JP5988988B2 - 位置推定装置、位置推定方法、プログラムおよび集積回路 - Google Patents

Description

本発明は、無線端末の位置を推定する技術に関する。

近年、例えば、環境問題に対応した電力使用量の管理のため、多様な家電機器を家庭内ネットワークに接続し、ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いて家電機器を制御するＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）の導入が進んでいる。

ＨＥＭＳでは、システムを利用するユーザの位置に応じて家電機器の電源ＯＮ／ＯＦＦを切り替える等の制御を行うため、屋内における精度の高い位置測定技術が必要となる。

屋内における位置測定技術として、図２に示すように電波の受信強度が基地局からの距離に応じて減衰する性質を利用して、基地局から無線端末の距離を推定し、図３に示すように各基地局を中心として半径が上記推定された距離の円の交点を無線端末の位置として推定する手法がある。

また、各地点における電界強度を登録した電界強度マップをあらかじめ作成し、ユーザのナビゲーションに利用する手法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２４１６６３号公報

しかしながら、多くの無線端末では、無線端末内のアンテナの配置状態やアンテナの指向性の影響により、基地局に対する端末姿勢によって、基地局から送信される信号の受信電界強度は変化するという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みて、無線端末の位置を高精度に推定する位置推定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る位置推定装置は、無線端末の現在位置を推定する位置推定装置であって、前記無線端末と交信する複数の基地局から前記無線端末が受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の基地局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する距離推定部と、前記複数の基地局それぞれの位置を示す基地局情報および推定された前記距離情報を用いて、前記無線端末の現在位置である第１位置を推定する位置推定部と、推定された前記第１位置における前記無線端末の加速度および方位と、推定された前記第１位置と、前記基地局情報とに基づいて、前記距離情報を補正する補正部とを備え、前記位置推定部は、さらに、前記基地局情報および補正された前記距離情報を用いて、第２位置を前記無線端末の現在位置として推定する。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータに読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明によれば、無線端末の位置を高精度に推定する位置推定装置を実現することができる。

図１は、実施の形態１における位置推定装置の構成を示すブロック図である。 図２は、電界強度と距離の関係を示すグラフの例である。 図３は、距離情報を用いて無線端末の現在位置を推定する方法例を示す図である。 図４は、実施の形態１における無線端末の各装着状態における加速度情報のモデルパターンを示す例である。 図５は、実施の形態１における検出された無線端末の端末情報の具体例である。 図６は、実施の形態１における基地局管理情報の例である。 図７は、実施の形態１における測定された受信強度と推定された距離情報の例である。 図８は、実施の形態１における端末姿勢と受信強度の関係を示す説明図である。 図９は、実施の形態１における端末姿勢と補正倍率の対応例である。 図１０は、実施の形態１における基地局と無線端末とユーザの位置関係と受信強度の関係を示す説明図である。 図１１は、実施の形態１における基地局と無線端末とユーザの位置関係と補正倍率の対応例である。 図１２は、実施の形態１における位置推定装置の動作を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態１における位置推定装置の動作を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態１における位置推定装置の動作を示すフローチャートである。 図１５は、実施の形態１における位置推定装置の動作を示すフローチャートである。 図１６は、実施の形態１における無線端末から基地局の方位の算出結果例を示す図である。 図１７は、実施の形態１における基地局と無線端末の間にユーザがいるかどうかの判定結果例を示す図である。 図１８は、実施の形態１における補正された距離情報を用いた現在位置の推定結果を示す図である。 図１９は、実施の形態２における位置推定装置の構成を示すブロック図である。 図２０は、実施の形態２における電界強度マップの例を示す説明図である。 図２１は、実施の形態２における位置推定装置の動作を示すフローチャートである。 図２２は、実施の形態２における位置推定装置の動作を示すフローチャートである。 図２３は、本発明における位置推定装置の最小構成を示すブロック図である。 図２４は、本発明における位置推定装置の最小構成の動作を示すフローチャートである。

上記目的を達成するために、本発明の第１態様に係る位置推定装置は、無線端末の現在位置を推定する位置推定装置であって、前記無線端末と交信する複数の基地局から前記無線端末が受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の基地局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する距離推定部と、前記複数の基地局それぞれの位置を示す基地局情報および推定された前記距離情報を用いて、前記無線端末の現在位置である第１位置を推定する位置推定部と、推定された前記第１位置における前記無線端末の加速度および方位と、推定された前記第１位置と、前記基地局情報とに基づいて、前記距離情報を補正する補正部とを備え、前記位置推定部は、さらに、前記基地局情報および補正された前記距離情報を用いて、第２位置を前記無線端末の現在位置として推定する。

この構成により、無線端末の端末姿勢や基地局と無線端末とユーザの位置関係による電波の受信電界強度に対する影響を低減し、無線端末の位置を高精度に推定する位置推定装置を実現することができる。より具体的には、本態様に係る位置推定装置は、加速度情報および方位情報に基づいて、無線端末の端末姿勢を算出し、端末姿勢に応じて距離情報を補正することで、基地局との間の距離情報の精度を高くすることできる。また、本態様に係る位置推定装置は、精度の高い距離情報を位置推定に用いることで、推定される位置情報の精度も同様に高くすることができる。

ここで、第２の態様に係る位置推定装置は、上記第１の態様において、例えば、前記位置推定装置は、前記無線端末に構成されており、さらに、前記無線端末の加速度および方位を検出する検出部を備えるとしてもよい。

また、例えば、第３の態様に係る位置推定装置は、上記第１または２の態様において、前記位置推定装置は、さらに、前記無線端末の加速度および方位を用いて前記無線端末の姿勢を検出する姿勢検出部を備え、前記補正部は、検出された前記姿勢、推定された前記第１位置および前記基地局情報を用いて、前記距離情報を補正するとしてもよい。

また、例えば、第４の態様に係る位置推定装置は、上記第１の態様〜第３の態様のいずれかにおいて、前記補正部は、検出された前記姿勢と推定された前記第１位置と前記基地局情報とにより一の基地局に対する前記無線端末の姿勢が正面でない旨が示される場合には、前記一の基地局に対する前記無線端末の姿勢が正面であるときよりも、前記一の基地局から前記無線端末までの距離として推定された前記距離情報の値が大きくなるよう補正するとしてもよい。

また、例えば、第５の態様に係る位置推定装置は、上記第１の態様〜第４の態様のいずれかにおいて、例えば、前記位置推定装置は、さらに、前記無線端末の加速度を用いて、推定された前記第１位置における前記無線端末がユーザに装着されている状態を示す装着状態を判定する装着状態判定部と、前記無線端末の加速度および方位を用いて、推定された前記第１位置における前記無線端末の移動方向を判定する移動方向判定部とを備え、前記補正部は、判定された前記装着状態と、判定された前記移動方向と、推定された前記第１位置と、前記基地局情報とを用いて、前記複数の基地局それぞれとユーザと前記無線端末との位置関係を特定し、特定した前記位置関係に応じて、前記距離情報を補正するとしてもよい。

ここで、例えば、第６の態様に係る位置推定装置は、上記第５の態様において、前記補正部は、特定した前記位置関係により前記ユーザが一の基地局と前記無線端末との間に存在する旨が示される場合には、前記一の基地局と前記無線端末との間にユーザが存在しないときよりも、前記一の基地局から前記無線端末までの距離として推定された前記距離情報の値が大きくなるように補正するとしてもよい。

また、例えば、第７の態様に係る位置推定装置は、上記第５または６の態様において、前記補正部は、特定した前記位置関係により、前記ユーザが一の基地局と前記無線端末との間に存在し、かつ、前記無線端末がユーザの服の胸ポケットに存在する旨が示される場合には、前記無線端末がユーザの手に持たれているときよりも、他の基地局から前記無線端末までの距離として推定された前記距離情報の値が大きくなるように補正するとしてもよい。

また、例えば、第８の態様に係る位置推定装置は、上記第１の態様〜第７の態様のいずれかにおいて、例えば、前記補正部は、前記複数の基地局それぞれが前記無線端末との交信に利用する周波数帯域に応じて、前記距離情報を補正するとしてもよい。

また、例えば、第９の態様に係る位置推定装置は、上記第１の態様〜第８の態様のいずれかにおいて、例えば、前記位置推定装置は、前記第１位置から前記第２位置までの距離が所定の値以上の場合、前記第２位置を前記第１位置として、前記距離情報の補正をやり直すとしてもよい。

ここで、例えば、第１０の態様に係る位置推定装置は、上記第９の態様において、前記補正部は、前記第１位置から前記第２位置までの距離が前記所定の値以上の場合、前記第２位置を前記第１位置とし、当該第１位置における前記無線端末の加速度および方位と、当該第１位置と、前記基地局情報とに基づいて、前記距離情報を補正し、前記位置推定部は、さらに、前記基地局情報および補正された前記距離情報を用いて、前記第２位置を前記無線端末の現在位置として推定するとしてもよい。

また、上記目的を達成するために、本発明の第１１態様に係る位置推定装置は、無線端末の現在位置を推定する位置推定装置であって、予め一定間隔の位置ごとに前記無線端末と交信する複数の基地局それぞれから前記無線端末が受信した信号の受信強度を記録した電界強度マップを記憶する記憶部と、前記複数の基地局から前記無線端末が受信した信号の受信強度を測定する測定部と、前記測定部により測定された受信強度および前記記憶部に記憶されている前記電界強度マップを用いて、前記無線端末の現在位置であり、前記受信強度が測定された位置である第１位置を推定する位置推定部と、前記無線端末の加速度を用いて、推定された前記第１位置における前記無線端末がユーザに装着されている状態を示す装着状態を判定する装着状態判定部と、前記無線端末の加速度および方位を用いて、推定された前記第１位置における前記無線端末の移動方向を判定する移動方向判定部と、判定された前記装着状態と、判定された前記移動方向と、推定された前記第１位置とを用いて、前記複数の基地局それぞれとユーザと前記無線端末との位置関係を特定し、特定した前記位置関係に応じて前記受信強度を補正する補正部と、を備え、前記位置推定部は、補正された前記受信強度と記憶されている前記電界強度マップとを用いて、前記第２位置を前記無線端末の現在位置として推定する。

ここで、例えば、第１２の態様に係る位置推定装置は、上記第１１の態様において、前記位置推定装置は、前記無線端末に構成されており、さらに、前記無線端末の加速度および方位を検出する検出部を備えるとしてもよい。

また、例えば、第１３の態様に係る位置推定装置は、上記第１１または１２の態様において、前記位置推定装置は、さらに、前記無線端末の加速度および方位を用いて前記無線端末の姿勢を検出する姿勢検出部を備え、前記補正部は、さらに、検出された前記姿勢を用いて、前記受信強度を補正するとしてもよい。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、本発明の一態様に係る位置推定装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の位置推定装置１００は、例えば、携帯電話などの無線端末に備えられ、該無線端末（以下、対象端末とよぶ。）の現在位置を推定する機能を有する。

＜１−１．構成＞
図１は、実施の形態１における位置推定装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、位置推定装置１００は、センサ部１０１、無線処理部１０４、制御部１０５および記憶部１１４を備える。また、センサ部１０１は、加速度センサ１０２および地磁気センサ１０３を備え、制御部１０５は、端末情報検出部１０６、無線強度測定部１１０、距離推定部１１１、位置推定部１１２および補正部１１３を備える。端末情報検出部１０６は、さらに、端末姿勢検出部１０７、移動方向検出部１０８および装着状態検出部１０９を備える。なお、センサ部１０１は、検出部の一例であり、対象端末の加速度および方位を検出する。

加速度センサ１０２は、対象端末の３軸方向の加速度を検出し、電気信号に変換した加速度情報として端末情報検出部１０６へ出力する。

地磁気センサ１０３は、３軸方向の地磁気を検出し、電気信号に変換した地磁気情報として端末情報検出部１０６へ出力する。

無線処理部１０４は、アンテナなどから構成され、基地局と通信するために無線信号を送受信する機能を有する。ここで、基地局は、対象端末を含む無線端末と無線通信を行うための装置であり、例えば、携帯電話やＰＨＳの親局、無線ＬＡＮアクセスポイントなどが挙げられる。

端末姿勢検出部１０７は、センサ部１０１から入力される加速度情報および地磁気情報を用いて、加速度情報から重力方向に対する対象端末の姿勢を、地磁気情報から平面直角座標系に対する対象端末の姿勢をそれぞれ算出し、対象端末の端末姿勢情報として補正部１１３に出力する。

移動方向検出部１０８は、センサ部１０１から入力される加速度情報および地磁気情報に基づいて、対象端末の移動方向を判定し、移動方向情報として補正部１１３に出力する。

なお、端末姿勢検出部１０７および移動方向検出部１０８は、地磁気センサからの地磁気情報を用いる他に、例えば、角速度センサからの角速度情報を用いることにより、対象端末の方位を算出して、端末姿勢情報および移動方向を算出することもできる。

このように、端末姿勢検出部１０７は、対象端末の加速度および方位を用いて、推定された第１位置における対象端末の姿勢を検出する。移動方向検出部１０８は、移動方向判定部の一例であり、対象端末の加速度および方位を用いて、推定された前記第１位置における対象端末の移動方向を判定する。

装着状態検出部１０９は、対象端末がユーザのどの部位に装着されているかを示す装着状態を検出する。装着状態検出部１０９は、センサ部１０１から入力される加速度情報のパターンと、記憶部１１４にあらかじめ保存されている各装着状態における加速度情報のモデルパターンとのマッチングを行って装着状態を判定し、装着状態情報として補正部１１３に出力する。

このように、装着状態検出部１０９は、装着状態判定部の一例であり、対象端末の加速度を用いて、対象端末がユーザに装着されている状態を示す装着状態を判定する。

図４は、記憶部１１４で記憶される装着状態のモデルパターン情報４００の例である。

モデルパターンは、加速度情報の波形データで構成され、各モデルパターンのフィールドには、実際の波形データが記憶される領域のアドレスが格納されており、上記アドレスが示す記憶領域にアクセスすることで各装着状態における加速度情報のモデルパターンを得る。

また、精度情報は、上記モデルパターンとして、本人データを用いているか、一般データを用いているかを示すものである。精度情報は、初期状態では、一般データであり、対象端末のアプリケーションなどによってユーザ情報を取得することで、本人データに更新される。精度情報に応じて装着状態の判定精度を算出し、判定精度に応じて、後述の処理における補正量を変化させることが可能である。更新時刻もまた、精度情報と同様に、判定精度を評価する目的に使用することが可能である。

なお、本実施の形態では、一般データより本人データの方が精度のよいデータとして説明している。

図５は、端末姿勢検出部１０７で検出された端末姿勢情報、移動方向検出部１０８で検出された移動方向情報および装着状態検出部１０９で検出された装着状態情報の具体例である。図５に示すテーブル５００の例では、対象端末は、重力方向つまり地面に対して下面が向かい合い、北を示す方位に正面が向き、ユーザの胸ポケットに装着され、南に向かって移動していると検出されている。

図１に戻り、各構成の説明を続ける。無線強度測定部１１０は、無線処理部１０４が受信した信号の受信電界強度を基地局ごとに測定する。無線強度測定部１１０は、測定した受信電界強度を、各基地局を識別する基地局ＩＤと対応付けた受信強度情報として距離推定部１１１に出力する。

距離推定部１１１は、無線強度測定部１１０から入力された受信強度情報および記憶部１１４であらかじめ記憶されている送信強度情報に基づいて基地局それぞれと対象端末との間の距離を推定し、基地局ＩＤと対応付けた距離情報として位置推定部１１２および補正部１１３に出力する。

このように、距離推定部１１１は、対象端末と交信する複数の基地局から対象端末が受信した信号の受信電界強度を用いて、複数の基地局それぞれから対象端末までの距離を示す距離情報を推定する。

なお、上述の送信強度情報は、後述の処理で使用する基地局に関するデータとともに、記憶部１１４で記憶される。

図６は、基地局管理情報６００の例である。基地局管理情報６００は、基地局ＩＤレコード群からなり、各基地局ＩＤレコードは、帯域情報、送信強度、位置情報および更新時刻の各項目からなる。ここで、基地局ＩＤは、各基地局を一意に特定するＩＤ情報であり、帯域情報は、各基地局の利用する周波数帯域を示す。また、送信強度は、各基地局の電波の送信電力を示し、位置情報は、各基地局の座標（座標系におけるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸）を示す。更新時刻は、基地局管理情報６００を更新する際に、更新時刻を比較して最新の情報を記録するなどの用途に用いる。

図７は、無線強度測定部１１０で測定された受信強度情報および距離推定部１１１で推定された距離情報の具体例である。図７に示すテーブル７００の例では、基地局ＩＤが「ＡＰ−１」、「ＡＰ−２」および「ＡＰ−３」の基地局と各基地局から送信された信号の受信電界強度がそれぞれ「−４９ｄＢｍ」、「−６０ｄＢｍ」および「−５４ｄＢｍ」であり、推定された距離情報がそれぞれ「５ｍ」、「１５ｍ」および「１０ｍ」である場合とが示されている。

図１に戻り、各構成の説明を続ける。位置推定部１１２は、記憶部１１４で記憶されている基地局の位置情報および距離推定部１１１から入力される距離情報に基づいて対象端末の位置（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）を推定する。位置推定部１１２は、推定された対象端末の対象端末のおおよその現在位置（仮現在位置）を第１位置（以下仮位置情報とも呼ぶ）として補正部１１３に出力する。

また、位置推定部１１２は、後述の補正部１１３から入力される補正距離情報および基地局の位置情報に基づいて対象端末の現在位置を推定する機能を有する。

位置推定部１１２は、少なくとも３つ基地局の位置情報および基地局からの距離が得られれば、対象端末の位置を推定することができる。

このように、位置推定部１１２は、基地局の位置を示す基地局情報および推定された距離情報を用いて、対象端末の現在位置である第１位置を推定する。また、位置推定部１１２は、さらに、基地局情報および補正された距離情報を用いて、第２位置を、対象端末の現在位置として推定する。

補正部１１３は、端末情報検出部１０６から入力される端末姿勢情報、移動方向情報および装着状態情報、位置推定部１１２から入力される仮の位置情報および前述の基地局情報に基づいて、距離推定部１１１から入力される距離情報を補正し、補正結果の補正距離情報を位置推定部１１２に出力する。

このように、補正部１１３は、推定された第１位置における対象端末の加速度および方位と、推定された第１位置と、基地局情報とに基づいて、距離情報を補正する。

なお、上述したように、仮の位置情報、仮位置情報は、対象端末のおおよその現在位置(仮現在位置)である第１位置に相当する。

また、後述するが、補正部１１３は、第１位置から第２位置までの距離が所定の値以上の場合、第２位置を第１位置として、距離情報の補正をやり直す。より具体的には、補正部１１３は、第１位置から第２位置までの距離が所定の値以上の場合、第２位置を第１位置とし、当該第１位置における対象端末の加速度および方位と、当該第１位置と、基地局情報とに基づいて、距離情報を補正する。そのとき、位置推定部１１２は、基地局情報および補正された距離情報を用いて、第２位置を対象端末の現在位置として推定する。

ここで、補正部１１３による位置推定部１１２から入力される距離情報の補正について詳しく説明する。

まず、基地局に対する端末姿勢と受信感度の関係について説明する。端末姿勢は、移動端末の水平面に対する傾きと、水平面における移動端末の向きとからなる。本実施の形態では、基地局に対する端末姿勢とは、基地局に対象端末のどの面が向いているかを示す姿勢情報である。

図８は、基地局に対する端末姿勢を示す説明図である。以下、対象端末が正面の面積の広い端末形状を有する場合などについて説明する。多くの無線端末では、端末内部のアンテナの構成に依存するものの、無線端末内のアンテナの配置状態やアンテナの指向性の影響により、基地局に対する端末姿勢によって、無線端末が同じ位置であっても基地局から送信される信号の受信電界強度が変化する。

一般的には、基地局に対する無線端末の端末姿勢が正面である場合と比べて、基地局に対する無線端末の端末姿勢が正面以外の場合は、受信電界強度が小さく測定され、その結果、基地局と無線端末との間の距離が長いと推定される。

例えば、図８に示す例では、基地局「ＡＰ−４」は、無線端末「Ｍｏｂｉｌｅ−２」の右側面に位置する。また、基地局「ＡＰ−５」は、無線端末「Ｍｏｂｉｌｅ−２」の正面に位置する。つまり、実際には、基地局「ＡＰ−４」から無線端末「Ｍｏｂｉｌｅ−２」までの距離と、基地局「ＡＰ−５」から無線端末「Ｍｏｂｉｌｅ−２」までの距離が等しく、さらに、基地局「ＡＰ−４」および「ＡＰ−５」の送信強度が等しかったとしても、無線端末の受信する信号の受信強度は異なり、「ＡＰ−４」は遠くに、「ＡＰ−５」は近くに推定される。

本実施の形態の位置推定装置１００は、後述の処理によって対象端末の基地局に対する端末姿勢を算出し、記憶部１１４にあらかじめ記憶してある図９の例すなわち基地局に対する端末姿勢と補正倍率を示すテーブル９００を参照することによって、距離情報の補正を行う。

つまり、補正部１１３は、検出された端末姿勢、推定された第１位置および基地局情報を用いて、距離情報を補正する。例えば、補正部１１３は、検出された端末姿勢と推定された第１位置と基地局情報とにより一の基地局に対する対象端末の姿勢が正面でない旨が示される場合には、一の基地局に対する対象端末の姿勢が正面であるときよりも、一の基地局から対象端末までの距離として推定された距離情報の値が大きくなるよう補正する。

なお、図９に示す補正倍率の値は一例であり、この値に限られない。

次に、基地局と無線端末とユーザの位置関係と受信強度の関係について説明する。

図１０は、基地局と無線端末とユーザの位置関係を示す説明図である。基地局と無線端末とユーザの位置関係において、基地局と無線端末の間にユーザ（人体）が存在すると、無線端末は、基地局からの距離による減衰に加えて人体干渉により減衰した無線信号を受信するため、受信電界強度が小さく測定され、その結果、基地局と無線端末との間の距離が実際の距離よりも長く推定される。

例えば、図１０において基地局「ＡＰ−６」と無線端末「Ｍｏｂｉｌｅ−３」の間にはユーザ（人体）が存在しない。また、基地局「ＡＰ−７」と無線端末「Ｍｏｂｉｌｅ−３」の間にはユーザ（人体）が存在する。実際には、基地局「ＡＰ−６」から無線端末「Ｍｏｂｉｌｅ−３」までの距離と、基地局「ＡＰ−７」から無線端末「Ｍｏｂｉｌｅ−３」までの距離が等しく、さらに、基地局「ＡＰ−６」および「ＡＰ−７」の送信強度が等しかったとしても、無線端末の受信する信号の受信強度は異なり、基地局「ＡＰ−７」は、基地局「ＡＰ−６」に比べて遠くに推定される。

また、人体干渉による受信強度の影響は、基地局の利用する周波数帯域により変化する。周波数が高いと直進性が高くなり、透過性が低くなる。従って、基地局の利用する周波数帯域が高いほど人体干渉による影響を受けることになる。

本実施の形態の位置推定装置１００は、後述の処理によって基地局と対象端末とユーザの位置関係を特定（算出）し、記憶部１１４にあらかじめ記憶してある図１１の例すなわち基地局と対象端末とユーザの位置関係と補正倍率との関係を示すテーブル１１００を参照することによって、距離情報の補正を行う。

つまり、補正部１１３は、判定された装着状態と、判定された移動方向と、推定された第１位置と、基地局情報とを用いて、複数の基地局それぞれとユーザと対象端末との位置関係を特定し、特定した位置関係に応じて、距離情報を補正する。例えば、補正部１１３は、特定した位置関係によりユーザが一の基地局と対象端末との間に存在する旨が示される場合には、一の基地局と対象端末との間にユーザが存在しないときよりも、一の基地局から対象端末までの距離として推定された距離情報の値が大きくなるように補正する。

なお、基地局と無線端末とユーザの位置関係は同じでも、無線端末の装着状態によって（例えば、無線端末が胸ポケットに装着されているかズボンポケットに装着されているかによってなど）、人体干渉による受信強度の影響は変化する。従って、上記位置関係および装着状態に応じて、人体干渉の影響を複数段階に分け、段階に応じて距離情報の補正を行うことも可能である。

例えば、補正部１１３は、特定した位置関係により、ユーザが一の基地局と対象端末との間に存在し、かつ、対象端末がユーザの服の胸ポケットに存在する旨が示される場合には、対象端末がユーザの手に持たれているときよりも、他の基地局から対象端末までの距離として推定された距離情報の値が大きくなるように補正する。

図１に戻り、記憶部１１４は、端末装着状態情報のモデルパターン情報４００および基地局管理情報６００を記憶する。また、記憶部１１４は、図９に示す基地局に対する端末姿勢と補正倍率の関係を示すテーブル９００、図１１に示す基地局と端末とユーザの位置関係における補正倍率の関係を示すテーブル１１００を記憶する。

＜１−２．動作＞
次に、本実施の形態における位置推定装置１００の動作について説明する。

図１２は、本実施の形態における位置推定装置１００の動作全体を示すフローチャートである。図１２に示すように、位置推定装置１００の動作は、加速度情報および方位情報を取得し、端末情報（装着状態、移動方向および端末姿勢）の検出を行うステップ（Ｓ１２０１）、基地局から対象端末までの距離を示す距離情報を推定するステップ（Ｓ１２０２）、対象端末の仮の位置（第１位置）を示す仮位置情報を推定するステップ（Ｓ１２０３）、ステップ１２０２で推定した距離を補正して補正距離情報を算出するステップ（Ｓ１２０４）、補正距離情報に基づいて対象端末の現在位置を示す現在位置情報を推定するステップ（Ｓ１２０５）、および、現在位置情報の再推定が必要かを判定するステップ（Ｓ１２０６）を含む。

図１３は、ステップＳ１２０１で実行する端末情報の検出動作の詳細を示すフローチャートである。図１３に示すように、位置推定装置１００は、まず、加速度センサ１０２の出力から対象端末が前回位置推定時から移動しているかどうかを判定し、移動していれば次のステップに進む（Ｓ１３０１）。

なお、前回位置推定時から対象端末が移動していなければ、位置推定装置１００は、前回推定時に推定された位置情報をそのまま現在位置情報としてステップＳ１２０１に戻り、次回推定時まで待機する。

端末姿勢検出部１０７は、加速度センサ１０２から入力された加速度情報および地磁気センサ１０３から入力された方位情報に基づいて端末姿勢情報を算出する（Ｓ１３０２、Ｓ１３０３、Ｓ１３０４）。

移動方向検出部１０８は、加速度センサ１０２から入力される加速度情報および地磁気センサ１０３から入力される方位情報に基づいて移動方向を検出する（Ｓ１３０５）。

装着状態検出部１０９は、加速度センサ１０２から入力される加速度情報のパターンと、記憶部１１４にあらかじめ保存されている各装着状態における加速度情報のモデルパターンとに基づいて装着状態を検出する（Ｓ１３０６）。

上記図１３に示す処理により、図５に示す対象端末の端末情報が取得される。

図１４は、ステップ１２０２で実行する距離推定の動作の詳細を示すフローチャートである。図１４に示すように、無線強度測定部１１０は、まず、複数の基地局が送信する信号の受信電界強度を測定し、測定した受信電界強度と基地局ＩＤを対応付けた受信強度情報を距離推定部１１１に出力する（Ｓ１４０１）。

次に、距離推定部１１１は、無線強度測定部１１０が測定した基地局を、受信電界強度が強い順に選択する（Ｓ１４０２）。

距離推定部１１１は、選択した基地局を示す基地局ＩＤに対応する基地局の位置情報が記憶部１１４に記憶されているかどうかを判定する（Ｓ１４０３）。記憶部１１４に選択された基地局の位置情報が記憶されていればステップＳ１４０４に進み、記憶部１１４に選択された基地局の位置情報が記憶されていなければ、ステップＳ１４０２に戻る。

距離推定部１１１は、選択された基地局からの信号の受信強度に基づいて、選択された基地局から対象端末までの距離を推定し、基地局ＩＤと対応付けて位置推定部１１２および補正部１１３に出力する（Ｓ１４０４）。

ステップＳ１４０４の処理の後、距離推定部１１１は、対象端末の位置推定に必要な数の基地局、つまり、３つ以上の基地局からの距離情報を推定できたかどうかを判定する（Ｓ１４０５）。３つ以上の距離情報を推定できた場合は、距離情報を推定する処理を終了し、ステップＳ１２０３に進む。３つ以上の距離情報を推定できなかった場合には、ステップＳ１４０２に戻る。

なお、ステップＳ１４０２において、無線強度測定部１１０が測定したすべての基地局を選択しても、３つの距離情報が推定できなかった場合には、対象端末の位置情報を推定することができないため、ステップＳ１２０１に戻り、次回位置推定時まで待機する。

上記図１４に示す動作により、基地局それぞれから対象端末までの距離が推定される。

図１２に戻り、ステップＳ１２０３の対象端末の仮の位置（第１位置）を推定する処理を説明する。例えば、ステップＳ１２０２によって、３つの基地局「ＡＰ−１」、「ＡＰ−２」および「ＡＰ−３」からの信号の受信強度が測定され、基地局「ＡＰ−１」、「ＡＰ−２」および「ＡＰ−３」から対象端末までの距離がそれぞれＬ１、Ｌ２およびＬ３と推定されたとする。この場合、図３に示すように、基地局「ＡＰ−１」を中心とする半径Ｌ１の円と、基地局「ＡＰ−２」を中心とする半径Ｌ２の円と、基地局「ＡＰ−３」を中心とする半径Ｌ３の円の交点を対象端末の仮の位置として推定し、上記仮の位置を示す仮位置情報を補正部１１３に出力する。

なお、上記ではＺ座標をすべて同じ（固定）として説明したが、Ｚ座標のことを考慮すると、３つの球面の交点は２点定まる。その場合、４つ目の距離情報を用いる、もしくは、あらかじめ基準となる対象端末の高さを決めておく、などの方法で１点に絞り込むことが可能である。

図１５は、ステップＳ１２０４で実行する距離情報を補正する動作の詳細を示すフローチャートである。まず、補正部１１３は、位置推定部１１２が位置推定に利用した基地局を順に選択する（Ｓ１５０１）。

補正部１１３は、ステップＳ１５０１で選択した基地局に対する対象端末の端末姿勢を算出する（Ｓ１５０２）。本実施の形態では、まず、補正部１１３は、位置推定部１１２から入力される仮位置情報と記憶部１１４に記憶されている基地局の位置情報とに基づいて、対象端末から選択された基地局への方位を算出する。

補正部１１３は、算出された対象端末から選択された基地局への方位と、端末情報検出部１０６から入力される端末姿勢とから、選択された基地局に対する対象端末の端末姿勢を算出する。

図１６は、対象端末から選択された基地局への方位の算出結果例、および、基地局に対する対象端末の端末姿勢の算出結果例を示す図である。図１６では、対象端末から基地局「ＡＰ−１」、「ＡＰ−２」および「ＡＰ−３」の方位がそれぞれ「北」、「南」および「東」と算出され、基地局に対する対象端末の端末姿勢がそれぞれ「正面」、「背面」および「右側面」と算出されていることを示している。

基地局に対する対象端末の端末姿勢を算出すると、補正部１１３は、記憶部１１４で記憶する基地局に対する端末姿勢と補正倍率とを示すテーブル９００を参照して、補正倍率の算出を行う（Ｓ１５０３）。

次に、補正部１１３は、ステップＳ１５０１で選択した基地局と対象端末とユーザの位置関係において基地局と対象端末との間にユーザが存在するかどうかを判定する（Ｓ１５０４）。

ここで、基地局と対象端末とユーザとの位置関係を算出する処理について説明する。まず、補正部１１３は、端末情報検出部１０６から入力される装着状態から対象端末がユーザの前面に装着されているか、後面に装着されているかを判定する。本実施の形態では、装着状態が胸ポケットやズボン前ポケットを示す場合、対象端末はユーザの前面に装着されていると判定し、装着状態がズボン後ポケットを示す場合、対象端末はユーザの後面に装着されていると判定する。

次に、ユーザの向いている方位を特定する。端末情報検出部１０６から入力される対象端末の移動方向がユーザの移動方向を示しているため、本実施の形態では、ユーザの移動方向をユーザの向いている方位として以下説明する。

ここで、補正部１１３は、ステップＳ１５０２で算出した対象端末から選択された基地局への方位とユーザの向いている方位とが一致して、対象端末がユーザの前面に装着されている場合に、基地局と対象端末の間にユーザが存在すると判定する。また、補正部１１３は、ステップＳ１５０２で算出した対象端末から選択された基地局への方位とユーザの向いている方位とが正反対の方位を示し、対象端末がユーザの後面に装着されている場合、基地局と対象端末の間にユーザが存在すると判定する。

図１７に、基地局と対象端末との間にユーザが存在するかどうかの判定結果例を示す。

図１７に示すテーブル１７００では、基地局「ＡＰ−１」および「ＡＰ−３」と対象端末との間にユーザは存在しないと判定され、基地局「ＡＰ−２」と対象端末との間にユーザが存在すると判定されている。

なお、上述したように、基地局と無線端末とユーザとの位置関係は同じでも、無線端末の装着状態によって、人体干渉による受信強度の影響は変化する。従って、上記位置関係および装着状態に応じて、人体干渉の有無ではなく、人体干渉の程度を複数段階にわけたテーブルを作成し、装着状態に応じて補正量を変更することも可能である。

基地局と対象端末との間にユーザが存在する場合、補正部１１３は、記憶部１１４で記憶する基地局と対象端末ユーザの位置関係と補正倍率を示すテーブル１１００を参照して、補正倍率を算出する（Ｓ１５０５）。

ステップＳ１５０５の後、補正部１１３は、距離推定部１１１から入力された距離情報に対して、ステップＳ１５０３およびステップＳ１５０５で算出した補正倍率を乗算して補正を行う（Ｓ１５０６）。

補正部１１３は、ステップＳ１５０１で位置推定に利用したすべての基地局を選択したかどうかを判定し、すべての基地局を選択したならば、ステップＳ１２０５に進み、そうでないならば、ステップＳ１５０１に戻る（Ｓ１５０７）。

図１２に戻り、ステップＳ１２０５の処理を説明する。

位置推定部１１２は、ステップＳ１２０５では、補正部１１３から入力される補正距離情報および記憶部１１４に記憶されている基地局の位置情報に基づいて対象端末の現在位置を推定する。推定方法は、距離推定部１１１から入力される距離情報の代わりに、上記補正距離情報を用いてステップＳ１２０３と同様の処理を行い、対象端末の現在位置を推定する。

図１８に補正された距離情報を用いて推定された現在位置の例を示す。図１８は、補正部１１３により、基地局「ＡＰ−１」、「ＡＰ−２」および「ＡＰ−３」から端末までの距離がそれぞれＬ１’、Ｌ２’およびＬ３’と補正され、ステップＳ１２０３で推定された対象端末の仮の位置から距離Ｌ離れた位置に現在位置情報が推定されていることを示している。

ステップＳ１２０６では、位置推定部１１２は、ステップＳ１２０５で推定した現在位置情報の再推定が必要かどうかを判定する。位置推定部１１２は、ステップＳ１２０３で推定した仮位置情報とステップＳ１２０５で推定した現在位置情報を比較する。位置推定部１１２は、２つの位置情報の間の距離Ｌが所定のしきい値（例えば３ｍ）以上であった場合に現在位置情報の再推定が必要であると判断し、ステップＳ１２０５で推定した現在位置情報を仮位置情報として、ステップＳ１２０４に戻る。２つの位置情報が表す距離の差が一定値未満ならば、ステップＳ１２０５で推定した現在位置情報を最終的な位置推定結果として処理を終了する。

＜１−３．まとめ＞
本実施の形態における位置推定装置１００は、各基地局からの信号の受信電界強度から推定される距離情報に対して、基地局に対する対象端末の端末姿勢、並びに、基地局と対象端末とユーザとの位置関係に応じた補正を行っている。

この構成によれば、上記端末姿勢や位置関係による影響で、受信電界強度が弱くなり、実際よりも基地局と対象端末との間の距離が長く推定される場合でも、基地局と対象端末との間の距離をより高精度に算出することが可能であり、その結果、対象端末の現在位置をより正確に推定することができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２の位置推定装置について説明する。実施の形態１では、基地局が送信する信号の受信電界強度から基地局と対象端末との間の距離を推定し、位置情報の分かっている基地局からの距離を用いて、対象端末の現在位置を推定している。実施の形態２では、一定間隔の位置ごとに受信できる基地局からの信号の受信電界強度を記録した電界強度マップを用いて位置推定を行う点において実施の形態１と異なる。実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

＜２−１．構成＞
図１９は、実施の形態２における位置推定装置１９００の構成を示すブロック図である。図１９に示すように、位置推定装置１９００は、実施の形態１の位置推定装置１００の構成と比較して、制御部１０５、位置推定部１１２、補正部１１３および記憶部１１４の代わりに制御部１９０１、位置推定部１９０２、補正部１９０３および記憶部１９０４を備え、距離推定部１１１を削除した構成である。

位置推定部１９０２は、無線強度測定部１１０から入力される受信強度情報および記憶部１９０４であらかじめ記憶されている電界強度マップを用いて、対象端末の仮の位置を示す仮位置情報を推定し、補正部１９０３へ出力する。

また、位置推定部１９０２は、後述の補正部１９０３から入力される補正強度情報および電界強度マップに基づいて対象端末の現在位置を推定する機能を有する。

このように、位置推定部１９０２は、無線強度測定部１１０により測定された受信強度および記憶部１９０４に記憶されている電界強度マップを用いて、対象端末の現在位置であり、受信強度が測定された位置である第１位置を推定する。また、位置推定部１９０２は、さらに、補正された受信強度と記憶されている電界強度マップとを用いて、第２位置を対象端末の現在位置として推定する。なお、第１位置は、上記仮の位置に相当し、以下でも、第１位置を仮の位置または仮位置情報とも記載する。

図２０は、電界強度マップ２０００の具体例である。図２０に示すように、電界強度マップ２０００は、一定間隔の位置ごとに、受信できる基地局の受信電界強度を記録したものである。位置推定部１９０２は、各基地局の受信電界強度を用いて電界強度マップ２０００を参照することで、対象端末の現在位置を推定することが可能である。

図１９に戻り、説明を続ける。補正部１９０３は、端末情報検出部１０６から入力される端末姿勢情報、移動方向情報および装着状態情報、位置推定部１９０２から入力される仮の位置情報および基地局の位置情報に基づいて、無線強度測定部１１０から入力される受信強度情報を補正し、補正結果の補正強度情報を位置推定部１９０２に出力する。

換言すると、判定された対象端末の装着状態と、判定された対象端末の移動方向と、推定された対象端末の第１位置とを用いて、複数の基地局それぞれとユーザと対象端末との位置関係を特定し、特定した位置関係に応じて受信強度を補正する。なお、実施の形態１では距離が短くなるように補正倍率を設定したが、本実施の形態では、受信強度が強くなるように補正倍率を設定する。

記憶部１９０４は、予め一定間隔の位置ごとに対象端末と交信する複数の基地局それぞれから対象端末が受信した信号の受信強度を記録した電界強度マップを記憶する。

具体的には、記憶部１９０４は、図４に示す装着状態のモデルパターン情報４００、図６に示す基地局管理情報６００および図２０に示す電界強度マップ２０００を記憶する。また、記憶部１９０４は、基地局に対する端末姿勢と補正倍率の関係を示すテーブル、基地局と端末とユーザの位置関係における補正倍率の関係を示すテーブルを記憶する。

＜２−２．動作＞
次に、本実施の形態における位置推定装置１９００の動作について説明する。

図２１は、本実施の形態における位置推定装置１９００の動作全体を示すフローチャートである。

図２１に示すように、位置推定装置１９００の動作は、加速度情報および方位情報を取得し、端末情報（装着状態、移動方向および端末姿勢）の検出を行うステップ（Ｓ１２０１）、基地局から送信される信号の受信強度を測定するステップ（Ｓ２１０１）、対象端末の仮の位置（第１位置）を示す仮位置情報を推定するステップ（Ｓ２１０２）、ステップ２１０１で測定した受信強度を補正して補正強度情報を算出するステップ（Ｓ２１０３）、補正強度情報に基づいて対象端末の現在位置を示す現在位置情報を推定するステップ（Ｓ２１０４）、および、現在位置情報の再推定が必要かを判定するステップ（Ｓ１２０６）とを含む。

ステップＳ１２０１は、実施の形態１と同様の処理を行うため、説明を省略する。

ステップＳ２１０１において、無線強度測定部１１０は、複数の基地局が送信する信号の受信電界強度を測定し、測定した受信電界強度と基地局ＩＤを対応付けた受信強度情報を位置推定部１９０２および補正部１９０３に出力する。

ステップＳ２１０２において、位置推定部１９０２は、無線強度測定部１１０から入力される受信強度情報および記憶部１９０４で記憶されている電界強度マップに基づいて、対象端末の仮の位置を示す仮位置情報を推定し、補正部１９０３に出力する。

図２２は、ステップＳ２１０３で実行する受信強度情報の補動作の詳細を示すフローチャートである。まず、補正部１９０３は、無線強度測定部１１０が測定した基地局を順に選択する（Ｓ２２０１）。

補正部１９０３は、ステップＳ２２０１で選択した基地局に対する対象端末の端末姿勢を算出する（Ｓ２２０２）。基地局に対する対象端末の端末姿勢を算出する処理は、実施の形態１におけるステップＳ１５０２の処理と同様の処理を行う。

基地局に対する対象端末の端末姿勢を算出すると、補正部１９０３は、記憶部１９０４で記憶する基地局に対する端末姿勢と補正倍率を示すテーブルを参照して、補正倍率の算出を行う（Ｓ２２０３）。

次に、補正部１９０３は、ステップＳ２２０１で選択した基地局と対象端末とユーザとの位置関係において基地局と対象端末の間にユーザが存在するかどうかを判定する（Ｓ２２０４）。基地局と対象端末とユーザとの位置関係において基地局と対象端末との間にユーザが存在するかどうかの判定は、実施の形態１におけるステップＳ１５０４の処理と同様の処理を行う。

基地局と対象端末との間にユーザが存在する場合、補正部１９０３は、記憶部１９０４に記憶する基地局、対象端末およびユーザの位置関係と補正倍率とを示すテーブルを参照して、補正倍率を算出する（Ｓ２２０５）。

ステップＳ２２０５の後、補正部１９０３は、無線強度測定部１１０から入力された受信強度情報に対して、ステップＳ２２０３およびステップＳ２２０５で算出した補正倍率を乗算して補正を行う（Ｓ２２０６）。

補正部１９０３は、無線強度測定部１１０の測定した全ての基地局を選択したかどうかを判定し、すべての基地局を選択したならば、ステップＳ２１０４に進み、そうでないならば、ステップＳ２２０１に戻る（Ｓ２２０７）。

図２１に戻り、ステップＳ２１０４の処理を説明する。

位置推定部１９０２は、ステップＳ２１０４では、補正部１９０３から入力される補正強度情報および記憶部１１４に記憶されている電界強度マップに基づいて対象端末の現在位置を推定する。

ステップＳ２１０５では、位置推定部１９０２は、ステップＳ２１０４で推定した現在位置情報の再推定が必要かどうかを判定する。位置推定部１９０２は、ステップＳ２１０２で推定した仮位置情報とステップＳ２１０４で推定した現在位置情報を比較して、２つの位置情報の間の距離Ｌが所定のしきい値（例えば３ｍ）以上であった場合に現在位置情報の再推定が必要であると判断し、ステップＳ２１０４で推定した現在位置情報を仮位置情報として、ステップＳ２１０３に戻る。２つの位置情報が表す距離の差が一定値未満ならば、ステップＳ２１０４で推定した現在位置情報を最終的な位置推定結果として処理を終了する。

＜２−３．まとめ＞
本実施の形態における位置推定装置１９００は、各基地局からの信号の受信電界強度から電界強度マップを参照して対象端末の位置推定を行っている。

この構成によれば、距離情報の算出に要する処理や、位置情報の算出に要する時間を削減することができ、実施の形態１の位置推定装置と比較して高速に位置推定を行うことが可能である。

＜３−１．補足＞
なお、実施の形態１および実施の形態２では、位置推定装置の構成例として位置推定装置１００および位置推定装置１９００を例示して説明したが、それに限られない。図２３に示すように、位置推定装置の最小構成として、距離推定部１１１、位置推定部１１２、補正部１１３を備えていればよい。ここで、図２３は、本発明における位置推定装置の最小構成を示すブロック図である。

また、図２４は、本発明における位置推定装置の最小構成の動作を示すフローチャートである。図２４に示すフローチャートは、位置推定装置の最小構成が無線端末の現在位置を推定する位置推定方法を示している。すなわち、まず、前記無線端末と交信する複数の基地局から前記無線端末が受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の基地局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する（Ｓ１０）。次に、前記基地局の位置を示す基地局情報および推定された前記距離情報を用いて、前記無線端末の現在位置である第１位置を推定する（Ｓ２０）。次に、推定された前記第１位置で検出された前記無線端末の加速度および方位と、推定された前記第１位置と、前記基地局情報とに基づいて、前記距離情報を補正する（Ｓ３０）。そして、位置推定装置の最小構成は、前記基地局情報および補正された前記距離情報を用いて第２位置を、前記無線端末の現在位置として推定する（Ｓ４０）。

以上、本発明に係る位置推定装置の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。例示した位置推定装置を以下に示すように変形することも可能である。以下、その形態例を提示する。

（１）上述の各実施の形態において、図６に示す基地局管理情報６００は記憶部にあらかじめ記憶されているとしているがこれに限られるものではない。

上記基地局管理情報６００は、例えば、外部に存在する記憶装置に記憶され、対象端末が必要に応じて通信を行うことにより、基地局管理情報を取得してもよい。

（２）上述の実施の形態は、補正対象の距離情報や受信強度情報に対して、補正倍率を乗算することにより、補正を行っているが、距離情報や受信強度情報の補正方法はこの限りではない。上記情報の補正方法は、例えば、各内容に応じた補正量を記録したテーブルを用いて、加算や減算を行うことにより補正を行ってもよい。

（３）上述の各実施の形態及び各変形例を、部分的に組み合せてもよい。

例えば、実施の形態２において、補正部１９０３は、判定された対象端末の装着状態と、判定された対象端末の移動方向と、推定された対象端末の第１位置とに加えて、検出された対象端末の端末姿勢を用いて、複数の基地局それぞれとユーザと対象端末との位置関係を特定し、特定した位置関係に応じて受信強度を補正するとしてもよい。

また、実施の形態１および実施の形態２において、位置推定装置は、対象端末に構成されるとして説明したが、それに限られない。対象端末とネットワークで接続されたクラウド等のサーバに備えられるとしてもよい。

（４）上述の実施の形態で示した距離推定処理や補正処理等を、位置推定装置のプロセッサ、及びそのプロセッサに接続された各種回路に実行させるための機械語或いは高級言語のプログラムコードからなる制御プログラムを、記録媒体に記録すること、又は各種通信路等を介して流通させ頒布することもできる。このような記録媒体には、ＩＣカード、ハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等がある。流通、頒布された制御プログラムはプロセッサに読み出され得るメモリ等に格納されることにより利用に供され、そのプロセッサがその制御プログラムを実行することにより各実施の形態で示したような各機能が実現されるようになる。なお、プロセッサは、制御プログラムを直接実行する他、コンパイルして実行或いはインタプリタにより実行してもよい。

（５）上述の実施の形態で示した各機能構成要素は、その機能を実行する回路として実現されてもよいし、１又は複数のプロセッサによりプログラムを実行することで実現されてもよい。

換言すると、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェア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てもよい。

ここで、上記各実施の形態の位置推定装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。すなわち、このプログラムは、コンピュータに、前記無線端末と交信する複数の基地局から前記無線端末が受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の基地局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する距離推定ステップと、前記基地局の位置を示す基地局情報および推定された前記距離情報を用いて、前記無線端末の現在位置である第１位置を推定する位置推定ステップと、推定された前記第１位置における前記無線端末の加速度および方位と、推定された前記第１位置と、前記基地局情報とに基づいて、前記距離情報を補正する補正ステップとを含み、前記位置推定ステップでは、前記基地局情報および補正された前記距離情報を用いて、第２位置を、前記無線端末の現在位置として推定することを実行させる。

また、本発明の位置推定装置は、ＩＣ、ＬＳＩその他の集積回路のパッケージとして構成されるものとしてもよい。このパッケージは各種装置に組み込まれて利用に供され、これにより各種装置は、各実施の形態で示したような各機能を実現するようになる。

なお、距離推定部、位置推定部および補正部等の各機能ブロックは典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップされてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。更には、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

＜３−２．補足２＞
以下、一態様としての位置推定装置の構成およびその変形例と効果について説明する。

（ａ）一態様の形態の位置推定装置は、無線端末の現在位置を推定する位置推定装置であって、前記無線端末と交信する複数の基地局から前記無線端末が受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の基地局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する距離推定部と、前記複数の基地局それぞれの位置を示す基地局情報および推定された前記距離情報を用いて、前記無線端末の現在位置である第１位置を推定する位置推定部と、推定された前記第１位置における前記無線端末の加速度および方位と、推定された前記第１位置と、前記基地局情報とに基づいて、前記距離情報を補正する補正部とを備え、前記位置推定部は、さらに、前記基地局情報および補正された前記距離情報を用いて、第２位置を前記無線端末の現在位置として推定する。ここで、前記位置推定装置は、前記無線端末に構成されており、さらに、前記無線端末の加速度および方位を検出する検出部を備える。

（ｂ）上記実施の形態（ａ）の位置推定装置は、さらに、前記位置推定装置は、さらに、前記無線端末の加速度および方位を用いて前記無線端末の姿勢を検出する姿勢検出部を備え、前記補正部は、検出された前記姿勢、推定された前記第１位置および前記基地局情報を用いて、前記距離情報を補正するとしてもよい。

上述の（ａ）および（ｂ）の構成によれば、加速度情報および方位情報に基づいて、無線端末の端末姿勢を算出し、端末姿勢に応じて距離情報を補正することで、基地局との間の距離情報の精度を高くすることできる。本態様に係る位置推定装置は、精度の高い距離情報を位置推定に用いることで、推定される位置情報の精度も同様に高くすることができる。

（ｃ）上記実施の形態（ａ）の位置推定装置は、さらに、前記無線端末の加速度を用いて、推定された前記第１位置における前記無線端末がユーザに装着されている状態を示す装着状態を判定する装着状態判定部と、前記無線端末の加速度および方位を用いて、推定された前記第１位置における前記無線端末の移動方向を判定する移動方向判定部とを備え、前記補正部は、判定された前記装着状態と、判定された前記移動方向と、推定された前記第１位置と、前記基地局情報とを用いて、前記複数の基地局それぞれとユーザと前記無線端末との位置関係を特定し、特定した前記位置関係に応じて、前記距離情報を補正するとしてもよい。

上記構成によれば、基地局と無線端末との間にユーザ（人体）が存在することを判定でき、人体干渉による信号の減衰に応じた補正を行うことができる。

（ｄ）上記実施の形態（ｃ）の位置推定装置において、前記補正部は、前記複数の基地局それぞれが前記無線端末との交信に利用する周波数帯域に応じて、前記距離情報を補正するとしてもよい。

上記構成によれば、直進性や透過性など周波数の性質によって変わる無線信号の減衰に対して、基地局の利用する周波数帯域に応じて補正した距離情報を推定することができる。

（ｅ）また、別の一態様の位置推定装置は、無線端末の現在位置を推定する位置推定装置であって、予め一定間隔の位置ごとに前記無線端末と交信する複数の基地局それぞれから前記無線端末が受信した信号の受信強度を記録した電界強度マップを記憶する記憶部と、前記複数の基地局から前記無線端末が受信した信号の受信強度を測定する測定部と、前記測定部により測定された受信強度および前記記憶部に記憶されている前記電界強度マップを用いて、前記無線端末の現在位置であり、前記受信強度が測定された位置である第１位置を推定する位置推定部と、前記無線端末の加速度を用いて、推定された前記第１位置における前記無線端末がユーザに装着されている状態を示す装着状態を判定する装着状態判定部と、前記無線端末の加速度および方位を用いて、推定された前記第１位置における前記無線端末の移動方向を判定する移動方向判定部と、判定された前記装着状態と、判定された前記移動方向と、推定された前記第１位置とを用いて、前記複数の基地局それぞれとユーザと前記無線端末との位置関係を特定し、特定した前記位置関係に応じて前記受信強度を補正する補正部と、を備え、前記位置推定部は、補正された前記受信強度と記憶されている前記電界強度マップとを用いて、前記第２位置を前記無線端末の現在位置として推定する。ここで、前記位置推定装置は、前記無線端末に構成されており、さらに、前記無線端末の加速度および方位を検出する検出部を備える。

上記構成によれば、加速度情報および方位情報に基づいて、無線端末の端末姿勢を算出し、端末姿勢に応じて受信強度を補正することで、基地局からの受信強度の精度を高くすることできる。本態様に係る位置推定装置は、精度の高い受信強度を位置推定に用いることで、推定される位置情報の精度も同様に高くすることができる。

また上記構成によれば、無線強度マップを用いて位置推定を行うので、距離推定および位置推定にかかる処理時間を削減し、位置推定に要する時間を短縮することができる。

本開示の位置推定装置は、例えば、携帯電話、ＰＨＳ、腕時計、無線タグなど様々な用途に利用可能である。

１００、１９００ 位置推定装置
１０１ センサ部
１０２ 加速度センサ
１０３ 地磁気センサ
１０４ 無線処理部
１０５、１９０１ 制御部
１０６ 端末情報検出部
１０７ 端末姿勢検出部
１０８ 移動方向検出部
１０９ 装着状態検出部
１１０ 無線強度測定部
１１１ 距離推定部
１１２、１９０２ 位置推定部
１１３、１９０３ 補正部
１１４、１９０４ 記憶部
４００ モデルパターン情報
５００、７００、９００、１１００、１７００ テーブル
６００ 基地局管理情報
２０００ 電界強度マップ

Claims (7)

1. 無線端末の現在位置を推定する位置推定装置であって、
   前記無線端末と交信する複数の基地局から前記無線端末が受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の基地局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する距離推定部と、
   前記複数の基地局それぞれの位置を示す基地局情報および推定された前記距離情報を用いて、前記無線端末の仮の現在位置である第１位置を推定する位置推定部と、
   前記無線端末が有する加速度センサから得られる前記無線端末の加速度情報から重力方向に対する前記無線端末の姿勢を算出し、前記無線端末が有する地磁気センサから得られる地磁気情報から平面直角座標系に対する前記無線端末の姿勢を算出する端末姿勢検出部と、
   前記加速度情報とあらかじめ保存されている各装着部位における加速度情報のモデルパターンとのマッチングにより、前記第１位置における前記無線端末がユーザのどの部位に装着されているかを判定する装着状態判定部と、
   前記加速度情報および前記地磁気情報を用いて、前記第１位置における前記無線端末が移動している方位である移動方向を判定する移動方向判定部と、
   前記重力方向に対する無線端末の姿勢と、前記平面直角座標系に対する無線端末の姿勢とに基づいて、前記第１の位置から前記複数の基地局のそれぞれを見た場合に、前記無線端末が有する複数の面のうちどの面が前記基地局を向いているかを示す、基地局に対する無線端末の姿勢を取得し、
   前記基地局に対する無線端末の姿勢に応じた第１補正倍率を算出し、
   前記装着部位と、前記移動方向と、前記第１位置と、前記基地局情報とを用いて、前記複数の基地局それぞれとユーザと前記無線端末との位置関係を特定し、特定した前記位置関係により前記ユーザが一の基地局と前記無線端末との間に存在する旨が示される場合には、前記一の基地局と前記無線端末との間にユーザが存在しないときよりも、前記一の基地局から前記無線端末までの距離として推定された前記距離情報の値が大きくなるように第２補正倍率を算出し、
   前記距離情報に、前記第１補正倍率と前記第２補正倍率とを乗算することで、前記距離情報を補正する補正部とを備え、
   前記位置推定部は、さらに、前記基地局情報および補正された前記距離情報を用いて、前記無線端末の現在位置である第２位置を推定する
   位置推定装置。
2. 前記位置推定装置は、前記無線端末に搭載されている
   請求項１に記載の位置推定装置。
3. 前記第１補正倍率は、一の基地局に対する前記無線端末の姿勢で前記一の基地局を向いている面が正面でない旨が示される場合には、前記一の基地局を向いている面が正面であるときよりも、前記一の基地局から前記無線端末までの距離として推定された前記距離情報の値が大きくなるよう定められている
   請求項１または２に記載の位置推定装置。
4. 前記位置推定装置は、前記第１位置から前記第２位置までの距離が所定の値以上の場合、前記第２位置を前記第１位置として、前記距離情報の補正をやり直す
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置推定装置。
5. 無線端末の現在位置を推定する位置推定方法であって、
   前記無線端末と交信する複数の基地局から前記無線端末が受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の基地局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する距離推定ステップと、
   前記基地局の位置を示す基地局情報および推定された前記距離情報を用いて、前記無線端末の仮の現在位置である第１位置を推定する位置推定ステップと、
   前記無線端末が有する加速度センサから得られる前記無線端末の加速度情報から重力方向に対する前記無線端末の姿勢を算出し、前記無線端末が有する地磁気センサから得られる地磁気情報から平面直角座標系に対する前記無線端末の姿勢を算出する端末姿勢検出ステップと、
   前記加速度情報とあらかじめ保存されている各装着部位における加速度情報のモデルパターンとのマッチングにより、前記第１位置における前記無線端末がユーザのどの部位に装着されているかを判定する装着状態判定ステップと、
   前記加速度情報および前記地磁気情報を用いて、前記第１位置における前記無線端末が移動している方位である移動方向を判定する移動方向判定ステップと、
   前記重力方向に対する無線端末の姿勢と、前記平面直角座標系に対する無線端末の姿勢とに基づいて、前記第１の位置から前記複数の基地局のそれぞれを見た場合に、前記無線端末が有する複数の面のうちどの面が前記基地局を向いているかを示す、基地局に対する無線端末の姿勢を取得し、
   前記基地局に対する無線端末の姿勢に応じた第１補正倍率を算出し、
   前記装着部位と、前記移動方向と、前記第１位置と、前記基地局情報とを用いて、前記複数の基地局それぞれとユーザと前記無線端末との位置関係を特定し、特定した前記位置関係により前記ユーザが一の基地局と前記無線端末との間に存在する旨が示される場合には、前記一の基地局と前記無線端末との間にユーザが存在しないときよりも、前記一の基地局から前記無線端末までの距離として推定された前記距離情報の値が大きくなるように第２補正倍率を算出し、
   前記距離情報に、前記第１補正倍率と前記第２補正倍率とを乗算することで、前記距離情報を補正する補正ステップとを含み、
   前記位置推定ステップでは、さらに、前記基地局情報および補正された前記距離情報を用いて、前記無線端末の現在位置である第２位置を推定する
   位置推定方法。
6. 無線端末の現在位置を推定する位置推定処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
   前記位置推定処理は、
   前記無線端末と交信する複数の基地局から前記無線端末が受信した信号の受信強度を用いて、前記複数の基地局それぞれから前記無線端末までの距離を示す距離情報を推定する距離推定ステップと、
   前記基地局の位置を示す基地局情報および推定された前記距離情報を用いて、前記無線端末の仮の現在位置である第１位置を推定する位置推定ステップと、
   前記無線端末が有する加速度センサから得られる前記無線端末の加速度情報から重力方向に対する前記無線端末の姿勢を算出し、前記無線端末が有する地磁気センサから得られる地磁気情報から平面直角座標系に対する前記無線端末の姿勢を算出する端末姿勢検出ステップと、
   前記加速度情報とあらかじめ保存されている各装着部位における加速度情報のモデルパターンとのマッチングにより、前記第１位置における前記無線端末がユーザのどの部位に装着されているかを判定する装着状態判定ステップと、
   前記加速度情報および前記地磁気情報を用いて、前記第１位置における前記無線端末が移動している方位である移動方向を判定する移動方向判定ステップと、
   前記重力方向に対する無線端末の姿勢と、前記平面直角座標系に対する無線端末の姿勢とに基づいて、前記第１の位置から前記複数の基地局のそれぞれを見た場合に、前記無線端末が有する複数の面のうちどの面が前記基地局を向いているかを示す、基地局に対する無線端末の姿勢を取得し、
   前記基地局に対する無線端末の姿勢に応じた第１補正倍率を算出し、
   前記装着部位と、前記移動方向と、前記第１位置と、前記基地局情報とを用いて、前記複数の基地局それぞれとユーザと前記無線端末との位置関係を特定し、特定した前記位置関係により前記ユーザが一の基地局と前記無線端末との間に存在する旨が示される場合には、前記一の基地局と前記無線端末との間にユーザが存在しないときよりも、前記一の基地局から前記無線端末までの距離として推定された前記距離情報の値が大きくなるように第２補正倍率を算出し、
   前記距離情報に、前記第１補正倍率と前記第２補正倍率とを乗算することで、前記距離情報を補正する補正ステップとを含み、
   前記位置推定ステップでは、さらに、前記基地局情報および補正された前記距離情報を用いて、前記無線端末の現在位置である第２位置を推定する
   プログラム。
7. 無線端末の現在位置を推定する集積回路であって、
   前記複数の基地局それぞれの位置を示す基地局情報および推定された前記距離情報を用いて、前記無線端末の仮の現在位置である第１位置を推定する位置推定部と、
   前記無線端末が有する加速度センサから得られる前記無線端末の加速度情報から重力方向に対する前記無線端末の姿勢を算出し、前記無線端末が有する地磁気センサから得られる地磁気情報から平面直角座標系に対する前記無線端末の姿勢を算出する端末姿勢検出部と、
   前記加速度情報とあらかじめ保存されている各装着部位における加速度情報のモデルパターンとのマッチングにより、前記第１位置における前記無線端末がユーザのどの部位に装着されているかを判定する装着状態判定部と、
   前記加速度情報および前記地磁気情報を用いて、前記第１位置における前記無線端末が移動している方位である移動方向を判定する移動方向判定部と、
   前記重力方向に対する無線端末の姿勢と、前記平面直角座標系に対する無線端末の姿勢とに基づいて、前記第１の位置から前記複数の基地局のそれぞれを見た場合に、前記無線端末が有する複数の面のうちどの面が前記基地局を向いているかを示す、基地局に対する無線端末の姿勢を取得し、
   前記基地局に対する無線端末の姿勢に応じた第１補正倍率を算出し、
   前記装着部位と、前記移動方向と、前記第１位置と、前記基地局情報とを用いて、前記複数の基地局それぞれとユーザと前記無線端末との位置関係を特定し、特定した前記位置関係により前記ユーザが一の基地局と前記無線端末との間に存在する旨が示される場合には、前記一の基地局と前記無線端末との間にユーザが存在しないときよりも、前記一の基地局から前記無線端末までの距離として推定された前記距離情報の値が大きくなるように第２補正倍率を算出し、
   前記距離情報に、前記第１補正倍率と前記第２補正倍率とを乗算することで、前記距離情報を補正する補正部とを備え、
   前記位置推定部は、さらに、前記基地局情報および補正された前記距離情報を用いて、前記無線端末の現在位置である第２位置を推定する
   集積回路。

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