JP2023004268A - 位置検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】より精度の高い物体の位置検出方法を提供する。【解決手段】所定の信号を送受信し、空間の所定位置に固定される複数の固定ビーコンと、空間に存在する移動体に添付される移動ビーコンと、複数の固定ビーコンと通信可能である情報処理装置とを含む位置検出システムであって、移動ビーコンは、円偏波の電磁波を送信する円偏波アンテナと、信号を複数の固定ビーコンに向けて円偏波の電磁波で送信する第１通信部を備え、複数の固定ビーコンのそれぞれは、電磁波を送受信するアンテナと、信号を受信し、信号の受信強度を測定し、移動ビーコン識別情報と固定ビーコン識別情報と受信強度とを情報処理装置に向けて送信する第２通信部を備え、情報処理装置は、移動ビーコン識別情報、固定ビーコン識別情報、受信強度と、固定ビーコンの位置情報に基づいて、移動ビーコンの位置を算出する演算部とを備える、システムとする。【選択図】図１

Description

本発明は、位置検出システムに関する。

物体の位置を検出する方法として、検出対象の物体に取り付けられたビーコンと、壁や天井などの所定の位置に取り付けられた複数の別のビーコンとの間で、電波の送受信を行い、電波の信号強度に基づいて検出対象の物体の位置を検出する方法がある。当該方法では、ビーコン間の距離の変化による信号強度の変化を利用して、物体の位置が検出される。

特開2017-207897号公報

従来の物体の位置を検出する方法では、距離差による信号強度の変化以外に、アンテナの特性によって、ビーコンの相対的な位置関係で、電波の信号強度が強くなる状態、弱くなる状態がある。このため、検出対象の物体の位置（ビーコンの位置）が同じであっても、検出対象の物体の向きが変化することにより、受信する電波の信号強度が変化することがあり、電波の信号強度に基づく物体の位置検出では、位置の誤差が大きくなることがあった。

本発明は、より精度の高い物体の位置検出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、第１の態様は、
所定の信号を送受信し、空間の所定位置に固定される複数の固定ビーコンと、前記空間に存在する移動体に添付される移動ビーコンと、前記複数の固定ビーコンと通信可能である情報処理装置とを含む位置検出システムであって、
前記移動ビーコンは、
円偏波の電磁波を送信する円偏波アンテナと、
前記円偏波アンテナにより、前記移動ビーコンを識別する移動ビーコン識別情報を含む信号を、前記複数の固定ビーコンに向けて、円偏波の電磁波で送信する第１通信部を備え、
前記複数の固定ビーコンのそれぞれは、
電磁波を送受信するアンテナと、
前記アンテナにより、前記空間に存在する前記移動ビーコンから前記移動ビーコン識別情報を含む前記信号を受信し、前記信号の受信強度を測定し、前記移動ビーコン識別情報と前記固定ビーコンを識別する固定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、
前記固定ビーコンの位置情報と、前記固定ビーコン識別情報とを格納する記憶部と、
前記移動ビーコン識別情報、前記固定ビーコン識別情報、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、前記移動ビーコン識別情報、前記固定ビーコン識別情報、
前記受信強度と、前記記憶部に格納される前記固定ビーコンの位置情報に基づいて、前記移動ビーコン識別情報で識別される前記移動ビーコンの位置を算出する演算部とを備える、
位置算出システムとする。

開示の態様は、プログラムが情報処理装置によって実行されることによって実現されてもよい。即ち、開示の構成は、上記した態様における各手段が実行する処理を、情報処理装置に対して実行させるためのプログラム、或いは当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として特定することができる。また、開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を情報処理装置が実行する方法をもって特定されてもよい。開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を行う情報処理装置を含むシステムとして特定されてもよい。

本発明によれば、より精度の高い物体の位置検出方法を提供することができる。

図１は、実施形態に係るシステムの構成例を示す図である。 図２は、固定ビーコン１０の機能ブロックの例を示す図である。 図３は、制御装置２０の機能ブロックの例を示す図である。 図４は、移動ビーコン３０の機能ブロックの例を示す図である。 図５は、サーバ４０の機能ブロックの例を示す図である。 図６は、情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。 図７は、空間と当該空間に設置される固定ビーコン、物体に添付される移動ビーコンの例を示す図である。 図８は、移動ビーコンからの信号の受信強度を、固定ビーコンを介して、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。 図９は、サーバによる移動ビーコンの位置算出の動作フローの例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、発明の構成は、開示の実施形態の具体的構成に限定されない。発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。

〔実施形態〕
《システム構成》
図１は、実施形態に係る位置検出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、固定ビーコン１０（図１では、固定ビーコン１０Ａから固定ビーコン１０Ｃ）、制御装置２０、移動ビーコン３０、サーバ４０を含む。各固定ビーコンは、同様の構成を有する。固定ビーコン１０は、例えば、工場やオフィスなどの空間等の天井、梁、壁、柱、床などの移動しないものに固定されて設置されるビーコンである。固定ビーコン１０の数は、図１の例に限定されるものではなく、空間に応じて、決定される。移動ビーコン３０は、例えば、利用者（位置検出対象の利用者）に携帯されていたり、所定の物体（位置検出対象の物体）に添付されていたりするビーコンである。当該利用者、当該物体は、移動体の例である。移動ビーコン３０の位置は、利用者の位置や物体の位置に対応する。移動ビーコン３０は、少なくともいずれか１つの固定ビーコン１０との間で信号を送受信できる位置に存在する。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を介して接続されている。移動ビーコン３０は、ネットワーク１００に接
続されていてもよい。固定ビーコン１０Ａから固定ビーコン１０Ｃは、マルチホップ無線ネットワークを形成し得る。

固定ビーコン１０は、当該固定ビーコン１０を識別する識別情報及び送信日時を含む無線標識を送信する。また、本実施形態に係る固定ビーコン１０は、電波の到達距離内に設置された他の固定ビーコン１０と相互に通信を行う機能を有し、全体としてマルチホップ無線ネットワークを形成する。また、各固定ビーコン１０は少なくとも１つの他のビーコンの電波到達距離内に配置されるものとする。固定ビーコン１０は、移動ビーコン３０から、当該移動ビーコン３０の識別情報を含む信号を受信する。固定ビーコン１０は、当該移動ビーコン３０からの信号の受信強度を測定する。固定ビーコン１０は、移動ビーコン３０から、固定ビーコン１０からの信号の当該移動ビーコン３０における受信強度を受信してもよい。固定ビーコン１０は、移動ビーコン３０からの識別情報等とともに、固定ビーコン１０自身の識別情報等を、他の固定ビーコン１０に向けて送信する。なお、相互に通信可能とした複数のビーコンを総称してビーコンメッシュとも呼ぶ。

固定ビーコン１０は、例えば、マイクロコントローラとアンテナとを有し、これらが協働することにより各種の機能を実現する。当該アンテナは、所定の方向に指向性を有する指向性アンテナである。固定ビーコン１０は、内部センサとして、各種センサを含んでもよい。また、固定ビーコン１０には、外部センサとして、各種センサが接続されてもよい。

制御装置２０は、複数の固定ビーコン１０の動作を一元的に制御する装置である。制御装置２０は、例えば、複数の固定ビーコン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、周辺の固定ビーコン１０に送信する。一方、固定ビーコン１０は、受信した特定情報を周辺の固定ビーコン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、固定ビーコン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。

移動ビーコン３０は、固定ビーコン１０に対して、移動ビーコン３０自身を識別する識別情報を送信する。移動ビーコン３０は、固定ビーコン１０から無線標識を受信してもよい。また、図１には１つの移動ビーコン３０を示しているが、移動ビーコン３０の数は、１つに限定されるものではない。移動ビーコン３０は、固定ビーコン１０としての機能を有してもよい。例えば、移動ビーコン３０は、ビーコンメッシュ内の１つの固定ビーコン１０として機能してもよい。移動ビーコン３０は、固定ビーコン１０と同様に、内部センサを含んだり、外部センサに接続されたりしてもよい。移動ビーコン３０は、利用者に携帯されていたり、移動し得る物体等に添付されていたりする。移動ビーコン３０は、利用者が携帯する携帯端末や移動し得る物体等に添付される携帯端末等に内蔵されるものであってもよい。携帯端末には、例えば、携帯電話、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等が含まれ得る。

サーバ４０は、例えば、移動ビーコン３０の識別情報、移動ビーコン３０からの信号を受信した固定ビーコン１０の識別情報及び受信日時等を、ビーコンメッシュ、制御装置２０、ネットワーク１００等を介して取得する。サーバ４０は、固定ビーコン１０の状態等を示す情報を取得しうる。また、サーバ４０は、取得した情報に基づいて、空間内に存在する移動ビーコン３０が存在する位置を算出する。

〈固定ビーコンの機能構成〉
図２は、実施形態に係る固定ビーコン１０の機能ブロックの例を示す図である。なお、固定ビーコン１０は、工場、オフィス等の空間に、少なくとも１つの他の固定ビーコン１
０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、複数の固定ビーコン１０が設置される。固定ビーコン１０は、通信部１１と、円偏波アンテナ１２と、記憶部１３とを備える。

通信部１１は、移動ビーコン３０から、当該移動ビーコン３０を識別する識別情報を含む信号（無線標識）を受信する。また、通信部１１は、他の固定ビーコン１０から当該固定ビーコン１０を識別する識別情報を含む信号を受信する。通信部１１は、円偏波アンテナ１２に接続される。通信部１１は、円偏波アンテナ１２を介して信号を受信する。通信部１１は、移動ビーコン３０から受信した信号の受信強度を測定する。通信部１１は、移動ビーコン３０等から当該移動ビーコン３０等の識別情報を含む信号を受信する。通信部１１は、受信した信号に含まれる情報と当該信号の受信強度を対応付けて、記憶部１３に格納する。

また、通信部１１は、記憶部１３に保持されている情報に基づいて、当該固定ビーコン１０を識別するための識別情報を含む無線標識を送信する。無線標識は、送信時刻を示す日時情報等を含んでもよい。具体的には、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）等の技術を利用することができ、無線標識のブロードキャスト通信を行うようにしてもよい。また、通信部１１は、他の固定ビーコン１０、制御装置２０との間で双方向に情報の送受信を行う。例えば、ＢＬＥにおけるＧＡＴＴ（Generic Attribute Profile）のようなプロファイ
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。

また、通信部１１は、制御装置２０からの要求に応じて、記憶部１３に保持されている情報を、ビーコンメッシュのネットワークを介して制御装置２０に送信するようにしてもよい。記憶部１３に保持されている情報には、移動ビーコン３０から受信した移動ビーコン３０の識別情報、受信強度等が含まれ得る。また、固定ビーコン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。

円偏波アンテナ１２は、信号を円偏波の電磁波で送信するアンテナである。また、円偏波アンテナ１２は、電磁波を電場の振動方向（偏波面）によらず受信できるアンテナである。また、円偏波アンテナ１２は、円偏波の電磁波を受信し得る。円偏波アンテナ１２は、通信部１１に接続され、他の固定ビーコン１０、移動ビーコン３０等との間で信号の送受信をする。円偏波アンテナ１２は、所定方向に指向性を有する指向性アンテナであってもよい。

電磁波が空間を伝搬する際に、電界の振動方向が規則的な電磁波を偏波という。電磁波が空間を伝搬する際、電場の振動方向が一定である電磁波を直線偏波という。電磁波が空間を伝搬する際、電場の振動方向が回転する電磁波を円偏波という。電磁波は、送信する側と受信する側とでアンテナの偏波面を一致させないと良好な通信ができないことがある。円偏波アンテナは、電磁波を電場の振動方向によらず受信できるため、電磁波の進行方向が回転しても電波を良好に受信できる。円偏波アンテナは、円偏波の電磁波を送信することができる。また、円偏波の電磁波の偏波面は回転するため、受信アンテナが、円偏波アンテナでなく、特定の偏波面の電磁波を受信するものであっても、円偏波の電磁波を良好に受信することができる。円偏波アンテナは、非平行の少なくとも２方向の直線偏波の偏波面の電磁波を良好に受信できるアンテナである。

記憶部１３は、不揮発性メモリであり、例えばマイクロプロセッサが有するフラッシュメモリのようなＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
）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固定ビーコン１０の固有の識別情報（固定ビーコンＩＤ（固定ビーコン識別情報））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。

〈制御装置の機能構成〉
図３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。

ビーコン通信部２１は、固定ビーコン１０と双方向の通信を行う。すなわち、ビーコン通信部２１は、上記した特定情報を送信したり、固定ビーコン１０から死活情報、固定ビーコン１０が保持する情報を受信したりする。制御装置２０は、１以上の固定ビーコン１０と通信可能に有線等で接続されていてもよい。ビーコン通信部２１は、固定ビーコン１０等から取得した情報を、記憶部２３に格納する。また、ビーコン通信部２１は、制御装置２０を操作するユーザからの入力等に基づいて、特定情報を送信し、固定ビーコン１０の設定を変更させてもよい。ビーコン通信部２１は、特定情報にすべての固定ビーコン１０に対応する識別情報を含むようにして、固定ビーコン１０は同一の特定情報を１回のみブロードキャスト通信するようにしてもよい。また、特定情報がビーコンメッシュのネットワーク上を転送される回数を示すホップ数を含むようにして、固定ビーコン１０は設定変更情報を転送するたびにホップ数をインクリメントし、所定の回数だけ固定ビーコン１０間を転送された特定情報がビーコンメッシュ上から削除されるようにしてもよい。ビーコン通信部２１は、移動ビーコン３０と双方向の通信をしてもよい。

通信部２２は、例えば、インターネットや専用回線等のネットワーク１００を介して、サーバ４０、移動ビーコン３０等と通信する。通信部２２は、記憶部２３に格納される固定ビーコン１０等から取得した情報をサーバ４０に送信する。

記憶部２３は、例えば、ＨＤＤ（Hard-disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等によって実現される。記憶部２３は、各ビーコンの識別情報（固定ビーコンＩＤ、移動ビーコンＩＤ）に対応付けて、複数の固定ビーコン１０の設置場所を示す位置情報、動作設定等を記憶する。

〈端末の機能構成〉
図４は、実施形態に係る移動ビーコン３０の機能ブロックの例を示す図である。移動ビーコン３０は、通信部３１と、円偏波アンテナ３２と、記憶部３３とを備える。

通信部３１は、固定ビーコン１０から、当該固定ビーコン１０を識別する識別情報を含む信号（無線標識）を受信する。通信部３１は、円偏波アンテナ３２に接続される。通信部１１は、円偏波アンテナ３２を介して信号を受信する。通信部３１は、固定ビーコン１０から受信した信号の受信強度を測定する。通信部３１は、受信した信号に含まれる情報と当該信号の受信強度を対応付けて、記憶部３３に格納する。

また、通信部３１は、記憶部３３に保持されている情報に基づいて、当該移動ビーコン３０を識別するための識別情報を含む無線標識を送信する。無線標識は、送信時刻を示す日時情報等を含んでもよい。具体的には、ＢＬＥ等の技術を利用することができ、無線標識のブロードキャスト通信を行うようにしてもよい。また、通信部３１は、制御装置２０との間で双方向に情報の送受信を行う。例えば、通信部３１は、ＢＬＥにおけるＧＡＴＴ
のようなプロ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３１は、コネクション型の通信を行ってもよい。

通信部３１は、固定ビーコン１０の通信部１１と同様の機能を有し得る。

円偏波アンテナ３２は、信号を円偏波の電磁波で送信するアンテナである。また、円偏波アンテナ３２は、電磁波を電場の振動方向によらず受信するアンテナである。円偏波アンテナ３２は、円偏波の電磁波を受信し得る。円偏波アンテナ３２は、通信部３１に接続され、固定ビーコン１０等との間で信号の送受信をする。円偏波アンテナ３２は、所定方向に感度を有する指向性アンテナであってもよい。

記憶部３３は、不揮発性メモリであり、例えばマイクロプロセッサが有するフラッシュメモリのようなＥＥＰＲＯＭ等によって実現される。また、記憶部３３は、予め定められた当該移動ビーコン３０の固有の識別情報（移動ビーコンＩＤ（移動ビーコン識別情報））や、通信部３１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３３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。

〈サーバの機能構成〉
図５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。

通信部４１は、インターネットや専用回線等のネットワーク１００を介して制御装置２０等との間で情報を送受信する。

演算部４２は、固定ビーコン１０、移動ビーコン３０からの情報に基づいて、所定の演算を行う。演算部４２は、移動ビーコン３０が存在する位置（移動ビーコン３０を携帯する利用者、移動ビーコン３０が添付される物体等が存在する位置）を算出する。演算部４２は、固定ビーコン１０から取得する移動ビーコン３０の移動ビーコンＩＤと、当該移動ビーコンＩＤを受信した固定ビーコン１０の位置情報などから、移動ビーコン３０の位置を算出する。

記憶部４３は、例えばＨＤＤやＳＳＤ、フラッシュメモリ等によって構成され、移動ビーコン３０から、ビーコンメッシュ、制御装置２０を介して、受信した情報や、当該情報に基づいて算出した移動ビーコン３０の位置を示す情報を記憶する。記憶部４３は、ビーコンメッシュの各固定ビーコン１０を識別するビーコン識別情報（固定ビーコンＩＤ）と、各固定ビーコン１０の存在位置を示す位置情報とを対応付けて格納する。記憶部４３は、各固定ビーコン１０の識別情報（固定ビーコンＩＤ）と各固定ビーコン１０の設置位置の情報（位置情報）とを対応付けて格納する。

〈装置構成〉
固定ビーコン１０、制御装置２０、移動ビーコン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。

図６は、情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。図６に示す情報処理装置
９０は、一般的なコンピュータの構成を有している。固定ビーコン１０、制御装置２０、移動ビーコン３０、サーバ４０は、図６に示すような情報処理装置９０によって実現され得る。情報処理装置９０は、プロセッサ９１、メモリ９２、記憶部９３、入力部９４、出力部９５、通信制御部９６を有する。これらは、互いにバスによって接続される。メモリ９２及び記憶部９３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。情報処理装置のハードウェア構成は、図６に示される例に限らず、適宜構成要素の省略、置換、追加が行われてもよい。

情報処理装置９０は、プロセッサ９１が記録媒体に記憶されたプログラムをメモリ９２の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部等が制御されることによって、所定の目的に合致した機能を実現することができる。

プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。

メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。メモリ９２は、主記憶装置とも呼ばれる。

記憶部９３は、例えば、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディスク
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。

記憶部９３は、各種のプログラム、各種のデータ及び各種のテーブルを読み書き自在に記録媒体に格納する。記憶部９３には、オペレーティングシステム（Operating System :ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。記憶部９３に格納される情報は、メモリ９２に格納されてもよい。また、メモリ９２に格納される情報は、記憶部９３に格納されてもよい。

オペレーティングシステムは、ソフトウェアとハードウェアとの仲介、メモリ空間の管理、ファイル管理、プロセスやタスクの管理等を行うソフトウェアである。オペレーティングシステムは、通信インタフェースを含む。通信インタフェースは、通信制御部９６を介して接続される他の外部装置等とデータのやり取りを行うプログラムである。外部装置等には、例えば、他の情報処理装置、外部記憶装置等が含まれる。

入力部９４は、キーボード、ポインティングデバイス、ワイヤレスリモコン、タッチパネル等を含む。また、入力部９４は、カメラのような映像や画像の入力装置や、マイクロフォンのような音声の入力装置を含むことができる。

出力部９５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electroluminescence）パネル等の
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。

通信制御部９６は、他の装置と接続し、情報処理装置９０と他の装置との間の通信を制御する。通信制御部９６は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースボード、Bluetooth（登録商標）などの無線通信のための無線通信回路、電話通信のための通
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。

固定ビーコン１０、制御装置２０、移動ビーコン３０、サーバ４０を実現するコンピュータは、プロセッサが二次記憶装置に記憶されているプログラムを主記憶装置にロードして実行することによって、各機能を実現する。また、各装置の記憶部は、主記憶装置または二次記憶装置の記憶領域に設けられる。

《動作例》
本実施形態のシステムの動作例を説明する。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固定ビーコン１０が設置される。各固定ビーコン１０は、固有の識別情報（固定ビーコンＩＤ）を有する。各固定ビーコン１０は、ビーコンメッシュを形成する。すべての固定ビーコン１０は、いずれかの他の固定ビーコン１０と通信できる位置に設置される。また、少なくとも１つの固定ビーコン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、移動ビーコン３０は位置検出対象の利用者や物体等とともに移動し得るとする。

図７は、空間と当該空間に設置される固定ビーコン、物体に添付される移動ビーコンの例を示す図である。図７は、工場、オフィス等の空間を横から見た例（側面図の例）を示す。図７の空間は、四角形であり、床、壁、天井に囲まれる。固定ビーコン１０Ａは、空間の天井に設置される。固定ビーコン１０Ｂ、固定ビーコン１０Ｃは、空間の壁に設置される。固定ビーコン１０Ａ、固定ビーコン１０Ｂ、固定ビーコン１０Ｃは、互いに、通信可能であるとする。また、移動ビーコン３０が添付される物体等は、当該空間内を自由に移動し得る。移動ビーコン３０が添付される複数の物体等が、当該空間内に、存在してもよい。ここでは、固定ビーコン１０Ｂが制御装置２０と通信可能に接続されているとする。ここで、固定ビーコン１０Ａ、固定ビーコン１０Ｂ、固定ビーコン１０Ｃの位置を、それぞれ、Ｐａ（ｘａ、ｙａ、ｚａ）、Ｐｂ（ｘｂ、ｙｂ、ｚｂ）、Ｐｃ（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）とする。移動ビーコン３０の位置をＰ（ｘ、ｙ、ｚ）とする。また、固定ビーコン１０Ａと移動ビーコン３０との距離をＲａとする。固定ビーコン１０Ｂと移動ビーコン３０との距離をＲｂとする。固定ビーコン１０Ｃと移動ビーコン３０との距離をＲｃとする。

〈端末からの信号の受信強度取得の動作例〉
図８は、移動ビーコンからの信号の受信強度を、固定ビーコンを介して、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、固定ビーコン１０Ａで受信された移動ビーコン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７のような空間において、移動ビーコン３０が存在するとする。

ＳＱ１０１では、移動ビーコン３０は、空間内の固定ビーコン１０に対して、自身を識別する情報である移動ビーコンＩＤを含む信号を送信する。当該信号は、例えば、アドバタイズ信号である。移動ビーコン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。移動ビーコン３０から送信される移動ビーコンＩＤを含む信号は、複数の固定ビーコン１０に受信されうる。ここでは、移動ビーコン３０からの移動ビーコンＩＤを含む信号は、固定ビーコン１０Ａに受信されたとする。移動ビーコン３０は、ビーコンメッシュを形成する固定ビーコン１０からの無線標識を受信したことを契機として、移動ビーコンＩＤを含む信号を送信してもよい。移動ビーコン３０は、移動ビーコン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。

ＳＱ１０２では、移動ビーコン３０からの移動ビーコンＩＤを含む信号を受信した固定ビーコン１０Ａは、当該信号の受信強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を測定する。受信強度は、固定ビーコン１０Ａと移動ビーコン３０との距離が長くな
るのにしたがって、小さくなる。ここでは、円偏波アンテナを使用しているので、受信強度は、移動ビーコン３０の向きに依存しない。受信強度（電場）は、距離に反比例する。固定ビーコン１０Ａは、移動ビーコンＩＤと受信強度とを対応付けて記憶部１３に格納する。固定ビーコン１０Ａは、移動ビーコンＩＤと受信強度とに、受信時刻を対応付けて格納してもよい。

ＳＱ１０３では、固定ビーコン１０Ａは、他の固定ビーコン１０（ここでは、固定ビーコン１０Ｂ）に対して、記憶部１３に格納される移動ビーコンＩＤと、受信強度と、固定ビーコン１０Ａを識別する識別情報である固定ビーコンＩＤとを含む信号を、送信する。固定ビーコンＩＤは、例えば、ＵＵＩＤ（８Ｂｙｔｅ）、Ｍａｊｏｒ（２Ｂｙｔｅ）、Ｍｉｎｏｒ（２Ｂｙｔｅ）の各値を有する。ＵＵＩＤは、組織、建物、プロジェクト等を識別するための識別子として用いられる。Ｍａｊｏｒは、組織等内のグループ、フロア、チーム等を識別するための識別子として用いられる。Ｍｉｎｏｒは、グループ等内の個々のビーコンを識別するための識別子として用いられる。移動ビーコンＩＤは、例えば、２Ｂｙｔｅである。ＲＳＳＩは、例えば、１Ｂｙｔｅである。当該信号は、制御装置２０に向けて送信されるものである。当該信号には、当該信号を識別する識別情報が含まれてもよい。当該信号には、移動ビーコンＩＤ等に対応付けられた受信時刻が含まれてもよい。当該受信時刻は、当該信号に含まれてサーバ４０まで転送され得る。また、当該信号は、信号の宛先である制御装置２０を識別する識別情報が含まれてもよい。ここでは、当該信号は、固定ビーコン１０Ｂによって受信されるとする。

ＳＱ１０４では、固定ビーコン１０Ｂは、固定ビーコン１０Ａから受信した信号を、固定ビーコン１０Ｂの周囲の他の固定ビーコン１０等に向けて送信する。ここでは、固定ビーコン１０Ｂから送信された信号が、制御装置２０で受信されるとする。制御装置２０は、受信した固定ビーコン１０Ｂからの信号に含まれる情報を、現在時刻と対応付けて、記憶部２３に格納する。ビーコンメッシュにおける信号の転送は、移動ビーコン３０の移動速度に比べて非常に速い速度で行われると考えられるため、ここでの現在時刻は、固定ビーコン１０Ｄが移動ビーコン３０から移動ビーコンＩＤを受信した時刻（受信時刻）と同一とみなすことができる。よって、現在時刻は、当該受信時刻として格納される。また、制御装置２０は、受信した固定ビーコン１０Ｂからの信号に含まれる情報に移動ビーコンＩＤ等に対応付けられた受信時刻が含まれる場合、現在時刻を記憶部２３に格納しなくてもよい。制御装置２０は、固定ビーコン１０Ａ以外の固定ビーコン１０が移動ビーコン３０から受信した移動ビーコンＩＤを含む信号も受信し得る。制御装置２０では、他の固定ビーコン１０から移動ビーコン３０の移動ビーコンＩＤを含む信号が受信される。制御装置２０は、所定期間（例えば、６０秒間）に受信された同一の移動ビーコンＩＤを含む信号は、同一の時刻に移動ビーコン３０から送信された移動ビーコンＩＤを含む信号に基づくものであるとみなす。

一方、固定ビーコン１０Ｂでも、移動ビーコン３０からの移動ビーコンＩＤを含む信号を受信していた場合、固定ビーコン１０Ｂは、当該信号の受信強度（ＲＳＳＩ）を測定する。固定ビーコン１０Ｂは、移動ビーコンＩＤと受信強度とを対応付けて記憶部１３に格納する。固定ビーコン１０Ｂは、移動ビーコンＩＤと受信強度とに、受信時刻を対応付けて格納してもよい。また、固定ビーコン１０Ｂは、移動ビーコンＩＤ、受信強度、固定ビーコン１０ＢのビーコンＩＤを含む信号を、制御装置２０に向けて、周囲に固定ビーコン１０等に対して、送信する。

ＳＱ１０５では、制御装置２０は、記憶部２３に格納される移動ビーコン３０の移動ビーコンＩＤ等を含む信号を、サーバ４０に送信する。制御装置２０は、例えば、所定期間（例えば６０秒間）に受信した移動ビーコン３０の移動ビーコンＩＤを含む信号を、サーバ４０に送信する。制御装置２０は、当該信号を所定期間ごとに送信してもよい。サーバ
４０は、制御装置２０から信号を受信する。

固定ビーコン１０は、受信強度を測定せず、移動ビーコンＩＤとビーコンＩＤと含む信号を送信するようにしてもよい。

ＳＱ１０６では、サーバ４０は、受信した信号に含まれる情報を、記憶部３３に格納する。これにより、サーバ４０は、移動ビーコン３０からの信号の受信強度を取得する。サーバ４０は、各固定ビーコン１０で受信された移動ビーコン３０からの信号の受信強度に基づいて、当該移動ビーコン３０位置を算出することができる。

〈位置算出の動作例〉
図９は、サーバによる移動ビーコンの位置算出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、移動ビーコン３０の移動ビーコンＩＤと、当該移動ビーコン３０からの信号の受信強度と、当該移動ビーコン３０からの信号を受信した固定ビーコン１０の固定ビーコンＩＤとの組の情報とに基づいて、移動ビーコン３０の位置（移動ビーコン３０が添付される物体等の位置）を算出する。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。

Ｓ１０１では、サーバ４０の演算部４２は、通信部４１を介して、移動ビーコン３０の移動ビーコンＩＤ、当該移動ビーコン３０からの信号の受信強度、受信時刻、当該信号を受信した固定ビーコン１０の固定ビーコンＩＤとを受信する。サーバ４０は、受信した移動ビーコンＩＤ、受信強度及び固定ビーコンＩＤを記憶部４３に格納する。

Ｓ１０２では、サーバ４０の演算部４２は、受信した情報に基づいて、Ｓ１０１で受信した移動ビーコンＩＤによって識別される移動ビーコン３０の位置を算出する。演算部４２は、記憶部４３から、同時刻（もしくは所定期間内）に各固定ビーコン１０で受信された移動ビーコン３０からの信号の受信強度、各固定ビーコン１０の位置情報を抽出する。ここでは、演算部４２は、固定ビーコン１０Ａ、固定ビーコン１０Ｂ、固定ビーコン１０Ｃで受信された移動ビーコン３０からの信号の信号強度と、固定ビーコン１０Ａ、固定ビーコン１０Ｂ、固定ビーコン１０Ｃの位置情報とを抽出するとする。移動ビーコン３０と固定ビーコン１０Ａとの距離Ｒａは、Ｒａ＝（（ｘａ－ｘ）^２＋（ｙａ－ｙ）^２＋（ｚａ－ｚ）^２）^１／２と表される。移動ビーコン３０と固定ビーコン１０Ｂとの距離Ｒｂ、移動ビーコン３０と固定ビーコン１０Ｃとの距離Ｒｃも同様に表される。ここで、固定ビーコン１０Ａで受信された移動ビーコン３０からの信号の信号強度をＥａ、固定ビーコン１０Ｂで受信された移動ビーコン３０からの信号の信号強度をＥｂ、固定ビーコン１０Ｃで受信された移動ビーコン３０からの信号の受信強度をＥｃとする。受信強度は、距離に反比例することから、Ｅａ：Ｅｂ：Ｅｃ＝１／Ｒａ：１／Ｒｂ：１／Ｒｃとなる。演算部４２は、当該式に基づいて、移動ビーコン３０の位置Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）を求めることができる。また、あらかじめ、固定ビーコン１０と移動ビーコン３０との距離Ｒと、受信強度Ｅとの関係（例えば、Ｒ＝Ａ／Ｅ；Ａは定数）が求められている場合、演算部４２は、２つの固定ビーコン１０の位置情報と信号強度とから、移動ビーコン３０の位置Ｐを求めることができる。円偏波アンテナを使用することで、移動ビーコン３０の向きによる受信強度の変化が小さくなる。よって、同じ距離Ｒにおける受信強度Ｅのばらつきが小さくなる。これにより、演算部４２は、受信強度Ｅとの関係を用いて、より少ない数の受信強度で、移動ビーコン３０の位置Ｐを算出することができる。移動ビーコン３０からの受信強度は、所定の期間内に受信された移動ビーコン３０からの信号の受信強度の平均値や最大値であってもよい。所定の期間内の平均値や最大値を使用することで、より安定した移動ビーコン３０からの信号の受信強度で、位置の算出を行うことができる。

Ｓ１０３では、サーバ４０の演算部４２は、Ｓ１０２で算出した位置情報と、移動ビーコン３０の移動ビーコンＩＤと、移動ビーコン３０からの信号を固定ビーコン１０で受信した受信時刻とを対応付けて、記憶部４３に格納する。

これにより、移動ビーコンＩＤによって識別される移動ビーコン３０の位置（移動ビーコンＩＤによって識別される移動ビーコン３０を添付される物体の位置）を算出することができる。サーバ４０は、各移動ビーコン３０について、上記の動作フローにより位置を算出する。移動ビーコン３０の位置は、移動ビーコン３０が添付される物体等の位置に相当する。

円偏波アンテナ１２を含む固定ビーコン１０、円偏波アンテナ３２を含む移動ビーコン３０を使用することで、受信強度の距離以外の要素（移動ビーコン３０の向き等）による影響を小さくすることができる。受信強度が固定ビーコン１０と移動ビーコン３０との距離以外の影響を受けないことで、サーバ４０は、移動ビーコン３０の位置をより正確に算出できる。位置の算出方法は、ここに記載したものに限定されるものではない。

（その他）
上記の例では、固定ビーコン１０及び移動ビーコン３０が、ともに円偏波アンテナを有するとしたが、固定ビーコン１０及び移動ビーコン３０のうち一方が、円偏波アンテナを有していればよい。例えば、送信側のビーコンのアンテナを円偏波アンテナとした場合、受信側のビーコンの位置では、信号の電磁波の電場の振動方向が回転するので、受信側のビーコンのアンテナの向きが変化しても、信号の電磁波を受信することができる。また、例えば、受信側のビーコンのアンテナを円偏波アンテナとした場合、送信側のビーコンから送信される信号の電磁波が直線偏波であっても、受信側のビーコンの円偏波アンテナにより、電磁波の電場の振動方向によらず、信号の電磁波を受信することができる。また、受信側のビーコンのアンテナによる受信強度は、アンテナの向き等に依存せず、送信側のビーコンと受信側のビーコンとの距離に依存したものとなる。また、ここでは、固定ビーコン１０は、メッシュビーコンを形成するとしているが、各固定ビーコン１０が、直接、制御装置２０に通信可能に接続されてもよい。各固定ビーコン１０は、直接的または間接的に、制御装置２０と通信可能に接続されればよい。

（実施形態の作用、効果）
本実施形態のビーコンメッシュにおける固定ビーコン１０は、移動ビーコン３０から当該移動ビーコン３０の移動ビーコンＩＤを含む信号を受信する。固定ビーコン１０は、移動ビーコンＩＤ及び移動ビーコンＩＤを受信した固定ビーコン１０の固定ビーコン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、移動ビーコンＩＤ及び固定ビーコン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、移動ビーコンＩＤ及び固定ビーコンＩＤの組の情報をサーバ４０に送信する。サーバ４０は、移動ビーコンＩＤ及び固定ビーコンＩＤの組の情報に基づいて、個々の固定ビーコンＩＤで識別される移動ビーコン３０の位置を算出する。本実施形態のシステムでは、円偏波アンテナを使用することで、信号強度が距離以外の要素に依存しにくくなり、円偏波アンテナを使用しない場合と比べて、より正確に移動ビーコン３０の位置を算出することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において変更したり組み合わせたりすることができる。

〈コンピュータ読み取り可能な記録媒体〉
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。

ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体内には、ＣＰＵ、メモリ等のコンピュータを構成する要素を設け、そのＣＰＵにプログラムを実行させてもよい。

また、このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ＤＡＴ、８mmテープ、メモリカード等がある。

また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ等がある。

１０ 固定ビーコン
１１ 通信部
１２ 円偏波アンテナ
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 移動ビーコン
３１ 通信部
３２ 円偏波アンテナ
３３ 記憶部
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 (2)

1. 所定の信号を送受信し、空間の所定位置に固定される複数の固定ビーコンと、前記空間に存在する移動体に添付される移動ビーコンと、前記複数の固定ビーコンと通信可能である情報処理装置とを含む位置検出システムであって、
   前記移動ビーコンは、
   円偏波の電磁波を送信する円偏波アンテナと、
   前記円偏波アンテナにより、前記移動ビーコンを識別する移動ビーコン識別情報を含む信号を、前記複数の固定ビーコンに向けて、円偏波の電磁波で送信する第１通信部を備え、
   前記複数の固定ビーコンのそれぞれは、
   電磁波を送受信するアンテナと、
   前記アンテナにより、前記空間に存在する前記移動ビーコンから前記移動ビーコン識別情報を含む前記信号を受信し、前記信号の受信強度を測定し、前記移動ビーコン識別情報と前記固定ビーコンを識別する固定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、
   前記固定ビーコンの位置情報と、前記固定ビーコン識別情報とを格納する記憶部と、
   前記移動ビーコン識別情報、前記固定ビーコン識別情報、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、前記移動ビーコン識別情報、前記固定ビーコン識別情報、前記受信強度と、前記記憶部に格納される前記固定ビーコンの位置情報に基づいて、前記移動ビーコン識別情報で識別される前記移動ビーコンの位置を算出する演算部とを備える、
   位置算出システム。
2. 所定の信号を送受信し、空間の所定位置に固定される複数の固定ビーコンと、前記空間に存在する移動体に添付される移動ビーコンと、前記複数の固定ビーコンと通信可能である情報処理装置とを含む位置検出システムであって、
   前記移動ビーコンは、
   電磁波を送信するアンテナと、
   前記アンテナにより、前記移動ビーコンを識別する移動ビーコン識別情報を含む信号を、前記複数の固定ビーコンに向けて、送信する第１通信部を備え、
   前記複数の固定ビーコンのそれぞれは、
   少なくとも２方向の直線偏波の偏波面の電磁波を受信する円偏波アンテナと、
   前記円偏波アンテナにより、前記空間に存在する前記移動ビーコンから前記移動ビーコン識別情報を含む前記信号を受信し、前記信号の受信強度を測定し、前記移動ビーコン識別情報と前記固定ビーコンを識別する固定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、
   前記固定ビーコンの位置情報と、前記固定ビーコン識別情報とを格納する記憶部と、
   前記移動ビーコン識別情報、前記固定ビーコン識別情報、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、前記移動ビーコン識別情報、前記固定ビーコン識別情報、前記受信強度と、前記記憶部に格納される前記固定ビーコンの位置情報に基づいて、前記移動ビーコン識別情報で識別される前記移動ビーコンの位置を算出する演算部とを備える、
   位置算出システム。

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