JP6241895B2 - 位置推定システム、位置推定方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、所定の空間内に存在する端末装置の位置を推定する位置推定システム、位置推定方法、プログラムに関する。

近年、インターネットの様々な機能を活用して、ネット上（オンライン）から実店舗（オフライン）に誘客して物品を販売するＯ２Ｏ（Online to Offline）市場が拡大している。Ｏ２Ｏ市場では、例えば実店舗内の位置情報と連動したサービスが急速に広まっており、位置測定技術への関心が高まっている。

多くの位置情報サービスでは、位置測定技術としてＧＰＳ（Global Positioning System）が利用されている。しかしながら、屋内環境ではＧＰＳ電波を受信し難いため、実店舗内の位置情報サービスでＧＰＳを好適に利用することが困難であった。そこで、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信における受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を用いて、位置測定を行う技術が提案されている。

特許文献１には、位置情報信号を発信する複数の位置情報発信機のうち、通信端末が受信した位置情報信号の受信信号強度が最大である位置情報発信機の位置を、通信端末の位置と推定する技術が開示されている。

特開２０１２−２５２０１０号公報

ところで、空間内の同一位置において通信端末が同一の位置情報発信機から受信する位置情報信号の受信信号強度の値は、例えば建物の構造や通信端末の所持者の動き等に起因する電波のゆらぎによって、位置情報信号の受信タイミングごとに上下に変動する場合がある。

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、各位置情報発信機から受信した位置情報信号の受信信号強度の大小比較を所定のタイミングごとに行うことによって通信端末の位置を推定しているので、例えば電波のゆらぎが生じたときには、空間内の同一位置において受信信号強度が最大となる位置情報発信機が所定のタイミングごとに異なる場合がある。したがって、通信端末の位置が変化しない場合であっても、通信端末の位置が所定のタイミングごとに異なった位置に推定され得ることから、通信端末の位置を正確に推定することができない虞があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、所定の空間内に存在する端末装置の位置を正確に推定することの可能な位置推定システム、位置推定方法、プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第一に本発明は、所定の空間内に存在する端末装置の位置を推定する位置推定システムであって、前記空間内に設けられた複数の通信装置から発信された電波を前記端末装置が受信したときの受信信号強度に関する情報、又は、前記端末装置から発信された電波を前記複数の通信装置が受信したときの受信信号強度に関する情報を経時的に取得する取得手段と、取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記複数の通信装置のうち、自らに対応する受信信号強度の最も高い通信装置を含む少なくとも２つの通信装置を選択する選択手段と、選択した通信装置の間に受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定する検定手段と、検定結果に基づいて前記端末装置の位置を推定する位置推定手段と、を備える位置推定システムを提供する（発明１）。

ここで、受信信号強度に関する情報とは、例えば、受信信号強度の値であってもよいし、受信信号強度の値を所定の計算式に代入することによって得られた値であってもよいし、受信信号強度の度合いを表す情報であってもよい。

かかる発明（発明１）によれば、複数の通信装置のうち、自らに対応する受信信号強度の最も高い通信装置を含む少なくとも２つの通信装置が選択され、選択された通信装置の間に受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があるか否かが検定されることによって端末装置の位置が推定されるので、例えば、受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差がある場合には、受信信号強度の最も高い通信装置の位置を端末装置の位置と推定することができる。このように、複数の通信装置の各々に対応する受信信号強度を単に大小比較するのではなく、特定の通信装置の受信信号強度と他の通信装置の受信信号強度との間に有意差があるのか否か（つまり、受信信号強度の差が偶然的なものであるのか否か）に基づいて端末装置の位置を推定することにより、電波のゆらぎの影響を低減させた上で端末装置の位置を正確に推定することができる。

上記発明（発明１）においては、前記選択手段は、前記複数の通信装置のうち所定の条件を満たす通信装置から前記少なくとも２つの通信装置を選択するのが好ましい（発明２）。

ここで、所定の条件とは、例えば、通信装置が端末装置の近くに存在していると考えられる条件であってよく、具体的には、通信装置又は端末装置における受信信号強度の値が所定の閾値以上であることであってもよいし、通信装置又は端末装置における受信信号の受信間隔が所定値以下であることであってもよい。

かかる発明（発明２）によれば、所定の条件を満たす（例えば、端末装置の近くに存在していると考えられる）通信装置以外の他の通信装置が選択されないので、当該他の通信装置の位置を端末装置の位置と誤って推定する可能性を低減することができ、端末装置の位置の推定精度を向上させることができる。

上記発明（発明２）においては、前記所定の条件は、通信装置又は端末装置における受信信号の受信間隔が所定値以下であること、であるのが好ましい（発明３）。

端末装置又は通信装置の受信特性は、端末装置又は通信装置の種類ごと及び／又は個体ごとに異なり得ることから、受信信号強度の値と所定の閾値との大小比較を行う場合には、最適な閾値を設定するのが困難になる場合がある。一方、通信装置又は端末装置における受信信号の受信間隔は、通信装置と端末装置との距離や装置間の障害物の有無等に依存するが、端末装置又は通信装置の種類や個体の違いによる影響を受け難い。

かかる発明（発明３）によれば、通信装置又は端末装置における受信信号の受信間隔が所定値以下の通信装置（すなわち、端末装置との距離が短いと考えられる通信装置）の中から少なくとも２つの通信装置を選択することができる。これにより、端末装置又は通信装置の種類や個体の違いによる影響を受けることなく、端末装置の位置を正確に推定することができる。

上記発明（発明１〜３）においては、前記選択手段は、前記複数の通信装置のうち自らに対応する受信信号強度の高い順に２つの通信装置を選択することが好ましい（発明４）。

かかる発明（発明４）によれば、受信信号強度の高い順に選択された２つの通信装置の間に受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定し、この検定結果に基づいて端末装置の位置を推定することができるので、例えば、受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があるか否かを、選択した通信装置の複数の組み合わせごとに検定する場合と比較して、検定処理に係る負荷を低減することができる。これにより、端末装置の位置を正確且つ容易に推定することができる。

第二に本発明は、所定の空間内に存在する端末装置の位置をコンピュータに推定させる位置推定方法であって、前記コンピュータは、前記空間内に設けられた複数の通信装置から発信された電波を前記端末装置が受信したときの受信信号強度に関する情報、又は、前記端末装置から発信された電波を前記複数の通信装置が受信したときの受信信号強度に関する情報を経時的に取得するステップと、取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記複数の通信装置のうち、自らに対応する受信信号強度の最も高い通信装置を含む少なくとも２つの通信装置を選択するステップと、選択した通信装置の間に受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定するステップと、検定結果に基づいて前記端末装置の位置を推定するステップと、の各ステップを実行する、位置推定方法を提供する（発明５）。

第三に本発明は、所定の空間内に存在する端末装置の位置をコンピュータに推定させるプログラムであって、前記コンピュータに、前記空間内に設けられた複数の通信装置から発信された電波を前記端末装置が受信したときの受信信号強度に関する情報、又は、前記端末装置から発信された電波を前記複数の通信装置が受信したときの受信信号強度に関する情報を経時的に取得する機能、取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記複数の通信装置のうち、自らに対応する受信信号強度の最も高い通信装置を含む少なくとも２つの通信装置を選択する機能、選択した通信装置の間に受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定する機能、及び検定結果に基づいて前記端末装置の位置を推定する機能、を実現させるためのプログラムを提供する（発明６）。

本発明の位置推定システム、位置推定方法、プログラムによれば、所定の空間内に存在する端末装置の位置を正確に推定することができる。このため、例えば実店舗内等の屋内での位置情報サービスに好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る位置推定システムの基本構成を概略的に示す図である。 端末装置の構成を示すブロック図である。 位置推定装置の構成を示すブロック図である。 位置推定システムで主要な役割を果たす機能を説明するための機能ブロック図である。 ＲＳＳＩデータの構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る位置推定システムの主要な処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ただし、この実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。

（１）位置推定システムの基本構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る位置推定システムの基本構成を概略的に示す図である。図１に示すように、この位置推定システムでは、例えば実店舗内等の屋内における所定の空間Ｓに設けられた複数（図１では３つ）の通信装置１０から発信された電波を端末装置２０が受信したときの受信信号強度（ＲＳＳＩ）に基づいて、位置推定装置３０が端末装置２０の位置を推定するようになっている。端末装置２０と、位置推定装置３０とは、例えばインターネットやＬＡＮ(Local Area Network)等の通信網ＮＷ（ネットワーク）に接続されている。

各通信装置１０は、空間Ｓにおいて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いて端末装置２０と無線通信を行うことが可能な位置に設けられており、無線通信用の電波を送信するように構成されている。なお、図１の例では、各通信装置１０が同じ高さの位置に設けられている場合を一例として示しているが、各通信装置１０は、異なる高さの位置に設けられてもよい。また、ここでは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いて無線通信を行う場合を一例として説明しているが、この場合に限られない。例えば、無線ＬＡＮ（例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標））、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＵＷＢ、光無線通信（例えば赤外線）等の無線通信方式が用いられてもよい。さらに、各通信装置１０は、端末装置２０からデータを直接受信するために、端末装置２０から発信された電波を受信するように構成されてもよい。また、各通信装置１０は、電波到達範囲内にそれぞれ存在する端末装置２０と他の端末装置（図示省略）との間の無線通信を中継してもよいし、端末装置２０と、通信装置１０に対して有線又は無線で接続された他の通信装置（例えば、端末装置２０の空間Ｓ内の位置に基づくサービスを提供するためのサービス提供用サーバ等）との間の通信を中継してもよい。

端末装置２０は、空間Ｓ内に存在する場合に、各通信装置１０との間で無線通信を行うことが可能になっており、各通信装置１０から発信された電波を受信したときのＲＳＳＩを測定することが可能に構成されている。端末装置２０は、例えば、携帯端末、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、パーソナルコンピュータ、双方向の通信機能を備えたテレビジョン受像機（いわゆる多機能型のスマートテレビも含む。）等のように、個々のユーザによって操作される通信端末であってよい。

このシステムでは、位置推定装置３０は、通信網ＮＷを介して端末装置２０と通信可能に構成されており、後述するように、各通信装置１０から発信された電波のＲＳＳＩに関する情報を、端末装置２０から取得するようになっている。なお、位置推定装置３０は、複数の通信装置１０を介して端末装置２０と通信可能に構成されている場合には、通信網ＮＷを介して端末装置２０と接続されていなくてもよい。

（２）端末装置の構成
図２を参照して端末装置２０について説明する。図２は、端末装置２０の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、端末装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３と、不揮発性メモリ２４と、表示処理部２５と、表示部２６と、入力部２７と、通信インタフェース部２８とを備えており、各部間の制御信号又はデータ信号を伝送するためのバス２９が設けられている。

ＣＰＵ２１は、電源が端末装置２０に投入されると、ＲＯＭ２２又は不揮発性メモリ２４に記憶された各種のプログラムをＲＡＭ２３にロードして実行する。ＣＰＵ２１は、各通信装置１０から送信された信号を、通信インタフェース部２８を介して受信し、その信号を解釈する。また、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３又は不揮発性メモリ２４に記憶されているデータを、通信インタフェース部２８を介して位置推定装置３０に送信する。なお、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３又は不揮発性メモリ２４に記憶されているデータを、通信インタフェース部２８を介して各通信装置１０に送信してもよい。

不揮発性メモリ２４は、例えばフラッシュメモリ等であって、ＣＰＵ２１が実行するプログラムやＣＰＵ２１が参照するデータを格納する。

表示処理部２５は、ＣＰＵ２１から与えられる表示用データを、表示部２６に表示する。表示部２６は、例えば、マトリクス状に画素単位で配置された薄膜トランジスタを含むＬＣＤ（Liquid Cristal Display）モニタであり、表示用データに基づいて薄膜トランジスタを駆動することで、表示されるデータを表示画面に表示する。

端末装置２０が釦入力方式の通信端末である場合には、入力部２７は、ユーザの操作入力を受け入れるための方向指示釦及び決定釦等の複数の指示入力釦を含む釦群と、テンキー等の複数の指示入力釦を含む釦群とを備え、各釦の押下（操作）入力を認識してＣＰＵ２１へ出力するためのインタフェース回路を含む。

端末装置２０がタッチパネル入力方式の通信端末である場合には、入力部２７は、主として表示画面に指先又はペンで触れることによるタッチパネル方式の入力を受け付ける。タッチパネル入力方式は、静電容量方式等の公知の方式でよい。

通信インタフェース部２８は、上述した無線通信方式を用いて通信を行うためのインタフェース回路と、通信網ＮＷを介して通信を行うためのインタフェース回路とを含む。無線通信方式を用いて通信を行うためのインタフェース回路には、各通信装置１０から発信された電波を受信したときのＲＳＳＩの値を検出するＲＳＳＩ回路が設けられている。ここで、ＣＰＵ２１は、検出されたＲＳＳＩ値を、例えば、電波を発信した通信装置１０の識別情報や電波の受信日時等と対応付けた状態で、ＲＡＭ２３又は不揮発性メモリ２４に記憶してもよいし、通信インタフェース部２８及び通信網ＮＷを介して位置推定装置３０に送信してもよい。ここで、通信装置１０の識別情報は、例えば端末装置２０が通信装置１０から電波を受信した場合に、当該通信装置１０から取得可能であってもよい。また、電波の受信日時は、例えばＣＰＵ２１に内蔵されたタイマ（図示省略）等によって取得されてもよい。

（３）位置推定装置の構成
図３を参照して位置推定装置３０の構成について説明する。図３は、位置推定装置３０の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、位置推定装置３０は、ＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３４と、表示処理部３５と、表示部３６と、入力部３７と、通信インタフェース部３８とを備えており、各部間の制御信号又はデータ信号を伝送するためのバス３９が設けられている。位置推定装置３０は、例えば、汎用のパーソナルコンピュータであってよい。

ＣＰＵ３１は、電源が位置推定装置３０に投入されると、ＲＯＭ３２又はＨＤＤ３４に記憶された各種のプログラムをＲＡＭ３３にロードして実行する。本実施形態では、ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２又はＨＤＤ３４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、後述する取得手段４１、選択手段４２、検定手段４３及び位置推定手段４４（図４に示す）の機能を実現する。

ＨＤＤ３４は不揮発性記憶装置であり、オペレーティングシステム（ＯＳ）やＯＳ上で実行されるプログラムを記憶する。また、ＨＤＤ３４には、後述するＲＳＳＩデータ（図５に示す）が記憶されていてもよい。

入力部３７は、例えばマウスやキーボード等の情報入力デバイスである。通信インタフェース部３８は、通信網ＮＷを介して通信を行うためのインタフェース回路を含む。位置推定装置３０内の他の各部の詳細は、端末装置２０と同様である。

（４）位置推定装置における各機能の概要
本実施形態の位置推定装置３０で実現される機能について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態の位置推定装置３０で主要な役割を果たす機能を説明するための機能ブロック図である。図４の機能ブロック図では、取得手段４１、選択手段４２、検定手段４３及び位置推定手段４４が本発明の主要な構成に対応している。

なお、本実施形態の位置推定装置３０における各機能を説明するにあたって、各通信装置１０は、電波を常時又は所定間隔（例えば数十〜数百ミリ秒間隔）で発信しているものと想定する。また、端末装置２０は、空間Ｓ内に存在している間、各通信装置１０から発信された電波を逐次的に受信しているものと想定する。なお、本実施形態では、空間Ｓ内に３つの通信装置１０が設けられている場合を一例として説明する。さらに、以下の説明では、３つの通信装置１０の各々を、通信装置Ａ、通信装置Ｂ、通信装置Ｃと適宜表記する。

取得手段４１は、空間Ｓ内に設けられた複数の通信装置１０から発信された電波を端末装置２０が受信したときの受信信号強度に関する情報、又は、端末装置２０から発信された電波を複数の通信装置１０が受信したときの受信信号強度に関する情報を経時的に取得する機能を備える。ここで、受信信号強度に関する情報とは、例えば、ＲＳＳＩ値であってもよいし、ＲＳＳＩ値を所定の計算式に代入することによって得られた値であってもよいし、ＲＳＳＩの度合いを表す情報であってもよい。

取得手段４１の機能は、例えば以下のように実現される。なお、ここでは、端末装置２０のＣＰＵ２１は、各通信装置１０から発信された電波を受信するごとに、通信インタフェース部２８で検出されたＲＳＳＩ値を、当該電波を発信した電波発信装置の識別情報と、当該電波の受信日時とを対応付けた状態で、位置推定装置３０に送信する場合を一例として説明する。

位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、端末装置２０から送信された情報を通信インタフェース部３８を介して受信（取得）するごとに、受信した情報を例えば図５に示すＲＳＳＩデータに記憶する。ＲＳＳＩデータは、複数の通信装置（図の例では、３つの通信装置Ａ，Ｂ，Ｃ）ごとに、ＲＳＳＩ値と、当該ＲＳＳＩ値に対応する電波の受信日時とが取得順に記述されているデータである。ＲＳＳＩデータは、例えばＨＤＤ３４に記憶されている。このようにして、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、空間Ｓ内の或る位置において端末装置２０が各通信装置１０から受信した電波のＲＳＳＩ値を取得することができる。

選択手段４２は、取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、複数の通信装置１０のうち、自らに対応する受信信号強度の最も高い通信装置１０を含む少なくとも２つの通信装置１０を選択する機能を備える。

ここで、選択手段４２は、複数の通信装置１０のうち自らに対応するＲＳＳＩの高い順に２つの通信装置１０を選択してもよい。この場合、ＲＳＳＩの高い順に選択された２つの通信装置１０の間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定し、この検定結果に基づいて端末装置２０の位置を推定することができるので、例えば、ＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かを、選択した通信装置１０の複数の組み合わせごとに検定する場合と比較して、検定処理に係る負荷を低減することができる。これにより、端末装置２０の位置を正確且つ容易に推定することができる。

選択手段４２の機能は、例えば以下のように実現される。なお、ここでは、複数の通信装置１０のうち自らに対応するＲＳＳＩの高い順に２つの通信装置１０を選択する場合を一例として説明する。位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、取得手段４１の機能に基づいて、複数の通信装置１０の各々に対応するＲＳＳＩ値を取得すると、ＲＳＳＩデータにアクセスして、各通信装置１０のうち、最新のＲＳＳＩ値が高い順に２つの通信装置１０（例えば、通信装置Ａ及び通信装置Ｂ）を選択する。

なお、ここでは、最新のＲＳＳＩ値が高い順に通信装置１０を選択する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、ＣＰＵ３１は、ＲＳＳＩの所定期間内の平均値が高い順に通信装置１０を選択してもよい。ここで、ＲＳＳＩの平均値は、例えば、所定期間（例えば１秒間）ごとのＲＳＳＩの平均値であってもよいし、ＲＳＳＩ値を取得するごとに移動平均法又は指数平滑法等を用いて算出された平均値であってもよい。移動平均法又は指数平滑法を用いた場合には、ＲＳＳＩ値を取得したタイミング以前の所定期間内のＲＳＳＩの平均値をもとめることが可能である。

検定手段４３は、選択した通信装置の間に受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定する機能を備える。

検定手段４３の機能は、例えば以下のように実現される。なお、ここでは、ＲＳＳＩ値の高い順に選択した２つの通信装置１０の間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定する場合を一例として説明する。また、ＲＳＳＩの所定期間内の平均値は、上述した方法で算出されてもよい。さらに、以下に説明する各検定の有意水準は、例えば位置推定に要求される精度やリアルタイム性等に応じて任意に設定され得るが、例えば０．０５であってよい。位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、選択した２つの通信装置１０に対応するＲＳＳＩ値が正規分布に従うか否か（正規性を有しているか否か）を、正規性検定（例えば、Kolmogorv-Smirnov検定やShapiro-Wilk検定等）を行うことにより判別する。

また、ＣＰＵ３１は、正規性を有していると判別した場合に、パラメトリック検定を行う。具体的には、ＣＰＵ３１は、選択した２つの通信装置１０に対応するＲＳＳＩ値が等分散性を有しているか否かを、例えばＦ検定を行うことにより判別する。さらに、ＣＰＵ３１は、等分散性を有していると判別した場合に、選択した２つの通信装置１０の間にＲＳＳＩの平均値の有意差があるか否かを、例えばｔ検定を行うことにより判別する。また、ＣＰＵ３１は、等分散性を有していないと判別した場合に、選択した２つの通信装置１０の間にＲＳＳＩの平均値の有意差があるか否かを、例えばWelchのｔ検定を行うことにより判別する。

なお、ＣＰＵ３１は、正規性を有していないと判別した場合に、選択した２つの通信装置１０の間にＲＳＳＩの平均値の有意差があるか否かを、例えばMann-WhitneyのＵ検定やWilcoxonの順位和検定等のノンパラメトリック検定を行うことにより判別する。

位置推定手段４４は、検定結果に基づいて端末装置２０の位置を推定する機能を備える。

位置推定手段４４の機能は、例えば以下のように実現される。位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、検定手段４３の機能に基づいて、選択した２つの通信装置１０の間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があると判別した場合に、選択した２つの通信装置１０のうち対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０の位置（例えば、空間Ｓ内で水平に延びる平面に対して鉛直方向に当該通信装置１０を投影したときの当該平面における投影像の位置）を端末装置２０の位置と推定してもよい。

また、ＣＰＵ３１は、端末装置２０の位置を推定すると、端末装置２０の推定位置を表す情報を、例えば表示部３６に表示させてもよい。また、ＣＰＵ３１は、端末装置２０の推定位置を表す情報が音声データの場合には、当該情報を例えばスピーカ等の音声出力装置から出力するようにしてもよい。

（５）本実施形態の位置推定システムの主要な処理のフロー
次に、本実施形態の位置推定システムにより行われる主要な処理のフローの一例について、図６のフローチャートを参照して説明する。

先ず、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、空間Ｓ内に設けられた複数の通信装置１０から発信された電波を端末装置２０が受信したときのＲＳＳＩに関する情報を取得する（ステップＳ１００）。具体的に説明すると、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、端末装置２０から送信された情報（端末装置２０が電波を受信したときに通信インタフェース部２８で検出されたＲＳＳＩ値と、当該電波を発信した電波発信装置の識別情報と、当該電波の受信日時とを含む情報）を通信インタフェース部３８を介して受信（取得）するごとに、受信した情報をＲＳＳＩデータに記憶する。

次に、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、取得したＲＳＳＩに関する情報に基づいて、複数の通信装置１０のうち、自らに対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０を含む少なくとも２つの通信装置１０を選択する（ステップＳ１０２）。具体的に説明すると、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、複数の通信装置１０の各々に対応するＲＳＳＩ値を取得すると、ＲＳＳＩデータにアクセスして、各通信装置１０のうち、最新のＲＳＳＩ値が高い順に２つの通信装置１０（例えば、通信装置Ａ及び通信装置Ｂ）を選択する。

次いで、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、選択した２つの通信装置１０に対応するＲＳＳＩ値が正規分布に従うか否か（正規性を有しているか否か）を、正規性検定（例えば、Kolmogorv-Smirnov検定やShapiro-Wilk検定等）を行うことにより判別する（ステップＳ１０４）。

位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、正規性を有していると判別した場合に（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、パラメトリック検定を行う。具体的には、ＣＰＵ３１は、選択した２つの通信装置１０に対応するＲＳＳＩ値が等分散性を有しているか否かを、例えばＦ検定を行うことにより判別する（ステップＳ１０６）。さらに、ＣＰＵ３１は、等分散性を有していると判別した場合に（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、選択した２つの通信装置１０の間にＲＳＳＩの平均値の有意差があるか否かを、例えばｔ検定を行うことにより判別する（ステップＳ１０８）。また、ＣＰＵ３１は、等分散性を有していないと判別した場合に（ステップＳ１０６：ＮＯ）、選択した２つの通信装置１０の間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かを、例えばWelchのｔ検定を行うことにより判別する（ステップＳ１１０）。

なお、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、正規性を有していないと判別した場合に（ステップＳ１０４：ＮＯ）、選択した２つの通信装置１０の間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かを、例えばMann-WhitneyのＵ検定やWilcoxonの順位和検定等のノンパラメトリック検定を行うことにより判別する（ステップＳ１１２）。

次に、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、ステップＳ１０８、ステップＳ１１０又はステップＳ１１２の処理において、選択した２つの通信装置１０の間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があると判別した場合に（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、選択した２つの通信装置１０のうち対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０の位置（例えば、空間Ｓ内で水平に延びる平面に対して鉛直方向に当該通信装置１０を投影したときの当該平面における投影像の位置）を端末装置２０の位置と推定してもよい（ステップＳ１１６）。また、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、ＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差がないと判別した場合には（ステップＳ１１４：ＮＯ）、端末装置２０の現在位置の変更なし（つまり、端末装置２０の位置は、端末装置２０の事前の位置と同じ位置である）と推定してもよい（ステップＳ１１８）。

また、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、端末装置２０の位置を推定すると、端末装置２０の推定位置を表す情報を、例えば表示部３６に表示させてもよい。また、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、端末装置２０の推定位置を表す情報が音声データの場合には、当該情報を例えばスピーカ等の音声出力装置から出力するようにしてもよい。

上述したように、本実施形態の位置推定システム、位置推定方法、プログラムによれば、複数の通信装置１０のうち、自らに対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０を含む少なくとも２つの通信装置１０が選択され、選択された通信装置１０の間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かが検定されることによって端末装置２０の位置が推定されるので、例えば、ＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差がある場合には、ＲＳＳＩの最も高い通信装置１０の位置を端末装置２０の位置と推定することができる。このように、複数の通信装置１０の各々に対応するＲＳＳＩ値を単に大小比較するのではなく、特定の通信装置１０のＲＳＳＩと他の通信装置１０のＲＳＳＩとの間に有意差があるのか否か（つまり、ＲＳＳＩの差が偶然的なものであるのか否か）に基づいて端末装置２０の位置を推定することにより、電波のゆらぎの影響を低減させた上で端末装置２０の位置を正確に推定することができる。

以下、上述した実施形態の変形例について説明する。
（変形例１）
上記実施形態では、取得手段４１が、複数の通信装置１０から発信された電波を端末装置２０が受信したときのＲＳＳＩに関する情報を経時的に取得する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、取得手段４１は、端末装置２０から発信された電波を複数の通信装置１０の各々が受信したときのＲＳＳＩに関する情報を取得してもよい。この場合、各通信装置１０には、端末装置２０と同様に、端末装置２０から発信された電波を受信したときのＲＳＳＩ値を検出するＲＳＳＩ回路が設けられていてもよい。

この場合、位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、取得手段４１の機能として、各通信装置１０に対して、端末装置２０から受信した電波のＲＳＳＩ値を位置推定装置３０に送信するように要求する。そして、ＣＰＵ３１は、各通信装置１０から送信された情報を、通信インタフェース部３８を介して受信（取得）すると、受信した情報を、例えばＨＤＤ３４内のＲＳＳＩデータに記憶する。なお、選択手段４２、検定手段４３及び位置推定手段４４の機能は、上述した実施形態と同様である。

このように、本変形例に係る位置推定システム、位置推定方法、プログラムによれば、上述した実施形態と同様の作用効果を発揮することが可能である。

（変形例２）
上記実施形態では、選択手段４２が、複数の通信装置１０のうち対応するＲＳＳＩの高い順に２つの通信装置１０を選択する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、取得手段４１は、対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０と、この通信装置１０以外の少なくとも１つの他の通信装置１０（例えば、対応するＲＳＳＩが２番目に高い通信装置１０と、３番目に高い通信装置１０）と、を選択してもよい。この場合、検定手段４３は、対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０と、少なくとも１つの他の通信装置１０の各々との間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定してもよい。

例えば、検定手段４３は、対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０と、対応するＲＳＳＩが２番目に高い通信装置１０及び／又は３番目に高い通信装置１０との間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定してもよい。この場合、位置推定手段４４は、例えば、対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０と、対応するＲＳＳＩが２番目に高い通信装置１０との間にＲＳＳＩの平均値の有意差があると判別し、及び／又は、対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０と、対応するＲＳＳＩが３番目に高い通信装置１０との間にＲＳＳＩの平均値の有意差があると判別した場合に、対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０の位置を端末装置２０の位置と推定してもよい。

さらに、検定手段４３は、対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０と、対応するＲＳＳＩが２番目に高い通信装置１０との間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定し、次いで、対応するＲＳＳＩが２番目に高い通信装置１０と、対応するＲＳＳＩが３番目に高い通信装置１０との間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定してもよい。この場合、位置推定手段４４は、例えば、対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０と、対応するＲＳＳＩが２番目に高い通信装置１０との間にＲＳＳＩの平均値の有意差があると判別し、且つ、対応するＲＳＳＩが２番目に高い通信装置１０と、対応するＲＳＳＩが３番目に高い通信装置１０との間にＲＳＳＩの平均値の有意差がない（つまり、対応するＲＳＳＩが２番目に高い通信装置１０と、対応するＲＳＳＩが３番目に高い通信装置１０の各々は、対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０からの距離がほぼ同じである。）と判別した場合に、対応するＲＳＳＩの最も高い通信装置１０の位置を端末装置２０の位置と推定してもよい。

本変形例に係る位置推定システム、位置推定方法、プログラムによれば、端末装置２０の位置をより詳細に測位することができる。

（変形例３）
選択手段４２は、複数の通信装置１０のうち所定の条件を満たす通信装置１０から少なくとも２つの通信装置１０を選択してもよい。ここで、所定の条件とは、例えば、通信装置１０が端末装置２０の近くに存在していると考えられる条件であってよく、具体的には、通信装置１０又は端末装置２０におけるＲＳＳＩ値が所定の閾値以上であることであってもよいし、通信装置１０又は端末装置２０における受信信号の受信間隔が所定値以下であることであってもよい。

本変形例に係る位置推定システム、位置推定方法、プログラムによれば、所定の条件を満たす（例えば、端末装置２０の近くに存在していると考えられる）通信装置１０以外の他の通信装置１０が選択されないので、当該他の通信装置１０の位置を端末装置２０の位置と誤って推定する可能性を低減することができ、端末装置２０の位置の推定精度を向上させることができる。

本変形例に係る選択手段４２の機能は、例えば以下のように実現される。なお、ここでは、所定の条件が、端末装置２０におけるＲＳＳＩ値が所定の閾値以上であること、である場合を一例として説明する。位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、取得手段４１の機能に基づいて、複数の通信装置１０の各々に対応するＲＳＳＩ値を取得すると、ＲＳＳＩデータにアクセスして、各通信装置１０のうち、最新のＲＳＳＩ値が所定の閾値以上の通信装置１０であって、当該ＲＳＳＩ値が高い順に少なくとも２つの通信装置１０を選択してもよい。

（変形例４）
上記変形例３において、所定の条件は、通信装置１０又は端末装置２０における受信信号の受信間隔が所定値以下であること、であってもよい。ここで、端末装置２０又は通信装置１０の受信特性は、端末装置２０又は通信装置１０の種類ごと及び／又は個体ごとに異なり得ることから、ＲＳＳＩ値と所定の閾値との大小比較を行う場合には、最適な閾値を設定するのが困難になる場合がある。一方、通信装置１０又は端末装置２０における受信信号の受信間隔は、通信装置１０と端末装置２０との距離や装置１０，２０間の障害物の有無等に依存するが、端末装置２０又は通信装置１０の種類や個体の違いによる影響を受け難い。

本変形例に係る位置推定システム、位置推定方法、プログラムによれば、通信装置１０又は端末装置２０における受信信号の受信間隔が所定値以下の通信装置１０（すなわち、端末装置２０との距離が短いと考えられる通信装置１０）の中から少なくとも２つの通信装置１０を選択することができる。これにより、端末装置２０又は通信装置１０の種類や個体の違いによる影響を受けることなく、端末装置２０の位置を正確に推定することができる。

本変形例に係る選択手段４２の機能は、例えば以下のように実現される。位置推定装置３０のＣＰＵ３１は、取得手段４１の機能に基づいて、複数の通信装置１０の各々に対応するＲＳＳＩ値を取得すると、ＲＳＳＩデータにアクセスして、各通信装置１０のうち、最新のＲＳＳＩ値の受信日時と、その１つ前に取得したＲＳＳＩ値の受信日時との間隔が所定値（例えば１００ｍｓ）以下の通信装置１０であって、当該ＲＳＳＩ値が高い順に少なくとも２つの通信装置１０を選択してもよい。

なお、本発明のプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。このプログラムを記録した記憶媒体は、図２に示された端末装置２０の不揮発性メモリ２４であってもよいし、図３に示された位置推定装置３０のＲＯＭ３２又はＨＤＤ３４であってもよい。また、例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ等のプログラム読取装置に挿入されることで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等であってもよい。さらに、記憶媒体は、磁気テープ、カセットテープ、フレキシブルディスク、ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等であってもよいし、半導体メモリであってもよい。

以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記各実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述した実施形態では、一つの端末装置２０の位置を推定していたが、複数の端末装置の位置を推定してもよい。この場合、複数の端末装置の種類は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。この場合においても、選択した通信装置１０間にＲＳＳＩの所定期間内の平均値の有意差があるか否かを複数の端末装置２０ごとにもとめることによって、各端末装置２０の位置を正確に推定することができる。

上述した実施形態では、位置推定装置３０によって、取得手段４１、選択手段４２、検定手段４３及び位置推定手段４４の各機能を実現する構成としたが、この構成に限られない。これらの全ての手段を通信装置１０又は端末装置２０によって実現する構成としてもよいし、少なくとも一部の手段を通信装置１０又は端末装置２０によって実現する構成としてもよい。

上述したような本発明の位置推定システム、位置推定方法、プログラムは、所定の空間内に存在する端末装置の位置を正確に推定することができ、例えば実店舗内での位置情報サービスに好適に利用することができるので、その産業上の利用可能性は極めて大きい。

１０…通信装置
２０…端末装置
３０…位置推定装置
４１…取得手段
４２…選択手段
４３…検定手段
４４…位置推定手段

Claims (6)

1. 所定の空間内に存在する端末装置の位置を推定する位置推定システムであって、
   前記空間内に設けられた複数の通信装置から発信された電波を前記端末装置が受信したときの受信信号強度に関する情報、又は、前記端末装置から発信された電波を前記複数の通信装置が受信したときの受信信号強度に関する情報を経時的に取得する取得手段と、
   取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記複数の通信装置のうち、自らに対応する受信信号強度の最も高い通信装置を含む少なくとも２つの通信装置を選択する選択手段と、
   選択した通信装置の間に受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定する検定手段と、
   前記検定手段により受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があると検定された場合、受信信号強度の最も高い通信装置の位置を前記端末装置の位置として推定する位置推定手段と、
   を備える位置推定システム。
2. 前記選択手段は、前記複数の通信装置のうち所定の条件を満たす通信装置から前記少なくとも２つの通信装置を選択する、請求項１に記載の位置推定システム。
3. 前記所定の条件は、通信装置又は端末装置における受信信号の受信間隔が所定値以下であること、である、請求項２に記載の位置推定システム。
4. 前記選択手段は、前記複数の通信装置のうち自らに対応する受信信号強度の高い順に２つの通信装置を選択する、請求項１〜３の何れかに記載の位置推定システム。
5. 所定の空間内に存在する端末装置の位置をコンピュータに推定させる位置推定方法であって、
   前記コンピュータは、
   前記空間内に設けられた複数の通信装置から発信された電波を前記端末装置が受信したときの受信信号強度に関する情報、又は、前記端末装置から発信された電波を前記複数の通信装置が受信したときの受信信号強度に関する情報を経時的に取得するステップと、
   取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記複数の通信装置のうち、自らに対応する受信信号強度の最も高い通信装置を含む少なくとも２つの通信装置を選択するステップと、
   選択した通信装置の間に受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定するステップと、
   前記検定するステップにより受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があると検定された場合、受信信号強度の最も高い通信装置の位置を前記端末装置の位置として推定するステップと、
   の各ステップを実行する、位置推定方法。
6. 所定の空間内に存在する端末装置の位置をコンピュータに推定させるプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記空間内に設けられた複数の通信装置から発信された電波を前記端末装置が受信したときの受信信号強度に関する情報、又は、前記端末装置から発信された電波を前記複数の通信装置が受信したときの受信信号強度に関する情報を経時的に取得する機能、
   取得した受信信号強度に関する情報に基づいて、前記複数の通信装置のうち、自らに対応する受信信号強度の最も高い通信装置を含む少なくとも２つの通信装置を選択する機能、
   選択した通信装置の間に受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があるか否かを検定する機能、及び
   前記検定する機能により受信信号強度の所定期間内の平均値の有意差があると検定された場合、受信信号強度の最も高い通信装置の位置を前記端末装置の位置として推定する機能、
   を実現させるためのプログラム。

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