後にどの地域を訪問しているかなどの情報などに基づいて推論されたマーケティング情報を提供されることができる。
上述した無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法は、コンピュータで実行可能なプログラムで具現化が可能である。本発明の一実施の形態によれば、前記プログラムは、コンピュータで読み出すことのできる記録媒体に格納されて駆動されうる。
本願明細書で言及した無線デバイスは、例えば、携帯電話、スマートフォン、PDA、ネットブック、ナビゲーションなどのように位置情報を活用できる無線装置はすべて含まれる概念として用いられる。また、「無線デバイスリアルタイム位置追跡システム」は、ソフトウェア及び/又はハードウェアなどで具現化されることができる。
以上説明した本願発明は、例えば以下のような分野で活用できる。
例えば、歩行者ナビゲーションが挙げられる。既存のナビゲーションは、誤差範囲が大きいから車で移動する場合にのみ追跡可能であったが、本発明を利用すれば、室内−室外が切れることなく連動される歩行者ナビゲーションを作ることができる。例えば、KOEXモールのように複雑な室内でも正確な位置推定が可能である。
他の例として、物流や資産管理が挙げられる。会社や工場で管理中である資産にタグを付けて位置追跡することで、その物がどこに置かれているか、あるいは、どこに移動しているかをリアルタイムで追跡してふんしつの危険を減らすことができる。また、資産の保管、移動時に保管場所や移動動線を最適に設定して、運送費用も減らすことができる。なお、クライアントに物流の移動現況をリアルタイムで見せることができる。
さらに他の例としては、位置基盤のプッシュシステムが挙げられる。本発明にプッシュシステムを足すことによって、ユーザが特定位置に行けば指定されたメッセージをプッシュされるようにするシステムである。又はU−cityのホームネットワークシステムと連動して具現化されることができる。例えば、ユーザが外出するとき、ガス火を消さずに出かけると、家に戻って火を消せというお知らせメッセージを提供することができる。
本発明のさらに他の実施の形態として、友人検索機能が挙げられる。本人が属したグループの友人のうち、近くにいる友人を表示してくれることによって、その友人にメッセージを送信するか、会えるように手助けすることができる。
一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施の形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内で多様な変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限って決まらず、特許請求の範囲だけでなく、特許請求の範囲と均等なものによって決まらねばならない。
1 無線デバイス
20 デバイス側位置推定エンジン
30 Wi−Fi受信機
40 AP観測データ収集器
45 ローカルデータベース
50 デバイス側データ同期化処理器
100 位置推定サーバ
110 サーバ側位置推定エンジン
120 サーバ側データベース
130 位置データ構築エンジン
140 サーバ側データ同期化処理器

Claims (26)

  1. 位置推定基盤データを構築する方法であって、
    アクセスポイントの目録、該アクセスポイントの信号強度を含むアクセスポイントスキャンデータ、及びアクセスポイントスキャンデータを測定した位置を提供されるステップと、
    前記位置で測定されたすべてのアクセスポイントの各々に対して、前記収集されたアクセスポイントスキャンデータの信頼度を計算するステップと、
    前記計算された信頼度と、前記収集されたアクセスポイントスキャンデータと位置を対応させて位置推定基盤データとして格納するステップと、
    前記計算された信頼度が既設定された条件を満たさない場合、前記既設定された条件を満たさないアクセスポイントの目録を格納するステップと、
    を含み、
    前記各アクセスポイントのスキャンデータの信頼度を計算するステップは、該当アクセスポイントが観測される分布範囲が通常のアクセスポイントが観測される分布範囲よりも広く分布していると、該当アクセスポイントの信頼度を低くして計算されることを特徴とする位置推定基盤データを構築する方法。
  2. 前記位置を提供されるステップは、ユーザから位置を入力されるステップと、GPSから位置を獲得するステップと、位置推定エンジンから位置を獲得するステップとのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の位置推定基盤データを構築する方法。
  3. 領域を複数のセグメントに分割するステップと、
    前記位置推定基盤データを、前記複数のセグメントのうちの何れか一つのセグメントに割り当てて格納するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の位置推定基盤データを構築する方法。
  4. 前記複数のセグメントの中で、新しく提供されるアクセスポイントスキャンデータを割り当てるセグメントを決定するステップと、
    前記決定されたセグメントに前記新しく提供されるアクセスポイントスキャンデータを割り当てるステップとを含むことを特徴とする請求項3に記載の位置推定基盤データを構築する方法。
  5. 前記アクセスポイントのスキャンデータの信頼度を計算するステップは、前記アクセスポイントスキャンデータに含まれたアクセスポイントの信号強度、前記アクセスポイントスキャンデータが前記位置で観測された回数、前記アクセスポイントスキャンデータの観察時間、及び前記APスキャンデータの収集方式のうち、少なくとも何れか一つ以上をさらに考慮して計算することを特徴とする請求項1に記載の位置推定基盤データを構築する方法。
  6. 無線デバイスの位置追跡方法であって、
    位置を推定しようとする無線デバイスによって測定されたアクセスポイント(以下、第1アクセスポイントとする)の目録、及び前記第1アクセスポイントの信号強度を含むアクセスポイント観測データを提供されるステップと、
    位置、位置に対応するアクセスポイント(以下、第2アクセスポイントとする)の目録、前記第2アクセスポイントの信号強度、前記第2アクセスポイントの信頼度を含む位置推定基盤データと、前記アクセスポイント観測データと比較して、前記無線デバイスの位置を推定するステップと、
    前記第2アクセスポイントの信頼度が既設定された条件を満たさない場合、前記既設定された条件を満たさないアクセスポイントの目録を格納するステップと、を含み、
    前記第2アクセスポイントの信頼度は、前記第2アクセスポイントが観測される分布範囲が通常のアクセスポイントが観測される分布範囲よりも広く分布していると、該当アクセスポイントの信頼度を低くして計算されることを特徴とする無線LANアクセスポイントを利用した無線デバイスのリアルタイム位置追跡方法。
  7. 前記位置推定基盤データは、位置推定基盤データサブセットを複数含み、
    前記複数の位置推定基盤データサブセットは、一つの位置、前記一つの位置に対応するアクセスポイント、及び前記一つの位置に対応するアクセスポイントの信号強度を含むことを特徴とする請求項6に記載の無線LANアクセスポイントを利用した無線デバイスのリアルタイム位置追跡方法。
  8. 前記無線デバイスが、DB構築用アクセスポイント観測データを収集するステップと、
    前記無線デバイスが収集したDB構築用アクセスポイント観測データを利用して既格納していた位置推定基盤データをアップデートするステップとをさらに含み、
    前記DB構築用アクセスポイント観測データは、無線デバイスの観測位置、観測位置で受信可能なアクセスポイント目録、及びこのアクセスポイント目録に含まれたアクセスポイントの信号強度を含むことを特徴とする請求項6に記載の無線LANアクセスポイントを利用した無線デバイスのリアルタイム位置追跡方法。
  9. 無線デバイスの位置追跡のための位置推定基盤データを構築する位置推定サーバであって、
    無線デバイスにより測定されたアクセスポイントの目録、及びこれらのアクセスポイントの信号強度を含むアクセスポイントスキャンデータと、前記アクセスポイントスキャンデータを測定した位置を提供されるアクセスポイント観測データ受信機と、
    前記位置で測定されたすべてのアクセスポイントの各々に対して、前記収集されたアクセスポイントスキャンデータの信頼度を計算する位置推定基盤データ信頼度計算エンジンと、
    前記計算された信頼度、前記収集されたアクセスポイントスキャンデータ、及び前記位置を対応させて、位置推定基盤データを構築する位置データ構築エンジンと、
    データベースと、
    を備え、
    前記位置データ構築エンジンは、前記計算された信頼度が既設定された条件を満たさない場合、前記既設定された条件を満たさないアクセスポイントの目録を格納し、
    前記各アクセスポイントのスキャンデータの信頼度は、該当アクセスポイントが観測される分布範囲が通常のアクセスポイントが観測される分布範囲よりも広く分布していると、該当アクセスポイントの信頼度を低くして計算されることを特徴とする位置推定サーバ。
  10. 前記位置推定基盤データ信頼度計算エンジンは、前記アクセスポイントスキャンデータに含まれたアクセスポイントの信号強度、前記アクセスポイントスキャンデータが前記位置で観測された回数、前記アクセスポイントスキャンデータの観察時間、及び前記アクセスポイントスキャンデータの収集方式のうち、少なくとも何れか一つ以上をさらに考慮して計算することを特徴とする請求項9に記載の位置推定サーバ。
  11. 無線デバイスにより測定されたアクセスポイントの目録、及びこれらのアクセスポイントの信号強度を含むアクセスポイント観測データと、前記アクセスポイント観測データを測定した位置を提供されるアクセスポイント観測データ受信機と、
    前記位置で測定されたすべてのアクセスポイントの各々に対して、前記受信されたアクセスポイント観測データの信頼度を計算する位置推定基盤データ信頼度計算エンジンにより計算された信頼度、前記受信されたアクセスポイント観測データ、及び前記位置を対応させて、位置推定基盤データを構築する位置データ構築エンジンと、
    データベースと、
    前記位置推定基盤データから室外及び室内を区分できるデータ(以下、KASとする)を抽出する室外及び室内位置区分データ抽出部と、
    前記アクセスポイント観測データ受信機により受信されたアクセスポイント観測データと前記KASデータとを比較して、室外か室内かを判断する室外及び室内位置判断部とを備え、
    前記位置データ構築エンジンは、前記計算された信頼度が既設定された条件を満たさない場合、前記既設定された条件を満たさないアクセスポイントの目録を前記データベースに格納し、
    前記各アクセスポイントの観測データの信頼度は、該当アクセスポイントが観測される分布範囲が通常のアクセスポイントが観測される分布範囲よりも広く分布していると、該当アクセスポイントの信頼度を低くして計算されることを特徴とする無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システム。
  12. 前記アクセスポイント観測データ受信機により受信されたアクセスポイント観測データを検証する検証部をさらに備え、
    前記室外及び室内位置判断部は、前記検証部により検証されたアクセスポイント観測データと前記KASデータとを比較して、室外か室内かを判断することを特徴とする請求項11に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システム。
  13. 室外及び室内位置区分データアップローダーをさらに備え、
    前記検証部は、前記検証結果、KASデータのエラーが発見されると、前記KASデータのエラーを修正し、
    前記アップローダーは、修正されたKASデータを前記位置推定基盤データを格納する格納部に送信することを特徴とする請求項12に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システム。
  14. 前記室外及び室内位置区分データ抽出部は、
    前記位置推定基盤データ格納部に格納された位置推定基盤データから、室内外を区分しようとする現在位置周辺の可能なすべてのKASデータを抽出することを特徴とする請求項11に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システム。
  15. 前記室外及び室内位置区分データ抽出部は、現在時点以前の位置履歴に基づいて、前記KASデータを抽出することを特徴とする請求項11に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システム。
  16. 前記KASデータは、少なくとも一つ以上のSKASデータから構成され、ここで、SKASデータは、セグメントごとに割り当てられたアクセスポイント目録であり、
    前記セグメントは、特定室内を所定の基準にしたがって分割した領域であることを特徴とする請求項11に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システム。
  17. 前記室外及び室内位置判断部は、少なくとも一つ以上のKASデータと前記アクセスポイント観測データ収集部により受信されたアクセスポイント観測データとを比較し、前記受信されたアクセスポイント観測データに含まれたアクセスポイントをすべて含んでいるKASデータが存在するか、又は誤差しきい値を満たすと、室内に進入したと判断することを特徴とする請求項11に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システム。
  18. 前記室外及び室内位置区分データ抽出部は、前記位置推定基盤データから特定室内領域に含まれるすべてのアクセスポイント信号の目録を選択し、前記選択したアクセスポイント目録に含まれたアクセスポイント信号の強度と前記特定室内領域と隣接した室外のアクセスポイント信号の強度間の差がしきい値以上の差が出る場合の、前記特定室内領域に含まれたアクセスポイント信号をKASデータとして抽出することを特徴とする請求項11に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡システム。
  19. アクセスポイントの目録、そのアクセスポイントの信号強度を含むアクセスポイント観測データ、及びアクセスポイント観測データを測定した位置を提供されるステップと、
    前記位置で測定されたすべてのアクセスポイントの各々に対して、前記収集されたアクセスポイント観測データの信頼度を計算するステップと、
    前記計算された信頼度と、前記収集されたアクセスポイント観測データと位置を対応させて位置推定基盤データとして格納するステップと、
    前記計算された信頼度が既設定された条件を満たさない場合、前記既設定された条件を満たさないアクセスポイントの目録を格納するステップと、
    前記位置推定基盤データから室外及び室内を区分できるデータ(以下、KASとする)を抽出するステップと、
    前記収集されたアクセスポイント観測データと前記KASデータとを比較して、室外か室内かを判断するステップとを含み、
    前記各アクセスポイントの観測データの信頼度は、該当アクセスポイントが観測される分布範囲が通常のアクセスポイントが観測される分布範囲よりも広く分布していると、該当アクセスポイントの信頼度を低くして計算されることを特徴とする無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法。
  20. 前記収集されたアクセスポイント観測データを検証するステップをさらに含み、
    前記判断するステップは、前記検証されたアクセスポイント観測データと前記KASデータとを比較して、室外か室内かを判断することを特徴とする請求項19に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法。
  21. 前記検証ステップは、前記検証結果、KASデータのエラーが発見されると、前記KASデータのエラーを修正する位置追跡基盤データを生成することを特徴とする請求項20に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法。
  22. 前記室外及び室内位置区分データ抽出ステップは、前記位置追跡基盤データから、室内外を区分しようとする現在位置周辺の可能なすべてのKASデータを抽出することを特徴とする請求項19に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法。
  23. 前記室外及び室内位置区分データ抽出ステップは、現在時点以前の位置履歴を参照して、前記KASデータを抽出することを特徴とする請求項19に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法。
  24. 前記KASデータは、少なくとも一つ以上のSKASデータから構成され、
    ここで、SKASデータは、セグメントごとに割り当てられたアクセスポイント目録であり、
    前記セグメントは、特定室内を所定の基準にしたがって分割した領域であることを特徴とする請求項19に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法。
  25. 前記室外及び室内位置判断ステップは、少なくとも一つ以上のKASデータと前記収集されたアクセスポイント観測データとを比較し、前記収集されたアクセスポイント観測データに含まれたアクセスポイントをすべて含むか、又は誤差しきい値を満たすKASデータがあると、室内に進入したと判断することを特徴とする請求項19に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法。
  26. 前記室外及び室内位置区分データ抽出ステップは、前記特定室内領域が分割されたセグメントの各々から探知されるアクセスポイントをKASデータとして抽出することを特徴とする請求項19に記載の無線LAN基盤の室外及び室内間のシームレス位置追跡方法。
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