JP6396355B2 - 端末所持者検知システム - Google Patents

Description

本発明は、人物が所持する発信端末から送信された電波を受信装置にて受信し、受信強度を参照して発信端末の所持者を検知するシステムに関し、時間的に変化する人物の位置情報を考慮して求めた受信強度の理論値と比較する技術に関する。

近年、情報漏洩を防ぐために、機密性の高い部屋にスマートフォンなどの発信端末を持ち込んだ者を検出することが求められている。発信端末の位置を推定する技術のひとつに位置指紋と呼ばれる技術が知られている。
位置指紋では、予め試験的に様々な位置に発信端末を置き、それぞれの位置からの電波を受信してその強度情報を収集し、受信装置どうしの位置関係が既知であることも利用して、発信端末の位置と受信強度の関係を求めておく。そして、実際に位置を把握したい発信端末からの電波を受信して受信強度を調べ、求めておいた関係を参照して発信端末の位置を推定する。

特許文献１には、位置指紋を応用した屋外向けのシステムが開示されている。

特開平０７−２３１４７３号公報

しかしながら、従来の位置指紋を利用したシステムでは、事前に求めておいた発信装置の位置と受信強度の関係は、一旦試験的に求めた後は更新せず、時不変であることを仮定している。
ここで、例えば室内向けのシステムを構築することを考えると、小型の発信端末の所持者の他にも室内に人物が存在して移動した場合、時間の経過とともにお互いの位置関係は変化する。人物の体は電波の伝搬に関しては遮蔽物として作用するため、所持者が移動しなくても、受信強度は変化する。遮蔽の様子は人物どうしの位置関係により多様であり、発信端末の位置と受信強度の関係を事前に求めておくことは困難である。

そこで本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、人物どうしの位置関係および人体による電波の遮蔽により電波の伝搬の条件が時間的に変化しても発信端末の所持者を特定できるシステムの実現を目的とする。

かかる課題を解決するため本発明は、監視空間内に設置され監視空間内を移動する複数の移動者のいずれかが所持した発信端末からの電波を受信する受信装置、複数の移動者それぞれの位置を検出する位置検出装置およびシステム主装置からなる端末所持者検知システムであって、システム主装置は、予め、監視空間内の各所における電波の反射率および監視空間における受信装置の位置を含む構造情報と、移動者の形状を模擬し移動者の表面における電波の反射率を含む人物モデルを記憶しておく記憶部と、位置検出装置が検出した複数の移動者それぞれの位置に対応して人物モデルを仮想的に配置して検知モデルを生成するモデル生成部と、移動者の中から発信端末を所持していると仮定した候補者を順次選択し、検知モデルと構造情報を参照し候補者の人物モデルの近傍位置から発信された電波が受信装置の位置にて受信される場合の受信強度の理論値を算出する伝搬情報算出部と、候補者ごとの理論値のうち受信装置にて受信された受信強度の実測値に最も類似する理論値の候補者に対応した移動者が発信端末を所持すると決定する比較決定部とを有することを特徴とした端末所持者検知システムを提供する。

本発明にかかる端末所持者検知システムにおいて伝搬情報算出部は、候補者の人物モデルの近傍位置を複数通り設定し、近傍位置ごとに候補者の理論値を算出することが好適である。

本発明にかかる端末所持者検知システムにおいて伝搬情報算出部は、構造情報に含まれた監視空間内の各所および検知モデルに含まれた人物モデルにて繰り返される電波の反射を模擬して近傍位置から受信装置まで電波が伝搬し得る経路と理論値を算出し、その際に、経路上における反射回数に上限を設けて理論値を算出することが好適である。

本発明にかかる端末所持者検知システムにおいて記憶部は、さらに、位置検出装置が検出した時刻ごとに各候補者の理論値を記憶し、比較決定部は、記憶部に記憶されている理論値のうち実測値に最も類似する理論値の候補者を発信端末を所持する移動者に決定することが好適である。

本発明にかかる端末所持者検知システムにおいて端末所持者検知システムは、互いに所定以上離れた受信装置を３以上備え、複数の受信装置から任意の３つを選択すると平面が一意に決まるように設置されていることが好適である。

本発明に係る端末所持者検知システムは、人物どうしの位置関係および人体による遮蔽や反射を考慮しつつ受信強度の理論値を時々刻々と計算して更新するので、電波の伝搬の条件が時間的に変化しても発信端末の所持者を精度良く特定できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態にかかる端末所持者検知システムが設置され運用される様子の模式図である。 本発明にかかる端末所持者検知システムが設置され運用される様子を上から見下ろした俯瞰図である。 本発明にかかる端末所持者検知システムのブロック図である。 発信端末から受信装置までの電波の伝搬経路を示す図である。 各受信装置における受信強度の理論値を示す図である。 発信端末の所持者以外の人物による電波の遮蔽の様子を示す図である。 本発明の一実施形態にかかる端末所持者検知システムの動作を示すフロー図である。 各受信装置における受信強度の実測値を示す図である。 人物Ａを候補者に設定した場合の受信強度の経時的な理論値を示す図である。 人物Ｂを候補者に設定した場合の受信強度の経時的な理論値を示す図である。 人物Ａと人物Ｂを候補者に設定した場合の受信強度の経時的な理論値を示す図である。 発信端末の所持者以外の人物による電波の遮蔽を考慮して重み付けをすることを説明する図である。 発信端末の所持者自身による電波の遮蔽を考慮することを説明する図である。 発信端末の所持の仕方について経時的な情報を参照することを説明する図である。

以下、本発明の好適な実施の形態として、本発明にかかる端末所持者検知システムを監視空間として機密性の高い部屋に設置して運用した場合を例示し、図を参照しつつ説明する。本実施の形態では、発信端末はスマートフォンやタブレット端末と想定している。
その理由は、近年、スマートフォンやタブレット端末が小型化高性能化しており、簡単な操作で大量の情報を送信できるようになっている。するとそのような端末を鞄や着衣に隠し持っていても外見からはわからず、機密情報を扱う部屋に持ち込まれると情報漏洩の危険性があり、その所持者を発見、特定することが求められるからである。

図１は、本実施の形態にかかる端末所持者検知システムが設置され、運用される様子を示す模式図である。
図１は、機密性が高い部屋２０の模式図である。部屋２０には、２人の人物が存在しており、発信端末４１として、例えばスマートフォンを着衣の中に隠し持つ人物Ａ４０の他に、発信端末を所持していない人物Ｂ５０が存在している。
この例における端末所持者検知システムの目的は、発信端末を所持している人物Ａ４０を検知することである。

部屋２０は、図１に示すように壁面Ａ２３、壁面Ｂ２４、壁面Ｃ２５、壁面Ｄ２８（不図示）により囲まれており、加えて床面２１と天井面２２により区画されている。また、窓２７と扉２６も存在している。
壁面などはそれぞれ一般的な建材を用いて作られており、完全な電波吸収体ではなく、少なくともある程度の強度で電波を反射する性質を持つとする。
また図示はしないが、部屋２０には適宜机や椅子、機密情報が記された書類や記録媒体などの重要物を収納する金庫やカギ付きキャビネット類が備わっているものとする。以上の部屋２０の内部の構造情報は、世界座標系にて表現されて既知でありシステム主装置の記憶部に記憶されているとする。

部屋２０には、位置検出装置２００が備わっている。位置検出装置２００は、部屋２０に存在する人物、図１では人物Ａ４０と人物Ｂ５０について、部屋２０において定義されている世界座標系で表現された位置（座標値）を検出する手段である。検出結果は受信装置において受信される電波の理論値を算出するための情報として用いられる。
位置検出装置２００は人物Ａ４０などを検出できるよう設置されるものとするが、図１に示すように、部屋の隅に大よそ人物の腰から肩の高さに設置されるのが好適である。複数でも良い。
位置検出装置２００は、レーザーレーダータイプの距離センサーにて実現できる。他にも画像処理手段を備えることとして画像センサー（カメラ）でも良いし、床面２１の下の全面に圧力センサを敷き詰めて人の体重のかかり具合から位置を検出するように実現しても良い。

受信装置Ａ３００〜受信装置Ｄ３０３は、部屋２０の天井面２２に設置され、電波を受信するためのアンテナ装置である。各受信装置はアンテナアレイとして構成されるものとし、発信端末４１から送信される電波の受信強度のほか、その到来方向も検出可能なように構成されている。各受信装置は適宜周知技術にて実現されるので、詳細な説明は省略する。

図２（ａ）は、図１に示した部屋２０を天井から床に向かって見下ろした俯瞰図である。
図２（ｂ）に、受信装置Ａ３００〜受信装置Ｄ３０３について、電波の到来方向を定義する座標系を示す。同図からわかるように、当該座標系は部屋２０を見下ろした図２（ａ）において、右横が０度、半時計方向に増えていくよう定義されている。なお、各受信装置は壁面に全く隙間が無いように設置されているのではなく、図２（ａ）に模式的に示しているように多少の隙間は存在するので、強度は弱いながらも、壁面方向から到来する電波も存在する。

図３に、本発明にかかる端末所持者検知システムのブロック図を示す。端末所持者検知システム１０は、既に説明した受信装置Ａ３００〜受信装置Ｄ３０３、位置検出装置２００のほか、システム主装置１００から構成される。
なお、それら装置間を結ぶ通信手段は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４８５などの規格に則った有線方式、またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを利用した無線方式によって実現すればよいので、説明は省略する。

システム主装置１００は、記憶部１１０、モデル生成部１１５、伝搬情報算出部１２０、理論値バッファ１４０、実測値バッファ１５０、比較決定部１６０、出力部１７０を有する。以下、各部について説明する。

記憶部１１０は、ＨＤＤなどの磁気媒体や半導体メモリなどの公知の手段にて実現される記憶手段である。システム主装置１００全体の動作を制御するプログラムのほか、システム主装置１００の各部を構成するプログラムモジュール、閾値などのパラメータ類、処理途中のデータを一時的に記憶するための領域、構造情報１１１および人物モデル１１２を記憶する。記憶されている情報は、適宜システム主装置１００の各部とやり取りされる。

構造情報１１１は、部屋２０を画定する要素の情報であり、各受信装置における受信強度の理論値を求めるために用いられる。すなわち、図２（ａ）に示すように、床面の隅を原点とした座標系（世界座標系）を定義し、壁面Ａ２３〜壁面Ｄ２８、天井面２２、床面２１、窓２７、扉２６、図示しない什器類の大きさ、位置などの幾何情報、壁面などの表面の形状を規定する数式情報および表面の材質情報、電波の反射率などがＢＩＭ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）などのモデル化手法にて表現された情報である。
人物モデル１１２は、部屋２０に存在し得る人物をポリゴンモデルやサーフェースモデルなどで３次元形状を表現した情報であり、少なくとも標準的な人間の体格として身長（１７０ｃｍ）、身幅（６０ｃｍ）を表現したモデルである。そして人物モデル１１３は、その体表面における電波の反射率を有している。

モデル生成部１１５は、構造情報１１１を参照し、位置検出装置２００が部屋２０に存在する人物それぞれについて検出した位置に人物モデル１１２を仮想的に配置して、部屋２０の内部における移動者の位置関係の様子をモデル化した検知モデルを生成し、伝搬情報算出部１２０に出力する。

伝搬情報算出部１２０は、発信端末４１から送信された電波が各受信装置までどのような経路に沿って伝搬し得るか、およびどの程度の強度にて受信されるかの理論値を求める。そのために伝搬情報算出部１２０は、経路算出部１２５および受信強度理論値算出部１３０を有する。
経路算出部１２５は、モデル生成部１１５が生成した検知モデル、記憶部１１０に記憶されている構造情報１１１や人物モデル１１２を適宜参照し、部屋２０に存在する各人物を順次発信端末４１を所持していると仮定して候補者に設定し、その近傍位置から壁面における反射、他の人による遮蔽などを考慮して電波の伝搬経路を計算する。伝搬経路の計算は、コンピューターグラフィックスの分野で周知なレイトレーシング（Ｒａｙ Ｔｒａｃｉｎｇ）法に準じた方法に基づいて行う。図４を用いて説明する。

図４（ａ）には、図２（ａ）に対応して、部屋２０を天井から床面に向けて見下ろした図が示されている。なお、説明の都合上、人物Ｂ５０は省略している。
図４（ａ）には人物Ａ４０が発信端末４１を所持している候補者と仮定して、発信端末４１からその周囲に伸びる矢印を示している。この矢印は発信端末４１から送信された電波が伝搬し得る経路（伝搬経路）として求めたものである。伝搬経路は発信端末４１を中心に、立体的に各方向に考えられるが、本実施の形態では簡単のために図４（ａ）に示すように上から見下ろした平面的に伝搬経路を考えて説明する。

経路算出部１２５は、モデル生成部１１５が生成した検知モデル、記憶部１１０に記憶された構造情報１１１を参照し、発信端末４１から各方向に“レイ”と呼ばれる直線を仮想的に考え、壁面や天井などにおける反射を考慮して各受信装置に至る伝搬経路として計算する。これはレイトレーシング法と呼ばれる方法に準えたものである。
経路算出部１２５は、壁における反射の回数に上限を設けてレイの長さ、すなわち電波が伝搬し得る最大距離を求める。例えば反射の回数の最大値を５回とする。

図４（ａ）には、発信端末４１から多くのレイが伸びていることが示されている。例えば、符号４００に示すレイは壁面Ｂ２４にて反射し受信装置Ｄ３０３付近に向けて到達し得ることを示している。
図４（ａ）では、図の簡単さのためにレイは１３本示しており、また各レイの最大距離までは示していない。後述する処理では、レイの角度分解能は理論値の算出に影響するので、処理速度と必要な発信端末４１の位置の推定精度とのバランスを考量して決定する。例えば、３度ごとにレイを考えることとすることができる。

図４（ｂ）は、移動者が１名の図４（ａ）と異なり、人物Ａ４０と人物Ｂ５０が同時に存在した状況を示している。
図４（ａ）では、発信端末４１から伸びた各レイは、特に他の移動者による影響は無く、各壁面などで反射を予め定めた回数まで繰り返してレイを伸ばすことになる。
これに対し図４（ｂ）では、符号４０１に示すレイは、人物Ｂ５０の体表面にて反射し、壁面Ｄ２８にて反射した後に再度人物Ｂ５０に届いており、レイ４０１に沿って伝搬した電波はいずれの受信装置にも到達することは無いことを示している。
このように、実際に発信端末４０１を所持している人物の他に人物が部屋２０に存在すると、その所持していない人物は受信装置へまっすぐ電波を伝搬させないことになり、いわば遮蔽物として作用する。さらに人物は当然歩行してその位置を変えるため、遮蔽の様子も時間的に変化する。

図１では、人物Ａ４０が発信端末４１を所持しているとして説明したが、実際にはいずれの人物が所持しているかは不明であるので、経路情報算出部１２５は、人物Ｂ５０が所持している場合、および人物Ａ４０と人物Ｂ５０の両方が所持している場合についても同様に電波の伝搬経路としてのレイを求め、その情報を受信強度理論値算出部１３０に出力する。

受信強度理論値算出部１３０は、位置検出装置２００が検出した人物を順次、発信端末４１を所持していると仮定した候補者に選択して、経路算出部１２５が求めた伝搬経路の情報から、各受信装置における電波の受信強度の理論値を求める。これを図５を用いて説明する。

図５には、人物Ａ４０と人物Ｂ５０のいずれが発信端末を所持しているかにより、求められる受信強度の理論値が模式的に示されている。
図５（ａ１）〜（ｅ１）は、人物Ａ４０が発信端末４１を所持しており、人物Ｂ５０は所持していない場合を示した模式図である。
図５（ａ１）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ａ３００における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｂ１）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ｂ３０１における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｃ１）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ｃ３０２における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｄ１）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ｄ３０３における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｅ１）には、人物Ａ４０が発信端末４１を所持しているが、その近くにいる人物Ｂ５０は所持していない様子を、図２の見取り図に対応させて示している。

図５（ａ２）〜（ｅ２）は、人物Ｂ５０が発信端末５１を所持しており、人物Ａ４０は所持していない場合を示した模式図である。
図５（ａ２）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ａ３００における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｂ２）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ｂ３０１における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｃ２）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ｃ３０２における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｄ２）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ｄ３０３における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｅ２）には、人物Ｂ５０が発信端末５１を所持しているが、その近くにいる人物Ａ４０は所持していない様子を、図２の見取り図に対応させて示している。

図５（ａ３）〜（ｅ３）は、人物Ａ４０が発信端末４１を所持し、同時に人物Ｂ５０が発信端末５１を所持している場合を示した模式図である。
図５（ａ３）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ａ３００における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｂ３）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ｂ３０１における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｃ３）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ｃ３０２における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｄ３）に、受信強度理論値算出部１３０が求めた受信装置Ｄ３０３における受信強度の理論値を角度ごとのグラフとして示している。
図５（ｅ３）には、人物Ａ４０が発信端末４１を所持し、人物Ｂ５０が発信端末４１を所持している様子を、図２の見取り図に対応させて示している。

図５（ａ１）〜（ｄ１）、（ａ２）〜（ｄ２）、（ａ３）〜（ｄ３）のように、受信強度理論値算出部１３０は、受信装置のそれぞれについて、図２（ｂ）に示した角度ごとにその方向から到来する電波の強度の理論値を求める。
そのために受信強度理論値算出部１３０は、空気中における電波の減衰の程度を考慮するとともに、記憶部１１０の構造情報１１１として記憶されている各壁面や天井面２２、床面２１の表面における材質や細かな凹凸から定まる反射率、および各人物の体表面における反射率に従い、反射のたびに減衰が生じることを考慮し、経路算出部１２５が算出した伝搬経路上に沿って求めた伝搬距離に応じた受信強度の理論値を電波の到来角度ごとに求める。すなわち受信強度理論値算出部１３０は、伝搬距離が長いほど減衰が生じて受信強度が下がり、さらに伝搬経路上にて壁面や人物の体表面などで反射が発生すると、構造情報１１１と人物モデル１１２に記憶されている反射率を読み出して、反射率が小さいほど、電波は長距離に到達しにくいとして、弱い強度で受信されるとする。
なお人物Ａ４０が発信端末４１を所持し、人物Ｂ５０が発信端末５１を所持している場合には、図５（ｃ３）に示すように、人物Ａ４０のみが発信端末を所持している場合の強度の理論値５００（一点鎖線）と人物Ｂ５０のみが発信端末を所持している場合の強度の理論値５０２（点線）との重ね合わせとして理論値５０１（実線）を求めればよい。

また、人物Ａ４０と人物Ｂ５０のどちらとも発信端末を所持していない場合には、理論値を求める必要が無い。
ここで、位置検出装置２００が複数の人物を検出すると、いずれの人物が発信端末を所持しているかが不明なことはもちろん、何人が所持しているかも不明である。従って、複数の人物それぞれが発信端末を所持しているか、所持していないかの組み合わせの数だけ理論値の組み合わせを求めることになる。例えば、４人が検出された場合には、全員が発信端末を所持していない場合を除いた（２の４乗―１）種類＝１５種類の理論値を求める。

図６を用いて、人物どうしの遮蔽の影響について説明する。
経路算出部１２５の説明の箇所で述べたように、人物は電波について遮蔽物として作用し、発信端末と受信装置の間に他の人物が存在すると、その分だけ受信装置における受信強度は低下することになる。
図６（ａ）には、人物Ａ４０が発信端末４１を所持しており、受信装置Ｃ３０２と発信端末４１を結んだ直線上に人物Ｂ５０が存在している様子が示されている。
本来、受信装置Ｃ３０２にて受信されるべき電波は、レイ６００とレイ６０１に沿って伝搬するはずであり、受信強度理論値算出部１３０が算出する受信強度の理論値は図６（ｂ）の点線６０２に示すものになるとする。

しかし、人物Ｂ５０がいるため、レイ６０１に沿って伝搬するはずの電波は、実際には符号６０４に示すレイのように、人物Ｂ５０の体表面で反射し、更には壁面で反射する過程で減衰してしまい受信装置Ｃ３０２には到達せず、その分だけ受信装置Ｃ３０２が受信する電波は減ってしまい、受信強度理論値算出部１３０が算出する受信強度の理論値は図６（ｂ）の実線６０３に示すものになる。
本発明にかかる端末所持者検知システムは、理論値と実測値との比較に基づき、いずれの人物が発信端末を所持しているかを推定するが、その際複数人の場合には人どうしの遮蔽の様子を考慮して理論値を算出し実測値と比較する。さらにその理論値は、逐次最新の人どうしの遮蔽の様子を考慮して更新されるため、複数人がいても、さらに時間的に移動しても精度良く推定できる。

図３のブロック図に戻り、理論値バッファ１４０は、受信強度理論値算出部１３０が算出した各受信装置ごとの受信電波の理論値を時刻情報とともに一時的に記憶しておくバッファである。適宜半導体メモリーや磁気ディスクで実現できるが、独立した要素ではなく、記憶部１１０に一定の領域を確保して、記憶部１１０と一体化して実現してもよい。
実測値バッファ１５０は、各受信装置から送信されてきた、電波の実測値を時刻情報とともに一時記憶しておくバッファである。適宜半導体メモリーや磁気ディスクで実現できるが、独立した要素ではなく、記憶部１１０に一定の領域を確保して、記憶部１１０と一体化して実現してもよい。

比較決定部１６０は、理論値バッファ１４０に記憶されている受信電波の理論値と、実測値バッファ１５０に記憶されている受信電波の実測値を、同じ時刻について受信装置ごとに比較する。
図５の理論値の模式図で説明すると、比較決定部１６０は、まず実測値バッファ１５０から受信装置Ａ３００の実測値を読み出し、図５（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）のそれぞれとの類似の程度を表す類似度を求める。この類似度は、正規化相関にて求めればよい。

そして比較決定部１６０は、他の受信装置についても同様に類似度を求め、いずれの人物が発信端末を持っているかを表す評価値を求めて、発信端末の所持者に決定する。
すなわち、ある１時刻についてのみ注目して説明すると図５（ａ１）〜（ｄ１）を用いて求められた類似度を平均した評価値、図５（ａ２）〜（ｄ２）を用いて求められた類似度を平均した評価値、図５（ａ３）〜（ｄ３）を用いて求められた類似度を平均した評価値を比較し、最も評価値が高い理論値の組み合わせから所持者を決定し、その結果を出力部１７０に出力する。
ただし、後述するように各時刻独立に所持者を決定すると、ノイズなどの影響で各時刻ごとに結果が次々と変わるので、一定時間分の類似度を参照するのが好適である。

出力部１７０は、比較決定部１６０から出力された発信端末の所持者の情報を外部に送信するＩ／Ｆ回路、およびその制御プログラムから構成される。外部にモニタが表示されている場合には、例えば図２（ａ）に示すような見取り図を画面表示させ、所持者に色付けをするなどすれば所持者以外の人物とを区別して認識できる。
あるいは、発信端末の持ち込みが判定された場合には、警備センタに待機している警備員が認識可能なように監視装置上の照明装置を点灯させたり、音声にて通報するなどの処理を行ってもよい。
さらには、発信端末の所持者に対して、情報漏洩につながりかねない当該端末を持ち込まないよう説明し、部屋の外の貴重品ロッカーに収納を依頼する音声案内を流してもよい。

次に、図７に示すフロー図を用いて、本実施の形態にかかる端末所持者検知システムの動作を説明する。
端末所持者検知システムの動作にあたっては、図１に示すように位置検出装置２００、各受信装置、各壁面、天井面２２、床面２１、什器類（不図示）など、部屋２０の内部構造とその反射率が記憶部１１０の構造情報１１１に設定されており、人物モデル１１２も設定されているとする。そして主装置の各構成要素が適宜動作可能な状態であるとして、以下説明する。
ステップＳ１００にて、位置検出装置２００は、部屋２０に存在する物体、特に人物の位置を世界座標系において検出し、システム主装置１００の伝搬情報算出部１２０に送信する。位置検出装置２００を複数用いている場合には、それぞれの出力結果から、同一の人物について検出結果をまとめ、同一人物を複数人と誤検出しないようにする。
なお、物体が検出されても、それが構造情報１１１に記憶された物体と一致するのみの場合など、無人状態と判定できる検出結果であるときは送信しなくてもよい。あるいは、伝搬情報算出部１２０にて無人状態と判断して以下に述べる処理は行わないようにしてもよい。

ステップＳ１１０にて、各受信装置は世界座標系にて定義された到来方向ごとの受信強度を測定して、その実測値を得る。その結果をシステム主装置１００に送信して、システム主装置１００は実測値バッファ１５０に格納する。
各受信装置は、アレイアンテナを備えているとし、それぞれのアンテナにて同時に受信した上で、公知のBeamformer法、MUSIC(Multiple Signal Classification)法などを用いて到来角を測定する。それら方法については、例えば、「電子情報通信学会 知識ベース 知識の森 4群-2編-8章 8-4 到来方向推定 http://www.ieice-hbkb.org/files/04/04gun_02hen_08.pdf#page=11」に記載されている。

図８に、実測値バッファ１５０に記憶されている受信強度の実測値を模式的なグラフに示す。
受信強度の実測値は、各受信装置ごとに、また到来角度ごとに所定の単位、例えばデシベル（ｄＢ）にて表された数値として記憶される。また、最新の時刻のみならず、一定分過去についても記憶しておくものとし、最新時刻の実測値が得られると、最も古い実測値を順次消去していく。本実施の形態では図８に示すように、３時刻分を記憶する。３時刻よりも長くても短くてもよい。

受信強度の実測値のいずれもがその値が低く、ノイズが受信されているレベルと判断される強度の場合には、以後の処理は行わない（ステップＳ１２０のＮｏの分岐）。
これはステップＳ１００にて位置検出装置２００が人物を検出してない場合には、単に無人状態であることを意味し、人物を検出している場合には、そのいずれの人物も情報漏洩に使用可能な発信端末を所持していない状態であることを意味している。
受信強度の実測値のいずれかが、いずれかの人物が発信端末を所持していると判断される値の場合（ステップＳ１２０のＹｅｓの分岐）には以下の処理を行う。

ステップＳ１２５にて、モデル生成部１１５は、記憶部３０に記憶されている構造情報１１１と人物モデル１１２を参照し、ステップＳ１００にて位置検出装置２００が測定した各人物の部屋２０における位置から検知モデルを作成し、伝搬情報算出部１２０に出力する。

ステップＳ１３０にて、伝搬情報算出部１２０の経路算出部１２５と受信強度理論値算出部１３０は、各受信装置ごとに測定されるであろう受信強度の理論値を算出し、理論値バッファ１４０に記憶させる。
まず経路算出部１２５は、位置検出装置２００にて検出された人物から順次、発信端末を所持している候補者として選定し、ステップＳ１２５にて生成された検知モデルを参照して、その候補者から各受信端末まで電波が伝搬し得る伝搬経路をレイトレーシング法にて求める。これは図４にて人物Ａ４０が候補者となった場合を例に説明したとおりである。
経路算出部１２５は、求めたそれぞれの伝搬経路情報を受信強度理論値算出部１３０に出力する。

受信強度理論値算出部１３０は、受信強度理論値を求め、理論値バッファ１４０に記憶させる。図９に人物Ａ４０が候補者の場合を例に模式図を示す。
図９には、人物Ａ４０が候補者の場合の受信強度の理論値が、受信装置ごとに、かつ到来角ごとに示されている。
図９では、時刻がＮ〜Ｎ＋２について求めた理論値が示されている。これは図９（ｅ１）、（ｅ２）、（ｅ３）からわかるように、発信端末４１を所持している人物Ａ４０が、所持していない人物Ｂ５０とすれ違うように、壁面Ｂ２４に向かって移動した場合の各時刻における受信強度の理論値である。

経路算出部１２５は、同様に人物Ｂ５０が候補者となった場合の伝搬経路を求め受信強度理論値算出部１３０に出力し、受信強度理論値算出部１３０は人物Ｂ５０が候補者の場合の受信強度の理論値を求め、理論値バッファ１４０に記憶させる。記憶された理論値を図１０に示す。
図１０では、時刻がＮ〜Ｎ＋２について求めた理論値が示されている。これは図１０（ｅ１）、（ｅ２）、（ｅ３）からわかるように、発信端末５１を所持している人物Ｂ５０が、所持していない人物Ａ４０とすれ違うように、壁面Ｂ２４から離れるように移動した場合の受信強度の理論値である。

受信強度理論値算出部１３０は、人物Ａ４０と人物Ｂ５０が候補者となった場合についても受信強度の理論値を求め、理論値バッファ１４０に記憶させる。求められた理論値を図１１に示す。この場合、図９に示す人物Ａ４０のみが候補者となった場合の理論値と図１０に示す人物Ｂ５０のみが候補者となった場合の理論値が求められているので、伝搬情報算出部１２０は再度伝搬情報を求める必要は無い。すなわち図１１（ｃ３）に示すように、人物Ａ４０のみが候補者になった場合の理論値１１００（一点鎖線）と人物Ｂ５０のみが候補者になった場合の理論値１１０１（点線）との重ね合わせにて理論値１１０２（実線）を求めればよい。

ステップＳ１４０にて、比較決定部１６０は実測値バッファ１５０に記憶された受信強度の実測値と、理論値バッファ１４０に記憶された受信強度の理論値を比較して、位置検出装置２００にて検出された人物のいずれが発信端末を所持しているかを決定して、その結果を出力部１７０に出力する。

時刻Ｎについて、比較決定部１６０は、実測値（図８（ａ１）〜（ｄ１））と、人物Ａ４０のみが候補者となった場合の理論値（図９（ａ１）〜（ｄ１））、人物Ｂ５０のみが候補者となった場合の理論値（図１０（ａ１）〜（ｄ１））、人物Ａ４０と人物Ｂ５０が候補者となった場合の理論値（図１１（ａ１）〜（ｄ１））について、受信装置ごとに類似度を求め、記憶部１１０の一時記憶領域（不図示）に記憶する。
同様に 時刻Ｎ＋１について、比較決定部１６０は、実測値（図８（ａ２）〜（ｄ２））と、人物Ａ４０のみが候補者となった場合の理論値（図９（ａ２）〜（ｄ２））、人物Ｂ５０のみが候補者となった場合の理論値（図１０（ａ２）〜（ｄ２））、人物Ａ４０と人物Ｂ５０が候補者となった場合の理論値（図１１（ａ２）〜（ｄ２））について、受信装置ごとに類似度を求め、記憶部１１０の一時記憶領域（不図示）に記憶する。
同様に 時刻Ｎ＋２について、比較決定部１６０は、実測値（図８（ａ３）〜（ｄ３））と、人物Ａ４０のみが候補者となった場合の理論値（図９（ａ３）〜（ｄ３））、人物Ｂ５０のみが候補者となった場合の理論値（図１０（ａ３）〜（ｄ３））、人物Ａ４０と人物Ｂ５０が候補者となった場合の理論値（図１１（ａ３）〜（ｄ３））について、受信装置ごとに類似度を求め、記憶部１１０の一時記憶領域（不図示）に記憶する。
これらの処理における実測値と理論値の類似度は、正規化相関にて求めればよい。あるいは、運用上、部屋２０の中にいることができる人物の数が多くないことが仮定でき、部屋２０の内部の構造が単純で理論値と実測値のピークが明瞭に求まりやすいことが期待できる場合には、それぞれの最大ピークを示した角度どうしの差を求め、各受信装置についての和を類似度としてもよい。

そして比較決定部１６０は、まず時刻を固定して、受信装置ごとの類似度を候補者それぞれについて総和を求める。そして時刻Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２の当該総和を求め、時間平均として３で除算する。この候補者ごとの商が大きいほど、複数時刻にわたって最も発信端末を持っている可能性が高いことを示している。
そこで比較決定部１６０は、当該商が最も大きい候補者を発信端末の所持者として決定する。
例えば、図９〜図１１に示す理論値では、図８に最も近い値を各時刻において示しているのが人物Ａ４０が候補者の図９であるので、人物Ａ４０を所持者として決定して出力部１７０に出力する。
但し、当該商が予め設定した閾値を超えない場合には、当該決定結果を棄却するものとする。

ステップＳ１５０にて、出力部１７０は比較決定部１６０から入力された、発信端末の所持者情報を外部に出力する。図示しない外部の装置は、既に述べたように、発信端末の所持者に注意喚起などをするような報知処理を行う。

以上述べてきたように、本発明にかかる端末所持者検知システムは、複数の受信装置それぞれが受信し得る電波の強度を随時更新するため、発信端末の所持者が移動し、かつ他の人物による遮蔽が起きる状況下でも精度良く所持者を特定できる。

本発明にかかる端末所持者検知システムの実現方法は、これまで述べてきた実施の形態に限定されない。
例えば、図６（ａ）に示す場合、受信装置Ｃ３０２における受信強度は人物Ｂ５０による遮蔽により低下し、実測値のＳ／Ｎの劣化が懸念される。従って受信強度理論値算出部１３０が算出した受信強度の理論値が低い場合には、高い値が算出されないよう類似度計算の際に重み付けをするのが好適である。図１２を用いて説明する。

図１２（ａ）は、図６（ｂ）における受信強度の理論値６０３と同一である。そしてその最大値Ａｍａｘと、別途設計パラメータとして決めておいた正の実定数Ｃを用い、式（１）にて重みＷ１を計算して、類似度を計算する際に乗算する。Ａｍａｘに対するＷ１の値の変化のグラフを図１２（ｂ）に外形として示す。Ａｍａｘが０に近いと急激にＷ１も０に近くなるような重み付けであれば、式（１）にて定義されることに限定されない。

また、図６にて説明したように、発信端末の所持者以外の人物にて電波は遮蔽されるが、発信端末の持ち方によっては所持者自身の体が電波を遮蔽し、受信装置との位置関係に依っては受信強度の理論値に影響を与えることも考えられる。これを図１３を用いて説明する。
発信端末の持ち方とは、人物Ａ４０に対し、その近傍位置として例えば右側（図１３（ａ））、左側（図１３（ｂ））、前側（図１３（ｃ））、後ろ側（図１３（ｄ））の４種類である。
そこで、経路算出部１２５は、これまでに述べてきた方法による伝搬経路に加え、図１３に示すそれぞれの持ち方も考慮した伝搬経路も算出することとし、受信強度理論値算出部１３０は、それぞれについて受信強度の理論値を求めてもよい。この場合、発信端末の持ち方も決めることができる。

また、発信端末の持ち方に関して、経時情報を加味するのも好適である。これを図１４を用いて説明する。
図１４（ａ）には、時刻Ｎにおいて人物Ａ４０が体の左側に発信端末４１を所持しており、矢印４３の方向に移動しようとしている様子が示されている。
図１４（ｂ）には、時刻Ｎ＋１において人物Ａ４０が体の左側に発信端末４１所持している様子が示されている。
図１４（ｃ）には、時刻Ｎ＋１において人物Ａ４０が体の右側に発信端末４１所持している様子が示されている。
図１４（ｄ）には、時刻Ｎ＋１において人物Ａ４０が体の後側に発信端末４１所持している様子が示されている。
図１４（ｅ）には、時刻Ｎ＋１において人物Ａ４０が体の前側に発信端末４１所持している様子が示されている。

ここで、発信端末を着衣の下に隠し持つような状況では、短時間のうちに持ち方を急に変えるのは難しい。よって時刻Ｎにて発信端末４１の持ち方が体の左側と求まった場合、時刻Ｎ＋１における発信端末４１の持ち方も同じく体の左側の可能性が高い。そこで、受信強度理論値算出部１３０における類似度の算出に際しては、体の左側以外の場合については１未満の正数Ｗ２を乗算して値を下げることとするのが好適である。
さらに、体の反対側とそれ以外とでＷ２の大小に差を設けても良い。すなわち、短時間では発信端末を持ち変えるにしても、体の反対側に持ち変えるのは難しいので、より小さなＷ２としてもよい。

また、図９のフロー図のステップＳ１３０では、伝搬情報算出部１２０の処理として、発信端末を所持する候補者を一人選択しては経路算出部１２５が伝搬経路を算出し、受信強度理論値算出部１３０が理論値を計算するものとして説明した。それに代え、全ての人物について経路算出部１２５がまず伝搬経路を算出して記憶部１１０に一時記憶しておき、受信強度理論値算出部１３０が候補者を選ぶたびに理論値を求めることとしてもよい。
さらには、複数の候補者が選択される場合、それぞれの候補者が選択された場合の伝搬経路と受信強度の理論値を利用することに代え、改めてその都度伝搬経路と受信強度の理論値を再度計算しても良い。

また、図１と図２（ａ）では、好適な形態として４つの受信装置が天井面２２の四隅に備わっている様子が示した。これは図１３、図１４を用いて説明したように、所持者自身の体による遮蔽の影響をなるべく避けるためであるが、最低限１つの受信装置でも本発明にかかる端末所持者検知システムは実現可能である。但し、複数の受信装置を用いる場合よりも、判定精度の信頼性は確保しにくくなるので、例えばより長い時間に渡って受信強度の時間変化を参照し、大きな変化があった場合に限って判定結果を出力するなどの処理を付加するのが望ましい。

複数の受信装置を用いる場合には、例えば全ての受信装置が一直線上に並んでいたり、一箇所に集中して設置されていると発信端末４１の位置を特定することが難しくなるので、受信装置は互いにある程度の距離を持って離散的に設置されることとする。
さらに３つ以上の受信装置を用いる場合には、各受信装置が受信できる電波の到来方向についてバリエーションを確保すべく、また前述のように所持者自身の体による遮蔽をなるべく避けるべく任意の３つを選ぶと１つの平面が定義される位置関係を満たして設置されるのが好ましい。
以上、本発明の思想の範囲を超えない様々な形態で実現できる。

４０・・・端末所持者
４１・・・発信端末
５０・・・端末非所持者
２００・・・位置検出装置
３００・・・受信装置Ａ
１２０・・・伝搬情報算出部
１２５・・・経路算出部
１３０・・・受信強度理論値算出部
１６０・・・比較決定部

Claims (5)

1. 監視空間内に設置され当該監視空間内を移動する複数の移動者のいずれかが所持した発信端末からの電波を受信する受信装置、前記複数の移動者それぞれの位置を検出する位置検出装置およびシステム主装置からなる端末所持者検知システムであって、
   前記システム主装置は、
   予め、前記監視空間内の各所における電波の反射率および当該監視空間における前記受信装置の位置を含む構造情報と、前記移動者の形状を模擬し当該移動者の表面における電波の反射率を含む人物モデルを記憶しておく記憶部と、
   前記位置検出装置が検出した前記複数の移動者それぞれの位置に対応して前記人物モデルを仮想的に配置して検知モデルを生成するモデル生成部と、
   前記移動者の中から前記発信端末を所持していると仮定した候補者を順次選択し、前記検知モデルと前記構造情報を参照し当該候補者の前記人物モデルの近傍位置から発信された電波が前記受信装置の位置にて受信される場合の受信強度の理論値を算出する伝搬情報算出部と、
   前記候補者ごとの前記理論値のうち前記受信装置にて受信された受信強度の実測値に最も類似する理論値の前記候補者に対応した前記移動者が前記発信端末を所持すると決定する比較決定部と
   を有することを特徴とした端末所持者検知システム。
   
2. 前記伝搬情報算出部は、
   前記候補者の前記人物モデルの前記近傍位置を複数通り設定し、当該近傍位置ごとに当該候補者の前記理論値を算出する
   ことを特徴とした請求項１に記載の端末所持者検知システム。
   
3. 前記伝搬情報算出部は、
   前記構造情報に含まれた前記監視空間内の各所および前記検知モデルに含まれた前記人物モデルにて繰り返される電波の反射を模擬して前記近傍位置から前記受信装置まで電波が伝搬し得る経路と前記理論値を算出し、
   その際に、前記経路上における反射回数に上限を設けて前記理論値を算出する
   ことを特徴とした請求項１または２に記載の端末所持者検知システム。
   
4. 前記記憶部は、さらに、前記位置検出装置が検出した時刻ごとに前記各候補者の前記理論値を記憶し、
   前記比較決定部は、前記記憶部に記憶されている前記理論値のうち前記実測値に最も類似する理論値の候補者を前記発信端末を所持する移動者に決定する
   ことを特徴とした請求項１から３のいずれか１項に記載の端末所持者検知システム。
   
5. 前記端末所持者検知システムは、互いに所定以上離れた前記受信装置を３以上備え、当該複数の受信装置から任意の３つを選択すると平面が一意に決まるように設置されていることを特徴とした
   請求項１から４のいずれか１つに記載の端末所持者検知システム。