JP2020198505A - 装置、およびそのプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の通信システムに含まれる情報処理装置及び通信装置について説明する。情報処理装置として、以下の説明ではスマートフォンを例示しているが、これに限定されない。ウェアラブルデバイス、携帯端末、ノートPC、タブレット端末、PDA(Personal Digital Assistant)、デジタルカメラ等、種々の処理装置を適用可能である。さらに、音楽再生デバイス、テレビ等でも適用可能であり、無線通信を行うことが可能な処理装置であれば、種々の処理装置を適用可能である。また、通信装置として、以下の説明ではプリンタを例示しているが、これに限定されない。無線通信を行うことが可能な処理装置であれば、種々の処理装置を適用可能である。例えば、プリンタであれば、インクジェットプリンタ、フルカラーレーザービームプリンタ、モノクロプリンタ等に適用することができる。また、プリンタのみならず複写機やファクシミリ装置でもよい。さらに、スマートフォン、携帯端末、ノートPC、タブレット端末、PDA、デジタルカメラ、音楽再生デバイス、テレビ等にも適用可能である。その他、複写機能、FAX機能、印刷機能等の複数の機能を備える複合機にも適用可能である。
情報処理装置101は、本実施形態の情報処理装置である。情報処理装置101は、入力インタフェース102、CPU103、ROM104、RAM105、外部記憶装置106、出力インタフェース107、表示部108、通信部109、近距離無線通信部110等を有する処理装置である。
通信装置151は、本実施形態の通信装置である。通信装置151は、ROM152、RAM153、CPU154、プリントエンジン155、通信部156、近距離無線通信部157等を有する処理装置である。
本実施形態では、情報処理装置101の近距離無線通信部110および通信装置151の近距離無線通信部157は、BLEによって通信を行うものとして説明する。なお、本実施形態では、通信装置151の近距離無線通信部157が、後述のアドバタイズ情報(アドバタイズパケット)をブロードキャストするアドバタイザ(又はスレーブ)として機能する。そして、情報処理装置101の近距離無線通信部110が、アドバタイズ情報を受信するスキャナ(又はマスタ)として機能する。また、通信部109および通信部156は無線LAN(Wi−Fi)によって通信を行うものとして説明する。
Bluetooth 5.1では、Angle of Arrival(AoA)又はAngle of Departure(AoD)を利用した方向検知が可能である。これにより、装置間の相対位置関係がわかる。例えば、近くにある2つのBluetooth機能を搭載した装置同士の相対位置を数センチメートルの誤差で特定できる。
図8を用いて、近距離無線通信部110が複数のアンテナを備えることにより実現される、情報処理装置101が通信装置151の方向を検知する方法について説明する。近距離無線通信部157はアンテナ604からCTE505を含むアドバタイズ情報であるAoA Radio Signal703を送信する。近距離無線通信部110は、複数のアンテナ(アンテナ601とアンテナ602の両方)でAoA Radio Signal703を受信する。ここで、アンテナ601とアンテナ602で受信されたAoA Radio Signal703の位相差(つまり、受信されたアドバタイズ情報の位相差)をψ、波長をλとする。また、アンテナ601とアンテナ602の距離であるAoAアンテナ間距離d701を用いることにより、以下の式(1)から、情報処理装置101に対する通信装置151の方向であるAngle of Arrival θ702が計算される。AoAアンテナ間距離d701は、アドバタイズ情報に含まれている場合はアドバタイズ情報から取得してもよく、GATT通信により取得してもよい。
θ=arccos((ψλ)/(2πd)) 式(1)
このように、通信装置151からアドバタイズ情報を受信した情報処理装置101は、Angle of Arrival θ702を計算することで、通信装置151の方向を検知することができる。
次に、図9を用いて、近距離無線通信部157が複数のアンテナを備えることにより実現される、情報処理装置101が通信装置151の方向を検知する方法について説明する。近距離無線通信部157は複数のアンテナ(アンテナ604とアンテナ605の両方)からCTE505を含むアドバタイズ情報であるAoD Radio Signal803を送信する。近距離無線通信部110は、アンテナ601でAoD Radio Signal803を受信する。ここで、通信装置151では、アンテナ604がアドバタイズ情報を所定の周期で送信した後、間隔を空けずにアンテナ605がアドバタイズ情報を同じ周期で送信するものとする。この場合、アンテナ604とアンテナ605とは連続して同周期のアドバタイズ情報を送信しているため、アンテナ601が受信するアドバタイズ情報には、アンテナ604とアンテナ605との距離に依存した位相差が検出される。
θ=arccos((ψλ)/(2πd)) 式(2)
このように、通信装置151からアドバタイズ情報を受信した情報処理装置101は、Angle of Departure θ802を計算することで、通信装置151の方向を検知することができる。
ここで、BLE規格におけるGATT(Generic Attribute Profile)通信の概要について説明する。GATTとは、BLE規格において情報の読み書き(送受信)を司るプロファイルである。GATT通信は、アドバタイジング後にBLE接続が確立することにより行われる通信である。GATT通信においては、データの転送元と転送先に基づいて、GATTクライアントとGATTサーバの2つのロールが定義されている。
図12は、情報処理装置101と通信装置151との間におけるBLE通信を説明するためのシーケンス図である。なおこの処理シーケンスが示す通信装置151の処理は、CPU154が、ROM152又は通信装置151が備えるHDD(不図示)に記憶されている制御プログラムをRAM153にロードし、その制御プログラムを実行することで実現される。また、この処理シーケンスが示す情報処理装置101の処理は、CPU103が、ROM104又は情報処理装置101が備えるHDD(不図示)に記憶されている制御プログラムをRAM105にロードし、その制御プログラムを実行することで実現される。
ここで、低速な通信であるBLE通信によって、BLEよりも高速な通信であるWi−Fiの接続を行うシーケンスを説明する。図13は、情報処理装置101と通信装置151とが、BLE通信方式によってネットワーク接続を行う場合のシーケンス図である。ここでは、ハンドオーバーによってジョブの送受信を行う場合を例にして説明する。なお、ハンドオーバーとは、通信を行うそれぞれの装置が、まず近距離通信方式(低速通信方式)によって高速通信方式による通信を行うための接続情報をやり取りした後、高速通信方式に切り替えてデータの送受信を行う技術である。
次に、Bluetooth5.1の位置検出機能を利用した絶対位置情報の推定方法について説明する。GPS受信部を備えていない簡易デバイスであっても、デバイス自身の絶対位置を把握したい場合がある。この場合、簡易デバイスは、GPS受信部を備えている処理装置がGPSを用いて取得した処理装置の絶対位置と、処理装置と簡易デバイスとの相対位置関係と、を用いて、簡易デバイスの絶対位置を把握することが可能となる。以下、詳細に説明する。
ここで、プリンタ1402のようなBLEアドバタイザデバイスに、あらかじめ設置位置と設置高度とを登録する登録処理について説明する。図19は、設置情報登録画面の一例を示す模式図である。図19において、設置情報登録画面1901は、プリンタ1402等の通信装置151の設置位置と設置高度を登録する画面であり、通信装置151の表示部158に表示される。設置位置登録部1902には、ユーザが通信装置151の設置位置をDEG形式で登録することができる。登録時の設置位置の単位は「度」である。設置高度登録部1903には、ユーザが通信装置151の設置高度を登録することができる。登録時の設置高度の単位は「メートル」である。ユーザは、表示部158のソフトキーボード機能とタッチパネルを利用して、設置位置登録部1902と設置高度登録部1903から通信装置151の設置位置と設置高度を登録することができる。設置位置情報と設置高度情報は、RAM153に保存される。図19では、通信装置151の例としてプリンタ1402が、位置35.51度(北緯35度30.600分)、高度633メートルに設置されている例を示す。
次に、ウェアラブルデバイス1404の位置をマップ上に示す表示例について説明する。図20は、ウェアラブルデバイス1404を利用した経路案内アプリケーションの表示例を示す模式図である。図20(a)は、ウェアラブルデバイスが腕時計(スマートウォッチ)の場合の表示例を示す模式図である。経路案内アプリケーション2001は、ウェアラブルデバイス(腕時計)またはそれを装着しているユーザの現在位置、進行方向、目的地までの経路や所要時間等を表示するアプリケーションである。ウェアラブルデバイス1404の現在位置情報と、経路案内アプリケーション2001がサーバ等の外部装置(不図示)から取得したマップ情報と、を基に、ウェアラブルデバイス1404は、図20(a)のような位置案内画面を表示することができる。なお、経路案内アプリケーション2001があらかじめマップ情報を格納している場合は、このマップ情報を用いてもよい。
次にウェアラブルデバイス1404が、BLEアドバタイザデバイスとの距離を求めるために用いるテーブルについて説明する。図21は、電波強度、電波強度レベル、推定距離のテーブルの例を示す図である。図21において、「電波強度」(単位:dBm)は、ウェアラブルデバイス1404がプリンタ1402、スマートフォン1403等のBLEアドバタイザデバイスから受信したアドバタイズ情報の電波の強度である。「電波強度レベル」は、前記電波強度をその強さの範囲で5段階のレベルに定義したものであり、本例では電波強度の弱い順に1(最弱)、2、3、4、5(最強)と定義している。「推定距離」は、各電波強度レベルにおけるウェアラブルデバイス1404と電波を発信しているBLEアドバタイザデバイスの推定距離を示す。なお、上述の例では、この図21を用いて電波強度から距離を推定したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、受信するアドバタイズ情報のペイロード中に送信電力(Tx Power905)が含まれる場合、ウェアラブルデバイス1404は、このTx Powerの値を用いてもよい。つまり、Tx Powerの値と、受信したアドバタイズ情報の電波強度と、を基に伝搬損失を求めることができ、BLEアドバタイザデバイスとの距離の推定が行える。
次に、BLEアドバタイザデバイスのアドバタイズ情報に含められる情報について説明する。図22は、アドバタイズ情報(スキャン・レスポンス)にセットする情報の例を示す図である。なお、図22の情報は、GPU受信部112により取得した情報に基づき生成され、BLEアドバタイザデバイスのメモリにあらかじめ記憶されている。そして、BLEアドバタイザデバイスがアドバタイズ情報を送信する場合、図5において説明したアドバタイズ情報のペイロード902内に格納される。なお、ペイロード902内には、図22に示す情報以外にも、識別情報、搭載プロファイル情報、送信電力(Tx Power)等の情報も格納される。
次に、スキャン・リクエストとスキャン・レスポンスの内容について説明する。図23は、スキャン・リクエストとスキャン・レスポンスの例を示す図である。BLEのアドバタイザデバイスがアドバタイズパケット(例:ADV_IND)を送信し、BLEのスキャナデバイスが前記アドバタイズパケットを受信した場合、BLEスキャナデバイスはスキャン・リクエストを送信する。具体的には、BLEスキャナデバイスは、受信したアドバタイズパケットのペイロードだけでは情報が不足している場合、スキャン・リクエストを前記アドバタイザデバイスに送信する。前記アドバタイザデバイスは、前記スキャン・リクエストを受信したら、それに応答してスキャン・レスポンスを前記スキャナデバイスに送信する。なお、以下ではこのようなスキャン・レスポンスも含めてアドバタイズパケット(もしくはアドバタイズ情報)と略して説明する場合がある。
図15は、BLEのアドバタイザデバイスがアドバタイズパケット(スキャン・レスポンス)を送信する処理の一例を示すフローチャートである。図15のフローチャートに係るプログラムは、例えば、ROM104/152に記憶されており、RAM105/153に読み出され、CPU103/154により実行される。
図16は、BLEのスキャナデバイスが、自身の現在位置を求め、アプリケーション上に現在位置を表示する処理の一例を示すフローチャートである。図16のフローチャートに係るプログラムは、例えば、ROM104に記憶されており、RAM105に読み出され、CPU103により実行される。
次に、第2実施形態について説明する。第1実施形態では、アドバタイザデバイスは、スキャン・レスポンスを送信する際、常にスキャン・レスポンス中のペイロードに、図22の情報(少なくとも位置情報)を格納した。第2の実施形態では、情報の要求があった場合にだけ、その情報をアドバタイズパケットに格納して送信する。これにより、必要な場合にだけ必要な情報を送信するため、BLEデバイスの消費電力を低減することが可能となる。以下の説明では第1の実施形態と共通する説明は省略し、異なる点について主に説明する。
図25は、スキャン・リクエストとスキャン・レスポンスの例を示す図である。BLEのアドバタイザデバイスは、BLEのスキャンデバイスからスキャン・リクエストを受信した場合、そのスキャン・リクエストに対してスキャン・レスポンスをスキャナデバイスに送信する。図25はそのスキャン・リクエストとスキャン・レスポンスの例を示す。
図25(a)、図25(b)は、スキャン・リクエストの例であり、Bluetooth5.1のBLEの規格を拡張したオプションの例を示す。図25(a)、図25(b)において、SCAN_REQは、Bluetooth5.1のBLEの規格として規定されているスキャン・リクエストである。そして、本実施形態では、その後に続けて追加情報を要求するオプションを示す記号「opt」がセットされた情報が送信される。図25(a)では、SCAN_REQに続けて「位置」と「高度」の要求を示すオプションがセットされている。「place」は図22に示す「位置」を要求するオプションの記号、「elevation」は図22に示す「高度」を要求するオプションの記号である。図25(b)では、SCAN_REQに続けて「位置」、「高度」、「移動速度」と「真方位」の要求を示すオプションがセットされている。「speed」は図22に示す「移動速度」を要求するオプションの記号、「direction」は図22に示す「真方位」を要求するオプションの記号である。オプションを示す記号「opt」と各情報はコロン「:」で区切られ、オプションとして要求する各情報の「記号」はカンマ「,」で区切られるように定義している。つまり、図25(a),(b)に示すSCAN_REQの後にセットされているオプションは、BLEアドバタイザデバイスに対して、図22の位置情報等を要求するための要求情報である。
図17は、BLEのアドバタイザデバイスがアドバタイズパケット(スキャン・レスポンス)を送信する場合にオプションを付加し、BLEスキャナデバイスが受信する一例を示すフローチャートである。図17のフローチャートに係るプログラムは、例えば、ROM104/152に記憶されており、RAM105/153に読み出され、CPU103/154により実行される。
次に、図17のS1705及びS1706におけるBLEアドバタイザデバイスの処理フローを、図18を用いて説明する。図18は、BLEのアドバタイザデバイスがアドバタイズパケット(スキャン・レスポンス)を送信する処理の一例を示すフローチャートである。図18のフローチャートに係るプログラムは、例えば、ROM104/152に記憶されており、RAM105/153に読み出され、CPU103/154により実行される。
本実施形態では、BLEスキャナデバイスが、事前にオプションの情報を指定する。具体的には、BLEスキャナデバイスは、BLEアドバタイザデバイスがスキャン・レスポンスの中に図25(c)(d)の位置情報等を格納するために、あらかじめ設定情報を送信する。
次に、設定情報の送信に関するシーケンスを説明する。図24は、GATT通信により、BLEアドバタイザデバイスが設定情報を送信してオプションの指定を行い、BLEアドバタイザデバイスに設定する一例を示すフローチャートである。図24のフローチャートに係るプログラムは、例えば、ROM104/152に記憶されており、RAM105/153に読み出され、CPU103/154により実行される。
他の実施形態として、アドバタイズパケット(スキャン・レスポンス)に位置情報等の情報を含むことを間引く例もある。例えば、2回に1回位置情報を送ったり、速度センサーと連携させて、動いている速度を考慮して、大きく移動した時に送ったりする例等が考えられる。これにより、プリンタ1402、スマートフォン1403、ウェアラブルデバイス1404等のBLEデバイスの消費電力を抑える効果を得ることができる。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
151 通信装置
1401 GPS衛星
1402 プリンタ
1403 スマートフォン
1404 ウェアラブルデバイス
Claims (15)
- Bluetooth(登録商標)の規格に基づく通信を実行する装置であって、
アドバタイズ情報を送信する通信手段と、
前記装置の位置情報を取得する取得手段と、
を備え、
前記通信手段は、前記取得された位置情報を含むアドバタイズ情報を送信することを特徴とする装置。 - 前記取得手段は、Global Positioning System(GPS)により前記位置情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記取得手段は、前記装置に登録された前記装置の設置位置に関する情報に基づき、前記位置情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記通信手段は、前記位置情報を要求する要求情報を受信した場合に前記位置情報を含むアドバタイズ情報を送信し、前記要求情報を受信しない場合には前記位置情報を含まないアドバタイズ情報を送信することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記取得手段は、前記装置の高度情報をさらに取得し、
前記通信手段は、前記取得された位置情報と高度情報とを含むアドバタイズ情報を送信することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の装置。 - 前記通信手段は、アドバタイズ情報を送信する複数のアンテナを備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記通信手段は、Bluetooth 5.1の規格に基づく通信を実行することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の装置。
- コンピュータを、請求項1から7のいずれか1項に記載の各手段として機能させるためのプログラム。
- Bluetooth(登録商標)の規格に基づく通信を実行する装置であって、
外部装置から送信されたアドバタイズ情報を受信する通信手段と、
前記取得されたアドバタイズ情報に基づき、前記外部装置と前記装置の角度に関する情報を取得する第1取得手段と、
前記装置の位置情報を取得する第2取得手段と、
を備え、
前記第2取得手段は、前記受信されたアドバタイズ情報に含まれる前記外部装置の位置情報と、前記第1取得手段により取得された前記外部装置と前記装置との角度に関する情報と、に基づき前記装置の位置情報を取得することを特徴とする装置。 - 前記第2取得手段は、前記受信されたアドバタイズ情報の電波強度に関する情報をさらに用いて、前記装置の位置情報を取得することを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 前記通信手段は、前記外部装置の位置情報を要求する要求情報を送信することを特徴とする請求項9又は10に記載の装置。
- 前記第2取得手段により取得された前記装置の位置情報を用いて、表示部に前記装置の位置を示す案内画面を表示させる表示制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載の装置。
- 前記通信手段は、アドバタイズ情報を受信する複数のアンテナを備えることを特徴とする請求項9から12のいずれか1項に記載の装置。
- 前記通信手段は、Bluetooth 5.1の規格に基づく通信を実行することを特徴とする請求項9から13のいずれか1項に記載の装置。
- コンピュータを、請求項9から14のいずれか1項に記載の各手段として機能させるためのプログラム。
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