JP2008292397A - 可視光通信を用いた位置情報提供システム - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構造により光源部に対する受信機の位置関係を特定し、正確な位置情報を提供できるようにした。
【解決手段】位置情報提供システム1は、識別情報を組み込んだ可視光信号Pを発信する光源部2が所定箇所に配置され、可視光信号Pを受信する受光部31と、傾斜センサーを有していて自体の傾斜角度を検出して受光部方向情報を得るための傾斜検出部32と、識別情報及び受光部方向情報を組み合わせた情報に位置情報を関連付けたデータを格納してなるデータベース部33と、位置情報を出力するための出力部35とを有する受信機3を備えている。受光部31で光源部2の可視光信号Pを受信して識別情報を読み取り、その識別情報とそのときの受信機3の受光部方向情報とを組み合わせた条件に対応する位置情報をデータベース部33から選択し、選択された位置情報を出力部35で出力するようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、可視光通信を用いた位置情報提供システムに関する。
従来、赤外線から可視光線までの間の波長の光線を利用した光無線通信が一般的に知られており、光源部に発光ダイオード(LED)を用いたものが、例えば特許文献1などに提案されている。
特許文献1は、送信器に設けられた発光ダイオードによって可視光を発信させ、その可視光を受信器で受信するものであり、送信器と受信器はそれぞれコンピュータに接続され、送信器側のコンピュータによって可視光を制御するとともに、受信器側のコンピュータで可視光をデジタル変換してデータ通信を行うものである。
また、光通信として、例えば照明器具など光源部の目に見える光を用い、その可視光を人が明るさの変化を感じないように周波数を変調させたり、点滅させたりする等して可視光にデータ(情報)を組み込んで送信する可視光通信がある。この場合、可視光を受信する利用者が可視光を認識したうえで、光源部を特定してから通信を行っているのが一般的となっている。そして、可視光が発信される光源部の方向を検出することで、その光源部を特定することができる送受信装置が、例えば特許文献2に提案されている。
特許文献2は、入射光の入射方向を検出できるようにした集光レンズと受光素子とを備えた光無線通信装置について開示したものであり、受光素子数を減らし、その受光素子に対応する光学系を1系統として信号光の受信を行うことで、入射方向(受信方向)を検出して光源部を特定できるようにしたものである。
特表2002−527917号公報 特開2005−318076号公報
しかしながら、従来の可視光通信では以下のような問題があった。
すなわち、複数の光源部が様々な箇所に配置される場合に、ある地点において複数方向から光源部の可視光を同時に受信されることになり、どの方向にある光源部から受信した情報であるかを受信機で正確に検知されず、適切な光通信ができないといった問題があった。そして、例えば複数方向から同時に可視光を受信するためには、異なる方向を向いた多数のセンサーを用いた方法が考えられるが、センサー数が多くなるため、受信機が大型化するという欠点があった。
また、特許文献2では、可視光を受信した位置においてその可視光を発信させている光源部を特定するものであるが、その受信位置を特定することができないことから、1つ又は複数の光源部を受信したときに、その受信位置を利用者が認識できるといった利用方法が望まれていた。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構造により光源部に対する受信機の位置関係を特定し、正確な位置情報を提供できるようにした可視光通信を用いた位置情報提供システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る可視光通信を用いた位置情報提供システムでは、識別情報を組み込んだ可視光信号を発信する光源部が所定箇所に設けられ、可視光信号を受信する受光部と、傾斜センサーを有していて自体の傾斜角度を検出して受光部方向情報を得るための傾斜検出部と、識別情報及び受光部方向情報を組み合わせた情報に位置情報を関連付けたデータを格納してなるデータベース部と、位置情報を出力するための出力部とを有する受信機が備えられ、受光部で光源部の可視光信号を受信して識別情報を読み取り、その識別情報とそのときの受信機の受光部方向情報とを組み合わせた条件に対応する位置情報をデータベース部内のデータから選択し、選択された位置情報を出力部で出力するように構成されていることを特徴としている。
本発明では、光源部の可視光信号を受信機の受光部で受信することで、その光源部を特定する識別情報が読み取られ、傾斜検出部において傾斜センサーによって得られた受信機の傾斜角度から受光部方向情報が検出され、それらの識別情報と受光部方向情報とを組み合わせた条件を基にデータベース部内のデータが参照されて、その条件に対応した位置情報がデータベース部から選択され、選択された位置情報を出力部で例えば表示や音声などによって出力させることができる。つまり、光源部に対する受信機の位置関係を特定することで、受信機(すなわち受信機をもつ利用者)の現在位置や、受信機を向けた方向の施設情報などの正確な位置情報を利用者に提供することができる
また、本発明に係る可視光通信を使用した位置情報提供システムでは、受光部方向情報には、光源部の可視光信号を受信した向きを基準にして受信機を角移動させたときの移動角情報が設けられていることをが好ましい。
本発明では、特定された光源部を基準方向とし、その基準方向に対して受信機を所定の角度だけ角移動させた方向を移動角情報として傾斜検出部で検出することができる。そのため、基準方向における光源部の識別情報と移動角情報とを組み合わせた情報と、前記角移動させた方向に位置する施設などの位置情報とを予め関連付けておくことで、その方向に受信機が向けられたときに位置情報がデータベース部から選択され、その位置情報を出力部に出力させることができる。
また、本発明に係る可視光通信を使用した位置情報提供システムでは、光源部は複数設けられ、第1光源部の可視光信号を受信機で受信してから一定時間内に第2光源部の可視光信号が受信されたときに、第1光源部と第2光源部とに対応する位置情報が出力部で出力されることが好ましい。
本発明では、第1光源部の可視光信号を受信機で受信してから一定時間内に第2光源部の可視光信号が受信された場合に、第1光源部と第2光源部とを組み合わせた位置情報がデータベース部から選択されて出力部で出力される。そして、前記一定時間を超えて第2光源部の可視光信号を受信した場合には第2光源部のみに対する位置情報が出力されることになる。
本発明の可視光通信を用いた位置情報提供システムによれば、可視光信号を受信した光源部の識別情報と、受信機における傾斜角度からなる受光部方向情報とを検出することができるので、光源部に対する受信機の位置関係を特定することができ、受信機の位置、すなわち受信機をもつ利用者の現在位置や、受信機を向けた方向の施設情報などの正確な位置情報を利用者に提供することができる。さらに、異なる方向にある複数の光源部の光源部信号を同時に受信する場合であっても、光源部と受信機との位置関係が特定されることから、正確な位置情報に基づいた適切な光通信を行うことができる。
しかも、受信機は受光器と傾斜センサーを有する傾斜検出部とを備えるとともに、それら識別情報と受光部方向情報との条件に対応する位置情報を予めデータベース部内のデータから選択して出力させるといった簡単な構成をなしていることから、受信機の小型化、且つ軽量化が図れ、持ち運びし易く利用価値が高まるという効果を奏する。
以下、本発明に係る可視光通信を用いた位置情報提供システムの実施の形態について、図1乃至図5に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態による位置情報提供システムの概要を説明するための概念図、図2は受信機の構成を示すブロック図、図3は図1に示す位置情報提供方法のフローチャート、図4は他の位置情報提供方法を説明するための概念図であって、(a)はその平面図、(b)は(a)に示すA−A線矢視図、図5は他の位置情報提供方法を説明するための概念図であって、(a)はその平面図、(b)は(a)に示すB−B線矢視図である。
図1に示すように、本位置情報提供システム1は、例えば施設内における現在位置などの情報を利用者に提供する際に用いられるものである。すなわち、位置情報提供システム1は、可視光信号Pを発信させる光源部2と、可視光信号Pを無線(非接触方式)により受信可能であるとともに自体の傾斜角度を検出して利用者に位置情報を提供する受信機3とからなる。なお、この受信機3は、利用者が携帯して施設内で持ち歩くことが可能なものとされる。
光源部2は、照明器具、信号灯、蛍光灯、発光ダイオード(LED)等であって施設の所定箇所に配置され、光源部2を特定するID(図2に示す識別情報R)を組み込ませた可視光信号Pを発信させるようになっている。可視光信号Pは、光源部2から出される可視光を適宜変化させることでID(識別情報R)が発信されるようになっている。つまり、本実施の形態では、可視光として目に見える光を用い、人が明るさの変化を感じないように可視光の周波数を変調させたり、点滅させたりする等してデータ(光源部2のID)を発信させる周知の方法とされる。
ここで、図1は施設のロビー(入口部)を示す一例であり、施設入口のロビー天井部に照明器具などの第1光源部21(本発明の第1光源部に相当)が設けられ、図の紙面に向かって左側にある受付4に第2光源部22(本発明の第2光源部に相当)が設けられている。
図1に示すように、受信機3は、光源部2から発信される可視光信号Pを受信するための受光部31と、傾斜センサー(後述する)を有していて受信機3自体の傾斜角度を検出して受光部方向情報S(図2参照)を得るための傾斜検出部32と、任意の識別情報Rとこの識別情報Rに対して特定される受光部方向情報Sとに位置情報Tを関連付けたデータを格納してなるデータベース部33と、位置情報Tを出力するための出力部35とを備えている。ここで、受信機3における傾斜角度とは、水平面に垂直な軸と、受信機3の受光部31の軸がなす角をいう。
さらに、図2に示すように、受信機3には、識別情報Rと受光部方向情報Sの情報から特定の位置情報Tを選択し、その位置情報35を出力部35に出力するように制御する制御部34が設けられている。
受光部31は、光源部2から発信される可視光の照射範囲内に入ったときに、その可視光信号Pを受信し、光源部2を特定するID(識別情報R)が得られるようになっている。
図2に示すように、傾斜検出部32の傾斜センサーとして、加速度センサーなどを備えた傾斜角検出部32Aと、ジャイロなどの角速度センサーを備えた角速度検出部32Bとが用いられている。
傾斜角検出部32Aは、受信機3の傾斜角度(受信角度情報S1)を検出するものである。そして、角速度検出部32Bは、受信機3の角速度を検出するものであって、その検出値を積分することで角度変化、つまり移動角(移動角情報S2)を求めるものである。具体的に移動角情報S2は、所定の向き(基準方向)に位置する受信機3が向きを変えたときに角移動した移動角の情報となっている。このように本実施の形態による受光部方向情報Sは、受信角度情報S1と移動角情報S2とからなる。
また、図2に示すデータベース部33に格納されるデータは、任意の識別情報Rとこの識別情報Rに対して特定される受光部方向情報Sとの組み合わせ情報に位置情報Tを関連付けさせたデータであり、この組み合わせ情報はデータベース部33から位置情報Tを検索するための組み合わせ条件をなしている。そして、具体的な組み合わせ条件について以下に説明する。なお、本位置情報提供システムでは、以下の3つの組み合わせ条件に限定されることなない。
第1の組み合わせ条件は、第1光源部21の識別情報Rと、そのときの受信機3の受信角度情報S1とを組み合わせた条件である。
第2の組み合わせ条件は、第1光源部21の識別情報Rと、第2光源部22の識別情報Rと、第2光源部22の可視光信号Pを受信したときの受信機3の受信角度情報S1又は移動角情報S2とを組み合わせた条件である。
第3の組み合わせ条件は、第1光源部21の識別情報Rと、受信機3が第1光源部21の可視光信号Pを受信した後に第1光源部21から所定の傾斜角度だけ向きを変えたときの移動角情報S2とを組み合わせた条件である。
図2に示すように、制御部34は、受光部31及び傾斜検出部32にA/D変換部36を介して接続されるとともに、データベース部33に接続されている。制御部34では、上述したように可視光信号Pを読み取って特定された識別情報Rと、傾斜検出部32で検出された受光部方向情報Sとの組み合わせ条件に対応した位置情報Tを、データベース部33を参照して選択する処理を行うとともに、その選択した位置情報Tに基づいて出力部35に出力させるように制御するものである。
また、出力部35は、制御部34に接続され、例えば文字の位置情報を表示する表示部35Aと、音声による位置情報を出力する音声出力部35Bとを有している。出力部35は、制御部34の指令に基づいて、位置情報Tを表示部35Aや音声出力部35Bに出力させる構成をなしている。
このように本位置情報提供システム1では、光源部2の可視光信号Pが受光部31で受信され、その可視光信号Pより特定された識別情報Rと、傾斜検出部32により検出した受信機3の受光部方向情報Sとの組み合わせ条件(上述した第1〜第3の組み合わせ条件)がデータベース部33で検索され、その組み合わせ条件がデータベース部33のデータ内にあるとき、その組み合わせ条件に対応する位置情報Tが選択され、その位置情報Tが出力部35に出力される構成となっている。
つまり、利用者は、受信機3の受光部31を自在な方向に向けることで、異なる方向に位置する複数の光源部2、2、…の可視光信号Pを受信することができ、そのときの識別情報Rと受光部方向情報Sとから光源部2と受信機3との位置関係が特定され、受信機3、すなわち利用者の現在位置などを確認することができるようになっている。
次に、このように構成される位置情報提供システム1を使用した情報提供方法について動作フローに基づいて説明する。
図1乃至図4に示すように、先ず、施設の所定箇所に配置されている第1光源部21から発信されている可視光信号P1の範囲内に、利用者がもつ受信機3の受光部31がほぼ真上に向けた状態で位置したとき、その受光部31で可視光信号P1を受信し、可視光信号P1のID(識別情報R)が読み取られて第1光源部21が特定される(ステップS1)。そして、ステップS2で、可視光信号P1を受信したときの受信機3の傾斜角度からなる受光部方向情報S(具体的には受信角度情報S1)が傾斜検出部32によって検出される。
次いで、ステップS3では、制御部34において特定した第1光源部21の識別情報Rと受信機3の受信角度情報S1とを組み合わせた条件(上述した第1の組み合わせ条件)がデータベース部33内のデータで検索され、その条件がデータベース部33にある場合には、その条件に対応した位置情報Tが選択される。そして、ステップS4で、選択された位置情報Tに基づいて制御部34から出力部35へ出力指示が発信され、出力部35の表示部35A及び音声出力部35Bで例えば「ここは入口です。」といった現在位置を示す表示及び音声が出力される。
さらに、第1光源部21の可視光信号P1を受信した後に、受信機3の向きが変えられて受付4にある第2光源部22の可視光信号P2が受光部31で受信されると、可視光信号P2の識別情報Rが特定される(ステップS5)。そして、ステップS6で、可視光信号P2を受信したときの受信機3の傾斜角度(受光部方向情報S、具体的には移動角情報S2)が傾斜検出部32によって検出される。このときの受信機3は、受光部31を第2光源部22に向けた状態となっている。
次いで、特定した第2光源部22の識別情報Rと、受信機3の移動角情報S2と、さらに第1光源部21の識別情報Rとを組み合わせた条件(上述した第2の組み合わせ条件)がデータベース部33で検索され、その条件がデータベース部33にある場合には、その条件に対応した第1光源部21と第2光源部22とを組み合わせた位置情報Tが選択される(ステップS7)。
そして、ステップS8で、第1光源部21を受信してからの経過時間が、予め設定された一定時間内であるかどうかの確認が行われ、一定時間内である場合(ステップS8:YES)には、ステップS9に進み、前記選択された位置情報Tに基づき、表示部35Aや音声出力部35Bで例えば「ここは入口、受付方向を向いています。」といった表示、音声が出力される。なお、ステップS8で一定時間を超えている場合(ステップS8:NO)には、動作フローのスタートに戻る。
そして、利用者は、出力部35によって提供された位置情報Tを確認することで、現在位置を認識でき、さらには受信機3を向けた方向にある施設内の設備を認識することができる。
なお、第1光源部21の可視光信号P1を受信機3で受信してから一定時間内に次の第2光源部22の可視光信号P2が受信された場合にのみ、第1光源部21と第2光源部22とを組み合わせた位置情報Tがデータベース部33から選択されて出力部35で出力されることになる。そして、前記一定時間を超えて第2光源部22の可視光信号P2を受信した場合には、第2光源部22のみに対する位置情報Tが出力されることになる。
次に、他の情報提供方法について図4などを参照しながら説明する。
すなわち、図4(a)及び(b)に示す施設は、入口部5の天井に第3光源部23が設けられ、入口正面に設けられている受付4に第4光源部24が設けられ、受付4に向かって左側にロビー6が配置されている。
ここでは、受信機3をもつ利用者が受付4に向かって移動し、照明器具などの第3光源部23のほぼ真下の位置で利用者が停止してロビー6側を向いた場合について説明する。
図4(a)及び(b)に示すように、第3光源部23の下方の位置において、受信機3の受光部31が上向きとされて第3光源部23の可視光信号P3が受信された後に、受光部31の向きが受付4側に変えられてその受光部31で受付4にある第4光源部24の可視光信号P4が受信される。このとき、第3及び第4光源部23、24のそれぞれの識別情報Rが特定され、第4光源部24を受信したときの受信機3の傾斜角度からなる受光部方向情報S(具体的には受信角度情報S1)が傾斜検出部32によって検出される。そして、特定した第3及び第4光源部23、24の識別情報Rと、受信機3の受信角度情報S1とを組み合わせた条件(上述した第2の組み合わせ条件)がデータベース部33で検索され、その条件がデータベース部33にある場合には、その条件に対応した位置情報Tが選択される。そして、その位置情報Tに基づいて出力部35で例えば「ここは、受付前、受付方向です。」といった表示及び音声が出力される。
さらに、受信機3が第3光源部23の下方の位置において、受付4に向かう方向(図4(a)に示す基準方向O)を基準として例えば移動角αだけ角移動したとき、傾斜検出部32によって移動角α(受光部方向情報S、具体的には移動角情報S2)が検出される。ここで、移動角α(移動角情報S2)の条件は、一定の角度範囲(例えば前記基準方向Oから反時計回りに80°〜100°の範囲)内とされている。そして、その移動角情報S2と、第4光源部24の識別情報Rとを組み合わせた条件(上述した第3の組み合わせ条件)がデータベース部33で検索され、その条件がデータベース部33にある場合には、その条件に対応した位置情報Tが選択される。そして、その位置情報Tに基づいて出力部35で例えば「ロビー方向です。」といった表示及び音声が出力される。
次に、さらに他の情報提供方法について図5などを用いて説明する。
図5(a)及び(b)に示す施設は、交差路の左右方向に延びる通路の図5(a)の紙面に向かって左側に受付4が設けられ、同じく右側に売店7が設けられている。受信機3をもつ第1利用者M1は受付4から売店5に向かって交差点の手前を移動しており、受信機3をもつ第2利用者M2は売店7から受付4に向かって交差点の手前を移動している。そして、交差点には第5光源部25と第6光源部26との2つが設けられ、第1利用者M1の進行方向に向かって左側前方に第5光源部25が、右側前方に第6光源部26が配置されている。
図5(a)及び(b)に示すように、2人の利用者M1、M2は、それぞれ受信機3の受光部31で第5光源部25、第6光源部26の順でそれらの可視光信号P5、P6を受信したとき、上述したようにそれぞれの識別情報Rが特定される。つまり、受付4から売店7に向かって移動する第1利用者M1がもつ受信機3は、第5光源部25から第6光源部26に向かって略水平に移動角βで時計回りに角移動することになる。一方、売店7から受付4に向かって移動する第2利用者M2がもつ受信機3は、第5光源部25から第6光源部26に向かって略水平に移動角θで反時計回りに角移動することになる。
そして、第5及び第6光源部25、26の識別情報Rと、移動角βを検出した移動角情報S2とを組み合わせた条件(上述した第2の組み合わせ条件)がデータベース部33で検索され、その条件がデータベース部33にある場合には、その条件に対応した位置情報Tが選択され、その位置情報Tに基づいて出力部35で例えば第1利用者M1の場合に「この先は売店です。」といった表示及び音声が出力される。一方、第2利用者M2の場合には、「この先は受付です。」といった表示及び音声が出力される。
上述した本実施の形態による位置情報提供システムでは、可視光信号Pを受信した光源部2の識別情報Rと受信機3における傾斜角度からなる受光部方向情報Sとを検出できるので、光源部2に対する受信機3の位置関係を特定することができ、受信機3の位置、すなわち受信機3をもつ利用者の現在位置や、受信機3を向けた方向の施設情報などの正確な位置情報Tを利用者に提供することができる。
さらに、異なる方向にある複数の光源部2、2、…の光源部信号Pを同時に受信する場合であっても、光源部2と受信機3との位置関係が特定されることから、正確な位置情報Tに基づいた適切な光通信を行うことができる。
しかも、受信機3は受光器31と傾斜センサーを有する傾斜検出部32とを備えるとともに、それら識別情報Rと受光部方向情報Sとの条件に対応する位置情報Tを予めデータベース部33内のデータから選択して出力させるといった簡単な構成をなしていることから、受信機3の小型化、且つ軽量化が図れ、持ち運びし易く利用価値が高まるという効果を奏する。
以上、本発明による位置情報提供システムの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、光源部2の種類、配置形態、数量などは、本実施の形態に限定されることはなく、施設の規模などを勘案し、最適となるように設定すればよい。
また、表示部35Aの表示は、文字情報だけでなく地図であってもよい。
本発明の実施の形態による位置情報提供システムの概要を説明するための概念図である。 受信機の構成を示すブロック図である。 図1に示す位置情報提供方法のフローチャートである。 他の位置情報提供方法を説明するための概念図であって、(a)はその平面図、(b)は(a)に示すA−A線矢視図である。 他の位置情報提供方法を説明するための概念図であって、(a)はその平面図、(b)は(a)に示すB−B線矢視図である。
符号の説明
1 位置情報提供システム
2 光源部
3 受信機
31 受光部
32 傾斜検出部
33 データベース部
34 制御部
35 出力部
P 可視光信号
R 識別情報
S 受光部方向情報
S1 受信角情報
S2 移動角情報
T 位置情報

Claims (3)

  1. 識別情報を組み込んだ可視光信号を発信する光源部が所定箇所に設けられ、
    前記可視光信号を受信する受光部と、傾斜センサーを有していて自体の傾斜角度を検出して受光部方向情報を得るための傾斜検出部と、前記識別情報及び前記受光部方向情報を組み合わせた情報に位置情報を関連付けたデータを格納してなるデータベース部と、前記位置情報を出力するための出力部とを有する受信機が備えられ、
    前記受光部で前記光源部の前記可視光信号を受信して前記識別情報を読み取り、その識別情報とそのときの前記受信機の受光部方向情報とを組み合わせた条件に対応する位置情報を前記データベース部内の前記データから選択し、該選択された位置情報を前記出力部で出力するように構成されていることを特徴とする可視光通信を使用した位置情報提供システム。
  2. 前記受光部方向情報には、前記光源部の前記可視光信号を受信した向きを基準にして前記受信機を角移動させたときの移動角情報が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の可視光通信を使用した位置情報提供システム。
  3. 前記光源部は複数設けられ、
    第1光源部の可視光信号を前記受信機で受信してから一定時間内に第2光源部の可視光信号が受信されたときに、前記第1光源部と前記第2光源部とに対応する位置情報が前記出力部で出力されることを特徴とする請求項1に記載の可視光通信を使用した位置情報提供システム。
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