JP2020003507A - Position estimating system construction method and position estimating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物内部のような制限された空間内での携帯端末の位置推定技術に関し、例えば消防隊員が建物の中で任務を遂行する際に携帯端末の通信機能を利用して位置を把握したり、消防隊員の活動を支援するため建物内のマップを作成するのに適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a technology for estimating the position of a portable terminal in a limited space such as the inside of a building. For example, when a firefighter performs a mission in a building, the position is grasped using the communication function of the portable terminal. And technology that can be applied and applied to create maps within buildings to assist firefighter activities.
火災等の発生により建物の中へ消防隊員が進入し、消火および救助活動等（以下、消火活動）をする際には、屋外にいる指揮隊が建物内の情報及び建物内の隊員の位置情報を把握し、適切な指揮を行う必要がある。
消火活動をする際、消防隊員は建物内部の地図を携帯して建物内に進入することがあるが、熱線等により地図が破損し、記載内容を読み取ることが困難になる場合がある。
When firefighters enter the building due to the occurrence of a fire, etc., and perform firefighting and rescue activities (hereinafter, firefighting activities), the commanding squad outside is information on the building and location information of the members in the building. It is necessary to understand the situation and conduct appropriate commands.
When performing firefighting activities, firefighters may enter the building with a map inside the building, but the map may be damaged by heat rays or the like, making it difficult to read the contents.
また、建物内部の構造が複雑であったり、暗闇・煙・塵填による視界不良、天井・壁の崩落等により、地図があっても自身の位置の把握が困難になり、予期せぬ障害が発生したり、指揮隊との連携がうまく取れない事態が発生することもある。 In addition, due to the complex structure inside the building, poor visibility due to darkness, smoke and dust, collapse of ceilings and walls, etc., it is difficult to grasp the position of the map, even if there is a map. Occasionally, a situation may occur in which there is difficulty in coordinating with the commander.
従来、作業者のような歩行体や車両などの移動体の位置を検出する測位システムに関する発明が種々提案されており、その中の１つに、例えばＧＰＳ（全地球測位システム）を用いて位置情報を取得する方法がある。
また、ＧＰＳは１０数ｍの誤差があり正確な位置を取得することができないため、ＧＰＳ信号に、加速度センサや地磁気センサ、あるいは自立航法用センサ（ジャイロセンサ）などの信号を組み合わせた自立航法により歩行体の測位を行う方法や、歩行経路上に位置情報を持った発信機を予め設置しておくとともに歩行体に受信機を保有させておくことで歩行体の現在位置を補正する方法も提案されている（特許文献１〜３）。
2. Description of the Related Art Hitherto, various inventions relating to a positioning system for detecting the position of a mobile object such as a walking object or a vehicle such as an operator have been proposed, and one of them is, for example, a GPS (global positioning system). There is a way to get information.
In addition, since GPS has an error of several tens of meters and cannot obtain an accurate position, the self-contained navigation combining a GPS signal with a signal from an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, or a self-contained navigation sensor (gyro sensor) is used. Proposal of a method of positioning a walking object or a method of correcting the current position of a walking object by installing a transmitter with position information on the walking route in advance and holding a receiver on the walking object (Patent Documents 1 to 3).
しかしながら、特許文献１や２に開示されているようなＧＰＳを併用した位置情報の取得方法では、ＧＰＳ電波の届かない屋内で活動する作業者の位置を取得することができないという課題がある。
さらに、歩行経路上に位置情報を持った発信機を予め設置しておく特許文献３に開示されている方法は、既設の建造物はこのような設備が設けられていないものが大半であるので、新たにこのような設備を導入する必要があり、そのような設備の導入には非常に大きなコストがかかるという課題がある。
However, the method of acquiring position information using GPS as disclosed in Patent Literatures 1 and 2 has a problem that it is not possible to acquire the position of a worker who works indoors where GPS radio waves do not reach.
Furthermore, the method disclosed in Patent Literature 3 in which a transmitter having position information is installed on a walking route in advance is based on the fact that most existing buildings do not have such facilities. However, it is necessary to newly introduce such equipment, and there is a problem that introduction of such equipment requires a very large cost.
本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、建物内部のような制限された空間内を作業者が移動する場合に、その位置を把握することができる位置推定システムの構築方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、位置情報を持った発信機が設置されていない既設の建造物内へ作業者が進入する場合に、作業者の位置を把握することができ、それによって外部から適切な指示を与えて作業や任務遂行の支援をすることができる位置推定システムを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to grasp a position of an operator when the operator moves in a restricted space such as the inside of a building. It is an object of the present invention to provide a method for constructing a position estimation system that can be used.
Another object of the present invention is to enable a worker to grasp the position of a worker when the worker enters an existing building in which a transmitter having position information is not installed, and thereby can appropriately determine the position of the worker from outside. An object of the present invention is to provide a position estimating system that can give a simple instruction and support a task or a task.
上記課題を解決するために、請求項１に記載の位置推定システムの構築方法は、
自己のアドレス情報を無線で発信可能な複数の発信機と、
前記発信機から発信されるアドレス情報を含む無線信号を受信する受信回路と、慣性センサと、無線通信を行う無線通信回路とを備えた携帯端末と、
前記携帯端末と無線通信を行う無線通信回路を備えたデータ処理装置と、
を用いた位置推定システムの構築方法であって、
前記複数の発信機を非アクティブな状態にして前記携帯端末と共に保有して移動して、制限された空間の任意の箇所を起点として選択し、前記複数の発信機のうちいずれか一つの発信機をアクティブ状態にして前記起点に設置する第１ステップと、
前記第１ステップにより設置された前記発信機から発信されたアドレス情報を受信した携帯端末が送信した情報を受信したデータ処理装置が、前記第１ステップにより設置された発信機のアドレス情報を最初に受信した時点での前記携帯端末の位置を起点として記憶する第２ステップと、
既に設置された発信機以外の非アクティブな状態の複数の発信機と前記携帯端末を保有して、制限された空間内を移動する第３ステップと、
移動中の前記携帯端末から送信される前記慣性センサの検出情報を前記データ処理装置が受信して、前記起点を基準とする前記携帯端末の相対位置を演算により算出する第４ステップと、
前記非アクティブな状態の複数の発信機のうちいずれか一つの発信機をアクティブ状態にして前記制限された空間の任意の箇所に設置する第５ステップと、
前記第５ステップにより設置された発信機から発信されたアドレス情報を最初に受信した時点での前記携帯端末の相対位置を、当該発信機の設置位置として記憶する第６ステップと、を有していることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、発信機が設置されていない制限された空間内の複数箇所に発信機を設置すると、携帯端末の位置によって発信機の設置位置を記憶することができるため、建造物内のような制限された空間へ作業者が進入する場合に、携帯端末を保有する作業者の位置を把握することが可能な位置推定システムを構築することができる。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for constructing a position estimation system according to claim 1 includes:
Multiple transmitters that can transmit their address information wirelessly,
A receiving terminal that receives a wireless signal including address information transmitted from the transmitter, an inertial sensor, and a mobile terminal including a wireless communication circuit that performs wireless communication,
A data processing device including a wireless communication circuit that performs wireless communication with the portable terminal;
A method for constructing a position estimation system using
Making the plurality of transmitters inactive, holding and moving with the portable terminal, selecting an arbitrary point in the restricted space as a starting point, and selecting any one of the plurality of transmitters A first step of setting the active state at the starting point,
The data processing device that has received the information transmitted by the portable terminal that has received the address information transmitted from the transmitter installed in the first step, firstly transmits the address information of the transmitter installed in the first step. A second step of storing the position of the portable terminal at the time of reception as a starting point;
A third step of holding a plurality of inactive transmitters other than the transmitters already installed and the portable terminal, and moving in a limited space;
A fourth step in which the data processing device receives detection information of the inertial sensor transmitted from the mobile terminal that is moving, and calculates a relative position of the mobile terminal with respect to the starting point by calculation;
A fifth step of setting any one of the plurality of transmitters in the inactive state to an active state and installing the transmitter at an arbitrary position in the restricted space;
And storing a relative position of the portable terminal at the time of first receiving the address information transmitted from the transmitter installed in the fifth step as an installation position of the transmitter. It is characterized by having.
According to the first aspect of the present invention, when the transmitters are installed at a plurality of locations in a limited space where no transmitter is installed, the installation position of the transmitter can be stored according to the position of the portable terminal. Further, it is possible to construct a position estimating system capable of grasping the position of the worker holding the portable terminal when the worker enters a restricted space such as a building.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の位置推定システムの構築方法において、
前記第３ステップにおいて、前記携帯端末は、既に設置されている発信機から発信される無線信号を受信して受信電波強度を検出し、その受信電波強度情報を当該発信機のアドレス情報と共に送信し、
前記第４ステップにおいて、前記データ処理装置は、受信したアドレス情報に対応する設置済みの発信機の設定位置情報と前記受信電波強度情報および前記慣性センサの検出情報に基づいて、前記起点を基準とする前記携帯端末の相対位置を算出することを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、慣性センサの検出情報のみに基づいて携帯端末の相対位置を算出する場合に比べて、より正確に携帯端末を保有する作業者の位置を把握することが可能な位置推定システムを構築することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the method for constructing a position estimation system according to the first aspect,
In the third step, the portable terminal receives a radio signal transmitted from an already installed transmitter, detects a received radio wave intensity, and transmits the received radio wave intensity information together with the address information of the transmitter. ,
In the fourth step, based on the set position information of the installed transmitter corresponding to the received address information, the received radio field intensity information and the detection information of the inertial sensor, the data processing device sets the origin as a reference. Calculating the relative position of the portable terminal.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to more accurately grasp the position of the worker holding the portable terminal as compared with the case where the relative position of the portable terminal is calculated based only on the detection information of the inertial sensor. A possible position estimation system can be constructed.
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の位置推定システムの構築方法において、
前記起点と前記携帯端末の相対位置と前記複数の発信機の設定位置とを表わしたマップを作成し、該マップを表示装置に表示する第７ステップを有していることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、携帯端末の位置をマップ上に視覚的に表示することができるため、携帯端末を保有する作業者の位置を迅速かつ正確に把握し外部から適切な指示を与えて作業や任務遂行の支援をすることが可能な位置推定システムを構築することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the method for constructing a position estimation system according to the first or second aspect,
A seventh step of creating a map representing the relative position of the starting point, the portable terminal, and the set positions of the plurality of transmitters, and displaying the map on a display device is provided.
According to the third aspect of the present invention, since the position of the mobile terminal can be visually displayed on the map, the position of the worker holding the mobile terminal can be quickly and accurately grasped, and an appropriate external instruction can be given. To provide a position estimating system capable of supporting work and task execution.
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の位置推定システムの構築方法において、
前記第１ステップにおいて、前記制限された空間の進入口を前記起点として選択して、前記いずれか一つの発信機をアクティブ状態にして設置することを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、建造物内のような制限された空間の進入口に設定された発信機の位置を起点として他の発信機の設定位置を記憶することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for constructing a position estimation system according to any one of the first to third aspects,
In the first step, an entrance of the restricted space is selected as the starting point, and any one of the transmitters is set in an active state.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to store the set positions of other transmitters starting from the position of the transmitter set at the entrance of a restricted space such as in a building.
請求項５に記載の位置推定システムは、
自己のアドレス情報を無線で発信可能な複数の発信機と、
前記発信機から発信されるアドレス情報を含む無線信号を受信する受信回路と、慣性センサと、無線通信を行う無線通信回路とを備えた携帯端末と、
前記携帯端末と無線通信を行う無線通信回路を備えたデータ処理装置と、を含む位置推定システムであって、
前記携帯端末は、
前記受信回路により受信した前記発信機の無線信号に含まれるアドレス情報を抽出する機能と、
前記慣性センサの検出情報と自己の識別情報と前記発信機の無線信号から抽出したアドレス情報とを送信する機能と、を有し、
前記データ処理装置は、
前記複数の発信機のうち制限された空間の任意の箇所にアクティブ状態にして設置された第１の発信機から前記携帯端末を経由して最初にアドレス情報を受信した時点での前記携帯端末の位置を、起点として記憶すると共に当該第１の発信機の位置として記憶する機能と、
前記携帯端末から送信されてくる前記慣性センサの検出情報に基づいて、前記起点を基準とする当該携帯端末の相対位置を演算により算出する機能と、
前記複数の発信機のうち前記制限された空間の任意の箇所にアクティブ状態にして順次設置された第２の発信機から前記携帯端末を経由してアドレス情報を順次受信した時点で、前記起点を基準とする前記携帯端末の相対位置を、当該第２の発信機の設定位置として順次記憶する機能と、有することを特徴とする。
請求項５に記載の発明の位置推定システムによれば、建物内部のような制限された空間の複数箇所に設置された発信機からの情報を、携帯端末を経由してデータ処理装置が受信することで、携帯端末の起点を基準とする相対位置を算出して発信機の位置を設定できるため、制限された空間内に進入した携帯端末を保有する作業者の位置を把握することができ、それによって外部から適切な指示を与えて作業や任務遂行の支援をすることができる。
The position estimation system according to claim 5,
Multiple transmitters that can transmit their address information wirelessly,
A receiving terminal that receives a wireless signal including address information transmitted from the transmitter, an inertial sensor, and a mobile terminal including a wireless communication circuit that performs wireless communication,
A data processing device having a wireless communication circuit that performs wireless communication with the portable terminal, and
The mobile terminal,
A function of extracting address information included in the radio signal of the transmitter received by the receiving circuit;
Having a function of transmitting detection information of the inertial sensor, self-identification information, and address information extracted from a radio signal of the transmitter,
The data processing device includes:
The mobile terminal at the time when the address information is first received from the first transmitter installed in an active state at an arbitrary position in the restricted space among the plurality of transmitters via the mobile terminal. A function of storing a position as a starting point and storing the position as a position of the first transmitter;
Based on the detection information of the inertial sensor transmitted from the mobile terminal, a function of calculating the relative position of the mobile terminal based on the starting point by calculation,
At the time when the address information is sequentially received via the mobile terminal from the second transmitter sequentially installed in an active state at an arbitrary position in the restricted space among the plurality of transmitters, the starting point is determined. A function of sequentially storing a relative position of the portable terminal as a reference as a set position of the second transmitter.
According to the position estimation system of the invention described in claim 5, the data processing device receives information from the transmitters installed at a plurality of places in the restricted space such as the inside of the building via the portable terminal. By doing so, since the position of the transmitter can be set by calculating the relative position based on the starting point of the mobile terminal, it is possible to grasp the position of the worker holding the mobile terminal entering the restricted space, As a result, appropriate instructions can be given from the outside to support work and task execution.
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の位置推定システムにおいて、
前記携帯端末は、
前記第１の発信機又は／及び前記第２の発信機から発信された無線信号の受信電波強度を検出する機能と、
検出した前記第１の発信機又は／及び前記第２の発信機の受信電波強度情報を、前記慣性センサの検出情報および自己の識別情報と抽出した前記第１の発信機又は／及び前記第２の発信機のアドレス情報と共に送信する機能と、をさらに有し、
前記データ処理装置は、
前記携帯端末から送信されてくる前記アドレス情報と受信電波強度情報と慣性センサの検出情報に基づいて、前記起点を基準とする当該携帯端末の相対位置を演算により算出する機能を有することを特徴とする。
請求項６に記載の発明によれば、携帯端末が発信機から発信された無線信号の受信電波強度を検出し送信する機能を有し、データ処理装置が発信機のアドレス情報と受信電波強度情報と慣性センサの検出情報に基づいて携帯端末の相対位置を算出するため、建造物内のような制限された空間へ作業者が進入する場合に、慣性センサの検出情報のみに基づいて携帯端末の相対位置を算出する場合に比べて、より正確に携帯端末の位置を把握することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the position estimation system according to the fifth aspect,
The mobile terminal,
A function of detecting a received signal strength of a radio signal transmitted from the first transmitter and / or the second transmitter;
The first transmitter and / or the second transmitter and / or the second receiver extract the received radio field intensity information of the first transmitter and / or the second transmitter together with the detection information of the inertial sensor and the identification information of the second transmitter. And a function of transmitting the address information together with the address information of the transmitter,
The data processing device includes:
Based on the address information, received radio field intensity information, and detection information of an inertial sensor transmitted from the mobile terminal, the mobile terminal has a function of calculating a relative position of the mobile terminal based on the starting point by calculation. I do.
According to the invention described in claim 6, the portable terminal has a function of detecting and transmitting the received radio field intensity of the radio signal transmitted from the transmitter, and the data processing device has the address information of the transmitter and the received radio field information. To calculate the relative position of the mobile terminal based on the detection information of the inertial sensor, and when the worker enters a restricted space such as a building, the mobile terminal of the mobile terminal based only on the detection information of the inertial sensor. The position of the mobile terminal can be grasped more accurately than when calculating the relative position.
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の位置推定システムにおいて、
前記データ処理装置は、前記起点と前記携帯端末の相対位置と前記第１の発信機又は／及び前記第２の発信機の設定位置とを表わしたマップを作成し、該マップを表示装置に表示する機能を有していることを特徴とする。
請求項７に記載の発明によれば、携帯端末の位置をマップ上に視覚的に表示することができるため、携帯端末を保有する作業者の位置を迅速かつ正確に把握し外部から適切な指示を与えて作業や任務遂行の支援をすることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the position estimation system according to the fifth or sixth aspect,
The data processing device creates a map representing a relative position of the starting point and the portable terminal and a set position of the first transmitter and / or the second transmitter, and displays the map on a display device. It has the function of performing
According to the invention described in claim 7, since the position of the mobile terminal can be visually displayed on the map, the position of the worker holding the mobile terminal can be quickly and accurately grasped, and an appropriate external instruction can be given. To help with tasks and tasks.
請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれかに記載の位置推定システムにおいて、前記第１の発信機は前記制限された空間の進入口にアクティブ状態にして設置されていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明によれば、建造物内のような制限された空間の進入口に設定された発信機の位置を起点として携帯端末の相対位置を算出することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the position estimation system according to any one of the fifth to seventh aspects, the first transmitter is installed in an active state at an entrance of the restricted space. It is characterized by.
According to the invention described in claim 8, the relative position of the portable terminal can be calculated with the position of the transmitter set at the entrance of a restricted space such as in a building as a starting point.
本発明によれば、建物内部のような制限された空間内を作業者が移動する場合に、その位置を把握することが可能な位置推定システムを構築することができる。また、位置情報を持った発信機が設置されていない既設の建造物内へ作業者が進入する場合に、作業者の位置を把握することができ、それによって外部から適切な指示を与えて作業や任務遂行の支援をすることができるという効果がある。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a worker moves in the restricted space like a building interior, the position estimation system which can grasp | ascertain the position can be constructed. In addition, when a worker enters an existing building where no transmitter with position information is installed, the worker's position can be grasped, thereby giving appropriate instructions from outside to perform the work. It is effective in that it is possible to assist in performing tasks and tasks.
以下、本発明に係る位置推定システムの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の位置推定システムの概略構成を示すものである。図１に示すように、本実施形態の位置推定システムにおいては、建物内部の任意の箇所に配設されたビーコン用の発信機１０と、作業者が保有する携帯端末２０と、インターネット回線や電話回線等の通信網３０を介して携帯端末２０との間でデータ通信を行うデータ処理装置としてのサーバ（携帯端末２０に対して位置に関する情報等を提供するコンピュータ）４０とから構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a position estimation system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of the position estimation system of the present embodiment. As shown in FIG. 1, in the position estimating system of the present embodiment, a beacon transmitter 10 disposed at an arbitrary location inside a building, a portable terminal 20 owned by an operator, an Internet line and a telephone A server (computer that provides information regarding the position to the mobile terminal 20) 40 as a data processing device for performing data communication with the mobile terminal 20 via a communication network 30 such as a line.
なお、携帯端末２０へビーコンの無線信号（アドレス情報）を発信する発信機１０の通信方式としては、例えばBluetooth（登録商標）通信やIEEE 802.11規格に従ったＷｉＦｉ等の無線ＬＡＮ、赤外線通信など公知の通信方式を利用することができる。発信機１０を配置する間隔は特に限定されないが、隣接するそれぞれの発信機の通信範囲が重なるような距離とするのが良い。従って、移動経路の途中に曲がり角がある場所では、直線の場合の通信可能距離よりも短い距離をおいて配置される。携帯端末２０とサーバ４０との間の通信は、通信網を介さずに直接行うように構成しても良い。 As a communication method of the transmitter 10 for transmitting a beacon wireless signal (address information) to the portable terminal 20, a known communication method such as Bluetooth (registered trademark) communication, wireless LAN such as WiFi in accordance with the IEEE 802.11 standard, infrared communication, or the like is available. Can be used. The interval at which the transmitters 10 are arranged is not particularly limited, but is preferably a distance such that the communication ranges of the adjacent transmitters overlap. Therefore, in a place where there is a bend in the middle of the movement route, it is arranged at a distance shorter than the communicable distance in the case of a straight line. Communication between the portable terminal 20 and the server 40 may be configured to be performed directly without passing through a communication network.
発信機１０は、定期的に自己のアドレス情報を無線信号に乗せて周囲に発信する発信部と、起動スイッチもしくは状態（アクティブ／非アクティブ）の切替えスイッチとを備える。この発信機１０が無線で発信するアドレス情報には、少なくとも当該発信機の識別コードが含まれていればよい。
一方、作業者が保有する携帯端末２０は、後に詳しく説明するように、上記発信機１０から無線で発信されるビーコン信号を受信する機能と、発信機１０から発信されるビーコン信号に含まれるアドレス情報を抽出する機能と、通信網３０を介してサーバ４０との間でデータ通信を行う通信機能等を有しており、発信機１０から受信したアドレス情報をジャイロセンサ等からの信号に基づく検出情報と共にサーバ４０へ送信する。
The transmitter 10 includes a transmitting unit that periodically transmits its own address information to a wireless signal and transmits it to the surroundings, and a start switch or a state (active / inactive) switch. The address information transmitted by the transmitter 10 wirelessly may include at least the identification code of the transmitter.
On the other hand, the mobile terminal 20 held by the worker has a function of receiving a beacon signal wirelessly transmitted from the transmitter 10 and an address included in the beacon signal transmitted from the transmitter 10 as described in detail later. It has a function of extracting information, a communication function of performing data communication with the server 40 via the communication network 30, and the like, and detects address information received from the transmitter 10 based on a signal from a gyro sensor or the like. The information is transmitted to the server 40 together with the information.
図２は、本実施形態の位置推定システムに使用される携帯端末２０の概略構成を示す。
図２に示すように、本実施形態における携帯端末２０は、発信機１０から無線で発信されるビーコンの無線信号を受信するアンテナ２１ａおよび受信回路２１と、ＬＣＤ（液晶パネル）などからなる表示部２２と、タッチパネルなどからなる入力操作部２３と、音声を発生するスピーカ２４を備えている。受信回路２１は、発信機１０からの受信電波の強度を検出する機能を有している。
また、携帯端末２０は、内部回路を制御したり上記受信回路２１により受信したビーコン信号から識別コード情報を読み取る等の処理をするＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２５と、データを不揮発的に記憶可能なＲＯＭ（リードオンリメモリ）２６と、データを一時的に記憶可能なＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２７を備える。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the mobile terminal 20 used in the position estimation system of the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the mobile terminal 20 according to the present embodiment includes an antenna 21 a and a receiving circuit 21 that receive a wireless signal of a beacon wirelessly transmitted from the transmitter 10, and a display unit including an LCD (liquid crystal panel) and the like. 22, an input operation unit 23 including a touch panel and the like, and a speaker 24 for generating sound. The receiving circuit 21 has a function of detecting the intensity of the radio wave received from the transmitter 10.
Further, the portable terminal 20 includes a CPU (microprocessor) 25 for performing processing such as controlling an internal circuit and reading identification code information from a beacon signal received by the reception circuit 21, and a ROM capable of storing data in a nonvolatile manner. (Read Only Memory) 26 and RAM (Random Access Memory) 27 that can temporarily store data.
さらに、本実施形態における携帯端末２０は、当該端末の移動およびその方向を検知するための慣性センサ（加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサ＝電子コンパス）２８と、通信網３０を介してサーバ４０との間でデータ通信を行うアンテナ２９ａおよび無線通信回路２９を備えている。携帯端末２０は、慣性センサ２８から読み込んだ情報および発信機１０からのビーコン信号を受信して取得した発信機１０のアドレス情報および受信電波強度の情報をサーバ４０へ送信する機能（アプリケーションソフト）を備えるように構成される。なお、本実施形態で用いられる携帯端末２０は、慣性センサや無線通信回路を備えたスマートフォンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの汎用の携帯端末を使用することで、トータルコトスの上昇を抑えることができる。
なお、携帯端末２０が保有する慣性センサの検出情報に基づく位置の算出には誤差が発生する。そこで、本実施例では、ビーコンからの信号（アドレス情報）を組み合わせることで、位置精度を高めるように工夫している。
Further, the mobile terminal 20 according to the present embodiment includes an inertial sensor (acceleration sensor, angular velocity sensor, geomagnetic sensor = electronic compass) 28 for detecting the movement and the direction of the terminal, and a server 40 via a communication network 30. And a wireless communication circuit 29 for performing data communication between the two. The portable terminal 20 has a function (application software) of transmitting the information read from the inertial sensor 28 and the address information of the transmitter 10 and the information of the received radio wave intensity obtained by receiving the beacon signal from the transmitter 10 to the server 40 (application software). It is configured to comprise. The mobile terminal 20 used in the present embodiment can suppress an increase in the total cost by using a general-purpose mobile terminal such as a smartphone or a PDA (Personal Digital Assistant) having an inertial sensor and a wireless communication circuit. it can.
An error occurs in the calculation of the position based on the detection information of the inertial sensor held by the mobile terminal 20. Therefore, in the present embodiment, the position accuracy is improved by combining signals (address information) from beacons.
図示しないが、サーバ４０は、携帯端末２０に対して位置に関する情報等を提供するコンピュータであり、通常のコンピュータと同様に、データ記憶装置（メモリ）と、各種演算処理を実行するデータ処理装置（ＣＰＵ）と、通信網３０を介して携帯端末２０との間でデータ通信を行う通信装置、加工したデータを出力する表示装置等を有している。
本実施例におけるサーバ４０は、携帯端末２０から受信した発信機１０のアドレス情報および受信電波強度の情報と、携帯端末２０が取得した慣性センサの検出情報とに基づいて、発信機１０の設定位置および携帯端末２０の起点からの相対位置を計算しそれぞれの位置をリアルタイムで把握し、時系列データとしてメモリに記録する機能を有している。また、サーバ４０は、記録した時系列データを解析して、発信機１０の設定位置や携帯端末２０の移動軌跡を認識するとともに、マップを作成して表示装置に表示する機能を備える。
Although not shown, the server 40 is a computer that provides information related to the position and the like to the portable terminal 20. Like the ordinary computer, the server 40 includes a data storage device (memory) and a data processing device ( CPU and a communication device for performing data communication with the portable terminal 20 via the communication network 30, a display device for outputting processed data, and the like.
The server 40 in the present embodiment is configured to set the position of the transmitter 10 based on the address information of the transmitter 10 and the information of the received radio wave intensity received from the mobile terminal 20 and the detection information of the inertial sensor acquired by the mobile terminal 20. In addition, the mobile terminal 20 has a function of calculating a relative position from a starting point, grasping each position in real time, and recording it in a memory as time-series data. In addition, the server 40 has a function of analyzing the recorded time-series data, recognizing the set position of the transmitter 10 and the movement trajectory of the mobile terminal 20, and creating a map and displaying the map on a display device.
次に、本実施形態の位置推定システムの運用方法の一例を、ビル等の建物内で作業者（消防士）が活動する場合を例にとって、図３〜図８を参照しながら説明する。
本実施形態の位置推定システムにおいては、消火等の本来の活動を開始前もしくは最初の活動の際に、建物の内部構造を把握したりその後に建物内部で活動する作業者の位置を把握できるようにするため、建物の内部の適当な位置（複数個所）に発信機１０を設置する作業を行う。以下、発信機１０を設置する作業を行う作業者を、先行作業者と称する。なお、発信機１０を設置する作業は、人間が行う代わりに、作業アームを備えた自律走行ロボットによって行うことも可能であり、その場合、自律走行ロボットに、発信機１０および携帯端末２０を搭載して走行させ、作業アームによって発信機１０を設置させるようにすればよい。
Next, an example of an operation method of the position estimation system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 8 by taking a case where a worker (firefighter) is active in a building such as a building.
In the position estimation system of the present embodiment, before starting the original activity such as fire extinguishing or at the time of the first activity, it is possible to grasp the internal structure of the building or to grasp the position of the worker who is active inside the building thereafter. In order to achieve this, the work of installing the transmitter 10 at appropriate positions (a plurality of locations) inside the building is performed. Hereinafter, a worker who performs the work of installing the transmitter 10 is referred to as a preceding worker. The work of installing the transmitter 10 can be performed by an autonomous mobile robot having a work arm instead of a human. In this case, the transmitter 10 and the mobile terminal 20 are mounted on the autonomous mobile robot. Then, the transmitter 10 may be installed by the work arm.
先ず、先行もしくは先頭の作業者（自律走行ロボットを含む）の活動の手順を、図３（Ａ）を用いて説明する。
先行作業者（先頭作業者）は、複数の発信機１０および１つの携帯端末２０を保有して建物内部に進入する（ステップＳ１）。そして、進入口に、起動スイッチをオンもしくは切替えスイッチをアクティブに切り替えた発信機１０を１つ設置する（ステップＳ２）。続いて、建物内部を移動し（ステップＳ３）、所定の距離を移動もしくは通路の曲り角に達したような場合に、新たな発信機１０を設置するか否かの判定を行う（ステップＳ４）。
First, the procedure of the activity of the preceding or leading worker (including the autonomous mobile robot) will be described with reference to FIG.
The preceding worker (leading worker) enters the inside of the building while holding the plurality of transmitters 10 and one portable terminal 20 (step S1). Then, one transmitter 10 in which the start switch is turned on or the changeover switch is actively switched is installed at the entrance (step S2). Subsequently, the inside of the building is moved (step S3), and when it has moved a predetermined distance or has reached the corner of the passage, it is determined whether or not to install a new transmitter 10 (step S4).
ここで、発信機１０を設置する（ステップＳ４；Ｙｅｓ）と判定すると、起動スイッチをオンもしくは切替えスイッチをアクティブに切り替えた発信機１０を１つ設置（ステップＳ５）して、再び移動を開始する（ステップＳ５→Ｓ３）。また、ステップＳ４で、発信機１０を設置しない（ステップＳ４；Ｎｏ）と判定すると、発信機１０を設置せずに移動を継続する（ステップＳ４→Ｓ３）。上記のような動作を、建物のフロア全体に亘って発信機が行き渡るまで繰り返す。
上記のような作業で、起動、設置された発信機１０は、所定の周期、所定の電波強度で、自身のアドレス情報を含むビーコン信号を発信し続ける。一方、作業者が保有する携帯端末２０は、起動された発信機１０からのビーコン信号を受信し、アドレス情報および受信電波強度と共に自己が持つ慣性センサ（加速度センサや電子コンパス）の情報および端末ＩＤコード（機器識別情報）をサーバ４０へ送信することとなる。
Here, if it is determined that the transmitter 10 is to be installed (Step S4; Yes), one transmitter 10 in which the start switch is turned on or the changeover switch is activated is installed (Step S5), and the movement is started again. (Step S5 → S3). If it is determined in step S4 that the transmitter 10 is not installed (step S4; No), the movement is continued without installing the transmitter 10 (step S4 → S3). The above-described operation is repeated until the transmitter spreads over the entire floor of the building.
The transmitter 10 started and installed in the above-described operation continues to transmit a beacon signal including its own address information at a predetermined cycle and a predetermined radio field intensity. On the other hand, the mobile terminal 20 owned by the worker receives the beacon signal from the activated transmitter 10, and receives the information of the inertial sensor (acceleration sensor or electronic compass) and the terminal ID of the mobile terminal 20 together with the address information and the received radio wave intensity. The code (device identification information) is transmitted to the server 40.
次に、先行作業者が保有する携帯端末２０の動作の手順を、図３（Ｂ）を用いて説明する。
携帯端末２０は、起動スイッチがオンもしくは切替えスイッチがアクティブに切り替えると、先行作業者により建物内部に設置された発信機１０から送信されるアドレス情報の受信および受信電波強度の検出を開始する（ステップＳ１１）。次に、携帯端末２０は、当該携帯端末２０に設けられている慣性センサから加速度や方位情報を取得する（ステップＳ１２）。続いて、携帯端末２０は、ステップＳ１１で取得したアドレス情報および受信電波強度と共にステップＳ１１で取得した加速度や方位情報をサーバ４０へ送信する処理を行う（ステップＳ１３）。その後、携帯端末２０は、ステップＳ１１へ戻り、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を繰り返し実行する。
Next, an operation procedure of the mobile terminal 20 held by the preceding worker will be described with reference to FIG.
When the start switch is turned on or the changeover switch is activated, the portable terminal 20 starts receiving address information transmitted from the transmitter 10 installed inside the building by the preceding worker and detecting the received radio wave intensity (step). S11). Next, the mobile terminal 20 acquires acceleration and azimuth information from the inertial sensor provided in the mobile terminal 20 (Step S12). Subsequently, the mobile terminal 20 performs a process of transmitting the acceleration information and the azimuth information obtained in step S11 to the server 40 together with the address information and the received radio wave intensity obtained in step S11 (step S13). Thereafter, the portable terminal 20 returns to step S11, and repeatedly executes the processing of steps S11 to S13.
次に、システム全体の流れを、図４を用いて説明する。
本実施形態の位置推定システムでは、先行作業者による建物内部への発信機（ビーコン）１０の設置作業の開始前もしくは開始と並行して、サーバ４０による作業者の支援処理を開始する（ステップＳ２１）。それから、先行作業者が保有する携帯端末２０とサーバ４０との間の情報の送受信を開始する（ステップＳ２２）。続いて、先行作業者が移動を開始するとともに発信機（ビーコン）１０の設置作業を実行する（ステップＳ２３）。
Next, the flow of the entire system will be described with reference to FIG.
In the position estimating system of the present embodiment, before or concurrently with the start of the installation work of the transmitter (beacon) 10 inside the building by the preceding worker, the server 40 starts the worker support processing (step S21). ). Then, transmission / reception of information between the portable terminal 20 and the server 40 held by the preceding worker is started (step S22). Subsequently, the leading worker starts moving and performs the work of installing the transmitter (beacon) 10 (step S23).
続いて、サーバ４０が、携帯端末２０が発信機１０から取得したアドレス情報および受信電波強度と共に携帯端末２０が持つ慣性センサの情報を受信し、その受信情報に基づいて、先行作業者の携帯端末２０の現在位置および発信機１０の設定位置を演算する（ステップＳ２４）。その後、演算された携帯端末２０の現在位置および発信機１０の設定位置の情報に基づく建物内部のマップ（地図）の作成および該マップ上での携帯端末２０の現在位置および発信機１０の設定位置の表示の処理を開始する（ステップＳ２５）。 Subsequently, the server 40 receives the information of the inertial sensor of the portable terminal 20 together with the address information and the received radio field intensity that the portable terminal 20 has acquired from the transmitter 10 and, based on the received information, the portable terminal of the preceding worker. The current position of the transmitter 20 and the set position of the transmitter 10 are calculated (step S24). Thereafter, a map (map) of the inside of the building is created based on the calculated information on the current position of the mobile terminal 20 and the set position of the transmitter 10, and the current position of the mobile terminal 20 and the set position of the transmitter 10 on the map. Is started (step S25).
そして、すべての発信機（ビーコン）１０の設置が終了すると、消火や残留者の救助等、本来の活動を実行する後続の作業者（実行部隊）が、各々携帯端末２０を保有して建物内部へ進入する。すると、サーバ４０は、実行部隊の作業者が保有する各携帯端末２０から慣性センサの情報を受信する（ステップＳ２７）。そして、受信した情報をサーバ４０が処理して、作業者（携帯端末）の現在位置を算出してその位置をマップ上にシンボルやアイコンで表示する（ステップＳ２８，Ｓ２９）。この際、サーバ４０は、携帯端末２０へステップＳ２５で作成したマップ情報を送信するようにしても良い（ステップＳ２６→Ｓ２７）。 When the installation of all the transmitters (beacons) 10 is completed, the subsequent workers (executing units) performing the original activities, such as fire extinguishing and rescue of the residual persons, each carry the mobile terminal 20 inside the building. To enter. Then, the server 40 receives the information of the inertial sensor from each mobile terminal 20 held by the worker of the execution unit (Step S27). Then, the server 40 processes the received information, calculates the current position of the worker (portable terminal), and displays the position on the map as a symbol or icon (steps S28 and S29). At this time, the server 40 may transmit the map information created in step S25 to the mobile terminal 20 (step S26 → S27).
実行部隊の各作業者が保有する携帯端末２０はそれぞれ異なる端末ＩＤコード（機器識別情報）を持ち、該端末ＩＤコードおよび発信機１０からのビーコン信号を受信し、アドレス情報および受信電波強度と共に自己が持つ慣性センサ（加速度センサや電子コンパス）の情報をサーバ４０へ送信する。サーバ４０は、これらの情報から建物内部へ進入した複数の作業者（携帯端末）の位置を演算によって把握し、ステップＳ２５で作成したマップ上へ表示する処理を行なう（ステップＳ２８）。
なお、ここでは、先行作業者が予め建物内部に発信機（ビーコン）１０を設置した後で実行部隊の作業者が建物の内部へ侵入して消火活動等を実行する場合を例にとって説明したが、消火活動等を実行する複数の作業者が発信機１０を設置しながら建物の奥へ移動して活動する場合にも利用することができる。
Each mobile terminal 20 owned by each worker of the execution unit has a different terminal ID code (device identification information), receives the terminal ID code and a beacon signal from the transmitter 10, and, together with the address information and the received radio wave intensity, generates a self-service terminal. The information of the inertia sensor (acceleration sensor and electronic compass) of the server is transmitted to the server 40. The server 40 performs a process of calculating the positions of a plurality of workers (portable terminals) entering the inside of the building from the information by calculation and displaying the positions on the map created in step S25 (step S28).
Here, a case has been described as an example in which the worker of the execution unit enters the interior of the building and performs fire fighting or the like after the preceding worker has installed the transmitter (beacon) 10 inside the building in advance. The present invention can also be used when a plurality of workers performing fire extinguishing activities and the like move to the interior of a building and perform activities while installing the transmitter 10.
図５〜図７には、サーバ４０により作成される建物内部のマップ（地図）および該マップ上での携帯端末２０の現在位置および発信機１０の設定位置の表示の例が示されている。
このうち、図５（Ａ）は先行作業者が建物内部へ進入した直後のマップの表示例、図５（Ｂ）は先行作業者が建物内部で少し移動した時のマップの表示例、図６（Ａ）は先行作業者が建物内部でさらに移動した時のマップの表示例、図６（Ｂ）は実行部隊の複数の作業者が建物内部に進入している時のマップの表示例である。この表示例では、移動軌跡の周辺と未踏破の区域とを異なる色で表示することで、未踏破区域が視覚的に把握し易くなっている。
なお、活動しようとする建物によっては、予め建物内部のフロア構成（マップ）の情報が得られる場合もある。その場合には、予め取得したフロアマップ上に、発信機１０の設定位置および進入した作業者の位置を演算し、マップ上へ表示するようにしても良い。図７には、フロアマップ情報がある場合の表示例が示されている。
5 to 7 show an example of a map (map) of the inside of the building created by the server 40 and a display of the current position of the portable terminal 20 and the set position of the transmitter 10 on the map.
5A shows a display example of a map immediately after the preceding worker enters the inside of the building, FIG. 5B shows a display example of a map when the preceding worker slightly moves inside the building, and FIG. FIG. 6A is a display example of a map when the preceding worker has further moved inside the building, and FIG. 6B is a display example of a map when a plurality of workers of the executing unit have entered the building. . In this display example, the surrounding area of the movement locus and the untraved area are displayed in different colors, so that the untraved area can be easily grasped visually.
It should be noted that information on the floor configuration (map) inside the building may be obtained in advance depending on the building in which the activity is to be performed. In that case, the set position of the transmitter 10 and the position of the entering operator may be calculated on a previously acquired floor map and displayed on the map. FIG. 7 shows a display example when there is floor map information.
次に、実施形態の位置推定システムを構成するサーバ４０のＣＰＵによって実行される処理の詳細な手順を、図８のフローチャートを用いて説明する。
図８（Ａ）に示すように、サーバ４０は、先ず、先行作業者（自律走行ロボット）が建物内へ進入する位置（進入口）を起点として記録する（ステップＳ３１）。具体的には、先行作業者が建物の進入口に到着したときの携帯端末２０の位置を起点として設定する。
Next, a detailed procedure of a process executed by the CPU of the server 40 configuring the position estimation system of the embodiment will be described with reference to a flowchart of FIG.
As shown in FIG. 8A, the server 40 first records a position (entrance) at which a preceding worker (autonomous traveling robot) enters the building as a starting point (step S31). Specifically, the position of the mobile terminal 20 when the preceding worker arrives at the entrance of the building is set as a starting point.
続いて、サーバ４０は、携帯端末２０との間でデータの送受信を行い、携帯端末２０が発信機１０から取得したアドレス情報および受信電波強度と共に携帯端末２０が持つ慣性センサの情報を受信する（ステップＳ３２）。次に、その受信情報の中に、サーバの記憶装置内に未登録のアクティブ状態の発信機が存在するか否か判定する（ステップＳ３３）。そして、未登録のアクティブ状態の発信機がない（Ｎｏ）と判定した場合は、ステップＳ３２へ戻る。 Subsequently, the server 40 transmits and receives data to and from the portable terminal 20, and receives the information of the inertial sensor of the portable terminal 20 along with the address information and the received radio wave intensity acquired by the portable terminal 20 from the transmitter 10 ( Step S32). Next, it is determined whether or not an unregistered active transmitter exists in the storage device of the server in the received information (step S33). When it is determined that there is no unregistered transmitter in the active state (No), the process returns to step S32.
一方、ステップＳ３３で、受信情報の中に、未登録のアクティブ状態の発信機が存在する（Ｙｅｓ）と判定した場合は、ステップＳ３４へ進み、当該発信機１０のアドレス情報と起点位置情報とを対応付けて記憶し、例えば図５（Ａ）に示すように、表示画面の起点位置に発信機のシンボル（もしくはアイコン）を表示する（ステップＳ３５）。
その後、携帯端末２０からの情報の受信があるか判定し（ステップＳ３６）、情報受信がない（Ｎｏ）と判定した場合は、情報受信があるまで待機する（ステップＳ３６）。また、ステップＳ３６で、情報受信がある（Ｙｅｓ）と判定した場合は、ステップＳ４０へ進み、携帯端末２０からの受信情報の処理を行い、処理が終了するとステップＳ３６へ戻って、携帯端末２０からの情報受信の有無の判定と受信情報処理とを繰り返し実行する。
On the other hand, if it is determined in step S33 that an unregistered active transmitter exists in the received information (Yes), the process proceeds to step S34, where the address information and the origin position information of the transmitter 10 are determined. The symbol (or icon) of the transmitter is displayed at the start position of the display screen, for example, as shown in FIG. 5A (step S35).
Thereafter, it is determined whether or not information has been received from the mobile terminal 20 (step S36). If it is determined that there is no information reception (No), the process waits until there is information reception (step S36). If it is determined in step S36 that there is information reception (Yes), the process proceeds to step S40, where the process of the received information from the portable terminal 20 is performed. When the process ends, the process returns to step S36, and the process returns to step S36. The determination of the presence or absence of information reception and the reception information processing are repeatedly executed.
図８（Ｂ）には、上記ステップＳ４０の受信情報処理の具体的な手順が示されている。
この受信情報処理においては、サーバ４０は、先ず携帯端末２０が発信機１０から取得したアドレス情報および受信電波強度と共に携帯端末２０が持つ慣性センサの情報を受信する（ステップＳ４１）。次に、受信情報に基づいて、起点位置からの携帯端末２０の相対位置を算出する（ステップＳ４２）。具体的には、慣性センサの情報に基づいて携帯端末２０の移動方向および移動距離を算出する。なお、このとき、慣性センサの情報のみでは正確な位置を算出することが困難であるので、受信電波強度に基いて携帯端末２０の移動距離を補正する。そして、算出した携帯端末２０の相対位置をサーバ内の記憶装置（メモリ）に記録し、図５（Ｂ）に示すように、表示画面上に携帯端末２０の移動点（軌跡）および作業者のシンボル（アイコン）を表示する（ステップＳ４３，Ｓ４４）。
FIG. 8B shows a specific procedure of the reception information processing in step S40.
In the reception information processing, the server 40 first receives the address information acquired by the portable terminal 20 from the transmitter 10 and the information of the inertial sensor possessed by the portable terminal 20 together with the received radio wave intensity (step S41). Next, based on the received information, the relative position of the mobile terminal 20 from the starting position is calculated (step S42). Specifically, the moving direction and the moving distance of the mobile terminal 20 are calculated based on the information of the inertial sensor. At this time, since it is difficult to calculate an accurate position only with the information of the inertial sensor, the moving distance of the mobile terminal 20 is corrected based on the received radio wave intensity. Then, the calculated relative position of the mobile terminal 20 is recorded in a storage device (memory) in the server, and the moving point (trajectory) of the mobile terminal 20 and the worker are displayed on the display screen as shown in FIG. A symbol (icon) is displayed (steps S43, S44).
その後、サーバの記憶装置内に未登録のアクティブ状態の発信機が存在するか否か判定する（ステップＳ４５）。ここで、受信情報の中に、未登録のアクティブ状態の発信機がない（Ｎｏ）と判定した場合は、当該受信情報処理から抜けてステップＳ３６へ戻る。また、ステップＳ４５で、未登録のアクティブ状態の発信機が存在する（Ｙｅｓ）と判定した場合は、ステップＳ４６へ進み、直前に算出された携帯端末２０の相対位置を当該発信機１０の相対位置としてアドレス情報と対応付けてサーバ内の記憶装置（メモリ）に記憶し、図６（Ａ）に示すように、表示画面の対応する位置に発信機のシンボル（アイコン）を表示する（ステップＳ４７）。 Thereafter, it is determined whether or not an unregistered active transmitter exists in the storage device of the server (step S45). Here, when it is determined that there is no unregistered active transmitter in the reception information (No), the process exits from the reception information processing and returns to step S36. If it is determined in step S45 that there is an unregistered transmitter in the active state (Yes), the process proceeds to step S46, and the relative position of the portable terminal 20 calculated immediately before is compared with the relative position of the transmitter 10. Is stored in a storage device (memory) in the server in association with the address information, and a transmitter symbol (icon) is displayed at a corresponding position on the display screen as shown in FIG. 6A (step S47). .
上記処理を繰り返すことで、建物内部のマップが作成されて行き、図６（Ｂ）に示すように、サーバ４０に接続されている表示装置４１の表示画面上にマップおよび発信機と作業者の位置がシンボル（アイコン）で表示される。従って、建物の外部から内部の作業者に対して、移動方向や移動距離など適切な指示を与えて作業や任務遂行の支援をすることができる。なお、作成したマップをサーバ側の表示装置４１に表示するほか、マップデータを作業者の携帯端末２０へ送信して携帯端末２０の表示部へ表示するようにしても良い。
以上説明したように、本実施形態の位置推定システムによれば、建物の内部構造に関する情報がない建物で火災等の事故や災害が発生したような場合にも、建物内部のマップを作成することができ、それによって建物内部へ進入して活動する消防士の活動を支援することが可能となる。
By repeating the above process, a map of the inside of the building is created and, as shown in FIG. 6B, the map, the transmitter, and the worker are displayed on the display screen of the display device 41 connected to the server 40. The position is indicated by a symbol (icon). Therefore, an appropriate instruction such as the moving direction and the moving distance can be given from the outside of the building to the inside worker to support the work and the task execution. In addition to displaying the created map on the display device 41 on the server side, the map data may be transmitted to the worker's portable terminal 20 and displayed on the display unit of the portable terminal 20.
As described above, according to the position estimation system of the present embodiment, even when an accident or disaster such as a fire occurs in a building having no information on the internal structure of the building, a map of the inside of the building can be created. It is possible to support the activities of firefighters who enter the building and operate.
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、サーバ４０に接続されている表示装置４１の表示画面上に表示する作業者や発信機のシンボル（アイコン）は、ポインティングデバイスとしてのマウスにより操作（ポインタをシンボルに合わせてクリックしてからドロー）することでマップ上での位置をずらすことができるように構成にしてもよい。また、シンボルの位置をずらした場合、それに応じて携帯端末の移動軌跡を自動補正するように構成してもよい。このような機能は、例えば予めフロアマップの情報がある場合や作業者が保有する無線機を使用した無線通信の内容から、表示されている作業者の位置が正しくないと判断できる場合に適用すると有効である。 As described above, the present invention has been described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. For example, a symbol (icon) of an operator or a transmitter displayed on the display screen of the display device 41 connected to the server 40 is operated by a mouse as a pointing device (the pointer is moved to the symbol and clicked, and then the drawing is performed). ) To shift the position on the map. Further, when the position of the symbol is shifted, the movement locus of the mobile terminal may be automatically corrected in accordance with the shift. Such a function is applied, for example, when there is floor map information in advance, or when it can be determined that the displayed position of the worker is incorrect from the content of wireless communication using the wireless device held by the worker. It is valid.
また、携帯端末２０は、新たに発信機１０を設置し起動もしくはアクティブ化する際に、近くにエレベータや階段、ドアなどの目印となる特徴物（ランドマーク）が存在する場合に、そのような情報をサーバ４０へ送信する機能を備えるように構成にしてもよい。これにより、建物の内部構造を把握し易くなる。また、目印となる特徴物情報を備える発信機を基準にして、携帯端末の位置や移動軌跡を補正することが可能となり、これにより作業者の位置および移動軌跡をより正確に把握することが可能となる。 In addition, when the transmitter 10 is newly installed and activated or activated, if the mobile terminal 20 has landmarks such as elevators, stairs, and doors nearby, such a feature exists. A configuration for transmitting information to the server 40 may be provided. This makes it easier to grasp the internal structure of the building. In addition, it is possible to correct the position and the movement trajectory of the mobile terminal based on the transmitter having the characteristic object information serving as a landmark, and thereby it is possible to more accurately grasp the position and the movement trajectory of the worker. It becomes.
さらに、サーバ４０は、携帯端末２０が既に設置された発信機から本来受信可能な電波を受信できなくなったと、携帯端末の位置情報から判断した場合には当該発信機のシンボル（アイコン）の表示を他の発信機のシンボルと異なる色等で表示するように構成にしてもよい。これにより、発信機が、延焼火災や建物の一部の崩落等何らかの原因で故障し送信不能になったことを視覚的に認識させることができ、これによりこの発信機の設定位置周辺を警戒するように作業者に知らせることが可能となる。 Further, when the server 40 determines from the position information of the mobile terminal that the mobile terminal 20 cannot receive the radio wave that can be received from the transmitter already installed, the server 40 displays the symbol (icon) of the transmitter. It may be configured to display in a different color or the like from the symbol of another transmitter. This makes it possible to visually recognize that the transmitter has failed due to some reason, such as a fire spread or a part of the building collapsed, and has become unable to transmit, thereby alerting around the setting position of the transmitter. It is possible to inform the worker as follows.
また、上記実施形態では、先行作業者が１つのルートに沿って順次発信機を設置する例を説明したが、発信機の設置の方法はこれに限定されず、複数の作業者が進入口で二手に分かれて複数のルートに沿って発信機を順次設置したり、先行作業者によらず実行部隊の作業者が建物内へ進入しながら発信機を順次設置するようにしてもよい。
さらに、上記実施形態では、本発明を、ビル等の建物内で消防士が活動する場合の位置推定システムに適用したものを説明したが、本発明はそれに限定されず、地震等の災害により被害を受けた建造物内で救助隊が活動する場合の位置推定システムにも適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the preceding worker sequentially installs the transmitters along one route has been described. However, the method of installing the transmitters is not limited to this, and a plurality of workers may enter at the entrance. The transmitter may be divided into two parts and the transmitters may be sequentially installed along a plurality of routes, or the transmitters may be sequentially installed while workers of the execution unit enter the building regardless of the preceding workers.
Furthermore, in the above-described embodiment, a description has been given of an example in which the present invention is applied to a position estimation system in the case where a firefighter is active in a building such as a building. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited thereto. The present invention can also be applied to a position estimation system in a case where a rescue squad operates in a building that has received the information.
１０ 発信機
２０ 携帯端末
２１ 受信回路
２１ａ アンテナ
２２ 表示部
２３ 入力操作部
２４ スピーカ
２５ ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）
２６ ＲＯＭ（リードオンリメモリ）
２７ ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
２８ 慣性センサ
２９ 無線通信回路
２９ａ アンテナ
３０ 通信網
４０ サーバ
４１ 表示装置
Reference Signs List 10 transmitter 20 mobile terminal 21 receiving circuit 21a antenna 22 display unit 23 input operation unit 24 speaker 25 CPU (microprocessor)
26 ROM (Read Only Memory)
27 RAM (random access memory)
28 inertial sensor 29 wireless communication circuit 29a antenna 30 communication network 40 server 41 display device
Claims (8)
前記発信機から発信されるアドレス情報を含む無線信号を受信する受信回路と、慣性センサと、無線通信を行う無線通信回路とを備えた携帯端末と、
前記携帯端末と無線通信を行う無線通信回路を備えたデータ処理装置と、
を用いた位置推定システムの構築方法であって、
前記複数の発信機を非アクティブな状態にして前記携帯端末と共に保有して移動して、制限された空間の任意の箇所を起点として選択し、前記複数の発信機のうちいずれか一つの発信機をアクティブ状態にして前記起点に設置する第１ステップと、
前記第１ステップにより設置された前記発信機から発信されたアドレス情報を受信した携帯端末が送信した情報を受信したデータ処理装置が、前記第１ステップにより設置された発信機のアドレス情報を最初に受信した時点での前記携帯端末の位置を起点として記憶する第２ステップと、
既に設置された発信機以外の非アクティブな状態の複数の発信機と前記携帯端末を保有して、制限された空間内を移動する第３ステップと、
移動中の前記携帯端末から送信される前記慣性センサの検出情報を前記データ処理装置が受信して、前記起点を基準とする前記携帯端末の相対位置を演算により算出する第４ステップと、
前記非アクティブな状態の複数の発信機のうちいずれか一つの発信機をアクティブ状態にして前記制限された空間の任意の箇所に設置する第５ステップと、
前記第５ステップにより設置された発信機から発信されたアドレス情報を最初に受信した時点での前記携帯端末の相対位置を、当該発信機の設置位置として記憶する第６ステップと、
を有していることを特徴とする位置推定システムの構築方法。 Multiple transmitters that can transmit their address information wirelessly,
A receiving terminal that receives a wireless signal including address information transmitted from the transmitter, an inertial sensor, and a mobile terminal including a wireless communication circuit that performs wireless communication,
A data processing device including a wireless communication circuit that performs wireless communication with the portable terminal;
A method for constructing a position estimation system using
Making the plurality of transmitters inactive and holding and moving together with the mobile terminal, selecting an arbitrary point in a restricted space as a starting point, and selecting any one of the plurality of transmitters A first step of setting the active state at the starting point,
The data processing device that has received the information transmitted by the mobile terminal that has received the address information transmitted from the transmitter installed in the first step, firstly stores the address information of the transmitter installed in the first step. A second step of storing the position of the portable terminal at the time of reception as a starting point;
A third step of holding a plurality of inactive transmitters other than the transmitters already installed and the portable terminal, and moving in a limited space;
A fourth step in which the data processing device receives detection information of the inertial sensor transmitted from the mobile terminal that is moving, and calculates a relative position of the mobile terminal with respect to the starting point by calculation;
A fifth step of setting any one of the plurality of transmitters in the inactive state to an active state and installing the transmitter at an arbitrary position in the restricted space;
A sixth step of storing the relative position of the portable terminal at the time of first receiving the address information transmitted from the transmitter installed in the fifth step as the installation position of the transmitter,
A method for constructing a position estimation system, comprising:
前記第４ステップにおいて、前記データ処理装置は、受信したアドレス情報に対応する設置済みの発信機の設定位置情報と前記受信電波強度情報および前記慣性センサの検出情報に基づいて、前記起点を基準とする前記携帯端末の相対位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置推定システムの構築方法。 In the third step, the portable terminal receives a radio signal transmitted from an already installed transmitter, detects a received radio wave intensity, and transmits the received radio wave intensity information together with the address information of the transmitter. ,
In the fourth step, based on the set position information of the installed transmitter corresponding to the received address information, the received radio field intensity information and the detection information of the inertial sensor, the data processing device sets the origin as a reference. The method according to claim 1, further comprising calculating a relative position of the mobile terminal.
前記発信機から発信されるアドレス情報を含む無線信号を受信する受信回路と、慣性センサと、無線通信を行う無線通信回路とを備えた携帯端末と、
前記携帯端末と無線通信を行う無線通信回路を備えたデータ処理装置と、を含む位置推定システムであって、
前記携帯端末は、
前記受信回路により受信した前記発信機の無線信号に含まれるアドレス情報を抽出する機能と、
前記慣性センサの検出情報と自己の識別情報と前記発信機の無線信号から抽出したアドレス情報とを送信する機能と、を有し、
前記データ処理装置は、
前記複数の発信機のうち制限された空間の任意の箇所にアクティブ状態にして設置された第１の発信機から前記携帯端末を経由して最初にアドレス情報を受信した時点での前記携帯端末の位置を、起点として記憶すると共に当該第１の発信機の位置として記憶する機能と、
前記携帯端末から送信されてくる前記慣性センサの検出情報に基づいて、前記起点を基準とする当該携帯端末の相対位置を演算により算出する機能と、
前記複数の発信機のうち前記制限された空間の任意の箇所にアクティブ状態にして順次設置された第２の発信機から前記携帯端末を経由してアドレス情報を順次受信した時点で、前記起点を基準とする前記携帯端末の相対位置を、当該第２の発信機の設定位置として順次記憶する機能と、有することを特徴とする位置推定システム。 Multiple transmitters that can transmit their address information wirelessly,
A receiving terminal that receives a wireless signal including address information transmitted from the transmitter, an inertial sensor, and a mobile terminal including a wireless communication circuit that performs wireless communication,
A data processing device having a wireless communication circuit that performs wireless communication with the portable terminal, and
The mobile terminal,
A function of extracting address information included in the radio signal of the transmitter received by the receiving circuit;
Having a function of transmitting detection information of the inertial sensor, self-identification information, and address information extracted from a radio signal of the transmitter,
The data processing device includes:
The mobile terminal at the time when the address information is first received from the first transmitter installed in an active state at an arbitrary position in the restricted space among the plurality of transmitters via the mobile terminal. A function of storing a position as a starting point and storing the position as a position of the first transmitter;
Based on the detection information of the inertial sensor transmitted from the mobile terminal, a function of calculating the relative position of the mobile terminal based on the starting point by calculation,
At the time when the address information is sequentially received via the mobile terminal from the second transmitter sequentially installed in an active state at an arbitrary position in the restricted space among the plurality of transmitters, the starting point is determined. A position estimating system having a function of sequentially storing a relative position of the portable terminal as a reference as a set position of the second transmitter.
前記第１の発信機又は／及び前記第２の発信機から発信された無線信号の受信電波強度を検出する機能と、
検出した前記第１の発信機又は／及び前記第２の発信機の受信電波強度情報を、前記慣性センサの検出情報および自己の識別情報と抽出した前記第１の発信機又は／及び前記第２の発信機のアドレス情報と共に送信する機能と、をさらに有し、
前記データ処理装置は、
前記携帯端末から送信されてくる前記アドレス情報と受信電波強度情報と慣性センサの検出情報に基づいて、前記起点を基準とする当該携帯端末の相対位置を演算により算出する機能を有することを特徴とする請求項５に記載の位置推定システム。 The mobile terminal,
A function of detecting a received signal strength of a radio signal transmitted from the first transmitter and / or the second transmitter;
The first transmitter and / or the second transmitter and / or the second receiver extract the received radio field intensity information of the first transmitter and / or the second transmitter together with the detection information of the inertial sensor and the identification information of the second transmitter. And a function of transmitting the address information together with the address information of the transmitter,
The data processing device includes:
Based on the address information, received radio field intensity information, and detection information of an inertial sensor transmitted from the mobile terminal, the mobile terminal has a function of calculating a relative position of the mobile terminal based on the starting point by calculation. The position estimation system according to claim 5, wherein
前記起点と前記携帯端末の相対位置と前記第１の発信機又は／及び前記第２の発信機の設定位置とを表わしたマップを作成し、該マップを表示装置に表示する機能を有していることを特徴とする請求項５または６に記載の位置推定システム。 The data processing device includes:
A function of creating a map representing the relative position of the starting point and the portable terminal and the set position of the first transmitter and / or the second transmitter, and displaying the map on a display device; The position estimating system according to claim 5, wherein:
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