JP2021001805A - 領域判定システム - Google Patents
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Abstract
Description
送信器から識別情報を受信することで、受信側の携帯端末は自身の位置を知ることができる。
即ち、第1の態様は、
所定の電波到達距離内において相互に通信可能であり、所定の信号を送受信する複数のビーコンであって、端末を伴う移動体が移動する複数の領域を含む空間において、少なくとも1つの他のビーコンの前記電波到達距離内に配置される複数のビーコンと、前記複数のビーコンのうちの少なくとも1つのビーコンと通信可能である情報処理装置とを含む領域判定システムであって、
複数の前記ビーコンは、2つの前記ビーコンを含むビーコンの組を含み、
前記ビーコンの組に含まれる一方のビーコンである第1ビーコンは、
第1方向に指向性を有する第1指向性アンテナと、
前記第1指向性アンテナにより、前記空間のいずれかの領域に存在する前記端末から前記端末を識別する端末識別情報を含む信号を受信し、前記信号の受信強度を測定し、前記
端末識別情報と前記ビーコンを識別するビーコン識別情報と前記受信強度とを前記情報処理装置に向けて送信する第1通信部を備え、
前記ビーコンの組に含まれる他方のビーコンである第2ビーコンは、
前記第1方向と異なる第2方向に指向性を有する第2指向性アンテナと、
前記第2指向性アンテナにより、前記空間のいずれかの領域に存在する前記端末から前記端末を識別する端末識別情報を含む信号を受信し、前記信号の受信強度を測定し、前記端末識別情報と前記ビーコンを識別するビーコン識別情報と前記受信強度とを前記情報処理装置に向けて送信する第2通信部を備え、
前記情報処理装置は、
前記ビーコンのビーコン識別情報と、当該ビーコンの通信可能領域の情報とを格納する記憶部と、
前記端末識別情報、前記ビーコン識別情報、前記受信強度を受信する第3通信部と、
前記第3通信部で受信した、前記端末識別情報、前記ビーコン識別情報、前記受信強度と、前記記憶部に格納される前記通信可能領域の情報に基づいて、前記端末識別情報で識別される前記端末を伴う前記移動体が存在する前記領域を判定する演算部を備える、
領域判定システムとする。
〈システム構成〉
図1は、本実施形態に係るシステムの構成例を示す図である。なお、本実施形態では、測位等のために送受信される無線標識のほか、当該無線標識の送受信装置をビーコンと呼ぶ。本実施形態に係るシステムは、ビーコン10A、10B、10C、10D(各ビーコンを区別しない場合には、単に、ビーコン10という)、制御装置20、端末30、サーバ40を含む。各ビーコンは、同様の構成を有する。設置されるビーコン10の数は、図1の例に限定されるものではなく、空間や空間内の領域に応じて、決定される。端末30は、いずれかのビーコン10との間で信号を送受信できる位置に存在する。端末30は、例えば、利用者に携帯されていたり、所定の物体に添付されていたりする。制御装置20、サーバ40は、インターネット等のネットワーク100を介して、通信可能に、接続されている。制御装置20、サーバ40は、直接、通信可能に接続されてもよい。端末30は、ネットワーク100に接続されてもよい。ビーコン10Aからビーコン10Dは、マルチホップ無線ネットワークを形成している。ビーコン10は、工場やオフィスなどの空間等の天井、梁、壁、柱等に設置される。設置されるビーコン10の数は、図1の例に限定されるものではなく、空間や空間内の領域に応じて、決定される。当該空間等は、あらかじめ、複数の領域に分割されている。空間等は、物理的に複数の領域に分割されていなくても、仮想的に複数の領域に分割されていればよい。本実施形態のシステムは、端末30がいずれの領域に存在するかを判定する。本実施形態のシステムは、端末30を携帯する(伴う)利用者(人)が存在する領域を算出(判定)しているが、利用者(人)の代わりに、工場等の空間内を移動する機械や動物等であってもよい。これらの機械や動物は、端末30を伴っているものとする。利用者、機械、動物は、移動体の例である。端末30を伴う利用者、機械、動物は、ビーコン10が設置される工場やオフィスなどの空間に存在するとする。端末30を伴う複数の利用者等が、当該空間内に存在してもよい。各端末30は、それぞれ、固有の識別情報を有する。
20は、例えば、複数のビーコン10のいずれかを特定する識別情報と所定の情報とを含む特定情報を、周辺のビーコン10に送信する。一方、ビーコン10は、受信した特定情報を周辺のビーコン10へ中継するとともに、自身を示す識別情報を含む特定情報を受信した場合、当該特定情報に基づいて、所定の処理を行う。特定情報は、例えば、ビーコン10の動作を制御する情報を含み得る。制御装置20は、ビーコンメッシュとネットワーク100とを接続するゲートウェイとして動作する。
図2は、実施形態に係るビーコン10の機能ブロックの例を示す図である。なお、ビーコン10は、工場、オフィス等の空間に、少なくとも1つの他のビーコン10と相互に通信可能な所定の電波到達距離以下の間隔で設置される。当該空間内には、複数のビーコン10が設置される。ビーコン10は、通信部11と、指向性アンテナ12と、記憶部13とを備える。ビーコン10は、ビーコン10の指向性アンテナ12の方向を、空間を分割する領域に応じた所定の方向に向けて設置されるものとする。
ファイルに基づいて相互通信を行うようにしてもよい。通信部11は、コネクション型の通信を行ってもよい。
、受信強度等が含まれ得る。また、ビーコン10間を送受信される情報には、あらかじめ、固有の識別情報が割り当てられてもよい。このとき、通信部11は、一度、転送した情報の識別情報を記憶部13に格納し、情報を転送する際に、当該情報の識別情報が記憶部13に過去に転送した情報の識別情報と一致するか否かを確認し、過去に転送した情報である場合には、当該情報を転送しなくてもよい。これにより、同じ情報がビーコンメッシュ内を転送され続けることを回避することができる。
)等によって実現される。また、記憶部13は、予め定められた当該ビーコン10の固有の識別情報(ビーコンID)や、通信部11が無線標識を送信する際の電波強度の設定値等を記憶する。記憶部13は、受信した信号に含まれる情報や当該信号の受信強度などを格納する。
図4は、実施形態に係る制御装置20の機能ブロックの例を示す図である。制御装置20は、例えば一般的なコンピュータであり、ビーコン通信部21、通信部22、記憶部23を備える。
末30と双方向の通信をしてもよい。
図5は、実施形態に係る端末30の機能ブロックの例を示す図である。端末30は、例えばスマートフォンやタブレット端末等のコンピュータであり、ビーコン通信部31と、通信部32、記憶部33と、表示部34とを備える。なお、ビーコン通信部31、通信部32は、例えば端末30にインストールされたアプリケーションソフトウェア(プログラムとも呼ぶ)が、端末30の通信機能を利用して実現する。
図6は、実施形態に係るサーバ40の機能ブロックの例を示す図である。サーバ40は、例えば、据え置き型のコンピュータであり、通信部41と、演算部42と、記憶部43とを備える。制御装置20とサーバ40とは一体化して、1つの情報処理装置として動作してもよい。
ビーコン10、制御装置20、端末30は、スマートフォン、携帯電話、タブレット型端末、PDA(Personal Digital Assistant)、PC(Personal Computer)のような専
用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した電子機器を使用して実現可能である。サーバ40は、PC、ワークステーション(WS、Work Station)のような専用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した電子機器を使用して実現可能である。
ドライブ(HDD、Hard Disk Drive)、ソリッドステートドライブ(SSD、Solid State Drive)である。また、記憶部93は、リムーバブルメディア、即ち可搬記録媒体を含むことができる。リムーバブルメディアは、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリ、あるいは、CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)のようなディスク記録媒体である。記憶部93は、二次記憶装置とも呼ばれる。
表示装置、プリンタ等の出力装置を含む。また、出力部95は、スピーカのような音声の出力装置を含むことができる。
信回路である。LANインタフェースボードや無線通信回路は、インターネット等のネットワークに接続される。
本実施形態のシステムの動作例1を説明する。本実施形態のシステムでは、工場、オフィスなどの空間の天井等に複数のビーコン10が設置される。各ビーコン10は、固有の識別情報(ビーコンID)を有する。各ビーコン10は、ビーコンメッシュを形成する。すべてのビーコン10は、いずれかの他のビーコン10と通信できる位置に設置される。また、少なくとも1つのビーコン10は、制御装置20と通信できる位置に設置される。制御装置20は、ネットワーク100等を介して、または、直接、サーバ40と通信可能
に接続される。工場、オフィスなどの空間では、端末30を携帯する利用者等が移動しているとする。当該空間は、複数の領域に分割されているとする。端末30を携帯する利用者等は、当該領域間を自由に移動できるものとする。
図9は、空間内のいずれかのビーコンの近傍に存在する端末からの信号の受信強度を、サーバで取得する際の動作シーケンスの例を示す図である。ここでは、ビーコン10Aで受信された端末30からの信号を、サーバ40で取得する例を示す。ここでは、図8のような空間において、端末30(を携帯する利用者)は、領域Aに存在するとする。
末30は、当該信号を、所定期間毎に(例えば、1秒に1回)、送信する。端末30から送信される端末IDを含む信号は、複数のビーコン10に受信されてもよい。ここでは、端末30からの端末IDを含む信号は、ビーコン10Aに受信されたとする。端末30は、ビーコンメッシュを形成するビーコン10からの無線標識を受信したことを契機として、端末IDを含む信号を送信してもよい。端末30は、端末IDを含む信号を、ビーコンの無線標識として送信してもよい。
D、受信強度、ビーコン10BのビーコンIDを含む信号を、制御装置20に向けて、周囲にビーコン10等に対して、送信する。
図10は、サーバによる端末の存在領域の判定の動作フローの例を示す図である。サーバ40は、ビーコンネットワーク等を介して、端末30の端末IDと、当該端末30からの信号の受信強度と、当該端末30からの信号を受信したビーコン10のビーコンIDとの組の情報とに基づいて、端末30(を携帯する利用者)の存在領域を判定する。ここで説明するサーバ40の動作は、制御装置20とサーバ40とが一体化した情報処理装置で行われてもよい。
本実施形態のシステムの動作例2を説明する。動作例2は、動作例1と共通点を有する。ここでは、主として、動作例1との相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
互いに反対であるビーコン10D及びビーコン10Bは、ペアとなり、判定の際、受信強度を比較される。サーバ40の記憶部43には、各ビーコン10のビーコンIDとペアとなる他のビーコン10よりも感度よく端末30からの信号を受信できる領域(通信可能領域)とが対応付けられて格納されている。例えば、ビーコン10Aに対して、領域A及び領域Bが対応付けられて格納されている。ビーコン10Bに対して、領域B及び領域Dが対応付けられて格納されている。ビーコン10Cに対して、領域C及び領域Dが対応付けられて格納されている。ビーコン10Dに対して、領域D及び領域Aが対応付けられて格納されている。サーバ40が、各ビーコン10における受信強度を取得し、受信強度を比較することで、端末30がどの領域に存在するのかを判定することができる。
本実施形態のシステムの動作例3を説明する。動作例3は、動作例1、動作例2と共通点を有する。ここでは、主として、動作例1、動作例2との相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
いても同様に設置される。図12において、各ビーコン10から伸びる矢印の方向は、各指向性アンテナ12の向きを示す。図12において、ビーコン10Aの指向性アンテナ12の向きは図の上方向であり、ビーコン10Bの指向性アンテナ12の向きは図の右方向である。また、ビーコン10Cの指向性アンテナ12の向きは図の下方向であり、ビーコン10Dの指向性アンテナ12の向きは図の左方向である。ビーコン10Aの指向性アンテナ12の向きとビーコン10Bの指向性アンテナ12の向きとのなす角は、90度である。ビーコン10Aの指向性アンテナ12は、領域A、領域B内の方向に対して、他の領域内の方向に比べて大きな感度を有する。領域A、領域Bは、ビーコン10Aの通信可能領域ともいう。ビーコン10Bの指向性アンテナ12は、領域B、領域C、領域E、領域F内の方向に対して、他の領域内の方向に比べて大きな感度を有する。領域B、領域C、領域E、領域Fは、ビーコン10Bの通信可能領域ともいう。ビーコン10Cの指向性アンテナ12は、領域D、領域E、領域G、領域H内の方向に対して、他の領域内の方向に比べて大きな感度を有する。領域D、領域E、領域G、領域Hは、ビーコン10Cの通信可能領域ともいう。ビーコン10Dの指向性アンテナ12は、領域A、領域D内の方向に対して、他の領域内の方向に比べて大きな感度を有する。領域A、領域Dは、ビーコン10Cの通信可能領域ともいう。他のビーコン10の指向性アンテナ12についても同様である。ビーコン10Aの指向性アンテナ12の向きとビーコン10Cの指向性アンテナ12の向きとは、反対方向である。ビーコン10Bの指向性アンテナ12の向きとビーコン10Dの指向性アンテナ12の向きとは、反対方向である。他のビーコン10の指向性アンテナ12についても同様である。
度が大きい領域、通信可能領域)とが対応付けられて格納されている。ビーコン10において、端末30からの信号を受信しにくい領域(例えば、端末30からの信号の受信強度が所定値未満となる領域)は、ペアとなる他のビーコン10よりも感度よく受信できても、当該ビーコン10のビーコンIDと対応付けられて格納されなくてもよい。即ち、ビーコン10において、端末30からの信号を受信しにくい領域(例えば、端末30からの信号の受信強度が所定値未満となる領域)は、通信可能領域に含まなくてもよい。例えば、ビーコン10Aに対して、領域A、領域Bが対応付けられて格納されている。ここで、領域Cに存在する端末30からの信号の受信強度は、ビーコン10Aの方がペアとなるビーコン10Cよりも大きい。しかし、ビーコン10Aは、領域Cに存在する端末30からの信号を受信しにくいため、領域Cをビーコン10A(及び10C)の通信可能領域に含まないとする。ビーコン10Bに対して、領域B、領域C、領域E、領域Fが対応付けられて格納されている。ビーコン10Cに対して、領域D、領域E、領域G、領域Hが対応付けられて格納されている。ビーコン10Dに対して、領域A、領域Dが対応付けられて格納されている。他のビーコン10についても指向性アンテナ12の向きに応じた領域が対応付けられて格納されている。サーバ40が、各ビーコン10における受信強度を取得し、ペア毎に受信強度を比較することで、端末30がどの領域に存在するのかを判定することができる。
コン10を1組2つのビーコン10としてもよい。このとき、隣接する格子点同士では、設置されるビーコン10の指向性アンテナ12の向きが異なるようにする。これにより、判定対象の領域の数(9領域)を変更することなく、設置するビーコン10の数を減らすことができる。
本実施形態のビーコンメッシュにおけるビーコン10は、端末30から当該端末30の端末IDを含む信号を受信する。ビーコン10は、端末ID及び端末IDを受信したビーコン10のビーコンIDを含む信号を、制御装置20に向けて、送信する。制御装置20は、端末ID及びビーコンIDの組とをビーコンメッシュから取得する。制御装置20は、端末ID及びビーコンIDの組の情報をサーバ40に送信する。サーバ40は、端末ID及びビーコンIDの組の情報に基づいて、個々の端末IDで識別される端末30の利用者が存在する領域を判定する。本実施形態のシステムでは、指向性アンテナ12を使用することで、ペアのビーコン10間で受信強度の差が大きくなり、無指向性アンテナを使用するのに比べて、より正確に端末30(移動体)が存在する領域を判定することができる。
上記の例では、指向性アンテナ12の向きは、床面に平行の方向である。また、ビーコン10は、空間の天井に設置されているのに対し、利用者が携帯する端末30は、天井と床面との中間付近に存在することが多いと考えられる。そこで、変形例1では、各ビーコン10の指向性アンテナ12の向きを床面と平行の方向から斜め下向きに45度以下の角度に向ける。指向性アンテナ12の向きを斜め下向きにすることで、天井と床面との中間付近に存在する端末30からの信号の受信強度をより高くすることができる。このとき、床面に平行な平面(特定の平面の一例)に、1つのビーコン10の指向性アンテナ12の指向性の方向である第1方向を投影した第2方向と、当該ビーコン10とペアになるビーコン10の指向性アンテナ12の指向性の方向である第3方向を投影した第4方向とが、互いに反対方向である。
上記の例では、端末30が端末IDを含む信号を送信し、ビーコン10が端末30からの信号を受信して受信強度を測定している。変形例2では、各ビーコン10がビーコンI
Dを含む信号を送信し、端末30がビーコン10からの信号を受信して受信強度を測定する。
コンピュータその他の機械、装置(以下、コンピュータ等)に上記いずれかの機能を実
現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。
11 :通信部
12 :指向性アンテナ
13 :記憶部
20 :制御装置
21 :ビーコン通信部
22 :通信部
23 :記憶部
30 :端末
31 :ビーコン通信部
32 :通信部
33 :記憶部
34 :表示部
40 :サーバ
41 :通信部
42 :演算部
43 :記憶部
90 :情報処理装置
91 :プロセッサ
92 :メモリ
93 :記憶部
94 :入力部
95 :出力部
96 :通信制御部
100 :ネットワーク
Claims (5)
- 所定の電波到達距離内において相互に通信可能であり、所定の信号を送受信する複数のビーコンであって、端末を伴う移動体が移動する複数の領域を含む空間において、少なくとも1つの他のビーコンの前記電波到達距離内に配置される複数のビーコンと、前記複数のビーコンのうちの少なくとも1つのビーコンと通信可能である情報処理装置とを含む領域判定システムであって、
複数の前記ビーコンは、2つの前記ビーコンを含むビーコンの組を含み、
前記ビーコンの組に含まれる一方のビーコンである第1ビーコンは、
第1方向に指向性を有する第1指向性アンテナと、
前記第1指向性アンテナにより、前記空間のいずれかの領域に存在する前記端末から前記端末を識別する端末識別情報を含む信号を受信し、前記信号の受信強度を測定し、前記端末識別情報と前記ビーコンを識別するビーコン識別情報と前記受信強度とを前記情報処理装置に向けて送信する第1通信部を備え、
前記ビーコンの組に含まれる他方のビーコンである第2ビーコンは、
前記第1方向と異なる第2方向に指向性を有する第2指向性アンテナと、
前記第2指向性アンテナにより、前記空間のいずれかの領域に存在する前記端末から前記端末を識別する端末識別情報を含む信号を受信し、前記信号の受信強度を測定し、前記端末識別情報と前記ビーコンを識別するビーコン識別情報と前記受信強度とを前記情報処理装置に向けて送信する第2通信部を備え、
前記情報処理装置は、
前記ビーコンのビーコン識別情報と、当該ビーコンの通信可能領域の情報とを格納する記憶部と、
前記端末識別情報、前記ビーコン識別情報、前記受信強度を受信する第3通信部と、
前記第3通信部で受信した、前記端末識別情報、前記ビーコン識別情報、前記受信強度と、前記記憶部に格納される前記通信可能領域の情報に基づいて、前記端末識別情報で識別される前記端末を伴う前記移動体が存在する前記領域を判定する演算部とを備える、
領域判定システム。 - 前記ビーコンの組の前記第2ビーコンは、前記ビーコンの組の前記第1ビーコンが設置される位置から見て前記第1指向性アンテナの指向性の方向と反対方向に設置される、
請求項1に記載の領域判定システム。 - 前記第1方向と、前記第2方向とが、互いに反対方向である、請求項1または2に記載の領域判定システム。
- 特定の平面に、前記第1方向を投影した第3方向と、前記第2方向を投影した第4方向とが、互いに反対方向である、請求項1に記載の領域判定システム。
- 所定の電波到達距離内において相互に通信可能であり、所定の信号を送受信する複数のビーコンであって、端末を伴う移動体が移動する複数の領域を含む空間において、少なくとも1つの他のビーコンの前記電波到達距離内に配置される複数のビーコンと、前記端末と通信可能である情報処理装置とを含む領域判定システムであって、
複数の前記ビーコンは、2つの前記ビーコンを含むビーコンの組を含み、
前記ビーコンの組に含まれる一方のビーコンである第1ビーコンは、
第1方向に指向性を有する第1指向性アンテナと、
前記第1指向性アンテナにより、前記第1ビーコンを識別するビーコン識別情報を含む信号を送信する第1通信部を備え、
前記ビーコンの組に含まれる他方のビーコンである第2ビーコンは、
前記第1方向と異なる第2方向に指向性を有する第2指向性アンテナと、
前記第2指向性アンテナにより、前記第2ビーコンを識別するビーコン識別情報を含む信号を送信する第2通信部を備え、
前記端末は、
いずれかの前記ビーコンから前記ビーコン識別情報を含む信号を受信し、前記信号の受信強度を測定するビーコン通信部と、
前記端末を識別する端末識別情報と受信した前記ビーコン識別情報と前記受信強度とを前記情報処理装置に向けて送信する第3通信部とを備え、
前記情報処理装置は、
前記ビーコンのビーコン識別情報と、当該ビーコンの通信可能領域の情報とを格納する記憶部と、
前記端末識別情報、前記ビーコン識別情報、前記受信強度を受信する第4通信部と、
前記第4通信部で受信した、前記端末識別情報、前記ビーコン識別情報、前記受信強度と、前記記憶部に格納される前記通信可能領域の情報に基づいて、前記端末識別情報で識別される前記端末を伴う前記移動体が存在する前記領域を判定する演算部とを備える、
領域判定システム。
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