JP2016081263A - 移動体の位置認識システム - Google Patents

Abstract

【課題】 オフィス内における社員の居場所や作業場内における移動体の居場所をリアルタイムで把握できるようにし、人事管理情報としても活用できるようにする。【解決手段】 社員または移動体のすべてに、無線通信機能を具備した個別タグを携行させるとともにオフィス内または作業場の随所に個別タグと無線通信できる無線局を設置し、当該無線局圏内で検出できる個別タグ情報と、無線局の居所情報から、社員または移動体の居場所や移動履歴を管理できるように構成した。【選択図】 図１

Description

本発明は、ビル、オフィスなどの建物内での人の移動や作業場内での移動体の位置を判別する移動体の位置認識システムに関すものである。

現在、人や物体の所在を確認する方法として、例えば徘徊老人にGPS受信機を持たせ、受信したGPS情報を、確認したい人や見守りサーバーに送信するシステムは実用化されている。しかし、GPS情報の受信は、室内では、不可能で、オフィスのような建物内で、利用することはできない。先行技術文献には、監視カメラを多数配置し、人の移動を解析する技術が開示されているが、例えば、オフィスの会議室にいる人のすべてを特定することは困難である。

特許文献1には、多数のカメラを設置し、カメラ映像を解析することで、人の移動を検出しているが、カメラ映像で特定するのは、不審者とかの個人で、個人の移動を複数のカメラで追跡する技術が開示されているが、カメラ映像から複数の人の移動を同時に追跡する技術は開示されていない。

特開２０１０−６８４６６

オフィスビル内で従業員一人一人の現在の所在を確認できるようにすることで、従業員が自分の机にいないとき、今どこにいるのか（喫煙室にいるのか、会議室にいるのかなど）を把握でき、人探しの労力・無駄をなくす。このことは、喫煙者の一日の喫煙時間が測定できたり、昼食休憩時間を過ぎても業務に復帰できてない社員の状況も把握でき、人事管理の観点から重要である。また、従業員の移動状態や静止状態も合わせて管理し、従業員が眠っているのかどうかも監視できるようにする。

本発明においては、従業員一人一人に無線通信可能なタグを持たせ、オフィス内に数メートル毎に無線局を配置し、タグと無線局との通信結果を通信できたタグ番号と無線局番号（つまりオフィス内での配置箇所情報）をサーバーに送信し、サーバで従業員が今どこにいるのかを管理できるようにする。こんにち、多くの企業では、従業員一人一人に入出管理のためIDカードを発行し、そのIDカードを透明なホルダーに入れ、そのホルダーを従業員の首にかけるシステムが多用されているが、上記タグは、IDカードとともに、ホルダー内に収納することが可能な物理的大きさ、重量で実現する。

オフィス内で従業員一人一人の居場所が常時判別でき、その人への緊急連絡を取りたいときなどに、その人の居場所を探す煩わしさから解放される。居場所が常時判別できることは居場所の履歴管理ができることになり、人事管理上、いろいろなデータを作成することができ、従業員の勤怠管理や健康管理データなどが容易に作成可能となる。

本発明による移動体の位置認識システムの第1の実施例を示す全体構成のブロック線図である。 図1に示した本発明の第1の実施例を示す全体構成図の中の送信機の内部構成を示すブロック線図である。 本発明の第1の実施例を示す全体構成図の中の個人タグ（RX）の内部構成を示すブロック線図である。 本発明の第1の実施例において各送信機が電波出力する信号のタイミングチャートを示す図である。 本発明による移動体の位置認識システムの第２の実施例を示す全体構成のブロック線図である。 図５に示した本発明の第２の実施例を示す全体構成図の中の個人タグ(TX)の内部構成を示すブロック線図である。 本発明の第２の実施例を示す全体構成図の中の中継器の内部構成を示すブロック線図である。 本発明の第１の実施例および第２の実施例において、加速度センサの出力模様を示す図である。 本発明の第１の実施例および第２の実施例において、サーバーが受信するデータの信号形式を示す図である。

以下本発明を図面に基づいて説明する。

図１は本発明による移動体の位置認識システムの第１の実施例の全体構成のブロック線図を示すものである。オフィス内には、５メートル程度の間隔で、送信機１１、１２、１３、１４、１５が設置されている。ひとつの会議室には、一つの送信機を設置することが望ましいので、会議室の広さにもよるが、会議室が隣接する場合は、２メートルおきに設置されることもある。

オフィス内の社員は一人一人が個人タグ(RX)２１、２２、２３を社員IDカードのように首からぶらさげて、常時携帯している。各々の送信機１１、１２、１３、１４、１５には特有の送信機番号が付され、同様に、各々の個人タグ(RX)２１、２２、２３には特有のタグ番号が付されている。個人タグ(RX)は、送信機からの電波を受信したら、送信機番号と自己のタグ番号をサーバー４０に送信する。サーバー４０は、個人タグ(RX)から受信したデータを集積するデータバンク３０、個人別居所判定ソフトウエア３１、個人別居所履歴管理ソフトウエア３２、タグ状態管理ソフトウエア３３で構成され、社員が今どこにいるのか、居室か会議室か、他の部署の居室か、喫煙室かなどが判別できる。

データバンクには、送信機番号から、送信機がオフィスの何処に設置されているのか（設計部居室か会議室かなど）の対応、個人タグから社員の氏名を対応できる辞書が予め登録されている。なお、後述する中継器も、送信機番号と同様に、中継器番号からオフィスの何処に設置されているかの辞書が登録されている。

個人別居所履歴管理ソフトウエア３２は、個人別居所判定ソフトウエア３１の結果を時系列的に並び替えたものである。次の表１、表２はそれぞれのソフトウエア３１、３２の出力表示の例を示す。

表１の例では、９時５３分時点で、社員Ａは設計部、社員Ｂは営業部、社員Ｃは会議室１、社員Ｄは応接室２、社員Ｅはロビー１、社員Ｆは喫煙室にいることがわかる。

表２の例では、社員Ａは１０時から１１時近くまで設計部にいて、１１時から会議室１で会議、その後社員食堂で昼食、１３時からは営業部にいることがわかる。社員Ａは設計部所属であることが別途わかってるので、１０時から１１時近くまでは居室で仕事、午後は営業部の人と打ち合わせしていたと推定できる。

個人タグは、社員が首からぶら下げるなどして常時携帯することがルールであるが、昼食や営業活動のための外出時に一旦首から外したりするので、オフィスに戻ったときに、カバンの中から個人タグを取り出し、首にかけるのを忘れたりする。そのときは、その社員が、オフィス内を移動しても、その社員の居所はカバンの所在地(その社員の机のそば)を示すことになる。このようなケースを認識するため、個人タグは加速度センサ２１６を内蔵し、タグの静止状態を判別できるようにしている。

図３は、個人タグ(RX)の内部構成を示す図であり、個人タグ（RX）は、電波受信判別回路２１１、復号化回路２１２、個人タグ番号発生回路２１３、信号形成回路２１４、加速度センサ２１６、電源制御回路２１７、電池２１８、ＰＨＳ電波出力回路２１５よりなる。個人タグを構成する各回路への給電は常時でもよいが、電池の消耗を防ぐため、電波受信を１分毎（つまり、電波受信判別回路２１１と復号化回路２１２への給電を２０秒間、残りの４０秒間は電波受信回路への給電を停止する）にしたり、個人タグ番号発生回路２１３、信号形成回路２１４、ＰＨＳ電波出力回路２１５への給電を、復号化回路２１２で送信機番号が復元でき、その情報をサーバーへ送信する時のみにするなどの方法も採れよう。このような制御は、電源制御回路２１７で行う。

図２は、送信機の内部構成を示すもので、送信機は、送信機番号発生回路１１１、スペクトラム拡散符号化回路１１２、電波出力回路１１３、電波出力制御回路１１４よりなる。

本発明における、電波の周波数としては、ISMバンド（産業、科学、医療用バンド）にある９２２Mhz、電波出力としては微弱電波でスペクトラム拡散符号化を用いることが望ましいが、ブルーツースを用いてもよい。

図２の送信機番号発生回路１１１、図３の個人タグ番号発生回路２１３は、送信機の各々および個人タグの各々に固有の番号であり、その番号は、本発明によるシステムの稼働開始前に、回路のフラッシュメモリ(図示せず)に書き込まれている。

図２の電波出力制御回路１１４は、隣接する送信機間では、電波送出タイミングがお互いに重ならないようにしておくことで、受信機での混信を防止できるようにするためのものである。図４は、この模様を示す。隣接する送信機１１、１２、１３は、例えば３００ミリ秒ごとに電波出力時間を巡回することで、送信機１２圏内にいる個人タグが、送信機１１や送信機１３の電波と比べ、送信機１２からの電波レベルが高いことから、自分は送信機１２圏内にいることが容易に認識できる。電波出力制御回路１１４は、前記したタイミング制御のほか、送信機が設置される場所に応じて出力電力を制御する。送信機の多くは5メートル間隔で設置されるが、会議室や応接室などでは、部屋の短辺長さが、２、３メートルの部屋もある。会議室・応接室ごとに居場所を管理するには、会議室・応接室ごとに送信機を設置することが必要で、その場合、5メートルの設置間隔に対応した電波出力を、数メートル間隔に応じた出力に下げる必要があり、そのための電力制御を行う。

図３の電波受信判別回路２１１は、送信機から送出されている電波から、自分の所在にある送信機からの電波を正しく受信するための回路である。送信機からの電波は、前記したように、隣接する送信機はタイミングをずらして電波出力してはいるが、自分の電波の反射波を受信したりして、複数の送信機からの電波を重畳して受信することもあり、自分がいる圏内の送信機からの電波を正しく判別することが重要となる。そのため、受信レベルを見るだけで、どの電波が自分の所在の送信機からの電波かを判定する方法に加え、同期検波によって判定することで、より確実性が増す。特に会議室内では、ひとつの送信機からの電波が室内で反射し、反射波を同時に受信してしまうこともある。同期検波とは、受信電波を送信機の搬送波で掛算することで、本来の送信波成分のみを検出する方法で、アナログカラーテレビジョンやデジタルモデムにも用いられている方法である。

電波受信判別回路２１１で判別された検波出力は、復号化回路２１２によって、スペクトラム拡散符号化されたデータが復元され、自己の所在にある送信機の送信機番号を知る。その情報は、個人タグ番号発生回路２１３情報とともに、信号形成回路２１４で信号形成され、ＰＨＳ電波出力回路２１５からサーバー４０へ電波出力される。この場合、電波形式としては、サーバー４０は、一つのビルやフロアに１カ所置かれるので、微弱電波よりはPHS電波の方が望ましい。

加速度センサ２１６は個人タグが人に携帯されていないことや、携帯されていても動きが少なく、机で仕事をしているのか、あるいは眠っているのか、歩いているのかを検出するものであり、図８に示すように、加速度センサ２１６の出力波形から判定する。

歩行中の出力は、図８のaのように振幅が高く、机で仕事をしているときは、左右を見たり、首を上下するなどの動き量で歩行中よりは小さい図８のbのような振幅となる。眠っているときの動きは仕事をしているときの動きより少なく、首が上下する程度の振幅で図８のcのようなレベルである。個人タグを携帯してなく、カバンの中などに置かれたままの時は、加速度センサの出力は静止状態を示す図８のdのようにゼロになる。

信号形成回路２１４では、加速度センサ出力をもとに、静止中、仕事中、居眠り中、歩行中かを判定し、判定結果をサーバー４０に知らせる。

図９は、信号形成回路２１４で作成され、サーバー４０に送られる信号形式を示す。

信号は、送信機番号信号とタグ番号信号、それにタグ状態信号からなり、タグ状態信号は、データ値として、静止中、居眠り中、仕事中、歩行中に対応した値が設定される。

サーバー４０では、タグ状態管理ソフトウエア３３によって、タグを携帯していない社員や居眠りをしている社員のリストが出力される。表３は、タグの不所持社員と居眠り社員とともに、喫煙室にいる社員のリストもあわせて示す。

加速度センサ２１６の出力は、タグが静止中のときは、タグの位置に変化がないので、個人タグ(RX)としての電波受信を頻繁に行う必要はなく、通常では１分周期での受信を、５分周期にしても格別問題はなく、電池２１８を長持ちさせるためにも良い。そのため、加速度センサ２１６が静止中のときは、電源制御回路２１７が、電波受信の間隔を５分にする制御を行う。また、タグが、仕事中、居眠り中であっても、同じ場所にいるわけで電波受信を５分周期にしても問題はない。タグが歩行中(移動中)であることが検出されたときのみに、電波受信周期を１分にすることで、電波受信判別回路２１１、復号化回路２１２、個人タグ番号発生回路２１３、信号形成回路２１４、ＰＨＳ電波出力回路への給電が節約され、省電力化が図れる。

図５は本発明の第２の実施例を示すもので、個人タグ(TX)５１、５２、５３は電波送信機となる。図６が個人タグ(TX)の内部構成を示すが、第１の実施例での図３の、加速度センサ２１６、個人タグ番号発生回路２１３、電池２１８、電源制御回路２１７、電波出力回路１１３、図２のスペクトル拡散符号化回路１１２は、同じものが使用される。個人タグ番号発生回路２１３の出力と、加速度センサ２１６の出力情報は信号合成回路２１９で、図９の信号形式に合成される（この場合、送信機番号または中継器番号と示された信号は含まれない）、スペクトラム拡散符号化回路１１２を介して電波出力回路１１３から電波出力される。個人タグ（TX）を構成する各回路ユニットへの給電は常時でも良いが、電池消耗を節約するために、１分間隔で給電する（２０秒間給電し、残りの４０秒間は給電しない）などの方法も採れよう。このような制御は電源制御回路２１７で行う。

図７は中継器の内部構成を示す。

図３の電波受信判定回路２１１と同じものが使われ、同期検波方式で、中継器圏内にある個人タグ(TX)からの送信電波が受信され、電波受信判定回路２１１の検波出力信号は、図３と同じ復号化回路２１２で、個人タグ番号と個人タグ状態信号が復元される。各々の中継器に対応した中継器番号が、中継器番号発生回路６１１から出力され、前記した個人タグ番号とともに、図９の信号形式で信号生成される。

第２の実施例では、図９の送信機番号は、中継器番号に替わる。図７の信号出力回路６１２は、図３と同じくPHS電波を出力する回路２１５と同じでもよいが、無線であることは必ずしも必要ではなく有線ＬＡＮあるいは、ＷｉＦｉネットワークでもよい。

第２の実施例でのサーバー４０は、第１の実施例と同じものである。第２の実施例でも、第１の実施例での送信機の設置場所と同様に、中継器の設置場所がオフィス内のどこにあるかが予めわかっているので、個人タグ番号情報と中継機番号の組み合わせから社員が今どこにいるのかがわかる。また、加速度センサ出力から、前記したように、タグが歩行中(移動中)、仕事中、居眠り中、静止中が判定できるので、電波送信周期を歩行中は１分、それ以外は５分とし、電源制御回路２１７で、個人タグ番号発生回路２１３、信号合成回路２１９、スペクトラム拡散符号化回路１１２、電波出力回路１１３への給電が制御され、省電力化が図れる。

上記の説明では、オフィス内での人の居場所の認識について述べたが、オフィス内で可搬的に使用される共有物（技術開発会社においては、測定器等）あるいは作業場における移動体に対してもタグを付すことで、移動体の所在が即座に分かる。また、本発明は建物内に限ることなく、屋外でのイベント広場などでも、人や移動体の居所をリアルタイムに把握できるものである。

オフィス内で社員が今どこにいるのかが即座に分かることから、社員と話し合いたいときなど、即、居場所を見つけることができること、また、社員の行動履歴を管理できるだけでなく、喫煙時間までも正確に知ることができる。人事管理上、社員の健康管理や勤怠管理にも好適なツールとなり、本発明は企業内での導入が図られることになろう。その結果、社員の業務効率向上に寄与することになる。

１１、１２、１３、１４、１５ 送信機
２１、２２、２３ 個人タグ(RX)
３０ データバンク
３１ 個人別居所判定ソフトウエア
３２ 個人別居所履歴管理ソフトウエア
３３ タグ状態管理ソフトウエア
４０ サーバー
１１１ 送信機番号発生回路
１１２ スペクトラム拡散符号化回路
１１３ 電波出力回路
１１４ 電波出力制御回路
２１１ 電波受信判別回路
２１２ 復号化回路
２１３ 個人タグ番号発生回路
２１４ 信号形成回路
２１５ PHS電波出力回路
２１６ 加速度センサ
２１７ 電源制御回路
２１８ 電池
２１９ 信号合成回路
５１、５２、５３ 個人タグ(TX)
６１、６２、６３、６４、６５ 中継機
６１１ 中継器番号発生回路
６１２ 信号出力回路

Claims (6)

1. エリア内に複数の送信機を設け、該送信機は個々の送信機に対応した個別の送信機番号を、電波として送信するとともに、該電波を受信可能な個別タグを個々の移動体が所有し、各個別タグは、どの送信機からの電波を受信したのかを判断し、その送信機番号を復元し、個別タグに特有の個別タグ番号とともに、サーバーに無線送信し、サーバーは、受信した送信機番号と、個別タグ番号より、個々の移動体がどの送信局圏内にいるのかを知得することを特徴とする移動体の位置認識システム。
2. エリア内を移動する個々の移動体が個別タグを所有し、該個別タグは、個別タグ番号をスペクトラム拡散符号化し微弱電波として電波出力するとともに、該エリア内には前記電波を受信する複数の中継局を設け、該中継局は受信した個別タグ番号と、個々の中継器に付された中継局番号をサーバーに送信し、サーバーでは、個々の中継器圏内に所在する個別タグ番号を知得することを特徴とする移動体の位置認識システム。
3. 請求項1において、複数の隣接する送信機は、電波送信のタイミングを相互にずらすことを特徴とする移動体の位置認識システム。
4. 請求項1または請求項２において、個別タグは加速度センサにより、個別タグの動き量を測定し、測定結果を、サーバーに伝えることを特徴とする移動体の位置認識システム。
5. 請求項１または請求項２において、個別タグは加速度センサにより、個別タグが静止しているかどうかを判定し、静止していると判定したときは、個別タグ内の作動時間間隔を長くすることを特徴とする移動体の位置認識システム。
6. 請求項１または請求項２において、個別タグは加速度センサにより、個別タグが移動中であるどうかを判定し、移動中かどうかで、タグの通信周期を変化させることを特徴とする移動体の位置認識システム。

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