WO2020003353A1

WO2020003353A1 - 測位装置、測位方法及び測位システム

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Publication number: WO2020003353A1
Application number: PCT/JP2018/024038
Authority: WO
Inventors: 涼早川; 隆淺原
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2020-01-02
Also published as: DE112018007633B4; DE112018007633T5; TW202001277A; CN112352167A; CN112352167B; JP6800377B2; US20210048504A1; JPWO2020003353A1

Abstract

通信部（２３）は、周辺に存在する位置が既知である複数の周辺装置それぞれを対象として、対象の周辺装置から対象の周辺装置の位置を受信する。装置選択部（２１）は、通信部（２３）によって対象の周辺装置から受信された位置の確度である位置確度と、対象の周辺装置までの距離の確度である距離確度とにより計算される対象の周辺装置についての総合確度に基づき、複数の周辺装置のうち利用する１つ以上の周辺装置を選択する。位置推定部（２２）は、装置選択部（２１）によって選択された周辺装置から受信された位置と、選択された周辺装置までの距離とに基づき、位置を推定する。

Description

測位装置、測位方法及び測位システム

　この発明は、既に位置が推定された周辺の装置とから得られた情報に基づき位置を推定する技術に関する。

　位置情報は、ナビゲーションと設備管理といったサービスに活用され、価値が高まっている。屋外の測位は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた方式が広く普及している。一方、人工衛星の電波が到達しない屋内及び地下での測位は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）とＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ　Ｗｉｄｅ　Ｂａｎｄ）と音波といった媒体を使用した技術が提案されている。
　この技術では、媒体の特性又は仕様に応じて、測位装置が送信した電波の電波強度（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ，ＲＳＳＩ）を利用して距離を推定する方式と、媒体の到来時間（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ａｒｒｉｖａｌ，ＴＯＡ）を利用して距離を推定する方式とが用いられ、測位装置と測位対象との間の距離が推定される。そして、測位装置の位置と推定された距離とに基づき、測位対象の位置が推定される。

　屋内及び地下での位置の推定で用いられる媒体の伝達距離は、数ｍ～数十ｍ程度である。そのため、システムの適用先が広大な場合は測位装置を多数設置する必要がある。全ての測位装置の位置を測定し、測定結果を設定するためには多大な労力が必要となる。そのため、測位装置の位置の測定及び設定の自動化が望まれている。

　特許文献１には、位置が既知の測位装置で位置が未知の測位装置の位置を推定し、全ての測位装置の位置の推定が終了するまで繰り返す方法が記載されている。特許文献２には、位置が既知のタグと位置が未知の測位装置とを用いて測位装置の位置を設定する方法が記載されている。

特開２０１０－１５１８０７号公報特開２０１０－１７５５３６号公報

　特許文献１，２に記載された方法は、測位装置の位置を推定して、測位装置の位置を設定する方法である。特許文献１，２では、位置の推定で生じる誤差が考慮されていないため、測位装置が位置の推定を繰り返すほど誤差が蓄積してしまう。蓄積した誤差が大きい測位装置を用いて構築した測位システムは、位置の推定の信頼性が低い。
　この発明は、位置の推定で生じる誤差を小さくすることを目的とする。

　この発明に係る測位装置は、
　周辺に存在する位置が既知である複数の周辺装置それぞれを対象として、対象の周辺装置から、前記対象の周辺装置の位置を受信する通信部と、
　前記通信部によって前記対象の周辺装置から受信された前記位置の確度である位置確度と、前記対象の周辺装置までの距離の確度である距離確度とにより計算される前記対象の周辺装置についての総合確度に基づき、前記複数の周辺装置のうち利用する１つ以上の周辺装置を選択する装置選択部と、
　前記装置選択部によって選択された周辺装置から受信された前記位置と、選択された周辺装置までの距離とに基づき、位置を推定する位置推定部と
を備える。

　この発明では、位置確度及び距離確度により計算される対象の周辺装置についての総合確度に基づき、利用する周辺装置を選択した上で、位置を推定する。これにより、位置の推定で生じる誤差を小さくすることが可能である。

実施の形態１に係る測位システム１００の構成図。実施の形態１に係る測位装置１０の構成図。実施の形態１に係る測位システム１００の構成例を示す図。実施の形態１に係る位置を推定する対象である測位装置１０の周辺の測位装置１０の動作を示すフローチャート。実施の形態１に係る位置を推定する対象である測位装置１０の動作を示すフローチャート。実施の形態１に係る測位システム１００において測位装置１０の位置が順に推定される動作例の説明図。実施の形態１に係る測位システム１００において測位装置１０の位置が順に推定される動作の処理フロー図。実施の形態１に係る１つの測位装置１０の処理のフローチャート。実施の形態１に係る位置確度の計算処理のフローチャート。実施の形態１に係る位置が既知の測位装置１０と位置が未知の測位装置１０との位置関係に基づく、距離確度の違いの説明図。変形例２に係る測位装置１０の構成図。実施の形態２に係る測位システム１００において位置の推定に利用する周辺装置を選択する動作例の説明図。実施の形態３に係る測位装置１０の構成図。実施の形態３に係る測位システム１００において位置の推定に利用する周辺装置を選択する動作例の説明図。実施の形態４に係る測位装置１０の構成図。実施の形態４に係る測位システム１００において位置の推定に利用する周辺装置を選択する動作例の説明図。

　実施の形態１．
　＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図１を参照して、実施の形態１に係る測位システム１００の構成を説明する。
　測位システム１００は、複数の測位装置１０を備える。複数の測位装置１０は、近傍に配置された場合には、無線ＬＡＮとＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）とＵＷＢといった方法により、通信することができる。

　図２を参照して、実施の形態１に係る測位装置１０の構成を説明する。
　測位装置１０は、コンピュータである。
　測位装置１０は、プロセッサ１１と、メモリ１２と、通信インタフェース１３と、測距装置１４とのハードウェアを備える。プロセッサ１１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

　プロセッサ１１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ１１は、具体例としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）である。

　メモリ１２は、データを記憶する記憶装置である。メモリ１２は、具体例としては、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）である。メモリ１２は、ＳＤ（登録商標，Ｓｅｃｕｒｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＣＦ（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ，登録商標）、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）といった可搬記録媒体であってもよい。

　通信インタフェース１３は、外部の装置と通信するためのインタフェースである。通信インタフェース１３は、具体例としては、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）、ＨＤＭＩ（登録商標，Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）のポートである。

　測距装置１４は、他の測位装置１０までの距離を計測する装置である。測距装置１４は、具体例としては、ＵＷＢ送受信機と、マイク及びスピーカといった装置である。

　測位装置１０は、機能構成要素として、装置選択部２１と、位置推定部２２と、通信部２３と、距離推定部２４とを備える。装置選択部２１及び位置推定部２２の機能は、プロセッサ１１によって実現される。通信部２３の機能は、通信インタフェース１３によって実現される。距離推定部２４の機能は、測距装置１４によって実現される。
　装置選択部２１及び位置推定部２２の機能は、ソフトウェアによって実現される。メモリ１２には、装置選択部２１及び位置推定部２２の機能を実現するプログラムが格納されている。このプログラムは、プロセッサ１１により読み込まれ、実行される。これにより、装置選択部２１及び位置推定部２２の機能が実現される。
　なお、通信部２３及び距離推定部２４の機能も、装置選択部２１及び位置推定部２２の機能と同様に、ソフトウェアによって実現されてもよい。

　図１では、プロセッサ１１は、１つだけ示されていた。しかし、プロセッサ１１は、複数であってもよく、複数のプロセッサ１１が、各機能を実現するプログラムを連携して実行してもよい。

　＊＊＊動作の説明＊＊＊
　図３から図１０を参照して、実施の形態１に係る測位システム１００の動作を説明する。
　実施の形態１に係る測位システム１００の動作は、実施の形態１に係る測位方法に相当する。また、実施の形態１に係る測位システム１００の動作は、実施の形態１に係る測位プログラムの処理に相当する。

　図３から図５を参照して、実施の形態１に係る測位システム１００の測位処理を説明する。
　図３では、測位システム１００は、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｅ）までの５台の測位装置１０を備える。
　ここでは、測位装置１０（ｅ）の位置を推定する例を説明する。測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｄ）の位置は既知であるものとする。位置が既知であるとは、以下に説明する方法により位置が推定されている、又は、手作業といった何らかの方法で位置が特定されているという意味である。位置が既知である測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｄ）のメモリ１２には、自分自身の位置と、位置の確度である位置確度とが記憶されている。また、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｄ）は、測位装置１０（ｅ）の通信部２３の通信範囲内にあるものとする。

　図４を参照して、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｄ）の各測位装置１０の動作を説明する。
　ステップＳ１０１では、距離推定部２４は、位置を推定する対象である測位装置１０（ｅ）までの距離を推定する。この際、距離推定部２４は、測位装置１０（ｅ）の距離推定部２４と連携して距離を推定してもよい。具体的には、距離推定部２４は、無線ＬＡＮとＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）とＵＷＢと音波といった媒体を用いて、ＲＳＳＩ方式とＴＯＡ方式といった方式により距離が推定される。なお、距離推定部２４は、ＡＯＡ（Ａｎｇｌｅ　ｏｆ　Ａｒｒｉｖａｌ）方式等により、測位装置１０（ｅ）の方角を推定してもよい。

　ステップＳ１０２では、距離推定部２４は、推定された距離の長さと、距離を推定する際のＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－Ｎｏｉｓｅ）比といった雑音の大きさと、媒体の信号強度と、マルチパスの有無といった物理条件に基づき、推定された距離の確度である距離確度を計算する。距離推定部２４は、ステップＳ１０１で推定された距離とともに、距離確度を通信部２３に送信する。

　ステップＳ１０３では、位置推定部２２は、メモリ１２に記憶された位置及び位置確度を読み出し、通信部２３に送信する。

　ステップＳ１０４では、通信部２３は、ステップＳ１０３で送信された位置及び位置確度と、ステップＳ１０２で送信された距離及び距離確度とを測位装置１０（ｅ）に送信する。

　図５を参照して、測位装置１０（ｅ）の動作を説明する。
　ステップＳ２０１からステップＳ２０３では、通信部２３は、通信範囲内にある位置が既に推定された測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｄ）それぞれを対象の周辺装置に設定する。通信部２３は、各対象の周辺装置から、対象の周辺装置の位置及び位置確度と、対象の周辺装置からの距離及び距離確度とを受信する。通信部２３は、受信された位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを装置選択部２１に送信する。
　通信部２３は、全ての対象の周辺装置についての位置及び位置確度と距離及び距離確度とを装置選択部２１に送信し終わると、処理をステップＳ２０４に進める。

　ステップＳ２０４では、装置選択部２１は、各対象の周辺装置について、その対象の周辺装置から受信された位置確度及び距離確度により、その周辺装置についての総合確度を計算する。装置選択部２１は、計算された総合確度に基づき、複数の周辺装置のうち利用する１つ以上の周辺装置を選択する。
　具体的には、装置選択部２１は、総合確度が高い順に、位置推定部２２が位置を推定するために必要な数の周辺装置を選択する。位置を推定するために必要な数は、測位方式によって異なる。具体例としては、測位方式がＴＯＡ方式の場合には、位置が既知の測位装置１０が３つ必要である。そのため、位置を推定するために必要な数は、３になる。つまり、装置選択部２１は、測位方式がＴＯＡ方式の場合には、総合確度が高い順に、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｄ）のうち３つの測位装置１０を選択する。

　ステップＳ２０５では、位置推定部２２は、ステップＳ２０４で選択された周辺装置から受信された位置及び距離に基づき、測位装置１０（ｅ）の位置を推定する。また、位置推定部２２は、ステップＳ２０４で選択された１つ以上の周辺装置から受信された位置確度及び距離確度に基づき、推定された位置の確度である位置確度を計算する。

　ステップＳ２０６では、位置推定部２２は、ステップＳ２０５で推定された測位装置１０（ｅ）の位置と、ステップＳ２０５で計算された測位装置１０（ｅ）についての位置確度とをメモリ１２に書き込む。

　図６及び図７を参照して、実施の形態１に係る測位システム１００において測位装置１０の位置が順に推定される動作例を説明する。
　図６では、測位システム１００は、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｈ）を備える。測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）は、位置が既知である。測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）は、測位装置１０（ｄ）から測位装置１０（ｇ）の通信部２３の通信範囲内であり、測位装置１０（ｈ）の通信部２３の通信範囲外である。測位装置１０（ｄ）から測位装置１０（ｇ）は、測位装置１０（ｈ）の通信部２３の通信範囲内である。
　ここでは、位置を推定するために必要な測位装置１０の数は、３であるとする。位置確度及び距離確度は、値が小さいほど精度が高いことを意味する。なお、図６では、各測位装置１０の符号の上に示された数値が、その測位装置１０の位置確度を示している。

　まず、１段目として、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）が通信範囲内にある測位装置１０（ｄ）から測位装置１０（ｇ）の位置が推定される。ここでは、測位装置１０（ｄ）を例として説明する。
　測位装置１０（ｄ）は、通信範囲内にあり位置が既知である測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）を対象の周辺装置として、対象の周辺装置に推定開始要求を送信する。すると、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）は、推定開始要求に対する応答を送信し、測位装置１０（ｄ）までの距離の推定を行う。そして、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）は、位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを測位装置１０（ｄ）に送信する。
　測位装置１０（ｄ）は、対象の周辺装置の数は、位置を推定するために必要な測位装置１０の数と同じ３である。そのため、測位装置１０（ｄ）は、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）を選択する。
　測位装置１０（ｄ）は、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）から送信された位置及び距離に基づき位置を推定する。また、測位装置１０（ｄ）は、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）から送信された位置確度及び距離確度に基づき、推定された位置の確度である位置確度を計算する。図６では、測位装置１０（ａ）と測位装置１０（ｂ）と測位装置１０（ｃ）との位置確度はいずれも０である。また、測位装置１０（ａ）と測位装置１０（ｄ）との間の距離確度と、測位装置１０（ｂ）と測位装置１０（ｄ）との間の距離確度と、測位装置１０（ｃ）と測位装置１０（ｄ）との間の距離確度とは、いずれも１である。そのため、例えば、測位装置１０（ｄ）は、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）から受信された位置確度及び距離確度を合計して、位置確度を３と計算する。

　測位装置１０（ｅ）から測位装置１０（ｇ）も測位装置１０（ｄ）と同様の処理を行う。その結果、測位装置１０（ｅ）から測位装置１０（ｇ）の位置が推定され、推定された位置の位置確度が計算される。図６では、測位装置１０（ｅ）及び測位装置１０（ｆ）については、位置確度がいずれも３と計算され、測位装置１０（ｇ）については、位置確度が４と計算される。測位装置１０（ｃ）と測位装置１０（ｇ）との間の距離確度が他の距離確度と異なり２であるため、測位装置１０（ｇ）についての位置確度は他と異なり４になっている。

　次に、２段目として、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｃ）が通信範囲内にない測位装置１０（ｈ）の位置が推定される。
　測位装置１０（ｈ）は、通信範囲内にあり位置が既知である測位装置１０（ｄ）から測位装置１０（ｇ）を対象の周辺装置として、対象の周辺装置に推定開始要求を送信する。すると、測位装置１０（ｄ）から測位装置１０（ｇ）は、推定開始要求に対する応答を送信し、測位装置１０（ｈ）までの距離の推定を行う。そして、測位装置１０（ｄ）から測位装置１０（ｇ）は、位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを測位装置１０（ｈ）に送信する。
　測位装置１０（ｈ）は、測位装置１０（ｄ）から測位装置１０（ｇ）それぞれについて、位置確度及び距離確度から総合確度を計算する。ここでは、測位装置１０（ｈ）は、位置確度及び距離確度の合計を総合確度として扱う。図６では、測位装置１０（ｄ）と測位装置１０（ｅ）と測位装置１０（ｆ）との総合確度が４であり、測位装置１０（ｇ）の総合確度が５である。そのため、測位装置１０（ｈ）は、測位装置１０（ｄ）と測位装置１０（ｅ）と測位装置１０（ｆ）とを選択する。
　測位装置１０（ｈ）は、測位装置１０（ｄ）から測位装置１０（ｆ）から送信された位置及び距離に基づき位置を推定する。また、測位装置１０（ｈ）は、測位装置１０（ｄ）から測位装置１０（ｆ）から送信された位置確度及び距離確度に基づき、推定された位置の確度である位置確度を計算する。図６では、測位装置１０（ｄ）と測位装置１０（ｅ）と測位装置１０（ｆ）との位置確度はいずれも３である。また、測位装置１０（ｄ）と測位装置１０（ｈ）との間の距離確度と、測位装置１０（ｅ）と測位装置１０（ｈ）との間の距離確度と、測位装置１０（ｆ）と測位装置１０（ｈ）との間の距離確度とは、いずれも１である。そのため、例えば、測位装置１０（ｈ）は、測位装置１０（ｄ）から測位装置１０（ｆ）から受信された位置確度及び距離確度を合計して、位置確度を１２と計算する。

　以上のように、位置が未知の測位装置１０が存在する限り、繰り返し位置の推定処理が実行され、測位装置１０の位置が順次推定される。

　図８を参照して、実施の形態１に係る１つの測位装置１０の処理を説明する。
　ステップＳ３０１では、通信部２３は、推定開始要求を受信する。ステップＳ３０２では、位置推定部２２は、位置が既知であるか否かを判定する。つまり、位置推定部２２は、人手等により位置が特定されている、あるいは、既に位置の推定済であるか否かを判定する。位置推定部２２は、位置が未知である場合には、処理をステップＳ３０３に進める。一方、位置推定部２２は、位置が既知である場合には、処理をステップＳ３１１に進める。

　ステップＳ３０３では、通信部２３は、位置を推定するために、周囲の測位装置１０に対して推定開始要求を送信する。すると、測定開始要求は、通信範囲内にある周囲の測位装置１０である周辺装置によって受信される。ステップＳ３０４では、通信部２３は、推定開始要求を受信した周囲の測位装置１０である周辺装置から、応答を受信する。
　ステップＳ３０５からステップＳ３０７では、通信部２３は、ステップＳ３０４で受信した応答の送信元である各周辺装置から位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを受信する。
　ステップＳ３０８では、装置選択部２１は、利用する周辺装置を選択する。ステップＳ３０９では、位置推定部２２は、ステップＳ３０８で選択された周辺装置から受信した位置及び距離に基づき、位置を推定する。ステップＳ３１０では、位置推定部２２は、ステップＳ３０８で選択された周辺装置から受信した位置確度及び距離確度に基づき、ステップＳ３１０で推定された位置の位置確度を計算する。

　ステップＳ３１１では、通信部２３は、ステップＳ３０１で受信した推定開始要求に対する応答を送信する。ステップＳ３１２では、距離推定部２４は、ステップＳ３０１で受信した推定開始要求の送信元の測位装置１０までの距離を推定する。また、距離推定部２４は、推定した距離の距離確度を計算する。ステップＳ３１３では、通信部２３は、位置及び位置確度と、ステップＳ３１２で推定された距離と、ステップＳ３１２で計算された距離確度とを、ステップＳ３０１で受信した推定開始要求の送信元の測位装置１０に送信する。

　図９を参照して、実施の形態１に係る位置確度の計算処理を説明する。
　ステップ４０１では、位置推定部２２は、位置の推定の際に利用した各周辺装置の位置の位置確度を参照する。ステップＳ４０２では、位置推定部２２は、位置の推定の際に利用した各周辺装置との間の距離の距離確度を参照する。

　ステップＳ４０３では、位置推定部２２は、ステップＳ４０１で参照した各周辺装置についての位置確度と、ステップＳ４０２で参照した各周辺装置についての距離確度とに基づき、自分自身の位置についての位置確度を計算する。具体例としては、各周辺装置についての位置確度及び距離確度の和を、自分自身の位置についての位置確度として計算する。
　この際、位置推定部２２は、位置確度及び距離確度により得られる値に対して、位置の推定の際に利用した各周辺装置との間の距離の長さと、距離を推定する際に利用した媒体の雑音といった物理的な情報により重み付けして位置確度を計算してもよい。具体例としては、位置推定部２２は、各周辺装置についての位置確度及び距離確度の和に、物理的な情報で重み付けして、自分自身の位置についての位置確度として計算する。

　図１０を参照して、位置が既知の測位装置１０と位置が未知の測位装置１０との位置関係に基づく、距離確度の違いについて説明する。
　距離の推定における誤差は、原則として、測位装置１０間の距離が離れるほど大きくなる。したがって、原則として、位置が未知の測位装置１０に近い、位置が既知の測位装置１０を利用して、位置の推定をすることが望ましい。

　図１０では、測位システム１００は、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｅ）を備える。測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｄ）は、位置が既知である。測位装置１０（ｅ）は、位置が未知である。ここでは、位置を推定するために必要な測位装置１０の数は、３であるとする。そのため、測位装置１０（ｅ）の位置を推定する際には、測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｄ）の４つの測位装置１０のうち、３つが利用される。
　ここで、距離確度は、原則として、測位装置１０間の距離が離れているほど大きくなる。但し、雑音といった他の要素によっては、このようにならない場合もある。図１０では、測位装置１０（ｄ）が測位装置１０（ｅ）に最も近く、測位装置１０（ａ）及び測位装置１０（ｃ）が測位装置１０（ｅ）に次に近く、測位装置１０（ｂ）が測位装置１０（ｅ）に最も遠い。そして、測位装置１０（ｄ）と測位装置１０（ｅ）との間の距離確度が２であり、測位装置１０（ａ）と測位装置１０（ｅ）との間の距離確度と、測位装置１０（ｃ）と測位装置１０（ｅ）との間の距離確度とが３であり、測位装置１０（ｂ）と測位装置１０（ｅ）との間の距離確度が４である。
　そのため、仮に測位装置１０（ａ）から測位装置１０（ｄ）の位置確度が同じであれば、測位装置１０（ａ）と測位装置１０（ｃ）と測位装置１０（ｄ）とが利用され、位置の推定が行われる。つまり、距離の近い測位装置１０が利用されることになる。

　＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
　以上のように、実施の形態１に係る測位システム１００は、位置確度及び距離確度により計算される測位装置１０についての総合確度に基づき、利用する測位装置１０を選択した上で、位置を推定する。これにより、位置の推定で生じる誤差を小さくすることが可能である。
　特に、位置確度を用いて総合確度を計算するため、位置に含まれる誤差が小さい測位装置１０を利用することになる。また、距離確度を用いて総合確度を計算するため、距離が近いといった距離の推定に含まれる誤差が小さい測位装置１０を利用することになる。その結果、位置の推定で生じる誤差を小さくすることができる。

　＊＊＊他の構成＊＊＊
　＜変形例１＞
　実施の形態１では、位置が既知の測位装置１０の距離推定部２４が、位置を推定する対象の測位装置１０までの距離を推定し、位置を推定する対象の測位装置１０に送信した。しかし、位置を推定する対象の測位装置１０の距離推定部２４が、位置が既知の測位装置１０までの距離を推定してもよい。この場合には、位置を推定する対象の測位装置１０の距離推定部２４が距離確度も計算する。
　そして、この場合には、図５のステップＳ２０１からステップＳ２０３では、通信部２３は、対象の周辺装置から位置及び位置確度だけを受信する。図５のステップＳ２０４では、装置選択部２１は、各対象の周辺装置について、その対象の周辺装置から受信された位置確度と、その対象の周辺装置について距離推定部２４によって計算された距離確度とに基づき、その対象の周辺装置の総合確度を計算する。図５のステップＳ２０５では、位置推定部２２は、ステップＳ２０４で選択された周辺装置から受信された位置と、ステップＳ２０４で選択された周辺装置について距離推定部２４によって計算された距離とから、位置を推定する。

　＜変形例２＞
　実施の形態１では、装置選択部２１及び位置推定部２２の機能がソフトウェアで実現された。しかし、変形例２として、装置選択部２１及び位置推定部２２の機能はハードウェアで実現されてもよい。この変形例２について、実施の形態１と異なる点を説明する。

　図１１を参照して、変形例２に係る測位装置１０の構成を説明する。
　装置選択部２１及び位置推定部２２の機能がハードウェアで実現される場合には、測位装置１０は、プロセッサ１１に代えて電子回路１５を備える。電子回路１５は、装置選択部２１及び位置推定部２２の機能を実現する専用の回路である。

　電子回路１５としては、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ（Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）が想定される。
　各機能構成要素を１つの電子回路１５で実現してもよいし、各機能構成要素を複数の電子回路１５に分散させて実現してもよい。

　＜変形例３＞
　変形例３として、一部の各機能構成要素がハードウェアで実現され、他の各機能構成要素がソフトウェアで実現されてもよい。

　プロセッサ１１と電子回路１５とを処理回路という。つまり、各機能構成要素の機能は、処理回路により実現される。

　実施の形態２．
　実施の形態２は、基準位置に対する対象の周辺装置の位置の差分により総合確度が計算される点が実施の形態１と異なる。実施の形態２では、この異なる点を説明し、同一の点については説明を省略する。

　周辺装置における通信部２３は、位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを送信する際、基準位置に対する位置の差分も送信する。位置を推定する測位装置１０における装置選択部２１は、位置確度と距離確度と差分とから総合確度を計算する。具体例としては、装置選択部２１は、位置確度及び距離確度により得られる値に対して、差分により重み付けして総合確度を計算する。
　ここで、基準位置は、具体例としては、人手で設定された位置のような、確度の高い位置である。基準位置から離れるほど、位置の確度が低くなる可能性が高い。そのため、基準位置から離れるほど、確度が低くなるように総合確度が計算される。つまり、差分が大きいほど、総合確度が低くなる。

　図１２を参照して、実施の形態２に係る測位システム１００において位置の推定に利用する周辺装置を選択する動作例を説明する。
　図１２では、測位装置１０（ａ）の位置が基準位置に設定されている。測位装置１０（ｅ）の推定された位置は、基準位置からｘ軸方向に２、ｙ軸方向に１離れている。そのため、測位装置１０（ｅ）は、位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを送信する際、差分として、例えば３（＝２＋１）を送信する。測位装置１０（ｆ）が測位装置１０（ｅ）から、位置及び位置確度と、距離及び距離確度と、差分として値３とを受信したとする。この場合、例えば、測位装置１０（ｅ）の位置確度である３と、距離確度である１とが合計された値４に、差分である値３を乗じて、総合確度が１２と計算される。

　以上のように、実施の形態２に係る測位システム１００は、基準位置に対する対象の周辺装置の位置の差分により総合確度が計算される。そのため、より正確に総合確度が計算される。その結果、適切な周辺装置が選択され、位置の推定で生じる誤差を小さくすることが可能である。

　実施の形態３．
　実施の形態３は、測位装置１０が移動する点が実施の形態１，２と異なる。実施の形態３では、この異なる点を説明し、同一の点については説明を省略する。
　ここでは、実施の形態１に機能を追加した場合を説明する。しかし、実施の形態２に機能を追加することも可能である。

　図１３を参照して、実施の形態３に係る測位装置１０の構成を説明する。
　測位装置１０は、ハードウェアとして加速度センサ１６を備える。加速度センサ１６は、測位装置１０の加速度を検出するセンサである。測位装置１０は、機構構成要素として、移動量計測部２５を備える。移動量計測部２５の機能は、加速度センサ１６によって実現される。

　実施の形態１，２では、測位装置１０が設置された場合に、位置の推定を行った。実施の形態３では、測位装置１０が移動する。そのため、測位装置１０は、設置時だけでなく、条件を満たした場合にも位置の推定を行う。
　具体的には、移動量計測部２５は、測位装置１０の移動量を計測してメモリ１２に書き込む。移動量計測部２５は、位置を推定してからの移動量が閾値よりも大きい場合に、位置の再推定が必要と判定する。移動量計測部２５によって位置の再推定が必要と判定された場合には、通信部２３は、周囲の測位装置１０に対して推定開始要求を送信し、推定開始要求を受信した周囲の測位装置１０である周辺装置から位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを再受信する。装置選択部２１は、位置及び位置確度と距離及び距離確度とが通信部２３によって再受信されると、利用する１つ以上の周辺装置を再選択する。位置推定部２２は、装置選択部２１によって利用する周辺装置が再選択されると、再選択された周辺装置から受信された位置及び距離に基づき位置を再推定する。また、位置推定部２２は、再選択された周辺装置から受信された位置確度及び距離確度から位置確度を再計算する。

　推定された位置の位置確度は、測位装置１０の移動量が多く、推定回数が増えるほど、低くなる可能性がある。そこで、周辺装置における通信部２３は、位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを送信する際、測位装置１０の移動量も送信する。位置を推定する測位装置１０における装置選択部２１は、位置確度と距離確度と移動量とから総合確度を計算する。具体例としては、装置選択部２１は、位置確度及び距離確度により得られる値に対して、移動量により重み付けして総合確度を計算する。
　なお、ここで送信する移動量は、測位装置１０が設置された後の移動量の合計であってもよいし、測位装置１０が設置された後の単位時間当たりの移動量であってもよい。

　図１４を参照して、実施の形態３に係る測位システム１００において位置の推定に利用する周辺装置を選択する動作例を説明する。
　測位装置１０（ｅ）の移動量は、５である。そのため、測位装置１０（ｅ）は、位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを送信する際、移動量として５を送信する。測位装置１０（ｆ）が測位装置１０（ｅ）から、位置及び位置確度と、距離及び距離確度と、移動量として値５とを受信したとする。この場合、例えば、測位装置１０（ｅ）の位置確度である３と、距離確度である１とが合計された値４に、差分である値５を乗じて、総合確度が２０と計算される。

　以上のように、実施の形態３に係る測位システム１００は、移動量が閾値よりも大きい場合に、位置が再推定される。そのため、常に測位装置１０の位置の誤差をある程度の範囲内に抑えることが可能である。
　また、実施の形態３に係る測位システム１００は、測位装置１０の移動量により総合確度が計算される。そのため、より正確に総合確度が計算される。その結果、適切な周辺装置が選択され、位置の推定で生じる誤差を小さくすることが可能である。

　なお、上記説明では、移動量が閾値よりも大きい場合に、位置が再推定された。しかし、一定の時間間隔で位置が再推定されてもよい。つまり、位置推定部２２が、位置が推定された後の経過時間を計測しておき、経過時間が基準時間を超えたら、位置を再推定してもよい。

　また、上記説明では、測位装置１０の移動量が多く、推定回数が増えるほど、低くなる可能性があるため、測位装置１０が設置された後の移動量の合計等に基づき、総合確度が計算された。しかし、直近の位置推定後の移動量が大きいと、推定された位置からのずれた場所に測位装置１０がいる可能性が高い。そのため、直近の位置推定後の移動量に基づき、総合確度が計算されてもよい。

　実施の形態４．
　実施の形態４は、周辺装置から障害物までの距離により総合確度が計算される点が実施の形態１～３と異なる。実施の形態４では、この異なる点を説明し、同一の点については説明を省略する。
　ここでは、実施の形態１に機能を追加した場合を説明する。しかし、実施の形態２，３に機能を追加することも可能である。

　図１５を参照して、実施の形態４に係る測位装置１０の構成を説明する。
　測位装置１０は、ハードウェアとして対物センサ１７を備える。対物センサ１７は、測位装置１０の周辺に存在する壁及び天井といった障害物までの距離を計測するセンサである。対物センサ１７は、具体例としては、赤外線センサ、又は、音波センサである。測位装置１０は、機構構成要素として、障害物検出部２６を備える。障害物検出部２６の機能は、対物センサ１７によって実現される。

　障害物検出部２６は、測位装置１０の周辺に存在する障害物までの距離を計測する。周辺装置における通信部２３は、位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを送信する際、障害物までの距離も送信する。周辺に複数の障害物が存在する場合には、周辺装置に最も近い障害物までの距離が送信される。位置を推定する測位装置１０における装置選択部２１は、位置確度と距離確度と障害物までの距離とから総合確度を計算する。具体例としては、装置選択部２１は、位置確度及び距離確度により得られる値に対して、障害物までの距離により重み付けして総合確度を計算する。
　距離推定部２４が距離を推定する場合に使用する電波及び音波といった媒体は、壁及び天井といった障害物で反射する。そのため、距離の推定対象である測位装置１０までの最短距離の推定結果の他に、障害物で媒体が反射した経路についての距離の推定結果が得られる場合がある。そのため、測位装置１０の近くに障害物がある場合には、測位装置１０の位置に誤差が含まれる可能性がある。そこで、障害物までの距離が近くなるほど、確度が低くなるように総合確度が計算される。

　図１６を参照して、実施の形態４に係る測位システム１００において位置の推定に利用する周辺装置を選択する動作例を説明する。
　図１６では、測位装置１０（ｄ）の近くには壁がある。測位装置１０（ｄ）から壁までの距離は２であるとする。そのため、測位装置１０（ｄ）は、位置及び位置確度と、距離及び距離確度とを送信する際、障害物までの距離として、２を送信する。測位装置１０（ｅ）が測位装置１０（ｄ）から、位置及び位置確度と、距離及び距離確度と、障害物までの距離として値２とを受信したとする。この場合、例えば、測位装置１０（ｄ）の位置確度である３と、距離確度である１とが合計された値４に、障害物までの距離である値２の逆数である値１／２を乗じて、総合確度が２と計算される。

　以上のように、実施の形態４に係る測位システム１００では、周辺装置から障害物までの距離により総合確度が計算される。そのため、より正確に総合確度が計算される。その結果、適切な周辺装置が選択され、位置の推定で生じる誤差を小さくすることが可能である。

　１０　測位装置、１１　プロセッサ、１２　メモリ、１３　通信インタフェース、１４　測距装置、１５　電子回路、１６　加速度センサ、１７　対物センサ、２１　装置選択部、２２　位置推定部、２３　通信部、２４　距離推定部、２５　移動量計測部、２６　障害物検出部、１００　測位システム。

Claims

　周辺に存在する位置が既知である複数の周辺装置それぞれを対象として、対象の周辺装置から、前記対象の周辺装置の位置を受信する通信部と、
　前記通信部によって前記対象の周辺装置から受信された前記位置の確度である位置確度と、前記対象の周辺装置までの距離の確度である距離確度とにより計算される前記対象の周辺装置についての総合確度に基づき、前記複数の周辺装置のうち利用する１つ以上の周辺装置を選択する装置選択部と、
　前記装置選択部によって選択された周辺装置から受信された前記位置と、選択された周辺装置までの距離とに基づき、位置を推定する位置推定部と
を備える測位装置。
　前記装置選択部は、前記対象の周辺装置までの物理条件に基づき、前記距離確度を計算する
請求項１に記載の測位装置。
　前記装置選択部は、前記総合確度が高い順に、前記位置推定部が前記位置を推定するために必要な数の周辺装置を選択する
請求項１又は２に記載の測位装置。
　前記位置推定部は、前記位置確度及び前記距離確度に基づき、推定された前記位置の確度である位置確度を計算する
請求項１から３までのいずれか１項に記載の測位装置。
　前記位置推定部は、前記位置確度及び前記距離確度により得られる値に対して、前記対象の周辺装置との間の物理的な情報に基づき重み付けして前記位置確度を計算する
請求項４に記載の測位装置。
　前記測位装置は、さらに、
　周辺に存在する周辺装置までの距離を推定する距離推定部
を備える請求項１から５までのいずれか１項に記載の測位装置。
　前記総合確度は、基準位置に対する前記対象の周辺装置の位置の差分により計算される
請求項１から６までのいずれか１項に記載の測位装置。
　前記測位装置は、さらに、
　移動量を計測する移動量計測部
を備え、
　前記通信部は、前記移動量計測部によって計測された前記移動量が閾値より大きい場合に、前記対象の周辺装置の位置と、前記対象の周辺装置からの距離とを再受信し、
　前記装置選択部は、前記通信部によって再受信されると、利用する１つ以上の周辺装置を再選択し、
　前記位置推定部は、前記装置選択部によって再選択されると、位置を再推定する
請求項１から７までのいずれか１項に記載の測位装置。
　前記総合確度は、前記対象の周辺装置が移動した移動量により計算される
請求項１から８までのいずれか１項に記載の測位装置。
　前記総合確度は、前記対象の周辺装置から障害物までの距離により計算される
請求項１から９までのいずれか１項に記載の測位装置。
　通信部が、周辺に存在する位置が既知である複数の周辺装置それぞれを対象として、対象の周辺装置から、前記対象の周辺装置の位置を受信し、
　装置選択部が、前記対象の周辺装置から受信された前記位置の確度である位置確度と、前記対象の周辺装置までの距離の確度である距離確度とにより計算される前記対象の周辺装置についての総合確度に基づき、前記複数の周辺装置のうち利用する１つ以上の周辺装置を選択し、
　位置推定部が、選択された周辺装置から受信された前記位置と、選択された周辺装置までの距離とに基づき、位置を推定する測位方法。
　複数の測位装置を備える測位システムであり、
　各測位装置は、
　周辺に存在する他の測位装置を周辺装置とし、位置が既知である複数の周辺装置それぞれを対象として、対象の周辺装置から、前記対象の周辺装置の位置を受信する通信部と、
　前記通信部によって前記対象の周辺装置から受信された前記位置の確度である位置確度と、前記対象の周辺装置までの距離の確度である距離確度とにより計算される前記対象の周辺装置についての総合確度に基づき、前記複数の周辺装置のうち利用する１つ以上の周辺装置を選択する装置選択部と、
　前記装置選択部によって選択された周辺装置から受信された前記位置と、選択された周辺装置までの距離とに基づき、位置を推定する位置推定部と
を備える測位システム。