JP6428214B2 - 相対位置測定装置、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信電波を用いて人物又は車両からなる対象物の位置を測定する位置測定装置に関する。

特許文献１には、歩行者又は車両からなる対象物から発信される位置測定用電波を受信した複数の車両の位置情報と、位置測定用電波の受信時刻とに基づいて、対象物の位置を演算する技術が記載されている。

特開２００４−２５８８９８号公報

特許文献１に記載の先行技術では、対象物の位置を測定するためには４台以上の車両により位置測定用電波を受信する必要がある。すなわち、位置測定用電波を受信する車両が必要数揃わない限り対象物の位置を正確に測定することができず、測定が成立する条件が偶然性に左右される。そのため、測定の成否が不確実であることが問題となる。かといって、位置測定用電波を受信する受信機を複数用いたり、外部のインフラと協調して対象物の位置を測定するシステムを構築することは、コストの面での負担が大きい。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、簡易な装置構成で対象物の位置測定を確実に行うための技術を提供することである。

本発明は、移動体に備えられる相対位置測定装置であって、測定信号送信手段と、応答信号受信手段と、測距手段と、測位手段と、位置特定手段とを備える。測定信号送信手段は、無線通信により測定用信号を送信する。応答信号受信手段は、送信された測定用信号を受信した被測定側端末によって、その測定用信号に対する応答として送信された応答信号を受信する。測距手段は、応答信号受信手段により受信された応答信号に基づいて、自己と被測定側端末との間の距離を測定する。測位手段は、自己の位置を測定する。位置特定手段は、測距手段による距離及び測位手段による位置に関する測定結果の時系列を用いて、自己に対する被測定側端末の相対位置を特定する。

本発明によれば、相対位置測定装置と被測定側端末との間通信に基づいて測定される距離の時系列を用いることで、一対の相対位置測定装置及び被測定側端末のみで互いの相対位置を測定できる。このため、外部のインフラに頼らず、簡易な装置構成で対象物の位置測定を確実に行うことができる。

携帯通信端末の機能構成を表すブロック図。 機能選択処理の手順を表すフローチャート。 相対位置特定処理（第１実施形態）の手順を表すフローチャート。 速度ベクトル及び現在位置を特定する手順を表す説明図（第１実施形態）。 被測定側端末の相対位置を特定する手順を表す説明図（第１実施形態）。 相対位置特定処理（第２実施形態）の手順を表すフローチャート。 被測定側端末の相対位置を特定する手順を表す説明図（第２実施形態）。 相対位置特定処理（第３実施形態）の手順を表すフローチャート。 相対位置の候補を表す距離円の補正方法を表す説明図（第３実施形態）。 相対位置警告処理（交通安全システム）の手順を表すフローチャート。 相対位置特定処理の応用例（カーファインダー）を表すフローチャート。 相対位置特定処理の応用例（迷子探し）を表すフローチャート。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく様々な態様にて実施することが可能である。
［携帯通信端末１の構成の説明］
実施形態の携帯通信端末１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１に例示されるとおり、携帯通信端末１は、車両や歩行者等の移動体に備えられた状態で用いられる。車両や歩行者にそれぞれ備えられた一対の携帯通信端末１のうち、一方が測定側端末、他方が被測定側端末として機能する。これら一対の携帯通信端末１が互いに所定の無線通信を行うことで、測定側端末が被測定側端末の相対位置を測定する。なお、図１では、車両と歩行者とがそれぞれ携帯通信端末１を備える事例を記載している。これに限らず、測定される相対位置の利用目的に応じて、車両同士、あるいは人同士に備えられた一対の携帯通信端末１において、互いの相対位置を測定する利用形態も挙げられる。

携帯通信端末１は、情報処理機能、情報提示機能、無線通信機能等を備える携帯型の情報処理装置である。この携帯通信端末１は、例えば、多機能携帯電話機（いわゆる、スマートホン）や、タブレットコンピュータ等により具現化される。図１に例示されるとおり、携帯通信端末１は、アプリケーション実行部１０、相対位置特定部１１、慣性センサ１２、ＧＰＳ受信部１３、地磁気センサ１４、歩車判別部１５、測位部１６、無線通信部１７、測距部１８、提示制御部１９、スピーカ２０、ディスプレイ２１、及び、バイブレータ２２を機能構成として備える。

アプリケーション実行部１０は、携帯通信端末１にインストールされているプログラムに従って、測定側端末に対する被測定側端末の相対位置に基づく情報提供を行う各種アプリケーションを実行する。具体的には、交通安全システム、カーファインダー、迷子探し等のアプリケーションが挙げられる。

交通安全システムは、車両に備えられた携帯通信端末１が測定側端末として機能し、歩行者や他車両に備えられた携帯通信端末１が被測定側端末として機能することで、測定側端末に対する被測定側端末の相対位置に応じて警報を与えるアプリケーションである。カーファインダーは、所有者の携帯通信端末１から駐車車両の位置を探索するアプリケーションである。このカーファインダーのアプリケーションでは、駐車場に停められた車両の所有者が携帯する携帯通信端末１が測定側端末として機能し、駐車車両に備えられた携帯通信端末１が被測定側端末として機能する。迷子探しは、子供の携帯通信端末１の位置を保護者の携帯通信端末１に通知するアプリケーションである。この迷子探しのアプリケーションでは、子供が携帯する携帯通信端末１が測定側端末として機能し、子供の保護者が携帯する携帯通信端末１が被測定側端末として機能する。

相対位置特定部１１は、アプリケーション実行部１０で動作するアプリケーションによる制御に基づき、測定側端末として被測定側端末の相対位置を測定する処理、及び、被測定側端末として測定側端末との無線通信を行う処理を実行する。

慣性センサ１２は、例えば、加速度センサやジャイロスコープ等、慣性を利用して測定を行うデバイスである。ＧＰＳ受信部１３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を構成する航法衛星から送信された航法信号を受信し、携帯通信端末１の現在位置の座標を取得するデバイスである。このＧＰＳ受信部１３による測位結果に基づき、移動しながら累積した複数の位置座標から、移動速度や進行方向を算出することができる。

地磁気センサ１４は、地磁気を検知して方位を取得するデバイスである。歩車判別部１５は、慣性センサ１２やＧＰＳ受信部１３による検出結果に基づき、携帯通信端末１が歩行者に携帯されているか、走行中の車両に搭載されているかを判別する。具体的には、慣性センサ１２又はＧＰＳ受信部１３による検出結果の時系列から算出される速度に基づき、速度が車両の基準速度値以上である場合は車両と判断し、速度が歩行者の基準値速度以下である場合は歩行者と判断する。

測位部１６は、慣性センサ１２や、ＧＰＳ受信部１３、地磁気センサ１４による検出結果に基づいて、自己の位置を特定する。具体的には、慣性センサ１２により累積した複数の検出結果から、一定期間における移動量（距離及び方向）を算出することで、過去の位置からの相対位置を特定する。また、ＧＰＳ受信部１３により累積した複数の位置座標から、一定期間における移動量及び現在の位置座標を特定する。また、地磁気センサ１４による検出結果に基づき、移動軌跡の方位を特定する。

無線通信部１７は、他の携帯通信端末１との間で、所定の無線通信規格に則ったデータ通信を行う無線通信インタフェースである。測距部１８は、測定対象物である他の携帯通信端末１との無線通信に基づいて、その携帯通信端末１との距離を測定する。具体的には、測距部１８は、他の携帯通信端末１と無線通信によって得られる飛行時間（ＴＯＦ： Time Of Flight）、到来時刻（ＴＯＡ：Time Of Arrival）、到来時間差（ＴＤＯＡ： Time Difference of Arrival）等を用いて距離を算出する。

提示制御部１９は、スピーカ２０、ディスプレイ２１、バイブレータ２２からなる情報提示デバイスを制御し、携帯通信端末１のユーザに対して情報を提示する。スピーカ２０は、携帯通信端末１に備えられた音声出力装置である。ディスプレイ２１は、携帯通信端末１に備えられた液晶表示パネル等の表示装置である。バイブレータ２２は、携帯通信端末１に備えられた振動発生装置であり、振動によりユーザに対して情報を提示する。

［機能選択処理の説明］
本実施形態では、１つの携帯通信端末１が、測定側端末又は被測定側端末、あるいはその両方として選択的に機能できるように構成されている。アプリケーション実行部１０は、各種条件に応じて、測定側端末又は被測定側端末の何れで動作するかを決定する。この機能選択処理の手順について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。

Ｓ１００では、アプリケーション実行部１０は、所定の動作条件を判別して、測定側端末又は被測定側端末の機能を選択する。あるいは、携帯通信端末１のユーザによる選択指示に従って、測定側端末又は被測定側端末の機能を選択する構成であってもよい。

例えば、上述の交通安全システムのアプリケーションを実行するときには、歩車判別部１５による判別結果において車両と判断されたことを条件に測定側端末を選択する一方、歩行者と判別されたことを条件に被測定側端末を選択する。あるいは、車両と判断されたことを条件に、測定側端末及び被測定側端末の両方を選択するように設定できるようになっていてもよい。

また、上述のカーファインダーのアプリケーションを実行するときには、車両の所有者に携帯される場合に測定側端末を選択する一方、駐車車両に備えられる場合に被測定側端末を選択する。例えば、慣性センサ１２において動きが検出された場合、車両の所有者により携帯されていると判断し、動きが検出されない場合、駐車車両に備えられていると判断するように構成することが考えられる。

また、上述の迷子探しのアプリケーションを実行するときには、子供に携帯される場合に測定側端末を選択する一方、保護者に携帯される場合に被測定側端末を選択する。この迷子探しのアプリケーションでは、迷子になって動き回っている子供の測定側端末によって、立ち止まっている保護者の被測定側端末の位置を測定することを想定している。そのため、慣性センサ１２において動きが検出された場合、子供により携帯されていると判断し、動きが検出されない場合、保護者に携帯されていると判断するように構成することが考えられる。

Ｓ１００において測定側端末を選択した場合（Ｓ１００：測定側）、アプリケーション実行部１０はＳ１０２に進む。Ｓ１０２では、アプリケーション実行部１０は、測定側端末として動作するモードを決定する。一方、Ｓ１００において被測定側端末を選択した場合（Ｓ１００：被測定側）、アプリケーション実行部１０はＳ１０４に進む。Ｓ１０４では、アプリケーション実行部１０は、被測定側端末として動作するモードを決定する。

一方、Ｓ１００において測定側端末及び被測定側端末の両方を選択した場合（Ｓ１００：両方）、アプリケーション実行部１０はＳ１０６に進む。Ｓ１０６では、アプリケーション実行部１０は、測定側端末及び被測定側端末それぞれの機能を並行して動作するモードを決定する。なお、携帯通信端末１が被測定側端末又は被測定側端末として動作する際に実行する処理の詳細な説明については、後述する。

［相対位置特定処理（第１実施形態）の説明］
一対の携帯通信端末１において実行される相対位置特定処理（第１実施形態）の手順について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。この第１実施形態の相対位置特定処理については、車両に備えられた携帯通信端末１が測定側端末として動作するモードを選択し、歩行者に備えられた携帯通信端末１が被測定側端末として動作するモードを選択した状況を想定している。

なお、この相対位置特定処理は、所定の時間間隔で繰返し実行されるが、測定側端末の測位部１６による測定結果に基づいて特定される移動速度に応じて、処理を実行する時間間隔を変更してもよい。例えば、測定側端末の移動速度が高いほど測定側端末の処理の間隔を短くし、移動速度が低いほど測定側端末の処理の間隔を長くすることが考えられる。このようにすることで、高速時に測定能力を向上し、低速時に消費電力を低減できる。

Ｓ２００では、測定側端末は、慣性センサ１２又はＧＰＳ受信部１３の少なくとも何れかによる検出結果に基づいて、現在の速度ベクトルを取得する。この速度ベクトルは、自己が移動する速さ及び方向を表すベクトル量である。Ｓ２０２では、測定側端末は、前回の測定サイクルを実施しているか否かを判定する。前回の測定サイクルを実施していない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、測定側端末はＳ２０６に進む。一方、前回の測定サイクルを実施している場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、測定側端末はＳ２０４に進む。

Ｓ２０４では、測定側端末は、前回の測定サイクルの時点からの自己の移動量を算出し、自己の現在位置を特定する。この移動量は、自己の移動距離及び方向を表すベクトル量である。具体的には、図４に例示されるように、１サイクル目において取得された速度ベクトルに、１〜２サイクル目の経過時間を乗算することで基づいて、１〜２サイクル目の移動量を算出する。その算出した移動量に基づいて、自己の前回位置に対する現在の相対位置（現在位置）を特定する。

同様に、２サイクル目において取得された速度ベクトルと、２〜３サイクル目の経過時間に基づいて、２〜３サイクル目の移動量を算出する。その算出した移動量に基づいて、自己の前回位置に対する現在の相対位置（現在位置）を特定する。なお、ＧＰＳ受信部１３を利用できる状況下においては、現在位置を絶対位置として特定してもよい。

Ｓ２０６では、測定側端末は、無線通信部１７を介して測定用信号を不特定多数の相手に向かって送信する。この測定用信号には、自己の識別情報（以下、測定側ＩＤと表記）と、送信時刻とを表す情報が含まれる。

一方、Ｓ２０８では、被測定側端末は、測定側端末から送信された測定用信号を受信する。Ｓ２１０では、被測定側端末は、受信した測定用信号の送信元の測定側端末に対して応答信号を送信する。この応答信号には、測定用信号に含まれている測定側ＩＤ及び送信時刻に加え、自己の識別情報（以下、被測定側ＩＤと表記）が含まれる。

一方、Ｓ２１２では、測定側端末は、被測定側端末から送信された応答信号を受信する。Ｓ２１４では、測定側端末は、Ｓ２１２で受信した応答信号に含まれる送信時刻と、その応答信号の受信時刻との時間差に基づいて、自己と応答信号の送信元の被測定側端末との間の距離を算出する。

Ｓ２１６では、測定側端末は、前回の測定サイクルまでに自己に対する被測定側端末の相対位置の候補が、２箇所に特定されているか否かを判定する。相対位置の候補が２箇所に特定されていない場合（Ｓ２１６：ＮＯ）、測定側端末はＳ２１８に進む。Ｓ２１８では、測定側端末は、Ｓ２１４において算出された被測定側端末との距離に基づいて、自己に対する被測定側端末の相対位置の候補を算出する。

一方、Ｓ２１６において相対位置の候補が２箇所に特定されていると判定された場合（Ｓ２１６：ＹＥＳ）、測定側端末はＳ２２０に進む。Ｓ２２０では、測定側端末は、前回の測定サイクルまでに得られた２箇所の相対位置の候補と、今回の測定サイクルにおいて得られた被測定側端末との距離とに基づいて、自己に対する被測定側端末の相対位置を最終的に特定する。

上記Ｓ２１８及びＳ２２０の処理の具体例について、図５を参照しながら説明する。なお、この実施例では、測定側端末と被測定側端末とが同一平面上に存在すると想定している。そこで、二次元平面上において測定側端末に対する被測定側端末の相対位置を特定する事例について説明する。

（１サイクル目）測定側端末は、１サイクル目における現在位置Ｐ１を中心として、この時点で測定された被測定側端末との距離ｒ１を半径とする二次元平面上の距離円Ｒ１を形成する。この距離円Ｒ１の軌跡が、１サイクル目の時点で得られる被測定側端末の相対位置の候補となる。

（２サイクル目）次に、測定側端末は、２サイクル目における現在位置Ｐ２を中心として、この時点で測定された被測定側端末との距離ｒ２を半径とする距離円Ｒ２を、Ｒ１と同じ二次元平面上に形成する。このとき、Ｒ１とＲ２とが交差する２箇所の点Ｑ１，Ｑ２が、２サイクル目の時点で得られる被測定側端末の相対位置の候補となる。

（３サイクル目）次に、測定側端末は、３サイクル目における現在位置Ｐ３を中心として、この時点で測定された測定側端末との距離ｒ３を半径とする距離円Ｒ３を、Ｒ１，Ｒ２と同じ二次元平面上に形成する。このとき、２サイクル目までに得られた２箇所の相対値の候補Ｑ１，Ｑ２のうち、Ｒ３と重なる方のＱ１を、被測定側端末の相対位置として特定する。

なお、上記実施例は、測定側端末と被測定側端末とが同一平面上に存在することを前提としたものである。これとは別に、測定側端末と被測定側端末とが異なる高さに位置することを想定して、測定側端末に対する被測定側端末の相対位置を三次元的に測定するような構成であってもよい。具体的には、各測定サイクルにおいて、現在位置を中心として、被測定側端末との距離を半径とする距離球を三次元空間上に形成する。これを４サイクル分繰返し、各測定サイクルで得られた距離球の交点から、最終的な被測定側端末の相対位置を特定することで、被測定側端末の三次元的な相対位置を測定できる。

（第１実施形態の効果）第１実施形態の携帯通信端末１によれば、次の効果を奏する。一対の測定側端末と被測定側端末との間の無線通信を利用して測定される距離の時系列に基づいて、互いの相対位置を測定できる。このため、外部のインフラに頼らず、簡易な装置構成で対象物の位置測定を確実に行うことができる。

［相対位置特定処理（第２実施形態）の説明］
一対の携帯通信端末１において実行される相対位置特定処理（第２実施形態）の手順について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。この第２実施形態の相対位置特定処理では、上述の第１実施形態と同様に、車両に備えられた携帯通信端末１が測定側端末として動作するモードを選択し、歩行者に備えられた携帯通信端末１が被測定側端末として動作するモードを選択した状況を想定している。第２実施形態では、測定側端末及び被測定側端末それぞれの携帯通信端末１が、ＧＰＳ受信部１３を用いて自己の位置座標を取得することを要件としている。

なお、図６のフローチャートにおいては、図３のフローチャートと共通の手順について同一のステップ番号を付し、相違する手順のみ別のステップ番号を付している。以下の説明においては、図３の第１実施形態と相違する手順について主に記述する。

Ｓ２００〜Ｓ２０８については、第１実施形態（図３参照）と同様の手順である。Ｓ３１０では、被測定側端末は、ＧＰＳ受信部１３により測位された現在位置を表す位置情報を含む応答信号を、測定用信号の送信元の測定側端末に対して送信する。この応答信号には、測定用信号に含まれている測定側ＩＤ及び送信時刻に加え、被測定側ＩＤと位置情報とが含まれる。

次のＳ２１２〜Ｓ２１４については、第１実施形態（図３参照）と同様の手順である。Ｓ３１６では、測定側端末は、前回の測定サイクルまでに自己に対する被測定側端末の相対位置の候補を算出しているか否かを判定する。相対位置の候補が算出されていない場合（Ｓ３１６：ＮＯ）、測定側端末はＳ２１８に進む。Ｓ２１８では、測定側端末は、Ｓ２１４において算出された被測定側端末との距離に基づいて、被測定側端末の相対位置の候補を算出する。

一方、Ｓ３１６において相対位置の候補が算出されていると判定された場合（Ｓ３１６：ＹＥＳ）、測定側端末はＳ３２０に進む。Ｓ３２０では、測定側端末は、前回の測定サイクルまでに得られた相対位置の候補と、今回の測定サイクルにおいて得られた被測定側端末との距離と、応答信号に含まれるＧＰＳの位置情報とに基づいて、被測定側端末の相対位置を最終的に特定する。

上記Ｓ２１８及びＳ３２０の処理の具体例について、図７を参照しながら説明する。なお、この実施例では、測定側端末と被測定側端末とが同一平面上に存在すると想定している。そこで、二次元平面上において測定側端末に対する被測定側端末の相対位置を特定する事例について説明する。

（１サイクル目）測定側端末は、１サイクル目における現在位置Ｐ１を中心として、この時点で測定された被測定側端末との距離ｒ１を半径とする二次元平面上の距離円Ｒ１を形成する。この距離円Ｒ１の軌跡が、１サイクル目の時点で得られる被測定側端末の相対位置の候補となる。

（２サイクル目）次に、測定側端末は、２サイクル目における現在位置Ｐ２を中心として、この時点で測定された被測定側端末との距離ｒ２を半径とする距離円Ｒ２を、Ｒ１と同じ二次元平面上に形成する。このとき、Ｒ１とＲ２とが交差する２箇所の点Ｑ１，Ｑ２が、被測定側端末の相対位置の候補が得られる。さらに、２箇所の相対位置の候補Ｑ１，Ｑ２のうち、被測定側端末から受信した応答信号に含まれるＧＰＳの位置情報を基準とする範囲と重なる方のＱ１を、被測定側端末の相対位置として特定する。

（第２実施形態の効果）第２実施形態の携帯通信端末１によれば、次の効果を奏する。測定側端末が、被測定側端末で測位されたＧＰＳの位置情報を測定側端末が取得し、被測定端末の相対位置の算出に利用することで、図５に例示される第１実施形態よりも少ない測定サイクルで、被測定側端末の相対位置を特定できる。

［相対位置特定処理（第３実施形態）の説明］
一対の携帯通信端末１において実行される相対位置特定処理（第３実施形態）の手順について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。この第３実施形態の相対位置特定処理では、上述の第１，２実施形態とは異なり、測定側端末及び被測定側端末がそれぞれ車両に備えられている状況を想定している。また、測定側端末及び被測定側端末それぞれの携帯通信端末１が、ＧＰＳ受信部１３、又は慣性センサ１２と地磁気センサの組合せの少なくとも何れかを用いて、絶対方位を取得することを要件としている。

なお、図８のフローチャートにおいては、図３のフローチャートと共通の手順について同一のステップ番号を付し、相違する手順のみ別のステップ番号を付している。以下の説明においては、図３の第１実施形態と相違する手順について主に記述する。

Ｓ２００〜Ｓ２０８については、第１実施形態（図３参照）と同様の手順である。Ｓ４０９では、被測定側端末は、ＧＰＳ受信部１３、又は慣性センサ１２と地磁気センサの組合せの少なくとも何れかによる検出結果に基づいて、現在の速度ベクトルと絶対方位を取得する。Ｓ４１０では、被測定側端末は、Ｓ４０９で取得した速度ベクトル及び絶対方位を表す移動量情報を含む応答信号を、測定用信号の送信元の測定側端末に対して送信する。この応答信号には、測定用信号に含まれている測定側ＩＤ及び送信時刻に加え、被測定側ＩＤと移動量情報とが含まれる。

Ｓ２１２〜Ｓ２１６については、第１実施形態（図３参照）と同様の手順である。Ｓ２１６において相対位置の候補が２箇所に特定されていないと判定された場合（Ｓ２１６：ＮＯ）、測定側端末はＳ４１８に進む。Ｓ４１８では、測定側端末は、Ｓ２１４において算出された被測定側端末との距離に、被測定側端末から受信した応答信号に含まれる移動量情報を加味して、被測定側端末の相対位置の候補を算出する。

一方、Ｓ２１６において相対位置の候補が２箇所に特定されていると判定された場合（Ｓ２１６：ＹＥＳ）、測定側端末はＳ４２０に進む。Ｓ４２０では、測定側端末は、前回の測定サイクルまでに得られた２箇所の相対位置の候補と、今回の測定サイクルにおいて得られた被測定側端末との距離及び被測定側端末の移動量情報とに基づいて、被測定側端末の相対位置を最終的に特定する。

上記Ｓ４１８及びＳ４２０の処理について、図９を参照しながら説明を補足する。なお、この実施例では、測定側端末と被測定側端末とが同一平面上に存在すると想定している。そこで、二次元平面上において測定側端末に対する被測定側端末の相対位置を特定する事例について説明する。

測定側端末は、各測定サイクルにおいて、現在位置Ｐを中心として、この時点で測定された被測定側端末との距離ｒを半径として得られる二次元平面上の距離円Ｒに対して、被測定側端末の移動量情報に基づいて位置を補正した距離円Ｒ´を算出する。具体的には、被測定側端末の移動量情報で表される移動量（絶対方位＋速度ベクトル）に合わせて、距離円Ｒの位置をずらすことにより、距離円Ｒ´を算出する。これを３サイクルにわたって繰返し、各測定サイクルで得られた補正後の距離円Ｒ´の交点から、最終的な被測定側端末の相対位置を特定する。

（第３実施形態の効果）第３実施形態の携帯通信端末１によれば、次の効果を奏する。被測定側端末の移動量を表す情報を測定側端末が取得し、被測定側端末の相対位置の算出に加えることで、被測定側端末の動きを相対位置の測定に反映できる。これにより、被測定側端末が車両に備えられている場合のように、測定対象が速い速度で移動する状況において、被測定側端末の相対位置を精度よく特定できる。

［相対位置警告処理（第４実施形態、交通安全システム）の説明］
一対の携帯通信端末１において実行される相対位置警告処理（第４実施形態）の手順について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。この相対位置警告処理は、アプリケーション実行部１０が実施する交通安全システムのアプリケーションとして、上述の相対位置特定処理（第１〜３実施形態）による被測定側端末の相対位置の測定結果を用いて実行される。

この相対位置警告処理では、車両に備えられた携帯通信端末１が測定側端末として動作するモードを選択し、歩行者又は測定側端末とは別の車両に備えられた携帯通信端末１が被測定側端末として動作するモードを選択した状況を想定している。

Ｓ５００では、測定側端末は、上述の相対位置特定処理により複数回測定された被測定側端末の相対位置の時系列から、自己に対する被測定側端末の相対移動ベクトルを算出する。この相対移動ベクトルは、自己に対する被測定側端末の相対的な移動方向と移動量とを表すベクトル量である。Ｓ５０２では、測定側端末は、Ｓ５００で算出した相対移動ベクトルと自己の速度ベクトルとが、所定の警告条件に該当するか否かを判定する。ここでは、例えば、被測定側端末の相対移動ベクトルと自己の速度ベクトルとが、規定時間以内に重なったり過接近する場合、警告条件に該当すると判定する。

警告条件に該当しない場合（Ｓ５０２：ＮＯ）、測定側端末は本処理の最初に戻る。一方、警告条件に該当する場合（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、測定側端末はＳ５０４に進む。Ｓ５０４では、測定側端末は、被測定側端末を備える対象物（歩行者や他車両）との接近を警告する旨の情報を、提示制御部１９を介してスピーカ２０や、ディスプレイ２１、バイブレータ２２から出力させる。

Ｓ５０６では、測定側端末は、測定側端末を備える車両との接近を警告する旨の警告情報を、無線通信部１７を介して被測定側端末に対して送信する。Ｓ５０８では、被測定側端末は、測定側端末から送信された警告情報を受信する。Ｓ５１０では、被測定側端末は、受信した警告情報を、提示制御部１９を介してスピーカ２０や、ディスプレイ２１、バイブレータ２２から出力させる。

（第４実施形態の効果）第４実施形態の携帯通信端末１によれば、次の効果を奏する。車両が備える測定側端末と、歩行者や他の車両が備える被測定側端末との相対位置の測定結果に基づいて、測定側端末及び被測定側端末双方のユーザに対して、過接近を警告できる。これにより、一対の携帯通信端末１からなる簡易な構成で、交通安全システムを実現できる。

［相対位置特定処理の応用例（第５実施形態、カーファインダー）の説明］
一対の携帯通信端末１において実行される相対位置特定処理の応用例（第５実施形態、カーファインダー）の手順について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。この処理は、アプリケーション実行部１０が実施するカーファインダーのアプリケーションとして実行される処理である。この第５実施形態では、駐車車両の所有者に備えられた携帯通信端末１が測定側端末として動作するモードを選択し、駐車車両に備えられた携帯通信端末１が被測定側端末として動作するモードを選択した状況を想定している。また、この第５実施形態では、測定側端末と被測定側端末とが異なる高さに位置することを想定して、測定側端末に対する被測定側端末の相対位置を三次元的に測定する。

なお、図１１のフローチャートにおいては、図３のフローチャートと共通の手順について同一のステップ番号を付し、相違する手順のみ別のステップ番号を付している。以下の説明においては、図３の第１実施形態と相違する手順について主に記述する。

Ｓ２００〜Ｓ２１４については、第１実施形態（図３参照）と同様の手順である。Ｓ６１６では、測定側端末は、前回の測定サイクルまでに自己に対する被測定側端末の相対位置の候補が、３箇所に特定されているか否かを判定する。相対位置の候補が３箇所に特定されていない場合（Ｓ３１６：ＮＯ）、測定側端末はＳ６１８に進む。Ｓ６１８では、測定側端末は、Ｓ２１４において算出された被測定側端末との距離に基づいて、自己に対する被測定側端末の相対位置の候補を算出する。

一方、Ｓ６１６において相対位置の候補が３箇所に特定されていると判定された場合（Ｓ６１６：ＹＥＳ）、測定側端末はＳ６２０に進む。Ｓ６２０では、測定側端末は、前回の測定サイクルまでに得られた３箇所の相対位置の候補と、今回の測定サイクルにおいて得られた被測定側端末との距離とに基づいて、自己に対する被測定側端末の相対位置を最終的に特定する。上述のＳ６１８及びＳ６２０では、現在位置を中心として、被測定側端末との距離を半径とする距離球を三次元空間上に形成する。これを４サイクル分繰返し、各測定サイクルで得られた距離球の交点から、最終的な被測定側端末の相対位置を特定する。

Ｓ６２２では、測定側端末は、Ｓ６２０で特定した被測定端末（すなわち、駐車車両）の相対位置を表す情報（例えば、距離、方向、高低差）を、提示制御部１９を介してディスプレイ２１に表示させる。

（第５実施形態の効果）第５実施形態の携帯通信端末１によれば、次の効果を奏する。一対の携帯通信端末１からなる簡易な構成で、駐車場に停めた車両を発見することのできるカーファインダーを実現できる。特に、被測定側端末の三次元的な相対位置を測定することで、立体駐車場等の高低差のある施設内における駐車車両の発見に有効である。

［相対位置特定処理の応用例（第６実施形態、迷子探し）の説明］
一対の携帯通信端末１において実行される相対位置特定処理の応用例（第６実施形態、迷子探し）の手順について、図１２のフローチャートを参照しながら説明する。この処理は、アプリケーション実行部１０が実施する迷子探しのアプリケーションとして実行される処理である。この第６実施形態では、迷子探しの対象となる子供に備えられた携帯通信端末１が測定側端末として動作するモードを選択し、子供の保護者に備えられた携帯通信端末１が被測定側端末として動作するモードを選択した状況を想定している。

なお、図１２のフローチャートにおいては、図３のフローチャートと共通の手順について同一のステップ番号を付し、相違する手順のみ別のステップ番号を付している。以下の説明においては、図３の第１実施形態と相違する手順について主に記述する。

Ｓ２００〜Ｓ２２０については、第１実施形態（図３参照）と同様の手順である。Ｓ７２２では、測定側端末は、Ｓ２２０で特定した相対位置を表す相対位置情報（例えば、距離、方向）を、無線通信部１７を介して被測定側端末に送信する。

Ｓ７２４では、被測定側端末は、測定側端末から送信された相対位置情報を受信する。Ｓ７２６では、被測定側端末は、Ｓ７２４で受信した相対位置情報に基づいて、測定側端末の相対位置を表す情報（例えば、距離、方向）を、提示制御部１９を介してディスプレイ２１に表示させる。

（第６実施形態の効果）第６実施形態の携帯通信端末１によれば、次の効果を奏する。一対の携帯通信端末１からなる簡易な構成で、迷子探しのアプリケーションを実現できる。特に、発見対象となる子供が測定側端末を備えるように構成したことで、迷子になった子供が活発に動き回っていても、被測定側端末を備える保護者が静止した状態で相対位置の測定が行われることで、確実に子供の位置を特定できる。

１…携帯通信端末、１０…アプリケーション実行部、１１…相対位置特定部、１２…慣性センサ、１３…ＧＰＳ受信部、１４…地磁気センサ、１５…歩車判別部、１６…測定部、１７…無線通信部、１８…測距部、１９…提示制御部、２０…スピーカ、２１…ディスプレイ、２２…バイブレータ。

Claims (10)

1. 移動体に備えられる相対位置測定装置であって、
   無線通信により測定用信号を送信する測定信号送信手段（１７，Ｓ２０６）と、
   前記測定信号送信手段により送信された測定用信号を受信した被測定側端末によって、前記測定用信号に対する応答として送信された応答信号を受信する応答信号受信手段（１７，Ｓ２１２）と、
   前記応答信号受信手段により受信された応答信号に基づいて、自己と前記被測定側端末との間の距離を測定する測距手段（１８，Ｓ２１４）と、
   自己の位置を測定する測位手段（１６，Ｓ２０４）と、
   前記測距手段による距離及び前記測位手段による位置に関する測定結果の時系列を用いて、自己に対する前記被測定側端末の相対位置を特定する位置特定手段（１１，Ｓ２１８，Ｓ２２０）と、
   測定側端末から送信された測定用信号を受信する測定信号受信手段（１７，Ｓ２０８）と、
   前記測定信号受信手段により受信された測定用信号に対応する応答信号を、無線通信により送信する応答信号送信手段（１７，Ｓ２１０）と、
   測定側端末として機能するか、被測定側端末として機能するかを、前記移動体の動きに応じて決定する機能決定手段（１０，１００）とを備え、
   前記機能決定手段により測定側端末として機能すると決定された場合、前記測定信号送信手段、前記応答信号受信手段、前記測距手段、前記測位手段、及び前記位置特定手段による各処理を実行し、
   前記機能決定手段により被測定側端末として機能すると決定された場合、前記測定信号受信手段及び前記応答信号送信手段による各処理を実行すること、
   を特徴とする相対位置測定装置。
2. 請求項１に記載の相対位置測定装置において、
   前記応答信号受信手段により受信される応答信号には、送信元の前記被測定側端末の位置座標を表す位置情報が含まれており、
   前記位置特定手段は、前記測距手段による距離及び前記測位手段による位置に関する測定結果の時系列に基づいて得られる前記被測定側端末の相対位置の候補と、前記応答信号に含まれる位置情報で表される位置座標とに基づいて、前記被測定側端末の相対位置を特定すること、
   を特徴とする相対位置測定装置。
3. 請求項１に記載の相対位置測定装置において、
   前記応答信号受信手段により受信される応答信号には、送信元の前記被測定側端末の移動量を表す移動情報が含まれており、
   前記位置特定手段は、前記測距手段による距離及び前記測位手段による位置に関する測定結果の時系列に加え、前記応答信号に含まれる移動情報で表される前記被測定側端末の移動量を算入して、前記被測定側端末の相対位置を特定すること、
   を特徴とする相対位置測定装置。
4. 請求項３に記載の相対位置測定装置において、
   自己の移動量を測定する移動量測定手段（１６，Ｓ４０９）を備え、
   前記機能決定手段により被測定側端末として機能すると決定された場合、前記応答信号送信手段は、前記移動量測定手段により測定された移動量を表す移動情報を含む応答信号を送信すること、
   を特徴とする相対位置測定装置。
5. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の相対位置測定装置において、
   自己の移動速度を測定する速度測定手段（１６）を備え、
   前記速度測定手段により測定された移動速度に応じて、前記測定信号送信手段、前記応答信号受信手段、前記測距手段、前記測位手段、及び前記位置特定手段による一連の処理を実行する周期を変更すること、
   を特徴とする相対位置測定装置。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の相対位置測定装置において、
   前記位置特定手段による前記被測定側端末の相対位置の特定結果に基づいて、警報の要否を判断する警報判断手段（１０，Ｓ５０２）と、
   前記警報判断手段により警報を要すると判断された場合、警報を出力する警報出力手段（１９，Ｓ５０４）と、
   前記警報判断手段により警報を要すると判断された場合、前記被測定側端末に対して警報を通知する警報通知手段（１７，Ｓ５０６）と、
   を備えることを特徴とする相対位置測定装置。
7. 請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の相対位置測定装置において、
   前記位置特定手段により特定された前記被測定側端末の相対位置を表す相対位置情報を、ユーザに対して提示する測定側提示手段（１９，Ｓ６２２）を備えること、
   を特徴とする相対位置測定装置。
8. 請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の相対位置測定装置において、
   前記位置特定手段により特定された前記被測定側端末の相対位置を表す相対位置情報を、前記被測定側端末に送信する位置情報送信手段（１７，Ｓ７２２）を備えること、
   を特徴とする相対位置測定装置。
9. 請求項８に記載の相対位置測定装置において、
   被測定側端末として機能しているときに、前記測定側端末から送信された相対位置情報を受信する位置情報受信手段（１７，Ｓ７２４）と、
   前記位置情報受信手段により受信された相対位置情報を、ユーザに対して提示する被測定側提示手段（１９，Ｓ７２６）と、
   を備えることを特徴とする相対位置測定装置。
10. 無線通信により測定用信号を送信する測定信号送信手順（Ｓ２０６）と、
    前記測定信号送信手順において送信された測定用信号を受信した被測定側端末によって、前記測定用信号に対する応答として送信された応答信号を受信する応答信号受信手順（Ｓ２１２）と、
    前記応答信号受信手順において受信された応答信号に基づいて、自己と前記被測定側端末との間の距離を測定する測距手順（Ｓ２１４）と、
    自己の位置を測定する測位手順（Ｓ２０４）と、
    前記測距手順における距離及び前記測位手順における位置に関する測定結果の時系列を用いて、自己に対する前記被測定側端末の相対位置を特定する位置特定手順（Ｓ２１８，Ｓ２２０）と、
    測定側端末から送信された測定用信号を受信する測定信号受信手順（Ｓ２０６）と、
    前記測定信号受信手順において受信された測定用信号に対応する応答信号を、無線通信により送信する応答信号送信手順（Ｓ２１０）と、
    測定側端末として機能するか、被測定側端末として機能するかを、自己を備える移動体の動きに応じて決定する機能決定手順（Ｓ１００）とを有し、
    前記機能決定手順において測定側端末として機能すると決定された場合、前記測定信号送信手順、前記応答信号受信手順、前記測距手順、前記測位手順、及び前記位置特定手順をコンピュータに実行させ、
    前記機能決定手順において被測定側端末として機能すると決定された場合、前記測定信号受信手順及び前記応答信号送信手順を前記コンピュータに実行させること、
    を特徴とするプログラム。

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