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【発明の名称】 位置検出システム及びこれに用いられる携帯端末
【発明者】 【氏名】中出真弓
【要約】 【課題】位置関係を取得可能な位置検出システム及びこれに用いられる携帯端末を提供する。

【構成】位置検出システムは第１の携帯端末と第２の携帯端末を備えている。そして、第１の携帯端末は、第１の携帯端末の加速度および地磁気の方向を検出し、移動方向および移動距離を検出する。そして、第２の携帯端末の移動方向および移動距離を受信し、検出した携帯端末の移動方向および移動距離と受信した第２の携帯端末の移動方向および移動距離との差分を検出する。そして、検出された移動方向と移動距離との差分を表示する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の携帯端末と第２の携帯端末を備えている位置検出システムであって、
前記第１の携帯端末は、前記第２の携帯端末との間で通信を行う第１の通信手段と、前記第１の携帯端末の加速度を検出する第１の加速度検出手段と、地磁気の方向を検出する第１の地磁気検出手段と、前記第１の加速度検出手段と前記第１の地磁気検出手段による検出結果を用いて前記１の携帯端末の移動方向および移動距離を検出する第１の移動量検出手段と、を備え、
前記第２の携帯端末は、前記第１の携帯端末との間で通信を行う第２の通信手段と、前記第１の携帯端末の加速度を検出する第２の加速度検出手段と、地磁気の方向を検出する第２の地磁気検出手段と、前記第２の加速度検出手段と前記第２の地磁気検出手段による検出結果を用いて前記２の携帯端末の移動方向および移動距離を検出する第２の移動量検出手段と、を備え、
前記第１の携帯端末は、さらに、前記第２の通信手段により送信された前記２の携帯端末の移動方向および移動距離と前記第１の移動量検出手段により検出された前記第１の携帯端末の移動方向および移動距離との差分を検出する相対位置検出手段と、前記相対位置検出手段により検出された移動方向と移動距離との差分を表示する表示手段と、を備えていることを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記第２の通信手段は前記２の携帯端末の移動方向および移動距離を所定間隔で送信することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記第１および第２の地磁気検出手段は、地球の磁場ベクトルの３つの直行成分を感知する３軸の地磁気センサであり、
前記第１および第２の加速度検出手段は、前記第１の携帯端末および前記２の携帯端末の前後、左右、上下移動である３つの直行成分の加速度を検出する加速度センサであることを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記移動距離は、水平方向の移動距離と垂直方向の移動距離を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記第１の携帯端末は警告発生手段を有し、
前記相対位置検出手段により検出した差分が所定値を超えた場合に、警告を発生することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項６】
他の端末との間で通信を行うことが可能な通信手段を備えた携帯端末であって、
前記携帯端末の加速度を検出する加速度検出手段と、
地磁気の方向を検出する地磁気検出手段と、
前記加速度検出手段と前記地磁気検出手段による検出結果を用いて前記携帯端末の移動方向および移動距離を検出する移動量検出手段と、
前記通信手段により受信した他の端末の移動方向および移動距離と、前記移動量検出手段により検出された前記携帯端末の移動方向および移動距離との差分を検出する相対位置検出手段と、
前記相対位置検出手段により検出された移動方向と移動距離との差分を表示する表示手段と、
を備えていることを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末の位置を検出する位置検出システム及びこれに用いられる携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信した無線信号の受信レベルから距離を判定し、親機と子機の双方が互いの距離に応じてアラームを発生するようにすることで、子供や老人の迷子、荷物の置き忘れや盗難の防止、迷子や荷物の探知に役立つようにした装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１１３３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、端末間の無線信号の受信レベルが所定値よりも小さくなるとアラームを発生することにより、端末間の距離が離れたことを知らせることが記載されているが、お互いの位置関係を知らせる方法については記載されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、位置関係を取得可能な位置検出システム及びこれに用いられる携帯端末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる位置検出システムは第１の携帯端末と第２の携帯端末を備えている。そして、第１の携帯端末は、第１の携帯端末の加速度および地磁気の方向を検出し、移動方向および移動距離を検出する。そして、第２の携帯端末の移動方向および移動距離を受信し、検出した携帯端末の移動方向および移動距離と受信した第２の携帯端末の移動方向および移動距離との差分を検出する。そして、検出された移動方向と移動距離との差分を表示する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、位置関係を取得可能な位置検出システム及びこれに用いられる携帯端末を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、位置検出システムの一例を示す図である。第1の携帯端末１は、例えば、小さな子供と親ならば親、飼い主と動物なら飼い主など、位置関係を管理する側のユーザが所持する端末である。また、第２の携帯端末２は、位置関係を管理される側のユーザが所持するものである。
【０００９】
移動量検出部１３は、加速度センサ１１と地磁気センサ１２で検出されたデータを基に第１の携帯端末１の移動方向および移動距離を検出する。また、移動量検出部２０は、加速度センサ１８と地磁気センサ１９で検出されたデータを基に、第２の携帯端末２の移動方向および移動距離を検出する。
【００１０】
以下、移動量検出部１３により第１の携帯端末１の移動方向および移動距離を検出する方法について説明する。ここで、移動方向および移動距離を移動量ということにする。なお、以下移動量検出部１３による検出方法について説明するが、移動量検出部２０による検出も同様に行われる。
【００１１】
図２は、加速度センサ１１の一例を示す図である。加速度センサ１１は、前後であるy軸、上下であるz軸、左右であるｘ軸方向の加速度成分を各々検出するセンサである。各々の方向の加速度を検出することにより、第１の携帯端末１の各方向への移動距離を検出することができる。
【００１２】
地磁気センサ１２は、地球の磁場ベクトル３軸の直行成分を感知する３軸の地磁気センサであり、携帯端末の向いている方向を検出する。図３は、地磁気ベクトルを説明するための図である。３０１は地磁気ベクトルを示しており、３０２はy軸成分、３０３はｘ軸成分、３０４はｚ軸成分を示している。地磁気を上記、y軸成分３０２、ｘ軸成分３０３、ｚ軸成分に分割して取得することにより、第１の携帯端末の向きを検出することができる。
【００１３】
移動量検出部１３は、加速度センサ１１で検出された移動距離と、地磁気センサ１２により検出された向きと組み合わせることにより、第１の携帯端末１の地磁気に対した進行方向を検出する。そして、このように移動量検出部１３および２０により検出された移動量は、それぞれ移動量記録部２９および３０に記録される。
【００１４】
なお、地磁気ベクトルは、南北方向、東西方向、垂直方向を正確に指し示すものではなく、それぞれ角度を持っており、また、地磁気の方向は地球上一定ではないため、絶対的な方向を検出するには、地磁気検出位置に対応した補正を行う必要がある。しかし、本位置検出システムでは、それほど離れていない地域の地磁気を検出し相対的な方向を出力するものであるから、平均的な地磁気ベクトルの方向で、南北方向、東西方向、垂直方向の補正を行うことにより、第1の携帯端末１から見た第２の携帯端末２方向を検出できる。
【００１５】
本例によれば、加速度センサ１１および地磁気センサ１２を用いるため、屋内などにいてＧＰＳ衛星を捕捉できない場合であっても移動距離および移動方向を検出することができる。また、建物内に特別な装置を設置しなくても、移動距離等の検出することができる。
【００１６】
端末ＩＤ記憶部２３および２４は、第１の携帯端末１と第２の携帯端末２の各々につけられた固有の端末ＩＤを記憶している。無線通信部１５および２１は、赤外線通信やBluetooth（登録商標）などの近距離通信部であり、からそれぞれ端末ＩＤを送信し、第１の携帯端末１と第２の携帯端末２との間の接続を確立する。なお、無線通信部１５および２１は、近距離通信部に限らず、広域無線通信を用いてもかまわない。
【００１７】
移動量送信部２５は、タイマー２６で指定されたある一定時刻毎の移動量を無線通信部２１を通じて送信する。相対位置検出部１４は、移動量検出部１３から得られた第１の携帯端末１の移動量と、移動量送信部２５から送信された第２の携帯端末２の移動量とを比較し、各々の携帯端末間の距離および方向を算出する。
【００１８】
警告発生部１６は、相対位置検出部１４が検出した第１の前記携帯端末１と第２の携帯端末２の距離が、設定値記憶部２２に距離データとして記録されている水平距離あるいは垂直距離よりも大きくなった場合、警告を発生する。警告の発声方法は、音やバイブレータなど複数個組み合わせたものとしてもよい。
【００１９】
なお、設定値記憶部２２に、距離データを複数個記録しておき、各距離に合わせた警告を発生するようにしてもよい。例えば、距離に応じて異なる音楽を鳴らしても良いし、距離が離れるに従って音を大きくする。このように、距離に応じて警告方法を変えることにより、ユーザはどの程度距離が離れているかを容易に知ることができる。なお、設定値記憶部２２に記憶する距離データは、予め設定されていても良いし、ユーザが好みに応じて設定できるようにしても良い。
【００２０】
また、警告発生部１６による警告の発生に代えて、あるいは追加して、表示部１７に警告表示や第１の携帯端末１と第２の携帯端末２との距離、位置関係を表示しても良い。また、設定値記憶部２２に記憶された距離を超えていない場合でも、第１の携帯端末１と第２の携帯端末２との距離や位置関係を表示するようにしても良い。図４に、表示部１７の画面表示例を示す。
【００２１】
図４（１）は警告を発生していない場合の画面例であり、図４（２）は警告を発生している場合の画面例である。３２は第１の携帯端末１の位置、３３は第２の携帯端末２の位置、３４は第１の携帯端末１と第２の携帯端末２との水平距離、３５は第１の携帯端末１と第２の携帯端末２との垂直距離、３６は方角、３７は警告表示を示している。
【００２２】
このような画面表示を行うことにより、第１の携帯端末１のユーザは、第２の携帯端末２との距離および携帯端末２の方向を一目で確認することができる。また、図４（２）のように警告表示３７を表示することにより、第２の携帯端末２が、設定値記憶部２２に記憶された距離よりも離れていることを知らせ、ユーザに注意を喚起することができる。
【００２３】
なお、図４に示した画面例に限定するものではなく、第１の携帯端末１と第２の携帯端末２の相対的な移動方向と移動距離を確認できる表示方法であれば、他の方法であっても良い。
【００２４】
また、警告発生部１６による警告の発生と同様に、設定値記憶部２２に設定された複数段階の距離に応じて、「注意」や「危険」というようにメッセージ内容を変えるようにしても良いし、メッセージを表示する大きさや色を変えるようにしても良い。
【００２５】
また、図４（１）の画面例で示されている第１の携帯端末１と第２の携帯端末２の位置関係は、位置を検出している間中表示していても良いし、第１の携帯端末に入力部を設け、第１の携帯端末のユーザが入力部により表示要求を入力した場合にのみ表示するようにしても良い。警告発生時にも、注意を喚起するメッセージだけをまず表示し、ユーザから表示要求が入力された場合に位置関係を表示するようにしてもよい。
【００２６】
以上説明したように、第２の携帯端末２の位置関係等を表示することができるため、第１の携帯端末１のユーザは、同行者やペット等が所持している第２の携帯端末２の位置を容易に知ることができる。これにより、例えば、第２の携帯端末２のユーザが隠れた場所にいる場合においても位置がわかるので捜索が容易になる。さらに、予め設定していた距離よりも離れた場合には警告が発生されるので、気がつかないうちに遠くに行ってしまうといった状態が発生することを防止することができる。
【００２７】
図５は、位置検出システムにおける処理フローを示す図である。
【００２８】
まず、第１の携帯端末１の設定値記憶部２２に、警告を発生する条件である距離データを記録する（Ｓ２１０）。距離データには、水平距離データと垂直距離データが含まれている。また、距離データの他に、第２の携帯端末２の位置を取得する時間間隔を設定する。なお、距離データ等がユーザによる設定ではなく、予め設定記憶部２２に設定されている場合は、S２１０を省略しても良い。
【００２９】
第１の携帯端末１は、第２の携帯端末２に端末ＩＤを送信し、第２の携帯端末２から端末ＩＤを受信し、無線通信を確立する（Ｓ２１１）。なお、無線通信部１５および無線通信部２１にBluetooth通信部を用いる場合、第２の携帯端末2以外にも、通信可能な携帯端末が周囲にあり、間違って通信を行ってしまう可能性がある。そのため、Bluetoothを用いる場合には、通信可能な端末ＩＤあるいは端末ＩＤに対応した端末名を表示部１７に表示し、表示された中から接続を希望する端末ＩＤ等を選択するようにすることが望ましい。また、この場合、選択した端末ＩＤ等をＩＤ記憶部２３に記憶し、何らかの理由で無線接続が切れた場合でも、ユーザが再度接続する端末ＩＤ等を選択することなく、通信可能であれば自動的に接続を再開するようにすることにより、ユーザの使い勝手を向上することができる。
【００３０】
次に、第１の携帯端末１から第２の携帯端末２に位置初期化命令およびＳ２１０で設定された第２の携帯端末２の位置を取得する時間間隔を示す情報を送信し（Ｓ２１２）、その後、第１の携帯端末１は初期化設定を行う（Ｓ２１３）。第２の携帯端末２は、位置初期化命令を受信すると、初期化設定を行う（Ｓ２１４）。なお、本例では、第１の携帯端末１は位置初期化命令を送信した後に、初期化設定を行っているが、これに限定するものではなく、初期化設定を行った後に、位置初期化命令を送信するようにしても良い。
【００３１】
ここで、初期化設定とは、第１の携帯電話１および第２の携帯電話２がほぼ同じ位置にいるものとして、移動量を０に設定することである。移動量記録部２９および２０に、時刻とともに、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動量をそれぞれ０として記録することである。この設定は、ユーザの指示に応じて行うようにしても良いし、自動的に行っても良い。
【００３２】
第２の携帯端末２は初期化設定が終了すると、初期化設定終了信号を送信し（Ｓ２１５）、Ｓ２１２で受信した時間間隔になると（S２１６ Yes）、移動量検出部２０は、加速度センサ１８および地磁気センサ１９により検出されたデータを用いて移動量を検出する（S２１７）。検出された移動量は、移動量記録部３０に記録され（Ｓ２１８）、第１の携帯端末１に送信される（Ｓ２１９）。
【００３３】
第１の携帯端末１は、第２の携帯端末２から移動量を受信すると、移動量検出部１３により移動量を検出し（Ｓ２２０）、移動量を移動量記録部２９に記録する（Ｓ２２１）。そして、受信した第２の携帯端末２の移動量と、記録した第１の携帯端末１の移動量を比較し、相対移動量を検出する（Ｓ２２２）。
【００３４】
算出された相対移動量と設定値記憶部２２に記憶された距離データとを比較し（Ｓ２２３）、設定値を超えていれば警告を発生する（Ｓ２２４）。設定値内であれば警告を発生しない、あるいは、警告発生状態にあれば警告の解除を行う（Ｓ２２５）。
【００３５】
図５に示した処理フローでは、第１の携帯端末１は、第２の携帯端末２から移動量を受信した後に、第１の携帯端末１の移動量を検出するようにしているが、これに限定するものではない。例えば、図１に示した第１の携帯端末１にタイマーを追加し、第２の携帯端末２からの移動量の送信に関わらず、第1の携帯端末１で定期的に移動量を検出し、第２の携帯端末２から送信された移動量を受信すると、移動量記録部２９に記録した移動量を読み出し、相対移動量を検出するようにしても良い。また、第２の携帯端末２と同様、Ｓ２１０で設定した時間間隔で移動量を検出するようにしても良い。
【００３６】
また、第２の携帯端末２と同様のタイミングで移動量を検出するとともに、第２の携帯端末２から移動量を受信したときに、再度移動量を検出するようにしても良い。その場合、例えば、図４の表示に代えて、図６に示すように、第２の携帯端末２で移動量を検出した時点と、移動量を受信した後に移動量を検出した現在の時点との２つの時点における、第１の携帯端末１と第２の携帯端末２の位置関係を表示するようにしても良い。図６において、７１は第２の携帯端末２の移動量が検出された時刻の第１の携帯端末１の位置である。７２および７３は、第２の携帯端末２の移動量が検出された時刻における第１の携帯端末１と第２の携帯端末２との水平距離および垂直距離を示している。また、７４は現在時刻における第１の携帯端末１の位置である。７５および７６は、現在時刻における第１の携帯端末１と第２の携帯端末２との水平距離および垂直距離を示している。このように表示することにより、現在時刻と第２の携帯端末２の移動量を取得した時刻に差がある場合でも、両方の時点での位置関係を把握することができる。
【００３７】
また、以上の実施例では、第１の携帯端末１でのみ、警告発生や、第1の携帯端末１および第２の携帯端末２の位置関係を表示しているが、これに限定するものではない。第２の携帯端末２に警告発生部を設け、相対位置検出部１４が無線通信部１５により送信した警告信号を無線通信部２１で受信したとき、警告発生部で警告を発生するようにしても良い。例えば、この際に、警告メッセージとして、第１の携帯端末１のほうへ行くように促すメッセージを出力するようにする。また、第２の携帯端末２に表示部を設け、相対位置検出部１４から送信された第１の携帯端末１および第２の携帯端末２の相対移動量データを受信し、表示部１７と同様に、図４や図６の画面表示を行うようにしても良い。
【００３８】
図７に、移動量記録部２９および３０における移動量の記録例を示す。５１は記録時刻であり、５２は３方向の移動量を示し、３方向の移動量は別々に記録されている。５３は位置検出開始時刻を示しており、この時の移動量は０である。なお、図７に示す例では、時分のみの記録例を示しているが、年月日を同時に記録してもよいし、ある時点からの絶対時刻で管理してもよい。また、移動量の軸は、南北、東西、上下等の直行した３軸であればよい。また、図８に、第２の携帯端末２から送信する移動量データの一例を示す。６１は検出時刻であり、６２はＸ方向の移動量、６３はＹ方向の移動量、６４はＺ方向の移動量を示す。
【００３９】
次に、無線通信部１５および無線通信部２１の他に、第１の携帯端末および第２の携帯端末それぞれに広域無線通信部を設けた例を説明する。図９は、位置検出システムの一例を示す図である。図１と同じ構成には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００４０】
無線通信部１５および無線通信部２１が近距離通信部である場合、通信可能な距離以上に第1の携帯端末１と第２の携帯端末２とが離れたり、あるいは障害物があったりすることなどにより通信が困難になり、お互いの位置がわからなくなる可能性がある。このような状況にも対処するために、図９の例では、第1の携帯端末１００に広域無線通信部９１とデータ解析部９２を追加し、第２の携帯端末２００に広域無線通信部９３とデータ解析部９４を追加している。広域無線通信部９１および広域無線通信部９３は、広域通信網の基地局９５、９６および広域通信網９７を介して、通信を行うものである。データ解析部９２は、広域無線通信部９１により受信したメールなどのデータから移動量を示すデータを抽出し、相対位置検出部１４に出力する。また、データ生成部９４は、移動量検出部２０から出力された移動量を含んだメールなどのデータを生成し、広域無線通信部９３に出力する。なお、第1の携帯端末１００と第２の携帯端末２００の位置によっては、基地局９５，９６は同じ場合がある。
【００４１】
図１０に第1の携帯端末１００と第２の携帯端末２００の位置関係を示す。９９は第1の携帯端末１００の無線通信部１５により通信可能な範囲を示しており、２００ａは第２の携帯端末が第1の携帯端末１００の通信可能な範囲５１内にある場合、２００ｂは第２の携帯端末が通信可能な範囲９９の外にある場合を示している。第２の携帯端末２００bでは、無線通信部２１では移動量情報を第1の携帯端末１００に送ることができないため、広域無線通信部９３を使い、基地局９６を経由して第1の携帯端末１００に移動量情報を送る。
【００４２】
図１１は、位置検出システムにおける処理フローを示す図である。図５と同様の処理には同様の番号を付し、説明を省略する。
【００４３】
Ｓ２１９において移動量を送信する際に、第２の携帯端末２００が通信範囲外にいる場合、第１の携帯端末１００は所定時間が経過しても移動量を受信することができない。そのため、本例では、第１の携帯端末１００は、所定時間が経過した後に第２の携帯端末２００から移動量を受信したかどうか判断する（Ｓ２３１）。受信していない場合、第１の携帯端末１００は広域無線通信部９１を用いて、第２の携帯端末２００に移動量の送信を要求する要求メールを送信する（Ｓ２３２）。
【００４４】
第２の携帯端末２００は、第1の携帯端末１００から送信要求メールを受信すると、移動量データを含んだメールを作成し（Ｓ２３３）、広域無線通信部９３によりメールを送信する（Ｓ２３４）。第１の携帯端末１００は、Ｓ２３２で要求メールを送信後に、第２の携帯端末２００から送信されたメールを受信したかどうかを判断し（Ｓ２３５）、受信していない場合には、再度メール送信を行う。
【００４５】
Ｓ２３１あるいはＳ２３５で移動量を受信した場合、図５の処理フローと同様に処理を行う。
【００４６】
本例のように、近距離通信部以外に広域無線通信部を備えることにより、携帯端末間が離れて近距離通信部で通信できない場合であっても、広域無線通信部を用いて、移動量を取得することができ、移動距離および移動方向を確認することができる。また、本例では、まずは近距離通信部で通信を行い、この通信部で通信不可の場合に広域無線通信部を用いるため、広域通信網の通信負荷を低減することができる。また、一般的に広域無線通信部よる通信に比べて、近距離通信部による通信のほうが、通信に要する消費電力が少ないため、本例のように処理することにより、広域無線通信を用いつつ、消費電力の増大を抑制することができる。
【００４７】
なお、本例においても、第２の携帯端末２００からの移動量の送信に関わらず、第1の携帯端末１００で定期的に移動量を検出しても良いし、第２の携帯端末２００と同様にＳ２１０で設定した時間間隔で移動量を検出するようにしても良い。また、第２の携帯端末２００と同様のタイミングで移動量を検出するとともに、第２の携帯端末２００から移動量を受信したときに、再度移動量を検出するようにしても良い。また、第２の携帯端末２００に警告発生部および表示部を設け、警告の発生や、警告表示や位置関係の表示を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】位置検出システムの一例を示す図である。
【図２】加速度センサ１１の一例を示す図である。
【図３】地磁気ベクトルを説明するための図である。
【図４】画面表示例を示す図である。
【図５】位置検出システムにおける処理フローを示す図である。
【図６】画面表示例を示す図である。
【図７】移動量の記録例を示す図である。
【図８】第２の携帯端末から送信する移動量データの一例を示す図である。
【図９】位置検出システムの一例を示す図である。
【図１０】第1の携帯端末１００と第２の携帯端末２００の位置関係を示す図である。
【図１１】位置検出システムにおける処理フローを示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１、２、１００、２００ 携帯端末
１１、１８ 加速度センサ
１２、１９ 地磁気センサ
１３、２０ 移動量検出部
１４ 相対位置検出部
１５，２１ 無線通信部
１６ 警告発生部
１７ 表示部
９１、９３ 広域通信部
９２ データ解析部
９４ データ生成部
【出願人】 【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【出願日】 平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【代理人】 【識別番号】１００１００３１０
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 学
【公開番号】 特開２００８−１７３８０（Ｐ２００８−１７３８０Ａ）
【公開日】 平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願番号】 特願２００６−１８８７９１（Ｐ２００６−１８８７９１）