JP6683250B2 - 位置特定システム及び位置特定方法 - Google Patents

Description

本件は、位置特定システム及び位置特定方法に関する。

工場における生産性を向上させる１つの方法として、作業分析に基づく作業者（人）の適正配置が挙げられる。作業分析を行う場合、工場内で働く作業者の位置ならびに動線を正確に把握することが重要である。そのため、作業者の位置を管理する様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−３６５８６号公報

上記技術では、レールの所定位置に設けられた検出手段により作業者を検出しており、その配置の仕方によっては作業者の詳細な位置を特定できないおそれがある。あるいは、作業者の詳細な位置を特定しようとすると、多数の検出手段を設けなければならないおそれがある。

本件は上記課題に鑑みなされたものであり、作業者の詳細な位置を特定することができる位置特定システム及び位置特定方法を提供することを目的とする。

１つの態様では、位置特定システムは、電波を発信する電波発信機と、電波受信範囲内に存在する前記電波発信機から発信された前記電波を受信する電波受信機と、前記電波受信機が第１の位置に位置する第１の時点及び前記電波受信機が前記第１の位置とは異なる第２の位置に位置する第２の時点における前記電波の受信結果をそれぞれ前記電波受信機から取得する取得部と、前記第１の位置及び前記第２の位置をそれぞれ特定する特定部と、前記第１の時点における前記電波受信機の第１の電波受信範囲及び前記第２の時点における前記電波受信機の第２の電波受信範囲を、前記第１の位置及び前記第２の位置のそれぞれに基づいて特定し、前記第１の電波受信範囲及び前記第１の時点における前記電波の受信有無と、前記第２の電波受信範囲及び前記第２の時点における前記電波の受信有無と、に基づいて、前記電波発信機の位置を算出する算出部と、を有する情報処理装置と、を備え、前記第１の電波受信範囲と前記第２の電波受信範囲とは互いに部分的に重複する、位置特定システムである。

作業者の詳細な位置を特定することができる。

一実施形態に係る位置特定システムの構成を表す概略図である。 位置特定システムを適用する工場のフロアを例示する図である。 図３（ａ）は、受信機の電波受信範囲を例示する図であり、図３（ｂ）は、受信機を固定配置する場合の配置例を示す図である。 一実施形態における受信機の配置例及び移動例を示す図である。 受信機の配置及び移動の別例を示す図である。 受信機の配置及び移動の他の別例を示す図である。 受信機の移動方法の一例を示す図である。 装置レイアウト情報の一例を示す図である。 作業者の位置の特定を行う対象となるエリアの分割例を示す図である。 作業者関連情報の一例を示す図である。 図１１（ａ）は、情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図であり、図１１（ｂ）は、情報処理装置の機能ブロック図である。 発信機検出テーブルの一例を示す図である。 情報処理装置が行う作業者位置特定処理の一例を示すフローチャートである。 図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、作業者の位置の特定について説明する図（その１）であり、図１４（ｄ）は、固定配置された受信機を用いる場合の作業者の位置の特定について説明する図である。 図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、作業者の位置の特定について説明する図（その２）である。 図１６（ａ）〜図１６（ｃ）は、作業者の位置の特定について説明する図（その３）である。 作業者位置情報テーブルの一例を示す図である。 受信機の別例について説明する図である。

以下、位置特定システムの一実施形態について説明する。

図１には、一実施形態にかかる位置特定システム１００の構成が概略的に示されている。位置特定システム１００は、例えば、図２に示すように、装置Ａ〜Ｏが配置された工場のフロアＦ１内で作業する作業者の、ある時点における位置を特定するためのシステムである。

図１に示すように、位置特定システム１００は、電波発信機（以後、発信機と記載する）３０−１〜３０−ｍ（ｍは任意の整数）と、電波受信機（以後、受信機と記載する）２０−１〜２０−ｎ（ｎは任意の整数）と、データベースサーバ６０と、情報処理装置５０と、を含む。受信機２０−１〜２０−ｎと、情報処理装置５０とは、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等、有線又は無線のネットワーク８０を介して接続されている。また、情報処理装置５０とデータベースサーバ６０とはＬＡＮ等のネットワークを介して接続されている。なお、以後の説明において、特に区別する必要のない限り、発信機３０−１〜３０−ｎを発信機３０と記載し、受信機２０−１〜２０−ｎを受信機２０と記載する。

発信機３０は、例えば、ビーコン装置であり、電波（ビーコン信号）を発信する。発信機３０から発信される電波には、発信機３０を一意に識別するための識別子である発信機ＩＤの情報が含まれる。本実施形態では、発信機３０の位置を特定することにより作業者の位置を特定するため、発信機３０は、図２のフロアＦ１内で作業する各作業者に取付けられる。本実施形態では、発信機３０は、作業者が着用するヘルメットに、電波発信面が上方となるように取付けられているが、それ以外の位置に取付けられていてもよい。また、電波発信面は、受信機２０が発信機３０からの電波を受信できれば、必ずしも上方に向けられていなくてもよい。

受信機２０は、例えば、ビーコン受信機であり、その電波受信範囲に存在する発信機３０から発信された電波を受信する。本実施形態では、受信機２０は、所定の時間間隔（例えば、２ｍｓ）で発信機３０から発信された電波を受信する電波受信処理を行う。受信機２０は、電波受信処理を行うたびに、電波受信処理を行った時点と、電波の受信結果と、を情報処理装置５０に送信する。

ここで、本実施形態における受信機２０の配置について説明する。本実施形態において、受信機２０の電波受信範囲Ｒ２０は、図３（ａ）に示すように、受信機２０を中心とする半径ｒの円となっている。したがって、図２で示したフロアＦ１内において作業者（発信機３０）の位置を特定するためには、電波受信範囲Ｒ２０が発信機３０の存在する可能性のあるエリアをカバーするように受信機２０を配置する必要がある。ここで、受信機２０を固定配置する場合、発信機３０が存在する可能性のあるエリアをカバーするために、受信機２０は、例えば図３（ｂ）に示すように配置される。この場合、配置される受信機２０の数は合計２２個となる。

一方、本実施形態では、受信機２０は、一定周期で予め定められた経路を繰り返し移動する。言い換えると、受信機２０は、初期位置から予め定められた経路を通り元の位置（初期位置）に戻ることを繰り返す。より具体的には、受信機２０は、電波受信範囲Ｒ２０の移動軌跡が、発信機３０が存在する可能性のあるエリアをカバーするように、予め定められた経路を繰り返し移動する。これにより、発信機３０が存在する可能性のあるエリアにおいて発信機３０からの電波を受信することができ、受信機２０の数も減らすことが出来る。

具体的には、受信機２０は、例えば、図４に示すように、フロアＦ１内に複数配置され移動する。図４において、矢印は、受信機２０が移動する方向を表している。図４では、線Ｌ１〜Ｌ４上をそれぞれ往復する受信機２０−１〜２０−４と、同心円Ｃ１上に配置され円Ｃ１の円周上を移動する受信機２０−５及び２０−６と、円Ｃ１とは異なる円Ｃ２の円周上を移動する受信機２０−７と、が配置されている。受信機２０−１〜２０−４がそれぞれ線Ｌ１〜Ｌ４上を往復することにより、領域Ｒ１〜Ｒ４に存在する発信機３０からの電波を受信することが可能となる。また、受信機２０−５及び２０−６が円Ｃ１の円周上を移動することにより、領域Ｒ５に存在する発信機３０からの電波を受信することが可能となる。また、受信機２０−７が円Ｃ２の円周上を移動することにより、領域Ｒ６に存在する発信機３０からの電波を受信することが可能となる。このように、図４に示すように受信機２０を配置し所定の経路を繰り返し移動させることで、作業者の位置を特定する対象となるエリアＦ１において、７個の受信機２０によって発信機３０からの電波を受信することが可能となる。

なお、例えば、受信機２０を、図５に示すように配置し移動させてもよい。図５では、移動軌跡が矩形Ｐ１となるように移動する受信機２０−１及び２０−２と、移動軌跡が矩形Ｐ２となるように移動する受信機２０−３及び２０−４と、が配置されている。受信機２０−１及び２０−２がその移動軌跡が矩形Ｐ１となるように移動することで、領域Ｒ７に存在する発信機３０からの電波を受信することが可能となる。また、受信機２０−３及び２０−４がその移動軌跡が矩形Ｐ２となるように移動することで、領域Ｒ８に存在する発信機３０からの電波を受信することが可能となる。これにより、図５では、作業者の位置を特定する対象となるエリアＦ１において、４個の受信機２０によって発信機３０からの電波を受信することが可能となる。なお、受信機２０の移動軌跡は矩形に限られるものではなく、例えば、三角形や五角形等の多角形であってもよい。

また、例えば、受信機２０を、図６に示すように配置し移動させてもよい。図６では、異なる円Ｃ３〜Ｃ１０上をそれぞれ移動する受信機２０−１〜２０−８が配置されている。受信機２０−１〜２０−８がそれぞれ円Ｃ３〜Ｃ１０上を移動することで、領域Ｒ９〜Ｒ１６に存在する発信機３０からの電波をそれぞれ受信することが可能となる。これにより、図６では、作業者の位置を特定する対象となるエリアＦ１において、８個の受信機２０によって発信機３０からの電波を受信することが可能となる。

受信機２０は、電波受信面が下方となるように配置される。これにより、電波送信面が上方となるように作業者に取付けられる発信機３０からの電波をより確実に受信することができる。

受信機２０は、作業者が作業を行うエリアの上方（例えば、天井）に設置された線路上を移動してもよいし、予めプログラムされた経路を飛行する、三次元的な移動が可能なドローン装置により移動してもよい。あるいは、図７に示すような回転軸Ｓ１に取付けられた部材Ｍ１に固定されて移動してもよい。図７では、回転軸Ｓ１の回転により部材Ｍ１が矢印の方向に回転すると、部材Ｍ１に固定された受信機２０が円周上を繰り返し移動する。受信機２０の移動方法は、位置特定システム１００を導入する場所（工場等）のレイアウトや制約条件に応じて、適宜決定すればよい。

また、本実施形態では、線上を移動する受信機２０（例えば、図４の受信機２０−１等）の移動速度ａを、
ａ＝｛（Ｓ１−Ｓ２）／ｎ−πｒ^２｝／２ｘｒ ・・・（１）
に設定し、円周上を移動する受信機２０（例えば、図４の受信機２０−５等）の移動速度ｂを、
ｂ＝２（Ｓ１−Ｓ２）／ｎｘｒ^２ ・・・（２）
に設定する。ここで、Ｓ１は、受信機２０が移動することによって発信機３０からの電波を受信することが可能となる領域の面積（例えば、図４の受信機２０−１の場合、領域Ｒ１、図４の受信機２０−５の場合、領域Ｒ５）、ｒは受信機２０の電波受信範囲の半径、ｎは受信機２０の数、Ｓ２は受信機２０同士の電波受信範囲が重なる面積、ｘは発信機３０の位置を特定する周期を表す。これにより、ｎ個の受信機２０を用いて、所望の周期ｘで発信機３０の位置を特定することができる。すなわち、周期ｘごとにｎ個の受信機２０のいずれかによって、発信機３０からの電波を受信することができる。

図１に戻り、データベースサーバ６０は、装置レイアウト情報６１及び作業者関連情報６３を管理する。

ここで、図８を参照して、装置レイアウト情報６１について説明する。図８には、装置レイアウト情報６１のデータの一例が示されている。装置レイアウト情報６１は、図８に示すように、「位置」、「エリア分類」、及び「装置名」のフィールドを備える。「位置」のフィールドには、作業者の位置を特定する対象となるエリア全体を、例えば図９に示すように分割した場合に、分割された各エリアの座標（ｘ，ｙ）が格納される。「エリア分類」のフィールドには、前述した座標で特定されるエリアの分類を示す情報が格納される。本実施形態では、装置（製造装置）が配置されているエリアであることを示す“装置エリア”、作業者が作業を行うエリアであることを示す“作業エリア”、“装置エリア”及び“作業エリア”のいずれにも該当しないことを示す“空白エリア”のいずれかが格納される。「装置名」のフィールドには、「エリア分類」が“装置エリア”であった場合に、当該エリアに配置されている装置の名前が格納される。例えば、図９に示すように、装置Ａ〜Ｏが配置され、ハッチングで示すエリアが作業エリアとして定義されていたとする。この場合、図８に示すように、位置（１，１）のエリア分類は“作業エリア”となり、位置“３，１”のエリア分類は“空白エリア”となり、位置（３，３）のエリア分類は“装置エリア”で、装置名は“Ａ”となる。

次に、図１０を参照して、作業者関連情報６３について説明する。作業者関連情報６３は、作業者と発信機３０とを紐付けるテーブルである。作業者関連情報６３は、図１０に示すように、「作業者ＩＤ」及び「発信機ＩＤ」のフィールドを備える。「作業者ＩＤ」のフィールドには、作業者を一意に識別するための識別子（例えば、社員番号等）が格納される。「発信機ＩＤ」のフィールドには、作業者ＩＤで識別される作業者に取付けられる発信機３０を一意に識別するための識別子が格納される。したがって、作業者関連情報６３を参照することにより、「発信機ＩＤ」から、発信機ＩＤで識別される発信機３０を取付けた作業者を特定することができる。

図１に戻り、情報処理装置５０は、発信機３０が発信した電波の受信結果を受信機２０から取得し、各発信機３０の位置を特定する。情報処理装置５０は、図１１（ａ）に示すようなハードウェア構成を有する。具体的には、情報処理装置５０は、図１１（ａ）に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１１、ＲＯＭ(Read Only Memory)５１２、ＲＡＭ(Random Access Memory)５１３、記憶装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）５１４、ネットワークインタフェース５１５、及び可搬型記憶媒体５１６に記憶されたデータを読み取り可能な可搬型記憶媒体用ドライブ５１７等を備えている。これら情報処理装置５０の構成各部は、バス５１８に接続されている。ＣＰＵ５１１は、ＲＯＭ５１２あるいはＨＤＤ５１４に格納されているプログラム（作業者位置特定プログラムを含む）、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ５１７が可搬型記憶媒体５１６から読み取ったプログラムを実行することで、情報処理装置５０を図１１（ｂ）の各部として機能させる。

具体的には、図１１（ｂ）に示すように、ＣＰＵ５１１がプログラムを実行することにより、情報処理装置５０は、取得部ならびに特定部としての取得部５１、及び、算出部５３として機能する。

取得部５１は、受信機２０が電波受信処理を実行した時点と、電波の受信結果と、を受信機２０から取得（受信）する。なお、受信機２０が発信機３０から電波を受信していた場合、取得部５１は、受信した電波に含まれる発信機ＩＤの情報を取得する。

また、取得部５１は、受信機２０が電波受信処理を実行した時点における受信機２０の位置を特定する。電波受信処理を行ったときの受信機２０の位置は、受信機２０が予め定められた経路を繰り返し移動するため、受信機２０の初期位置と、受信機２０が移動を開始してからの経過時間に基づいて算出することができる。また、例えば、受信機２０が移動する線路に受信機２０を検出するためのセンサを設け、当該センサの出力値に基づいて、受信機２０の位置を特定してもよい。また、例えば、受信機２０にＧＰＳ（Global Positioning System）センサ等を取り付け、当該ＧＰＳセンサの出力値に基づいて、受信機２０の位置を特定してもよい。

取得部５１は、受信機２０から取得した情報、及び特定した受信機２０の位置を、発信機検出テーブル５５に記録する。

ここで、発信機検出テーブル５５について説明する。図１２は、発信機検出テーブル５５の一例を示す。図１２に示すように、発信機検出テーブル５５は、「日付」、「時点」、「受信機ＩＤ」、「受信機位置」、及び「発信機ＩＤ」のフィールドを備える。「日付」のフィールドには、受信機２０が電波受信処理を行った日付が格納される。「時点」のフィールドには、受信機２０が電波受信処理を行った時点を示す情報が格納される。本実施形態では、「時点」のフィールドに、受信機２０が移動を開始してからのタイムステップ数が格納されている。タイムステップ数は、受信機２０が移動を開始してから当該タイムステップ数に受信機２０が電波受信処理を行う時間間隔を乗算した時間が経過した時点を示している。「受信機ＩＤ」のフィールドには、受信機２０を一意に識別する識別子が格納される。「受信機位置」のフィールドには、取得部５１が特定した、受信機２０が電波受信処理を行ったときの受信機２０の位置が格納される。「発信機ＩＤ」のフィールドには、受信機２０が電波を受信した場合には、当該電波を発信した発信機３０を一意に識別する発信機ＩＤの情報が格納され、受信機２０が電波を受信しなかった場合には、データが登録されない。

算出部５３は、発信機検出テーブル５５に登録されたデータに基づいて、ある時点における各作業者の位置を算出する。具体的には、算出部５３は、図１３に示す作業者位置特定処理を行うことにより、各作業者の位置を算出する。

図１３は、算出部５３が行う作業者位置特定処理の一例を示すフローチャートである。図１３の処理は、例えば、情報処理装置５０において、作業者位置特定処理の実行が要求された場合に実行される。

図１３の処理では、算出部５３は、まず、ステップＳ１１において、発信機検出テーブル５５に登録されたデータから、同一受信機の、電波受信範囲が重なる異なる時点ｔ及び時点ｔ＋Δｔにおけるデータを抽出する。Δｔは、時点ｔと時点ｔ＋Δｔとにおける電波受信範囲が重複する範囲内で設定される。

続くステップＳ１３において、算出部５３は、時点ｔにおいて、受信機２０が電波を受信しているか否かを判断する。時点ｔにおいて、受信機２０が電波を受信している場合、ステップＳ１３の判断が肯定され、算出部５３は、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５に移行すると、算出部５３は、時点ｔ＋Δｔにおいて、時点ｔにおいて受信機２０が受信した電波を発信した発信機３０と同一の発信機３０から電波を受信しているか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合、算出部１７は、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７に移行すると、算出部５３は、時点ｔ＋Δｔにおける電波受信範囲と重複しない時点ｔにおける電波受信範囲を特定する。

続くステップＳ１９において、算出部５３は、装置レイアウト情報６１に基づいて、ステップＳ１７で特定した範囲から装置エリアを除外した領域を、時点ｔにおける発信機３０の位置として特定する。装置エリアを除外するのは、装置エリアには、発信機３０が存在しえないためである。

ここで、例えば、時点ｔ及び時点ｔ＋Δｔにおいて発信機３０が位置（１，７）に位置し、受信機２０が図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す位置に存在していたとする。このとき、時点ｔでは、図１４（ａ）に示すように、電波受信範囲Ｒ２０内に発信機３０が存在するため、受信機２０は発信機３０の電波を受信する（ステップＳ１３／ＹＥＳ）。一方、時点ｔ＋Δｔでは、図１４（ｂ）に示すように、電波受信範囲Ｒ２０内に発信機３０が存在しないため、受信機２０は発信機３０の電波を受信しない（ステップＳ１５／ＮＯ）。

この場合、算出部５３は、図１４（ｃ）に示すように時点ｔ＋Δｔにおける電波受信範囲と重複しない時点ｔにおける電波受信範囲（図１４（ｃ）の領域ＲＡ＋ＲＢ）を特定する（ステップＳ１７）。そして、算出部５３は、特定した範囲（領域ＲＡ＋ＲＢ）から、装置エリア（領域ＲＡ）を除外した領域ＲＢを、時点ｔにおいて発信機３０が存在した位置として特定する（ステップＳ１９）。算出部５３は、図１４（ｃ）の場合、時点ｔにおいて発信機３０が存在した位置として座標（１，７）、（１，８）、（２，６）、及び（２，７）で示されるエリアを特定する。なお、算出部５３は、各座標で示されるエリアと重複する領域ＲＢの面積が所定の閾値以上である場合に、当該エリアを時点ｔにおいて発信機３０が存在した位置としてもよい。例えば、図１４（ｃ）において、座標（１，８）及び（２，６）で示されるエリアと重複する領域ＲＢの面積が所定の閾値未満である場合には、算出部５３は、座標（１，８）及び（２，６）で示されるエリアを除外した座標（１，７）及び（２，７）で示されるエリアを時点ｔにおいて発信機３０が存在した位置として特定してもよい。さらに、算出部５３は、特定された領域に含まれる各エリアのうち、いずれか１つのエリアを発信機３０が存在した位置として特定してもよい。例えば、算出部５３は、特定された領域の重心が存在するエリアを、発信機３０が存在した位置として特定してもよい。あるいは、算出部５３は、特定したエリアと各座標で示されるエリアとが重複する面積が最も大きいエリアを、発信機３０が存在した位置として特定してもよい（例えば、図１４（ｃ）の場合、座標（１，７）で示されるエリア）。以後説明する他の場合においても同様である。

このように、本実施形態では、時点ｔにおける発信機３０からの電波の受信結果と、電波受信範囲が重複する範囲内で時間間隔Δｔだけ時点ｔからずれた時点ｔ＋Δｔにおける発信機３０からの電波の受信結果と、を用いて、発信機３０の位置を特定する。これにより、固定配置された受信機２０を用いる場合、又は、時点ｔにおける発信機３０からの電波の受信結果のみを用いる場合と比較して、より詳細な発信機３０の位置を特定することができる。具体的には、固定配置された受信機２０では、図１４（ｄ）に示すように、受信機２０の電波受信範囲Ｒ２０から装置エリア（領域ＲＡ´）を除いた領域ＲＢ´が、発信機３０が存在する位置として特定される。一方、図１４（ｃ）に示すように、時点ｔ及び時点ｔ＋Δｔにおける電波の受信結果に基づいて発信機３０の位置を特定する本実施形態では、発信機３０が存在する位置がより絞り込まれている。なお、受信機２０を固定配置する場合でも、受信機２０の電波受信範囲を重複させることにより、発信機３０の位置をより詳細に特定することもできるが、この場合、受信機２０の配置個数が多くなり、システム導入時のコストが増加する。本実施形態では、受信機２０を固定配置する場合よりも少ない受信機２０を用いて、発信機３０の位置をより詳細に特定することができる。

ところで、図１３のステップＳ１５の判断が肯定された場合、算出部５３は、ステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２５に移行すると、算出部５３は、時点ｔ＋Δｔにおける電波受信範囲と時点ｔにおける電波受信範囲とが重複する領域を特定する。

続くステップＳ２７において、算出部５３は、装置レイアウト情報６１に基づいて、ステップＳ２５で特定した領域から装置エリアを除外した領域を、時点ｔにおける発信機３０の位置として特定する。

ここで、例えば、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、時点ｔ及び時点ｔ＋Δｔにおいて発信機３０が位置（１，７）に位置していたとする。このとき、時点ｔ及び時点ｔ＋Δｔのいずれにおいても、電波受信範囲Ｒ２０内に発信機３０が存在するため、受信機２０は発信機３０の電波を受信する（ステップＳ１３／ＹＥＳ，ステップＳ１５／ＹＥＳ）。

この場合、算出部５３は、図１５（ｃ）に示すように時点ｔ＋Δｔにおける電波受信範囲と時点ｔにおける電波受信範囲が重複する領域（図１５（ｃ）の領域ＲＡ＋ＲＢ）を特定する（ステップＳ２５）。そして、算出部５３は、特定した領域（ＲＡ＋ＲＢ）から、装置エリア（領域ＲＡ）を除外した領域（領域ＲＢ）を、時点ｔにおいて発信機３０が存在した位置として特定する（ステップＳ２７）。算出部５３は、図１５（ｃ）の場合、時点ｔにおいて発信機３０が存在した位置として座標（１，７）、（１，８）、（２，６）、（２，７）、及び（２，８）で示されるエリアを特定する。このように、時点ｔ及び時点ｔ＋Δｔのいずれにおいても発信機３０からの電波を受信した場合でも、本実施形態では、固定配置された受信機２０を用いる場合（図１４（ｄ）参照）、又は、時点ｔにおける発信機３０からの電波の受信結果のみを用いる場合と比較して、発信機３０の位置をより詳細に特定することができる。

ところで、図１３において、ステップＳ１３の判断が否定された場合、すなわち、時点ｔにおいて受信機２０が電波を受信していない場合、算出部５３は、ステップＳ２９に移行する。

ステップＳ２９に移行すると、算出部５３は、受信機２０が時点ｔ＋Δｔにおいて電波を受信しているか否かを判断する。ここでの判断が肯定された場合、ステップＳ３１に移行する。

ステップＳ３１に移行すると、算出部５３は、時点ｔにおける電波受信範囲と重複しない時点ｔ＋Δｔにおける電波受信範囲を特定する。

続くステップＳ３３において、算出部５３は、装置レイアウト情報６１に基づいて、ステップＳ３１で特定した領域から装置エリアを除外した領域を、時点ｔにおける発信機３０の位置として特定する。

ここで、例えば、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、時点ｔ及び時点ｔ＋Δｔにおいて発信機３０が位置（１，７）に位置していたとする。このとき、時点ｔでは、図１６（ａ）に示すように、電波受信範囲Ｒ２０内に発信機３０が存在しないため、受信機２０は発信機３０の電波を受信しない（ステップＳ１３／ＮＯ）。一方、時点ｔ＋Δｔでは、図１６（ｂ）に示すように、電波受信範囲Ｒ２０内に発信機３０が存在するため、受信機２０は発信機３０の電波を受信する（ステップＳ２９／ＹＥＳ）。

この場合、算出部５３は、図１６（ｃ）に示すように時点ｔにおける電波受信範囲と重複しない時点ｔ＋Δｔにおける電波受信範囲（図１６（ｃ）の領域ＲＡ＋ＲＢ）を特定する（ステップＳ３１）。そして、算出部５３は、特定した範囲（領域ＲＡ＋ＲＢ）から、装置エリア（領域ＲＡ）を除外した領域ＲＢを、時点ｔにおいて発信機３０が存在した位置として特定する（ステップＳ３３）。算出部５３は、図１６（ｃ）の場合、時点ｔにおいて発信機３０が存在した位置として座標（１，６）、（１，７）、（１，８）、（２，７）、及び（２，８）で示されるエリアを特定する。このように、時点ｔ及び時点ｔ＋Δｔにおける電波の受信結果に基づいて発信機３０の位置を特定する本実施形態では、固定配置された受信機２０を用いる場合（図１４（ｄ）参照）、又は、時点ｔにおける発信機３０からの電波の受信結果のみを用いる場合と比較して、発信機３０の位置をより詳細に特定することができる。

ステップＳ１９、Ｓ２７、又はＳ３３の処理の終了後、算出部５３は、ステップＳ２１に移行し、作業者位置情報テーブル５７を更新する。

図１７に、作業者位置情報テーブル５７の一例を示す。図１７に示すように、作業者位置情報テーブル５７は、「作業者ＩＤ」、「時点」、及び「作業者位置」のフィールドを備える。「作業者ＩＤ」のフィールドには、作業者を一意に識別する識別子が格納される。作業者ＩＤは、発信機３０から発信された電波に含まれる発信機ＩＤの情報に基づいて、作業者関連情報６３（図１０参照）から取得することができる。「時点」のフィールドには、時点ｔが格納される。「作業者位置」のフィールドには、算出部５３が算出した発信機３０の位置が格納される。

図１３に戻り、ステップＳ２１の終了後、又は、ステップＳ２９の判断が否定された場合、算出部５３は、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３に移行すると、算出部５３は、全てのデータを処理したか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合、ステップＳ１１に戻り、肯定された場合、図１３の全処理を終了する。

以上の図１３の処理によって、各時点における作業者の位置を特定することができる。また、作業者位置情報テーブル５７に格納された各時点における作業者の位置から、作業者の動線を特定することができる。

以上、詳細に述べたように、本実施形態によれば、位置特定システム１００は、電波を発信する発信機３０と、予め定められた経路を繰り返し移動し、電波受信範囲内に存在する発信機３０から発信された電波を受信する受信機２０と、受信機からある時点における電波の受信結果を取得し、当該ある時点における受信機２０の位置を特定する取得部５１と、ある時点における当該受信機２０の位置と電波の受信結果とに基づいて、発信機３０の位置を算出する算出部５３と、を有する情報処理装置５０と、を備える。受信機２０は、予め定められた経路を繰り返し移動し発信機３０の電波を受信するため、発信機３０の位置を特定する対象となるエリアにおいて、受信機２０を固定配置する場合よりも少ない受信機２０を用いて、発信機３０の位置を特定することができる（例えば、図３（ｂ）、図４）。

また、本実施形態において、算出部５３は、電波受信範囲が重複する異なる時点における電波の受信結果、すなわち、時点ｔにおける電波の受信結果と、時点ｔ＋Δｔにおける電波の受信結果と、に基づいて、発信機３０の位置を算出する。これにより、固定配置された受信機２０を用いて発信機３０の位置を特定する場合、及び、時点ｔにおける電波の受信結果のみを利用して発信機３０の位置を特定する場合と比較して、より詳細に発信機３０の位置を特定することができる（例えば、図１４（ｃ）及び図１４（ｄ））。

また、本実施形態において、位置特定システム１００は、受信機２０を複数備え、複数の受信機２０は、同心円上に配置され同心円の円周上を移動する少なくとも２つの受信機２０（例えば、図４の受信機２０−５及び２０−６）、それぞれ異なる円の円周上を移動する少なくとも２つの受信機２０（例えば、図６の受信機２０−１〜２０−８）、所定の線上を往復する少なくとも１つの受信機２０（例えば、図４の受信機２０−１〜２０−４）、又は、受信機２０の移動軌跡が多角形となるように移動する少なくとも１つの受信機２０（例えば、図５の受信機２０−１〜２０−４）、を含む。これにより、作業者の位置を特定する対象となるエリアの形状や制約条件にあわせて受信機２０を配置し移動させることができ、作業者の位置を詳細に特定することができる。

また、本実施形態において、発信機３０の位置を特定する対象となる領域の面積をＳ１、受信機２０の電波受信範囲の半径をｒ、受信機２０の数をｎ、受信機２０同士の電波受信範囲が重なる面積をＳ２、発信機３０の位置を取得する周期をｘとした場合、受信機２０の移動速度ａは、受信機２０が線上を移動する場合、上述した式（１）から算出される移動速度ａに設定され、受信機２０が円周上を移動する場合、上述した式（２）から算出される移動速度ａに設定されている。これにより、ｎ個の受信機２０を用いて、所望の周期ｘで発信機３０の位置を特定することができる。

また、本実施形態において、発信機３０は電波送信面が上方を向くように作業者に取付けられ、受信機２０は、電波受信面が下方を向くように設置されている。これにより、受信機２０は、より確実に発信機３０の電波を受信することができる。

また、本実施形態において、受信機２０は、予め設置された線路上を移動する、三次元的な移動が可能なドローン装置により移動する、又は、回転軸に取付けられた部材に固定されて移動する。これにより、位置特定システム１００を導入する工場等に適した方法で、受信機２０に所定の経路を繰り返し移動させることができる。

なお、上記実施形態において、受信機２０は、発信機３０からの電波を受信可能な方向に指向性を有していてもよい。この場合、受信機２０は、例えば、受信機２０自身が回転するなどして、図１８に示すように、受信可能な方向ＤＲを変更しながら、予め定められた経路（円周Ｃ１上）を繰り返し移動する。この場合、
受信可能な方向ＤＲが初期位置から再び初期位置に戻るまでの時間は、受信機２０が初期位置から所定の経路を通って再び初期位置に戻るまでの時間よりも十分短いことが望ましく、例えば、１０分の１以下であることが望ましい。これにより、上記実施形態と比較して、発信機３０の位置をより詳細に特定することができる。なお、受信機２０は、受信可能な方向ＤＲを初期位置から再び初期位置に戻す動作と、予め定められた経路を移動する動作と、を交互に行ってもよい。また、図１８では、図４における受信機２０−１〜２０−７のうち、受信機２０−５のみ図示しているが、他の受信機２０についても、発信機３０からの電波を受信可能な方向に指向性を有し、受信可能な方向を変更しながら、予め定められた経路を繰り返し移動してもよい。

また、上記実施形態において、取得部５１が、電波受信処理を行った時点における受信機２０の位置を特定していたが、算出部５３が電波受信処理を行った時点における受信機２０の位置を算出してもよい。例えば、算出部５３は、発信機検出テーブル５５に格納された時点に関する情報に基づいて、受信機２０の位置を特定することができる。この場合、発信機検出テーブル５５から「受信機位置」のフィールドを省略してもよい。

なお、上記実施形態において、受信機２０の移動速度は、人間が歩く速度に相当する１ｍ／秒よりも速いことが好ましい。これにより、より正確に発信機３０の位置、すなわち、作業員の位置を特定することができる。

また、上記実施形態では、発信機３０が作業者に取付けられ、受信機２０が予め定められた経路を繰り返し移動していたが、受信機２０を作業者に取り付け、発信機３０が予め定められた経路を繰り返し移動してもよい。この場合、情報処理装置５０は、ある時点における発信機３０の位置と、受信機２０から取得した電波の受信結果と、に基づいて、受信機２０の位置を特定する。このような構成でも、情報処理装置５０は、上記実施形態と同様に、受信機２０の位置を特定することによって、作業者の位置を特定することができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

Claims (11)

1. 電波を発信する電波発信機と、
   電波受信範囲内に存在する前記電波発信機から発信された前記電波を受信する電波受信機と、
   前記電波受信機が第１の位置に位置する第１の時点及び前記電波受信機が前記第１の位置とは異なる第２の位置に位置する第２の時点における前記電波の受信結果をそれぞれ前記電波受信機から取得する取得部と、前記第１の位置及び前記第２の位置をそれぞれ特定する特定部と、前記第１の時点における前記電波受信機の第１の電波受信範囲及び前記第２の時点における前記電波受信機の第２の電波受信範囲を、前記第１の位置及び前記第２の位置のそれぞれに基づいて特定し、前記第１の電波受信範囲及び前記第１の時点における前記電波の受信有無と、前記第２の電波受信範囲及び前記第２の時点における前記電波の受信有無と、に基づいて、前記電波発信機の位置を算出する算出部と、を有する情報処理装置と、
   を備え、
   前記第１の電波受信範囲と前記第２の電波受信範囲とは互いに部分的に重複する、
   位置特定システム。
2. 前記算出部は、
   前記第１の時点及び前記第２の時点において前記電波を受信している場合、前記第１の電波受信範囲と前記第２の電波受信範囲とが重複する領域に基づいて、前記電波発信機の位置を算出し、
   前記第１の時点において前記電波を受信し、前記第２の時点において前記電波を受信していない場合、前記第２の電波受信範囲と重複しない前記第１の電波受信範囲に基づいて、前記電波発信機の位置を算出し、
   前記第１の時点において前記電波を受信せず、前記第２の時点において前記電波を受信している場合、前記第１の電波受信範囲と重複しない前記第２の電波受信範囲に基づいて、前記電波発信機の位置を算出する、
   請求項１に記載の位置特定システム。
3. 前記電波受信機は、前記電波発信機からの電波を受信可能な方向に指向性を有し、
   前記電波受信機は前記受信可能な方向を変更しながら移動する、
   請求項１又は２に記載の位置特定システム。
4. 前記電波受信機を複数備え、
   複数の前記電波受信機は、同心円上に配置され前記同心円の円周上を移動する少なくとも２つの前記電波受信機、それぞれ異なる円の円周上を移動する少なくとも２つの前記電波受信機、所定の線上を往復する少なくとも１つの前記電波受信機、又は、前記電波受信機の移動軌跡が多角形となるように移動する少なくとも１つの前記電波受信機、を含む、
   請求項１から３のいずれか１項記載の位置特定システム。
5. 前記電波受信機が移動することによって前記電波発信機からの前記電波を受信することが可能となる領域の面積をＳ１、前記電波受信機の前記電波受信範囲の半径をｒ、前記電波受信機の数をｎ、前記電波受信機同士の前記電波受信範囲が重なる面積をＳ２、前記電波発信機の位置を取得する周期をｘとした場合、前記電波受信機の移動速度ａは、
   前記電波受信機が線上を移動する場合、
   ａ＝｛（Ｓ１−Ｓ２）／ｎ−πｒ^２｝／２ｘｒ
   であり、
   前記電波受信機が円周上を移動する場合、
   ａ＝２（Ｓ１−Ｓ２）／ｎｘｒ^２
   である、請求項４に記載の位置特定システム。
6. 前記電波発信機は、電波送信面が上方を向くように作業者に取付けられ、
   前記電波受信機は、電波受信面が下方を向くように設置される、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の位置特定システム。
7. 前記電波受信機は、予め設置された線路上を移動する、三次元的な移動が可能なドローン装置により移動する、又は、回転軸に取付けられた部材に固定されて移動する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の位置特定システム。
8. 前記電波受信機の移動速度は、１ｍ／秒よりも速い、請求項１から７のいずれか１項に記載の位置特定システム。
9. 電波を発信する電波発信機と、
   前記電波発信機から発信された前記電波を受信する電波受信機と、
   前記電波発信機が第１の位置に位置する第１の時点における前記電波の受信結果及び前記電波発信機が前記第１の位置とは異なる第２の位置に位置する第２の時点における前記電波の受信結果をそれぞれ前記電波受信機から取得する取得部と、前記第１の位置及び前記第２の位置をそれぞれ特定する特定部と、前記第１の時点における前記電波発信機の第１の電波到達範囲及び前記第２の時点における前記電波発信機の第２の電波到達範囲を、前記第１の位置及び前記第２の位置のそれぞれに基づいて特定し、前記第１の電波到達範囲及び前記第１の時点における前記電波の受信有無と、前記第２の電波到達範囲及び前記第２の時点における前記電波の受信有無と、に基づいて、前記電波受信機の位置を算出する算出部と、を有する情報処理装置と、
   を備え、
   前記第１の電波到達範囲と前記第２の電波到達範囲とは互いに部分的に重複する、
   位置特定システム。
10. 電波受信範囲に存在する電波発信機から発信された電波を受信する電波受信機から、前記電波受信機が第１の位置に位置する第１の時点及び前記電波受信機が前記第１の位置とは異なる第２の位置に位置する第２の時点における前記電波の受信結果をそれぞれ取得し、
    前記第１の位置及び前記第２の位置をそれぞれ特定し、
    前記第１の時点における前記電波受信機の第１の電波受信範囲及び前記第２の時点における前記電波受信機の第２の電波受信範囲を、前記第１の位置及び前記第２の位置のそれぞれに基づいて特定し、前記第１の電波受信範囲及び前記第１の時点における前記電波の受信有無と、前記第２の電波受信範囲及び前記第２の時点における前記電波の受信有無と、に基づいて、前記電波発信機の位置を算出する、
    処理を含み、
    前記第１の電波受信範囲と前記第２の電波受信範囲とは互いに部分的に重複する、
    位置特定方法。
11. 電波を発信する電波発信機から発信された前記電波を受信する電波受信機から、前記電波発信機が第１の位置に位置する第１の時点及び前記電波発信機が前記第１の位置とは異なる第２の位置に位置する第２の時点における前記電波の受信結果をそれぞれ取得し、
    前記第１の位置及び前記第２の位置をそれぞれ特定し、
    前記第１の時点における前記電波発信機の第１の電波到達範囲及び前記第２の時点における前記電波発信機の第２の電波到達範囲を、前記第１の位置及び前記第２の位置のそれぞれに基づいて特定し、前記第１の電波到達範囲及び前記第１の時点における前記電波の受信有無と、前記第２の電波到達範囲及び前記第２の時点における前記電波の受信有無と、に基づいて、前記電波受信機の位置を算出する、
    処理を含み、
    前記第１の電波到達範囲と前記第２の電波到達範囲とは互いに部分的に重複する、
    位置特定方法。
    

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