JP7459457B2

JP7459457B2 - 位置推定装置、移動体装置、空間データ提示装置、位置推定方法及びプログラム

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Publication number: JP7459457B2
Application number: JP2019075356A
Authority: JP
Inventors: 由明西川
Original assignee: NEC Corp
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Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2024-04-02
Anticipated expiration: 2039-04-11
Also published as: JP2020173177A

Description

本発明は、位置推定装置、移動体装置、空間データ提示装置、位置推定方法及びプログラムに関する。

特許文献１、２に記載されているとおり、測定点にて測定した測定値や測定量を用いてクリギング法やＩＤＷ（ＩｎｖｅｒｓｅＤｉｓｔａｎｃｅＷｅｉｇｈｔｉｎｇ）法による推定値を計算する方法が知られている。これらの方法では、センサの設置状況や、センサ周囲の障害物の存在により、推定値に誤差が出る。そこで、特許文献１、２では、それぞれ「信頼度」や「影響度」を用いて、補間や加重平均を行うことで精度を向上させることを提案している。

また、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ／全球測位衛星システム）の電波を受信できない屋内等での位置測定技術として、ＦｉｎｇｅｒＰｒｉｎｔ法等の位置推定方式が知られている。例えば、特許文献３には、移動端末における各無線基地局から受信電力の測定値それぞれに表れる減衰傾向に適合する位置を地図上で探索することで、移動端末の位置を推定する方法が開示されている。

特許第６１５９５９４号公報国際公開第２０１７／１３０８７７号特開２０１７－６７５２９号公報

以下の分析は、本願発明者によって与えられたものである。特許文献１、２の方法では、補間や加重平均を行った後に生じた事象による精度の劣化を抑止することができないという問題点がある。このような事象の典型例としては、観測値や観測値に影響を与える障害物（遮蔽物）が新たに現れたり、移動したりすることが想定される。特に、こうした障害物（遮蔽物）が補間や加重平均を行うエリアに存在する場合、特許文献１、２の方法ではその影響を完全に取り除くことができない。実際、特許文献１の「信頼度」は、外部の装置から入力される基準となる情報（外部基準情報）に基づいて決定されるため、この外部基準情報を随時更新しないと、こうした障害物（遮蔽物）による影響を取り除けないことになる。この点は、特許文献２も同様であり、事前評価のステップを行うことで、障害物（遮蔽物）による影響度を評価する構成となっている。

特許文献３では、移動端末と無線基地局との間に建物等の遮蔽物があるか否かによって、無線信号の減衰の仕方が異なるとの記載があるが、遮蔽物が新たに設置されることや移動することによる減衰の傾向の変化に対応できるものとはなっていない。

本発明の１つの目的は、観測値の補間、観測量の推定、減衰傾向の算出に際して考慮していない障害物（遮蔽物）による位置推定精度の劣化等を抑止できる位置推定装置、移動体装置、空間データ提示装置、位置推定方法及びプログラムを提供することである。

第１の視点によれば、空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局で測定した受信電波の組み合わせとを用いて前記受信局の位置推定を行う位置推定部と、前記位置推定部の位置測定エリアのうち、前記空間データ推定に用いた測定点周辺を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する領域情報記憶部と、前記低信頼領域に位置する前記受信局における前記受信電波に基づいて、遮蔽物による前記受信電波への影響の有無を判定する補正要否判定部と、前記遮蔽物による前記受信電波への影響の有無に応じて、所定の方法を用いて、遮蔽物による影響を受けている受信電波の値を補正する測定値補正部と、を備える位置推定装置が提供される。そして、前記位置推定装置の位置推定部は、前記測定値補正部による補正後の受信電波の値を用いて前記受信局の位置推定を行う。

第２の視点によれば、空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、自機で測定した受信電波の組み合わせとを用いて自機の位置推定を行う位置推定部と、前記位置推定部の位置測定エリアのうち、前記空間データ推定に用いた測定点周辺を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する領域情報記憶部と、前記低信頼領域に位置する前記自機における前記受信電波の変化に基づいて、遮蔽物による前記受信電波への影響の有無を判定する補正要否判定部と、前記遮蔽物による前記受信電波への影響の有無に応じて、所定の方法を用いて、遮蔽物による影響を受けている受信電波の値を補正する測定値補正部と、を備える移動体装置が提供される。そして、前記移動体装置の位置推定部は、前記測定値補正部による補正後の受信電波の値を用いて自機の位置推定を行う。

第３の視点によれば、空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局で測定した受信電波の組み合わせとを用いて前記受信局の位置推定を行う位置推定部と、前記位置推定部の位置測定エリアのうち、前記空間データ推定に用いた測定点周辺を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する領域情報記憶部と、前記低信頼領域に位置する前記受信局における前記受信電波の変化に基づいて、遮蔽物による前記受信電波への影響の有無を判定する補正要否判定部と、前記遮蔽物による前記受信電波への影響の有無に応じて、所定の方法を用いて、遮蔽物による影響を受けている受信電波の値を補正する測定値補正部と、前記補正後の受信電波の値を用いた空間データを提示する空間データ提示部と、を備える空間データ提示装置が提供される。

第４の視点によれば、前記位置推定部の位置測定エリアのうち、前記空間データ推定に用いた測定点周辺を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する領域情報記憶部を備えたコンピュータが、前記低信頼領域に位置する前記受信局における前記受信電波の変化に基づいて、遮蔽物による前記受信電波への影響の有無を判定し、前記遮蔽物による前記受信電波への影響の有無に応じて、所定の方法を用いて、受信電波の値を補正し、空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局における受信電波と、前記補正後の受信電波の値とを用いて前記受信局の位置推定を行う位置推定方法が提供される。本方法は、前記領域情報記憶部を構成するメモリとプロセッサとを備えるコンピュータという、特定の機械に結びつけられている。

第５の視点によれば、前記位置推定部の位置測定エリアのうち、前記空間データ推定に用いた測定点周辺を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する領域情報記憶部を備えたコンピュータに、前記低信頼領域に位置する前記受信局における前記受信電波の変化に基づいて、遮蔽物による前記受信電波への影響の有無を判定する処理と、前記遮蔽物による前記受信電波への影響の有無に応じて、所定の方法を用いて、受信電波の値を補正する処理と、空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局における受信電波と、前記補正後の受信電波の値とを用いて前記受信局の位置推定を行う処理と、を実行させるプログラムが提供される。プログラムは、コンピュータ装置に入力装置又は外部から通信インターフェースを介して入力され、記憶装置に記憶されて、プロセッサを所定のステップないし処理に従って駆動させる。さらに、このコンピュータは、必要に応じ中間状態を含めその処理結果を段階毎に表示装置を介して表示することができ、あるいは通信インターフェースを介して、外部と交信することができる。そのためのコンピュータ装置は、一例として、典型的には互いにバスによって接続可能なプロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インターフェース、及び必要に応じ表示装置を備える。

本発明によれば、観測値の補間、観測量の推定、減衰傾向の算出に際して考慮していない障害物（遮蔽物）による位置推定精度の劣化等を抑止することが可能となる。

本発明の一実施形態の構成を示す図である。本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。本発明の第１の実施形態の位置推定装置の構成を示す図である。本発明の第１の実施形態の位置推定装置の領域判定部の動作を説明するための図である。本発明の第１の実施形態の位置推定装置の領域判定部の動作を説明するための図である。本発明の第１の実施形態の位置推定装置の時系列変化検出部の動作を説明するための図である。遮蔽物があるエリアを移動中の移動体の受信強度の変化を表した図である。本発明の第１の実施形態の位置推定装置の特徴量補正部の動作を説明するための図である。本発明の第１の実施形態の位置推定装置の動作を表した流れ図である。本発明の第２の実施形態の位置推定装置の構成を示す図である。本発明の第３の実施形態の位置推定装置の構成を示す図である。本発明の第３の実施形態の動作を示す図である。本発明の第３の実施形態の動作を示す図である。本発明の第３の実施形態の動作を示す図である。本発明の第４の実施形態の空間データ提示装置の構成を示す図である。本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。本発明の位置推定装置を構成するコンピュータの構成を示す図である。

はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。プログラムはコンピュータ装置を介して実行され、コンピュータ装置は、例えば、プロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インターフェース、及び必要に応じ表示装置を備える。また、このコンピュータ装置は、通信インターフェースを介して装置内又は外部の機器（コンピュータを含む）と、有線、無線を問わず、交信可能に構成される。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インターフェースがあるが図示省略する。また、以下の説明において、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａ及びＢの少なくともいずれかという意味で用いる。

本発明は、その一実施形態において、図１に示すように、位置推定部１２と、領域情報記憶部１４と、補正要否判定部１３と、測定値補正部１５と、を備える位置推定装置１０にて実現できる。

より具体的には、位置推定部１２は、空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局で測定した受信電波の組み合わせとを用いて前記受信局の位置推定を行う。空間データ推定とは、対象とする空間において予め測定した複数の測定点における測定値（実測値）を用いて、補間、外挿等により、当該対象とする空間上の各位置に対する推定値を得る方法である。図１の例では、空間データ保存部１１に、この空間データ推定により得られた推定値の集まりである空間データ（空間推定データ）が保持されているものとする。従って、位置推定部１２は、空間データ保存部１１に保持されている空間データの中から、受信局の受信電波と合致する測定値の組み合わせを持つデータを選択することで、受信局の位置を特定する。

領域情報記憶部１４は、位置推定部１２の位置測定エリアのうち、空間データ推定に用いた測定点周辺を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する。なお、高信頼領域とする範囲は、固定した範囲であってもよいが、空間データ推定の際に用いた補間、外挿の方法や、観測値の誤差等によって変更してもよい。さらに、高信頼領域とする範囲を動的に変更してもよい。例えば、補正要否判定部１３によって急激な変化を検出した地点を、高信頼領域と低信頼領域の境界として設定する方法も採用可能である。

補正要否判定部１３は、前記低信頼領域に位置する受信局における受信電波に基づいて、遮蔽物による前記受信電波への影響の有無を判定する。例えば、図２のように、無線局であるＡＰ２からＡＰ３に向かって移動する移動局（移動体装置）ＵＶの受信電波が、遮蔽物の存在によって、図３に示すように、急に弱くなった場合に、補正要否判定部１３は、遮蔽物による影響を受けていると判定する。なお、この補正要否判定部１３による判定には、受信電波から得る観測値の種別や想定する遮蔽物の大きさ等によって種々の方法を用いることができる。例えば、小さな遮蔽物による誤差の発生を許容できる場合、受信電波レベルの減少幅が所定の閾値より大きい急減が観測され、かつ、その状態が所定時間以上（すなわち、遮蔽されている期間が長い）継続した場合に、遮蔽物ありと判定すればよい。なお、ＡＰは、無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）のＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔの略である。

測定値補正部１５は、前記遮蔽物による前記受信電波への影響の有無に応じて、所定の方法を用いて、遮蔽物により影響を受けている受信電波の値を補正する。例えば、図３のように、遮蔽物による影響で受信電波のレベルが下がっていると判定した場合、測定値補正部１５は、図４に示すように、その分を補うように受信電波のレベルを増補正する。同様に、遮蔽物がなくなった影響で受信電波のレベルが上がっていると判定した場合、測定値補正部１５は、その影響を取り除くように受信電波のレベルを減補正する。このように、補正要否判定部１３と測定値補正部１５は、遮蔽物による前記受信電波への影響の有無に応じて、受信電波のレベルを補正する。なお、上記の例では、遮蔽物が１つであるものとして説明したが、遮蔽物の形状、材質としては種々のものが考えられ、それぞれ受信電波への影響の仕方が変わり得る。例えば、図１９に示すように、ＡＰと移動局ＵＶとの間に複数の遮蔽物が存在するようなケース、さらにはそれぞれの遮蔽物による受信電波の影響の度合いが異なるケースも想定される。その場合、補正要否判定部１３と測定値補正部１５は、遮蔽物の数や影響を受ける度合いに応じて受信電波のレベルを補正することになる。

通常、空間データの作成時に考慮していない障害物（遮蔽物）が存在すると、移動局ＵＶにおいて受信電波のレベルの減となって表れる。上記補正要否判定部１３及び測定値補正部１５を持たない場合、位置推定部１２は、図５に示すように、移動局が電波発信源から遠ざかったものと判定してしまう。一方、上記本実施形態の構成によれば、補正要否判定部１３及び測定値補正部１５により、電波受信レベルの補正が行われる。そして、位置推定部１２は、補正後の受信電波の値を用いて前記受信局の位置推定を行うため、このような位置推定の誤りが抑止される。

以上のように、本実施形態によれば、空間データの作成時に考慮していない障害物（遮蔽物）による位置推定精度の劣化等を抑止することが可能となる。

［第１の実施形態］
続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図６は、本発明の第１の実施形態の位置推定装置の構成を示す図である。図６を参照すると、位置推定部１０１と、領域判定部１０２と、移動検出部１０３と、時系列変化検出部１０４と、特徴量補正部１０５と、空間データ保存部１０６とを備えた構成が示されている。

空間データ保存部１０６は、推定された空間データを保存している。空間データとしては、空間的な内挿を行って推定値を得るクリギング法等を用いて作成された空間データを用いることができる。もちろん、空間データは、これに限られるものではなく、簡単な線形補間や多項式補間等を用いて作成された空間データを用いることもできる。

位置推定部１０１は、空間データ保存部１０６に保存された空間データと現在取得されるデータ差分が最小になる点を現在位置であると推定する位置推定を行う。例えば、図６のように、位置推定部１０１に、位置推定対象の移動局にて受信したＡＰ１～ＡＰ３からの電波の受信強度（ＲＳＳＩ）が入力されているとする。この場合、位置推定部１０１は、空間データの中から、これらのＡＰ１～ＡＰ３からの各電波の受信強度が最も近い位置を探して特定することになる。また、位置推定部１０１は、特徴量補正部１０５から補正後の受信強度を受信した場合、補正後の受信強度を用いて位置推定を行う。なお、ＲＳＳＩは、ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒの略である。

領域判定部１０２は、前記位置推定部１０１にて推定された位置情報に基づいて、位置推定対象の移動局の位置が、空間データの推定に用いた測定点周辺に設定された高信頼領域であるか、それ以外の領域の低信頼領域であるかを判定する。もちろん、移動局の位置は、位置推定部１０１にて推定された位置情報のほか、移動局に搭載されたジャイロセンサや加速度センサの情報が得られるのであれば、これらを用いて位置の補正を行ってもよい。前記位置推定部１０１及び領域判定部１０２による領域判定結果と推定位置情報は、時系列データとして、例えば、時系列変化検出部１０４がアクセス可能なメモリ等に保持される。

ここで、高信頼領域と低信頼領域について説明する。前記空間データは、例えば、図７のＡＰ１からの電波をＡＰ２、ＡＰ３にて測定した電波の受信強度を用いて作成される。このとき、ＡＰ１－ＡＰ２、ＡＰ１－ＡＰ３間は、見通し通信（ＬＯＳ；Ｌｉｎｅ－ｏｆ－Ｓｉｇｈｔ）が保障されるので、ＡＰ２、ＡＰ３の周囲の受信強度の推定値は、位置推定の誤差が小さく、信頼性が高くなる。

一方、上記図７のＡＰ２とＡＰ３の高信頼領域に挟まれた領域は、補間等により受信強度の推定が行われる。加えて、ＡＰ２とＡＰ３の高信頼領域に挟まれた領域は、図８に示すように、仮に、ＡＰ１との間に遮蔽物が存在する可能性があり、受信強度の補正は行われない。このため、図８のＡＰ２とＡＰ３の高信頼領域に挟まれた領域は、高信頼領域よりも相対的に信頼性の低い低信頼領域と定義することができる。領域判定部１０２は、このような考え方に基づいて、位置推定対象の移動局が高信頼領域に位置しているか、低信頼領域に位置しているかを判定する。

移動検出部１０３は、前記位置推定部１０１にて推定された位置情報と、領域判定部１０２にて判定された領域情報に基づいて、位置推定対象の移動局の高信頼領域と低信頼領域間の移動を検知する。なお、移動検出部１０３と、領域判定部１０２とを統合した構成も採用可能である。

時系列変化検出部１０４は、位置推定対象の移動局にて受信したＡＰ１～ＡＰ３からの電波の受信強度の時系列データを分析し、遮蔽物等の存在等による急激な変化を検出する。この急激な変化は、例えば、図９に示すように、ある時点でサンプリングした受信強度Ｐ１から、次のタイミングでサンプリングした受信強度Ｐ２との差異が所定の閾値以上であるか否かにより検出することができる。換言すると、時系列変化検出部１０４は、単位時間あたりに、受信電波強度が所定の閾値以上減少した場合に、前記遮蔽物による影響を受けていると判定することになる。

また、この急激な変化は、受信強度の時系列データをｗａｖｅｌｅｔ（ウエーブレット）変換し、周期が適度に短くて大きな係数があった場合、遮蔽物ありと判定する方法を採ることもできる。図１０は、遮蔽物が存在するエリアを移動中の受信局（移動体）の受信強度の時系列データの変化を表した図である。図１０の三角形で表された区間は受信強度の急激な減少を観測した区間を示す。これらは、受信局の移動に伴い、遮蔽物の陰に入ったことにより、受信強度が急激に減少したことを意味している。一方、図１０の丸で表された区間は受信強度の急激な増大を観測した区間を示す。これらは、遮蔽物の陰に入っていた受信局が、その移動に伴い、遮蔽物の陰から抜けたことにより、受信強度が急激に増大したことを意味している。時系列変化検出部１０４は、このような受信強度の不連続な変化に基づいて、受信局が遮蔽物の影響を受けているか否かを判定する上述の補正要否判定部として機能することになる。

特徴量補正部１０５は、前記急激な変化を検出した場合に、受信局の該当ＡＰからの電波の受信強度を、遮蔽物の影響を取り除くように補正し、補正後の値を含めて、位置推定部１０１に送る。例えば、図１１のように、受信強度Ｐ１から受信強度Ｐ２への変化が「急激な変化」に該当すると判定した場合、特徴量補正部１０５は、遮蔽物の影響を受けている間、受信強度Ｐ２を増補正し、遮蔽物の影響を取り除く補正を行う。従って、特徴量補正部１０５は、上記した測定値補正部１５に相当する。

特徴量補正部１０５による補正の方法としては、下記のような方法を採ることができる。
（１）固定値の加減
例えば、遮蔽物の影響を受け始めた場合、受信強度を１０ｄＢｍ（デシベルミリ）といった固定値だけ増補正し、遮蔽物の影響を受けなくなったときに、位置推定部１０１に送る受信強度を減補正する。
（２）変化前の値を維持
例えば、遮蔽物の影響を受け始めた場合、受信強度が図１１のＰ１になるように増補正し、遮蔽物の影響を受けなくなったときに、受信強度を元に戻す。
（３）空間データの値を用いる
例えば、遮蔽物の影響を受け始めた場合、受信強度を、空間データの該当位置の値と同じになるように増補正し、遮蔽物の影響を受けなくなったときに、受信強度を元に戻す。
（４）該当するＡＰの電波を位置推定に利用しない
例えば、遮蔽物の影響を受け始めた場合、該当するＡＰの電波の受信強度を位置推定に利用しないように、位置推定部１０１に通知する。そして、遮蔽物の影響を受けなくなったときに、位置推定部１０１に対し、該当するＡＰの電波の受信強度の利用を再開するよう通知する。
（５）空間データを補正する
例えば、遮蔽物の影響を受け始めた位置の空間データを上記（１）、（２）の方法を用いて補正し、遮蔽物の影響を受けなくなったときに、以降の空間データに対する補正を終了する。

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図１２は、本発明の第１の実施形態の位置推定装置の動作を表した流れ図である。以下の説明では。遮蔽物の影響（受信強度の急激な変化）を検出した場合に、上記（１）～（３）の受信強度の補正を行うものとして説明する。

図１２を参照すると、位置推定装置１００は、移動局から受信電力ベクトルを取得する（ステップＳ００１）。

次に、位置推定装置１００は、移動局から取得した受信電力ベクトルに基づいて、位置推定を行う（ステップＳ００２）。

次に、位置推定装置１００は、前記推定した位置が高信頼領域であるか低信頼領域であるかを判定する（ステップＳ００３）。

次に、位置推定装置１００は、移動局毎に、前記推定した位置と、領域判定結果とを対応付けた時系列データとして保存する（ステップＳ００４）。

次に、位置推定装置１００は、時系列データを参照して、移動局の現在地が低信頼領域であるか否か、遮蔽影響（急激な変化）が表れているか否かを確認する（ステップＳ００５）。

そして、移動局の現在地が低信頼領域にあり、かつ、遮蔽影響（急激な変化）が検出されている場合、位置推定装置１００は、受信電力ベクトル中の該当ＡＰの受信強度の値の補正を開始する（ステップＳ００７）。さらに、位置推定装置１００は、補正後の受信強度の値を用いて、移動局の位置推定を行う（ステップＳ００８）。

一方、ステップＳ００６で移動局の位置が高信頼領域にあると判定した場合及びステップＳ００６で、遮蔽影響がなくなったと判定した場合、位置推定装置１００は、受信電力ベクトル中の該当ＡＰの受信強度の値の補正を終了する（ステップＳ００９）。

位置推定装置１００は、ステップＳ００２又はステップＳ００８で推定した受信局の位置推定結果を出力する（ステップＳ０１０）。

以上のように、本実施形態によれば、位置推定の対象となる移動局が位置推定の信頼性が相対的に低い領域に位置している場合における位置推定精度の劣化を抑止することができる。その理由は、位置推定の信頼性が相対的に低い領域に位置し、かつ、遮蔽物等の影響を受けた場合に、その受信電力ベクトル中の該当ＡＰの受信強度に生じた影響を取り除くよう所要の補正を行う構成を採用したことにある。

［第２の実施形態］
上記した位置推定装置相当の機能を移動局（移動体）に搭載し、移動局（移動体）自体の位置推定精度を向上させることもできる。図１３は、本発明の第２の実施形態の移動体装置の構成を示す図である。図６に示した第１の実施形態との相違点は、移動体装置１００ａに、受信部１０７が設けられ、受信電力ベクトルが位置推定部１０１に入力される構成となっている点である。その他の構成及び動作は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上のように、本発明は、自機の位置推定機能を備えた移動体装置にも適用可能である。そして、この移動体装置１００ａの位置推定機能は、空間データを用いた位置推定を行うにあたり、遮蔽物等による影響を受けにくいという顕著な効果を奏するものとなっている。

［第３の実施形態］
続いて、上記した第１の実施形態の領域判定部１０２の機能に変更を加えた第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１４は、本発明の第３の実施形態の位置推定装置の構成を示す図である。図６に示した第１の実施形態との相違点は、位置推定装置１００ｂの空間データ保存部１０６の空間データに、それぞれの位置における信頼度を設定可能となっている点と、位置推定部１０１ａに空間データの更新機能が追加されている点である。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。

例えば、図１５に示すように、移動局ＵＶが低信頼領域を右から左に向かって移動した結果、図１６に示すように遮蔽物の影響を受け、ＡＰ１からの電波の受信強度の急減を検出したものとする。この場合、第１の実施形態と同様に、位置推定装置１００ｂは、遮蔽物の影響を受けている範囲において、ＡＰ１からの電波の受信強度の補正を行う。ここまでは、第１の実施形態と同様である。

本実施形態では、さらに、位置推定装置１００ｂの位置推定部１０１ａが、図１７に示すように、低信頼領域のうち、補正を行った区間とその周辺について、空間データの内容を前記補正後の値（特徴量）に置き換える動作を行う。さらに、位置推定装置１００ｂの位置推定部１０１ａは、補正を行った区間とその周辺を、中信頼領域として、前記低信頼領域から除外するよう空間データを更新する。

以降、移動局ＵＶが中信頼領域に位置する場合、図１２のステップＳ００５において、位置推定装置１００ｂは、現在位置は、低信頼領域以外と判定する（ステップＳ００５のＮｏ）。これにより、以降、中信頼領域における位置推定装置１００ｂの補正処理を省略可能となる。もちろん、上記のとおり、位置推定部１０１ａが、この中信頼領域に対応する空間データの内容を前記補正後の値（特徴量）に置き換えているので、位置推定精度は維持される。

以上のように、本実施形態によれば、位置推定処理を軽減するだけでなく、低信頼領域を減らして行くことが可能になるので、マップ全体の信頼性の向上やさらなる位置推定精度の向上を達成することができる。

また、本実施形態の中信頼領域において、補正を省略することに代えて、さらなる受信強度の変化に基づく、受信強度の補正を行ってもよい。このようにすることで、中信頼領域における位置推定精度のさらなる向上を図ることも可能となる。

［第４の実施形態］
上記した補正の態様の（５）空間データを補正する、に記載のとおり、空間データの補正を行い、マップとして提示する装置を構成することも可能である。図１８は、本発明の第４の実施形態の空間データ提示装置１００ｃの構成を示す図である。図６に示した第１の実施形態との相違点は、図６の構成に、空間データ提示部１０８が追加され、空間データを用いたマップを提示する空間データ提示装置１００ｃが構成されている点である。その他の構成及び動作は第１の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。

空間データ提示部１０８は、空間データ保存部１０６の空間データに、特徴量補正部１０５によって決定された補正内容を適用することで、補正内容が適用された補正後の空間データを提示する。このような空間データは、例えば、ＡＰ毎の電波強度の推定マップとして用いることができる。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、データの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。

例えば、上記した実施形態では、ＡＰから発信される電波の受信強度を用いて位置推定を行うものとして説明したが、その他の電波を用いて位置推定を行う場合にも適用可能である。例えば、本発明は、ＢＬＥ（ＢｌｕｅｔｏｏｔｈＬｏｗＥｎｅｒｇｙ；ＢＬＵＥＴＯＯＴＨは登録商標）等を用いて、ビーコン等を発信する発信機を用いた位置推定を行う場合にも適用可能である。

また、上記した実施形態では、各装置が、空間データ保存部を備えるものとして説明したが、各装置が、ネットワークを介して外部の装置から、空間データを取得する形態も採用可能である。

また、上記した第１～第４の実施形態に示した手順は、位置推定装置、移動体装置、空間データ提示装置として機能するコンピュータ（図２０の９０００）に、これらの装置としての機能を実現させるプログラムにより実現可能である。このようなコンピュータは、図２０のＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）９０１０、通信インターフェース９０２０、メモリ９０３０、補助記憶装置９０４０を備える構成に例示される。すなわち、図２０のＣＰＵ９０１０にて、位置推定プログラムや補正要否判定プログラムを実行し、その補助記憶装置９０４０等に保持された各計算パラメーターの更新処理を実施させればよい。

即ち、上記した第１～第４の実施形態に示した装置の各部（処理手段、機能）は、これらの装置に搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。

最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
（上記第１の視点による位置推定装置参照）
［第２の形態］
上記した位置推定装置の補正要否判定部は、単位時間あたりに、受信電波強度が所定の閾値以上減少した場合に、前記遮蔽物による影響を受けていると判定する構成を採ることができる。
［第３の形態］
上記した位置推定装置において、前記受信電波の組み合わせは、各無線局から受信した電波の受信強度の組み合わせであり、
前記測定値補正部は、遮蔽物の影響が発生したと判定した場合、当該遮蔽物の影響を受けている無線局からの電波の受信強度を増補正し、
前記測定値補正部は、遮蔽物の影響がなくなったと判定した場合、当該遮蔽物の影響を受けていた無線局からの電波の受信強度を減補正する構成を採ることができる。
［第４の形態］
上記した位置推定装置において、前記受信電波の組み合わせは、各無線局から受信した電波の受信強度の組み合わせであり、
前記位置推定部は、遮蔽物の影響が発生したと判定した場合、当該遮蔽物の影響を受けている無線局からの電波の受信強度を除外して、位置推定を行う構成を採ることができる。
［第５の形態］
上記した位置推定装置において、前記受信電波の組み合わせは、各無線局から受信した電波の受信強度の組み合わせであり、
前記位置推定部は、遮蔽物の影響が発生したと判定した場合、当該遮蔽物の影響を受けている無線局からの電波の受信強度に変化がないものとして前記受信局の位置推定を行う構成を採ることができる。
［第６の形態］
上記した位置推定装置において、前記補正要否判定部によって遮蔽物の影響があると判定された領域の特徴量の情報を、前記測定値補正部によって補正された特徴量に置き換え、かつ、前記補正要否判定部によって遮蔽物の影響があると判定された領域を、前記低信頼領域から除外する構成を採ることができる。
［第７の形態］
上記した位置推定装置において、
前記領域情報記憶部に代えて、前記空間データ推定に用いた測定点の位置情報に基づいて、前記位置推定対象の移動局の位置が、高信頼領域であるか否かを判定する領域判定部を備える構成を採ることができる。
［第８の形態］
（上記第２の視点による移動体装置参照）
［第９の形態］
（上記第３の視点による空間データ提示装置参照）
［第１０の形態］
（上記第４の視点による位置推定方法参照）
［第１１の形態］
（上記第５の視点によるプログラム参照）
なお、上記第８～第１１の形態は、第１の形態と同様に、第２～第７の形態に展開することが可能である。

なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択（部分的削除を含む）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１０、１００、１００ｂ位置推定装置
１１、１０６、１０６ａ空間データ保存部
１２、１０１、１０１ａ位置推定部
１３補正要否判定部
１４領域情報記憶部
１５測定値補正部
１００ａ移動体装置
１００ｃ空間データ提示装置
１０２領域判定部
１０３移動検出部
１０４時系列変化検出部
１０５特徴量補正部
１０７受信部
１０８空間データ提示部
９０００コンピュータ
９０１０ＣＰＵ
９０２０通信インターフェース
９０３０メモリ
９０４０補助記憶装置

Claims

空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局で測定した受信電波の組み合わせとを用いて前記受信局の位置推定を行う位置推定部と、
前記位置推定部の位置測定エリアのうち、前記空間データ推定に用いた前記無線局からの受信電波を測定した測定点周辺の固定した範囲を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する領域情報記憶部と、
前記低信頼領域に位置する前記受信局における受信電波のレベルの減少幅が所定の閾値より大きく、所定時間以上継続した場合に、遮蔽物が有ると判定する補正要否判定部と、
前記補正要否判定部によって遮蔽物が有ると判定した場合、受信電波のレベルを増補正し、前記補正要否判定部によって遮蔽物が有ると判定してから遮蔽物が有ると判定しなくなった場合、前記受信電波のレベルを減補正する測定値補正部と、を備え、
前記位置推定部は、前記測定値補正部による補正後の受信電波のレベルを用いて前記受信局の位置推定を行う
位置推定装置。
前記領域情報記憶部は、
前記範囲を、前記補正要否判定部により前記受信電波のレベルの変化が所定の閾値以上であるとの判定に応じて動的に変更する、請求項１の位置推定装置。
前記補正要否判定部は、単位時間あたりに、前記受信電波のレベルが所定の閾値以上減少した場合に、前記遮蔽物による影響を受けていると判定する請求項１又は２の位置推定装置。
前記受信電波の組み合わせは、各無線局から受信した電波の前記受信電波のレベルの組み合わせであり、
前記測定値補正部は、遮蔽物の影響が発生したと判定した場合、当該遮蔽物の影響を受けている無線局からの電波の前記受信電波のレベルを増補正し、
前記測定値補正部は、遮蔽物の影響がなくなったと判定した場合、当該遮蔽物の影響を受けていた無線局からの電波の前記受信電波のレベルを減補正する請求項１から３のいずれか一の位置推定装置。
前記受信電波の組み合わせは、各無線局から受信した電波の前記受信電波のレベルの組み合わせであり、
前記位置推定部は、遮蔽物の影響が発生したと判定した場合、当該遮蔽物の影響を受けている無線局からの電波の前記受信電波のレベルを除外して、位置推定を行う請求項１から３のいずれか一の位置推定装置。
前記受信電波の組み合わせは、各無線局から受信した電波の前記受信電波のレベルの組み合わせであり、
前記位置推定部は、遮蔽物の影響が発生したと判定した場合、当該遮蔽物の影響を受けている無線局からの該当電波の前記受信電波のレベルに代えて、前記空間データ推定によって設定された該当位置の値を用いて前記受信局の位置推定を行う請求項１から３のいずれか一の位置推定装置。
前記補正要否判定部によって遮蔽物の影響があると判定された領域の特徴量の情報を、前記測定値補正部によって補正された特徴量に置き換え、かつ、前記補正要否判定部によって遮蔽物の影響があると判定された領域を、前記低信頼領域から除外する請求項１から６いずれか一の位置推定装置。
前記領域情報記憶部に代えて、前記空間データ推定に用いた測定点の位置情報に基づいて、位置推定対象の移動局の位置が、前記高信頼領域であるか否かを判定する領域判定部を備える請求項１から７いずれか一の位置推定装置。
空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、自機で測定した受信電波の組み合わせとを用いて自機の位置推定を行う位置推定部と、
前記位置推定部の位置測定エリアのうち、前記空間データ推定に用いた前記無線局からの受信電波を測定した測定点周辺の固定した範囲を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する領域情報記憶部と、
前記低信頼領域に位置する前記自機における受信電波のレベルの減少幅が所定の閾値より大きく、所定時間以上継続した場合に、遮蔽物が有ると判定する補正要否判定部と、
前記補正要否判定部によって遮蔽物が有ると判定した場合、受信電波のレベルを増補正し、前記補正要否判定部によって遮蔽物が有ると判定してから遮蔽物が有ると判定しなくなった場合、前記受信電波のレベルを減補正する測定値補正部と、
を備え、
前記位置推定部は、前記測定値補正部による補正後の受信電波のレベルを用いて自機の位置推定を行う移動体装置。
空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局で測定した受信電波の組み合わせとを用いて前記受信局の位置推定を行う位置推定部と、
前記位置推定部の位置測定エリアのうち、前記空間データ推定に用いた前記無線局からの受信電波を測定した測定点周辺の固定した範囲を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する領域情報記憶部と、
前記低信頼領域に位置する前記受信局における受信電波のレベルの減少幅が所定の閾値より大きく、所定時間以上継続した場合に、遮蔽物が有ると判定する補正要否判定部と、
前記補正要否判定部によって遮蔽物が有ると判定した場合、受信電波のレベルを増補正し、前記補正要否判定部によって遮蔽物が有ると判定してから遮蔽物が有ると判定しなくなった場合、前記受信電波のレベルを減補正する測定値補正部と、
前記補正後の受信電波のレベルを用いた空間データを提示する空間データ提示部と、
を備える空間データ提示装置。
空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局で測定した受信電波の組み合わせとを用いて前記受信局の位置推定を行う位置測定エリアのうち、前記空間データ推定に用いた前記無線局からの受信電波を測定した測定点周辺の固定した範囲を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する領域情報記憶部を備えたコンピュータが、
前記低信頼領域に位置する前記受信局における受信電波のレベルの減少幅が所定の閾値より大きく、所定時間以上継続した場合に、遮蔽物が有ると判定し、
前記遮蔽物が有ると判定した場合、受信電波のレベルを増補正し、前記遮蔽物が有ると判定してから遮蔽物が有ると判定しなくなった場合、前記受信電波のレベルを減補正し、
空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局における受信電波と、前記補正後の受信電波のレベルとを用いて前記受信局の位置推定を行う位置推定方法。
空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局で測定した受信電波の組み合わせとを用いて前記受信局の位置推定を行う位置測定エリアのうち、前記空間データ推定に用いた前記無線局からの受信電波を測定した測定点周辺の固定した範囲を高信頼領域とし、それ以外の領域を低信頼領域に設定した領域情報を保持する領域情報記憶部を備えたコンピュータに、
前記低信頼領域に位置する前記受信局における受信電波のレベルの減少幅が所定の閾値より大きく、所定時間以上継続した場合に、遮蔽物が有ると判定する処理と、
前記遮蔽物が有ると判定した場合、受信電波のレベルを増補正し、前記遮蔽物が有ると判定してから遮蔽物が有ると判定しなくなった場合、前記受信電波のレベルを減補正する処理と、
空間データ推定により事前に設定した２以上の無線局からの受信電波の組み合わせと、受信局における受信電波と、前記補正後の受信電波のレベルとを用いて前記受信局の位置推定を行う処理と、
を実行させるプログラム。