JP5484368B2 - 移動端末からの位置情報に基づく対象エリア表示方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、移動端末の位置情報に基づいてエリアマップを表示する技術に関する。

無線通信システムにおける移動端末の無線品質は、基地局との間の遮蔽物のような周辺通信環境に大きく影響を受ける。従来、通信事業者の調査員が自ら、基地局との間の無線品質を測定するために、各地域を訪れる必要があった。このとき、通信事業者は、無線品質と位置情報とが対応付けて管理するために、その位置情報の正確性が極めて重要となる。

従来、位置情報の算出や、位置情報の正確性の判断について、様々な技術がある。

現在位置を算出するシステムについて、車両の現在位置を正確に判定する技術がある（例えば特許文献１及び２参照）。この技術によれば、車両の進行方位、走行距離、道路データを用いて、特に分岐点のような信頼度の高い候補点を算出する。また、相対変位を更に用いて候補点を算出する技術もある（例えば特許文献３及び４参照）。更に、車両が所定角度以上旋回したか否かの判定結果を、マップマッチングに基づいて信頼度の高い候補点を算出する技術もある（例えば特許文献５参照）。

また、携帯電話システムの基地局からの電界強度を複数回測定し、平滑化した測定電界強度から携帯電話機の移動方向を同定することによって、現在位置を推定するマップマッチングの技術がある（例えば特許文献６参照）。この技術によれば、電界−座標変換を用いた電界強度データと、移動方向に基づく移動トレースとに基づいて、現在位置を推定する。

更に、ＧＰＳ(Global Positioning System)測位における信頼度を判定し、車両位置を修正する技術もある（例えば特許文献７参照）。この技術によれば、自立航法によって得られる所定区間の走行距離と、ＧＰＳによって得られるその所定区間に相当する区間の距離とを比較し、その差分値に応じてＧＰＳ測位の信頼度を算出する。

更に、地図表示装置について、測位データの信頼度を判定する技術もある（例えば特許文献８参照）。この技術によれば、地殻変動等によって同一基準電圧における位置が、経時変化している事実を用いる。過去の複数回の測位データについて、その取得時刻の変化と共に、一定の方向に向かっているか否かによって、その信頼度を判定する。また、新たに取得された測位データについて、その過去の複数回の測定データ値の一定方向に合致するか否かによって、その信頼度を判定する。

更に、現在位置表示装置について、環状道路を走行中でも、車両の現在位置を確実に環状道路上に表示する技術もある（例えば特許文献９参照）。この技術によれば、環状道路に形成されたリンクのリンクデータと、車両の走行距離及び進行方位の測定値とを用いて、現在位置を算出する。

更に、位置情報検出システムについて、当該移動端末の位置情報を地図画面上に表示する際に、表示する地点の大きさを、位置情報の確度に応じた大きさとして表示する技術もある（例えば特許文献１０参照）。この技術によれば、携帯電話網、無線ＬＡＮ、ＧＰＳのような複数種類の移動体無線通信システムから得られる位置情報を用いる。そして、各種の位置情報の推定精度に基づく重みと、位置情報の頻度分布とから、補正頻度分布を作成する。この補正頻度分布の平均位置は、移動端末の位置情報として判定される。そして、この補正頻度の分布に基づいて、当該位置情報の確度を決定する。

更に、位置特定装置について、距離センサや、方位センサ、高度センサなどを用いて、歩行者の歩行挙動を判定し、歩行者の位置を推定する技術もある（例えば特許文献１１参照）。

前述した特許文献１〜１１に記載された技術によれば、測位された位置情報と、無線品質とを対応付けて管理することによって、無線品質の劣化箇所を検出することができる。尚、他の技術として、携帯端末を所持したユーザの有意位置を推定する技術もある（例えば非特許文献２〜４参照）。「有意位置」とは、例えば「自宅と最寄り駅周辺一帯」のようにユーザにとって意味のある位置範囲をいう。この技術によれば、携帯端末における連続・非連続な位置情報を取得し、それら取得時間の近接度合いからクラスタリングしている。これによって、ユーザの行動をモデル化し且つトレース化し、滞在時間が比較的長い地域範囲（有意位置）を抽出する。

前述したような技術に対して、移動端末がサーバへ位置情報を送信することによって、無線品質の劣化箇所（不感地帯）を測定する技術がある（例えば特許文献１２及び１４参照）。この技術によれば、移動端末は、基地局のサービスエリアから外れたことを検出した際に、ＧＰＳ機能によって測位し、その位置情報を記憶する。その後、移動端末は、再び、基地局のサービスエリアに進入したことを検出した際に、既に記憶している位置情報を、ネットワークを介してサーバへ送信する。これによって、そのサーバを運用する通信事業者は、無線品質の劣化箇所の位置情報を収集することができる。

また、無線品質に基づくエリアマップを作成する技術がある（例えば特許文献１３参照）。この技術によれば、通信システムの種別に応じて、移動端末がサーバへ送信する無線品質の範囲を変更することによって、移動端末からの情報送信数／量及びネットワーク負荷を低減することができる。例えばセルラシステムのような広域システムについては、移動端末は、所定品質以下に無線品質が劣化した際に、無線品質及び位置情報を取得する。また、無線ＬＡＮのような狭域システムについては、所定品質以上に無線品質が上回った際に、無線品質及び位置情報を取得する。移動端末は、これら取得した無線品質及び位置情報をサーバへ送信し、サーバは、異なる通信システムにおけるエリアマップを作成する。

特開平０８−２９２０５０号公報 特開平０８−３３４３３６号公報 特開平０８−３３４３６７号公報 特開平０８−３３４３７０号公報 特開平０８−３３４３７２号公報 特開２０００−２１３９４８号公報 特開２００３−２７９３６２号公報 特開２００４−１４４７１１号公報 特開２００６−２９２９２８号公報 特開２００９−２７２７４２号公報 特開２００９−２２９２０４号公報 特開２００５−２１０５３０号公報 特開２００８−３０６２４０号公報 特開２０１０−０８８０７４号公報

「Hybrid Positioning In CDMA Networks, Invitational Workshop onOpportunistic RF Localization for Next Generation Wireless Devices」、[online]、［平成２３年１月６日検索］、インターネット＜URL:http://www.cwins.wpi.edu/workshop08/pres/tech_3.pdf＞ 「A User-Centered Location Model, Personal and Ubiquitous Computing2002」 遠山緑生、服部隆志、萩野達也、「携帯電話の測位機能を用いた有意位置の学習」、[online]、［平成２３年１月７日］、インターネット＜URL:http://www.tom.sfc.keio.ac.jp/~next/papers/2005-ipsj.pdf＞ 黒川茂莉、横山浩之、吉井和佳、麻生英樹、「疎な位置情報履歴からの有意位置抽出方式に関する検討」、第１３回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS 2010)、[online]、［平成２３年１月７日］、インターネット＜http://ibisml.org/ibis2010/preview/P4-6.pdf＞ 統計学入門、「9.4 多変量の場合」、[online]、［平成２３年１月７日検索］、インターネット＜URL:http://www.snap-tck.com/room04/c01/stat/stat09/stat0904.html＞

前述した特許文献１２〜１４に記載された技術によれば、広域無線通信システムについて所定閾値以上の無線劣化が発生したエリアや、狭域無線通信システムについて無線通信可能なエリアを特定することができる。

しかしながら、ＧＰＳ測位方式、複数基地局測位方式、ハイブリッド測位方式のように、移動端末で実現可能ないずれの測位方式であっても、測位誤差は生じる。そのために、無線品質の劣化等が検出されたとしても、その位置情報には誤差を含んでいることを許容しなければならず、正確な位置を取得することは比較的難しい。例えば、これら各測位方式に基づく測位誤差は、数十ｍから数百ｍに及ぶ場合がある（例えば非特許文献１参照）。

この主な理由は、携帯電話網のような広域無線通信システムについては、無線品質劣化は屋内や建物の陰で発生したり、無線ＬＡＮのような狭域システムについては、利用可能な場所は屋内であることが多くためである。ＧＰＳ測位、複数基地局測位、ハイブリッド測位などいずれの測位方式であっても、屋内等で測位する場合、その測位誤差は、通常に比して大きくなる。

特に、特許文献１２〜１４に記載された技術によれば、無線品質の劣化箇所の位置情報を取得することを目的としたものであって、位置情報にどの程度の誤差が含まれているかを推定することは極めて困難である。

尚、特許文献１０に記載された技術によれば、補正頻度の分布に基づく位置情報の確度に従って、地図画面上に表示する地点の大きさを変化させて、ユーザに相対的な確度を理解させている。しかしながら、対象エリアの規模を、ユーザに理解させることまではできない。

また、前述した特許文献１〜１１及び非特許文献２〜３に記載された技術によっても、連続した複数の位置情報の取得を前提としたものであって、無線品質（例えば所定閾値以上のエラー）が所定条件を満たしたことをトリガする対象エリアの規模を、通信事業者の監視者に理解させることまではできない。

尚、いずれの従来技術であっても、１つの移動端末で連続した複数の位置情報を必要とし、１，２回程度の低頻度の測位に基づく位置情報を想定していない。即ち、多数の移動端末の位置情報を収集し且つ集約することによって、対象エリアの規模を把握することまではできない。

そこで、本発明によれば、データベースサーバが、少なくとも１つ以上の移動端末から、所定条件を満たした位置情報を取得し、対象エリアの規模を重畳的に表示した地図を出力することができる対象エリア表示方法及びシステムを提供することを目的とする。

本発明によれば、位置情報を取得可能な移動端末と、該移動端末から位置情報を収集するデータベースデータベースサーバとを有するシステムを用いて、対象エリアを表示する対象エリア表示方法において、
移動端末が、所定条件に達したことをトリガとして、現在の位置情報を取得する第１のステップと、
移動端末が、位置情報及び端末識別子を、データベースサーバへ送信する第２のステップと、
データベースサーバが、端末識別子毎に、位置情報を蓄積する第３のステップと、
データベースサーバが、端末識別子毎に、所定の範囲内にある複数の位置情報から、所定の信頼水準値(100・(1-β)％)に基づく信頼楕円エリアを抽出する第４のステップと、
データベースサーバが、信頼楕円エリアを重畳した地図画像を出力する第５のステップと
を有することを特徴とする。

本発明の対象エリア表示方法における他の実施形態によれば、
第１のステップについて、移動端末は、取得した位置情報における測位精度を更に取得し、
第２のステップについて、移動端末は、位置情報と共に測位精度も、データベースサーバへ送信し、
第３のステップについて、データベースサーバは、位置情報と共に測位精度も蓄積し、
第５のステップについて、データベースサーバは、地図画像に重畳する信頼楕円エリアを、測位精度に基づいて且つ端末識別子の数に基づいて、視覚的に識別できるように地図上に明示することも好ましい。

本発明の対象エリア表示方法における他の実施形態によれば、第４のステップについて、位置情報の分散値と、測位精度とに基づいて、信頼水準値を決定することも好ましい。

本発明の対象エリア表示方法における他の実施形態によれば、第４のステップについて、信頼楕円エリアは、２次元正規分布に基づく母集団の代表値の範囲を推定するものであって、信頼水準値は、楕円内部に母集団の代表値が含まれる確率であることも好ましい。

本発明の対象エリア表示方法における他の実施形態によれば、
データベースサーバが、複数の端末識別子に基づく複数の信頼楕円エリアが互いに重なっているか否かを判定する第５のステップと、
データベースサーバが、信頼楕円エリアが互いに重なっている複数の端末識別子について、これら端末識別子全ての複数の位置情報から、所定の信頼水準値に基づく信頼楕円エリアを抽出する第６のステップと、
データベースサーバが、信頼楕円エリアを重畳した地図画像を出力する第７のステップと
を有することも好ましい。

本発明の対象エリア表示方法における他の実施形態によれば、第１のステップについて、移動端末は、
（１）無線品質が所定閾値以下となったことをトリガとして、
（２）所定のデータ通信が実行されたことをトリガとして、又は
（３）所定のユーザ操作が実行されたことをトリガとして、
現在の位置情報を取得することも好ましい。

本発明によれば、位置情報を取得可能な移動端末と、該移動端末から位置情報を収集するデータベースサーバとを有し、該データベースサーバが対象エリアを表示する対象エリア表示システムにおいて、
移動端末は、
所定条件に達したことをトリガとして、現在の位置情報を取得する測位手段と、
位置情報及び端末識別子を、データベースサーバへ送信する位置情報手段と
を有し、
データベースサーバは、
端末識別子毎に、位置情報を蓄積する位置情報蓄積手段と、
端末識別子毎に、複数の位置情報から、所定の信頼水準値(100・(1-β)％)に基づく信頼楕円エリアを抽出する個別エリア抽出手段と、
信頼楕円エリアを重畳した地図画像を出力する地図出力手段と
を有することを特徴とする。

本発明の対象エリア表示システムにおける他の実施形態によれば、
移動端末について、
測位手段は、取得した位置情報における測位精度を更に取得し、
位置情報送信手段は、位置情報と共に測位精度も、データベースサーバへ送信し、
データベースサーバについて、
位置情報蓄積手段は、位置情報と共に測位精度も蓄積し、
地図出力手段は、地図画像に重畳する信頼楕円エリアを、測位精度に基づいて且つ端末識別子の数に基づいて、視覚的に識別できるように地図上に明示することも好ましい。

本発明の対象エリア表示システムにおける他の実施形態によれば、個別エリア抽出手段は、位置情報の分散値と、測位精度とに基づいて、信頼水準値を決定することも好ましい。

本発明の対象エリア表示システムにおける他の実施形態によれば、データベースサーバの個別エリア抽出手段について、信頼楕円エリアは、２次元正規分布に基づく母集団の代表値の範囲を推定するものであって、信頼水準値は、楕円内部に母集団の代表値が含まれる確率であることも好ましい。

本発明の対象エリア表示システムにおける他の実施形態によれば、データベースサーバは、
複数の端末識別子に基づく複数の信頼楕円エリアが互いに重なっているか否かを判定する重畳エリア判定手段と、
信頼楕円エリアが互いに重なっている複数の端末識別子について、これら端末識別子全ての複数の位置情報から、所定の信頼水準値に基づく信頼楕円エリアを抽出する全体エリア抽出手段と
を更に有し、
地図出力手段は、全体の信頼楕円エリアを重畳した地図画像を出力する
ことも好ましい。

本発明の対象エリア表示システムにおける他の実施形態によれば、第１のステップについて、移動端末は、
（１）無線品質が所定閾値以下となったことをトリガとして、
（２）所定のデータ通信が実行されたことをトリガとして、又は
（３）所定のユーザ操作が実行されたことをトリガとして、
現在の位置情報を取得することも好ましい。

本発明の対象エリア表示方法及びシステムによれば、データベースサーバが、少なくとも１つ以上の移動端末から、所定条件を満たした位置情報を取得し、対象エリアの規模を重畳的に表示した地図を出力することができる。

本発明におけるシステム構成図である。 本発明におけるシーケンス図である。 ２次元正規分布と、母集団の代表（平均）値の９５％信頼楕円エリアとを表す説明図である。 移動端末数が比較的少なく、測位精度が比較的低く、且つ、分散値が、測位精度が低い場合の基準と同等の場合における、信頼楕円エリアの説明図である。 測位精度と分散値とに基づいて導出されるβ値を表すグラフである。 移動端末数が比較的少なく、測位精度が比較的高く、且つ、分散値が、測位精度が高い場合の基準と同等の場合における、信頼楕円エリアの説明図である。 移動端末数が比較的少なく、測位精度が比較的高く、且つ、分散値が、測位精度が高い場合の基準に比べて比較的大きい場合における、信頼楕円エリアの説明図である。 移動端末数が比較的多く、測位精度が比較的低く、且つ、分散値が、測位精度が低い場合の基準と同等の場合における、信頼楕円エリアの説明図である。 移動端末数が比較的多く、測位精度が比較的高く、且つ、分散値が、測位精度が高い場合の基準に比べて比較的大きい場合における、各信頼楕円エリアを積集合した場合の説明図である。 図４及び図６〜９に基づいて、信頼楕円エリアを重畳した地図である。 本発明における移動端末及びデータベースサーバの機能構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明におけるシステム構成図である。

図１によれば、複数の基地局３が配置されており、各基地局３は、そのサービスエリア内に位置する移動端末１と通信する。全ての基地局３は、通信事業者の移動通信網に接続される。移動通信網は、例えば広域をカバーする携帯電話網であって、移動端末１は、例えば携帯電話機であってもよい。

複数の基地局３のサービスエリアは、不感地帯が生じないように、重畳的に配置される。しかし、移動端末と基地局との間に、ビルのような建造物が介在することによって電波が遮断され、不感地帯が生じてしまう。通信事業者としては、このような不感地帯をできる限り検出したいと考える。

図１によれば、２次元の地図（エリアマップ）上に、無線品質が表されている。無線品質を表すｚ軸は、高い値になるほど、無線品質が良い状態を表す。図１によれば、無線品質は、基地局３を中心に、ピラミッド状の階層的に表されている。これは、移動端末１の位置が基地局３に近いほど、無線品質が良いことを表している。

また、図１によれば、移動通信網には、移動端末の位置情報を収集するデータベースサーバ（ＬＡＳ−ＤＢ(Location information and Available System information Data Base)）２が接続されている。データベースサーバ２は、移動端末１から、位置情報及び無線品質を受信することによって、無線品質に基づくエリアマップを作成することができる。

携帯電話機のような移動端末１は、測位部を搭載しており、現在位置を測位することができる。測位部としては、例えば以下のようなものがある。
「ＧＰＳ測位方式」 ：ＧＰＳ衛星からの測位電波によって測位する
「複数基地局測位方式」 ：複数の周辺基地局との通信電波によって測位する
「ハイブリッド測位方式」：ＧＰＳ測位方式＋複数基地局測位方式

また、移動端末１は、基地局３に対する無線通信インタフェース部によって、無線品質を測定する。無線品質としては、例えば、受信品質、再送回数又はデータ誤り率がある。受信品質としては、例えばＲＳＳ(Received Signal Strength：受信信号強度)、Ｃ／Ｉ(搬送波対干渉波比)、Ｅｃ／Ｉｏ(ＰＮチップ当たりの平均エネルギー対全受信パワースペクトル密度)がある。

良い状態の無線品質としては、受信信号強度が大きく、信号対干渉雑音比が大きく、再送回数が少なく、又は、データ誤り率が低い場合である。一方、悪い状態の無線品質としては、受信信号強度が小さく、信号対干渉雑音比が小さく、再送回数が多く、又は、データ誤り率が高い場合である。

図１によれば、移動端末１は、無線品質が所定閾値以下に劣化した際に、そのときの位置を測位し、記憶する。そして、移動端末１は、無線品質が良好な状態に戻った際、無線品質が劣化した時の位置情報を、その無線品質と共に、データベースサーバ２へ送信する。

通信事業者としては、図１のようなエリアマップを作成することによって、移動端末の位置に対応する無線品質が把握でき、設備設計やサービス品質向上に役立てることができる。

図２は、本発明におけるシーケンス図である。

図２によれば、移動端末１は、基地局３のサービスエリアから不感地帯へ移動したとする。

（Ｓ１１）移動端末１は、所定条件に達したことをトリガとして、現在の位置情報を取得する。ここで、所定条件とは、抽出しようとしている対象エリアの用途に応じて、例えば以下のようなものがある。
（トリガ１）無線品質が所定閾値以下となったこと
（トリガ２）所定のデータ通信が実行されたこと
（トリガ３）所定のユーザ操作が実行されたこと
図２によれば、無線品質の劣化箇所を抽出しようとするものであるので、（トリガ１）が適用される。移動端末１は、不感地帯に入ることによって、無線品質が所定閾値以下となった際に、測位部を起動し、現在位置を測位する。

また、抽出しようとしている対象エリアの他の用途として、携帯ゲーム端末による「すれ違い通信」が多く行われている場所を抽出しようとする場合、（トリガ２）が適用される。「すれ違い通信」とは、携帯型ゲーム機が、ゲームの進行等に影響する他のプレイヤのゲーム機との間で、無線ＬＡＮを用いて自動且つ瞬時に通信する機能をいう。移動端末１は、すれ違い通信が実行された際に、測位部を起動し、現在位置を測位する。

更に、抽出しようとしている対象エリアの他の用途として、特定の写真が多く撮影されている場所を抽出しようとする場合、（トリガ３）が適用される。移動端末１は、アプリケーションを用いて特定の写真がカメラによって撮影された際に、測位部を起動し、現在位置を測位する。

（Ｓ１２）移動端末１は、取得した位置情報における測位精度を更に取得することも好ましい。測位精度は、例えば以下のように３段階に設定されてもよい。
（精度良）ＧＰＳ測位方式による測位
（精度中）ハイブリッド測位方式による測位
（精度悪）複数基地局測位方式による測位

また、ＧＰＳ測位方式のみを用いる場合、推定される平均二乗誤差値（ＲＭＳＥ(Root Mean Square Error)）に基づいて、測位精度の「良」「悪」を判定するものであってもよい。平均二乗誤差値は、真値Ｘとの差を評価したものであって、例えば以下の式で表される。
ＲＭＳＥ＝√(Σ[i=1,n](Ｘ−ｘi)^2／n)

（Ｓ１３）その後、移動端末１は、更に移動し、基地局３との通信が回復した際に、［位置情報、端末識別子及び測位精度］を、データベースサーバ２へ送信する。

（Ｓ２１）データベースサーバ２は、移動端末１から、［位置情報、端末識別子、測位精度］を受信し、端末識別子毎に、位置情報及び測位精度を蓄積する。

（Ｓ２２）次に、データベースサーバ２は、端末識別子毎に、所定の範囲内に収まる複数の位置情報の代表（平均）位置及び分散値などから、所定の信頼水準値（好ましくは複数の信頼水準値）に基づく信頼楕円エリアを抽出する。一人のユーザが所持した１つの端末識別子について、無線品質の劣化箇所の位置情報は、常に同一となるとは限らない。その理由の１つに、測位誤差がある。従って、所定の範囲内にプロットされた同一の移動端末からの位置情報は、同一エリアで取得されたものと考えるのが好ましい。人は、ある一定の行動パターンに従って動くことが多い。例えば、自宅、学校、職場、スーパー等で無線品質の劣化箇所があると、移動端末は、同じような場所で、同じような無線品質の劣化を経験する。そのため、母代表（平均）位置が当該エリアと仮定し、上述のように、母代表（平均）位置が所定の確率で存在する範囲を楕円として算出する。データベースサーバ２は、（端末識別子毎だけでなく、それに加え）更に、位置情報における測位精度毎（つまり同一端末識別子かつ「良」「中」「悪」の精度毎にまとめて）に信頼楕円エリアを算出することも好ましい。

ここで、信頼楕円エリアの算出方法について説明する。

［信頼楕円エリアの算出方法］
移動端末によって測位された位置情報は、２次元によって表される。収集された位置情報には上述のように測位誤差が含まれているため、測位データは、２次元正規分布（多変量正規分布(multivariate normal distribution)）に従うという観測に基づく。ここで、信頼水準値βで、母集団の代表（平均）値の信頼楕円エリアを推定する。尚、「100・(1-β)）％の信頼楕円エリア」と称する。信頼度「100・(1-β)％」は、母集団の代表（平均）値が楕円内部に含まれる確率である。この際、所定の範囲内に収まる複数の位置情報の分散値と、位置情報における測位精度とから、用いるべきβ値を決定することも好ましい。例えば、測位精度が「良」（良の比率が多かったり、良のみでまとめた場合）であるのに、分散値が大きい場合は、比較的小さいβ値を用いる。一方で、測位精度が「高」で且つ分散値が小さい場合は、比較的大きいβ値を用いる。測位精度が「悪」の場合（悪の比率が多かったり、悪のみでまとめた場合）も、分散値が大きいものほど、比較的小さなβ値を用いる。

図３は、２次元正規分布と、母集団の代表（平均）値の９５％信頼楕円エリアとを表す説明図である。

当該信頼楕円は、以下の式により算出される。
(1/n)*F(2,φ,β)＝（Ｖ(ly)*X^2-2*Ｃ(lx, ly)*X*Y+Ｖ(lx)*Y^2）／
2*（Ｖ(lx)*Ｖ(ly)-Ｃ(lx, ly)^2）
lx :移動端末によって測位された位置情報の経度方向代表(平均)値
ly :移動端末によって測位された位置情報の緯度方向の代表()値
Ｘ＝ｘ−lx
Ｙ＝ｙ−ly
Ｖ(lx)：lx（経度方向の標本平均）の分散
Ｖ(ly)：ly（緯度方向の標本平均）の分散
Ｃ(lx,ly)：lx、lyの共分散
Ｆ（２，φ,β）：第一自由度２、第二自由度φ（残差の自由度）に従う
Ｆ分布における１００β％点の値

（Ｓ２３）データベースサーバ２は、複数の端末識別子に基づく複数の信頼楕円エリアが互いに重なっているか否かを判定する。これは、１つの移動端末に限られず、複数の移動端末によって、その周辺位置で無線品質の劣化が同様に経験されたことを意味する。

（Ｓ２４）データベースサーバ２は、信頼楕円エリアが互いに重なっている複数の端末識別子について、これら端末識別子全ての複数の位置情報から、所定の信頼水準値に基づく信頼楕円エリアを抽出する。ここでの信頼楕円エリアの算出は、前述したＳ２２と同様である。尚、このステップでは、互いに重なっている信頼楕円エリアを、和集合や積集合として、新たな信頼楕円エリアを抽出してもよいし、互いに重なっている信頼楕円を包含する楕円エリアを抽出することも好ましい。

（Ｓ２５）そして、データベースサーバ２は、信頼楕円エリアを重畳した地図画像を出力する。ここで、データベースサーバ２は、地図画像に重畳する信頼楕円エリアを、測位精度に基づいて且つ端末識別子の数に基づいて、視覚的に識別できるように地図上に明示する。

図４は、移動端末数が比較的少なく、測位精度が比較的低く、且つ、分散値が、測位精度が低い場合の基準と同等の場合における、信頼楕円エリアの説明図である。

ここで、図４のような信頼楕円エリアが得られたとしても、測位精度が悪いために測位結果がばらついて、その信頼楕円エリアが広くなっているのか？、それとも、測位精度は良く、無線品質の劣化範囲のエリア自体が広いのか？を、監視者が理解することは難しい。そのため、Ｓ２２について、所定の範囲内に収まる複数の位置情報の分散値と、位置情報における測位精度とから、用いるべきβ値を決定した。無線品質の劣化の規模を知ることは、監視者にとって重要である。

図４によれば、測位精度が低いことから信頼楕円エリアが比較的広い。また、不感地帯に対して無線品質の劣化を経験した移動端末数は、比較的少ない（所定閾値よりも少ない）。従って、監視者は、「この信頼楕円エリアよりも比較的狭く、個人宅等の狭い範囲で、無線品質の劣化を生じている可能性が高い」と判断できる。

尚、図５は、測位精度と分散値とに基づいて導出されるβ値を表すグラフである。

従来、データのばらつきのみを、位置の推定に用いていた。これに対し、本発明によれば、データのばらつきに加えて、得られた位置精度に応じてβ値を変更することにより、推定精度を向上させている。即ち、見かけ上、同様のばらつき（プロットの分散具合）であって同じような楕円であっても、本発明によれば、その中に含まれる規模まで推定することができる。

図６は、移動端末数が比較的少なく、測位精度が比較的高く、且つ、分散値が、測位精度が高い場合の基準と同等の場合における、信頼楕円エリアの説明図である。

図６によれば、測位精度が比較的高いことから信頼楕円エリアが比較的狭い。また、不感地帯に対して無線品質の劣化を経験した移動端末数は、比較的少ない（所定閾値よりも少ない）。従って、監視者は、「この信頼楕円エリアのとおりの範囲であって、個人宅等の比較的狭い範囲で、無線品質の劣化を生じている可能性が高い」と判断できる。

図７は、移動端末数が比較的少なく、測位精度が比較的高く、且つ、分散値が、測位精度が高い場合の基準に比べて比較的大きい場合における、信頼楕円エリアの説明図である。

図７の移動端末数は、図４と同様に比較的少ない。しかし、図４における位置情報の分散値は、測位精度が低い場合の基準と同等であるのに対し、図７における位置情報の分散値は、測位精度が高い場合の基準に比べて比較的大きい。これは、無線品質の劣化を生じているエリアが比較的広いことを意味する。そのために、図７のβ値は、図４のβ値よりも小さい値を用いることが好ましい。これによって、監視者は、「この信頼楕円エリア内であって、特定の人しか訪れない私有地等の比較的広い範囲で、無線品質の劣化を生じている可能性が高い」と判断できる。

図８は、移動端末数が比較的多く、測位精度が比較的低く、且つ、分散値が、測位精度が低い場合の基準と同等の場合における、信頼楕円エリアの説明図である。

図８によれば、測位精度が低いことから個々の信頼楕円エリアは比較的広いが、積集合を取ることでエリアが絞られている。また、不感地帯に対して無線品質の劣化を経験した移動端末数は、比較的多い（所定閾値よりも多い）。従って、監視者は、「この信頼楕円積集合エリア付近、且つ、集合・商用・公共施設等の比較的狭い範囲で、無線品質の劣化を生じている可能性が高い」と判断できる。

図９は、移動端末数が比較的多く、測位精度が比較的高く、且つ、分散値が、測位精度が高い場合の基準に比べて比較的大きい場合における、各信頼楕円エリアを積集合した場合の説明図である。

図９によれば、測位精度が高いが、位置情報の分散値が大きい。そのために、図５を参照すると、β値が小さくなり、各信頼楕円エリアが比較的広い。また、不感地帯に対して無線品質の劣化を経験した移動端末数は、比較的多い（所定閾値よりも多い）。従って、監視者は、「この信頼楕円エリアのとおりの範囲であって、集合・商用・公共施設等の比較的広い範囲で、無線品質の劣化を生じている可能性が高い」と判断できる。

尚、その他の場合も判断できる。
（その他１）測位精度が低く、信頼楕円エリアが広く（つまり分散値が大きく（図４の場合よりも大きい））、且つ、不感地帯に対して無線品質の劣化を経験した移動端末数が比較的少ない（所定閾値よりも少ない）場合、監視者は、「この信頼楕円エリアよりも比較的狭いエリアで、無線品質の劣化を生じている可能性が高いが、利用者数は少ない」と判断できる。

（その他２）測位精度が高く、信頼楕円エリアが比較的狭く（つまり分散値が小さく）、且つ、不感地帯に対して無線品質の劣化を経験した移動端末数が比較的多い（所定閾値よりも多い）場合、監視者は、「この信頼楕円エリアのとおりの比較的狭いエリアで、無線品質の劣化を生じている可能性が高く、利用者数も多い」と判断できる。

図１０は、図４及び図６〜９に基づいて、信頼楕円エリアを重畳した地図である。

図１０によれば、以下のように、監視者が識別できるように表示されている。
［破線］／［実線］：［位置情報数：少］／［位置情報数：多］
［細線］／［太線］：［測位精度：低］ ／［測位精度：高］
［白］ ／［斜線］：［分散値：同等］ ／［分散値：大］
［破線・細線・白］ 位置情報数：少 測位精度：低 分散値：同等（図４に相当）
［破線・太線・白］ 位置情報数：少 測位精度：高、分散値：同等（図６に相当）
［破線・太線・斜線］位置情報数：少 測位精度：高、分散値：大 （図７に相当）
［実線・細線・白］ 位置情報数：多 測位精度：低 分散値：同等（図８に相当）
［実線・太線・斜線］位置情報数：多 測位精度：高 分散値：大 （図９に相当）
これにより、監視者は、図１０のような地図を一見するだけで、図４、図６〜図９に基づく判断をすることができる。

図１１は、本発明における移動端末及びデータベースサーバの機能構成図である。

図１１によれば、移動端末１は、基地局３とエアを介して通信する無線通信インタフェース部１０１と、ＧＰＳ衛星４や基地局から受信した測位電波によって現在位置を算出する測位部１０２とを有する。また、移動端末１は、測位起動部１１と、測位精度取得部１２と、位置情報送信部１３とを更に有する。これら機能構成部は、移動端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。

測位起動部１１は、所定条件に達したことをトリガとして、測位部１０２を起動し、現在の位置情報を取得させる（図２のＳ１１と同様の処理を実行する）。例えば、無線品質が所定閾値以下に劣化したことをトリガとするものであってもよい。

測位精度取得部１２は、取得した位置情報における測位精度を更に取得する（図２のＳ１２と同様の処理を実行する）。例えば、測位方式に基づいて又はＧＰＳの平均二乗誤差値に基づいて、測位精度の「良」「悪」を判定する。その測位精度は、位置情報送信部１３へ出力される。

位置情報送信部１３は、位置情報、端末識別子及び測位精度を、データベースサーバ２へ送信する（図２のＳ１３と同様の処理を実行する）。

データベースサーバ２は、ネットワーク（図１１によれば移動通信網）に接続される通信インタフェース部２０１と、監視者へ地図を表示するディスプレイ部２０２とを有する。また、データベースサーバ２は、位置情報蓄積部２１と、個別エリア抽出部２２と、重畳エリア判定部２３と、全体エリア抽出部２４と、地図出力部２５とを有する。これら機能構成部は、サーバに搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。

位置情報蓄積部２１は、移動端末１から受信した［位置情報、測位精度］を、端末識別子毎に蓄積する。（図２のＳ２１と同様の処理を実行する）。

個別エリア抽出部２２は、端末識別子毎に、複数の位置情報から、所定の信頼水準値に基づく信頼楕円エリアを抽出する（図２のＳ２２と同様の処理を実行する）。この際、予め設定された、測位精度と位置情報の分散値に応じたβ値を用いる。

重畳エリア判定部２３は、複数の端末識別子に基づく複数の信頼楕円エリアが互いに重なっているか否かを判定する（図２のＳ２３と同様の処理を実行する）。

全体エリア抽出部２４は、信頼楕円エリアが互いに重なっている複数の端末識別子について、これら端末識別子全ての複数の位置情報から、所定の信頼水準値に基づく信頼楕円エリアを抽出する（図２のＳ２４と同様の処理を実行する）。

地図出力部２５は、信頼楕円エリアを重畳した地図画像を出力する（図２のＳ２５と同様の処理を実行する）。ここで、データベースサーバ２は、地図画像に重畳する信頼楕円エリアを、測位精度に基づいて且つ端末識別子の数に基づいて、視覚的に識別できるように地図上に明示する。

以上、詳細に説明したように、本発明の対象エリア表示方法及びシステムによれば、データベースサーバが、少なくとも１つ以上の移動端末から、所定条件を満たした位置情報を取得し、測位誤差を加味した対象エリアの規模を重畳的に表示した地図を出力することができる。これによって、監視者は、測位誤差に基づく本質的な対象エリアの規模を理解することができる。

本発明によれば、特定のエリアで発生するイベントに対し、当該対象エリアとその規模を特定することができる。これは、例えば無線品質の劣化エリアの調査に限られず、マーケティングにも役立てることができる。例えば、携帯ゲーム端末による「すれ違い通信」が多く行われている場所を抽出することもできる。この場合、当該ゲームタイトル毎に処理されることが好ましい。また、抽出しようとしている対象エリアの他の用途として、特定の写真が多く撮影されている場所を抽出することもできる。この場合、画像認識処理によって「東京タワー」「レインボーブリッジ」のように解析された特定の写真毎に処理されることが好ましい。

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

１ 移動端末
１０１ 無線通信インタフェース部
１０２ 測位部
１１ 測位起動部
１２ 測位精度取得部
１３ 位置情報送信部
２ データベースサーバ
２１ 位置情報蓄積部
２２ 個別エリア算出部
２３ 重畳エリア判定部
２４ 全体エリア算出部
２５ 地図出力部
３ 基地局
４ ＧＰＳ衛星

Claims (12)

1. 位置情報を取得可能な移動端末と、該移動端末から位置情報を収集するデータベースデータベースサーバとを有するシステムを用いて、対象エリアを表示する対象エリア表示方法において、
   前記移動端末が、所定条件に達したことをトリガとして、現在の位置情報を取得する第１のステップと、
   前記移動端末が、前記位置情報及び端末識別子を、前記データベースサーバへ送信する第２のステップと、
   前記データベースサーバが、前記端末識別子毎に、前記位置情報を蓄積する第３のステップと、
   前記データベースサーバが、前記端末識別子毎に、所定の範囲内にある複数の位置情報から、所定の信頼水準値(100・(1-β)％)に基づく信頼楕円エリアを抽出する第４のステップと、
   前記データベースサーバが、前記信頼楕円エリアを重畳した地図画像を出力する第５のステップと
   を有することを特徴とする対象エリア表示方法。
2. 第１のステップについて、前記移動端末は、取得した前記位置情報における測位精度を更に取得し、
   第２のステップについて、前記移動端末は、前記位置情報と共に前記測位精度も、前記データベースサーバへ送信し、
   第３のステップについて、前記データベースサーバは、前記位置情報と共に前記測位精度も蓄積し、
   第５のステップについて、前記データベースサーバは、前記地図画像に重畳する前記信頼楕円エリアを、前記測位精度に基づいて且つ前記端末識別子の数に基づいて、視覚的に識別できるように地図上に明示することを特徴とする請求項１に記載の対象エリア表示方法。
3. 第４のステップについて、前記位置情報の分散値と、前記測位精度とに基づいて、前記信頼水準値を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の対象エリア表示方法。
4. 第４のステップについて、前記信頼楕円エリアは、２次元正規分布に基づく母集団の代表値の範囲を推定するものであって、前記信頼水準値は、楕円内部に母集団の代表値が含まれる確率であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の対象エリア表示方法。
5. 前記データベースサーバが、複数の端末識別子に基づく複数の信頼楕円エリアが互いに重なっているか否かを判定する第５のステップと、
   前記データベースサーバが、前記信頼楕円エリアが互いに重なっている複数の端末識別子について、これら端末識別子全ての複数の位置情報から、所定の信頼水準値に基づく信頼楕円エリアを抽出する第６のステップと、
   前記データベースサーバが、前記信頼楕円エリアを重畳した地図画像を出力する第７のステップと
   を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の対象エリア表示方法。
6. 第１のステップについて、前記移動端末は、
   （１）無線品質が所定閾値以下となったことをトリガとして、
   （２）所定のデータ通信が実行されたことをトリガとして、又は
   （３）所定のユーザ操作が実行されたことをトリガとして、
   現在の位置情報を取得することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の対象エリア表示方法。
7. 位置情報を取得可能な移動端末と、該移動端末から位置情報を収集するデータベースサーバとを有し、該データベースサーバが対象エリアを表示する対象エリア表示システムにおいて、
   前記移動端末は、
   所定条件に達したことをトリガとして、現在の位置情報を取得する測位手段と、
   前記位置情報及び端末識別子を、前記データベースサーバへ送信する位置情報手段と
   を有し、
   前記データベースサーバは、
   前記端末識別子毎に、前記位置情報を蓄積する位置情報蓄積手段と、
   前記端末識別子毎に、複数の位置情報から、所定の信頼水準値(100・(1-β)％)に基づく信頼楕円エリアを抽出する個別エリア抽出手段と、
   前記信頼楕円エリアを重畳した地図画像を出力する地図出力手段と
   を有することを特徴とする対象エリア表示システム。
8. 前記移動端末について、
   前記測位手段は、取得した前記位置情報における測位精度を更に取得し、
   前記位置情報送信手段は、前記位置情報と共に前記測位精度も、前記データベースサーバへ送信し、
   前記データベースサーバについて、
   前記位置情報蓄積手段は、前記位置情報と共に前記測位精度も蓄積し、
   前記地図出力手段は、前記地図画像に重畳する前記信頼楕円エリアを、前記測位精度に基づいて且つ前記端末識別子の数に基づいて、視覚的に識別できるように地図上に明示することを特徴とする請求項７に記載の対象エリア表示システム。
9. 前記個別エリア抽出手段は、前記位置情報の分散値と、前記測位精度とに基づいて、前記信頼水準値を決定することを特徴とする請求項７又は８に記載の対象エリア表示システム。
10. 前記データベースサーバの前記個別エリア抽出手段について、前記信頼楕円エリアは、２次元正規分布に基づく母集団の代表値の範囲を推定するものであって、前記信頼水準値は、楕円内部に母集団の代表値が含まれる確率であることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の対象エリア表示システム。
11. 前記データベースサーバは、
    複数の端末識別子に基づく複数の信頼楕円エリアが互いに重なっているか否かを判定する重畳エリア判定手段と、
    前記信頼楕円エリアが互いに重なっている複数の端末識別子について、これら端末識別子全ての複数の位置情報から、所定の信頼水準値に基づく信頼楕円エリアを抽出する全体エリア抽出手段と
    を更に有し、
    前記地図出力手段は、全体の信頼楕円エリアを重畳した地図画像を出力する
    ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の対象エリア表示システム。
12. 第１のステップについて、前記移動端末は、
    （１）無線品質が所定閾値以下となったことをトリガとして、
    （２）所定のデータ通信が実行されたことをトリガとして、又は
    （３）所定のユーザ操作が実行されたことをトリガとして、
    現在の位置情報を取得することを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の対象エリア表示システム。

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