JP2017156190A - 通信制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 少ない通信量で多数の無線局のＩＤと位置関係をあらかじめ把握することの可能な通信制御システムを提供すること。
【解決手段】 少なくとも１台の基地局２と複数の無線局３と、無線局３を撮影可能な非可視光撮影カメラ４とを有する。基地局２は無線局３に無線信号を送信可能である。無線局３は非可視光の発光部と動作装置とを有すると共に、無線信号により発光部を発光させる。基地局２は無線信号を無線局３にブロードキャストする。この無線信号に該当する無線局３は発光部を発光させる。カメラ４は発光を撮影して、撮影の度に発光した無線局３の位置と無線信号とを関連づけて基地局２で記憶する。記憶した情報を全て統合することにより無線局３のＩＤと座標とを関連付けて座標テーブルを作成し、座標テーブルを各無線局３及び／または基地局２に記憶させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通信制御システムに関する。さらに詳しくは、複数の無線局と、無線局を撮影可能な非可視光撮影カメラとを有し、無線局は少なくとも二次元の広がりを有する座標に並べられ、非可視光撮影カメラの画像を利用して無線局の座標とＩＤを特定する通信制御システムに関する。

上述のごとき通信制御システムとしては、特許文献１，２に記載のごときシステムが知られている。

特許文献１のシステムにあっては、追跡される複数の装置と，位置を判定するサーバで構成されている。そして、追跡される装置はＩＤを持ち、サーバがＩＤを指定して無線で点灯の要求をすると、該当する装置が赤外線を点灯させる。この光をサーバが撮影することで、装置の位置を取得するという仕組みになっている。このシステムでは，ＩＤをそれぞれ指定してｎ個の装置に点灯を指示するにはｎ回のＩＤの送信が必要になる。

特許文献２のシステムにあっては、位置を検出しようとする装置が、無線と赤外線の双方を同時に用いることで、位置測定精度を向上させようとしている。装置が無線と赤外線を同時に発信し、サーバが無線で発信されたＩＤを通信装置で受信し，赤外線発光をカメラで取得することで，あるＩＤをもつ装置の位置を取得する。同システムでも，ｎ個の装置のＩＤと位置を把握するにはｎ回のＩＤの送信が必要になる。

ところが、例えば、コンサートやイベント会場のように、非常に多くの入場者に無線局を保持させ、そのＩＤと位置を把握するには、その人数のＩＤをすべて送受信せねばならず、通信量が極めて増大し、実質的に位置把握を行うことができない。

特開２００３−３２９７６２号公報 特開２００６−３１５７号公報

かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、少ない通信量で多数の無線局のＩＤと位置関係を把握することの可能な通信制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る通信制御システムの特徴は、少なくとも１台の基地局と複数の無線局と、無線局を撮影可能な非可視光撮影カメラとを有し、無線局は少なくとも二次元の広がりを有する座標に並べられ、基地局は無線局に無線信号を送信可能であり、無線局は前記非可視光の発光部と動作装置とを有し、前記無線信号はＩＤ属性により無線局をＩＤの個数よりも少ないグループ数に分割して発光部を発光させるものであると共に前記分割に用いた全てのＩＤ属性により各無線局は特定されるものであり、前記基地局は前記ＩＤ属性ごとに無線信号を前記無線局に順次ブロードキャストし、この無線信号のＩＤ属性に該当する無線局は前記発光部を発光させ、前記カメラは同発光を撮影して、撮影の度に同発光した無線局の位置と無線信号とを関連づけて基地局で記憶し、同記憶した情報を全て統合することにより無線局のＩＤと座標とを関連付けて座標テーブルを作成し、同座標テーブルを前記各無線局及び／または前記基地局に記憶させることにある。

同構成において、前記ＩＤは二進数により表示され、前記ＩＤ属性は二進数の各桁であり、前記無線信号は前記発光部を二進数の各桁ごとに分割して発光させるものとしてもよい。

上記構成によれば、複数の無線局の非可視光の発光部を同時に点灯させて、複数の装置の位置を非可視光撮影カメラで同時に取得する。具体的には、二進数で表示されるＩＤがｎ個存在する場合は、点灯の回数はｌｏｇ＿２ ｎ回（小数点第一位を切り上げ）で測定できる。例えば、１０００個のＩＤが存在する場合、すべての無線局の位置を取得するためには、特許文献１の場合では１０００回のＩＤ送信が必要となる。一方で、本発明ではｌｏｇ＿２ １０００＝９．９６５７８４２８であるため、１０回の送信で全ての無線局の位置を取得することができる。つまり、無線局数が多数である場合には、本発明のほうが大量の装置の位置を短時間で取得できる。これにより、従来システムより位置追跡精度が向上することとなる。

上記構成において、前記ＩＤはｍ進数（ｍは整数）により表示され、前記ＩＤ属性はｍ進数の各桁であり、前記無線信号は前記発光部をｍ進数の各桁ごとに分割して発光させるものであり、前記発光部はｍ−１種類の波長で発光可能であるようにしてもよい。ｍ＝１０の場合、前記発光部に９種類の波長それぞれに対応するＬＥＤを設けても良い。また、ｌｏｇ＿１０ １０００＝３となり、この場合は３回のブロードキャストでＩＤと座標の関連付けが完了する。

前記座標テーブルを前記各無線局に記憶させてあり、前記各無線局は前記基地局からブロードキャストされた座標範囲の信号を受信することにより、前記座標テーブルで自らの座標が前記座標範囲の信号に該当する場合に、前記動作装置を動作させるとよい。また、前記動作装置が可視光の発光装置であってもよい。ブロードキャストされた座標範囲を各無線局は座標テーブルで照合し、それぞれが該当する場合に動作装置を動作させる。座標範囲は、例えば、矩形範囲を動作させる場合は、左上の１点と縦辺・横辺の長さ、円形範囲を同させる場合は、中心座標位置と半径とする等、極めて通信量が少なくて負荷が少なく、多くの無線局を迅速かつ確実に動作させることができる。

前記座標テーブルを前記基地局に記憶させてあり、前記各無線局は条件充足の選択スイッチを有し、前記基地局からブロードキャストされた前記条件充足の充足信号を前記各無線局は受信した際に前記選択スイッチの押された無線局は前記発光部を発光させ、前記基地局は前記カメラにより前記発光を撮影した画像から発光座標テーブルを作成し、前記座標テーブルとの照合により前記条件充足の選択スイッチの押された無線局のＩＤを特定するとよい。以下の実施形態では、例えば、要件充足はＹＥＳに該当する。

前記各無線局は条件充足の選択スイッチを複数有し、前記基地局は前記複数の選択スイッチの選択に対応した複数の条件充足信号を発信可能であり、複数の条件に対応した無線局のＩＤをそれぞれ特定可能であってもよい。以下の実施形態では、例えば、要件充足はＹＥＳ、要件非充足はＮｏに該当する。

前記条件充足の選択スイッチの押された無線局のＩＤを前記座標テーブルに含まれるＩＤから除いた残余のＩＤにより、前記条件を充足しないＩＤを特定してもよい。

前記動作装置が可視光の発光装置を備え、前記複数の選択スイッチのいずれかを押した場合に、同押されたスイッチの条件に対応する可視光の発光装置を発光させてもよい。

前記動作装置がディスプレイ等の表示装置を備え、前記基地局から送られた内容を表示装置に表示してもよい。また、前記動作装置がディスプレイ等の表示装置を備え、押された前記選択スイッチに対応する内容を表示装置に表示してもよい。

前記カメラを複数設け、これら各カメラに対応させてそれらの近傍に前記無線局の配置された位置から目視可能なディスプレイを複数設け、前記無線局における非可視光の発光部は方向性を有し、前記無線局の非可視光の発光部を１のディスプレイに対応するカメラの視野に向けて座標テーブルを作成し、前記無線局の非可視光の発光部を他のディスプレイに対応するカメラの視野に向けて他の座標テーブルを作成し、条件に応じて各ディスプレイの方向を無線局で選択し前記各座標テーブルとの照合により条件選択とＩＤとの関連づけを行ってもよい。発光部の方向性はレンズやフード等、適宜公知の構成を用いて付与することができる。

前記各無線局はスイッチを有し、前記ディスプレイの方向選択の後前記スイッチを押すことで条件選択を確定することができる。このスイッチは実施形態に記載の条件充足のスイッチを兼用させることができる。

前記無線局のＩＤと座標との関連付けを複数回行い、頻度の高い関連付けを優先させて座標テーブルを作成してもよい。

前記非可視光のカメラには赤外線カメラを用いることができ、前記非可視光の発光部は赤外線の発光部とすることができる。

上記本発明に係る通信制御システムの特徴によれば、少ない通信量で多数の無線局のＩＤと位置関係をあらかじめ把握することが可能となった。その結果、コンサート会場やイベント会場等、多数の無線局を有する環境下でも、所望範囲に属する無線局を迅速に動作させたり、各無線局の条件充足ボタンの選択を迅速に集計することが可能となった。

本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。

本発明に係る基地局、無線局、カメラの関係を示す図である。 本発明に係る各無線局の構成を示すブロック図である。 図２の各無線局の要部斜視図である。 本発明に係る各無線局の他の構成を示すブロック図である。 図４の各無線局の要部斜視図である。 ラベリング法を用いて重心点を求める手順の説明図であって、（ａ）は撮影画像、（ｂ）はグループ分割を行い重心点を求めた状態である。 領域法の説明図である。 重心法の説明図である。 座標と各無線局のＩＤとを対応付ける座標テーブルを作成する手順を示し、（ａ）は２進数１桁目が１の無線信号をブロードキャストして中間テーブルＭ１を得る場合、（ｂ）は二進数２桁目が１の無線信号をブロードキャストして中間テーブルＭ２を得る場合を示す。 可視ＬＥＤの点灯手順を示し、（ａ）は点灯座標図Ｍｃから指示テーブルＭｔを経て座標信号をブロードキャストする手順、（ｂ）は点灯したＬＥＤをカメラで撮影して指示テーブルＭｔと照合する手順、（ｃ）は一部が点灯していない場合の代替テーブルの作成手順を示す図である。 アンケート集計の手順を示し、（ａ）は○（ＹＥＳ）、×（ＮＯ）にそれぞれ対応する可視ＬＥＤが同時点灯されている状態、（ｂ）は○（ＹＥＳ）のみを集計するために○のＩＤの赤外線ＬＥＤのみを点灯させ、第一集計テーブルＭａ１を作成して○点灯ＩＤを集計する手順、（ｃ）は×（ＮＯ）のみを集計するために×のＩＤの赤外線ＬＥＤのみを点灯させ、第二集計テーブルＭａ２を作成して×点灯ＩＤを集計する手順を示す。 本発明に係る各無線局のさらに他の構成を示す要部斜視図である。 ３次元座標を用いて本発明を実施する場合の基地局、無線局、カメラの関係を示す図である。 ２台以上のカメラと表示装置を用いて本発明を実施する場合の基地局、無線局、カメラの関係を示す図である。

次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
図１に示すように本発明に係る通信制御システム１は、基地局２と、ＸＹの二次元座標として構成させている座標Ｃに割り付けられた複数の無線局３と、赤外線カメラ（非可視光撮影カメラ）４とを有している。各無線局３は、後述するようにペンライトとして構成され、各自これを一本ずつ持参するオーディエンスが、座標Ｃに配置された座席に着席し、各無線局３の座標位置が特定される。赤外線カメラ４は、座標Ｃの上に配置されて、各無線局３の座標位置を映像から特定することができる。カメラ４の画像は基地局２に送られて、処理される。なお、カメラ４は、ＸＹ平面と平行な関係以外の角度をもって、望ましくは、ＸＹ平面に対する直交方向に設置されるが、説明の簡略化のため、図１では異なる表記をとっている。

基地局２は、処理装置２１、送信アンテナ（無線通信信号送信部）２２を備えている。処理装置２１は中央演算処理装置及びメモリ・アドレスバスと、図示しないメモリ、マウス、キーボード、ディスプレイなどのユーザーインターフェイス（ＵＩＦ）を備えており、外部からの操作指示が可能であると共に、赤外線カメラ４からの画像をキャプチャーし、メモリに記憶、処理する。また、メモリには、後述する各テーブルを記憶可能であり、処理装置と連携して、これらのテーブルの統合処理を行い、送信アンテナ２２から、各無線局３へ指示を送信する。

図２，３に示す各無線局３は、ペンライトとして構成され、筐体３９の内部に通信モジュール３１、赤外線ＬＥＤ（赤外線発光部、非可視光の発光部）３２、可視光ＬＥＤ（動作装置）３３、受信アンテナ（無線通信受信部）３４、処理装置３５、メモリ（座標テーブル記憶部）３６、バッテリー３７を備えている。通信モジュール３１は、赤外線ＬＥＤ３２、可視光ＬＥＤ３３、受信アンテナ３４を制御し、それぞれ動作させる。

処理装置３５は中央演算処理装置及びメモリ・アドレスバスを備えており、メモリ３６と協働して通信モジュールからの信号を処理し、再度通信モジュール３１を介してＬＥＤを発光、動作させる。また、メモリ３６は後述のテーブルを記憶し、受信信号との照合を行う。

本実施形態では、赤外線発光部に赤外線ＬＥＤ３２を用いているが、他の赤外線発光素子を用いてもよい。また、本実施形態では、動作装置として、可視光ＬＥＤ３３を用いているが、これに加え、または、これに換えて、音や振動を発する素子を用いてもよい。

図３に示すように、筐体３９は棒状を呈し、先端の透明部から上方に向かって赤外線ＬＥＤ３２、可視光ＬＥＤ３３の赤外線光、可視光をそれぞれ照射可能である。筐体３９の下部側面には、スイッチ３５ａの操作部が設けられ、これを押すことで、可視光ＬＥＤ３３が点灯するように構成してもよい。

各無線局３は、図４、５に示すように、可視光ＬＥＤを異なる色で符号３３，３８に示すように２種類設け、スイッチもこれら各可視光ＬＥＤ３３，３８に対応させて、符号３５ａ、３５ｂに示すように、２種類設けてもよい。本改変例では、可視光ＬＥＤ３３，３８はそれぞれ青、赤のＬＥＤアレイとして構成され、筐体３９の側面も半透明でこれらのＬＥＤの発光を外部に照射可能である。

本発明では、上記システムを利用して、次の処理がなされる。
１．無線局ＩＤの割り振り
各無線局３に識別用のＩＤを割り振る。
２．無線局ＩＤと座標情報の対応付け（キャリブレーション処理）
赤外線カメラ４で撮影した各無線局の画像座標と各無線局のＩＤとを対応付けて座標テーブルを作成する処理である（図６〜９）。
３．可視光ＬＥＤの点灯（動作装置の動作）
基地局から信号を送り特定座標の無線局３の可視光ＬＥＤを点灯（動作装置を動作させる）させる処理である（図１０（ａ，ｂ））。
４．点灯修正処理
指示通り可視光ＬＥＤが点灯しているか否かをチェックし、点灯を修正する処理である（図１０（ｃ））。
５．集計処理
スイッチを押して点灯している無線局の座標と点灯状態を調べて集計する処理である（図１１）。

１．無線局ＩＤの割り振り
無線局のＩＤに８ｂｉｔの数値を使用する場合、あらかじめ１から２５５までのＩＤを各無線局に登録しておく。このとき、すべての無線局に対して異なるＩＤを割り振る。すなわち、同じＩＤを持つ無線局が複数存在しないように、各無線局にＩＤを割りふる。以下、十進数Ａの８ｂｉｔ進数表記をＯＢａａａａａａａａと表示する。ａは０または１である。

十進数１に対応する８ｂｉｔ二進数表記は０ｂ０００００００１である。
十進数１００に対応する８ｂｉｔ二進数表記は０ｂ０１１００１００である。
十進数２５５に対応する８ｂｉｔ二進数表記は０ｂ１１１１１１１１表記である。

ＩＤ Ａの二進数表記のｎ桁目をａｎと記述する。例えばＩＤ Ａの二進数表記の１桁目はａ１である。ＩＤ Ａが十進数の１００であるとき、すなわちＡ＝１００であるとき、ａ１はＡの二進数表記０ｂ０１１００１００の１桁目であるので、０である。同様にａ２＝０，ａ３＝１,ａ４＝０，ａ５＝０，ａ６＝１，ａ７＝１，ａ８＝０である。

関数β（Ａ，ｉ）は、ＩＤ Ａの二進数表記のｉ桁目の数値を返す関数である。すなわち、β（Ａ，ｉ）＝ａｉである。上記の例では、β（Ａ，１）＝ａ１＝０であり、β（Ａ，５）＝ａ５＝０である。ｉがＡのビット長を超える場合、もしくはｉ＝０の場合はβ（Ａ，ｉ）＝０である。なお、ＩＤのビット長は８ｂｉｔ以外の、正の整数ｂｉｔ長を用いることもできる。例えば１ｂｉｔ、１６ｂｉｔ、１２８ｂｉｔのビット長でもよい。

２．無線局ＩＤと座標情報の対応付け
基地局は、下記の手順で無線局のＩＤと位置情報を対応付ける。無線局に割りあてたＩＤの最大のビット長をｎとする。ＩＤが８ｂｉｔの場合、ｎ＝８である。無線機に割りあてられたＩＤをＡと表記する。調査を行なうべき座標ｑ１＝（Ｘ１，Ｙ１），ｑ２＝（Ｘ２，Ｙ２），．．．．の集合Ｑ＝｛ｑ１，ｑ２，．．．｝を予め決める。各座標ｑｋ毎に、ｎビット長の記憶領域を用意しておく。ｑｋに対応するメモリをＭ（ｑｋ）と記述し、Ｍ（ｑｋ）の二進数表記のｉ桁目の数値をＭ（ｑｋ，ｉ）とあらわす。あらかじめ、Ｑに含まれるすべてのｑｋに対してＭ（ｑｋ）＝０として初期化する。基地局は、あらかじめ各カメラについて、すべての無線局が発光していない画像を撮影しておく。
以下、調査を行なうべき座標の集合Ｑに含まれるすべての座標について、その座標に存在する無線局のＩＤのリストＭ（Ｑ）＝｛（ｑ１，Ｍ（ｑ１）），（ｑ２，Ｍ（ｑ２）），．．．｝を出力する手順を示す。

２ａ．無発光
基地局は、カメラで無線局の発光状態を撮影する。
２ｂ．変数セット
変数ｊについて、ｊ＝１とする（図６（ａ））。
２ｃ．変数チェック
もしｊ＞＝ｎであれば、プロセス２ｋに進む。８ｂｉｔの場合、ｎ＝８である。
２ｄ．ブロードキャスト
基地局は、無線通信信号送信部よりｊを、全ての無線局に対して送信する（ブロードキャスト）。
２ｅ．点灯・消灯処理
各無線局は、無線通信により受信したｊについて、β（Ａ，ｊ）を求める。β（Ａ，ｊ）＝１であれば、赤外線ＬＥＤ３２（または／及び可視光ＬＥＤ３３）を点灯する。β（Ａ，ｊ）＝０であれば消灯する。

２ｆ．発光画素取り出し
撮影した画像から、発光している画素のみを取りだす。画素を取りだす方法としては、発光していない画像と撮影した画像の差分画像を計算する方法（背景差分法）、撮影した画像から閾値θ以上の明度をもつ画素のみを取りだす方法（閾値法）がある。

２ｇ．画素分割（ラベリング法）
取りだした画素をグループ毎に分割する。各グループをＧ１，Ｇ２，．．と表記する。グループＧｉの重心位置座標をｐ（Ｇｉ）＝（ｘｉ，ｙｉ）と表記する。画素をグループに分割する方法としては、ラベリング法がある。無線局が発する赤外光をカメラで撮影すると、図６（ａ）に示すように無線局の光１点が、画像中では連結された複数の画素の集合として撮影される。ラベリング法では、図６（ｂ）に示すように、連結状態にある複数の画素の集合をそれぞれの画素のグループに分割し、Ｇ１，Ｇ２，．．．のように、各画素のグループにラベルを割り振る。グループＧ１，Ｇ２，．．．の重心点を計算し、それらをｐ（Ｇ１），ｐ（Ｇ２），．．．とする。

２ｈ−１．領域法
グルーブ分割後、領域法を適用する場合は、図７に示すように、カメラで取得した画像を、複数の領域Ｒ１，Ｒ２，．．．．Ｒｍに分割する。各領域Ｒｉ（ｉ＝０，．．．，ｍ）に対して、座標（Ｘ，Ｙ）を対応させる。領域Ｒｉは、矩形や円形を表す画像上の座標情報として表す方法と、画像上の画素の位置座標の集合として表す方法がある。矩形は、例えば（矩形の左上を表わす画像上のｘ座標，矩形の左上を表わす画像上のｙ座標，矩形の幅ｈ，矩形の高さｗ）で表す。円形は、例えば（円の中心を表わす画像上のｘ座標、円の中心を表わす画像上のｙ座標、円の半径ｒ）で表す。画素（ドットまたは、ピクセル）の集合で表す場合、画素ｇｉの位置を（ｘｉ，ｙｉ）と表記するとき（ｇｉ＝ｘｉ，ｙｉ）、画素の集合で表わされた領域Ｒｉは（ｇ１，ｇ２，．．．，ｇｎ）で表わす。図７では、ｐ（Ｇｉ）について、すべての領域Ｒ１，Ｒ２．．．についていずれの領域の内側に含まれているかを調べる。ｐ（Ｇｉ）が含まれていたＲに対応するｑｋについてＭ（ｑｋ，ｊ）＝１とする。今ｊ＝３とすると、ｐ（Ｇｉ）はＲ１に含まれているので、Ｒ１に対応するｑ１についてＭ（ｑ１，３）＝１とする。

２ｈ−２．重心法
グルーブ分割後、領域法を適用する場合は、図８に示すように、カメラで取得した画像から、重心点Ｓｉ＝（ｘｉ，ｙｉ，ｈｉ）のリストを作成する。ｘｉ，ｙｉは画像上の座標(整数値）であり、ｈｉは重み（実数値）である。各Ｓｉに対して座標（Ｘｉ，Ｙｉ）を対応させる。ｐ（Ｇｉ）について、すべての点Ｓ１，．．．，Ｓｎに対して重みつき距離Ｄ（Ｓ，ｐ）を計算する。重みつき距離を与える関数Ｄは、ｐ（Ｇｉ）＝（ｘｉ，ｙｉ），Ｓι＝（ｘι，ｙι，ｈι）であるとき、Ｄ（Ｇｉ，Ｓι）＝ｈι＊（（ｘｉ−ｘι）＾２＋（ｙｉ−ｙι）＾２））＾（１/２）で与えられる。Ｇｉと全てのＳιについてＤ（Ｇｉ，Ｓι）を計算する。このとき、重みつき距離Ｄ（Ｇｉ，Ｓι）を最小とするようなＳιに対応する座標ｑｋ＝（Ｘｋ，Ｙｋ）について、Ｍ（ｑｋ，ｊ）＝１とする。今ｊ＝３とすると、Ｄが最も小さいのは上の図ではＳ１なので、ｑ１についてＭ（ｑ１，３）＝１とする。

２ｉ．カウンター加算
ｊ＝ｊ＋１とする（図６（ｂ））。図６（ａ）（ｂ）において点Ｐ１は１桁目、２桁目ともに１であり、点灯している。
２ｊ．リターン
プロセス２ｃに戻る。

２ｋ．座標テーブルの獲得
上記のプロセスで得られた各Ｍ（ｑｋ）を使用して、Ｍ（Ｑ）＝｛（ｑ１，Ｍ（ｑ１）），（ｑ２，Ｍ（ｑ２）），．．．｝を作成して出力する。以上により、各座標に対応する無線局のＩＤの対応リスト（座標テーブル）が得られる。

２ｌ．座標テーブル送信・記憶
以上の処理が終了したら、システム運用者が必要と判断した場合に、以下の処理を行なう。基地局は、対応リスト（座標テーブル）を全ての無線局にブロードキャスト送信する。無線局は、自局のＩＤと一致するＭ（ｑｋ）をもつデータの組（ｑｋ，Ｍ（ｑｋ））を、受信した対応リスト内から取りだし、ｑｋを自局の座標値として記憶する。もし、このブロードキャスト送信により、対応表に含まれないＩＤをもつ無線局が存在した場合は、その無線局の座標（Ｘ，Ｙ）は（ＮＵＬＬ，ＮＵＬＬ）に設定する。ＮＵＬＬは「値を持たない」ことを意味する。

２ｍ．位置精度の向上
位置測位精度を向上させるため、上記２ａ−２ｋまでのプロセスを複数回行なう方法がある。上記プロセスを複数回行うと、プロセス２ｋにおいてＡというＩＤをもつ無線局に対して、複数の座標ｑ１，ｑ２，．．．が割り当てられることがある。この方法を用いる場合、各無線局はプロセス２ｌでｑｋを座標値として記憶するときに、座標値ｑｋを自局の座標値として記憶した回数ｔｋも同時に記憶する。たとえば、座標値（１，２）が２回、（２，２）が１０回、（２，１）が３回記憶された場合は、＜（１，２），２＞，＜（２，２），１０＞，＜（２．１），３＞のように、座標値と記憶回数の組を記憶する。
この無線局Ａの座標は、プロセス２ｌで記憶した回数がもっとも多い組の座標を、Ａの座標値として使用する。上記の例では（２，２）が最も多くの回数（１０回）記憶されたので、（２，２）をＡの座標値として使用する。基地局が「座標値と記憶回数の組」の記録をリセットする信号を送信し、無線局がその信号を受信すると、その無線局のもつ座標の記憶回数を０に初期化する。

３．可視光ＬＥＤの点灯（動作装置の動作）
次に、図１０を参照しながら基地局から信号を送り特定座標の無線局３の可視光ＬＥＤを点灯（動作装置を動作させる）させる処理について説明する。まず、図１０（ａ）に示すように、可視ＬＥＤの点灯範囲を入力する。まず、基地局のＵＩＦを利用して、画像データとしての点灯マップＭｃを作成する。基地局２の処理装置２１は、この点灯マップＭｃから、点灯すべき座標を列挙した点灯テーブルＭｔを作成し、その情報を送信アンテナ２２で各無線局にブロードキャストする。
各無線局３のアンテナ３４はブロードキャストされた情報を受信し、点灯テーブルＭｔの点灯座標データと先の座標テーブルＭ０とを照合する。この結果、自己の点灯座標データで照合されたＩＤに自己のＩＤが含まれると判断すれば、赤外線ＬＥＤ３２と可視光ＬＥＤ３３とを点灯させる。各無線局３の同動作の集積により、赤外線ＬＥＤ３２と可視光ＬＥＤ３３とが、図１０（ｂ）の如く点灯する。

４．点灯修正処理
指示通り可視光ＬＥＤが点灯しているか否かをチェックし、点灯を修正する処理においては、赤外線カメラ４で赤外線ＬＥＤ３２の点灯状況を撮影し、図１０（ｃ）に示すようにこれを基地局２の処理装置２１で座標抽出し、先の点灯テーブルＭｔと照合する。点灯テーブルＭｔの点灯指示座標とこの座長抽出したデータとが一致しない場合は、再度点灯テーブルＭｔを送信し、さらに点灯していない部分については、無線局が一部欠落していると判断する。無線局の対応付けが欠落している場合（無線局ｑの座標値が（ＮＵＬＬ，ＮＵＬＬ）に設定されている場合）は、再度無線局のＩＤと位置情報を対応付ける手順を行なうことができる。

なお、上記と異なり、点灯テーブルＭｔは、基地局２において、点灯すべき座標と座標テーブルＭ０とを照合して、点灯すべき無線局ＩＤを列挙したものとして構成してもよい。この点灯テーブルＭｔを基地局２のアンテナ２２から無線局にブロードキャストし、各無線局３において点灯テーブルＭｔのＩＤが自己のＩＤと一致すれば、赤外線ＬＥＤ３２と可視光ＬＥＤ３３とを点灯させればよい。

５．集計処理
スイッチを押して点灯している無線局の座標と点灯状態を調べて集計する手順について説明する。同手順では、先の図４，５に示す可視光ＬＥＤ３３，３８及びスイッチを２種類設けた無線局３を用いている。図１１（ａ）は○（ＹＥＳ、信号Ａ）、×（ＮＯ、信号Ｂ）にそれぞれ対応する可視ＬＥＤが同時点灯されている状態である。ステージ等で、問題を出し、それに対してスイッチ３５ａ，３５ｂのいずれかを押した後の状態である。処理装置３５は、各スイッチ３５ａ，３５ｂがいったん押されると、リセット信号を受信するまで、各スイッチ３５ａ，３５ｂのいずれが押されたかの状態を保持する。

図１１（ｂ）は○（ＹＥＳ）のみを集計するために○のＩＤの赤外線ＬＥＤのみを点灯させ、第一集計テーブルＭａ１を作成して○点灯ＩＤを集計する手順である。基地局２は、アンテナ２２よりＹＥＳの信号Ａを各無線局３にブロードキャストする。各無線局は、ＹＥＳスイッチ３５ａの押されたもののみ、この信号Ａを受信した後、第一リセット信号が送信されるまで、赤外線ＬＥＤ３２を点灯させる。この状態でカメラ４により撮影を行い、画像よりＹＥＳの光った座標を抽出し、ＹＥＳ点灯テーブルＭａを作成する。このＹＥＳ点灯テーブルＭａと座標テーブルＭ０とを照合し、ＹＥＳの押された無線局３のＩＤを特定する。

図１１（ｃ）は、×（ＮＯ）のみを集計するために×のＩＤの赤外線ＬＥＤのみを点灯させ、第二集計テーブルＭａ２を作成して×点灯ＩＤを集計する手順を示す。ＮＯスイッチ３５ｂの押されたもののみ、Ｂ信号をブロードキャストし、ＮＯ点灯テーブルＭｂを作成する。他の手順は上記１１（ｂ）に準じ、ＮＯの押された無線局３のＩＤを特定する。

最後に他の実施形態の可能性について言及する。なお、以下の実施形態において、上記実施形態と同様の部材等には同一の符号を付してある。

装置の改良について
図４，５において、基地局２は、アンテナ２２より第一スイッチ３５ａを押した際の信号Ａ１を各無線局３にブロードキャストする。各無線局は、第一スイッチ３５ａの押されたもののみ、この信号Ａ１を受信した後、第一リセット信号が送信されるまで、赤外線ＬＥＤ３２を点灯させる。この状態でカメラ４により撮影を行い、画像よりＹＥＳの光った座標を抽出し、第一スイッチ３５ａ点灯テーブルＭａ１を作成する。この第一スイッチ３５ａ点灯テーブルＭａ1と座標テーブルＭ０とを照合し、第一スイッチ３５ａの押された無線局３のＩＤを特定する。第二スイッチ３５ｂのボタンを押した各無線局についても、同様にＩＤの特定処理を行なう。この処理により、ペンライトが複数のスイッチを持つ場合でも、いずれのスイッチを押したかを区別することができる。

図１２に示すように、ユーザが選択した選択肢Ｔを表示する、表示装置４０を具備するペンライトを使用してもよい。表示装置４０としては、選択肢Ｔの個数に対応する個数の単色のＬＥＤ、７セグメントＬＥＤ、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイに類する表示装置を使用することができる。

波長が異なる、複数の赤外線発光部をペンライトが持ち、波長の異なる赤外線を撮影できる複数のカメラを使用することで、ユーザが複数の選択肢Ｔ１，Ｔ２，．．．の中から選択した選択肢Ｔを特定してもよい。異なるｎ種類の波長を使用する場合、区別できる選択肢の数は２のｎ乗個となる。ペンライトは、２のｎ乗個までの選択肢を選択可能なスイッチを具備する。たとえば、波長が８４０ｎｍ，８８０ｎｍ，９００ｎｍの３種類である場合、区別可能な選択肢の個数は２の３乗個（８個）である。３種類の波長を使用する形態の場合、ユーザはペンライトのスイッチを使用して、選択肢０−７からひとつの選択肢Ｔを選ぶ。あらかじめ、Ｔと各波長のＬＥＤとの対応テーブルを作成しておく。テーブルは、たとえば数値Ｔに対応した二進数表記の各桁を各波長のＬＥＤに割りあてる方法がある。たとえば、次のテーブルを使用する。

信号Ａを受信した時に、選択肢テーブル中で１に対応する波長のＬＥＤを点灯する。たとえば、選択肢６を選択したユーザのペンライトでは、波長８４０ｎｍ，８８０ｎｍの二つのＬＥＤを点灯させ、９００ｎｍのＬＥＤは消灯する。各カメラでＬＥＤの点灯状態を撮影し、それぞれについて座標テーブルＭ０と照合を行う。

赤外線発光部、ＬＥＤ発光部、無線局を、腕時計、衣服、帽子、髪飾り、ヘッドバンド、グローブ、ヘッドフォン、靴、小手、脛当て、眼鏡、携帯電話、体に装着できる衣服や機器、装置に類するものに取り付けても良い。

赤外線発光部の代わりに、紫外線を発光するＬＥＤ、または照明器具と紫外線を撮影可能なカメラを使用してもよい。複数の波長を使用する場合に、赤外線だけではなく、可視光、紫外線の領域の光線を組み合わせて使用してもよい。この場合、対応する波長を撮影できるカメラを、使用する波長の数だけ使用する。

なお、本明細書において、非可視光撮影カメラは次の赤外線、紫外線の領域を撮影できるカメラをいい、非可視光発光部は次の赤外線、紫外線の領域の光を発することのできる発光素子をいうものとする。
赤外線: 波長 ７５０ｎｍ−２５００ｎｍ
可視光線: 波長 ３８０ｎｍ−７５０ｎｍ
紫外線: 波長 ２８０ｎｍ−３８０ｎｍ

上記実施形態において、座標Ｃは二次元としたが、図１２に示す３次元座標Ｃを用いてもよく、さらに、高次元の座標を用いることも可能である。

図１４に示すように、複数のカメラ４ａ，４ｂ，...と、指向性を持つ赤外線ＬＥＤと単一のスイッチＳを持つ無線局３ａ，３ｂ（ペンライト）を使用し、ペンライトの使用者が複数の選択肢Ｔ１，Ｔ２，．．．のうちのをひとつの選択肢Ｔを選択したことを判定してもよい。

基地局２は、アンテナ２２より判定用の信号ＡＳを各無線局３にブロードキャストする。各無線局を使用するユーザーは、スイッチＳを押しながら、ユーザーが選択したい選択肢Ｔに対応したカメラにペンライトの赤外線ＬＥＤ（赤外線発光部）を向ける。たとえば、カメラに付属した表示装置４１，４２（ディスプレイ）に選択肢に対応する文字列、またはイメージを表示し、それをユーザが見てカメラを選択する。

各カメラ４ａ，４ｂ，...は選択肢Ｔ１，Ｔ２，．．．に対応しているものとする。各無線局は、この信号ＡＳを受信した後、第一リセット信号が送信されるまで、赤外線ＬＥＤ３２を点灯させる。この状態でカメラ４ａ，４ｂ，...により撮影を行い、画像より赤外線発光部の光った座標を抽出する。そして、カメラ４ａについてはＳ１点灯テーブルＭｓ１を作成し、カメラ４ｂについては点灯テーブルＭｓ２を作成する。同様４ｉに対して点灯テーブルＭｓｉを作成する。この、各点灯テーブルＭｓ１，Ｍｓ２，．．．と座標テーブルＭ０１、Ｍ０２とを照合することで、選択肢Ｔ１，Ｔ２，．．を選択した無線局３のＩＤを特定する。

２．無線局ＩＤと座標情報の対応付け（キャリブレーション処理）
キャリブレーション処理の過程において、無線局に割りあてたＩＤをそのまま使用するのではなく、ＩＤを二進数表記した数値の末尾にパリティチェックコードＰを追加した数値をＩＤの代わりとして使用してもよい。Ｐは、ＩＤが偶数であるときは０、ＩＤが奇数であるときは１とする。たとえば、ＩＤの十進数表記１３であるときは、Ｐは１である。１３の二進数表記は１１０１であるので、ＩＤの末尾にＰを追加した数値は１１０１１となる。この数値を、無線局のIDの代わりに用いてキャリブレーション処理を行なう。

基地局では、最後のビットＰを使用して、受信したＩＤにエラーが発生しているかどうかをチェックする。たとえば、受信したＩＤの二進数表記が１１０１０であった場合は、末尾ビットＰが０であるのに対して、末尾ビットを除いた数値１１０１が奇数であることから、通信エラーが発生していると判断できる。基地局では、エラーが発生したＩＤについて、エラーが発生したことを示すエラーマークを付与し、キャリブレーション終了時にエラーマークの付いたＩＤの数を計測する。基地局の管理者は、エラー発生数を把握することで、再度キャリブレーションを行なうかどうかを検討することができる。なお、上記の過程で、パリティチェックコードではなく、ＣＲＣ（既存技術）を使用して通信エラーのチェックを行なってもよい。

上記の過程で、無線局のＩＤに対して線形符号化処理（既存技術）を行なって得られた符号を、ＩＤの代わりに使用してもよい。この場合、無線局は線形符号化を行なう符号化部を具備し、基地局は符号を復号する復号部を具備する。

符号としてパリティ検査符号（既存技術）を使用してもよい。基地局が復号の過程でパリティ検査に失敗した場合、失敗したＩＤについてエラーマークを付与する。

上記の過程で、パリティ検査符号のビット長を、基地局がブロードキャストによって全無線局に通知し、各無線局は受信した長さのパリティ検査符号を使用して無線局のＩＤ符号化した符号を、無線局のＩＤの代わりに使用してもよい。この場合、通信エラーの発生状況によって検査符号を増減させることで、通信エラーの発生を大きく抑制することができる。

３.可視光ＬＥＤの点灯（動作装置の動作）
座標テーブルＭ０を予め作成することなく、ＹＥＳを選択したユーザの数を、カメラで撮影した映像から数えることも可能である。この形態の場合、ＹＥＳを選択したユーザのＩＤは特定できない。
座標テーブルＭ０を予め作成することなく、ＹＥＳを選択したユーザのもつ無線局のＩＤを、カメラで撮影した映像を使用して認識してもよい。但し、ＩＤと座標の関連付けはできず、ＩＤの信号処理に時間と負荷を要する点が上記実施例と異なる。ＹＥＳの信号Ａを送信する代わりに、ＹＥＳを選択した無線局についてのみ、キャリブレーション処理を行なう。前述のキャリブレーション処理を行なう過程において、ＹＥＳを選択した無線局のみが赤外線ＬＥＤを点灯させる。ＹＥＳ以外の無線局は、キャリブレーション処理中においても赤外線発光部を点灯させない。この方法で作成された座標テーブルＭｔが含むペンライトのＩＤは、すなわちＹＥＳを選択したペンライトのＩＤと等しい。以上の方法により、ＹＥＳを選択したペンライトのＩＤのリストを取得できる。

５．集計処理
ＮＯを選択したユーザを、すべての無線局のＩＤから、ＹＥＳを選択しなかったユーザの無線局のＩＤを除くことで、特定することも可能である。

本発明は、コンサートやイベント等、無線局の数が極めて多い環境における通信制御に活用が可能である。例えば、例えばコンサートのペンライト等のＩＤと座標を符合させ、プロードキャストにより、所望の位置のペンライト等を光らせたり、いずれかのボタンを押しているペンライトのＩＤと選択ボタンを符合させ、アンケート等を取ることができる。特に、人数の多い大規模なイベント等で、これらの操作を迅速に行うことが可能である。ペンライトの代わりに、他の動作装置を動作させる無線局を用いることもできる。

１：通信制御システム、２：基地局、３：複数の無線局（ペンライト）、４：非可視光撮影カメラ（赤外線カメラ）、２１：処理装置、２２：送信アンテナ（無線通信信号送信部）、３１：通信モジュール、３２：非可視光ＬＥＤ（赤外線発光部、非可視光発光部）、３３：可視光ＬＥＤ（動作装置）、３４：受信アンテナ（無線通信受信部）、３５：処理装置、３５ａ、ｂ：スイッチ、３６：メモリ（座標テーブル記憶部）、３７：バッテリー、３８：可視光ＬＥＤ（動作装置）、３９：筐体、４０：表示装置（動作装置）、４１：表示装置、４２：表示装置、Ｃ：座標、Ｍ０：座標テーブル、Ｍｔ：点灯テーブル、Ｍｃ：点灯マップ

Claims (15)

1. 少なくとも１台の基地局と複数の無線局と、無線局を撮影可能な非可視光撮影カメラとを有し、
   無線局は少なくとも二次元の広がりを有する座標に並べられ、
   基地局は無線局に無線信号を送信可能であり、
   無線局は前記非可視光の発光部と動作装置とを有し、
   前記無線信号はＩＤ属性により無線局をＩＤの個数よりも少ないグループ数に分割して発光部を発光させるものであると共に前記分割に用いた全てのＩＤ属性により各無線局は特定されるものであり、
   前記基地局は前記ＩＤ属性ごとに無線信号を前記無線局に順次ブロードキャストし、
   この無線信号のＩＤ属性に該当する無線局は前記発光部を発光させ、
   前記カメラは同発光を撮影して、撮影の度に同発光した無線局の位置と無線信号とを関連づけて基地局で記憶し、
   同記憶した情報を全て統合することにより無線局のＩＤと座標とを関連付けて座標テーブルを作成し、
   同座標テーブルを前記各無線局及び／または前記基地局に記憶させてある通信制御システム。
2. 前記ＩＤは二進数により表示され、前記ＩＤ属性は二進数の各桁であり、前記無線信号は前記発光部を二進数の各桁ごとに分割して発光させるものである請求項１記載の通信制御システム。
3. 前記ＩＤはｍ進数（ｍは整数）により表示され、前記ＩＤ属性はｍ進数の各桁であり、前記無線信号は前記発光部をｍ進数の各桁ごとに分割して発光させるものであり、前記発光部はｍ−１種類の波長で発光可能である請求項１記載の通信制御システム。
4. 前記座標テーブルを前記各無線局に記憶させてあり、前記各無線局は前記基地局からブロードキャストされた座標範囲の信号を受信することにより、前記座標テーブルで自らの座標が前記座標範囲の信号に該当する場合に、前記動作装置を動作させるものである請求項１〜３のいずれかに記載の通信制御システム。
5. 前記動作装置が可視光の発光装置である請求項１〜３のいずれかに記載の通信制御システム。
6. 前記座標テーブルを前記基地局に記憶させてあり、
   前記各無線局は条件充足の選択スイッチを有し、
   前記基地局からブロードキャストされた前記条件充足の充足信号を前記各無線局は受信した際に前記選択スイッチの押された無線局は前記発光部を発光させ、
   前記基地局は前記カメラにより前記発光を撮影した画像から発光座標テーブルを作成し、前記座標テーブルとの照合により前記条件充足の選択スイッチの押された無線局のＩＤを特定するものである請求項１〜５のいずれかに記載の通信制御システム。
7. 前記各無線局は条件充足の選択スイッチを複数有し、
   前記基地局は前記複数の選択スイッチの選択に対応した複数の条件充足信号を発信可能であり、複数の条件に対応した無線局のＩＤをそれぞれ特定可能である請求項６記載の通信制御システム。
8. 前記条件充足の選択スイッチの押された無線局のＩＤを前記座標テーブルに含まれるＩＤから除いた残余のＩＤにより、前記条件を充足しないＩＤを特定する請求項６記載の通信制御システム。
9. 前記動作装置が可視光の発光装置を備え、前記複数の選択スイッチのいずれかを押した場合に、同押されたスイッチの条件に対応する可視光の発光装置を発光させるものである請求項７記載の通信制御システム。
10. 前記動作装置がディスプレイ等の表示装置を備え、前記基地局から送られた内容を表示装置に表示するものである請求項１〜９のいずれかに記載の通信制御システム。
11. 前記動作装置がディスプレイ等の表示装置を備え、押された前記選択スイッチに対応する内容を表示装置に表示するものである請求項６〜８のいずれかに記載の通信制御システム。
12. 前記カメラを複数設け、これら各カメラに対応させてそれらの近傍に前記無線局の配置された位置から目視可能なディスプレイを複数設け、
    前記無線局における非可視光の発光部は方向性を有し、
    前記無線局の非可視光の発光部を１のディスプレイに対応するカメラの視野に向けて座標テーブルを作成し、
    前記無線局の非可視光の発光部を他のディスプレイに対応するカメラの視野に向けて他の座標テーブルを作成し、
    条件に応じて各ディスプレイの方向を無線局で選択し前記各座標テーブルとの照合により条件選択とＩＤとの関連づけを行う請求項１〜１１のいずれかに記載の通信制御システム。
13. 前記各無線局はスイッチを有し、前記ディスプレイの方向選択の後前記スイッチを押すことで条件選択が確定するものである請求項１２記載の通信制御システム。
14. 前記無線局のＩＤと座標との関連付けを複数回行い、頻度の高い関連付けを優先させて座標テーブルを作成する請求項１〜１３のいずれかに記載の通信制御システム。
15. 前記カメラが赤外線カメラであり、前記非可視光の発光部は赤外線の発光部である請求項１〜１４のいずれかに記載の通信制御システム。

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