JP2013250213A - 通信装置、情報処理端末及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】屋内向けの測位信号を用いた測位の精度を求めることを目的とする。
【解決手段】自らが設置される屋内の位置を表す位置情報を含む測位信号を送信する通信装置であって、前記測位信号を受信して測位を行う情報処理端末が、測位精度を求めるために用いる、前記測位信号の送信電波強度を、前記測位信号に含めて送信する送信手段を有する、通信装置を提供する。
【選択図】図６

Description

本発明は、通信装置、情報処理端末及び通信システムに関する。

ユーザ端末において、現在の位置情報を取得するための方法の一つとして、予め設定された位置情報を含む無線信号を通信装置から発信させ、これをユーザ端末で受信する方法がある。ユーザ端末は、受信した無線信号から位置情報を取り出し、通信装置に設定された位置を、ユーザー端末の現在位置として取得することができる（レンジフリー（Range-free）方式と呼ばれる）。

例えば、特許文献１、非特許文献１には、屋内において絶対位置情報を取得するための、ＩＭＥＳ（Indoor Messaging System;地上補完信号）による測位方式が開示されている。当該方式では、天井等に付された送信機から、半径数ｍ程度の範囲に、該送信機に設定された位置情報（送信機の設置位置）を含む測位信号を送信する。ユーザ端末は、既定のフレームフォーマットで構成された測位信号を受信し、該送信機の設定位置をユーザ端末の現在位置として取得することができる。

上記のようなレンジフリー方式において測位を行う場合には、電波信号が一定の範囲に送信されるため、その範囲内の測位を行った位置によっては、位置情報が示す位置と、実際の現在位置との間に誤差が生ずる。例えば、ＩＭＥＳ送信機が、測位信号を、床面において半径約５ｍの範囲に送信する場合には、最大で約５ｍの誤差が生じ得る。このような場合に、既存の方法においては、測位によって取得した位置情報が、どの程度の誤差を含んでいるのか（どの程度の精度で測位できているのか）、判断することができない。その結果、例えば、二以上の測位信号を受信した場合に、何れの測位信号を用いて位置情報を取得すべきか判断することができない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、屋内向けの測位信号を用いた測位の精度を求めることができるようにすることを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するため、本発明の一実施形態における通信装置は、
自らが設置される屋内の位置を表す位置情報を含む測位信号を送信する通信装置であって、
前記測位信号を受信して測位を行う情報処理端末が、測位精度を求めるために用いる、前記測位信号の送信電波強度を、前記測位信号に含めて送信する送信手段を有する。

また、本発明の一実施形態における情報処理装置は、
通信装置から、該通信装置が設置される屋内の位置を表す位置情報を含む測位信号を受信して測位を行う情報処理端末であって、
受信した前記測位信号の受信電波強度を測定する測定手段と、
受信した前記測位信号に含まれる送信電波強度を、前記受信電波強度で除算することにより、前記測位の精度を表す測位精度を算出する測位精度算出手段と、
を有する。

また、本発明の一実施形態における通信システムは、
自らが設置される屋内の位置を表す位置情報を含む測位信号を送信する通信装置と、該測位信号を受信して測位を行う情報処理端末とを有する通信システムであって、
前記通信装置は、
前記測位信号の送信電波強度を、前記測位信号に含めて送信する送信手段を有し、
前記情報処理端末は、
受信した前記測位信号の受信電波強度を測定する測定手段と、
受信した前記測位信号に含まれる送信電波強度を、前記受信電波強度で除算することにより、前記測位の精度を表す測位精度を算出する測位精度算出手段と、
を有する。

本発明によれば、屋内向けの測位信号を用いた測位の精度を求めることができる。

本発明の一実施形態における通信システムの概要を表す図。 本発明の一実施形態における通信装置のハードウェア構成図。 本発明の一実施形態における情報処理端末のハードウェア構成図。 本発明の一実施形態におけるゲートウェイのハードウェア構成図。 本発明の一実施形態におけるサーバのハードウェア構成図。 本発明の一実施形態における通信装置、情報処理端末、ゲートウェイ及びサーバの機能ブロック図。 本発明の一実施形態における通信装置が送信する測位信号のフレーム構造の例を表す図。 本発明の一実施形態における情報処理端末による測位精度の算出方法を説明するための図。 本発明の一実施形態において情報処理端末が複数の通信装置から測位信号を受信した場合の現在位置の決定方法を説明する図。 本発明の一実施形態における通信装置、情報処理端末、ゲートウェイ及びサーバの動作例の概略を示す図。 本発明の一実施形態における通信装置と情報処理端末の動作例を示す図。 本発明の一実施形態における通信装置から送信される測位信号の例を表す図。 本発明の一実施形態における通信装置と情報処理端末の動作例を示す図。 測位精度の実空間マッピングを作成する例を説明するための図。 測位精度の実空間マッピングテーブルの例を表す図。 ＩＭＥＳで定義されたフレームの種類を表す図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

１．システムの概要
２．ハードウェア構成
２．１ 通信装置
２．２ 情報処理端末
２．３ ゲートウェイ
２．４ サーバ
３．機能
３．１ 測位信号の送信
３．２ 測位と測位精度の算出
３．３ 端末位置情報の管理
４．動作例
４．１ システム全体の動作例
４．２ 複数の通信装置から測位信号を受信する場合の動作例
４．３ 時間と共に測位信号の電波強度が変化する場合の動作例
５．応用例

（１．システムの概要）
図１は本発明の一実施形態における通信システム１を表す。通信システム１は、通信装置１００、１０２、１０４と、情報処理端末１２０、１２２と、ゲートウェイ１４０と、サーバ１６０と、ネットワーク１８０、１８２とを含む。

通信装置１００、１０２、１０４は、例えば、ＩＭＥＳ規格に従って測位信号を送信するＩＭＥＳ送信機を有し、当該通信装置が設置された屋内の位置を表す位置情報を含む測位信号を、一定の送信範囲（半径５ｍ範囲程度）に送信し続ける。位置情報には、例えば、緯度、経度、高度、フロア、建物の棟番号を表す情報のほかに、エリアの名前や店舗名のような情報が含まれ得る。また、測位信号には、当該測位信号の送信電波強度を表す情報が格納されて送信される。送信電波強度は、任意の単位系で表され得るが、例えば、電力をデシベルで表現した「dBm」単位を用いることができる。

一方、通信装置１００、１０２、１０４は、例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のような近距離無線通信方式を用いて、後述する情報処理端末１２０、１２２及びゲートウェイ１４０とＰＡＮ（Personal Area Network）を構成することができる。通信装置１００、１０２、１０４は、例えばＺｉｇＢｅｅルータとしての機能を有し、情報処理端末１２０、１２２からの通信を、ゲートウェイ１４０に中継することができる。

情報処理端末１２０、１２２は、通信装置１００、１０２、１０４から送信された測位信号を受信して測位することが可能な装置である。例えば、情報処理端末１２０、１２２は、スマートフォンや、タブレットＰＣや、ノートＰＣのような、持ち運びが可能な携帯型の情報端末である。また、情報処理端末１２０、１２２は、充電電池やボタン電池のような内蔵バッテリのみで駆動する、タグのような形状の端末であってもよい。情報処理端末１２０、１２２は、測位信号に含まれた送信電波強度の値と、受信した測位信号の受信電波強度の値とを用いて、測位精度を算出することができる。具体的には、送信電波強度の値を、受信電波強度の値で除算することによって、測位精度（絶対値）を算出することができる。従って、情報処理端末１２０、１２２は、受信した測位信号の各々についての測位精度を算出することにより、何れの測位信号に含まれる位置情報が最も正確かを判断し、最も正確な位置情報を、自らの現在位置として決定することができる。

一方、情報処理端末１２０、１２２は、例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のような近距離無線通信方式を用いて、通信装置１００、１０２、１０４及びゲートウェイ１４０とＰＡＮを構成することができる。情報処理端末１２０、１２２は、例えばＺｉｇＢｅｅエンドデバイスとしての機能を有し、現在の位置情報と、自らの識別情報とを、通信装置及びゲートウェイ１４０を介して、サーバ１６０に送信することができる。

ゲートウェイ１４０は、ネットワーク１８０とネットワーク１８２とを相互に接続し、ネットワーク１８０側から送信されたデータをネットワーク１８２にブリッジする。ネットワーク１８０がＺｉｇＢｅｅ（登録商標）によるＰＡＮであり、ネットワーク１８２がＩＥＥＥ８０２．３規格に基づくＬＡＮである場合には、それらの間での通信方式の変換を行う。

サーバ１６０は、情報処理端末１２０、１２２の位置情報を管理する位置情報管理サーバである。サーバ１６０は、情報処理端末１２０、１２２から受信した、現在位置情報と、識別情報とを関連付けて保管する。そして、他のユーザ端末から、特定の情報処理端末の所在についての問合せを受け付け、保管された情報を検索して、その位置情報を回答することができる。

ネットワーク１８０は、上述したように、例えば、近距離無線通信方式によるＰＡＮである。

ネットワーク１８２は、上述したように、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づくＬＡＮである。

上記の構成により、通信システム１の情報処理端末１２０、１２２は、受信した測位信号に含まれる位置情報の精度を取得することができる。その結果、精度の高い位置情報を優先的に使用することで、より正確な測位を行うことが可能となる。

なお、図１においては、近距離無線通信方式を用いたネットワーク１８０を用いることにより、情報処理端末１２０、１２２は、最寄の通信装置に対して識別情報等を送信すればよく、通信のための消費電力が抑えられる利点がある。一方で、情報処理端末１２０、１２２は、無線ＬＡＮのような無線通信方式により、図示しないアクセスポイントを介して、サーバ１６０と通信してもよい。このような構成とすることで、ゲートウェイ１４０による通信の変換処理が不要となる。

（２．ハードウェア構成）
次に、図２、図３、図４、図５を用いて、本発明の一実施携帯における通信装置１００、情報処理端末１２０、ゲートウェイ１４０、サーバ１６０のハードウェア構成について説明する。

（２．１ 通信装置）
図２は、本発明の一実施形態における通信装置１００、１０２、１０４（以下、代表的に通信装置１００について説明する）のハードウェア構成例を表す。通信装置１００は、送信機１００は、ＣＰＵ２００、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０４、通信装置２０６、測位信号送信機２０８及びバス２１０を有する。

ＣＰＵ２００は、通信装置１００の動作制御を行うプログラムを実行する。ＲＡＭ２０２は、ＣＰＵ２００のワークエリア等を構成する。ＲＯＭ２０４は、ＣＰＵ２００が実行するプログラムや、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。通信装置２０６は、外部の装置と通信するための装置であり、例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のような近距離無線通信方式に従って無線通信可能な装置である。測位信号送信機２０８は、情報処理装置１２０、１２２が測位するために用いる測位信号を送信する装置であり、例えば、ＩＭＥＳ規格により定義されたフレームフォーマットで測位信号を送信する。より具体的には、測位信号送信機２０８は、ＩＭＥＳによって定義されるフレーム構造を有するデータを用いて、１．５ＧＨｚの搬送波を変調して信号を生成し、これをアンテナより送出する。バス２１０は、上記装置を電気的に接続する。

上記構成により、本発明の一実施形態における通信装置１００は、情報処理端末１２０が測位を行うために必要な、測位信号を送信することができる。また、情報処理端末１２０とサーバ１６０（ゲートウェイ１４０）との間の通信を中継することができる。

（２．２ 情報処理端末）
図３は、本発明の一実施形態における情報処理端末１２０、１２２（以下、代表的に情報処理端末１２０について説明する）のハードウェア構成を表す。情報処理端末１２０は、ＣＰＵ３００、ＲＡＭ３０２、ＲＯＭ３０４、通信装置３０６、測位信号受信機３０８、表示装置３１０、入力装置３１２及びバス３１４を有する。

ＣＰＵ３００は、情報処理端末１２０の動作制御を行うプログラムを実行する。ＲＡＭ３０２は、ＣＰＵ３００のワークエリア等を構成する。ＲＯＭ３０４は、ＣＰＵ３００が実行するプログラムや、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。また、ＲＯＭ３０４は、ユーザアプリケーションや、ユーザデータも記憶する。通信装置３０６は、外部の装置と通信するための装置であり、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）又はＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のような無線通信方式に従って無線通信可能な装置である。測位信号受信機３０８は、通信装置１００が送信する測位信号を受信するための装置であり、例えば、ＩＭＥＳ規格により定義されたフレームフォーマットの測位信号を受信する。表示装置３１０は、例えば液晶ディスプレイのように、情報処理端末１２０の処理結果を、ユーザに対して表示する装置である。入力装置３１２は、例えばタッチパネルやボタンのように、ユーザからの入力を受け付ける装置である。バス３１４は、上記装置を電気的に接続する。

上記構成により、本発明の一実施形態における情報処理端末１２０は、通信装置１００から送信された測位信号を用いて現在位置を測定することができる。また、無線通信により、信装置１００を介して、サーバ１６０と通信することができる。

（２．３ ゲートウェイ）
図４は、本発明の一実施形態におけるゲートウェイ１４０のハードウェア構成を表す。ゲートウェイ１４０は、ＣＰＵ４００、ＲＡＭ４０２、ＲＯＭ４０４、第一通信装置４０６、第二通信装置４０８及びバス４１０を有する。

ＣＰＵ４００は、ゲートウェイ１４０の動作制御を行うプログラムを実行する。ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４００のワークエリア等を構成する。ＲＯＭ４０４は、ＣＰＵ４００が実行するプログラムや、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。第一通信装置４０６は、外部の装置と通信するための装置であり、例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のような近距離無線通信方式に従って無線通信可能な装置である。第二通信装置４０８は、外部の装置と通信するための装置であり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づくＬＡＮと接続するためのインターフェースを含む装置である。バス４１０は、上記装置を電気的に接続する。

上記構成により、本発明の一実施形態におけるゲートウェイ１４０は、通信装置１００と情報処理端末１２０の属するネットワーク１８０と、サーバ１６０の属するネットワーク１８２とを相互に接続することができる。

（２．４ サーバ）
図５は、本発明の一実施形態におけるサーバ１６０のハードウェア構成を表す。サーバ１６０は、ＣＰＵ５００、ＲＡＭ５０２、ＲＯＭ５０４、ＨＤＤ５０６、通信装置５０８、表示装置５１０、入力装置５１２及びバス５１４を有する。

ＣＰＵ５００は、サーバ１６０の動作制御を行うプログラムを実行する。ＲＡＭ５０２は、ＣＰＵ５００のワークエリア等を構成する。ＲＯＭ５０４は、サーバ１６０のシステム起動プログラム等を記憶する。ＨＤＤ５０６は、ＯＳやアプリケーションのプログラムや、データ等を保管する。ＨＤＤ５０６は、例えばテープドライブや光学ドライブのような、任意の記憶装置であってもよい。通信装置５０８は、外部の装置と通信するための装置であり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格に基づくＬＡＮと接続するためのインターフェースを含む装置である。表示装置５１０は、例えば液晶ディスプレイのように、サーバ１６０の処理結果を、ユーザに対して表示する装置である。入力装置５１２は、例えばキーボードや、マウスのように、ユーザからの入力を受け付ける装置である。バス５１４は、上記装置を電気的に接続する。

上記構成により、本発明の一実施形態におけるサーバ１６０は、通信装置１００及びゲートウェイ１４０を介して受信した、情報処理端末１２０の位置情報を管理することができる。

（３．機能）
次に、図６を用いて、通信装置１００、情報処理端末１２０、ゲートウェイ１４０及びサーバ１６０の機能ブロックの構成について説明する。図６には、これらの装置が備える様々な要素のうち、本実施形態の説明に特に関連する要素が示されている。以下では、通信装置１００、情報処理端末１２０、ゲートウェイ１４０及びサーバ１６０による機能を、大きく三つに分類して説明する。

（３．１ 測位信号の送信）
まず、通信装置１００によって実現される、測位信号の送信に関する機能について説明する。

図６において、本発明の一実施形態における通信装置１００は、位置情報格納手段６００、測位信号送信手段６０２、送信電波強度制御手段６０４、送信電波強度測定手段６０６を有する（中継手段６３０については後述する）。

位置情報格納手段６００は、通信装置１００が設置される位置を表す位置情報を格納する。位置情報には、例えば、緯度、経度、高度、フロア、建物の棟番号を表す情報のほかに、エリアの名前や店舗名のように、任意の位置又は場所を表す情報が含まれ得る。位置情報は、予め、通信装置１００の管理者によって設定される。

測位信号送信手段６０２は、位置情報格納手段６００に格納された位置情報を含む測位信号を生成し、該測位信号を、後述する送信電波強度制御手段６０４によって設定される送信電波強度で、送信する。また、送信電波強度を表す情報も、測位信号に含まれて送信される。測位信号に含まれる送信電波強度を表す情報とは、送信電波強度制御手段６０４によって設定された、送信電波強度の設定値か、あるいは、後述する送信電波強度測定手段６０６によって測定された実測値である。何れの送信電波強度の値を含めるかは任意に定めることができる。なお、送信電波強度を表す値は、任意の単位を用いた値によって表現され、例えば、電力をデシベルで表現した「dBm」により表現することができる。

測位信号は、例えば、ＩＭＥＳ規格によって定義されるフレーム構造によって構成され得る。ＩＭＥＳ規格において、現時点では、位置情報を必要とするアプリケーションの目的に合わせて、４つのメッセージタイプのフレーム構造が定義されている（図１０）。このうち、本実施形態では、メッセージタイプＩＤが１のフレームの構造を用いて、測位信号を構成する例を示す（図７）。本実施形態では、送信電波強度を表す情報をＩＭＥＳフレームに含めるために、図７の「reserved」ビットを利用する（７００、７０２で示す）。例えば、図７に示された計６ビットの「reserved」ビットのうち、「word4」の第１６ビットを、符号を表すビットとする。また、「word4」の第１７ビットと「word1」の第２１ビットから２４ビットとを組み合わせて、デシベル値を表現するビットとする。例えば、送信電波強度が「-30dBm」である場合に、「word4」の第１６ビットに「1」を、「word4」の第１７ビットと「word1」の第２１−２４ビットとに「11110」を格納する。ビットの並びは任意である。

ＩＭＥＳフレームの「reserved」ビットを用いて情報を格納する例では、最大６ビットまでの送信電波強度の情報を格納することができるが、より広い範囲の情報を格納するために、以下の方法を用いることができる。
（１）「reserved」ビットで表現できる数のＩＤと、任意の送信電波強度の値とをマッピングしたテーブルを、ＩＭＥＳフレームの送受信側で予め共有しておく。（例えば、ＩＤが「000001」（二進数）の場合には、送信電波強度を「-5dBm」とし、ＩＤが「000010」（二進数）の場合には、送信電波強度を「-10dBm」とする。以下同様に、マッピングを作成する）
（２）フロアごとに基準値となる送信電波強度の値を予め定めておき、この値をＩＭＥＳフレームの送受信側で共有しておく。「reserved」ビットには、基準値からのオフセット値を格納する。フロア情報は、ＩＭＥＳフレームの「word1」の第１２−２０ビットで指定されている。（例えば、基準値が「-50dBm」であり、送信電波強度が「-70dBm」である場合には、「word4」の第１６ビット（符号ビット）に「1」を、「word4」の第１７ビットと「word1」の第２１−２４ビットとに「10100」を格納する）
また、将来的に、拡張されたＩＭＥＳフレームを用いて、送信電波強度を表す情報を格納してもよい。また、ＩＭＥＳ以外の任意のフォーマットを用いて、送信電波強度を表す情報を格納してもよい。

送信電波強度制御手段６０４は、測位信号送信手段６０２が送信する測位信号の送信電波強度を制御する。送信電波強度は、上述したように、例えば「dBm」単位によって表され、予め設定された値となるように制御される。例えば、送信電波強度制御手段６０４は、測位信号の送信電波強度が「-30dBm」となるように制御することができる。さらに、送信電波強度制御手段６０４は、測定信号の送信電波強度が、一定の時間間隔で異なる値に切り替わるように制御することもできる。電波強度制御手段６０４は、例えば、一秒おきに、測位信号の送信電波強度が、「-30dBm」と「-70dBm」となるよう制御することができる。送信電波強度が大きいと、電波の到達範囲が広くなり、より遠くの情報処理端末１００でも測位を行えるという利点がある。一方で、送信電波強度が小さいと、電波の到達範囲は狭くなるが、情報処理端末１００の測位位置の誤差が小さくなるという利点がある。二種類の送信電波強度を用いて測位信号を送信可能とすることで、それぞれの利点を活かした、異なる種類のアプリケーションに対応することが可能となる。また、送信電波強度制御手段６０４は、時間と共に、送信電波強度を一定範囲内で徐々に変化させてもよい。（例えば、５秒間の間に送信電波強度を「-30dBm」と「-70dBm」の間で徐々に変化させる等）。これにより、さらに多様なアプリケーションに対応することが可能となる。

送信電波強度測定手段６０６は、測位信号送信手段６０２によって送信された測位信号の電波強度を実測する。送信電波強度測定手段６０６は、当該通信装置１００の測位信号送信機２０８のごく近い位置に設置された（例えば、送信機のアンテナの直下等）、測位信号受信機（図示しない）が受信した測定信号を用いて、送信電波強度を実測する。実測された送信電波強度の情報は、測位信号送信手段６０２に渡され、必要に応じて測位信号に含められる。

上記機能によって、本発明の一実施形態における通信装置１００は、通信装置１００が設置された位置を表す位置情報と、送信電波強度を表す情報とを含む、測位信号を送信することができる。また、時間に応じて、複数の異なる送信電波強度で測位信号を送信することができる。その結果、目的の異なる複数のアプリケーションに対応した測位信号を、一の通信装置１００から送信することができる。

（３．２ 測位と測位精度の算出）
次に、情報処理端末１２０によって実現される、測位信号を用いた測位と、測位精度の算出に関する機能について説明する。

図６において、本発明の一実施形態における情報処理端末１２０は、測位信号受信手段６１０、位置情報取得手段６１２、受信電波強度測定手段６１４、測位精度算出手段６１６、測位精度情報格納手段６１８及び現在位置決定手段６２０を有する（識別情報格納手段６２２及び識別情報送信手段６２４については後述する）。

測位信号受信手段６１０は、通信装置１００から送信された測位信号を受信する。受信した測位信号は、例えば、上述したように、図７で定義されるフレーム構造を有する。受信した測位信号は、位置情報取得手段６１２、受信電波強度測定手段６１４及び測位精度算出手段６１６に渡される。

位置情報取得手段６１２は、測位信号受信手段６１０が受信した測位信号から、位置情報を取得する。位置情報には、例えば、緯度、経度、高度、フロア、建物の棟番号を表す情報のほかに、エリアの名前や店舗名のような情報が含まれ得る。取得した位置情報は、測位精度情報格納手段６１８に渡される。

受信電波強度測定手段６１４は、測位信号受信手段６１０が受信した測位信号を含む受信電波の受信電波強度を測定する。受信電波強度は、例えば、上述したように、「dBm」単位によって表される。なお、同一地点において、同一の送信電波強度の測位信号を受信する場合であっても、情報処理端末の測位信号受信機３０８の備えるアンテナの特性によって、異なる値の受信電波強度が測定される可能性がある。本実施形態では、事前に知られているアンテナ特性に基づいて、情報処理端末ごとの受信電波強度の差を補正して用いるものとして、説明を行う。取得した受信電波強度の値は、測位精度算出手段６１６に渡される。

測位精度算出手段６１６は、測位信号受信手段６１０が受信した測位信号に含まれる、送信電波強度の値を取得する。そして、送信電波強度の値と、受信電波強度測定手段６１４で取得した受信電波強度の値とを用いて、以下の式（１）により、測位信号に対する「測位精度」（絶対値）を算出する。

測位精度＝（送信電波強度の値）÷（受信電波強度の値）・・・（１）
本実施形態においては、電波強度を「dBm」単位によって表現するため、受信電波強度の値の絶対値は、送信電波強度の値の絶対値より大きくなる。そのため、測位信号が示す位置と、当該情報処理端末１２０の実際の位置との間の誤差は、測位精度の値が１に近いほど、小さい。よって、二以上の測位信号を受信した場合には、測位精度の値を用いて、より正確な位置を表す位置情報を含む測定信号を決定することができる。算出された測位精度は、測位精度情報格納手段６１８に格納される。

ここで、図８、図９を用いて、測位精度を算出する例について、さらに具体的に説明する。図８は、情報処理端末１２０が、通信装置１００から、異なる二つの地点（地点Ａ、地点Ｂ）において測位信号を受信した場合の、それぞれの測位精度を求める例を表している。通信装置１００が測位信号を送信する際の送信電波強度は「-70dBm」であり（設定値か実測値かは任意）、その測位信号に対する受信電波強度は、地点Ａでは「-160dBm」、地点Ｂでは「-145dBm」であるものとする。この場合に、式（１）を用いて測位精度を求めると、前者の測位精度は、「0.438」となり、後者の測位精度は、「0.483」となる。従って、情報処理端末１２０は、地点Ｂで受信した測位信号が示す位置情報の方が、自らの現在位置をより正確に表していることを知ることができる。

図９は、情報処理端末１２２が、二つの通信装置１００、１０２から測位信号を受信した場合の、それぞれの測位精度を求める例を表している。通信装置１００と１０２が測位信号を送信する際の送信電波強度は、それぞれ「-70dBm」と「-30dBm」であり、それぞれの測位信号に対する受信電波強度は、共に「-160dBm」であるものとする。この場合に、式（１）を用いて測位精度を求めると、前者の測位精度は「0.438」となり、後者の測位精度は「0.188」となる。従って、情報処理端末１２２は、現在位置をより正確に表す位置情報を含む測位信号を送信する通信装置は、通信装置１００であると判断することができる。

測位精度情報格納手段６１８は、受信した測位信号から取得した位置情報と、その測位信号に対して算出された測位精度と、測位信号を受信した時刻とを関連付けて格納する。格納された情報は、当該情報処理端末１２０の現在位置を決定するために用いられる。

現在位置決定手段６２０は、所定の時間内（例えば、三秒間）に取得した測位信号の中から、当該情報処理端末１２０の現在位置を最も正確に表している位置情報を含む測位信号を特定する。そして、該位置情報を、当該情報処理端末１２０の現在位置とする。

現在位置を最も正確に表している位置情報を含む測位信号を特定する方法について、図８、図９を用いて具体的に説明する。図８の例において、例えば、地点Ａにおいて情報処理端末１２０を保持するユーザが、所定の時間内（例えば、二秒後）に、地点Ｂに移動したものとする。情報処理端末１２０は、それぞれの地点で、通信装置１００からの測位信号を受信する。そして、測位精度情報格納手段６１８に、それぞれの測位信号の受信時刻と、位置情報と、測位精度とが格納される。得られた測位精度の値は、上述したように、地点Ａでは「0.438」であり、地点Ｂでは「0.483」である。従って、現在位置決定手段６２０は、測位精度の最も高い、地点Ｂで受信した測位信号に含まれる位置情報が表す位置を、当該情報処理端末１２０の現在位置として決定する。

図９の例においては、情報処理端末１２２が、所定の時間内に、通信装置１００と１０２から測位信号をそれぞれ受信したものとする。この場合には、上述したように、通信装置１００の測位信号に対する測位精度は「0.438」であり、通信装置１０２の測位信号に対する測位精度は「0.188」である。このとき、現在位置決定手段６２０は、測位精度の最も高い、通信装置１００の測位信号に含まれる位置情報が表す位置を、当該情報処理端末１２２の現在位置として決定する。

なお、測位精度が同一の測位信号を複数受信した場合には、送信電波強度が小さい（送信範囲が狭い）測位信号ほど、現在位置と測位信号の示す位置との誤差が小さいと考えられるため、最も小さな送信電波強度の測位信号を用いて、現在位置を決定する。すなわち、現在位置決定手段６２０は、測位精度の値が最も高く、かつ、送信電波強度が最も小さい測位信号を用いて、現在位置を決定する。

一方、所定の時間内に測位信号が受信されない場合には、それ以前に取得した測位信号の示す位置情報を現在位置としてもよい。また、所定の時間内に一の測位信号のみが受信される場合には、測位精度によらず、その測位信号が示す位置情報を現在位置としてもよい。決定された現在位置を表す位置情報は、識別情報送信手段６２４に渡される。

上記機能によって、本発明の一実施形態における情報処理端末１２０は、自らの現在位置をより正確に表す位置情報を含む測位信号を特定することができる。

（３．３ 端末位置情報の管理）
次に、通信装置１００、情報処理端末１２０、ゲートウェイ１４０、サーバ１６０によって実現される、情報処理端末１２０の位置情報の管理についての機能を説明する。

図６において、本発明の一実施形態における情報処理端末１２０は、さらに、識別情報格納手段６２２及び識別情報送信手段６２４を有する。

識別情報格納手段６２２は、情報処理端末１２０の識別情報を格納する。情報処理端末１２０の識別情報は、例えば、情報処理端末１２０のネットワークアドレスのような、ネットワーク上で情報処理端末１２０を特定可能な情報を含む。例えば、ネットワーク１８０がＩＥＥＥ８０２．１５．４及びＺｉｇＢｅｅ（登録商標）規格に基づく場合には、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の短縮アドレス又はＩＥＥＥ拡張（ＭＡＣ）アドレスを用いることができる。

識別情報送信手段６２４は、現在位置決定手段６２０によって決定された、情報処理端末１２０の現在位置を表す位置情報と、識別情報とを、サーバ１６０に送信する。ここで、これらの情報は、近距離無線通信ネットワーク１８０を用いて、通信装置１００とゲートウェイ１４０とを介して、送信され得る。情報処理端末１２０は、近距離無線通信ネットワーク１８０を通じて、最寄の通信装置１００に対してこれらの情報を送信すればよいため、消費電力を低く抑えることができる。この利点は、情報処理端末１２０が、ボタン電池で駆動する、人に付して用いる小型の装置であるような場合に、特に有効である。一方、情報処理端末１２０は、これらの情報を、無線ＬＡＮのようなネットワークを用いて、アクセスポイントを介して、サーバ１６０に送信してもよい。これにより、ゲートウェイ１４０における通信変換処理が不要となる。

図６において、本発明の一実施形態における通信装置１００は、さらに、中継手段６３０を有する。

中継手段６３０は、情報処理端末１２０から送信された、位置情報及び識別情報を中継して、ゲートウェイ１４０を介して、サーバ１６０に伝送する。

図６において、本発明の一実施形態におけるゲートウェイ１４０は、通信変換手段６４０を有する。

通信変換手段６４０は、ネットワーク１８０に属する通信装置１００から受信したデータを、サーバ１６０の属するネットワーク１８２に適合する形式に変換する。変換されたデータは、ネットワーク１８２を介してサーバ１６０へ送信される。

図６において、本発明の一実施形態におけるサーバ１６０は、識別情報受信手段６５０、位置情報管理テーブル格納手段６５２、端末位置情報管理手段６５４及び端末位置情報表示手段６５６を有する。

識別情報受信手段６５０は、情報処理端末１２０から送信された識別情報と位置情報とを受信する。受信した識別情報と位置情報とは、位置情報管理テーブル格納手段６５２に格納される。

位置情報管理テーブル格納手段６５２は、受信した情報処理端末１２０の識別情報と位置情報を格納する。また、位置情報管理テーブル格納手段６５２は、識別情報によって特定された情報処理端末１２０の型番や、所有者等の情報も、関連付けて格納することができる。格納されたこれらの情報は、ユーザからの問合せに応じて、情報処理端末１２０の所在を検索する際に用いられる。

端末位置情報検索手段６５４は、サーバ１６０のユーザ又は他の端末からの、特定の情報処理端末の所在についての問合せを受け付け、その所在を検索し、結果を取得する。問合せは、例えば、情報処理端末の型番や、所有者等の情報とともになされ得る。端末位置情報検索手段６５４は、指定された情報処理端末の型番や所有者等の情報に対応する位置情報が、位置情報管理テーブル格納手段６５２に格納されていないか確認する。そして、該当する端末の位置情報が格納されている場合には、その位置情報を検索結果として取得する。検索結果は、位置情報を表すテキストであってもよいし、地図上にその位置を表示する画像であってもよい。

端末位置情報表示手段６５６は、端末位置情報検索手段６５４の結果を表示する。結果は、位置情報を表すテキストか、または地図上にその位置を表示する画像で表される。

上記機能によって、本発明の一実施形態における通信システム１では、情報処理端末１２０の位置情報を正確に管理することができる。また、情報処理端末１２０が、限られた電力で動作する必要がある場合においても、効率的に、その位置情報を管理することができる。

（４．動作例）
次に、図１０、図１１、図１２を用いて、本発明の一実施形態における通信装置１００、情報処理端末１２０、ゲートウェイ１４０及びサーバ１６０の動作例について説明する。

（４．１ システム全体の動作例）
まず、図１０を用いて、本発明の一実施形態における通信装置１００、情報処理端末１２０、ゲートウェイ１４０及びサーバ１６０の動作例の概略について説明する。

ステップＳ１０００において、通信装置１００の測位信号送信手段６０２は、位置情報と、送信電波強度（設定値又は実測値）とを含む、測位信号を、情報処理端末１２０に送信する。

ステップＳ１００２において、情報処理端末１２０の測位精度算出手段６１６は、受信した測位信号に含まれる送信電波強度と、受信電波強度測定手段６１４が測定した受信電波強度とを用いて、測位精度を算出する。

ステップＳ１００４において、情報処理端末１２０の位置情報取得手段６１２は、受信した測位信号に含まれる位置情報を取得する。

ステップＳ１００６において、情報処理端末１２０の現在位置決定手段６２０は、算出した測位精度の値を参照して、当該情報処理端末１２０の現在位置を最も正確に表す位置情報を特定し、これを現在位置として決定する。

ステップＳ１００８において、情報処理端末１２０の識別情報送信手段６２４は、当該情報処理端末１２０の現在の位置情報と識別情報とを、通信装置１００に送信する。

ステップＳ１０１０において、通信装置１００の中継手段６３０は、情報処理端末１２０から受信した位置情報と識別情報とを、ゲートウェイ１４０に中継する。

ステップＳ１０１２において、ゲートウェイ１４０の通信変換手段６４０は、通信装置１００の属するネットワーク１８０から送信された通信データ（位置情報と識別情報とを含む）を、サーバ１６０が属するネットワーク１８２に適合するよう変換する。

ステップＳ１０１４において、サーバ１６０の識別情報受信手段６５０は、ゲートウェイ１４０で変換された通信データに含まれる、情報処理端末１２０の位置情報と識別情報とを受信する。

ステップＳ１０１６において、サーバ１６０の位置情報管理テーブル格納手段６５２は、受信した情報処理端末１２０の位置情報と識別情報とを格納する。

ステップＳ１０１８において、サーバ１６０の端末位置情報検索手段６５４は、サーバ１６０のユーザ又は他の端末からの、特定の情報処理端末の所在についての問合せを受け付け、その所在を検索し、結果を取得する。

ステップＳ１０２０において、サーバ１６０の端末位置情報表示手段６５６は、端末位置情報検索手段６５４の結果を、位置情報を表すテキストか、または地図とともに位置を画像で表示する。

以上の動作によって、本発明の一実施形態における通信システム１を用いて、情報処理端末１２０を、より正確な位置情報に基づいて管理することができる。

（４．２ 複数の通信装置から測位信号を受信する場合の動作例）
次に、図１１を用いて、情報処理端末１２２が、二つの通信装置１００、１０２から測位信号が受信する場合の動作例について説明する。図１１に示される通信装置１００、１０２及び情報処理端末１２２の構成は、図９と対応する。ここでは、主に、情報処理端末１２２の各手段の動作例について説明を行う。当該動作例は、t₀から開始する。

ステップＳ１１００において、情報処理端末１２２の測位信号受信手段６１０は、通信装置１００から測位信号を受信する（時刻t₁）。

ステップＳ１１０２において、受信電波強度測定手段６１４は、測位信号受信手段６１０から、測位信号を受け取る。

ステップＳ１１０４において、受信電波強度測定手段６１４は、測位信号の受信電波強度を測定する。通信装置１００から受信した測位信号についての受信電波強度は、図９に示される通り、「-160dBm」である。

ステップＳ１１０６において、測位精度算出手段６１６は、受信電波強度測定手段６１４から、受信電波強度を受け取る。

ステップＳ１１０８において、測位精度算出手段６１６は、測位信号受信手段６１０が受信した測位信号を受け取り、測位信号に含まれる送信電波強度を取得する。通信装置１００の送信電波強度は、図９に示される通り、「-70dBm」である。

ステップＳ１１１０において、測位精度算出手段６１６は、上述した式（１）に基づいて、測位精度を算出する。通信装置１００から送信された測位信号についての測位精度は、
(-70[dBm])÷(-160[dBm])＝0.438
となる。

ステップＳ１１１２において、測位精度情報格納手段６１８は、算出された測位精度の値を受け取る。

ステップＳ１１１４において、測位精度情報格納手段６１８は、算出された測位精度の値を格納する。

ステップＳ１１２０において、位置情報取得手段６１２は、測位信号受信手段６１０から、測位信号を受け取る。

ステップＳ１１２２において、位置情報取得手段６１２は、測位信号に含まれる位置情報を取得する。位置情報には、通信装置１００の設置位置を表す経度、緯度、高度、フロア情報等が含まれ得る。

ステップＳ１１２４において、測位精度情報格納手段６１８は、取得された位置情報を受け取る。

ステップＳ１１２６において、測位精度情報格納手段６１８は、取得された位置情報を格納する。この位置情報と、ステップＳ１１１０で算出された測位精度の値と、測位信号の受信時刻t₀とは、関連付けられて、格納される。

次に、ステップＳ１１３０−Ｓ１１５６において、ステップＳ１１００−Ｓ１１２６と同様に、通信装置１０２から測位信号を受信（時刻t₂）して処理する。なお、通信装置１０２から送信された測位信号についての測位精度は、
(-30[dBm])÷(-160[dBm])＝0.188
となる。測位精度情報格納手段６１８は、算出された測位精度と、通信装置１０２の設置位置を表す位置情報と、通信装置１０２から受信した測位信号の受信時刻t₂とを、関連付けて、格納する。

ステップＳ１１６０において、現在位置決定手段６２０は、測位精度情報格納手段６１８から、所定の時間内（t₀〜t₃、例えば、（t₃−t₀）＝３秒）に受信した測位信号の測位精度と、該測位信号に含まれる位置情報とのリストを取得する。

ステップＳ１１６２において、現在位置決定手段６２０は、測位精度の最も高い測位信号が示す位置を、情報処理端末１２２の現在位置として決定する。図１１の例においては、現在位置決定手段６２０は、測位精度の最も高い、通信装置１００の測位信号が示す位置（すなわち、通信装置１００の設置位置）を、現在位置として決定する。

ステップＳ１１６４において、識別情報送信手段６２４は、現在位置決定手段６２０が決定した現在位置を表す位置情報を受け取る。

ステップＳ１１６６において、識別情報送信手段６２４は、現在位置を表す位置情報と、当該情報処理端末１２２の識別情報とを、通信装置１００に送信する。ここで、位置情報と識別情報との送信先となる通信装置は、測位精度の最も高かった測位信号を送信した、通信装置１００であることが好ましい。しかしながら、通信装置１０２か、あるいは他の通信装置に対して送信してもよい。

以上の動作によって、本発明の一実施形態における情報処理端末１２２は、複数の通信装置から測位信号を受信した場合に、最も正確な測位を行うことが可能な測位信号を特定し、その測位信号から、現在位置を表す位置情報を取得することができる。

（４．３ 時間と共に測位信号の電波強度が変化する場合の動作例）
次に、図１２、図１３を用いて、通信装置１００が、測位信号の送信電波強度を、所定の時刻に（t₀、t₂、t₄）、三つのパターン（「-30dBm」（送信範囲大）、「-50dBm」（送信範囲中）、「-70dBm」（送信範囲小））に変化させる場合の動作例について説明する。図１２は、情報処理端末１２０が、時刻t₁（＞t₀）、t₃（＞t₂）、t₅（＞t₄）において、通信装置１００から送信される測位信号を受信する様子を表している。図１２に示されるように、情報処理端末１２０は、異なる位置において、それぞれ異なる受信電波強度で、測位信号を受信する。図１３は、図１２に対応する、通信装置１００と情報処理端末１２０との間での、各手段の動作シーケンスを表している。図１３において、測位信号を受信し、現在の位置を決定する、情報処理端末１２０の動作は、図１１における、情報処理端末１２２の動作と同様である。従って、ここでは、図１１の場合と異なる動作を行う、通信装置１００について説明を行う。当該動作例は、t₀から開始する。

ステップＳ１３００において、通信装置１００の送信電波強度制御手段６０４は、測位信号送信手段６０２が、測位信号の送信電波強度が「-30dBm」（送信範囲大）となるよう制御する。

ステップＳ１３０２において、通信装置の測位信号送信手段６０２は、上記送信電波強度で、測位信号を送信する。この後、測位信号を受信した情報処理端末１２０は、位置情報と測位精度を取得する（ステップＳ１３０４〜Ｓ１３２４）。

ステップＳ１３３０において、所定の時間（t₂−t₀）が経過した後、通信装置１００の送信電波強度制御手段６０４は、測位信号送信手段６０２が、測位信号の送信電波強度が「-50dBm」（送信範囲中）となるよう制御する。

ステップＳ１３３２において、通信装置の測位信号送信手段６０２は、上記送信電波強度で、測位信号を送信する。この後、測位信号を受信した情報処理端末１２０は、位置情報と測位精度を取得する（ステップＳ１３３４〜Ｓ１３５４）。

ステップＳ１３６０において、さらに所定の時間（t₄−t₂）が経過した後、通信装置１００の送信電波強度制御手段６０４は、測位信号送信手段６０２が、測位信号の送信電波強度が「-70dBm」（送信範囲小）となるよう制御する。

ステップＳ１３６２において、通信装置の測位信号送信手段６０２は、上記送信電波強度で、測位信号を送信する。この後、測位信号を受信した情報処理端末１２０は、位置情報と測位精度を取得する（ステップＳ１３６４〜Ｓ１３８４）。

次に、情報処理装置１００は、所定の期間内（t₆−t₀）に受信した夫々の測位信号に対する測位精度を算出する。算出結果は以下の通りである。
−送信電波強度「-30dBm」の測位信号（時刻t₁）に対する測位精度：「0.188」
−送信電波強度「-50dBm」の測位信号（時刻t₃）に対する測位精度：「0.345」
−送信電波強度「-70dBm」の測位信号（時刻t₅）に対する測位精度：「0.560」
従って、情報処理装置１００の現在位置決定手段は、送信電波強度が最も小さく、かつ、測位精度が最も高い、時刻t₅に取得した測位信号を用いて、現在位置を決定する。そして、現在位置を表す位置情報と、識別情報とをサーバ１６０に送信する（ステップＳ１３８８〜Ｓ１３９４）。

以上の動作によって、本発明の一実施形態における情報処理端末１２２は、単一の通信装置から送信される測位信号の電波強度が時間と共に変化する場合に、最も正確な測位を行うことが可能な測位信号を特定し、その測位信号から、現在位置を表す位置情報を取得することができる。

（５． 応用例）
次に、図１４、図１５を用いて、本発明の応用例について説明する。応用例では、例えば図１４に示される空間内において、各通信装置の真下から、所定の距離（例えば、メートル）離れた位置での、測位信号の測位精度を予め算出しておく。算出した値は、例えば、図１５のようなテーブルに格納され、適宜、本通信システム１を利用する装置と共有される。ここで、通信装置を識別するために、例えば、通信装置のネットワークアドレスのような、通信システム１上で通信装置を特定可能な識別子が用いられる。あるいは、通信装置を識別するために、経緯情報のような位置情報そのものを用いてもよい。

後に、ある情報処理端末が、特定の通信装置から測位信号を受信したときに、その通信装置の識別子と、算出した測位精度を用いて、通信装置の真下からの距離を求めることができる。ここで、通信装置の識別子は、測位信号に含まれて送信されるか、あるいは位置情報そのものによって表され得る。これにより、情報処理端末は、現在位置を表す位置情報を取得するとともに、位置情報が表す位置からどの程度の距離離れた位置にいるかを知ることができる。

１ 通信システム
１００ 通信装置
１２０ 情報処理端末
１４０ ゲートウェイ
１６０ サーバ
６００ 位置情報格納手段
６０２ 測位信号送信手段
６０４ 送信電波強度制御手段
６０６ 送信電波強度測定手段
６１０ 測位信号受信手段
６１２ 位置情報取得手段
６１４ 受信電波強度測定手段
６１６ 測位精度算出手段
６１８ 測位精度情報格納手段
６２０ 現在位置決定手段
６２４ 識別情報送信手段
６３０ 中継手段
６４０ 通信変換手段
６５０ 識別情報受信手段
６５２ 位置情報管理テーブル格納手段
６５４ 端末位置情報検索手段
６５６ 端末位置情報表示手段

特許第４２９６３０２号公報

"準天頂衛星システムユーザインタフェース仕様書"、ＩＳ−ＱＺＳＳ１．４版、宇宙航空研究開発機構

Claims (10)

1. 自らが設置される屋内の位置を表す位置情報を含む測位信号を送信する通信装置であって、
   前記測位信号を受信して測位を行う情報処理端末が、測位精度を求めるために用いる、前記測位信号の送信電波強度を、前記測位信号に含めて送信する送信手段を有する、
   通信装置。
2. 前記送信手段が送信した前記測位信号の送信電波強度を実測する測定手段を有し、
   前記送信電波強度は、前記測定手段により実測された前記送信電波強度である、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記測位精度は、前記送信電波強度を、前記情報処理端末が測定した前記測定信号の受信電波強度で除算することによって求められる、
   請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記送信手段が送信する前記測位信号の送信電波強度を時間に応じて変化させる制御手段
   を有する、請求項１乃至３何れか一項に記載の通信装置。
5. 通信装置から、該通信装置が設置される屋内の位置を表す位置情報を含む測位信号を受信して測位を行う情報処理端末であって、
   受信した前記測位信号の受信電波強度を測定する測定手段と、
   受信した前記測位信号に含まれる送信電波強度を、前記受信電波強度で除算することにより、前記測位の精度を表す測位精度を算出する測位精度算出手段と、
   を有する、情報処理端末。
6. 異なる位置に設置された複数の前記通信装置の夫々から前記測位信号を受信した場合に、前記測位信号の夫々についての前記測位精度を算出し、前記測位精度が最も高い前記測位信号を用いて測位を行う、
   請求項５に記載の情報処理端末。
7. 単一の前記通信装置から、時間に応じて異なる送信電波強度で、前記測位信号が受信される場合に、
   所定の時間内において、前記送信電波強度が最も小さく、かつ、前記測位精度が最も高い、前記測位信号を用いて測位を行う、
   請求項５又は６に記載の情報処理端末。
8. 自らが設置される屋内の位置を表す位置情報を含む測位信号を送信する通信装置と、該測位信号を受信して測位を行う情報処理端末とを有する通信システムであって、
   前記通信装置は、
   前記測位信号の送信電波強度を、前記測位信号に含めて送信する送信手段を有し、
   前記情報処理端末は、
   受信した前記測位信号の受信電波強度を測定する測定手段と、
   受信した前記測位信号に含まれる送信電波強度を、前記受信電波強度で除算することにより、前記測位の精度を表す測位精度を算出する測位精度算出手段と、
   を有する、通信システム。
9. 前記情報処理端末は、異なる位置に設置された複数の前記通信装置の夫々から前記測位信号を受信した場合に、前記測位信号の夫々についての前記測位精度を算出し、前記測位精度が最も高い前記測位信号を用いて測位を行う、
   請求項８に記載の通信システム。
10. 前記情報処理端末の位置情報を管理するサーバをさらに有し、
    前記情報処理端末は、前記測位によって取得した位置情報と、当該情報処理端末の識別情報とを、前記通信装置に送信し、
    前記通信装置は、前記情報処理端末から送信された前記位置情報と前記識別情報とを、前記サーバに中継する、
    請求項９に記載の通信システム。