JP6497210B2 - 位置推定システム - Google Patents
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図1は、位置推定システム100の全体概要図である。
(2−1)アクセスポイント
アクセスポイント20は、携帯端末90の発する電波を受信する電波受信機の一例である。アクセスポイント20は、携帯端末90から発信される電波を受け付ける。アクセスポイント20は、携帯端末90から受け付けた電波について、電波の強度を検知する。
位置推定装置30は、汎用のコンピュータである。位置推定装置30は、アクセスポイント20が受け付けた携帯端末90の電波の、強度に関する情報に基づいて、携帯端末90の位置を推定する。
通信部31は、アクセスポイント20と位置推定装置30との通信回線40を介した通信を可能にするための通信インターフェースである。
入力部32は、例えば、キーボードやマウスである。入力部32には、位置推定装置30のオペレータ等により各種情報や各種指令が入力される。
記憶部34は、主に、ROM、RAM、およびハードディスクによって構成されている。
受信データ記憶領域34aには、アクセスポイント20から通信回線40を介して受け付けた、受信機IDおよび電波に関する情報が記憶される。電波に関する情報には、電波に関する情報と共に送信されてくる受信機IDを有するアクセスポイント20が、ある電波を受信した時刻と、その電波に情報として含まれていた発信機IDと、その電波の強度に関する情報(アクセスポイント20が検知した、その電波の強度に関する値)と、を含む。受信データ記憶領域34aには、発信機ID別かつ受信機ID別に、電波の受信時刻と、電波の強度に関する情報とが、互いに関連付けて記憶される。
電波強度情報記憶領域34bには、発信機ID別に、後述する制御部35の情報生成部35aにより生成される、受信機ID別かつ時間帯別の電波強度情報が記憶される。電波強度情報については、情報生成部35aに関する説明の中で詳述する。
最大強度電波受信機記憶領域34cには、発信機ID別に、後述する制御部35の決定部35bにより決定される、時間帯別の最大強度電波受信機が記憶される。最大強度電波受信機については、決定部35bに関する説明の中で詳述する。
位置推定結果記憶領域34dには、発信機ID別に、後述する制御部35の推定部35cによる携帯端末90の位置の推定結果が、時系列の情報として記憶される。
制御部35は、主にCPUを有する。制御部35は、記憶部34に記憶されている各種プログラムを実行することで、携帯端末90の位置の推定を行う。
情報生成部35aは、受信データ記憶領域34aに、発信機ID別かつ受信機ID別に、互いに関連付けられて記憶された電波の受信時刻と電波の強度に関する情報とに基づき、各携帯端末90について(各発信機IDについて)、受信機ID別(アクセスポイント20別)かつ時間帯別の電波強度情報を生成する。
決定部35bは、電波強度情報記憶領域34bに記憶された情報に基づき、ある発信機IDの携帯端末90に関し、時間帯別に最大強度電波受信機を決定する。つまり、決定部35bは、ある発信機IDの携帯端末90に関し、複数の時間帯のそれぞれにおいて各アクセスポイント20が受け付けた携帯端末90の電波の、強度に関する、アクセスポイント20別(受信機ID別)かつ時間帯別の電波強度情報に基づき、各時間帯について、最大強度電波受信機を決定する。なお、ここで、最大強度電波受信機とは、アクセスポイント20の中で、最大強度の電波を受信した1のアクセスポイント20を意味する。
推定部35cは、最大強度電波受信機記憶領域34cに記憶された時間帯別の最大強度電波受信機の情報を用いて、2以上の時間帯からなる判定対象時間帯における携帯端末90の位置を、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに基づいて推定する。
推定部35cは、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せが、同一の受信機IDのアクセスポイント20のみからなる場合、その判定対象時間帯に、平面視においてそのアクセスポイント20が設置されている位置に携帯端末90が存在すると判定する。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、全て受信機IDがAのアクセスポイント20Aであれば、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Aの位置(位置P1)に携帯端末90が存在すると判定する(図5および図6参照)。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、全て受信機IDがBのアクセスポイント20Bであれば、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Bの位置(位置P2)に携帯端末90が存在すると判定する(図5および図6参照)。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、全て受信機IDがCのアクセスポイント20Cであれば、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Cの位置(位置P3)に携帯端末90が存在すると判定する(図5および図6参照)。
判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せが、受信機IDの異なる2つのアクセスポイント20からなる場合、言い換えれば、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、受信機IDの異なる2つのアクセスポイント20が含まれ、それらの受信機ID以外のアクセスポイント20が含まれない場合に、推定部35cは、平面視において、組合せに含まれる2つのアクセスポイント20の中間位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置を推定する。例えば、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、受信機IDがAのアクセスポイント20Aおよび受信機IDがBのアクセスポイント20Bである場合には、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Aとアクセスポイント20Bとの中間位置(位置P4)に、携帯端末90が存在すると推定する(図5および図6参照)。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、受信機IDがAのアクセスポイント20Aおよび受信機IDがCのアクセスポイント20Cである場合には、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Aとアクセスポイント20Cとの中間位置(位置P5)に、携帯端末90が存在すると推定する(図5および図6参照)。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機が、受信機IDがBのアクセスポイント20Bおよび受信機IDがCのアクセスポイント20Cである場合には、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Bとアクセスポイント20Cとの中間位置(位置P6)に、携帯端末90が存在すると推定する(図5および図6参照)。
判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せが、受信機IDの異なる3つのアクセスポイント20からなる場合、推定部35cは、平面視において組合せに含まれる3つのアクセスポイント20の重心位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置を推定する。つまり、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、受信機IDがAのアクセスポイント20Aと、受信機IDがBのアクセスポイント20Bと、受信機IDがCのアクセスポイント20Cと、を含む場合には、推定部35cは、その判定対象時間帯に、アクセスポイント20Aと、アクセスポイント20Bと、アクセスポイント20Cとの重心位置(位置P7)に、携帯端末90が存在すると推定する(図5および図6参照)。
携帯端末90の位置を精度よく推定するため、携帯端末90の位置推定に関するパラメータの間には、以下の式1が成り立つことが好ましい。
D/V≧(1/n)×K×2
D/V≧(1/n)×K×N
位置推定システム100による、携帯端末90の位置推定処理のフローについて、図7のフローチャートに基づいて説明する。
(5−1)
本実施形態に係る位置推定システム100は、少なくとも3台のアクセスポイント20(図5の具体例では3台のアクセスポイント20A,20B,20C)と、位置推定装置30と、を備える。アクセスポイント20は、電波受信機の一例である。アクセスポイント20は、それぞれが異なる位置に設置される。位置推定装置30は、アクセスポイント20が受け付けた携帯端末90の電波の、強度に関する情報に基づいて、携帯端末90の位置を推定する。携帯端末90は、電波発信機の一例である。位置推定装置30は、決定部35bと、推定部35cと、を有する。決定部35bは、複数の時間帯のそれぞれにおいて各アクセスポイント20が受け付けた携帯端末90の電波の、強度に関する、アクセスポイント20別かつ時間帯別の電波強度情報に基づき、各時間帯について、アクセスポイント20の中から最大強度の電波を受け付けた1のアクセスポイント20を最大強度電波受信機として決定する。推定部35cは、2以上の時間帯(表1を用いて説明した例では3つの時間帯)からなる判定対象時間帯における携帯端末90の位置を、判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに基づいて推定する。
本実施形態に係る位置推定システム100では、平面視におけるアクセスポイント20間の最短距離Dを、携帯端末90の予測される最大移動速度Vと時間帯の長さ(1/n)×Kとの積で除した場合に、その値が2以上となるように、最短距離Dと判定対象時間帯の長さ(1/n)×Kとの関係が設定される。
本実施形態に係る位置推定システム100では、判定対象時間帯の長さ(1/n)×K×Nは、平面視におけるアクセスポイント20間の最短距離Dを最大移動速度Vで除して算出される時間の長さ以下である。
本実施形態に係る位置推定システム100は、情報生成部35aを備える。情報生成部35aは、アクセスポイント20別かつ時間帯別の電波強度情報を生成する。情報生成部35aは、各時間帯内の複数の時点における、アクセスポイント20のそれぞれが携帯端末90から受け付けた電波の、強度に関する値に基づいて、該時間帯の該アクセスポイント20についての電波強度情報を生成する。
本実施形態に係る位置推定システム100では、アクセスポイント20は、第1のアクセスポイント20および第2のアクセスポイント20を含む。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、第1のアクセスポイント20および第2のアクセスポイント20のみが含まれ、かつ、第1のアクセスポイント20および第2のアクセスポイント20の両方が含まれる場合に、推定部35cは、平面視において、第1のアクセスポイント20および第2のアクセスポイント20の中間位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置を推定する。
さらに、本実施形態に係る位置推定システム100では、アクセスポイント20は、第3のアクセスポイント20を含む。判定対象時間帯に含まれる時間帯の最大強度電波受信機の組合せに、第1のアクセスポイント20、第2のアクセスポイント20、および第3のアクセスポイント20のみが含まれ、かつ、第1のアクセスポイント20、第2のアクセスポイント20、および第3のアクセスポイント20の全てが含まれる場合に、推定部35cは、平面視において、第1のアクセスポイント20、第2のアクセスポイント20、および第3のアクセスポイント20の重心位置に携帯端末90が存在すると、携帯端末90の位置を推定する。
本実施形態に係る位置推定システム100では、携帯端末90は人と共に移動する。
以下に本実施形態の変形例を示す。矛盾の無い範囲で、複数の変形例が組み合わされてもよい。
上記実施形態では、図5および図6を用いて、アクセスポイント20が3台で、判定対象時間帯に含まれる時間帯が3つの場合を例に推定部35cによる位置の推定方法を説明したが、これに限定されるものではない。
上記実施形態では、位置の推定対象である電波発信機は、人が携帯するスマートフォン等の携帯端末90であるが、これに限定されるものではない。電波発信機は、例えば、人が携帯する無線タグ等であってもよい。
上記実施形態では、位置推定システム100は商業施設に設置されるが、これに限定されるものではない。
上記実施形態では、位置の推定対象である電波発信機は、人が携帯するスマートフォン等の携帯端末90であるが、これに限定されるものではない。例えば、位置推定システム100は、商業施設、オフィスビル、病院、工場、倉庫等に設置され、その施設内を移動する物(例えば、施設内を移動する容器等)に取り付けられた電波発信機の位置を推定するシステムであってよい。
上記実施形態では、情報生成部35aは、アクセスポイント20別に、各時間帯に関して、各時間帯内の複数の時点(電波の受信時刻)における電波の強度に関する値の平均値を算出し、これをアクセスポイント20別かつ時間帯別の電波強度情報として電波強度情報記憶領域34bに記憶するが、これに限定されるものではない。
上記実施形態では、位置推定装置30が情報生成部35aを有するが、これに限定されるものではない。例えば、各アクセスポイント20は、情報生成部35aに相当する機能部を有してもよい。そして、各アクセスポイント20は、この機能部により、各時間帯に関し、各時間帯内の複数の時点における電波の強度に関する値の平均値を算出し、算出結果を電波強度情報として位置推定装置30に送信するよう構成されてもよい。
上記実施形態では、商業施設の空間Rの天井に設置されている空調装置の複数の室内機50のそれぞれに隣接して、アクセスポイント20が1つ取り付けられているが、これに限定されるものではない。アクセスポイント20は、室内機50とは独立して設置されてもよい。また、アクセスポイント20は、天井に設置されるものではなくてもよく、空間Rの壁や、空間Rに設置される設備に取り付けられるものであってもよい。
上記実施形態では、位置推定装置30は、アクセスポイント20の設置される施設内に設置されるが、これに限定されるものではない。例えば、位置推定装置30は、アクセスポイント20の設置される施設とは別の場所に設置されてもよい。また、位置推定装置30は、アクセスポイント20の設置された複数の施設に関し、携帯端末90の位置を推定する装置であってもよい。
上記実施形態では、携帯端末90は、各時間帯内に複数回電波を発信するが、これに限定されるものではない。携帯端末90は、各時間帯内に1回だけ電波を発信するものであってもよい。この場合には、情報生成部35aは、各時間帯にアクセスポイント20のそれぞれが携帯端末90から受信した電波の、強度に関する値を、その時間帯の、そのアクセスポイント20についての電波強度情報とすればよい。
上記実施形態では、全携帯端末90が、各時間帯内に同じ回数だけ電波を発信するが、これに限定されるものではない。携帯端末90は、各時間帯内に、それぞれ異なる回数だけ電波を発信するよう構成されてもよい。この場合には、携帯端末90の電波の発信頻度が異なっても式1、式2の関係が成り立つよう、携帯端末90の位置推定に関するパラメータが設定されることが好ましい。
20A アクセスポイント(第1電波受信機)
20B アクセスポイント(第2電波受信機)
20C アクセスポイント(第3電波受信機)
30 位置推定装置
35a 情報生成部
35b 決定部
35c 推定部
90 携帯端末(電波発信機)
100 位置推定システム
Claims (7)
- それぞれが異なる位置に設置される少なくとも3台の電波受信機(20)と、
前記電波受信機が受け付けた電波発信機(90)の電波の、強度に関する情報に基づいて、前記電波発信機の位置を推定する位置推定装置(30)と、
を備えた位置推定システムであって、
前記位置推定装置は、
複数の時間帯のそれぞれにおいて各前記電波受信機が受け付けた前記電波発信機の電波の、強度に関する、前記電波受信機別かつ前記時間帯別の電波強度情報に基づき、各前記時間帯について、前記電波受信機の中から最大強度の電波を受け付けた1の前記電波受信機を最大強度電波受信機として決定する決定部(35b)と、
2以上の前記時間帯からなる判定対象時間帯における前記電波発信機の位置を、前記判定対象時間帯に含まれる前記時間帯の前記最大強度電波受信機の組合せに基づいて推定する推定部(35c)と、を有する、
位置推定システム(100)。 - 平面視における前記電波受信機間の最短距離を、前記電波発信機の予測される最大移動速度と前記時間帯の長さとの積で除した場合に、その値が2以上となるように、前記最短距離と前記時間帯の長さとの関係が設定される、
請求項1に記載の位置推定システム。 - 前記判定対象時間帯の長さは、前記最短距離を前記最大移動速度で除して算出される時間の長さ以下である、
請求項2に記載の位置推定システム。 - 前記電波受信機別かつ前記時間帯別の前記電波強度情報を生成する情報生成部(35a)、
を更に備え、
前記情報生成部は、各前記時間帯内の複数の時点における、前記電波受信機のそれぞれが前記電波発信機から受け付けた電波の、強度に関する値に基づいて、該時間帯の該電波受信機についての前記電波強度情報を生成する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の位置推定システム。 - 前記電波受信機は、第1電波受信機(20A)および第2電波受信機(20B)を含み、
前記判定対象時間帯に含まれる前記時間帯の前記最大強度電波受信機の組合せに、前記第1電波受信機および前記第2電波受信機のみが含まれ、かつ、前記第1電波受信機および前記第2電波受信機の両方が含まれる場合に、
前記推定部は、平面視において、前記第1電波受信機および前記第2電波受信機の中間位置に前記電波発信機が存在すると、前記電波発信機の位置を推定する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の位置推定システム。 - 前記電波受信機は、第3電波受信機(20C)を更に含み、
前記判定対象時間帯に含まれる前記時間帯の前記最大強度電波受信機の組合せに、前記第1電波受信機、前記第2電波受信機、および前記第3電波受信機のみが含まれ、かつ、前記第1電波受信機、前記第2電波受信機、および前記第3電波受信機の全てが含まれる場合に、
前記推定部は、平面視において、前記第1電波受信機、前記第2電波受信機、および前記第3電波受信機の重心位置に前記電波発信機が存在すると、前記電波発信機の位置を推定する、
請求項5に記載の位置推定システム。 - 前記電波発信機は、人と共に移動する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の位置推定システム。
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