JP2011179972A

JP2011179972A - 複数人配置確認支援システム

Info

Publication number: JP2011179972A
Application number: JP2010044551A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Takeuchi; 保憲武内
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】複数人の配置を正確に把握する。
【解決手段】フォーメーション確認支援システム１は、携帯端末２、基地局３及び管理サーバ４を備える。携帯端末２は、測定対象領域にいる各人に装着され、当該携帯端末２に固有の端末ＩＤを含む電波を発信する発信部を有する端末である。基地局３は、測定対象領域の周囲に設置され、１以上の基地局３が携帯端末２と通信可能な範囲が測定対象領域全体をカバーするように基地局３の台数及び設置位置が調整される。そして、携帯端末２から電波を受信し、その受信した電波に基づいて当該携帯端末２の方向及び距離を求め、求めた携帯端末２の方向及び距離と、基地局３自体の位置とから携帯端末２の位置を算出し、算出した携帯端末２の位置、端末ＩＤ及びその時の時刻を含む位置情報をサーバ４に送信する。管理サーバ４は、基地局３から各携帯端末２の位置情報を随時受信し、記憶するとともに、各携帯端末２の配置を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定のエリアに所在する複数人の配置の確認を支援するシステムに関する。

バレーボール、サッカー等の団体球技では、各選手のフォーメーション（配置及び配置からの展開の型）や行動パターン、相手チームの攻撃パターン等を知ることが作戦上重要である。

特開２００７−２１９６０３号公報

しかしながら、現状では、ビデオ撮影した画像や、コーチ等の手書きメモ等を基にして、複数の選手のフォーメーション、行動パターン、攻撃パターン、運動量等を手作業中心に把握しているので、手間がかかる上に正確さにも欠ける。

例えば、団体球技の場合、相手チームの動きに応じて自分のチームの態勢を変える必要があるが、それがなかなか難しい。そのための練習はともかくとして、少なくとも自分のチームが相手の動きに合わせたフォーメーションになっているか確認するための方法があれば、非常に有用である。

なお、特許文献１には、撮像画像に複数人の人物が存在または接近している場合でも、高精度に特定の人物を追跡できる人物追跡装置が開示されているが、複数人の配置を把握するものではない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、複数人の配置を正確に把握することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、所定のエリアに所在する複数人の配置の確認を支援するシステム（複数人配置確認支援システム）であって、前記複数人のそれぞれに装着され、電波を発信する、位置検知システムの端末と、前記エリアの付近に設置され、前記端末から前記電波を受信し、受信した前記電波に基づいて前記端末の位置を算出し、当該端末の位置情報を送信する、前記位置検知システムの基地局と、前記基地局から各端末の位置情報を受信するサーバと、を備え、前記サーバが、受信した各端末の位置情報を、時刻ごとに記憶する手段と、複数の時刻それぞれにおける各端末の位置を示す画面を時刻の順序に従って表示する手段と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、位置検知システムの端末及び基地局により、各端末の位置が測定され、サーバにおいて、各端末の位置が時間の経過に従って順次同じ画面上に表示されるので、エリアにおいて端末を装着した複数人のフォーメーション（配置及び動き）を正確に把握することができる。

また、本発明は、上記複数人配置確認支援システムにおいて、前記位置情報が、２次元の情報であり、前記基地局の台数及び設置される位置が、前記エリアの上方に設置された前記基地局の通信範囲が前記エリアの面をカバーするように調整されることとしてもよい。
この構成によれば、エリアに所在する複数人の配置や動きを平面的に把握することができる。

また、本発明は、上記複数人配置確認支援システムにおいて、前記位置情報が、３次元の情報であり、前記基地局の台数及び設置される位置が、前記エリアの周囲に設置された前記基地局の通信範囲が前記エリアの面から所定の高さまでの空間をカバーするように調整されることとしてもよい。
この構成によれば、エリアに所在する複数人の配置や動きを立体的に把握することができる。

その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、複数人の配置を正確に把握することができる。

フォーメーション確認支援システム１の構成例を示す図である。管理サーバ４のハードウェア構成を示す図である。管理サーバ４の記憶部４５に記憶されるデータの構成を示す図であり、（ａ）は位置データ４５Ａの構成を示し、（ｂ）は移動距離データ４５Ｂの構成を示し、（ｃ）は速度データ４５Ｃの構成を示し、（ｄ）は加速度データ４５Ｄの構成を示す。フォーメーション確認支援システム１の処理を示すフローチャートである。平面（二次元）における携帯端末２の位置データ４５Ａの例を示す図である。基地局３の設置位置の第１例を示す図であり、（ａ）は基地局３の設置位置を上から見たところを示し、（ｂ）は基地局３の設置位置を横から見たところを示す。基地局３の設置位置の第２例を示す図であり、（ａ）は基地局３の設置位置を上から見たところを示し、（ｂ）は基地局３の設置位置を横から見たところを示す。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施の形態に係るフォーメーション確認支援システムは、携帯端末と、基地局と、管理サーバとを備え、管理サーバが基地局から携帯端末の位置情報を受信し、表示するものであり、具体的には、スポーツ選手、児童、学生等に高精度位置検知システムの携帯端末（発信部のみ）付の服、サポータ等を着用させて、選手等がいるコートや運動場の周辺に仮設される高精度位置検知システムの基地局が携帯端末からの信号を受信し、各携帯端末の位置情報を計算し、管理サーバに送信し、管理サーバが各携帯端末の位置情報を受信し、表示する。

これによれば、各被験者のフォーメーション、行動パターン、攻撃パターン、運動量等を正確に把握することができる。なお、高精度位置検知システムは、限られた範囲内において時々刻々移動する複数の物の各位置を同時かつ正確に把握するのに有用である。

≪システムの構成と概要≫
図１は、フォーメーション確認支援システム１の構成例を示す図である。フォーメーション確認支援システム１は、例えば、バレーボール等の団体競技を行う選手のフォーメーションを確認するために利用されるものであり、携帯端末２、基地局３及び管理サーバ４を備える。携帯端末２は、各選手に装着され、携帯端末２に固有の端末ＩＤを含む電波を発信する発信部を少なくとも有する端末である。基地局３は、団体競技が行われるコートの周囲に設置され、１以上の基地局３が携帯端末２と通信可能な範囲（通信範囲）がコート全体をカバーするように、基地局３の台数及び設置位置が調整される。そして、携帯端末２から電波を受信し、その受信した電波に基づいて当該携帯端末２の方向及び距離を求め、求めた携帯端末２の方向及び距離と、基地局３自体の位置とから携帯端末２の位置を算出し、算出した携帯端末２の位置、端末ＩＤ及びその時の時刻を含む位置情報をサーバ４に送信する。以上によれば、基地局３の通信範囲がコート全体をカバーするので、コートに所在する選手の位置情報が漏れなく管理サーバ４に送信されることになる。管理サーバ４は、基地局３から携帯端末２の位置情報を随時受信し、記憶するとともに、各携帯端末２の位置を表示したり、各携帯端末２の位置情報から移動距離合計を算出し、表示したりする。

携帯端末２及び基地局３を含む高精度位置検知システムは、ＧＰＳ（Global Positioning System）等では困難な高精度の位置測定が可能であり、基地局３を２個設置すれば、３次元対応（選手の配置及び高さの把握）が可能である。高精度位置検知システムによる位置検知の原理については、例えば、特開２００６−２３２６１（特許第３９９１０８１）号公報に詳述されている。

なお、基地局３は、１つの携帯端末２から電波を受信し、その携帯端末２の位置を算出し、管理サーバ４に送信するのに、例えば、約２ｍｓｅｃかかる。この場合、１秒間には、約５００個の各携帯端末２の位置を順次測定し、管理サーバ４に送信できるので、数個〜数十個の携帯端末２であれば、各携帯端末２の位置を「同じ時刻」に取得可能と言える。これによれば、携帯端末２を装着した複数人に関して、同時に、かつ、並行して位置測定を行うことが可能である。

図２は、管理サーバ４のハードウェア構成を示す図である。管理サーバ４は、通信部４１、表示部４２、入力部４３、処理部４４及び記憶部４５を備え、各部がバス１６を介してデータを送受信可能なように接続されている。通信部４１は、有線又は無線のネットワークを介して基地局３とＩＰ（Internet Protocol）通信等を行う部分であり、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。表示部４２は、処理部４４からの指示によりデータを表示する部分であり、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）等によって実現される。入力部４３は、オペレータがデータ（例えば、携帯端末２のＩＤ等）を入力する部分であり、例えば、キーボードやマウス等によって実現される。処理部４４は、所定のメモリを介して各部間のデータの受け渡しを行うととともに、管理サーバ４全体の制御を行うものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が所定のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。記憶部４５は、処理部４４からデータを記憶したり、記憶したデータを読み出したりするものであり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性記憶装置によって実現される。なお、管理サーバ４は、スタンドアロンの装置（ＰＣ（Personal Computer）等）であってもよいし、複数のクライアントとネットワークを介して通信可能となっている装置（サーバ等）であってもよい。

≪データの構成≫
図３は、管理サーバ４の記憶部４５に記憶されるデータの構成を示す図である。図３（ａ）は、位置データ４５Ａの構成を示す。位置データ４５Ａは、携帯端末２の位置を示すデータであり、端末ＩＤ４５Ａ１及び位置４５Ａ２を含むレコードからなる。端末ＩＤ４５Ａ１は、携帯端末２に固有のＩＤであり、基地局３から受信する位置情報に含まれる。位置４５Ａ２は、携帯端末２の位置を示す２次元や３次元の座標であり、基地局３が位置を検知した時刻（検知時刻）ごとに設定される。なお、検知時刻は、基地局３が１つの携帯端末２の位置を検知した正確な時刻（例えば、ｍｓｅｃ単位）ではなく、複数の携帯端末２の位置を検知した時刻が含まれる時間（例えば、１秒間）を示す秒単位の時刻である。

図３（ｂ）は、移動距離データ４５Ｂの構成を示す。移動距離データ４５Ｂは、携帯端末２が移動した距離を示すデータであり、端末ＩＤ４５Ｂ１、移動距離４５Ｂ２及び移動距離合計４５Ｂ３を含むレコードからなる。端末ＩＤ４５Ｂ１は、携帯端末２に固有のＩＤである。移動距離４５Ｂ２は、ある検知時刻から次の検知時刻までの間に携帯端末２が移動した距離であり、検知時刻間ごとに設定される。移動距離合計４５Ｂ３は、管理サーバ４が当該位置を取得した時間内に携帯端末２が移動した距離を合計したものであり、その時間内における携帯端末２の移動距離を示すものである。基地局３による検知時刻の間隔が短いほど、移動距離合計４５Ｂ３の精度はよくなる。

図３（ｃ）は、速度データ４５Ｃの構成を示す。速度データ４５Ｃは、携帯端末２の移動速度を示すデータであり、端末ＩＤ４５Ｃ１及び速度４５Ｃ２を含むレコードからなる。端末ＩＤ４５Ｃ１は、携帯端末２に固有のＩＤである。速度４５Ｃ２は、ある検知時刻から次の検知時刻までの間における携帯端末２の平均移動速度であり、検知時刻間ごとの移動距離４５Ｂ２を検知時刻の間隔で除算した値が設定される。

図３（ｄ）は、加速度データ４５Ｄの構成を示す。加速度データ４５Ｄは、携帯端末２の加速度を示すデータであり、端末ＩＤ４５Ｄ１及び加速度４５Ｄ２を含むレコードからなる。端末ＩＤ４５Ｄ１は、携帯端末２に固有のＩＤである。加速度４５Ｄ２は、携帯端末２の平均移動速度の変化率を示す値であり、前後する２つの検知時刻間の速度４５Ｃ２の差分を中間時刻の間隔で除算した値が設定される。例えば、時刻ｔ１はＴ１及びＴ２の中間時刻であり、時刻ｔ２はＴ２及びＴ３の中間時刻である。そして、ｔ１〜ｔ２の加速度４５Ｄ２は、Ｔ２〜Ｔ３の速度４５Ｃ２からＴ１〜Ｔ２の速度４５Ｃ２を減算し、その減算値を中間時刻の間隔ｔ１〜ｔ２で除算した値である。

≪システムの処理≫
図４は、フォーメーション確認支援システム１の処理を示すフローチャートである。本処理は、携帯端末２、基地局３及び管理サーバ４が連携して行われるが、図４は、主として、管理サーバ４において処理部４４が記憶部４５のデータを参照、更新して行う処理の流れを示す。なお、本処理が行われる前に、管理サーバ４の記憶部４５の各データ４５Ａ〜４５Ｄには、フォーメーションを確認すべき測定対象領域に所在する携帯端末２のＩＤが予め記憶されているものとする。

まず、管理サーバ４は、携帯端末２の位置情報を基地局３から取得し、その位置情報から端末ＩＤ及び端末位置を抽出し、記憶部４５の位置データ４５Ａのうち、当該端末ＩＤ４５Ａ１に対応する位置４５Ａ２として当該端末位置を記憶する（Ｓ４０１）。

図５は、平面（二次元）における携帯端末２の位置データ４５Ａの例を示す図である。位置データ４５ＡにおけるＴ１、Ｔ２、Ｔ３・・・Ｔｎは、端末位置の検知時刻（秒単位）であり、ｘ、ｙは各検知時刻における携帯端末２の位置（ｘ軸上及びｙ軸上の座標）を表す。なお、三次元の位置情報として高さ方向の位置データを含めて検知する際には、ｚ軸上の座標データも検知時刻ごとに取得し、位置データ４５Ａに保存する。

次に、管理サーバ４は、測定対象領域に所在することが想定されるすべての携帯端末２の位置情報を取得したか否かを判定する（Ｓ４０２）。例えば、位置データ４５Ａに予め設定された端末ＩＤ４５Ａ１のすべてについて、該当する携帯端末２の位置情報を取得したか確認する。すべての位置情報を取得していなければ（Ｓ４０２のＮＯ）、Ｓ４０１に戻って、まだ取得していない端末ＩＤの位置情報を取得する。

すべての位置情報を取得していれば（Ｓ４０２のＹＥＳ）、管理サーバ４は、携帯端末２の位置情報の取得を終了するか否かを判定する（Ｓ４０３）。これは、例えば、バレーボールの試合の最中であれば、位置情報の取得を続ける必要があるし、その試合が終了していれば、それ以外の位置情報の取得は不要なので、その試合の状況に応じてオペレータが入力する指示に従う。また、予め設定された試合の終了予定時刻から判定してもよい。位置情報の取得を終了しなければ（Ｓ４０３のＮＯ）、所定時間を空けてＳ４０１の処理を行う。この繰り返しにより、各運動者の移動状況の履歴を記録することができる。なお、所定時間は、基地局３による端末位置の検知時刻の間隔、又は、管理サーバ４による位置情報の取得周期に相当する。

位置情報の取得を終了すると（Ｓ４０３のＮＯ）、管理サーバ４は、検知時刻ごとの各携帯端末２の位置を記憶部４５の位置データ４５Ａから読み出し、表示部４２の１画面上に表示する（Ｓ４０４）。このとき、オペレータが指定した時刻における各携帯端末２の位置を表示するようにしてもよい。例えば、各携帯端末２の位置が３次元の座標であれば、図１に示すように立体的に表示することができる。これによれば、ある時刻の断面における各選手の配置を確認することができる。また、時刻の順序に従って各携帯端末２の位置を順次表示するようにしてもよい。これによれば、時間の経過に伴って変化する各選手のフォーメーションを確認することができる。なお、いずれの場合も、各携帯端末２の位置として、端末ＩＤの付いたマーク等を平面上又は空間上に表示するものとする。

続いて、管理サーバ４は、各携帯端末４の移動距離、速度及び加速度を算出し、移動距離データ４５Ｂ、速度データ４５Ｃ及び加速度データ４５Ｄとして記憶部４５に記憶する（Ｓ４０５）。詳細には、記憶部４５に保存された位置データ４５Ａについて、前後の検知時刻における位置４５Ａ２間の差分ベクトルを計算することにより、移動距離４５Ｂ２を求め、その移動距離４５Ｂ２を検知時刻間隔で割ることにより、速度４５Ｃ２を求め、前後の検知時刻間における速度４５Ｃ２の差分を中間時刻間隔で割ることにより、加速度４５Ｄ２を求める。

例えば、図５の端末ＩＤが１００００００２の携帯端末２に関して、検知時刻Ｔ１〜Ｔ２の間の移動距離は、√（（４．１０−３．１０）^２＋（３．１０−３．１０）^２）＝１［ｍ］と求めることができ、検知時刻間隔が１秒だったとすると１［ｍ／秒］の速度で移動したことが分かる。同様にして、検知時刻Ｔ２〜Ｔ３間の移動距離も１［ｍ］、速度も１［ｍ／秒］と求められるので、加速度は０［ｍ／秒^２］となり等速運動していることが分かる。これによれば、スポーツ選手に対する運動強度の測定を行うことができ、選手交代の目安等にも使用できる。

さらに、管理サーバ４は、移動距離データ４５Ｂにおける各携帯端末２の移動距離４５Ｂ２から、移動距離の合計を算出し、移動距離合計４５Ｂ３として記憶部４５に記憶するとともに、各携帯端末２の移動距離の合計を表示部４２に表示する（Ｓ４０６）。これにより、各選手の総移動距離を把握することができる。これによれば、児童、生徒、学生、選手等、各個人の運動量（移動距離）及びチーム全体の移動距離の測定、把握を行うことができる。

≪実施例≫
図６は、基地局３の設置位置の第１例を示す図である。図６（ａ）は基地局３の設置位置を上から見たところを示し、図６（ｂ）は基地局３の設置位置を横から見たところを示す。基地局３による電波送受信範囲は、基地局３からの直線距離が所定値以内の範囲である。第１例では、測定対象エリアである床面全体をカバーすべく、当該床面に所在するすべての携帯端末２に対して電波を送受信できるように、天井から床面に向けて（下向きに）基地局３を設置する。基地局３の設置台数は、設置位置を調整しながら、床面全体をカバーできる程度あればよい。

第１例のような基地局３の設置は、被験者(被測定者)である選手の平面的な動きだけを把握すればよい場合や、測定対象となる携帯端末２を装着した選手の人数が少ない場合等に適用することができる。

図７は、基地局３の設置位置の第２例を示す図である。図７（ａ）は基地局３の設置位置を上から見たところを示し、図７（ｂ）は基地局３の設置位置を横から見たところを示す。基地局３による電波送受信範囲は、基地局３からの直線距離が所定値以内の範囲である。第２例では、測定対象エリアである床面から所定の高さまでの空間全体をカバーすべく、当該空間に所在するすべての携帯端末２に対して電波を送受信できるように、床面の周囲にある側壁又は支柱（側面）から水平方向又は斜め下方向に向けて基地局３を設置する。

基地局３の設置台数は、被測定者の人数に合わせて追加する。例えば、５０人程度までであれば測定対象エリア（床面、地面）全体をカバーできる程度の基地局３の台数をＮ台とすると、５０人程度増えるごとにＮ台ずつ増やす。また、短時間間隔（例えば０．１秒間隔）で位置データを取りたい場合や、データ欠損を極力なくしたい場合にも、基地局３の設置台数を増やすことにより対応できる。

第２例のような基地局３の設置は、選手の立体的な動き（ジャンプ等の動作）を把握する必要がある場合や、被験者(被測定者)の人数が多い場合や、屋外で使用する場合等に適用することができる。

なお、上記実施の形態では、図２に示す管理サーバ４内の各部を機能させるために、処理部４４で実行されるプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録し、その記録したプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行させることにより、本発明の実施の形態に係る図１のフォーメーション確認支援システム１が実現されるものとする。この場合、プログラムをインターネット等のネットワーク経由でコンピュータに提供してもよいし、プログラムが書き込まれた半導体チップ等をコンピュータに組み込んでもよい。

以上説明した本発明の実施の形態によれば、フォーメーション確認支援システム１により、管理サーバ４において時刻ごとの各被験者（携帯端末２）の位置を１画面上に表示するので、各検知時刻断面における各被験者の配置を自動的に確認することができる。すなわち、バレーボール、サッカー等の団体球技における複数の選手のフォーメーション、行動パターン、攻撃パターン、運動量をほぼリアルタイムかつ正確に把握することができ、作戦に反映させることができる。これによれば、作戦通り選手が動いているか、予定通りの配置になっているか等を客観的に確認できるので、チームスポーツ指導の強化や舞台練習の効率化を図ることができる。

そして、フォーメーション確認支援システム１を利用することにより、選手、児童、学生等の運動量をほぼリアルタイムに自動的かつ正確に把握することができ、各人の体力測定や運動強度の把握等が可能になる。

≪その他の実施の形態≫
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、上記実施の形態では、１人の被測定者が１個の携帯端末２を着用し、複数人の配置やフォーメーションを確認するように記載したが、別の方法で高精度位置検知システムを利用してもよい。例えば、特定の被測定者１人の動きの履歴を記録するようにしてもよい。これによれば、スポーツ選手や、児童、学生の運動量を把握できるので、昨今の学術的な要求に応えることができる。また、複数人それぞれが体の各部位に複数の携帯端末２を装着することにより、各個人の詳細な体の動きを把握することができる。

１フォーメーション確認支援システム（複数人配置確認支援システム）
２携帯端末（端末）
３基地局
４管理サーバ（サーバ）
４１通信部
４２表示部
４３入力部
４４処理部
４５記憶部
４５Ａ位置データ
４５Ａ１端末ＩＤ
４５Ａ２位置

Claims

所定のエリアに所在する複数人の配置の確認を支援するシステムであって、
前記複数人のそれぞれに装着され、電波を発信する、位置検知システムの端末と、
前記エリアの付近に設置され、前記端末から前記電波を受信し、受信した前記電波に基づいて前記端末の位置を算出し、当該端末の位置情報を送信する、前記位置検知システムの基地局と、
前記基地局から各端末の位置情報を受信するサーバと、
を備え、
前記サーバは、
受信した各端末の位置情報を、時刻ごとに記憶する手段と、
複数の時刻それぞれにおける各端末の位置を示す画面を時刻の順序に従って表示する手段と、
を備える
ことを特徴とする複数人配置確認支援システム。
請求項１に記載の複数人配置確認支援システムであって、
前記位置情報は、２次元の情報であり、
前記基地局の台数及び設置される位置は、前記エリアの上方に設置された前記基地局の通信範囲が前記エリアの面をカバーするように調整される
ことを特徴とする複数人配置確認支援システム。
請求項１に記載の複数人配置確認支援システムであって、
前記位置情報は、３次元の情報であり、
前記基地局の台数及び設置される位置は、前記エリアの周囲に設置された前記基地局の通信範囲が前記エリアの面から所定の高さまでの空間をカバーするように調整される
ことを特徴とする複数人配置確認支援システム。