JP4099408B2

JP4099408B2 - 位置特定システム

Info

Publication number: JP4099408B2
Application number: JP2003044830A
Authority: JP
Inventors: 健司大西; 真樹藤原; 浩之山本; 宏之毛受; 勝利村田
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP2004254229A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置特定システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自位置を測定する方式として、全地球測位システム（ＧＰＳ：ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）が用いられている。この全地球測位システムは、４つのＧＰＳ衛星からの電波を受信して各ＧＰＳ衛星からのそれぞれの距離を求めて位置を算出するものである。しかしながら、この全地球測位システムは、地球から２００００ｋｍ以上離れたＧＰＳ衛星からの電波を利用するため、屋内やビルの陰などＧＰＳ衛星からの電波が遮られるような場所では測位ができないという解決すべき課題があった。特に移動機といった携帯型の情報端末において全地球測位システムを用いる場合にはこの課題が顕著である。この課題を解決すべく、全地球測位システムによって測位ができない場所では移動機に対応する基地局からの電波の電界強度を利用して位置を特定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４８２９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、１つの基地局から得られる情報は、その基地局から所定の距離を半径とする円上に移動機が存在することを示す情報である。従って、移動機の位置を的確に把握しようとすれば複数の基地局から情報を取得しなければならないといった解決すべき課題がある。
【０００５】
そこで本発明では、全地球測位システムによる測位ができない場合に、１つの基地局から得られる情報に基づいて移動機の位置を把握できる位置特定システムを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の位置特定システムは、全地球測位システムを利用して自位置を特定できる機能を有する移動機の位置を特定するための位置特定システムであって、全地球測位システムを利用して測位が可能な領域と不可能な領域とを示す領域情報を格納する測位領域格納手段を含み、更に、移動機が全地球測位システムを利用して測位が可能か不可能かを判断する測位判断手段と、当該判断の結果が測位可能の場合には移動機が測位した位置を移動機の位置として特定し、当該判断の結果が測位不可能の場合には、移動機に対応する基地局と移動機との間の距離を算出し、基地局を中心として半径が距離である円上の各位置のうち、領域情報が示す測位不可能な領域の位置を移動機の位置として特定する位置特定手段と、を含む。
【０００７】
本発明の位置特定システムによれば、移動機が全地球測位システムを用いて測位不可能な場合に、基地局と移動機との距離を特定するための距離情報と領域情報とに基づいて位置を特定するので、例えばビルの中といった全地球測位システムが利用できない場所でも移動機の位置を特定できる。また、全地球測位システムを利用して測位可能な領域及び不可能な領域が分散的に分布している場合には、等距離円上の領域に移動機が存在すると推定できる。
【０００８】
本発明の位置特定システムでは、上記距離は、基地局から移動機に送出される電波の電界強度に基づいて算出されることも好ましい。電界強度は基地局からの距離に応じてその強度が変化するので、全地球測位システムを利用して測位可能な領域及び不可能な領域が分散的に分布している場合には、等電界強度線上の領域に移動機が存在すると推定できる。
【０００９】
本発明の位置特定システムでは、上記距離は、基地局が前記移動機に検査信号を送信してから、当該検査信号に対して移動機から返信される応答信号を基地局が受信するまでの時間に基づいて算出されることも好ましい。検査信号及び応答信号の伝送媒体である電波は障害物に影響されにくく、この時間に基づいて距離を算出するとより正確に基地局と移動機との距離を把握できる。
【００１０】
また本発明の位置特定システムでは、領域情報には各領域ごとに全地球測位システムの衛星が何個見通せるかを示す可視衛星情報が含まれることも好ましい。可視衛星情報に基づけば、移動機が全地球測位システムを利用して測位可能な状態かどうかを的確に判断できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１２】
本発明の実施形態である位置特定システムについて図１を用いて説明する。図１は位置特定システム１０を説明するための図である。位置特定システム１０は、ネットワーク２０を介して携帯電話機（移動機）３０と相互に情報通信が可能なように構成されている。携帯電話機３０は、位置特定システム１０を利用するユーザが使用する携帯電話機である。携帯電話機３０は、ＧＰＳ（全地球測位システム、ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を利用して自位置を測位可能なように構成されている。携帯電話機３０を利用するユーザが自位置を測位する命令を入力すると、携帯電話機３０は見通せるＧＰＳ衛星の個数と各ＧＰＳ衛星までの距離を示す情報とを含む測位要求を位置特定システム１０に送信する。この測位要求には更に携帯電話機３０の通信を現時点で受け持っている基地局のＩＤとその基地局から送出される電波の電界強度とが含まれる。
【００１３】
引き続いて位置特定システム１０について説明する。位置特定システム１０は、物理的には、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、マウスやキーボードといった入力装置、ディスプレイといった表示装置、ハードディスクといった格納装置、モデムといった通信装置などを備えたコンピュータシステム（若しくはコンピュータシステムの集合体）として構成されている。
【００１４】
位置特定システム１０は、機能的な構成要素として、受信部１０１と、測位判断部（測位判断手段）１０２と、位置特定部（位置特定手段）１０３と、送信部１０４と、測位領域格納部（測位領域格納手段）１１０と、基地局情報格納部１１１と、を含む。引き続いて、各構成要素について詳細に説明する。
【００１５】
受信部１０１は、携帯電話機３０から送信される測位要求を受信し、測位判断部１０２に出力する部分である。既に説明したようにこの測位要求は携帯電話機３０のユーザが入力するものであって、見通せるＧＰＳ衛星の個数と各ＧＰＳ衛星までの距離を示す情報とを含む。この測位要求には更に携帯電話機３０の通信を現時点で受け持っている基地局のＩＤとその基地局から送出される電波の電界強度とが含まれる。
【００１６】
測位判断部１０２は、携帯電話機３０がＧＰＳ測位可能かどうかを判断する部分である。より具体的には、受信部１０１から出力される測位要求に含まれる、携帯電話機３０が見通せるＧＰＳ衛星の個数に基づいてその携帯電話機３０がＧＰＳ測位可能かどうかを判断する。例えば、見通せるＧＰＳ衛星の個数が３個以上であればＧＰＳ測位可能であると判断し、２個以下であればＧＰＳ測位不可能であると判断する。測位判断部１０２は、この判断結果を測位要求と共に位置特定部１０３に出力する。
【００１７】
位置特定部１０３は、測位判断部１０２から出力される判断結果がＧＰＳ測位可能である旨の場合には、測位要求に含まれる各ＧＰＳ衛星までの距離を示す情報に基づいて携帯電話機３０の位置を特定する。一方、測位判断部１０２から出力される判断結果がＧＰＳ測位不可能である旨の場合には、測位領域格納部１１０に格納されている領域情報と、基地局情報格納部１１１に格納されている基地局情報とに基づいて携帯電話機３０の位置を特定する。測位領域格納部１１０に格納されている領域情報は、ＧＰＳを用いて測位が可能な領域と不可能な領域とを示す情報である。基地局情報格納部１１１に格納されている基地局情報は、各基地局の位置を示す情報である。
【００１８】
図２に領域情報の例を示す。領域情報４０は、地図上においてＧＰＳ測位が可能な領域と不可能な領域とを特定する情報である。図２の例に拠れば、建物５０、建物５１、建物５４、及び建物５５の中はＧＰＳ測位不可能であるから、地図上では黒く塗りつぶした状態で認識されている。建物５０の近傍ではＧＰＳ衛星が３個見通すことができる領域５２が、建物５１の近傍ではＧＰＳ衛星が２個しか見通すことができない領域５３が、建物５４の近傍ではＧＰＳ衛星が３個見通すことができる領域５６が、建物５５の近傍ではＧＰＳ衛星が２個しか見通すことができない領域５７がそれぞれ存在する。尚、図２の例の場合には、建物以外の場所で特に領域が明示されていない領域はＧＰＳ衛星が４個見通すことできる領域である。
【００１９】
図３に基地局情報の例を示す。図３の例に拠れば、基地局ＩＤと位置情報とが対応して格納されている。従って、携帯電話機３０に対応している基地局のＩＤが００１であれば、その位置は東経１３５°２０′３０″、北緯３８°２０′５５″となる。この基地局ＩＤは携帯電話機３０から電界強度と共に送られてくるので、図２に示すように基地局６０とその基地局６０を中心とする等電界強度線６０ａを描くことができる。従って、携帯電話機３０が見通せるＧＰＳ衛星の数が２個以下であれば、領域５３か領域５７にいることになるが、等電界強度線６０ａとの関係から領域５３にいることが特定される。この特定された携帯電話機３０の位置を示す情報は送信部１０４に出力される。
【００２０】
送信部１０４は、位置特定部１０４から出力された携帯電話機３０の位置を示す情報を携帯電話機３０に送信する部分である。
【００２１】
引き続いて、位置特定システム１０を用いて位置の特定を行う方法について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。携帯電話機３０を使用するユーザは、測位要求を位置特定システム１０に送信する。この測位要求は位置特定システム１０の受信部１０１が受信する（ステップＳ０１）。受信部１０１は受信した測位要求を測位判断部１０２に出力する。
【００２２】
測位判断部１０２は、携帯電話機３０が見通せるＧＰＳ衛星の個数に基づいてその携帯電話機３０がＧＰＳ測位可能かどうかを判断する（ステップＳ０２）。測位判断部１０２は、この判断結果を測位要求と共に位置特定部１０３に出力する。位置特定部１０３は、ステップＳ０２での判断結果がＧＰＳ測位可能である場合には、測位要求に含まれる各ＧＰＳ衛星までの距離を示す情報に基づいて携帯電話機３０の位置を特定する（ステップＳ０３）。位置特定部１０３は特定した携帯電話機３０の位置を示す情報を送信部１０４に出力する。送信部１０４は、携帯電話機３０にこの情報を送信する（ステップＳ０８）。
【００２３】
位置特定部１０３は、ステップＳ０２での判断結果がＧＰＳ測位不可能である場合には、携帯電話機３０から送信される基地局ＩＤに基づいて携帯電話機３０に現に対応している基地局を特定する（ステップＳ０４）。位置特定部１０３は更に、携帯電話機３０から送信される電界強度に基づいて、対応する基地局からの等電界強度線を特定する（ステップＳ０５）。
【００２４】
位置特定部１０３は、携帯電話機３０から送信される見通し可能なＧＰＳ衛星の個数に基づいて、携帯電話機３０が存在する領域を特定する（ステップＳ０６）。位置特定部１０３は、図２で例示したようにステップＳ０４〜Ｓ０６までの結果に基づいて携帯電話機３０の位置を特定する（ステップＳ０７）。位置特定部１０３は特定した携帯電話機３０の位置を示す情報を送信部１０４に出力する。送信部１０４は、携帯電話機３０にこの情報を送信する（ステップＳ０８）。
【００２５】
コンピュータを、本実施形態の位置特定システムとして機能させるための位置特定プログラム９２及びそれが記録されているコンピュータ読取可能な記録媒体９について説明する。図５は、位置特定プログラム９２が記録されている記録媒体９の構成を示した図である。記録媒体９としては、例えば、磁気ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、コンピュータに内蔵されたメモリなどが該当する。
【００２６】
記録媒体９は、図５に示すように、プログラムを記録するプログラム領域９１と、データを記録するデータ領域９３とを備えている。データ領域９３には、図１を用いて説明した測位領域格納部１１０と同様の測位領域データベース９３１、基地局情報格納部１１１と同様の基地局情報データベース９３２がそれぞれ格納されている。
【００２７】
プログラム領域９１には、位置特定プログラム９２が記録されている。位置特定プログラム９２は、処理を統括するメインモジュール９２１と、受信モジュール９２２と、測位判断モジュール９２３と、位置特定モジュール９２４と、送信モジュール９２５とを備える。ここで、受信モジュール９２２、測位判断モジュール９２３、位置特定モジュール９２４、送信モジュール９２５のそれぞれを動作させることによって実現する機能は、上記位置特定システム１０の受信部１０１、測位判断部１０２、位置特定部１０３、送信部１０４のそれぞれの機能と同様である。
【００２８】
本実施形態によれば、移動機がＧＰＳを用いて測位不可能な場合に、基地局からの電波の電界強度と領域情報とに基づいて位置を特定するので、例えばビルの中といった全地球測位システムが利用できない場所でも携帯電話機３０の位置を特定できる。また、電界強度は基地局からの距離に応じてその強度が変化するので、図２に示すようにＧＰＳを利用して測位可能な領域及び不可能な領域が分散的に分布している場合には、等電界強度線上の領域に携帯電話機３０が存在すると推定できる。
【００２９】
本実施形態の場合には基地局と携帯電話機３０との距離を電界強度に基づいて特定しているが、本発明の実施形態はこれに限られるものではない。例えば、基地局から携帯電話機３０に検査信号を送信してから、この検査信号に対して携帯電話機３０から返信される応答信号を基地局が受信するまでの時間に基づいて基地局と携帯電話機３０との距離を求めてもよい。検査信号及び応答信号の伝送媒体である電波は障害物に影響されにくく、この時間に基づいて距離を算出するとより正確に基地局と携帯電話機３０との距離を把握できる。
【００３０】
領域情報には各領域ごとに全地球測位システムの衛星が何個見通せるかを示す可視衛星情報が含まれることも好ましい。可視衛星情報に基づけば、移動機が全地球測位システムを利用して測位可能な状態かどうかを的確に判断できる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、移動機が全地球測位システムを用いて測位不可能な場合に、移動機に対応する基地局と移動機との間の距離を算出し、基地局を中心として半径が距離である円上の各位置のうち、領域情報が示す測位不可能な領域の位置を移動機の位置として特定するので、例えばビルの中といった全地球測位システムが利用できない場所でも移動機の位置を特定できる。また、全地球測位システムを利用して測位可能な領域及び不可能な領域が分散的に分布している場合には、等距離円上の領域に移動機が存在すると推定できる。従って本発明の目的とする、全地球測位システムによる測位ができない場合に、１つの基地局から得られる情報に基づいて移動機の位置を把握できる位置特定システム、及び位置特定プログラムを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である位置特定システムを説明するための図である。
【図２】図１の測位領域格納部に格納されている情報の例を示す図である。
【図３】図１の基地局情報格納部に格納されている情報の例を示す図である。
【図４】位置特定システムを用いて携帯電話機の位置を特定する方法を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態である位置特定プログラムを説明するための図である。
【符号の説明】
１０…位置特定システム、１０１…受信部、１０２…測位判断部、１０３…位置特定部、１０４…送信部、１１０…測位領域格納部、１１１…基地局情報格納部、２０…ネットワーク、３０…携帯電話機。

Claims

全地球測位システムを利用して自位置を特定できる機能を有する移動機の位置を特定するための位置特定システムであって、全地球測位システムを利用して測位が可能な領域と不可能な領域とを示す領域情報を格納する測位領域格納手段を含み、更に、
前記移動機が全地球測位システムを利用して測位が可能か不可能かを判断する測位判断手段と、
当該判断の結果が測位可能の場合には前記移動機が測位した位置を前記移動機の位置として特定し、当該判断の結果が測位不可能の場合には、前記移動機に対応する基地局と前記移動機との間の距離を算出し、前記基地局を中心として半径が前記距離である円上の各位置のうち、前記領域情報が示す測位不可能な領域の位置を前記移動機の位置として特定する位置特定手段と、
を含む位置特定システム。
前記距離は、前記基地局から前記移動機に送出される電波の電界強度に基づいて算出される、請求項１に記載の位置特定システム。
前記距離は、前記基地局が前記移動機に検査信号を送信してから、当該検査信号に対して前記移動機から返信される応答信号を前記基地局が受信するまでの時間に基づいて算出される、請求項１に記載の位置特定システム。
前記領域情報には各領域ごとに前記全地球測位システムの衛星が何個見通せるかを示す可視衛星情報が含まれる、請求項１から３のいずれか１項に記載の位置特定システム。