JP2020072069A - バッテリ管理システム及びバッテリ管理方法 - Google Patents

バッテリ管理システム及びバッテリ管理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】バッテリ交換時のユーザの手間を軽減すると共に、ユーザ認証に係るセキュリティを十分に確保することができるようにする。【解決手段】バッテリ交換機３は、来訪者を撮影するカメラ１１を有し、管理サーバ４は、カメラの撮影画像から取得した来訪者の顔画像情報に基づいて、来訪者が正規のユーザが否かを判定する顔照合を行い、この顔照合の結果に基づいて、バッテリ交換の可否を判定して、その判定結果をバッテリ交換機に通知する。さらに、管理サーバは、来訪者が持ち込んだバッテリパックの識別情報に基づいて、来訪者が持ち込んだバッテリパックが交換可能なものか否かを判定するバッテリ照合を行い、このバッテリ照合の結果に基づいて、バッテリ交換の可否を判定する。【選択図】図５

Description

本発明は、電動車両などのユーザがバッテリステーションでバッテリ装置を交換するバッテリ交換サービスにおいて、供用中のバッテリ装置を管理するバッテリ管理システム及びバッテリ管理方法に関するものである。
近年、排気ガスによる大気汚染や燃料コストの問題を解消する観点から、電動バイクなどの電動車両が注目されている。このような電動車両では、バッテリ装置の性能向上により航続距離が伸びているが、バッテリ装置の充電が支障となって、長時間の連続走行ができないという不便がある。
そこで、このような不便を解消するため、電動車両に、着脱可能なバッテリ装置を搭載して、バッテリステーションにおいて、残量が少なくなったバッテリ装置と充電済みのバッテリ装置とを交換できるようにして、長時間の連続走行を実現するバッテリ交換サービスが普及しつつある。
このようなバッテリ交換サービスでは、従来、バッテリ交換を予め登録された人物に限定されるように、バッテリ交換を行う際にユーザ認証を実施する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、ユーザ登録時に、ユーザが使用する電動車両の識別情報を登録しておき、バッテリ装置を電動車両に装着した際に、電動車両の識別情報（特定情報）をバッテリに記憶させ、バッテリ交換装置（管理装置）において、返却されたバッテリ装置から電動車両の識別情報を取得して、その電動車両の識別情報に基づいて、バッテリ装置を返却した人物が正規のユーザか否かを判定するようにしている。
特許６３２２７４４号公報
さて、例えば、２つのバッテリ装置を搭載した電動車両の場合には、２つのバッテリ装置を交換するため、電動車両から取り外した２つのバッテリ装置をユーザが両手に保持してバッテリ交換装置に持ち込むが、このとき、ユーザの両手が塞がっているため、ユーザが特別な操作を行わずにユーザ認証が行われることが望まれる。
このような要望に対して、従来の技術では、バッテリ装置をバッテリ交換装置に返却するだけでユーザ認証が行われるため、ユーザが特別な操作を行わずに済むため、バッテリ交換時のユーザの手間を軽減することができる。
しかしながら、従来の技術では、電動車両の識別情報でユーザ認証を行うため、電動車両が登録されたものであればよく、正規のユーザでなくてもバッテリ交換を行うことができることから、セキュリティの観点から十分なものではないという問題があった。
そこで、本発明は、バッテリ交換時のユーザの手間を軽減すると共に、ユーザ認証に係るセキュリティを十分に確保することができるバッテリ管理システム及びバッテリ管理方法を提供することを主な目的とする。
本発明のバッテリ管理システムは、バッテリ交換サービスに供用される複数のバッテリ装置と、バッテリステーションに配置され、ユーザから返却された前記バッテリ装置を収容して充電すると共に、返却された前記バッテリ装置と交換で充電済みの前記バッテリ装置をユーザに貸し出す複数のバッテリ交換装置と、この複数のバッテリ交換装置とネットワークを介して接続されて、前記バッテリ交換装置でのバッテリ交換を管理するサーバ装置と、を有するバッテリ管理システムであって、前記バッテリ交換装置は、来訪者を撮影するカメラを有し、前記サーバ装置は、前記カメラの撮影画像から取得した来訪者の顔画像情報に基づいて、来訪者が正規のユーザが否かを判定する顔照合を行い、前記顔照合の結果に基づいて、バッテリ交換の可否を判定して、その判定結果を前記バッテリ交換装置に通知する構成とする。
また、本発明のバッテリ管理方法は、バッテリ交換サービスで供用中の複数のバッテリ装置を管理するバッテリ管理方法であって、バッテリステーションに配置され、ユーザから返却された前記バッテリ装置を収容して充電すると共に、返却された前記バッテリ装置と交換で充電済みの前記バッテリ装置をユーザに貸し出すバッテリ交換装置において、来訪者をカメラで撮影し、前記バッテリ交換装置とネットワークを介して接続されて、前記バッテリ交換装置でのバッテリ交換を管理するサーバ装置において、前記カメラの撮影画像から取得した来訪者の顔画像情報に基づいて、来訪者が正規のユーザが否かを判定する顔照合を行い、前記顔照合の結果に基づいて、バッテリ交換の可否を判定して、その判定結果を前記バッテリ交換装置に通知する構成とする。
本発明によれば、ユーザ認証として顔照合を行うため、ユーザが特別な操作を行わずに済み、バッテリ交換時のユーザの手間を軽減すると共に、ユーザ認証に係るセキュリティを十分に確保することができる。
第１実施形態に係るバッテリ共用システムの全体構成図 第１実施形態に係るバッテリ交換機３、管理サーバ４および登録端末５の概略構成を示すブロック図 第１実施形態に係る登録端末５および管理サーバ４においてユーザ登録時に行われる処理の概要を示す説明図 第１実施形態に係る登録端末５および管理サーバ４におけるユーザ登録時の動作手順を示すフロー図 第１実施形態に係るバッテリ交換機３および管理サーバ４においてバッテリ交換時に行われる処理の概要を示す説明図 第１実施形態に係るバッテリ交換機３および管理サーバ４におけるバッテリ交換時の動作手順を示すフロー図 第１実施形態の変形例に係るバッテリ交換機３および管理サーバ４におけるバッテリ交換時の動作手順を示すフロー図 第２実施形態に係るバッテリパック２、バッテリ交換機３および管理サーバ４の概略構成を示すブロック図 第２実施形態に係る登録端末５および管理サーバ４においてユーザ登録時に行われる処理の概要を示す説明図 第２実施形態に係る登録端末５および管理サーバ４におけるユーザ登録時の動作手順を示すフロー図 第２実施形態に係るバッテリ交換機３および管理サーバ４においてバッテリ交換時に行われる処理の概要を示す説明図 第２実施形態に係るバッテリ交換機３および管理サーバ４におけるバッテリ交換時の動作手順を示すフロー図
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、バッテリ交換サービスに供用される複数のバッテリ装置と、バッテリステーションに配置され、ユーザから返却された前記バッテリ装置を収容して充電すると共に、返却された前記バッテリ装置と交換で充電済みの前記バッテリ装置をユーザに貸し出す複数のバッテリ交換装置と、この複数のバッテリ交換装置とネットワークを介して接続されて、前記バッテリ交換装置でのバッテリ交換を管理するサーバ装置と、を有するバッテリ管理システムであって、前記バッテリ交換装置は、来訪者を撮影するカメラを有し、前記サーバ装置は、前記カメラの撮影画像から取得した来訪者の顔画像情報に基づいて、来訪者が正規のユーザが否かを判定する顔照合を行い、前記顔照合の結果に基づいて、バッテリ交換の可否を判定して、その判定結果を前記バッテリ交換装置に通知する構成とする。
これによると、ユーザ認証として顔照合を行うため、ユーザが特別な操作を行わずに済み、バッテリ交換時のユーザの手間を軽減すると共に、ユーザ認証に係るセキュリティを十分に確保することができる。
また、第２の発明は、前記サーバ装置は、来訪者が持ち込んだ前記バッテリ装置の識別情報に基づいて、来訪者が持ち込んだ前記バッテリ装置が交換可能なものか否かを判定するバッテリ照合を行い、前記バッテリ照合の結果に基づいて、バッテリ交換の可否を判定する構成とする。
これによると、交換できないバッテリ装置を来訪者が持ち込んだ場合に、バッテリ交換を拒否することができる。
また、第３の発明は、前記サーバ装置は、ユーザと、そのユーザに貸出中の前記バッテリ装置の識別情報とを対応付けて管理する構成とする。
これによると、ユーザが不正なバッテリ交換を行ったことを把握することができる。
また、第４の発明は、前記サーバ装置は、前記バッテリ照合として、来訪者が正規のユーザである場合に、そのユーザが持ち込んだ前記バッテリ装置が当該ユーザに貸出中の前記バッテリ装置であるか否かを判定し、ユーザが持ち込んだ前記バッテリ装置が当該ユーザに貸出中の前記バッテリ装置でない場合には、バッテリ交換を許可しない構成とする。
これによると、ユーザが不正なバッテリ交換を行った場合にバッテリ交換を許可しないため、不正なバッテリ交換を防止することができる。
また、第５の発明は、前記バッテリ装置は、当該バッテリ装置の識別情報が格納された２次元コード画像が外面に設けられ、前記バッテリ交換装置は、来訪者が保持する前記バッテリ装置を撮影するカメラを有し、前記サーバ装置は、前記カメラの撮影画像から取得した２次元コード画像の読み取りにより、来訪者が保持する前記バッテリ装置の識別情報を取得する構成とする。
これによると、来訪者がバッテリ装置をバッテリ交換装置に返却する前に、来訪者が持ち込んだバッテリ装置を識別して、バッテリ交換の可否を判定することができる。
また、第６の発明は、前記バッテリ交換装置は、来訪者の顔を撮影する第１のカメラと、来訪者が保持する前記バッテリ装置を撮影する第２のカメラとを有する構成とする。
これによると、来訪者の顔と、その来訪者が保持するバッテリ装置との両方を、適切に撮影することができる。
また、第７の発明は、前記バッテリ交換装置は、前記バッテリ装置の出し入れ口にシャッターを有し、前記サーバ装置によるバッテリ交換の可否に関する判定結果に応じて、前記シャッターの開閉を制御する構成とする。
これによると、来訪者が持ち込んだバッテリ装置の返却や、充電済みのバッテリ装置の貸出を拒否することができる。
また、第８の発明は、前記バッテリ交換装置は、来訪者が接近すると、前記シャッターを開いて来訪者が持ち込んだ前記バッテリ装置を収容し、前記サーバ装置がバッテリ交換を許可しない場合には、収容した前記バッテリ装置を来訪者に戻すために前記シャッターを開く構成とする。
これによると、バッテリ交換を許可しない場合に、来訪者の対応を円滑に行うことができる。
また、第９の発明は、前記バッテリ交換装置は、前記サーバ装置によりバッテリ交換が許可された場合には、前記シャッターを開いて来訪者が持ち込んだ前記バッテリ装置を収容し、前記サーバ装置がバッテリ交換を許可しない場合には、前記シャッターを開かずに、バッテリ交換ができないことを来訪者に通知する構成とする。
これによると、バッテリ交換を許可しない場合に、来訪者の対応を円滑に行うことができる。
また、第１０の発明は、バッテリ交換サービスで供用中の複数のバッテリ装置を管理するバッテリ管理方法であって、バッテリステーションに配置され、ユーザから返却された前記バッテリ装置を収容して充電すると共に、返却された前記バッテリ装置と交換で充電済みの前記バッテリ装置をユーザに貸し出すバッテリ交換装置において、来訪者をカメラで撮影し、前記バッテリ交換装置とネットワークを介して接続されて、前記バッテリ交換装置でのバッテリ交換を管理するサーバ装置において、前記カメラの撮影画像から取得した来訪者の顔画像情報に基づいて、来訪者が正規のユーザが否かを判定する顔照合を行い、前記顔照合の結果に基づいて、バッテリ交換の可否を判定して、その判定結果を前記バッテリ交換装置に通知する構成とする。
これによると、第１の発明と同様に、バッテリ交換時のユーザの手間を軽減すると共に、ユーザ認証に係るセキュリティを十分に確保することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るバッテリ共用システムの全体構成図である。
このバッテリ共用システムは、電動バイクなどの電動車両１に搭載するバッテリパック２（バッテリ装置）を複数のユーザで共用するサービス（バッテリ交換サービス）を提供するものであり、バッテリ交換機３（バッテリ交換装置）と、管理サーバ４（サーバ装置）と、登録端末５（端末装置）と、を備えている。
バッテリ交換機３、管理サーバ４、および登録端末５はインターネットなどのネットワークを介して接続されている。なお、バッテリ交換機３は、移動体通信ネットワークや無線ＬＡＮなどの無線通信でネットワーク接続される。
電動車両１は、バッテリパック２を搭載し、バッテリパック２の電力により走行する。図１に示す例では、電動車両を電動バイクとしたが、４輪の自動車でもよい。また、車道走行が前提となっていないモビリティ装置である電動車椅子、電動カート、テーマパークやゴルフ場等での乗用カートであってもよい。
バッテリ交換機３は、ユーザから返却されたバッテリパック２を収容して充電すると共に、返却されたバッテリパック２と交換で充電済みのバッテリパック２をユーザに貸し出す。このバッテリ交換機３は、コンビニやガソリンスタンドなどの施設（店舗）に併設されたバッテリステーションに配置される。また、１箇所のバッテリステーションに複数のバッテリ交換機３が設置される。
管理サーバ４は、バッテリ交換サービスに加入してバッテリパック２を使用する人物をユーザ（会員）として登録し、バッテリパック２とその貸出先のユーザとを紐付けて管理する。
登録端末５は、ユーザに接客する施設に設置され、担当者がユーザ登録の操作を行う。
なお、本実施形態では、電動車両１に搭載されるバッテリパック２を例にして説明するが、バッテリパック２が搭載されるバッテリ搭載装置は電動車両に限定されず、例えば可搬型の給電装置などでもよい。
次に、第１実施形態に係るバッテリ交換機３、管理サーバ４および登録端末５の概略構成について説明する。図２は、バッテリ交換機３、管理サーバ４および登録端末５の概略構成を示すブロック図である。
バッテリ交換機３は、カメラ１１と、人感センサ１２と、駆動部１３と、充電部１４と、入出力部１５と、通信部１６と、表示部１７と、記憶部１８と、制御部１９と、を備えている。
カメラ１１は、バッテリ交換に訪れた人物（来訪者）を撮影する。なお、来訪者の顔画像を確実に取得するため、上下方向に複数のカメラ１１を設置し、来訪者の身長に対応させて、顔画像を取得するようにしてもよい。
人感センサ１２は、人物がバッテリ交換機３に接近したことを検知する。
駆動部１３は、制御部１９からの指示に応じて、バッテリパック２の返却および貸出のタイミングで、バッテリパック２の出し入れ口に設けられたシャッター２１（開閉扉）の開閉機構を駆動し、また、返却されたバッテリパック２を格納すると共に、ユーザに貸し出すバッテリパック２を排出する格納排出機構を駆動する。
充電部１４は、スロット２２（トレイ）を介してバッテリパック２を充電する。
入出力部１５は、バッテリパック２との間で情報の入出力を行い、例えば、バッテリパック２の識別番号やアラートや劣化情報などがバッテリパック２から入力される。
通信部１６は、ネットワークを介して管理サーバ４と通信を行う。
表示部１７は、バッテリパック２の交換に関する案内画面を表示する。
記憶部１８は、制御部１９を構成するプロセッサで実行されるプログラムなどを記憶する。
制御部１９は、プロセッサで構成され、バッテリ交換機３の各部を制御する。例えば、人感センサ１２で人物の接近を検知すると、駆動部１３を制御して、空き状態のスロット２２を出し入れ口に移動させてシャッター２１を開き、ユーザがバッテリパック２を返却できるようにする。また、管理サーバ４から交換許可通知を受信すると、ユーザに貸し出す充電済みのバッテリパック２が装着されたスロット２２を出し入れ口に移動させてシャッター２１を開き、ユーザに貸し出すバッテリパック２をユーザが受け取ることができるようにする。
また、制御部１９は、カメラ１１の撮影画像から来訪者の顔を検知して顔画像を取得し、また、返却されたバッテリパック２から入出力部１５を介して識別番号を取得して、来訪者の顔画像およびバッテリパック２の識別番号を通信部１６から管理サーバ４に送信する。
登録端末５は、カメラ３１と、クレードル３２と、通信部３３と、記憶部３４と、制御部３５と、を備えている。
カメラ３１は、ユーザ登録の際に対象者の顔を撮影する。
クレードル３２は、ユーザ登録の際に、ユーザに最初に貸し出すバッテリパック２が装着されて、そのバッテリパック２の識別番号を読み取る。
通信部３３は、ネットワークを介して管理サーバ４と通信を行う。
記憶部３４は、制御部３５を構成するプロセッサで実行されるプログラムなどを記憶する。
制御部３５は、プロセッサで構成され、ユーザ登録に係る処理を行う。すなわち、カメラ３１の撮影画像から対象者の顔画像を切り出し、また、クレードル３２を介してバッテリパック２の識別番号を取得して、対象者の顔画像およびバッテリパック２の識別番号を通信部３３から管理サーバ４に送信する。
管理サーバ４は、通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３と、を備えている。
通信部４１は、ネットワークを介してバッテリ交換機３および登録端末５と通信を行う。
記憶部４２は、ユーザ管理テーブルの登録情報（ユーザ管理情報）や、制御部４３を構成するプロセッサで実行されるプログラムなどを記憶する。
制御部４３は、顔特徴抽出部５１と、情報管理部５２と、顔照合部５３と、バッテリ照合部５４と、バッテリ交換指示部５５と、を備えている。この制御部４３は、プロセッサで構成され、制御部４３の各部は、記憶部４２に記憶されたプログラムをプロセッサで実行することで実現される。
顔特徴抽出部５１は、ユーザ登録の際に、登録端末５から取得したユーザ登録の対象者の顔画像から顔特徴情報を抽出する。また、顔特徴抽出部５１は、バッテリ交換の際に、バッテリ交換機３から取得した来訪者の顔画像から顔特徴情報を抽出する。
情報管理部５２は、ユーザ登録の際に、顔特徴抽出部５１で取得した対象者の顔特徴情報と、登録端末５から取得したバッテリパック２の識別番号をユーザ管理テーブルに登録する。このユーザ管理テーブルにより、バッテリパック２とその貸出先のユーザとが紐付けられる。
顔照合部５３は、バッテリ交換の際に、顔特徴抽出部５１で取得した来訪者の顔特徴情報と、ユーザ管理テーブルに登録された顔特徴情報とを比較して、来訪者が正規のユーザであるか否かを判定する顔照合を行う。なお、バッテリ交換の度に、ユーザの顔画像を取得するため、この顔画像から抽出された顔特徴情報を用いて、ユーザ管理テーブルに登録されたユーザの顔特徴情報を更新するようにしてもよい。
バッテリ照合部５４は、ユーザがバッテリ交換機３に返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じものか否かを判定するバッテリ照合を行う。
バッテリ交換指示部５５は、バッテリ交換の可否を判定して、その判定結果、すなわち、バッテリ交換を許可するか否かをバッテリ交換機３に通知する。具体的には、顔照合部５３において、来訪者が正規のユーザであると判定され、かつ、バッテリ照合部５４において、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じものと判定されると、バッテリ交換を許可する交換許可通知を通信部４１からバッテリ交換機３に送信する。また、来訪者が正規のユーザでないと判定された場合や、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と異なるものと判定された場合には、バッテリ交換を許可しない交換不許可通知を通信部４１からバッテリ交換機３に送信する。
なお、本実施形態では、管理サーバ４に顔特徴抽出部５１を設けたが、登録端末５に顔特徴抽出部を設けるようにしてもよい。また、バッテリ交換機３に顔特徴抽出部５１を設け、来訪者の顔画像から抽出した顔特徴情報のみをネットワークを介して管理サーバ４へ送信するようにしてもよい。
次に、第１実施形態に係る登録端末５および管理サーバ４においてユーザ登録時に行われる処理について説明する。図３は、登録端末５および管理サーバ４においてユーザ登録時に行われる処理の概要を示す説明図である。
本実施形態では、バッテリ交換サービスに加入してバッテリパック２の使用を開始する際に、登録端末５において、担当者がユーザ登録の操作を行う。このとき、登録端末５では、対象者の顔をカメラ３１で撮影して、対象者の顔画像を取得する。また、ユーザに最初に貸し出すバッテリパック２をクレードル３２に装着して、バッテリパック２の識別番号を読み取る。そして、対象者の顔画像およびバッテリパック２の識別番号を管理サーバ４に送信する。
管理サーバ４では、顔特徴抽出部５１において、対象者の顔画像から顔特徴情報を抽出し、その対象者の顔特徴情報と、受信したバッテリパック２の識別番号とを対応付けてユーザ管理テーブルに登録する。
次に、第１実施形態に係る登録端末５および管理サーバ４におけるユーザ登録時の動作手順について説明する。図４は、登録端末５および管理サーバ４におけるユーザ登録時の動作手順を示すフロー図である。
登録端末５では、まず、ユーザ登録の対象者の顔をカメラ３１で撮影して、対象者の顔画像を取得する（ＳＴ１０１）。また、貸し出すバッテリパック２の識別番号を、クレードル３２を介して読み取る（ＳＴ１０２）。次に、対象者の顔画像およびバッテリパック２の識別番号を管理サーバ４に送信する（ＳＴ１０３）。
管理サーバ４では、登録端末５から送信される対象者の顔画像およびバッテリパック２の識別番号を受信すると（ＳＴ２０１）、顔特徴抽出部５１において、受信した顔画像から対象者の顔特徴情報を抽出する（ＳＴ２０２）。そして、情報管理部５２において、顔特徴抽出部５１で取得した対象者の顔特徴情報と、登録端末５から受信したバッテリパック２の識別番号とを、ユーザ管理テーブルに登録する（ＳＴ２０３）。
次に、第１実施形態に係るバッテリ交換機３および管理サーバ４においてバッテリ交換時に行われる処理について説明する。図５は、バッテリ交換機３および管理サーバ４においてバッテリ交換時に行われる処理の概要を示す説明図である。
バッテリ交換機３では、バッテリステーションに訪れた人物（来訪者）の顔をカメラ１１で撮影して、来訪者の顔画像を取得する。また、バッテリ交換機３では、来訪者が持ち込んだバッテリパック２を、シャッター２１を開いて収容し、バッテリパック２が装着されるスロット２２を介してバッテリパック２の識別番号を読み取る。そして、来訪者の顔画像およびバッテリパック２の識別番号を管理サーバ４に送信する。
管理サーバ４では、顔特徴抽出部５１において、来訪者の顔画像から顔特徴情報を抽出する。そして、顔照合部５３において、来訪者の顔特徴情報と、ユーザ管理テーブルに登録された顔特徴情報とを比較して、来訪者が正規のユーザであるか否かを判定する。このとき、来訪者の顔特徴情報と類似するものが、ユーザ管理テーブルに登録されている顔特徴情報の中にある場合に、来訪者が正規のユーザであると判定する。
ここで、来訪者が正規のユーザであると判定されると、次に、バッテリ照合部５４において、ユーザがバッテリ交換機３に返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じものか否かを判定する。このとき、ユーザ管理テーブルに登録されているユーザに貸出中のバッテリパック２の識別番号が、受信したバッテリパック２の識別番号と一致する場合に、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じものと判定する。
ここで、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じと判定されると、バッテリ交換を許可する。
なお、ユーザがバッテリ交換機３や店舗を介さずにバッテリ交換を行った場合、例えば、ユーザ同士でバッテリパック２を直接交換した場合に、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と異なる状態となり、バッテリ交換は許可されない。このような場合、管理サーバ４は、バッテリ交換機３の表示部１７へ不正なバッテリ交換に関するエラー画面を表示すると共に、バッテリ交換の回復に関する問合せ先等の表示を行う。
次に、第１実施形態に係るバッテリ交換機３および管理サーバ４におけるバッテリ交換時の動作手順について説明する。図６は、バッテリ交換機３および管理サーバ４におけるバッテリ交換時の動作手順を示すフロー図である。
バッテリ交換機３では、まず、来訪者をカメラ１１で撮影し、来訪者の顔画像を取得する（ＳＴ３０１）。次に、人感センサ１２で来訪者を検知するのに応じてシャッター２１を開く（ＳＴ３０２）。これにより、来訪者はバッテリパック２をバッテリ交換機３に返却することができる。
次に、バッテリパック２が返却されたことを検知するのに応じてシャッター２１を閉じる（ＳＴ３０３）。次に、バッテリパック２の識別番号を読み取る（ＳＴ３０４）。次に、来訪者の顔画像およびバッテリパック２の識別番号を通信部１６から管理サーバ４に送信する（ＳＴ３０５）。
管理サーバ４では、バッテリ交換機３から送信される来訪者の顔画像およびバッテリパック２の識別番号を通信部４１で受信すると（ＳＴ４０１）、まず、顔特徴抽出部５１において、受信した顔画像から来訪者の顔特徴情報を抽出する（ＳＴ４０２）。
次に、顔照合部５３において、来訪者の顔特徴情報と、ユーザ管理テーブルに登録された顔特徴情報とを比較して、来訪者が正規のユーザであるか否かを判定する（ＳＴ４０３）。
ここで、来訪者が正規のユーザでない場合には（ＳＴ４０３でＮｏ）、交換不許可通知を通信部４１からバッテリ交換機３に送信する（ＳＴ４０４）。このとき、顔照合が失敗したこと、すなわち、来訪者が正規のユーザでない旨の情報を交換不許可通知に付加する。
一方、来訪者が正規のユーザである場合には（ＳＴ４０３でＹｅｓ）、次に、バッテリ照合部５４において、ユーザがバッテリ交換機３に返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じものか否かを判定する（ＳＴ４０５）。
ここで、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と異なる場合には（ＳＴ４０５でＮｏ）、交換不許可通知を通信部４１からバッテリ交換機３に送信する（ＳＴ４０６）。このとき、バッテリ照合が失敗したこと、すなわち、ユーザが不正なバッテリ交換を行った旨の情報を交換不許可通知に付加する。
一方、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じ場合には（ＳＴ４０５でＹｅｓ）、交換許可通知を通信部４１からバッテリ交換機３に送信する（ＳＴ４０７）。
バッテリ交換機３では、交換不許可通知を管理サーバ４から受信すると（ＳＴ３０６でＹｅｓ）、バッテリ交換ができないことをユーザに通知するエラー画面を表示部１７に表示して、来訪者が持ち込んだバッテリパック２を来訪者に戻すためにシャッター２１を開く（ＳＴ３０７）。
また、交換許可通知を管理サーバ４から受信すると（ＳＴ３０８でＹｅｓ）、充電済みのバッテリパック２をユーザに貸し出すためにシャッター２１を開く（ＳＴ３０９）。
なお、バッテリ交換機３では、充電済みのバッテリパック２をユーザに貸し出すと、その新たにユーザに貸し出したバッテリパック２の識別番号を管理サーバ４に送信し、管理サーバ４では、受信したバッテリパック２の識別番号を用いてユーザ管理テーブルを更新する。
（第１実施形態の変形例）
次に、第１実施形態の変形例について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。
第１実施形態では、バッテリ照合が失敗した場合、すなわち、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と異なると判定された場合には、バッテリ交換を許可しないようにしたが、本変形例では、バッテリ照合が失敗した場合でも、ユーザが返却したバッテリパック２が、正規品、すなわち、バッテリ交換サービスの対象として予め登録されたバッテリパック２である場合には、バッテリ交換を許可した上で、不正なバッテリ交換を行わないようにユーザに催促するようにする。
なお、バッテリパック２の供用を開始する際に、バッテリパック２の識別番号をバッテリ管理リストに登録すれば、このバッテリ管理リストに基づいて、返却されたバッテリパック２が正規品か否かを判定することができる。
次に、第１実施形態の変形例に係るバッテリ交換機３および管理サーバ４におけるバッテリ交換時の動作手順について説明する。図７は、バッテリ交換機３および管理サーバ４におけるバッテリ交換時の動作手順を示すフロー図である。
管理サーバ４では、バッテリ照合部５４で行われるバッテリ照合（ＳＴ４０５）において、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と異なると判定されると（ＳＴ４０５でＮｏ）、次に、ユーザが返却したバッテリパック２が、正規品（バッテリ交換サービスの対象となるバッテリパック２）か否かを判定する（ＳＴ４１１）。
ここで、ユーザが返却したバッテリパック２が正規品である場合には（ＳＴ４１１でＹｅｓ）、交換許可通知を通信部４１からバッテリ交換機３に送信する（ＳＴ４１２）。このとき、バッテリ照合が失敗したこと、すなわち、ユーザが不正なバッテリ交換を行った旨の情報を交換許可通知に付加する。
バッテリ交換機３では、交換許可通知を管理サーバ４から受信すると（ＳＴ３０８でＹｅｓ）、充電済みのバッテリパック２をユーザに貸し出すためにシャッター２１を開く（ＳＴ３０９）。このとき、ユーザが不正なバッテリ交換を行った旨の情報が交換許可通知に付加されていると、不正なバッテリ交換を行わないように催促する警告画面を表示部１７に表示する。
ところで、バッテリ交換サービスでは、ユーザに貸し出すバッテリパック２を適切に管理するために、会員規約により、バッテリ交換機３や店舗を介さずにバッテリ交換を行うこと、すなわち、ユーザ同士でバッテリパック２を直接交換することを禁止するようにしている。
一方、本変形例のように、ユーザが不正なバッテリ交換を行った場合でも、返却したバッテリパック２が正規品である場合には、バッテリ交換を許可するようにすると、会員規約を遵守しないユーザが、会員規約を遵守するユーザと同等に扱われることになり、会員規約の遵守に対するユーザの動機付けが低くなる。
そこで、会員規約の遵守に対するユーザの動機付けを高めるポイントプログラムをバッテリ交換サービスに適用するとよい。具体的には、バッテリ交換機３や店舗を利用した適正なバッテリ交換を行った場合には、ユーザにポイント（特典）を付与し、不正なバッテリ交換を行った場合には、ユーザにポイントを付与しないようにする。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。
前記の実施形態では、バッテリ交換の際に、ユーザがバッテリパック２をバッテリ交換機３に返却した後に、バッテリパック２の識別番号を取得するようにしたが、本実施形態では、バッテリパック２の識別番号が格納された２次元コードを、バッテリパック２の外面に貼付し、ユーザがバッテリパック２をバッテリ交換機３に返却する前に、ユーザが保持するバッテリパック２の２次元コードを撮影して、その撮影画像から２次元コードを読み取ることで、バッテリパック２の識別番号を取得する。なお、２次元コードは、例えばＱＲコード（登録商標）である。
また、前記の実施形態では、登録端末５において、ユーザ登録の際に、ユーザに貸し出すバッテリパック２をクレードル３２に装着してバッテリパック２の識別番号を取得するようにしたが、本実施形態では、貸し出すバッテリパック２の２次元コードを撮影して、その撮影画像から２次元コードを読み取ることで、バッテリパック２の識別番号を取得する。
なお、本実施形態では、バッテリパック２に２次元コードを貼付して、その２次元コードを読み取ることで、バッテリパック２の識別番号を取得するようにしたが、バッテリパック２にＲＦＩＤ（radio frequency identifier）のタグを取り付けるなどして、無線通信によりバッテリパック２の識別番号を取得するようにしてもよい。
次に、第２実施形態に係るバッテリパック２、バッテリ交換機３および管理サーバ４の概略構成について説明する。図８は、バッテリパック２、バッテリ交換機３および管理サーバ４の概略構成を示すブロック図である。
バッテリ交換機３は、第１のカメラ２５と、第２のカメラ２６とを備えている。その他の構成は第１実施形態（図２参照）と同様である。
第１のカメラ２５は、第１実施形態のカメラ１１と同様に、バッテリ交換に訪れた人物（来訪者）の顔を撮影する。第２のカメラ２６は、来訪者が手に保持したバッテリパック２の２次元コードを撮影する。
登録端末５は、第１のカメラ３６と、第２のカメラ３７とを備えている。その他の構成は第１実施形態（図２参照）と同様である。
第１のカメラ２５は、第１実施形態のカメラ３１と同様に、ユーザ登録の対象者の顔を撮影する。第２のカメラ３７は、ユーザに最初に貸し出すバッテリパック２の２次元コードを撮影する。なお、対象者の顔およびバッテリパック２の２次元コードを１つのカメラで撮影するようにしてもよい。
管理サーバ４の制御部４３は、２次元コード読取部５６を備えている。その他の構成は第１実施形態（図２参照）と同様である。
２次元コード読取部５６は、バッテリ交換機３から受信した２次元コード画像を読み取ってバッテリパック２の識別番号を取得する。
なお、本実施形態では、管理サーバ４に顔特徴抽出部５１および２次元コード読取部５６を設けたが、登録端末５に顔特徴抽出部および２次元コード読取部を設けるようにしてもよい。
次に、第２実施形態に係る登録端末５および管理サーバ４においてユーザ登録時に行われる処理について説明する。図９は、登録端末５および管理サーバ４においてユーザ登録時に行われる処理の概要を示す説明図である。
ユーザ登録の際には、まず、登録端末５において、第１のカメラ３６により、対象者の顔を撮影して、対象者の顔画像を取得する。また、第２のカメラ３７により、貸し出すバッテリパック２に貼付された２次元コードを撮影して、２次元コード画像を取得する。そして、対象者の顔画像およびバッテリパック２の２次元コード画像を、管理サーバ４に送信する。
管理サーバ４では、顔特徴抽出部５１において、対象者の顔画像から顔特徴情報を抽出し、また、２次元コード読取部５６において、２次元コード画像を読み取ることでバッテリパック２の識別番号を取得して、顔特徴情報とバッテリパック２の識別番号とを対応付けてユーザ管理テーブルに登録する。
次に、第２実施形態に係る登録端末５および管理サーバ４におけるユーザ登録時の動作手順について説明する。図１０は、登録端末５および管理サーバ４におけるユーザ登録時の動作手順を示すフロー図である。
登録端末５では、まず、ユーザ登録の対象者の顔を第１のカメラ３６で撮影して、対象者の顔画像を取得する（ＳＴ１１１）。また、貸し出すバッテリパック２に貼付された２次元コードを第２のカメラ３７で撮影して、バッテリパック２の２次元コード画像を取得する（ＳＴ１１２）。次に、対象者の顔画像およびバッテリパック２の２次元コード画像を通信部３３から管理サーバ４に送信する（ＳＴ１１３）。
管理サーバ４では、登録端末５から送信される対象者の顔画像およびバッテリパック２の２次元コード画像を通信部４１で受信すると（ＳＴ２１１）、顔特徴抽出部５１において、受信した顔画像から対象者の顔特徴情報を抽出する（ＳＴ２０２）。また、２次元コード読取部５６において、受信した２次元コード画像を読み取ってバッテリパック２の識別番号を取得する（ＳＴ２１２）。そして、対象者の顔特徴情報とバッテリパック２の識別番号とをユーザ管理テーブルに登録する（ＳＴ２０３）。
次に、第２実施形態に係るバッテリ交換機３および管理サーバ４においてバッテリ交換時に行われる処理について説明する。図１１は、バッテリ交換機３および管理サーバ４においてバッテリ交換時に行われる処理の概要を示す説明図である。
バッテリ交換の際には、まず、バッテリ交換機３において、バッテリステーションに訪れた人物（来訪者）の顔を第１のカメラ２５により撮影して、来訪者の顔画像を取得する。また、来訪者が手に保持したバッテリパック２に貼付された２次元コードを第２のカメラ２６により撮影して、２次元コード画像を取得する。そして、来訪者の顔画像およびバッテリパック２の２次元コード画像を、管理サーバ４に送信する。
なお、この第１のカメラ２５および第２のカメラ２６は、撮影エリアを異なる高さに設定することで、各々が来訪者の顔およびバッテリパック２の２次元コードを主に撮影することができる。また、高解像度のカメラを用いることで、来訪者の顔およびバッテリパック２の２次元コードを１つのカメラで撮影するようにしてもよい。
管理サーバ４では、顔特徴抽出部５１において、来訪者の顔画像から顔特徴情報を抽出する。そして、顔照合部５３において、来訪者の顔特徴情報と、ユーザ管理テーブルに登録された顔特徴情報とを比較して、来訪者が正規のユーザであるか否かを判定する。
ここで、来訪者が正規のユーザであると判定されると、次に、２次元コード読取部５６において、２次元コード画像を読み取ってバッテリパック２の識別番号を取得する。そして、バッテリ照合部５４において、ユーザがバッテリ交換機３に返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じものか否かを判定する。
ここで、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じものであると判定されると、バッテリ交換を許可する。
次に、第２実施形態に係るバッテリ交換機３および管理サーバ４におけるバッテリ交換時の動作手順について説明する。図１２は、バッテリ交換機３および管理サーバ４におけるバッテリ交換時の動作手順を示すフロー図である。
バッテリ交換機３では、まず、来訪者を第１のカメラ２５で撮影し、来訪者の顔画像を取得する（ＳＴ３１１）。また、来訪者が手に保持しているバッテリパック２に貼付された２次元コードを第２のカメラ２６で撮影して、バッテリパック２の２次元コード画像を取得する（ＳＴ３１２）。そして、来訪者の顔画像およびバッテリパック２の２次元コード画像を通信部３３から管理サーバ４に送信する（ＳＴ３１３）。
管理サーバ４では、バッテリ交換機３から送信される来訪者の顔画像およびバッテリパック２の２次元コード画像を通信部４１で受信すると（ＳＴ４１１）、まず、顔特徴抽出部５１において、受信した顔画像から来訪者の顔特徴情報を抽出する（ＳＴ４０２）。また、２次元コード読取部５６において、受信した２次元コード画像を読み取ってからバッテリパック２の識別番号を取得する（ＳＴ４１２）。
次に、顔照合部５３において、来訪者の顔特徴情報と、ユーザ管理テーブルに登録された顔特徴情報とを比較して、来訪者が正規のユーザであるか否かを判定する（ＳＴ４０３）。
ここで、来訪者が正規のユーザでない場合には（ＳＴ４０３でＮｏ）、交換不許可通知を通信部４１からバッテリ交換機３に送信する（ＳＴ４０４）。このとき、顔照合が失敗したこと、すなわち、来訪者が正規のユーザでない旨の情報を交換不許可通知に付加する。
一方、来訪者が正規のユーザである場合には（ＳＴ４０３でＹｅｓ）、次に、バッテリ照合部５４において、ユーザがバッテリ交換機３に返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じものか否かを判定する（ＳＴ４０５）。
ここで、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と異なる場合には（ＳＴ４０５でＮｏ）、交換不許可通知を通信部４１からバッテリ交換機３に送信する（ＳＴ４０６）。このとき、バッテリ照合が失敗したこと、すなわち、ユーザが不正なバッテリ交換を行った旨の情報を交換不許可通知に付加する。
一方、ユーザが返却したバッテリパック２が、ユーザに貸出中のバッテリパック２と同じ場合には（ＳＴ４０５でＹｅｓ）、交換許可通知を通信部４１からバッテリ交換機３に送信する（ＳＴ４０７）。
バッテリ交換機３では、交換不許可通知を管理サーバ４から受信すると（ＳＴ３０６でＹｅｓ）、バッテリ交換ができないことをユーザに通知するエラー画面を表示部１７に表示する（ＳＴ３１４）。
また、交換許可通知を管理サーバ４から受信すると（ＳＴ３０８Ｙｅｓ）、人感センサ１２で人物の接近を検知するのに応じてシャッター２１を開く（ＳＴ３１５）。これにより、ユーザはバッテリパック２をバッテリ交換機３に返却することができる。次に、バッテリパック２が返却されたことを検知するのに応じてシャッター２１を閉じる（ＳＴ３１６）。次に、充電済みのバッテリパック２をユーザに貸し出すためにシャッター２１を開く（ＳＴ３０９）。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
本発明に係るバッテリ管理システム及びバッテリ管理方法は、バッテリ交換時のユーザの手間を軽減すると共に、ユーザ認証にかかるセキュリティを十分に確保することができる効果を有し、電動車両などのユーザがバッテリステーションでバッテリ装置を交換するバッテリ交換サービスにおいて、供用中のバッテリ装置を管理するバッテリ管理システム及びバッテリ管理方法などとして有用である。
１ 電動車両
２ バッテリパック（バッテリ装置）
３ バッテリ交換機（バッテリ交換装置）
４ 管理サーバ（サーバ装置）
５ 登録端末（端末装置）
１１ カメラ
１２ 人感センサ
１３ 駆動部
１４ 充電部
１５ 入出力部
１６ 通信部
１７ 表示部
１８ 記憶部
１９ 制御部
２１ シャッター
２５ 第１のカメラ
２６ 第２のカメラ
３１ カメラ
３２ クレードル
３３ 通信部
３４ 記憶部
３５ 制御部
３６ 第１のカメラ
３７ 第２のカメラ
４１ 通信部
４２ 記憶部
４３ 制御部

Claims (10)

  1. バッテリ交換サービスに供用される複数のバッテリ装置と、
    バッテリステーションに配置され、ユーザから返却された前記バッテリ装置を収容して充電すると共に、返却された前記バッテリ装置と交換で充電済みの前記バッテリ装置をユーザに貸し出す複数のバッテリ交換装置と、
    この複数のバッテリ交換装置とネットワークを介して接続されて、前記バッテリ交換装置でのバッテリ交換を管理するサーバ装置と、
    を有するバッテリ管理システムであって、
    前記バッテリ交換装置は、
    来訪者を撮影するカメラを有し、
    前記サーバ装置は、
    前記カメラの撮影画像から取得した来訪者の顔画像情報に基づいて、来訪者が正規のユーザが否かを判定する顔照合を行い、
    前記顔照合の結果に基づいて、バッテリ交換の可否を判定して、その判定結果を前記バッテリ交換装置に通知することを特徴とするバッテリ管理システム。
  2. 前記サーバ装置は、
    来訪者が持ち込んだ前記バッテリ装置の識別情報に基づいて、来訪者が持ち込んだ前記バッテリ装置が交換可能なものか否かを判定するバッテリ照合を行い、
    前記バッテリ照合の結果に基づいて、バッテリ交換の可否を判定することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ管理システム。
  3. 前記サーバ装置は、
    ユーザと、そのユーザに貸出中の前記バッテリ装置の識別情報とを対応付けて管理することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ管理システム。
  4. 前記サーバ装置は、
    前記バッテリ照合として、来訪者が正規のユーザである場合に、そのユーザが持ち込んだ前記バッテリ装置が当該ユーザに貸出中の前記バッテリ装置であるが否かを判定し、
    ユーザが持ち込んだ前記バッテリ装置が当該ユーザに貸出中の前記バッテリ装置でない場合には、バッテリ交換を許可しないことを特徴とする請求項２に記載のバッテリ管理システム。
  5. 前記バッテリ装置は、
    当該バッテリ装置の識別情報が格納された２次元コード画像が外面に設けられ、
    前記バッテリ交換装置は、
    来訪者が保持する前記バッテリ装置を撮影するカメラを有し、
    前記サーバ装置は、
    前記カメラの撮影画像から取得した２次元コード画像の読み取りにより、来訪者が保持する前記バッテリ装置の識別情報を取得することを特徴とする請求項２に記載のバッテリ管理システム。
  6. 前記バッテリ交換装置は、
    来訪者の顔を撮影する第１のカメラと、来訪者が保持する前記バッテリ装置を撮影する第２のカメラとを有することを特徴とする請求項５に記載のバッテリ管理システム。
  7. 前記バッテリ交換装置は、
    前記バッテリ装置の出し入れ口にシャッターを有し、
    前記サーバ装置によるバッテリ交換の可否に関する判定結果に応じて、前記シャッターの開閉を制御することを特徴とする請求項１に記載のバッテリ管理システム。
  8. 前記バッテリ交換装置は、
    来訪者が接近すると、前記シャッターを開いて来訪者が持ち込んだ前記バッテリ装置を収容し、
    前記サーバ装置がバッテリ交換を許可しない場合には、収容した前記バッテリ装置を来訪者に戻すために前記シャッターを開くことを特徴とする請求項７に記載のバッテリ管理システム。
  9. 前記バッテリ交換装置は、
    前記サーバ装置によりバッテリ交換が許可された場合には、前記シャッターを開いて来訪者が持ち込んだ前記バッテリ装置を収容し、
    前記サーバ装置がバッテリ交換を許可しない場合には、前記シャッターを開かずに、バッテリ交換ができないことを来訪者に通知することを特徴とする請求項７に記載のバッテリ管理システム。
  10. バッテリ交換サービスで供用中の複数のバッテリ装置を管理するバッテリ管理方法であって、
    バッテリステーションに配置され、ユーザから返却された前記バッテリ装置を収容して充電すると共に、返却された前記バッテリ装置と交換で充電済みの前記バッテリ装置をユーザに貸し出すバッテリ交換装置において、
    来訪者をカメラで撮影し、
    前記バッテリ交換装置とネットワークを介して接続されて、前記バッテリ交換装置でのバッテリ交換を管理するサーバ装置において、
    前記カメラの撮影画像から取得した来訪者の顔画像情報に基づいて、来訪者が正規のユーザが否かを判定する顔照合を行い、
    前記顔照合の結果に基づいて、バッテリ交換の可否を判定して、その判定結果を前記バッテリ交換装置に通知することを特徴とするバッテリ管理方法。
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