JP2016217943A - Location estimation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、位置推定システム、より具体的には、電波発信機が発信する電波を受信する複数の電波受信機を備え、電波受信機が受信した電波に基づいて電波発信機の位置を推定する位置推定システムに関する。 The present invention includes a position estimation system, more specifically, a plurality of radio wave receivers that receive radio waves transmitted from a radio wave transmitter, and estimates the position of the radio wave transmitter based on radio waves received by the radio wave receiver. The present invention relates to a position estimation system.
従来、複数の電波受信機を設置し、電波発信機が発信する電波を電波受信機で受信して、受信した電波に基づいて電波発信機の位置を推定するシステムが知られている。 Conventionally, a system is known in which a plurality of radio wave receivers are installed, radio waves transmitted by the radio wave transmitters are received by the radio wave receivers, and the position of the radio wave transmitters is estimated based on the received radio waves.
例えば、特許文献1(国際公開番号WO2005/111880号)には、ショッピングカートに取り付けられた電波発信機が発信する電波を受信する3台以上の電波受信機を備え、3台の電波受信機が受信する電波強度の差異に基づいて電波発信機の位置を推定する、いわゆるRSSI(Received Signal Strength Indicator)方式の位置推定システムが開示されている。また、特許文献1(国際公開番号WO2005/111880号)には、ショッピングカートに取り付けられた電波発信機が発信する電波を受信する3台以上の電波受信機を備え、3台の電波受信機の電波の受信時間の差に基づいて電波発信機の位置を推定する、いわゆるTOA(Time of Arrival)方式やTDOA(Time Difference of Arrival)方式の位置推定システムが開示されている。また、特許文献1(国際公開番号WO2005/111880号)には、ショッピングカート等に取り付けられた電波発信機と通信する複数の電波受信機を備え、電波発信機がどの電波受信機と通信をしたかに基づいて、通信をした電波受信機の存在する位置に電波発信機が存在すると推定する位置推定システムが開示されている。 For example, Patent Document 1 (International Publication No. WO2005 / 111880) includes three or more radio wave receivers that receive radio waves transmitted from radio wave transmitters attached to a shopping cart, and includes three radio wave receivers. A so-called RSSI (Received Signal Strength Indicator) type position estimation system that estimates the position of a radio wave transmitter based on a difference in received radio wave intensity is disclosed. Patent Document 1 (International Publication No. WO2005 / 111880) includes three or more radio wave receivers that receive radio waves transmitted from radio wave transmitters attached to a shopping cart. A so-called TOA (Time of Arrival) method or TDOA (Time Difference of Arrival) method position estimation system for estimating the position of a radio wave transmitter based on a difference in radio wave reception time is disclosed. Patent Document 1 (International Publication No. WO2005 / 111880) includes a plurality of radio wave receivers that communicate with radio wave transmitters attached to a shopping cart or the like, and with which radio wave transmitters communicated. Based on this, a position estimation system that estimates that a radio wave transmitter is present at a position where a radio wave receiver with which communication has been made is disclosed.
また、例えば、電波発信機が発信する電波を受信する3台以上の電波受信機を備え、受信した電波強度が比較的強い3台以上の電波受信機を抽出し、抽出された複数の電波受信機の重心位置を電波発信機の位置と推定する重心法を利用する、電波発信機の位置推定システムも知られている。 In addition, for example, there are three or more radio receivers that receive radio waves transmitted by a radio transmitter, and three or more radio receivers with relatively strong received radio waves are extracted, and a plurality of extracted radio waves are received. There is also known a radio wave transmitter position estimation system that uses a barycentric method for estimating the barycentric position of the machine as the radio wave transmitter position.
ところが、RSSI方式、TOA方式、TDOA方式、重心法等を利用する位置推定システムでは、最も強い強度の電波を受信した電波受信機の通信に関する情報だけを用いるのではなく、それより弱い強度の電波を受信した電波受信機の通信に関する情報も用いるため、位置推定の精度が低下するおそれがある。 However, in a position estimation system using the RSSI method, TOA method, TDOA method, center of gravity method, etc., not only information relating to communication of a radio wave receiver that has received the strongest radio wave is used, but a radio wave having a weaker intensity. Since the information regarding the communication of the radio wave receiver that received the signal is also used, the accuracy of position estimation may be reduced.
また、電波発信機がどの電波受信機と通信をしたかにより、通信をした電波受信機の設置された位置に電波発信機が存在すると推定する位置推定システムでは、位置推定の精度を向上させるために、電波受信機を多数設置する必要があり、設置費用が増大するおそれがある。 In addition, in a position estimation system that estimates that a radio wave transmitter is present at the position where the radio wave receiver with which it communicated is installed depends on which radio wave receiver the radio wave transmitter has communicated with, in order to improve the accuracy of position estimation In addition, it is necessary to install a large number of radio wave receivers, which may increase the installation cost.
本発明の課題は、電波発信機が発信する電波を受信する複数の電波受信機を備え、電波受信機が受信した電波に基づいて電波発信機の位置を推定する位置推定システムであって、電波受信機の設置台数は抑制しつつ、電波発信機の位置を精度よく推定可能な位置推定システムを提供することにある。 An object of the present invention is a position estimation system that includes a plurality of radio wave receivers that receive radio waves transmitted from a radio wave transmitter, and estimates the position of the radio wave transmitter based on the radio waves received by the radio wave receiver. An object of the present invention is to provide a position estimation system capable of accurately estimating the position of a radio wave transmitter while suppressing the number of installed receivers.
本発明の第1観点に係る位置推定システムは、少なくとも3台の電波受信機と、位置推定装置と、を備える。電波受信機は、それぞれが異なる位置に設置される。位置推定装置は、電波受信機が受け付けた電波発信機の電波の、強度に関する情報に基づいて、電波発信機の位置を推定する。位置推定装置は、決定部と、推定部と、を有する。決定部は、複数の時間帯のそれぞれにおいて各電波受信機が受け付けた電波発信機の電波の、強度に関する、電波受信機別かつ時間帯別の電波強度情報に基づき、各時間帯について、電波受信機の中から最大強度の電波を受け付けた1の電波受信機を最大強度電波受信機として決定する。推定部は、2以上の時間帯からなる判定対象時間帯における電波発信機の位置を、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに基づいて推定する。 A position estimation system according to a first aspect of the present invention includes at least three radio wave receivers and a position estimation device. Each radio receiver is installed at a different position. The position estimation device estimates the position of the radio wave transmitter based on the information regarding the strength of the radio wave of the radio wave transmitter received by the radio wave receiver. The position estimation device includes a determination unit and an estimation unit. The deciding unit receives the radio wave for each time zone based on the radio wave strength information for each radio wave receiver and each time zone regarding the strength of the radio wave of the radio wave transmitter received by each radio wave receiver in each of a plurality of time zones. One radio wave receiver that has received the maximum intensity radio wave from the machine is determined as the maximum intensity radio wave receiver. The estimation unit estimates the position of the radio wave transmitter in the determination target time zone composed of two or more time zones based on the combination of the maximum strength radio wave receivers in the time zone included in the determination target time zone.
本発明の第1観点に係る位置推定システムでは、各時間帯について最大強度の電波を受け付けた1の電波受信機が最大強度電波受信機に決定され、複数の時間帯の最大強度電波受信機の組合せに応じて、判定対象時間帯における電波発信機の位置が推定される。つまり、ここでは、最大強度の電波を受信した電波受信機に関する情報しか位置推定に使用されないため、位置推定の精度を高く保つことができる。また、ここでは、複数の時間帯の最大強度電波受信機の組合せに基づいて電波発信機の位置が推定されるため、単に通信をした電波受信機の設置された位置に電波発信機が存在すると推定する場合に比べ、少ない数の電波受信機で、電波発信機の位置を精度よく推定することができる。 In the position estimation system according to the first aspect of the present invention, one radio wave receiver that has received the maximum intensity radio wave for each time zone is determined as the maximum intensity radio wave receiver, and the maximum intensity radio wave receiver for a plurality of time zones is determined. According to the combination, the position of the radio wave transmitter in the determination target time zone is estimated. That is, here, only information related to a radio wave receiver that has received a radio wave having the maximum intensity is used for position estimation, so that the accuracy of position estimation can be kept high. Here, since the position of the radio wave transmitter is estimated based on the combination of the maximum intensity radio wave receivers in a plurality of time zones, it is assumed that the radio wave transmitter exists at the position where the radio wave receiver that has simply communicated is installed. Compared to the estimation, the position of the radio wave transmitter can be accurately estimated with a small number of radio wave receivers.
本発明の第2観点に係る位置推定システムは、第1観点に係る位置推定システムであって、平面視における電波受信機間の最短距離を、電波発信機の予測される最大移動速度と時間帯の長さとの積で除した場合に、その値が2以上となるように、最短距離と時間帯の長さとの関係が設定される。 A position estimation system according to a second aspect of the present invention is the position estimation system according to the first aspect, wherein the shortest distance between radio wave receivers in a plan view is determined by the estimated maximum moving speed and time zone of the radio wave transmitter. The relationship between the shortest distance and the length of the time zone is set so that the value becomes 2 or more when divided by the product of the length of the time.
本発明の第2観点に係る位置推定システムでは、電波受信機同士の最短距離だけ電波発信機が移動する間に、電波発信機の位置推定を行い得るため、精度よく電波発信機の位置を推定することが容易である。 In the position estimation system according to the second aspect of the present invention, since the position of the radio wave transmitter can be estimated while the radio wave transmitters move by the shortest distance between the radio wave receivers, the position of the radio wave transmitter is accurately estimated. Easy to do.
本発明の第3観点に係る位置推定システムは、第2観点に係る位置推定システムであって、判定対象時間帯の長さは、平面視における電波受信機間の最短距離を最大移動速度で除して算出される時間の長さ以下である。 A position estimation system according to a third aspect of the present invention is the position estimation system according to the second aspect, and the length of the determination target time zone is obtained by dividing the shortest distance between radio wave receivers in plan view by the maximum moving speed. Or less than the calculated length of time.
本発明の第3観点に係る位置推定システムでは、電波受信機同士の最短距離だけ電波発信機が移動する間に、電波発信機の位置推定が少なくとも1回行われるため、精度よく電波発信機の位置を推定することが容易である。 In the position estimation system according to the third aspect of the present invention, the position of the radio wave transmitter is estimated at least once while the radio wave transmitters move by the shortest distance between the radio wave receivers. It is easy to estimate the position.
本発明の第4観点に係る位置推定システムは、第1観点から第3観点のいずれかに係る位置推定システムであって、情報生成部を更に備える。情報生成部は、電波受信機別かつ時間帯別の電波強度情報を生成する。情報生成部は、各時間帯内の複数の時点における、電波受信機のそれぞれが電波発信機から受け付けた電波の、強度に関する値に基づいて、該時間帯の該電波受信機についての電波強度情報を生成する。 A position estimation system according to a fourth aspect of the present invention is the position estimation system according to any one of the first aspect to the third aspect, and further includes an information generation unit. The information generator generates radio wave intensity information for each radio receiver and for each time zone. The information generation unit, based on the value related to the strength of the radio wave received from the radio wave transmitter by each of the radio wave receivers at a plurality of time points within each time zone, Is generated.
本発明の第4観点に係る位置推定システムでは、時間帯別の電波強度情報が、その時間帯内の複数の時点における電波の強度に関する値に基づいて生成されるため、信頼度の高い電波強度情報を得ることが容易である。 In the position estimation system according to the fourth aspect of the present invention, the radio wave intensity information for each time zone is generated based on the values related to the radio wave intensity at a plurality of time points within the time zone. It is easy to get information.
本発明の第5観点に係る位置推定システムは、第1観点から第4観点のいずれかに係る位置推定システムであって、電波受信機は、第1電波受信機および第2電波受信機を含む。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、第1電波受信機および第2電波受信機のみが含まれ、かつ、第1電波受信機および第2電波受信機の両方が含まれる場合に、推定部は、平面視において、第1電波受信機および第2電波受信機の中間位置に電波発信機が存在すると、電波発信機の位置を推定する。 A position estimation system according to a fifth aspect of the present invention is the position estimation system according to any of the first to fourth aspects, wherein the radio wave receiver includes a first radio wave receiver and a second radio wave receiver. . Only the first radio wave receiver and the second radio wave receiver are included in the combination of the maximum intensity radio wave receivers in the time zone included in the determination target time zone, and both the first radio wave receiver and the second radio wave receiver are included. If the radio wave transmitter is present at an intermediate position between the first radio wave receiver and the second radio wave receiver in plan view, the estimation unit estimates the position of the radio wave transmitter.
本発明の第5観点に係る位置推定システムでは、第1電波受信機と第2電波受信機との中間位置に電波発信機が存在するという推定が行われるため、第1電波受信機の位置、又は、第2電波受信機の位置に電波発信機が存在するとだけ推定する場合に比べ、電波発信機の位置を精度よく推定できる。 In the position estimation system according to the fifth aspect of the present invention, since it is estimated that a radio wave transmitter is present at an intermediate position between the first radio wave receiver and the second radio wave receiver, the position of the first radio wave receiver, Alternatively, the position of the radio wave transmitter can be estimated with higher accuracy than when only the radio wave transmitter is estimated at the position of the second radio wave receiver.
本発明の第6観点に係る位置推定システムは、第5観点に係る位置推定システムであって、電波受信機は、第3電波受信機を更に含む。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、第1電波受信機、第2電波受信機、および第3電波受信機のみが含まれ、かつ、第1電波受信機、第2電波受信機、および第3電波受信機の全てが含まれる場合に、推定部は、平面視において、第1電波受信機、第2電波受信機、および第3電波受信機の重心位置に電波発信機が存在すると、電波発信機の位置を推定する。 A position estimation system according to a sixth aspect of the present invention is the position estimation system according to the fifth aspect, and the radio wave receiver further includes a third radio wave receiver. Only the first radio wave receiver, the second radio wave receiver, and the third radio wave receiver are included in the combination of the maximum intensity radio wave receivers in the time zone included in the determination target time zone, and the first radio wave receiver, When all of the second radio wave receiver and the third radio wave receiver are included, the estimation unit is located at the center of gravity of the first radio wave receiver, the second radio wave receiver, and the third radio wave receiver in plan view. If a radio wave transmitter is present, the position of the radio wave transmitter is estimated.
本発明の第6観点に係る位置推定システムでは、第1〜第3電波受信機の重心位置に電波発信機が存在するという推定が行われるため、いずれかの電波受信機の位置に電波発信機が存在するとだけ推定する場合に比べ、電波発信機の位置を精度よく推定できる。 In the position estimation system according to the sixth aspect of the present invention, since it is estimated that a radio wave transmitter is present at the center of gravity of the first to third radio wave receivers, the radio wave transmitter is located at any radio wave receiver position. The position of the radio wave transmitter can be estimated with higher accuracy than in the case where it is only estimated that the signal exists.
本発明の第7観点に係る位置推定システムは、第1観点から第6観点のいずれかに係る位置推定システムであって、電波発信機は人と共に移動する。 A position estimation system according to a seventh aspect of the present invention is the position estimation system according to any one of the first aspect to the sixth aspect, and the radio wave transmitter moves with a person.
本発明の第7観点に係る位置推定システムでは、電波発信機の位置の推定を行うことで、人の動線を把握できる。 In the position estimation system according to the seventh aspect of the present invention, it is possible to grasp the human traffic line by estimating the position of the radio wave transmitter.
本発明の第1観点に係る位置推定システムでは、最大強度の電波を受け付けた電波受信機に関する情報しか位置推定に使用されないため、位置推定の精度を高く保つことができる。また、ここでは、複数の時間帯の最大強度電波受信機の組合せに基づいて電波発信機の位置が推定されるため、単に通信をした電波受信機の設置された位置に電波発信機が存在すると推定する場合に比べ、少ない電波受信機で、電波発信機の位置を精度よく推定することができる。 In the position estimation system according to the first aspect of the present invention, only information relating to the radio wave receiver that has received the radio wave having the maximum intensity is used for position estimation, so that the accuracy of position estimation can be kept high. Here, since the position of the radio wave transmitter is estimated based on the combination of the maximum intensity radio wave receivers in a plurality of time zones, it is assumed that the radio wave transmitter exists at the position where the radio wave receiver that has simply communicated is installed. Compared to the estimation, the position of the radio wave transmitter can be accurately estimated with a small number of radio wave receivers.
本発明の第2観点又は第3観点に係る位置推定システムでは、精度よく電波発信機の位置を推定することが容易である。 In the position estimation system according to the second aspect or the third aspect of the present invention, it is easy to accurately estimate the position of the radio wave transmitter.
本発明の第4観点に係る位置推定システムでは、信頼度の高い時間帯別の電波強度情報を得ることが容易である。 In the position estimation system according to the fourth aspect of the present invention, it is easy to obtain highly reliable radio field intensity information by time period.
本発明の第5観点および第6観点に係る位置推定システムでは、電波発信機の位置を精度よく推定することができる。 In the position estimation system according to the fifth aspect and the sixth aspect of the present invention, the position of the radio wave transmitter can be accurately estimated.
本発明の第7観点に係る位置推定システムでは、電波発信機の位置の推定を行うことで、人の動線を把握できる。 In the position estimation system according to the seventh aspect of the present invention, it is possible to grasp the human traffic line by estimating the position of the radio wave transmitter.
本発明に係る位置推定システムの一実施形態としての位置推定システム100について、図面を用いて説明する。以下で説明する位置推定システム100は、本発明に係る位置推定システムの具体例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
A
(1)全体構成
図1は、位置推定システム100の全体概要図である。
(1) Overall Configuration FIG. 1 is an overall schematic diagram of the
位置推定システム100は、複数の(より具体的には3台以上の)無線LANのアクセスポイント20と、位置推定装置30と、を備えたシステムである(図1参照)。アクセスポイント20は、それぞれが異なる位置に設置される。アクセスポイント20と位置推定装置30とは、通信回線40により接続されている。位置推定装置30は、アクセスポイント20が受け付けた電波発信機の電波の強度に関する情報に基づいて、電波発信機の位置の推定を行う。
The
アクセスポイント20は、スーパーマーケット等の商業施設内の空間R(売場等)に設置される(図2参照)。具体的には、空間Rの天井に設置されている空調装置の複数の室内機50のそれぞれに隣接して、アクセスポイント20が1つ取り付けられている(図3参照)。室内機50は、一般に、空間Rの全エリアが空調の対象となるよう、空間Rの全体にわたって、概ね均等な間隔で設置されている。そのため、室内機50に隣接して取り付けられるアクセスポイント20は、例えば図2のように、空間Rの全体にわたって、概ね均等な間隔で設置される。位置推定装置30は、アクセスポイント20の設置される商業施設内、例えば商業施設のバックヤードに設置される。
The
ここでは、データ重畳技術を用いて、空調装置の室内機50の制御部(図示せず)と室外機の制御部(図示せず)とを接続する空調用通信線が、アクセスポイント20と位置推定装置30とを接続する通信回線40としても用いられる。これにより、アクセスポイント20と位置推定装置30とを接続する通信回線を、別途設置する費用や手間を省くことができる。
Here, the air-conditioning communication line that connects the control unit (not shown) of the
アクセスポイント20に対して電波を発信する電波発信機は、例えば人が携帯するスマートフォン等の携帯端末90である。言い換えれば、携帯端末90は、人と共に移動する。位置推定システム100を用いることで、商業施設の空間Rにおける、携帯端末90を携帯する人の動線情報等を取得可能である。
A radio wave transmitter that transmits radio waves to the
なお、図1では、携帯端末90は1台のみ描画されているが、携帯端末90は複数台でもよい。言い換えれば、携帯端末90を所有する人は、空間R内に2人以上いてもよい。
In FIG. 1, only one
各携帯端末90は、固有の識別符号(以後、発信機IDと呼ぶ)を有する。携帯端末90は、情報として発信機IDを含む電波(電波信号)を発信する。携帯端末90からは、定期的に、例えば0.5秒間隔で、電波が発信される。ただし、携帯端末90からの電波の発信間隔は例示であり、これに限定されるものではない。
Each
(2)詳細構成
(2−1)アクセスポイント
アクセスポイント20は、携帯端末90の発する電波を受信する電波受信機の一例である。アクセスポイント20は、携帯端末90から発信される電波を受け付ける。アクセスポイント20は、携帯端末90から受け付けた電波について、電波の強度を検知する。
(2) Detailed Configuration (2-1) Access Point The
アクセスポイント20は、携帯端末90から受け付けた電波のそれぞれについて、電波に関する情報を生成する。各電波についての、電波に関する情報には、アクセスポイント20が電波を受信した時刻と、受信した電波に情報として含まれていた発信機IDと、アクセスポイント20が検知した電波の強度に関する情報(電波の強度に関する値)と、を含む。アクセスポイント20は、生成した電波に関する情報を、各アクセスポイント20に固有の識別符号(以後、受信機IDと呼ぶ)と共に、位置推定装置30へ送信する。
The
ここでは、アクセスポイント20は、携帯端末90から電波を受信する度に、受信した電波について電波に関する情報を生成し、生成した電波に関する情報を位置推定装置30へ送信する。ただし、これに限定されるものではない。例えば、アクセスポイント20は、電波を複数回受信した後、複数の電波のそれぞれについて電波に関する情報を生成し、これらを位置推定装置30へ送信してもよい。また、例えば、アクセスポイント20は、電波を受信する度に電波に関する情報を生成し、生成した電波に関する情報を、複数回分まとめて位置推定装置30へ送信してもよい。
Here, every time the
(2−2)位置推定装置
位置推定装置30は、汎用のコンピュータである。位置推定装置30は、アクセスポイント20が受け付けた携帯端末90の電波の、強度に関する情報に基づいて、携帯端末90の位置を推定する。
(2-2) Position Estimation Device The
位置推定装置30は、図4に示すように、通信部31、入力部32、出力部33、記憶部34、および制御部35を主に有する。
As illustrated in FIG. 4, the
(2−2−1)通信部
通信部31は、アクセスポイント20と位置推定装置30との通信回線40を介した通信を可能にするための通信インターフェースである。
(2-2-1) Communication Unit The communication unit 31 is a communication interface for enabling communication between the
位置推定装置30は、アクセスポイント20から、受信機IDおよび電波に関する情報を受け付ける。通信部31を介してアクセスポイント20から受け付けた受信機IDおよび電波に関する情報は、後述する記憶部34の受信データ記憶領域34aに記憶される。
The
(2−2−2)入力部
入力部32は、例えば、キーボードやマウスである。入力部32には、位置推定装置30のオペレータ等により各種情報や各種指令が入力される。
(2-2-2) Input unit The
(2−2−3)出力部 出力部33は、例えば、液晶ディスプレイである。出力部33には、各種情報が出力(表示)される。出力部33には、例えば、後述する制御部35により推定された携帯端末90の位置に基づく情報が表示される。具体的には、出力部33には、例えば、制御部35により推定された携帯端末90の位置に基づく、人の動線情報(携帯端末90を携帯する人の移動経路を示す情報)が表示される。
(2-2-3) Output unit The
(2−2−4)記憶部
記憶部34は、主に、ROM、RAM、およびハードディスクによって構成されている。
(2-2-4) Storage Unit The
記憶部34には、制御部35により実行される各種プログラムが記憶される。
The
また、記憶部34には、各種情報が記憶される。記憶部34は、情報の記憶領域として、受信データ記憶領域34aと、電波強度情報記憶領域34bと、最大強度電波受信機記憶領域34cと、位置推定結果記憶領域34dと、を含む。
Various information is stored in the
(2−2−4−1)受信データ記憶領域
受信データ記憶領域34aには、アクセスポイント20から通信回線40を介して受け付けた、受信機IDおよび電波に関する情報が記憶される。電波に関する情報には、電波に関する情報と共に送信されてくる受信機IDを有するアクセスポイント20が、ある電波を受信した時刻と、その電波に情報として含まれていた発信機IDと、その電波の強度に関する情報(アクセスポイント20が検知した、その電波の強度に関する値)と、を含む。受信データ記憶領域34aには、発信機ID別かつ受信機ID別に、電波の受信時刻と、電波の強度に関する情報とが、互いに関連付けて記憶される。
(2-2-4-1) Received Data Storage Area The received
(2−2−4−2)電波強度情報記憶領域
電波強度情報記憶領域34bには、発信機ID別に、後述する制御部35の情報生成部35aにより生成される、受信機ID別かつ時間帯別の電波強度情報が記憶される。電波強度情報については、情報生成部35aに関する説明の中で詳述する。
(2-2-4-2) Radio wave intensity information storage area The radio wave intensity
(2−2−4−3)最大強度電波受信機記憶領域
最大強度電波受信機記憶領域34cには、発信機ID別に、後述する制御部35の決定部35bにより決定される、時間帯別の最大強度電波受信機が記憶される。最大強度電波受信機については、決定部35bに関する説明の中で詳述する。
(2-2-4-3) Maximum intensity radio wave receiver storage area The maximum intensity radio wave receiver storage area 34c is determined by the time zone determined by the determination unit 35b of the control unit 35 described later for each transmitter ID. The maximum strength radio receiver is stored. The maximum intensity radio wave receiver will be described in detail in the description regarding the determination unit 35b.
(2−2−4−4)位置推定結果記憶領域
位置推定結果記憶領域34dには、発信機ID別に、後述する制御部35の推定部35cによる携帯端末90の位置の推定結果が、時系列の情報として記憶される。
(2-2-4-4) Position estimation result storage area In the position estimation
(2−2−5)制御部
制御部35は、主にCPUを有する。制御部35は、記憶部34に記憶されている各種プログラムを実行することで、携帯端末90の位置の推定を行う。
(2-2-5) Control unit The control unit 35 mainly includes a CPU. The control unit 35 estimates the position of the
具体的には、制御部35は、携帯端末90の位置の推定のための各種プログラムを実行することで、主に情報生成部35a、決定部35b、および推定部35cとして機能する。
Specifically, the control unit 35 mainly functions as an
(2−2−5−1)情報生成部
情報生成部35aは、受信データ記憶領域34aに、発信機ID別かつ受信機ID別に、互いに関連付けられて記憶された電波の受信時刻と電波の強度に関する情報とに基づき、各携帯端末90について(各発信機IDについて)、受信機ID別(アクセスポイント20別)かつ時間帯別の電波強度情報を生成する。
(2-2-5-1) Information Generation Unit The
なお、ここでは、全ての時間帯は同一の長さである。時間帯の長さは、各時間帯に、アクセスポイント20が携帯端末90から電波を受信する時刻が所定数だけ含まれるように設定される。例えば、電波が0.5秒間隔で携帯端末90から発信され、各時間帯にアクセスポイント20が電波を受信する時刻が3つ含まれるよう時間帯の長さが設定されているとすれば、時間帯の長さは1.5秒である。
Here, all the time zones have the same length. The length of the time zone is set so that each time zone includes a predetermined number of times when the
情報生成部35aによる、電波強度情報の生成について具体的に説明する。なお、ここでは、説明を簡単にするため、携帯端末90は1台だけ(発信機IDは1つだけ)と仮定して説明を行う。携帯端末90が複数台ある場合には、情報生成部35aは、発信機ID別に以下に説明する処理を実行すればよい。
The generation of the radio wave intensity information by the
情報生成部35aは、各時間帯内の複数の時点(各時間帯に含まれる、複数の、電波の受信時刻)における、アクセスポイント20のそれぞれが携帯端末90から受信した電波の、強度に関する情報(強度に関する値)に基づいて、その時間帯の、そのアクセスポイント20についての電波強度情報を生成する。なお、後述するように、決定部35bは、情報生成部35aにより生成された時間帯別の電波強度情報に基づいて、各時間帯について最大強度受信機を決定する。最大強度受信機については後述する。
The
具体例を挙げて、より具体的に説明する。 This will be described more specifically with a specific example.
ここでは、例えば、アクセスポイント20は、アクセスポイント20A,20B,20Cの3台であると仮定する(図5参照)。3台のアクセスポイント20A,20B,20Cは、それぞれ、A,B,Cという受信機IDを有するアクセスポイント20である。3台のアクセスポイント20A,20B,20Cは、平面視において、例えば図5のように、三角形の頂点の位置にそれぞれ配置されている。携帯端末90からアクセスポイント20には、所定長さの各時間帯に、電波が3回送信されると仮定する。言い換えれば、受信データ記憶領域34aには、ある受信機IDのアクセスポイント20について、ある時間帯に属する電波の受信時刻と関連付けられた電波の強度に関する値が、3つずつ記憶されていると仮定する。例えば、受信データ記憶領域34aには、表1のように、アクセスポイント20別に、時刻別の(時刻t1,t2,t3・・・の)電波の強度に関する値(単位はデシベル)が記憶されている。ここでは、時刻t1,t2,t3は、時間帯T1に属し、時刻t4,t5,t6は、時間帯T1に引き続く時間帯T2に属するものとする(時刻t7以降についても同様)。
Here, for example, assume that there are three
情報生成部35aは、アクセスポイント20別に、各時間帯T1,T2,・・・について、各時間帯T1,T2,・・・内の複数の時点(電波の受信時刻)における電波の強度に関する値の平均値を算出し、これをアクセスポイント20別かつ時間帯別の電波強度情報として電波強度情報記憶領域34bに記憶する。電波強度情報記憶領域34bには、例えば、表2に示すような情報が記憶される。
For each time zone T1, T2,..., The
(2−2−5−2)決定部
決定部35bは、電波強度情報記憶領域34bに記憶された情報に基づき、ある発信機IDの携帯端末90に関し、時間帯別に最大強度電波受信機を決定する。つまり、決定部35bは、ある発信機IDの携帯端末90に関し、複数の時間帯のそれぞれにおいて各アクセスポイント20が受け付けた携帯端末90の電波の、強度に関する、アクセスポイント20別(受信機ID別)かつ時間帯別の電波強度情報に基づき、各時間帯について、最大強度電波受信機を決定する。なお、ここで、最大強度電波受信機とは、アクセスポイント20の中で、最大強度の電波を受信した1のアクセスポイント20を意味する。
(2-2-5-2) Determining Unit The determining unit 35b determines the maximum strength radio wave receiver for each
具体的に、ある発信機IDの携帯端末90について、表2に示す情報が電波強度情報記憶領域34bに記憶されている場合を例に、決定部35bによる最大強度電波受信機の決定処理について説明する。なお、ここでは、アクセスポイント20は、図5のように、アクセスポイント20A,20B,20Cの3台であると仮定する。
Specifically, the determination process of the maximum intensity radio wave receiver by the determination unit 35b will be described by taking as an example the case where the information shown in Table 2 is stored in the radio wave intensity
決定部35bは、表2に示す情報が電波強度情報記憶領域34bに記憶されている場合、各時間帯T1,T2,T3,・・・について、最大の電波強度情報の値を示す受信機IDのアクセスポイント20を、最大強度電波受信機に決定する。例えば、決定部35bは、時間帯T1およびT2については受信機IDがAのアクセスポイント20Aを、時間帯T3については受信機IDがBのアクセスポイント20Bを最大強度電波受信機として決定する(時間帯T4以降についても同様)。
When the information shown in Table 2 is stored in the radio wave intensity
決定部35bにより決定された、時間帯別の最大強度電波受信機の情報(例えば、表3に示すような情報)は、発信機ID別に最大強度電波受信機記憶領域34cに記憶される。 Information on the maximum strength radio wave receiver for each time zone determined by the determination unit 35b (for example, information as shown in Table 3) is stored in the maximum strength radio wave receiver storage area 34c for each transmitter ID.
(2−2−5−3)推定部
推定部35cは、最大強度電波受信機記憶領域34cに記憶された時間帯別の最大強度電波受信機の情報を用いて、2以上の時間帯からなる判定対象時間帯における携帯端末90の位置を、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに基づいて推定する。
(2-2-5-3) Estimating Unit The estimating
具体例を挙げて説明する。 A specific example will be described.
ここでは、アクセスポイント20は、それぞれがA,B,Cという受信機IDを有するアクセスポイント20A,20B,20Cの3台であり、平面視において、アクセスポイント20A,20B,20Cが、図5のように、三角形の頂点の位置にそれぞれ配置されていると仮定する。また、ここでは、各判定対象時間帯は、3つの時間帯からなると仮定する。例えば、表3に示すような時間帯別(時間帯T1,T2,T3,・・・)の最大強度電波受信機の情報が用いられる場合、時間帯T1,T2,T3を併せて判定対象時間帯E1とし,時間帯T4,T5,T6を併せて判定対象時間帯E2とし,時間帯T7,T8,T9を併せて判定対象時間帯E3とする(T10以降についても同様)。
Here, there are three
推定部35cは、各判定対象時間帯E1,E2,E3,・・・の携帯端末90の位置を、各判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに基づいて、以下の様に決定する。
The
(A)判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せが、同一の受信機IDのアクセスポイントのみからなる場合
推定部35cは、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せが、同一の受信機IDのアクセスポイント20のみからなる場合、その判定対象時間帯に、平面視においてそのアクセスポイント20が設置されている位置に携帯端末90が存在すると判定する。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、全て受信機IDがAのアクセスポイント20Aであれば、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Aの位置(位置P1)に携帯端末90が存在すると判定する(図5および図6参照)。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、全て受信機IDがBのアクセスポイント20Bであれば、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Bの位置(位置P2)に携帯端末90が存在すると判定する(図5および図6参照)。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、全て受信機IDがCのアクセスポイント20Cであれば、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Cの位置(位置P3)に携帯端末90が存在すると判定する(図5および図6参照)。
(A) When the combination of the maximum strength radio wave receivers in the time zone included in the determination target time zone is composed only of access points with the same receiver ID, the
表3の例を用いて説明すれば、判定対象時間帯E2に含まれる時間帯T4,T5,T6の最大強度電波受信機は、全て受信機IDがBのアクセスポイント20Bである。そのため、推定部35cは、判定対象時間帯E2には、位置P2に、携帯端末90が存在すると判定する。
If it demonstrates using the example of Table 3, all the maximum intensity | strength radio wave receivers of the time slot | zones T4, T5, and T6 included in the determination object time slot | zone E2 are the
(B)判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せが、受信機IDの異なる2つのアクセスポイントからなる場合
判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せが、受信機IDの異なる2つのアクセスポイント20からなる場合、言い換えれば、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、受信機IDの異なる2つのアクセスポイント20が含まれ、それらの受信機ID以外のアクセスポイント20が含まれない場合に、推定部35cは、平面視において、組合せに含まれる2つのアクセスポイント20の中間位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置を推定する。例えば、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、受信機IDがAのアクセスポイント20Aおよび受信機IDがBのアクセスポイント20Bである場合には、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Aとアクセスポイント20Bとの中間位置(位置P4)に、携帯端末90が存在すると推定する(図5および図6参照)。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、受信機IDがAのアクセスポイント20Aおよび受信機IDがCのアクセスポイント20Cである場合には、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Aとアクセスポイント20Cとの中間位置(位置P5)に、携帯端末90が存在すると推定する(図5および図6参照)。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、受信機IDがBのアクセスポイント20Bおよび受信機IDがCのアクセスポイント20Cである場合には、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Bとアクセスポイント20Cとの中間位置(位置P6)に、携帯端末90が存在すると推定する(図5および図6参照)。
(B) When the combination of the maximum strength radio wave receivers in the time zone included in the determination target time zone is composed of two access points having different receiver IDs When the combination includes two
表3の例を用いて説明すれば、判定対象時間帯E1に含まれる時間帯T1,T2,T3の最大強度電波受信機の組合せには、受信機IDがAのアクセスポイント20Aと、受信機IDがBのアクセスポイント20Bとの2つが含まれるため、推定部35cは、判定対象時間帯E1には、位置P4に、携帯端末90が存在すると判定する。
If it demonstrates using the example of Table 3, as for the combination of the maximum intensity | strength radio wave receiver of the time slot | zones T1, T2, T3 included in the determination target time slot | zone E1, the
(C)判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せが、受信機IDが異なる3つのアクセスポイントからなる場合
判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せが、受信機IDの異なる3つのアクセスポイント20からなる場合、推定部35cは、平面視において組合せに含まれる3つのアクセスポイント20の重心位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置を推定する。つまり、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、受信機IDがAのアクセスポイント20Aと、受信機IDがBのアクセスポイント20Bと、受信機IDがCのアクセスポイント20Cと、を含む場合には、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Aと、アクセスポイント20Bと、アクセスポイント20Cとの重心位置(位置P7)に、携帯端末90が存在すると推定する(図5および図6参照)。
(C) When the combination of the maximum strength radio wave receivers in the time zone included in the determination target time zone is composed of three access points having different receiver IDs The maximum strength radio wave receiver in the time zone included in the determination target time zone When the combination includes three
表3の例を用いて説明すれば、判定対象時間帯E3に含まれる時間帯T7,T8,T9の最大強度電波受信機の組合せには、受信機IDがAのアクセスポイント20Aと、受信機IDがBのアクセスポイント20Bと、受信機IDがCのアクセスポイント20Cとが含まれるため、推定部35cは、判定対象時間帯E3には、位置P7に、携帯端末90が存在すると判定する。
If it demonstrates using the example of Table 3, as for the combination of the maximum intensity | strength radio wave receiver of the time slot | zones T7, T8, and T9 included in determination object time slot | zone E3, receiver ID is the
以上のような方法で、推定部35cにより推定された携帯端末90の位置は、発信機ID別に、時系列の情報(判定対象時間帯E1,E2,E3,・・・別の情報)として、位置推定結果記憶領域34dに記憶される。例えば、位置推定結果記憶領域34dには、ある発信機IDの携帯端末90について、表4のような情報が記憶される。
The position of the
(3)携帯端末の位置推定に関するパラメータの設定
携帯端末90の位置を精度よく推定するため、携帯端末90の位置推定に関するパラメータの間には、以下の式1が成り立つことが好ましい。
(3) Setting of parameters related to position estimation of portable terminal In order to accurately estimate the position of
[式1]
D/V≧(1/n)×K×2
[Formula 1]
D / V ≧ (1 / n) × K × 2
なお、ここで、Dは、平面視におけるアクセスポイント20間の最短距離[m]である。Vは、携帯端末90の予想される最大移動速度[m/秒]である。言い換えれば、Vは、携帯端末90を携帯する人の予想される最大移動速度[m/秒]である。nは、携帯端末90の電波の発信頻度[回/秒]である。Kは、情報生成部35aにより電波強度情報が生成される時間単位である1の時間帯の間に、携帯端末90により電波が発信される回数である。(1/n)×Kは、1の時間帯の長さ[秒]を表す。
Here, D is the shortest distance [m] between the access points 20 in plan view. V is the expected maximum moving speed [m / sec] of the
式1は、平面視におけるアクセスポイント20間の最短距離Dを、携帯端末90の予測される最大移動速度Vと時間帯の長さ(1/n)×Kとの積で除した場合に、その値が2以上であることを意味する。最短距離Dと判定対象時間帯の長さ(1/n)×Kとの間に、式1のような関係があることで、アクセスポイント20同士の最短距離Dだけ携帯端末90が移動する間に、携帯端末90の位置推定を行い得るため、精度よく携帯端末90の位置を推定することが容易である。
When the shortest distance D between the access points 20 in plan view is divided by the product of the predicted maximum moving speed V of the
さらに好ましくは、携帯端末90の位置推定に関するパラメータの間には、以下の式2が成り立つことが好ましい。
More preferably, it is preferable that the following Expression 2 holds between parameters related to position estimation of the
[式2]
D/V≧(1/n)×K×N
[Formula 2]
D / V ≧ (1 / n) × K × N
Nは、判定対象時間に含まれる時間帯の数である。Nは、2以上の整数である。 N is the number of time zones included in the determination target time. N is an integer of 2 or more.
つまり、式2は、判定対象時間帯の長さ(1/n)×K×Nは、平面視におけるアクセスポイント20間の最短距離Dを携帯端末90の予想される最大移動速度Vで除して算出される時間の長さ以下であるという関係を示す。式2の関係が成立することで、例えば、携帯端末90が、ある判定対象時間帯に1のアクセスポイント20の位置にいると推定部35cに推定された後に、推定部35cの次の判定対象時間帯には、そのアクセスポイント20に隣接しないアクセスポイント20の位置にいると推定されることを防止できる。
In other words, the length of the determination target time zone (1 / n) × K × N is calculated by dividing the shortest distance D between the access points 20 in a plan view by the expected maximum moving speed V of the
このような状態を避ける事で、以下の様な利点がある。例えば、推定部35cによる人の位置の推定結果を、人の動線解析に用いる場合には、携帯端末90を携帯する人がどのような経路で移動したかを把握することが好ましい。しかし、ある判定対象時間帯に1のアクセスポイント20の位置にいると推定部35cに推定された後に、次の判定対象時間帯に、そのアクセスポイント20に隣接しないアクセスポイント20の位置にいると推定されると、結果としてその位置にいることは分かっても、その位置に至る経路は複数存在し得ることから、携帯端末90の移動経路(人の移動経路)は把握できない可能性がある。しかし、式2の関係を満たすようパラメータが設定されることで、このような事態を避け、携帯端末90の移動経路を把握することが可能になる。
By avoiding such a state, there are the following advantages. For example, when the estimation result of the person's position by the estimating
なお、アクセスポイント20間の最短距離Dは、例えば、2〜200mの範囲である。最短距離Dは、把握したい携帯端末90の位置の精度や、アクセスポイント20の設置条件等に応じて決定される。最短距離Dは、アクセスポイント20の設置台数を抑制するためには、好ましくは4m以上であることが好ましい。携帯端末90の予想される最大移動速度Vは、想定される人の動きに応じて適宜決定される。
The shortest distance D between the access points 20 is, for example, in the range of 2 to 200 m. The shortest distance D is determined according to the accuracy of the position of the
式2を用いたパラメータの決定方法について、具体例を挙げて説明する。 A parameter determination method using Equation 2 will be described with a specific example.
例えば、一例として最短距離Dが5m、携帯端末90の予想される最大移動速度Vが1m/秒、携帯端末90の電波の発信頻度nが2回/秒、判定対象時間帯に含まれる時間帯の数Nが3回という条件に設定する場合、式2から、1の時間帯の間の携帯端末90による電波の発信回数Kは、3.3回以下、例えば3回に設定されることが好ましい。
For example, as an example, the shortest distance D is 5 m, the expected maximum moving speed V of the
また、例えば、一例として最短距離Dが5m、携帯端末90の予想される最大移動速度Vが1m/秒、1の時間帯の間の携帯端末90による電波の発信回数Kが5回、判定対象時間帯に含まれる時間帯の数Nが5回という条件に設定する場合、式2から、携帯端末90の電波の発信頻度nは5回以上に設定されることが好ましい。
In addition, for example, the number K of radio wave transmissions by the
(4)位置推定処理のフロー
位置推定システム100による、携帯端末90の位置推定処理のフローについて、図7のフローチャートに基づいて説明する。
(4) Flow of position estimation processing The flow of position estimation processing of the
なお、ここでは、携帯端末90の位置推定は、リアルタイムの処理ではなく、受信データ記憶領域34aに、携帯端末90の位置推定を行いたい時間の情報が全て記憶された後に行われることを想定している。ただし、これに限定されるものではなく、受信データ記憶領域34aに情報が書き込まれるのに合わせて、携帯端末90の位置推定が次々と行われるよう構成されてもよい。
Here, it is assumed that the position estimation of the
まず、ステップS1では、情報生成部35aは、受信データ記憶領域34aに記憶された、発信機ID別かつ受信機ID別の、互いに関連付けられた電波の受信時刻と電波の強度に関する情報とに基づき、アクセスポイント20別(受信機ID別)かつ時間帯別の電波強度情報を生成する。より具体的には、情報生成部35aは、各時間帯内の複数の時点における、アクセスポイント20のそれぞれが携帯端末90(ある発信機IDの携帯端末90)から受信した電波の強度に関する値の平均値を算出することで、その携帯端末90について、アクセスポイント20別かつ時間帯別の電波強度情報を生成する。情報生成部35aにより生成された、アクセスポイント20別かつ時間帯別の電波強度情報は、携帯端末90の発信機ID別に電波強度情報記憶領域34bに記憶される。その後ステップS2に進む。
First, in step S1, the
次に、ステップS2では、決定部35bが、電波強度情報記憶領域34bに記憶された情報に基づき、ある発信機IDの携帯端末90に関し、時間帯別に最大強度電波受信機を決定する。決定部35bにより決定された、時間帯別の最大強度電波受信機の情報は、発信機ID別に最大強度電波受信機記憶領域34cに記憶される。その後ステップS3に進む。
Next, in step S2, the determination unit 35b determines the maximum intensity radio wave receiver for each
次に、ステップS3では、推定部35cが、最大強度電波受信機記憶領域34cに記憶された時間帯別の最大強度電波受信機の情報を用いて、最先の判定対象時間帯における携帯端末90の位置を、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに基づいて推定する。携帯端末90の位置の推定方法については既に説明したため、ここでは説明を省略する。推定部35cにより推定された携帯端末90の位置は、発信機ID別に、判定対象時間帯と関連付けて、位置推定結果記憶領域34dに記憶される。その後ステップS4に進む。
Next, in step S3, the
ステップS4では、最大強度電波受信機記憶領域34cに記憶された全ての情報について、言い換えれば、全ての判定対象時間帯について、推定部35cによる携帯端末90の位置推定が終了したか否かが判定される。
In step S4, it is determined whether or not the estimation of the position of the
ステップS4で、位置推定が推定されていない判定対象時間帯が未だ存在すると判定された場合には、ステップS3に戻り、前回ステップS3で位置推定を行った判定対象時間帯の次の判定対象時間帯について、推定部35cによる携帯端末90の位置推定が行われる。
If it is determined in step S4 that there is still a determination target time zone in which position estimation has not been estimated, the process returns to step S3, and the next determination target time of the determination target time zone in which position estimation was performed in the previous step S3 For the band, the position of the
一方、ステップS4で、最大強度電波受信機記憶領域34cに記憶された全ての情報について、言い換えれば、全ての判定対象時間帯について、推定部35cによる携帯端末90の位置推定が終了したと判定されると、その携帯端末90についての位置推定の処理は終了する。そして、一連の処理の結果、位置推定結果記憶領域34dには、推定部35cにより推定された、携帯端末90の位置の時系列の情報が記憶される。
On the other hand, in step S4, it is determined that the estimation of the position of the
(5)特徴
(5−1)
本実施形態に係る位置推定システム100は、少なくとも3台のアクセスポイント20(図5の具体例では3台のアクセスポイント20A,20B,20C)と、位置推定装置30と、を備える。アクセスポイント20は、電波受信機の一例である。アクセスポイント20は、それぞれが異なる位置に設置される。位置推定装置30は、アクセスポイント20が受け付けた携帯端末90の電波の、強度に関する情報に基づいて、携帯端末90の位置を推定する。携帯端末90は、電波発信機の一例である。位置推定装置30は、決定部35bと、推定部35cと、を有する。決定部35bは、複数の時間帯のそれぞれにおいて各アクセスポイント20が受け付けた携帯端末90の電波の、強度に関する、アクセスポイント20別かつ時間帯別の電波強度情報に基づき、各時間帯について、アクセスポイント20の中から最大強度の電波を受け付けた1のアクセスポイント20を最大強度電波受信機として決定する。推定部35cは、2以上の時間帯(表1を用いて説明した例では3つの時間帯)からなる判定対象時間帯における携帯端末90の位置を、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに基づいて推定する。
(5) Features (5-1)
The
ここでは、各時間帯について最大強度の電波を受け付けた1のアクセスポイント20が最大強度電波受信機に決定され、複数の時間帯の最大強度電波受信機の組合せに応じて、判定対象時間帯における携帯端末90の位置が推定される。つまり、ここでは、最大強度の電波を受信したアクセスポイント20に関する情報しか位置推定に使用されないため、いわゆるRSSI方式、TOA方式、TDOA方式、重心法等を利用する位置推定システムに比べ、位置推定の精度を高く保つことができる。また、ここでは、複数の時間帯の最大強度電波受信機の組合せに基づいて携帯端末90の位置が推定されるため、単に通信をしたアクセスポイント20の設置された位置に携帯端末90が存在すると推定する場合に比べ、少ない数のアクセスポイント20で、携帯端末90の位置を精度よく推定することができる。
Here, one
(5−2)
本実施形態に係る位置推定システム100では、平面視におけるアクセスポイント20間の最短距離Dを、携帯端末90の予測される最大移動速度Vと時間帯の長さ(1/n)×Kとの積で除した場合に、その値が2以上となるように、最短距離Dと判定対象時間帯の長さ(1/n)×Kとの関係が設定される。
(5-2)
In the
ここでは、アクセスポイント20同士の最短距離Dだけ携帯端末90が移動する間に、携帯端末90の位置推定を行い得るため、精度よく携帯端末90の位置を推定することが容易である。
Here, since the position of the
(5−3)
本実施形態に係る位置推定システム100では、判定対象時間帯の長さ(1/n)×K×Nは、平面視におけるアクセスポイント20間の最短距離Dを最大移動速度Vで除して算出される時間の長さ以下である。
(5-3)
In the
ここでは、アクセスポイント20同士の最短距離Dだけ携帯端末90が移動する間に、携帯端末90の位置推定が少なくとも1回行われるため、精度よく携帯端末90の位置を推定することが容易である。
Here, since the position estimation of the
(5−4)
本実施形態に係る位置推定システム100は、情報生成部35aを備える。情報生成部35aは、アクセスポイント20別かつ時間帯別の電波強度情報を生成する。情報生成部35aは、各時間帯内の複数の時点における、アクセスポイント20のそれぞれが携帯端末90から受け付けた電波の、強度に関する値に基づいて、該時間帯の該アクセスポイント20についての電波強度情報を生成する。
(5-4)
The
ここでは、時間帯別の電波強度情報が、その時間帯内の複数の時点における電波の強度に関する値に基づいて生成されるため、信頼度の高い電波強度情報を得ることが容易である。 Here, the radio wave intensity information for each time zone is generated based on the values related to the radio wave intensity at a plurality of time points within the time zone, so that it is easy to obtain radio wave intensity information with high reliability.
(5−5)
本実施形態に係る位置推定システム100では、アクセスポイント20は、第1のアクセスポイント20および第2のアクセスポイント20を含む。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、第1のアクセスポイント20および第2のアクセスポイント20のみが含まれ、かつ、第1のアクセスポイント20および第2のアクセスポイント20の両方が含まれる場合に、推定部35cは、平面視において、第1のアクセスポイント20および第2のアクセスポイント20の中間位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置を推定する。
(5-5)
In the
具体例を挙げて説明すると、本実施形態に係る位置推定システム100では、アクセスポイント20は、例えば図5のように、アクセスポイント20A(受信機IDがAのアクセスポイント20)およびアクセスポイント20B(受信機IDがBのアクセスポイント20)を含む。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、アクセスポイント20Aおよびアクセスポイント20Bのみが含まれ、かつ、アクセスポイント20Aおよびアクセスポイント20Bの両方が含まれる場合に、推定部35cは、平面視において、アクセスポイント20Aおよびアクセスポイント20Bの中間位置(図5の位置P4)に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置を推定する。
To explain with a specific example, in the
ここでは、第1のアクセスポイント20と第2のアクセスポイント20との中間位置に携帯端末90が存在するという推定が行われるため、第1のアクセスポイント20の位置、又は、第2のアクセスポイント20の位置に携帯端末90が存在するとだけ推定する場合に比べ、携帯端末90の位置を精度よく推定することができる。
Here, since it is estimated that the
(5−6)
さらに、本実施形態に係る位置推定システム100では、アクセスポイント20は、第3のアクセスポイント20を含む。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、第1のアクセスポイント20、第2のアクセスポイント20、および第3のアクセスポイント20のみが含まれ、かつ、第1のアクセスポイント20、第2のアクセスポイント20、および第3のアクセスポイント20の全てが含まれる場合に、推定部35cは、平面視において、第1のアクセスポイント20、第2のアクセスポイント20、および第3のアクセスポイント20の重心位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置を推定する。
(5-6)
Furthermore, in the
具体例を挙げて説明すると、本実施形態に係る位置推定システム100では、アクセスポイント20は、例えば図5のように、アクセスポイント20Aおよびアクセスポイント20Bに加え、アクセスポイント20C(受信機IDがCのアクセスポイント20)を含む。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、アクセスポイント20A、アクセスポイント20B、およびアクセスポイント20Cのみが含まれ、かつ、アクセスポイント20A、アクセスポイント20B、およびアクセスポイント20Cの全てが含まれる場合に、推定部35cは、平面視において、アクセスポイント20A、アクセスポイント20B、およびアクセスポイント20Cの重心位置(図5の位置P7)に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置を推定する。
To explain with a specific example, in the
ここでは、第1〜第3のアクセスポイント20の重心位置に携帯端末90が存在するという推定が行われるため、いずれかのアクセスポイント20の位置に携帯端末90が存在するとだけ推定する場合に比べ、携帯端末90の位置を精度よく推定できる。
Here, since it is estimated that the
(5−7)
本実施形態に係る位置推定システム100では、携帯端末90は人と共に移動する。
(5-7)
In the
ここでは、携帯端末90の位置の推定を行うことで、人の動線を把握できる。
Here, by estimating the position of the
(6)変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。矛盾の無い範囲で、複数の変形例が組み合わされてもよい。
(6) Modification Examples of the present embodiment are shown below. A plurality of modified examples may be combined within a consistent range.
(6−1)変形例A
上記実施形態では、図5および図6を用いて、アクセスポイント20が3台で、判定対象時間帯に含まれる時間帯が3つの場合を例に推定部35cによる位置の推定方法を説明したが、これに限定されるものではない。
(6-1) Modification A
In the above embodiment, the position estimation method by the
例えば、アクセスポイント20が4台以上であっても、判定対象時間帯に含まれる時間帯が3つである場合には、推定部35cは、上記実施形態と同様な方法で携帯端末90の位置推定を行えばよい。
For example, even when there are four or
また、例えば、アクセスポイント20が4台以上で、1の判定対象時間帯に含まれる時間帯が4つ以上の場合であって、ある判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、受信機IDの異なるアクセスポイント20が3つ以下しか含まれない場合には、推定部35cは、上記実施形態と同様な方法で携帯端末90の位置推定を行えばよい。一方、ある判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、受信機IDの異なるアクセスポイント20が4つ以上含まれる場合には、推定部35cは、組合せに含まれる受信機IDを有するアクセスポイント20の重心位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置の推定を行ってもよい。ただし、携帯端末90の位置推定を精度良く行うためには、1の判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、受信機IDの異なるアクセスポイント20が多数(例えば5つ以上)含まれないことが好ましい。判定対象時間帯に含まれる時間帯の数Nは、1の判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、受信機IDの異なるアクセスポイント20が多数含まれないような値に決定されることが好ましい。
Further, for example, when there are four or
また、例えば、判定対象時間帯に含まれる時間帯が2つで、ある判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、受信機IDの異なるアクセスポイント20が1つしか含まれない場合には、推定部35cは、平面視において、その受信機IDのアクセスポイント20の位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置の推定を行えばよい。一方、ある判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、受信機IDの異なるアクセスポイント20が含まれる場合には、推定部35cは、平面視において、それらの受信機IDの異なるアクセスポイント20の中間位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置の推定を行えばよい。
Further, for example, there are two time zones included in the determination target time zone, and there is only one
(6−2)変形例B
上記実施形態では、位置の推定対象である電波発信機は、人が携帯するスマートフォン等の携帯端末90であるが、これに限定されるものではない。電波発信機は、例えば、人が携帯する無線タグ等であってもよい。
(6-2) Modification B
In the above embodiment, the radio wave transmitter that is the position estimation target is the
また、電波発信機は、人が携帯するものでなくてもよく、例えば、人が使用する(人と共に移動する)カート等に取り付けられた無線タグ等であってもよい。 Further, the radio wave transmitter does not have to be carried by a person, and may be, for example, a wireless tag attached to a cart or the like used by the person (moves with the person).
(6−3)変形例C
上記実施形態では、位置推定システム100は商業施設に設置されるが、これに限定されるものではない。
(6-3) Modification C
In the said embodiment, although the
例えば、位置推定システム100は、オフィスビル、病院、工場、倉庫等に設置され、その施設内で行動する人が携帯する電波発信機の位置を推定するシステムであってよい。また、アクセスポイント20は、室内に設置されるものである必要はなく、屋外に設置されるものであってもよい。
For example, the
(6−4)変形例D
上記実施形態では、位置の推定対象である電波発信機は、人が携帯するスマートフォン等の携帯端末90であるが、これに限定されるものではない。例えば、位置推定システム100は、商業施設、オフィスビル、病院、工場、倉庫等に設置され、その施設内を移動する物(例えば、施設内を移動する容器等)に取り付けられた電波発信機の位置を推定するシステムであってよい。
(6-4) Modification D
In the above embodiment, the radio wave transmitter that is the position estimation target is the
(6−5)変形例E
上記実施形態では、情報生成部35aは、アクセスポイント20別に、各時間帯に関して、各時間帯内の複数の時点(電波の受信時刻)における電波の強度に関する値の平均値を算出し、これをアクセスポイント20別かつ時間帯別の電波強度情報として電波強度情報記憶領域34bに記憶するが、これに限定されるものではない。
(6-5) Modification E
In the above embodiment, the
例えば、情報生成部35aは、各時間帯内の複数の時点における電波の強度に関する値の平均値に代えて、各時間帯内の複数の時点における電波の強度に関する値の最大値、最頻値、中間値、加重平均値等を算出して、これを時間帯別の電波強度情報として電波強度情報記憶領域34bに記憶してもよい。
For example, the
なお、加重平均値を算出する場合、情報生成部35aは、例えば、時間帯内の後の時刻の電波の強度に関する値ほど、重みを大きくして加重平均値を算出してもよい。また、例えば、加重平均値を算出する場合、情報生成部35aは、時間帯内の中間時点の電波の強度に関する値ほど、重みを大きくして加重平均値を算出してもよい。
When calculating the weighted average value, the
また、情報生成部35aは、ある時間帯の電波強度情報として、複数の時点における電波の強度に関する値(その時間帯内の複数の時点における電波の強度に関する値を含む)の移動平均値を算出し、これを電波強度情報記憶領域34bに記憶してもよい。
In addition, the
(6−6)変形例F
上記実施形態では、位置推定装置30が情報生成部35aを有するが、これに限定されるものではない。例えば、各アクセスポイント20は、情報生成部35aに相当する機能部を有してもよい。そして、各アクセスポイント20は、この機能部により、各時間帯に関し、各時間帯内の複数の時点における電波の強度に関する値の平均値を算出し、算出結果を電波強度情報として位置推定装置30に送信するよう構成されてもよい。
(6-6) Modification F
In the above embodiment, the
(6−7)変形例G
上記実施形態では、商業施設の空間Rの天井に設置されている空調装置の複数の室内機50のそれぞれに隣接して、アクセスポイント20が1つ取り付けられているが、これに限定されるものではない。アクセスポイント20は、室内機50とは独立して設置されてもよい。また、アクセスポイント20は、天井に設置されるものではなくてもよく、空間Rの壁や、空間Rに設置される設備に取り付けられるものであってもよい。
(6-7) Modification G
In the said embodiment, although one
また、上記実施形態では、空調用通信線が通信回線40としても用いられるが、これに限定されるものではなく、空調用通信線とは別の、有線又は無線の通信回線40が用いられてもよい。
In the above embodiment, the air conditioning communication line is also used as the
(6−8)変形例H
上記実施形態では、位置推定装置30は、アクセスポイント20の設置される施設内に設置されるが、これに限定されるものではない。例えば、位置推定装置30は、アクセスポイント20の設置される施設とは別の場所に設置されてもよい。また、位置推定装置30は、アクセスポイント20の設置された複数の施設に関し、携帯端末90の位置を推定する装置であってもよい。
(6-8) Modification H
In the above embodiment, the
(6−9)変形例I
上記実施形態では、携帯端末90は、各時間帯内に複数回電波を発信するが、これに限定されるものではない。携帯端末90は、各時間帯内に1回だけ電波を発信するものであってもよい。この場合には、情報生成部35aは、各時間帯にアクセスポイント20のそれぞれが携帯端末90から受信した電波の、強度に関する値を、その時間帯の、そのアクセスポイント20についての電波強度情報とすればよい。
(6-9) Modification I
In the embodiment described above, the
(6−10)変形例J
上記実施形態では、全携帯端末90が、各時間帯内に同じ回数だけ電波を発信するが、これに限定されるものではない。携帯端末90は、各時間帯内に、それぞれ異なる回数だけ電波を発信するよう構成されてもよい。この場合には、携帯端末90の電波の発信頻度が異なっても式1、式2の関係が成り立つよう、携帯端末90の位置推定に関するパラメータが設定されることが好ましい。
(6-10) Modification J
In the above embodiment, all the
本発明に係る位置推定システムは、電波受信機が受信した電波発信機の電波に基づき、電波発信機の位置を推定するシステムであって、電波受信機の台数は抑制しつつ、電波発信機の位置を精度よく推定可能な位置推定システムとして有用である。 The position estimation system according to the present invention is a system for estimating the position of a radio wave transmitter based on the radio wave of the radio wave transmitter received by the radio wave receiver, wherein the number of radio wave receivers is suppressed, This is useful as a position estimation system that can accurately estimate the position.
20 アクセスポイント(電波受信機)
20A アクセスポイント(第1電波受信機)
20B アクセスポイント(第2電波受信機)
20C アクセスポイント(第3電波受信機)
30 位置推定装置
35a 情報生成部
35b 決定部
35c 推定部
90 携帯端末(電波発信機)
100 位置推定システム
20 Access point (radio wave receiver)
20A access point (first radio receiver)
20B access point (second radio receiver)
20C access point (third radio receiver)
30
100 Position estimation system
Claims (7)
前記電波受信機が受け付けた電波発信機(90)の電波の、強度に関する情報に基づいて、前記電波発信機の位置を推定する位置推定装置(30)と、
を備えた位置推定システムであって、
前記位置推定装置は、
複数の時間帯のそれぞれにおいて各前記電波受信機が受け付けた前記電波発信機の電波の、強度に関する、前記電波受信機別かつ前記時間帯別の電波強度情報に基づき、各前記時間帯について、前記電波受信機の中から最大強度の電波を受け付けた1の前記電波受信機を最大強度電波受信機として決定する決定部(35b)と、
2以上の前記時間帯からなる判定対象時間帯における前記電波発信機の位置を、前記判定対象時間帯に含まれる前記時間帯の前記最大強度電波受信機の組合せに基づいて推定する推定部(35c)と、を有する、
位置推定システム(100)。 At least three radio wave receivers (20) each installed at a different position;
A position estimation device (30) for estimating the position of the radio wave transmitter based on information on the intensity of the radio wave of the radio wave transmitter (90) received by the radio wave receiver;
A position estimation system comprising:
The position estimation device includes:
Based on the radio wave intensity information for each radio wave receiver and for each time zone regarding the strength of the radio wave of the radio wave transmitter received by each radio wave receiver in each of a plurality of time zones, for each time zone, A determination unit (35b) that determines one of the radio wave receivers that has received a radio wave of the maximum intensity from the radio wave receivers as the maximum intensity radio wave receiver;
An estimation unit (35c) that estimates a position of the radio wave transmitter in a determination target time zone including two or more time zones based on a combination of the maximum strength radio wave receivers in the time zone included in the determination target time zone. ) And
Position estimation system (100).
請求項1に記載の位置推定システム。 When the shortest distance between the radio wave receivers in a plan view is divided by the product of the predicted maximum moving speed of the radio wave transmitter and the length of the time zone, the value is 2 or more. A relationship between the shortest distance and the length of the time zone is set.
The position estimation system according to claim 1.
請求項2に記載の位置推定システム。 The length of the determination target time zone is equal to or less than the length of time calculated by dividing the shortest distance by the maximum moving speed.
The position estimation system according to claim 2.
を更に備え、
前記情報生成部は、各前記時間帯内の複数の時点における、前記電波受信機のそれぞれが前記電波発信機から受け付けた電波の、強度に関する値に基づいて、該時間帯の該電波受信機についての前記電波強度情報を生成する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の位置推定システム。 An information generator (35a) for generating the radio wave intensity information for each radio wave receiver and for each time zone;
Further comprising
The information generating unit is configured to detect the radio wave receiver in the time zone based on values related to the strength of radio waves received from the radio wave transmitter by the radio wave receivers at a plurality of time points in the time zones. Generating the signal strength information of
The position estimation system according to any one of claims 1 to 3.
前記判定対象時間帯に含まれる前記時間帯の前記最大強度電波受信機の組合せに、前記第1電波受信機および前記第2電波受信機のみが含まれ、かつ、前記第1電波受信機および前記第2電波受信機の両方が含まれる場合に、
前記推定部は、平面視において、前記第1電波受信機および前記第2電波受信機の中間位置に前記電波発信機が存在すると、前記電波発信機の位置を推定する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の位置推定システム。 The radio wave receiver includes a first radio wave receiver (20A) and a second radio wave receiver (20B),
Only the first radio wave receiver and the second radio wave receiver are included in the combination of the maximum intensity radio wave receivers in the time zone included in the determination target time zone, and the first radio wave receiver and the If both of the second radio receivers are included,
The estimation unit estimates a position of the radio wave transmitter when the radio wave transmitter is present at an intermediate position between the first radio wave receiver and the second radio wave receiver in a plan view.
The position estimation system according to any one of claims 1 to 4.
前記判定対象時間帯に含まれる前記時間帯の前記最大強度電波受信機の組合せに、前記第1電波受信機、前記第2電波受信機、および前記第3電波受信機のみが含まれ、かつ、前記第1電波受信機、前記第2電波受信機、および前記第3電波受信機の全てが含まれる場合に、
前記推定部は、平面視において、前記第1電波受信機、前記第2電波受信機、および前記第3電波受信機の重心位置に前記電波発信機が存在すると、前記電波発信機の位置を推定する、
請求項5に記載の位置推定システム。 The radio wave receiver further includes a third radio wave receiver (20C),
Only the first radio wave receiver, the second radio wave receiver, and the third radio wave receiver are included in the combination of the maximum intensity radio wave receivers in the time zone included in the determination target time zone, and When all of the first radio wave receiver, the second radio wave receiver, and the third radio wave receiver are included,
The estimation unit estimates the position of the radio wave transmitter when the radio wave transmitter is present at the center of gravity of the first radio wave receiver, the second radio wave receiver, and the third radio wave receiver in plan view. To
The position estimation system according to claim 5.
請求項1から6のいずれか1項に記載の位置推定システム。 The radio wave transmitter moves with a person.
The position estimation system according to any one of claims 1 to 6.
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