JP2016200561A - 測定装置、測定システムおよびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ビーコン送信装置からの距離を精度良く測定する。【解決手段】測定装置は、ユーザにより持ち運び可能であって、既知の位置に設置されたビーコン送信装置２２から送信されたビーコン信号を受信するビーコン受信部４４と、受信したビーコン信号の受信信号強度を測定する測定部４６と、ビーコン送信装置２２からビーコン信号の受信点までの距離とビーコン信号の受信信号強度との関係を表す関係情報と、ビーコン信号の受信信号強度とに基づき、ビーコン送信装置２２からの離間距離を算出する距離算出部５０と、予め定められた測定点に位置することを示すトリガー信号を受信するトリガー受信部６８と、トリガー信号の受信タイミングにおいて受信したビーコン信号の受信信号強度である基準強度を取得する基準強度取得部７０と、ビーコン送信装置の設置位置から測定点までの基準距離と、基準強度とに基づき、関係情報を生成する関係情報生成部７２とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、測定装置、測定システムおよびプログラムに関する。

近年、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用した、ユーザの現在位置を提供する位置情報サービスが実現されている。しかし、ＧＰＳは、衛星電波を利用するので、屋内および地下等の衛星電波の届かない場所では使用することができない。そのため、屋内および地下等で位置情報サービスを実現する場合、ＧＰＳ以外の測位技術を利用しなければならない。

屋内および地下等でユーザの現在位置を提供する方法として、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）による無線通信機能を利用した方法が知られている。情報端末装置は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の送受信機能を標準搭載している場合が多い。従って、この方法によれば、追加コストをかけずに、屋内および地下等で位置情報サービスを提供することができる。

また、無線通信により位置情報（ビーコン信号）を繰り返し送信する無線出力装置（ビーコン送信装置）を利用して、屋内および地下等でユーザの現在位置を提供する方法が知られている。この方法では、ユーザが保持する情報端末装置がビーコン信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定し、受信信号強度に基づき、ビーコン送信装置から情報端末装置までの距離を算出し、算出した距離からユーザの位置を特定する。

ところで、情報端末装置は数多くの機種が存在する。情報端末装置は、機種が異なるとレイアウトが異なるので、同一の受信素子を用いていてもビーコン信号の受信感度が変わってしまう場合がある。特に、小型で高密度に実装された情報端末装置では、機種毎にレイアウトが異なるのがほとんどである。従って、この方法では、同一の位置でビーコン信号の受信信号強度を測定しても、機種毎に測定結果が異なって、ビーコン送信装置から情報端末装置までの距離を精度良く算出することができない場合があった。

特許文献１および特許文献２等では、測定される信号の強度を調整する技術が記載されている。しかしながら、このような技術を利用しても、機種毎に測定結果が異なるので、ビーコン送信装置から情報端末装置までの距離を精度良く算出することができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ビーコン送信装置からの距離を精度良く測定することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る測定装置は、ユーザにより持ち運び可能な測定装置であって、既知の位置に設置されたビーコン送信装置から送信されたビーコン信号を受信するビーコン受信部と、受信したビーコン信号の受信信号強度を測定する測定部と、前記ビーコン送信装置からビーコン信号の受信点までの距離とビーコン信号の受信信号強度との関係を表す関係情報と、測定されたビーコン信号の受信信号強度とに基づき、前記ビーコン送信装置からの離間距離を算出する距離算出部と、予め定められた測定点に位置することを示すトリガー信号を受信するトリガー受信部と、前記トリガー信号の受信タイミングにおいて受信したビーコン信号の受信信号強度である基準強度を取得する基準強度取得部と、前記ビーコン送信装置の設置位置から測定点までの基準距離と、前記基準強度とに基づき、前記関係情報を生成する関係情報生成部とを備える。

本発明によれば、ビーコン送信装置からの距離を精度良く測定することができる。

図１は、第１実施形態に係る測定システムを示す図である。 図２は、ビーコン信号に含まれる情報の一例を示す図である。 図３は、複数のビーコン送信装置を備える測定システムを示す図である。 図４は、ユーザが測定点に位置している場合の測定システムを示す図である。 図５は、第１実施形態に係る測定システムの機能構成を示す図である。 図６は、第１実施形態に係る情報端末装置の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、第２実施形態に係る測定システムの機能構成を示す図である。 図８は、第２実施形態に係る情報端末装置の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、情報端末装置のハードウェア構成を示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態に係る測定システム１０を詳細に説明する。測定システム１０は、屋内または地下等において、ユーザに正確に現在位置を提示することを目的とするシステムである。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る測定システム１０を示す図である。測定システム１０は、情報端末装置２０と、ビーコン送信装置２２と、ゲート装置２４と、非接触カード２６とを備える。

情報端末装置２０は、ユーザにより持ち運ばれ、現在位置をユーザに提示する位置測定装置の一例である。情報端末装置２０は、一例として、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、ノート型コンピュータ、携帯電話機または位置測定用の専用の小型端末等であってよい。情報端末装置２０は、無線通信機能、情報入力機能および情報出力機能を有し、位置測定用のプログラムを実行することにより位置測定装置として機能する。

ビーコン送信装置２２は、既知の位置に設置されており、無線通信によりビーコン信号を定期的に送信する。ビーコン送信装置２２は、例えば１０ｍから１００ｍ程度の範囲にビーコン信号を送信する。ビーコン送信装置２２から送信されたビーコン信号は、情報端末装置２０により受信される。

ゲート装置２４は、予め定められた測定点に設置されており、情報端末装置２０が測定点に位置していることを検出する。そして、ゲート装置２４は、情報端末装置２０が測定点に位置している場合に、測定点に位置することを示すトリガー信号を情報端末装置２０に送信する。本実施形態においては、ゲート装置２４は、トリガー信号を無線通信により情報端末装置２０に直接送信する。これに代えて、ゲート装置２４は、ネットワーク上のサーバ等を介してトリガー信号を情報端末装置２０に送信してもよい。

非接触カード２６は、ユーザにより持ち運ばれる。非接触カード２６は、近接型無線通信によって、ゲート装置２４により内部に記憶している情報が読み出される。近接型無線通信は、例えば、１ｃｍ〜数１０ｃｍ程度の距離で無線通信をするための方式である。

本実施形態においては、非接触カード２６は、ユーザを識別するユーザＩＤを記憶する。ユーザは、ゲート装置２４に到達した場合、非接触カード２６をゲート装置２４に近づけ、ユーザＩＤをゲート装置２４に読み取らせる。ゲート装置２４は、一例として、ユーザＩＤが正当であれば、ユーザの通過を許可し、正当でなければユーザの通過を許可しない。そして、ゲート装置２４は、ユーザＩＤが正当である場合、読み出したユーザＩＤを含むトリガー信号を情報端末装置２０に送信する。

このような測定システム１０において、ユーザは、ゲート装置２４を通過した後に、通路等を歩行して移動する。その間、ユーザに保持されている情報端末装置２０は、ビーコン送信装置２２から送信されたビーコン信号を受信して、ビーコン信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定する。そして、情報端末装置２０は、ビーコン信号の受信信号強度から、受信点におけるビーコン送信装置２２からの離間距離ｒを算出し、算出した離間距離ｒとビーコン送信装置２２の設置位置とに基づき現在位置を特定し、特定した現在位置をユーザに提示する。

図２は、ビーコン信号に含まれる情報の一例を示す図である。ビーコン信号は、送信元となるビーコン送信装置２２の設置位置を示す情報を含む。例えば、ビーコン信号は、Ａｐｐｌｅ（登録商標）のｉＢｅａｃｏｎ（登録商標）と呼ばれる方式の信号であってよい。この場合、ビーコン信号は、図２に示すように、１２８ビットの組織識別情報（ＵＵＩＤ）と、１６ビットのグループ（Ｍａｊｏｒ）と、１６ビットの識別子（Ｍｉｎｏｒ）と、８ビットの受信信号強度の参考値とを含む。情報端末装置２０は、ビーコン信号に含まれる組織識別情報（ＵＵＩＤ）、グループ（Ｍａｊｏｒ）および識別子（Ｍｉｎｏｒ）により、ビーコン送信装置２２の設置位置を特定することができる。

また、受信信号強度の参考値は、ビーコン送信装置２２から受信点までの距離が１ｍの場合の、理想的な受信信号強度を表す。ここで、情報端末装置２０は、電波の遮蔽が無い理想的な環境において、下記の式（１）に示すような関係式を用いて、受信信号強度から離間距離ｒを算出することができる。
ＲＳＳＩ（ｒ）＝Ａ−１０Ｂｌｏｇ_１０（ｒ） …（１）

ｒは、ビーコン送信装置２２から、ビーコン信号の受信点までの距離を表す。ＲＳＳＩ（ｒ）は、距離ｒの場合における受信信号強度を表す。Ａは、定数であって、ビーコン送信装置２２から受信点までの距離が１ｍの場合における、受信信号強度を表す。Ｂは、定数であって、電波の減衰の度合いを表す。

この関係式は、ビーコン送信装置２２から受信点が遠くなるほど、受信信号強度が対数で小さくなることを表している。情報端末装置２０は、ビーコン信号の受信信号強度を測定し、測定結果をこのような関係式に代入して、ビーコン送信装置２２から受信点までの離間距離を算出することができる。この場合において、Ａは、受信したビーコン信号に含まれる。また、Ｂは、情報端末装置２０が予め定められた測定点（ゲート装置２４）に位置する場合に、算出することができる。

図３は、複数のビーコン送信装置２２を備える測定システム１０を示す図である。測定システム１０は、異なる位置に設置された複数のビーコン送信装置２２を備えてもよい。

この場合、情報端末装置２０は、異なる複数のビーコン送信装置２２から送信されたそれぞれのビーコン信号を受信する。情報端末装置２０は、それぞれのビーコン信号に基づき、それぞれのビーコン送信装置２２から受信点までの離間距離ｒ_１，ｒ_２を算出する。そして、情報端末装置２０は、算出したそれぞれの離間距離ｒ_１，ｒ_２と、それぞれのビーコン送信装置２２の設置位置とに基づき、ユーザの現在位置を特定する。これにより、情報端末装置２０は、ユーザが通路等の１次元的な空間内を移動する場合に限らず、ユーザが平面等の２次元的な空間内を移動する場合、または、ユーザが３次元的な空間内を移動する場合におけるユーザの位置を特定することができる。

また、ビーコン送信装置２２は、屋内または地下等における様々な場所に設けられてもよい。例えば、ビーコン送信装置２２は、屋内における部屋の入口、通路の開始位置、通路の分岐位置、階段の踊り場、エレベータの前またはエレベータの中等に設けられていてもよい。これにより、測定システム１０は、屋内または地下等における様々な場所においてユーザの現在位置を提供することができる。

図４は、ユーザが測定点に位置している場合の測定システム１０を示す図である。情報端末装置２０は、ユーザが予め定められた測定点（つまり、ゲート装置２４）に到達したタイミングにおいて、ビーコン送信装置２２からビーコン信号の受信点までの距離と、ビーコン信号の受信信号強度との関係を表す関係情報を生成して内部に記憶させる。より具体的には、ビーコン送信装置２２の設置位置から測定点（ゲート装置２４の設置位置）までの基準距離ｒ_０と、測定点において受信したビーコン信号の受信信号強度（基準強度）とに基づき、関係情報を生成する。そして、情報端末装置２０は、ユーザがゲート装置２４を通過した後、生成した関係情報を用いて、ビーコン送信装置２２から現在位置までの距離を算出する。

本実施形態においては、関係情報は、上述したような式（１）に示すような関係式である。なお、関係情報は、それぞれの距離と、受信信号強度との対応関係を示したテーブルであってもよい。また、関係情報は、式（１）を簡略化した式または式（１）とは異なる式等であってもよい。

なお、情報端末装置２０は、ゲート装置２４からトリガー信号を受信することにより、ユーザが測定点に到達したことを検出することができる。本実施形態においては、ゲート装置２４は、非接触カード２６からユーザＩＤを読み出したことにより、ユーザが測定点に到達したことを検知している。非接触カード２６の通信可能範囲は、ビーコン送信装置２２から送信されるビーコン信号の送信範囲よりも十分に狭い。従って、ゲート装置２４は、非接触カード２６からユーザＩＤを読み出したタイミングにおいて、ユーザが測定点に到達していると判断することができる。

なお、非接触カード２６は、情報端末装置２０と一体となっていてもよい。また、ビーコン信号の送信範囲よりも十分に狭い範囲でゲート装置２４と通信することが可能であれば、カードでなく、他の形態の装置であってもよい。また、測定点にユーザが位置していることを検出することができれば、近接型無線通信に限らず他の方法でユーザが測定点に到達したことを検出してもよい。例えば、ゲート装置２４は、接触型の磁気カードまたは光媒体からユーザＩＤを読み出してもよいし、カメラにより２次元コード等の撮像をしてユーザＩＤを読み出してもよいし、音声情報を取得してユーザを検出してもよい。

また、ゲート装置２４は、測定点の近傍において受信可能であり、測定点の近傍以外において受信できないビーコン信号をトリガー信号として送信してもよい。ゲート装置２４は、指向性が狭く、例えば１ｍの範囲程度でしか受信できないビーコン信号をトリガー信号としてもよい。これにより、ゲート装置２４は、ユーザＩＤを読み取ってユーザの存在を確認しなくても、ユーザに測定点に達したことを通知することができる。

また、測定システム１０は、複数のゲート装置２４を備えていてもよい。これにより、測定システム１０は、様々な入口から地下または屋内に入場したユーザに対して、正確な現在位置を提供することができる。

図５は、第１実施形態に係る測定システム１０の機能構成を示す図である。ビーコン送信装置２２は、ビーコン送信部４２を有する。情報端末装置２０は、ビーコン受信部４４と、測定部４６と、関係記憶部４８と、距離算出部５０と、位置特定部５２と、提示部５４と、トリガー受信部６８と、基準強度取得部７０と、関係情報生成部７２とを有する。非接触カード２６は、ＩＤ記憶部６２を有する。ゲート装置２４は、カード通信部６４と、トリガー送信部６６とを有する。

ビーコン送信部４２は、ビーコン信号を定期的に送信する。ビーコン受信部４４は、ビーコン送信装置２２のビーコン送信部４２から送信されたビーコン信号を受信する。

測定部４６は、受信したビーコン信号の受信信号強度を測定する。測定部４６は、一例として、ビーコン信号をサンプリングおよびＡ／Ｄ変換して受信信号強度を測定する。

関係記憶部４８は、ビーコン送信装置２２からビーコン信号の受信点までの距離と、ビーコン信号の受信信号強度との関係を表す関係情報を記憶する。本実施形態においては、関係記憶部４８は、距離と受信信号強度との関係を表す関係式を記憶する。関係記憶部４８は、それぞれの距離での受信信号強度を示すテーブルを関係情報として記憶してもよい。

距離算出部５０は、関係記憶部４８に記憶された関係情報と、測定部４６により測定されたビーコン信号の受信信号強度とに基づき、ビーコン送信装置２２からの離間距離を算出する。距離算出部５０は、一例として、距離と受信信号強度との関係を表す関係式に、測定された受信信号強度を入力して、離間距離を算出する。

位置特定部５２は、距離算出部５０により算出された離間距離と、ビーコン送信装置２２の設置位置とに基づき、ユーザの現在位置を特定する。例えば、ユーザが直線状の通路を移動している場合であれば、位置特定部５２は、ビーコン送信装置２２の設置位置から、算出された離間距離だけ離れた位置を、ユーザの現在位置として特定する。

また、位置特定部５２は、異なる複数のビーコン送信装置２２からビーコン信号を受信した場合には、複数のビーコン信号に基づき現在位置を特定してもよい。例えば、位置特定部５２は、異なる複数のビーコン送信装置２２から送信されたそれぞれのビーコン信号から算出された離間距離と、それぞれのビーコン送信装置２２の設置位置とに基づき、現在位置を特定してもよい。

提示部５４は、位置特定部５２により特定された現在位置を、ユーザに提示する。提示部５４は、一例として、地図上に現在位置を示すポインタを表示する。また、提示部５４は、現在位置から目的地までの道順をテキストまたは音声で出力してもよい。

ＩＤ記憶部６２は、非接触カード２６を保持するユーザのユーザＩＤを記憶する。カード通信部６４は、非接触カード２６がゲート装置２４に近接して通信可能となった場合、ＩＤ記憶部６２からユーザＩＤを読み出す。トリガー送信部６６は、カード通信部６４が非接触カード２６からユーザＩＤを読み出した場合、ユーザが測定点に到達したと判断してトリガー信号を情報端末装置２０に無線通信により送信する。この場合において、トリガー送信部６６は、トリガー信号にユーザＩＤを含める。

トリガー受信部６８は、予め定められた測定点に位置することを示すトリガー信号を無線通信により受信する。この場合、トリガー受信部６８は、対応する非接触カード２６に記憶されているユーザＩＤと同一の情報を記憶する。トリガー受信部６８は、トリガー信号を受信すると、そのトリガー信号に含まれるユーザＩＤが、記憶しているユーザＩＤと一致するかを判断する。そして、トリガー受信部６８は、ユーザＩＤが一致した場合には有効なトリガー信号を受信したと判断し、ユーザＩＤが一致しない場合にはトリガー信号を受信していないと判断する。

基準強度取得部７０は、トリガー受信部６８が有効なトリガー信号を受信した場合、トリガー信号の受信タイミングにおいて受信したビーコン信号の受信信号強度である基準強度を、測定部４６から取得する。

関係情報生成部７２は、ビーコン送信装置２２の設置位置から測定点までの基準距離と、基準強度取得部７０により取得された基準強度とに基づき、関係情報を生成する。例えば、関係情報生成部７２は、基準距離、基準強度、および、ビーコン信号に含まれる参考値を式（１）に示した関係式に代入して、定数Ｂを算出する。関係情報生成部７２は、算出した定数Ｂを用いて、ビーコン送信装置２２からビーコン信号の受信点までの距離と受信信号強度との関係を表す関係式を生成する。そして、関係情報生成部７２は、このように生成した関係情報を関係記憶部４８に記憶させる。

図６は、第１実施形態に係る情報端末装置２０の処理手順を示すフローチャートである。外部からユーザがゲート装置２４に近づいていくと、情報端末装置２０は、ある位置においてビーコン信号の受信を開始する（Ｓ１１）。続いて、情報端末装置２０は、ゲート装置２４との間で無線通信を開始する（Ｓ１２）。

続いて、情報端末装置２０は、ゲート装置２４から、有効なトリガー信号を受信したか否かを判断する（Ｓ１３）。情報端末装置２０は、有効なトリガー信号を受信していない場合（Ｓ１３のＮｏ）、処理をステップＳ１３で待機する。ユーザが非接触カード２６をゲート装置２４に近づけて、非接触カード２６に記憶されたユーザＩＤをゲート装置２４に読み取らせると、ゲート装置２４は、トリガー信号を情報端末装置２０に送信する。情報端末装置２０は、ゲート装置２４から有効なトリガー信号を受信した場合（Ｓ１３のＹｅｓ）、処理をステップＳ１４に進める。

有効なトリガー信号を受信した場合、情報端末装置２０は、ビーコン信号の受信信号強度（基準強度）を測定する（Ｓ１４）。続いて、情報端末装置２０は、基準距離（すなわち、ビーコン送信装置２２からゲート装置２４（測定点）までの距離）を取得する（Ｓ１５）。情報端末装置２０は、基準距離をゲート装置２４から取得してもよいし、ビーコン信号に基準距離が含まれていれば、ビーコン信号から取り出してもよい。

続いて、情報端末装置２０は、基準強度および基準距離に基づき、関係情報を生成する（Ｓ１６）。続いて、情報端末装置２０は、生成した関係情報を関係記憶部４８に記憶させる（Ｓ１７）。

そして、以後、情報端末装置２０は、例えば一定期間毎に、関係記憶部４８に記憶された関係情報に基づきユーザの現在位置を提示する（Ｓ１８）。具体的には、情報端末装置２０は、一定期間毎にビーコン信号を受信し、受信信号強度を測定する。そして、情報端末装置２０は、測定した受信信号強度および関係記憶部４８に記憶された関係情報に基づき、ビーコン送信装置２２から現在位置までの離間距離を算出し、離間距離に基づき現在位置を特定する。

以上のように本実施形態に係る測定システム１０は、予め定められた位置においてビーコン信号の受信信号強度を測定して、距離と受信信号強度との関係を表す関係情報を生成する。これにより、測定システム１０は、情報端末装置２０のアンテナのレイアウト等が機種毎に異なっていても、屋内または地下等において、正確に現在位置を提示することができる。

（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態に係る測定システム１０について説明する。第２実施形態に係る測定システム１０は、第１実施形態に係る測定システム１０と略同一の機能および構成を有する。略同一の機能および構成を有する部材については、同一の符号を付けて、相違点を除き詳細な説明を省略する。

図７は、第２実施形態に係る測定システム１０の機能構成を示す図である。本実施形態に係る情報端末装置２０は、図５に示した構成に加えて、さらに、姿勢検出部８２と、関係情報取得部８４と、第１送信部８６と、補正部８８とを有する。また、本実施形態に係るゲート装置２４は、図５に示した構成に加えて、さらに、情報受信部９０と、受信情報記憶部９１と、統計処理部９２と、補正値生成部９４と、送信情報記憶部９６と、第２送信部９８とを有する。

姿勢検出部８２は、情報端末装置２０の姿勢を検出する。姿勢検出部８２は、一例として、情報端末装置２０がほぼ垂直な姿勢であるか、情報端末装置２０がほぼ水平な姿勢であるか、または、情報端末装置２０が垂直または水平以外の姿勢であるかを検出する。姿勢検出部８２は、さらに詳細な角度で姿勢を検出してもよい。

関係情報生成部７２は、姿勢検出部８２から姿勢情報を受け取る。関係情報生成部７２は、トリガー信号を受信した場合であって、情報端末装置２０が予め定められた姿勢である場合に、関係情報を生成して関係記憶部４８に記憶させる。関係情報生成部７２は、一例として、トリガー信号を受信した場合であって、情報端末装置２０が垂直または水平の場合に、関係情報を生成して関係記憶部４８に記憶させる。しかし、関係情報生成部７２は、一例として、トリガー信号を受信した場合であっても、情報端末装置２０が垂直または水平以外の場合には、関係情報を生成しない。

関係情報取得部８４は、姿勢検出部８２から姿勢情報を受け取る。関係情報取得部８４は、トリガー信号を受信した場合であって、情報端末装置２０が予め定められた姿勢以外の場合に、ゲート装置２４から予め生成された関係情報を取得して、関係記憶部４８に記憶させる。関係情報取得部８４は、一例として、トリガー信号を受信した場合であって、情報端末装置２０が垂直または水平以外の場合に、関係情報をゲート装置２４から取得して関係記憶部４８に記憶させる。しかし、関係情報取得部８４は、一例として、トリガー信号を受信した場合であっても、情報端末装置２０が垂直または水平の場合には、関係情報を取得しない。

このような関係情報生成部７２および関係情報取得部８４は、トリガー信号を受信した場合において、情報端末装置２０の姿勢によって何れか一方が実行される。

第１送信部８６は、関係情報生成部７２が関係情報を生成した場合（すなわち、トリガー信号を受信し、且つ、情報端末装置２０の姿勢が予め定められた姿勢（例えば垂直または水平）の場合）、情報端末装置２０の機種、基準強度および姿勢情報を、ゲート装置２４に送信する。

補正部８８は、トリガー信号を受信した場合に、情報端末装置２０の機種をゲート装置２４に送信する。続いて、補正部８８は、ゲート装置２４から、情報端末装置２０の機種に対応した、姿勢毎のビーコン信号の受信信号強度の補正値を取得する。以後、補正部８８は、現在位置を特定するためにビーコン信号を受信する毎に、姿勢検出部８２から姿勢情報を取得し、取得した姿勢情報に応じた補正値を生成する。そして、補正部８８は、生成した補正値を測定部４６に渡す。測定部４６は、補正部８８により生成された補正値に基づき、ビーコン信号の受信信号強度を補正する。

アンテナの指向性があるため、同一の位置で受信したビーコン信号の受信信号強度が情報端末装置２０の姿勢によって変わる場合がある。このような場合であっても、測定部４６は、ビーコン信号の受信信号強度を姿勢に応じて補正することができる。これにより、測定部４６は、情報端末装置２０の姿勢に関わらず、同一の位置において、同一の受信信号強度を出力することができる。

情報受信部９０は、複数の情報端末装置２０のそれぞれから機種、基準強度および姿勢情報を受信する。受信情報記憶部９１は、複数の情報端末装置２０のそれぞれから受信した機種、基準強度および姿勢情報を対応付けて記憶する。

統計処理部９２は、機種毎に、予め定められた姿勢における基準強度を統計処理して、１つの基準強度を算出する。例えば、統計処理部９２は、機種毎に、予め定められた姿勢における基準強度を平均化したり中央点を算出したりして、１つの基準強度を算出する。そして、統計処理部９２は、機種毎に、統計処理して得られた基準強度に基づき、関係情報を生成する。統計処理部９２は、生成して得られた関係情報を、機種毎に送信情報記憶部９６に記憶させる。

補正値生成部９４は、機種毎に、姿勢毎における受信信号強度の補正値を生成する。補正値生成部９４は、対応する姿勢に応じた補正値を対応する基準強度に乗算または加算等をした結果、姿勢に関わらず基準強度が一定となるような補正値を、機種毎および姿勢毎に生成する。補正値生成部９４は、姿勢毎における基準強度の補正値を、機種毎に送信情報記憶部９６に記憶させる。

送信情報記憶部９６は、統計処理に基づき生成された関係情報を機種毎に記憶する。また、送信情報記憶部９６は、姿勢毎の受信信号強度の補正値を、機種毎に記憶する。

第２送信部９８は、関係情報取得部８４から機種を表す情報を受信する。この場合、第２送信部９８は、送信情報記憶部９６に記憶されている対応する機種の関係情報を、関係情報取得部８４に返信する。また、第２送信部９８は、補正部８８から機種を表す情報を受信する。この場合、第２送信部９８は、送信情報記憶部９６に記憶されている対応する機種の、姿勢毎の補正値を、補正部８８に返信する。

図８は、第２実施形態に係る情報端末装置２０の処理手順を示すフローチャートである。第２実施形態に係る情報端末装置２０は、ステップＳ１１からステップＳ１５まで図６のフローチャートと同様の処理を実行する。

続いて、情報端末装置２０は、姿勢を検出する（Ｓ２１）。続いて、情報端末装置２０は、予め定められた有効な姿勢であるか否かを判断する（Ｓ２２）。例えば、情報端末装置２０は、下記の表１に示すような判断をする。

すなわち、情報端末装置２０は、水平な姿勢の場合、手で持って使用されている状況であり電波を良好に受信できるので、有効であると判断する。また、情報端末装置２０は、垂直な姿勢の場合、ポケットに入っている状況であり電波を良好に受信できるので、有効であると判断する。一方、情報端末装置２０は、水平および垂直以外の姿勢の場合、カバン等に入っている状況であり電波を良好に受信できないので、無効であると判断する。

続いて、有効な姿勢であると判断した場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、情報端末装置２０は、基準強度および基準距離に基づき、関係情報を生成する（Ｓ２３）。続いて、情報端末装置２０は、生成した関係情報を関係記憶部４８に記憶させる（Ｓ２４）。続いて、情報端末装置２０は、機種、基準強度および姿勢をゲート装置２４に送信する（Ｓ２５）。ゲート装置２４は、機種、基準強度および姿勢を受信した場合、機種毎に基準強度の統計処理を行って、機種毎に関係情報を生成する。さらに、ゲート装置２４は、機種、基準強度および姿勢を受信した場合、機種毎に、姿勢毎の受信信号強度の補正値を生成する。

一方、有効な姿勢でないと判断した場合（Ｓ２２のＮｏ）、情報端末装置２０は、ゲート装置２４に機種を送信する（Ｓ２６）。機種が送信されると、ゲート装置２４は、機種に対応する関係情報を返信する。続いて、情報端末装置２０は、ゲート装置２４から、返信された関係情報を受信して記憶する（Ｓ２７）。

ステップＳ２５またはステップＳ２７の処理を終えると、続いて、情報端末装置２０は、ゲート装置２４から、機種に対応した姿勢毎の補正値を受信する（Ｓ２８）。

そして、以後、情報端末装置２０は、例えば一定期間毎に、関係記憶部４８に記憶された関係情報に基づきユーザの現在位置を提示する（Ｓ２９）。具体的には、情報端末装置２０は、一定期間毎にビーコン信号を受信し、受信信号強度を測定する。このとき、情報端末装置２０は、姿勢情報を取得して、姿勢に応じた補正値で受信信号強度を補正する。そして、情報端末装置２０は、補正された受信信号強度および関係記憶部４８に記憶された関係情報に基づき、ビーコン送信装置２２から現在位置までの離間距離を算出し、離間距離に基づき現在位置を特定する。

以上のように本実施形態に係る測定システム１０は、情報端末装置２０の姿勢に応じて、関係情報を新たに生成するか、統計的な処理に基づき過去の情報から生成した関係情報を取得するかを選択する。これにより、測定システム１０によれば、情報端末装置２０が正確にビーコン信号を受信できない状況においては、統計的な処理に基づき生成した関係情報により、現在位置を特定することができる。

なお、歩行者自律航法（ＰＤＲ：Pedestrian Dead-Reckoning）機能を内蔵している場合、情報端末装置２０は、ユーザがゲート装置２４に到達した場合に、ＰＤＲ機能で測定された絶対位置で、ユーザの現在位置を補正してもよい。これにより、情報端末装置２０は、基準距離をより正確に検出することができるので、関係情報をより精度良く生成することができる。

また、歩行者自律航法機能を内蔵している場合、情報端末装置２０は、ビーコン信号に基づき特定された現在位置と、ＰＤＲ機能で測定された現在位置とを比較して、両者の想定結果を検証してもよい。情報端末装置２０は、検証の結果、ビーコン信号に基づき特定された現在位置が不正確であると判断した場合には、関係記憶部４８に記憶された関係情報を削除して、ビーコン信号に基づく現在位置の特定機能を無効にしてもよい。

（情報端末装置２０のハードウェア構成）
図９は、情報端末装置２０のハードウェア構成を示す図である。情報端末装置２０は、例えば図９に示すようなハードウェア構成の情報処理装置により実現される。この情報処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０３と、記憶装置２０４と、ビーコン受信装置２０５と、無線通信装置２０６と、ユーザインタフェース部２０７と、加速度センサ２０８と、角速度センサ２０９と、地磁気センサ２１０とを備える。そして、これらの各部は、バスにより接続される。

ＣＰＵ２０１は、プログラムに従って演算処理および制御処理等を実行するプロセッサである。ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２の所定領域を作業領域として、ＲＯＭ２０３および記憶装置２０４等に記憶されたプログラムとの協働により各種処理を実行する。

ＲＡＭ２０２は、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等のメモリである。ＲＡＭ２０２は、ＣＰＵ２０１の作業領域として機能する。ＲＯＭ２０３は、プログラムおよび各種情報を書き換え不可能に記憶するメモリである。

記憶装置２０４は、フラッシュメモリ等の半導体による記憶媒体、または、磁気的若しくは光学的に記録可能な記憶媒体等にデータを書き込みおよび読み出しをする装置である。記憶装置２０４は、ＣＰＵ２０１からの制御に応じて、記憶媒体にデータの書き込みおよび読み出しをする。ビーコン受信装置２０５は、ビーコン信号を受信する。無線通信装置２０６は、ＣＰＵ２０１からの制御に応じて、例えば無線ＬＡＮ等により外部の機器とネットワークを介して通信する。

ユーザインタフェース部２０７は、例えば、タッチパネル等である。ユーザインタフェース部２０７は、ユーザから操作入力された情報を受け付け、指示信号をＣＰＵ２０１に出力する。また、ユーザインタフェース部２０７は、ＣＰＵ２０１からの表示信号に基づいて、各種情報を表示する。

加速度センサ２０８は、筐体の加速度を検出する。角速度センサ２０９は、筐体の回転の角速度を検出する。地磁気センサ２１０は、周囲の磁気を検出する。情報端末装置２０は、加速度センサ２０８、角速度センサ２０９および地磁気センサ２１０等の検出結果に基づき姿勢を検出することができる。

本実施形態の情報端末装置２０で実行されるプログラムは、ビーコン受信モジュール、測定モジュール、関係記憶モジュール、距離算出モジュール、位置特定モジュール、提示モジュール、トリガー受信モジュール、基準強度取得モジュール、関係情報生成モジュール、姿勢検出モジュール、関係情報取得モジュール、第１送信モジュールおよび補正モジュールを含むモジュール構成となっている。このプログラムは、ＣＰＵ２０１（プロセッサ）によりＲＡＭ２０２上に展開して実行されることにより、情報処理装置をビーコン受信部４４、測定部４６、関係記憶部４８、距離算出部５０、位置特定部５２、提示部５４、トリガー受信部６８、基準強度取得部７０、関係情報生成部７２、姿勢検出部８２、関係情報取得部８４、第１送信部８６および補正部８８として機能させる。

なお、情報端末装置２０は、このような構成に限らず、ビーコン受信部４４、測定部４６、関係記憶部４８、距離算出部５０、位置特定部５２、提示部５４、トリガー受信部６８、基準強度取得部７０、関係情報生成部７２、姿勢検出部８２、関係情報取得部８４、第１送信部８６および補正部８８の少なくとも一部をハードウェア回路（例えば半導体集積回路）により実現した構成であってもよい。

また、本実施形態の情報端末装置２０で実行されるプログラムは、コンピュータにインストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態の情報端末装置２０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の情報端末装置２０で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、情報端末装置２０で実行されるプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能である。

１０ 測定システム
２０ 情報端末装置
２２ ビーコン送信装置
２４ ゲート装置
２６ 非接触カード
４２ ビーコン送信部
４４ ビーコン受信部
４６ 測定部
４８ 関係記憶部
５０ 距離算出部
５２ 位置特定部
５４ 提示部
６２ ＩＤ記憶部
６４ カード通信部
６６ トリガー送信部
６８ トリガー受信部
７０ 基準強度取得部
７２ 関係情報生成部
８２ 姿勢検出部
８４ 関係情報取得部
８６ 第１送信部
８８ 補正部
９０ 情報受信部
９１ 受信情報記憶部
９２ 統計処理部
９４ 補正値生成部
９６ 送信情報記憶部
９８ 第２送信部

特許５４２９８２６号公報 特開２０１３−０５３９３０号公報

Claims (10)

1. ユーザにより持ち運び可能な測定装置であって、
   既知の位置に設置されたビーコン送信装置から送信されたビーコン信号を受信するビーコン受信部と、
   受信したビーコン信号の受信信号強度を測定する測定部と、
   前記ビーコン送信装置からビーコン信号の受信点までの距離とビーコン信号の受信信号強度との関係を表す関係情報と、測定されたビーコン信号の受信信号強度とに基づき、前記ビーコン送信装置からの離間距離を算出する距離算出部と、
   予め定められた測定点に位置することを示すトリガー信号を受信するトリガー受信部と、
   前記トリガー信号の受信タイミングにおいて受信したビーコン信号の受信信号強度である基準強度を取得する基準強度取得部と、
   前記ビーコン送信装置の設置位置から測定点までの基準距離と、前記基準強度とに基づき、前記関係情報を生成する関係情報生成部と、
   を備える測定装置。
2. 前記関係情報を記憶する関係記憶部をさらに備え、
   前記関係情報生成部は、生成した前記関係情報を前記関係記憶部に記憶させる
   請求項１に記載の測定装置。
3. 前記離間距離と前記ビーコン送信装置の設置位置とに基づき、現在位置を特定する位置特定部をさらに備える
   請求項１または２に記載の測定装置。
4. 前記トリガー受信部は、非接触カードから情報を読み取るゲート装置から、前記トリガー信号を受信し、
   前記ゲート装置は、前記測定点に設置されており、対応するユーザが保持する前記非接触カードが近接した場合に前記トリガー信号を送信する
   請求項１から３の何れか１項に記載の測定装置。
5. 前記トリガー受信部は、前記測定点の近傍において受信が可能であり前記測定点の近傍以外において受信できないビーコン信号を前記トリガー信号として受信する
   請求項１から３の何れか１項に記載の測定装置。
6. 前記関係情報生成部は、前記トリガー信号を受信した場合であって、所定の姿勢である場合に、前記関係情報を生成して前記関係記憶部に記憶させる
   請求項２に記載の測定装置。
7. 前記トリガー信号を受信した場合であって、前記所定の姿勢ではない場合に、予め定められた前記関係情報を取得して、前記関係記憶部に記憶させる関係情報取得部をさらに備える
   請求項６に記載の測定装置。
8. 姿勢毎の受信信号強度の補正値を保持し、姿勢情報に応じて補正値を生成する補正部をさらに備え、
   前記測定部は、前記補正部により生成された前記補正値に基づき、前記ビーコン信号の受信信号強度を補正する
   請求項１から７の何れか１項に記載の測定装置。
9. 請求項１から８の何れか１項に記載の測定装置と、
   前記測定装置が前記測定点に位置している場合に、前記トリガー信号を前記測定装置に送信するゲート装置と、
   前記ビーコン送信装置と、
   を備える測定システム。
10. 情報処理装置を、ユーザにより持ち運び可能な測定装置として機能させるためのプログラムであって、
    前記情報処理装置を、
    既知の位置に設置されたビーコン送信装置から送信されたビーコン信号を受信するビーコン受信部と、
    受信したビーコン信号の受信信号強度を測定する測定部と、
    前記ビーコン送信装置からビーコン信号の受信点までの距離とビーコン信号の受信信号強度との関係を表す関係情報と、測定されたビーコン信号の受信信号強度とに基づき、前記ビーコン送信装置からの離間距離を算出する距離算出部と、
    予め定められた測定点に位置することを示すトリガー信号を受信するトリガー受信部と、
    前記トリガー信号の受信タイミングにおいて受信したビーコン信号の受信信号強度である基準強度を取得する基準強度取得部と、
    前記ビーコン送信装置の設置位置から測定点までの基準距離と、前記基準強度とに基づき、前記関係情報を生成する関係情報生成部と、
    して機能させるプログラム。

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