JP6218761B2

JP6218761B2 - 測位システム

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Publication number: JP6218761B2
Application number: JP2015010004A
Authority: JP
Inventors: 松元　和伸; 和伸松元; 浩朗松田
Original assignee: Tobishima Corp
Current assignee: Tobishima Corp
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2035-01-22
Also published as: JP2016133468A

Description

本発明は、携帯端末を利用して測位者が測位エリアに存在する複数の被測位者の位置を測位する測位システムに関する。

測位対象エリアの屋内に設置される各基地局から送信される電波を受信し、その電波受信時の電界強度値を各基地局毎に電波測定データとして記録する電波通信部と、電波測定データに対して各基地局の位置情報を関連付けて基地局測定データを作成する測定データ関連部と、基地局測定データの電界強度値に応じた距離を計算し、基地局測定データで関連づけられる各基地局の位置を中心として計算した距離分の電波領域を各基地局毎に求め、それらの各基地局の電波領域間の重複領域の重心を自身の装置の推定位置とする位置推定部とを有する位置推定システムが開示されている。この位置推定システムでは、複数台の基地局とその基地局の電波を受信する無線端末と基地局の情報を有する基地局情報サーバとがネットワークを介して接続されている。それら基地局は、屋内の測位対象エリア内の各設置位置に設置されている。

特開２０１４−５２２０８号公報

前記特許文献１に開示の位置推定システムは、基地局と基地局情報サーバとを利用して無線端末の位置を推定することはできるが、複数の基地局を設置しなければならず、基地局を設置していないエリアでは無線端末の位置を推定することができない。すなわち、位置推定の対象となる無線端末とは別に、基地局情報サーバ等の通信インフラが必要となり、地震や落雷等の災害時に停電が発生すると、通信インフラが利用不能になってシステムを使用することができず、災害時に被測位者（被災者）が無線端末を所持していたとしても、その無線端末の位置を推定することができず、被災者の位置を確認することや把握することができない。特に、大災害発生直後の救助活動等、緊急性を要する安否確認調査では、基地局を含む通信インフラが被災して使用できない場合は勿論のこと、それら通信インフラが混線してしまうと、従来方法による対応は困難を極めると言っても過言ではない。

本発明の目的は、屋内屋外を問わず、基地局が災害時に停電が発生して利用不能になったとしても、被測位者（被災者）を迅速に救助するため、その位置を素早く把握することができる測位システムを提供することにある。

前記課題を解決するための本発明の前提は、携帯端末を利用して測位者が測位エリアに存在する複数の被測位者の位置を測位する測位システムである。

前記前提における本発明の特徴は、携帯端末が、それら被測位者が個別に所持して電波を発信する複数の被測位者携帯端末と、測位者が所持し、電波に対する指向性を有してそれら被測位者携帯端末から発信された電波を受信する測位者携帯端末とから形成され、被測位者携帯端末が、各被測位者携帯端末を特定する携帯端末識別情報を発信する携帯端末識別情報発信手段と、それら被測位者携帯端末を所持する被測位者の個人情報を発信する個人情報発信手段とを有し、測位者携帯端末が、加速度センサおよび地磁気コンパスセンサを利用して測位者携帯端末の基準方位を設定する基準方位設定手段と、測位エリアの所定の地点において測位者携帯端末を所定方向へ回転させ、電波に対する指向性を利用してそれら被測位者携帯端末から発信された電波の強度を順次測定し、それら被測位者携帯端末から発信された電波の強度が最も高くなったときの基準方位に対する被測位者携帯端末の方角を算定する方角算定手段と、それら被測位者携帯端末から発信された携帯端末識別情報によって各被測位者携帯端末を特定する端末特定手段と、電波強度と距離減衰との相関関係を利用し、方角に対するそれら被測位者携帯端末から発信された電波の強度を相関関係に当てはめて測位者携帯端末と被測位者携帯端末との距離を算定する距離算定手段と、方角と距離とで定められる測位者携帯端末を中心としたそれら被測位者携帯端末の位置データを基準方位とともに座標上に表示する位置表示手段と、位置表示手段によって位置データが表示されたそれら被測位者携帯端末を特定する携帯端末識別情報を表示する携帯端末識別情報表示手段と、携帯端末識別情報表示手段によって表示された携帯端末識別情報のうちの特定の携帯端末識別情報を選択することで、選択された携帯端末識別情報の被測位者携帯端末を所持する被測位者の個人情報を表示する個人情報表示手段と、測位エリアとともに、測位エリア内に存在する配置物または所定の区域の境界線の形状をエリアマップに表示するエリアマップ表示手段と、測位エリア内の任意の地点の位置データを入力するための任意位置データ入力手段とを有し、エリアマップ表示手段では、測位者携帯端末を中心としたそれら被測位者携帯端末の位置データを、任意位置データ入力手段によって入力された任意の地点を中心とした位置データに座標変換してエリアマップ上に表示することにある。

本発明の一例としては、測位者携帯端末が、測位エリアを移動した場合の移動前の地点から移動後の地点までの移動方向ならびに移動距離を加速度センサおよび地磁気コンパスセンサを用いた慣性航法を利用して測定し、移動前の地点における測位者携帯端末を中心とするそれら被測位者携帯端末の位置データ（方角と距離）を、前記移動方向と前記移動距離とを用いて座標変換することにより、前記移動後の地点における測位者携帯端末を中心としたそれら被測位者携帯端末の位置データに置き換える位置データ補正手段を含むものである。

本発明の他の一例としては、測位者携帯端末が、複数の被測位者携帯端末の中から測位者となり得る一つを他方の測位者携帯端末に選ぶとともに、測位者携帯端末を中心とするそれら被測位者携帯端末の位置データを他方の測位者携帯端末を中心とするそれら被測位者携帯端末の位置データに座標変換したうえで他方の測位者携帯端末に送信する位置データ送信手段と、他方の測位者携帯端末が、送信元の測位者携帯端末から送信された自身を中心とするそれら被測位者携帯端末の位置データを受信する手段とを含むものである。

本発明の他の一例として、測位システムでは、指向性のアンテナを利用することで、測位者携帯端末に電波に対する指向性が付与され、または、電波遮蔽材を利用することで、測位者携帯端末に電波に対する指向性が付与されている。

本発明に係る測位システムによれば、複数の被測位者が個別に所持する携帯端末と測位者が所持する携帯端末との直接の電波の送受信によって、それら被測位者携帯端末の位置を測位することができ、測位エリア内で地震や落雷等の災害時に停電が発生して基地局が利用不能になったとしても、測位者（救済者）がの位置を測位することができるから、災害時に被測位者（被災者）の位置を素早く知ることができ、迅速かつ的確な救助活動を行うことができる。

測位を行う地点を移動して測位者と被測位者が各々所持する携帯端末間の距離を縮められれば、電波の受信性能を補うことができる。すなわち、測位エリアが比較的広域な場合、一方の地点における測位では受信できなかった一部の被測位者携帯端末について、他方の地点では測位者と被測位者との距離が縮められて電波が受信可能となる場合がある。その際、移動前後の地点で、位置データを表示する中心（座標原点）が異なる測位となるため、全ての位置データを同一座標系に基づく位置データに補正する必要がある。本発明の位置データ補正手段によって測位エリアが比較的広範囲な場合でも、全ての被測位者の位置を素早く把握することができる。

また、本発明の位置データ送信手段および位置データ受信手段によって、測位者が移動しなくても測位エリアの広範囲に存在する各被測位者の位置を瞬時に別の測位者と共有し、測位をより一層迅速に完了することができる。

さらに、本発明のエリアマップ表示手段と任意位置データ入力手段によって、測位者が測位エリアのレイアウトと併せて各被測位者の周辺状況を詳細に知ることができるので、事前に講ずべき対策や救助方法を的確に検討・判断したうえで、最適な救助活動が可能となる。

なお、指向性のアンテナや電波遮蔽材を用いて電波に対する指向性を高めることによって、本発明による測位結果の精度が向上する。

本測位システムの構成概念図。測位者携帯端末ディスプレイに表示された初期画面の一例を示す図。本測位システムによる測位要領図。被測位者携帯端末の方角の算定を説明する図。測位者携帯端末ディスプレイに表示されたデータ確認画面の一例を示す図。測位者携帯端末ディスプレイに表示された位置データ表示画面の一例を示す図。本測位システムによる測位者の移動を伴う測位要領図。測位者携帯端末ディスプレイに表示された位置データ表示画面の他の一例を示す図。測位者携帯端末ディスプレイに表示された位置データ表示画面の他の一例を示す図。他方の測位者携帯端末から一方の測位者携帯端末への位置データの転送を説明する図。測位者携帯端末ディスプレイに表示された位置データ表示画面の他の一例を示す図。測位者携帯端末ディスプレイに表示された位置データ表示画面の他の一例を示す図。

本発明に係る測位システムの詳細を添付の図面を参照して説明すると、以下のとおりである。

図１は本測位システムの構成概念図である。測位システム１０は、携帯端末を利用して測位者が測位エリアに存在する複数の被測位者の位置（方角および距離）を測位するものである。測位に要する機器は、測位者（例えば、救助者）が所持する測位者携帯端末１２と、それら被測位者（例えば、被災者）が個別に所持する各種複数の被測位者携帯端末２２とで構成されている。なお、携帯端末には、スマートフォンをはじめ、携帯電話やスマートブック、タブレットＰＣ、携帯情報端末（ＰＤＡ）またはウェアラブルＰＣ等の電波（電磁波）を送受信可能な全てのそれらが含まれる。

被測位者携帯端末２２は、電波の送受信に対する指向性がなく、あらゆる方向へ間欠的（所定の時間間隔）または連続的に所定周波数の電波を発信できるとともに、あらゆる方向から電波を受信できる。測位者携帯端末１２は、指向性のアンテナ（図示せず）を取り付けることや、あるいは、測位者携帯端末１２の電波送受信箇所以外の残余の箇所を電波遮蔽材１５（電磁波シールドフィルム）で被覆することによって、電波に対する指向性を持たせることができる。

例えば、測位者携帯端末１２の前端部を除く面を被覆すれば、その電波送受信箇所が前端部のみにおいて電波を送受信するように設定できる。勿論、被覆箇所を変えることで、電波送受信箇所を任意に設定できる。

測位者携帯端末１２や被測位者携帯端末２２は、それぞれ機種が異なるとともに、それを提供するキャリア（メーカー）も異なる。測位者携帯端末１２や被測位者携帯端末２２は、中央処理部（ＣＰＵまたはＭＰＵ）とメモリ（メインメモリおよびキャッシュメモリ）とを有して独立したオペレーティングシステム（ＯＳ）によって動作する物理的なコンピュータを内蔵し、大容量ハードディスク等の記憶領域を実装しており、加速度センサおよび地磁気コンパスセンサが内蔵されている。測位者携帯端末１２のメインメモリには、このシステム１０の後記する各手段を実行する測位アプリケーションが格納されている。

測位者携帯端末１２や被測位者携帯端末２２の記憶領域には、それら携帯端末１２，２２を特定する携帯端末識別情報が格納されている。携帯端末識別情報としては、各携帯端末１２，２２のＩＰアドレスやＭＡＣアドレスを利用することができ、各々の携帯端末が自身を特定（識別）するユニークな識別子（携帯端末識別情報）を独自に生成し、各記憶領域に格納されることもある。

測位者携帯端末１２や被測位者携帯端末２２の記憶領域には、それらを所持する測位者や被測位者の個人情報（個別情報：パスワードやＩＤ番号、測位者や被測位者の氏名、住所、電話番号、年齢、性別、メールアドレス等）が格納されている。測位者携帯端末１２の記憶領域には、電波強度に対する電波発信源の距離を示した電波強度と距離減衰との相関関係が格納されている。

測位者携帯端末１２や被測位者携帯端末２２は、各種の無線通信規格（近距離無線通信規格）に対応している。被測位者携帯端末２２は、無線通信によって所定周波数の電波を発信する。被測位者携帯端末２２は、各被測位者携帯端末２２を特定する携帯端末識別情報を発信するとともに（携帯端末識別情報発信手段）、それを所持する被測位者の個人情報を発信する（個人情報発信手段）。測位者携帯端末１２は、測位エリアの被測位者が所持する被測位者携帯端末２２から発信された電波（携帯端末識別情報および個人情報）を無線通信によって受信する。無線通信規格には、Bluetooth（登録商標）（ブルートゥース）（登録商標）、TransferJet（トランスファージェット）、ZigBee（ジグビー）、Z-wave、無線LAN等の現在標準化されている無線通信規格の他に、将来標準化される無線通信規格も含まれる。

測位者携帯端末１２においてこのシステム１０を実行する測位アプリケーションを起動するには、携帯端末１２のディスプレイ１３に表示された待ち受け画面（図示せず）の測位アプリケーションを示すアイコンをタップし（押し）、システム１０を起動させる。システム１０が起動すると、システム１０へのログイン画面（図示せず）がディスプレイ１３に表示される。測位者は、パスワード入力エリアにパスワードを入力し、ＩＤ入力エリアにＩＤを入力した後、ＯＫボタンをタップする。

図２は、測位者携帯端末１２のディスプレイに表示された初期画面の一例であり、ＯＫボタンをタップすることにより表示される。初期画面には、測位開始ボタン２ａ、位置データ表示ボタン２ｂ、位置データ送信ボタン２ｃ、位置データ受信ボタン２ｄ、キャンセルボタン２ｅが表示される。キャンセルボタン２ｅをタップすると、前画面（待ち受け画面）に戻る。

測位者が所定の測位エリアにおいて被測位者の測位を行うには、初期画面の測位開始ボタン２ａをタップする。すると、測位準備画面（図示せず）がディスプレイ１３に表示される。測位準備画面には、測位作業メッセージ、最大測位距離表示エリア、測位ボタン、キャンセルボタン（前画面表示用）等が表示される。

測位作業メッセージとしては、例えば、（測位ボタンを押し、画面を上向きに保持したまま携帯端末を水平時計回り方向へ所定の角度ずつ順次回転させて測位して下さい。）等と表示される。最大測位距離表示エリアには、測位者携帯端末１２を中心とした測位可能な距離（ｍ）が表示される。

測位準備画面の測位ボタンをタップすると、測位者携帯端末１２の中央処理部は、内蔵された加速度センサおよび地磁気コンパスセンサを利用し、携帯端末１２の基準方位Ｌ１を設定し（基準方位設定手段）、測位ボタンタップ時の測位者携帯端末１２の方位角とともに、各被測位者携帯端末２２の電波強度を測定する。基準方位Ｌ１は任意方向に指定可能で測位開始時に指定どおり設定されるが、以下では北向きとして説明する。

測位者携帯端末１２の中央処理部は、測位時の当該端末位置を原点とし、設定した基準方位Ｌ１を座標主軸として、携帯端末１２および各被測位者携帯端末２２を特定する携帯端末識別情報、設定日時、測位番号に関連づけた状態で記憶領域に格納する。測位者携帯端末１２のディスプレイ１３には、基準方位設定完了メッセージ（例えば、基準方位（北）を設定しました。）とともに、携帯端末１２の回転促進メッセージ（例えば、携帯端末１２を回転させ測位して下さい。）が表示される。

図３は、本測位システムによる測位要領図である。測位者は、回転促進メッセージに従い、測位者携帯端末１２のディスプレイ１３を水平上向きに保持しつつ、時計回り方向へ所定角度ずつ回転して電波強度の測定を繰返しながら３６０°回転させる。図３では、測位エリアに４人の被測位者（被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄ）が存在する場合を例示している。

前記電波強度の測定中、携帯端末１２は、電波に対する指向性を利用してそれら被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄから発信された電波の強度を測定する。具体的には、図３に示すように、携帯端末１２が時計回り方向へ回転を開始すると、第１の被測位者携帯端末２２ａから発信された電波が携帯端末１２の前端部に漸増して受信され、回転を進めると、２２ａの電波は最大となった後に漸減しつつ、第２の被測位者携帯端末２２ｂから発信された電波が漸増して携帯端末１２の前端部に受信される。さらに、回転を進めると、第３の被測位者携帯端末２２ｃ、第４の被測位者携帯端末２２ｄから発信された電波も同様に漸増・最大・漸減して受信される。

図４は、被測位者端末の方角の算定を説明する図である。測位者携帯端末１２の中央処理部は、それら被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄから発信され測位者携帯端末１２に受信された電波の強度が最も高くなったときの基準方位Ｌ１に対する被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの方角を移動平均の変化率等を求めて算定する（方角算定手段）。このようにすれば、被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの方角の算定において、図４に示すように、測位者携帯端末１２の回転（方位角）に対する携帯端末２２ａ〜２２ｄの各々から発信された電波の強度が最大となったときの、測位者携帯端末１２と各被測位者携帯端末とを結ぶ直線方向に一致する方位角として、電波強度が最大となる方角を数値計算で求めることができる。

すなわち、測位者携帯端末１２の中央処理部は、携帯端末２２ａ〜２２ｄについて方位角ごとに測定された電波強度の値から最大電波強度を求め、その最大電波強度が測定された基準方位Ｌ１に対する各被測位者携帯端末２２の角度（方角）を算定する。

次に、測位者携帯端末１２の中央処理部は、記憶領域に格納された電波強度と距離減衰との相関関係を利用し、前述のとおり算定された方角で測定された最大電波強度を相関関係に当てはめて携帯端末１２に対する携帯端末２２ａ〜２２ｄまでの各距離を算定する（距離算定手段）。

方角および距離を算定した後、測位者携帯端末１２の中央処理部は、図５に示すデータ確認画面をディスプレイ１３に表示する。データ確認画面は、確認ボタン５ｂ、再測位ボタン５ｃ、キャンセルボタン５ｄとともに、被測位者携帯端末の台数、測位日時、最大測位距離、測位者等を確認事項表示エリア５ａに表示する。

データ確認画面において測位者が確認ボタン５ｂをタップすると、測位者携帯端末１２の中央処理部は、被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄから受信した携帯端末識別情報によって各被測位者携帯端末２２を特定し（端末特定手段）、それらの位置データ（方角と距離）を携帯端末１２，２２ａ〜２２ｄの携帯端末識別情報、測定日時、測位番号に関連づけた状態で記憶領域に格納する。位置データ格納後、測位者携帯端末１２のディスプレイは、図２の初期画面に戻る。

一方、データ確認画面において再測位ボタン５ｃをタップすると、測位準備画面に戻り、再び、基準方位設定完了メッセージおよび回転促進メッセージが表示され、方角や距離を算定するための電波強度測定を継続して行うことができる。

測位者携帯端末１２に格納された位置データを表示するには、初期画面の位置データ表示ボタン２ｂをタップすると、複数の測位日時の一覧、複数の測位番号の一覧、とともに、位置データ補正ボタン、表示ボタン、クリアボタン、キャンセルボタン等が測位者携帯端末１２のディスプレイ１３に位置データ選択画面（図示せず）として表示されるので、表示させたい測位日時または測位番号のいずれか一方を選択した後（複数選択可）、表示ボタンをタップすればよい。

図６は、上記操作で得られる位置データ表示画面の例である。測位者携帯端末１２のディスプレイ１３には、選択された測位日時や測位番号（ＮＯ１を選択した場合）における携帯端末１２を中心とした被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの位置データが表示される（位置表示手段）。

図６の位置データ表示画面には、測位者携帯端末１２を中心として算定された被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの方角と距離の値が一覧表として測位情報表示エリア６ｄに、また、各被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの位置が基準方位Ｌ１（北）の座標軸上の位置図として位置データ表示エリア６ａに表示され、測位日時６ｂ、測位番号６ｃ、戻るボタン６ｅ、初期画面ボタン６ｆ等が併せて表示される。

このとき、測位日時６ｂは、前記位置データ選択画面おいて選択された測位日時であり、測位番号６ｃは、測位の順番（ＮＯ１）となっている。また、測位情報表示エリア６ｄには、各被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの携帯端末識別情報もそれぞれ表示され（携帯端末識別情報表示手段）、それらのうちの特定の携帯端末識別情報をタップ（選択）することにより、タップ（選択）された携帯端末識別情報の被測位者携帯端末を所持する被測位者の個人情報が表示される（個人情報表示手段）。なお、戻るボタン６ｅは位置データ選択画面表示用、初期画面ボタン６ｆは初期画面表示用のボタンである。

以上が本測位システムの基本的な構成であり、測位システム１０は、測定した方位と電波強度から測位者携帯端末１２（測位者携帯端末）を中心としたそれら被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄ（被測位者携帯端末）の方角および距離（位置データ）を算定し座標上に表示するもので、携帯端末同士の送受信のみで測位できるから、測位エリア周辺の基地局が使用できなくとも、測位者がそれら携帯端末２２ａ〜２２ｄを所持した各被測位者の位置を把握できる。すなわち、地震や落雷等の災害時に停電が発生したとしても、被測位者（被災者）が所持する被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄおよび測位者（例えば救済者）が所持する測位者携帯端末１２が通信可能な状態であれば、測位可能である。また、被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄを所持する被測位者の個人情報を表示することで、測位者が被測位者の位置データのみならず被測位者の氏名や住所、性別、年齢等も知ることができ、的確な救助活動が可能となる。

図７は、測位エリアが比較的広域な場合に、本測位システムにより測位者が場所を移動して測位する場合の測位要領図である。測位者が、携帯端末１２を用いて被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの測位を行った（図７上）後、場所を変えて、移動後の位置で測位者携帯端末１２を用いて被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄとともに、新たに被測位者携帯端末２２ｅ，２２ｆからの電波を受信した状況（図７下）を示したものである。移動前の地点において、測位者は、携帯端末１２によって図１〜図６を用いて前述した基準方位設定手段、方角算定手段、距離算定手段、端末特定手段ならびに位置表示手段等に基づく測位要領で、被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの位置データを取得したとき、被測位者携帯端末２２ｅ、２２ｆが図２を用いて前述した最大測位距離の範囲を超えて遠方にあるため、それらの電波が受信できなかったものとする。

このような場合、測位者は、測位エリア内全域の状況を把握するためには、場所を変えて測位を行う必要がある。

測位者携帯端末１２の中央処理部は、場所移動を開始すると、加速度センサおよび地磁気コンパスセンサを用いた慣性航法を利用し、測位者携帯端末１２の移動経路に沿った自身の位置測定を逐次繰返し、最終的に移動前の地点から移動後の地点までの移動方向および移動距離を算定する。移動後の位置で、測位者が前期基準方位設定手段によって測位者携帯端末１２の基準方位を設定すると、その中央処理部は、前記移動方向および移動距離の算定値ならびに当該設定された基準方位を用いた座標変換により、移動前の地点から移動後の地点に原点移動ならびに回転移動を行った移動後の地点を中心とする測位者携帯端末１２の新たな座標系で被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの位置データを補正し（位置データ補正手段）、携帯端末識別情報、測定日時、測位番号に関連づけた状態で記憶領域に別途格納する。

移動後の地点で測位を行う場合（図７の下）も、図３を用いて前述した測位要領に基づき、測位者携帯端末１２を中心とする被測位者端末２２の位置データを取得することになる。このとき、被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄのうち、移動後の地点における最大測位距離の範囲を超えて遠方にある携帯端末の電波は受信できなくなるかも知れないが、それを含む全ての位置データは、移動前の地点で測位されたものを前記位置データ補正手段によって移動後の地点を中心とする位置データとして別途格納されているので、位置把握上の問題はない。逆に、電波受信可能な被測位者携帯端末２２については、移動後の地点でも位置データ取得しておくことで、被測位者の位置把握の精度が高められると考えられる。

図８は、測位者携帯端末ディスプレイに表示された位置データ表示画面の他の一例を示すものである。これは、測位者が移動後の地点において、図１〜図６を用いて前述したのと同様にして、基準方位設定手段、方角算定手段、距離算定手段、端末特定手段ならびに位置表示手段等に基づく測位要領で、測位者携帯端末１２を用いて被測位者携帯端末２２ｅ，２２ｆが測位した結果を位置表示したものである。

図９は、測位者携帯端末１２のディスプレイ１３に表示された位置データ表示画面の他の一例を示す図であり、測位者が移動前の地点と移動後の地点とで測位した被測位者の位置データを同一座標上に合成して表示したものである。これは、図示しない前記位置データ選択画面で表示させたい測位日時または測位番号を選択して表示ボタンをタップすることにより、測位者携帯端末１２の中央処理部が移動を伴って測位した移動前の地点における携帯端末１２を中心とする被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの位置データ（測位番号ＮＯ１が選択された場合）について座標変換がなされた、移動後の地点における携帯端末１２を中心とする被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄとともに、移動後の地点で測位された被測位者携帯端末２２ｅ、２２ｆの位置データ（測位番号ＮＯ２が選択された場合）を表示した結果でもある。なお、図示しない前記位置データ選択画面で測位番号ＮＯ１を選択して位置データ補正ボタンをタップすることにより、被測位者携帯端末２２ｅ、２２ｆの位置データを移動前の地点を中心（原点）し、移動前の基準方位とする座標変換した位置データに置き換え（位置データ補正手段）、移動前の地点を中心とする被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｅの位置データを表示することもできる。

その際、測位者携帯端末１２のディスプレイ１３には、被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｆの携帯端末識別情報も図６を用いて前述したのと同様、前記端末特定手段によって取得した結果が測位情報表示エリア９ｄに合わせて表示される（図９）。

測位システム１０は、前記座標変換手法を利用して、一方の地点における被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｄの位置データを他方の地点における測位者携帯端末１２を中心とする位置データとして測位した携帯端末２２ｅ，２２ｆの位置データに加えた状態で合成して表示でき、測位エリアが比較的広域であったとしても、その広範囲に存在する各被測位者の位置関係を把握することができる。

図１０は、他方の測位者携帯端末１２ｂからの一方の測位者携帯端末１２ａへの位置データの転送を説明する図である。１２ａは、１２ｂの被測位者であって、自ら測位可能な状況にある（被災者でない）ものとする。また、図１１は、測位者携帯端末１２ａのディスプレイ１３に表示された位置データ表示画面の他の一例を示す図であり、１２ｂから転送された位置データも表示されている。これら二つの図（図１０〜図１１）に示す測位要領では、図７〜図９を用いて前述した測位要領の場合に測位者の移動を要するのに対して、位置データの送受信を行うことにより、測位者が移動不要な測位が可能となる一例を説明するものである。

この場合、測位者携帯端末１２ｂが測位した位置データを測位者携帯端末１２ａに送信することになる。例えば、測位者携帯端末１２ｂを所持する測位者が、測位日時と測位番号とのうちの少なくとも一方を選択し（複数選択可）、送信先入力エリアに送信先（携帯端末１２ａ）のアドレスまたはＵＲＬを入力した後、送信ボタンをタップする等の方法が考えられる。

測位者携帯端末１２ｂの中央処理部は、選択された測位日時や測位番号の位置データ（携帯端末１２ｂ、携帯端末１２ｂによって測位された携帯端末１２ａおよび２２ｇ〜２２ｉの位置データ）を１２ａの位置データを原点とする座標に変換したうえで、測位者携帯端末１２ａに送信する（位置データ送信手段）。一方、測位者携帯端末１２ａを所持する測位者は、自身の基準方位設定後に、携帯端末１２ｂから送信された位置データを初期画面の位置データ受信ボタンをタップすることにより、自身の位置を原点とする携帯端末２２ｇ〜２２ｉの各位置データを受信することができる（位置データ受信手段）。なお、被測位者携帯端末２２g〜２２ｉの上記１２ａの位置データを原点とする座標への変換は、測位者携帯端末１２ａにて携帯端末１２ｂから受信後に行うことも勿論可能である。さらに、図３や図７を用いて前述した方法で測位することにより、広範囲な測位エリアを対象とする場合でも、移動することなく迅速かつ効率的に被測位者の位置を把握することが可能となる。

測位者携帯端末１２ａの中央処理部は、なお、前述の端末特定手段を用いて、測位者携帯端末１２ａに対する被測位者携帯端末１２ｂ、２２ｇ〜２２ｉの位置データを携帯端末１２ａ、１２ｂおよび２２ｇ〜２２ｉの携帯端末識別情報、測定日時、測位番号に関連づけた状態で記憶領域に格納する。

携帯端末１２ｂから送信されたものを含む位置データを表示するには、図２の初期画面の位置データ表示ボタン２ｂをタップすると、複数の測位日時の一覧、複数の測位番号の一覧、携帯端末１２ｂから受信した位置データの一覧、表示ボタン、クリアボタン、キャンセルボタンが表示される。測位日時と測位番号とのうちの少なくとも一方を選択し、位置データを選択した後、表示ボタンをタップすると、測位者携帯端末１２ａの中央処理部は、座標変換により補正された携帯端末１２ａの位置に対する携帯端末１２ｂ、測位者携帯端末１２ｂにより測位されて送信された携帯端末ａおよび２２ｇ〜２２ｉの位置データに、測位者携帯端末１２ａによって測位した携帯端末２２ａ〜２２ｆの位置データを追加し、携帯端末１２ａを中心とした被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｉのそれら全てを図１１のように表示する（位置表示手段）。

図１１の位置データ表示画面には、位置データ表示エリア１１ａ、測位日時１１ｂ、測位番号１１ｃ、測位情報表示エリア１１ｄ、戻るボタン１１ｅ、初期画面ボタン１１ｆが表示される。位置データ表示エリア１１ａには、座標上に測位者携帯端末１２ａを中心として基準方位Ｌ１に対する被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｉの方角（方位角）が表示されるとともに、携帯端末１２ａに対する携帯端末２２ａ〜２２ｉの距離が表示される。測位日時１１ｂには、位置データ選択画面おいて選択された測位日時が、測位番号１１ｃには、測位の順番が表示される。測位情報表示エリア１１ｄには、被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｉの携帯端末識別情報、方角、距離（ｍ）が表示される。

測位システム１０は、位置データ送信手段ならびに位置データ受信手段によって、広範囲に調査する必要がある場合に、測位エリア内を測位者が移動することなく、複数の測位者が測位した位置データを一つにまとめた状態でそれら位置データを瞬時に合成・表示することができ、被測位者携帯端末１２ａによって測位を追加継続することも可能となる。すなわち、測位エリアの広範囲に存在する各被測位者の位置を迅速かつ効率的に把握することができる。

図１２は、測位者携帯端末１２のディスプレイ１３に表示された位置データ表示画面の他の一例を示す図である。位置データ表示画面には、測位エリア内の被測位者携帯端末２２の位置データの座標表示のみならず、エリア内の配置物や区域境界線等の形状がエリアマップ１４として描かれている。これら配置物や区域境界線等の形状については、予め電子画像データとして作成した図面または既製の電子図面等を、測位者携帯端末１２の座標系に基準方位と距離縮尺を一致させて前記ディスプレイ１３に表示させることができる。

測位者は、測位エリアのエリアマップ１４の所定の地点を選んで測位者携帯端末１２の位置を更新して、任意に入力することもできる（任意位置入力手段）。次に、初期画面の位置データ表示ボタンをタップすると、測位者携帯端末１２ａの中央処理部は、前述の座標変換による位置データ補正手段を用いてエリアマップ１４において入力した携帯端末１２ａの位置を基準とした被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｆの位置データを表示することも可能となる（エリアマップ表示手段）。測位者携帯端末１２のディスプレイ１３には、エリアマップ１４上に位置データを同時に表示することができる（図１２参照）。

図１２の位置データ表示画面には、位置データ表示エリア１２ａ、測位日時１２ｂ、測位番号１２ｃ、測位情報表示エリア１２ｄ、戻るボタン１２ｅ、初期画面ボタン１２ｆが表示される。位置データ表示エリア１２ａには、エリアマップ１４に基準方位と各方位角・距離とで定義される座標系（極座標による要素座標系）で測位者携帯端末１２ａを中心とする被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｆの各位置データが測位日時１２ｂ、測位番号１２ｃとともに表示される。なお、測位情報表示エリア１２ｄには、被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｆの各々の携帯端末識別情報、方角、距離（ｍ）が表示される。

測位システム１０は、測位エリアの見取り図や配置図、室内展開図等のエリアマップ１４上に位置データを表示することで、測位者が測位エリアのレイアウトを知ることができ、各被測位者の測位エリアにおける存在箇所の周辺状況と併せて詳細に知ることができる。したがって、被測位者携帯端末２２ａ〜２２ｆを所持した各被測位者に対して、事前に講ずべき対策や救助等の方法等を検討、的確に判断したうえで最適な救助活動を行うことができる。

ところで、測位システム１０は、図１を用いて前述した電波遮蔽材１５で測位者携帯端末１２の電波送受信箇所を除く表面を被覆して指向性を付与するのみならず、例えば指向性を有する棒状アンテナ等の一方の端部を当該携帯端末１２の本体へ自由に回転・傾斜が可能なヒンジ状態で取り付けることによっても、指向性を付与することができる。すなわち、棒状アンテナが当該携帯端末１２の本体取付面となす角度を同携帯端末１２に内蔵された地磁気コンパスセンサを利用して測定し、測位アプリケーションで方角に換算できるようにすればよい。また、棒状アンテナでなくとも、端末との取付部を中心に一体となって回転・傾斜するようなアンテナであれば各測位中の方角が特定されるので、測位者携帯端末１２に指向性を付与することができ、市販品の指向性アンテナも利用可能となる。

１０測位システム
１２測位者携帯端末
１２ａ測位者携帯端末
１２ｂ測位者携帯端末
１３ディスプレイ
１４エリアマップ
１５電波遮蔽材
２２ａ〜２２ｉ被測位者携帯端末

Claims

携帯端末を利用して測位者が測位エリアに存在する複数の被測位者の位置を測位する測位システムにおいて、
前記携帯端末が、それら被測位者が個別に所持して電波を発信する複数の被測位者携帯端末と、前記測位者が所持し、前記電波に対する指向性を有してそれら被測位者携帯端末から発信された電波を受信する測位者携帯端末とから形成され、
前記被測位者携帯端末が、各被測位者携帯端末を特定する携帯端末識別情報を発信する携帯端末識別情報発信手段と、それら被測位者携帯端末を所持する被測位者の個人情報を発信する個人情報発信手段とを有し、
前記測位者携帯端末が、加速度センサおよび地磁気コンパスセンサを利用して測位者携帯端末の基準方位を設定する基準方位設定手段と、前記測位エリアの所定の地点において測位者携帯端末を所定方向へ回転させ、前記電波に対する指向性を利用してそれら被測位者携帯端末から発信された電波の強度を順次測定し、それら被測位者携帯端末から発信された電波の強度が最も高くなったときの前記基準方位に対する被測位者携帯端末の方角を算定する方角算定手段と、それら被測位者携帯端末から発信された携帯端末識別情報によって各被測位者携帯端末を特定する端末特定手段と、電波強度と距離減衰との相関関係を利用し、前記方角に対するそれら被測位者携帯端末から発信された電波の強度を前記相関関係に当てはめて測位者携帯端末と被測位者携帯端末との距離を算定する距離算定手段と、前記方角と前記距離とで定められる測位者携帯端末を中心としたそれら被測位者携帯端末の位置データを前記基準方位とともに座標上に表示する位置表示手段と、前記位置表示手段によって位置データが表示されたそれら被測位者携帯端末を特定する携帯端末識別情報を表示する携帯端末識別情報表示手段と、前記携帯端末識別情報表示手段によって表示された携帯端末識別情報のうちの特定の携帯端末識別情報を選択することで、選択された携帯端末識別情報の被測位者携帯端末を所持する被測位者の個人情報を表示する個人情報表示手段と、前記測位エリアとともに、当該測位エリア内に存在する配置物または所定の区域の境界線の形状をエリアマップに表示するエリアマップ表示手段と、前記測位エリア内の任意の地点の位置データを入力するための任意位置データ入力手段とを有し、前記エリアマップ表示手段では、測位者携帯端末を中心としたそれら被測位者携帯端末の位置データを、前記任意位置データ入力手段によって入力された前記任意の地点を中心とした位置データに座標変換して前記エリアマップ上に表示することを特徴とする測位システム。
前記測位者携帯端末が、前記測位エリアを移動した場合の移動前の地点から移動後の地点までの移動方向ならびに移動距離を前記加速度センサおよび前記地磁気コンパスセンサを用いた慣性航法を利用して測定し、前記移動前の地点における測位者携帯端末を中心とするそれら被測位者携帯端末の位置データ（方角と距離）を、前記移動方向と前記移動距離とを用いて座標変換することにより、前記移動後の地点における測位者携帯端末を中心としたそれら被測位者携帯端末の位置データに置き換える位置データ補正手段を含む請求項１に記載の測位システム。
前記測位者携帯端末が、複数の被測位者携帯端末の中から一つを他方の測位者携帯端末に選ぶとともに、前記測位者携帯端末を中心とするそれら被測位者携帯端末の位置データを前記他方の測位者携帯端末を中心とするそれら被測位者携帯端末の位置データに座標変換して当該他方の測位者携帯端末に送信する位置データ送信手段と、当該他方の測位者携帯端末が、前記測位者携帯端末から送信された当該他方の測位者携帯端末を中心とするそれら被測位者携帯端末の位置データを受信する位置データ受信手段とを有する請求項１または請求項２に記載の測位システム。
前記測位システムでは、指向性のアンテナを利用することで、前記測位者携帯端末に電波に対する指向性が付与され、または、電波遮蔽材を利用することで、前記測位者携帯端末に電波に対する指向性が付与されている請求項１ないし請求項３いずれかに記載の測位システム。