JP2017181166A - 位置測位装置、位置測位方法及び位置測位プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電波受信装置の位置測位精度を改善する。【解決手段】電波受信装置３において、（ａ）ｎ台（ｎ≧４）の電波発信装置からの電波強度のうち３つの電波強度を用いて電波受信装置３の位置を互いに異なる３つの電波発信装置１の組み合わせ毎に算出し、（ｂ）電波強度を用いて上記ｎ台の電波発信装置１から電波受信装置３までの距離をそれぞれ算出し、上記組み合わせ毎に電波発信装置１からの距離の和の逆数を求めて、求めた各組み合わせに係る逆数を全ての組み合わせに係る逆数の合計でそれぞれ除算することにより、上記組み合わせ毎に電波受信装置３の位置に対する重み付け係数を算出し、（ｃ）上記組み合わせ毎に電波受信装置３の位置に上記重み付け係数をそれぞれ乗算し、乗算した値の総和を電波受信装置３の測位位置とする。【選択図】図７

Description

本発明は、電波情報から電波受信装置の位置を測位する技術に関する。

今日、様々な位置情報サービスがある。位置情報サービスでは、無線ＬＡＮアクセスポイント等の電波発信装置（以下、基地局）の送信する無線電波強度を用いて電波受信装置（以下、受信端末）の位置を明らかにしたうえで、ユーザの現在位置やナビゲーション機能等の付加価値を提供している。ユーザの現在位置を特定するためには、位置情報を表示するアプリケーションとは別に、電波情報を取得する技術や電波情報から位置を特定する技術が必要である。

電波情報を用いて受信端末の位置情報を計算する方法として、電波強度が基地局からの距離に反比例して弱くなるという性質を利用し、３つの基地局からの電波強度を元に受信端末の２次元平面上の座標を計算する３点測位が知られている。３つの基地局の２次元平面上の座標と、電波強度を換算して得られた３つの基地局から受信端末までの距離とを用いることで、受信端末の座標を一意に特定することができる。例えば、無線ＬＡＮの電波強度を用いたＷｉ−Ｆｉ３点測位に用いられている。

しかし、電波強度は揺らいでしまう性質があるため、３点測位の位置測位精度に誤差が生じ、更に基地局から距離が離れて電波が弱くなるほどその影響は大きくなることから、その測位精度は劣化してしまう。そこで、４つ以上の基地局が近隣にある場合には、より電波強度が強い３つの電波強度を利用することにより、測位精度を維持できる。

特開２０１３−１０９０４９号公報

しかしながら、受信端末の移動に伴い３点測位の計算に用いる基地局が切り替わると、これまで用いていなかった新たな基地局の座標と電波強度が用いられるため、ユーザ目線では受信端末の測位位置が突然大きく変動する現象が発生してしまう。また、これによって位置測位精度の劣化が発生し易くなる。さらに、電波強度はゆらぎによる変化があり、この現象が繰り返し発生してしまう恐れもある。例えば、４つの基地局が図２０に示された位置に設置されている場合、中央の受信端末が基地局Ａ，Ｂ，Ｃの領域内から基地局Ａ，Ｄ，Ｃの領域内に移動すると、最も電波強度の弱い基地局は受信端末から最も遠い基地局Ｂになるので、３点測位の計算に用いていた基地局Ａ，Ｂ，Ｃが基地局Ａ，Ｄ，Ｃに切り替わってしまい、受信端末の測位位置が不連続に飛んでしまうことが起こる。

上記の課題と同様の課題を解決するため、特許文献１（段落０１２７−段落０１３３）には、３つの対応点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の他に、注視点から一定距離内の１つの対応点Ｐ４を参照点として取得し、△Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と△Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４の２つについて３点測位をそれぞれ行い、加重平均を算出する方法が提案されている。この場合、例えば対応点Ｐ１，Ｐ２の線分に対して垂直方向に移動する等、受信端末が一定の方向に移動するのであれば測位位置の不連続性をある程度抑制できる。しかし、受信端末の移動方向は必ずしも一定方向ではなく、受信端末が３６０°の方位に任意に移動することを考慮すると、その効果は限定的と考えられる。

本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、電波受信装置の位置測位精度を改善することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の位置測位装置は、４つ以上の電波発信装置からの電波強度のうち３つの電波強度を用いて電波受信装置の位置を互いに異なる３つの電波発信装置の組み合わせ毎に算出する手段と、電波強度を用いて前記４つ以上の電波発信装置から前記電波受信装置までの距離をそれぞれ算出し、前記組み合わせ毎に電波発信装置からの距離の和の逆数を求めて、求めた各組み合わせに係る逆数を全ての組み合わせに係る逆数の合計でそれぞれ除算することにより、前記組み合わせ毎に前記電波受信装置の位置に対する重み付け係数を算出する手段と、前記組み合わせ毎に前記電波受信装置の位置に前記重み付け係数をそれぞれ乗算し、乗算した値の総和を前記電波受信装置の測位位置とする手段と、を備えることを要旨とする。

請求項２に記載の位置測位方法は、位置測位装置で行う位置測位方法において、４つ以上の電波発信装置からの電波強度のうち３つの電波強度を用いて電波受信装置の位置を互いに異なる３つの電波発信装置の組み合わせ毎に算出するステップと、電波強度を用いて前記４つ以上の電波発信装置から前記電波受信装置までの距離をそれぞれ算出し、前記組み合わせ毎に電波発信装置からの距離の和の逆数を求めて、求めた各組み合わせに係る逆数を全ての組み合わせに係る逆数の合計でそれぞれ除算することにより、前記組み合わせ毎に前記電波受信装置の位置に対する重み付け係数を算出するステップと、前記組み合わせ毎に前記電波受信装置の位置に前記重み付け係数をそれぞれ乗算し、乗算した値の総和を前記電波受信装置の測位位置とするステップと、を備えることを要旨とする。

請求項３に記載の位置測位プログラムは、請求項１に記載の位置測位装置としてコンピュータを機能させることを要旨とする。

本発明によれば、電波受信装置の位置測位精度を向上することができる。

本発明の概要を説明する際の参照図である。 本発明の概要を説明する際の参照図である。 本発明の概要を説明する際の参照図である。 本発明の概要を説明する際の参照図である。 本発明の概要を説明する際の参照図である。 本発明の概要を説明する際の参照図である。 第１の実施の形態に係るシステムの全体動作概要を示す図である。 第１の実施の形態に係るシステムの全体構成例を示す図である。 第１の実施の形態に係るシステムの機能ブロック構成例を示す図である。 第１の実施の形態に係る基地局情報の登録処理を示すシーケンス図である。 第１の実施の形態に係る電波受信装置の位置測位処理を示すシーケンス図である。 第１の実施の形態に係る電波受信装置の位置測位処理を示すシーケンス図である。 第１の実施の形態に係る電波受信装置の位置測位処理を示すシーケンス図である。 第１の実施の形態に係る基地局情報の登録処理を示すフロー図である。 基地局情報の例を示す図である。 第１の実施の形態に係る電波受信装置の位置測位処理を示すフロー図である。 第２の実施の形態に係る電波受信装置の位置測位処理を示すシーケンス図である。 第２の実施の形態に係る電波受信装置の位置測位処理を示すシーケンス図である。 第２の実施の形態に係る電波受信装置の位置測位処理を示すシーケンス図である。 課題説明時の参照図である。

以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。

＜発明の概要＞
はじめに、本発明の概要について説明する。基地局はｎ台（ｎは４以上）設置されており、受信端末は、そのうち４台以上からの電波を受信する時に本発明を実行するものとする。

ここでは、基地局が４台の場合を例に説明する。

まず、受信端末３は、図１に示すように、４台の基地局Ａ〜Ｄからの電波をそれぞれ受信し、その電波強度をそれぞれ測定する（ステップＳ１）。

次に、受信端末３は、図２に示すように、測定した電波強度を元に３台の基地局を順に選定し、_４Ｃ_３通りの基地局の組合せ全てについて３点測位を実行する（ステップＳ２）。具体的には、基地局Ａ，Ｂ，Ｃによる３点測位、基地局Ａ，Ｂ，Ｄによる３点測位、基地局Ａ，Ｃ，Ｄによる３点測位、基地局Ｂ，Ｃ，Ｄによる３点測位をそれぞれ実行し、基地局Ａ，Ｂ，Ｃによる３点測位結果を（ｘ_１，ｙ_１）、基地局Ａ，Ｂ，Ｄによる３点測位結果を（ｘ_２，ｙ_２）、基地局Ａ，Ｃ，Ｄによる３点測位結果を（ｘ_３，ｙ_３）、基地局Ｂ，Ｃ，Ｄによる３点測位結果を（ｘ_４，ｙ_４）とする。

次に、受信端末３は、図３に示すように、ステップＳ１で測定した各基地局Ａ〜Ｄからの電波強度を用いて、各基地局Ａ〜Ｄから自端末までの距離をそれぞれ算出する（ステップＳ３）。電波強度から距離の関係を求める方法については任意である。例えば、実測値を元に求める手法等がある。図３では、市販のＷｉ−Ｆｉアクセスポイントにおける電波強度と距離の関係を示したグラフより、基地局Ａの電波強度Ａ’から距離Ｘを算出する方法を例示している。

次に、受信端末３は、ステップＳ２で求めた３点測位の位置を補正するため、まず、図４に示すように、３台の基地局の組合せ毎に、基地局と受信端末間の距離の和をとり、その和の逆数を求める（ステップＳ４）。具体的には、基地局Ａ，Ｂ，Ｃの距離の和の逆数をα、基地局Ａ，Ｂ，Ｄの距離の和の逆数をβ、基地局Ａ，Ｃ，Ｄの距離の和の逆数をγ、基地局Ｂ，Ｃ，Ｄの距離の和の逆数をδとすると、
α＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｂからの距離＋基地局Ｃからの距離）
β＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｂからの距離＋基地局Ｄからの距離）
γ＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｃからの距離＋基地局Ｄからの距離）
δ＝１／（基地局Ｂからの距離＋基地局Ｃからの距離＋基地局Ｄからの距離）
を算出する。

続いて、受信端末３は、図５に示すように、ステップＳ４で求めた距離の合計値の逆数から各３点測位の位置に対する重み付け係数をそれぞれ計算する（ステップＳ５）。具体的には、距離の合計値の逆数を用いて、α／（α＋β＋γ＋δ）、β／（α＋β＋γ＋δ）、γ／（α＋β＋γ＋δ）、δ／（α＋β＋γ＋δ）を計算する。

最後に、受信端末３は、図６に示すように、ステップＳ２で求めた３点測位の位置の各座標値に対してステップＳ５で求めた重み付け係数を掛け算した後に全ての和をとり、その計算結果を受信端末３の測位位置とする（ステップＳ６）。具体的には、｛α／（α＋β＋γ＋δ）×（ｘ_１，ｙ_１）＋β／（α＋β＋γ＋δ）×（ｘ_２，ｙ_２）＋γ／（α＋β＋γ＋δ）×（ｘ_３，ｙ_３）＋δ／（α＋β＋γ＋δ）×（ｘ_４，ｙ_４）｝の計算結果を受信端末３の位置とする。このステップＳ６では、ステップＳ２で求めた受信端末３の位置をステップＳ５で求めた重み付け係数を用いて補正する処理を実行している。

＜第１の実施の形態＞
次に、本発明の第１の実施の形態について説明する。図７は、以降説明する本実施の形態に係るシステム全体の動作概要を示す図である。以降詳述するので、ここでの説明は省略する。本実施の形態では、上記＜発明の概要＞で説明した構成と同様に、４台の基地局Ａ〜Ｄからの電波を用いて受信端末３の位置を特定する場合について説明する。

図８は、本実施の形態に係るシステムの全体構成例を示す図である。図９は、図８に例示したシステムの機能ブロック構成例を示す図である。

本システムは、電波を発信する電波発信装置１（基地局）と、その電波を受信する電波受信装置３（受信端末）と、基地局に係る基地局情報を保管しておく基地局情報保管装置５と、を備えて構成される。

電波発信装置１は、地球上の所定位置に固定された基地局等であり、自装置の識別ＩＤを含む電波を発信する装置である。詳細には、自装置の識別ＩＤを含む電波をアンテナ等の無線設備を介して発信する電波発信部１１を備えて構成される。例えば、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈタグ、携帯電話・ＰＨＳの基地局等である。

電波受信装置３は、持ち運び可能な受信端末であり、電波発信装置１からの電波を受信し、その電波強度より換算した電波発信装置１から自装置までの距離情報と電波発信装置１の位置情報とを用いて地球上における自装置の位置を測位する装置（位置測位装置）である。詳細には、電波発信装置１からの電波を受信する電波受信部３１と、受信した電波強度より電波発信装置１から自装置までの距離を算出する距離算出部３２と、電波発信装置１の識別ＩＤを基地局情報保管装置５に送信して該電波発信装置１の位置情報を受信する情報送受信部３３と、電波発信装置１から自装置までの距離情報と電波発信装置１の位置情報とを用いて自装置の位置を測位する位置測位算出部３４と、を備えて構成される。例えば、スマートフォン、タブレット端末等を構築するＣＰＵ及びメモリ等を用いて構成可能である。

基地局情報保管装置５は、電波発信装置１に係る所情報を格納しておく装置である。詳細には、電波受信装置３から電波発信装置１の識別ＩＤを受信し、その識別ＩＤに対応する位置情報を送信する情報送受信部５１と、電波発信装置１の識別ＩＤと該電波発信装置１の位置とを対応付けた基地局情報を格納しておく基地局情報格納ＤＢ５２と、管理者等により入力された電波発信装置１の識別ＩＤと位置情報とを受け付けて基地局情報格納ＤＢ５２に格納する情報入力部５３と、を備えて構成される。例えば、それらの情報を入力・更新可能なサーバ、ワークステーション等を用いて構成可能である。

次に、本実施の形態に係るシステムの動作について説明する。

最初に、図１０を参照しながら、基地局情報保管装置５に基地局情報を登録する処理動作について説明する。

まず、基地局情報保管装置５において、情報入力部５３は、管理者等により入力された、電波発信装置１を識別する識別ＩＤと、該電波発信装置１が設置された位置を示す位置情報とを受け付ける（ステップＳ１０１）。

最後に、基地局情報格納ＤＢ５２は、ステップＳ１０１で入力された電波発信装置１の識別ＩＤと位置情報とを対応付けて基地局情報として格納する（ステップＳ１０２）。

次に、図１１−図１３を参照しながら、電波受信装置３の位置を測位する処理動作について説明する。

まず、４台の電波発信装置１において、各電波発信部１１は、自装置の識別ＩＤを含む電波を無線アンテナからそれぞれ発信する（ステップＳ２０１）。

次に、電波受信装置３において、電波受信部３１は、４台の電波発信装置１から発信された電波をそれぞれ受信し、それらの電波強度をそれぞれ測定する（ステップＳ２０２）。

次に、情報送受信部３３は、４台の電波発信装置１から受信した電波から識別ＩＤをそれぞれ取得し、全ての識別ＩＤを基地局情報保管装置５に送信する（ステップＳ２０３）。

次に、基地局情報保管装置５において、基地局情報格納ＤＢ５２は、電波受信装置３からの識別ＩＤに対応する位置情報を抽出し（ステップＳ２０４）、情報送受信部５１は、抽出した全ての位置情報を該電波受信装置３に返信する（ステップＳ２０５）。

次に、電波受信装置３において、位置測位算出部３４は、ステップＳ２０２で求めた４台の電波発信装置１の電波強度と、ステップＳ２０５で受信した該４台の電波発信装置１の位置情報とを用いて、_４Ｃ_３通りの電波発信装置１の組合せ全てについて３点測位をそれぞれ実行して_４Ｃ_３通りの位置をそれぞれ算出する（ステップＳ２０６）。

具体的には、４台の電波発信装置１を基地局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、基地局Ａ，Ｂ，Ｃによる３点測位、基地局Ａ，Ｂ，Ｄによる３点測位、基地局Ａ，Ｃ，Ｄによる３点測位、基地局Ｂ，Ｃ，Ｄによる３点測位をそれぞれ実行し、基地局Ａ，Ｂ，Ｃによる３点測位結果を（ｘ_１，ｙ_１）、基地局Ａ，Ｂ，Ｄによる３点測位結果を（ｘ_２，ｙ_２）、基地局Ａ，Ｃ，Ｄによる３点測位結果を（ｘ_３，ｙ_３）、基地局Ｂ，Ｃ，Ｄによる３点測位結果を（ｘ_４，ｙ_４）とする。

次に、距離算出部３２は、ステップＳ２０２で求めた４台の電波発信装置１の電波強度を用いて、各電波発信装置１から自装置（電波受信装置３）までの距離をそれぞれ算出する（ステップＳ２０７）。

次に、位置測位算出部３４は、_４Ｃ_３通りの組み合わせ毎に電波発信装置１からの距離の和の逆数を求めて、求めた各組み合わせに係る逆数を全ての組み合わせに係る逆数の合計でそれぞれ除算することにより、_４Ｃ_３通りの組み合わせ毎に電波受信装置３の位置に対する重み付け係数を算出する（ステップＳ２０８）。

具体的には、４台の電波発信装置１を基地局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、基地局Ａ，Ｂ，Ｃの距離の和の逆数をα、基地局Ａ，Ｂ，Ｄの距離の和の逆数をβ、基地局Ａ，Ｃ，Ｄの距離の和の逆数をγ、基地局Ｂ，Ｃ，Ｄの距離の和の逆数をδとすると、
α＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｂからの距離＋基地局Ｃからの距離）
β＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｂからの距離＋基地局Ｄからの距離）
γ＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｃからの距離＋基地局Ｄからの距離）
δ＝１／（基地局Ｂからの距離＋基地局Ｃからの距離＋基地局Ｄからの距離）
を算出する。その後、α／（α＋β＋γ＋δ）、β／（α＋β＋γ＋δ）、γ／（α＋β＋γ＋δ）、δ／（α＋β＋γ＋δ）を計算する。つまり、ステップＳ２０８では、距離の合計値を元に、その逆数をとることで、より電波受信装置３から近い電波発信装置１の組合せが測位結果に優先されるように重み付け係数を算出している。なお、重み付け係数の合計値は１となる。

最後に、位置測位算出部３４は、_４Ｃ_３通りの組み合わせ毎にステップＳ２０６で求めた電波受信装置３の位置にステップＳ２０８で求めた重み付け係数をそれぞれ乗算し、乗算した値の総和を自装置（電波受信装置３）の測位位置として算出する（ステップＳ２０９）。

具体的には、｛α／（α＋β＋γ＋δ）×（ｘ_１，ｙ_１）＋β／（α＋β＋γ＋δ）×（ｘ_２，ｙ_２）＋γ／（α＋β＋γ＋δ）×（ｘ_３，ｙ_３）＋δ／（α＋β＋γ＋δ）×（ｘ_４，ｙ_４）｝の計算結果を電波受信装置３の位置とする。

次に、図１４を参照しながら、基地局情報保管装置５で行う基地局情報の登録処理動作について説明する。

まず、情報入力部５３は、管理者等により入力された、電波発信装置１の識別ＩＤを受け付ける（ステップＳ３０１）。

次に、情報入力部５３は、その電波発信装置１の識別ＩＤに対応する該電波発信装置１の位置情報の入力を受け付け、基地局情報格納ＤＢ５２は、入力された電波発信装置１の識別ＩＤと位置情報とを対応付けて基地局情報として格納する（ステップＳ３０２）。

基地局情報の例を図１５に示す。図１５では、電波発信装置１の識別情報として「アクセスポイントＡＰ識別情報」、該電波発信装置１の位置情報として「座標」を例示している。なお、位置情報としては、地球上の位置座標を表す緯度経度、ある場所を起点とした相対座標等が考えられる。

次に、図１６を参照しながら、電波受信装置３で行う自装置の位置測位処理動作について説明する。

まず、電波受信部３１は、４台の電波発信装置１から発信された各電波発信装置１の識別ＩＤを含む電波をそれぞれ受信し、それらの電波強度をそれぞれ測定する（ステップＳ４０１）。

次に、情報送受信部３３は、４台の電波発信装置１から受信した電波から識別ＩＤをそれぞれ取得し、各識別ＩＤに対応する電波発信装置１の位置情報を基地局情報保管装置５の基地局情報格納ＤＢからそれぞれ検索して取得する（ステップＳ４０２）。

次に、位置測位算出部３４は、ステップＳ４０１で求めた４台の電波発信装置１の電波強度と、ステップＳ４０２で取得した該４台の電波発信装置１の位置情報とを用いて、_４Ｃ_３通りの電波発信装置１の組合せ全てについて３点測位をそれぞれ実行して_４Ｃ_３通りの位置をそれぞれ算出する（ステップＳ４０３）。

次に、距離算出部３２は、ステップＳ４０１で求めた４台の電波発信装置１の電波強度を用いて、各電波発信装置１から自装置（電波受信装置３）までの距離をそれぞれ算出する（ステップＳ４０４）。

次に、位置測位算出部３４は、_４Ｃ_３通りの組み合わせ毎に電波発信装置１からの距離の和の逆数を求めて、求めた各組み合わせに係る逆数を全ての組み合わせに係る逆数の合計でそれぞれ除算することにより、_４Ｃ_３通りの組み合わせ毎に電波受信装置３の位置に対する重み付け係数を算出する（ステップＳ４０５）。

最後に、位置測位算出部３４は、_４Ｃ_３通りの組み合わせ毎にステップＳ４０３で求めた電波受信装置３の位置にステップＳ４０５で求めた重み付け係数をそれぞれ乗算し、乗算した値の総和を自装置（電波受信装置３）の測位位置として算出する（ステップＳ４０６）。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、基地局の台数をｎ台（ｎ≧４）に一般化した場合を説明する。ここでは、一般化に関連する内容を中心に説明し、それ以外は、第１の実施の形態と同様のため省略する。具体的には、システムの全体構成、電波発信装置１，電波受信装置３，基地局情報保管装置５の各機能ブロック構成、基地局情報の登録処理については、第１の実施の形態を参照されたい。

まず、図１７−図１９を参照しながら、電波受信装置３の位置を測位する処理動作について説明する。

まず、ｎ台の電波発信装置１において、各電波発信部１１は、自装置の識別ＩＤを含む電波を無線アンテナからそれぞれ発信する（ステップＳ５０１）。

次に、電波受信装置３において、電波受信部３１は、ｎ台の電波発信装置１から発信された電波をそれぞれ受信し、それらの電波強度をそれぞれ測定する（ステップＳ５０２）。

次に、情報送受信部３３は、ｎ台の電波発信装置１から受信した電波から識別ＩＤをそれぞれ取得し、全ての識別ＩＤを基地局情報保管装置５に送信する（ステップＳ５０３）。

次に、基地局情報保管装置５において、基地局情報格納ＤＢ５２は、電波受信装置３からの識別ＩＤに対応する位置情報を抽出し（ステップＳ５０４）、情報送受信部５１は、抽出した全ての位置情報を該電波受信装置３に返信する（ステップＳ５０５）。

次に、電波受信装置３において、位置測位算出部３４は、ステップＳ５０２で求めたｎ台の電波発信装置１の電波強度と、ステップＳ２０５で受信した該ｎ台の電波発信装置１の位置情報とを用いて、_ｎＣ_３通りの電波発信装置１の組合せ全てについて３点測位をそれぞれ実行して_ｎＣ_３通りの位置をそれぞれ算出する（ステップＳ５０６）。

具体的には、ｎ台の電波発信装置１を基地局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…，Ｌ，Ｍ，Ｎ（Ｌはｎ−２台目、Ｍはｎ−１台目、Ｎはｎ台目を表す）とすると、基地局Ａ，Ｂ，Ｃによる３点測位、基地局Ａ，Ｂ，Ｄによる３点測位、…、基地局Ａ，Ｂ，Ｎによる３点測位、基地局Ａ，Ｃ，Ｄによる３点測位、基地局Ａ，Ｃ，Ｅによる３点測位、…、基地局Ａ，Ｃ，Ｎによる３点測位、…、基地局Ｌ，Ｍ，Ｎによる３点測位をそれぞれ実行し、基地局Ａ，Ｂ，Ｃによる３点測位結果を（ｘ_１，ｙ_１）、基地局Ａ，Ｂ，Ｄによる３点測位結果を（ｘ_２，ｙ_２）、…、基地局Ａ，Ｂ，Ｎによる３点測位結果（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）を、基地局Ａ，Ｃ，Ｄによる３点測位結果を（ｘ_ｎ＋１，ｙ_ｎ＋１）、基地局Ａ，Ｃ，Ｅによる３点測位結果を（ｘ_ｎ＋２，ｙ_ｎ＋２）、…、基地局Ａ，Ｃ，Ｎによる３点測位結果を（ｘ_２ｎ−１，ｙ_２ｎ−１）、…、基地局Ｌ，Ｍ，Ｎによる３点測位結果を（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ）とする。添え字のｍは_ｎＣ_３を表す。

次に、距離算出部３２は、ステップＳ５０２で求めたｎ台の電波発信装置１の電波強度を用いて、各電波発信装置１から自装置（電波受信装置３）までの距離をそれぞれ算出する（ステップＳ５０７）。

次に、位置測位算出部３４は、_ｎＣ_３通りの組み合わせ毎に電波発信装置１からの距離の和の逆数を求めて、求めた各組み合わせに係る逆数を全ての組み合わせに係る逆数の合計でそれぞれ除算することにより、_ｎＣ_３通りの組み合わせ毎に電波受信装置３の位置に対する重み付け係数を算出する（ステップＳ５０８）。

具体的には、ｎ台の電波発信装置１を基地局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…，Ｎとし、基地局Ａ，Ｂ，Ｃの距離の和の逆数をα、基地局Ａ，Ｂ，Ｄの距離の和の逆数をβ、基地局Ａ，Ｂ，Ｎの距離の和の逆数をζ、基地局Ａ，Ｃ，Ｄの距離の和の逆数をη、基地局Ａ，Ｃ，Ｅの距離の和の逆数をθ、…、基地局Ａ，Ｃ，Ｎの距離の和の逆数をκ、…、基地局Ｌ，Ｍ，Ｎの距離の和の逆数をμとすると、
α＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｂからの距離＋基地局Ｃからの距離）
β＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｂからの距離＋基地局Ｄからの距離）
…
ζ＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｂからの距離＋基地局Ｎからの距離）
η＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｃからの距離＋基地局Ｄからの距離）
θ＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｃからの距離＋基地局Ｅからの距離）
…
κ＝１／（基地局Ａからの距離＋基地局Ｃからの距離＋基地局Ｎからの距離）
…
μ＝１／（基地局Ｌからの距離＋基地局Ｍからの距離＋基地局Ｎからの距離）
を算出する。その後、α／（α＋β＋…＋μ）、β／（α＋β＋…＋μ）、…、ζ／（α＋β＋…＋μ）、η／（α＋β＋…＋μ）、θ／（α＋β＋…＋μ）、…、κ／（α＋β＋…＋μ）、…、μ／（α＋β＋…＋μ）を計算する。

最後に、位置測位算出部３４は、_ｎＣ_３通りの組み合わせ毎にステップＳ５０６で求めた電波受信装置３の位置にステップＳ５０８で求めた重み付け係数をそれぞれ乗算し、乗算した値の総和を自装置（電波受信装置３）の測位位置として算出する（ステップＳ５０９）。

具体的には、｛α／（α＋β＋…＋μ）×（ｘ_１，ｙ_１）＋β／（α＋β＋…＋μ）×（ｘ_２，ｙ_２）＋…＋ζ／（α＋β＋…＋μ）×（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）＋η／（α＋β＋…＋μ）×（ｘ_ｎ＋１，ｙ_ｎ＋１）＋θ／（α＋β＋…＋μ）×（ｘ_ｎ＋２，ｙ_ｎ＋２）＋…＋κ／（α＋β＋…＋μ）×（ｘ_２ｎ−１，ｙ_２ｎ−１）＋…＋μ／（α＋β＋…＋μ）×（ｘ_ｍ，ｙ_ｍ）｝の計算結果を電波受信装置３の位置とする。

続いて、電波受信装置３で行う自装置の位置測位処理動作について説明する。図１６に示した測定処理の内容と同様のため、図示は省略する。

まず、電波受信部３１は、ｎ台の電波発信装置１から発信された各電波発信装置１の識別ＩＤを含む電波をそれぞれ受信し、それらの電波強度をそれぞれ測定する（ステップＳ６０１）。

次に、情報送受信部３３は、ｎ台の電波発信装置１から受信した電波から識別ＩＤをそれぞれ取得し、各識別ＩＤに対応する電波発信装置１の位置情報を基地局情報保管装置５の基地局情報格納ＤＢからそれぞれ検索して取得する（ステップＳ６０２）。

次に、位置測位算出部３４は、ステップＳ６０１で求めたｎ台の電波発信装置１の電波強度と、ステップＳ６０２で取得した該ｎ台の電波発信装置１の位置情報とを用いて、_ｎＣ_３通りの電波発信装置１の組合せ全てについて３点測位をそれぞれ実行して_ｎＣ_３通りの位置をそれぞれ算出する（ステップＳ６０３）。

次に、距離算出部３２は、ステップＳ６０１で求めたｎ台の電波発信装置１の電波強度を用いて、各電波発信装置１から自装置（電波受信装置３）までの距離をそれぞれ算出する（ステップＳ６０４）。

次に、位置測位算出部３４は、_ｎＣ_３通りの組み合わせ毎に電波発信装置１からの距離の和の逆数を求めて、求めた各組み合わせに係る逆数を全ての組み合わせに係る逆数の合計でそれぞれ除算することにより、_ｎＣ_３通りの組み合わせ毎に電波受信装置３の位置に対する重み付け係数を算出する（ステップＳ６０５）。

最後に、位置測位算出部３４は、_ｎＣ_３通りの組み合わせ毎にステップＳ６０３で求めた電波受信装置３の位置にステップＳ６０５で求めた重み付け係数をそれぞれ乗算し、乗算した値の総和を自装置（電波受信装置３）の測位位置として算出する（ステップＳ６０６）。

＜各実施の形態による効果＞
最後に、第１の実施の形態及び第２の実施の形態による効果を説明する。本実施の形態によれば、電波受信装置３において、（ａ）ｎ台（ｎ≧４）の電波発信装置からの電波強度のうち３つの電波強度を用いて電波受信装置３の位置を互いに異なる３つの電波発信装置１の組み合わせ毎に算出し、（ｂ）電波強度を用いて上記ｎ台の電波発信装置１から電波受信装置３までの距離をそれぞれ算出し、上記組み合わせ毎に電波発信装置１からの距離の和の逆数を求めて、求めた各組み合わせに係る逆数を全ての組み合わせに係る逆数の合計でそれぞれ除算することにより、上記組み合わせ毎に電波受信装置３の位置に対する重み付け係数を算出し、（ｃ）上記組み合わせ毎に電波受信装置３の位置に上記重み付け係数をそれぞれ乗算し、乗算した値の総和を電波受信装置３の測位位置とする（３点測位の位置を補正する）ので、電波受信装置３の位置測位精度を向上し、その精度の劣化を防止することができる。

また、距離の合計値から、より電波受信装置３から近い電波発信装置１の組合せが測位結果に優先されるように計算された重み付け係数を用いて補正するので、電波強度が強い方の揺らぎの影響が小さくなることから、測位に用いる電波発信装置１の組み合わせが切り替わる領域付近で位置測位結果が飛び飛びになることを抑制することができ、電波発信装置１による位置測位が突然切り替わることを防止することができる。

さらに、電波受信装置３の移動により電波強度が弱くなる電波発信装置１は、距離が遠くなることで重み付け係数が低くなり、徐々に位置測位への影響が小さくなるので、電波受信装置３から最終的に切断されても測位結果への影響を小さくすることができる。

最後に、本実施の形態に係る電波受信装置（位置測位装置）３は、ＣＰＵ等の演算機能やメモリ等の記憶機能を備えたコンピュータで実現可能である。また、該位置測位装置が備えるアルゴリズムの位置測位方法、該コンピュータを機能させるための位置測位プログラムを構築することも可能である。さらに、該プログラムの記憶媒体を生成し、コンピュータにインストールして実行させ、通信又は物流ネットワークを介して流通させることも可能である。

１…電波発信装置
１１…電波発信部
３…電波受信装置（位置測位装置）、受信端末
３１…電波受信部
３２…距離算出部
３３…情報送受信部
３４…位置測位算出部
５…基地局情報保管装置
５１…情報送受信部
５２…基地局情報格納ＤＢ
５３…情報入力部
Ｓ１−Ｓ６、Ｓ１０１−Ｓ１０２、Ｓ２０１−Ｓ２０９、Ｓ３０１−Ｓ３０２、Ｓ４０１−Ｓ４０６、Ｓ５０１−Ｓ５０９、Ｓ６０１−Ｓ６０６…ステップ

Claims (3)

1. ４つ以上の電波発信装置からの電波強度のうち３つの電波強度を用いて電波受信装置の位置を互いに異なる３つの電波発信装置の組み合わせ毎に算出する手段と、
   電波強度を用いて前記４つ以上の電波発信装置から前記電波受信装置までの距離をそれぞれ算出し、前記組み合わせ毎に電波発信装置からの距離の和の逆数を求めて、求めた各組み合わせに係る逆数を全ての組み合わせに係る逆数の合計でそれぞれ除算することにより、前記組み合わせ毎に前記電波受信装置の位置に対する重み付け係数を算出する手段と、
   前記組み合わせ毎に前記電波受信装置の位置に前記重み付け係数をそれぞれ乗算し、乗算した値の総和を前記電波受信装置の測位位置とする手段と、
   を備えることを特徴とする位置測位装置。
2. 位置測位装置で行う位置測位方法において、
   ４つ以上の電波発信装置からの電波強度のうち３つの電波強度を用いて電波受信装置の位置を互いに異なる３つの電波発信装置の組み合わせ毎に算出するステップと、
   電波強度を用いて前記４つ以上の電波発信装置から前記電波受信装置までの距離をそれぞれ算出し、前記組み合わせ毎に電波発信装置からの距離の和の逆数を求めて、求めた各組み合わせに係る逆数を全ての組み合わせに係る逆数の合計でそれぞれ除算することにより、前記組み合わせ毎に前記電波受信装置の位置に対する重み付け係数を算出するステップと、
   前記組み合わせ毎に前記電波受信装置の位置に前記重み付け係数をそれぞれ乗算し、乗算した値の総和を前記電波受信装置の測位位置とするステップと、
   を備えることを特徴とする位置測位方法。
3. 請求項１に記載の位置測位装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする位置測位プログラム。