JP2012190371A - ゲート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通行者と人体通信端末とを高い確度で適正に関係付けできるゲート装置の提供を図る。
【解決手段】自動改札機１１の通信パッド２１は、通行者の人体３１を介して人体通信端末１と通信する。光電センサ１４は、通信パッド２１に到達した通行者の有無を検出する。制御部１６Ａおよび人体通信制御部２１Ａは、光電センサ１４が人体３１を検出したときに、ポーリング信号を送信し、ポーリング信号に応答する人体通信端末からの応答信号を受信し、応答信号に含まれる媒体識別情報を取得する。制御部１６Ａおよびメモリ１６Ｂは、その媒体識別情報を、光電センサ１４が検出した通行者に対して関係付け、応答信号の受信状況を記録する。複数の応答信号の媒体識別情報が得られた場合には、各応答信号の受信状況に基づいていずれかの媒体識別情報を選定して通行者に対応づける。
【選択図】図３

Description

この発明は、人体を介して人体通信端末と通信して通行判定を行うゲート装置に関する。

ゲート装置では、無線通信媒体としてＲＦＩＤカードが利用されることがある。ゲート装置でＲＦＩＤカードを利用する際には、利用者はＲＦＩＤカードを手に持ちＲＦＩＤリーダライタの近傍数ｃｍにかざす能動的な動作が必要である。

また、利用者が能動的な動作を行わなくてもゲート装置との通信を行える無線通信媒体として、利用者の人体を介して通信を行う人体通信端末が提案されている（例えば、特許文献１参照）。人体通信端末では、通路内に設定された通信エリアに利用者が進入することで、利用者の人体等を介して人体通信端末とゲート装置とが通信する。このため、利用者は人体通信端末を鞄などに入れて通路を通過するだけでゲート装置との通信を行える。

特開２００７−１７２１０３号公報

人体通信を利用するゲート装置においては、端末を持たない通行者に対して他人の端末を持っていると誤判定することや、通行者の端末と他人の端末とを混同すること、通行者が存在しなくても近くの端末と通信することなどがあり、通信エリアを通行する通行者に対する端末の関係付けを誤る恐れがあった。

そこで本発明の目的は、通行者と人体通信端末とを高い確度で適正に関係付けできるゲート装置を提供することにある。

この発明のゲート装置は、人体通信部、通行者検出部、通信制御部、関係付け部、通行可否判定部、および受信状況記録部、を備える。人体通信部は、通路内の通信エリアに位置する通行者の人体を介して人体通信端末と通信する。通行者検出部は、前記人体通信部の通信エリアに到達した通行者の有無を検出する。通信制御部は、前記通行者検出部が通行者を検出したときに、人体通信端末に応答を要求する要求信号を前記人体通信部に送信させ、前記要求信号に応答する人体通信端末が送信した応答信号を前記人体通信部に受信させ、前記応答信号に含まれる媒体識別情報を取得する。関係付け部は、前記通行者検出部が検出した通行者に対して、前記通信制御部が取得した媒体識別情報を関係付ける。通行可否判定部は、前記通行者検出部が検出した通行者に対して、前記関係付け部で関係付けた媒体識別情報に基づいて通行可否判定を行う。受信状況記録部は、前記人体通信部が受信する応答信号の受信状況を記録する。また前記関係付け部は、前記通行者検出部が検出した通行者に対して前記通信制御部が複数の応答信号から媒体識別情報を取得するときは、前記受信状況記録部が記録した各応答信号の受信状況に基づいていずれかの媒体識別情報を選定して前記通行者に対応づける。

このゲート装置では、人体通信部の通信エリアに到達した通行者を検出したときに、人体通信端末に応答を要求する要求信号の送信（以下、ポーリングと称する。）を行い、このポーリングに対する人体通信端末からの応答信号を用いて、人体通信端末の媒体識別情報と通行者とを関係付ける。このときに取得される応答信号は、通行者が人体通信部の通信エリアに到達したとき、という極めて限定された状況下で取得されたものである。そのため、その通行者が人体通信端末を持つ場合には、その人体通信端末からの応答信号の受信状況は極めて限定される。したがって、複数の応答信号が取得された場合にも各応答信号の受信状況を用いて、通行者が持つ人体通信端末の応答信号を高い確率で選定できる。したがって、高い確度で通行者と媒体識別情報とを関係付けることができる。

上述のゲート装置の通信制御部は、前記通行者検出部が通行者を検出していないときを、前記要求信号の送信禁止期間とすると好適である。
この構成では、通行者検出部が通行者を検出していないときにはポーリングを行わず、通行者を検出したときのみポーリングを行うことになる。通常、ゲート装置の無線通信では一定の時間隔でポーリングが行われるが、この構成ではポーリングの頻度を抑えることができ、ゲート装置においてポーリング処理に係る電力消費や処理負荷を抑制することができる。また、人体通信端末においてもポーリングに対する応答の頻度が抑えられる、応答処理に係る電力消費や処理負荷を抑制することができる。

上述のゲート装置の前記受信状況記録部は、応答信号毎の受信時刻を記録し、前記関係付け部は、受信時刻が最先である応答信号の媒体識別情報を選定すると好適である。

通行者検出部が検出する通行者は他者よりも人体通信部に近接するため、その通行者が保持する人体通信端末からは他の人体通信端末よりも先に、応答信号が受信される傾向を持つ。このため、受信時刻が最先である応答信号の媒体識別情報を選定することで、高い確度で通行者と媒体識別情報とを関係付けることができる。

上述のゲート装置の前記受信状況記録部は、応答信号毎の受信強度を記録し、前記関係付け部は、受信強度が最大である応答信号の媒体識別情報を選定すると好適である。

通行者検出部が検出する通行者は他者よりも人体通信部に近接するため、その通行者が保持する人体通信端末からは他の人体通信端末よりも大きな受信強度で、応答信号が受信される傾向を持つ。このため、受信強度が最大である応答信号の媒体識別情報を選定することで、高い確度で通行者と媒体識別情報とを関係付けることができる。

この発明によれば、人体通信部の通信エリアに到達した通行者を検出したときに、ポーリングを行い、このポーリングに対する人体通信端末からの応答信号を用いて、人体通信端末の媒体識別情報と通行者とを関係付ける。このときに取得される応答信号は、通行者が人体通信部の通信エリアに到達したとき、という極めて限定された状況下で取得されたものである。そのため、その通行者が人体通信端末を持つ場合には、その人体通信端末からの応答信号の受信状況は極めて限定される。したがって、複数の応答信号が取得された場合にも各応答信号の受信状況を用いることで、通行者が持つ人体通信端末の応答信号を高い確率で選定できる。したがって、高い確度で通行者と媒体識別情報とを関係付けることができる。

本発明の第１の実施形態に係るゲート装置の利用形態を説明する図である。 図１のゲート装置と人体通信端末とによる通信について説明する模式図である。 図１のゲート装置の概略のブロック図である。 図１の人体通信端末の概略のブロック図である。 図１のゲート装置に係る改札処理の制御フローを例示する図である。 図１のゲート装置に係る関係付け処理の制御フローを例示する図である。 本発明の第２の実施形態に係るゲート装置に係る関係付け処理の制御フローを例示する図である。 本発明の第３の実施形態に係るゲート装置の概略の外観斜視図である。

以下、この発明の第１の実施形態について、駅の改札口に設置されて駅構内への入退場に対して改札処理を行う自動改札機をゲート装置の例に説明する。

図１は、自動改札機１１での人体通信端末１の利用形態を説明する図である。ここでは、人体通信端末１を持つ端末保有者が改札通路に進入する状況を示している。
なお、自動改札機１１は、対になる自動改札機（不図示）と改札通路を挟んで隣接配置され、互いの筐体正面および筐体背面が逆向きとなるように配置される。そのため改札通路は双方向に通行可能になるが、自動改札機１１が主体となる改札処理では、自動改札機１１の筐体正面側が改札通路の入口、自動改札機１１の筐体背面側が改札通路の出口となる。

自動改札機１１は、筐体１２、扉１３、複数の光電センサ１４、および、通信パッド２１を備える。
扉１３は、筐体１２側面の通路出口付近に設けられ、閉状態で改札通路の通行を禁止する。複数の光電センサ１４は、本発明の通行者検出部であり、筐体１２側面に改札通路に沿って配列して設けられ、対となる自動改札機に設けられる赤外光発光部に対向し、赤外光発光部が照射する赤外光が通行者の人体によって遮蔽されるか否かを検出する。
通信パッド２１は、本発明の人体通信部であり、通路面の入口付近に設置され、人体通信端末１を保持する通行者に靴で踏まれる状態で人体通信端末１と人体通信する。

図２は、人体通信について説明する模式図である。端末保有者の人体３１が人体通信端末１と通信パッド２１とに接触する状態では、人体通信端末１から発生する電気力線の一部が人体３１を通って通信パッド２１に到達し、アース３２を通過して人体通信端末１に戻る。したがって、人体３１は人体通信端末１と通信パッド２１との間を接続するキャパシタの誘電体として機能し、人体通信端末１と通信パッド２１との間で通信が可能になる。

図３は、自動改札機１１の概略のブロック図である。
自動改札機１１は、制御部１６Ａ、メモリ１６Ｂ、人体通信制御部２１Ａ、扉駆動部１３Ａ、および光電センサ１４を備える。人体通信制御部２１Ａは前述の通信パッド２１に接続される。
光電センサ１４は通行者の人体の位置を取得する。人体通信制御部２１Ａは通信パッド２１を介して人体通信端末１と人体通信を行う。扉駆動部１３Ａは、制御部１６Ａからの制御信号に応じて駆動し、扉１３を開状態または閉状態にする。制御部１６Ａは、自動改札機１１の動作を制御する。メモリ１６Ｂは関係付けデータベースを記憶する。関係付けデータベースは、通行者に対して関係付ける人体通信端末の各種情報（端末識別情報、端末情報、受信状況情報etc）を記録するものである。
なお、制御部１６Ａおよび人体通信制御部２１Ａは本発明の通信制御部を構成する。制御部１６Ａおよびメモリ１６Ｂは本発明の関係付け部を構成する。また制御部１６Ａは通行可否判定部に相当する。人体通信制御部２１Ａおよびメモリ１６Ｂは受信状況記録部を構成する。

図４は、人体通信端末１のブロック図である。
人体通信端末１は、制御部３Ａ、不揮発性メモリ３Ｂ、通信部５、およびバッテリ６を備える。
制御部３Ａは、人体通信端末１を制御する。バッテリ６は各部に電力を供給する。通信部５は、通行者の人体３１および通信パッド２１を介して自動改札機１１と人体通信する。不揮発性メモリ３Ｂは媒体情報を記憶する。なお、媒体情報は、過去の入出構時刻や入出構駅などの利用履歴情報、乗車券情報、プリペイド残額情報などを含むものである。

これらの自動改札機１１と人体通信端末１とは、人体通信端末１を保持する通行者が通信パッド２１を靴で踏むなどして接触することで、通行者の人体３１を介して人体通信する。したがって、通行者はＲＦＩＤカードを手に持ちＲＦＩＤリーダライタにかざすような能動的な動作を行うことなく、自動改札機１１を通過することが可能である。

図６は、自動改札機１１の制御部１６Ａの改札処理に係る制御フローを例示する図である。
自動改札機１１の制御部１６Ａは、光電センサの出力から通行者の人体位置を検出し、人体位置が通信パッド２１に到達する位置か判定する（Ｓ１）。通信パッド２１に到達する位置に通行者が進入した場合、制御部１６Ａは人体通信制御部２１Ａにポーリング信号を送信させる（Ｓ２）。これにより、そのポーリング信号を受信する人体通信端末１は、応答信号を人体通信により送信することになる。自動改札機１１の制御部１６Ａは応答信号を受信すると、その応答信号に含まれる媒体識別情報を関係付けデータベースに登録する、そして、人体通信制御部２１Ａにて応答信号を受信する際に検出した受信状況に係る情報、ここでは受信時刻および受信強度を関係付けデータベースに記憶する（Ｓ３→Ｓ４）。仮に、複数の人体通信端末がポーリング信号を受信した場合には、複数の応答信号が自動改札機１１で検出されることになる。そのため、制御部１６Ａは、ポーリング信号の送信時から、予め定められた一定の応答待機時間だけ応答信号の受信を待機し、複数の応答信号が得られる場合に、それぞれの応答信号に対して関係付けデータベースへの登録を行う。

応答待機時間の経過後、制御部１６Ａは関係付け処理を実施する（Ｓ６）。
図６は、関係付け処理に係る処理フローについて例示する図であり、ここでは受信時刻が最先の応答信号を優先する場合を示す。制御部１６Ａは関係付けデータベースから受信時刻が最先のものから順に媒体識別情報を読み出す（Ｓ２１→Ｓ２２）。読み出す媒体識別情報が存在しない場合には、通行者は適切な人体通信端末１を保有していないと見なし、扉閉動作をさせる改札処理（１）を実行させる。媒体識別情報が読み出せた場合には、その媒体識別情報について応答信号の受信強度を読み出す。その受信強度が閾強度よりも小さい場合には、通行者の人体を介して他者の端末から応答信号が得られた可能性が高いため、その媒体識別情報は通行者に関係付けせず、次の媒体識別情報の読み出しに移行する（Ｓ２３→Ｓ２１）。

受信強度が閾強度よりも大きい場合には、通行者の保有する端末から応答信号が得られた可能性が高いため、その媒体識別情報を通行者に関係付けて関係付け処理を終了する（Ｓ２４）。

次に、再び図５に戻り説明を続ける。
関係付け処理（Ｓ６）の後、自動改札機１１の制御部１６Ａは、媒体情報の送信を要求する情報要求信号を、通行者に関係付けた媒体識別情報を含め送信する（Ｓ７）。情報要求信号を受信した人体通信端末１は、情報要求信号に含まれる媒体識別情報が自らのものであれば、媒体情報を送信する。これにより自動改札機１１の制御部１６Ａは、通行者に関係付けた人体通信端末１の媒体情報を、人体通信制御部２１Ａを介して受信する（Ｓ８）。

次に、制御部１６Ａは、取得した媒体情報を利用して通行者の通行判定を行う（Ｓ９）。通行者を通行可と判定した場合には、扉開状態を維持するとともに、人体通信端末１に対して、入出構時刻や入出構駅、プリペイド残額などの更新情報を、人体通信制御部２１Ａを介して送信する（Ｓ１０→Ｓ１１）。更新情報を受信した人体通信端末１は自らの持つ媒体情報を更新し、更新完了を通知する更新完了信号を送信する。自動改札機１１の制御部１６Ａは、更新完了信号を人体通信端末１から受信した後、扉を開状態にする扉開処理を実施し、その通行者が通路を退出するのを待って、その通行者についての改札処理を終了するする（Ｓ１３→Ｓ１５）。

また、通行者を通行不可と判定した場合や、適切な媒体識別情報が取得できない場合（１）には、扉を閉状態に移行させる扉閉処理を実施する（Ｓ１４）。そして、その通行者が通路を退出するのを待って、扉を開状態に移行させる扉開処理を実施し、その通行者についての改札処理を終了する（Ｓ１５→Ｓ１６）。

以上のように、本実施形態の自動改札機１１は、通行者が通信パッド２１の通信エリアに到達してからポーリング信号の送信を行うことで、ポーリング信号に対する人体通信端末１の応答信号を極めて限られた受信状況で受信できる。そのため例えば、複数の端末が応答信号を送信してきた場合に、最先の受信時刻に受信した応答信号が通信パッド２１に接触している通行者の持つ人体通信端末１のものである確率が極めて高いものになる。したがって、そのような応答信号の人体通信端末１を優先して通行者に関係付けすることで、適正な人体通信端末１を通行者に関係付ける確度を高めることが可能になる。

また、通信パッド２１に到達する通行者が検出されたときにのみ、ポーリング信号を送信するので、ポーリングや関係付けの実施頻度を低減できる。したがって、それらの処理に係る処理負荷や処理時間を、自動改札機１１はもとより人体通信端末１においても低減でき、人体通信端末１の小型化や省電力化が可能になる。

以上の説明においては、通信パッドの近傍に到達する利用者を光電センサ１４の出力から把握する例を示したが、その他の方法で通行者の位置を把握してもよい。
また、応答信号の受信状況を用いた関係付け処理について、受信時刻が最先のものを優先して関係付け処理を行う処理例を説明したが、その他の受信状況を利用して関係付け処理は実施してもよい。例えば、応答信号の受信強度が最大のものを優先して関係付け処理を実施してもよく、また、受信時刻や受信強度を併用せずに一つのみを用いて関係付け処理を行ってもよい。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る自動改札機における関係付け処理に係る処理フローについて例示する図である。ここでは、受信強度が最大の応答信号を優先して関係付ける場合を示している。

まず、制御部１６Ａは受信強度が最大のものから順に媒体識別情報を読み出す（Ｓ３１→Ｓ３２）。読み出す媒体識別情報が存在しない場合には、通行者は適切な人体通信端末１を保有していないと見なし、扉閉動作をさせる改札処理（１）を実行させる。媒体識別情報を読み出せた場合には、その媒体識別情報について応答信号の受信時刻を読み出す。その受信時刻が閾時刻よりも遅い場合には、通行者の人体を介して他者の端末から応答信号が得られた可能性が高いため、その媒体識別情報は通行者に関係付けせず、次の媒体識別情報の読み出しに移行する（Ｓ３３→Ｓ３１）。受信時刻が閾時刻よりも早い場合には、通行者の保有する端末から応答信号が得られた可能性が高いため、その媒体識別情報を通行者に関係付けて関係付け処理を終了する（Ｓ３４）。
このような処理を行っても、複数の端末が応答信号を送信してきた場合に、最大の受信強度で受信した応答信号を優先して通行者に関係付けて、適正な人体通信端末１を通行者に関係付ける確度を高めることが可能になる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る自動改札機４１について説明する。図８は自動改札機１１の外観斜視図である。
自動改札機４１は前述の自動改札機１１の構成に加えて、通行者の足下を撮像する撮像部４２を備える。また、通信パッド２１を改札通路よりも外側に配置し、その通信パッド２１を踏む位置に到達する通行者を、撮像部４２の撮像画像から検出する。このような構成であっても、本発明は好適に実施することができる。

なお、上述の説明では、自動改札機をゲート装置の例に説明したが、その他にも入退室管理装置など様々なゲート装置に対して本発明の人体通信端末は利用できる。

１…人体通信端末
３Ａ…制御部
３Ｂ…不揮発性メモリ
５…通信部
６…バッテリ
１１，４１…自動改札機
１２…筐体
１３…扉
１３Ａ…扉駆動部
１４…光電センサ
１６Ａ…制御部
１６Ｂ…メモリ
２１…通信パッド
２１Ａ…人体通信制御部
４２…撮像部

Claims (4)

1. 通路内の通信エリアに位置する通行者の人体を介して人体通信端末と通信する人体通信部と、
   前記通信エリアに到達した通行者の有無を検出する通行者検出部と、
   前記通行者検出部が通行者を検出したときに、人体通信端末に応答を要求する要求信号を前記人体通信部に送信させ、前記要求信号に応答する人体通信媒体が送信した応答信号を前記人体通信部に受信させ、前記応答信号に含まれる媒体識別情報を取得する通信制御部と、
   前記通行者検出部が検出した通行者に対して、前記通信制御部が取得した媒体識別情報を関係付ける関係付け部と、
   前記通行者検出部が検出した通行者に対して、前記関係付け部で関係づけた媒体識別情報に基づいて通行可否判定を行う通行可否判定部と、
   前記人体通信部が受信する応答信号の受信状況を記録する受信状況記録部と、を備え、
   前記関係付け部は、前記通行者検出部が検出した通行者に対して前記通信制御部が複数の応答信号から媒体識別情報を取得するときは、前記受信状況記録部が記録した各応答信号の受信状況に基づいていずれかの媒体識別情報を選定して前記通行者に関係付ける、ゲート装置。
2. 前記通信制御部は、前記通行者検出部が通行者を検出していないときを、前記要求信号の送信禁止期間とする、請求項１に記載のゲート装置。
3. 前記受信状況記録部は、応答信号毎の受信時刻を記録し、
   前記関係付け部は、受信時刻が最先である応答信号の媒体識別情報を選定する、請求項１または２に記載のゲート装置。
4. 前記受信状況記録部は、応答信号毎の受信強度を記録し、
   前記関係付け部は、受信強度が最大である応答信号の媒体識別情報を選定する、請求項１または２に記載のゲート装置。

Images