JP2006094368A - 携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システム - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話機をどこに持ち運んでも、常に正確に真北と携帯電話機画面の向きの関係を知ることができる。
【解決手段】コンパス１１は携帯電話機１の磁北の水平成分に対する角度を出力する。通信ネットワーク２は各エリアの偏角情報を保持し携帯電話機１に送信する。通信用ＣＰＵ１２は偏角情報１４を通信ネットワーク２から受信し、アプリケーション用ＣＰＵ１３に渡す。アプリケーション用ＣＰＵ１３は、偏角情報１４とコンパス１１が出力する電話機画面の向き１５を足し合わせ、真北に対する電話機画面の向きの水平成分の角度を求める。
【選択図】 図１

Description

本発明は携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムに関し、特に地磁気の偏角の補正情報をネットワークから入手し、偏角情報を利用した方位補正により正確な方位をユーザに通知する携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムに関する。

一般に、方位の検出にコンパスのような地磁気センサが使用されている。地磁気センサは地球の磁極の方位を検出するものである。地球の磁極の北を示す磁北（磁方位）と地図上の真北（真方位）とでは方位が異なっており、方位差を示す偏角が生じる。すなわち、任意の地点における磁北は真北からの振れ角である偏角を生じる。偏角はコンパスが示す磁北と地図上の真北との方位の角度差を示す。この偏角は地球上の任意の点で異なり、地球の磁極に近い地点での偏角は大きくなるため、方位磁石はあてにならなくなる。

このため例えば、コンパスを内蔵した携帯電話機で方位を検出する場合、コンパスは地球の磁極の北を示す磁北（磁方位）を示すが、携帯電話機のユーザが考慮する方位での北はあくまでも実生活で使用する地図上の真北を示す真方位である。

従って、コンパス機能つき携帯電話機でユーザが方位に関係するアプリケーション等が必要な場合、この方位差を示す偏角に留意することが必要である。

図８は従来のコンパス機能付き携帯電話機を用いた方位検出を説明する図である。

図８を参照すると、携帯電話機１００は、コンパス１１１と、通信用ＣＰＵ１１２と、アプリケーションソフト１１５内蔵のアプリケーション用ＣＰＵ１１３とを有している。
通信用ＣＰＵ１１２は、通信ネットワーク１０２と無線接続され、位置情報等のデータを受信する。コンパス１１１は地磁気を検出し、携帯電話機１００の電話機画面の向き１１４の水平成分と、磁北の水平成分との間の角度を表示する。

コンパス１１１は、例えば携帯電話機１００の表示部上部に設置される。

アプリケーション用ＣＰＵ１１３は、単にコンパス１１１からの角度をアプリケーションソフト１１５に渡し、角度の表示処理を行うだけである。

しかしこのような方法でコンパス１１１によって知ることができるのは、コンパス１１１が示す磁北と電話機画面の向き１１４との関係に過ぎないため、実生活で必要となる真北と電話機画面の向き１１４との関係を知ることができない。

また、単に偏角を固定値にしてそれによる補正を行なっても、偏角は地域によって大きく異なるため、世界中のどこに出荷しても真北と電話機画面の向きの関係を正確に知るようなコンパス付き携帯電話機を生産することができない。

また、従来の他の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、携帯電話端末の現在位置における地磁気を検出し、携帯電話端末をほぼ水平に設定した場合の携帯電話端末の所定の正面が向いている方位を端末正面方位として検出する手段とを有している。さらに、この検知した端末正面方位にもとづき携帯電話端末用方位表示システムから受信した目的地への方位を、現在位置から目的地に向かう矢印で、目的地までの距離とともに表示する方位・距離表示手段とを有している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−２９９１３６号公報（第２−５頁、図１）

上述した従来の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、コンパスによって知ることができるのは磁北と携帯電話機画面の向きの関係に過ぎないため、実生活で通常必要となる真北と携帯電話機画面の向きの関係を知ることができないという欠点を有している。

また、単に偏角を固定値にしてそれによる補正を行なっても偏角は地域によって大きく異なるため、世界中のどこに出荷しても真北と携帯電話機画面の向きの関係を正確に知るようなコンパス付き携帯電話機を生産することができないという欠点を有している。

さらにまた、地図画像を実際の方位に合わせるための偏角補正や伏角補正機能がないので、方位精度に誤差を有するという欠点を有している。

本発明の目的は、携帯電話機をどこに持ち運んでも、偏角補正、伏角補正を行うことによりに正確に真北と携帯電話機画面の向きの関係を知ることができる携帯電話機と携帯電話システムを提供することにある。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、
携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する方位測定手段と；
前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報をネットワークから取得する通信手段と；
前記磁北の測定値及び前記偏角情報から、前記携帯電話機の地図上の真北を示す真方位を求める演算手段と；
を備えたことを特徴としている。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、
携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する方位測定手段と；
前記携帯電話機の位置情報を通知するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）測位手段と；
前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報及び前記ＧＰＳの測位性能向上を図るＧＰＳアシストデータをネットワークから取得する通信手段と；
前記磁北の測定値及び前記偏角情報から、前記携帯電話機の地図上の真北を示す真方位を求める演算手段と；
を備えたことを特徴としている。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、前記第２の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムにおいて、
携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する方位測定手段と；
前記携帯電話機の位置情報を通知するＧＰＳ測位手段と；
前記携帯電話機の鉛直方向に対する傾斜角を測定する傾斜角測定手段と；
前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報と伏角情報及び前記ＧＰＳの測位性能向上を図るＧＰＳアシストデータをネットワークから取得する通信手段と；
前記磁北の測定値、前記偏角情報及び前記伏角情報から、地図上の真北を示す真方位を求める演算手段と；
を備えたことを特徴としている。

具体的には、前記方位測定手段が、電子コンパスであることを特徴としている。

また、具体的には、前記傾斜角測定手段が、重力センサであることを特徴としている。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、
方位を測定するコンパスと、通信ネットワークに接続する通信用ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、アプリケーションソフトを内蔵したアプリケーション用ＣＰＵとを備えた携帯電話機であって、
前記コンパスは、磁極の北を示す磁北の水平成分に対する前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度を出力し、
前記アプリケーション用ＣＰＵは、前記通信用ＣＰＵから入力した偏角データと前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度データとを加算することにより、前記携帯電話機の画面の向きの真北を求めることを特徴としている。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、
方位を測定するコンパスと、携帯電話機の位置情報を通知するＧＰＳデバイスと、通信ネットワークに接続し地磁気の偏角データ及び測位性能向上図るＧＰＳアシストデータを取得する通信用ＣＰＵと、アプリケーションソフトを内蔵したアプリケーション用ＣＰＵとを備えた携帯電話機であって、
前記コンパスは、磁極の北を示す磁北の水平成分に対する前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度を出力し、
前記アプリケーション用ＣＰＵは、前記通信用ＣＰＵから入力した前記偏角データと前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度データとを加算することにより、前記携帯電話機の画面の向きの真北を求めることを特徴としている。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、
方位を測定するコンパスと、携帯電話機の位置情報を通知するＧＰＳデバイスと、鉛直方向上向きに対する傾斜角度を出力する重力センサと、通信ネットワークに接続し地磁気の偏角データ、伏角データ及び測位性能向上図るＧＰＳアシストデータを取得する通信用ＣＰＵと、アプリケーションソフトを内蔵したアプリケーション用ＣＰＵとを備えた携帯電話機であって、
前記コンパスは、磁極の北を示す磁北の水平成分に対する前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度を出力し、
前記重力センサは、前記携帯電話機の鉛直方向に対する傾斜角を測定し、
前記アプリケーション用ＣＰＵは、前記通信用ＣＰＵから入力した偏角データと前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度データとを加算し、かつ前記傾斜角と前記通信用ＣＰＵから入力した伏角データを用いることにより、前記携帯電話機の画面の向きの真北及び伏角を求めることを特徴としている。

また、前記アプリケーション用ＣＰＵは、
前記ＧＰＳアシストデータとともに前記偏角データを得て、前記ＧＰＳデバイスに測位をさせ、当該の位置情報周辺の地図を画面に表示させ、前記コンパスに方位測定をさせ、当該の方位を前記偏角データにより補正することで、画面上の地図の方位と実際の方位が一致するように地図画像を回転させることを特徴としている。

さらに、前記アプリケーション用ＣＰＵは、
前記方位については、前記携帯電話機の画面上に真北を示す基準点と、現在の電話機画面の向きを示す矢印を表示し、この矢印が真北を示す基準点に一致するまで音声、発信音による報知を行い、
前記伏角については、前記携帯電話機の画面上に水平を示す基準線と、現在の電話機画面の水平に対する傾斜角度をもつ矢印を表示し、この矢印が水平を示す基準線に一致するまで音声、発信音による報知を行い、地図を実際の向きに合わせて前記携帯電話機に画面表示させることを特徴としている。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、
携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する工程と；
前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報をネットワークから取得する工程と；
前記磁北の測定値及び前記偏角情報から、前記携帯電話機の地図上の真北を示す真方位を演算により求める工程と；
を備えたことを特徴としている。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、
携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する工程と；
前記携帯電話機の位置情報をＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により通知する工程と；
前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報及び前記ＧＰＳの測位性能向上を図るＧＰＳアシストデータをネットワークから取得する工程と；
前記磁北の測定値、前記位置情報及び前記偏角情報から、前記携帯電話機の地図上の真北を示す真方位を演算により求める工程と；
を備えたことを特徴としている。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、
携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する工程と；
前記携帯電話機の位置情報をＧＰＳにより通知する工程と；
前記携帯電話機の鉛直方向に対する傾斜角を測定する工程と；
前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報と伏角情報及び前記ＧＰＳの測位性能向上を図るＧＰＳアシストデータをネットワークから取得する工程と；
前記磁北の測定値、前記位置情報、前記偏角情報及び前記伏角情報から、前記携帯電話機の傾斜角含む地図上の真北を示す真方位を演算により求める工程と；
を備えたことを特徴としている。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、
携帯電話機と、基地局と、無線ネットワーク制御局と、コアネットワークと、位置情報サーバとを備え、
前記基地局は、前記携帯電話機と通信するとともに前記無線ネットワーク制御局を介して前記コアネットワークと通信し、
前記無線ネットワーク制御局は、複数の前記基地局を制御し、
前記コアネットワークは、前記基地局の位置情報、地磁気の偏角情報を保有し、前記位置情報サーバに送信し、
前記携帯電話機から測位要求があれば、当該携帯電話機が現在接続している前記基地局の位置情報、地磁気の偏角情報が、前記無線ネットワーク制御局及び前記コアネットワークを介して前記位置情報サーバに渡され、
前記位置情報サーバは、前記位置情報をＧＰＳアシストデータと合成し、前記地磁気の偏角情報とともに前記携帯電話機に送信し測位指示を行うことを特徴としている。

また、前記コアネットワークは、
前記基地局の位置情報、地磁気の偏角情報に加えて、地磁気の伏角情報を保有し、前記位置情報サーバに送信し、
前記携帯電話機から測位要求があれば、当該携帯電話機が現在接続している前記基地局の位置情報、地磁気の偏角情報、地磁気の伏角情報が、前記無線ネットワーク制御局及び前記コアネットワークを介して前記位置情報サーバに渡され、
前記位置情報サーバは、前記位置情報をＧＰＳアシストデータと合成し、前記地磁気の偏角情報、前記地磁気の伏角情報とともに前記携帯電話機に送信し測位指示を行うことを特徴としている。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムは、偏角情報を用いてコンパスが示す磁北の向きを真北に補正できるので、携帯電話機をどこに持ち運んでも常に正確に真北と携帯電話機画面の向きの関係を知ることができるという効果を有している。

本発明の携帯電話機は、場所によって大きく異なる値を持つ地磁気の偏角情報をネットワークより入手し、それを利用した方位補正により正確な方位をユーザに知らせるものである。ここで、地磁気の偏角とは、地磁気の向きの水平成分と真北の向きとの角度を示す。この地磁気の偏角は、地球の自転などの影響により年々変化していて、また場所によってさまざまな値を示すので、コンパスによる測位だけでは正確な方位測定が行えない。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムの一つの実施の形態を示すブロック図である。

図１に示す本実施の形態は、通信ネットワーク２に無線接続する携帯電話機１が示されている。携帯電話機１は、コンパス１１と、通信用ＣＰＵ１２を含む通信回路１６と、アプリケーションソフト１８内蔵のアプリケーション用ＣＰＵ１３と、操作部１７と、電話機画面である表示デバイス１９とから構成されている。

図１において、コンパス１１は、磁北の水平成分に対する携帯電話機１の電話機画面の向き１５の水平成分の角度を出力する。ここでコンパス１１は電子コンパスであり、測位した角度を数値データとしてＣＰＵ等に出力する。なお、電話機画面の向きとは、携帯電話機の所定の正面（例えば、表示デバイスの上部）が向いている方位を示す。

また、通信ネットワーク２は携帯電話機１と接続するネットワークであり、各エリアの偏角情報を保持する位置情報サーバ３４と接続し、携帯電話機１と通信を行う。

通信用ＣＰＵ１２は通信ネットワーク２と通信するためのＣＰＵであり、操作部１７のキー操作により偏角情報１４を通信ネットワーク２から受信し、アプリケーション用ＣＰＵ１３に渡す。

アプリケーション用ＣＰＵ１３は携帯電話機１が持つアプリケーションを動作させるためのＣＰＵであり、測定した方位結果を表示デバイス１９によりユーザに示すためのアプリケーションソフト１８を動作させる。なお、アプリケーションソフト１８は、例えばＪａｖａ（登録商標）言語で作成されたソフトが使用される。

アプリケーション用ＣＰＵ１３は、通信用ＣＰＵ１２から受け取った偏角情報１４とコンパス１１が出力する電話機画面の向き１５を足し合わせ、電話機画面の向き１５の水平成分の角度をアプリケーションソフト１８に渡し、真北に対する方位補正処理を行う。

図２は電話機画面の向きと真北の方位補正を説明する図である。

図２は、コンパス１１が出力する磁北水平成分に対する電話機画面の向きの水平成分の角度（Ａｚｍ）と、磁北水平成分に対する真北の偏角（Ｄ）と、真北に対する電話機画面の向きの水平成分の角度（Ａｚ）の関係を示す。

図２から理解できるように、真北に対する電話機画面の向きの水平成分の角度（Ａｚ）＝磁北水平成分に対する電話機画面の向きの水平成分の角度（Ａｚｍ）＋磁北水平成分に対する真北の偏角（Ｄ）で与えられる。ここで角度は真北に対して時計回りを正の向きとしているので、図２での偏角Ｄは負の角度である。

このようにして、コンパス１１を用いて正確な方位を知るには偏角を考慮にいれる必要がある。つまり、コンパスが示す磁北を基準にするのではなく、地図上の真北を基準にした方位が要求される。

本発明では、携帯電話機１が置かれている周辺地域の偏角を自動的に方位に反映させるので、ユーザは偏角のことを気にしないまま、必要とする電話機画面が真北に対してどこを向いているのかを知ることができる。偏角はコンパスが示す磁北と地図上の真北との方位差であり、この真北との角度が要求される。

図３は図１の携帯電話機を通信ネットワークに適用した携帯電話システムのシステムブロック図である。

図３を参照すると、基地局３１は携帯電話機１と通信し、無線ネットワーク制御局３２を介してコアネットワーク３３と各種データ（基地局の位置情報、偏角情報）のやり取りを行う。無線ネットワーク制御局３２は複数の基地局３１を制御する。コアネットワーク３３は主にはパケット通信ネットワークであり、予めネットワークオペレータが入力した各基地局の位置情報、偏角情報を位置情報サーバ３４に送信し、各種の携帯電話向けサービスを運用するためのデータのルーティング処理を行う。

図４は本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムの第２の実施の形態を示すブロック図である。

図４を参照すると、通信ネットワーク２に無線接続するＧＰＳデバイス２０内蔵の携帯電話機１が示されている。携帯電話機１は、コンパス１１と、通信用ＣＰＵ１２を含む通信回路１６と、アプリケーションソフト１８内蔵のアプリケーション用ＣＰＵ１３と、操作部１７と、電話機画面である表示デバイス１９と、ＧＰＳデバイス２０とから構成されている。

ＧＰＳデバイス２０は携帯電話機１の緯度・経度・高度の位置情報２２を出力する。なお、通信ネットワーク２はＧＰＳデバイス２０の測位性能を向上させるためのＧＰＳアシストデータ２１を常に最新の状態に保っている位置情報サーバ３４を含む。

通信ネットワーク２内の位置情報サーバ３４は、携帯電話機１からの測位要求によりＧＰＳアシストデータ２１を通信用ＣＰＵ１２に供給する。通信用ＣＰＵ１２はＧＰＳアシストデータ２１を、アプリケーション用ＣＰＵ１３を介してＧＰＳデバイス２０に提供する。

アプリケーション用ＣＰＵ１３はＧＰＳデバイス２０が出力する測位向上した位置情報２２を受け取り、表示デバイス１９によりユーザに現在の場所を示す。

図５は図４の携帯電話機を通信ネットワークに適用した携帯電話システムのシステムブロック図である。

図５を参照すると、基地局３１は携帯電話機１と通信し、無線ネットワーク制御局３２を介してコアネットワーク３３と各種データ（基地局の位置情報、偏角情報）のやり取りを行う。無線ネットワーク制御局３２は複数の基地局３１を制御する。コアネットワーク３３は主にはパケット通信ネットワークであり、予めネットワークオペレータが入力した各基地局の位置情報２２、偏角情報１４を位置情報サーバ３４に送信し、各種の携帯電話向けサービスを運用するためのデータのルーティング処理を行なう。

位置情報サーバ３４はＧＰＳアシストデータ２１を管理保持し、携帯電話機１からの測位要求によりＧＰＳアシストデータ２１を当該の携帯電話機１に対して送信する。また、位置情報サービスの運用に対しては、コアネットワーク３３内には各基地局３１の位置情報２２のデータベースも含まれる。基地局３１の位置情報２２は、携帯電話機１内のＧＰＳデバイス２０に初期位置として与えられ、ＧＰＳアシストデータ２１に含まれる。

なお、位置情報を出力する他の手段として、携帯電話機と複数の基地局間との電波伝搬時間により距離を求め、三角測量によるＯＴＤＯＡ（Ｏｂｓｅｒｖｅｄ Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）やＥ−ＯＴＤ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｏｂｓｅｒｖｅｄ Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）などＧＰＳ以外の方式があり、これらを適用することも可能である。

一般に偏角は年々変化するので、コアネットワーク３３内の基地局３１での偏角情報のデータベースは、１年〜数年に一度更新するのが望ましい。その際には毎年発行される理科年表を参照することもできる。

次に、図４及び図５を用いて通信ネットワークの動作について詳細に説明する。

まず、携帯電話機１のユーザが自分の位置を知りたいときに、操作部１７の所定の操作によってアプリケーション用ＣＰＵ１３内蔵のアプリケーションソフト１８の処理により、ＧＰＳデバイス２０に対して測位を要求する。アプリケーション用ＣＰＵ１３は、測位を行なう前に位置情報サーバ３４に対してＧＰＳアシストデータ２１の要求と測位指示を要求する。この際、ＧＰＳアシストデータ２１のフォーマットは、３ＧＰＰ規格２５．３３１のＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）やＧＳＭ規格０４．３１のＲＲＬＰ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ＬＣＳ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のフォーマットで送られるものとする。これらの規格には、偏角情報は含まれていない。

しかし、これら規格にもとづくフォーマットをコアネットワーク３３内で送信するには、必ず新たなプロトコルが必要となる。このプロトコルは、上述の規格準拠のフォーマットのＧＰＳアシストデータ２１をそのまま包んでおり、“ＧＰＳアシストデータラッパー（Ｗｒａｐｐｅｒ）”と呼称される。

ＧＰＳアシストデータラッパーには偏角情報１４を伝えるためのフォーマットが用意されている。携帯電話機１が測位指示を要求すると、コアネットワーク３３はこのフォーマットを用いて携帯電話機１が現在接続している基地局３１を照会し、基地局３１の位置情報２２と偏角情報１４を確認することになる。

すなわち、コアネットワーク３３内では、基地局３１の位置情報２２がＧＰＳアシストデータ２１のフォーマットに従って書き込まれ、偏角情報１４がＧＰＳアシストデータラッパープロトコルに従って書き込まれる。位置情報サーバ３４は、コアネットワーク３３から基地局３１の位置情報２２と偏角情報１４を受け取り、その他のＧＰＳアシストデータ２１と合成する。位置情報サーバ３４は、合成されたＧＰＳアシストデータ２１と偏角情報１４を測位指示メッセージとともに携帯電話機１に送信する。

図４に戻り、携帯電話機１の通信用ＣＰＵ１２は、ＧＰＳアシストデータ２１と偏角情報１４をアプリケーション用ＣＰＵ１３に渡す。アプリケーション用ＣＰＵ１３は、ＧＰＳアシストデータ２１をＧＰＳデバイス２０に渡し、偏角情報１４を処理のために保持する。ＧＰＳデバイス２０が測位に成功すると、測位結果である位置情報２２がアプリケーション用ＣＰＵ１３に渡される。アプリケーション用ＣＰＵ１３内で、当該の位置情報２２がアプリケーションソフト１８に渡される。

一方、アプリケーション用ＣＰＵ１３は、コンパス１１に方位の測定を行なわせ、電話機画面の向き１５の水平成分の磁北の水平成分に対する角度を得る。アプリケーション用ＣＰＵ１３はさらに、偏角情報１４の角度を前述の磁北の水平成分に対する角度に足し合わせ、電話機画面の向き１５の水平成分の真北に対する角度を得る。

この時、アプリケーションソフト１８がＪａｖａ（登録商標）言語で書かれたものであれば、真北に対する角度を「Ｌｏｃａｔｉｏｎ ＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ） ｆｏｒ Ｊ２ＭＥ （ＪＳＲ−１７９）」の、関数名「ｇｅｔＣｏｍｐａｓｓＡｚｉｍｕｔｈ（）」を使用して求めることができる。

アプリケーションソフト１８は、他の機能として位置情報周辺の地図を携帯電話機１の表示デバイス１９の画面に表示させ、位置情報をその中に示し、さらには真北に対する角度を元に地図画像を回転させることで実際の向きに合わせて表示させる。実際の向きに一致したことは、表示デバイス１９の画面に表示された真北を示す矢印が真北を示す基準点、例えば「北」の画面表示と一致した時点で判断する。或いは携帯電話機１からの音声又は信号音の通報により確認することも可能である。

つまり、携帯電話機１の画面上に真北を示す基準点と、現在の電話機画面の向きを示す矢印が表示され、この矢印が真北を示す基準点に一致するまで指示文の表示または音声、発信音による報知が行われる。

なお、アプリケーション用ＣＰＵ１３が保持する偏角情報１４は、次の時点で通信ネットワーク２に接続して、新たな偏角情報１４を得るまで保持される。また、通信ネットワーク２に接続しないまま測位や測方位を行なった時にも使用されるものとする。

図６は本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムの第３の実施の形態を示すブロック図である。

その基本的構成は図４の通りであるが、方位測定する時の電話機画面の向きについてさらに工夫している。

なお、図６において図４に示す構成要素に対応するものは同一の参照数字または符号を付し、その説明を省略する。

図６を参照すると、通信ネットワーク２に接続する携帯電話機１は、コンパス１１と、通信用ＣＰＵ１２を含む通信回路１６と、アプリケーションソフト１８内蔵のアプリケーション用ＣＰＵ１３と、操作部１７と、電話機画面である表示デバイス１９と、ＧＰＳデバイス２０と、重力センサ３０とを有している。

ここで、重力センサ３０は携帯電話機１の電話機画面の鉛直方向上向きに対する傾斜角度３９を出力する。また、アプリケーション用ＣＰＵ１３は重力センサ３０から傾斜角度３９を受け取り、アプリケーションソフト１８に渡す。

この時、アプリケーションソフト１８がＪａｖａ（登録商標）言語で書かれたソフトであれば、上述の鉛直方向上向きに対する角度を「Ｌｏｃａｔｉｏｎ ＡＰＩ ｆｏｒ Ｊ２ＭＥ （ＪＳＲ−１７９）」の関数名「ｇｅｔＰｉｔｃｈ（）」を使用して求めることができる。

通信用ＣＰＵ１２は、通信ネットワーク２からＧＰＳアシストデータ２１、偏角情報１４、伏角情報３８を受信し、アプリケーション用ＣＰＵ１３に渡す。また、アプリケーションＣＰＵ１３は位置情報２２、伏角情報３８をアプリケーションソフト１８に渡す。その他の各部の動作は図４で既に述べたので、説明を省略する。

ＧＰＳデバイス２０が測位に成功し、アプリケーションソフト１８が地図を実際の向きに合わせて携帯電話機１の表示デバイス１９に画面表示させる。アプリケーションソフト１８は重力センサ３０から入力した鉛直方向上向きに対する傾斜角度３９と、通信ネットワーク２から入力した地磁気の伏角情報３８を元に、携帯電話機１の電話機画面の向き１５のより正確な伏角を測定できる向きに変えるようにユーザに促す。

方位については、携帯電話機１の画面上に真北を示す基準点と、現在の電話機画面の向きを示す矢印が表示され、この矢印が真北を示す基準点に一致するまで指示文の表示または音声、発信音による報知が行われる。伏角についても同様に、携帯電話機１の画面上に水平を示す基準線と、現在の電話機画面の水平に対する傾斜角度をもつ矢印が表示され、この矢印が水平を示す基準線に一致するまで指示文の表示または音声、発信音による報知が行われる。

ここで、コンパス１１、重力センサ３０と携帯電話機１の電話機画面の相対的な位置関係は固定されているので、携帯電話機１の回転により表示位置が変わるものではない。

このように、本実施の形態では、伏角情報３８を通信ネットワーク２から得て、それを元にコンパス１１、重力センサ３０の向きを地磁気の向きと合わせることで、より正確な方位と伏角の測定ができる。

図７は図６の携帯電話機を通信ネットワークに適用した携帯電話システムのシステムブロック図である。

図７を参照すると、基地局３１は携帯電話機１と通信し、無線ネットワーク制御局３２を介してコアネットワーク３３と各種データ（基地局の位置情報、偏角情報）のやり取りを行う。無線ネットワーク制御局３２は複数の基地局３１を制御する。コアネットワーク３３は主にはパケット通信ネットワークであり、各基地局３１の位置情報２２、偏角情報１４、伏角情報３８を位置情報サーバ３４に送信し、各種の携帯電話向けサービスを運用するためのデータのルーティング処理を行なう。

コアネットワーク３３内には基地局３１の位置情報２２、偏角情報１４の他に地磁気の伏角情報３８のデータベースがある。携帯電話機１から測位要求があれば、当該携帯電話機１が現在接続している基地局３１の位置情報２２、偏角情報１４、伏角情報３８が位置情報サーバ３４に渡される。位置情報サーバ３４は位置情報２２をその他のＧＰＳアシストデータ２１と合成し、偏角情報１４を伏角情報３８とともに携帯電話機１に送信し測位指示を行う。

なお、伏角は年々変化するので、コアネットワーク３３内の基地局３１での伏角情報３８のデータベースは、１年〜数年に一度更新するのが望ましい。その際には毎年発行される理科年表を参照することもできる。

以上説明したように、本発明は以下に記載するような効果を奏する。

携帯電話機自体の地磁気センサと通信ネットワークからの情報により、偏角情報を得ることでコンパスが示す磁北の向きを真北に補正できる。

また、最寄りの基地局における偏角情報を得るので、コンパスが示す磁北の向きを正確に真北に補正できる。

さらに、既に標準化されているＧＰＳアシストデータの規格とは別のプロトコルを使って偏角情報を携帯電話機に送信しているので、コアネットワークの設計が容易になる。

さらにまた、既に標準化されているＧＰＳアシストデータのやり取りに、偏角情報を付加するだけの形を取っているので、コアネットワークおよび電話機の上位アプリケーションの設計が容易にできる。

本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムの一つの実施の形態を示すブロック図である。 電話機画面の向きと真北の方位補正を説明する図である。 図１の携帯電話機を通信ネットワークに適用した携帯電話システムのシステムブロック図である。 本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムの第２の実施の形態を示すブロック図である。 図４の携帯電話機を通信ネットワークに適用した携帯電話システムのシステムブロック図である。 本発明の携帯電話機、携帯電話機の方位検出方法及び携帯電話システムの第３の実施の形態を示すブロック図である。 図６の携帯電話機を通信ネットワークに適用した携帯電話システムのシステムブロック図である。 従来のコンパス機能付き携帯電話機を用いた方位検出を説明する図である。

符号の説明

１ 携帯電話機
２ 通信ネットワーク
１１ コンパス
１２ 通信用ＣＰＵ
１３ アプリケーション用ＣＰＵ
１４ 偏角情報
１５ 電話機画面の向き
１６ 通信回路
１７ 操作部
１８ アプリケーションソフト
１９ 表示デバイス
２０ ＧＰＳデバイス
２１ ＧＰＳアシストデータ
２２ 位置情報
３０ 重力センサ
３１ 基地局
３２ 無線ネットワーク制御局
３３ コアネットワーク
３４ 位置情報サーバ
３８ 伏角情報
３９ 傾斜角度
１００ 携帯電話機
１０２ 通信ネットワーク
１１１ コンパス
１１２ 通信用ＣＰＵ
１１３ アプリケーション用ＣＰＵ
１１４ 電話機画面の向き
１１５ アプリケーションソフト

Claims (15)

1. 携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する方位測定手段と；
   前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報をネットワークから取得する通信手段と；
   前記磁北の測定値及び前記偏角情報から、前記携帯電話機の地図上の真北を示す真方位を求める演算手段と；
   を備えたことを特徴とする携帯電話機。
2. 携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する方位測定手段と；
   前記携帯電話機の位置情報を通知するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）測位手段と；
   前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報及び前記ＧＰＳの測位性能向上を図るＧＰＳアシストデータをネットワークから取得する通信手段と；
   前記磁北の測定値及び前記偏角情報から、前記携帯電話機の地図上の真北を示す真方位を求める演算手段と；
   を備えたことを特徴とする携帯電話機。
3. 携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する方位測定手段と；
   前記携帯電話機の位置情報を通知するＧＰＳ測位手段と；
   前記携帯電話機の鉛直方向に対する傾斜角を測定する傾斜角測定手段と；
   前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報と伏角情報及び前記ＧＰＳの測位性能向上を図るＧＰＳアシストデータをネットワークから取得する通信手段と；
   前記磁北の測定値、前記偏角情報及び前記伏角情報から、地図上の真北を示す真方位を求める演算手段と；
   を備えたことを特徴とする携帯電話機。
4. 前記方位測定手段が、電子コンパスであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の携帯電話機。
5. 前記傾斜角測定手段が、重力センサであることを特徴とする請求項３記載の携帯電話機
   。
6. 方位を測定するコンパスと、通信ネットワークに接続する通信用ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、アプリケーションソフトを内蔵したアプリケーション用ＣＰＵとを備えた携帯電話機であって、
   前記コンパスは、磁極の北を示す磁北の水平成分に対する前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度を出力し、
   前記アプリケーション用ＣＰＵは、前記通信用ＣＰＵから入力した偏角データと前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度データとを加算することにより、前記携帯電話機の画面の向きの真北を求めることを特徴とする携帯電話機。
7. 方位を測定するコンパスと、携帯電話機の位置情報を通知するＧＰＳデバイスと、通信ネットワークに接続し地磁気の偏角データ及び測位性能向上図るＧＰＳアシストデータを取得する通信用ＣＰＵと、アプリケーションソフトを内蔵したアプリケーション用ＣＰＵとを備えた携帯電話機であって、
   前記コンパスは、磁極の北を示す磁北の水平成分に対する前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度を出力し、
   前記アプリケーション用ＣＰＵは、前記通信用ＣＰＵから入力した前記偏角データと前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度データとを加算することにより、前記携帯電話機の画面の向きの真北を求めることを特徴とする携帯電話機。
8. 方位を測定するコンパスと、携帯電話機の位置情報を通知するＧＰＳデバイスと、鉛直方向上向きに対する傾斜角度を出力する重力センサと、通信ネットワークに接続し地磁気の偏角データ、伏角データ及び測位性能向上図るＧＰＳアシストデータを取得する通信用ＣＰＵと、アプリケーションソフトを内蔵したアプリケーション用ＣＰＵとを備えた携帯電話機であって、
   前記コンパスは、磁極の北を示す磁北の水平成分に対する前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度を出力し、
   前記重力センサは、前記携帯電話機の鉛直方向に対する傾斜角を測定し、
   前記アプリケーション用ＣＰＵは、前記通信用ＣＰＵから入力した偏角データと前記携帯電話機の画面の向きの水平成分の角度データとを加算し、かつ前記傾斜角と前記通信用ＣＰＵから入力した伏角データを用いることにより、前記携帯電話機の画面の向きの真北及び伏角を求めることを特徴とする携帯電話機。
9. 前記アプリケーション用ＣＰＵは、
   前記ＧＰＳアシストデータとともに前記偏角データを得て、前記ＧＰＳデバイスに測位をさせ、当該の位置情報周辺の地図を画面に表示させ、前記コンパスに方位測定をさせ、当該の方位を前記偏角データにより補正することで、画面上の地図の方位と実際の方位が一致するように地図画像を回転させることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の携帯電話機。
10. 前記アプリケーション用ＣＰＵは、
    前記方位については、前記携帯電話機の画面上に真北を示す基準点と、現在の電話機画面の向きを示す矢印を表示し、この矢印が真北を示す基準点に一致するまで音声、発信音による報知を行い、
    前記伏角については、前記携帯電話機の画面上に水平を示す基準線と、現在の電話機画面の水平に対する傾斜角度をもつ矢印を表示し、この矢印が水平を示す基準線に一致するまで音声、発信音による報知を行い、地図を実際の向きに合わせて前記携帯電話機に画面表示させることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の携帯電話機。
11. 携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する工程と；
    前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報をネットワークから取得する工程と；
    前記磁北の測定値及び前記偏角情報から、前記携帯電話機の地図上の真北を示す真方位を演算により求める工程と；
    を備えたことを特徴とする携帯電話機の方位検出方法。
12. 携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する工程と；
    前記携帯電話機の位置情報をＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により通知する工程と；
    前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報及び前記ＧＰＳの測位性能向上を図るＧＰＳアシストデータをネットワークから取得する工程と；
    前記磁北の測定値、前記位置情報及び前記偏角情報から、前記携帯電話機の地図上の真北を示す真方位を演算により求める工程と；
    を備えたことを特徴とする携帯電話機の方位検出方法。
13. 携帯電話機の現在位置での磁極の北を示す磁北（磁方位）を測定する工程と；
    前記携帯電話機の位置情報をＧＰＳにより通知する工程と；
    前記携帯電話機の鉛直方向に対する傾斜角を測定する工程と；
    前記携帯電話機の現在位置での地磁気の偏角情報と伏角情報及び前記ＧＰＳの測位性能向上を図るＧＰＳアシストデータをネットワークから取得する工程と；
    前記磁北の測定値、前記位置情報、前記偏角情報及び前記伏角情報から、前記携帯電話機の傾斜角含む地図上の真北を示す真方位を演算により求める工程と；
    を備えたことを特徴とする携帯電話機の方位検出方法。
14. 携帯電話機と、基地局と、無線ネットワーク制御局と、コアネットワークと、位置情報サーバとを備え、
    前記基地局は、前記携帯電話機と通信するとともに前記無線ネットワーク制御局を介して前記コアネットワークと通信し、
    前記無線ネットワーク制御局は、複数の前記基地局を制御し、
    前記コアネットワークは、前記基地局の位置情報、地磁気の偏角情報を保有し、前記位置情報サーバに送信し、
    前記携帯電話機から測位要求があれば、当該携帯電話機が現在接続している前記基地局の位置情報、地磁気の偏角情報が、前記無線ネットワーク制御局及び前記コアネットワークを介して前記位置情報サーバに渡され、
    前記位置情報サーバは、前記位置情報をＧＰＳアシストデータと合成し、前記地磁気の偏角情報とともに前記携帯電話機に送信し測位指示を行うことを特徴とする携帯電話システム。
15. 請求項１４記載の携帯電話システムであって、
    前記コアネットワークは、前記基地局の位置情報、地磁気の偏角情報に加えて、地磁気の伏角情報を保有し、前記位置情報サーバに送信し、
    前記携帯電話機から測位要求があれば、当該携帯電話機が現在接続している前記基地局の位置情報、地磁気の偏角情報、地磁気の伏角情報が、前記無線ネットワーク制御局及び前記コアネットワークを介して前記位置情報サーバに渡され、
    前記位置情報サーバは、前記位置情報をＧＰＳアシストデータと合成し、前記地磁気の偏角情報、前記地磁気の伏角情報とともに前記携帯電話機に送信し測位指示を行うことを特徴とする携帯電話システム。
    

Images