JP2014075755A

JP2014075755A - 認証システム

Info

Publication number: JP2014075755A
Application number: JP2012223354A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kawakami; 靖洋川上
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2014-04-24

Abstract

【課題】対象領域内における人物の認証と位置の検出を行うための認証システムの、初期導入費用や運用費用並びに消費電力の低減と認証精度の向上を図る。
【解決手段】認証システムの受信装置２は、各机１００毎に設置され、アンテナ２０は電波の波長に対応した長さ寸法として机１００の手前側に配置する。各受信装置２は、受信する電波の電界強度を測定し、測定結果に基づいて人物の所在を判定し、机１００に着席した人物が携帯する送信機１のＩＤを取得する。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象領域内における人物の認証と位置の検出を行うための認証システムに関する。

この種の認証システムの一例として、特許文献１に記載されているアクティブタグシステムを例示する。特許文献１記載のものは、アクティブタグと、アクティブタグと通信する無線基地局と、ＬＡＮ又はインターネット等のネットワークを通じて各無線基地局と通信する管理センタとを有している。また、この従来例は、例えば、児童にアクティブタグを携行させ、児童の通学路や学校の校門、各教室などにそれぞれ無線基地局を設置し、ネットワークを介して各無線基地局の取得したアクティブタグのＩＤの履歴を管理センタに収集して児童を追跡する用途などに用いられる。

また、特許文献１記載のものでは、無線基地局から送信されるＬＦ信号を受信した時にアクティブタグが起動し、起動したアクティブタグから無線基地局に返信されるＩＤ信号によって、アクティブタグの位置が検知できる。

特開２０１２−２３４２１号公報

しかしながら、上記従来例よりも狭い範囲を対象領域とする場合、例えば、フリーアドレス・オフィスにおける各机の周辺(当該机で作業する作業者が存在する範囲)を対象領域とする場合、各机毎に複数の無線基地局を設置する必要が生じる。つまり、複数の無線基地局の受信範囲同士が重なるエリアが１つの机の周囲のみをカバーするようにしなければならない。なお、フリーアドレス・オフィスとは、一人一人の従業員(作業者)に固定席を割り当てずに共有席(机、設備など)を用意し、出社した従業員が空いている席を使って仕事(作業)を行う形式のオフィスのことをいう。このようなフリーアドレス・オフィスでは、個々の作業者が作業する場所(席)が日々変化する可能性が高いので、認証システムによって、各作業者が作業している場所(席)を特定(検知)することが必要となる。

上述のように各机毎に複数の無線基地局を設置した場合、システムの初期導入費用(イニシャライズコスト)が上昇し、且つ消費電力の増大による運用費用(ランニングコスト)も上昇してしまうという問題がある。また、ＬＦ信号の送信には、比較的に多くの電力が必要であるため、省エネルギ化が図り難いという問題もある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、従来例に比べて初期導入費用や運用費用並びに消費電力の低減と認証精度の向上を図ることを目的とする。

本発明の認証システムは、認証対象の人物に携帯され、電波を無線媒体とする無線信号によって前記人物の識別情報を送信する送信機と、対象領域内に設置され、前記送信機が送信する無線信号を受信する受信装置とを有し、前記受信装置は、前記電波を受信するアンテナを具備し、前記アンテナは、前記電波の波長に対応した長さ寸法を有し、且つ前記人物が着席する机の手前側に配置されることを特徴とする。

この認証システムにおいて、前記受信装置は、前記アンテナで受信する前記電波の電界強度を計測する計測手段と、前記計測手段で計測される複数の計測値に基づいて、前記人物の所在を判定する判定手段とを具備することが好ましい。

この認証システムにおいて、前記受信装置は、前記計測手段の計測値を前記識別情報に対応付けて記憶する記憶手段を具備することが好ましい。

この認証システムにおいて、前記受信装置は、人の存在を検知する存在検知手段を具備し、前記計測手段は、前記存在検知手段が人の存在を検知している場合に前記電界強度の計測を行うことが好ましい。

この認証システムにおいて、前記存在検知手段は、サーモパイル素子を用いた赤外線センサを有することが好ましい。

この認証システムにおいて、前記送信機は、前記人物の操作入力を受け付ける操作入力受付手段と、前記操作入力受付手段で受け付ける前記操作入力に応じた操作入力情報を前記無線信号によって送信する制御手段とを備えることが好ましい。

本発明の認証システムは、従来例に比べて初期導入費用や運用費用並びに消費電力の低減と認証精度の向上を図ることができるという効果がある。

本発明に係る認証システムの実施形態１を示し、(ａ)は設置状況を説明する説明図、(ｂ)はシステム構成図である。同上における受信装置が設けられた机の側面図である。 (ａ)〜(ｃ)は同上の動作説明図である。同上における受信装置のテーブルを説明するための説明図である。本発明に係る認証システムの実施形態２を示すシステム構成図である。

以下、図面を参照して本発明に係る認証システムの実施形態について詳細に説明する。ただし、以下の各実施形態では、従来技術で説明したフリーアドレス・オフィスに設置される場合を例示しているが、これに限定する趣旨ではない。

(実施形態１)
本実施形態の認証システムは、図１(ｂ)に示すように送信機１(1A，1B)、受信装置２(2A，2B)、管理装置３などを有している。ただし、送信機１及び受信装置２は２台に限定されるものではなく、３台以上であっても構わない。

送信機１は、アンテナ10、マッチング回路11、無線送信回路12、制御部13、電源用の電池(図示せず)などを備える。なお、本実施形態における送信機１は、能動形(アクティブタイプ)のデータキャリア(RFIDタグ)で構成され、例えば、ストラップにより各作業者の首に掛けて携帯される(図１(ａ)参照)。

制御部13は、各作業者毎に割り当てられた識別情報(ID)をメモリ(図示せず)から定期的に読み出し、読み出したIDを含む送信フレームを作成して無線送信回路12に渡す。無線送信回路12は、制御部13から受け取った送信フレームを符号化し、且つ変調(例えば、FSK変調など)した送信信号をマッチング回路11を介してアンテナ10に出力する。マッチング回路11は、無線信号の周波数(無線周波数、例えば、315MHz)における無線送信回路12とアンテナ10のインピーダンスをマッチング(整合)させるものである。つまり、送信機１は、従来例のように受信機２から起動されてIDを送信するのでは無く、自発的且つ定期的にIDを含む無線信号を送信している。

受信装置２は、アンテナ20、マッチング回路21、無線受信回路22、制御部23、商用電源より各部の電源を作成する電源部(図示せず)などを備え、フリーアドレス・オフィスにおける各机(席)100に１台ずつ設置される(図１(ａ)参照)。

アンテナ20は、電波の波長に対応した長さ寸法、具体的には、１波長又は２分の１波長、４分の１波長の長さ寸法を有する線状アンテナ(例えば、ダイポールアンテナ、ループアンテナなど)からなる。本実施形態では、無線周波数を315MHzとしているので、アンテナ20の長さは最大で１波長分(約0.95m)あれば十分である。

ここで、一般的な事務机の幅寸法は1.2mが標準であるから、図２に示すように机100の手前側、例えば、天板101の前端部分にアンテナ20を設置することができる。また、受信装置２は、天板101の裏面などに配設される。

アンテナ20で受信される電波(無線信号)がマッチング回路21を介して無線受信回路22で受信される。マッチング回路21は、無線周波数における無線受信回路22とアンテナ20のインピーダンスをマッチング(整合)させるものである。無線受信回路22は、受信した無線信号を復調し、且つ復号化した受信フレームを制御部23に出力する。さらに、無線受信回路22は、無線信号の電界強度の大小に比例した直流電圧信号である受信信号強度表示信号(Receiving Signal Strength Indication:RSSI信号)を制御部23に出力している。つまり、本実施形態では、無線受信回路22が計測手段であり、RSSI信号が無線信号の電界強度の計測値に相当する。

制御部23は、無線受信回路22から受け取った受信フレームに含まれるIDを取得し、取得したIDを含む伝送信号を通信ケーブル４を介して管理装置３へ送信する。そして、管理装置３は、受信装置２から送信される伝送信号を受信し、当該伝送信号に含まれるIDを取得する。管理装置３は、全ての送信機１のIDを記憶して管理しており、取得したIDが記憶しているIDの何れかと一致する(認証可)か、あるいは、何れとも一致しない(認証不可)かを判断することで送信機１を携帯する作業者の認証を行う。さらに管理装置３は、各机100(席)と送信機１のアドレスとの対応関係も記憶して管理しており、伝送信号の送信元アドレスから送信機１のアドレスを特定し、当該アドレスに対応した机100(席)を作業者の存在場所と判断する。なお、上記認証処理は受信装置２の制御部23が行ってもよいが、本実施形態のように受信装置２が多数設置される場合においては、上述のように管理装置３で一元的に認証処理を行うことが好ましい。

図１(ａ)に示すように本実施形態の認証システムが設置されるフリーアドレス・オフィスには、机100と椅子200からなる共有席が多数設置されている(ただし、図示は２席のみ)。なお、図示は省略するが、机100の作業面(天板101の上面)に照明光を照射する照明器具が設置され、さらに、共有席を含む狭い範囲を空調する空調機器が床下などに設置される。

ここで、上述のようにアンテナ20を天板101の前端面に設置した場合の受信特性について、図３を参照して説明する。一般に、電波伝搬における電界強度は、距離の２乗に反比例する(図３(ａ)参照)。そこで、図３(ｂ)に示すように２つの机100Aと100Bが隣り合って設置されている場合、一方の机100Aに設置されているアンテナ20の中心(机100Aの中心線Ｘとほぼ一致)からの距離と、当該机100Aに設置されているアンテナ20で受信する電波の電界強度との関係を調べた結果を図３(ｃ)に示す。図３(ｃ)から明らかなように、自席(机100A)における電界強度(距離が-60〜+60の範囲Ｗの電界強度)と、隣席(机100B)以遠における電界強度(距離が+60以上の範囲の電界強度)との間に有意な差が認められる。

したがって、受信装置２においては、無線受信回路22が計測する電界強度の計測値(RSSI信号)に基づき、判定手段たる制御部23が、作業者の所在、すなわち、自席(机100A)と隣席(机100B))の何れに作業者が着席しているかを判定することができる。なお、制御部23は、無線送受信回路22で計測される複数の計測値に基づいて、作業者の所在を判定することが好ましい。具体的には、複数の計測値の最大値あるいは平均値をしきい値と比較し、最大値又は平均値がしきい値以上の場合に作業者が自席に着席している判定すればよい。このようにすれば、電界強度のばらつきによる誤判定を抑制して判定精度の向上を図ることができる。

ここで、制御部23は、図４に示すように電界強度の計測値をIDに対応付けて内蔵のメモリ(図示せず)に記憶することが好ましい。図４は、３つのID(ID1，ID2，ID3)と計測値の履歴とを対応付けて記憶したテーブルを示している。ID1の計測値の履歴を見ると、相対的に小さく且つ同程度の計測値が連続しているので、制御部23は、ID1の作業者が自席以外(例えば、隣席)に存在すると判定することができる。また、ID2の計測値の履歴を見ると、計測値が徐々に大きくなっているので、制御部23は、ID2の作業者が自席に着席したと判定することができる。さらに、ID3の計測値の履歴を見ると、計測値が一時的に大きくなった後に減少しているので、制御部23は、ID3の作業者が自席の近くを通り過ぎたと判定することができる。なお、制御部23は、上記３種類の判定結果を全て管理装置３に通知してもよいし、自席に存在すると判定した判定結果のみを管理装置３に通知しても構わない。

ところで、管理装置３は、照明器具及び空調機器の制御条件、例えば、照明器具の調光レベルや空調機器の設定温度などを各作業者のIDと対応付けてメモリに記憶している。そして、管理装置３は、存在位置が確定された作業者のIDと対応付けられている制御条件をメモリから読み出し、IDの送信元である受信装置２に宛てて、読み出した制御条件を含むパケットを送信する。

一方、受信装置２の制御部23は、IDを送信した後、管理装置３から送信される制御条件に応じて、自席の照明器具及び空調機器を制御することにより、共有席の環境(照明環境及び温湿度環境)を作業者に適した状態に調整する。

上述のように各机100に設置されている受信装置２のアンテナ20を電波の波長に対応した長さ寸法とし、且つ机100の手前側に配置しているので、各受信装置２において自席(机100)に着席した人物が携帯する送信機１のIDを確実に取得することができる。その結果、１つの席(机)毎に複数の受信装置が必要であった従来例と比較して、初期導入費用や運用費用並びに認証精度の向上を図ることができる。また、受信装置２からＬＦ信号を送信して各送信機１を起動する必要がないので、消費電力の低減を図ることもできる。ただし、本実施形態では、机100の天板101の前端面にアンテナ20を設置しているが、天板101の上面や下面、あるいは机100の脚102にアンテナ20を設置しても構わない。

(実施形態２)
図５に本実施形態の認証システムのシステム構成図を示す。ただし、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の認証システムは、送信機１が操作入力受付部14を備え、受信装置２が存在検知部24を備える点に特徴がある。

存在検知部24は、多数のサーモパイル素子が縦横に配置されてなる赤外線アレイセンサ(図示せず)や、赤外線アレイセンサから出力される電気信号を信号処理して検出領域の温度分布を求める信号処理回路(図示せず)などを具備する。赤外線アレイセンサは、検出領域に存在する熱源(人体)から放射される赤外線を各サーモパイル素子で検出する。信号処理回路は、各サーモパイル素子で検出される赤外線量を温度値に変換するとともに各サーモパイル素子の温度値をその位置座標と対応付けたもの(以下、熱画像と呼ぶ。)を一定のフレーム周期で生成する。さらに信号処理回路は、熱画像において温度値が所定のしきい値を超える領域の大きさや形状などに基づいて検出領域における人の存否を判定し、人が存在すると判定したら存在検知信号を出力し、人が存在しないと判定したら存在検知信号を出力しない。なお、存在検知部24の構成は上述のものに限定されず、例えば、焦電素子を用いて動いている人の存在を検知するものなどでも構わない。ただし、焦電素子を用いた場合は静止している人を検知することができないが、熱画像を利用した場合は静止している人も検知することができる。

存在検知部24から出力される存在検知信号は制御部23に入力される。制御部23は、存在検知信号が入力されていないときは無線受信回路22を停止させ、存在検知部24が入力されているときに無線受信回路22を動作させる。つまり、存在検知部24が存在を検知していないということは、無線受信回路22の受信範囲内に人が存在しないのであるから、人に携帯される送信機１も当然に存在しないはずであり、無線受信回路22を停止させることで無駄な電力消費を抑えることができる。

一方、送信機１が備える操作入力受付部14は、例えば、押釦スイッチなどの操作スイッチを有し、操作スイッチが操作されることで操作入力を受け付けるとともに、受け付けた操作入力に対応した操作信号を制御部13に出力する。

制御部13は、操作入力受付部14から受け取った操作信号に応じて、例えば、照明器具の点灯・消灯を切り換えるコマンド、照明器具を調光するコマンド、空調機器の運転・停止を切り換えるコマンド、空調機器の設定温度を変更するコマンドなどを生成する。そして、制御部13は、生成したコマンドを含む送信フレームを作成して無線送信回路12に渡す。無線送信回路12は、制御部13から受け取った送信フレームを符号化し、且つ変調した送信信号をマッチング回路11を介してアンテナ10に出力し、受信装置２へ送信する。

受信装置２では、送信機１から送信された送信信号を無線受信回路22で受信し、無線信号から復調・復号化された送信フレームに含まれるコマンドを制御部23で取得する。制御部23は取得したコマンドを含む伝送信号を通信ケーブル４を介して管理装置３へ送信する。そして、管理装置３は、受信装置２から送信される伝送信号を受信し、当該伝送信号に含まれるコマンドを取得すれば、当該コマンドに応じて照明器具又は空調機器を制御する。

上述のように本実施形態では、送信機１に設けられた操作入力受付部14で受け付ける操作入力に応じて照明器具や空調機器の制御を行うことができるので、作業者にとっての使い勝手を向上することができる。

１送信機
２受信装置
３管理装置
20 アンテナ
100 机

Claims

認証対象の人物に携帯され、電波を無線媒体とする無線信号によって前記人物の識別情報を送信する送信機と、対象領域内に設置され、前記送信機が送信する無線信号を受信する受信装置とを有し、前記受信装置は、前記電波を受信するアンテナを具備し、前記アンテナは、前記電波の波長に対応した長さ寸法を有し、且つ前記人物が着席する机の手前側に配置されることを特徴とする認証システム。
前記受信装置は、前記アンテナで受信する前記電波の電界強度を計測する計測手段と、前記計測手段で計測される複数の計測値に基づいて、前記人物の所在を判定する判定手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の認証システム。
前記受信装置は、前記計測手段の計測値を前記識別情報に対応付けて記憶する記憶手段を具備することを特徴とする請求項２記載の認証システム。
前記受信装置は、人の存在を検知する存在検知手段を具備し、前記計測手段は、前記存在検知手段が人の存在を検知している場合に前記電界強度の計測を行うことを特徴とする請求項２又は３記載の認証システム。
前記存在検知手段は、サーモパイル素子を用いた赤外線センサを有することを特徴とする請求項４記載の認証システム。
前記送信機は、前記人物の操作入力を受け付ける操作入力受付手段と、前記操作入力受付手段で受け付ける前記操作入力に応じた操作入力情報を前記無線信号によって送信する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の認証システム。