JP5524372B1 - 位置検知システム及び位置検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の位置を広範囲に亘り効率よく把握できるようにする。
【解決手段】移動体３に設けられた移動端末１０と移動体３が移動するエリアに設けられた基地局２０とを含む位置標定システムを用いて構成される位置検知システム１において、基地局２０が、移動端末１０から送られてくる位置標定信号８００に基づき、移動端末１０が基地局２０のアンテナ群２５のアンテナ配列軸のいずれかを横断したこと、アンテナ配列軸のいずれの方向に向かって横断したのかを検知することにより、移動体３（移動端末１０）が存在するエリアを検知するようにする。また複数のアンテナ群２５を組み合わせるなどしてアンテナ配列軸の数を増やし、移動端末１０が存在するエリアをより精度よく特定できるようにする。また移動体３が移動するエリア内に複数の基地局２０を設けてハンドオーバ等で用いられる検知ゾーンを構成する。
【選択図】図５

Description

この発明は、位置検知システム及び位置検知方法に関し、とくに移動体の位置を広範囲に亘り効率よく把握する技術に関する。

移動体の位置を把握する仕組みとして、例えば、非特許文献１には、基地局に設置した複数のアンテナから歩行者が携帯する携帯端末に無線信号を送信し、各アンテナから送信されてくる無線信号の位相差によって携帯端末とアンテナとの相対位置を求め、求めた相対位置（方向、距離）と基地局の絶対位置とから歩行者の現在位置を取得する位置検知システムが開示されている。

また特許文献１には、上記位置検知システムを利用した技術に関し、複数の無線マーカを利用して方向あるいは距離あるいは位置あるいはこれらの組合せの標定を行なうシステムにおいて、第１の無線マーカのサービス提供エリアから第２の無線マーカのサービス提供エリアへのハンドオーバを制御することが記載されている。

また特許文献２には、移動通信システムにおけるハンドオーバ方式とその方法に関し、第１の基地局のサービス提供エリアにある閉空間の近傍に、閉空間内方向と閉空間外方向とにサービス提供エリアを備える第２の基地局を設け、第２の基地局が第１のアンテナにより閉空間内方向に第１のサービス提供エリアを確保し、第２のアンテナにより閉空間外方向に第２のサービス提供エリアを確保することが記載されている。

特開２００８−１９９５８９号公報 特開２００２−６４８４７号公報

武内 保憲，河野 公則，河野 実則、" 2.4GHz帯を用いた場所検知システムの開発"、平成17年度 電気・情報関連学会中国支部第56回連合大会

ところで、非特許文献１に開示されている位置検知システムにおいては、一つの基地局がカバーするエリアが所定範囲に限定されるため、同システムにより広範囲に亘り位置検知対象の現在位置を把握するシステムを構築しようとすればカバーしようとするエリア内に多数の基地局を設置する必要があり、設備の設置やメンテナンスに要する負荷及びコストが問題となる。また位置検知システムにおいては、間接波の影響を抑えて標定精度の向上を図るべく基地局のアンテナとして指向性アンテナを用いるが、指向性アンテナは指向角が狭いため、広範囲をカバーしようとすると多数の基地局を設置する必要がある。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、移動体の位置を広範囲に亘り効率よく把握することが可能な、位置検知システム及び位置検知方法を提供することを目的としてなされたものである。

上記目的を達成するための本発明のうちの一つは、移動体に設けられ、無線信号である位置標定信号を送信する移動端末と、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを含むアンテナ群を有し、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差と前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差とが一致するように設けられ、前記第１のアンテナ対及び前記第２のアンテナ対が、前記第１のアンテナ対及び前記第２のアンテナ対の各アンテナが平面上に矩形状に並ぶように配置され、前記第１のアンテナ対の各アンテナ又は前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の現在位置を標定する基地局と、を備えて構成される位置標定システムを用いた位置検知システムであって、前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号に基づき、前記アンテナ群の前記矩形の中心を原点として前記矩形の一辺の方向に設定した座標軸であるＸ軸を含むＸＹ平面に垂直な平面であるＸ軸方向平面、もしくは、前記矩形の中心を原点として前記Ｘ軸と直角な方向に設定した座標軸であるＹ軸を含むＸＹ平面に垂直な平面であるＹ軸方向平面、のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知することとする。

上記構成からなる位置標定システムにおいては、アンテナ群の上記Ｘ軸方向平面の近傍及び上記Ｙ軸方向平面の近傍（以下、アンテナ配列軸の近傍と称する。）では比較的高い標定精度が得られ、アンテナ配列軸の近傍では基地局から離れた場所においても比較的高い標定精度が得られることが知見されている。本発明は位置標定システムのこのような特性を利用するものであり、移動端末がアンテナ配列軸の近傍を横断したことを検知することにより移動端末が存在するエリアを特定するようにしたものである。本発明によれば、移動体が基地局から離れた場所に存在する場合でも移動体が存在するエリアを特定することができ、１つの基地局により移動体の位置を把握することが可能な範囲を拡大することができる。

本発明のうちの他の一つは、上記位置検知システムであって、前記アンテナ群の前記Ｘ軸方向平面もしくは前記Ｙ軸方向平面のうちのいずれかをいずれの方向に向かって前記移動端末が横断したかを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知することとする。

このようにアンテナ群のＸ軸方向平面もしくはＹ軸方向平面（以下、アンテナ配列軸と称する。）のうちのいずれかをいずれの方向に向かって移動端末が横断したことを検知することにより、基地局を中心として区画されるエリアのいずれに移動端末が存在するかを正確に把握することができる。

本発明のうちの他の一つは、上記位置検知システムであって、前記基地局に複数の前記アンテナ群が設けられ、前記アンテナ群の夫々は、夫々の前記矩形の中心を一致させて夫々の前記座標軸が所定角度ずれた関係となるように設けられ、前記アンテナ群の夫々の前記Ｘ軸方向平面もしくは前記Ｙ軸方向平面のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知することとする。

このように複数のアンテナ群を組み合わせてアンテナ配列軸の方向を増やすことで、より正確に移動体の位置を把握することができる。

本発明のうちの他の一つは、上記位置検知システムであって、前記矩形は正方形であり、前記矩形の一の対角線の方向に設定した座標軸であるＸ’軸を含むＸ’Ｙ’平面に垂直な平面であるＸ’軸方向平面、もしくは、前記矩形の他の対角線の方向に設定した座標軸であるＹ’軸を含むＸ’Ｙ’平面に垂直な平面であるＹ’軸方向平面、のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを更に検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知することとする。

上記構成からなる位置標定システムにおいては、矩形の対角線の方向（Ｘ’軸、Ｙ’軸）においても比較的高い標定精度が得られる領域を構成することができる。本発明はこれを利用するものであり、前述したアンテナ配列軸に加えて、Ｘ’軸方向平面及びＹ’軸方向平面のうちのいずれかを移動端末が横断したことを更に検知するので、より正確に移動体が存在するエリアを検知することができる。

本発明のうちの他の一つは、上記位置検知システムであって、前記基地局は、前記位置標定信号の受信電界強度を測定する計測部を備え、前記基地局が前記移動端末から受信した前記位置標定信号の受信電界強度が予め設定された閾値を超える場合は前記位相差に基づき前記移動端末の現在位置を算出し、前記基地局が前記移動端末から受信した前記位置標定信号の受信電界強度が予め設定された閾値以下である場合は、前記アンテナ群の前記Ｘ軸方向平面もしくは前記Ｙ軸方向平面のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知することとする。

このように移動端末から受信した位置標定信号の受信電界強度が強い場合は、位相差に基づき正確に移動端末の現在位置を標定し、受信電界強度が弱い場合は移動端末のアンテナ配列軸の横断情報に基づき移動端末の位置を把握するので、位置標定システムを有効に利用することができ、広範囲に亘り移動体の位置を把握する仕組みを簡素な構成により実現することができる。

本発明のうちの他の一つは、上記位置検知システムであって、前記移動体が移動するエリア内に複数の前記基地局を設け、隣接する前記基地局の夫々によって判定される前記移動端末が存在するエリアの情報に基づき、前記移動体が存在する閉領域を検知することとする。

本発明によれば、移動体が移動するエリア内に検知ゾーン（閉領域）を構成することができる。これにより例えば少数の基地局でハンドオーバの仕組みを実現することができる。

本発明のうちの他の一つは、上記位置検知システムであって、前記基地局を道路交差点の中央付近に配置し、前記移動端末を搭載した車両が前記道路交差点に接続する道路のうちいずれの道路に存在するか、もしくは前記道路のいずれのレーンに存在するかを検知することとする。

本発明によれば、１つの基地局を道路交差点の中央付近に配置するだけで、移動端末を搭載した車両が道路交差点に接続する道路のうちいずれの道路に存在するか、もしくは道路のいずれのレーンに存在するかを把握する仕組みを容易に実現することができる。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、移動体の位置を広範囲に亘り効率よく把握することができる。

位置検知システム１の概略的な構成を示す図である。 移動端末１０の主なハードウエアを示す図である。 移動端末１０が備える主な機能を示す図である。 基地局２０の主なハードウエアを示す図である。 基地局２０が備える主な機能を示す図である。 サーバ装置３０の主なハードウエアを示す図である。 サーバ装置３０が備える主な機能を示す図である。 位置標定信号８００のデータフォーマットを示す図である。 基地局２０のアンテナ群２５を構成している各アンテナ２５１と移動端末１０が備えるアンテナ１４との関係を説明する図である。 基地局２０と移動端末１０との位置の関係を説明する図である。 基地局２０のアンテナ群２５と原点Ｏ、Ｘ軸、Ｙ軸の関係を説明する図である。 比較的高い標定精度が得られるエリアを説明する図である。 アンテナ配列軸の近傍で位置標定の精度が高くなることを説明する図である。 アンテナ配列軸の近傍で位置標定の精度が高くなることを説明する図である。 基地局２０のアンテナの一態様を示す図である。 基地局側処理Ｓ１４００を説明するフローチャートである。 サーバ装置側処理Ｓ１５００を説明するフローチャートである。 アンテナ配列軸横断情報１６００の一例である。 軸ＩＤ１６１３の一例を示す図である。 現在位置情報１８００の一例である。 本実施形態の位置検知システム１を用いて構成した検知ゾーンの一例である。 比較のために示す検知ゾーンの一例である。 本実施形態の位置検知システム１の応用例を説明する図である。

図１に実施形態として説明する位置検知システム１の概略的な構成を示している。位置検知システム１は、例えば、倉庫や工場等において移動体３（商品や搬送車両等）の位置を管理するシステム、工場等において移動体３（ロボット、搬送車両等）の誘導を行うシステム、移動体３（車両や歩行者等）の現在位置の監視を行うシステム、移動体３の安全確保を行うシステム、移動体３に対して道案内や目的地までの誘導を行うシステム、移動体３に対して現在地周辺の情報等を提供するシステム、地下街やビル街等において移動体３（人）の避難誘導を行うシステムに適用される。

位置検知システム１は、当該システムが適用されるエリア（以下、サービス提供エリアと称する。）内を移動する移動体３に設けられる移動端末１０、サービス提供エリアをカバーするように設けられる複数の基地局２０、移動体３の管理や監視を行うシステムの管理センタ等に設けられるサーバ装置３０などを含んで構成されている。

基地局２０と移動端末１０とは、有線もしくは無線による通信ネットワーク５（専用線、公衆回線、インターネット等）を介してサーバ装置３０と通信可能に接続している。サービス提供エリアが屋内である場合、基地局２０は、例えば、柱や建物の壁等に設けられる。またサービス提供エリアが屋外である場合、基地局２０は、例えば、電柱や鉄塔等の構造物に設けられる。基地局２０と移動端末１０は、有線もしくは無線による通信ネットワーク５（専用線、公衆回線、インターネット等）を介してサーバ装置３０と通信可能に接続している。また基地局２０は移動端末１０と無線通信を行う。

図２に移動端末１０の主なハードウエアを示している。同図に示すように、移動端末１０は、中央処理装置１１（ＣＰＵ、ＭＰＵ等）、記憶装置１２（半導体メモリ等）、無線通信インタフェース１３、アンテナ１４、入力装置１５（タッチパネル、操作ボタン等）、及び出力装置１６（液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、スピーカ等）を備える。これらはバス１７を介して互いに通信可能に接続している。

アンテナ１４は、例えば、指向性アンテナである。サービス提供エリアが屋内である場合、アンテナ１４は、円偏波指向性アンテナであることが好ましい。円偏波の反射波（又は定在波）の偏波面は壁等の障害物で反射した際に反転するため、円偏波指向性アンテナを用いることで反射波や定在波を効果的に減衰させることができるからである。

図３に移動端末１０が備える主な機能を示している。同図に示すように、移動端末１０は、位置標定信号送信部１０１、情報送受信部１０２、及び情報表示部１０３を備える。これらの機能は、移動端末１０が備えるハードウエアによって、もしくは、移動端末１０の中央処理装置１１が記憶装置１２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。

このうち位置標定信号送信部１０１は、後述する位置標定システムによる移動端末１０の位置標定に用いられる無線信号（以下、位置標定信号と称する）を無線通信インタフェース１３から送信する。尚、位置標定信号送信部１０１は、例えば、予め設定されたタイミング（例えば、一定時間ごと、ユーザによって登録された時間等）が到来すると位置標定信号を自動的に送信する。

情報送受信部１０２は、無線通信インタフェース１３により基地局２０やサーバ装置３０と通信し、基地局２０やサーバ装置３０への各種情報の送信（アップロード）並びに出力装置１６に出力する各種情報の受信（ダウンロード）を行う。情報出力部１０３は、例えば、出力装置１６に人に報知するための情報を出力する。

図４に基地局２０の主なハードウエアを示している。基地局２０は、中央処理装置２１（ＣＰＵ、ＭＰＵ等）、記憶装置２２（半導体メモリ等）、基地局２０を通信ネットワーク５に接続するための通信インタフェース２３、無線通信を行う無線通信インタフェース２４、アンテナ群２５、アンテナ切替スイッチ２６、及びＲＳＳＩ計測部２７を備える。これらの各構成要素は、バス２８を介して通信可能に接続している。

中央処理装置２１は、記憶装置２２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより、基地局２０が備える各種の機能を実現する。無線通信インタフェース２４は、移動端末１０から送信される位置標定信号を受信する。

アンテナ群２５は、少なくとも４つのアンテナ２５１（指向性アンテナ、円偏波指向性アンテナ等）を含む。アンテナ切替スイッチ２６は、アンテナ群２５を構成しているいずれかのアンテナ２５１を選択して無線通信インタフェース２４に接続する。サービス提供エリアが屋内である場合、アンテナ２５１は円偏波指向性アンテナであることが好ましい。円偏波の反射波（又は定在波）の偏波面は壁等の障害物で反射した際に反転するため、円偏波指向性アンテナを用いることで反射波や定在波を効果的に減衰させることができるからである。

ＲＳＳＩ計測部２７は、移動端末１０から受信した位置標定信号の受信電界強度（RSSI：Received Signal Strength Indication）を計測する。

図５に基地局２０が備える主な機能を示している。同図に示すように、基地局２０は、情報送受信部２０１、位置標定信号受信部２０２、情報記憶部２０３、標定可能エリア内外判定部２０４、位置標定部２０５、位置標定結果通知部２０６、アンテナ配列軸横断検知部２０７、及び横断情報通知部２０８を備える。尚、これらの機能は、基地局２０が備えるハードウエアによって、もしくは、基地局２０の中央処理装置２１が記憶装置２２に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。

情報送受信部２０１は、通信インタフェース２３又は無線通信インタフェース２４を制御し、移動端末１０又はサーバ装置３０との間で各種情報の送受信を行う。

位置標定信号受信部２０２は、無線通信インタフェース２４並びにアンテナ切替スイッチ２６を制御し、移動端末１０から発信される位置標定信号を受信する。

情報記憶部２０３は、当該基地局２０の設置位置を示す情報（以下、設置位置情報とも称する。）を記憶する。尚、サービス提供エリアが屋内である場合、設置位置情報は、例えば、屋内に設定された座標系や、屋内の構造物（壁、柱等）からの相対距離等で表される。またサービス提供エリアが屋外である場合、設置位置情報は、例えば、緯度／経度や屋外に設定された座標系で表される。

標定可能エリア内外判定部２０４は、受信した位置標定信号のＲＳＳＩに基づき、その位置標定信号を送信した移動端末１０が現在、位置標定部２０５によって正確に位置標定を行うことが可能なエリア（以下、標定可能エリアとも称する。）に存在するか否かを判定する。標定可能エリア内外判定部２０４は、例えば、受信した位置標定信号のＲＳＳＩを予め設定された閾値と比較することにより（ＲＳＳＩ＞閾値であれば標定可能エリア内、ＲＳＳＩ≦閾値であれば標定可能エリア外）、移動端末１０が現在、標定可能エリア内に存在するか否かを判定する。

位置標定部２０５は、移動端末１０から受信した位置標定信号に基づき、その移動端末１０の現在位置を標定する。尚、位置標定部２０５による位置標定の仕組みの詳細については後述する。

位置標定結果通知部２０６は、位置標定部２０５によって標定された移動端末１０の現在位置を示す情報（以下、位置標定結果とも称する。）をサーバ装置３０に送信する。

アンテナ配列軸横断検知部２０７は、移動端末１０が後述するアンテナ配列軸を横断した場合にそのことを検知する。尚、この仕組みの詳細については後述する。

横断情報通知部２０８は、アンテナ配列軸横断検知部２０７により移動端末１０がアンテナ配列軸を横断したことが検知されると、これに関する情報（移動端末１０が横断したアンテナ配列軸を特定する情報、並びに、移動端末１０がいずれの方向に向かってアンテナ配列軸を横断したのかを示す情報（以下、アンテナ配列軸横断情報とも称する。））をサーバ装置３０に送信する。

図６にサーバ装置３０の主なハードウエアを示している。同図に示すように、サーバ装置３０は、中央処理装置３１（ＣＰＵやＭＰＵ等）、記憶装置３２（半導体メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等）、入力装置３３（キーボード、マウス等）、出力装置３４（液晶ディスプレイ等）、及びサーバ装置３０を通信ネットワーク５に接続する通信インタフェース３５を備える。これらはバス３８を介して互いに通信可能に接続している。出力装置３４には、例えば、移動体３（移動端末１０）の現在位置、移動体３が現在存在するエリア、移動体３の移動方向／移動速度などの情報が出力される。

図７にサーバ装置３０が備える主な機能を示している。同図に示すように、サーバ装置３０は、情報送受信部３０１、情報管理部３０２、位置標定結果受信部３０３、横断情報受信部３０４、及び移動体現在位置管理部３０５を備える。これらの機能は、サーバ装置３０が備えるハードウエアによって、もしくは、サーバ装置３０の中央処理装置１１が記憶装置１２に格納されているプログラムを読み出して実行することによって実現される。

情報送受信部３０１は、基地局２０や移動端末１０との間で各種の情報、例えば、サービス提供エリアに存在する移動体３（移動端末１０）に関する情報（例えば、移動体３の現在位置、移動体３が現在存在するエリア、移動体３の移動速度や移動方向等）を送受信する。

情報管理部３０２は、各種の情報、例えば、各基地局２０の設置位置情報を管理する。

位置標定結果受信部３０３は、移動端末１０から送られてくる位置標定結果を受信する。

横断情報受信部３０４は、移動端末１０から送られてくる横断情報を受信する。

移動体現在位置管理部３０５は、移動端末１０から受信した位置標定結果並びに横断情報に基づき、サービス提供エリア内に存在する移動体３（移動端末１０）の現在位置を示す情報（以下、現在位置情報とも称する。）を管理する。

＜位置標定システム＞
続いて、前述した位置標定システムよって行われる位置標定の仕組みについて説明する。位置標定システムは、スペクトル拡散された無線信号である位置標定信号を送信する無線装置（本実施形態では、移動端末１０が備える、移動通信インタフェース１３並びにアンテナ１４）と、位置標定信号を受信してこれに基づき標定対象（本実施形態では移動体３（移動端末１０））が存在する方向や存在する位置を標定する基地局（本実施形態では基地局２０）とを含んで構成されている。

位置標定システムによる位置標定に際しては、無線装置が位置標定信号を送信する。一方、基地局は、アンテナ群（本実施形態ではアンテナ群２５）を構成している複数のアンテナを周期的に切り換えつつ、無線装置から送られてくる位置標定信号を受信する。

図８に、無線装置から送信される位置標定信号８００のデータフォーマットを示している。同図に示すように、位置標定信号８００は、制御信号８１１、測定信号８１２、及び端末情報８１３を含む。

このうち制御信号８１１には、変調波や各種の制御信号が含まれる。測定信号８１２には、数ｍ秒程度の無変調波（例えば、基地局に対する標定対象の存在する方向や基地局から標定対象までの相対距離の検出に用いる信号（例えば２０４８チップの拡散符号））が含まれる。端末情報８１３には、その位置標定信号８００を送信した無線装置の識別子（以下、端末ＩＤと称する。）が含まれる。

図９に基地局２０のアンテナ群２５を構成している複数のアンテナ２５１と移動端末１０との関係を示している。同図に示すように、アンテナ群２５は、位置標定信号８００の１波長（例えば、位置標定信号８００として２．４ＧＨｚ帯の電波を用いた場合は波長λ＝１２．５ｃｍ）以下の間隔をあけて平面的に略正方形状に等間隔で隣接配置された４つの円偏波指向性アンテナ（以下、アンテナ２５１ａ〜２５１ｄと称する。）を含んで構成されている。尚、各アンテナ２５１ａ〜２５１ｄは、例えば、いずれも指向方向を斜め下方向に向けて設置されている。

同図において、アンテナ群２５の高さ位置における水平方向とアンテナ群２５に対する移動端末１０の方向とのなす角をαとすると、
α＝ａｒｃＴａｎ(Ｄ（ｍ）/Ｌ（ｍ）)=ａｒｃＳｉｎ(ΔＬ（ｃｍ）/３（ｃｍ））
の関係がある。尚、上記のΔＬ（ｃｍ）は、アンテナ群２５を構成しているアンテナ２５１のうち、特定の２つのアンテナ２５１と移動端末１０との間の伝搬路長の差（以下、経路差とも称する。）である。

ここでアンテナ群２５を構成している特定の２つのアンテナ２５１の夫々が受信する位置標定信号８００の位相差をΔθとすれば、
ΔＬ（ｃｍ）＝Δθ／（２π／λ（ｃｍ））
の関係がある。また位置標定信号８００として２．４ＧＨｚ帯の電波を用いる場合はλ＝１２．５（ｃｍ）であるので、
α＝ａｒｃＳｉｎ（Δθ／π）
の関係がある。測定可能範囲（−π／２＜Δθ＜π／２）内では、αはΔθ（ラジアン）から算出することができるので、上式から基地局２０から見た移動端末１０が存在する方向αを取得することができる。

図１０に示すように、基地局２０アンテナ群２５の地上高をＨ（ｍ）、移動端末１０のアンテナ１４の地上高をｈ（ｍ）、基地局２０のアンテナ群２５から下ろした垂線と移動体３（移動端末１０）が移動する平面との交点を原点として直交座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を設定した場合における、方向αのＸＺ平面への射影をΔΦ（Ｘ）、方向αのＹＺ平面への射影をΔΦ（Ｙ）とすれば、原点に対する移動端末１０の相対座標は次式から求めることができる。
Δｄ（Ｘ）＝（Ｈ−ｈ）×Ｔａｎ（ΔΦ（Ｘ））
Δｄ（Ｙ）＝（Ｈ−ｈ）×Ｔａｎ（ΔΦ（Ｙ））

そして原点の絶対座標を（Ｘ１，Ｙ１，０）とすれば、移動端末１０の絶対座標（ＸＸ，ＹＹ，０）は次式から求めることができる。
ＸＸ＝Ｘ１＋Δｄ（Ｘ）
ＹＹ＝Ｙ１＋Δｄ（Ｙ）

尚、以上に説明した位置標定の基本原理については、例えば、特開２００４−１８４０７８号公報、特開２００５−３５１８７７号公報、特開２００５−３５１８７８号公報、特開２００６−２３２６１号公報などにも詳述されている。

ところで、以上のようにして行われる位置標定に際しては、無線装置や基地局が備える水晶発振器に生じる周波数偏差に起因する誤差が問題となる。例えば、水晶発振器の周波数安定度が±０．５ｐｐｍである場合、無線装置と基地局との間には最大１ｐｐｍの周波数偏差（２４００Ｈｚ）が生じ、基地局のアンテナ切替スイッチ２６の切替周期を３２μｓとすると２４００Ｈｚ×３２μｓ×３６０°＝２７．６５°の位相差（誤差）が生じることになる。そこで本実施形態の位置標定システムは、周波数偏差に起因する誤差を次のようにして相殺することにより、測定精度の向上を図るようにしている。

まず基地局２０のアンテナ群２５の第１のアンテナ対（第１アンテナ２５１ａ及び第２アンテナ２５１ｂ）が受信する位置標定信号８００の位相差Δθ１（第１アンテナ２５１ａを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した結果（＝測定値））は、移動端末１０のアンテナ１４から第１アンテナ２５１ａまでの位置標定信号８００の伝搬経路と、移動端末１０のアンテナ１４から第２アンテナ２５１ｂまでの位置標定信号８００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差の真値をΔθｔ１とし、上述の測定誤差をＦ１とすれば、次式で表すことができる。
Δθ１＝Δθｔ１＋Ｆ１ ・・・式１

一方、基地局２０のアンテナ群２５の第２のアンテナ対（第３アンテナ２５１ｃ及び第４アンテナ２５１ｄ）が受信する位置標定信号８００の位相差Δθ２（第３アンテナ２５１ｃを基準として第４アンテナ２５１ｄの位相を測定した結果（＝測定値））は、移動端末１０のアンテナ１４から第３アンテナ２５１ｃまでの位置標定信号８００の伝搬経路と、移動端末１０のアンテナ１４から第４アンテナ２５１ｄまでの位置標定信号８００の伝搬経路との差（経路差）によって生じる位相差の真値をΔθｔ２とし、測定誤差をＦ２とすれば、次式で表すことができる。
Δθ２＝−Δθｔ２＋Ｆ２ ・・・式２

また式１と式２の両辺の差を取ると、次のようになる。
Δθ１−Δθ２＝（Δθｔ１−（−Δθｔ２））＋（Ｆ１−Ｆ２） ・・・式３

ここで第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とは、第１のアンテナ対の各アンテナ２５１ａ，２５１ｂによって受信される位置標定信号８００の経路差と第２のアンテナ対の各アンテナ２５１ｃ，２５１ｄによって受信される位置標定信号８００の経路差とが一致するように、即ち位相差Δθｔ１と位相差Δθｔ２とが一致するように設けられており、この一致する値をθｔ＝Δθｔ１＝Δθｔ２とおけば、右辺の（Δθｔ１−（−Δθｔ２））の値は２θｔとなる。

一方、誤差Ｆ１，Ｆ２は、第１のアンテナ対の測定時と第２のアンテナ対の測定時とで通常はほぼ一致しており、右辺の（Ｆ１−Ｆ２）の値は限りなく０に近くなる。以上より、式３は次のようになる。
θｔ＝（Δθ１−Δθ２）／２ ・・・式４

式４から理解されるように、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対の夫々によって位相差を測定することにより、式１、式２における測定誤差Ｆ１，Ｆ２を相殺することができる。このため、第１のアンテナ対と第２のアンテナ対の夫々によって位相差を測定することにより、位相差θｔを高い精度で取得することができる。

尚、位相を測定する側（本実施形態では基地局２０側）に、例えば、ＡＧＣ（Automatic Gain Controller）を設けて周波数偏差を減少させるようにすれば、右辺の（Ｆ１−Ｆ２）の値をさらに０に近づけることができ、位相差θｔの測定精度を更に向上させることができる。

＜標定精度＞
ところで、基地局２０によって行われる位置標定の精度は、標定可能エリアの全体において必ずしも一様でなく、通常は基地局２０と移動端末１０との距離が短い（相対位置が近い）程、標定精度が高くなる。さらに標定精度は、基地局２０の各アンテナ２５１の配列方向、即ち図１１Ａに示すように、正方形状に配置された４つのアンテナ２５１ａ〜２５１ｄの中心（各アンテナ２５１ａ〜２５１ｄの夫々の中心から等距離にある点）を原点Ｏとして正方形の一辺の方向に設定したＸ軸の方向、もしくは、上記正方形の中心を原点ＯとしてＸ軸と直角な方向（上記一辺に隣接する他の一辺の方向）に設定したＹ軸の方向（以下、上記Ｘ軸又はＹ軸のことを、アンテナ配列軸とも称する。）と、移動端末１０のアンテナ１４との相対的な位置関係によっても変化する。

例えば、基地局２０のアンテナ群２５が図１１Ａに示すような状態で配列している場合には、図１１Ｂに示すように、アンテナ配列軸の近傍（上記Ｘ軸を含むＸＹ平面に垂直な平面の近傍、もしくは上記Ｙ軸を含むＸＹ平面に垂直な平面の近傍）に移動端末１０のアンテナ１４が存在するときに、比較的高い標定精度が得られることが知見されている。またアンテナ配列軸の近傍では、標定可能エリアの境界付近や標定可能エリア外の基地局２０から所定範囲においても比較的高い標定精度が得られることが知見されている。ここでこのような特性になることは、例えば、次のように理解することができる。

今、基地局２０の各アンテナ２５１ａ〜２５１ｄと移動端末１０のアンテナ１４とが図１２Ａに示す位置関係にある場合を考える。同図において、移動端末１０のアンテナ１４は、Ｘ軸を含むＸＹ平面に垂直な平面の方向に存在する。同図中、一点鎖線で示す弧線７７，７８は、移動端末１０のアンテナ１４から送信された位置標定信号８００の波面を表す。

同図から理解されるように、アンテナ２５１ｂとアンテナ２５１ｃとの間では、移動端末１０のアンテナ１４から送信された位置標定信号８００の到達時間に差がなく、またアンテナ２５１ａとアンテナ２５１ｄとの間でも、位置標定信号８００の到達時間に差がなく、従って、アンテナ２５１ｂとアンテナ２５１ｃとの間、及びアンテナ２５１ａとアンテナ２５１ｄとの間では、Ｙ軸方向の位相差は０である。

一方、アンテナ２５１ａとアンテナ２５１ｂとの間では、移動端末１０のアンテナ１４から送信された位置標定信号８００の到達時間に差があり、またアンテナ２５１ｃとアンテナ２５１ｄとの間でも、位置標定信号８００の到達時間に差がある。

図１２Ｂは、基地局２０のアンテナ群２５と移動端末１０のアンテナ１４とが図１２Ａの位置関係にあるときに、これらをＹ軸の負の方向から眺めた図である。同図において、符号８１、８２で示す実線は、夫々、移動端末１０のアンテナ１４から送信される位置標定信号８００のうち、直接波として基地局２０のアンテナ群２５に到達する位置標定信号８００である。また符号９１、９２で示す破線は、夫々、移動端末１０のアンテナ１４から送信される位置標定信号８００のうち、間接波（マルチパス、反射波等）として基地局２０のアンテナ群２５に到達する位置標定信号８００である。このように、基地局２０のアンテナ群２５には、移動端末１０のアンテナ１４から送信された位置標定信号８００が、間接波と直接波とが合成された形で到達する。

ここで間接波９１及び間接波９２に着目すれば、これらはアンテナ２５１ｂ及びアンテナ２５１ｃへの到達時間とアンテナ２５１ａ及びアンテナ２５１ｄへの到達時間との間に差がある。従って、間接波９１がアンテナ２５１ｂ及びアンテナ２５１ｃが受信する位置標定信号８００に与える影響（アンテナ２５１ｂ及びアンテナ２５１ｃが受信する直接波に与える影響）と、間接波９２がアンテナ２５１ａ及びアンテナ２５１ｄが受信する位置標定信号８００に与える影響（アンテナ２５１ａ及びアンテナ２５１ｄが受信する直接波に与える影響）とは異なる。このため、間接波が存在する場合には、Ｘ軸方向の位相差の測定精度に影響が生じることになる。

一方、アンテナ２５１ｂとアンテナ２５１ｃとの間では、間接波９１と間接波９２との間で到達時間に差がなく、間接波９１及び間接波９２がアンテナ２５１ｂとアンテナ２５１ｃの夫々が受信する位置標定信号８００に与える影響（直接波に与える影響）は同じである。またアンテナ２５１aとアンテナ２５１ｄとの間でも、間接波９１と間接波９２との間で到達時間に差がなく、間接波９１及び間接波９２がアンテナ２５１ａとアンテナ２５１ｄの夫々が受信する位置標定信号８００に与える影響（直接波に与える影響）は同じである。従ってＹ軸方向の位相差の測定精度に与える影響は小さくなる。

アンテナ配列軸の近傍で標定精度が高くなることは、以上のように理解することができる。尚、このように基地局２０のアンテナ配列軸の近傍で比較的高い標定精度が得られ、また標定可能エリアの境界付近や標定可能エリア外の基地局２０から所定範囲においても比較的高い標定精度が得られるため、アンテナ配列軸の近傍では、標定可能エリアを超えたより広い範囲を対象として標定対象の位置（標定対象が存在する方向）を検知することができる。このため、移動端末１０がアンテナ配列軸の一つを横断した場合、基地局２０はそのことを検知することができる。またアンテナ配列軸の近傍で比較的高い標定精度が得られるため、基地局２０は移動端末１０がいずれの方向に向かってアンテナ配列軸を横断したのかについても検知することができる。尚、以上によれば、間接波のみが到達するような状況においても、アンテナ配列軸の近傍では方向について比較的高い標定精度が得られることがわかる。

＜アンテナ配列軸＞
ところで、例えば、図１１Ａに示した正方形状に配置された４つのアンテナ２５１ａ〜２５１ｄからなるアンテナ群２５の複数個を組み合わせるようにすることで、容易にアンテナ配列軸を増やすことができる。

図１３にその一態様を示す。同図に示すように、この例では、４つのアンテナ２５１ａ〜２５１ｄからなるアンテナ群２５（以下、第１のアンテナ群とも称する。）と、４つのアンテナ２５１ａ’〜２５１ｄ’からなるアンテナ群２５（以下、第２のアンテナ群とも称する。）とを、２つのアンテナ群２５の夫々の正方形の中心を原点Ｏに一致させて組み合わせることにより、原点から４５°ずつ８方向（＋Ｘ，＋Ｙ，−Ｘ，−Ｙ，＋Ｘ’，＋Ｙ’，−Ｘ’，−Ｙ’）に延びるアンテナ配列軸が構成されるようにしている。尚、同様にして３つ以上のアンテナ群２５を組み合わせることでアンテナ配列軸の数をさらに増やすこともできる。

一方、アンテナ群２５の正方形の対角に位置する２つのアンテナ（図１１Ａに示したアンテナ群２５の場合はアンテナ２５１ａとアンテナ２５１ｃ、アンテナ２５１ｂとアンテナ２１５ｄ）を組み合わせて周波数偏差に起因する誤差を相殺するようにしても、アンテナ配列軸を増設することができる。この場合、アンテナ配列軸は、前述した４つの方向（＋Ｘ，＋Ｙ，−Ｘ，−Ｙ）に加えて、アンテナ２５１ａとアンテナ２５１ｃとを結ぶ直線の方向、及びアンテナ２５１ｂとアンテナ２１５ｄとを結ぶ直線の方向にも形成される。

尚、この場合における上記誤差の相殺は例えば次のようにして行う。ここでは図１１Ａに示したアンテナ群２５において、対角に位置している第２アンテナ２５１ｂと第４アンテナ２５１ｄの組み合わせを例として説明する。

まず第２アンテナ２５１ｂと第４アンテナ２５１ｄの夫々が受信する位置標定信号８００の位相差Δθ１（第２アンテナ２５１ｂを基準として第４アンテナ２５１ｄの位相を測定した結果（＝測定値））は、位置標定信号８００を送信する無線装置のアンテナから各アンテナ（第２アンテナ２５１ｂ及び第４アンテナ２５１ｄ）までの位置標定信号８００の伝搬経路の差（経路差）によって生じる位相差の真値をΔθｔ１とし、上述の測定誤差をＦ１とし、間接波（マルチパス、反射波等）の影響をαとすれば、次式で表すことができる。
Δθ１＝Δθｔ１＋Ｆ１＋α ・・・式５

一方、第４アンテナ２５１ｄを基準として第２アンテナ２５１ｂの位相を測定した場合の位相差Δθ２は、位置標定信号８００を送信する無線装置のアンテナから各アンテナ（第２アンテナ２５１ｂ及び第４アンテナ２５１ｄ）までの位置標定信号８００の伝搬経路の差（経路差）によって生じる位相差の真値をΔθｔ２とし、上述の測定誤差をＦ２とすれば、次式で表すことができる。
Δθ２＝−Δθｔ２＋Ｆ２−α ・・・式６

式５と式６の両辺の差を取れば次のようになる。
（Δθ１−Δθ２）／２＝（（Δθｔ１＋Ｆ＋α）−（−Δθｔ２＋Ｆ−α））／２
＝（（Δθｔ１＋Δθｔ２）＋２・α）／２
・・・式７

ここでΔθｔ１とΔθｔ２とが等しくなるように第２アンテナ２５１ｂと第４アンテナ２５１ｄとが設けられているとすれば、θｔ＝Δθｔ１＝Δθｔ２となり、式７の右辺の（Δθｔ１−（−Δθｔ２））の値は２θｔとなり、式７は次のようになる。
（Δθ１−Δθ２）／２＝（２・Δθｔ＋２・α）／２
＝Δθｔ＋α ・・・式８

尚、上式には間接波の間接波の影響αが残るが、位置標定の目的が限定される場合（例えば、Δθｔ＝０か否か（移動端末１０が基地局２０のアンテナ配列軸の近傍に存在するか否か））、図１２Ａ及び図１２Ｂとともに説明したように、間接波の影響はとくに問題にならない。

＜位置検知の実際＞
基地局２０のアンテナ配列軸の近傍では比較的高い標定精度が得られるという位置標定システムの特性を利用すれば、一つの基地局２０によって位置標定が可能な範囲を拡大することができる。具体的には、移動端末１０が基地局２０の標定可能エリア内に存在するときは、前述した通常の位置標定を行うことにより移動端末１０の正確な位置を把握するようにし、移動端末１０が標定可能エリア外に存在するときは、少なくとも、移動端末１０が現在存在するエリアを把握できるようにする。

図１４及び図１５はこの仕組みを説明するフローチャートである。このうち図１５は基地局２０が行う処理（以下、この処理を基地局側処理Ｓ１４００と称する。）であり、図１５はサーバ３０が行う処理（以下、この処理をサーバ装置側処理Ｓ１５００と称する。）である。

図１４に示すように、基地局２０は、サービス提供エリア内を移動する移動端末１０から送られてくる位置標定信号８００の受信有無をリアルタイムに監視している（Ｓ１４１１）。

基地局２０は、移動端末１０から位置標定信号８００を受信すると（Ｓ１４１１：ＹＥＳ）、その受信電界強度に基づき、移動端末１０が自身の標定可能エリア内に存在するか否かを判定する（Ｓ１４１２）。移動端末１０が自身の標定可能エリア内に存在すると判定した場合は（Ｓ１４１２：ＹＥＳ）Ｓ１４１３に進み、移動端末１０が自身の標定可能エリア内に存在しないと判定した場合は（Ｓ１４１２：ＮＯ）Ｓ１４２１に進む。

Ｓ１４１３では、基地局２０は、受信した位置標定信号８００に基づき位置標定を行うことにより、移動端末１０の現在位置を標定し、その結果（位置標定結果）をサーバ装置３０に送信する。その後、処理はＳ１４１１に戻る。

一方、Ｓ１４２１では、基地局２０は、移動端末１０がアンテナ配列軸を横断したか否かを判定する。ここで前述したように、基地局２０はこの判定をアンテナ配列軸の近傍では移動端末１０が標定可能エリア外に存在する場合でも比較的高い標定精度が得られることを利用して行う。尚、基地局２０は、基地局側処理Ｓ１４００を、移動端末１０の移動速度に比べて十分な速度で繰り返し実行する。従って、移動端末１０について十分な標定精度が得られている限り、基地局２０は移動端末１０がアンテナ配列軸を横断したか否かを確実に判定することができる。

移動端末１０がアンテナ配列軸を横断したと判定した場合（Ｓ１４２１：ＹＥＳ）、基地局２０はサーバ装置３０にアンテナ配列軸横断情報を送信する（Ｓ１４２２）。その後、処理はＳ１４１１に戻る。

図１６に基地局２０がサーバ装置３０に送信するアンテナ配列軸横断情報の一例を示す。同図に示すように、アンテナ配列軸横断情報１６００には、端末ＩＤ１６１１、基地局ＩＤ１６１２、軸ＩＤ１６１３、及び横断方向１６１４などの情報が含まれている。このうち端末ＩＤ１６１１には、アンテナ配列軸を横断した移動端末１０（位置標定信号８００を送信してきた移動端末１０）の端末ＩＤが設定される。また基地局ＩＤ１６１２には、当該基地局２０に付与されている識別子（以下、基地局ＩＤと称する。）が設定される。また軸ＩＤ１６１３には、移動端末１０が横断したアンテナ配列軸の識別子（以下、軸ＩＤと称する。）が設定される。尚、本実施形態では、基地局２０のアンテナ群２５は、図１７に示す構成であるものとし、基地局２０は、「＋Ｘ」、「−Ｘ」、「＋Ｙ」、「−Ｙ」、「＋Ｘ’」、「−Ｘ’」、「＋Ｙ’」、「−Ｙ’」のいずれかを軸ＩＤ１６１３としてアンテナ配列軸横断情報１６００に設定するものとする。

横断方向１６１４には、移動端末１０がいずれの方向からいずれの方向に向かってアンテナ配列軸を横断したのかを示す情報が設定される。本実施形態では、例えば、「＋Ｘ’から＋Ｙ’の方向に横断」、「−Ｙから−Ｘの方向に横断」といった情報が設定される。

図１５に示すように、サーバ装置３０は、基地局２０から送られてくる位置標定結果の受信有無を判定する（Ｓ１５１１）。サーバ装置３０は、位置標定結果を受信したことを検知すると（Ｓ１５１１：ＹＥＳ）、受信した位置標定結果に基づき、該当の移動端末１０の端末現在位置情報を更新する（Ｓ１５１２）。その後、処理はＳ１５２１に進む。

Ｓ１５２１では、サーバ装置３０は、アンテナ配列軸横断情報１６００の受信有無を判定する。基地局２０からアンテナ配列軸横断情報１６００を受信したことを検知すると（Ｓ１５２１：ＹＥＳ）、サーバ装置３０は、受信したアンテナ配列軸横断情報１６００に基づき、該当の移動端末１０の現在位置情報を更新する（Ｓ１５２２）。その後、処理はＳ１５１１に戻る。

図１８に現在位置情報の一例を示す。同図に示すように、現在位置情報１８００には、移動端末１０の端末ＩＤ１８１１に対応づけて、移動端末１０の現在位置１８１２（但しこの欄には移動端末１０が標定可能エリア内に存在する場合のみ内容が設定される）、移動端末１０が現在存在するエリア１８１３、最新の位置標定結果もしくはアンテナ配列軸横断情報を送信した基地局２０の基地局ＩＤである最終通知基地局ＩＤ１８１４、当該現在位置情報１８００の最終更新日時１８１５などの情報が含まれている。

以上のように、本実施形態の位置検知システム１は、基地局２０のアンテナ配列軸の近傍では比較的高い標定精度が得られ、アンテナ配列軸の近傍では基地局２０から離れた場所においても比較的高い標定精度が得られるという位置標定システムの特性を利用して移動体３が存在するエリアを検知する。このため、１つの基地局２０によって移動体３の位置を広範囲に亘り把握することができる。

また位置検知システム１は、移動端末１０が基地局２０の標定可能エリア内に存在するときは位置標定を直接行うことにより移動端末１０の位置を正確に把握し、移動端末１０が標定可能エリア外に存在するときは少なくとも移動端末１０が現在存在するエリアを把握するので、位置標定システムの特性を利用して広範囲に亘り移動体３の位置を把握する仕組みを簡素な構成にて実現することができる。

＜応用例１＞
以上に説明した位置検知システム１の構成をベースとして、例えば、サービス提供エリアに複数の基地局２０を隣接して配置するようにすれば、基地局２０間で連携して移動体３の現在位置をリアルタイムに把握するハンドオーバの仕組みを実現することができる。

図１９にその一例を示す。同図に示すように、この例では、サービス提供エリアの平面内に複数の基地局を等間隔で格子状に設置している。同図において、各基地局２０の８つのアンテナ配列軸（＋Ｘ，＋Ｙ，−Ｘ，−Ｙ，＋Ｘ’，＋Ｙ’，−Ｘ’，−Ｙ’）の方向は、隣接する基地局２０のいずれかのアンテナ配列軸の方向に一致させてある。基地局２０をこのような形態で配設することで、同図に符号１９１で示す直角三角形状の多数の検知ゾーン（閉領域）をサービス提供エリアに容易に構成することができる。

尚、図１９に示す検知ゾーンは、４つの（＋Ｘ，−Ｘ，＋Ｙ,−Ｙ）のアンテナ配列軸を有する基地局２０を、隣接する基地局２０間で夫々のアンテナ配列軸を４５°ずつ回転させて配置することによっても（正方形の各辺に垂直な方向に隣接する基地局２０間のアンテナ配列軸の方向のみを４５°ずつ回転させ、正方形の対角線方向に隣接する基地局２０間ではアンテナ配列軸の方向は一致させる）構成することができる。

図２０は比較のために示した図であり、ＩＭＥＳ（Indoor Messaging System）等による検知ゾーンの一例である。同図に示すように、この例では基地局と検知ゾーンとが一対一に対応している。また各検知ゾーンの面積は、隣接する基地局間の距離を√２・Ｒとすればπ・Ｒ^２／２である。

一方、本実施形態の位置検知システム１の場合には、図１９に示すように、隣接する基地局間２０の距離を√２・Ｒとすると検知ゾーンの面積はＲ^２／２（＜π・Ｒ^２／２）となり、本実施形態の位置検知システム１の場合は、ＩＭＥＳ（Indoor Messaging System）等による場合に比べて検知ゾーンの面積を小さくすることができる。これは従来構成に比べて検知精度を向上させることができることを意味している。

また隣接する基地局間の距離は、図１９及び図２０のいずれも√２・Ｒであるので、本実施形態の位置検知システム１により検知ゾーンを構成した場合には、従来構成と基地局の数が同じであるにも拘わらず高い検知精度が得られることがわかる。これは逆にいえば少ない基地局数で従来構成と同程度の精度の検知ゾーンを構成できることを意味しており、本実施形態の位置検知システム１によれば少ない基地局数で広範囲のエリアをカバーすることができることが理解される。

＜応用例２＞
前述したように、本実施形態の位置検知システム１によれば、１つの基地局２０で複数のエリアを区別することができるが、この特性を利用すれば、複数の道路が合流する交差点周辺の交通量を把握することができる。具体的には、例えば、交差点を往来する各車両に無線装置を設け、一方、図２１に示すように、交差点の中央付近の所定高さ位置に１つの基地局２０を設け、当該基地局２０によって、道路単位もしくはレーン単位で車両の存在有無を把握するようにする。これによれば交差点の交通量を正確に把握する仕組みを容易に実現することができる。尚、この場合、合流する道路の数やレーンの数に応じて必要数のアンテナ配列軸を設けるようにすれば、道路の多様な形態にも柔軟に対応することができる。

ところで、以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、以上の実施形態では、アンテナ群２５の各アンテナ２５１ａ〜２５１ｄが正方形状に配列している場合を例として説明したが、各アンテナ２５１ａ〜２５１ｄが長方形（矩形）状に配列している場合でも同様の仕組みを構成することができ、また同様の効果を得ることができる。

サーバ装置３０の全部又は一部の機能を移動体３や基地局２０にて実現するようにしてもよい。また基地局２０の全部又は一部の機能をサーバ装置３０や移動体３にて実現するようにしてもよい。

１ 位置検知システム
３ 移動体
１０ 移動端末
２０ 基地局
２０４ 標定可能エリア内外判定部
２０５ 位置標定部
２０６ 位置標定結果通知部
２０７ アンテナ配列軸横断検知部
２０８ 横断情報通知部
３０ サーバ装置
３０３ 位置標定結果受信部
３０４ 横断情報受信部
３０５ 移動体現在位置管理部

Claims (12)

1. 移動体に設けられ、無線信号である位置標定信号を送信する移動端末と、
   第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを含むアンテナ群を有し、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差と前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差とが一致するように設けられ、前記第１のアンテナ対及び前記第２のアンテナ対が、前記第１のアンテナ対及び前記第２のアンテナ対の各アンテナが平面上に矩形状に並ぶように配置され、前記第１のアンテナ対の各アンテナ又は前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の現在位置を標定する基地局と、
   を備えて構成される位置標定システムを用いた位置検知システムであって、
   前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号に基づき、前記アンテナ群の前記矩形の中心を原点として前記矩形の一辺の方向に設定した座標軸であるＸ軸を含むＸＹ平面に垂直な平面であるＸ軸方向平面、もしくは、前記矩形の中心を原点として前記Ｘ軸と直角な方向に設定した座標軸であるＹ軸を含むＸＹ平面に垂直な平面であるＹ軸方向平面、のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知する
   ことを特徴とする位置検知システム。
2. 請求項１に記載の位置検知システムであって、
   前記アンテナ群の前記Ｘ軸方向平面もしくは前記Ｙ軸方向平面のうちのいずれかをいずれの方向に向かって前記移動端末が横断したかを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知することを特徴とする位置検知システム。
3. 請求項１又は２に記載の位置検知システムであって、
   前記基地局に複数の前記アンテナ群が設けられ、
   前記アンテナ群の夫々は、夫々の前記矩形の中心を一致させて夫々の前記座標軸が所定角度ずれた関係となるように設けられ、
   前記アンテナ群の夫々の前記Ｘ軸方向平面もしくは前記Ｙ軸方向平面のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知する
   ことを特徴とする位置検知システム。
4. 請求項１又は２に記載の位置検知システムであって、
   前記矩形は正方形であり、前記矩形の一の対角線の方向に設定した座標軸であるＸ’軸を含むＸ’Ｙ’平面に垂直な平面であるＸ’軸方向平面、もしくは、前記矩形の他の対角線の方向に設定した座標軸であるＹ’軸を含むＸ’Ｙ’平面に垂直な平面であるＹ’軸方向平面、のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを更に検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知することを特徴とする位置検知システム。
5. 請求項１又は２に記載の位置検知システムであって、
   前記基地局は、前記位置標定信号の受信電界強度を測定する計測部を備え、
   前記基地局が前記移動端末から受信した前記位置標定信号の受信電界強度が予め設定された閾値を超える場合は前記位相差に基づき前記移動端末の現在位置を算出し、
   前記基地局が前記移動端末から受信した前記位置標定信号の受信電界強度が予め設定された閾値以下である場合は、前記アンテナ群の前記Ｘ軸方向平面もしくは前記Ｙ軸方向平面のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知する
   ことを特徴とする位置検知システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位置検知システムであって、
   前記移動体が移動するエリア内に複数の前記基地局を設け、隣接する前記基地局の夫々によって判定される前記移動端末が存在するエリアの情報に基づき、前記移動体が存在する閉領域を検知することを特徴とする位置検知システム。
7. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位置検知システムであって、
   前記基地局を道路交差点の中央付近に配置し、前記移動端末を搭載した車両が前記道路交差点に接続する道路のうちいずれの道路に存在するか、もしくは前記道路のいずれのレーンに存在するかを検知することを特徴とする位置検知システム。
8. 移動体に設けられ、無線信号である位置標定信号を送信する移動端末と、
   第１のアンテナ対と第２のアンテナ対とを含むアンテナ群を有し、前記第１のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差と前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の経路差とが一致するように設けられ、前記第１のアンテナ対及び前記第２のアンテナ対が、前記第１のアンテナ対及び前記第２のアンテナ対の各アンテナが平面上に矩形状に並ぶように配置され、前記第１のアンテナ対の各アンテナ又は前記第２のアンテナ対の各アンテナによって受信される前記位置標定信号の位相差に基づき前記移動端末が存在する方向を求め、求めた前記方向に基づき前記移動端末の現在位置を標定する基地局と、
   を備えて構成される位置標定システムを用いた位置検知方法であって、
   前記位置標定システムが、前記移動端末から送られてくる前記位置標定信号に基づき、前記アンテナ群の前記矩形の中心を原点として前記矩形の一辺の方向に設定した座標軸であるＸ軸を含むＸＹ平面に垂直な平面であるＸ軸方向平面、もしくは、前記矩形の中心を原点として前記Ｘ軸と直角な方向に設定した座標軸であるＹ軸を含むＸＹ平面に垂直な平面であるＹ軸方向平面、のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知する
   ことを特徴とする位置検知方法。
9. 請求項８に記載の位置検知方法であって、
   前記位置標定システムが、前記アンテナ群の前記Ｘ軸方向平面もしくは前記Ｙ軸方向平面のうちのいずれかをいずれの方向に向かって前記移動端末が横断したかを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知することを特徴とする位置検知方法。
10. 請求項８又は９に記載の位置検知方法であって、
    前記基地局に複数の前記アンテナ群を設け、
    前記アンテナ群の夫々を、夫々の前記矩形の中心を一致させて夫々の前記座標軸が所定角度ずれた関係となるように設け、
    前記位置標定システムが、前記アンテナ群の夫々の前記Ｘ軸方向平面もしくは前記Ｙ軸方向平面のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知する
    ことを特徴とする位置検知方法。
11. 請求項８又は９に記載の位置検知方法であって、
    前記矩形は正方形であり、前記矩形の一の対角線の方向に設定した座標軸であるＸ’軸を含むＸ’Ｙ’平面に垂直な平面であるＸ’軸方向平面、もしくは、前記矩形の他の対角線の方向に設定した座標軸であるＹ’軸を含むＸ’Ｙ’平面に垂直な平面であるＹ’軸方向平面、のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを更に検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知することを特徴とする位置検知方法。
12. 請求項８又は９に記載の位置検知方法であって、
    前記基地局は、前記位置標定信号の受信電界強度を測定する計測部を備え、
    前記位置標定システムは、
    前記基地局が移動端末から受信した前記位置標定信号の受信電界強度が予め設定された閾値を超える場合は前記位相差に基づき前記移動端末の現在位置を算出し、
    前記基地局が前記移動端末から受信した前記位置標定信号の受信電界強度が予め設定された閾値以下である場合は、前記アンテナ群の前記Ｘ軸方向平面もしくは前記Ｙ軸方向平面のうちのいずれかを前記移動端末が横断したことを検知することにより、前記移動端末が存在するエリアを検知する
    ことを特徴とする位置検知方法。

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