JP2009301386A - センサ端末及びセンサシステム - Google Patents

Abstract

【課題】人の検知機能と検知データの送信機能を単一のユニットで効率的に実現することが可能なセンサ端末及びセンサシステムを提供する。
【解決手段】センサ端末は、例えばマイクロ波、光などのキャリアを使用して人などの物体の存在を検知し、センサ検出データを生成してメモリ部に一時的に記憶する。センサ通信部は、物体の存在を検知するセンサ機能と、外部との通信機能とを併せ持つ。制御部は、センサ検出データに基づいて物体の存在の有無を判定し、物体が存在するときには物体の検知を継続してセンサ検出データをメモリ部に記憶させる。一方、制御部は、物体が存在しないときには、センサ通信部を制御し、メモリ部に記憶されているセンサ検出データを送信する。よって、センサ通信部は１つの送受信デバイスを用いて、物体の検出と通信とを両立させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、人間などの物体の存在を検出し、検出データを送信するセンサ端末、及び、複数のセンサ端末を有するセンサシステムに関する。

赤外線感知素子を用いて、人などの熱源の移動を検出する装置が特許文献１に記載されており、移動物体を検知するマイクロ波ドップラーセンサの例が特許文献２に記載されている。

また、店舗内に人感センサを設置し、顧客が陳列棚上の対象商品に接近したことを検知して、商品情報を提供する装置の例が特許文献３に記載されている。

特開平７−２０９３０９号公報 特開２００７−１５５４９０号公報 特開２００７−２７１７３７号公報

特許文献３に記載の装置は、人感センサと表示装置とを一体化したスタンドアローン型のシステムである。これに対し、店舗内に設置した複数の人感センサ端末からの検出データをサーバなどに送信して、店舗内における人の分布や流れを総合的に分析、把握したいという要望がある。

この場合、各人感センサ端末には、人を存在や移動を検知する機能に加えて、検知データをサーバへ送信する機能が求められる。

本発明は、人の検知機能と検知データの送信機能を単一のユニットで効率的に実現することが可能なセンサ端末及びセンサシステムを提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、センサ端末は、物体の存在を示すセンサ検出データを生成し、送信するセンサ通信部と、前記センサ検出データを一時的に記憶するメモリ部と、前記センサ検出データに基づいて物体の存在の有無を判定し、物体が存在するときに前記センサ検出データを前記メモリ部に記憶させ、物体が存在しないときに前記メモリ部に記憶されているセンサ検出データを送信するように前記センサ通信部を制御する制御部と、を備える。

上記のセンサ端末は、例えばマイクロ波、光などのキャリアを使用して人などの物体の存在を検知し、センサ検出データを生成してメモリ部に一時的に記憶する。センサ通信部は、物体の存在を検知するセンサ機能と、外部との通信機能とを併せ持つ。制御部は、センサ検出データに基づいて物体の存在の有無を判定し、物体が存在するときには物体の検知を継続してセンサ検出データをメモリ部に記憶させる。一方、制御部は、物体が存在しないときには、センサ通信部を制御し、メモリ部に記憶されているセンサ検出データを送信する。よって、センサ通信部は１つの送受信デバイスを用いて、物体の検出と通信とを効率的に両立させることができる。

本発明の他の観点では、センサシステムは、複数のセンサ端末と、処理装置とを備える。センサ端末は、物体の存在を示すセンサ検出データを生成し、送信するセンサ通信部と、前記センサ検出データを一時的に記憶するメモリ部と、前記センサ検出データに基づいて物体の存在の有無を判定し、物体が存在するときに前記センサ検出データを前記メモリ部に記憶させ、物体が存在しないときに前記メモリ部に記憶されているセンサ検出データを送信するとともに、前記処理装置より送信指示信号を受信したときに前記メモリ部に記憶されているセンサ検出データを送信するように前記センサ通信部を制御する制御部と、を備え、前記処理装置は、複数の前記センサ端末から受信したセンサ検出データに基づいて、各センサ端末近傍における物体の存在の有無を推定し、物体が存在しないと推定されたセンサ端末に対して前記送信指示信号を送信する。

上記のセンサシステムにおいて、センサ端末は、例えばマイクロ波、光などのキャリアを使用して人などの物体の存在を検知し、センサ検出データを生成してメモリ部に一時的に記憶する。センサ通信部は、物体の存在を検知するセンサ機能と、外部との通信機能とを併せ持つ。制御部は、センサ検出データに基づいて物体の存在の有無を判定し、物体が存在するときには物体の検知を継続してセンサ検出データをメモリ部に記憶させる。一方、制御部は、物体が存在しないときには、センサ通信部を制御し、メモリ部に記憶されているセンサ検出データを送信する。よって、センサ通信部は１つの送受信デバイスを用いて、物体の検出と通信とを両立させることができる。

また、処理装置は、複数のセンサ端末から受信したセンサ検出データに基づいて、各センサ端末近傍における物体の存在の有無を推定し、物体が存在しないと推定されたセンサ端末に対して送信指示信号を送信する。センサ端末は、処理装置より送信指示信号を受信したときに、メモリ部に記憶されているセンサ検出データを送信する。この場合、処理装置は、複数のセンサ端末からのセンサ検出データに基づいて、センサシステムが配置された環境における全体の物体の分布、動きなどを考慮して、適切なタイミングで各センサ端末に送信指示を送るので、システム全体としてより効率的に情報収集が可能となる。

上記のセンサシステムの一態様では、前記センサ通信部は、キャリアを出射し、物体により反射されたキャリアを受信して対応する受信信号を生成し、前記送信指示信号は所定パターンを有し、前記制御部は、前記所定パターンを有する受信信号を前記送信指示信号と判定し、前記所定パターンを有しない受信信号を物体の検出信号と判定する。これにより、センサ通信部は物体の検出により伴うセンサ検出データと、処理装置からの送信指示信号の受信とを明確に区別することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明に係るセンサシステムを店舗に適用した例を示す。図１において、店舗１０は平面図で示されており、複数の陳列棚１１、レジ１２などを備える。陳列棚１１の所定箇所には、人感センサ端末（以下、単に「センサ端末」と呼ぶ。）１５が設置されている。また、いくつかのセンサ端末１５の近傍には、情報配信端末１７が設けられる。情報配信端末１７は、例えばＬＣＤディスプレイなどが用いられる。

店舗１０のバックヤード２０には、処理装置（サーバ）２２と、送受信機２４とが設けられる。送受信機２４は、店舗１０内に設置された複数のセンサ端末１５から無線通信によりセンサ検出データを受信し、処理装置２２へ供給する。処理装置２２は、複数のセンサ端末１５により生成されたセンサ検出データに基づいて、店舗１０内における人の分布、人の流れなどを分析する。

また、処理装置２２は、センサ端末１５から取得したセンサ検出データに基づいて、店舗１０内の複数の情報配信端末１７を制御し、商品情報、広告情報などの各種の情報をユーザに提供する。この場合、情報配信端末１７から提供される商品情報、広告情報などのデータ（以下、「コンテンツデータ」と呼ぶ。）は、予め各情報配信端末１７内に記憶しておくことができる。例えば、書籍売場に設置された情報配信端末１７には雑誌に関する複数の商品情報を予め記憶しておき、処理装置２２からの指示に基づいて商品情報を再生することができる。一方、他の方法としては、情報配信端末１７内にはコンテンツデータを保持せず、処理装置２２からコンテンツデータを情報配信端末１７に逐次送信して、再生させるようにしてもよい。

なお、図１の例では、送受信機２４は単一のセンサ端末１５と通信するように図示されているが、実際には送受信機２４は店舗１０内の全てのセンサ端末１５と通信可能に構成される。また、図１では、処理装置２２は単一の情報配信端末１７と接続されているが、実際には、処理装置２２は店舗１０内の全ての情報配信端末１７と接続されている。

図２は、センサ端末１５の構成を示すブロック図である。図示のように、センサ端末１５は、電源部３１と、定電圧生成部３２と、制御部３３と、メモリ部３４と、センサ／通信部３５と、を備える。

電源部３１は、センサ端末１５を動作させるために必要な電力を供給する電池（バッテリ）である。定電圧生成部３２は、電源部３１の出力電圧をセンサ端末１５内部で使用する電圧に変圧し、その電圧を維持するための回路である。

センサ／通信部３５は、センサ機能と通信機能とを併せ持つ。センサ機能は、人などの物体の存在を検出し、物体の存在の有無を示すセンサ検出データを生成する機能である。一方、通信機能は、センサ検出データを外部へ送信するとともに、外部からセンサ検出データの送信指示信号を受信する機能である。なお、センサ／通信部３５については、さらに後述する。

メモリ部３４は、センサ／通信部３５が生成したセンサ検出データを一時的に記憶する。また、メモリ部３４は、制御部３３により実行される各種の制御プログラムを記憶する。

制御部３３は、例えばマイクロプロセッサなどにより構成され、センサ端末１５内の各部を制御する。具体的には、制御部３３は、メモリ部３４内に予め記憶されている制御プログラムを実行することにより、センサ検出データをメモリ部３４へ記憶する処理、メモリ部３４内に蓄積されているセンサ検出データを、センサ／通信部３５を介して処理装置２２へ送信する処理などを実行する。

次に、センサ／通信部３５について詳しく説明する。本発明では、上述のようにセンサ／通信部３５がセンサ機能と通信機能とを併せ持つ点に特徴を有する。本実施例では、センサ機能は例えばマイクロ波センサとして構成することができる。原理的には、マイクロ波センサはドップラー効果を利用する。センサ／通信部３５は、物体の検出のためにマイクロ波を出射する送信部と、出射したマイクロ波の反射波を受信する受信部と、を有する送受信デバイスを備える。センサ機能は、移動している物体にマイクロ波を照射し、反射波を受信する。送信マイクロ波と受信マイクロ波を比較した場合、ドップラー効果により、物体の移動速度に比例して受信マイクロ波の周波数がシフトする。センサ／通信部３５のセンサ機能は、この現象を利用し、物体の有無、移動を検出する。具体的には、センサ／通信部３５は、送信マイクロ波と受信マイクロ波の周波数を比較し、物体の有無を示すセンサ検出データを生成して制御部３３へ供給する。センサ検出データは、例えば物体の存在中と不存在中とで異なるレベルを有する２値のデジタルデータなどとすることができる。制御部３３は、センサ検出データを一時的にメモリ部３４に記憶する。

このセンサ機能に加えて、センサ／通信部３５は外部機器との通信機能を有する。具体的には、センサ／通信部３５は、生成したセンサ検出データを、送受信機２４を介して処理装置２２へ送信する。また、センサ／通信部３５は、処理装置２２から送受信機２４を通じてセンサ検出データの送信指示信号を受信する。送信指示信号は、センサ端末１５内に蓄積されているセンサ検出データを処理装置２２へ送信することを要求する信号である。

上記のセンサ機能と通信機能はともにマイクロ波などの電波、超音波、光などのキャリア（媒体）を利用する。即ち、これらのキャリアは、センサ機能におけるセンサキャリアとして使用されるとともに、無線通信キャリアとしても使用される。即ち、センサ／通信部３５は、１つの送受信デバイスによりセンサ機能と通信機能を実現することができる。これにより、センサ端末１５の構成を単純化することができる。

但し、このように１つ送受信デバイスをセンサ機能と通信機能とで共用することとすると、両方の機能を同時に利用することはできない。そこで、本発明では、センサ機能と通信機能を時分割で実行する。具体的には、センサ機能により人などの物体が検出されている間は、センサ機能を継続してセンサ検出データを生成する。センサ検出データは、メモリ部３４に記憶されていく。そして、センサ機能により人などの物体が検出されなくなったときに、通信機能を実行し、メモリ３４内に蓄積されているセンサ検出データを処理装置２２へ送信する。こうすることで、１つの送受信デバイスによってセンサ機能と通信機能とを両立させることができる。

上記のように、各センサ端末１５は、人などの物体が検出されなくなったときに、それぞれセンサ検出データを処理装置２２へ送信する。これに加えて、本実施例では、処理装置２２からセンサ端末１５へセンサ検出データの送信指示を行う。処理装置２２は、店舗内の複数のセンサ端末１５からセンサ検出データを受信し、それを解析している。よって、処理装置２２は、店舗内のどの位置に人がいて、どの位置に人がいないかを知っている。よって、処理装置２２は、店舗全体における人の分布、流れを解析し、近傍に人がいない端末１５、あるいはしばらくの間人が通過しないと推定されるエリアのセンサ端末１５に対して、センサ検出データの送信指示信号を送る。

具体的には処理装置２２は送信指示の要否を以下のように判定することができる。例えば、ある陳列棚に沿って３つのセンサ端末Ａ、Ｂ、Ｃが並んでいるとする。あるタイミングにおいて、センサ端末Ａがセンサ端末Ｂと逆方向への人の移動を検出し、センサ端末Ｂが人の存在を検出せず、センサ端末Ｃがセンサ端末Ｂと逆方向への人の移動を検出したとする。処理装置２２はセンサ端末Ａ〜Ｃからこの状況を示すセンサ検出データを受信すれば、しばらくの間センサ端末Ｂ近傍には人は存在しないと推定し、センサ端末Ｂへ送信指示を送ることができる。なお、これは送信指示の要否を判定する方法の一例であり、他の種々の方法を行うことができる。

センサ端末１５は、センサ／通信部３５内の送受信デバイスで送信指示信号を受信し、これに応答してメモリ部３４内に蓄積されているセンサ検出データを処理装置２２へ送信する。このように、本実施例では、処理装置２２が店舗全体における人の分布、流れなどを分析した上で、各センサ端末に適切なタイミングでセンサ検出データの送信指示を行うので、効率的にセンサ検出データを収集することができる。

図３は、センサ／通信部３５が送受信する信号の波形の例を示す。センサ／通信部３５の送受信デバイスは、人などの物体の有無、動きなどを示すセンサ検出信号４１を受信する。これは、送受信デバイスが送信し、物体により反射されたマイクロ波を受信デバイスで電気信号に変換したものである。センサ検出信号４１は、期間Ｘでは物体が存在せず、送信マイクロ波と同一の周波数となっている。これに対し、期間Ｙでは物体が存在するため受信マイクロ波の周波数がシフトしており、期間Ｘと異なる周波数となっている。センサ／通信部３５は、例えばセンサ検出信号４１をデジタル変換し、センサ検出データ４２とする。

一方、処理装置２２から各センサ端末１５へ送られる送信指示信号は、予め決められた所定のパターンを有し、例えば図３の送信指示信号４０のように周期的にゼロ（０）レベルになる信号とされる。なお、送信指示信号は、周波数及び／又は振幅レベルにおいてセンサ検出信号と区別できる所定のパターンを有すれば、基本的にどのような波形であっても構わない。

次に、センサ端末１５において実行される処理について説明する。図４は、センサ端末１５で実行される処理のフローチャートである。なお、この処理は、主として制御部３３がセンサ／通信部３５及びメモリ部３４を制御することにより実現される。

センサ端末１５の電源がオンされると、制御部３３は電源供給を検出して処理を開始する。まず、センサ／通信部３５は、人などの物体の検知を開始する（ステップＳ１）。具体的には、センサ／通信部３５の送受信デバイスは、マイクロ波などのセンサキャリアを発生して出射する。次に、センサ／通信部３５の送受信デバイスは、マイクロ波などのキャリアを受信する（ステップＳ２）。ここで受信されるキャリアは、ステップＳ１でセンサ／通信部３５が出射したマイクロ波の反射波、即ちセンサキャリアである場合と、処理装置２２から送信された無線通信キャリアである場合とがある。

次に、制御部３３は、センサ／通信部３５が受信したキャリアがセンサキャリアであるか、無線通信キャリアであるか、即ち、受信した信号が物体の検知結果を示すセンサ検出データであるか、処理装置２２から送信された送信指示信号であるかを判定する（ステップＳ３）。

受信信号が処理装置２２から送信された送信指示信号である場合、制御部３３は、その時点でメモリ部３４に蓄積されているセンサ検出データを処理装置２２へ送信する（ステップＳ４）。次に、制御部３３は、センサ端末１５の電源がオフされたか否かを判定する（ステップＳ５）。制御部３３は、電源がオフされると処理を終了し、電源がオフされていないとステップＳ１へ戻る。

一方、ステップＳ３において、受信した信号がセンサ検出データである場合、制御部３３はセンサ検出データを解析し、人などの物体の動きがあるか否かを判定する（ステップＳ６）。物体の動きが無い場合、制御部３３はその時点でメモリ部３４に記憶されているセンサ検出データを処理装置２２へ送信する（ステップＳ４）。一方、物体の動きがある場合、制御部３３はセンサ検出データをメモリ部３４へ保存し、ステップＳ１へ戻ってセンサ機能による検知を継続する。

このように、本実施例のセンサ端末１５は、人などの物体が存在する間は検知を継続し、物体が存在しなくなったタイミングで、それまでのセンサ検出データを処理装置２２へ送信する。よって、センサ機能と通信機能を共通化した構成であっても、センサ機能による検知を妨げることなく、センサ検出データを処理装置２２へ送信することができる。

これに加えて、センサ端末１５は、処理装置２２から送信指示信号を受信したときには、メモリ部３４に蓄積されているセンサ検出データを処理装置２２へ送信する。処理装置２２は、複数のセンサ端末１５から受信したセンサ検出データを解析し、店舗全体の人の分布、流れを考慮した上で、個々のセンサ端末１５に対して適切なタイミングで送信要求を送る。即ち、処理装置２２は、個々のセンサ端末１５が自分だけでは得ることができない、近隣のセンサ端末１５からの情報をも考慮して送信要求を行うので、システム全体としてさらに効率的なセンサ検出データの収集が可能となる。

本発明のセンサシステムを適用した店舗の例である。 センサ端末の構成を示すブロック図である。 センサ／通信部が送受信する信号の波形例を示す。 センサ端末が実行する処理のフローチャートである。

符号の説明

１０ 店舗
１５ センサ端末
１７ 情報配信端末
２０ バックヤード
２２ 処理装置
２４ 送受信機
３３ 制御部
３４ メモリ部
３５ センサ／通信部

Claims (3)

1. 物体の存在を示すセンサ検出データを生成し、送信するセンサ通信部と、
   前記センサ検出データを一時的に記憶するメモリ部と、
   前記センサ検出データに基づいて物体の存在の有無を判定し、物体が存在するときに前記センサ検出データを前記メモリ部に記憶させ、物体が存在しないときに前記メモリ部に記憶されているセンサ検出データを送信するように前記センサ通信部を制御する制御部と、を備えることを特徴とするセンサ端末。
2. 複数のセンサ端末と、処理装置とを備えるセンサシステムであって、
   前記センサ端末は、
   物体の存在を示すセンサ検出データを生成し、送信するセンサ通信部と、
   前記センサ検出データを一時的に記憶するメモリ部と、
   前記センサ検出データに基づいて物体の存在の有無を判定し、物体が存在するときに前記センサ検出データを前記メモリ部に記憶させ、物体が存在しないときに前記メモリ部に記憶されているセンサ検出データを送信するとともに、前記処理装置より送信指示信号を受信したときに前記メモリ部に記憶されているセンサ検出データを送信するように前記センサ通信部を制御する制御部と、を備え、
   前記処理装置は、複数の前記センサ端末から受信したセンサ検出データに基づいて、各センサ端末近傍における物体の存在の有無を推定し、物体が存在しないと推定されたセンサ端末に対して前記送信指示信号を送信することを特徴とするセンサシステム。
3. 前記センサ通信部は、キャリアを出射し、物体により反射されたキャリアを受信して対応する受信信号を生成し、
   前記送信指示信号は所定パターンを有し、
   前記制御部は、前記所定パターンを有する受信信号を前記送信指示信号と判定し、前記所定パターンを有しない受信信号を物体の検出信号と判定することを特徴とする請求項２に記載のセンサシステム。

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