JP6634775B2 - 携帯端末装置、位置探索方法及び位置探索プログラム - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末装置、位置探索方法及び位置探索プログラムに関する。

従来、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信技術を用いて、携帯端末装置から物品までの距離を推定する技術が知られている。具体的には、電波を発信するビーコンが物品に取り付けられ、例えばユーザが所持する携帯端末装置などによって、ビーコンから発信される電波が受信される。そして、携帯端末装置は、受信した電波の電波強度に基づいて、携帯端末装置からビーコンまでの距離を推定する。

また、物品の位置を探索するために、ビーコンから発信される電波の到来方向を推定することも考えられている。すなわち、例えば指向性を切り替え可能なアンテナを備える探知機が、アンテナの指向性を切り替えながら電波を受信し、電波強度の変化に基づいて電波の到来方向を推定する。これにより、ビーコンが存在する位置までの距離と方向が推定されるため、ビーコンが取り付けられた物品の位置を特定することが可能となる。

特開２０１４−９９８５７号公報 特開２００５−２０７８３７号公報 特開２００４−３３４４３９号公報

しかしながら、例えばスマートフォンなどのように一般に普及した携帯端末装置によって、物品の位置を探索するのは困難であるという問題がある。すなわち、スマートフォンなどの携帯端末装置を用いる場合には、比較的容易にビーコンまでの距離を推定することができる一方、ビーコンの方向を推定することは困難である。なぜならば、スマートフォンなどの携帯端末装置は、通常は指向性を切り替える機能を有しておらず、ビーコンから発信される電波の到来方向を推定することが困難だからである。

したがって、無線通信技術を用いて物品の位置を探索するためには、指向性を切り替え可能なアンテナを搭載する特殊な探知機などが用いられ、利便性の低下やコストの増大が引き起こされることがある。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、簡便かつ低コストで物品の位置を探索することができる携帯端末装置、位置探索方法及び位置探索プログラムを提供することを目的とする。

本願が開示する携帯端末装置は、１つの態様において、所定の識別情報を含む無線信号を繰り返し受信する受信アンテナと、前記受信アンテナによって前記無線信号が受信されたときの自装置の向きを検出するセンサと、前記センサによって複数の異なる向きが検出された際に、それぞれの向きにおいて前記受信アンテナによって受信された前記無線信号の電波強度に基づいて、前記無線信号の到来方向を推定する制御部とを有し、前記制御部は、前記センサによって検出された複数の向きを所定の角度幅の範囲で分割し、それぞれの範囲において前記無線信号の電波強度の平均値を算出して平均値が最大となる範囲を識別する１つの角度を記憶することを前記範囲の方向をずらしながら繰り返し、記憶された角度の中央値に対応する向きを前記無線信号の到来方向と推定する。

本願が開示する携帯端末装置、位置探索方法及び位置探索プログラムの１つの態様によれば、簡便かつ低コストで物品の位置を探索することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る携帯端末装置の構成を示すブロック図である。 図２は、ＣＰＵの機能を示すブロック図である。 図３は、ビーコン検出リストの具体例を示す図である。 図４は、実施の形態１に係る位置探索処理を示すフロー図である。 図５は、表示画面の具体例を示す図である。 図６は、結果表示画面の具体例を示す図である。 図７は、実施の形態２に係る方向推定処理を示すフロー図である。 図８は、実施の形態２に係る方向推定の具体例を示す図である。 図９は、実施の形態２に係る方向推定を説明する図である。

以下、本願が開示する携帯端末装置、位置探索方法及び位置探索プログラムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る携帯端末装置１００の構成を示すブロック図である。この携帯端末装置１００は、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）のアドバタイズ送信をするビーコンが取り付けられた物品の位置を探索する。すなわち、探索対象の物品には、ＢＬＥの規格に従った信号を送信するビーコンがあらかじめ取り付けられている。そして、物品に取り付けられたビーコンは、自身の識別情報であるビーコンＩＤを含む無線信号を所定周期で繰り返し送信する。また、ビーコンを識別するビーコンＩＤと物品の名称との対応関係は既知であるものとし、ビーコンＩＤからビーコンが取り付けられた物品の名称などが一意に特定可能であるものとする。

図１に示す携帯端末装置１００は、ＢＬＥモジュール１１０、地磁気センサ１２０、ディスプレイ１３０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５０及びＲＯＭ（Read Only Memory）１６０を有する。

ＢＬＥモジュール１１０は、ＢＬＥの規格に従った信号を受信可能なモジュールである。ＢＬＥモジュール１１０は、ビーコンから送信される信号をアンテナを介して繰り返し受信し、受信信号に含まれるビーコンＩＤと受信信号の電波強度とを示すビーコン情報をＣＰＵ１４０へ出力する。携帯端末装置１００は、通常ユーザの正面に保持されて使用されるため、ユーザの背後にあるビーコンから送信される信号は、ユーザの人体によって遮蔽される。このため、ＢＬＥモジュール１１０がユーザの背後にあるビーコンから受信する信号の電波強度は、ユーザの前方にあるビーコンから受信する信号の電波強度と比較して小さくなる。すなわち、ＢＬＥモジュール１１０は、ユーザの背後よりもユーザの前方に対して感度が良好となる。

地磁気センサ１２０は、例えば三軸の地磁気センサであり、地磁気を検知して磁北の方向を取得する。そして、地磁気センサ１２０は、磁北の方向を示す地磁気情報をＣＰＵ１４０へ出力する。なお、本実施の形態においては、携帯端末装置１００の向きを検出するセンサの例として地磁気センサ１２０が用いられるが、ユーザが携帯端末装置１００を持った状態での携帯端末装置１００の水平方向の回転角度が検出可能であれば、地磁気センサ１２０以外のセンサが用いられても良い。このように携帯端末装置１００の向きを検出するセンサの例としては、例えば携帯端末装置１００の角速度を検出するジャイロセンサや、加速度を検出する加速度センサなどが挙げられる。

ディスプレイ１３０は、例えば液晶パネルなどを備え、種々の情報を表示する。具体的には、ディスプレイ１３０は、例えばＣＰＵ１４０から出力される表示情報を表示する。図１においては図示を省略したが、ディスプレイ１３０は、ユーザによるタッチを検知するタッチパネルなどと重ねて配置されていても良い。

ＣＰＵ１４０は、ＲＡＭ１５０及びＲＯＭ１６０に記憶されるデータを利用しながら、種々の処理を実行し、携帯端末装置１００全体を統括制御する。具体的には、ＣＰＵ１４０は、ＢＬＥモジュール１１０から出力されるビーコン情報と地磁気センサ１２０から出力される地磁気情報とに基づいて、ビーコンが取り付けられた物品の方向とこの物品までの距離とを推定する。そして、ＣＰＵ１４０は、推定した方向と距離によって示される物品の位置をディスプレイ１３０に表示させる。なお、ＣＰＵ１４０の機能については、後に詳述する。

ＲＡＭ１５０は、ＣＰＵ１４０による読み出し及び書き込みが可能なメモリであり、ＣＰＵ１４０によって書き込まれるデータを一時的に記憶する。

ＲＯＭ１６０は、ＣＰＵ１４０による読み出しが可能なメモリであり、例えば携帯端末装置１００の工場出荷時に書き込まれるデータを記憶する。

図２は、ＣＰＵ１４０の機能を示すブロック図である。図２に示すＣＰＵ１４０は、電波強度取得部１４１、端末方位算出部１４２、データ登録部１４３、データ判定部１４４、方向推定部１４５、距離推定部１４６及び表示制御部１４７を有する。これらの各処理部は、ソフトウェアによって実現されても良いし、ハードウェアによって実現されても良い。

電波強度取得部１４１は、ＢＬＥモジュール１１０から出力されるビーコン情報を取得し、ビーコン情報から、ＢＬＥモジュール１１０によって受信された信号の電波強度を取得する。そして、電波強度取得部１４１は、ビーコン情報に含まれるビーコンＩＤとともに、取得した電波強度を端末方位算出部１４２へ出力する。

端末方位算出部１４２は、地磁気センサ１２０から出力される地磁気情報に基づいて、携帯端末装置１００が向いている方位（以下「端末方位」という）を算出する。このとき、端末方位算出部１４２は、例えば携帯端末装置１００が備える加速度センサなどを用いて重力の方向を特定し、地磁気情報から得られる磁北の方向と重力の方向とから端末方位を算出しても良い。そして、端末方位算出部１４２は、算出した端末方位を電波強度取得部１４１から入力されたビーコンＩＤ及び電波強度とともにデータ登録部１４３へ出力する。

なお、上述したように、携帯端末装置１００の向きを検出するセンサとしては、必ずしも地磁気センサ１２０が用いられなくても良い。携帯端末装置１００の向きを検出するセンサとして他のセンサが用いられる場合には、初回に検出される携帯端末装置１００の向きを０°とした相対的な向きを端末方位としても良い。

データ登録部１４３は、端末方位算出部１４２から入力されるビーコンＩＤ、電波強度及び端末方位を互いに対応付けたデータを生成し、ＲＡＭ１５０に記憶されたビーコン検出リストに登録する。すなわち、電波強度取得部１４１及び端末方位算出部１４２は、ビーコンから送信された信号が受信されるたびに、電波強度を取得して端末方位を算出するため、データ登録部１４３は、信号が受信されるたびに、ビーコンＩＤに対応するデータを生成する。

データ登録部１４３は、それぞれのビーコンＩＤに対応付けて、電波強度及び端末方位を保持するビーコン検出リストにデータを登録する。具体的には、ビーコン検出リストは、例えば図３に示すようなリストである。すなわち、図３に示すように、それぞれのビーコンＩＤに対応付けて、受信時刻、端末方位及び電波強度が記憶される。受信時刻は、ビーコンから送信された信号がＢＬＥモジュール１１０によって受信された日時を示す。端末方位は、端末方位算出部１４２によって算出された端末方位であり、信号受信時の携帯端末装置１００の向きを、磁北を０°とした方位角によって示す。電波強度は、電波強度取得部１４１によって取得された電波強度であり、受信された信号の電波強度を示す。このようなビーコン検出リストには、ビーコンからの信号が受信されるたびに、対応するデータが登録される。

図２に戻って、データ判定部１４４は、データ登録部１４３によってＲＡＭ１５０のビーコン検出リストにデータが登録されると、探索対象となっている物品に取り付けられたビーコンに関して、十分なデータがビーコン検出リストに登録されたか否かを判定する。具体的には、データ判定部１４４は、探索対象となっている物品に取り付けられたビーコンのビーコンＩＤに対応するデータをすべて参照し、０°〜３６０°の端末方位が網羅されているか否かを判定する。

すなわち、データ判定部１４４は、例えば対象となるビーコンＩＤに対応する端末方位を昇順にソートし、最小値が０°から所定範囲内にあり、かつ、最大値が３６０°から所定範囲内にあるか否かを判定する。さらに、データ判定部１４４は、昇順にソートされた各端末方位の間隔が例えば１５°以上空いているか否かを判定する。そして、データ判定部１４４は、端末方位の最小値及び最大値がそれぞれ０°及び３６０°から所定範囲内にあり、かつ、すべての端末方位の間隔が１５°未満である場合に、全端末方位が網羅されていると判定する。

また、データ判定部１４４は、全端末方位が網羅されていない場合には、その旨を表示制御部１４７へ通知する。一方、データ判定部１４４は、全端末方位が網羅されている場合には、その旨を方向推定部１４５へ通知する。

方向推定部１４５は、ビーコン検出リストにおいて全端末方位が網羅されたことがデータ判定部１４４から通知されると、ビーコン検出リストに記憶されたデータを用いてビーコンが位置する方向を推定する。具体的には、方向推定部１４５は、探索対象となっている物品に取り付けられたビーコンのビーコンＩＤに対応する端末方位のうち、最大の電波強度に対応する端末方位がビーコンの方向であると推定する。

上述したように、ユーザの背後にあるビーコンから送信される信号は、ユーザの人体によって遮蔽されるため、ユーザの背後にあるビーコンから受信される信号の電波強度は、ユーザの前方にあるビーコンから受信される信号の電波強度と比較して小さくなる。換言すれば、電波強度が大きいときには、ユーザ前方の携帯端末装置１００が向いている方向にビーコンが位置すると推定することが可能である。そこで、方向推定部１４５は、電波強度が最大となる端末方位がビーコンの方向であると推定する。

距離推定部１４６は、方向推定部１４５によってビーコンの方向が推定されると、方向の推定に用いられた電波強度に基づいて、ビーコンまでの距離を推定する。すなわち、距離推定部１４６は、探索対象となっている物品に取り付けられたビーコンのビーコンＩＤに対応する電波強度の最大値が、信号送信時の電波強度からどれだけ減衰しているかに基づいてビーコンまでの距離を推定する。なお、信号送信時の電波強度や、単位距離当たりの電波の減衰量などの情報は、ビーコンから送信される信号のヘッダに記憶されていても良いし、あらかじめ測定した測定結果から求められても良い。

表示制御部１４７は、ビーコン検出リストにおいて全端末方位が網羅されていないことがデータ判定部１４４から通知されると、ユーザに対して携帯端末装置１００を持ったまま向きを変えるように指示する表示情報をディスプレイ１３０に表示させる。このとき、表示制御部１４７は、携帯端末装置１００を持ったままその場で周るように指示する表示情報をディスプレイ１３０に表示させても良い。また、表示制御部１４７は、網羅されていない端末方位へ向くように指示する表示情報をディスプレイ１３０に表示させても良い。なお、表示制御部１４７は、物品の位置を探索する処理が開始される際にも、携帯端末装置１００を持ったまま向きを変えるようにユーザに指示する表示情報をディスプレイ１３０に表示させる。

一方、表示制御部１４７は、ビーコン検出リストにおいて全端末方位が網羅されており、方向推定部１４５及び距離推定部１４６によってビーコンの位置が推定された場合、推定結果を示す表示情報をディスプレイ１３０に表示させる。具体的には、表示制御部１４７は、例えば携帯端末装置１００の位置を中心とした同心円とビーコンの位置を示す所定のシンボルとを含む表示情報をディスプレイ１３０に表示させる。また、表示制御部１４７は、例えばビーコンまでの距離と方向を示すメッセージを含む表示情報をディスプレイ１３０に表示させても良い。

次いで、上記のように構成された携帯端末装置１００による物品の位置探索処理について、図４に示すフロー図を参照しながら説明する。

位置探索処理は、ユーザが携帯端末装置１００のタッチパネルやキーボードを用いて所定の操作を実行した場合に開始される。このとき、ユーザは、例えば特定の物品を指定して位置探索処理を開始する操作をしても良いし、物品を指定せずに周辺にある物品の位置探索処理を開始する操作をしても良い。特定の物品を指定する場合には、物品と物品に取り付けられたビーコンとの対応関係が既知であるため、この対応関係に従って、特定のビーコンＩＤを有するビーコンを探索することとなる。以下では、このように特定のビーコンＩＤを有するビーコンを探索する場合を例に挙げて説明する。

ユーザが特定のビーコンＩＤを指定してビーコンの位置探索処理を開始する操作を行うと、表示制御部１４７による制御に従って、携帯端末装置１００を持ったまま動作するようにユーザに指示する表示情報がディスプレイ１３０に表示される（ステップＳ１０１）。具体的には、携帯端末装置１００を持ったまま向きを変えるようにユーザに指示する表示情報がディスプレイ１３０に表示される。したがって、ディスプレイ１３０には、例えば図５に示す表示画面２１０のように、携帯端末装置１００を持ったままゆっくり周る旨の指示が表示される。

この指示を受け、ユーザは、携帯端末装置１００を持ったまま向きを変える。この結果、携帯端末装置１００は方向を変化させながら、指定されたビーコンＩＤを有するビーコンから送信された信号が受信されるのを待機する（ステップＳ１０２）。このとき、ビーコンの位置がユーザの前方となる間は、ＢＬＥモジュール１１０によって受信される信号の電波強度が比較的大きくなる。一方、ビーコンの位置がユーザの背後となる間は、ビーコンから送信された信号がユーザの人体によって遮蔽されるため、ＢＬＥモジュール１１０によって受信される信号の電波強度が比較的小さくなる。

そこで、ＢＬＥモジュール１１０によって、指定されたビーコンＩＤを有するビーコンからの信号が受信されると（ステップＳ１０２Ｙｅｓ）、ビーコンＩＤと受信信号の電波強度を含むビーコン情報がＣＰＵ１４０の電波強度取得部１４１へ出力される。そして、電波強度取得部１４１によって、ビーコン情報からビーコンＩＤと電波強度が取得される（ステップＳ１０３）。ビーコンＩＤと電波強度は、端末方位算出部１４２へ出力される。

ビーコンＩＤと電波強度が端末方位算出部１４２へ入力されると、端末方位算出部１４２によって、磁北の方向を示す地磁気情報が地磁気センサ１２０から取得される。そして、端末方位算出部１４２によって、地磁気情報と図示しない加速度センサなどのセンサ値とから、ビーコンからの信号受信時に携帯端末装置１００が向いている方位（端末方位）が算出される（ステップＳ１０４）。

算出された端末方位は、ビーコンＩＤ及び電波強度とともにデータ登録部１４３へ出力され、データ登録部１４３によって、ビーコンＩＤに電波強度及び端末方位が対応付けられたデータが生成される。そして、データ登録部１４３によって、生成されたデータが、ＲＡＭ１５０に保持されたビーコン検出リストに登録される（ステップＳ１０５）。このとき、ビーコン検出リストには、信号が受信された受信時刻も登録される。

データ登録部１４３によってビーコン検出リストにデータが登録されると、データ判定部１４４によって、指定されたビーコンＩＤを有するビーコンの位置を探索するのに十分なデータがビーコン検出リストに登録済みであるか否かが判定される（ステップＳ１０６）。すなわち、満遍なく全方位に関する電波強度がビーコン検出リストに登録済みであるか否かが判定される。具体的には、データ判定部１４４によって、例えば指定されたビーコンＩＤに対応するデータの端末方位がすべてビーコン検出リストから読み出され、昇順にソートされる。そして、端末方位の最小値が０°から所定範囲内にあり、かつ、端末方位の最大値が３６０°から所定範囲内にあるか否かが判定される。また、昇順にソートされた各端末方位の間隔が例えば１５°以上空いているか否かが判定される。

これらの判定の結果、端末方位の最小値及び最大値がそれぞれ０°及び３６０°から所定範囲内にあり、かつ、すべての端末方位の間隔が１５°未満である場合、データ判定部１４４によって、全端末方位が網羅されていると判定される。一方、端末方位の最小値又は最大値が０°又は３６０°から所定範囲内になかったり、いずれかの端末方位の間隔が１５°以上空いていたりする場合、データ判定部１４４によって、全端末方位が網羅されていないと判定される。

全端末方位が網羅されていない場合には、ビーコンの位置を探索することが困難であるため（ステップＳ１０６Ｎｏ）、表示制御部１４７による制御に従って、引き続き図５の表示画面２１０のような指示がディスプレイ１３０に表示される。これにより、ユーザが携帯端末装置１００を持ったまま向きを変え、新たな端末方位でビーコンからの信号が受信されることにより、ビーコン検出リストに新たなデータが登録される。

そして、ビーコン検出リストにおいて全端末方位が網羅され、ビーコンの位置を探索することが可能となると（ステップＳ１０６Ｙｅｓ）、表示制御部１４７による制御に従って、ユーザに動作の停止を指示する表示情報がディスプレイ１３０に表示される（ステップＳ１０７）。具体的には、ディスプレイ１３０において、例えば図５に示す表示画面２１０が消えて、代わりに表示画面２２０のように、ビーコンの探索が完了した旨のメッセージが表示される。

このような表示とともに、方向推定部１４５によってビーコン検出リストが参照され、ビーコンが位置する方向が推定される（ステップＳ１０８）。すなわち、方向推定部１４５によって、ユーザが指定するビーコンＩＤに対応するすべての電波強度が参照され、最大の電波強度が選択される。そして、最大の電波強度に対応する端末方位がビーコンの方向であると推定される。上述したように、ビーコンがユーザの前方にある場合は、ユーザの人体によってビーコンから送信される信号が遮蔽されることがなく、ＢＬＥモジュール１１０によって受信される信号の電波強度が比較的大きくなる。このため、電波強度が最も大きくなる端末方位にビーコンが位置すると推定することが可能である。

ビーコンの方向が推定された後、距離推定部１４６によって、ビーコンの方向の推定に用いられた最大の電波強度に基づいて、携帯端末装置１００からビーコンまでの距離が推定される（ステップＳ１０９）。すなわち、距離推定部１４６によって、電波強度の最大値が、信号送信時の電波強度からどれだけ減衰しているかに基づいてビーコンまでの距離が推定される。このとき、距離推定部１４６によって、信号送信時の電波強度や、単位距離当たりの電波の減衰量などの情報が用いられる。これらの情報は、ビーコンから送信される信号のヘッダに記憶されていても良いし、あらかじめ測定した測定結果から求められても良い。

方向推定部１４５によって推定されたビーコンの方向と、距離推定部１４６によって推定されたビーコンまでの距離とは、表示制御部１４７へ通知される。そして、表示制御部１４７によって、ビーコンの位置を示す結果表示画面が生成され、生成された結果表示画面がディスプレイ１３０に表示される（ステップＳ１１０）。

結果表示画面は、例えば図６に示す表示画面２３０のように、携帯端末装置１００の位置を中心とした同心円上にビーコンの位置を示す所定のシンボル２３１が表示されるものであっても良い。表示画面２３０においては、各同心円によって携帯端末装置１００からの距離が示されているとともに、東西南北の方位が示されている。この表示画面２３０においては、ビーコンの位置を示すシンボル２３１がビーコンＩＤに対応する形状や色を有するものであっても良い。すなわち、異なるビーコンＩＤのビーコンについては、異なるシンボルによって位置が表示されるようにしても良い。また、表示画面２３０においては、例えば磁北が表示画面２３０の上になるように絶対的な方位が示されても良く、現在の携帯端末装置１００の方向が表示画面２３０の上になるように相対的な方位が示されても良い。

また、結果表示画面は、例えば図６に示す表示画面２４０のように、テキスト形式でビーコンの位置が表示されるものであっても良い。表示画面２４０においては、ユーザが指定したビーコンＩＤに対応する物品が、携帯端末装置１００の現在位置からどの方向へどれだけの距離進んだ位置にあるかが示されている。すなわち、表示画面２４０においては、ユーザが指定したビーコンＩＤに対応する物品が「折り畳み傘」であった場合の例が示されている。

以上のように、本実施の形態によれば、携帯端末装置は、物品に取り付けられたビーコンから送信される信号を、複数の異なる端末方位において受信し、それぞれの端末方位における受信信号の電波強度を記憶する。そして、電波強度が最大となる端末方位がビーコンの方向であると推定し、この電波強度に基づいてビーコンまでの距離を推定する。このため、携帯端末装置を持つユーザの人体によってビーコンから送信される信号が遮蔽されることを利用して、無指向性のアンテナによるビーコンの位置の特定が可能となる。結果として、簡便かつ低コストで物品の位置を探索することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、ビーコンの方向の推定において、電波強度が比較的大きくなる範囲を特定し、特定された範囲の中央の方向にビーコンが位置すると推定する点である。

実施の形態２に係る携帯端末装置の構成は、実施の形態１に係る携帯端末装置１００（図１、２）と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態２においては、方向推定部１４５によるビーコンの方向の推定処理が実施の形態１とは異なる。

以下、実施の形態２に係る方向推定処理について、図７に示すフロー図を参照しながら説明する。図７は、実施の形態２に係る方向推定処理を示すフロー図であり、主に方向推定部１４５によって実行される処理を示している。

データ判定部１４４によって、ビーコン検出リストにおいて全端末方位が網羅されていると判定されると、方向推定部１４５によって、変数ｎが０に設定される（ステップＳ２０１）。この変数ｎは、ビーコンの方向を推定するための所定範囲の始点の方位を示す。

そして、方向推定部１４５によって、始点をｎ°として始点から１８０°の範囲に含まれる端末方位に対応する電波強度がビーコン検出リストから読み出され、読み出された電波強度の平均値Ａが算出される（ステップＳ２０２）。同様に、方向推定部１４５によって、始点を（ｎ＋１８０）°として始点から１８０°の範囲に含まれる端末方位に対応する電波強度がビーコン検出リストから読み出され、読み出された電波強度の平均値Ｂが算出される（ステップＳ２０３）。したがって、ここでは、全方位が１８０°の角度幅の範囲に２分割され、０°〜１８０°の範囲に含まれる端末方位の電波強度の平均値Ａと１８０°〜０°（３６０°）の範囲に含まれる端末方位の電波強度の平均値Ｂとが算出される。

なお、図７においては、すべての方位を３６０°未満の角度で表すために、それぞれの角度を３６０で除算した剰余を方位としている。すなわち、図７のｍｏｄ演算は、剰余演算であり、「Ｘ ｍｏｄ Ｙ」は、ＸをＹで除算した剰余を示す。

平均値Ａ及び平均値Ｂが算出されると、これらの平均値が大小比較され（ステップＳ２０４）、平均値Ａが大きい場合には（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）、平均値Ａに対応する範囲の始点となっているｎの値（ここでは０）が記憶される（ステップＳ２０５）。一方、平均値Ｂが大きい場合には（ステップＳ２０４Ｎｏ）、平均値Ｂに対応する範囲の始点となっている（ｎ＋１８０）の値（ここでは１８０）が記憶される（ステップＳ２０６）。すなわち、始点が異なる複数の範囲のうち、電波強度の平均値が最大となる範囲の始点の方位が記憶される。

このように、ｎ又は（ｎ＋１８０）の値が記憶されると、変数ｎが所定のステップ幅だけインクリメントされる。ここでは、例えば変数ｎが５大きくなり（ステップＳ２０７）、インクリメントされた変数ｎが１８０未満であるか否かが判定される（ステップＳ２０８）。

変数ｎが１８０未満である場合には（ステップＳ２０８Ｙｅｓ）、再び上記の処理が繰り返され、ｎ又は（ｎ＋１８０）の値が記憶される。すなわち、１８０°の角度幅の範囲の方向が５°刻みで変更されながら、２つの１８０°の角度幅の範囲のうち電波強度の平均値が最大となる範囲の始点の方位が記憶される。このように電波強度の平均値が最大となる範囲の始点の方位を記憶していくことにより、平均的に電波強度が大きくビーコンがユーザの前方に位置すると考えられる端末方位の範囲が蓄積される。また、角度幅を有する範囲における電波強度の平均値を比較することにより、ビーコンの周辺にある障害物などに起因する局所的な電波強度の低下による影響を排除することができる。

そして、変数ｎが１８０以上になると（ステップＳ２０８Ｎｏ）、方向推定部１４５によって、記憶されたすべての値の中央値が取得される（ステップＳ２０９）。取得される中央値は、平均的な電波強度を最も大きくする範囲の始点を示している。そこで、この範囲の中心の方位を得るために、取得された中央値に範囲の角度幅の半分である９０°が加算され（ステップＳ２１０）、得られた加算結果の方位がビーコンの方向であると推定される。

具体的に例を示すと、例えば図８に示すように、記憶された値のレンジがレンジ３１０に及ぶ場合、レンジ３１０の中央値３２０は、平均的な電波強度を最も大きくする範囲の始点を示す。このため、中央値３２０に９０°を加算して得られる方位３３０がビーコンの方向であると推定される。なお、ここでは１つの範囲の角度幅を１８０°として全方位を２分割するものとしたが、例えば１つの範囲の角度幅を１２０°として、全方位を３分割しても同様の処理を実行することができる。１つの範囲の角度幅を１２０°とする場合には、変数ｎをインクリメントさせながら、それぞれの範囲の始点の方位を示すｎ、（ｎ＋１２０）及び（ｎ＋２４０）のうち、電波強度の平均値が最大となる範囲の始点に対応するものの値が蓄積される。そして、変数ｎが１２０未満の間に蓄積された値の中央値に、各範囲の角度幅の半分である６０°を加算して得られる方位がビーコンの方向であると推定される。１つの範囲の角度幅が他の角度幅である場合も、同様に考えてビーコンの方向を推定することができる。範囲の角度幅を小さくすることにより、変数ｎをインクリメントする回数が減少し、繰り返し処理の回数を削減することができる。

また、記憶された値の中央値が取得される際に、すべての記憶された値が連続していないことが考えられる。すなわち、例えば図９に示すように、記憶された値のレンジがレンジ３４０及びレンジ３５０に分断される場合がある。換言すれば、図９において、レンジ３４０及びレンジ３５０は、電波強度の平均値が大きくなる範囲の始点のレンジであるのに対し、レンジ３６０及びレンジ３７０は、電波強度の平均値が小さくなる範囲の始点のレンジである。

このような場合には、電波強度の平均値が大きいレンジのうち角度幅が最大のレンジ３４０を選択し、選択されたレンジ３４０の角度幅３８０の中央値を取得して、ビーコンの方向を推定しても良い。すなわち、角度幅３８０の中央値に９０°を加算して得られる方位をビーコンの方向と推定しても良い。また、電波強度の平均値が小さいレンジのうち角度幅が最大のレンジ３７０を除外した部分を選択し、選択された部分の角度幅３９０の中央値を取得して、ビーコンの方向を推定しても良い。すなわち、角度幅３９０の中央値に９０°を加算して得られる加算結果の方位をビーコンの方向と推定しても良い。

以上のように、本実施の形態によれば、全方位を同一の角度幅の複数の範囲に分割し、各範囲の方位を変化させながら、電波強度の平均値が最大となる範囲を蓄積し、電波強度の平均値が最大となる範囲の集合の中央の方向をビーコンの方向と推定する。このため、例えばビーコンの周辺にある障害物などによって局所的に受信信号の電波強度が低下することによる影響を排除し、正確にビーコンの方向を推定することができる。

なお、上記各実施の形態においては、ユーザによって指定された１つのビーコンの位置を探索する場合を例に挙げて説明したが、同時に複数のビーコンの位置を探索することも可能である。また、例えば複数の物品があらかじめグループ化されている場合に、いずれかのグループの物品がユーザに指定されると、この物品と同じグループに属するすべての物品の位置が探索されるようにしても良い。この場合には、各物品に取り付けられたビーコンのビーコンＩＤが物品のグループ化と同様にグループ化され、同一グループに属する関連付けられたビーコンＩＤの情報が例えばＲＡＭ１５０などに記憶されていれば良い。そして、ビーコン検出リストには、同一グループに属するビーコンＩＤに関するデータが登録される。

また、携帯端末装置１００のアンテナは微小な指向性を有する場合があるため、この指向性をあらかじめ測定しておき、ビーコンの方向推定時には、指向性の影響を補正するようにしても良い。具体的には、位置が既知のビーコンから送信された信号を用いてこのビーコンの方向を推定し、推定結果に含まれる誤差を補正係数として用いても良い。例えば、０°の方位に位置するビーコンから送信された信号を用いてビーコンの方向を推定した結果、ビーコンの方向が５°の方位であると推定されたものとする。この場合には、推定結果の補正係数を−５°として、上記各実施の形態において推定されたビーコンの方向を補正すれば良い。また、上記実施の形態２においては、ビーコン検出リストに記憶された各データの電波強度を補正した上で、各範囲における電波強度の平均値を算出するようにしても良い。

また、上記各実施の形態において説明した位置探索処理及び方向推定処理をコンピュータが実行可能なプログラムとして記述することも可能である。この場合、このプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納し、コンピュータに導入することも可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリなどの可搬型記録媒体や、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリが挙げられる。

１１０ ＢＬＥモジュール
１２０ 地磁気センサ
１３０ ディスプレイ
１４０ ＣＰＵ
１４１ 電波強度取得部
１４２ 端末方位算出部
１４３ データ登録部
１４４ データ判定部
１４５ 方向推定部
１４６ 距離推定部
１４７ 表示制御部
１５０ ＲＡＭ
１６０ ＲＯＭ

Claims (7)

1. 所定の識別情報を含む無線信号を繰り返し受信する受信アンテナと、
   前記受信アンテナによって前記無線信号が受信されたときの自装置の向きを検出するセンサと、
   前記センサによって複数の異なる向きが検出された際に、それぞれの向きにおいて前記受信アンテナによって受信された前記無線信号の電波強度に基づいて、前記無線信号の到来方向を推定する制御部とを有し、
   前記制御部は、
   前記センサによって検出された複数の向きを所定の角度幅の範囲で分割し、それぞれの範囲において前記無線信号の電波強度の平均値を算出して平均値が最大となる範囲を識別する１つの角度を記憶することを前記範囲の方向をずらしながら繰り返し、記憶された角度の中央値に対応する向きを前記無線信号の到来方向と推定する
   ことを特徴とする携帯端末装置。
2. 前記制御部は、
   前記センサによって一周にわたって所定間隔以内で隣接する複数の向きが検出された際に、前記無線信号の到来方向を推定することを特徴とする請求項１記載の携帯端末装置。
3. 前記制御部は、
   前記無線信号の到来方向における前記無線信号の電波強度に基づいて、自装置と前記無線信号の送信元との間の距離を推定し、自装置と前記無線信号の送信元との位置関係を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の携帯端末装置。
4. 前記制御部は、
   前記無線信号に含まれる識別情報に対応するシンボルによって前記無線信号の送信元の位置を示す位置関係を表示部に表示させることを特徴とする請求項３記載の携帯端末装置。
5. 前記無線信号に含まれる識別情報と当該識別情報に対応する他の識別情報とを関連付けて記憶する記憶部をさらに有し、
   前記制御部は、
   前記無線信号の到来方向を推定するとともに、前記記憶部に記憶された前記他の識別情報を含む他の無線信号が前記受信アンテナによって受信されたときの前記センサによって検出された向きと前記他の無線信号の電波強度とに基づいて、前記他の無線信号の到来方向を推定する
   ことを特徴とする請求項１記載の携帯端末装置。
6. 携帯端末装置における位置探索方法であって、
   所定の識別情報を含む無線信号を繰り返し受信し、
   前記無線信号が受信されたときの前記携帯端末装置の向きを検出し、
   前記携帯端末装置について複数の異なる向きが検出された際に、それぞれの向きにおいて受信された前記無線信号の電波強度に基づいて、前記無線信号の到来方向を推定する処理を有し、
   前記推定する処理は、
   前記複数の異なる向きを所定の角度幅の範囲で分割し、それぞれの範囲において前記無線信号の電波強度の平均値を算出して平均値が最大となる範囲を識別する１つの角度を記憶することを前記範囲の方向をずらしながら繰り返し、記憶された角度の中央値に対応する向きを前記無線信号の到来方向と推定する
   ことを特徴とする位置探索方法。
7. コンピュータに、
   所定の識別情報を含む無線信号を繰り返し受信し、
   前記無線信号が受信されたときの前記コンピュータの向きを検出し、
   前記コンピュータについて複数の異なる向きが検出された際に、それぞれの向きにおいて受信された前記無線信号の電波強度に基づいて、前記無線信号の到来方向を推定する処理を実行させ、
   前記推定する処理は、
   前記複数の異なる向きを所定の角度幅の範囲で分割し、それぞれの範囲において前記無線信号の電波強度の平均値を算出して平均値が最大となる範囲を識別する１つの角度を記憶することを前記範囲の方向をずらしながら繰り返し、記憶された角度の中央値に対応する向きを前記無線信号の到来方向と推定する
   ことを特徴とする位置探索プログラム。

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