JP5565146B2 - 位置検出装置および位置検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＧＰＳ衛星を利用した位置検出装置および位置検出方法に関する。

ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星を利用した位置検出装置は、位置検出装置を構成するＧＰＳ受信部が、地球を周回する少なくとも３つのＧＰＳ衛星が送信するＧＰＳ信号をそれぞれ受信し、受信したＧＰＳ信号から測位に有効な情報を得られる場合（追尾に値する場合）、そのＧＰＳ信号を解析して、位置検出装置の地球上での平面における絶対位置（緯度、経度）を算出する。

このようなＧＰＳ衛星を利用した位置検出装置は、地下やビル等の影に位置すると、ＧＰＳ信号が途切れてしまい、ＧＰＳ受信部が３以上のＧＰＳ衛星を追尾できないことがあり、この場合、ＧＰＳ受信部は自体の位置を測定（測位）することができない。このように測位できない状態、例えばＧＰＳ衛星を１つも追尾できない状態であっても、今後、位置検出装置が移動等して環境が変化しＧＰＳ受信部が３以上のＧＰＳ衛星を追尾できる時に備えて、ＧＰＳ受信部には常に電源が供給されており、不要な電力が消費されていた。

そこで、定期的にＧＰＳ受信部の電源をオンにして測位を行い、一定時間内に測位できないときにはＧＰＳ受信部の電源をオフにして電力消費を抑える技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開平１０−２００１４号公報

しかし、上述した特許文献１の技術では、ＧＰＳ受信部に供給される電力をオフにする時間が固定であるため、この電力をオフにする時間が短すぎると、電力消費の低減効果を大して期待することができない。また、この電力をオフにする時間を長くしすぎると、ＧＰＳ受信部がＧＰＳ衛星を３以上追尾できる状態になっているにも拘わらず測位できない事態を招いてしまう。

そこで本発明は、このような課題に鑑み、ＧＰＳ受信部による測位を適切に遂行しつつ、電力消費を効率的に抑制することが可能な、位置検出装置および位置検出方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の位置検出装置は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、追尾できているＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて測位を行うＧＰＳ受信部と、ＧＰＳ受信部に電力を供給するＧＰＳ電源部と、ＧＰＳ受信部が、ＧＰＳ衛星がＧＰＳ信号を送信した時刻およびＧＰＳ衛星の位置を含む測位に有効な情報は得られていないが所定の閾値以上の受信レベルを有している状態である捕捉の状態にあるＧＰＳ衛星の数に応じて停止時間を導出する停止時間導出部と、ＧＰＳ受信部が、ＧＰＳ信号から測位に有効な情報を得られる状態である追尾の状態にあるＧＰＳ衛星を１個以上追尾できない期間が第１所定時間経過すると、導出された停止時間、ＧＰＳ電源部に、ＧＰＳ受信部への電力の供給を停止させる停止制御部とを備え、停止時間導出部は、追尾できない期間における、捕捉の状態にあるＧＰＳ衛星の数の平均値が大きいほど時間長が短くなるように停止時間を導出することを特徴とする。

上記位置検出装置は、少なくとも受信回路を含んで構成され、外部機器と無線通信を行う無線通信部をさらに備え、停止制御部は、ＧＰＳ受信部が受信したＧＰＳ信号に基づいて測位が可能な状態で、受信回路がオンの間、ＧＰＳ受信部への電力の供給を停止させてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の位置検出方法は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、追尾できているＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて測位を行うＧＰＳ受信部と、ＧＰＳ受信部に電力を供給するＧＰＳ電源部と、を備える位置検出装置を用いた、位置検出方法は、ＧＰＳ受信部が、ＧＰＳ衛星がＧＰＳ信号を送信した時刻およびＧＰＳ衛星の位置を含む測位に有効な情報は得られていないが所定の閾値以上の受信レベルを有している状態である捕捉の状態にあるＧＰＳ衛星の数に応じて停止時間を導出し、ＧＰＳ受信部が、ＧＰＳ信号から測位に有効な情報を得られる状態である追尾の状態にあるＧＰＳ衛星を１個以上追尾できない期間が第１所定時間経過したか否かを判定し、ＧＰＳ受信部がＧＰＳ衛星を追尾できない期間が第１所定時間経過すると、導出した停止時間、ＧＰＳ電源部に、ＧＰＳ受信部への電力の供給を停止させ、追尾できない期間における、捕捉の状態にあるＧＰＳ衛星の数の平均値が大きいほど時間長が短くなるように停止時間を導出することを特徴とする。

上述した位置検出装置の技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該位置検出方法にも適用可能である。

以上説明したように本発明は、ＧＰＳ受信部による測位を適切に遂行しつつ、電力消費を効率的に抑制することが可能となる。

第１の実施形態にかかる位置検出システム１００の概略的な位置関係を説明するための説明図である。 第１の実施形態にかかる位置検出装置の概略的な機能を示した機能ブロック図である。 停止時間導出部と、停止制御部の処理を説明するための説明図である。 第１の実施形態にかかる位置検出方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態にかかる位置検出方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態にかかる位置検出装置の概略的な機能を示した機能ブロック図である。 第２の実施形態にかかる停止時間導出部の処理を説明するための説明図である。 第２の実施形態にかかる位置検出装置を用いた位置検出方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態にかかる位置検出装置を用いた位置検出方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第３の実施形態にかかる位置検出装置の概略的な機能を示した機能ブロック図である。 第３の実施形態にかかる停止制御部の処理を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる位置検出システム１００の概略的な位置関係を説明するための説明図である。図１に示すように、位置検出システム１００は、複数のＧＰＳ衛星１１０と、位置検出装置１２０とを含んで構成される。

ＧＰＳ衛星１１０は、原子や分子のスペクトル線を用いて時間を計る時計である原子時計を備え、原子時計が示す送信時刻や衛星の軌道（位置）を示すＧＰＳ信号を例えば、１．２／１．５ＧＨｚ帯で送信している。

位置検出装置１２０は、少なくとも３つのＧＰＳ衛星１１０がそれぞれ送信するＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号から測位に有効な情報を得られる場合（以下、測位に有効な情報を得られている状態を、ＧＰＳ衛星を追尾しているという。）、その受信したＧＰＳ信号を解析して、位置検出装置１２０自体の地球上での絶対位置を算出する。例えば、位置検出装置１２０が３つの衛星１１０を追尾できれば、位置検出装置１２０自体の緯度、経度を算出（以下、単に２Ｄ測位と称する）し、４つの衛星１１０を追尾できれば、位置検出装置１２０自体の緯度、経度および高度を算出（以下、単に３Ｄ測位と称する）する。

ここで、受信したＧＰＳ信号から測位に有効な情報を得られる場合を「追尾」としたが、ＧＰＳ信号から測位に有効な情報を得ることができなくとも、ＧＰＳ信号によってそのＧＰＳ衛星の存在を確認できることを「捕捉」と表現する。したがって、追尾には値しないが、所定の閾値以上の受信レベルを有するＧＰＳ信号を受信している状態をそのＧＰＳ衛星を捕捉しているということとする。

位置検出装置１２０は、地下やビル１０２等の影に位置すると、ＧＰＳ信号が途切れてしまい、３以上のＧＰＳ衛星１１０を追尾できないことがあり、この場合、ＧＰＳ受信部は自体の位置を測定（測位）することができない。このように測位できない状態、例えばＧＰＳ衛星１１０を１つも追尾できない状態であっても、今後、位置検出装置１２０が移動等して環境が変化しＧＰＳ受信部が３以上のＧＰＳ衛星を追尾できる時に備えて、ＧＰＳ受信部には電力を供給する必要がある。しかし位置検出装置１２０を携帯することを考えた場合、位置検出装置１２０に設けられた有限の二次電池等のバッテリから電力の供給を受けるため、商用電源から電力の供給を受ける場合と異なり、利用できる電力にも制限がある。

そこで本実施形態の位置検出装置１２０は、ＧＰＳ受信部へ供給される電力の停止時間を工夫することで、ＧＰＳ受信部による測位を適切に遂行しつつ、電力消費を効率的に抑制することを目的とする。以下、位置検出装置１２０の具体的な構成について詳述し、その後、位置検出装置１２０を用いた位置検出方法について説明する。

（位置検出装置１２０）
図２は、第１の実施形態にかかる位置検出装置１２０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。図２に示すように、位置検出装置１２０は、ＧＰＳ受信部１５０と、ＧＰＳ電源部１５２と、中央制御部１６０とを含んで構成される。図２中、実線の矢印は、データや信号の流れを、破線の矢印は電力の流れを示す。

ＧＰＳ受信部１５０は、１または複数のＧＰＳ衛星１１０からＧＰＳ信号を受信する。また、ＧＰＳ受信部１５０は、追尾できているＧＰＳ衛星１１０から、受信したＧＰＳ信号に基づいて測位を行う。具体的にＧＰＳ受信部１５０は、追尾できている３以上のＧＰＳ衛星１１０から送信されたＧＰＳ信号をそれぞれ復調して、送信元のＧＰＳ衛星１１０がＧＰＳ信号を送信した時刻（以下、単に送信時刻と称する）と、それぞれのＧＰＳ衛星１１０の位置とを取得する。そしてＧＰＳ受信部１５０は、位置検出装置１２０が有するクロックに基づいて、ＧＰＳ信号を受信した時刻（以下、単に受信時刻と称する）を抽出し、抽出した受信時刻と、取得した送信時刻とからそれぞれのＧＰＳ衛星１１０と位置検出装置１２０との距離を算出し、さらに、三点測位法に基づいて、ＧＰＳ衛星１１０のそれぞれの位置から算出した距離にある当該位置検出装置１２０の位置を特定する。

ＧＰＳ受信部１５０は、算出した、位置検出装置１２０の緯度、経度、進行方向、速度、高度、測位できたか否か（測位か非測位か）、捕捉できた衛星情報（衛星番号、仰角、方位角、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）、追尾の可否情報等）をＮＭＥＡ（National Marine Electronics Association）データとして、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）を介して測位制御部１７０に出力する。ＧＰＳ受信部１５０は、２Ｄおよび３Ｄ測位のいずれにも対応している場合、追尾できたＧＰＳ衛星１１０が３以上あれば２Ｄ測位ができ、４以上あれば３Ｄ測位ができる。

ＧＰＳ電源部１５２は、例えば、位置検出装置１２０に設けられた二次電池から電力を受電してＧＰＳ受信部１５０に供給する。

中央制御部１６０は、中央処理装置（ＣＰＵ）や信号処理装置（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、プログラム等が格納されたＲＯＭやメモリ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、位置検出装置１２０全体を管理および制御する。

中央制御部１６０は、測位制御部１７０、停止時間導出部１７２、停止制御部１７４としても機能する。

測位制御部１７０は、シリアルデータであるＮＭＥＡデータを解析して、位置検出装置１２０の緯度、経度、進行方向、速度、高度、測位できたか否か（測位か非測位か）や衛星情報（衛星番号、仰角、方位角、ＳＮＲ等）を含むＧＰＳ情報を取得する。

停止時間導出部１７２は、ＧＰＳ受信部１５０が捕捉したＧＰＳ衛星１１０（以下、単に捕捉衛星と称する）の数または受信レベル（ＳＮＲ）に応じて、停止時間を導出する。停止時間の導出については、後に詳述する。

停止制御部１７４は、ＧＰＳ受信部１５０がＧＰＳ衛星１１０を追尾できない、すなわち、いずれのＧＰＳ信号からも測位に有効な情報を得られない期間が第１所定時間経過すると、停止時間導出部１７２が導出した停止時間、ＧＰＳ電源部１５２に、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止させる。

図３は、停止時間導出部１７２と、停止制御部１７４の処理を説明するための説明図である。まず、停止時間導出部１７２は、測位制御部１７０が取得したＧＰＳ情報が示す、ＧＰＳ受信部１５０が受信したＧＰＳ信号の追尾の可否情報に基づいて、ＧＰＳ衛星１１０を１つでも追尾できたか否かを判定する。ＧＰＳ衛星１１０を１つも追尾できていないと判定すると、停止時間導出部１７２は、ＧＰＳ情報が示す捕捉できた衛星情報に基づいて、捕捉衛星の数の計数を開始する。ここで、停止時間導出部１７２は、所定時間（例えば、１０秒）ごとに捕捉衛星の数を抽出し、その抽出結果を加算（積分）する。

そして、ＧＰＳ受信部１５０がＧＰＳ衛星１１０を追尾するために必要な時間（追尾不能を判断する時間）である第１所定時間（例えば５分）が経過するまでに、ＧＰＳ衛星１１０を１つ以上追尾できたか否かを判定し、追尾できない場合、停止時間導出部１７２は、第１所定時間の経過を契機に捕捉衛星の数の計数を終了する。このとき、停止時間導出部１７２は、計数した値の平均値を算出する。

本実施形態において、停止時間導出部１７２は、ＧＰＳ受信部１５０がＧＰＳ衛星１１０を追尾できない期間における、捕捉衛星の数の平均値が大きいほど時間長が短くなるように停止時間を導出する。

捕捉衛星の数が少ない場合、その後、位置検出装置１２０が移動等しなければ、ＧＰＳ受信部１５０がＧＰＳ衛星１１０を追尾できる可能性は低いとみなすことができる。それに対し、捕捉衛星の数が多い場合、今後ＧＰＳ受信部１５０がＧＰＳ衛星１１０を追尾できる可能性は高いとみなすことができる。

そこで、停止時間導出部１７２は、今後ＧＰＳ衛星１１０を追尾できる可能性が低いとみなすことのできる、捕捉衛星の数が少ない場合は、停止時間を長くし、今後ＧＰＳ衛星１１０を追尾できる可能性が高いとみなすことのできる、捕捉衛星の数が多い場合には、停止時間を短くする。例えば、停止時間導出部１７２は、停止時間を、ＧＰＳ衛星１１０を１つも追尾できなくなってから第１所定時間が経過するまでに計数した捕捉衛星の数の平均値が３以上の場合１分、２以上３未満の場合２分、１以上２未満の場合４分、１未満の場合８分と導出する。

そして、図３（ａ）に示すように、停止制御部１７４は、ＧＰＳ受信部１５０がＧＰＳ衛星１１０を追尾できなくなってから第１所定時間経過まで、ＧＰＳ衛星１１０を追尾できない状態が継続されると、停止時間導出部１７２が導出した停止時間、すなわち、ＧＰＳ衛星１１０の受信状況に応じた可変時間、ＧＰＳ電源部１５２によるＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止する。

仮に、捕捉衛星の数に拘わらず、停止時間が、例えば８分に固定されているとすると、８分の間、ＧＰＳ衛星１１０を追尾できる機会を強制的に排除することとなり、また、停止時間が、例えば１分に固定されているとすると、周囲の状況が変化していない状況下であっても、ＧＰＳ受信部１５０が無駄に電力を費やしてしまう。

そこで、停止時間導出部１７２は、それ以降、ＧＰＳ衛星１１０を追尾できる可能性が高い程、換言すれば捕捉衛星の数が多い程、停止時間を短くする。かかる構成により、ＧＰＳ衛星１１０の追尾を試みる機会を増やすことができる。また、停止時間導出部１７２は、ＧＰＳ衛星１１０を追尾できる可能性が低い程、換言すれば、捕捉衛星の数が少ない程、停止時間を長くする。かかる構成により、ＧＰＳ衛星１１０の追尾を試みる機会を削減する分、電力の消費を抑えることが可能となる。

なお、本実施形態の停止時間導出部１７２は、ＧＰＳ衛星１１０を１つも追尾できていないと判定すると捕捉衛星の計数を開始するが、これに限定されず、ＧＰＳ衛星１１０を１つも追尾できていないと判定してから、第１所定時間より短い第２所定時間（例えば、第１所定時間が５分である場合、第２所定時間は４分４０秒）経過後から捕捉衛星の計数を開始したり（この場合、計数時間は２０秒）、捕捉衛星の数として、直近の所定時間分に関する捕捉衛星の数の平均値である移動平均値を用いたりしてもよい。こうすることで、停止時間導出部１７２は、直近の捕捉衛星の数に基づいて停止時間を導出することになり、位置検出装置１２０が高速で移動したりして、位置検出装置１２０のＧＰＳ衛星１１０に対する環境がめまぐるしく変化する場合、将来の環境により近いＧＰＳ衛星１１０の状況を停止時間に反映することができる。この際、停止時間導出部１７２は、１０秒よりさらに短い、例えば２秒ごとに捕捉衛星の数を計数するとしてもよい。

また、停止時間導出部１７２が、捕捉衛星の数の平均値に基づいて、停止時間を導出する構成により、突発的に捕捉衛星の数が増えたり減ったりするイレギュラーなＧＰＳ衛星１１０の捕捉を排除することで、安定した捕捉衛星の数を取得することができる。したがって、将来、ＧＰＳ衛星１１０が追尾できるか否かの予測（測位できるか否かの予測）の精度を向上することが可能となる。

本実施形態では、停止時間導出部１７２が、捕捉衛星の数の平均値に基づいて、停止時間を導出するが、ＧＰＳ受信部１５０がＧＰＳ衛星１１０を追尾できない期間における、捕捉衛星の数に増加の傾向があると判断できる場合は、時間長が短くなるように停止時間を導出してもよい。

さらに、停止時間導出部１７２は、ＧＰＳ受信部１５０がＧＰＳ衛星１１０を追尾できない期間（ＧＰＳ衛星１１０を追尾できなくなってから第１所定時間が経過するまで）における、少なくとも１の捕捉衛星の受信レベルの瞬時の値（ピーク値）が大きいほど時間長が短くなるように停止時間を導出してもよい。ここで、ピーク値は、ＧＰＳ衛星１１０を追尾できなくなってから第１所定時間が経過するまでに、１の捕捉衛星の受信レベル野値が変動したときのピークとなる受信レベルの値である。例えば、停止時間導出部１７２は、捕捉衛星の受信レベル（ＳＮＲ）のピーク値が２０ｄＢ／Ｈｚ以上の場合１分、１５ｄＢ／Ｈｚ以上２０ｄＢ／Ｈｚ未満の場合２分、１０ｄＢ／Ｈｚ以上１５ｄＢ／Ｈｚ未満の場合４分、１０ｄＢ／Ｈｚ未満の場合８分と導出する。

受信レベルのピーク値が大きい場合、ＧＰＳ衛星１１０を追尾できる可能性が高いとみなすことができる。そこで、停止時間導出部１７２は、それ以降、ＧＰＳ衛星１１０を追尾できる可能性が高い程、換言すれば受信レベルのピーク値が大きい程、停止時間を短くする。かかる構成により、ＧＰＳ衛星１１０の追尾を試みる機会を増やすことができる。また、停止時間導出部１７２は、ＧＰＳ衛星１１０を追尾できる可能性が低い程、換言すれば、受信レベルのピーク値が小さい程、停止時間を長くする。かかる構成により、ＧＰＳ衛星１１０の追尾を試みる機会を削減する分、電力の消費を抑えることが可能となる。

なお、停止時間導出部１７２が、ＧＰＳ衛星１１０を１つも追尾できなくなってから、第１所定時間が経過するまでに、ＧＰＳ衛星１１０を１以上追尾できたと判定すると、停止時間導出部１７２は、停止時間を０と導出し、停止時間導出部１７２は、再度、捕捉衛星の数の計数を開始する。

すなわち、ＧＰＳ受信部１５０が測位できなくなってから第１所定時間が経過するまでの間に、１以上３未満のＧＰＳ衛星１１０を追尾できた場合は、今後、ＧＰＳ受信部１５０は、３以上のＧＰＳ衛星１１０を追尾できる可能性が高いとみなすことができる。したがって、図３（ｂ）に示すように、停止時間導出部１７２は、ＧＰＳ受信部１５０がＧＰＳ衛星１１０を１以上追尾できる場合、次に測位できるときに備えて、停止時間を０とする、すなわち、停止制御部１７４は、ＧＰＳ電源部１５２によるＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止しない。

一方、ＧＰＳ衛星１１０を１つも追尾できなくなってから、第１所定時間が経過するまでに、ＧＰＳ受信部１５０が、３以上のＧＰＳ衛星１１０を追尾できた場合、ＧＰＳ受信部１５０は、測位を行う。この場合、停止時間導出部１７２は、予め定められたデューティ比に基づいて停止時間を導出する。図３（ｃ）は、測位時間と停止時間とのデューティ比が１：１（例えば、測位時間と停止時間とを１０秒とする）の場合について示す。

以上説明したように、本実施形態の位置検出装置１２０は、ＧＰＳ受信部１５０へ供給される電力の停止時間を工夫することで、ＧＰＳ受信部１５０による測位を適切に遂行しつつ、電力消費を効率的に抑制することを可能にする。

（位置検出方法）
図４および図５は、第１の実施形態にかかる位置検出装置１２０を用いた位置検出方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。図４に示すように、まず、ＧＰＳ電源部１５２は、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を開始する（Ｓ２００）。そして、停止時間導出部１７２は、第１タイマを用いて第１所定時間の計時を開始するとともに、捕捉衛星の数の計数を開始する（Ｓ２０２）。そして、測位制御部１７０が取得したＧＰＳ情報が示す、ＧＰＳ受信部１５０が受信したＧＰＳ信号の追尾の可否情報に基づいて、ＧＰＳ衛星１１０を１つでも追尾できたか否かを判定する（Ｓ２０４）。

停止時間導出部１７２は、追尾できたＧＰＳ衛星１１０が１つもないと判定すると（Ｓ２０４におけるＮＯ）、停止時間導出部１７２は、第１所定時間が経過するまで（Ｓ２０６におけるＮＯ）、捕捉衛星の数の計数を行い、第１所定時間が経過すると（Ｓ２０６におけるＹＥＳ）、第１タイマをリセットするとともに、捕捉衛星の数の計数を終了する（Ｓ２０８）。そして、停止時間導出部１７２は、ＧＰＳ電源部１５２によるＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止する停止時間を導出する（Ｓ２１０）。

図５に示すように、まず、停止時間導出部１７２は、計数した捕捉衛星の数の平均値Ｐが３以上であるか否か、または、計測した捕捉衛星のうち１の捕捉衛星の受信レベルのピーク値Ｑが２０ｄＢ／Ｈｚ以上であるか否かを判定し（Ｓ２３０）、平均値Ｐが３以上であるか、またはピーク値Ｑが２０ｄＢ／Ｈｚ以上であれば（Ｓ２３０におけるＹＥＳ）、停止時間を１分と導出する（Ｓ２３２）。

平均値Ｐが３以上ではなく、ピーク値Ｑが２０ｄＢ／Ｈｚ以上ではない場合（Ｓ２３０におけるＮＯ）、停止時間導出部１７２は、平均値Ｐが２以上３未満であるか否か、またはピーク値Ｑが１５ｄＢ／Ｈｚ以上２０ｄＢ／Ｈｚ未満であるか否かを判定し（Ｓ２３４）、平均値Ｐが２以上３未満である、またはピーク値Ｑが１５ｄＢ／Ｈｚ以上２０ｄＢ／Ｈｚ未満である場合（Ｓ２３４におけるＹＥＳ）、停止時間を２分と導出する（Ｓ２３６）。

平均値Ｐが２以上３未満ではなく、ピーク値Ｑが１５ｄＢ／Ｈｚ以上２０ｄＢ／Ｈｚ未満ではない場合（Ｓ２３４におけるＮＯ）、停止時間導出部１７２は、平均値Ｐが１以上２未満であるか否か、またはピーク値Ｑが１０ｄＢ／Ｈｚ以上１５ｄＢ／Ｈｚ未満であるか否かを判定し（Ｓ２３８）、平均値Ｐが１以上２未満である、またはピーク値Ｑが１０ｄＢ／Ｈｚ以上１５ｄＢ／Ｈｚ未満である場合（Ｓ２３８におけるＹＥＳ）、停止時間を４分と導出する（Ｓ２４０）。平均値Ｐが１以上２未満ではなく、ピーク値Ｑが１０ｄＢ／Ｈｚ以上１５ｄＢ／Ｈｚ未満ではない場合（Ｓ２３８におけるＮＯ）、停止時間導出部１７２は、停止時間を８分と導出する（Ｓ２４２）。

図４に戻って、停止制御部１７４は、停止時間導出ステップＳ２１０において停止時間導出部１７２が導出した停止時間、ＧＰＳ電源部１５２に、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止させる（Ｓ２１２）。そして、停止制御部１７４は、停止時間が経過すると（Ｓ２１４におけるＹＥＳ）、電力供給ステップＳ２００に戻り、ＧＰＳ電源部１５２に、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を再開させる。

一方、追尾判定ステップＳ２０４において、停止時間導出部１７２が、追尾できたＧＰＳ衛星１１０があると判定した場合（Ｓ２０４におけるＹＥＳ）、停止時間導出部１７２は、不要な第１タイマをリセットするとともに、捕捉衛星の数の計数を終了する（Ｓ２１６）。そして、停止時間導出部１７２は、追尾できたＧＰＳ衛星１１０が３以上であるか否かを判定する（Ｓ２１８）。追尾できたＧＰＳ衛星１１０が３以上である場合（Ｓ２１８におけるＹＥＳ）、ＧＰＳ受信部１５０は、測位を行う（Ｓ２２０）。

そして、停止時間導出部１７２は、測位を行っている間に、追尾できたＧＰＳ衛星１１０が３未満であるか否かを判定する（Ｓ２２２）。追尾できたＧＰＳ衛星１１０が３未満ではない場合（Ｓ２２２におけるＮＯ）、停止時間導出部１７２は、測位が完了したか否かを判定し（Ｓ２２４）、測位が完了していれば（Ｓ２２４のＹＥＳ）、停止時間を測位時間とほぼ等しい１０秒とし（Ｓ２２６）、停止制御部１７４は、停止ステップＳ２１２以降の処理を遂行する。

測位判定ステップＳ２１８において、追尾できたＧＰＳ衛星１１０が３以上でない場合（Ｓ２１８におけるＮＯ）、または、追尾判定ステップＳ２２２において、追尾できたＧＰＳ衛星１１０が３未満である場合（Ｓ２２２におけるＹＥＳ）、停止制御部１７４は、ＧＰＳ電源部１５２にＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止させることなく、電源供給ステップＳ２００へ戻る。

以上説明したように、本実施形態の位置検出方法においても、ＧＰＳ受信部１５０へ供給される電力の停止時間を工夫することで、ＧＰＳ受信部１５０による測位を適切に遂行しつつ、電力消費を効率的に抑制することを可能にする。

（第２の実施形態：位置検出装置３２０）
図６は、第２の実施形態にかかる位置検出装置３２０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。図６に示すように、位置検出装置３２０は、ＧＰＳ受信部１５０と、ＧＰＳ電源部１５２と、中央制御部３６０とを含んで構成され、中央制御部３６０は、測位制御部１７０、停止時間導出部３７２、停止制御部１７４として機能する。図６中、実線の矢印は、データや信号の流れを、破線の矢印は電力の流れを示す。第１の実施形態における構成要素として既に述べたＧＰＳ受信部１５０、ＧＰＳ電源部１５２、測位制御部１７０、停止制御部１７４は、実質的に機能が等しいので重複説明を省略し、ここでは、構成が相違する停止時間導出部３７２を主に説明する。

停止時間導出部３７２は、ＧＰＳ受信部１５０がＧＰＳ衛星を追尾できずに所定の時間（第１所定時間）を経過する度に、時間長が長くなるように停止時間を導出する。

図７は、第２の実施形態にかかる停止時間導出部３７２の処理を説明するための説明図である。図７に示すように、停止時間導出部３７２は、ＧＰＳ受信部１５０が前回測位を行った後、測位ができなくなり（３以上のＧＰＳ衛星１１０を追尾できなくなり）第１所定時間経過すると、停止時間として１分を導出する。停止制御部１７４は、１分間、ＧＰＳ電源部１５２にＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止させる。１分経過後、停止制御部１７４は、ＧＰＳ電源部１５２にＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を再開させる。それでも、なおＧＰＳ受信部１５０が測位できない場合、さらに第１所定時間経過すると、停止時間導出部３７２は、停止時間として２分を導出する。２分経過後、さらに第１所定時間経過し、まだ、ＧＰＳ受信部１５０が測位できない場合、停止時間導出部３７２は、停止時間として４分を導出し、４分経過後、さらに第１所定時間経過し、まだ、ＧＰＳ受信部１５０が測位できない場合、停止時間導出部３７２は、停止時間として８分を導出する。８分経過後、さらに第１所定時間経過し、まだ、ＧＰＳ受信部１５０が測位できない場合、停止時間導出部３７２は、停止時間として８分を導出し、その後、停止時間導出部３７２は、第１所定時間経過ごとに停止時間を８分として停止時間の導出を繰り返す。

今までできていた測位が何らかの理由で、できなくなった場合、ＧＰＳ衛星１１０と位置検出装置３２０の位置関係や、ビル１０２やトンネル等の障害物の有無といった、位置検出装置３２０に対するＧＰＳ衛星１１０に関する環境がどのようになったか不明である。そこで、停止時間導出部３７２は、まず、停止時間を短く設定し、とりあえずＧＰＳ受信部１５０による測位を試みる機会を多くとる。短く設定した停止時間経過後、第１所定時間が経過してもなお、ＧＰＳ受信部１５０が測位できなかった場合、すぐに位置検出装置３２０に対するＧＰＳ衛星１１０に関する環境が変化する可能性は低いとみなし、停止時間導出部３７２は、徐々に停止時間を長く導出して、ＧＰＳ受信部１５０による測位を試みる機会を減らし、ＧＰＳ電源部１５２によるＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を抑え、省電力化を図る。こうして、位置検出装置３２０は、省電力化を図りつつ、適切に測位を開始することが可能となる。

（位置検出方法）
図８および図９は、第２の実施形態にかかる位置検出装置３２０を用いた位置検出方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、上述した第１の実施形態における位置検出方法で既に説明した、電力供給ステップＳ２００、追尾判定ステップＳ２０４、第１所定時間経過判定ステップＳ２０６、停止ステップＳ２１２、停止時間経過判定ステップＳ２１４、測位判定ステップＳ２１８、測位ステップＳ２２０、追尾判定ステップＳ２２２、測位時間経過判定ステップＳ２２４、停止時間入力ステップＳ２２６は、実質的に処理が等しいので重複説明を省略し、ここでは、処理が相違する第１所定時間計時開始ステップＳ４００、カウンタインクリメントステップＳ４０２、第１タイマリセットステップＳ４０４、停止時間導出ステップＳ４０６、リセットステップＳ４０８を主に説明する。

電源供給ステップＳ２００において、ＧＰＳ電源部１５２が、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を開始する（Ｓ２００）と、停止時間導出部３７２は、第１タイマを用いて第１所定時間の計時を開始する（Ｓ４００）。そして、停止時間導出部３７２は、前回ＧＰＳ受信部１５０が測位を行ってから何回第１所定時間を経過したかをカウントするカウンタをインクリメントする（Ｓ４０２）。

そして、第１所定時間が経過すると（Ｓ２０６におけるＹＥＳ）、停止時間導出部３７２は第１タイマをリセットし（Ｓ４０４）、ＧＰＳ電源部１５２によるＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止する停止時間を導出する（Ｓ４０６）。

図９に示すように、まず、停止時間導出部３７２は、カウンタが４以上であるか否かを判定する（Ｓ４３０）。４以上であれば（Ｓ４３０におけるＹＥＳ）、停止時間を８分と導出する（Ｓ４３２）。

カウンタが４以上でない場合（Ｓ４３０におけるＮＯ）、停止時間導出部３７２は、カウンタが３であるか否かを判定し（Ｓ４３４）、３である場合（Ｓ４３４におけるＹＥＳ）、停止時間を４分と導出する（Ｓ４３６）。カウンタが３でない場合（Ｓ４３４におけるＮＯ）、停止時間導出部３７２は、カウンタが２であるか否かを判定し（Ｓ４３８）、２である場合（Ｓ４３８におけるＹＥＳ）、停止時間を２分と導出する（Ｓ４４０）。カウンタが２でない場合（Ｓ４３８におけるＮＯ）、停止時間導出部３７２は、停止時間を１分と導出する（Ｓ４４２）。

図８に戻って、停止制御部１７４は、停止時間導出ステップＳ４０６において停止時間導出部３７２が導出した停止時間、ＧＰＳ電源部１５２に、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止させ（Ｓ２１２）、以降の処理を遂行する。

一方、追尾判定ステップＳ２０４において、停止時間導出部３７２が、追尾できたＧＰＳ衛星１１０が１以上あると判定すると（Ｓ２０４におけるＹＥＳ）、停止時間導出部３７２は、第１タイマおよびカウンタをリセットし、測位判定ステップＳ２１８以降の処理を遂行する。

以上説明したように、本実施形態の位置検出装置３２０を用いた位置検出方法においても、ＧＰＳ受信部１５０へ供給される電力の停止時間を工夫することで、ＧＰＳ受信部１５０による測位を適切に遂行しつつ、電力消費を効率的に抑制することを可能にする。

（第３実施形態：位置検出装置５２０）
図１０は、第３の実施形態にかかる位置検出装置５２０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。図１０に示すように、位置検出装置５２０は、ＧＰＳ受信部１５０と、ＧＰＳ電源部１５２と、操作部５２２と、無線通信部５２４と、音声出力部５２６と、音声入力部５２８と、中央制御部５６０とを含んで構成され、中央制御部５６０は、測位制御部１７０、停止時間導出部１７２、音声制御部５６２、無線制御部５６４、停止制御部５７４として機能する。図１０中、実線の矢印は、データや信号の流れを、破線の矢印は電力の流れを示す。第１の実施形態における構成要素として既に述べたＧＰＳ受信部１５０、ＧＰＳ電源部１５２、測位制御部１７０、停止時間導出部１７２は、実質的に機能が等しいので重複説明を省略し、ここでは、構成が相違する、操作部５２２、無線通信部５２４、音声出力部５２６、音声入力部５２８、音声制御部５６２、無線制御部５６４、停止制御部５７４を主に説明する。

本実施形態において、位置検出装置５２０は、ポータブル型のトランシーバを例に挙げて説明するが、これに限定されず、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、通話機能や、ネットワーク通信機能、スケジュール管理等の情報処理機能等を備えたスマートフォン、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等、外部機器と無線通信を行う機能と、ＧＰＳ衛星１１０が送信するＧＰＳ信号を利用して、自体の地球上での絶対位置を算出する機能を備えた電子機器を位置検出装置５２０とすることもできる。

操作部５２２は、操作キー、十字キー、ジョイスティック等で構成され、ユーザの操作入力を受け付ける。

無線通信部５２４は、送信回路５２４ａと、受信回路５２４ｂとを含んで構成され、アンテナ５０２を通じて、外部機器である他の位置検出装置５２０（図１０中、５２０ａで示す）と無線通信を行う。例えば、ユーザが操作部５２２の所定のボタンを押止しながら、音声入力部５２８に向かって音声を入力すると、音声入力部５２８は、ユーザが入力した音声を電気的な音声信号に変換して、後述する音声制御部５６２に出力する。すると音声制御部５６２は、取得した音声信号を無線通信部５２４の送信回路５２４ａに出力する。音声信号を取得した無線通信部５２４の送信回路５２４ａは、この音声信号を符号化し、予め定められた周波数帯域の搬送波に重畳して、アンテナ５０２を通じて送信する。送信された電波を受信した、他の位置検出装置５２０ａを通じて、他のユーザは、この電波を復調して音声を聴くことができるので、位置検出装置５２０のユーザが発した音声を、他の位置検出装置５２０ａを有する他のユーザに伝達することが可能となる。

一方、無線通信部５２４の受信回路５２４ｂは、他の位置検出装置５２０ａが送信する、予め定められた周波数帯域を搬送波とする電波を、アンテナ５０２を通じて取得すると、この電波を復調し、得られた音声信号を音声制御部５６２に出力する。そして音声制御部５６２は、得られた音声信号に基づいた音声を音声出力部５２６に出力させる。こうして、位置検出装置５２０を有するユーザは、他の位置検出装置５２０ａを有するユーザが発した音声等を、位置検出装置５２０を通じて聴くことができる。

音声出力部５２６は、スピーカ等で構成され、音声制御部５６２の制御指令に応じて、受信回路５２４ｂが復調した音声信号に基づく音声を出力する。

音声入力部５２８は、マイクロホン等で構成され、音声を電気的な音声信号に変換して、音声制御部５６２に出力する。

音声制御部５６２は、無線通信部５２４の受信回路５２４ｂが復調した音声信号に基づく音声を音声出力部５２６に出力させたり、音声入力部５２８から出力された音声信号を無線通信部５２４の送信回路５２４ａに出力したりする。

無線制御部５６４は、通信状況に基づいて、無線通信部５２４の送信回路５２４ａをオンオフしたり、受信回路５２４ｂをオンオフしたりする。例えば、無線制御部５６４は、ユーザによる所定のボタンへの押止入力があった場合、送信回路５２４ａをオンにし、所定のボタンへの押止入力が検出されない間、送信回路５２４ａをオフにする。一方、無線制御部５６４は、第３所定時間（例えば、１００ｍ秒）受信回路５２４ｂをオンにし、受信回路５２４ｂが受信信号の有無を判定し、受信信号がない場合、無線制御部５６４は第４所定時間（例えば、５秒）受信回路５２４ｂをオフにする。また、受信回路５２４ｂをオンにしている間に受信信号を受信した場合、無線制御部５６４は、受信回路５２４ｂのオン状態を維持する。

停止制御部５７４は、ＧＰＳ受信部１５０が、受信したＧＰＳ信号に基づいた測位が可能な状態で、無線制御部５６４が受信回路５２４ｂをオンにしている間、ＧＰＳ電源部１５２に、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止させる。具体的に、ＧＰＳ受信部１５０が測位を行うことができる（３つ以上のＧＰＳ衛星１１０を追尾できる）間、停止制御部５７４は、無線通信部５２４の受信回路５２４ｂがオンであるときには、ＧＰＳ電源部１５２に、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止させ、受信回路５２４ｂがオフであるときは、ＧＰＳ電源部１５２に、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を行わせ、測位を実行させる。

図１１は、第３の実施形態にかかる停止制御部５７４の処理を説明するための説明図である。特に、図１１（ａ）は、受信回路５２４ｂのオンオフを、図１１（ｂ）は、ＧＰＳ受信部１５０が測位可能である場合のＧＰＳ受信部１５０への電力のオンオフを、図１１（ｃ）は、ＧＰＳ受信部１５０が測位不可能である場合のＧＰＳ受信部１５０への電力のオンオフをそれぞれ示す。

図１１（ａ）に示すように、無線制御部５６４は、第３所定時間（例えば、１００ｍ秒）受信回路５２４ｂをオンにし、この間に受信回路５２４ｂが受信信号の有無を判定し、受信信号がない場合、無線制御部５６４は、第４所定時間（例えば、５秒）受信回路５２４ｂをオフにする。

一方、図１１（ｂ）に示すように、停止制御部５７４は、ＧＰＳ受信部１５０が、受信したＧＰＳ信号に基づいた測位が可能であるか否かを判定する。そして、停止制御部５７４は、測位可能であり、無線制御部５６４が受信回路５２４ｂをオフにしていることを検知すると、ＧＰＳ電源部１５２に、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を開始させる。そして、ＧＰＳ受信部１５０は、所定時間ごと（例えば２秒ごと）に測位を行う。停止制御部５７４は、２秒ごとに、無線制御部５６４が、次に受信回路５２４ｂをオンにするまでの残り時間が２秒を切ったか否かを判定し、２秒を切っていなければ、測位を継続し、２秒を切っていれば、受信回路５２４ｂを優先して、ＧＰＳ電源部１５２に、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を一旦停止させる。そして、受信回路５２４ｂがオフになり次第、ＧＰＳ受信部１５０は、測位を再開する。

無線通信部５２４の受信回路５２４ｂとＧＰＳ受信部１５０とは位置検出装置５２０内で干渉する。ここでは、停止制御部５７４が、無線通信部５２４の受信回路５２４ｂをオンにしている間、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止することで、受信回路５２４ｂとＧＰＳ受信部１５０との干渉を削減することができる。

なお、図１１（ｃ）に示すように、停止制御部５７４は、ＧＰＳ受信部１５０が、受信したＧＰＳ信号に基づいた測位が不可能であると判定した場合、無線制御部５６４の処理に拘わらず、第１所定時間経過後、停止時間導出部１７２、３７２が導出した停止時間に基づいて、ＧＰＳ電源部１５２に、ＧＰＳ受信部１５０への電力の供給を停止させる。

以上説明したように、本実施形態にかかる位置検出装置５２０によれば、無線通信部５２４の受信回路５２４ｂとの干渉を低減させつつ、ＧＰＳ衛星１１０を通じた測位を行うことが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

なお、本明細書の位置検出方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。

本発明は、ＧＰＳ衛星を利用した位置検出装置および位置検出方法に利用することができる。

１２０、３２０、５２０ …位置検出装置
１５０ …ＧＰＳ受信部
１５２ …ＧＰＳ電源部
１６０、３６０、５６０ …中央制御部
１７０ …測位制御部
１７２、３７２ …停止時間導出部
１７４、５７４ …停止制御部
５２４ …無線通信部
５２４ａ …受信回路

Claims (3)

1. ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、追尾できているＧＰＳ衛星から受信した前記ＧＰＳ信号に基づいて測位を行うＧＰＳ受信部と、
   前記ＧＰＳ受信部に電力を供給するＧＰＳ電源部と、
   前記ＧＰＳ受信部が、前記ＧＰＳ衛星が前記ＧＰＳ信号を送信した時刻および前記ＧＰＳ衛星の位置を含む測位に有効な情報は得られていないが所定の閾値以上の受信レベルを有している状態である捕捉の状態にあるＧＰＳ衛星の数に応じて停止時間を導出する停止時間導出部と、
   前記ＧＰＳ受信部が、ＧＰＳ信号から測位に有効な情報を得られる状態である追尾の状態にあるＧＰＳ衛星を１個以上追尾できない期間が第１所定時間経過すると、導出された前記停止時間、前記ＧＰＳ電源部に、前記ＧＰＳ受信部への電力の供給を停止させる停止制御部と、
   を備え、
   前記停止時間導出部は、前記追尾できない期間における、前記捕捉の状態にあるＧＰＳ衛星の数の平均値が大きいほど時間長が短くなるように停止時間を導出することを特徴とする位置検出装置。
2. 少なくとも受信回路を含んで構成され、外部機器と無線通信を行う無線通信部をさらに備え、
   前記停止制御部は、前記ＧＰＳ受信部が受信したＧＰＳ信号に基づいて測位が可能な状態で、前記受信回路がオンの間、前記ＧＰＳ受信部への電力の供給を停止させることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、追尾できているＧＰＳ衛星から受信した前記ＧＰＳ信号に基づいて測位を行うＧＰＳ受信部と、前記ＧＰＳ受信部に電力を供給するＧＰＳ電源部と、を備える位置検出装置を用いた、位置検出方法であって、
   前記ＧＰＳ受信部が、前記ＧＰＳ衛星が前記ＧＰＳ信号を送信した時刻および前記ＧＰＳ衛星の位置を含む測位に有効な情報は得られていないが所定の閾値以上の受信レベルを有している状態である捕捉の状態にあるＧＰＳ衛星の数に応じて停止時間を導出し、
   前記ＧＰＳ受信部が、ＧＰＳ信号から測位に有効な情報を得られる状態である追尾の状態にあるＧＰＳ衛星を１個以上追尾できない期間が第１所定時間経過したか否かを判定し、
   前記ＧＰＳ受信部がＧＰＳ衛星を追尾できない期間が第１所定時間経過すると、導出した前記停止時間、前記ＧＰＳ電源部に、前記ＧＰＳ受信部への電力の供給を停止させ、
   前記追尾できない期間における、前記捕捉の状態にあるＧＰＳ衛星の数の平均値が大きいほど時間長が短くなるように停止時間を導出することを特徴とする位置検出方法。

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