JP6888838B2

JP6888838B2 - 移動体の位置認識システム

Info

Publication number: JP6888838B2
Application number: JP2019039671A
Authority: JP
Inventors: 檜山竹生
Original assignee: 株式会社エイビット
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2034-10-16
Also published as: JP2019149166A

Description

本発明は、ビル、オフィスなどの建物内での人の移動や作業場内での移動体の位置を判別する移動体の位置認識システムに関するものである。

現在、人や物体の所在を確認する方法として、例えば徘徊老人にGPS受信機を持たせ、受信したGPS情報を、確認したい人や見守りサーバーに送信するシステムは実用化されている。しかし、GPS情報の受信は、室内では、不可能で、オフィスのような建物内で、利用することはできない。先行技術文献には、監視カメラを多数配置し、人の移動を解析する技術が開示されているが、例えば、オフィスの会議室にいる人のすべてを特定することは困難である。

特許文献1には、多数のカメラを設置し、カメラ映像を解析することで、人の移動を検出しているが、カメラ映像で特定するのは、不審者とかの個人で、個人の移動を複数のカメラで追跡する技術が開示されているが、カメラ映像から複数の人の移動を同時に追跡する技術は開示されていない。

特開２０１０−６８４６６

オフィスビル内で従業員一人一人の現在の所在を確認できるようにすることで、従業員が自分の机にいないとき、今どこにいるのか（喫煙室にいるのか、会議室にいるのかなど）を把握でき、人探しの労力・無駄をなくす。このことは、喫煙者の一日の喫煙時間が測定できたり、昼食休憩時間を過ぎても業務に復帰できてない社員の状況も把握でき、人事管理の観点から重要である。また、従業員の移動状態や静止状態も合わせて管理し、従業員が居眠りしているのかどうかも監視できるようにする。

本発明においては、従業員一人一人に無線通信可能なタグを持たせ、オフィス内に数メートル毎に無線局を配置し、タグと無線局との通信結果を、通信できたタグ番号と無線局番号（つまりオフィス内での配置箇所情報）をサーバーに送信し、サーバで従業員が今どこにいるのかを管理できるようにする。こんにち、多くの企業では、従業員一人一人に入出管理のためIDカードを発行し、そのIDカードを透明なホルダーに入れ、そのホルダーを従業員の首にかけるシステムが多用されているが、上記タグは、IDカードとともに、ホルダー内に収納することが可能な物理的大きさ、重量で実現する。また、従業員がタグをつけ忘れることで、従業員の所在が確認できなくなるケースをなくすため、タグの不所持も検知できるにする。

オフィス内で従業員一人一人の居場所が常時判別でき、その人への緊急連絡を取りたいときなどに、その人の居場所を探す煩わしさから解放される。居場所が常時判別できることは居場所の履歴管理ができることになり、人事管理上、いろいろなデータを作成することができ、従業員の勤怠管理や健康管理データなどが容易に作成可能となる。

本発明による移動体の位置認識システムの第1の実施例を示す全体構成のブロック線図である。図1に示した本発明の第1の実施例を示す全体構成図の中の送信機の内部構成を示すブロック線図である。本発明の第1の実施例を示す全体構成図の中の個人タグ（RX）の内部構成を示すブロック線図である。本発明の第1の実施例において各送信機が電波出力する信号のタイミングチャートを示す図である。本発明による移動体の位置認識システムの第２の実施例を示す全体構成のブロック線図である。図５に示した本発明の第２の実施例を示す全体構成図の中の個人タグ(TX)の内部構成を示すブロック線図である。本発明の第２の実施例を示す全体構成図の中の中継器の内部構成を示すブロック線図である。本発明の第１の実施例および第２の実施例において、加速度センサの出力模様を示す図である。本発明の第１の実施例および第２の実施例において、サーバーが受信するデータの信号形式を示す図である。

以下本発明を図面に基づいて説明する。

図１は本発明による移動体の位置認識システムの第１の実施例の全体構成のブロック線図を示すものである。オフィス内には、５メートル程度の間隔で、送信機１１、１２、１３、１４、１５が設置されている。ひとつの会議室には、一つの送信機を設置することが望ましいので、会議室の広さにもよるが、会議室が隣接する場合は、２メートルおきに設置されることもある。

オフィス内の社員は一人一人が個人タグ(RX)２１、２２、２３を社員IDカードのように首からぶらさげて、常時携帯している。各々の送信機１１、１２、１３、１４、１５には特有の送信機番号が付され、同様に、各々の個人タグ(RX)２１、２２、２３には特有のタグ番号が付されている。個人タグ(RX)は、送信機からの電波を受信したら、送信機番号と自己のタグ番号をサーバー４０に送信する。サーバー４０は、個人タグ(RX)から受信したデータを集積するデータバンク３０、個人別居所判定ソフトウエア３１、個人別居所履歴管理ソフトウエア３２、タグ状態管理ソフトウエア３３で構成され、社員が今どこにいるのか、居室か会議室か、他の部署の居室か、喫煙室かなどが判別できる。

データバンクには、送信機番号から、送信機がオフィスの何処に設置されているのか（設計部居室か会議室かなど）の対応、個人タグから社員の氏名を対応できる辞書が予め登録されている。なお、後述する中継器も、送信機番号と同様に、中継器番号からオフィスの何処に設置されているかの辞書が登録されている。

個人別居所履歴管理ソフトウエア３２は、個人別居所判定ソフトウエア３１の結果を時系列的に並び替えたものである。次の表１、表２はそれぞれのソフトウエア３１、３２の出力表示の例を示す。

表１の例では、９時５３分時点で、社員Ａは設計部、社員Ｂは営業部、社員Ｃは会議室１、社員Ｄは応接室２、社員Ｅはロビー１、社員Ｆは喫煙室にいることがわかる。

表２の例では、社員Ａは１０時から１１時近くまで設計部にいて、１１時から会議室１で会議、その後社員食堂で昼食、１３時からは営業部にいることがわかる。社員Ａは設計部所属であることが別途わかってるので、１０時から１１時近くまでは居室で仕事、午後は営業部の人と打ち合わせしていたと推定できる。

個人タグは、社員が首からぶら下げるなどして常時携帯することがルールであるが、昼食や営業活動のための外出時に一旦首から外したりするので、オフィスに戻ったときに、カバンの中から個人タグを取り出し、首にかけるのを忘れたりする。そのときは、その社員が、オフィス内を移動しても、その社員の居所はカバンの所在地(その社員の机のそば)を示すことになる。このようなケースを認識するため、個人タグは加速度センサ２１６を内蔵し、タグの静止状態を判別できるようにしている。

図３は、個人タグ(RX)の内部構成を示す図であり、個人タグ（RX）は、電波受信判別回路２１１、復号化回路２１２、個人タグ番号発生回路２１３、信号形成回路２１４、加速度センサ２１６、電源制御回路２１７、電池２１８、ＰＨＳ電波出力回路２１５よりなる。個人タグを構成する各回路への給電は常時でもよいが、電池の消耗を防ぐため、電波受信を１分毎（つまり、電波受信判別回路２１１と復号化回路２１２への給電を２０秒間、残りの４０秒間は電波受信回路への給電を停止する）にしたり、個人タグ番号発生回路２１３、信号形成回路２１４、ＰＨＳ電波出力回路２１５への給電を、復号化回路２１２で送信機番号が復元でき、その情報をサーバーへ送信する時のみにするなどの方法も採れよう。このような制御は、電源制御回路２１７で行う。

図２は、送信機の内部構成を示すもので、送信機は、送信機番号発生回路１１１、スペクトラム拡散符号化回路１１２、電波出力回路１１３、電波出力制御回路１１４よりなる。

本発明における、電波の周波数としては、ISMバンド（産業、科学、医療用バンド）にある９２２MHz、電波出力としては微弱電波でスペクトラム拡散符号化を用いることが望ましいが、ブルーツースを用いてもよい。

図２の送信機番号発生回路１１１、図３の個人タグ番号発生回路２１３は、送信機の各々および個人タグの各々に固有の番号であり、その番号は、本発明によるシステムの稼働開始前に、回路のフラッシュメモリ(図示せず)に書き込まれている。

図２の電波出力制御回路１１４は、隣接する送信機間では、電波送出タイミングがお互いに重ならないようにしておくことで、受信機での混信を防止できるようにするためのものである。図４は、この模様を示す。隣接する送信機１１、１２、１３は、例えば３００ミリ秒ごとに電波出力時間を巡回することで、送信機１２圏内にいる個人タグが、送信機１１や送信機１３の電波と比べ、送信機１２からの電波レベルが高いことから、自分は送信機１２圏内にいることが容易に認識できる。電波出力制御回路１１４は、前記したタイミング制御のほか、送信機が設置される場所に応じて出力電力を制御する。送信機の多くは5メートル間隔で設置されるが、会議室や応接室などでは、部屋の短辺長さが、２、３メートルの部屋もある。会議室・応接室ごとに居場所を管理するには、会議室・応接室ごとに送信機を設置することが必要で、その場合、5メートルの設置間隔に対応した電波出力を、数メートル間隔に応じた出力に下げる必要があり、そのための電力制御を行う。

図３の電波受信判別回路２１１は、送信機から送出されている電波から、自分の所在にある送信機からの電波を正しく受信するための回路である。送信機からの電波は、前記したように、隣接する送信機はタイミングをずらして電波出力してはいるが、自分の電波の反射波を受信したりして、複数の送信機からの電波を重畳して受信することもあり、自分がいる圏内の送信機からの電波を正しく判別することが重要となる。そのため、受信レベルを見るだけで、どの電波が自分の所在の送信機からの電波かを判定する方法に加え、同期検波によって判定することで、より確実性が増す。特に会議室内では、ひとつの送信機からの電波が室内で反射し、反射波を同時に受信してしまうこともある。同期検波とは受信電波を送信機の搬送波で掛算することで、本来の送信波成分のみを検出する方法で、アナログカラーテレビジョンやデジタルモデムにも用いられている方法である。

電波受信判別回路２１１で判別された検波出力は、復号化回路２１２によって、スペクトラム拡散符号化されたデータが復元され、自己の所在にある送信機の送信機番号を知る。その情報は、個人タグ番号発生回路２１３情報とともに、信号形成回路２１４で信号形成され、ＰＨＳ電波出力回路２１５からサーバー４０へ電波出力される。この場合、電波形式としては、サーバー４０は、一つのビルやフロアに１カ所置かれるので、微弱電波よりはPHS電波の方が望ましい。

加速度センサ２１６は個人タグが人に携帯されていないことや、携帯されていても動きが少なく、机で仕事をしているのか、あるいは眠っているのか、歩いているのかを検出するものであり、図８に示すように、加速度センサ２１６の出力波形から判定する。

歩行中の出力は、図８のaのように振幅が高く、机で仕事をしているときは、左右を見たり、首を上下するなどの動き量で歩行中よりは小さい図８のbのような振幅となる。眠っているときの動きは仕事をしているときの動きより少なく、首が上下する程度の振幅で図８のcのようなレベルである。個人タグを携帯してなく、カバンの中などに置かれたままの時は、加速度センサの出力は静止状態を示す図８のdのようにゼロになる。

信号形成回路２１４では、加速度センサ出力をもとに、静止中、仕事中、居眠り中、歩行中かを判定し、判定結果をサーバー４０に知らせる。

図９は、信号形成回路２１４で作成され、サーバー４０に送られる信号形式を示す。

信号は、送信機番号信号とタグ番号信号、それにタグ状態信号からなり、タグ状態信号は、データ値として、静止中、居眠り中、仕事中、歩行中に対応した値が設定される。

サーバー４０では、タグ状態管理ソフトウエア３３によって、タグを携帯していない社員や居眠りをしている社員のリストが出力される。表３は、タグの不所持社員と居眠り社員とともに、喫煙室にいる社員のリストもあわせて示す。

加速度センサ２１６の出力は、タグが静止中のときは、タグの位置に変化がないので個人タグ(RX)としての電波受信を頻繁に行う必要はなく、通常では１分周期での受信を、５分周期にしても格別問題はなく、電池２１８を長持ちさせるためにも良い。そのため、加速度センサ２１６が静止中のときは、電源制御回路２１７が、電波受信の間隔を５分にする制御を行う。また、タグが、仕事中、居眠り中であっても、同じ場所にいるわけで電波受信を５分周期にしても問題はない。タグが歩行中(移動中)であることが検出されたときのみに、電波受信周期を１分にすることで、電波受信判別回路２１１、復号化回路２１２、個人タグ番号発生回路２１３、信号形成回路２１４、ＰＨＳ電波出力回路への給電が節約され、省電力化が図れる。

図５は本発明の第２の実施例を示すもので、個人タグ(TX)５１、５２、５３は電波送信機となる。図６が個人タグ(TX)の内部構成を示すが、第１の実施例での図３の、加速度センサ２１６、個人タグ番号発生回路２１３、電池２１８、電源制御回路２１７、電波出力回路１１３、図２のスペクトラム拡散符号化回路１１２は、同じものが使用される。個人タグ番号発生回路２１３の出力と、加速度センサ２１６の出力情報は信号合成回路２１９で、図９の信号形式に合成されて（この場合、送信機番号または中継器番号と示された信号は含まれない。また、加速度センサ出力情報は信号形成回路２１４と同様に、静止中、仕事中、居眠り中、歩行中かの4つである）、スペクトラム拡散符号化回路１１２を介して電波出力回路１１３から電波出力される。個人タグ（TX）を構成する各回路ユニットへの給電は常時でも良いが、電池消耗を節約するために、１分間隔で給電する（通信に必要な時間として２０秒間給電し、通信していない残りの４０秒間は給電しない）などの方法も採れよう。このような制御は電源制御回路２１７で行う。

図７は中継器の内部構成を示す。

図３の電波受信判定回路２１１と同じものが使われ、同期検波方式で、中継器圏内にある個人タグ(TX)からの送信電波が受信され、電波受信判定回路２１１の検波出力信号は、図３と同じ復号化回路２１２で、個人タグ番号と個人タグ状態信号が復元される。各々の中継器に対応した中継器番号が、中継器番号発生回路６１１から出力され、前記した個人タグ番号とともに、図９の信号形式で信号生成される。

第２の実施例では、図９の送信機番号は、中継器番号に替わる。図７の信号出力回路６１２は、図３と同じくPHS電波を出力する回路２１５と同じでもよいが、無線であることは必ずしも必要ではなく有線ＬＡＮあるいは、ＷｉＦｉネットワークでもよい。

第２の実施例でのサーバー４０は、第１の実施例と同じものである。第２の実施例でも、第１の実施例での送信機の設置場所と同様に、中継器の設置場所がオフィス内のどこにあるかが予めわかっているので、個人タグ番号情報と中継機番号の組み合わせから社員が今どこにいるのかがわかる。また、加速度センサ出力から、前記したように、タグが歩行中(移動中)、仕事中、居眠り中、静止中が判定できるので、電波送信周期を歩行中は１分、それ以外は５分とし、電源制御回路２１７で、個人タグ番号発生回路２１３、信号合成回路２１９、スペクトラム拡散符号化回路１１２、電波出力回路１１３への給電が制御され、省電力化が図れる。

上記の説明では、オフィス内での人の居場所の認識について述べたが、オフィス内で可搬的に使用される共有物（技術開発会社においては、測定器等）あるいは作業場における移動体に対してもタグを付すことで、移動体の所在が即座に分かる。また、本発明は建物内に限ることなく、屋外でのイベント広場など、広義的にはエリアで、人や移動体の居所をリアルタイムに把握できるものである。

オフィス内で社員が今どこにいるのかが即座に分かることから、社員と話し合いたいときなど、即、居場所を見つけることができること、また、社員の行動履歴を管理できるだけでなく、喫煙時間までも正確に知ることができる。人事管理上、社員の健康管理や勤怠管理にも好適なツールとなり、本発明は企業内での導入が図られることになろう。その結果、社員の業務効率向上に寄与することになる。

１１、１２、１３、１４、１５送信機
２１、２２、２３個人タグ(RX)
３０データバンク
３１個人別居所判定ソフトウエア
３２個人別居所履歴管理ソフトウエア
３３タグ状態管理ソフトウエア
４０サーバー
１１１送信機番号発生回路
１１２スペクトラム拡散符号化回路
１１３電波出力回路
１１４電波出力制御回路
２１１電波受信判別回路
２１２復号化回路
２１３個人タグ番号発生回路
２１４信号形成回路
２１５ PHS電波出力回路
２１６加速度センサ
２１７電源制御回路
２１８電池
２１９信号合成回路
５１、５２、５３個人タグ(TX)
６１、６２、６３、６４、６５中継機
６１１中継器番号発生回路
６１２信号出力回路

Claims

エリア内に設けた複数の中継器と、エリア内を移動する複数の人が所持するタグと、サーバーとで構成され、前記中継器と前記タグは各々特有の中継器番号とタグ番号を有し、前記タグは、電波出力回路と電源制御回路と加速度センサを具備し、前記電源制御回路は、一定の時間間隔で、通信に必要な時間だけ、タグ番号と加速度センサ出力を、前記電波出力回路より前記中継器に電波出力するとともに、前記タグは加速度センサの出力波形により、前記タグが静止中か、人が居眠り中か仕事中か歩行中かも判定し、前記タグ番号と前記した加速度センサによる判定情報を、前記中継器に無線送信し、前記中継器は無線受信した前記タグ番号と加速度センサ判定情報を、個別のタグ情報として自己の中継器番号とともに、前記サーバーに送信し、
前記サーバーは、個人別居所管理ソフトウエアと、個人別居所履歴管理ソフトウエアと、個人別タグ状態管理ソフトウエアを具備し、受信した中継器番号とタグ番号と加速度センサ判定情報とにより、人の居所を判別するとともに、個人別居所管理ソフトウエアと個人別居所履歴管理ソフトウエアは、所定の時間間隔で個人別居所と個人別居所履歴を出力し、個人別タグ状態管理ソフトウエアは、前記したタグを保持していない人と居眠り者を管理するように構成したことを特徴とする移動体の位置認識システム。