JP5712521B2 - 測位装置、測位信号送信装置、測位方法、および測位信号送信方法 - Google Patents
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[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る測位システムを示した図である。図1には、測位装置1、街路灯2、および測位信号送信装置3が示してある。測位信号送信装置3は、例えば、街路灯2に取り付けられている。測位装置1は、例えば、ユーザA1に所持され、ユーザA1に所在位置を知らせる。
位置情報は、測位信号送信装置3の設置されている位置を示している。例えば、位置情報は、測位信号送信装置3の設置されている緯度および経度を示している。
特定部1bは、受光部1aの受信した光信号に含まれる強度情報に基づいて、受光部1aの受信した光信号の強度パターンを取得する。特定部1bは、取得した強度パターンと、受信した光信号に含まれている測位信号送信装置3の位置情報とによって、当該測位装置1の所在位置を特定する。
次に、第2の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図2は、第2の実施の形態に係る測位システムを示した図である。図2には、ユーザA11の位置を測位する測位装置11が示してある。測位装置11は、例えば、携帯電話等に組み込んでもよい。
図3に示す点線B11は、測位信号送信装置13から出力される赤外線の広がり方を示している。測位信号送信装置13から出力される赤外線は、点線B11に示すように、測位信号送信装置13から離れるに従って広がり、ある距離を超えると減衰して小さくなっていく。
図3に示すRは、赤外線の通信可能領域を示している。例えば、測位装置11は、強度‘強’の赤外線を、同心円B12の最も大きい円の範囲内で通信(受信)することができる。測位装置11は、強度‘中’の赤外線を、同心円B12の2番目に大きい円の範囲内で受信することができる。測位装置11は、強度‘弱’の赤外線を、同心円B12の最も小さい円の範囲内で受信することができる。
図5は、異なる照度における測位精度の関係を示している。図5の各欄の意味は、図4と同様であるのでその説明を省略する。なお、図5もL=500cmの場合の測位精度が示してある。
図4および図5に示すように、測位信号送信装置13の受ける照度によって、測位装置11の測位精度が変わる。すなわち、測位信号送信装置13の受ける照度が変われば、測位信号送信装置13の出力する赤外線の照射範囲が変わり、測位装置11の測位精度が変わる。
また、測位装置11は、赤外線をパターン2で受信した場合、強度‘弱’の赤外線を受信していないため、図6の(B)に示す最も小さい円の部分には、所在していないと判断できる。すなわち、測位装置11は、図6の(B)の斜線を付した部分にユーザA11が所在していると限定できる。
図7は、受信する赤外線の強度パターンと所在位置の特定を説明する図のその2である。測位装置11は、物理センサを有している。従って、測位装置11は、物理センサと赤外線で特定した所在位置とによって、ユーザの所在位置をさらに特定(限定)することができる。
図8は、測位システムの別の適用例を示した図のその1である。図8には、歩道21が示してある。歩道21には、植樹帯22および停留所23が設けられている。
歩道31には、例えば、図示していない街路灯が設けられている。街路灯12には、図示していない測位信号送信装置が取り付けられており、例えば、3つの異なる強度の赤外線を出力している。図9に示す照射範囲B31〜B33は、測位装置11の高さにおける3つの強度の赤外線の照射範囲を示している。
図10は、測位システムの別の適用例を示した図のその3である。図10には、測位装置11の表示装置に表示されるマップが示してある。表示装置には、車道41および歩道42(図10の斜線部分)が示してある。
測位装置11は、物理センサや市販のGPSでは、測位精度が低いため、ユーザA11が歩道42を歩いていた場合でも、点線矢印B41に示すように、車道41上にユーザA11が歩いていると判断する場合がある。
制御部53は、照度計測部52の測定した照度に基づいて記憶部51を参照し、発光部54の出力する異なる強度の赤外線のそれぞれの測位精度が一定となるように制御する。
太陽電池61は、受光する光の照度に応じた電力を蓄電池62に出力する。よって、制御部53は、太陽電池61の出力する電力をモニタすることにより、測位信号送信装置13の受ける照度を知ることができる。制御部53は、図11の説明と同様に、太陽電池61による照度に基づいて記憶部51を参照し、発光部54の出力する異なる強度の赤外線のそれぞれの測位精度が一定となるように制御する。
加速度センサ72は、測位装置11に加わる加速度を測定する。
方位センサ73は、測位装置11の方位を測定する。
位置特定部75は、GPS受信部71の受信したGPS信号によって測位装置11の所在位置を特定する。
[ステップS1]位置特定部75は、記憶部77から、最後に特定した所在位置(緯度および経度)を読み込む。
[ステップS5]受光部74は、測位信号送信装置13から、赤外線を受信したか否か判断する。受光部74は、赤外線を受信した場合、ステップS6へ進む。受光部74は、赤外線を受信しなかった場合、ステップS7へ進む。
[ステップS7]位置特定部75は、特定した所在位置によって、測位装置11のマップマッチングを行う。
[ステップS9]位置特定部75は、位置特定の処理が終了したか否か判断する。例えば、位置特定部75は、ユーザA11によってナビゲーション操作が終了されたか、電源がオフにされたかによって、処理の終了を判断する。位置特定部75は、処理を終了しない場合、ステップS2へ進む。
[ステップS11]位置特定部75は、GPS信号に含まれるGPS情報から現在所在位置を算出する。
[ステップS14]位置特定部75は、ステップS2で特定した測位装置11の所在位置を現在の測位装置11の所在位置として採用する。
[ステップS21]位置特定部75は、受光部74の受光した赤外線に含まれる強度情報から、受光部74の受光している赤外線の強度パターンを取得する。
また、歩行者に対するマップマッチングが可能となる。
なお、測位装置11は、測位信号送信装置13が測位精度を一定となるように制御しなくても、自分の所在位置を特定することが可能である。例えば、測位装置11は、図4および図5に示した情報を記憶部に記憶しておく。図2で説明したように、測位信号送信装置13から出力される赤外線には、照度情報が含まれる。これにより、測位装置11は、測位信号送信装置13から受信した赤外線の強度情報と照度情報とによって、図4および図5に示した情報を参照し、測位精度を取得することができる。そして、測位装置11は、測位信号送信装置13の緯度および経度からどの範囲に位置しているか測位することができる。
次に、第3の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第3の実施の形態では、測位装置11は、GPSの代わりにPHS(Personal Handy-phone System)の通信システムを利用して、測位装置の位置を特定する。
位置特定部75は、PHS受信部81の受信した電波によって測位装置11の所在位置を特定する。例えば、位置特定部75は、PHS受信部81の受信した電波によって、どの中継局に属しているか判断する。記憶部77には、中継局がどの位置(例えば、緯度および経度)に配置されているかのマップ情報が記憶されており、位置特定部75は、属している中継局に基づいて記憶部77のマップ情報を参照し、所在位置を特定する。
また、PHSの中継局は、人口密度の高いエリアに多く配置され、GPS信号の届きにくいビル街や高架下の地下通路等の人口密集地において有用である。
なお、位置特定部75は、PHSや携帯電話の電波からは、大まかな位置を知るのみであり、正確な現在所在位置は、物理センサおよび赤外線によって特定する。
次に、第4の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。位置特定部は、赤外線によって絶対位置を特定できる。従って、位置特定部は、必ずしもGPS受信部71を備えなくてもよい。第4の実施の形態では、測位装置は、物理センサと赤外線とによって所在位置を特定する。
図18では、図13に対し、GPS受信部71を有していない。図18では、位置特定部75は、GPSによる所在位置の特定を行わないだけで、その他の処理は図13と同様である。
[第5の実施の形態]
次に、第5の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。測位信号送信装置は、例えば、頻繁に行われる各種工事、車両の往来等による道路の破損や変形、地震等によって、記憶されている位置情報(測位信号送信装置の設置されている緯度および経度)と通信可能領域の位置とにずれが生じる場合がある。これらのずれは、例えば、定期検査によって調整することができるが、第5の実施の形態では、調整が行われるまでの間でも測位装置が適切に所在位置を特定できるようにする。
角度センサ92は、測位信号送信装置13の傾き(角度)を測定する。
制御部93は、GPS受信部91によって受信されたGPS信号によって、現在の測位信号送信装置13の所在位置を算出する。測位信号送信装置13は、工事や地震等以外では、基本的に静止しているため、制御部93は、長時間測位によって、GPSの測位による測位精度を向上することができる。
なお、測位信号送信装置13の角度のずれに比例して、赤外線の照射範囲は同心円でなくなり、大きさが変わってくる。従って、測位信号送信装置13の角度のずれに比例して、測位精度は低下する。
次に、第6の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。測位装置は、第2の実施の形態の最後で述べたように、記憶部に照度ごとの受信強度と測位精度とを記憶することによって、測位信号送信装置が赤外線の照射範囲を一定に制御しなくても、所在位置を特定することができる。そして、第2の実施の形態では、照度は、測位信号送信装置によって測定され、赤外線で送信される。従って、測位信号送信装置が測定する照度(測位信号送信装置が設置されている位置での照度)と、測位装置の受ける照度とは異なる場合がある。例えば、測位信号送信装置には、太陽光が直接照射されているが、測位装置には、周囲の建物によって太陽光が直接照射されていない場合がある。そこで、第6の実施の形態では、測位装置自身が照度を測定し、自身で測定した照度に基づいて所在位置を特定する。
位置特定部75は、照度計測部101によって測定された照度に基づいて記憶部77を参照し、測位装置11が受けている照度での測位精度を取得する。
次に、第7の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第7の実施の形態では、測位装置は、磁気センサおよび電波受信部を有し、例えば、地中に敷設された磁性体標識および微弱電波発信機から位置情報を得る。
電波受信部112は、地中に敷設されている電波発信機からその位置情報を取得する。
位置特定部113は、磁気センサ111によって取得された位置情報によって、測位装置11の位置を特定する。また、位置特定部113は、電波受信部112によって取得された位置情報によって、測位装置11の所在位置を特定する。例えば、磁気センサ111および電波受信部112によって取得された位置情報には、識別情報が含まれており、位置特定部113は、取得された識別情報と、記憶部77に記憶されているマップ情報とによって、測位装置11の所在位置を特定する。
(付記1) 測位信号送信装置から前記測位信号送信装置の位置情報と送信する光の強度を示す強度情報とを含む複数の異なる強度の光信号を受信する受光部と、
前記強度情報に基づいて前記受光部の受信した前記光信号の強度パターンを取得し、取得した前記強度パターンと前記位置情報とに基づいて所在位置を特定する特定部と、
を有することを特徴とする測位装置。
前記特定部は、前記方位センサによって測定された移動方向によって所在位置をさらに特定することを特徴とする付記1または2記載の測位装置。
前記特定部は、前記受光部によって受信された前記光信号に含まれる前記測位信号送信装置が受ける光の照度に基づいて前記記憶部を参照し、前記強度パターンにおける測位精度を取得して所在位置を特定することを特徴とする付記1または2記載の測位装置。
当該測位装置が受ける光の照度を測定する照度測定部と、
をさらに有し、
前記特定部は、前記照度測定部によって測定された照度に基づいて前記記憶部を参照し、前記強度パターンにおける測位精度を取得して所在位置を特定することを特徴とする付記1記載の測位装置。
を有することを特徴とする測位信号送信装置。
前記照度測定部の測定した照度に基づいて、前記発光部の出力する異なる強度の前記光信号のそれぞれの照射範囲が一定となるように制御する制御部と、
をさらに有することを特徴とする付記6記載の測位信号送信装置。
当該測位信号送信装置の傾きを測定する角度センサと、
前記位置測定部によって測定された位置と、前記角度センサによって測定された傾きと、当該測位信号送信装置の設置される高さとによって、前記光信号の照射される位置を算出し、算出した位置に基づいて前記位置情報を補正する補正部と、
をさらに有することを特徴とする付記6記載の測位信号送信装置。
前記発光部は、前記照度測定部の測定した照度を前記光信号に含めることを特徴とする付記6記載の測位信号送信装置。
前記強度情報に基づいて受信した前記光信号の強度パターンを取得し、
取得した前記強度パターンと前記位置情報とに基づいて所在位置を特定する、
ことを特徴とする測位方法。
ことを特徴とする測位信号送信方法。
1a 受光部
1b 特定部
2 街路灯
3 測位信号送信装置
3a 発光部
A1 ユーザ
B1 同心円
Claims (6)
- 測位信号送信装置から前記測位信号送信装置の位置情報と送信する光の強度を示す強度情報とを含む異なる強度の複数の光信号を受信する受光部と、
前記強度情報に基づいて前記受光部の受信した前記複数の光信号における前記強度情報の組み合わせを示す強度パターンを取得し、取得した前記強度パターンと前記位置情報とに基づいて、前記複数の光信号のうち、最も強度の小さい第1の強度の第1の光信号の第1の照射範囲と、前記第1の強度より小さい第2の強度の未受信の第2の光信号の第2の照射範囲との間が所在位置であることを特定する特定部と、
を有することを特徴とする測位装置。 - 照度ごとにおける前記強度パターンごとの測位精度を記憶した記憶部をさらに有し、
前記特定部は、前記受光部によって受信された前記複数の光信号に含まれる前記測位信号送信装置が受ける光の照度に基づいて前記記憶部を参照し、前記強度パターンにおける測位精度を取得して所在位置を特定することを特徴とする請求項1記載の測位装置。 - 照度ごとにおける前記強度パターンごとの測位精度を記憶した記憶部と、
当該測位装置が受ける光の照度を測定する照度測定部と、
をさらに有し、
前記特定部は、前記照度測定部によって測定された照度に基づいて前記記憶部を参照し、前記強度パターンにおける測位精度を取得して所在位置を特定することを特徴とする請求項1記載の測位装置。 - 測位信号送信装置の位置情報と送信する光の強度を示す強度情報とを含む異なる強度の複数の光信号を受信し、前記強度情報に基づいて受信した前記複数の光信号における前記強度情報の組み合わせを示す強度パターンを取得し、取得した前記強度パターンと前記位置情報とに基づいて、前記複数の光信号のうち、最も強度の小さい第1の強度の第1の光信号の第1の照射範囲と、前記第1の強度より小さい第2の強度の未受信の第2の光信号の第2の照射範囲との間が所在位置であることを特定する測位装置に対して、
前記複数の光信号を出力する発光部、
を有することを特徴とする測位信号送信装置。 - 測位信号送信装置から前記測位信号送信装置の位置情報と送信する光の強度を示す強度情報とを含む異なる強度の複数の光信号を受信し、
前記強度情報に基づいて受信した前記複数の光信号における前記強度情報の組み合わせを示す強度パターンを取得し、
取得した前記強度パターンと前記位置情報とに基づいて、前記複数の光信号のうち、最も強度の小さい第1の強度の第1の光信号の第1の照射範囲と、前記第1の強度より小さい第2の強度の未受信の第2の光信号の第2の照射範囲との間が所在位置であることを特定する、
ことを特徴とする測位方法。 - 測位信号送信装置の位置情報と送信する光の強度を示す強度情報とを含む異なる強度の複数の光信号を受信し、前記強度情報に基づいて受信した前記複数の光信号における前記強度情報の組み合わせを示す強度パターンを取得し、取得した前記強度パターンと前記位置情報とに基づいて、前記複数の光信号のうち、最も強度の小さい第1の強度の第1の光信号の第1の照射範囲と、前記第1の強度より小さい第2の強度の未受信の第2の光信号の第2の照射範囲との間が所在位置であることを特定する測位装置に対して、
前記複数の光信号を出力する、
ことを特徴とする測位信号送信方法。
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