WO2018235361A1

WO2018235361A1 - 携帯端末、位置判別サーバ、アクセスポイント、屋内測位システム、および携帯端末による測位方法

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Publication number: WO2018235361A1
Application number: PCT/JP2018/010899
Authority: WO
Inventors: 佐藤　直紀
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2018-12-27
Also published as: JPWO2018235361A1

Abstract

ＧＰＳ信号と互換性を有する屋内無線信号による屋内測位が十分に行えない環境であっても、屋内における現在位置を検出することができる携帯端末を実現する。少なくとも１つの屋内位置情報送信機（ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄ）、および少なくとも１つのアクセスポイント（２ａ、２ｂ）と互いに通信可能な携帯端末（１）は、屋内位置情報送信機から受信した無線信号の電界強度が所定の閾値未満であるときに、当該携帯端末の近傍に存在すると判定されたアクセスポイントの位置情報を自身の現在位置として設定する屋内測位部（２３）と、を備えている。

Description

携帯端末、位置判別サーバ、アクセスポイント、屋内測位システム、および携帯端末による測位方法

　本発明は屋内における現在位置を測位することが可能な携帯端末に関する。

　携帯端末の現在位置を検出するために、人工衛星から衛星通信によって取得した測位情報を用いる測位システムが従来技術として知られている。また、測位情報を用いて、複数の携帯端末間の相対位置を検出する技術も知られている。例えば、複数のＧＰＳ受信機の相対位置を、ユーザの居る地域にかかわらず、安定的に高精度で求める測位システムが知られている。

　しかしながら、上記の測位システムは、衛星通信を用いるため、屋内などの、衛星通信が十分に行えない環境では端末間の相対位置を検出することができないという問題がある。

　そこで、衛星通信が十分に行えない屋内において、端末の位置を測位する測位システムも知られている。特許文献１には、ＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ信号と互換性を有する屋内無線信号および屋内測位のための補正情報を含む補正信号を用いて屋内測位を行う移動端末を備えている測位システムが開示されている。

日本国公開特許公報「特開２０１４－１５３１９３号」（２０１４年８月２５日公開）

　特許文献１に記載の発明は、端末にて受信した屋内無線信号の受信強度が屋内測位を行うにあたって十分であることを前提としている。しかしながら、ＧＰＳ信号と互換性を有する屋内無線信号を送信する屋内送信機は、個々の屋内送信機による屋内無線信号のカバーエリアが過剰に重ならないように配置されている。そのため、複数の屋内送信機による複数のカバーエリアのいずれにも該当しない、屋内無線信号のカバーエリアの外側にある端末については、有効な屋内測位を行うことができないという問題がある。

　本発明の一態様は、前記の問題を解決することを目的としており、ＧＰＳ信号と互換性を有する屋内無線信号による屋内測位が十分に行えない環境であっても、屋内における現在位置を検出することができる携帯端末を実現することを目的とする。

　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る携帯端末は、屋内位置情報を含む無線信号を送信する少なくとも１つの屋内位置情報送信機、および一定周期でビーコン信号を発信する少なくとも１つのアクセスポイントと通信可能な携帯端末であって、受信した前記無線信号によって最後に検出した自身の位置から、自身が移動した移動距離を計算する移動距離計算部と、前記無線信号を受信したときの電界強度が所定の閾値未満であるときに、前記アクセスポイントから受信した前記ビーコン信号の受信強度を、前記移動距離計算部によって計算された自身の移動距離とともに前記アクセスポイントへ送信し、当該携帯端末の近傍に存在しているアクセスポイントから受信した、当該アクセスポイントの位置情報を自身の現在位置として設定する屋内測位部と、を備えている構成である。

　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る携帯端末による測位方法は、屋内位置情報を含む無線信号を送信する少なくとも１つの屋内位置情報送信機、および一定周期でビーコン信号を発信する少なくとも１つのアクセスポイントと通信可能であり、前記無線信号を用いて屋内における位置を測位することが可能な携帯端末による測位方法であって、受信した前記無線信号によって最後に検出した自身の位置から、自身が移動した移動距離を計算する移動距離計算ステップと、前記無線信号を受信したときの電界強度が所定の閾値未満であるときに、前記アクセスポイントから受信した前記ビーコン信号の受信強度を、前記移動距離計算ステップにて計算された自身の移動距離とともに前記アクセスポイントへ送信し、当該携帯端末の近傍に存在しているアクセスポイントから受信した、当該アクセスポイントの位置情報を自身の現在位置として設定する屋内測位ステップと、を備えている構成である。

　本発明の一態様によれば、ＧＰＳ信号と互換性を有する屋内無線信号による屋内測位が十分に行えない環境であっても、屋内における現在位置を検出することができる携帯端末を実現することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る屋内測位システムの概要を示す模式図である。本発明の実施形態１に係る屋内測位システムを上から見た俯瞰図である。本発明の実施形態１に係る携帯端末の要部構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施形態１に係るアクセスポイントの要部構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施形態１に係る位置判別サーバの要部構成の一例を示すブロック図である。図２に示した屋内測位システムにおいて携帯端末が不感地帯へ移動したところを上から見た俯瞰図である。本発明の実施形態１に係る屋内測位システムが図６の構成であるときに、位置判別サーバにおける位置判定テーブルの一例を示す模式図である。本発明の実施形態１に係る屋内測位システムが実行する処理の一例を示すフローチャートである。

　〔実施形態１〕
　以下、本発明の実施の形態について、図１～８を用いて詳細に説明する。

　（屋内測位システムの構成）
　本発明の一実施形態に係る、屋内測位システム１００の構成について、図１および図２を用いて説明する。図１は、屋内測位システム１００の概要を示す模式図である。図２は、屋内測位システム１００を上から見た俯瞰図である。なお、図１は図２の一部を示すものであり、例えば図２には、図１に示されていないアクセスポイント２ｂと、ＩＭＥＳ送信機４ｃおよび４ｄとが示されている。また、携帯端末１が配置される位置を示すマーカーとして、複数の携帯端末１ａ～１ｄが示されている。一方、図１に示されている位置判別サーバ３は図２に示す範囲に必ずしも存在する必要はないため、図２には示されていない。以下では、携帯端末１と、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂ、位置判別サーバ３、および複数のＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄを含む屋内測位システム１００について説明する。

　屋内測位システム１００は、携帯端末１、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂ、位置判別サーバ３、および複数のＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄを備えている。図２において、屋内測位システム１００は４つのＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄを備えているが、少なくとも１つあればよい。また、アクセスポイントについても、少なくとも１つあればよい。

　屋内測位システム１００は、屋内における携帯端末１の現在位置を測位するシステムである。図示の例において、屋内測位システム１００は、１つのＩＭＥＳ送信機が送信する無線信号の有効範囲内に携帯端末１があるときは、当該ＩＭＥＳ送信機から受信した無線信号に含まれる屋内位置情報を用いて携帯端末１の現在位置を測位する。図２において、ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄのそれぞれが送信する無線信号の有効範囲を、各ＩＭＥＳ送信機を中心とする所定の半径を有する円領域（屋内位置情報Ａ～Ｄ）として示す。ここで、無線信号の有効範囲は、当該無線信号による電界強度に基づいて設定することができ、例えば所定の閾値以上の電界強度を示す領域とすることができる。例えば、携帯端末１が、図２に携帯端末１ａとして示された位置にあるとき、携帯端末１は、ＩＭＥＳ送信機４ａによる無線信号の有効範囲内に存在している。このとき、携帯端末１は、ＩＭＥＳ送信機４ａから受信した無線信号に含まれる屋内位置情報（図示の例では「Ａ１０」）に基づいて、自身の現在位置を測位することができる。

　一方、携帯端末１が無線信号の有効範囲外にあるときは、携帯端末１に最も近いと推測されるアクセスポイントの位置情報から、携帯端末１の現在位置を測位する。なお、無線信号の有効範囲外の領域について、以降は不感地帯と呼称する。図２に示すように、ＩＭＥＳ送信機が複数あるとき、不感地帯は、いずれのＩＭＥＳ送信機による無線信号の有効範囲にも含まれない領域を示す。例えば、携帯端末１が、図２に携帯端末１ｂとして示された位置にあるとき、携帯端末１は、不感地帯に存在している。このとき、携帯端末１は、アクセスポイント２ａの位置情報（図示の例では「Ｂ１０」）に基づいて、自身の現在位置を測位することができる。

　携帯端末１は、複数のアクセスポイント２ａ～２ｂ、および複数のＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄのそれぞれと、通信可能な端末であり、例えばスマートフォンである。携帯端末１は、図２の携帯端末１ａおよび１ｄのいずれかに相当する、ＩＭＥＳ送信機が送信する無線信号の有効範囲内の位置にあるとき、当該携帯端末１は受信した無線信号を用いて現在位置の測位を行うことができる。また、携帯端末１は、図２の携帯端末１ｂ、１ｃ、および１ｅのいずれかに相当する不感地帯内の位置にあるときは、アクセスポイントから受信した、当該アクセスポイントの位置情報を自身の現在位置として設定することができる。携帯端末１の詳細な構成については後述する。

　アクセスポイント２ａおよび２ｂは、携帯端末１、位置判別サーバ３、および複数のＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄと互いに通信可能な電気機器である。アクセスポイント２ａおよび２ｂは、例えば携帯端末１が外部のネットワーク（例：インターネット）にアクセスするために接続するルータである。アクセスポイント２ａおよび２ｂは、携帯端末１が当該アクセスポイント２ａおよび２ｂを検出するために必要なビーコン信号を一定周期で発信（送信）することができる。アクセスポイント２ａおよび２ｂは、当該アクセスポイント２ａおよび２ｂの現在位置に関する情報を備えており、この情報を他の情報とともに、携帯端末１および位置判別サーバ３へ送信することができる。アクセスポイント２ａおよび２ｂは、予め自身の位置情報を記憶しており、さらに、ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄより無線信号を受信することで自身の現在位置の測位を行うことができる。アクセスポイント２の詳細な構成については後述する。

　位置判別サーバ３は、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂの現在位置に関する情報、および携帯端末１に関する情報を、当該複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂから受信することができる。また、位置判別サーバ３は、アクセスポイント２ａおよび２ｂから受信した情報のうち、携帯端末１における受信強度が最も高かったビーコン信号の送信元であるアクセスポイントを、当該携帯端末１の近傍に存在するアクセスポイントとして判定することができる。

　ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄは、携帯端末１および複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂに対して、屋内位置情報を含む無線信号を送信することができる屋内位置情報送信機である。なお、屋内位置情報は、携帯端末１および複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂの現在位置を測位することが可能な情報を含むものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、ＩＭＥＳ（Ｉｎｄｏｏｒ　ＭＥｓｓａｇｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた、ＩＭＥＳ送信機の位置情報を含む無線信号であってもよい。なお、ＩＭＥＳにて用いる無線信号は、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星が衛星通信にて用いる信号と互換性を有する無線信号である。

　（携帯端末１の構成）
　携帯端末１の詳細な構成について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る携帯端末１の要部構成の一例を示すブロック図である。

　図示の例において、携帯端末１は、送受信部１１、ビーコン信号受信部１２、ＩＭＥＳ受信部１３、記憶部１４、および制御部２０を備えており、制御部２０は、電界強度判定部２１、移動距離計算部２２、および屋内測位部２３を備えている。

　送受信部１１は、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂとの間で通信を行うことができる。ビーコン信号受信部１２は、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂのそれぞれから送信された複数のビーコン信号を受信し、電界強度判定部２１へ送信することができる。

　ＩＭＥＳ受信部１３は、複数のＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄより送信された無線信号を受信することができる。ＩＭＥＳ受信部１３は、受信した無線信号について、電界強度判定部２１へ送信することができる。

　記憶部１４は、携帯端末１が扱う各種情報を格納する。本実施形態において、記憶部１４は、携帯端末１がＩＭＥＳ送信機から受信した無線信号に基づいて測位した、自身の位置検出結果、および加速度センサ１５が検出した加速度の履歴情報を格納することができる。

　加速度センサ１５は、携帯端末１が有する加速度を検出する。加速度センサ１５は、検出した加速度の大きさおよび検出した日時を、加速度の履歴情報として記憶部１４に格納してもよい。

　制御部２０は、携帯端末１の各部を統合して制御する。制御部２０は、送受信部１１を介して複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂと通信することができる。制御部２０は、ビーコン信号受信部１２を介して複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂのそれぞれから送信されたビーコン信号を受信することができる。制御部２０は、ＩＭＥＳ受信部１３を介してＩＭＥＳ送信機から送信された無線信号を受信することができる。制御部２０は、移動距離計算部２２が求めた移動距離を、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂのそれぞれから受信したビーコン信号の受信強度とともに、アクセスポイント２へ送信することができる。

　電界強度判定部２１は、携帯端末１が複数のＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄのそれぞれから受信した無線信号の電界強度が所定の閾値未満であるか否かを判定することができる。ここで、所定の閾値は、例えば無線信号を安定的に継続して受信可能であると考えられる値である。電界強度判定部２１は、携帯端末１がアクセスポイント２から受信したビーコン信号の受信強度（電界強度）を測定することができる。

　移動距離計算部２２は、携帯端末１がＩＭＥＳ送信機4ａ～４ｄのいずれかから受信した無線信号によって最後に検出した自身の位置から、携帯端末１が移動した距離を計算することができる。例えば、移動距離計算部２２は、加速度センサ１５が検出した加速度および当該加速度の検出日時に関する履歴情報を記憶部１４から読み出し、当該履歴情報を時間積分することによって、最後に検出した携帯端末１の位置からの移動距離を計算することができる。すなわち、移動距離計算部２２は、加速度センサ１５の検出結果から移動距離を測定可能な構成であってもよい。

　屋内測位部２３は、屋内における携帯端末１の現在位置を測位することができる。屋内測位部２３は、携帯端末１がＩＭＥＳ送信機から受信した無線信号の電界強度が所定の閾値以上であるときは、当該無線信号に含まれる屋内位置情報などに基づいて、携帯端末１の現在位置を測位することができる。また、屋内測位部２３は、無線信号の電界強度が所定の閾値未満であるときは、アクセスポイントから受信した、当該アクセスポイントの位置情報を自身の現在位置として設定することができる。

　（アクセスポイントの構成）
　本実施形態に係るアクセスポイント２ａの詳細な構成について、図４を用いて説明する。図４は、アクセスポイント２ａの要部構成の一例を示すブロック図である。なお、以下の説明はアクセスポイント２ａに関するものであるが、アクセスポイント２ａとアクセスポイント２ｂは同一の構成を備えており、アクセスポイント２ｂについても以下の説明は適用される。

　アクセスポイント２ａは、送受信部３１、ビーコン信号送信部３２、ＩＭＥＳ受信部３３、記憶部３４、および制御部４０を備えている。

　送受信部３１は、携帯端末１および位置判別サーバ３との間で通信を行うことができる。ビーコン信号送信部３２は、携帯端末１に対してビーコン信号を送信することができる。ＩＭＥＳ受信部３３は、複数のＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄの少なくともいずれかから送信された無線信号を受信することができる。

　記憶部３４は、アクセスポイント２ａが扱う各種情報を格納する。本実施形態において、記憶部３４は、複数のＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄの少なくともいずれかから受信した無線信号に基づいて設定された、アクセスポイント２ａの現在の位置情報を格納することができる。

　制御部４０は、アクセスポイント２ａの各部を統合して制御する。制御部４０は、ＩＭＥＳ受信部３３を介して複数のＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄの少なくともいずれかから受信した無線信号に基づいて、当該アクセスポイント２ａの現在の位置情報を決定し、記憶部３４に格納できる。

　（位置判別サーバの構成）
　本実施形態に係る位置判別サーバ３の詳細な構成について、図５を用いて説明する。図５は、位置判別サーバ３の要部構成の一例を示すブロック図である。

　位置判別サーバ３は、送受信部５１、制御部６０、および記憶部７０を備えており、制御部６０は、位置判定部６１を備えている。また、記憶部７０は位置判定テーブル７１を備えており、位置判定テーブル７１は、ビーコン信号の受信強度７１ａ、アクセスポイント位置情報７１ｂ、および端末移動距離７１ｃを備えている。

　送受信部５１は、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂとの間で通信を行うことができる。

　制御部６０は、位置判別サーバ３の各部を統合して制御する。位置判定部６１は、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂのそれぞれから送受信部５１を介して受信した情報に基づいて、携帯端末１の現在位置の近傍に存在するアクセスポイントを判定することができる。

　記憶部７０は、位置判別サーバ３が扱う各種情報を格納する。

　位置判定テーブル７１は、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂから受信した、携帯端末１およびアクセスポイントの現在位置に関する情報である。

　ビーコン信号の受信強度７１ａは、携帯端末１が複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂから送信されたビーコン信号を受信したときの、当該ビーコン信号の受信強度を示す。

　アクセスポイント位置情報７１ｂは、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂの現在の位置情報である。複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂの位置情報は、予め設定されてもよいし、複数のＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄの少なくともいずれかが複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂに送信した無線信号に応じて設定されてもよい。

　端末移動距離７１ｃは、携帯端末１がＩＭＥＳ送信機4ａ～４ｄのいずれかから受信した無線信号によって最後に検出した自身の位置から、携帯端末１が移動した距離を示す。すなわち、端末移動距離７１ｃには、携帯端末１が移動距離計算部２２にて計算した移動距離が設定される。

　（位置判定テーブルを用いた携帯端末の位置判定方法）
　本実施形態に係る位置判別サーバ３において位置判定部６１が実行する、位置判定テーブル７１を用いた携帯端末１の位置判定方法の具体例について、図６および図７を用いて説明する。図６は、図２に示した屋内測位システム１００において携帯端末１が不感地帯へ移動したところを上から見た俯瞰図であり、図７は、屋内測位システム１００が図６の構成であるときに、位置判別サーバ３における位置判定テーブル７１の一例を示す模式図である。

　図６は、携帯端末１が、携帯端末１ａの位置から携帯端末１ａ’、または携帯端末１ａ’’に示す位置へ移動した場合、または携帯端末１ｄの位置から携帯端末１ｄ’に示す位置へ移動した場合を示す。

　まず、携帯端末１が、携帯端末１ａの位置から携帯端末１ａ’に示す位置へ移動した場合を考える。なお、携帯端末１ａの位置において、携帯端末１には、ＩＭＥＳ送信機４ａから受信した、電界強度が所定の閾値Ｒｘ以上であった無線信号を用いた測位により、位置情報：Ａ１１が設定されている。このとき、携帯端末１が携帯端末１ａに示す位置から距離Ｘ１だけ移動し、携帯端末１ａ’に示す位置へ移動することを考える。携帯端末１ａ’の位置において、ＩＭＥＳ送信機４ａから受信した無線信号の電界強度は、所定の閾値Ｒｘ未満となり、携帯端末１は自身が不感地帯に移動したことを検知することができる。携帯端末１は、自身が不感地帯に移動したことを検知すると、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂのそれぞれからビーコン信号を受信し、各ビーコン信号の受信強度を測定する。携帯端末１は、各ビーコン信号に対する受信強度を、移動前の位置情報や移動距離などの情報とともに、送信元である各アクセスポイントへ送信する。そして、各アクセスポイントは携帯端末１から受信した受信強度および移動距離を、自身の位置情報とともに、位置判別サーバ３へ送信する。

　携帯端末１が、携帯端末１ａの位置から携帯端末１ａ’’に示す位置へ移動する場合は、携帯端末１ａ’’の位置が携帯端末１ａの位置から距離Ｘ２だけ離れていることを除き、携帯端末１ａ’に示す位置へ移動する場合と同一である。

　携帯端末１が、携帯端末１ｄに示す位置から携帯端末１ｄ’に示す位置へ移動する場合、携帯端末１ｄに示す位置において位置情報：Ａ４１が設定されており、携帯端末１ｄに示す位置から距離Ｘ３離れた携帯端末１ｄ’に示す位置へ移動することを除き、前記と同様である。

　図７を用いて、位置判定部６１が携帯端末１の近傍に存在するアクセスポイントを決定する方法について説明する。

　図示の例において、項目名「携帯端末」は、携帯端末１の現在位置を示し、例えば「携帯端末」の値が「Ａ’」であるレコードは、携帯端末１が、図６において携帯端末１ａ’の位置に存在することを示す。項目名「ＩＭＥＳ情報」は、携帯端末１がＩＭＥＳ送信機から受信した無線信号を用いて最後に測位したときの情報を示し、「名称」はＩＭＥＳ送信機を一意に識別する情報である。図示の例において、「ＩＭＥＳ情報」の名称が「Ａ」であるレコードは、ＩＭＥＳ送信機４ａから受信した無線信号を用いて携帯端末１が測位した情報であることを示す。「位置情報」は無線信号の電界強度が所定の閾値Ｒｘ以上であったときに最後に測位したときの携帯端末１の位置情報である。「受信強度（閾値Ｒｘ）」は携帯端末１が「名称」に示されたＩＭＥＳ送信機から最後に受信した無線信号の電界強度が所定の閾値Ｒｘ以上であったか否かを示す。

　項目名「前回検出位置からの移動距離」は、携帯端末１が、自身が不感地帯に移動したことを検知したときに、移動距離計算部２２を用いて算出した、ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄのいずれかから受信した無線信号を用いて最後に測位した位置からの移動距離を示す。すなわち、項目名「現在検出位置からの移動距離」は、図５における端末移動距離７１ｃに相当する。

　項目名「アクセスポイント情報」は、複数のアクセスポイント２ａおよび２ｂに関する情報を示す。「名称」はアクセスポイントを一意に識別する情報である。「位置情報」は、各アクセスポイントの現在の位置情報を示し、図６によれば、アクセスポイント２ａの位置情報はＢ１０であり、アクセスポイント２ｂの位置情報はＢ２０である。すなわち、項目名「アクセスポイント情報」の「位置情報」は、図５におけるアクセスポイント位置情報７１ｂに相当する。「ビーコン信号の受信強度」は、各アクセスポイントから送信されたビーコン信号について、携帯端末１が受信したときの受信強度を示す。すなわち、項目名「アクセスポイント情報」の「ビーコン信号の受信強度」は、図５におけるビーコン信号の受信強度７１ａに相当する。なお、図示の例においてビーコン信号の受信強度は、Ｒ１＞Ｒ２、Ｒ３＜Ｒ４、およびＲ５＜Ｒ６であるものとする。

　項目名「携帯端末の位置情報」は、他の項目の内容に基づいて位置判定部６１が決定した、携帯端末１の現在位置を示す。

　図７を用いて、携帯端末１が図６における携帯端末１ａの位置から携帯端末１ａ’に示す位置へ移動した場合を考える。図示の例によれば、図７の１～３行目のレコードが対応している。すなわち、１行目のレコードは、携帯端末１ａの位置における情報を示し、２行目のレコードは、携帯端末１ａ’の位置において、アクセスポイント２ａが携帯端末１から受信したビーコン信号の受信強度を含む情報を示している。そして、３行目のレコードは、携帯端末１ａ’の位置において、アクセスポイント２ｂが携帯端末１から受信したビーコン信号の受信強度を含む情報を示している。

　位置判定部６１は、２行目のレコードと３行目のレコードについて、「アクセスポイント情報」の「ビーコン信号の受信強度」の値、すなわちＲ１とＲ２とを比較することにより、アクセスポイント２ａと２ｂのどちらが携帯端末１の近傍に存在するかを判定する。図示の例において、Ｒ１＞Ｒ２であるため、位置判定部６１は、「アクセスポイント情報」の「ビーコン信号の受信強度」の値がＲ１であった２行目のレコードの送信元である、アクセスポイント２ａが携帯端末１の近傍のアクセスポイントであると判定する。すなわち、図６の例によれば、図中に「ビーコン信号Ａ」として示されたビーコン信号の送信元である、アクセスポイント２ａが携帯端末１の近傍に存在しているアクセスポイントであると判定する。そして、位置判定部６１は、「携帯端末の位置情報」として、アクセスポイント２ａの位置情報であるＢ１０を設定する。

　携帯端末１が図６における携帯端末１ａの位置から携帯端末１ａ’’に示す位置へ移動する場合についても同様である。すなわち、位置判定部６１は、図７の４行目のレコードと５行目のレコードについて、「アクセスポイント情報」の「ビーコン信号の受信強度」の値、すなわち、Ｒ３とＲ４とを比較する。そして、Ｒ３＜Ｒ４であることから、位置判定部６１は、５行目のレコードの送信元、かつ図６において「ビーコン信号Ｂ」として示されたビーコン信号の送信元である、アクセスポイント２ｂの位置情報であるＢ２０を「携帯端末の位置情報」として設定する。

　携帯端末１が図６における携帯端末１ｄの位置から携帯端末１ｄ’に示す位置へ移動する場合についても同様である。すなわち、位置判定部６１は、図７の７行目のレコードと８行目のレコードを比較し、携帯端末１の近傍に存在しているアクセスポイントを判定することができる。そして、図６において「ビーコン信号Ｃ」として示されたビーコン信号の送信元である、アクセスポイント２ｂの位置情報であるＢ２０を「携帯端末の位置情報」として設定する。

　このようにして、位置判定部６１は、位置判定テーブル７１を用いて携帯端末１の現在位置を判定し、当該携帯端末１に設定する位置情報を決定することができる。

　なお、１行目のレコードおよび６行目のレコードは、携帯端末１がＩＭＥＳ送信機から受信した無線信号の受信強度が閾値Ｒｘ以上であるときのものである。このとき、携帯端末１は、アクセスポイントから送信されたビーコン信号を用いて測位を行う必要がない。そのため、１行目のレコードおよび６行目のレコードがアクセスポイントを介して位置判別サーバ３に送信される必要がない。すなわち、図示の例において、１行目のレコードおよび６行目のレコードは携帯端末１の移動前の情報を明示するための便宜上のものであり、実際は位置判定テーブル７１に存在しなくてもよい。

　携帯端末１がビーコン信号を用いて測位するときに、アクセスポイントに当該ビーコン信号の受信強度を含むレコードに相当する情報とともに、移動前の情報として１行目のレコードおよび６行目のレコードのいずれかに相当する情報を送信してもよい。そして、位置判別サーバ３にて、受信した情報に基づいて、位置判定テーブル７１に１行目のレコードおよび６行目のレコードのいずれかを格納する構成であってもよい。

　（処理の流れ）
　本実施形態に係る屋内測位システム１００が実行する処理の一例について、図８を用いて以下に説明する。図８は、屋内測位システム１００が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、携帯端末１は、事前にＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄのいずれかから受信した無線信号によって現在位置の測位を行ったことがあるものとする。さらに、アクセスポイント２ａおよび２ｂは、ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄのいずれかから受信した無線信号によって自身の位置情報を取得済みであるものとする。

　まず、携帯端末１は、ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄのいずれかから無線信号を介して屋内位置情報を、送受信部１１にて受信する（Ｓ１）。携帯端末１は、Ｓ１にてＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄのいずれかから受信した無線信号の電界強度が所定の閾値Ｒｘ未満であったか否かを、電界強度判定部２１にて判定する（Ｓ２）。所定の閾値Ｒｘ未満であると判定した場合（Ｓ２でＹＥＳ）、電界強度判定部２１は、携帯端末１が不感地帯にあると判断する（Ｓ３）。一方、所定の閾値Ｒｘ以上であると判定した場合（Ｓ２でＮＯ）、携帯端末１は、制御部２０にて自身の位置検出結果を更新し（Ｓ４）、Ｓ１の処理へ戻る。

　Ｓ３の後、携帯端末１は、移動距離計算部２２を用いて、前回の位置検出結果以降に検出した加速度から当該携帯端末１の移動距離を求める（Ｓ５：移動距離計算ステップ）。

　Ｓ５の後、携帯端末１は、アクセスポイント２ａおよび２ｂから送信されたビーコン信号を受信し、当該ビーコン信号の受信強度をそれぞれ測定する（Ｓ６）。そして、携帯端末１は、Ｓ５にて求めた移動距離およびＳ６にて受信したビーコン信号の受信強度を、アクセスポイント２ａおよび２ｂへ送信する（Ｓ７：屋内測位ステップ）。アクセスポイント２ａおよび２ｂは、Ｓ７にて携帯端末１から送信された情報を受信すると、さらに自身の位置情報を付与して位置判別サーバ３へ送信する（Ｓ８）。

　位置判別サーバ３は、Ｓ８にてアクセスポイント２ａおよび２ｂから受信した情報を用いて、携帯端末１に最も近いと推測されるアクセスポイントを、位置判定部６１にて判別する（Ｓ９）。位置判別サーバ３は、Ｓ９にて判別した、携帯端末１に最も近いアクセスポイントの位置情報を、当該アクセスポイントを介して携帯端末１へ送信する（Ｓ１０）。

　携帯端末１は、屋内測位部２３において、Ｓ１０にて受信した情報に含まれる、当該携帯端末１に最も近いアクセスポイントの位置情報を用いて、自身の現在位置を決定する（Ｓ１１：屋内測位ステップ）。

　前記の処理によって、本実施形態に係る屋内測位システム１００は、ＩＭＥＳ送信機４が送信する無線信号を用いた測位が可能なときは当該無線信号を用いて測位を行うことができる。さらに、不感地帯に携帯端末１が移動したなどの理由によって無線信号を用いた測位ができないときは、無線信号にて最後に測位した過去の位置からの移動距離などを用いて現在位置を測位することができる。また、不感地帯に存在する携帯端末１に対する測位が可能となるので、例えば、ＩＭＥＳ送信機の設置台数を削減することができる。これにより、屋内測位システム１００は、ビーコン信号と加速度センサ１５の測定結果を組み合わせて、携帯端末１に対する精度の高い屋内測位を行うことができる。したがって、ＧＰＳ信号と互換性を有する屋内無線信号による屋内測位が十分に行えない環境であっても屋内測位が可能な屋内測位システムを提供することができるという効果を奏する。

　なお、外部環境の影響でビーコン信号の受信強度が変動することにより、携帯端末１の近傍に存在するアクセスポイントの判定を誤るおそれがある。よって、例えば、位置判定部６１は、ビーコン信号の受信強度に加えて、携帯端末の移動距離に関する情報をさらに用いて、前記携帯端末の近傍に存在するアクセスポイントを判定してもよい。具体的には、無線情報を用いて最後に測位した位置情報から、移動距離計算部２２にて計算した移動距離の範囲内に存在するか否かをアクセスポイントの判定に用いてもよい。

　また、前述の説明において、屋内測位システム１００は、１つの携帯端末１に対して現在位置を決定する構成であったが、複数の携帯端末１に対して同時に現在位置を決定してもよい。このとき、位置判別サーバ３は、例えば位置判定テーブル７１に複数の携帯端末１を一意に識別するために項目名「携帯端末」に対して、「識別子（ＩＤ）」などの小項目を設けてもよい。

　〔実施形態２〕
　本発明の実施形態２について、図１、３、４、５、８を用いて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

　（屋内測位システムの構成）
　本実施形態に係る屋内測位システム１００の構成について、前記実施形態１との違いを図１、３、４、５を用いて説明する。

　屋内測位システム１００の基本的な構成は前記実施形態１と同一であるが、位置判別サーバ３が存在しない点が異なる。

　携帯端末１は、基本的な構成は前記実施形態１と同一であるが、前記実施形態１において位置判別サーバ３が備えていた、図５における位置判定部６１および位置判定テーブル７１をさらに備えている点が異なる。携帯端末１は、ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄのいずれかから受信した無線信号の電界強度が所定の閾値未満であったときは、アクセスポイント２ａおよび２ｂから受信したビーコン信号の受信強度を位置判定テーブル７１に記録することができる。そして、携帯端末１は、位置判定部６１を用いて自身の現在位置を設定することができる。

　アクセスポイント２ａおよび２ｂは、基本的な構成は前記実施形態１と同一であるが、位置判別サーバ３との通信が発生しない点が異なる。

　（処理の流れ）
　本実施形態に係る屋内測位システム１００が実行する処理の一例について、前記実施形態１との違いを図８を用いて以下に説明する。

　Ｓ１～Ｓ６の処理は、前記実施形態１と同一である。本実施形態では携帯端末１にて自身の近傍に存在するアクセスポイントを判定するため、Ｓ７の処理は不要である。

　Ｓ８において、アクセスポイント２ａおよび２ｂは、自身の位置情報のみを、携帯端末１へ送信する点が異なる。

　Ｓ９の処理は、携帯端末１にて実行される点が異なる。よって、Ｓ１０の処理は不要となり、Ｓ９の後はＳ１１へ進むこととなる。

　前記の処理によって、本実施形態に係る屋内測位システム１００は、位置判別サーバ３が存在しない構成であるが、ＧＰＳ信号と互換性を有する屋内無線信号による屋内測位が十分に行えない環境であっても屋内測位を可能としている。

　〔変形例〕
　前記各実施形態において、携帯端末１がＩＭＥＳ送信機から受信した無線信号の電界強度を判定するために用いる所定の閾値は、ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄに共通の閾値Ｒｘであった。しかしながら、ＩＭＥＳ送信機に応じて異なる閾値を設定してもよい。例えば、携帯端末１は、ＩＭＥＳ送信機４ａから受信する無線信号の電界強度に対して用いる所定の閾値を、ＩＭＥＳ送信機４ｂ～４ｄのいずれかから受信する無線信号の電界強度に対する閾値と異なる値に設定してもよい。

　また、前記各実施形態において、携帯端末１は、アクセスポイントから受信したビーコン信号の受信強度の大きさに関わらず、当該受信強度を送信元のアクセスポイントへ送信する構成であった。しかしながら、例えば、携帯端末１は、ビーコン信号の受信強度が所定の下限値を下回ったときは、当該ビーコン信号の送信元であるアクセスポイントへ受信強度を送信しない構成であってもよい。アクセスポイントは、所定の応答時間以内に携帯端末１からビーコン信号の受信強度に関する通信を受け付けなかったときは、位置判別サーバへ情報を送信しなくてもよい。

　〔ソフトウェアによる実現例〕
　携帯端末１および位置判別サーバ３の制御ブロック（特に移動距離計算部２２、屋内測位部２３、および位置判定部６１）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

　後者の場合、携帯端末１および位置判別サーバ３は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る携帯端末（１）は、屋内位置情報を含む無線信号を送信する少なくとも１つの屋内位置情報送信機（ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄ）、および一定周期でビーコン信号を発信する少なくとも１つのアクセスポイント（２ａ、２ｂ）と通信可能な携帯端末であって、受信した前記無線信号によって最後に検出した自身の位置から、自身が移動した移動距離を計算する移動距離計算部（２２）と、前記無線信号を受信したときの電界強度が所定の閾値未満であるときに、前記アクセスポイントから受信した前記ビーコン信号の受信強度を、前記移動距離計算部によって計算された自身の移動距離とともに前記アクセスポイントへ送信し、当該携帯端末の近傍に存在しているアクセスポイントから受信した、当該アクセスポイントの位置情報を自身の現在位置として設定する屋内測位部（２３）と、を備えている構成である。

　前記の構成によれば、携帯端末は、屋内位置情報送信機から受信する無線信号が所定の閾値未満となった場合は、アクセスポイントから受信したビーコン信号の受信強度、および無線信号によって最後に検出した自身の位置からの移動距離に基づいて現在位置を設定することができる。これにより、ＧＰＳ信号と互換性を有する屋内無線信号による屋内測位が十分に行えない環境であっても、屋内における現在位置を検出することができる携帯端末を実現することができる。

　本発明の態様２に係る携帯端末（１）は、前記態様１において、前記屋内位置情報送信機（ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄ）から受信した前記無線信号の電界強度が所定の閾値未満であるか否かを判定する電界強度判定部（２１）をさらに備えており、前記屋内測位部（２３）は、前記電界強度判定部が前記電界強度が所定の閾値未満であると判定したときに、前記アクセスポイント（２ａ、２ｂ）から受信した前記ビーコン信号の受信強度を、前記移動距離計算部によって計算された自身の移動距離とともに前記アクセスポイントへ送信する構成としてもよい。

　前記の構成によれば、携帯端末は、電界強度判定部の判定結果に基づいて、無線情報を用いた測位と、ビーコン信号の受信強度などを用いた測位とを切り替えることができる。

　本発明の態様３に係る位置判別サーバ（３）は、前記態様１または２に係る前記携帯端末（１）の近傍に存在する前記アクセスポイント（２ａ、２ｂ）を判定する位置判別サーバであって、前記アクセスポイントから受信した情報のうち、前記携帯端末における受信強度が最も高かった前記ビーコン信号の送信元であるアクセスポイントを、当該携帯端末の近傍に存在するアクセスポイントとして判定する構成としてもよい。

　前記の構成によれば、位置判別サーバは、携帯端末が少なくとも１つのアクセスポイントから受信したビーコン信号の受信強度を用いて、当該携帯端末の近傍に存在するアクセスポイントを判定することができる。

　本発明の態様４に係る位置判別サーバ（３）は、前記態様３において、前記携帯端末（１）から受信した、当該携帯端末の移動距離に関する情報をさらに用いて、前記携帯端末の近傍に存在するアクセスポイント（２ａ、２ｂ）を判定する構成としてもよい。

　前記の構成によれば、位置判別サーバは、携帯端末の移動距離をさらに用いて、当該携帯端末の近傍に存在するアクセスポイントを判定することができる。

　本発明の態様５に係るアクセスポイント（２ａ、２ｂ）は、前記態様１または２に係る前記携帯端末（１）に対してビーコン信号を送信するアクセスポイントであって、前記携帯端末に対してビーコン信号を送信するビーコン信号送信部（３２）と、前記携帯端末から受信した、当該携帯端末における前記ビーコン信号の受信強度および前記移動距離を自身の位置情報とともに前記態様３または４に係る前記位置判別サーバ（３）へ送信する送受信部（３１）と、を備えている構成としてもよい。

　前記の構成によれば、アクセスポイントは、携帯端末にビーコン信号を送信し、かつ当該携帯端末における当該ビーコン信号の受信強度および移動距離と自身の位置情報とともに位置判別サーバへ送信することができる。アクセスポイントにおいて前記の処理を実行することにより、位置判別サーバにおいて携帯端末の近傍に存在するアクセスポイントを判定することができる。

　本発明の態様６に係る屋内測位システム（１００）は、前記態様１または２に係る携帯端末（１）と、屋内位置情報を含む無線信号を送信する少なくとも１つの屋内位置情報送信機（ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄ）と、前記態様３または４に係る位置判別サーバ（３）と、前記態様５に係るアクセスポイント（２ａ、２ｂ）と、を備えている構成としてもよい。前記の構成によれば、前記態様１と同様の作用効果を奏する。

　本発明の態様７に係る携帯端末（１）による測位方法は、屋内位置情報を含む無線信号を送信する少なくとも１つの屋内位置情報送信機（ＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄ）、および一定周期でビーコン信号を発信する少なくとも１つのアクセスポイント（２ａ、２ｂ）と互いに通信可能であり、前記無線信号を用いて屋内における位置を測位することが可能な携帯端末による測位方法であって、受信した前記無線信号によって最後に検出した自身の位置から、自身が移動した移動距離を計算する移動距離計算ステップ（Ｓ５）と、前記無線信号を受信したときの電界強度が所定の閾値未満であるときに、前記アクセスポイントから受信した前記ビーコン信号の受信強度を、前記移動距離計算ステップにて計算された自身の移動距離とともに前記アクセスポイントへ送信し、当該携帯端末の近傍に存在しているアクセスポイントから受信した、当該アクセスポイントの位置情報を自身の現在位置として設定する屋内測位ステップ（Ｓ７、Ｓ１１）と、を含んでいる構成である。前記の構成によれば、前記態様１と同様の作用効果を奏する。

　本発明の各態様に係る屋内測位システム１００を構成する各要素（携帯端末１、アクセスポイント２ａおよび２ｂ、位置判別サーバ３、およびＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄ）は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記屋内測位システム１００を構成する各要素（携帯端末１、アクセスポイント２ａおよび２ｂ、位置判別サーバ３、およびＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄ）が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記屋内測位システム１００を構成する各要素（携帯端末１、アクセスポイント２ａおよび２ｂ、位置判別サーバ３、およびＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄ）をコンピュータにて実現させる屋内測位システム１００を構成する各要素（携帯端末１、アクセスポイント２ａおよび２ｂ、位置判別サーバ３、およびＩＭＥＳ送信機４ａ～４ｄ）の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

　１　携帯端末
　２ａ、２ｂ　アクセスポイント
　３　位置判別サーバ
　４ａ～４ｄ　ＩＭＥＳ送信機（屋内位置情報送信機）
　１５　加速度センサ
　２１　電界強度判定部
　２２　移動距離計算部
　２３　屋内測位部
　３１　送受信部
　３２　ビーコン信号送信部
　６１　位置判定部
　７１　位置判定テーブル
　１００　屋内測位システム

Claims

　屋内位置情報を含む無線信号を送信する少なくとも１つの屋内位置情報送信機、および一定周期でビーコン信号を発信する少なくとも１つのアクセスポイントと通信可能な携帯端末であって、
　受信した前記無線信号によって最後に検出した自身の位置から、自身が移動した移動距離を計算する移動距離計算部と、
　前記無線信号を受信したときの電界強度が所定の閾値未満であるときに、前記アクセスポイントから受信した前記ビーコン信号の受信強度を、前記移動距離計算部によって計算された自身の移動距離とともに前記アクセスポイントへ送信し、当該携帯端末の近傍に存在しているアクセスポイントから受信した、当該アクセスポイントの位置情報を自身の現在位置として設定する屋内測位部と、を備えている
ことを特徴とする携帯端末。
　前記屋内位置情報送信機から受信した前記無線信号の電界強度が所定の閾値未満であるか否かを判定する電界強度判定部をさらに備えており、
　前記屋内測位部は、前記電界強度判定部が前記電界強度が所定の閾値未満であると判定したときに、前記アクセスポイントから受信した前記ビーコン信号の受信強度を、前記移動距離計算部によって計算された自身の移動距離とともに前記アクセスポイントへ送信し、前記電界強度判定部が前記電界強度が所定の閾値以上であると判定したときに、受信した前記無線信号を用いて現在位置の測位を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
　請求項１または２に記載の携帯端末の近傍に存在する前記アクセスポイントを判定する位置判別サーバであって、
　前記アクセスポイントから受信した情報のうち、前記携帯端末における受信強度が最も高かった前記ビーコン信号の送信元であるアクセスポイントを、当該携帯端末の近傍に存在するアクセスポイントとして判定する
ことを特徴とする位置判別サーバ。
　前記携帯端末から受信した、当該携帯端末の移動距離に関する情報をさらに用いて、前記携帯端末の近傍に存在するアクセスポイントを判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の位置判別サーバ。
　請求項１または２に記載の携帯端末に対してビーコン信号を送信するアクセスポイントであって、
　前記携帯端末に対してビーコン信号を送信するビーコン信号送信部と、
　前記携帯端末から受信した、当該携帯端末における前記ビーコン信号の受信強度および前記移動距離を自身の位置情報とともに請求項３または４に記載の位置判別サーバへ送信する送受信部と、を備えている
ことを特徴とするアクセスポイント。
　請求項１または２に記載の携帯端末と、
　屋内位置情報を含む無線信号を送信する少なくとも１つの屋内位置情報送信機と、
　請求項３または４に記載の位置判別サーバと、
　請求項５に記載のアクセスポイントと、を備えている
ことを特徴とする屋内測位システム。
　屋内位置情報を含む無線信号を送信する少なくとも１つの屋内位置情報送信機、および一定周期でビーコン信号を発信する少なくとも１つのアクセスポイントと通信可能であり、前記無線信号を用いて屋内における位置を測位することが可能な携帯端末による測位方法であって、
　受信した前記無線信号によって最後に検出した自身の位置から、自身が移動した移動距離を計算する移動距離計算ステップと、
　前記無線信号を受信したときの電界強度が所定の閾値未満であるときに、前記アクセスポイントから受信した前記ビーコン信号の受信強度を、前記移動距離計算ステップにて計算された自身の移動距離とともに前記アクセスポイントへ送信し、当該携帯端末の近傍に存在しているアクセスポイントから受信した、当該アクセスポイントの位置情報を自身の現在位置として設定する屋内測位ステップと、を備えている
ことを特徴とする携帯端末。