JP5537284B2 - 現在位置把握方法、現在位置把握システム、現在位置把握プログラム - Google Patents

Description

本発明は、計測エリア内に設置された無線ＬＡＮなどの通信手段のアクセスポイントに対する携帯無線端末の電波強度からユーザの現在位置を把握する技術に関する。

従来、現在位置把握の技術としては、（１）ＧＰＳ情報を用いて携帯端末の位置情報を取得する方法や、（２）移動通信システムを利用してユーザの携帯端末がどのスポットに位置的に属しているかを収集し、サーバーへ通知する技術や、（３）カバーエリア内の無線ＬＡＮ端末と無線リンクを確立し、無線リンクを確立した端末のユーザが正当ユーザであるか否かを確認し、当該ユーザがカバーエリア内にいる情報を収集し、サーバーへ通知し、当該エリアに属していると現在位置を求める技術などが知られている。この現在位置把握技術の一例が特許文献１に記載されている。

特開２００４−３２８３０９

しかしながら、ＧＰＳを携帯無線端末の位置情報取得に利用すると、ＧＰＳの位置情報は、概ね数十メートルから数百メートルの誤差があることと、屋内では電波が届かない場合が多く、屋内の店舗での利用に適した技術とはなっていなかった。また、移動通信システムを利用する場合でも携帯無線端末がカバーエリアに属していることは分っても、店舗内のどの陳列棚の前にいるか等を把握することができる方法とはなっていなかった。

さらに、屋内の移動通信システムで利用される無線ＬＡＮ等のアクセスポイントと通信を行っているユーザの携帯無線端末を、そのアクセスポイントの位置から現在位置を把握する技術では、一般に、アクセスポイントは、１つで１エリアを管轄するので、アクセスポイント同士は離れて配置されていることが多く、最も近いアクセスポイント１つを探すこと、もしくは最も強い電波強度のアクセスポイントを見つけることで、当該アクセスポイントの管轄エリア内に居るということがわかるだけだった。このため、電波強度の強い複数のアクセスポイントがある場合に位置把握がむずかしかった。

例えば店舗内の陳列棚の前のような複数のアクセスポイントとの距離が至近距離の場合、至近距離にある複数のアクセスポイントからの電波強度が高強度のため、最も近いアクセスポイントを決定することができず、正確な位置が把握できないという問題があった。

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、複数のアクセスポイントが至近距離に設置された計測エリア内で携帯無線端末を持つユーザの現在位置を正確に把握することを解決課題としている。

そこで、本発明は、計測エリア内における通信新システム（無線ＬＡＮなど）のアクセスポイントを計測対象、即ち現在位置として計測する対象毎に設置することでユーザの位置を高精度に把握し、至近距離に設置された複数のアクセスポイントからの電波が受信強度最大値を越え、当該アクセスポイントだけでは位置を特定することができない場合にも、どの対象の付近に位置しているかを推定する。

すなわち、（１）計測エリア内の各計測対象の位置、各アクセスポイントの位置、あらかじめ計測エリア内に定めた複数の定点観測位置を記録した地図と、該定点観測位置毎の各アクセスポイントまでの距離を記録した第１テーブルと、各アクセスポイントにおける角度・距離に応じた電波強度を記録した第２テーブルと、定点観測位置毎の各アクセスポイントの電波強度を記録した第３テーブルとを事前に作成する処理と、（２）第２テーブルおよび第３テーブルの記録データに基づきアクセスポイント毎に電波強度から定点観測位置までの推定距離を算出し、該推定距離と第１テーブルの記録データとの誤差が閾値以下の複数のアクセスポイントの組合せを事前に定める処理と、（３）携帯無線端末で受信可能なアクセスポイントの電波強度と、第２テーブルおよび第３テーブルのうち少なくとも第３テーブルの記録データとの誤差が閾値以下でなければ、前記組合せに応じて受信可能な複数のアクセスポイントの組合せを選定し、選定された各アクセスポイントからの距離を電波強度から推定して現在位置を求める処理が行われる。

この発明によれば、携帯無線端末と複数のアクセスポイントとの距離が至近距離で、複数のアクセスポイントからの受信電波が高強度のために最も近いアクセスポイントを決定できない場合でも、周辺の複数のアクセスポイントの部分データを利用して現在位置を推定することができる。

好ましくは、（１）推定距離と第１テーブルの記録データとの誤差が閾値以下の３点のアクセスポイントの組合せを蓄積手段に蓄積し、（２）携帯無線端末で受信可能なアクセスポイントの電波強度と、第２テーブルおよび第３テーブルのうち少なくとも第３テーブルの記録データとの誤差が閾値以下でなければ蓄積手段からアクセスポイントの組合せを取得し、該組合せに応じて受信可能な複数のアクセスポイントから３点のアクセスポイントを選定し、（３）選定された各アクセスポイントの位置および該各アクセスポイントからの推定距離に基づき複数の推定位置候補を求め、該推定位置候補群の重心位置を現在位置と推定する。

これにより電波状況が不安定で計測データに一部ノイズなどが混入している場合やデータが欠損している場合であっても、アクセスポイント３点の電波強度の組合せを複数用いて現在位置の推定候補を求め、該推定候補の重心位置を現在位置と推定することで位置推定の精度を高めることができる。

このとき前記推定位置候補群の重心から閾値以上離れている推定位置候補を除去し、該除去後の推定位置候補群の重心を現在位置と推定すれば、より信頼性のある精度の高い推定位置を求めることができる。

また、携帯無線端末で受信可能なアクセスポイントの電波強度と、第２テーブルおよび第３テーブルのうち少なくとも第３テーブルの記録データとの誤差が閾値以下であれば、該電波強度の定点観測位置を現在位置と推定することもできる。これにより多数の定点観測位置の電波強度を事前に用意すれば、簡単に高精度の現在位置を推定できる。

本発明によれば、複数のアクセスポイントが至近距離に設置された計測エリア内で携帯無線端末を持つユーザの現在位置を正確に把握することができる。

本発明の実施形態に係る位置把握システムの利用イメージ図。 同 位置把握装置の構成例図。 同 携帯無線端末の構成例図。 同 キャリブレーション処理のフロー図。 同 店舗マップのイメージ図。 同 電波分布のイメージ図。 同 計測処理のフロー図。

以下、本発明の実施形態に係る現在位置把握システムを説明する。ここでは一例として、スーパマーケットの店舗内を計測エリアとし、該店舗内の陳列棚毎に近距離に複数の無線ＬＡＮアクセスポイントが設置された事例に基づき説明する。

店舗内の陳列棚を識別するためにアクセスポイントが設置され、各陳列棚の位置・ＩＤ、各アクセスポイントの位置・ＩＤ、各陳列棚間の通路に定めた現在位置数分の定点観測位置を記録した店舗マップをあらかじめ作成する。また、定点観測位置で測定した各アクセスポイントの電波強度パターンをあらかじめ携帯無線端末で計測し、計測結果を配列表（テーブル）に記録する。この記録データに基づき電波強度とアクセスポイントまでの距離を計算できるようにキャリブレーションし、その電波強度パターンと各アクセスポイントまでの距離を予め蓄積する。このとき定点観測位置毎に正しく計測可能な３点のアクセスポイントの組合せを求めておく。

現在位置の計測時には、携帯無線端末の各アクセスポイントからの電波強度を記録し、すべてのアクセスポイントを要素にした配列表（テーブル）に各アクセスポイントの受信強度を記録する。ここで記録した配列表と予め定点観測の電波強度を記録した配列表とを比較し、比較結果が閾値以内の定点観測位置があれば現在位置と推定する。一方、閾値以内の定点観測位置がなければ、キャリブレーション時に用意した３点の電波強度値を用いて、各アクセスポイントまでの距離をそれぞれ求め、アクセスポイントまでの距離を計算した全推定位置候補を２クラスに分類する。ここでは推定位置候補集合の中心位置から閾値以内の距離を主クラスとし、該中心位置から閾値以上最も離れている推定候補を１点取り除く処理を行う。この処理を閾値以上離れている推定位置候補が無くなるまで繰り返し、残った全推定位置候補の中心位置を求め、その位置を現在位置と推定する。

そして、推定現在位置と該推定現在位置に最も近い陳列棚のＩＤをデータ格納し、携帯無線端末に表示させる。この作業により現在位置把握精度を高めることが可能となるメリットが得られる。

≪システム構成例≫
図１〜３に基づき前記システムの構成例を説明する。このシステム１は、図１に示すように、位置把握装置２０と携帯無線端末３０とをコンビネーションとして利用する。ここでは携帯無線端末３０は、無線ＬＡＮのアクセスポイント１０１〜１１８を介してインターネットに接続され、該インターネット経由で位置把握装置２０とデータ送受信可能になっている。この各アクセスポイント１０１〜１１８は、それぞれ陳列棚毎に設置されているものとする。

位置把握装置２０は、主に事前に各アクセスポイント１０１〜１１８における無線ＬＡＮの電波強度パターンと、事前に各陳列棚間の通路に定めた定点観測位置から各アクセスポイント１０１〜１１８までの距離を計算するためのキャリブレーションを実施し、該電波強度パターンと各アクセスポイントの距離をあらかじめ蓄積する。具体的には、位置把握装置２０は、インターネット上のサーバーにより構成され、コンピュータのハードウェアリソース、例えばＣＰＵ，メモリ（ＲＡＭ），ハードディスクドライブ装置，通信デバイスなどを備える。このハードウェアリソースとソフトウェアリソース（ＯＳ、アプリケーションなど）との協働の結果、位置把握装置２０は、図２に示すように、関係テーブル作成部２１，距離計測部２２，電波強度パターン格納部２３，データ蓄積部２４，通信部２５，制御部２６を実装する。

すなわち、通信部２５は、通信デバイスをもって実現され、携帯無線端末３０とのデータ送受信を実施する。また、電波強度パターン格納部２３およびデータ蓄積部２４は、メモリ（ＲＡＭ）やハードディスクドライブ装置などの記憶保存手段に構築されているものとする。このデータ蓄積部２４には、携帯無線端末３０で計測した各アクセスポイント１０１〜１１８の電波強度が随時蓄積されるものとする。なお、制御部２６は、各部２１〜２５の動作を制御している。

関係テーブル作成部２１は、店舗内における各陳列棚および各アクセスポイント１０１〜１１８の位置・ＩＤ、各陳列棚間の通路および定点観測位置などを記録した店舗マップと、関係テーブルとを作成し、それぞれを電波強度パターン格納部２３に格納する。この関係テーブルは、定点観測位置毎のアクセスポイントの電波強度パターンを記録した電波強度一覧表（配列表）と、定点観測位置毎の各アクセスポイント１０１〜１１８までの距離を記録したテーブル、即ち正解データ一覧表と、アクセスポイント１０１〜１１８毎の角度・距離別の電波強度を記録した角度距離別一覧表とにより構成されている。この正解データ一覧表および角度距離別一覧表の作成にあたっては事前に調査したデータを利用する。一方、電波強度一覧表の作成にあたってはデータ蓄積部２４の電波強度データを利用する。

距離計算部２２は、電波強度パターン格納部２３を参照して電波強度一覧表と角度距離別一覧表に基づき電波強度の分布を調査し、各定点観測位置のアクセスポイント１０１〜１１８毎の推定距離を算出する。ここで算出した推定距離と正解データ一覧表に記録された距離の正解データとを比較し、比較結果の誤差が閾値以下であればデータ蓄積部２４に記録する。また、３点のアクセスポイントの各組を選択し、選択された各アクセスポイントの位置と電波強度から算出された推定距離を前記正解データとを比較し、比較結果の誤差が閾値以下であれば正しく計測できる３点のアクセスポイントとして該組合せをデータ蓄積部２４に記録する。

携帯無線端末３０は、位置把握装置２０とデータ送受信して現在位置（現在どの陳列棚の前に位置しているのか等）を表示する機能を有している。ここでは携帯無線端末３０は、図３に示すように、出力部３１，入力部３２，アクセスポイント選定部３３，電波強度測定部３４，パターン比較部３５，位置計算部３６，データ記憶部３７，表示部３８，制御部３９を実装する。この制御部３９は各部３１〜３８の動作を制御し、データ記憶部３７には事前に店舗マップが記憶されている。

出力部３１は、制御部３９の指令に基づきアクセスポイント１０１〜１１８に対して通信の開始処理を行う。この通信開始処理に対する入力データＤ、即ち電波強度データなどは入力部３２に入力される。この電波強度に基づきアクセスポイント選定部３３が、どのアクセスポイント１０１〜１１８と通信を開始するかを選定し、電波強度計測部３４が、各アクセスポイント１０１〜１１８の電波強度パターンを計測する。この電波強度パターンは、位置把握装置２０に送信され、データ蓄積部２４にフィードバックされる。

パターン比較部３５は、位置把握装置２０の電波強度パターン格納部２３にアクセスし、電波強度一覧表からすべての定点観測位置のデータを取得する。この取得データのうち、電波強度計測部３４の計測データを最も近い電波強度パターンと比較する。

位置計算部３６は、前記比較結果のパターン誤差が閾値以下であれば、最も近い定点観測パターンの定点観測位置を現在位置と推定する。この推定位置はデータ記憶部３７に記憶される。一方、パターン誤差が閾値以下でなければ、部分データにおける正しく計測されたデータを利用して現在位置を把握する。まず現在位置のおよそのゾーンを特定するために、電波強度計測部３４の計測データが受信上限値のアクセスポイントが複数存在すれば、該各アクセスポイントの中点を現在位置の候補の一つに推定する。つぎに位置把握装置２０のデータ蓄積部２４にアクセスし、正しく計測可能な３点のアクセスポイントの組合せを選択する。選択された各組合せに基づき現在位置を推定する処理を繰り返し、各推定候補位置をデータ記憶部３７に記憶させる。

そして、データ記憶部３７に記憶されている推定候補位置群の重心を求め、重心の位置から閾値以上離れている推定候補位置を一つずつ除去する処理を繰り返す。この処理の結果、残余の推定候補位置群の重心位置から閾値以上離れている推定候補位置がなくなれば、残余の推定候補位置の重心位置を現在位置と推定する。この推定位置をデータ記憶部３７に記憶させる。

表示部３８には、データ記憶部３７に記憶された推定位置と、該推定位置の手前に存在する陳列棚のＩＤとが表示されるため、携帯無線端末３０を所持するユーザＫは店舗内の現在位置を容易に把握することができる。すなわち、本システム１によれば、電波強度パターン格納部２３の格納データ（店舗マップや電波強度一覧表など）を利用することにより、至近距離のアクセスポイントまでの距離および現在位置を把握することが可能となる。以下、本システム１の処理内容を具体的に説明する。

≪キャリブレーション処理≫
まず、図４に基づき位置把握装置２０におけるキャリブレーション処理（Ｓ１０１〜Ｓ１１１）を説明する。このキャリブレーション処理は、キャリブレーションの前処理、即ち前記各一覧表作成のための処理（Ｓ１０２〜Ｓ１０６）と、現在位置の計測のためのキャリブレーション（Ｓ１０７〜Ｓ１１０）とに大別される。この前者の処理は関係テーブル作成部２１が担当し、後者の処理は距離計測部２２が担当する。

Ｓ１０１．Ｓ１０２：このキャリブレーション処理は、位置把握装置２０に対して、店舗内のすべての陳列棚の位置・ＩＤ（Ｒ０１〜Ｒ２６）と、アクセスポイント１０１〜１１８の位置・ＩＤ（ＡＰ１〜ＡＰ８）と、各陳列棚間の通路位置などのデータ入力により開始される（Ｓ１０１）。ここでは位置は座標で入力されるものとする。

この入力データに基づき各陳列棚および各アクセスポイント１０１〜１１８の位置・ＩＤと、各陳列棚間の通路の位置とを記録した地図、即ち店舗マップを作成する（Ｓ１０２）。ここではアクセスポイント１０１〜１１８は、通路に平行に並んだ陳列棚を識別可能な位置に設置されているものとする。なお、店舗マップは人手により作成してもよい。

Ｓ１０３：通路に平行に並んだ陳列棚等を識別するために設置された複数のアクセスポイント１０１〜１１８の位置と、該各アクセスポイント１０１〜１１８の種類や規格およびアクセスポイント１０１〜１１８からの角度・距離別の電波強度とを記録するための角度距離別一覧表を作成する。

Ｓ１０４：Ｓ１０２で作成した店舗マップに複数の定点観測位置を定め、該マップ上に各定点観測位置を記録し、店舗マップを完成させる。この定点観測位置は、陳列棚の手前で商品を選ぶ際に立つ位置や、隣接する二つのアクセスポイントの中間点を含む格子状に定めることができる。

図５に基づき完成された店舗マップの一例を説明すれば、Ｒ０１〜Ｒ２６は各陳列棚のＩＤを示し、ＡＰ１〜ＡＰ１８はアクセスポイント１０１〜１１８のＩＤを示し、Ｐ１〜Ｐ３１２の黒点は定点観測位置の位置を示している。

このとき併せて定点観測位置Ｐ１〜Ｐ１８毎のアクセスポイント１０１〜１１８における電波強度パターンを記録するための電波強度パターン一覧表と、定点観測位置Ｐ１〜Ｐ３１２毎の各アクセスポイント１０１〜１１８までの距離を記録するための正解データ一覧表とを作成する。

表１は、正解データ一覧表の一例を示している。ここではアクセスポイント１０１〜１０８をＩＤで示し、定点観測位置Ｐ１〜Ｐ３１２のＩＤ「ＡＰ１〜ＡＰ１８」までの距離が「ｃｍ」単位で記録されている。

Ｓ１０５：アクセスポイント１０１〜１１８毎に該アクセスポイントからの距離・角度に応じて電波強度を計測し、計測結果をＳ１０３で作成した角度距離別一覧表に記録する。

表２は、角度距離別一覧表の一例を示している。ここではアクセスポイント１０１〜１０８をＩＤで示し、ＩＤ「ＡＰ１〜ＡＰ１８」毎に角度「左６０度」・「左４５度」・「左３０度」・「０度（正面）」・「右３０度」・「右４５度」・「右６０度」の直線距離「５ｃｍ」〜「１０ｍ」の電波強度が記録されている。ここで示している角度や直線距離の値は一例であり、さらに細かく設定してもよい。

Ｓ１０６：Ｓ１０４で店舗マップに記録した定点観測位置Ｐ１〜Ｐ３１２毎に各アクセスポイント１０１〜１０８からの電波強度を計測し、Ｓ１０４で作成した電波強度一覧表に記録する。ここで記録される電波強度は、データ蓄積部２４の蓄積データ、即ち電波強度測定部３４で計測された電波強度が用いられる。

表３は、電波強度パターン一覧表の一例を示している。ここではアクセスポイント１０１〜１０８をＩＤで示し、各定点観測位置Ｐ１〜Ｐ３１２のＩＤ「ＡＰ１〜ＡＰ１８」からの電波強度の配列（ベクトル）が記録されている。

Ｓ１０７：Ｓ１０５とＳ１０６にて各一覧表に記録したデータを基に電波強度の分布を調査し、アクセスポイント１０１〜１１８毎に距離と電波強度との関係式（線形近似式）を統計処理する。

すなわち、計測のためのキャリブレーションとして、携帯無線端末３０が各陳列棚の前（アクセスポイントの前）の標準的な位置における各アクセスポイントまでの距離とその時の電波強度とアクセスポイントを識別するためのＩＤ「ＡＰ１〜ＡＰ１８」を求めておき、距離計測のためのパラメータ（α、β）を取得し、計測された携帯無線端末３０の位置情報（座標）とペアにデータ蓄積部２４に格納しておく。このパラメータを用いて、電波強度「ｘ」から計算できる推定距離「ｙ」が線形近似式「ｙ＝αｘ＋β」により求められる。

このキャリブレーション処理を、携帯無線端末を移動させながら、各陳列棚前およびその他の特徴的な場所で距離計算できるようにデータを取得しておく。そしてＳ１０４で決めた定点観測位置毎に全てのアクセスポイント１０１〜１１８からの電波強度を計測し、Ｓ１０６の処理を実行した後にＳ１０５とＳ１０６とで各一覧表に記録したデータを基に、図６に示すような電波強度の分布を調べ、アクセスポイント１０１〜１１８毎に距離と電波強度の線形近似式「ｙ＝αｘ＋β」を演算し、推定距離を算出する。このようにアクセスポイント１０１〜１１８毎に距離と電波強度との関係を求めておく理由は、建物の柱、陳列棚やアクセスポイントの位置によって、距離と電波強度の関係は一定ではないと考えられるためである。

なお、図６の分布例では、Ｒ６０１〜Ｒ６０７は陳列棚を示し、ＡＰ６０１〜ＡＰ６０７はアクセスポイントを示し、Ｐ６０１〜Ｐ６０７はアクセスポイントＡＰ６０１〜ＡＰ６０７から携帯無線端末３０までの距離を示している。

Ｓ１０８：Ｓ１０５とＳ１０６にて各一覧表に記録したデータから電波強度が最大となり、飽和してしまい、電波強度の値だけでは、距離の推定ができない状況が起きている場合には最大値が続いている距離を把握し、データ蓄積部２４に記録する。この場合、このデータだけでは、現在位置はアクセスポイント１０１〜１１８から至近距離であることはわかるが、計測点としては求められない。そこで、Ｓ１０９以降で周辺の複数のアクセスポイントにおける部分データから距離計算を可能にさせる処理を行う。

Ｓ１０９：Ｓ１０４で記録した正解データ一覧表の記録データ、即ち定点計測位置から各アクセポイント１０１〜１１８までの距離値に基づきＳ１０７で求めた推定距離を検算する。ここではＳ１０７の線形近似式にて電波強度から求めた推定距離との値と、正解データ一覧表の記録データとを比較し、両者間の誤差が閾値（εｃｍ）以下であれば正しく求められたと判定し、正しく計測可能なアクセスポイントとしてデータ蓄積部２４に記録する。

Ｓ１１０．Ｓ１１１：Ｓ１０４で記録した正解データ一覧表の記録データに基づき正しく計測できる３点のアクセスポイントの組合せを求める。すなわち、アクセスポイント１０１〜１１８のうち、３点のアクセスポイントの複数の組合せを選択し、選択された各アクセスポイントの電波強度からＳ１０７の線形近似式で求めた推定距離を正解データ一覧表の記録データと比較する。

比較の結果、両者間の誤差が閾値（εｃｍ）以下であれば正しく求められたと判定し、正しく計測できる３点のアクセスポイントとして該組合せをデータ蓄積部２４に記録し、キャリブレーション処理を終了する（Ｓ１１１）。ここで定点観測位置を求めたい現在位置の分解能となるように（あるいは分解能以上に細分化した）設定をした場合には、アクセスポイント１０１〜１１８からの全ての電波強度をベクトルとし、計測ベクトルと全ての定点観測位置の電波強度とを比較することによって最も近い定点観測位置を現在位置とすることが可能である。また、定点観測位置の数が増加すればするほど、現在位置をより正確に求められる可能性が高くなる。

≪現在位置の計測処理≫
つぎに図７に基づき店舗内でのユーザの現在位置を把握する処理内容（Ｓ２０１〜Ｓ２１３）を説明する。ここではユーザＫが携帯無線端末３０を持って店舗内を移動する際に各アクセスポイント１０１〜１１８から電波を受信しているものとする。

Ｓ２０１．２０２：携帯無線端末３０の出力部３１から各アクセスポイント１０１〜１１８に対して通信の開始処理を開始すると（Ｓ２０１）、携帯端末３０が店舗内に設定されている各アクセスポイント１０１〜１１８のＩＤ「ＡＰ１〜ＡＰ１８」毎に電波強度（受信強度）をデータ記憶部３７の受信強度一覧表に記録する（Ｓ２０２）。

すなわち、携帯端末３０は、各アクセスポイント１０１〜１１８の電波強度データＤを入力部３２で受信し、該受信後に電波強度測定部３４にその電波強度測定を依頼する。このとき電波強度測定部３４は、電波強度データＤに基づきアクセスポイント１０１〜１１８からの電波強度を測定し、受診可能なアクセスポイントのＩＤ毎に電波強度を受信強度一覧表に記入する。ここで受信できなかったアクセスポイントに対しては、受信強度一覧表の電波強度蘭に「０」を記入する。

表４は、受信強度一覧表の一例を示している。ここでは計測点（ユーザＫの位置）で測定された電波強度がアクセスポイント１０１〜１１８のＩＤ「ＡＰ１〜ＡＰ１８」毎に記録されている。この受信強度一覧表は、位置把握装置２０に送信され、データ蓄積部２４に蓄積される。

Ｓ２０３．Ｓ２０４：パターン比較部３５は、Ｓ２０２で記録された受信強度一覧表のデータとＳ１０６で記録された電波強度パターン一覧表のデータとを比較し（Ｓ２０３）、最も近い定点観測位置との誤差が「δ」以内か否かを判定する（Ｓ２０４）。

すなわち、携帯無線端末３０は、位置把握装置２０にアクセスし、電波強度パターン格納部２３の電波強度一覧表を参照して、すべての定点観測位置の電波強度パターンを取得する。ここでは電波強度一覧表の電波強度パターンのうち、受信強度一覧表の電波強度パターンに最も近似するものと比較し、比較結果のパターン誤差が閾値「δ」以内か否かを判定する。判定の結果、閾値「δ」以内であればＳ２０５の処理に進む一方、閾値「δ」以内でなければＳ２０６の処理に進む。

Ｓ２０５：位置計算部３６は、Ｓ２０４の判定が閾値「δ」以内であれば、比較した電波強度パターンの定点観測位置を現在位置と推定する。この推定位置と該推定位置の手前に位置する陳列棚のＩＤとをセットにし、時刻ｔの現在位置情報としてデータ記憶部３７に格納する。

ここで予め計測してある定点観測位置を多くし、求めたい現在位置推定箇所と同数以上あれば、計測データの最も近い定点観測位置を現在位置とすれば実用上、十分な精度が得られると考えられる。しかしながら、最も近い定点観測位置との誤差が閾値「δ」以上である場合には、現在位置を正確に推定できないと見なす。

すなわち、計測した電波強度データを全部利用した場合には、誤差が閾値「δ」以上のものが含まれ、現在位置が正確に求められないため、計測データを３点毎の部分データの組に分けて、現在位置を計測する。これは電波状況が不安定であったなどの理由により、正確な計測データが得られていないことを意味する。

そこで、位置計算部３６は、Ｓ２０６〜Ｓ２１１で部分データを用いることにより、正確に計測されたデータを使用して現在位置を把握する手法をとる。この際、正確でないデータを用いて推定した候補位置は、大きく外れた位置になると予想されるため、推定誤差が大きい推定位置を集合から外すことで、より正確な位置推定を行う計測処理を行う。

Ｓ２０６：Ｓ２０４の判定が閾値「δ」以内でなければ、電波強度が受信上限値であるアクセスポイントが受信強度一覧表に複数存在するときには該各アクセスポイントの中点を推定候補位置の一つとし、複数の電波強度の強いアクセスポイントの位置を把握する。

Ｓ２０７：受信強度一覧表の受信可能なアクセスポイント数Ａから正しく計測可能な３点のアクセスポイントの組合せを選択し、現在位置を推定する処理を_AＣ₃通り繰り返し、推定位置候補をデータ記憶部３７に記憶させる。

すなわち、携帯無線端末３０は、位置把握装置２０にアクセスし、データ蓄積部２４から正しく計測可能な３点のアクセスポイントの組合せを取得する。ここで取得した組合せに応じて、受信強度一覧のアクセスポイント数Ａから正しく計測可能な３点のアクセスポイントの組合せを選択する。

また、受信強度一覧表から選択された各アクセスポイントの電波強度を得て、線形近似式「ｙ＝αｘ＋β」を用いて電波強度を距離に変換し、３点の距離データと３点のアクセスポイントの座標とから位置座標を計算する。この計算を組合せ数に応じて_AＣ₃通り繰り返す。算出された_AＣ₃個の位置座標を推定位置候補としてデータ記憶部３７に記憶させる。

ここではパラメータ（α．β）は、アクセスポイントの組合せと同時にデータ蓄積部２４から取得されているものとする。また、アクセスポイント１０１〜１１８の座標データは事前にデータ記憶部３７に記憶されているものとする。

Ｓ２０８〜Ｓ２１１：Ｓ２０７でデータ記憶部３７に記憶された推定位置候補の集合から重心（座標）を求めて、その重心の位置から閾値「γ」以上で最も離れている推定位置候補を１点取り除く（Ｓ２０８）。この結果、閾値「γ」以上離れている推定位置候補が残っているか否かを判定し（Ｓ２０９）、残っていればＳ２０８を再実行する。すなわち、残余の推定位置候補の重心位置を求め、該重心位置から閾値「γ」以上離れている推定位置候補が無くなるまでＳ２０８の処理が繰り返される。

この結果、閾値「γ」以上離れている推定位置候補が無くなれば、残余の推定位置候補の重心位置を現在位置と推定する（Ｓ２１０）。この推定位置と該推定位置の手前に位置する陳列棚のＩＤとをセットにし、時刻ｔの現在位置情報としてデータ記憶部３７に格納する（Ｓ２１１）。

Ｓ２１２．Ｓ２１３：制御手段３９は、Ｓ２０５あるいはＳ２１１でデータ記憶部３７に記憶された時刻ｔの現在位置情報、即ち推定位置と該推定位置の手前に位置する陳列棚ＩＤとを表示部３５に表示させ、処理を終了する（Ｓ２１３）。この表示結果は、位置把握装置２０に送信され、データ蓄積部２４に蓄積される。

このような本システム１によれば、携帯無線端末３０と複数のアクセスポイント１０１〜１１８との距離が至近距離で、複数のアクセスポイント１０１〜１１８からの受信電波が高強度のために、最も近いアクセスポイントを決定することができない場合でも、周辺の複数のアクセスポイントを利用して、距離計算を行うことができるため（Ｓ１０９．Ｓ１１０．Ｓ２０７〜Ｓ２１０）、現在位置をより正確に推定することができる。

特に、位置把握装置２０が正解データ一覧表の正解データと、実測した携帯無線端末からアクセスポイントまでの推定距離とを比較するため（Ｓ１０９．Ｓ１１０）、人の通行や障害物等の遮蔽の影響で電波状況に一部乱れが生じていても、多数のアクセスポイントの情報を利用することで携帯無線端末からアクセスポイントまでの推定距離の候補を複数求めることもでき、推定の信頼性も担保されている。

また、現在位置を把握する際には、計測エリア内に予め定点観測位置を細分化し多数用意すれば、多数の定点観測データと比較することで（Ｓ２０４．Ｓ２０５）、最も近い定点観測場所を現在位置と推定でき、現在位置を簡単に求めることができる。

一方、携帯無線端末３０が、正しく計測可能アクセスポイント３点の電波強度の組を複数用いて現在位置の推定候補を計算し、その重心を求めるため（Ｓ２０７〜Ｓ２１０）、電波状況が不安定で計測データに一部ノイズ等が混入している場合や欠損している場合にも、推定される現在位置の精度を高めることができる。このとき重心位置から大きく外れている推定値が除かれるため（Ｓ２０８．Ｓ２０９）、より信頼性のある精度の高い現在位置が求められる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内で変形がすることができる。例えば、上記実施形態ではスーパマーケットの店舗内の陳列棚を想定した無線ＬＡＮアクセスポイントの配置に基づき説明したが、展示会場の各ブースや説明会用のポスターパネル毎、あるいは固定的な場所にアクセスポイントが識別対象として短い間隔で配置される利用形態でもよい。

また、パターン比較部３５、位置計算部３６を携帯無線端末３０ではなく、位置把握装置２０に設けることもできる。この場合には、データ蓄積部２４の受信強度一覧表に基づき現在位置の推定処理（Ｓ２０３〜Ｓ２１１）を行って、最終的な現在位置情報（推定位置・陳列棚のＩＤ）を携帯無線端末３０に送信し、表示部３０に表示させる。これにより携帯無線端末３０の処理負担を軽減でき、特に携帯無線端末３０の処理能力が小さい場合に有効である。

さらに、Ｓ２０３における受信強度一覧表のデータとの比較対象には、Ｓ１０６の電波強度一覧表のほか、Ｓ１０５で記録された角度距離別一覧表のデータも含めてもよい。

≪プログラムなど≫
本発明は、本システム１の各部２１〜２６．３１〜３８の一部もしくは全部としてコンピュータを機能させるためのプログラムとして構成することもできる。このプログラムによれば、Ｓ１０１〜Ｓ１１１．Ｓ２０１〜Ｓ２１３の全ステップあるいは一部のステップをコンピュータに実行させる。

前記プログラムは、Ｗｅｂサイトや電子メールなどネットワークを通じて提供することができる。また、前記プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＭＯ，ＨＤＤ，ＢＤ−ＲＯＭ，ＢＲ−Ｒ，ＢＤ−ＲＥなどの記録媒体に記録して、保存・配布することも可能である。この記録媒体は、記録媒体駆動装置を利用して読み出され、そのプログラムコード自体が前記実施形態の処理を実現するので、該記録媒体も本発明を構成する。

１…位置把握システム
２０…位置把握装置
２１…関係テーブル作成部（関係データ作成手段）
２２…距離計測部（アクセスポイント規定手段）
２３…電波強度パターン格納部
２４…データ蓄積部（蓄積手段）
２５…通信部
２６．３９…制御部
３０…携帯無線端末
３１…出力部
３２…入力部
３３…アクセスポイント選定部
３４…電波強度測定部
３５…パターン比較部
３６…位置計算部（位置推定手段）
３７…データ記憶部
３８…表示部
１０１〜１１８…無線ＬＡＮアクセスポイント
ＡＰ１〜ＡＰ１８…無線ＬＡＮアクセスポイントのＩＤ
Ｐ１〜Ｐ３１２…定点観測位置
Ｒ０１〜Ｒ２６…陳列棚のＩＤ

Claims (9)

1. 計測エリア内の各計測対象に設置された通信手段のアクセスポイントに対する携帯無線端末の電波強度に基づき該携帯無線端末の位置を把握する位置把握方法であって、
   関係データ作成手段が、計測エリア内の各計測対象の位置、各アクセスポイントの位置及びあらかじめ計測エリア内に定めた複数の定点観測位置を記録した地図と、該定点観測位置毎の各アクセスポイントまでの距離を記録した第１テーブルと、各アクセスポイントにおける角度・距離に応じた電波強度を記録した第２テーブルと、定点観測位置毎の各アクセスポイントの電波強度を記録した第３テーブルとを事前に作成する関係データ作成ステップと、
   アクセスポイント規定手段が、第２テーブルおよび第３テーブルの記録データに基づきアクセスポイント毎に電波強度から定点観測位置までの推定距離を算出し、該推定距離と第１テーブルの記録データとの第１の誤差が閾値以下の複数のアクセスポイントの組合せを事前に定めるアクセスポイント規定ステップと、
   位置推定手段が、携帯無線端末で受信可能なアクセスポイントの電波強度と、第２テーブルおよび第３テーブルのうち少なくとも第３テーブルの記録データとの第２の誤差が閾値以下でなければ、前記組合せに応じて受信可能な複数のアクセスポイントの組合せを選定し、選定された各アクセスポイントからの距離を電波強度から推定して現在位置を求める位置推定ステップと、
   を有することを特徴とする位置把握方法。
2. 前記アクセスポイント規定ステップは、前記第１の誤差が閾値以下の３点のアクセスポイントの組合せを蓄積手段に蓄積する一方、
   前記位置推定ステップは、前記第２の誤差が閾値以下でなければ蓄積手段からアクセスポイントの組合せを取得し、該組合せに応じて受信可能な複数のアクセスポイントから３点のアクセスポイントを選定し、
   選定された各アクセスポイントの位置および該各アクセスポイントからの推定距離に基づき複数の推定位置候補を求め、該推定位置候補群の重心位置を現在位置と推定する
   ことを特徴とする請求項１記載の位置把握方法。
3. 前記位置推定ステップは、前記推定位置候補群の重心から閾値以上離れている推定位置候補を除去し、該除去後の推定位置候補群の重心を現在位置と推定する
   ことを特徴とする請求項２記載の位置把握方法。
4. 前記位置推定ステップは、前記第２の誤差が閾値以下であれば該電波強度の定点観測位置を現在位置と推定する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置把握方法。
5. 計測エリア内の各計測対象に設置された通信手段のアクセスポイントに対する携帯無線端末の電波強度に基づき該携帯無線端末の位置を把握する位置把握システムであって、
   計測エリア内の各計測対象の位置、各アクセスポイントの位置及びあらかじめ計測エリア内に定めた複数の定点観測位置を記録した地図と、該定点観測位置毎の各アクセスポイントまでの距離を記録した第１テーブルと、各アクセスポイントにおける角度・距離に応じた電波強度を記録した第２テーブルと、定点観測位置毎の各アクセスポイントの電波強度を記録した第３テーブルとを事前に作成する関係データ作成手段と、
   第２テーブルおよび第３テーブルの記録データに基づきアクセスポイント毎に電波強度から定点観測位置までの推定距離を算出し、該推定距離と第１テーブルの記録データとの第１の誤差が閾値以下の複数のアクセスポイントの組合せを事前に定めるアクセスポイント規定手段と、
   携帯無線端末で受信可能なアクセスポイントの電波強度と、第２テーブルおよび第３テーブルのうち少なくとも第３テーブルの記録データとの第２の誤差が閾値以下でなければ、前記組合せに応じて受信可能な複数のアクセスポイントの組合せを選定し、選定された各アクセスポイントからの距離を電波強度から推定して現在位置を求める位置推定手段と、
   を備えることを特徴とする位置把握システム。
6. 前記アクセスポイント規定手段は、前記第１の誤差が閾値以下の３点のアクセスポイントの組合せを蓄積手段に蓄積する一方、
   前記位置推定手段は、前記第２の誤差が閾値以下でなければ蓄積手段からアクセスポイントの組合せを取得し、該組合せに応じて受信可能な複数のアクセスポイントから３点のアクセスポイントを選定し、
   選定された各アクセスポイントの位置および該各アクセスポイントからの推定距離に基づき複数の推定位置候補を求め、該推定位置候補群の重心位置を現在位置と推定する
   ことを特徴とする請求項５記載の位置把握システム。
7. 前記位置推定手段は、前記推定位置候補群の重心から閾値以上離れている推定位置候補を除去し、該除去後の推定位置候補群の重心を現在位置と推定する
   ことを特徴とする請求項６記載の位置把握システム。
8. 前記位置推定手段は、前記第２の誤差が閾値以下であれば該電波強度の定点観測位置を現在位置と推定する
   ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の位置把握システム。
9. 請求項５〜８のいずれか１項に記載の位置把握システムの各手段としてコンピュータを機能させるための位置把握プログラム。

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