JP5409113B2 - 位置情報提供方法、位置情報提供システムおよび位置情報提供サーバ - Google Patents

Description

本発明は，位置情報提供方法、位置情報提供システムおよび位置情報提供サーバに関する。

従来、測位システムとしてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。

ＧＰＳによる測位は，ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信することが必要なので、トンネル、地下街、屋内など，電波を必要な強度で受信出来ない環境（以下，「屋内」）では、必要な精度の位置情報の取得が困難な場合がある。

特許文献１には、ＧＰＳ信号に準拠した信号を用いて位置情報を送信する位置情報発信機を屋内に設置し、位置情報発信機から送信された位置情報を位置情報受信機が受信することで、ＧＰＳの電波が到達しない場所においても位置情報を取得する技術が提案されている。

特開２００８−９６４５２号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術では、位置情報受信機が移動している場合、位置情報受信機が位置情報を取得する前に位置情報送信機の位置情報提供範囲（以下、「セル」）を通過してしまい、位置情報を取得できないおそれがあるという課題がある。以下、具体的に説明する。

特許文献１記載の技術では、位置情報受信機は位置情報送信機が送信する位置データを解釈する機能のみ実装されている。このような位置データの解釈のみ実施の場合、位置情報受信機の符号パターン決定（以下，「チャンネル割当」）の問題から、位置情報受信機が起動後に最初に測位結果を出力するまでの時間（以下、「ＴＴＦＦ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｆｉｒｓｔ Ｆｉｘ）」）が長くなる、もしくは測位出来ないという問題が発生する。

セルの半径を例えば１０ｍ程度と想定した場合、人間の歩行速度（１．１ｍ／ｓ）であると９秒程度で通過することになるが、一般的に位置情報送信機の位置データを取得するためには、位置情報送信機から送信される第１の測位信号（以下、「屋内ＧＰＳ信号」）に対応する符号パターンを特定するための処理（以下、「捕捉」）、屋内ＧＰＳ信号と位置情報受信機の符号パターンの相関を保持するための処理（以下、「追尾」）および屋内ＧＰＳ信号のデコード処理が必要である。

位置情報受信機は追尾に約１秒、デコード処理は測位信号長に依存するが、転送速度は５０ビット毎秒となるので，最良の状態でも１．８秒の転送時間、最悪の状態では倍の３．６秒の転送時間が必要になる。また位置データの代わりにＩＤ情報を用いた場合においても、最良の状態でも０．６秒の転送時間、最悪の状態では倍の１．２秒の転送時間が必要になる。

また、捕捉は測位信号と位置情報受信機に設定した符号パターンとの相関を総当りで計算するため、例えば、１個の位置情報送信機専用チャンネルがあり、チャンネル辺り１個の相関器を持つ位置情報受信機を仮定した場合、捕捉に費やす時間は約「検索符号パターン数×検索周波数範囲×２（秒）」で表すことが出来る。上記から位置情報受信機のＴＴＦＦはチャンネル割当状況、位置情報送信機と位置情報受信機の中心周波数偏差により、セル通過時間を満たせない。

位置情報受信機のＴＴＦＦをセル通過時間内に収めるためには、位置情報受信機は位置データを取得したい位置情報送信機の符号パターンを予め設定し、且つ位置情報送信機と位置情報受信機の中心周波数を同じ、又は偏差が微小（例えば、２００Ｈｚ以内）に保持し、捕捉に費やす時間を可能な限り短くしなくてはいけない。

また、特許文献１記載の技術では、位置情報受信機に最も近い位置情報送信機を選択できず、正確な位置情報を取得できない場合があるという課題がある。以下、具体的に説明する。

複数の位置情報送信機から信号を受信した場合には、受信した信号の強度に基づいて測位に用いる位置情報送信機を選択する。原理的には信号の強度は距離に応じて減衰するが、屋内においては送信機から送信された電波が受信機に受信されるまでに、複数の経路をたどる現象（以下、「マルチパス」）が頻繁に発生する。マルチパスは同時に出た直接波よりもやや遅れて受信機に到着するため、受信機にとっては現時点でただの雑音になり、直接波の信号の強度に対して影響を与える。そのため、位置情報受信機から最も近い位置情報送信機の信号の強度が最も強いとは限らない。

さらに、特許文献１記載の技術では、ＧＰＳ信号と屋内ＧＰＳ信号の切り替えをシームレスに実行出来ない場合があるという課題がある。以下、具体的に説明する。

特許文献１記載の技術では、屋内ＧＰＳ信号とＧＰＳ信号が混合している場合、位置の算出に用いる信号は強度に基づいて決定するため、屋内の滞在時間によっては、位置情報受信機に保持されるＧＰＳ衛星の詳細な軌道情報（以下、「エフェメリス」）が無効になり、屋内ＧＰＳ信号からＧＰＳ信号への切替えが即時に行われない。なお、ＧＰＳ信号から屋内ＧＰＳ信号への切替えは前述した捕捉に費やす時間に依存する。すなわち、位置情報送信機を信号の強度のみで選定することは非常に困難であると言わざるを得ない。

本願発明は、上記課題に鑑み、以下の構成を備える。即ち、信号送信機と、信号受信機と、位置情報提供サーバとを含む位置情報提供システムにおける位置情報取得方法であって、信号受信機は、信号送信機から送信された信号送信機の識別情報を受信し、受信した識別情報を位置情報提供サーバへ送信し、位置情報提供サーバは、信号受信機から送信された信号送信機の識別情報から信号送信機の近隣に存在する複数の信号送信機の符号パターン、周波数情報および優先順位を含む情報を信号受信機へ送信し、信号受信機は、位置情報提供サーバから送信された優先順位、符号パターンまたは周波数を用いて近隣に存在する複数の信号送信機のうちの１つの信号送信機から信号を受信する。

本発明によれば、位置情報送信機から送信された位置情報の取得を高速化することが出来る。

本発明の実施形態における位置情報提供システムの全体像を示す図である。 ＩＤ情報受信機１のハードウェア構成を例示する図である。 ＩＤ情報受信機１のメモリ１２に格納されているソフトウェアの構成を例示する図である。 位置情報提供サーバ６のハードウェアの構成を例示する図である。 位置情報提供サーバ６のメモリ６８に格納されているソフトウェアの構成を例示する図である。 ＩＤ情報送信機５のハードウェア、ソフトウェア構成を例示する図である。 ＩＤ情報送信機５の通信パケットを例示する図である。 平面大地におけるＩＤ情報送信機から送信される屋内ＧＰＳ信号の強度と距離の関係を概念的に例示する図である。 ある屋内に配置されたＩＤ情報送信機５を表した図である。 屋内にあるＩＤ情報受信機１の所有者１−１が屋内を移動する様子を示すシーケンス図である。 優先順位リストを例示する図である。 送信機選定リストを例示する図である。 ＩＤ情報受信機１の所有者１−１が屋外から屋内に移動する様子を示すシーケンス図である。 屋内でＩＤ情報受信機１の所有者１−１が屋内から屋外に移動する様子を示すシーケンス図である。

本発明の実施の形態について説明を行う。

図１は、本発明の実施形態の位置情報提供システムの全体像を示す図である。

ＩＤ情報受信機１は、ＩＤ情報受信機の所有者１―１によって所有される端末である。このＩＤ情報受信機は信号受信機として動作するものであり、その一態様としてはＧＰＳ対応携帯電話、カーナビゲーション端末などがある。

ＩＤ情報送信機５は、信号送信機として動作するものであり、ＧＰＳの使用する周波数、信号形式を用いて、所定のＩＤ情報を送信する装置であり、当該ＩＤ情報は、前記ＩＤ情報受信機１によって受信される。また、ＩＤ情報送信機５が信号を送信できる範囲はセル７である。

ＧＰＳ衛星３は、ＩＤ情報受信機１が屋外にある場合に、位置情報を提供する衛星である。

ＧＰＳアシストサーバ４は、ＩＤ情報受信機１が屋外にある場合に、ＧＰＳ衛星３から得られる測位のための情報、および補正データを提供するサーバ装置である。当該測位のための情報を得るためにはＩＤ情報受信機１がネットワーク２を介してＧＰＳアシストサーバ４等と通信する通信機能を具備している必要がある。

位置情報提供サーバ６は、ＩＤ情報受信機１が屋内にある場合に、ＩＤ情報受信機近隣に存在する１つ以上のＩＤ情報送信機５符号パターンと優先順位および中心周波数偏差を送付するサーバ装置である。

図２は、ＩＤ情報受信機１のハードウェア構成を例示する図である。

当該ＩＤ情報受信機のディスプレイ１０４を制御するモニタコントローラ１０２、受話機能または効果音等を提供するマイク１０８とスピーカ１１０を制御する音声入出力コントーラ１０６、キー入力インタフェース１１４を制御するキー入力コントーラ１１２、メモリ１２、ＣＰＵ１２２、ＧＰＳ衛星３またはＩＤ情報送信機５からの信号を受信するＧＰＳレシーバ１１８を制御するＧＰＳレシーバモジュール１１６、当該ＩＤ情報受信機の音声またはデータ通信を制御するネットワーク接続コントローラ１２４は、情報バスなどの内部通信線１００で相互に接続されている。ＣＰＵ１２２は、上述したＩＤ情報受信機の各構成を制御する。

図３は、ＩＤ情報受信機１のメモリ１２に格納されているソフトウェアの構成を例示する図である。これらのソフトウェアは、制御部として動作するＣＰＵ１２２により実行される。

ネットワーク制御ドライバ１２０２は、ネットワーク接続コントローラ１２４を制御するソフトウェアであり、ＧＰＳ信号処理ドライバ１２０６は、ＧＰＳレシーバモジュール １１６を制御するソフトウェアである。

ネットワーク通信管理ミドルウェア１２０４は、ネットワーク２、または無線ネットワークを介して通信を行うソフトウェアまたはアプリケーションに対して、通信用のインターフェースを提供し、ＧＰＳ信号ミドルウェア１２１６は、ＧＰＳ信号から導き出されるデータを他のソフトウェアまたはアプリケーションに通信用のインタフェースを提供するものである。

サーバ切替管理プログラム１２２０は、ＧＰＳアシストサーバ４、位置情報提供サーバ６との接続を管理する。

ＩＤ情報受信機１がＧＰＳ測位を開始した、また符合パターントリガプログラム１２２６からエフェメリス送付用符号パターントリガを通知された場合に、サーバ切替管理プログラム１２２０はＧＰＳアシストサーバ４に対して、ＧＰＳアシストデータ送付を要求する。またＧＰＳアシストサーバ４からＧＰＳアシストデータを受信、それを保持し、チャンネル割当プログラム１２２２に送付する。

また、符合パターントリガプログラム１２２６から屋内監視用符号パターントリガを通知され、且つ、ＧＰＳ衛星３によって発信される複数のＧＰＳ信号の捕捉数が４つ未満になった場合にサーバ切替管理プログラム１２２０は、位置情報提供サーバ６に対して、ＩＤ情報受信機近隣に存在する１つ以上のＩＤ情報送信機５の符号パターンと優先順位、および中心周波数偏差を示した優先順位リストの送付を要求する（詳細は後述する）。また位置情報提供サーバ６から優先順位リストを受信、それを保持し、チャンネル割当プログラム１２２２、測位信号選定プログラム１２１８に送付する。

また衛星測位信号監視プログラム１２２４から送付されるＧＰＳ衛星３のＧＰＳ信号の捕捉数を受信し、状況に応じてサーバ接続の切替を実施する。

チャンネル割当プログラム１２２２は、サーバ切替管理プログラム１２２０から送付されるＧＰＳアシストデータを受信し、それを解析して得られたチャンネル割当および補正データをＧＰＳ信号処理ドライバ１２０６に送付する。但し、基本的に既に符号パターンを捕捉しているチャンネルは更新しない。なお、衛星の推定にはＩＤ情報受信機の大まかな位置情報が必須であるが、ＧＰＳ対応携帯電話の場合、基地局の位置情報を代用している。

またサーバ切替管理プログラム１２２０から送付される優先順位リストを受信し、チャンネル割当、およびＩＤ情報送信機５の中心周波数偏差をＧＰＳ信号処理ドライバ１２０６に送付する。

衛星測位信号監視プログラム１２２４は、ＧＰＳ信号処理ドライバ１２０６のチャンネルを監視する。また一定時間毎にサーバ切替管理プログラム１２２０に対して、ＧＰＳ衛星３のＧＰＳ信号の捕捉数を送付する。

測位信号選定プログラム１２１８は、サーバ切替管理プログラム１２２０から送付される優先順位リストを保持し、一定時間毎にＧＰＳ信号処理ドライバ１２０６の各チャンネルにおける屋内ＧＰＳ信号の強度を監視する。また優先順位と屋内ＧＰＳ信号の強度からＩＤ情報送信機を選定する（詳細は後述する）。また選定したＩＤ情報送信機５の符号パターンをＧＰＳ信号処理ミドル１２１６および符号パターントリガプログラム１２２６に送付する。

符号パターントリガプログラム１２２６は測位信号選定プログラム１２１８から送付される符号パターンが屋内監視用符号パターン、もしくはエフェメリス送付用符号パターンである場合、サーバ切替管理プログラム１２２０に対して、符号パターントリガを通知する。

モニタ制御ドライバ１２３６、音声入出力制御ドライバ１２３２、キー入力制御ドライバ１２３０は、それぞれ、モニタコントローラ１０２、音声入出力コントローラ１０６、キー入力コントローラ１１２を制御するソフトウェアである。

図４は、位置情報提供サーバ６のハードウェアの構成を例示する図である。

当該位置情報提供サーバ６のディスプレイ６２０を制御するモニタコントローラ６１２、キーボード６１６、マウス６１８を制御する入出力コントーラ６１４、外部記憶媒体（データベース等）を制御する外部装置コントローラ６１０、ネットワーク２を介するデータ通信を制御するネットワーク接続コントローラ６０４、ＣＰＵ６０６、メモリ６８は、情報バスなどの内部通信線６００で相互に接続されている。ＣＰＵ１２２は、上述した位置情報提供サーバ６の各構成を制御する。

図５は、位置情報提供サーバ６のメモリ６８に格納されているソフトウェアの構成を例示する図である。これらのソフトウェアは、制御部として動作するＣＰＵ６０６により実行される。

位置情報提供サーバ６とネットワーク２を介して行われるデータは、ネットワーク制御ドライバ６８０２、通信管理プログラム６８０４、送受信用の通信キュー６８０６、６８０８を介して行われて、上位のソフトウェアとの間で通信される。

位置情報管理プログラム６８１０は、近隣符号パターン提供プログラム６８２２に対して、ＩＤ情報に紐付いた近隣のＩＤ情報送信機のＩＤ情報、符号パターン、階層（以下、「近隣ＩＤ情報送信機データ」）の送付を要求する。またＩＤ変換プログラム６８２０に対して、近隣ＩＤ情報送信機データのＩＤ情報に紐付いた位置情報の送付を要求する。また中心周波数偏差提供プログラム６８２６に対して、近隣ＩＤ情報送信機データのＩＤ情報に紐付いた中心周波数偏差の送付を要求する。また優先順位決定プログラム６８２４に対して、近隣ＩＤ情報送信機データの符号パターンに対する優先順位の送付を要求する。また位置情報管理プログラム６８１０は上記から送付される情報に基づき、ＩＤ情報受信機１に送付する優先順位リストを作成する。優先順位リストとは図１１に示すリストを言う（詳細は後述する）。

近隣符号パターン提供プログラム６８２２は、位置情報管理プログラム６８１０に対して、ＩＤ情報に紐付いた近隣ＩＤ情報送信機データを送付する。
ＩＤ変換プログラム６８２０は、位置情報管理プログラム６８１０に対して、近隣ＩＤ情報送信機データのＩＤ情報に紐付いた位置情報を送付する。

中心周波数偏差提供プログラム６８２６は、位置情報管理プログラム６８１０に対して、近隣ＩＤ情報送信機データのＩＤ情報に紐付いた中心周波数偏差を送付する。

優先順位決定プログラム６８２４は、ＩＤ情報受信機１の固体番号に基づき、ＩＤ情報受信機１の移動履歴を検索し、近隣ＩＤ情報送信機データの符号パターンに対する優先順位を決定し、位置情報管理プログラム６８１０に対して、優先順位を送付する。
ここに移動履歴とは、所有者1―1が、ＩＤ情報送信機を利用して位置情報を取得してきた時間経過方向の履歴をいい、例えば、図9において、所有者1―1が、ＩＤ情報送信機５−9、５−2、５−3、5―4 のように移動してきた履歴をいう。かかる移動履歴と優先順位との関係において、優先順位の判りやすい一例としては、所有者1―1は、今後、移動してきた履歴に表われたＩＤ情報送信機が存在する場所よりも、未だ履歴に表われていないＩＤ情報送信機が存在する場所の方向に向って移動する蓋然性が高い、という判断に基づいて作られるような優先順位をいう。

データベース管理プログラム６８１６は、外部装置コントローラ６１０を制御しながら、前述した、位置情報、符号パターン、ＩＤ情報受信機の移動履歴等を、それぞれのプログラムの命令に応じて追加、変更、削除する。

プログラム起動・実行・停止プログラム６８２６は、キーボード６１６、マウス６１８、ディスプレイ６２０からの入力をトリガとして位置情報提供サーバ６の各種プログラムを、自動または手動によって起動・実行・停止する。

入出力処理ドライバ６８１２、モニタ制御処理ドライバ６８１４は、それぞれ入出力コントローラ６１４、モニタコントローラ６１２を制御する。

なお、ＧＰＳアシストサーバ４のハードウェア構成は、位置情報提供サーバ６の構成に凖ずるものであり、ソフトウェア構成は、ＩＤ情報受信機１にＧＰＳアシストデータを提供するサーバを構成する複数のソフトウェア群から成るものとする。

図６は、ＩＤ情報送信機５のハードウェア、ソフトウェア構成を例示する図である。

ＩＤ情報送信機５は、アナログ処理部５０１、デジタル処理部５０２、稼動状態、故障状態、設定情報を外部に表示する為の設定・表示インタフェース５０８、情報端末と接続してＩＤ情報送信機５の初期構築、変更等を行うシリアルインターフェース５１０、送信を行うＩＤを記録する外部記憶媒体５１２、電源５０３、送信を行う為のアンテナ５０５１、５０５２からなる。

アナログ処理部は、ＧＰＳと同じ周波数の搬送波を生成する搬送波生成部５０１４、変調回路５０１２、デジタル処理部５０２から送られてきたデジタル情報を搬送波に乗せる為のアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器５０１６、電波を送信する電波送信器５０１７からなり、デジタル処理部５０２は、本ＩＤ情報送信機５を稼動させる為のＩＤ情報送信プログラム５０２６と、本ＩＤ情報送信機５の固有の個体情報を保持する個体データ情報５０２８が書き込まれた不揮発メモリ５０２４と、メモリ５２と、ＣＰＵ５０２２からなる。

なお、メモリ５２には、設定・表示インタフェースドライバ５２１２、シリアルインタフェースドライバ５２１４、外部記憶媒体インタフェースドライバ５２１６がある。

図７は、ＩＤ情報送信機５の通信パケットを例示する図である。

プリアンブル部８ｂｉｔ、パケット種別部３ｂｉｔ，データ部１３ｂｉｔ，パリティ部６ｂｉｔからなる。但し、これは例示であり、それぞれのビット長はこの数に限定されるものではない。また、２以上のパケットで構成されるようにしても良い。

パケット種別３ｂｉｔが”０００”となっている場合は、データ部としてショートＩＤが形成されることを示す。また”００１”となっている場合には、２パケットが連続して送付され、１つめのパケットと２つめのパケットのデータ部を組合わせてミディアムＩＤを形成することを示す。なお、２つめのパケットのデータ部をＩＤ情報送信機５が配置されている屋内ＩＤ、１つめのパケットをＩＤ情報送信機５のＩＤとし、始めに屋内ＩＤを受信することで、以降は１つめのパケットのデータ部のみで測位しても良い。

図８は平面大地におけるＩＤ情報送信機５から送信される屋内ＧＰＳ信号の強度と距離の関係を概念的に例示する図である。

７１−１、７２−１、７３−１はＩＤ情報送信機５−１から送信された屋内ＧＰＳ信号の強度であり、７１−２、７２−２、７３−２はＩＤ情報送信機５−２から送信された屋内ＧＰＳ信号の強度である。平面大地における電波伝搬特性は波のような形を形成しつつ、減衰するのが一般的である。

ＩＤ情報受信機１は、現時点でＩＤ情報送信機５−１の直下に存在し、本実施例において、ＩＤ情報送信機５−２に向かい移動することとする。

ＩＤ情報受信機１の所有者１−１がＡの地点へ移動し、ＩＤ情報送信機５の屋内ＧＰＳ信号の強度のみで選定した場合、物理的にはＩＤ情報送信機５−１が近いが、ＩＤ情報受信機１は屋内ＧＰＳ信号の強度７３−２を選定し、送信機５−２が送信するＩＤ情報をデコードする。

一方、ＩＤ情報受信機１の所有者１−１がＢの地点へ移動し、ＩＤ情報送信機５の屋内ＧＰＳ信号の強度のみで選定した場合、物理的にはＩＤ情報送信機５−２が近いが、ＩＤ情報受信機１は屋内ＧＰＳ信号の強度７３−１を選定し、送信機５−１が送信するＩＤ情報をデコードする。つまり、信号の強度のみではＩＤ情報送信機５の選定が困難になる。

さらに本例示は平面大地における電波伝搬に基づいていたが、屋内では回りを壁、床に囲まれているため、信号が反射されることによる信号強度の乱れが発生し、ＩＤ情報送信機５の選定がより困難になる。

図９は、ある屋内地図とＩＤ情報送信機の配置を示したものである。

地図内に示されている「●」および「■」は共にＩＤ情報送信機５を示す記号であるが、「■」は屋内監視用符号パターン、およびエフェメリス送付用符号パターンにより拡散された屋内ＧＰＳ信号を送信するＩＤ情報送信機５であることを示す。つまり、「■」のＩＤ情報送信機は屋内外の境界線に設置し、同様の位置データを屋内監視用符号パターン、およびエフェメリス送付用符号パターンを用いて拡散し、２つの送信アンテナ６０５１、６０５２から送信することを意味している。また点線の「○」はセル範囲を示す。

図１０は、屋内にあるＩＤ情報受信機１の所有者１−１が屋内を移動する様子を示すシーケンス図である。なお、現時点でＩＤ情報受信機１は図９記載のＩＤ情報送信機５−４のＩＤ情報を受信し、ＩＤ情報送信機５−５に向かって移動するものとする。

ＩＤ情報受信機１のサーバ切替管理プログラム１２２０は、位置情報提供サーバ６に対して、ＩＤ情報送信機５−４から受信したＩＤ情報およびＩＤ情報受信機の固体番号を送付（９１０２）する。固体番号としては、ユニークな番号であれば良く、携帯電話ならば、端末シリアル番号を用いても良い。このＩＤ情報送信機の固体番号に対応する位置情報は、位置情報提供サーバ６から受信することが可能である。

次に位置情報提供サーバ６の位置情報管理プログラム６８１０は、ＩＤ情報受信機から送付されたＩＤ情報を近隣符号パターン提供プログラム６８２２に対して送付し、ＩＤ情報に紐付けられた近隣ＩＤ情報送信機データを受信する。

あるＩＤ情報送信機の近隣に存在する各ＩＤ情報送信機は当該ＩＤ情報送信機と紐付けられたデータとしてデータバース等に格納されており、このデータを参照することにより近隣のＩＤ情報送信機のデータを取得することが出来る。

本実施例によれば、ＩＤ情報送信機５−４のＩＤ情報から取得できる近隣ＩＤ情報送信機データの階層は、階層１としてＩＤ情報送信機５−３、５−５、５−６、階層２として５−２、５−７、５−１０、５−１１となる。

またID変換プログラム６８２０に対して、近隣ＩＤ情報送信機データのＩＤ情報を送付し、位置情報を受信する。また中心周波数偏差提供プログラム６８２６に対して、近隣ＩＤ情報送信機データのＩＤ情報を送付し、中心周波数偏差を受信する。

また位置情報提供サーバ６の位置情報管理プログラム６８１０は、優先順位決定プログラム６８２４に対して、近隣ＩＤ情報送信機データを送付し、各々の符号パターンに対する優先順位を受信（９１０４）する。優先順位の設定はＩＤ情報受信機１の移動履歴、近隣ＩＤ情報送信機データの階層に基づき実施する。詳細は後述する。

さらに位置情報提供サーバ６の位置情報管理プログラム６８１０は、ＩＤ情報受信機１に対して、優先順位リスト（９１０６）を送付する。

ＩＤ情報受信機１のサーバ切替管理プログラム１２２０は位置情報提供サーバ６から送付された優先順位リストを、チャンネル割当プログラム１２２２、測位信号選定プログラム１２１８に送付する。

チャンネル割当プログラム１２２２は優先順位リストに基づき、チャンネルに割り当てる符号パターン、および中心周波数偏差をＧＰＳ信号処理ドライバ１２０６に送付（９１０８）する。

測位信号選定プログラム１２１８は優先順位リストに基づき、各々の符号パターンの優先順位を保持し、送信機選定リストを作成（９１１０）する。

ＩＤ情報受信機１の所有者１−１はＩＤ情報送信機５−５に向かい移動し、
各々のＩＤ情報送信機５はセルの範囲内に屋内ＧＰＳ信号を送信（９１１０）する。

ＩＤ情報受信機１の測位信号選定プログラム１２１８は捕捉した屋内ＧＰＳ信号（９１１２）の強度と送信機選定リストからＩＤ情報送信機５を選定する（９１１４）。

以上のように、ＩＤ情報受信機１は、位置情報提供サーバ６から送信された優先順位、符号パターンまたは周波数を用いて近隣に存在する複数のＩＤ情報送信機のうちの１つの信号送信機から信号を受信する。つまり、予め近隣に存在するＩＤ情報送信機との通信に必要な情報を得るとともに、通信するべきＩＤ情報送信機の優先順位を定める。これにより、ＩＤ情報受信機１が屋内を移動した場合でも、移動先のＩＤ情報送信機を高速かつ正確に捕捉することが可能となる。

なお、各ＩＤ情報送信機が通信に用いる中心周波数には、ＩＤ情報受信機がそのズレを許容して受信を可能とできる一定の幅がある。すなわち、この幅の範囲内であれば、ＩＤ情報受信機は問題なくIDを受信できるものである。以下、中心周波数からの当該ズレを偏差ということとする。各ID送信機において、意図的にこの偏差を有する中心周波数でID情報を送信し、IＤ情報受信機は、この偏差情報をlD情報と併わせて用いることによって、ＩＤ情報受信機１の高速化が可能となる。

ここで、位置情報提供サーバ６における優先順位決定プログラム６８２４の優先順位決定方法、ＩＤ情報受信機１における測位信号選定プログラム１２１８の選定方法について説明する。 図１１はＩＤ情報受信機１の所有者１−１が図９記載のＩＤ情報送信機５−４のＩＤを受信後にＩＤ情報送信機５−６のＩＤを受信し、位置情報提供サーバ６にＩＤ情報受信機１の固体番号とＩＤ情報を送付した場合に、優先順位決定プログラム６８２４にて作成される優先順位リストである。

登録番号（９３０２）は、位置情報提供サーバ６において近隣ＩＤ情報送信機データのＩＤ情報を識別する為に付与される番号である。登録される順番で付与されても良い。

送信機ＩＤ（９３０４）は、ＩＤ情報送信機が送信するＩＤである。送信機ＩＤはユニークな番号であれば良く、ＩＤ情報送信機のシリアル番号でも良い。

位置情報（９３０６）は、ＩＤ情報送信機が設置されている場所の位置を表している。

中心周波数偏差（９３０７）は、ＩＤ情報送信機から送信される屋内ＧＰＳ信号の中心周波数のズレである。ＩＤ情報送信機５の中心周波数偏差が既知であることで、ＩＤ情報受信機１において、捕捉に費やす時間を短縮することが可能である。

近隣符号パターン（９３０８）は、ＩＤ情報送信機５から送信される屋内ＧＰＳ信号を拡散している符号パターンである。符号パターンはＧＰＳ衛星３にはユニークに割当てられているが、ＩＤ情報送信機５においては重複もあり得る。

階層（９３１０）は、ＩＤ情報から判断した近隣度であり、予め位置情報提供サーバに定義されている。また階層０とは、位置情報提供サーバ６が受信したＩＤ情報である。

優先順位（９３１２）は、ＩＤ情報受信機１の行動履歴、近隣ＩＤ情報送信機データの階層に基づき決定する。最も簡素な方式としては、ＩＤ情報受信機の行動履歴から登録番号（９３０２）＃０００２のＩＤ送信機５−４は、前回受信したため、ＩＤ情報受信機１の進行方向には存在しないと推定し、優先順位を下げ、また今回受信した登録番号（９３０２）＃０００１のＩＤ送信機５−６は直前に受信したため、優先順位を下げるといったことが考えられる。

なお、優先順位を用いることで、マルチパスの影響を最小限にすることが可能となる。基本的に近隣のＩＤ情報送信機の優先順位が高くなるように設定するため、マルチパスによる一時的なＳＮＲ増加による誤認識を防ぐことができ、より確実に正確なＩＤ情報送信機を捕捉できるようになる。

図１２はＩＤ情報受信機１が図１１で示した優先順位リストを受信し、さらにＩＤ情報送信機５−７に向けて移動した場合、測位信号選定プログラム１２１８にて作成される送信機選定リストである。

登録番号（９４０２）は、図９の登録番号（９３０２）と同じである。

送信機ＩＤ（９４０４）は、図９の送信機ＩＤ（９３０４）と同じである。

優先順位（９４０６）は、図９の優先順位（９３０６）と同じである。

閾値信号強度（９４０８）は、ＩＤ情報送信機５の屋内ＧＰＳ信号をデコードするタイミングを表しており、優先順位により定められる。ここでは信号強度の単位としてＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を用いている。

例えば、優先順位１のＩＤ情報送信機５の場合、屋内ＧＰＳ信号の信号の強度が３５以上であれば、ＩＤ情報受信機１は当該ＩＤ情報送信機５を選定し、デコードを開始することを意味している。

信号強度（９４１０）は、現時点での信号の強度である。ハイフンはＩＤ情報送信機５から送信される屋内ＧＰＳ信号を捕捉出来なかったことを意味する。本実施例によれば、デコードするタイミングを満たしているのは、登録番号（９４０２）＃０００１、＃０００３、＃０００４となる。複数のＩＤ情報送信機５が条件を満たしている場合には、優先順位が高い方を選定し、さらに優先順位も同じ場合には、信号の強度が高い方を選定する。すなわち、選定されるのは登録番号（９４０２）＃０００３のＩＤ情報送信機５−７となる。

図１３はＩＤ情報受信機１の所有者１−１が屋外から屋内に移動する様子を示すシーケンス図である。なお、現時点でＩＤ情報受信機１の電源は入っておらず、屋外にてＧＰＳ測位を開始し、図９記載のＩＤ情報送信機５−８を経由し、ＩＤ情報送信機５−１に向かって移動するものとする。

ＩＤ情報受信機１のサーバ切替管理プログラム１２２０はＧＰＳ測位を開始したと同時にアシストサーバ４に対して、アシストデータの送付を要求（９５０２）し、アシストサーバ４から送付されるアシストデータを受信（９５０４）する。

また衛星測位信号監視プログラム１２２４から送付されるＧＰＳ衛星３から発信されるＧＰＳ信号の捕捉数を受信（９５０６）し、ＩＤ情報受信機の位置を算出可能な４つ以上であれば、各々の到着時間に基づいてＩＤ情報受信機の位置を算出（９５０８）する。

仮に４つ未満のＧＰＳ衛星３しか捕捉できない場合、サーバ切替管理プログラム１２２０はチャンネル割当プログラム１２２２に対して、ＩＤ情報送信機５に割当てられる全ての符号パターンを送付し、屋内ＧＰＳ測位を開始する。なお、この場合、ＩＤ情報受信機１の初期位置が判断つかず、位置情報提供サーバ６の優先順位リストは使用できないため、ＩＤ情報送信機５の選定は信号の強度のみで実施する。

またＩＤ情報受信機がＩＤ情報送信機５−８に近づくと、ＩＤ情報受信機１の測位信号選定プログラム１２１８は屋内外境界付近に設置されているＩＤ情報送信機５−８を選定し、符合パターントリガプログラム１２２６に対して、ＩＤ情報送信機５−８の符号パターン（屋内監視用符号パターン）を送付する。なお、屋外から屋内へ移動する場合、ＩＤ情報受信機１に設定されている符号パターンは屋内監視用符号パターンのみであるため、測位信号選定プログラム１２１８により、その他のＩＤ情報送信機が選定されることはない。

さらにＩＤ情報受信機１のサーバ切替管理プログラム１２２０は、符合パターントリガプログラム１２２６から屋内監視用符号パターントリガの通知を受信（９５１０）すると、再度、（９５０８）と同様の処理を実行する。ここで、４つ未満のＧＰＳ衛星３しか捕捉できない場合には、サーバ切替管理プログラム１２２０はＩＤ情報受信機１が屋内に入ったと判断し、ＩＤ情報受信機１のサーバ切替管理プログラム１２２０は位置情報提供サーバ６に対して、ＩＤ情報送信機５−８から受信したＩＤ情報およびＩＤ情報受信機の固体番号を送付（９５１２）する。

位置情報提供サーバ６の位置情報管理プログラム６８１０は、優先順位リストを作成（９５１３）し、ＩＤ情報受信機１のサーバ切替管理プログラム１２２０に対して優先順位リストを送付（９５１４）する。

本実施例によれば、ＩＤ情報送信機５−８のＩＤ情報から取得できる近隣ＩＤ情報送信機データの階層は、階層１としてＩＤ情報送信機５−１、階層２として５−２となる。

さらにＩＤ情報受信機１のサーバ切替管理プログラム１２２０は、チャンネル割当プログラム１２２２、測位信号選定プログラム１２１８に対して、優先順位リストを送付する。

チャンネル割当プログラム１２２２は優先順位リストに基づき、チャンネルに割り当てる符号パターン、および中心周波数偏差をＧＰＳ信号処理ドライバ１２０６に送付（９５１６）する。

測位信号選定プログラム１２１８は優先順位リストに基づき、各々の符号パターンの優先順位を保持し、送信機選定リストを作成（９５１７）する。

ＩＤ情報受信機１の所有者１−１はＩＤ情報送信機５−１に向かい移動し、各々のＩＤ情報送信機５はセルの範囲内に屋内ＧＰＳ信号を送信（９５１８）する。

ＩＤ情報受信機１の測位信号選定プログラム１２１８は捕捉した屋内ＧＰＳ信号の強度と送信機選定リストからＩＤ情報送信機５を選定（９５２０）する。

図１４は屋内でＩＤ情報受信機１の所有者１−１が屋内から屋外に移動する様子を示すシーケンス図である。なお、現時点でＩＤ情報受信機１は図９記載のＩＤ情報送信機５−５のＩＤ情報を受信しており、ＩＤ情報送信機５−１０を経由し、屋外へ向かって移動するものとする。

ＩＤ情報受信機１のサーバ切替管理プログラム１２２０は位置情報提供サーバ６に対して、ＩＤ情報送信機５−５から受信したＩＤ情報およびＩＤ情報受信機の固体番号を送付（９６０２）する。

位置情報提供サーバ６の位置情報管理プログラム６８１０は、優先順位リストを作成（９６０３）し、ＩＤ情報受信機１のサーバ切替管理プログラム１２２０に対して優先順位リストを送付（９６０４）する。

本実施例によれば、ＩＤ情報送信機５−５のＩＤ情報から取得できる近隣ＩＤ情報送信機データの階層は、階層１としてＩＤ情報送信機５−４、５−７、５−１０、階層２として５−３、５−６、５−１２となる。

さらにＩＤ情報受信機１のサーバ切替管理プログラム１２２０は、チャンネル割当プログラム１２２２、測位信号選定プログラム１２１８に対して、優先順位リストを送付する。

チャンネル割当プログラム１２２２は優先順位リストに基づき、チャンネルに割り当てる符号パターン、および中心周波数偏差をＧＰＳ信号処理ドライバ１２０６に送付（９６０６）する。

測位信号選定プログラム１２１８は優先順位リストに基づき、各々の符号パターンの優先順位を保持し、送信機選定リストを作成（９６０７）する。

さらにＩＤ情報受信機１は各々のＩＤ情報送信機の屋内ＧＰＳ信号を捕捉（９６０８）し、測位信号選定プログラム１２１８にて作成された送信機選定リストに基づき、屋内ＧＰＳ信号を選定（９６１０）する。また選定した屋内ＧＰＳ信号の符号パターンを符合パターントリガプログラム１２２６に送付する。

符号パターントリガプログラム１２２６は測位信号選定プログラム１２１８から送付された屋内ＧＰＳ信号の符号パターンを受信し、エフェメリス送付用符号パターンである場合、サーバ切替管理プログラム１２２０に対して、屋内監視用符号パターントリガを通知（９６１２）する。

サーバ切替管理プログラム１２２０はＧＰＳアシストサーバ４に対して、ＧＰＳアシストデータの送付を要求（９６１４）し、ＧＰＳアシストサーバから送付されるＧＰＳアシストデータを受信（９６１６）する。

さらにサーバ切替管理プログラム１２２０は衛星測位信号監視プログラム１２２４から送付されるＧＰＳ衛星３のＧＰＳ信号の捕捉数を受信（９６１８）し、捕捉数が４つ以上であれば、位置情報提供サーバ６からＧＰＳアシストサーバ４に切替え、ＧＰＳ衛星３から発信されるＧＰＳ信号を捕捉（９６２０）し、各々の到着時間に基づいてＩＤ情報受信機の位置を算出する。また捕捉数が４つ未満であれば、屋内ＧＰＳ測位を継続する。

以上のように、本発明の実施形態によれば、ＩＤ情報送信機から送信される屋内ＧＰＳ信号をＩＤ情報受信機で受信する場合において、位置情報提供サーバから当該ＩＤ情報受信機近隣に存在する１つ以上の当該ＩＤ情報送信機の符号パターン、および当該ＩＤ情報送信機の中心周波数偏差を送付されることにより、ＩＤ情報受信機のＴＴＦＦを短縮することが可能になる。

また、捕捉した複数の当該ＩＤ情報送信機を選定する場合において、位置情報提供サーバから当該ＩＤ情報受信機近隣に存在する１つ以上の当該ＩＤ情報送信機の符号パターン、および当該ＩＤ情報送信機の中心周波数偏差を送付されることにより、ＩＤ情報送信機を選定することが可能になる。

さらに、屋外から屋内、又は屋内から屋外を通過する場合において、屋内監視用符号パターンおよび／またはエフェメリス送付用符号パターンを用いることで、シームレスに屋内ＧＰＳ信号とＧＰＳ信号を切替可能となる。

ＩＤ情報受信機１、情報バスなどの内部通信線１００、モニタコントローラ１０２、ディスプレイ１０４、音声入出力コントローラ１０６、マイク１０８、スピーカ１１０、キー入力コントローラ１１２、キー入力インターフェース１１４、ＣＰＵ１２２、メモリ１２、ＧＰＳレシーバモジュール１１６、ＧＰＳレシーバ１１８、ネットワーク接続コントローラ１２４、ネットワーク制御ドライバ１２０２、ＧＰＳ信号処理ドライバ１２０６、ネットワーク通信管理ミドルウェア１２０４、ＧＰＳ信号ミドルウェア１２１６、測位信号選定プログラム１２１８、衛星測位信号監視プログラム１２２４、サーバ切替管理プログラム１２２０、チャンネル割当プログラム１２２２、符号パターントリガプログラム１２２６、モニタ制御ドライバ１２３６、音声入出力制御ドライバ１２３２、キー入力制御ドライバ１２３０、ＩＤ情報受信機１の所有者１―１、ネットワーク２、ＧＰＳ衛星３、ＧＰＳアシストサーバ４、ＩＤ情報送信機５、５−１、５−２、５−３、５−４、５−５、５−６,５−７,５−８、５−９、５−１０、５−１１、５−１２、アナログ処理部５０１、搬送波生成部５０１４、変調回路５０１２、Ｄ／Ａ変換器５０１６、電波送信器５０１７、デジタル処理部５０２、 不揮発メモリ５０２４、位置情報送信プログラム５０２６、個体データ情報５０２８、メモリ５２、設定・表示インタフェースドライバ５２１２、シリアルインタフェースドライバ５２１４、外部記憶媒体インタフェースドライバ５２１６、ＣＰＵ５０２２、設定・表示インタフェース５０８、シリアルインターフェース５１０、外部記憶媒体５１２、電源５０３、アンテナ５０５１、５０５２、クロック部５０６、無線送信用ドライバ５２０２、位置情報提供サーバ６、情報バスなどの内部通信線６００、モニタコントローラ６１２、ディスプレイ６２０、入出力コントーラ６１４、キーボード６１６、マウス６１８、外部装置コントローラ６１０、ネットワーク接続コントローラ６０４、ＣＰＵ６０６、メモリ６８、ネットワーク制御ドライバ６８０２、通信管理プログラム６８０４、送受信用の通信キュー６８０６、６８０８、位置情報管理プログラム６８１０、近隣符号パターン提供プログラム６８２２、ＩＤ変換プログラム６８２０、中心周波数偏差提供プログラム６８２６、優先順位決定プログラム６８２４、データベース管理プログラム６８１６、プログラム起動・実行・停止プログラム６８２６、入出力処理ドライバ６８１２、モニタ制御処理ドライバ６８１４、信号の強度７、ＩＤ情報送信機５−１の信号の強度７１−１、７２−１、７３−１、ＩＤ情報送信機５−２の信号の強度７１−２、７２−２，７３−２、シーケンス、固体番号とＩＤ情報送信機のＩＤ情報転送（９１０２）、優先順位リスト作成（９１０６）、優先順位リストの送付（９１０６）、チャンネル割当（９１０８）、送信機選定リスト作成（９１１０）、屋内ＧＰＳ信号送信（９１１２）、ＩＤ情報送信機の選定（９１１４）、登録番号（９３０２）、送信機ＩＤ（９３０４）、位置情報（９３０６）、中心周波数偏差（９３０７）、近隣符号パターン（９３０８）、階層（９３１０）、優先順位（９３１２）、登録番号（９４０２）、送信機ＩＤ（９４０４）、優先順位（９４０６）、閾値信号強度（９４０８）、信号強度（９４１０）、アシストデータ送付要求（９５２０）、アシストデータ送付（９５０４）、ＧＰＳ信号送信（９５０６）、ＧＰＳ衛星測位（９５０８）、屋内切替（９５１０）、固体番号とＩＤ情報送信機のＩＤ情報転送（９５１２）、優先順位リスト作成（９５１３）、優先順位リストの送付（９５１４）、チャンネル割当（９５１６）、送信機選定リスト作成（９５１７）、屋内ＧＰＳ信号送信（９５１８）、ＩＤ情報送信機の選定（９５２０）、固体番号とＩＤ情報送信機のＩＤ情報転送（９６０２）、優先順位リスト作成（９６０３）、優先順位リストの送付（９６０４）、チャンネル割当（９６０６）、送信機選定リスト（９６０７）、屋内ＧＰＳ信号送信（９６０８）、ＩＤ情報送信機の選定（９６１０）、屋外切替（９６１２）、アシストデータ送付要求（９６１４）、アシストデータ送付（９６１６）、ＧＰＳ衛星測位（９６１８）、ＧＰＳ信号送信（９６２０）。

Claims (8)

1. 信号送信機と、信号受信機と、位置情報提供サーバとを含む位置情報提供システムにおける、前記信号受信機による位置情報取得方法であって、
   前記位置情報提供サーバは、前記信号送信機を利用して位置情報を取得してきた前記信号受信機の時間経過方向の移動履歴と、予め定義された、各信号送信機に対する他の信号送信機の階層情報を保持し、
   前記信号受信機は、一つの前記信号送信機から受信した当該信号送信機の前記識別情報と当該信号受信機の識別情報を前記位置情報提供サーバへ送信し、
   前記位置情報提供サーバは、
   前記信号受信機から送信された当該信号受信機の識別情報と、保持されている前記信号受信機の時間経過方向の移動履歴と、前記信号受信機から送信された前記信号送信機の識別情報の示す信号送信機に対する前記「他の信号送信機の階層情報」に基づき、前記信号受信機が移動先において選定すべき信号送信機の優先順位を決定し、
   前記選定すべき信号送信機の決定した前記優先順位と、当該信号送信機の位置情報と、を含む優先順位情報を前記信号受信機へ送信し、
   前記信号受信機は、移動先において捕捉した信号の送信元である信号送信機の中から、該信号送信機の強度と前記優先順位情報に基づき、位置情報を取得する信号送信機を１つ選定する
   ことを特徴とする位置情報取得方法。
2. 請求項１記載の位置情報取得方法であって、
   前記信号受信機は、測位衛星から送信される信号を受信可能な場合に、
   前記測位衛星の捕捉数が所定数未満である場合には、前記信号送信機から送信される信号を用いて前記信号受信機の位置を測位し、
   前記測位衛星の捕捉数が所定数以上である場合には前記測位衛星から送信される信号を用いて前記信号受信機の位置を測位する
   ことを特徴とする位置情報取得方法。
3. 請求項１または２記載の位置情報取得方法であって、
   前記位置情報提供システムは、測位衛星から送信される信号を用いて前記信号受信機の位置を測位する場合に必要な情報を前記信号受信機に送信する測位衛星用位置情報提供サーバを更に備え、
   前記信号受信機は、前記測位衛星から送信される信号を用いて測位する場合は、前記位置情報提供サーバの代わりに前記測位衛星用位置情報提供サーバから前記信号を受信する
   ことを特徴とする位置情報取得方法。
4. 請求項１から３のいずれか一に記載の位置情報取得方法であって、
   前記信号受信機は、前記位置情報提供サーバから受信した周波数情報に含まれる中心周波数偏差に基づいて、前記選択された信号送信機から位置情報を受信する際に使用する周波数を設定する
   ことを特徴とする位置情報取得方法。
5. 請求項１から４のいずれか一に記載の位置情報取得方法であって、
   前記信号受信機は、前記優先順位に応じて前記信号送信機から送信された情報のデコードタイミングを決定する
   ことを特徴とする位置情報取得方法。
6. 請求項１から５のいずれか記載の位置情報取得方法であって、
   前記信号送信機および前記近隣の信号送信機は、それぞれ異なる符号パターンで拡散された信号を送信する
   ことを特徴とする位置情報取得方法。
7. 請求項１から６のいずれか記載の位置情報取得方法であって、
   前記信号送信機は、屋内に設置された屋内ＧＰＳ信号送信機である
   ことを特徴とする位置情報取得方法。
8. 信号送信機と、信号受信機と、位置情報提供サーバとを含む位置情報提供システムにおける位置情報提供サーバであって、
   前記信号受信機と通信する通信部と、プログラムを格納する記憶部と、前記通信部と前記記憶部を制御するとともに前記プログラムを実行する演算部と、を備え、
   前記記憶部は、前記信号送信機を利用して位置情報を取得してきた前記信号受信機の時間経過方向の移動履歴と、予め定義された、各信号送信機に対する他の信号送信機の階層情報を保持し、
   前記通信部は、前記信号受信機から当該信号受信機の識別情報と前記信号送信機の識別情報を受信し、
   前記演算部は、受信した前記信号受信機の識別情報と、前記記憶部に保持されている前記信号受信機の移動履歴と、受信した前記信号送信機の識別情報の示す信号送信機に対する前記「他の信号送信機の階層情報」に基づき、前記信号受信機が移動先において選定すべき信号送信機の優先順位を決定し、
   前記通信部は、前記選定すべき信号送信機の決定した前記優先順位と、当該信号送信機の位置情報と、を含む優先順位情報を前記信号受信機へ送信する
   ことを特徴とする位置情報提供サーバ。

Images