JP2011081746A - 位置情報補正システム - Google Patents

Abstract

【課題】 歩行者用の領域等の設定がなくても、歩行者の位置情報を精度よく補正することが可能な位置情報補正システムを提供する。
【解決手段】 サーバ装置は、携帯端末から受信した位置情報と精度情報を時刻情報と対応付けて逐次記憶し、記憶手段に記憶された位置情報のうち、対応する精度情報が所定の精度を満たしていないもの（▼）について、当該位置情報より、それぞれ時間的に先、後であって、精度情報が所定の精度を満たしている先行位置情報（●）、後続位置情報（●）を抽出し、当該先行位置情報、後続位置情報および対応する時刻情報に基づいて、推測される位置（□）に補正する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、検出された歩行者の位置情報を精度よく補正するための技術に関する。

近年、携帯電話機の機能は進化し、端末の位置を検出するＧＰＳ機能付き携帯電話も登場しており、所持している歩行者の位置を把握することが可能となっている。しかしながら、ＧＰＳでは、ＧＰＳ衛星から電波を受信し位置を検出するため、ビル等の建造物の谷間や高架下の道路などでは正確な位置が求められない場合がある。

上記のような問題を解決するため、歩行者の位置を測位し、推定誤差の範囲内にある道路領域等の属性と関連付けることにより位置を特定する技術が開発されている（特許文献１参照）。

特開２００９−１５０６６３号広報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、歩行者用の道路領域等の属性が設定されていない場合は、位置を特定することができないという問題がある。

そこで、本発明は、歩行者用の領域等の設定がなくても、歩行者の位置情報を精度よく補正することが可能な位置情報補正システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明第１の態様では、位置検出機能を備えた携帯端末とサーバ装置がネットワークを介して接続されており、前記サーバ装置は、前記携帯端末から受信した位置情報と精度情報を時刻情報と対応付けて記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された位置情報のうち、対応する精度情報が所定の精度を満たしていないものが存在する場合に、当該位置情報より、それぞれ時間的に先、後であって、精度情報が所定の精度を満たしている先行位置情報、後続位置情報を抽出し、当該先行位置情報、後続位置情報および対応する時刻情報に基づいて、前記位置情報を補正する連続位置補正手段を有する位置情報補正システムを提供する。

本発明第１の態様によれば、携帯端末から取得した位置情報を精度情報、時刻情報とともに逐次記憶しておき、精度情報が低い位置情報について、精度情報の高い前後の位置情報、時刻情報を用いて補正するようにしたので、歩行者用の領域等の設定がなくても、歩行者の位置情報を精度よく補正することが可能となる。

また、本発明第２の態様では、本発明第１の態様による位置情報補正システムにおいて、前記記憶手段は、前記連続位置補正手段により補正された補正後の位置情報である補正後位置情報と補正前の位置情報である補正前位置情報を対応付けて記憶し、前記サーバ装置は、前記携帯端末から受信した位置情報が、前記記憶手段に記憶された補正前位置情報と所定の距離内にあるかどうかを判断し、所定の距離内にある補正前位置情報が存在する場合に、前記受信した位置情報を、前記補正前位置情報に対応する補正後位置情報と同じ位置（値）に変更する単独位置補正手段をさらに有することを特徴とする。

本発明第２の態様によれば、補正前と補正後の位置情報を対応付けて記憶しておき、別途受信した位置情報が、補正前の位置情報と所定の距離内である場合に、受信した位置情報を、その補正前の位置情報に対応する補正後の位置情報と同じ位置に変更するようにしたので、前後の情報なく、単独で受信した位置情報についても正確な位置に補正することが可能となる。

本発明によれば、歩行者用の領域等の設定がなくても、歩行者の位置情報を精度よく補正することが可能となるという効果を奏する。

本発明に係る位置情報補正システムの一実施形態を示す構成図である。 連続位置補正手段１２により補正される情報の様子を示す図である。 連続位置補正手段１２による補正の概念図である。 単独位置補正手段１３により変更される情報の様子を示す図である。 単独位置補正手段１３による変更の概念図である。 本発明の応用例であるに係る実空間情報クリッピングシステムの構成図である。

（１．システム構成）
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る位置情報補正システムの一実施形態を示す構成図である。図１に示す位置情報補正システムは、サーバ装置１０、携帯端末２０、通信ネットワーク３０により構成されている。

サーバ装置１０は、通信ネットワーク３０を介して携帯端末２０と通信が可能なサーバコンピュータであり、記憶手段１１、連続位置補正手段１２、単独位置補正手段１３を有している。記憶手段１１は、携帯端末２０から受信した位置情報および精度情報、対応する時刻情報を記憶するものであり、ハードディスク等の記憶装置により実現される。連続位置補正手段１２は、携帯端末２０から受信した位置情報を、時間的に前後の位置情報を用いて補正する。単独位置補正手段１３は、受信した位置情報の位置を、過去に補正された位置情報を用いて変更する。サーバ装置１０は、通信機能を有する汎用のコンピュータに専用のプログラムを組み込むことにより実現される。

携帯端末２０は、位置検出機能を有し、通信ネットワーク３０を介してサーバ装置１０と通信が可能な可搬型の端末装置であり、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能、データ通信機能を有する携帯電話機に専用のプログラムを組み込むことにより実現される。最近の携帯電話機には、ＣＰＵが搭載され、メモリに記憶されたプログラムを実行することができるため、所定の態様により位置情報をサーバ装置１０に送信する専用のプログラムを搭載すれば、本実施形態の携帯端末２０を実現することができる。専用のプログラムは、例えば、携帯電話会社が運営するサーバにアクセスして、ダウンロードすることにより取得することができる。通信ネットワーク３０は、データの送受信を行うためのものであり、基地局、ゲートウェイ、サーバ等の各種コンピュータ、通信機器により構成される。

（２．処理動作）
次に、本実施形態の位置情報補正システムの処理動作について説明する。まず、利用者が携帯端末２０における位置情報の送信モードを逐次送信モードに設定する。すると、携帯端末２０は、ＧＰＳモジュールが検出した位置情報を、その精度情報、および送信モードを示す情報（ここでは、逐次送信モード）とともにサーバ装置１０に送信する処理を開始する。この処理は、逐次送信モードに設定されている間は、定期的に行われる。送信する間隔は、適宜設定可能であるが、本実施形態では５秒としている。

上記のように、逐次送信モードに設定されると、携帯端末２０は、ＧＰＳモジュールが検出した位置情報を、定期的にサーバ装置１０に送信する。サーバ装置１０では、受信した位置情報を逐次処理して記憶手段１１に記憶していく。具体的には、サーバ装置１０は、携帯端末２０から位置情報と精度情報を受信すると、それらを対応付けて時刻情報とともに記憶手段１１に記憶する。時刻情報は、位置情報の受信時に、サーバ装置１０の内部時計から取得する。また、位置情報、精度情報とともに携帯端末２０から受信し、そのまま記録するようにしても良い。

図２（ａ）は、記憶手段１１に記憶された情報の一例を示す図である。図２（ａ）に示すように、サーバ装置１０の処理により、記憶手段１１には、位置情報、精度情報、時刻情報が対応付けて記憶されることになる。位置情報については、ＧＰＳ機能により取得した場合、緯度、経度で取得されるが、図２の例では、説明の便宜上、簡略化した二次元座標で示している。精度情報は、ＧＰＳ機能により出力されるものであり、本実施形態では、Ｌ１〜Ｌ３の三段階のレベルで定義され、Ｌ３が最も精度が高く、Ｌ１が最も精度が低いものとなっている。ＧＰＳ機能により、位置情報とともに、その測定レベルを出力する技術は、市販の携帯電話機のＧＰＳ機能を実現するＧＰＳモジュールにおいて既に利用されており、公知であるので詳細な説明は省略する。時刻情報としては、日付を含んでいても良いが、図２の例では、日付を含まない時：分：秒のみで表現したものとなっている。

サーバ装置１０は、上述のように、携帯端末２０から受信した位置情報、精度情報を時刻情報とともに記憶手段１１に記憶する処理を逐次行っていく。そして、精度情報がＬ３の位置情報が出現した場合、連続位置補正手段１２は、その間の精度情報がＬ１、Ｌ２の位置情報を、時間的に前後の精度情報がＬ３の位置情報を用いて補正する。図２の例では、２〜４行目の位置情報が精度情報がＬ１、Ｌ２であるため、１行目と５行目の精度情報がＬ３の位置情報を用いて補正することになる。

具体的には、連続位置補正手段１２は、精度情報がＬ３の位置情報に挟まれた精度情報がＬ１、Ｌ２の位置情報を、精度情報がＬ３の位置情報を時刻情報に従って等分した位置に補正する。例えば、図２の例の場合、１行目と５行目の位置情報の緯度・経度間をそれぞれ４等分した際の各補正点の緯度・経度を、２〜４行目の位置情報の値として補正する。したがって、図２の例では、１行目の位置情報の緯度・経度が（100,100）、５行目の位置情報の緯度・経度が（140,140）であるので、２〜４行目の位置情報の緯度・経度は、図２（ｂ）に示すように、それぞれ（110,110）、（120,120）、（130,130）に補正される。

本実施形態では、精度情報がＬ３である位置情報は、精度が高いため、補正せず、そのままその時刻における正確な位置情報として確定させる。したがって、精度が低い精度情報Ｌ１、Ｌ２の位置情報のみ補正されることになる。ここで、連続位置補正手段１２による補正の概念図を図３に示す。図３の例では、●が測定された位置情報で精度が高いもの（本実施形態ではＬ３）、▼が測定された位置情報で精度が低いもの（本実施形態ではＬ１、Ｌ２）を示しており、実線は実測値を結んだものである。この場合、精度が低い位置情報については、精度が高い位置情報を結んだ破線上に補正されることになる。□は補正後の位置を示している。すなわち、測定値は実線で結んだものであるが、本システムは、実際には破線上にいたと推測して位置情報を補正することになる。

次に、単独送信モードの場合について説明する。単独送信モードの場合、過去の位置情報の補正内容を補正履歴情報として用いる。補正履歴情報は、連続位置補正手段１２が、位置情報の補正後、補正した位置情報について抽出し、記憶手段１１に記憶したものである。例えば、図２に示したような位置情報の補正は、図４（ａ）に示すような補正履歴情報として記憶手段１１に記憶される。

補正履歴情報が記憶手段１１に蓄積された状態で、利用者が携帯端末２０における位置情報の送信モードを単独送信モードに設定して送信指示を行うと、携帯端末２０は、ＧＰＳモジュールが検出した位置情報を、その精度情報および単独送信モードである旨の情報とともにサーバ装置１０に１回だけ送信する。サーバ装置１０では、受信した位置情報を記憶手段１１に記憶する。具体的には、サーバ装置１０は、携帯端末２０から位置情報と精度情報を受信すると、逐次送信モードの場合と同様に、それらを対応付けて時刻情報とともに記憶手段１１に記憶する。

さらに、サーバ装置１０では、受信したモードを示す情報が単独送信モードである場合には、単独位置補正手段１３が、受信した精度情報が高いか低いかの判定を行う。判定の結果、精度情報が低い場合（Ｌ１またはＬ２の場合）には、単独位置補正手段１３が、過去の補正履歴情報を利用して、受信した位置情報の変更を行う。

具体的には、受信した位置情報の精度情報が低い場合、単独位置補正手段１３は、まず、その位置情報と所定の距離内にある補正前位置情報を過去の補正履歴情報から検索する。そして、所定の距離内にある補正前位置情報が検出されたら、その補正前位置情報に対応する補正後位置情報の位置に、補正対象の精度の低い位置情報を変更する。

例えば、単独送信モードで受信した位置情報が、図４（ｂ）に示すようなものであったとする。この場合、精度情報がＬ２であり、精度が低いため、位置情報（203,202）と所定の距離内にある補正前位置情報を、図４（ａ）に示した補正履歴情報から検索する。例えば、所定の距離として“5.0”が設定されている場合、補正前位置情報（200,200）が該当し、抽出される。そして、この補正前位置情報（200,200）に対応する補正後位置情報（120,120）の値を、補正対象の位置情報の補正後の値とする。この結果、図４（ｃ）に示すように、位置情報（203,202）は、位置情報（120,120）に補正されることになる。

ここで、単独位置補正手段１３による補正の概念図を図５に示す。図５の例では、●▼□は、図３に示したものと同じであり、逐次送信モードで測定された位置、補正後の位置を示しており、▼□は過去の補正履歴情報として記録されているものである。▲は単独送信モードで測定された位置を示している。単独送信モードにおける位置が、補正履歴情報の補正前位置と所定距離内にある場合、単独送信モードで受信した位置は補正後の位置□に変更される。単独送信モードで位置情報が送信された場合には、前後の情報が存在しないため、逐次送信モードの場合のように、歩行者の動きを推測して補正することができない。一方、電波の強弱は、場所により大きく変動するが、同一箇所では、同じような誤差で測定される傾向がある。そのため、単独で位置情報を受信した場合には、過去に精度が低く、補正された位置と同一の位置に変更するようにしたものである。

（３．応用例）
本発明の応用例について説明する。本発明に係る位置情報補正システムは、携帯端末の正確な位置情報を取得する必要のある様々な用途に用いることができるが、特に、衛星からの電波が弱い建物内などに入ってしまう歩行者の位置を補正する場合に有効である。携帯端末を所持した歩行者の位置を補正する例として、本発明を、実空間情報クリッピングシステムに応用した例について以下説明する。

図６は、実空間情報クリッピングシステムの一実施形態を示す構成図である。実空間情報クリッピングシステムとは、現実の所定の場所に関する情報を投稿データとして取得し、サーバに送信して蓄積しておき、サーバにアクセスした人が自由にその投稿データを取得することができるシステムであり、日常生活で見つけた出来事などを、多人数で共有するためのものである。

サーバ装置４０は、通信ネットワーク３０を介して携帯端末５０と通信が可能なサーバコンピュータであり、記憶手段４１、連続位置補正手段４２、単独位置補正手段４３、投稿データ処理手段４４を有している。記憶手段４１は、携帯端末５０から受信した位置情報および精度情報、対応する時刻情報を記憶するとともに、携帯端末５０から受信した投稿データを記憶するものであり、ハードディスク等の記憶装置により実現される。連続位置補正手段４２、単独位置補正手段４３は、図１に示した連続位置補正手段１２、単独位置補正手段１３と同一の機能を有する。投稿データ処理手段４４は、携帯端末５０から受信した投稿データを位置情報と対応付けて記憶手段４１に登録するとともに、携帯端末５０から要求があった場合に、投稿データを送信する。サーバ装置４０は、通信機能を有する汎用のコンピュータに専用のプログラムを組み込むことにより実現される。

携帯端末５０は、位置情報検出機能を有し、通信ネットワーク３０を介してサーバ装置４０と通信が可能な可搬型の端末装置であり、ＧＰＳ機能、データ通信機能を有する携帯電話機に専用のプログラムを組み込むことにより実現される。図１に示した携帯端末２０との違いは、さらに投稿データ送信用のプログラムが組み込まれている点である。

実空間情報クリッピングシステムでは、図１に示した位置情報補正システムと同様、まず、利用者が携帯端末５０における位置情報の送信モードを逐次送信モードに設定する。すると、携帯端末５０は、ＧＰＳモジュールが検出した位置情報を、その精度情報とともにサーバ装置４０に送信する処理を開始する。そして、位置情報補正システムと同様、サーバ装置４０は、携帯端末５０から受信した位置情報と精度情報を時刻情報とともに記憶手段１１に記憶していく。実空間情報クリッピングシステムにおける逐次送信モードは、投稿データの投稿時に位置を補正することができるように、誤測定され易い位置を事前に補正しておくために利用される。したがって、実空間情報クリッピングシステムの運営者側で、所定の地域を携帯端末５０を逐次送信モードに設定して動き回る作業を行うことになる。

逐次送信モードについては、実空間情報クリッピングシステムと位置情報補正システムでは全く同じであるが、単独送信モードについては異なっている。実空間情報クリッピングシステムでは、一般利用者が携帯端末５０で投稿データ送信用のプログラムを起動させると、携帯端末５０は単独送信モードに設定される。そして、利用者が撮影やコメント入力などにより作成した投稿データを送信する指示を行うと、携帯端末５０は、ＧＰＳモジュールが検出した位置情報を、その精度情報および単独送信モードである旨の情報とともにサーバ装置４０に１回だけ送信する。サーバ装置４０では、位置情報補正システムの場合と同様に、受信した位置情報を記憶手段４１に記憶する。さらに、サーバ装置４０では、投稿データ処理手段４１が受信した投稿データを位置情報と対応付けて記憶手段４１に記憶する。この後、単独位置補正手段４３が、位置情報補正システムの場合と同様に、受信した位置情報の補正を行う。これにより、投稿データが正しい位置情報とともに登録されることになる。

記憶手段４１に位置情報に対応付けて記憶された投稿データは、通信ネットワーク３０を介して他の携帯端末やパソコンから閲覧することができる。具体的には、携帯端末やパソコンからサーバ装置４０にアクセスし、所定の範囲の地図を表示させると、サーバ装置４０は、表示された地図に含まれる緯度・経度を位置情報としてもつ投稿データを記憶手段４１から抽出し、地図上の対応する位置に表示させる。投稿データの位置は正確な位置に補正されているため、閲覧者は、地図上の正確な位置に表示された投稿データを見ることができる。

本発明は、歩行者が携帯端末を所持して移動した際に、測定した位置情報を正確な位置に補正することができ、携帯端末の正確な位置が必要な様々な産業に利用することができる。

１０、４０・・・サーバ装置
１１、４１・・・記憶手段
１２、４２・・・連続位置補正手段
１３、４３・・・単独位置補正手段
２０、５０・・・携帯端末
３０・・・通信ネットワーク
４４・・・投稿データ処理手段
１００・・・位置情報補正システム
２００・・・実空間情報クリッピングシステム

Claims (5)

1. 位置検出機能を備えた携帯端末とサーバ装置がネットワークを介して接続されており、
   前記サーバ装置は、
   前記携帯端末から受信した位置情報と精度情報を時刻情報と対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された位置情報のうち、対応する精度情報が所定の精度を満たしていないものが存在する場合に、当該位置情報より、それぞれ時間的に先、後であって、精度情報が所定の精度を満たしている先行位置情報、後続位置情報を抽出し、当該先行位置情報、後続位置情報および対応する時刻情報に基づいて、前記位置情報を補正する連続位置補正手段と、
   を有することを特徴とする位置情報補正システム。
2. 前記記憶手段は、前記連続位置補正手段により補正された補正後の位置情報である補正後位置情報と補正前の位置情報である補正前位置情報を対応付けて記憶し、
   前記サーバ装置は、前記携帯端末から受信した位置情報が、前記記憶手段に記憶された補正前位置情報と所定の距離内にあるかどうかを判断し、所定の距離内にある補正前位置情報が存在する場合に、前記受信した位置情報を、前記補正前位置情報に対応する補正後位置情報と同じ位置に補正する単独位置補正手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の位置情報補正システム。
3. 位置検出機能を備えた携帯端末とネットワークを介して接続されたサーバ装置であって、
   前記携帯端末から受信した位置情報と精度情報を時刻情報と対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された位置情報のうち、対応する精度情報が所定の精度を満たしていないものが存在する場合に、当該位置情報より、それぞれ時間的に先、後であって、精度情報が所定の精度を満たしている先行位置情報、後続位置情報を抽出し、当該先行位置情報、後続位置情報および対応する時刻情報に基づいて、前記位置情報を補正する連続位置補正手段と、
   を有することを特徴とするサーバ装置。
4. 前記記憶手段は、前記連続位置補正手段により補正された補正後の位置情報である補正後位置情報と補正前の位置情報である補正前位置情報を対応付けて記憶し、
   前記携帯端末から受信した位置情報が、前記記憶手段に記憶された補正前位置情報と所定の距離内にあるかどうかを判断し、所定の距離内にある補正前位置情報が存在する場合に、前記受信した位置情報を、前記補正前位置情報に対応する補正後位置情報と同じ位置に補正する単独位置補正手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載のサーバ装置。
5. 請求項３または請求項４に記載のサーバ装置として、コンピュータを機能させるためのプログラム。

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