JP6101601B2 - 情報処理装置及び位置測位方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置及び位置測位方法に関するものである。

近年、スマートフォン又はタブレット端末等の携帯端末で利用されるアプリケーションとして、携帯端末の位置情報を利用するものが多く提供されている。このような携帯端末の位置情報は、ＧＰＳ（Global Positioning System）測位等の詳細測位、又は、基地局測位等の概位置測位により取得される。概位置測位は、詳細測位と比較して測位精度が低いため、詳細測位のバックアップ測位、すなわち、詳細測位失敗時の測位手段として用いられることがある。

例えば特許文献１に記載された測位方法では、ＧＰＳ衛星を必要数捕捉できた場合にはＧＰＳ測位を行い、捕捉できなかった場合にはＧＰＳ測位に替えて基地局測位を行っている。このことで、ＧＰＳ衛星の捕捉数が少なくＧＰＳ測位に失敗する場合においても、基地局測位により確実に測位結果を得ることができる。

特開２００８−１７５８２４号公報

ところで、上述したように、基地局測位等の概位置測位はＧＰＳ測位等の詳細測位と比較して測位精度が低い。そのため、例えば特許文献１に記載された測位方法を用いて短い周期で連続的に測位を行うと、ＧＰＳ測位に失敗して基地局測位を行った場合の測位結果に係る測位地点が、ＧＰＳ測位を行った場合の測位結果に係る測位地点から大きく離れて表示されてしまうことがある。

そこで、本発明はかかる課題に鑑みて為されたものであり、バックアップ測位実施時における測位精度が他の直近の測位と比べて大きく劣化することを抑制し、連続的な測位において他の測位地点から大きく離れた測位地点が生じることを抑制する情報処理装置及び位置測位方法を提供することを目的とする。

本発明に係る情報処理装置は、第１の測位方法による測位結果が取得できない場合に、該第１の測位方法よりも測位精度が低い第２の測位方法による測位結果を取得する情報処理装置であって、第２の測位方法による測位結果を取得し概位置を導出する概位置導出手段と、第１の測位方法による直近複数回分の測位履歴を取得する履歴取得手段と、概位置導出手段により導出された概位置を、履歴取得手段により取得された直近複数回分の測位履歴に基づいて補正し、当該補正後の位置を推定位置とする補正手段と、を備え、補正手段は、直近複数回分の測位履歴のうち最直近の測位履歴の測位地点を中心とした第１の推定円弧を導出し、推定位置が、第１の推定円弧に近づくように、概位置を補正し、第１の推定円弧の半径を、直近複数回分の測位履歴の測位地点に基づいて推定される測位地点間の距離から計算された値とする。

本発明に係る位置測位方法は、第１の測位方法による測位結果が取得できない場合に、該第１の測位方法よりも測位精度が低い第２の測位方法による測位結果を取得する位置測位方法であって、第２の測位方法による測位結果を取得し概位置を導出する概位置導出ステップと、第１の測位方法による直近複数回分の測位履歴を取得する履歴取得ステップと、概位置導出ステップにおいて導出した概位置を、履歴取得ステップにおいて取得した直近複数回分の測位履歴に基づいて補正し、当該補正後の位置を推定位置とする補正ステップと、を含み、補正ステップでは、直近複数回分の測位履歴のうち最直近の測位履歴の測位地点を中心とした第１の推定円弧を導出し、推定位置が、第１の推定円弧に近づくように、概位置を補正し、第１の推定円弧の半径を、直近複数回分の測位履歴の測位地点に基づいて推定される測位地点間の距離から計算された値とする。

このような情報処理装置或いは位置測位方法によれば、第１の測位方法よりも測位精度が低い第２の測位方法による測位結果から導出される概位置が、第１の測位方法による直近複数回分の測位履歴に基づいて補正される。そのため、補正後の位置である推定位置は、測位精度が高い第１の測位方法による直近複数回分の測位履歴が考慮されたものとなる。その結果、推定位置を、第１の測位方法による直近複数回分の測位履歴の測位地点と近接させることができる。このように、連続的に測位が行われる場合に直近複数回分の測位履歴を考慮することで、該位置の補正を高精度に行うことができる。以上より、第２の測位方法により測位を実施した際の測位精度を向上させ、連続的な測位において他の測位地点から大きく離れた測位地点が生じることを抑制できる。

また、本発明に係る携帯端末の補正手段は、直近複数回分の測位履歴のうち最直近の測位履歴の測位地点を中心とした第１の推定円弧を導出し、推定位置が、第１の推定円弧に近づくように、概位置を補正する。最直近の測位履歴の測位地点を中心とした第１の推定円弧に近づくように概位置を補正することで、推定位置を最直近の測位地点の測位精度に近づけることができる。

また、本発明に係る携帯端末の補正手段は、第１の推定円弧の半径を、直近複数回分の測位履歴の測位地点に基づいて推定される測位地点間の距離から計算された値とすることで、推定位置と最直近の測位地点との距離を、直近複数回分の測位履歴から推定される適切な距離とできる。

また、第１の測位方法はＧＰＳ測位であり、第２の測位方法は基地局測位であり、概位置導出手段は、基地局を中心とした第２の推定円弧を導出し、補正手段は、推定位置が、第１の推定円弧と第２の推定円弧との交点に近くなるように、概位置を補正する。上述した第１の推定円弧と、基地局を中心とした第２の推定円弧との交点に近くなるように測位結果を補正することで、基地局測位による測位結果を、直近複数回分のＧＰＳ測位の測位履歴に基づいて適切に補正できる。

また、本発明に係る携帯端末の概位置導出手段は、第２の推定円弧の半径を、基地局から基地局の電波到達範囲であるセルの重心までの距離とする。第２の推定円弧の半径をこのように設定することで、基地局測位による測位結果が概基地局のセル重心とされる場合において、概位置を適切に補正できる。

また、本発明に係る携帯端末の概位置導出手段は、第２の推定円弧の半径を、基地局が情報処理装置に送信した電波の受信応答が基地局で受信されるまでの時間である電波伝搬折り返し時間により特定される距離とする。第２の推定円弧の半径をこのように設定することで、基地局測位による測位結果が電波伝搬折り返し時間に基づいて導出される場合において、概位置を適切に補正できる。

また、第１の測位方法はＧＰＳ測位であり、第２の測位方法は基地局測位であり、補正手段は、推定位置が、概位置と最直近の測位履歴の測位地点とを結ぶ直線と第１の推定円弧との交点に近くなるように、概位置を補正する。これにより、第１の推定円弧上であって、且つ、最直近の測位履歴の測位地点及び概位置に近い地点を補正後の測位結果の測位地点とできる。また、この場合に、概位置導出手段は、セルの重心を概位置として導出する。これにより、比較的精度が低いセル重心測位時にも補正後の推定位置の精度を担保できる。

また、本発明に係る携帯端末の補正手段は、概位置導出手段により導出された概位置が基地局のセルの重心である場合には、第１の推定円弧と、基地局を中心とした第２の推定円弧との交点に近くなるように概位置を補正し、概位置導出手段により導出された概位置が電波伝搬折り返し時間により特定される位置である場合には、第１の推定円弧と、概位置と最直近の測位履歴の測位地点とを結ぶ直線との交点に近くなるように概位置を補正する。

これにより、セル重心測位と比較して測位精度が高く第２の推定円弧の精度も高い折り返し測位時（概位置が、電波伝搬折り返し時間により特定される場合）には、第１の推定円弧と第２の推定円弧との交点を推定位置とすることで補正後の推定位置の精度を高めることができる。また、折り返し測位と比較して測位精度が低く第２の推定円弧の精度も低いセル重心測位時（概位置が基地局のセルの重心である場合）には、第１の推定円弧と、概位置及び最直近の測位履歴の測位地点とを結ぶ直線との交点を推定位置とすることで、補正後の推定位置の精度を担保することができる。

本発明によれば、バックアップ測位実施時における測位精度が他の直近の測位と比べて大きく劣化することを抑制し、連続的な測位において他の測位地点から大きく離れた測位地点が生じることを抑制することができる。

本実施形態に係る位置測位システムのシステム構成を示す図である。 本実施形態に係る携帯端末の機能を示すブロック図である。 測位履歴ＤＢに格納された測位履歴を示す図である。 推定位置の導出方法の一例を示す図である。 推定位置の導出方法の一例を示す図である。 推定位置の導出方法の一例を示す図である。 本実施形態に係る携帯端末のハードウェア構成を示す図である。 本実施形態に係る携帯端末の測位処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る携帯端末の測位処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る携帯端末の測位処理の一例を示すフローチャートである。 従来の測位処理の結果の一例を示す図である。

以下、図面とともに本発明による情報処理装置及び位置測位方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る位置測位システムのシステム構成を示す図である。図１に示されるように、位置測位システム５０は、携帯端末１（情報処理装置）と、ｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B）５１と、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）５２と、ｅＳＭＬＣ５３（evolvedServing Mobile Location Center）と、ＧＭＬＣ（Gateway MobileLocation Center）５４と、ＢＴＳ（Base Transceiver Station）５５と、ＲＮＣ（Radio Network Controller）５６と、ＳＧＳＮ（ServingGeneral packet radio Service support Node）５７とを備えている。

上述した各装置のうち、ｅＮｏｄｅＢ５１はＬＴＥ（Long TermEvolution）網の装置であり、ＢＴＳ５５及びＲＮＣ５６は３Ｇ（3rd Generation）網の装置である。なお、一般的にＬＴＥ在圏エリア２０と３Ｇ在圏エリア３０とはエリアが重なり合っている（オーバレイしている）。

本実施形態においては、携帯端末１は、上述したＬＴＥ在圏エリア２０又は３Ｇ在圏エリア３０のいずれかに在圏している。携帯端末１は、ＬＴＥ網又は３Ｇ網に在圏することにより通信が可能となる移動通信端末であり、例えば、スマートフォンを含む携帯電話やタブレット型ＰＣ等である。携帯端末１の位置測位に係る詳細な機能については後述する。

ｅＮｏｄｅＢ５１は、無線基地局であるとともに、無線アクセス制御機能を有した通信制御装置である。ｅＮｏｄｅＢ５１は、携帯端末１から発信があった際の受付制御機能や、他の携帯端末から携帯端末１に着信があった際に携帯端末を呼び出すページング機能を基本機能として有している。

また、ｅＮｏｄｅＢ５１は、ＬＴＥ在圏エリア２０を形成しており、携帯端末１がＬＴＥ在圏エリア２０内に在圏する場合に、ｅＮｏｄｅＢ５１及び携帯端末１間でＬＴＥ方式に従った無線通信を行うことができる。携帯端末１は、ｅＮｏｄｅＢ５１を介してｅＮｏｄｅＢ５１の上位装置であるＭＭＥ５２やＧＭＬＣ５４等と通信を行う。

また、ｅＮｏｄｅＢ５１は、携帯端末１に送信した電波が携帯端末１で受信され受信応答が戻ってくるまでの電波伝搬遅延時間を取得する。そして、ｅＮｏｄｅＢ５１は、電波伝搬遅延時間及びｅＮｏｄｅＢ５１の位置情報（緯度及び経度）を、ＭＭＥ５２を介してｅＳＭＬＣ５３に送信する。

ＭＭＥ５２は、ネットワーク制御を行うアクセスゲートウェイである。ＭＭＥ５２は、携帯端末１の待受時の位置管理機能や、他の携帯端末から携帯端末１に着信があった際にｅＮｏｄｅＢ５１を呼び出すページング機能、携帯端末１の認証管理機能等を基本機能として有している。

また、ＭＭＥ５２は、ＧＭＬＣ５４から受信した基地局測位（第２の測位方法）の要求信号をｅＳＭＬＣ５３に送信するとともに、ｅＳＭＬＣ５３から受信した基地局測位の測位結果をＧＭＬＣ５４に送信する。

ｅＳＭＬＣ５３は、ＭＭＥ５２を介してＧＭＬＣ５４から送信された基地局測位の要求信号を受信し、基地局測位演算を実施する測位演算装置である。ｅＳＭＬＣ５３による基地局測位演算は、従来から周知である折り返し測位又はセル重心測位のいずれかにより行われる。折り返し測位とは、電波伝搬遅延時間（電波伝搬折り返し時間）を利用し測位結果を得る手法である。また、セル重心測位とは、基地局の電波到達範囲であるセルの重心位置を測位結果とする手法である。

ｅＳＭＬＣ５３は、ｅＮｏｄｅＢ５１から送信された電波伝搬遅延時間に基づいて、折り返し測位による基地局測位演算を行う。また、ｅＳＭＬＣ５３は、ｅＮｏｄｅＢ５１から送信されたｅＮｏｄｅＢ５１の位置情報（緯度経度）に基づいて、セル重心測位による基地局測位演算を行う。ｅＳＭＬＣ５３は、基地局測位演算の実施結果（基地局測位の測位結果）をＭＭＥ５２に送信する。

ＧＭＬＣ５４は、同一装置内に実装されたＳＬＰ（SUPL LocationPlatform）によりＧＰＳ測位を行う。該ＧＰＳ測位は、例えば数秒〜数分間隔で実施される。そして、ＧＭＬＣ５４は、ＳＬＰがＧＰＳ測位（第１の測位方法）に失敗した場合に、基地局測位要求を行う。具体的には、ＧＭＬＣ５４は、ＬＴＥ網であればｅＳＭＬＣ５３に、３Ｇ網であればＲＮＣ５６に、それぞれ基地局測位の要求信号を送信する。

ここで、ＧＰＳ測位とは、宇宙空間に配置されたＧＰＳ衛星から送られる電波を地上のアンテナで受信しアンテナの位置を求める測位方法である。また、基地局測位とは、基地局と携帯端末との間で送受信される電波に基づき携帯端末の位置を推定する測位方法である。

また、ＧＭＬＣ５４は、ＭＭＥ５２を介してｅＳＭＬＣ５３から基地局測位の測位結果を受信し記憶する。同様に、ＳＧＳＮ５７を介してＲＮＣ５６から基地局測位の測位結果を受信し記憶する。なお、ＳＬＰによるＧＰＳ測位が成功している場合には、ＧＭＬＣ５４は、ＧＰＳ測位の測位結果を記憶する。よって、ＧＭＬＣ５４には、ＧＰＳ測位が失敗した場合に限り、基地局測位の測位結果が記憶される。ＧＭＬＣ５４は、基地局測位の測位結果又はＧＰＳ測位の測位結果を携帯端末１に送信する。ＧＭＬＣ５４による携帯端末１への測位結果の送信は、ＧＭＬＣ５４が測位結果を受信する度に行われる。

ＢＴＳ５５は、ＲＮＣ５６に接続された無線基地局である。ＢＴＳ５５は、３Ｇ在圏エリア３０を形成しており、携帯端末１が３Ｇ在圏エリア３０内に在圏する場合に、ＢＴＳ５５及び携帯端末１間で３Ｇ通信方式に従った無線通信を行うことができる。携帯端末１は、ＢＴＳ５５を介してＢＴＳ５５の上位装置であるＲＮＣ５６や、ＧＭＬＣ５４等と通信を行う。

ＲＮＣ５６は、無線アクセス制御機能を有した通信制御装置であり、ＢＴＳ５５に対応して設けられている。ＲＮＣ５６は、ＢＴＳ５５が形成する３Ｇ在圏エリア３０に在圏している携帯端末１の無線通信に関する処理を行う。また、ＲＮＣ５６は、ＧＭＬＣ５４からの基地局測位要求に応じて、基地局測位演算を実施する。

ＲＮＣ５６は、従来から周知である折り返し測位又はセル重心測位のいずれかにより、基地局測位演算を行う。ＲＮＣ５６は、携帯端末１の電波伝搬遅延時間を取得し、当該電波伝搬遅延時間に基づいて、折り返し測位による基地局測位演算を行う。また、ＲＮＣ５６は、ＢＴＳ５５の位置情報（緯度及び経度）に基づいて、携帯端末１を対象に、セル重心測位による基地局測位演算を行う。ＲＮＣ５６は、基地局測位演算の実施結果（基地局測位の測位結果）をＳＧＳＮ５７に送信する。

ＳＧＳＮ５７は、パケット通信のためのセッションを設定し、パケット交換の制御を行う装置である。なお、ＳＧＳＮ５７は、パケット通信時のユーザの認証等を行うＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）の機能を同一装置内に有するものである。また、ＳＧＳＮ５７は、ＧＭＬＣ５４から受信した基地局測位の要求信号をＲＮＣ５６に送信するとともに、ＲＮＣ５６から受信した基地局測位の測位結果をＧＭＬＣ５４に送信する。

次に、携帯端末１の位置測位に係る機能の詳細について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る携帯端末の機能を示すブロック図である。図３は、測位履歴ＤＢに格納された測位履歴を示す図である。図２に示されるように、携帯端末１は、測位結果取得部１１と、概位置導出部１２と、測位履歴ＤＢ１３と、履歴取得部１４と、判定部１５と、補正部１６と、表示部１７とを備えている。

測位結果取得部１１は、ＧＭＬＣ５４から基地局測位の測位結果又はＧＰＳ測位の測位結果を受信することにより測位結果を取得する。ここで、上述したように、ＧＭＬＣ５４は、ＧＰＳ測位が成功している場合にＧＰＳ測位の測位結果を携帯端末１に送信し、ＧＰＳ測位が失敗している場合に基地局測位の測位結果を携帯端末１に送信するものである。よって、測位結果取得部１１は、ＧＰＳ測位による測位結果が取得できない場合に、基地局測位による測位結果を取得する。なお、測位結果取得部１１は、携帯端末１で観測された衛星の捕捉結果が含まれたメジャントデータ、及び、ＳＬＰから受信するアシストデータ（衛星航法メッセージ等を含む）を用いて自らＧＰＳ測位演算を行うことによりＧＰＳ測位の測位結果を取得してもよい。

測位結果取得部１１は、取得した測位結果を測位履歴ＤＢ１３に格納する。また、測位結果取得部１１は、取得した測位結果が基地局測位の測位結果である場合には、当該測位結果を概位置導出部１２に入力する。また、測位結果取得部１１は、取得した測位結果がＧＰＳ測位の測位結果である場合には、当該測位結果を表示部１７に入力する。測位結果取得部１１は、測位結果を取得する度に、測位履歴ＤＢ１３への測位結果の格納、及び、概位置導出部１２への測位結果の入力又は表示部１７への測位結果の入力を行う。

概位置導出部１２は、測位結果取得部１１が取得した基地局測位の測位結果から、携帯端末１の概位置を導出する概位置導出手段である。概位置導出部１２は、測位結果取得部１１が取得した基地局測位の測位結果を、そのまま、携帯端末１の概位置とすることができる。すなわち、概位置導出部１２は、折り返し測位により得られた緯度経度の位置、又は、セル重心測位により得られたセル重心の緯度経度の位置を携帯端末１の概位置とすることができる。概位置導出部１２は、導出した概位置を、補正部１６に入力する。なお、概位置導出部１２は、概位置とともに、測位結果が、折り返し測位により得られたものか、又は、セル重心測位により得られたものかを示す情報を補正部１６に入力する。

また、概位置導出部１２は、概位置として所定の範囲を導出してもよい。例えば、概位置導出部１２は、無線基地局であるｅＮｏｄｅＢ５１（或いは、ＢＴＳ５５）のアンテナ位置を中心とした円弧である第２の推定円弧を導出し、該第２の推定円弧上の範囲を概位置とする。なお、以下の説明では、携帯端末１の在圏する無線基地局がｅＮｏｄｅＢ５１であるとして説明する。

概位置導出部１２は、測位結果取得部１１が取得した基地局測位の測位結果がセル重心測位により得られたものである場合には、第２の推定円弧の半径を、ｅＮｏｄｅＢ５１のアンテナ位置からセル重心の緯度経度の位置までの距離とする。また、概位置導出部１２は、測位結果取得部１１が取得した基地局測位の測位結果が折り返し測位により得られたものである場合には、第２の推定円弧の半径を、ｅＮｏｄｅＢ５１のアンテナ位置から、電波伝搬遅延時間により特定される緯度経度の位置までの距離とする。

測位履歴ＤＢ１３は、測位履歴を記憶するデータベースである。図３に示されるように、測位履歴ＤＢ１３には、各測位履歴毎に、履歴番号、測位時刻、ＧＰＳ測位結果、緯度経度、誤差半径が記憶されている。

履歴番号には、古い測位履歴ほど若番となるように番号が設定されている。測位時刻には、測位が行われた時刻が設定されている。ＧＰＳ測位結果には、ＧＰＳ測位が成功したか否かを示す情報が設定されている。緯度経度には、測位により得られた測位結果の位置（測位地点）を示す具体的な緯度及び経度の値が設定されている。誤差半径には、測位結果の誤差として想定される範囲の半径が設定されている。よって、ＧＰＳ測位が成功している場合には誤差半径の値は一定閾値以下となり、ＧＰＳ測位が失敗し精度の低い基地局測位が行われた場合には誤差半径の値は一定閾値より大きくなる。

履歴取得部１４は、ＧＰＳ測位による直近複数回分の測位履歴を取得する履歴取得手段である。履歴取得部１４は、測位履歴ＤＢ１３から測位履歴を取得する。ここで、直近とは、例えば現時点から遡って数秒〜数分程度の範囲内をいう。また、直近複数回分の測位履歴には、現時点に最も近い時間に取得された測位履歴に加え、それに続いて、現時点に近い時間に取得された１以上の測位履歴が含まれる。

履歴取得部１４は、所定の時間間隔、例えば数秒〜数分程度の時間間隔で、履歴ＤＢ１３から測位履歴を取得する。なお、履歴取得部１４は、概位置導出部１２からの概位置を導出した旨の通知を契機として、上述した履歴ＤＢ１３からの測位履歴の取得を行ってもよい。履歴取得部１４は、取得した測位履歴を判定部１５に入力する。

判定部１５は、履歴取得部１４から入力された直近複数回分の測位履歴が有効範囲内か否かを判定する。すなわち、判定部１５は、直近複数回分の測位履歴について、所定の時間内の測位履歴であるか、連続した一定数以上の測位履歴であるか、緯度経度の示す位置が所定の距離内の測位履歴であるか、を判定する。

判定部１５は、直近複数回分の測位履歴が有効範囲内であると判定した場合には、当該直近複数回分の測位履歴を補正部１６に入力する。一方、有効範囲外であると判定した場合には、判定部１５はその旨を補正部１６に通知する。

補正部１６は、概位置導出部１２により導出された概位置を、履歴取得部１４により取得された直近複数回分の測位履歴に基づいて補正し、当該補正後の位置を推定位置とする補正手段である。なお、補正部１６による当該補正は、判定部１５により直近複数回分の測位履歴が有効範囲内であると判定され、補正部１６に直近複数回分の測位履歴が入力された場合にのみ行われる。判定部１５により直近複数回分の測位履歴が有効範囲外であると通知された場合には、補正部１６は、概位置導出部１２により入力された概位置を、携帯端末１の推定位置とする。補正部１６は、推定位置を表示部１７に入力する。

具体的には、補正部１６は、直近複数回分の測位履歴のうち最直近の測位履歴の測位地点を中心とした第１の推定円弧を導出し、推定位置が第１の推定円弧上に位置するように概位置を補正する。また、補正部１６は、第１の推定円弧の半径を直近複数回分の測位履歴の測位地点に基づいて推定される測位地点（例えば隣り合う測位地点）間の距離から計算された値とする。

ここで、最直近の測位履歴とは、測位履歴のうち、最も現時点に近い時間に取得された、ＧＰＳ測位による測位履歴である。また、直近複数回分の測位履歴の測位地点に基づいて推定される隣り合う測位地点の距離とは、例えば、最直近の測位履歴の測位地点から最直近の次に現時点に近い時間（以下、第二直近と記載する場合がある）に取得された測位履歴の測位地点までの距離であってもよいし、直近複数回分の測位履歴における隣り合う測位地点間の平均距離であってもよい。

例えば、半径を、最直近の測位地点から第二直近の測位地点までの距離とした場合には、第１の推定円弧上の推定位置から、中心である最直近の測位地点までの距離を、最直近の測位地点から第二直近の測位地点までの距離と同程度とできる。

具体的には、補正部１６は、推定位置が、第１の推定円弧と、概位置導出部１２が導出した第２の推定円弧との交点となるように、第１の補正計算方法により概位置を補正する。ここで、概位置は、概位置導出部１２により、第２の推定円弧上の位置として導出されたものである。

このような、第１の推定円弧と第２の推定円弧との交点を推定位置とする補正について、図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５は、推定位置の導出方法の一例を示す図である。図４に示す例では、概位置導出部１２により、在圏セルａの基地局であるｅＮｏｄｅＢ５１のアンテナ位置からセル重心Ｇまでの距離を半径ｒ２とし、ｅＮｏｄｅＢ５１のアンテナ位置を中心とした、第２の推定円弧Ｃ２が導出されている。また、補正部１６により、最直近の測位地点Ｎから第二直近の測位地点Ｓまでの距離を半径ｒ１とし、最直近の測位地点Ｎを中心とした、第１の推定円弧Ｃ１が導出されている。そして、補正部１６により、第１の推定円弧Ｃ１と第２の推定円弧Ｃ２との交点Ｉ１が、推定位置Ｅ１とされている。

同様に、図５に示す例では、概位置導出部１２により、在圏セルａの基地局であるｅＮｏｄｅＢ５１のアンテナ位置から、折り返し測位により得られた緯度経度（折り返し位置Ｔ）の位置までの距離を半径ｒ２０とし、ｅＮｏｄｅＢ５１のアンテナ位置を中心とした、第２の推定円弧Ｃ２０が導出されている。また、補正部１６により、最直近の測位地点Ｎから第二直近の測位地点Ｓまでの距離を半径ｒ１とし、最直近の測位地点Ｎを中心とした、第１の推定円弧Ｃ１が導出されている。そして、補正部１６により、第１の推定円弧Ｃ１と第２の推定円弧Ｃ２０との交点Ｉ２が、推定位置Ｅ２とされている。

なお、第１の推定円弧と第２の推定円弧との交点は２点存在する場合があるが、この場合には、図４及び図５に示したように、セル重心又は折り返し位置に近い側の交点を推定位置とする。

また、補正部１６は、推定位置が、概位置と最直近の測位履歴の測位地点とを結ぶ直線と、第１の推定円弧との交点となるように、第２の補正計算方法により概位置を補正する。ここで、概位置は、折り返し測位により得られた緯度経度、又は、セル重心測位により得られたセル重心の緯度経度である。

このような、第１の推定円弧と、概位置及び最直近の測位履歴の測位地点とを結ぶ直線との交点を推定位置とする補正について、図６を用いて説明する。図６は、推定位置の導出方法の一例を示す図である。図６に示す例では、概位置導出部１２により、基地局であるｅＮｏｄｅＢ５１に紐づく在圏セルａのセル重心Ｇの緯度経度の位置が概位置とされている。また、補正部１６により、最直近の測位地点Ｎから第二直近の測位地点Ｓまでの距離を半径ｒ１とし、最直近の測位地点Ｎを中心とした、第１の推定円弧Ｃ１が導出されている。そして、補正部１６により、概位置であるセル重心Ｇと最直近の測位地点Ｎとを結ぶ直線Ｌと第１の推定円弧Ｃ１との交点Ｉ３が、推定位置Ｅ３とされている。

図２に戻り、表示部１７は、測位結果取得部１１又は補正部１６から入力された測位結果を携帯端末１に表示する。具体的には、表示部１７は、測位結果取得部１１から入力されたＧＰＳ測位の測位結果を表示する。また、表示部１７は、補正部１６から入力された推定位置を表示する。なお、表示される当該推定位置には、直近複数回分の測位履歴により補正を行われた後のものである場合（判定部１５で有効範囲内と判定された場合）と、概位置導出部１２により導出された未補正の概位置である場合（判定部１５で有効範囲内でないと判定された場合）とがある。

次に、携帯端末１のハードウェア構成について、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態に係る携帯端末のハードウェア構成を示す図である。図２に示される携帯端末１は、それぞれ物理的には、図７に示されるように、１又は複数のＣＰＵ１０１、主記憶装置であるＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３、入力デバイスである入力装置１０４、ディスプレイ等の出力装置１０５、データ送受信デバイスである通信モジュール１０６、半導体メモリ等の補助記憶装置１０７などを含むコンピュータシステムとして構成されている。

図２における携帯端末１の各機能は、図７に示されるＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２等のハードウェア上に１又は複数の所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ１０１の制御のもとで入力装置１０４、出力装置１０５、通信モジュール１０６を動作させるとともに、ＲＡＭ１０２や補助記憶装置１０７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

次に、携帯端末１の測位処理について図８〜図１０を用いて説明する。図８〜図１０は、本実施形態に係る携帯端末の測位処理の一例を示すフローチャートである。

図８は、第１の補正計算方法による補正に関する処理を示すフローチャートである。図８に示されるように、まず、履歴取得部１４によって、測位履歴ＤＢ１３から直近複数回分の測位履歴が取得される（ステップＳ１０１、履歴取得ステップ）。つづいて、判定部１５により、直近複数回分の測位履歴が有効範囲内か否かが判定される（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において有効範囲内でないと判定された場合には、その後の補正部１６による補正は行われず、基地局測位結果の概位置が推定位置とされる（ステップＳ１０８）。

一方、ステップＳ１０２において有効範囲内であると判定された場合には、補正部１６によって、直近複数回分の測位履歴から隣り合う測位地点の距離である半径が導出され（ステップＳ１０３、補正ステップ）、最直近の測位履歴の測位地点を中心とした第１の推定円弧が導出される（ステップＳ１０４、補正ステップ）。

そして、測位結果取得部１１が取得した基地局測位の測位結果に基づいて、概位置導出部１２により概位置が導出され（ステップＳ１０５、概位置導出ステップ）、ｅＮｏｄｅＢ５１のアンテナを中心とし、セル重心（又は折り返し地点）までの距離を半径とした第２の推定円弧が導出される（ステップＳ１０６、概位置導出ステップ）。最後に、補正部１６により、第１の推定円弧と第２の推定円弧との交点が推定位置とされる（ステップＳ１０７、補正ステップ）。以上が、第１の補正計算方法による補正に関する処理である。

図９は、第２の補正計算方法による補正に関する処理を示すフローチャートである。図９に示されるように、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理と同様の処理である。すなわち、履歴取得部１４によって測位履歴ＤＢ１３から直近複数回分の測位履歴が取得され（ステップＳ２０１、履歴取得ステップ）、判定部１５により直近複数回分の測位履歴が有効範囲内か否かが判定され（ステップＳ２０２）、補正部１６により直近複数回分の測位履歴から隣り合う測位地点の距離である半径が導出され（ステップＳ２０３、補正ステップ）、最直近の測位履歴の測位地点を中心とした第１の推定円弧が導出され（ステップＳ２０４、補正ステップ）、概位置導出部１２により概位置が導出される（ステップＳ２０５、概位置導出ステップ）。なお、ステップＳ２０８の処理についてもステップＳ１０８の処理と同様である。

つづいて、概位置導出部１２により、最直近の測位履歴の測位地点と、概位置であるセル重心（又は折り返し地点）とを結ぶ直線が導出される（ステップＳ２０６、補正ステップ）。最後に、補正部１６により、第１の推定円弧と上記直線との交点が推定位置とされる（ステップＳ２０７、補正ステップ）。以上が、第２の補正計算方法による補正に関する処理である。

図１０は、概位置の補正方法を決定する処理を示すフローチャートである。図１０に示されるように、ステップＳ３０１〜Ｓ３０２の処理は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０２の処理と同様の処理である。また、ステップＳ３０７の処理についてもステップＳ１０８の処理と同様である。

ステップＳ３０２において有効範囲内であると判定された場合には、測位結果取得部１１により、基地局測位の測位結果が取得される（ステップＳ３０３）。そして、概位置導出部１２によって、取得された基地局測位が折り返し測位により行われたものであるか否かが判定される（ステップＳ３０４）。

ステップＳ３０４において折り返し測位であると判定された場合には、第１の補正計算方法による補正が行われる（ステップＳ３０５）。すなわち、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７の処理が行われ、直近複数回分の測位履歴に基づく第１の推定円弧と、基地局測位結果に基づく第２の推定円弧との交点が推定位置とされる。一方で、ステップＳ３０４において折り返し測位でないと判定された場合には、第２の補正計算方法による補正が行われる（ステップＳ３０６）。すなわち、ステップＳ２０３〜Ｓ２０７の処理が行われ、直近複数回分の測位履歴に基づく第１の推定円弧と、基地局測位結果及び最直近の測位履歴に基づき導出される直線との交点が推定位置とされる。以上が、概位置の補正方法を決定する処理である。

次に、本実施形態の携帯端末１の作用効果について説明する。本実施形態の携帯端末１によれば、ＧＰＳ測位よりも測位精度が低い基地局測位による測位結果から導出される概位置が、ＧＰＳ測位による直近複数回分の測位履歴に基づいて補正される。

ＧＰＳ測位に失敗した場合に基地局測位を行う場合には、例えばトラッキング（ナビゲーションアプリケーション）等、短い周期（数秒〜数分）で連続的に測位を行うと、ＧＰＳ測位に失敗して基地局測位を行った測位地点のみが、ＧＰＳ測位を行った測位地点から大きく離れてしまい、測位地点がロングジャンプして表示されることがある。

図１１は、従来の測位処理の結果の一例を示す図である。図１１に示されるように、ＧＰＳ測位に成功したＧＰＳ測位による測位地点Ｘが連続的に表示されているのに対し、ＧＰＳ測位に失敗し基地局測位を行った基地局測位による測位地点Ｙは、ＧＰＳ測位による測位地点Ｘから大きく離れた位置に表示されてしまう。このような基地局測位による測位地点Ｙは、本来であれば、ＧＰＳ測位による測位地点Ｘと連続する測位地点Ｚに表示されるべきと考えられる。

この点、本実施形態に係る携帯端末１では、基地局測位による測位結果から導出される概位置が、ＧＰＳ測位による直近複数回分の測位履歴に基づいて補正される。そのため、補正後の位置である推定位置は、測位精度が高いＧＰＳ測位による直近複数回分の測位履歴が考慮されたものとなる。その結果、推定位置を、ＧＰＳ測位による直近複数回分の測位履歴の測位地点と近接させることができる。このように、連続的に測位が行われる場合に直近複数回分の測位履歴を考慮することで、該位置の補正を高精度に行うことができる。以上より、基地局測位により測位を実施した際の測位精度を向上させ、連続的な測位において他の測位地点から大きく離れた測位地点が生じることを抑制できる。

また、補正部１６は、直近複数回分の測位履歴のうち最直近の測位履歴の測位地点を中心とした第１の推定円弧を導出し、推定位置が、第１の推定円弧上に位置するように、概位置を補正することにより、推定位置を最直近の測位地点の測位精度に近づけることができる。

また、補正部１６は、第１の推定円弧の半径を、直近複数回分の測位履歴の測位地点に基づいて推定される測位地点間の距離から計算された値とすることで、推定位置と最直近の測位地点との距離を、直近複数回分の測位履歴から推定される適切な距離とできる。

また、概位置導出部１２は、ｅＮｏｄｅＢ５１を中心とした第２の推定円弧を導出し、補正部１６は、推定位置が、第１の推定円弧と第２の推定円弧との交点となるように、概位置を補正することで、基地局測位による測位結果を、直近複数回分のＧＰＳ測位の測位履歴に基づいて適切に補正できる。すなわち、第２の推定円弧により基地局の測位結果（概位置）を考慮しながら、第１の推定円弧により直近複数回分の測位履歴に近接した位置に概位置を補正できる。

また、概位置導出部１２は、第２の推定円弧の半径を、ｅＮｏｄｅＢ５１のからｅＮｏｄｅＢ５１の電波到達範囲であるセルの重心までの距離とすることにより、基地局測位による測位結果がｅＮｏｄｅＢ５１のセル重心とされる場合において、概位置を適切に補正できる。

また、概位置導出部１２は、第２の推定円弧の半径を、電波伝搬折り返し時間により特定される距離とすることにより、電波伝搬折り返し時間に基づいて導出される場合において、概位置を適切に補正できる。

また、補正部１６は、推定位置が、概位置と最直近の測位履歴の測位地点とを結ぶ直線と、第１の推定円弧との交点となるように、概位置を補正することで、隣り合う測位地点の距離を半径とした第１の推定円弧上であって、且つ、最直近の測位履歴の測位地点及び概位置に近い地点を補正後の測位結果の測位地点とできる。

また、補正部１６は、概位置導出部１２により入力された、測位結果が折り返し測位により得られたものか又はセル重心測位により得られたものか、を示す情報に基づいて、概位置の補正方法を第１及び第２の補正計算方法のうちから選択して決定する。すなわち、概位置の測位結果が折り返し測位により得られたものである場合には、第１の補正計算方法により補正を行い、また、概位置の測位結果がセル重心測位により得られたものである場合には、第２の補正計算方法により補正を行う。

このことにより、セル重心測位と比較して測位精度が高く第２の推定円弧の精度も高い折り返し測位時には、第１の推定円弧と第２の推定円弧との交点を推定位置とすることで補正後の推定位置の精度を高めることができる。また、折り返し測位と比較して測位精度が低く第２の推定円弧の精度も低いセル重心測位時には、第１の推定円弧と、概位置及び最直近の測位履歴の測位地点とを結ぶ直線との交点を推定位置とすることで、補正後の推定位置の精度を担保している。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、位置測位システムの情報処理装置として携帯端末１を例にして説明したが、上述した携帯端末１の各機能は、位置測位システムの他の装置に具備されていてもよい。例えば、ＧＭＬＣや、基地局測位演算を行う装置であるｅＳＭＬＣ又はＲＮＣに、測位履歴を保持させてもよいし、該位置の補正演算を行わせてもよい。

また、測位方法としてＧＰＳ測位と基地局測位を例にして説明したが、これに限定されず、測位精度が比較的高い測位方法のバックアップ測位として、測位精度が比較的低い測位方法が採用されている測位システムにおいて、本発明を適用することができる。

また、補正部１６は、推定位置が第１の推定円弧上に位置するように概位置を補正するとして説明したが、必ずしも第１の推定円弧上に位置するように概位置を補正するものでなくてもよく、第１の推定円弧に近づくように補正するものであればよい。同様に、補正部１６は、第１の推定円弧と第２の推定円弧との交点となるように、概位置を補正するとして説明したが、必ずしもこれに限定されず、交点に近くなるように補正するものであればよい。同様に、補正部１６は、推定位置が、概位置と最直近の測位履歴の測位地点とを結ぶ直線と、第１の推定円弧との交点となるように、概位置を補正するとして説明したが、必ずしもこれに限定されず、交点に近くなるように補正するものであればよい。

１…携帯端末、１１…測位結果取得部、１２…概位置導出部、１３…測位履歴ＤＢ、１４…履歴取得部、１５…判定部、１６…補正部、１７…表示部、２０…ＬＴＥ在圏エリア、３０…３Ｇ在圏エリア、５０…位置測位システム、５１…ｅＮｏｄｅＢ、５２…ＭＭＥ、５３…ｅＳＭＬＣ、５４…ＧＭＬＣ、５５…ＢＴＳ、５６…ＲＮＣ、５７…ＳＧＳＮ。

Claims (8)

1. 第１の測位方法による測位結果が取得できない場合に、該第１の測位方法よりも測位精度が低い第２の測位方法による測位結果を取得する情報処理装置であって、
   前記第２の測位方法による測位結果を取得し概位置を導出する概位置導出手段と、
   前記第１の測位方法による直近複数回分の測位履歴を取得する履歴取得手段と、
   前記概位置導出手段により導出された概位置を、前記履歴取得手段により取得された直近複数回分の測位履歴に基づいて補正し、当該補正後の位置を推定位置とする補正手段と、を備え、
   前記補正手段は、
   前記直近複数回分の測位履歴のうち最直近の測位履歴の測位地点を中心とした第１の推定円弧を導出し、
   前記推定位置が、前記第１の推定円弧に近づくように、前記概位置を補正し、
   前記第１の推定円弧の半径を、前記直近複数回分の測位履歴の測位地点に基づいて推定される測位地点間の距離から計算された値とする情報処理装置。
2. 前記第１の測位方法はＧＰＳ測位であり、前記第２の測位方法は基地局測位であり、
   前記概位置導出手段は、基地局を中心とした第２の推定円弧を導出し、
   前記補正手段は、前記推定位置が、前記第１の推定円弧と前記第２の推定円弧との交点に近くなるように、前記概位置を補正する、請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記概位置導出手段は、前記第２の推定円弧の半径を、前記基地局から前記基地局の電波到達範囲であるセルの重心までの距離とする、請求項２記載の情報処理装置。
4. 前記概位置導出手段は、前記第２の推定円弧の半径を、前記基地局が情報処理装置に送信した電波の受信応答が前記基地局で受信されるまでの時間である電波伝搬折り返し時間により特定される距離とする、請求項２又は３記載の情報処理装置。
5. 前記第１の測位方法はＧＰＳ測位であり、前記第２の測位方法は基地局測位であり、
   前記補正手段は、前記推定位置が、前記概位置と前記最直近の測位履歴の測位地点とを結ぶ直線と前記第１の推定円弧との交点に近くなるように、前記概位置を補正する、請求項２〜４のいずれか一項記載の情報処理装置。
6. 前記概位置導出手段は、前記基地局の電波到達範囲であるセルの重心を前記概位置として導出する、請求項５記載の情報処理装置。
7. 前記補正手段は、
   前記概位置導出手段により導出された概位置が基地局のセルの重心である場合には、前記第１の推定円弧と、前記基地局を中心とした第２の推定円弧との交点に近くなるように前記概位置を補正し、
   前記概位置導出手段により導出された概位置が電波伝搬折り返し時間により特定される位置である場合には、前記第１の推定円弧と、前記概位置と前記最直近の測位履歴の測位地点とを結ぶ直線との交点に近くなるように前記概位置を補正する、請求項２〜６のいずれか一項記載の情報処理装置。
8. 第１の測位方法による測位結果が取得できない場合に、該第１の測位方法よりも測位精度が低い第２の測位方法による測位結果を取得する位置測位方法であって、
   前記第２の測位方法による測位結果を取得し概位置を導出する概位置導出ステップと、
   前記第１の測位方法による直近複数回分の測位履歴を取得する履歴取得ステップと、
   前記概位置導出ステップにおいて導出した概位置を、前記履歴取得ステップにおいて取得した直近複数回分の測位履歴に基づいて補正し、当該補正後の位置を推定位置とする補正ステップと、を含み、
   前記補正ステップでは、
   前記直近複数回分の測位履歴のうち最直近の測位履歴の測位地点を中心とした第１の推定円弧を導出し、
   前記推定位置が、前記第１の推定円弧に近づくように、前記概位置を補正し、
   前記第１の推定円弧の半径を、前記直近複数回分の測位履歴の測位地点に基づいて推定される測位地点間の距離から計算された値とする位置測位方法。

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