JP2000213948A - 移動体マップマッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体が移動してきた経路および推定された
現在位置の情報を提供する。 【解決手段】 携帯端末用基地局４０に、電波を受信し
て電界強度を計測する携帯端末３０と、電界強度のデー
タを受信してデータを記憶する電界強度データ記憶装置
１２と、あらかじめ決められた計測地で計測した電界と
位置情報との対応表を記憶した位置−電界データ格納手
段１１と、電界強度から地図上の座標地を決定する移動
局位置検出方式１４と、トレースされた情報を格納する
トレース情報格納装置１８と、出力結果を表示するイン
ターフェース２０と、移動体の移動している地図の格納
された地図格納装置１７と、移動体マップマッチング装
置１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動体マップマッチ
ング装置、とりわけ、歩行者のような比較的遅い速度で
移動する移動体向けに特化された歩行者地図データに基
づいて歩行者に関連する情報を提供する歩行者情報提供
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カーナビゲーションに関する特許
は多く出願されているが、より低速の移動体におけるナ
ビゲーションシステムに関連する特許は少ない。歩行者
に地図情報を提供する技術に関する特許としては「携帯
地図表示装置」（特許第１８９５８９７号）がある。こ
の特許は、歩行者に地図の情報を提供するシステムに関
するものであるが、提供する情報の内容が経路情報であ
り、その他の情報を与えることについては言及されてい
ない。また、歩行者の分類などについても触れられてい
ない。

【０００３】文献においては、「個人トリップ用携帯情
報提供システムの提案（島村雄太郎等：画像電子学会誌
vol.23, No.5, 1994, p422-427）があるが、歩行者の歩
行についての分析が粗く、歩道橋などのデータまたは歩
行者の分類について考察がなされていない。

【０００４】機能的な面では、「歩行者のための経路案
内システム（加藤誠己：電子情報通信学会情報・システ
ム部門全国大会６３２）」、「都市における最適経路情
報提供システム（加藤誠己：情報処理学会vol.28, No.
3, pp307-314)」等があるが、経路案内システムが主体
であり、歩行者への情報提供システムではない。

【０００５】また、電界強度に基づいた位置検出に関す
る技術には以下がある。 （１） 従来の携帯電話、ＰＨＳなど複数の無線ゾーン
によってサービスエリアを構成する無線通信方式におい
ては、移動局の現在位置は、その移動局が位置登録を行
った基地局の無線ゾーンの範囲（または位置登録した基
地局の無線ゾーンを含む複数の無線ゾーンから成る一斉
呼出エリアの範囲）という比較的広い領域でしか特定す
ることはできなかった。この課題を解決するために、た
とえば、「受信レベル情報に基づいた移動体位置検出に
関する一検討」、電子情報通信学会秋季大会、Ｂ−２６
９（１９９３）では、移動体位置検出技術として、複数
の基地局の無線ゾーンが重なり合っていることを利用し
て、移動局によって受信される複数の基地局からの受信
電波強度と、その位置（Ｘ、Ｙ）のマッピングテーブル
から、１台の基地局の無線ゾーンよりも狭い範囲に、移
動局の現在位置を特定する方法が提示されている。

【０００６】以下、その位置検出方式について図２７を
用いて説明する。図２７は従来の位置検出方式を実行す
るためのシステム構成を表すブロック図であり、この図
において、符号１は移動体位置検出を行なうセンター、
２は基地局、３は移動局をそれぞれ表す。センター１で
は移動体位置検出を行なうための基礎データ４を扱って
おり、これらの基礎データのうち、ＢＳ１、ＢＳ２、Ｂ
Ｓ３、ＢＳ４、ＢＳ５はそれぞれの基地局を表す。Ｅ
１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５はそれぞれ、所定のエリア
における電波強度も測定地点の位置とそこで受信できる
基地局ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４、ＢＳ５からの
電波強度を表す。センター１には中央処理装置などの処
理部５が設けられるとともに各種データを格納するデー
タベース６が設置されており、処理部５において各測定
地点の位置（Ｘ、Ｙ）とそこで受信できる基地局ＢＳ
１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４、ＢＳ５からの電波強度
（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５）を対応させて、デー
タベース６に蓄積するようになっている。

【０００７】移動局３では、複数の基地局ＢＳ１、ＢＳ
２、ＢＳ３、ＢＳ４、ＢＳ５からの電波強度Ｅ１’、Ｅ
２’、Ｅ３’、Ｅ４’、Ｅ５’を測定して比較データ７
を求め、これらのデータを基地局２へ転送する。また、
基地局２では複数移動局から受信した電波強度（Ｅ
１’、Ｅ２’、Ｅ３’、Ｅ４’、Ｅ５’）をセンタに送
信し、電波強度から位置を検索するようになっている。

【０００８】かかる構成を有する位置検出システムにつ
いて、以下動作を説明する。位置検出のための基礎デー
タとして、サービスエリア内の各地点において移動局３
が複数基地局２から受信した電波強度を測定し、その測
定地点の位置（Ｘ、Ｙ）とそこで受信できる基地局ＢＳ
１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４、ＢＳ５からの電波強度
（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５）を対応させて、予め
センタ処理部５のデータベース６に蓄積しておく。移動
局３の位置を検出したい場合には、複数基地局から受信
した電波強度（Ｅ１’、Ｅ２’、Ｅ３’、Ｅ４’、Ｅ
５’）をセンタに送信し、センタのデータベースに蓄積
されている電波強度のうち最も近いものとのマッチング
を取ることにより移動局３の位置（Ｘ’Ｙ’）を推定す
る。こうして、「受信レベル情報に基づいた移動体位置
検出に関する一検討」による位置検出方式によれば、１
基地局の無線ゾーンよりも狭い範囲で移動局の位置を推
定することができる。

【０００９】（２） 従来の携帯電話、ＰＨＳなど複数
の無線ゾーンによってサービスエリアを構成する無線通
信方式においては、移動局の現在位置は、その移動局が
位置登録を行った基地局の無線ゾーンの範囲（または位
置登録した基地局の無線ゾーンを含む複数の無線ゾーン
から成る一斉呼出エリアの範囲）という比較的広い領域
でしか特定することはできなかった。この課題を解決す
るために、たとえば、特開平２−４４９２９「移動体位
置検出方法」では、複数の基地局の無線ゾーンが重なり
合っていることを利用して、移動局によって受信される
複数の基地局からの受信電波強度と、それぞれの基地局
の無線ゾーンにおける電界強度地図とから、１台の基地
局の無線ゾーンよりも狭い範囲に、移動局の現在位置を
特定する方法が提示されている。以下、特開平２−４４
９２９号における位置検出方法の代表的な構成の概要に
ついて図２８を用いて説明する。

【００１０】図２８は従来において、１台の基地局の無
線ゾーンよりも狭い範囲に、移動局の現在位置を特定す
る方法を説明する概略図である。図２８において、８０
１は移動局、８０２、８０３、８０４は基地局、８０
５、８０６、８０７はそれぞれ各基地局の無線ゾーン、
８０８は移動通信制御局、８０９は位置情報センタ、８
１０は位置情報送受信装置、８１１は電界強度地図を示
している。図８に示すように、移動局８０１は、複数の
基地局８０２、８０３、８０４の無線ゾーンに存在して
おり、各基地局から送信される電波を受信できる位置に
ある。移動局８０１が通話中であって特定の基地局との
通信接続をしていない状態であれば、これらの基地局８
０２、８０３、８０４の電波信号（たとえば制御チャネ
ルを用いて間欠送信されている、基地局の識別子などが
含まれた報知情報など）を受信できる。基地局８０２、
８０３、８０４から報知されている電波信号を受信した
移動局８０１は、これらの電波強度を測定し、各基地局
に関する受信電波強度を基地局識別子とともに、いずれ
かの基地局を介して、移動通信制御局８０８に送信す
る。移動通信制御局８０８は、移動局８０１から受信し
た基地局８０２、８０３、８０４の受信電波強度を位置
情報センタ８０９内の位置情報送受信装置８１０に伝え
る。位置情報センタ８１０内には移動通信制御局８０８
が管理するすべての基地局に関して、各基地局の周囲に
広がる無線ゾーンの電界強度分布を等電界強度線で示し
た電界強度地図８１１があらかじめ作成され記憶されて
いる。位置情報送受信装置８１０において、基地局８０
２、８０３、８０４の電界強度地図８１１を重ねあわせ
た上で、移動局８０１から受信した基地局８０２、８０
３、８０４の受信電波強度に該当する等電界強度線を引
き、それぞれの等電界強度線が互いに交わった領域を求
めると、この領域が、移動局８０１の存在する位置とし
て検出されたことになる。こうして、特開平２−４４９
２９号による位置検出方式によれば、１基地局の無線ゾ
ーンよりも狭い範囲に移動局の位置を特定することがで
き、精度の高い位置検出を実現できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の技術では以下に述べるような種々の不具
合がある。 （１）屋内においては、ＧＰＳ技術が使えず、また歩行
者のマップマッチングが確立されていないために歩行者
のナビゲーションが行なえない。 （２）屋外において位置検出のためにジャイロ機器を持
ち歩くには歩行者には負荷がかかるために使いにくい。 （３）現行の電界強度を用いた位置検出技術では、１回
の電界強度測定で位置検出を行なうが、電界強度は同じ
位置で測定しても値が変化するため検出された位置情報
の信頼性が高くない（位置同定には使えない）。 （４）現行の電界強度を用いた位置検出技術では基地局
からの電界強度が測定できなかった場合に対応できな
い。 （５）現行の電界強度を用いた位置検出技術では屋内に
おいて歩行者の移動している方向を同定できない。 （６）現行の電界強度を用いた位置検出技術では屋内に
おいて歩行者の位置を知るには非接触ＩＣカードなどの
位置を知るためだけの機器を特定地点に設置しなければ
ならず、コストが高くなる。 （７）現行の電界強度を用いた位置検出技術では地図上
には平面的な区分がないので、ＧＰＳ等による位置測定
誤差が歩行者の位置検出に使うには粗くなってしまう。

【００１２】本発明は上記したような従来技術の問題点
を解決するためになされたものであり、その目的は、歩
行者の位置検出が簡便に且つ精度よく行なえる移動体マ
ップマッチング装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、移動体マップマッチング装置を、経路地図
の各ノードであらかじめ計測しておいた各基地局からの
電界強度データを格納しておく位置−電界データ格納手
段と、逐次計測される移動体からの電界データを記憶す
る記憶手段と、取得した電界データを平滑化する電界デ
ータ平滑化手段と、平滑化された電界データに基づいて
移動体の移動する方向を移動する方向を推定する方向同
定手段と、歩行者に特化したデータとデータ構造を持つ
歩行者地図データおよびその他の地図情報データを格納
する地図情報格納手段と、移動体の移動してきたリンク
およびノードの情報を格納するトレース情報格納手段
と、移動体の移動してきたリンクおよびノードを推定す
るトレース手段とから構成したことを要旨とする。

【００１４】この移動体マップマッチング装置では、電
界強度を用いた位置検出手段と得られた位置情報を統計
処理して地図上のリンクにマップマッチングする機能を
持たせることができ、また、方向同定手段をして、電界
強度情報に基づいて、移動体の移動方向を認識する機能
を持たせることが可能である。

【００１５】また、本発明の移動体マップマッチング装
置にリンク同定手段を備えることができる。このリンク
同定手段としては、電界強度情報に基づいて、相関係数
と進行方向を示すベクトルデータの変化を利用して経路
地図のリンクデータにマッチングできるリンク同定手
段、或いは電界強度情報に基づいて、相関係数と相関係
数の変化を利用して経路地図のリンクデータにマッチン
グできるリンク同定手段、さらには電界強度情報に基づ
いて、重回帰式と重回帰式の係数の変化を利用して経路
地図のリンクデータにマッチングできるリンク同定手
段、またさらに電界強度情報に基づいて、主成分式と主
成分式の係数の変化を利用して経路地図のリンクデータ
にマッチングできるリンク同定手段や、方向同定手段を
利用して、経路地図のリンクデータにマッチングできる
リンク同定手段、さらにまたマハラノビスの距離を利用
して、平滑化された各基地局からの電界強度値における
各リンクにおけるマハラノビスの距離のうち最も短いリ
ンクへリンク同定するリンク同定手段などの各種のリン
ク同定手段等が適用可能である。

【００１６】また、トレース手段として、あらかじめ計
測しておいた経路地図上の各ノードにおける電界強度情
報に基づいて、実測した電界強度の偏差値を算出し、経
路地図のノードデータにマッチングして移動体の移動し
てきたリンクをたどるトレース手段、或いはあらかじめ
決定された測定地点での電界値の平均値と確率分布を求
めておき、移動体が移動してくる際には、各測定地点で
の電界強度を再度測定してその測定値または平滑化処理
後の値の確率を求めて各地点における確率の積を求め、
積の最大値となるノードへマッチングしてトレースを行
なうトレース手段、さらには、あらかじめ決定された測
定地点での電界値の平均値と確率分布を求めておく一方
で、確率分布が正規分布しなくなる境界の電界値と、確
率密度関数を求めておき、移動体が移動してくる際に
は、各測定地点での電界強度を再度測定してその測定値
または平滑化処理後の値が閾値より大きい場合は、確率
分布から存在確率を求め閾値以下の場合は確率密度関数
により、ノードに対する存在確率を求める。各地点にお
ける確率の積を求め、積の最大値となるノードへマッチ
ングするトレース手段等が適用可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、移動体マップマッチング装置として、携帯端末用基
地局と、基地局から放出される任意の地点の電界を測定
する電界測定手段を備えた携帯端末と、測定した電界値
を記憶する電界強度データ記憶手段と、記憶した電界値
を平滑化する平滑化手段と、平滑化されたデータから移
動している方向を同定する方向同定手段と、移動してき
たトレース情報を格納しておくトレース情報格納手段
と、デジタル地図を格納しておく地図格納手段と、得ら
れた電界強度データから地図上の座標を出力する電界−
座標変換手段と、方向同定手段から得られた方向とトレ
ース情報とデジタル地図情報と電界−座標変換手段から
現在地を推定するリンク同定手段とを備えたものであ
り、移動体の位置情報を取得しその情報を基に移動体が
移動している経路地図上のリンク番号を提供して移動体
の現在地を推定するという作用を有する。

【００１８】請求項２に記載の発明は、移動体マップマ
ッチング装置として、携帯端末用基地局と、基地局から
の決められた地点の電界を測定する電界測定手段とを備
えた携帯端末と、測定した電界値を記憶する記憶手段
と、記憶した電界値を統計処理する統計処理手段と、得
られた統計データから移動している方向を同定する方向
同定手段と、移動してきたトレース情報を格納しておく
トレース情報格納手段と、デジタル地図情報を格納する
地図格納手段と、得られた電界強度データから地図上の
座標を出力する電界−座標変換手段と、あらかじめ計測
しておいた位置計測場所の電界強度データを格納する位
置−電界強度データ格納手段と、方向同定手段から得ら
れた方向とトレース情報とデジタル地図情報と、電界−
座標変換手段から得られた座標データと位置−電界強度
データから現在地を推定する位置同定手段とを備えたも
のであり、携帯端末における基地局からの電界情報を統
計的に処理したデータに基づいて移動体の現在地を推定
し、経路地図上の移動体の位置情報を提示するという作
用を有する。

【００１９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の移動体マップマッチング装置において、場所の
判っている複数の基地局からの電界強度を、移動しなが
ら時系列で測定する電界測定手段を備えた携帯端末と、
測定した電界値を毎回統計処理する統計処理手段と、統
計処理されたデータで各々の基地局からの電界値の差分
を計算して、各々の基地局に対する電界の増減分から基
地局方向の合成ベクトルを求める合成ベクトル算出手段
と、得られた合成ベクトルから移動している方向を同定
する方向同定手段とを備えたものであり、複数の基地局
からの電界強度を計測して、毎回統計処理を行ない、処
理されたデータに基づいて各々の基地局からの電界値の
差分を計算し、各々の基地局に対する電界の増減分から
基地局方向の合成ベクトルを求めて移動体の進行方向を
ユーザに提供するという作用を有する。

【００２０】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２記載の移動体マップマッチング装置において、電界強
度のデータを処理する際に、数回の移動平均法または最
小二乗法または数次指数平滑法またはそれらの組み合わ
せを用いる平滑化処理手段を備えたものであり、電界強
度のデータを統計処理する際に、移動平均法を数回また
は数次指数平滑法または最小二乗法またはそれらの組み
合わせを用いて電界強度データの平滑化処理を行なう統
計処理方法で、測定誤差を平滑化した電界強度データを
提供するという作用を有する。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項２記載の
移動体マップマッチング装置において、あらかじめ決定
された測定地点での電界を測定し、その平均値を求めて
おき、移動体が移動する際には、各測定地点での電界強
度を再度測定してその測定値または統計処理後の値の標
準偏差を求めて偏差値がある決められた範囲にある地点
のみを現在地の候補として採用し、連続する複数のデー
タの中で最も存在する確率の高いノードをトレースして
移動体のトレースを行なうようにしたものであり、移動
体のトレースをより正確に行なうという作用を有する。

【００２２】請求項６に記載の発明は、請求項３記載の
移動体マップマッチング装置において、あらかじめ決定
された測定地点での電界を測定し、その最尤推定に必要
なパラメータ値および尤度関数を求めておき、移動体が
移動してくる際には、各測定地点での電界強度を再度測
定してその測定値または平滑化されたデータから存在す
る位置の最尤推定を行なって現在地の候補として採用
し、最も最尤推定値の高かったノードをトレースして移
動体のトレースを行なうようにしたものであり、移動体
のトレースをより正確に行なうという作用を有する。

【００２３】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６
のいずれかに記載の移動体マップマッチング装置におい
て、複数の基地局からの電界強度を測定し、電界−座標
変換手段において電界値データを各移動体道路ネットワ
ークにおける座標に変換し、連続した複数の座標データ
とリンクデータとの相関係数を取り最も相関係数の高い
道路にマッチングを行ない、さらに、引き続き得られる
電界データを座標変換した座標データを含めて相関係数
を算出し、相関係数のピーク値において移動体が交差点
を曲がったことを判定しながらリンク同定を行なうリン
ク同定手段を備えたものであり、リンク同定を行なうこ
とによって移動体にトレース情報を提供できるという作
用を有する。

【００２４】請求項８に記載の発明は、請求項１乃至６
のいずれかに記載の移動体マップマッチング装置におい
て、複数の基地局からの電界強度を測定して位置座標を
同定する電界−座標変換手段の変換結果の座標データを
任意のデータ数で区切り、且つ重回帰分析を用いて重回
帰式を導き、この重回帰式と最も類似する道路座標の式
を持つ道路にマップマッチングし、さらに引き続き得ら
れる電界データを座標変換した座標データを含めて重回
帰式を導いて、係数間の距離の変動を観測し、距離が大
きく変動する部分を抽出して変化点とし、移動体が交差
点を曲がったことを判定しながら変化点で区切られる座
標データにおいて重回帰式が類似するリンクデータにマ
ップマッチングするリンク同定手段を備えたものであ
り、重回帰式が類似するリンクデータにマップマッチン
グすることによって移動体により正確なトレース情報を
提供できるという作用を有する。

【００２５】請求項９に記載の発明は、請求項１乃至６
のいずれかに記載の移動体マップマッチング装置におい
て、複数の基地局からの電界強度を測定して位置座標を
同定する電界−座標変換手段の変換結果の座標データを
任意のデータ数で区切り、且つ主成分分析を用いて主成
分式を導き、その主成分式と最も類似する道路座標の式
を持つ道路にマップマッチングし、さらに引き続き得ら
れる電界データを座標変換した座標データを含めて主成
分式を導いて、係数間の距離の変動を観測し、距離が大
きく変動する部分を抽出して変化点とし、移動体が交差
点を曲がったことを判定しながら変化点で区切られる座
標データにおいて主成分式が類似するリンクデータにマ
ップマッチングするリンク同定手段を備えたものであ
り、主成分式が類似するリンクデータにマップマッチン
グすることによって移動体により正確なトレース情報を
提供できるという作用を有する。

【００２６】請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至
７のいずれかに記載の移動体マップマッチング装置にお
いて、複数の基地局からの電界強度を測定し、電界−座
標変換手段において電界データを各移動体道路ネットワ
ークにおける座標に変換し、方向同定手段におけるベク
トルの成す角度の変化量を統計処理して変化量の大きい
部分を抽出し、その点を変化点として移動体が交差点を
曲がったことを判定しながら変化点で区切られる座標デ
ータにおいて最も相関係数の高いリンクにリンク同定を
行なうリンク同定手段を備えたものであり、最も相関係
数の高いリンクにリンク同定を行なうことによって移動
体により正確なトレース情報を提供できるという作用を
有する。

【００２７】請求項１１に記載の発明は、請求項７乃至
１０のいずれかに記載の移動体マップマッチング装置に
おいて、リンク同定手段は、変化点を決定するに際し
て、任意のデータ数で信頼区間を推定することによって
変化点を決定し、その区間にある道路データを存在する
道路として出力するようにしたものであり、道路表示が
より正確になるという作用を有する。

【００２８】請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至
６のいずれかに記載の移動体マップマッチング装置にお
いて、あらかじめ測定したリンクにおける電界強度のデ
ータに基づいてマハラノビスの距離を求める式を求めて
おき、複数の基地局からの電界強度を測定し、平滑化を
行ない、平滑化された各基地局からの電界強度値におけ
る各リンクにおけるマハラノビスの距離のうち最も短い
リンクへリンク同定するリンク同定手段を備えたもので
あり、各リンクにおけるマハラノビスの距離のうち最も
短いリンクへリンク同定することにより、移動体にトレ
ース情報を提供するという作用を有する。

【００２９】請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至
１２のいずれかに記載の移動体マップマッチング装置に
おいて、移動体位置検出方式で得られた推定位置情報を
そのままインターフェースに点で表示するかまたは推定
位置情報をスムージングした後に点で表示し、表示され
る推定位置情報の点の帯からユーザが自分の現在地を知
ることができるようにしたものであり、ユーザが自分の
現在地を容易に認識できるという作用を有する。

【００３０】請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至
１３のいずれかに記載の移動体マップマッチング装置に
おいて、万歩計等を用いて移動体の移動した距離を計測
し、移動体が移動した距離を用いて移動体マップマッチ
ング装置によって得られた移動体の移動角度および移動
リンクまたはノードの情報を補正しながらマップマッチ
ングを行なうようにしたものであり、リンク同定の精度
を高めることができるという作用を有する。

【００３１】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態を添付の図面を参照して説明する。図１は本発明によ
る移動体マップマッチング装置およびこれを用いた移動
体の位置情報提供システムの構成を示すブロック図であ
る。図１において、符号１１は無線通信による通信ネッ
トワークを構成して携帯電話或いは携帯端末装置による
通信を可能にする基地局、１２は基地局１１からの電界
強度を測定するとともに、その測定データを上記無線通
信ネットワークを用いて伝送する携帯端末装置、１３は
測定によって得られた電界強度データを記憶する電界強
度データ記憶装置、１４は電界強度データ記憶装置１３
からのデータを基に移動体の地図上における位置を決定
する移動体マップマッチング装置である。また、１５は
移動体マップマッチング装置１４と他の機器との通信の
整合性をとるインタフェース、１６は移動体マップマッ
チング装置１４の操作により移動局の位置を検出する移
動局位置検出手段、１７は上記移動体のマップマッチン
グ処理において得られるトレース情報を格納するトレー
ス情報格納装置、１８は移動体マップマッチング装置の
動作のために必要なデジタル地図情報が格納される地図
格納装置、１９は携帯端末装置によって計測された電界
強度データと、これから得られた位置情報との関連デー
タが格納される位置−電界強度データ格納装置である。

【００３２】移動体マップマッチング装置１４は、電界
強度データ記憶装置１３に記憶された電界値を平滑化す
る平滑化処理手段２１と、平滑化されたデータから移動
している方向を同定する方向同定手段２２と、移動して
きたトレース情報を生成するトレース手段２４と、方向
同定手段２２から得られた方向とトレース情報とデジタ
ル地図情報と位置−電界強度データから現在地を推定す
るリンク同定手段２３とを備えている。リンク同定手段
２３はリンク同定手段一２３ａと、リンク同定手段二２
３ｂと、リンク同定手段三２３ｃと、リンク同定手段四
２３ｄと、リンク同定手段五２３ｅと、リンク同定手段
六２３ｆとを備えている。また、トレース手段２４は、
トレース手段一２４ａと、トレース手段二２４ｂと、ト
レース手段三２４ｃと、出力結果を表示するインターフ
ェース２０とを備えている。

【００３３】図２は図１に示された移動体の位置情報提
供システムにおいて用いられる携帯端末装置１２の構成
を示すブロック図である。この携帯端末装置１２は、無
線通信によるデータの送受信動作をコントロールする無
線制御部２５と、地図を表示する液晶その他のディスプ
レー用部材から構成された地図表示部２６と、移動体の
マップマッチング処理を実行する移動体マップマッチン
グ部２７とを備えている。無線制御部２５は、測定地点
における電界強度を測定する電界強度測定部２８を備え
ている。

【００３４】かかる構成を有する本発明の第１の実施の
形態に係る移動体マップマッチング装置の動作について
以下説明する。図３は電界強度から移動体が移動した方
向を導く方向同定手段２２の処理動作手順を説明するフ
ローチャートである。また、図４は方向同定手段２２の
動作内容を説明するために地図とともに表す模式図であ
る。図４においてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは基地局を表し、一点
鎖線の矢印Ｓ１は移動体が移動した軌跡、ＰとＱは方向
同定を行なう地点である。図５は図４において一点鎖線
の矢印Ｓ１上を移動体が移動した場合の基地局Ｄで測定
された電界強度のデータをグラフに示す図である。この
グラフ図において、縦軸は電界強度、横軸は距離を示
す。横軸は図４の地図に合わせてあり、左端部は基地局
Ａに近い側、右端部は基地局Ｄに近い側である。図６は
図５のデータを移動平均法によって平滑化した電界強度
のデータをグラフに示す図である。この図では、平滑化
処理されたデータ上でＰ地点の電界強度が５３、Ｑ地点
の電界強度が６０であることが示されている。

【００３５】図７は図４において移動体が一点鎖線の矢
印Ｓ１上を移動した場合の基地局Ａで測定された電界強
度のデータをグラフに示す図である。図７において、縦
軸は電界強度、横軸は距離を示す。横軸は図４の地図に
合わせてあり、左端部は基地局Ａに近い側、右端部は基
地局Ｄに近い側である。図８は図７のデータを移動平均
法または数次指数平滑法または最小二乗法またはこれら
組み合わせによって平滑化した電界強度のデータをグラ
フに示す図である。この図では、平滑化処理されたデー
タ上でＰ地点の電界強度が６２、Ｑ地点の電界強度が５
５であることが示されている。図９は基地局Ｃの電界デ
ータを平滑化したデータをグラフに示す図である。この
図では、処理されたデータ上でＰ地点の電界強度が４
５、Ｑ地点の電界強度が５５であることが示されてい
る。この図では、図１０においては、基地局Ｂの電界デ
ータを平滑化したデータをグラフに示す図である。処理
されたデータ上でＰ地点の電界強度が５５、Ｑ地点の電
界強度が４５であることが示されている。

【００３６】図３と図４と図５と図６と図７と図８と図
９と図１０とを参照しながら方向同定手段２２の処理動
作について説明する。方向同定手段２２が起動されると
（ステップ１００）、電界データの測定を始める。電界
データの測定数または直前の測定時刻からの時間間隔を
測定し、方向を同定する時間が来たかどうかまたは、あ
らかじめ測定する場所として指定された地点へ来たかど
うかを判断する（ステップ１０１）。方向を同定する時
間における地点または事前に決められた測定する地点Ｐ
またはＱへ来たらこれまで蓄積されてきた電界強度のデ
ータを平滑化処理手段２１により平滑化する。図４の例
では図５のデータから図６のデータに変換する。または
図７のデータから図８のデータに変換する（ステップ１
０２）。

【００３７】図６と図８と図９と図１０でそれぞれ基地
局Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤにおけるＰ地点とＱ地点との電界強度
の差を求める（ステップ１０３）。それぞれの基地局か
らの電界強度の差を、図４の破線で示すようにＰ地点か
らそれぞれの基地局方向へのベクトルで表し、それらを
合成して図４の大きい矢印で示すような合成ベクトルＶ
１を求める（ステップ１０４）。求めた合成ベクトルＶ
１を出力する（ステップ１０５）。終了する場合は終了
し、終了しない場合はステップ１０１の処理に戻る（ス
テップ１０６）。

【００３８】この第１の実施の形態の変形態様として、
あらかじめ決定された測定地点での電界を測定し、その
最尤推定に必要なパラメータ値および尤度関数を求めて
おき、移動体が移動してくる際には、各測定地点での電
界強度を再度測定してその測定値または平滑化されたデ
ータから存在する位置の最尤推定を行なって現在地の候
補として採用し、最も最尤推定値の高かったノードをト
レースして移動体のトレースを行なうようにすることも
できる。このような処理により、移動体のトレースをよ
り正確に行なうことができる。

【００３９】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態に係る移動体マップマッチング装置の動作について以
下説明する。図１１はこの第２の実施の形態において、
移動体が移動して来た道のりを地図上にマッチングする
トレース手段２４（この場合はトレース手段一２４ａ）
の処理動作手順を説明するフローチャートである。ま
た、図１２はトレース手段２４のうちトレース手段一２
４ａの動作内容を説明するために地図とともに表す模式
図である。図１２においてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは基地局を表
し、実線で示す矢印Ｓ２は移動体が移動した（或いは移
動する）軌跡を表し、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，
ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐは地図上で移動体
が移動する場合に備えてあらかじめ電界強度を計測する
地点を表す。また、図１２におけるａ地点からｐ地点ま
での各地点において、あらかじめ測定された各基地局か
らの電界強度の値を平均したものとその標準偏差を表１
に示す。

【表１】

【００４０】また、図１２において矢印の方向に移動し
た場合の各基地局からの電界強度を平滑化した値を表２
に示す。

【表２】

【００４１】また、表２において矢印のデータを測定し
た場所の電界データについて、各測定地点における偏差
値を表３に示す。

【表３】

【００４２】また、任意の測定時間において各測定地点
で測定された電界強度が、ある範囲に存在していた回数
を記録する存在リストを表４に示す。

【表４】

【００４３】また、上記任意の測定時間において各測定
地点で測定された電界強度が、ある範囲に存在していた
回数が記録された状態を表５に示す。

【表５】

【００４４】さらに、通過したノードを示す通過リスト
を表６に示す。

【表６】

【００４５】図１１と図１２と表１と表２と表３と表４
と表５と表６を参照しながらトレース手段一２４ａの処
理動作について説明する。トレース手段一２４ａが起動
されると（ステップ１１１０）、一定間隔おきに電界強
度のデータを測定し（ステップ１１１１）、それまで蓄
積されたデータで表２に示すように平滑化を行なう（ス
テップ１１１５）。平滑化されたデータについて、すべ
ての地点において電界データの偏差値を求める（ステッ
プ１１２０）。表３において各基地局からの偏差値がす
べて４９以上５１未満の地点の番号ａを求めて表４の存
在リストのａ欄に１を加える。この範囲にない場合は範
囲を１ずつ広げる。その場合にはこの例では表４のｂの
存在リストにも１が加えられる（ステップ１１３０）。
上記ステップ１１１０からステップ１１３０までを決め
られた回数繰り返してその間の存在リストを完成させる
（ステップ１１４０）。完成された存在リストが表５で
ある。観測データが最後まできたら存在リストを参照
し、最も値の高い地点を通過した地点として表６の通過
リストに１を書き込む（ステップ１１５０）。上記ステ
ップ１１１０乃至１１５０の処理を現在の測定地点まで
行ない、表６の通過リストを出力する（ステップ１１６
０）。

【００４６】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態に係る移動体マップマッチング装置の動作について以
下説明する。図１３はこの第３の実施の形態において、
移動体が移動して来た道のりを地図上にマッチングする
トレース手段２４（この場合はトレース手段二２４ｂ）
の処理動作手順を説明するフローチャートである。この
実施の形態においても上記第１の実施の形態におけると
同様、トレース手段二２４ｂの動作内容を説明するため
に地図とともに表す模式図（図１２）が用いられる。ま
た、図１２におけるａ地点からｐ地点までの各地点にお
いて、あらかじめ測定された各基地局からの電界強度の
値を平均したものとその標準偏差を表１に示す。表２は
図１２の矢印の方向に移動した場合の各基地局からの電
界強度を平滑化した値である。

【００４７】また、ノードｂの基地局Ａからの電界強度
の確率分布を表７に示す。同様にすべての地点が各基地
局からの電界強度の確率分布表を持っている。

【表７】

【００４８】また、表８は表２において矢印のデータを
測定した場所の電界データについて、各測定地点におけ
る電界強度の確率を表８に示す。

【表８】

【００４９】図１３と図１２と表１と表２と表６と表７
と表８を参照しながらトレース手段二２４ｂの処理動作
について説明する。トレース手段二２４ｂが起動される
と（ステップ１２１０）、一定間隔おきに電界強度のデ
ータを測定し（ステップ１２１１）、それまで蓄積され
たデータで表２のように平滑化を行なう（ステップ１２
１５）。平滑化されたデータについて、すべての地点に
おいて表７を参照して基地局Ａからの電界強度の存在す
る確率０．１３３７を求める（ステップ１２２０）。表
８に示すように得られた確率の積を取り、その値が最大
となる地点をコーナーＢにマッチングする（ステップ１
２３０）。そして、上記ステップ１２１０からステップ
１２３０までを現在の測定地点まで行ない、表６の通過
リストを出力する（ステップ１２４０）。

【００５０】（実施の形態４）本発明の第４の実施の形
態に係る移動体マップマッチング装置の動作について以
下説明する。図１４はこの第４の実施の形態において、
電界強度が大きい値を示す場合で電界強度の確率分布が
正規分布しない場合にもノードにマッチングするトレー
ス手段２４（この場合はトレース手段三２４ｃ）の処理
動作手順を説明するフローチャートである。また、図１
５はトレース手段三２４ｃの動作内容を説明するために
地図とともに表す模式図である。図１６はトレース手段
三２４ｃの作動に際して、各基地局において電界強度が
ある値以上で電界強度の確率分布が正規分布しない場合
に、その範囲を円で示してある模式図である。本実施の
形態ではこの電界強度の閾値を６０とする。図１５およ
び図１６においてＡ〜Ｘは道路のノードであり、ノード
間をリンクでつないである。表２は図１２の矢印の方向
に移動した場合の各基地局からの電界強度を平滑化した
値である。表８は実施の形態３における電界強度の確率
を示した例である。

【００５１】図１４と図１５と図１６と表２と表８を参
照しながらトレース手段三２４ｃの処理動作について説
明する。トレース手段三２４ｃが起動されると（ステッ
プ１３１０）、一定間隔おきに電界強度のデータを測定
し（ステップ１３１１）、それまで蓄積されたデータで
平滑化を行なう（ステップ１３１５）。平滑化されたデ
ータについて、正規分布を成さなくなる一定の電界強度
（６０とする）以上かどうかを判断する（ステップ１３
１８）。矢印データおいて基地局Ａからのデータは正規
分布を成さなくなる一定の電界強度以上であるからステ
ップ１３２０へ進み、基地局Ｃからのデータは正規分布
を成さなくなる一定の電界強度以上ではないからステッ
プ１３２５へ進む。一定の電界強度６０以上ならば上記
実施の形態３の場合と同様に、測定済みの確率分布にし
たがってすべての地点において電界強度データの存在す
る確率を求める。このとき、矢印データの基地局Ａのデ
ータは０．１３３７である（ステップ１３２０）。

【００５２】他方、上記一定の電界強度以下ならば正規
分布における確率密度関数に基づいて電界強度データの
存在する確率を求める。矢印データの基地局Ｃのデータ
はノードｂにおいて、 １/ √２ π * Exp(-１/ ２ * ((x-μ)/σ) ＾２) =
０. １９８ である（ステップ１３２５）。次に、得られた確率の積
を取り、実施の形態３における表８と同様の表を作成
し、その値が最大となるコーナーにマッチングする（ス
テップ１３３０）。さらに、上記ステップ１３１０から
ステップ１３３０までを現在の測定地点まで行ない、表
６の通過リストを出力する（ステップ１３４０）。

【００５３】（実施の形態５）本発明の第５の実施の形
態に係る移動体マップマッチング装置の動作について以
下説明する。図１７はこの第５の実施の形態において、
電界強度を測定してマップマッチングを行なうリンク同
定手段２３（この場合はリンク同定手段一２３ａ）の処
理動作手順を説明するフローチャートである。この第５
の実施の形態においても、先の第４の実施の形態におけ
ると同様、データは図１５に示された地図の模式図を用
いて取るようにしている。図１５において、Ａ〜Ｘは道
路のノードであり、ノード間をリンクでつないである。
図１８は移動体位置検出手段１６によって変換された座
標データをプロットしたものである。図１９は変換され
た座標について平滑化した座標データをプロットしたも
のである。図２０は平滑化した座標データで隣り合う座
標で構成されるベクトルから変化点を抽出する模式図で
ある。

【００５４】表９はリンクｂｆを通過したときに取った
座標データとすべてのリンクデータとの相関係数を算出
した値を表９に表す。

【表９】

【００５５】また、ベクトルデータから変化点を抽出す
るための変化点抽出リストを表１０に表す。

【表１０】

【００５６】図１７と図１５と図１８と図１９と図２０
と表９と表１０を参照しながらリンク同定手段一２３ａ
の処理動作について説明する。リンク同定手段一２３ａ
が起動されると（ステップ１４００）、電界強度を測定
し（ステップ１４１０）、現在地までの電界強度のデー
タを平滑化する（ステップ１４１５）。平滑化されたデ
ータに基づいて移動体位置検出手段１６で座標変換する
（ステップ１４２０）。図１８は図１５の図でノードを
Ａ，Ｂ，Ｆ，Ｊ，Ｐ，Ｔ，Ｘの順に移動して測定した電
界を、電界−座標変換後に座標データをプロットしたも
のである。変換された座標を一定時間間隔毎に更に平滑
化する（ステップ１４２５）。

【００５７】図１９は図１８の座標データについて平滑
化したデータを一定間隔おきに○でプロットしたもので
ある。図１９に示すようにデータをプロットした後、図
２０で示す通りに平滑化された座標データと始点の座標
とで構成されるベクトルを構成し、これらのベクトルと
北向き（一定向き）の基本ベクトルとの成す角を算出し
て、その変化量として角度の二重差分（表１０）を取
り、最も変化量の大きい点、すなわち極値を変化点ｃと
してマークする（ステップ１４３０）。そして、平滑化
された座標データで変化点ごとにすべての道路リンクデ
ータまたはエリア内のストリートデータとの相関係数を
算出し、表９を作成する。その後、作成された表９中で
最も相関係数の高いリンク番号ｂｆを出力する（相関係
数の絶対値が１に最も近いストリートデータにマップマ
ッチングする）（ステップ１４４０）。

【００５８】（実施の形態６）本発明の第６の実施の形
態に係る移動体マップマッチング装置の動作について以
下説明する。図２１はこの第６の実施の形態において、
電界強度を測定してマップマッチングを行なうリンク同
定手段２３（この場合はリンク同定手段二２３ｂ）の処
理動作手順を説明するフローチャートである。この第６
の実施の形態においても、先の第４の実施の形態におけ
ると同様、データは図１５に示された地図の模式図を用
いて取るようにしている。図１５において、Ａ〜Ｘは道
路のノードであり、ノード間をリンクでつないである。
図１８は移動体位置検出手段１６によって変換された座
標データをプロットしたものである。図１９は変換され
た座標について平滑化した座標データをプロットしたも
のである。

【００５９】また、本実施の形態において、相関係数の
変化から変化点を抽出するための変化点抽出リストを表
１１に表す。

【表１１】

【００６０】図２１と図１５と図１８と図１９と表１１
を参照しながらリンク同定手段二２３ｂの処理動作につ
いて説明する。リンク同定手段二２３ｂが起動されると
（ステップ１５００）、電界強度を測定し（ステップ１
５１０）、現在地までの電界強度のデータを平滑化する
（ステップ１５１５）。次に平滑化されたデータに基づ
いて移動体位置検出手段１６で座標変換する（ステップ
１５２０）。図１８は図１５の図でノードをＡ，Ｂ，
Ｆ，Ｊ，Ｐ，Ｔ，Ｘの順に移動して測定した電界を、電
界−座標変換後に座標データをプロットしたものであ
る。変換された座標を一定間隔毎に更に平滑化する（ス
テップ１５２５）。

【００６１】図１９は図１８の座標データについて平滑
化したデータを一定間隔おきに○でプロットしたもので
ある。ａ点までの平滑化された座標データで、直前の変
化点以降から現在地までのデータとすべての道路リンク
データまたはエリア内のストリートデータとの相関係数
を算出し最も相関係数の高いリンク番号ＡＢを出力する
（相関係数の絶対値が１に最も近いリンクデータを見つ
ける）（ステップ１５３０）。ＡＢ上の平滑化された座
標データを一つずつ増す度に相関係数を算出し表１１の
変化点抽出リストを作成し、対応する点までの相関係数
を算出してその変化量を記録する。表中でもっとも係数
の変化が大きかった点を変化点としてマークし、そのマ
ークから次のリンクデータを探す対象となる座標データ
とする（ステップ１５４０）。その後、測定した座標デ
ータが終わりか否かをチェックし、終わりの場合は終了
し、そうでない場合はステップ１５３０の処理に戻る
（ステップ１５５０）。

【００６２】（実施の形態７）本発明の第７の実施の形
態に係る移動体マップマッチング装置の動作について以
下説明する。図２２はこの第７の実施の形態において、
電界強度を測定してマップマッチングを行なうリンク同
定手段２３（この場合はリンク同定手段三２３ｃ）の処
理動作手順を説明するフローチャートである。この第７
の実施の形態においても、先の第４以下の実施の形態に
おけると同様、データは図１５に示された地図の模式図
を用いて取るようにしている。図１５において、Ａ〜Ｘ
は道路のノードであり、ノード間をリンクでつないであ
る。図１８は移動体位置検出手段１６によって変換され
た座標データをプロットしたものである。図１９は変換
された座標について平滑化した座標データをプロットし
たものである。

【００６３】本実施の形態において、重回帰式と各リン
クとの係数の距離を算出したリストを表１２に表す。

【表１２】

【００６４】また、本実施の形態において、上記係数の
距離の変化から変化点を抽出するための変化点抽出リス
トを表１３に表す。

【表１３】

【００６５】図２２と図１５と図１８と図１９と表１２
と表１３を参照しながらリンク同定手段三２３ｃの処理
動作について説明する。リンク同定手段三２３ｃが起動
されると（ステップ１６００）、電界強度を測定し（ス
テップ１６１０）、現在地までの電界強度のデータを平
滑化する（ステップ１６１５）。平滑化されたデータに
基づいて移動体位置検出手段１６で座標変換する（ステ
ップ１６２０）。図１８は図１５の図でノードをＡ，
Ｂ，Ｆ，Ｊ，Ｐ，Ｔ，Ｘの順に移動して測定した電界
を、電界−座標変換後に座標データをプロットしたもの
である。変換された座標を更に平滑化する（ステップ１
６２５）。

【００６６】図１９は図１８の座標データについて平滑
化したデータを一定間隔おきに○でプロットしたもので
ある。ａ点までの平滑化された座標データで直前の変化
点以降から現在地までのデータとすべての道路リンクデ
ータまたはエリア内のストリートデータとの重回帰式を
算出し、すべてのリンクデータとの一次式の距離を算出
して係数の値の距離が最も近いリンクデータすなわち最
も距離の短いリンク番号ＡＢを出力する（ステップ１６
３０）。次に、対象としているリンクであるＡＢ上の平
滑化された座標データを一つずつ増す度に重回帰式の係
数を算出し、その結果を追加しながら表１３の変化点抽
出リストを作成する。そして、上記係数の距離の変化量
を記録し、表１３中でもっとも係数の変化が大きかった
点を変化点としてマークし、そのマークから次のリンク
データを探す対象となる座標データとする（ステップ１
６４０）。その後、測定した座標データが終わりか否か
をチェックし、終わりの場合は一連の処理動作を終了
し、そうでない場合はステップ１６３０の処理に戻る
（ステップ１６５０）。

【００６７】（実施の形態８）本発明の第８の実施の形
態に係る移動体マップマッチング装置の動作について以
下説明する。図２３はこの第８の実施の形態において、
電界強度を測定してマップマッチングを行なうリンク同
定手段２３（この場合はリンク同定手段四２３ｄ）の処
理動作手順を説明するフローチャートである。この第８
の実施の形態においても、先の第４以下の実施の形態に
おけると同様、データは図１５に示された地図の模式図
を用いて取るようにしている。図１５において、Ａ〜Ｘ
は道路のノードであり、ノード間をリンクでつないであ
る。図１８は移動体位置検出手段１６によって変換され
た座標データをプロットしたものである。図１９は変換
された座標について平滑化した座標データをプロットし
たものである。

【００６８】本実施の形態において、主成分式と各リン
クとの係数の距離を算出したリストを表１４に表す。

【表１４】

【００６９】また本実施の形態において、係数の距離の
変化から変化点を抽出するための変化点抽出リストを表
１５に表す。

【表１５】

【００７０】図２３と図１５と図１８と図１９と表１４
と表１５を参照しながらリンク同定手段四２３ｄの処理
動作について説明する。リンク同定手段四２３ｄが起動
されると（ステップ１７００）、電界強度を測定し（ス
テップ１７１０）、現在地までの電界強度のデータを平
滑化する（ステップ１７１５）。平滑化されたデータに
基づいて移動体位置検出手段１６で座標変換する（ステ
ップ１７２０）。図１８は図１５の図でノードをＡ，
Ｂ，Ｆ，Ｊ，Ｐ，Ｔ，Ｘの順に移動して測定した電界
を、電界−座標変換後に座標データをプロットしたもの
である。変換された座標を更に平滑化する（ステップ１
７２５）。

【００７１】図１９は図１８の座標データについて平滑
化したデータを一定間隔おきに○でプロットしたもので
ある。ａ点までの平滑化された座標データで直前の変化
点以降から現在地までのデータとすべての道路リンクデ
ータまたはエリア内のストリートデータとの主成分式を
算出し、すべてのリンクデータとの一次式の距離を算出
して係数の値の距離が最も近いリンクデータすなわち最
も距離の短いリンク番号ＡＢを出力する（ステップ１７
３０）。次に、対象としているリンクであるＡＢ上の平
滑化された座標データを一つずつ増す度に主成分式の係
数を算出し、その結果を追加しながら表１３の変化点抽
出リストを作成する。そして、上記係数の距離の変化量
を記録し、表１３中でもっとも係数の変化が大きかった
点を変化点としてマークし、そのマークから次のリンク
データを探す対象となる座標データとする（ステップ１
７４０）。その後、測定した座標データが終わりか否か
をチェックし、測定した座標データが終わりの場合は終
了し、そうでない場合はステップ１７３０に戻る（ステ
ップ１７５０）。

【００７２】（実施の形態９）本発明の第９の実施の形
態に係る移動体マップマッチング装置の動作について以
下説明する。図２４はこの第９の実施の形態において、
電界強度を測定してマップマッチングを行なうリンク同
定手段２３（この場合はリンク同定手段五２３ｅ）の処
理動作手順を説明するフローチャートである。この第９
の実施の形態においても、先の第４以下の実施の形態に
おけると同様、データは図１５に示された地図の模式図
を用いて取るようにしている。図１５において、Ａ〜Ｘ
は道路のノードであり、ノード間をリンクでつないであ
る。図２５は方向同定手段２２によって出力された方位
を矢印で示し、方向同定手段２２の結果に基づいて変化
点を移動体位置検出手段１６によって変換した座標をノ
ードにマッチングして地図上にトレースした模式図もの
である。

【００７３】図２４と図１５と図２５を参照しながらリ
ンク同定手段五２３ｅの動作について説明する。リンク
同定手段五２３ｅが起動されると（ステップ１８０
０）、電界強度を測定し（ステップ１８１０）、続いて
現在地までの電界強度のデータを平滑化する（ステップ
１８１５）。次に、方向同定手段２２で移動体の方位を
同定し、ベクトルＡＢを求める（ステップ１８２０）。
次いで、移動体の移動している方位の変化を記録して方
位の変化が大きい点を変化点としてマークする（ステッ
プ１８２５）。マークした変化点を電界−座標変換手段
で座標変換して最も近いノードＢにマッチングする（ス
テップ１８３０）。マッチングしたノード間に基づいて
リンクにマッチングして移動体の情報を移動しながらト
レースし、Ａ→Ｂ→Ｆ→Ｊ→Ｎを出力する（ステップ１
８４０）。

【００７４】（実施の形態１０）本発明の第１０の実施
の形態に係る移動体マップマッチング装置の動作につい
て以下説明する。図２６はこの第１０の実施の形態にお
いて、電界強度を測定してマップマッチングを行なうリ
ンク同定手段２３（この場合はリンク同定手段六２３
ｆ）の処理動作手順を説明するフローチャートである。
この第１０の実施の形態においても、先の第４以下の実
施の形態におけると同様、データは図１５に示された地
図の模式図を用いて取るようにしている。図１５におい
て、Ａ〜Ｘは道路のノードであり、ノード間をリンクで
つないである。

【００７５】この実施の形態においては、あらかじめ計
測された電界データに基づいて算出された各リンクにお
けるマハラノビスの距離の式を表１６に示す。

【表１６】

【００７６】表１６において、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４
にはそれぞれ電界Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの電界強度が代入
される。

【００７７】また本実施の形態において、回数の記録さ
れた状態を表１７に表す。

【表１７】

【００７８】図２６と図１５と表１６と表１７を参照し
ながらリンク同定手段六２３ｆの動作について説明す
る。リンク同定手段六２３ｆが起動されると（ステップ
１９００）、電界強度を測定し（ステップ１９１０）、
現在地までの電界強度のデータを平滑化する（ステップ
１９１５）。その後、表１６に平滑化された測定データ
を代入し、その中で最も小さい距離を示すリンクにリン
ク同定し、表１７の通過リストにマークする（ステップ
１９２０）。処理するデータがなくなると、上記の処理
を連続な複数のデータについて行なう（ステップ１９３
０）。ステップＳＴ９３０までの処理により表１７がで
きるので、その中でマークした数が最も多いリンクＡＢ
を出力する（ステップ１９４０）。

【００７９】以上の実施の形態に述べた方法の他に、万
歩計等を用いて移動体の移動した距離を計測し、この計
測によって得られた移動体が移動した距離を用いて移動
体マップマッチング装置によって得られた移動体の移動
角度および移動リンクまたはノードの情報を補正しなが
らマップマッチングを行なうようにすることもできる。
このような方法によれば、簡易に移動体のマップマッチ
ングを行なうことが可能である。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は携帯端末で
計測される電界強度データを統計処理することにより、
経路地図データへのマップマッチングを行なうため、移
動体についてのマップマッチングが正確、且つ迅速に行
なわれる。

【００８１】また、このようにしてマップマッチングさ
れた情報（位置情報、移動経路情報など）を携帯端末装
置にデータ送信することができるから、移動体に対し
て、移動してきた経路の情報と経路地図上での移動体の
推定された現在地を提供することができる等種々の効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による移動体マップマッチング装置およ
びこれを用いた移動体の位置情報提供システムの構成を
示すブロック図

【図２】図１に示された移動体の位置情報提供システム
において用いられる携帯端末装置１２の構成を示すブロ
ック図

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る移動体マップ
マッチング装置において、電界強度から移動体が移動し
た方向を導く方向同定手段の処理動作手順を説明するフ
ローチャート

【図４】前記第１の実施の形態において、方向同定手段
の動作内容を説明するために地図とともに表す模式図

【図５】前記第１の実施の形態において、図４において
一点鎖線の矢印Ｓ１上を移動体が移動した場合の基地局
Ｄで測定された電界強度のデータをグラフに示す図

【図６】前記第１の実施の形態において、図５のデータ
を移動平均法によって平滑化した電界強度のデータをグ
ラフに示す図

【図７】前記第１の実施の形態において、図４において
移動体が一点鎖線の矢印Ｓ１上を移動した場合の基地局
Ａで測定された電界強度のデータをグラフに示す図

【図８】前記第１の実施の形態において、図７のデータ
を移動平均法または数字指数平滑法または両者の組み合
わせによって平滑化した電界強度のデータをグラフに示
す図

【図９】前記第１の実施の形態において、基地局Ｃの電
界データを平滑化したデータをグラフに示す図

【図１０】前記第１の実施の形態において、基地局Ｂの
電界データを平滑化したデータをグラフに示す図

【図１１】本発明の第２の実施の形態において、移動体
が移動して来た道のりを地図上にマッチングするトレー
ス手段一の処理動作手順を説明するフローチャート

【図１２】前記第２の実施の形態において、トレース手
段一の動作内容を説明するために地図とともに表す模式
図

【図１３】本発明の第３の実施の形態において、移動体
が移動して来た道のりを地図上にマッチングするトレー
ス手段二の処理動作手順を説明するフローチャート

【図１４】本発明の第４の実施の形態において、電界強
度が大きい値を示す場合で電界強度の確率分布が正規分
布しない場合にもノードにマッチングするトレース手段
三の処理動作手順を説明するフローチャート

【図１５】前記第４の実施の形態において、トレース手
段三の動作内容を説明するために地図とともに表す模式
図

【図１６】前記第４の実施の形態において、トレース手
段三の作動に際して、各基地局において電界強度がある
値以上で電界強度の確率分布が正規分布しない場合に、
その範囲を円で示してある模式図

【図１７】本発明の第５の実施の形態において、電界強
度を測定してマップマッチングを行なうリンク同定手段
一の処理動作手順を説明するフローチャート

【図１８】前記第５の実施の形態において、移動体位置
検出手段によって変換された座標データを地図上にプロ
ットした図

【図１９】前記第５の実施の形態において、変換された
座標について平滑化した座標データを地図上にプロット
した図

【図２０】前記第５の実施の形態において、平滑化した
座標データで隣り合う座標で構成されるベクトルから変
化点を抽出する模式図

【図２１】本発明の第６の実施の形態において、電界強
度を測定してマップマッチングを行なうリンク同定手段
二の処理動作手順を説明するフローチャート

【図２２】本発明の第７の実施の形態において、電界強
度を測定してマップマッチングを行なうリンク同定手段
三の処理動作手順を説明するフローチャート

【図２３】本発明の第８の実施の形態において、電界強
度を測定してマップマッチングを行なうリンク同定手段
四の処理動作手順を説明するフローチャート

【図２４】本発明の第９の実施の形態において、電界強
度を測定してマップマッチングを行なうリンク同定手段
五の処理動作手順を説明するフローチャート

【図２５】前記第９の実施の形態において、方向同定手
段によって出力された方位を矢印で示し、方向同定手段
の結果に基づいて変化点を移動体位置検出手段によって
変換した座標をノードにマッチングして地図上にトレー
スした模式図

【図２６】本発明の第１０の実施の形態において、電界
強度を測定してマップマッチングを行なうリンク同定手
段六の処理動作手順を説明するフローチャート

【図２７】従来の位置検出方式を実行するためのシステ
ム構成を表すブロック図

【図２８】従来の別の例として、１台の基地局の無線ゾ
ーンよりも狭い範囲に、移動局の現在位置を特定する方
法を説明する概略図

【符号の説明】

１０ 移動体マップマッチング装置 １１ 基地局 １２ 携帯端末装置 １３ 電界強度データ記憶装置 １４ 移動体マップマッチング装置 １５ インタフェース １６ 移動局位置検出手段 １７ トレース情報格納装置 １８ 地図格納装置 １９ 位置−電界強度データ格納装置である。 ２０ インタフェース ２１ 平滑化処理手段 ２２ 方向同定手段 ２３ リンク同定手段 ２４ トレース手段 ２５ 無線制御部 ２６ 地図表示部 ２７ 移動体マップマッチング部 ２８ 電界強度測定部

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯端末用基地局と、基地局から放出さ
   れる任意の地点の電界を測定する電界測定手段を備えた
   携帯端末と、測定した電界値を記憶する電界強度データ
   記憶手段と、記憶した電界値を平滑化する平滑化手段
   と、平滑化されたデータから移動している方向を同定す
   る方向同定手段と、移動してきたトレース情報を格納し
   ておくトレース情報格納手段と、デジタル地図を格納し
   ておく地図格納手段と、得られた電界強度データから地
   図上の座標を出力する電界−座標変換手段と、方向同定
   手段から得られた方向とトレース情報とデジタル地図情
   報と電界−座標変換手段から現在地を推定するリンク同
   定手段とを備え、移動体の現在地を推定する移動体マッ
   プマッチング装置。
2. 【請求項２】 携帯端末用基地局と、基地局からの決め
   られた地点の電界を測定する電界測定手段とを備えた携
   帯端末と、測定した電界値を記憶する記憶手段と、記憶
   した電界値を統計処理する統計処理手段と、得られた統
   計データから移動している方向を同定する方向同定手段
   と、移動してきたトレース情報を格納しておくトレース
   情報格納手段と、デジタル地図情報を格納する地図格納
   手段と、得られた電界強度データから地図上の座標を出
   力する電界−座標変換手段と、あらかじめ計測しておい
   た位置計測場所の電界強度データを格納する位置−電界
   強度データ格納手段と、方向同定手段から得られた方向
   とトレース情報とデジタル地図情報と、電界−座標変換
   手段から得られた座標データと位置−電界強度データか
   ら現在地を推定する位置同定手段とを有し、移動体の現
   在地を推定する移動体マップマッチング装置。
3. 【請求項３】 場所の判っている複数の基地局からの電
   界強度を、移動しながら時系列で測定する電界測定手段
   を備えた携帯端末と、測定した電界値を毎回統計処理す
   る統計処理手段と、統計処理されたデータで各々の基地
   局からの電界値の差分を計算して、各々の基地局に対す
   る電界の増減分から基地局方向の合成ベクトルを求める
   合成ベクトル算出手段と、得られた合成ベクトルから移
   動している方向を同定する方向同定手段とを備えたこと
   を特徴とする請求項１または２記載の移動体マップマッ
   チング装置。
4. 【請求項４】 電界強度のデータを処理する際に、数回
   の移動平均法または最小二乗法または数次指数平滑法ま
   たはそれらの組み合わせを用いる平滑化処理手段を備え
   た請求項１または２記載の移動体マップマッチング装
   置。
5. 【請求項５】 あらかじめ決定された測定地点での電界
   を測定し、その平均値を求めておき、 移動体が移動する際には、各測定地点での電界強度を再
   度測定してその測定値または統計処理後の値の標準偏差
   を求めて偏差値がある決められた範囲にある地点のみを
   現在地の候補として採用し、 連続する複数のデータの中で最も存在する確率の高いノ
   ードをトレースして移動体のトレースを行なうようにし
   たことを特徴とする請求項２記載の移動体マップマッチ
   ング装置。
6. 【請求項６】 あらかじめ決定された測定地点での電界
   を測定し、その最尤推定に必要なパラメータ値および尤
   度関数を求めておき、 移動体が移動してくる際には、各測定地点での電界強度
   を再度測定してその測定値または平滑化されたデータか
   ら存在する位置の最尤推定を行なって現在地の候補とし
   て採用し、 最も最尤推定値の高かったノードをトレースして移動体
   のトレースを行なうようにしたことを特徴とする請求項
   ３記載の移動体マップマッチング装置。
7. 【請求項７】 複数の基地局からの電界強度を測定し、
   電界−座標変換手段において電界値データを各移動体道
   路ネットワークにおける座標に変換し、連続した複数の
   座標データとリンクデータとの相関係数を取り最も相関
   係数の高い道路にマッチングを行ない、さらに、引き続
   き得られる電界データを座標変換した座標データを含め
   て相関係数を算出し、相関係数のピーク値において移動
   体が交差点を曲がったことを判定しながらリンク同定を
   行なうリンク同定手段を備えたことを特徴とする請求項
   １乃至６のいずれかに記載の移動体マップマッチング装
   置。
8. 【請求項８】 複数の基地局からの電界強度を測定して
   位置座標を同定する電界−座標変換手段の変換結果の座
   標データを任意のデータ数で区切り、且つ重回帰分析を
   用いて重回帰式を導き、この重回帰式と最も類似する道
   路座標の式を持つ道路にマップマッチングし、さらに引
   き続き得られる電界データを座標変換した座標データを
   含めて重回帰式を導いて、係数間の距離の変動を観測
   し、距離が大きく変動する部分を抽出して変化点とし、
   移動体が交差点を曲がったことを判定しながら変化点で
   区切られる座標データにおいて重回帰式が類似するリン
   クデータにマップマッチングするリンク同定手段を備え
   たことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
   移動体マップマッチング装置。
9. 【請求項９】 複数の基地局からの電界強度を測定して
   位置座標を同定する電界−座標変換手段の変換結果の座
   標データを任意のデータ数で区切り、且つ主成分分析を
   用いて主成分式を導き、その主成分式と最も類似する道
   路座標の式を持つ道路にマップマッチングし、さらに引
   き続き得られる電界データを座標変換した座標データを
   含めて主成分式を導いて、係数間の距離の変動を観測
   し、距離が大きく変動する部分を抽出して変化点とし、
   移動体が交差点を曲がったことを判定しながら変化点で
   区切られる座標データにおいて主成分式が類似するリン
   クデータにマップマッチングするリンク同定手段を備え
   たことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
   移動体マップマッチング装置。
10. 【請求項１０】 複数の基地局からの電界強度を測定
    し、電界−座標変換手段において電界データを各移動体
    道路ネットワークにおける座標に変換し、方向同定手段
    におけるベクトルの成す角度の変化量を統計処理して変
    化量の大きい部分を抽出し、その点を変化点として移動
    体が交差点を曲がったことを判定しながら変化点で区切
    られる座標データにおいて最も相関係数の高いリンクに
    リンク同定を行なうリンク同定手段を備えたことを特徴
    とする請求項１乃至７のいずれかに記載の移動体マップ
    マッチング装置。
11. 【請求項１１】 リンク同定手段は、変化点を決定する
    に際して、任意のデータ数で信頼区間を推定することに
    よって変化点を決定し、その区間にある道路データを存
    在する道路として出力することを特徴とする請求項７乃
    至１０のいずれかに記載の移動体マップマッチング装
    置。
12. 【請求項１２】 あらかじめ測定したリンクにおける電
    界強度のデータに基づいてマハラノビスの距離を求める
    式を求めておき、複数の基地局からの電界強度を測定
    し、平滑化を行ない、平滑化された各基地局からの電界
    強度値における各リンクにおけるマハラノビスの距離の
    うち最も短いリンクへリンク同定するリンク同定手段を
    備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記
    載の移動体マップマッチング装置。
13. 【請求項１３】 移動体位置検出方式で得られた推定位
    置情報をそのままインターフェースに点で表示するかま
    たは推定位置情報をスムージングした後に点で表示し、
    表示される推定位置情報の点の帯からユーザが自分の現
    在地を知ることができるようにしたことを特徴とする請
    求項１乃至１２のいずれかに記載の移動体マップマッチ
    ング装置。
14. 【請求項１４】 万歩計等を用いて移動体の移動した距
    離を計測し、移動体が移動した距離を用いて移動体マッ
    プマッチング装置によって得られた移動体の移動角度お
    よび移動リンクまたはノードの情報を補正しながらマッ
    プマッチングを行なうようにしたことを特徴とする請求
    項１乃至１３のいずれかに記載の移動体マップマッチン
    グ装置。