JP7112936B2 - 端末所持者検知システム、端末所持者検知方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、人物が所持する発信端末から発信された電波を受信装置にて受信して発信端末の所持者を検知する端末所持者検知システム、端末所持者検知方法、及びコンピュータプログラムに関する。

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。
特許文献１には、発信端末の位置を推定する技術の一つとして、室内を移動する複数の人物のうちいずれの人物が発信端末を所持しているかを推定する際に、人物による電波の遮蔽を考慮して受信装置での受信強度の理論値を算出して、理論値と実測値との比較を行うことが開示されている。

特許文献１の技術によれば、室内の構造や設置されている什器、および室内各所における反射率などの構造情報が既知である場合に、位置検出装置を用いて室内を移動する人物の位置を検出し、この検出位置から電波が発信された場合の理論値と実測値とを比較することにより、発信端末の所持者を特定することができる。
特許文献１の技術においては、理論値の算出に際して電波の反射回数に上限を設けることによって、計算量の増大を抑えている。

特開２０１７－１８１１３７号公報

ここで、受信装置にアレイアンテナを用いると、強い強度の電波の到来方向を検出することにより電波の到来方向に位置する人物が発信端末の所持者であると判断できる。
典型的には、壁などによる反射を無視し、発信端末からの直接波についての理論値を実測値と比較することによって到来方向を検出できる。

しかしながら、電波の反射率が高い物体、すなわち強反射体が室内等に存在することがある。強反射体で反射した電波は、減衰が小さいため直接波と同等の強度で受信装置に到達することがある。そのためアレイアンテナを用いても強反射体のみで反射した反射波によって検出精度が低下し得る。

またアレイアンテナの出力信号を処理して行う電波の到来方向の算出は、構造情報の誤差や人物の検出位置の測定誤差の影響を受けやすい。よって直接波と同等の強度で反射波が受信装置に到達する状況では理論値の変化が大きい。このため、直接波と同等の強度で反射波が受信装置に到達する状況で理論値を一意に定めてしまうと実測値と理論値との一致を確保することが困難となる。これに対して、複数通りの理論値を用意すれば実測値に理論値を一致させることが可能になるが、常に複数の理論値を生成すると計算量の増大を招く。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、強反射体が存在する監視空間において、必要最低限の計算量により発信端末の所持者を推定することを目的とする。

本発明の一形態によれば、監視空間内の発信端末からの電波をアレイアンテナにて受信する受信装置と、監視空間内の人物の位置を検出する位置検出装置と、システム主装置と、を備える端末所持者検知システムが提供される。システム主装置は、監視空間内の各所における電波の反射率、受信装置の位置、及び所定値以上の反射率を有する強反射体の位置を含む構造情報を記憶しておく記憶部と、構造情報および人物の検出位置に基づいて、人物が発信端末を所持していた場合の発信位置から発信され受信装置にて受信される電波の理論値を算出する理論値算出部と、人物が検出された時に受信装置にて受信された電波の実測値と理論値との差分が所定値以下の場合に、人物が発信端末を所持すると決定する比較決定部と、を備える。発信位置からの電波が強反射体のみに反射して受信装置にて受信される経路が存在する場合、理論値算出部は、異なる複数の条件にて複数の理論値を算出し、比較決定部は、複数の理論値と実測値とを比較する。

本発明の一形態に係る端末所持者検知システムにおいて、理論値算出部は、発信位置からの電波が所定の減衰量以下で受信装置まで到達しうる経路を算出し、発信位置からの電波が強反射体のみで反射して受信装置へ到達する第１経路の経路長と、発信位置からの電波が受信装置へ直接到達する第２経路の経路長との差が所定値以下の場合に、複数の理論値を算出し、第１経路の経路長と第２経路の経路長との差が所定値より大きい場合に、単一の理論値を算出す。

本発明の一形態に係る端末所持者検知システムにおいて、強反射体が人物の検出位置の近傍又は受信装置の近傍である場合に、複数の理論値を算出する。

本発明の他の形態によれば、監視空間内の発信端末からの電波をアレイアンテナにて受信する受信装置と、監視空間内の複数の人物のそれぞれの位置を検出する位置検出装置と、システム主装置と、を備える端末所持者検知システムが提供される。システム主装置は、監視空間内の各所における電波の反射率、受信装置の位置、所定値以上の反射率を有する強反射体の位置を含む構造情報、人間の形状および人間の表面における電波の反射率を含む人間モデル、を記憶しておく記憶部と、構造情報と人間モデルとに基づいて、複数の人物の検出位置のそれぞれに人間モデルが仮想的に配置された検知モデルを生成するモデル生成部と、複数の人物の中から候補者を順次選択し、検知モデルに基づいて候補者が発信端末を所持している場合の発信位置から発信されて受信装置にて受信される電波の理論値を算出する理論値算出部と、複数の人物が検出された時に受信装置にて受信された電波の実測値と理論値とを比較して、実測値と理論値との差が最も小さい候補者が発信端末を所持すると決定する比較決定部と、を備える。発信位置からの電波が強反射体のみに反射して受信装置にて受信される到達する経路が存在する場合、理論値算出部は、異なる複数の条件にて複数の理論値を算出し、比較決定部は、複数の理論値と実測値とを比較する。

本発明のさらに他の形態によれば、監視空間内の発信端末からの電波をアレイアンテナにて受信する受信装置と、監視空間内の人物の位置を検出する位置検出装置と、システム主装置と、を備える端末所持者検知システムが提供される。システム主装置は、監視空間内の各発信位置からそれぞれ発信された電波が受信装置にて受信される場合の受信強度の理論値を、各発信位置に対応づけて記憶しておく記憶部と、人物の検出位置に対応する発信位置に対応づけられた理論値と受信装置にて受信された受信強度の実測値との差分が所定値以下の場合に、検出位置にいる人物が発信端末を所持すると決定する比較決定部と、を備える。記憶部は、発信位置からの電波が所定値以上の反射率を有する強反射体のみに反射して受信装置にて受信される経路については当該経路の発信位置に対応づけて異なる複数の条件で求めた複数の理論値を記憶し、比較決定部は、検出位置に対応する発信位置に複数の理論値が対応づけられている場合、当該複数の理論値と実測値とのそれぞれの差分に基づいて、検出位置にいる人物が発信端末を所持するか否かを決定する。

上記の各形態に係る端末所持者検知システムにおいて、複数の理論値は、強反射体のみで反射して受信装置へ到達する電波と受信装置へ直接到達する電波との間の位相差を異ならせて求められる。

本発明のさらに他の形態によれば、アレイアンテナを有する受信装置により監視空間内の発信端末からの電波を受信する受信ステップと、監視空間内の人物の位置を検出する検出ステップと、監視空間内の各所における電波の反射率、受信装置の位置、及び所定値以上の反射率を有する強反射体の位置を含み、予め記憶装置に記憶された構造情報と、人物の検出位置に基づいて、人物が発信端末を所持していた場合の発信位置から発信され受信装置にて受信される電波の理論値を算出する理論値算出ステップと、人物が検出された時に受信装置にて受信された電波の実測値と理論値との差分が所定値以下の場合に、人物が発信端末を所持すると決定する比較決定ステップと、を含む端末所持者検知方法が提供される。端末所持者検知方法において、発信位置からの電波が強反射体のみに反射して受信装置にて受信される経路が存在する場合、理論値算出ステップにおいて異なる複数の条件にて複数の理論値を算出し、比較決定ステップにおいて複数の理論値と実測値とを比較する。

本発明のさらに他の形態によれば、コンピュータに、監視空間内の発信端末からの電波をアレイアンテナにて受信する受信装置が受信した電波の実測値を入力するステップと、監視空間内の人物の位置を検出する位置検出装置が検出した人物の検出位置を入力するステップと、監視空間内の各所における電波の反射率、受信装置の位置、及び所定値以上の反射率を有する強反射体の位置を含み、予め記憶装置に記憶された構造情報と、人物の検出位置に基づいて、人物が発信端末を所持していた場合の発信位置から発信され受信装置にて受信される電波の理論値を算出する理論値算出ステップと、人物が検出された時に受信装置にて受信された電波の実測値と理論値との差分が所定値以下の場合に、人物が発信端末を所持すると決定する比較決定ステップと、を実行させるコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムでは、発信位置からの電波が強反射体のみに反射して受信装置にて受信される経路が存在する場合、理論値算出ステップにおいて異なる複数の条件にて複数の理論値を算出し、比較決定ステップにおいて複数の理論値と実測値とを比較する。

本発明によれば、強反射体のみに反射する電波が受信装置へ到達する経路が存在する場合に、条件を変えて求めた複数の理論値を実測値と比較して電波の発信位置を判定する。このため、人物の検出位置の誤差や、受信強度の理論値を算出する構造情報の精度の限界のために理論値と実測値とが一致しにくくなっても、条件を異ならせて算出した複数の理論値のいずれかが実測値と一致または差分が小さければ電波の発信位置を判定できる。さらに、強反射体のみに反射する電波が受信装置へ到達する経路が存在する場合に複数の理論値を算出するので、理論値の計算量を必要最低限に抑え、計算量の増大を回避できる。

本発明の実施形態の端末所持者検知システムが設置され運用される様子の一例の模式図である。 本発明の実施形態の端末所持者検知システムが設置され運用される様子の一例を上から見下ろした俯瞰図である。 本発明の第１実施形態の端末所持者検知システムの概略構成の一例のブロック図である。 監視空間内で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の算出方法の一例の説明図である。 受信装置３００に内蔵されるアレイアンテナの一例の模式図である。 直接波と反射波との位相差による受信強度の角度スペクトルのパターンの変化の一例の説明図である。 合成波の受信強度の角度スペクトルのシミュレーション結果の一例を示す図である。 合成波理論値と直接波理論値の一例の模式図である。 本発明の第１実施形態の端末所持者検知システムの動作例のフローチャートである。 本発明の第２実施形態の端末所持者検知システムの概略構成の一例のブロック図である。 本発明の第２実施形態の端末所持者検知システムの動作例のフローチャートである。 本発明の第３実施形態の端末所持者検知システムの概略構成の一例のブロック図である。 強反射領域の算出方法の一例の説明図である。 本発明の第３実施形態の端末所持者検知システムの動作例のフローチャートである。

以下において、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

以下、本発明の好適な実施形態として、電波の発信端末の所持者を検知する端末所持者検知システムが、機密性の高い部屋に設置されて運用された場合を例示する。以下、本発明の実施形態の端末所持者検知システムが設置される機密性の高い部屋は、特許請求の範囲に記載の「監視空間」の一例である。
近年、スマートフォンやタブレット端末は小型化しており、こ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分からないため機密情報を扱う部屋に容易に持ち込むことができる。

また、これらの端末は、高性能化により簡単な操作で大量の情報を送信できる。このため、これらの端末を利用した情報漏洩の危険性があり、機密情報を扱う部屋に端末が持ち込まれた場合にその所持者を発見、特定することが求められる。
このため、以下に説明する実施形態では、発信端末としてスマートフォンやタブレット端末を想定する。しかし、発信端末はこれらの端末に限定されず、電波を発信する端末であれば他の種類の端末であってもよい。

図１は、実施形態に係る端末所持者検知システムが設置されて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、発信端末４１を着衣の中に隠し持つ人物４０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、人物４０が発信端末を所持しているか否かを判定することである。

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、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いが、後述する強反射体よりも大幅に低い強度で電波を反射する性質を持っている。

また部屋２０には、一般的な材質である薄い鉄板で作られた事務用のロッカー２１０が備わっている。ロッカー２１０に使われている鉄は、所定値以上の電波の反射率を有しており電波が反射してもその前後で強度の低下がほとんど見られず、減衰しにくい強反射体であることが知られている。
以上の部屋２０の内部の構造に関する情報は、世界座標系にて表現されて既知であり、後述するようにシステム主装置の記憶部に構造情報として記憶されている。

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に存在する人物について、位置検出装置２００から見た相対的位置を検出位置として出力する手段である。図１の例では人物４０の位置を検出する。
位置検出装置２００は人物４０を検出できるよう設置され、図１に示すように、部屋の隅のおお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。複数個の位置検出装置２００が備わっていてもよい。

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カメラを備えた画像センサでもよいし、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よい。

受信装置３００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を備える。受信装置３００は、アレイアンテナを備えることにより、発信端末４１から発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。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。

アレイアンテナを用いる場合には、例えば公知のBeamformer法、MUSIC(Multiple Signal Classification)法などを用いて電波の到来方向、すなわち到来角を測定することができる。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３００に到来する電波の到来方向を定義する座標系を示す。この座標系では、受信装置３００の正面、すなわちアンテナの正面を０度、右側方が９０度、左側方が－９０度となるよう定義され、部屋２０を見下ろした図２（ａ）のｘ軸方向及びｙ軸方向が、０度及び９０度にそれぞれ対応する。

（第１実施形態）
図３に、第１実施形態の端末所持者検知システムの概略構成の一例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３００、位置検出装置２００のほか、システム主装置１００を備える。

なお、受信装置３００及び位置検出装置２００とシステム主装置１００との間は、例えば、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基づく通信手段であってよく、説明は省略する。

システム主装置１００は、記憶部１１０、理論値算出部１２０、理論値バッファ１３０、実測値バッファ１４０、比較決定部１５０、出力部１６０を備える。
システム主装置１００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などのプロセッサを備える。このプロセッサが、記憶部１１０に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、理論値算出部１２０、理論値バッファ１３０、実測値バッファ１４０、比較決定部１５０、出力部１６０の各機能を実現する。

以下、システム主装置１００の各部について説明する。
記憶部１１０は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）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。
例えば、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、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 Information Model）などのモデル化手法にて表現された情報である。

さらに、本例では、構造情報１１１にはロッカー２１０の情報が、強反射体の情報として記録される。ロッカー２１０の情報は、部屋２０におけるロッカー２１０の位置を世界座標系にて表した位置情報、大きさ、表面における電波の反射率が記憶される。
強反射体の情報として、ロッカー２１０などの事務用キャビネット類のほか、薄い鉄板の筐体を有する他の物体、例えば、電気系統の分電盤、大型エアコンなどの情報が、構造情報１１１に含まれる。これら事務用キャビネット類、電気系統の分電盤、大型エアコンなどの筐体は、特許請求の範囲に記載の「強反射体」の一例であるが、強反射体はこれらのものに限定されない。強反射体は、所定値以上の電波の反射率を有する物体であれば他の種類の物体でもよい。

ロッカー２１０などの事務用キャビネット類、電気系統の分電盤、大型エアコンなどはその筐体は薄い鉄板が用いられるのが一般的であり、発信端末４１から発信された電波がその表面で反射しても、反射による減衰はほとんど見られない。その反射率は大よそ９０～１００％とされている。
部屋２０に強反射体が存在すると、発信端末４１から発信された電波が強反射体の表面のみにて反射して受信装置３００に到達する反射波の伝播経路と、発信端末４１から受信装置３００に直接到達する直接波の伝播経路の距離差が小さくなることがある。この場合には、強反射体のみに反射した反射波と直接波とが同等の強度で受信装置３００に到達する。これらの電波は、強反射体以外の物体において反射して受信装置３００に到達する電波に比べて支配的な強度にて受信装置３００に到達し合成波として計測される。

このように、強反射体の表面のみに反射した反射波と、直接波とが、同等の強度で受信装置３００に到達する電波の発信位置の集合により形成される領域を「強反射領域」と表記する。
このような強反射領域は、発信端末４１から発信した電波が強反射体の表面での反射では殆ど減衰せずに受信装置３００に到達する発信位置の範囲であり、例えばロッカー２１０等の近傍に存在する。また、受信装置３００の近傍に強反射体が存在する場合にも強反射領域が発生し得る。

理論値算出部１２０は、位置検出装置２００から出力される人物４０の検出位置を入力する。位置検出装置２００から出力される検出位置は、位置検出装置２００から人物４０への方位と距離である。理論値算出部１２０は、記憶部１１０の構造情報１１１を参照し、人物４０の検出位置を部屋２０における世界座標系で表現した座標を算出する。

理論値算出部１２０は、人物４０の検出位置に発信端末４１が存在する場合に、この検出位置から発信された電波が受信装置３００の位置にて受信される場合の受信強度の理論値として、２種類の理論値、すなわち合成波理論値と直接波理論値を算出する。
合成波理論値は、人物４０の検出位置から受信装置３００に直接到達する直接波に、前記の通りロッカー２１０にて反射された反射波が合成されて合成波となった状態で受信装置３００にて受信される電波の強度の理論値である。

直接波理論値は、人物４０の検出位置から受信装置３００に直接到達する直接波に、強反射体で反射した反射波が合成されない状態での受信装置３００にて受信される電波の強度の理論値である。
直接波理論値は、発信端末４１が例えばロッカー２１０から離れた位置のように強反射領域の外側の位置にあり、直接波と反射波の伝播経路の差が大きく距離減衰を考慮すれば両者が区別できる場合の受信強度の理論値である。または、直接波理論値は、反射波が受信装置３００に到達する前に部屋２０の内部で反射を繰り返して事実上計測できないほどに減衰した場合の受信強度の理論値である。

合成波理論値と直接波理論値は、例えば、図２（ｂ）に示すように、受信装置３００を中心に、図２（ａ）に示すように部屋２０を上から見下ろした場合に受信装置３００の正面を０度、左右に±９０度の測定可能な角度範囲について、各角度から到来する電波の強度を並べた受信強度の角度スペクトルとして計算される。
図２（ａ）の例で人物４０が発信端末４１を所持している場合には、ロッカー２１０における反射を無視すれば大よそ－６０度に最大強度（ピーク）を持つことになる。

理論値算出部１２０は、記憶部１１０に記憶されている構造情報１１１を参照して、人物４０の検出位置に発信端末４１が存在したときに壁面やロッカー２１０を含む什器類における反射を考慮して電波の伝播経路を計算したうえで、受信装置３００にて受信され得る電波の合成波理論値または直接波理論値を算出する。伝播経路は、例えば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計算すればよい。

次に、図４を参照して理論値の算出方法の一例を説明する。図４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様子を示す。
理論値算出部１２０は、人物４０の検出位置に発信端末４１が存在した場合に、無指向性にて電波が発信され、壁面や什器等による反射を考慮して受信装置３００に到達する経路を算出する。

図４（ａ）には、同図において左から２本目の破線と上から２本目の破線とが交差する位置に発信端末４１が存在した場合に、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から発信された電波が伝播し得る経路（伝播経路）として求めたものである。伝播経路は発信端末４１を中心に、立体的に各方向に形成されるが、本実施の形態では簡単のために図４に示すように上から見下ろした平面上の伝播経路について説明する。

理論値算出部１２０は、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播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じたものである。
理論値算出部１２０は、電波が所定の減衰量まで減衰するまでの伝播距離を、レイの長さ、すなわち電波が伝播し得る最大距離として求める。理論値算出部１２０は、強反射体以外による反射の回数に上限を設けてレイの長さを求めることができる。例えば反射の回数の最大値を２回にできる。

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。即ち電波の一部は受信装置３００に向かって直接到達し（直接波）、一部はロッカー２１０にて反射した後に受信装置３００に向かって到達し（反射波）、一部は受信装置３００に到達することなく減衰して受信装置３００にて計測されないことを示している。
図４（ａ）では、図の簡単化のためにレイは９本示しており、各レイの最大距離までは示していない。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、１度ごとにレイを算出することができる。

図４（ｂ）には、図４（ａ）とは異なり、左から７本目の破線と、上から５本目の破線とが交差する位置に発信端末４１が存在する場合のレイを示している。図４（ｂ）においては、受信装置３００に到達する電波はごく一部であり、殆どの電波が壁での反射により減衰して受信装置３００に到達することはないことを示している。
描画上、ロッカー２１０にて反射するレイは示してないが、この位置関係では壁等にも反射して減衰するので受信装置３００で計測されることはない。

図４（ａ）と図４（ｂ）を比較すると、図４（ａ）の場合も図４（ｂ）の場合も発信端末４１から受信装置３００へ直接到達する直接波が存在する。しかし、図４（ｂ）の場合にはロッカー２１０にて反射する反射波が存在しないか、存在しても受信装置３００から遠いために減衰してしまい計測されていない。

一方で、図４（ａ）では、直接波だけでなくロッカー２１０のみで反射した反射波も反射による減衰を無視できるほどの強度で受信装置３００に到達し計測される。
したがって、図４（ａ）のような発信位置は、強反射体の表面のみに反射した反射波と、直接波とが、同等の強度で受信装置３００に到達する電波の発信位置であり、このような発信位置の集合が強反射領域となる。
図４（ｃ）には、ロッカー２１０でのみ反射した反射波が十分な強度で受信装置３００に到達し得る電波の発信位置の集合を外郭線で囲った領域の一例が、強反射領域４１０として示されている。

強反射領域４１０から電波が発信されると、受信装置３００に到達する直接波と反射波の強度がほぼ等しくなり、かつ周波数は等しいため、直接波と反射波は合成されて互いに分離できなくなる。図５のアレイアンテナのモデル図を用いて、このような場合の合成波理論値の求め方を説明する。
図５は、受信装置３００に内蔵されているアレイアンテナの一例の模式図である。図２（ａ）を参照すると、図２（ａ）におけるｘ軸方向を正面（０度）として、所定個数のアンテナ素子を並べたものが示されている。
ここでは、例えば４個のアンテナ素子を並べ、整数ｋ（ｋ＝１～４）を用いて個々のアンテナ素子（チャンネル）の番号を表す場合を想定する。

いま、番号１のアンテナ素子（チャンネル１）を基準としてｋ番目の素子までの距離をｄｋと表す。また、受信装置３００に到達する直接波の強度をＡ１とし、強反射体でのみ反射して受信装置３００に到達する反射波の強度をＡ２とし、正面０度に対する直接波の到来角度をθ１、同じく反射波の到来角度をθ２とし、受信装置３００に到達した時の直接波に対する反射波の位相差をφとし、波長をλとする。

以下に述べるように合成波は直接波と反射波の位相差に依存して変化するが、直接波の位相と反射波の位相そのものの値には依存しない。このため、以下の説明では直接波の位相を０度として扱う。
ｋ番目のアンテナ素子に到達する電波Ｅｋ（ｔ）は、次式（１）により表わされる。

式（１）において第一項は直接波、第二項は反射波を表す。また、直接波と反射波が同等の強度と仮定しているため、

を式（１）に代入すると、三角関数の加法定理により式（１）の右辺は式（３）のように変形できる。

上式（３）において、振幅項はｄｋ、λ、θ１、θ２及びφの関数の余弦で表される。ここで、ｄｋ、λは定数であり、ある測定時刻に注目するとθ１、θ２も定数となる。このため、合成波の振幅は、直接波と反射波との間の位相差φをパラメータとして値と符号が変化する。すなわち合成波の振幅は、直接波と反射波が受信装置３００に到達するときの位相差φに依存して変化する。

ここで、振幅項の余弦角に注目すると、余弦角が変化すると９０度（π／２）および２７０度（３π／２）を境に符号が変化することになる。この場合、式（３）全体の符号が変化するため、位相項の正弦角が１８０度（π）反転したことと同等となる。
ここで、アンテナ素子同士の距離を一般的な値であるλ／２とし、ｓｉｎ（θ２）－ｓｉｎ（θ１）＝Ｂとおくと、Ｅｋ（ｔ）（ｋ＝１、２，３，４）の位相項の正弦角が１８０度回転する位相差φは、番号１のアンテナの場合にπとなり、番号２のアンテナの場合にπ（Ｂ－１）となり、番号３のアンテナの場合にπ（２Ｂ－１）となり、番号４のアンテナの場合にπ（３Ｂ－１）となる。

そして、受信装置３００における受信強度を周知なBeamformer法に基づいて求めると、図６に示すように、位相項の回転のためにφ＝０～９７、３１９～３６０度（符号６００、６４０）、９７～１８０度（符号６１０）、１８０～２３６度（符号６２０）、２３６～３１９度（符号６３０）の４つの範囲で、受信強度の角度スペクトルのパターンが、それぞれ全く異なるものとなる。

図７は、合成波に含まれる直接波が正面０度から到来し、反射波が－１８度から到来する場合における受信装置３００での合成波の受信強度の角度スペクトルを、φを変化させてシミュレーションした結果を示す。
図７（ａ）がφ＝０～９７、３１９～３６０度の場合のスペクトルを示し、図７（ｂ）がφ＝９７～１８０度の場合のスペクトルを示し、図７（ｃ）がφ＝１８０～２３６度の場合のスペクトルを示し、図７（ｄ）がφ＝２３６～３１９度の場合のスペクトルを示す。
図７において横軸は、図２（ｂ）を用いて説明したように受信装置３００の正面を０度とした場合の左右方向の角度を表している。

図６、図７の例は、位相差φ＝９７度、１８０度、２３６度、３１９度の近傍では位相差のわずかな違いによって強反射体による反射波が合成された合成波が大きく変化することを示している。この位相差φは図６に示したように直接波と反射波の到来方向θ１、θ２に関連し、到来方向θ１、θ２は人物の検出位置に基づく発信位置および構造情報１１１から導出される。

つまり、強反射体による反射波が合成された合成波の理論値は、人物の検出位置の誤差および構造情報１１１の誤差の影響を受けやすい。
そのため、強反射体による反射波が合成された合成波については、一意な理論値を算出してしまうと、実測値と理論値との一致を確保することが困難となる。

よって、理論値算出部１２０が、人物の検出位置、又は人物の検出位置及び受信装置３００の位置に基づき、理論値に対する強反射体の影響を無視できない場合であるか否かを判定し、無視できない場合に複数通りの理論値を算出することによって処理の増加を必要限度に抑えつつ実測値と理論値との一致を確保できる。

また、図６、図７の例は、位相差φに関連して変化する合成波が有限通りの角度スペクトルパターンで近似できることを示している。
よって、理論値算出部１２０が理論値に対する強反射体の影響を無視できないと判定した場合に算出する理論値を、位相差φについての複数通りの理論値とすることによって、処理の増加を必要限度に抑えつつ実測値と理論値との一致を確保する効果をさらに高めることができる。

そこで、理論値算出部１２０は、理論値を算出する際に、まず人物４０の検出位置が強反射領域内であるか否かを判断する。
例えば、理論値算出部１２０は、人物４０の検出位置から発信された電波がロッカー２１０のような強反射体の表面のみにて反射して受信装置３００に到達する反射波の伝播経路と、人物４０の検出位置から受信装置３００に直接到達する直接波の伝播経路と、の間の距離差が所定閾値よりも小さくなるか否かに応じて、人物４０の検出位置が強反射領域内であるか否かを判断する。

また例えば理論値算出部１２０は、強反射体が人物４０の前記検出位置の近傍又は受信装置３００の近傍である場合に、人物４０の検出位置が強反射領域内であると判断する。
人物４０の検出位置が強反射領域４１０内である場合には、算出条件を異ならせながら、すなわち異なる複数の算出条件をもちいて、１箇所の人物４０の検出位置について複数の理論値を算出して、合成波理論値として理論値バッファ１３０に一時記憶する。

これにより、たとえ人物の検出位置の誤差や構造情報の精度の限界のために理論値が実測値に一致しにくくなっても、条件を異ならせて算出した複数の理論値のいずれかが実測値と一致または差分が小さければ電波の発信位置を判定できる。
例えば、理論値算出部１２０は、複数の算出条件として、直接波と反射波との間の位相差φが異なる複数の値である場合の理論値をそれぞれ算出して合成波理論値として理論値バッファ１３０に一時記憶する。
例えば、受信装置３００から検定点４００への見込み角度を直接波の到来角度θ１とし、構造情報１１１を参照して定めた受信装置３００からロッカー２１０への見込み角度を反射波の到来角度θ２として用い、位相差φを異ならせて合成波理論値を求める。

なお、人物４０の検出位置が強反射領域４１０内でない場合には、受信装置３００がアレイアンテナで実現されていることを踏まえ、受信装置３００と検定点４００との相対角度と距離を考慮することで、直接波のみが到来するとしてアレイアンテナを用いた従来技術と同様な方法で理論値を求めることができる。
理論値算出部１２０は、このようにして求めた理論値を直接波理論値として理論値バッファ１３０に一時記憶する。

図８は、理論値算出部１２０が算出した合成波理論値と直接波理論値の一例の模式図である。
図８（ａ）には、発信端末４１が強反射領域４１０の内部に位置していると仮定したときの合成波理論値が示されている。本実施の形態では、強反射領域４１０の内部の１箇所について位相差φを１０度毎異ならせて算出した３６種類の合成波理論値を算出する。
合成波理論値は、受信強度の角度スペクトルとして、角度ごと、例えば１度ごとの強度の値が所定の単位、例えばデシベル（ｄＢ）にて表された数値として表現されてテーブル形式で表現される。

図８（ｂ）には、発信端末４１が強反射領域４１０の外部に位置していると仮定したときの直接波理論値が示されている。直接波理論値は、発信端末４１の位置１箇所について１種類の直接波理論値が算出される。合成波理論値と同様に、直接波理論値も角度ごと、例えば１度ごとの強度の値が例えばデシベル（ｄＢ）にて表された数値として表現されてテーブル形式で表現される。

このように、人物４０の検出位置が強反射領域４１０に含まれない場合には、その位置に応じて１個の直接波理論値が算出されて理論値バッファ１３０に記憶されるが、強反射領域４１０に含まれる場合には、直接波と反射波の位相差に応じて複数の合成波理論値が算出されて理論値バッファ１３０に記憶される。例えば位相差φを１０度ずつ変える場合には３６個が記憶される。

なお、さらには１時点の理論値だけではなく、複数時点の結果、即ち人物４０が移動している場合に、その各時点における位置に対応する理論値を逐次算出して理論値バッファ１３０に記憶してもよい。
理論値バッファ１３０は、適宜半導体メモリや磁気ディスクで実現できる。記憶部１１０から独立した記憶装置であってもよく、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１４０は、受信装置３００から発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。適宜半導体メモリや磁気ディスクで実現できる。実測値バッファ１４０は、理論値バッファ１３０や記憶部１１０から独立した記憶装置であってもよく、理論値バッファ１３０や記憶部１１０に一定の領域を確保して、理論値バッファ１３０や記憶部１１０と一体化して実現してもよい。

比較決定部１５０は、理論値バッファに記憶されている受信電波の理論値と、実測値バッファに記憶されている受信電波の実測値を比較して理論値と実測値の差分を求める。例えばこの差分は、理論値と実測値を正規化して、角度毎の差分の総和として求めればよい。又は、理論値と実測値の近似の程度を表す量として、その角度毎の差分の総和の逆数を求めてもよいし、理論値と実測値の正規化相関を求めてもよい。
比較決定部１５０は、理論値と実測値との間の差分が所定値以下である場合に、位置検出装置２００が検出した位置にいる人物が発信端末を所持すると決定する。

ここで、人物４０の検出位置が強反射領域４１０に含まれる場合、比較決定部１５０は、人物４０の検出位置に対応づけて記憶された複数の合成波理論値と実測値とのそれぞれの差分を求める。
比較決定部１５０は、複数の合成波理論値のいずれかと実測値との差分が所定値以上であっても、他の合成波理論値のいずれか１個と実測値との間の差分が所定値未満であれば、位置検出装置２００が検出した位置にいる人物が発信端末を所持すると決定する。

人物４０が発信端末を所持すると決定した場合、比較決定部１５０は、出力部１６０を経由して外部設備、外部装置、外部の人間、例えば警備センターや部屋２０の管理者などに報知する。

次に図９に示すフローチャートを参照して、第１実施形態の端末所持者検知システム１０の動作を説明する。
なお、図９のフローチャートを実行する前に、本システムの管理者により、図示しない操作入力部を用いて部屋２０の内部構造に関する構造情報１１１を記憶部１１０に記憶させる。

ステップＳ１００において位置検出装置２００は、部屋２０に存在する物体、特に人物の位置を検出して、その検出位置をシステム主装置１００に送信する。
ステップＳ１１０において受信装置３００は、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１４０に格納する。

ステップＳ１２０において受信強度の実測値が小さくノイズが受信されているか否かを判定する。受信強度の実測値が所定値以上でない場合（ステップＳ１２０：Ｎｏ）には、以後のステップＳ１３０～Ｓ１７０は行わない。
受信強度の実測値が、ノイズと判定される所定値以上の場合（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ１３０において理論値算出部１２０は、人物４０が強反射領域４１０に存在するか否かを判定する。候補者が強反射領域４１０に存在する場合（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ１４０へ進む。人物４０が強反射領域４１０の外側に存在する場合（ステップＳ１３０：Ｎｏ）には、処理はステップＳ１５０へ進む。

ステップＳ１４０において理論値算出部１２０は、人物４０の検出位置から発信された電波が、受信装置３００の位置にて受信される場合の受信強度の複数の合成波理論値を算出する。理論値算出部１２０は、これら複数の合成波理論値を理論値バッファ１３０へ一時的に記憶させる。その後に処理はステップＳ１６０へ進む。

一方でステップＳ１５０において理論値算出部１２０は、人物４０の検出位置から発信された電波が、受信装置３００の位置にて受信される場合の受信強度の直接波理論値を算出する。理論値算出部１２０は、この直接波理論値を理論値バッファ１３０へ一時的に記憶させる。その後に処理はステップＳ１６０へ進む。

ステップＳ１６０において実測値バッファ１４０に記憶された受信強度の実測値と、理論値バッファ１３０に記憶された受信強度の理論値を比較して、これらの値の差分を求める。比較決定部１５０は、理論値と実測値との間の差分が所定値以下である場合に、位置検出装置２００が検出した位置にいる人物が発信端末を所持すると決定する。
ステップＳ１７０において出力部１６０は、比較決定部１５０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、例えば、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。その後に処理はステップＳ１００へ戻る。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態に係る端末所持者検知システムは、強反射体のみに反射する電波が受信装置へ到達する経路が存在する場合に、条件を変えて求めた複数の理論値を実測値と比較して電波の発信位置を判定する。このため、直接波と同等の強度で反射波が受信装置に到達する状況において、人物の検出位置の誤差や、受信強度の理論値の算出に使用する構造情報の誤差のために受信強度の角度スペクトルのパターンが変動して理論値と実測値とが近似しにくくなっても、条件を異ならせて算出した複数の理論値のいずれかが実測値と一致または差分が小さければ電波の発信位置を判定できる。さらに、強反射体のみに反射する電波が受信装置へ到達する経路が存在する場合に複数の理論値を算出するので、理論値の計算量を必要最低限に抑え、計算量の増大を回避できる。

（変形例）
以上、第１実施形態に係る端末所持者検知システムについて構成と動作を説明してきたが、本発明の範囲はそれに限られない。
発信端末４１が強反射領域４１０の外に存在する場合は、発信端末４１から受信装置３００への直接波が計測結果において支配的になる。

したがってこの場合には、理論値算出部１２０は、レイトレーシング法に準じて直接波理論値を求めるのに代えて、単に検定点４００から受信装置３００へ向かう直線の角度（図２（ｂ）参照）を求め、この方向から到来する電波の強度が、発信端末４１から発信されたと考えられる強度閾値以上であるか否かを判定してもよい。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、部屋２０に人物は主に１人のみがいるものとして説明してきたが、本発明の範囲はこれに限られない。第２実施形態の端末所持者検知システム１０は、複数の人物が部屋２０にいる場合に、いずれの人物が発信端末４１を所持しているかを判定する。

ここで部屋２０に複数の人物が存在し、発信端末４１の所持者と受信装置３００との間に他の人物が位置すると、この人物は電波の伝播を妨げる遮蔽物として作用する。
そこで、第２実施形態のシステム主装置１００では、各計測時点において、理論値算出部１２０が、複数の人物による電波の減衰を考慮して、前述のレイトレーシング法に準じて理論値をリアルタイムに求めて、理論値バッファ１３０に記憶させることとする。この方法は特許文献１に示されている方法に準じることとなる。

図１０は、第２実施形態の端末所持者検知システムの概略構成の一例のブロック図を示す。第２実施形態のシステム主装置１００は、図３を参照して説明した第１実施形態のシステム主装置１００と類似する構成を備えており、類似する構成要素には同一の参照符号を付して、同じ機能についての説明を省略する。
第２実施形態のシステム主装置１００は、記憶部１１０、理論値算出部１２０、理論値バッファ１３０、実測値バッファ１４０、比較決定部１５０、出力部１６０に加えて、モデル生成部１７０を備える。

また、第２実施形態の記憶部１１０には、人間の形状と人間の表面における電波の反射率を含む人間モデル１１２が記憶されている。人間モデル１１２は、部屋２０に存在し得る人間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。そして人間モデル１１２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１７０は、構造情報１１１を参照し、位置検出装置２００による部屋２０内の人物の検出位置に人間モデル１１２を仮想的に配置して、人物が配置された部屋２０の内部の様子をモデル化した検知モデルを生成して理論値算出部１２０へ出力する。
理論値算出部１２０は、検知モデルに基づいて、発信端末４１から発信された電波が受信装置までどのような経路に沿って伝播し得るかを算出し、前述の合成波理論値と直接波理論値を各計測時点においてリアルタイムに求める。

具体的には、理論値算出部１２０は、位置検出装置２００により検出された複数の人物の中から発信端末４１を所持していると仮定した候補者を順次選択する。
理論値算出部１２０は、選択した候補者が所持している発信端末４１から発信された電波が、モデル生成部１７０が人間モデル１１２を仮想的に配置した部屋２０で伝播した場合に、ロッカー２１０のような強反射体の表面のみにて反射して受信装置３００に到達する反射波の伝播経路と、発信端末４１から受信装置３００に直接到達する直接波の伝播経路の距離差が所定閾値よりも小さくなるか否かを判定する。

強反射体の表面のみにて反射した反射波の伝播経路と直接波の伝播経路の距離差が所定閾値よりも小さい場合には、理論値算出部１２０は、候補者が強反射領域４１０に存在すると判定する。
この場合に理論値算出部１２０は、候補者が所持している発信端末４１から発信された電波が、モデル生成部１７０が人間モデル１１２を仮想的に配置した部屋２０で伝播し、受信装置３００の位置にて受信される場合の受信強度の複数の合成波理論値を算出する。理論値算出部１２０は、これら複数の合成波理論値を理論値バッファ１３０へ一時的に記憶させる。

一方で、候補者が所持している発信端末４１から発信されてモデル生成部１７０が人間モデル１１２を仮想的に配置した部屋２０を伝播する電波が強反射体の表面のみにて反射して受信装置３００に到達する反射波の経路が存在しない場合や、反射波の伝播経路と直接波の伝播経路の距離差が所定閾値よりも大きい場合には、理論値算出部１２０は、候補者が強反射領域４１０の外側に存在すると判定する。

この場合に理論値算出部１２０は、候補者が所持している発信端末４１から発信された電波が、モデル生成部１７０が人間モデル１１２を仮想的に配置した部屋２０で伝播し、受信装置３００の位置にて受信される場合の受信強度の直接波理論値を算出する。理論値算出部１２０は、直接波理論値を理論値バッファ１３０へ一時的に記憶させる。

比較決定部１５０は、複数の人物についてそれぞれ算出した理論値と、受信装置３００にて受信された受信強度の実測値とを比較して、実測値と理論値との差分が最も小さい人物が発信端末４１を所持すると決定する。
なお、部屋２０に複数人がいる場合、その全員が受信装置３００からみて一直線上に並ぶ場合にはこれまで述べてきた方法では対応は困難となる。そこで受信装置３００を複数用意することが望ましい。図１では受信装置３００は壁Ａ２３の上方に取り付けている様子を図示しているが、例えばさらに壁Ｂ２４の上方にも取り付ける。

次に図１１に示すフローチャートを参照して、第２実施形態の端末所持者検知システム１０の動作を説明する。
ステップＳ２００～Ｓ２２０の処理は、図９のステップＳ１００～Ｓ１２０の処理と同様である。
受信強度の実測値がノイズと判定される値以上であり、いずれかの人物が発信端末を所持している可能性があると判定される値以上の場合（ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ２３０へ進む。

ステップＳ２３０においてモデル生成部１７０は、記憶部１１０に記憶されている構造情報１１１と人間モデル１１２を参照し、ステップＳ３００にて位置検出装置２００が測定した各人物の検出位置に人間モデル１１２をそれぞれ仮想的に配置して検知モデルを作成し、理論値算出部１２０に出力する。

理論値算出部１２０は、位置検出装置２００により検出された複数の人物の中から発信端末４１を所持していると仮定した候補者を順次選択し、候補者毎に以降のステップＳ２４０～Ｓ２６０を実行する。
ステップＳ２４０において理論値算出部１２０は、候補者が強反射領域４１０に存在するか否かを判定する。候補者が強反射領域４１０に存在する場合（ステップＳ２４０：Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ２５０へ進む。候補者が強反射領域４１０の外側に存在する場合（ステップＳ２４０：Ｎｏ）には、処理はステップＳ２６０へ進む。

ステップＳ２５０において理論値算出部１２０は、候補者が所持している発信端末４１から発信された電波が、ステップＳ２３０で人間モデル１１２が仮想的に配置された部屋２０内で伝播し、受信装置３００の位置にて受信される場合の受信強度の複数の合成波理論値を算出する。理論値算出部１２０は、これら複数の合成波理論値を理論値バッファ１３０へ一時的に記憶させる。その後に処理はステップＳ２７０へ進む。

ステップＳ２６０において理論値算出部１２０は、候補者が所持している発信端末４１から発信された電波が、ステップＳ２３０で人間モデル１１２が仮想的に配置された部屋２０内で伝播し、受信装置３００の位置にて受信される場合の受信強度の直接波理論値を算出する。理論値算出部１２０は、この直接波理論値を理論値バッファ１３０へ一時的に記憶させる。その後に処理はステップＳ２７０へ進む。

ステップＳ２７０において比較決定部１５０は、実測値バッファ１４０に記憶された受信強度の実測値と、理論値バッファ１３０に記憶された受信強度の理論値を比較して、実測値と理論値との差分が最も小さい人物が発信端末４１を所持すると決定する。
ステップＳ２８０において出力部１６０は、比較決定部１５０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、例えば、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。その後に処理はステップＳ２００へ戻る。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態に係る端末所持者検知システムによれば、強反射体と複数の人物が存在する監視空間２０において、人物の移動により時々刻々と変化する電波の遮蔽状況を考慮しながら強反射体からの反射波の影響で受信強度の角度スペクトルのパターンが変動し易くなっているか否かを判定できる。このため、強反射体と複数の人物が存在する室内にて、計算量の増大を回避しつつ、複数の人物のいずれが発信端末を所持しているかを推定する精度を向上できる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について説明する。第１実施形態及び第２実施形態では、合成波理論値と直接波理論値を各計測時点においてリアルタイムに求めるものとして説明してきたが、本発明の範囲はこれに限られない。第３実施形態の端末所持者検知システム１０は、合成波理論値と直接波理論値を予め算出して記憶部１１０に記憶しておき、人物４０の検出位置に応じてこれらの理論値を読み出して実測値と比較する。

図１２は、第３実施形態の端末所持者検知システムの概略構成の一例のブロック図を示す。第３実施形態のシステム主装置１００は、図３を参照して説明した第１実施形態のシステム主装置１００と類似する構成を備えており、類似する構成要素には同一の参照符号を付して、同じ機能についての説明を省略する。

第３実施形態のシステム主装置１００は、記憶部１１０、理論値算出部１２０、理論値バッファ１３０、実測値バッファ１４０、比較決定部１５０、出力部１６０に加えて、電波情報決定部１８０を備える。
また、記憶部１１０には、構造情報１１１に加えて、強反射領域情報１１３と、合成波理論値１１４と、直接波理論値１１５が記憶される。

強反射領域情報１１３は、部屋２０内における世界座標系にて表された強反射領域の位置情報であり、例えば図４（ｃ）に示すように強反射領域４１０の外郭線を表現する。強反射領域情報１１３は、理論値算出部１２０により生成され記憶部１１０に記憶される。
図１３を参照して、強反射領域情報１１３の生成方法の一例を説明する。図１３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様子を示す。

理論値算出部１２０は、部屋２０において発信端末４１が存在する位置の候補４００を設定する。図１３には、横方向（ｘ軸方向）に９個、縦方向（ｙ軸方向）に７個の配置された９×７＝計６３個の黒丸印（●）が、候補４００として記載されている。以下、発信端末４１が存在して電波が発信されうる位置、すなわち発信位置の点を「検定点」と表記する。
例えば検定点４００の密度は、ｘ軸方向、ｙ軸方向それぞれキャリア周波数に対して半波長以下ごとに設定するのが望ましい。例えば発信端末４１から発信される電波が２．４ＧＨｚとすると、１～５ｃｍごとに設定すればよい。

次に理論値算出部１２０は、検定点４００のそれぞれについて、強反射領域に含まれるか否かを判断する。例えば、理論値算出部１２０は、検定点４００から発信された電波がロッカー２１０のような強反射体の表面のみにて反射して受信装置３００に到達する反射波の伝播経路と、検定点４００から受信装置３００に直接到達する直接波の伝播経路との間の距離差が所定閾値よりも小さくなるか否かに応じて、検定点４００が強反射領域に含まれるか否かを判断する。
そして理論値算出部１２０は、強反射領域に含まれる検定点４００の集合の外郭線を決定して、その領域を示す強反射領域情報１１３を記憶部１１０に記憶させる。

次に理論値算出部１２０は、各検定点４００から発信された電波が受信装置３００にて受信される場合の受信強度の理論値を求め、各検定点４００に対応づけて記憶部１１０に記憶する。強反射領域４１０の内部の検定点４００については、理論値算出部１２０は、合成波理論値１１４を算出する。強反射領域４１０の内部でない検定点４００については、理論値算出部１２０は、直接波理論値１１５を算出する。合成波理論値１１４及び直接波理論値１１５の算出方法は、第１実施例と同様である。

図１２を参照する。伝播情報決定部１８０は、位置検出装置２００から出力される人物４０の検出位置を入力する。位置検出装置２００から出力される検出位置は、位置検出装置２００から人物４０への方位と距離である。伝播情報決定部１８０は、記憶部１１０の構造情報１１１を参照して、人物４０の検出位置を部屋２０における世界座標系で表現した座標を算出する。
さらに伝播情報決定部１８０は、記憶部１１０に記憶されている強反射領域情報１１３を参照して、人物４０の検出位置が強反射領域に含まれるか否かを判定する。
なお、伝播情報決定部１８０は、強反射体が人物４０の前記検出位置の近傍又は受信装置３００の近傍である場合に、人物４０の検出位置が強反射領域に含まれると判断してもよい。

人物４０の検出位置が強反射領域４１０に含まれる場合には、人物４０の検出位置に対応づけて記憶された合成波理論値１１４を記憶部１１０から読み出して、理論値バッファ１３０に一時記憶させる。
人物４０の検出位置が強反射領域４１０に含まれない場合には、人物４０の検出位置に対応づけて記憶された直接波理論値１１５を記憶部１１０から読み出して、理論値バッファ１３０に一時記憶させる。
比較決定部１５０、出力部１６０の動作は、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。

次に図１４に示すフローチャートを参照して、第３実施形態の端末所持者検知システム１０の動作を説明する。
なお、図１４のフローチャートを実行する前に、本システムの管理者により、図示しない操作入力部を用いて部屋２０の内部構造に関する構造情報１１１を記憶部１１０に記憶する。

ステップＳ３００とＳ３１０は、端末所持者を検知するための初期設定である。
ステップＳ３００において理論値算出部１２０は、記憶部１１０の構造情報１１１を参照し、レイトレーシング法に準じた方法により、部屋２０内部に仮想的に設定した検定点４００のそれぞれについて、当該検定点４００から発信された電波が受信装置３００にて受信される場合の受信強度の理論値を求める。

その際、前述のようにロッカー２１０のような強反射体による反射が無視できない検定点４００、例えば、検定点４００から発信された電波がロッカー２１０のような強反射体の表面のみにて反射して受信装置３００に到達する反射波の伝播経路と、検定点４００から受信装置３００に直接到達する直接波の伝播経路の距離差が小さい場合については、直接波と反射波の位相差φを異ならせて複数の受信強度の理論値をそれぞれ求めて合成波理論値１１４として記憶部１１０に記憶させる。強反射体による反射が無視できる場合には、検定点４００のそれぞれについて直接波を受信した場合の１個の理論値を求めて直接波理論値１１５として記憶部１１０に記憶させる。

ステップＳ３１０において理論値算出部１２０は、前のステップＳ３１０にて処理対象とした検定点４００のうち、ロッカー２１０のような強反射体による反射が無視できない検定点４００を特定し、その集合の外郭線を決定して、その領域を示す強反射領域情報１１３を記憶部１１０に記憶させる。

以下のステップＳ３２０～Ｓ４００は、端末所持者検知システム１０が１回の計測と判定結果を出力するたびに繰り返し実行される。
ステップＳ３２０においてシステム主装置１００は、位置検出装置２００により検出された部屋２０内の人物４０の検出位置として、例えば位置検出装置２００から見た人物４０の方角と距離を人物４０の検出位置として受け付ける。その結果は伝播情報決定部１８０に入力される。

ステップＳ３３０において伝播情報決定部１８０は、位置検出装置２００の検出結果が部屋２０内に人物４０が存在することを示すか否か判定する。人物４０が存在することを示さない場合（ステップＳ３３０：Ｎｏ）には、以下のステップＳ３４０～Ｓ４００を行わずに処理はステップＳ３２０に戻る。人物４０が存在することを示す場合（ステップＳ３３０：Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ３４０へ進む。

ステップＳ３４０においてシステム主装置１００は、受信装置３００が計測した電波の強度の実測値を受け付けて実測値バッファ１４０に記憶させる。
ステップＳ３５０にてシステム主装置１００は、受信装置３００が受信した電波の受信強度が所定値以上、例えばノイズと考えられる値以上であるか否かを判定する。

受信強度が所定値未満である場合（ステップＳ３５０：Ｎｏ）には、その部屋に存在する人物４０は発信端末４１を所持していないと判定して処理はＳ３２０に戻る。出力部１６０からその旨を外部に適宜出力してもよい。受信強度が所定値以上であるの場合（ステップＳ３５０：Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ３６０へ進む。

ステップＳ３６０において伝播情報決定部１８０は、ステップＳ３２０にて得られた人物の位置情報から、人物４０の検出位置が強反射領域４１０に含まれるか否かを判定する。検出位置が強反射領域４１０に含まれる場合（ステップＳ３６０：Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ３７０に進む。検出位置が強反射領域４１０に含まれない場合（ステップＳ３６０：Ｎｏ）には、処理はステップＳ３８０に進む。

ステップＳ３７０において伝播情報決定部１８０は、ステップＳ３２０にて得られた人物４０の位置情報を参照して、人物４０の検出位置に対応する合成波理論値１１４を記憶部１１０から読み出して理論値バッファ１３０に記憶させる。
比較決定部１５０は、実測値バッファ１４０に記憶されている受信強度の実測値と理論値バッファ１３０に記憶されている複数の合成波理論値１１４を比較して差分をそれぞれ求める。その後に処理はステップＳ３９０へ進む。

一方、ステップＳ３８０において伝播情報決定部１８０は、ステップＳ３２０にて得られた人物の位置情報を参照して、人物４０の検出位置に対応する直接波理論値１１５を記憶部１１０から読み出して理論値バッファ１３０に記憶させる。
比較決定部１５０は、実測値バッファ１４０に記憶されている受信強度の実測値と理論値バッファ１３０に記憶されている直接波理論値１１５を比較して差分を求める。

ステップＳ３９０において比較決定部１５０は、ステップＳ３７０またはステップＳ３８０にて求めた差分を所定の閾値と比較する。差分が大きい場合には（ステップＳ３９０：Ｎｏ）、部屋２０にいる人物４０は発信端末４１を所持していないとして処理はステップＳ３２０に戻る。あるいはいずれの差分も大きいことになるので部屋２０にはノイズが多いことを出力部１６０から外部に適宜出力してもよい。

差分が小さい場合には（ステップＳ３９０：Ｙｅｓ）、ステップＳ３２０にて位置検出装置２００が検出した位置の人物４０が発信端末４１を所持しているとして、出力部１６０を経由して外部へ、例えば警備センターや部屋２０の管理者などに報知する。その後に処理はステップＳ３２０へ戻る。
ステップＳ３７０において複数の合成波理論値１１４と実測値とのそれぞれの差分を求めた場合、比較決定部１５０は、複数の合成波理論値１１４のいずれかと実測値との差分が小さくても、他の合成波理論値１１４のいずれか１個と実測値との間の差分が小さければ、人物４０が発信端末４１を所持していると判定する。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態の端末所持者検知システムによれば、合成波理論値と直接波理論値を予め算出して記憶部１１０に記憶しておくことにより、人物２０を検出する度に合成波理論値と直接波理論値をリアルタイムに計算する必要がなくなる。これにより、システム主装置１００の計算負荷を軽減し、発信端末の所持者を推定する速度を向上できる。また、強反射体のみに反射する電波が受信装置へ到達する経路が存在する場合に複数の合成波理論値を生成するので、記憶部１１０に合成波理論値を記憶ための記憶容量を節約できる。

（変形例）
なお、第３実施形態において部屋２０に複数人が存在する場合は位置検出装置２００がそれぞれの人物の部屋２０における位置を検出する。そして、比較決定部６０は、順次複数人から候補者を選択してそれぞれの候補者について求められた理論値と実測値の差分が最も小さい候補者が発信端末４１を所持していると判定してもよい。

なお、これまで述べてきたいずれの実施形態においても所有者の発信端末４１の持ち方によっては、受信強度の理論値に影響を与えることも考えられる。このため、理論値算出部１２０は、電波の発信位置、すなわち所持者が発信端末４１を所持する位置を決定する際に、所有者の表面（たとえば顔面の側面、胸部の表面、腹部や腰部の側面）や、所有者の近傍位置に発信端末４１が所持されていると仮定する。その近傍位置として例えば右側、左側、前側、後ろ側が考えられる。
そして、所有者の検出位置に、人間モデルに基づいた近傍位置に相当する変位量を加味して電波の発信位置としてもよい。
理論値算出部１２０は、上記の伝播経路に加え、発信端末４１の持ち方も考慮した伝播経路も算出してもよい。例えば理論値算出部１２０は、発信端末４１の複数の持ち方についてそれぞれ理論値を算出してもよい。

１０…端末所持者検知システム，２０…部屋（監視空間），４１…発信端末，１００…システム主装置，１１０…記憶部，１１１…構造情報，１１２…人間モデル，１１３…強反射領域情報，１１４…合成波理論値，１１５…直接波理論値，１２０…理論値算出部，１３０…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…モデル生成部，１８０…伝播情報決定部，２００…位置検出装置，２１０…ロッカー（強反射体），３００…受信装置

Claims (8)

1. 監視空間内の発信端末からの電波をアレイアンテナにて受信する受信装置と、前記監視空間内の人物の位置を検出する位置検出装置と、システム主装置と、を備え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、
   前記監視空間内の各所における電波の反射率、前記受信装置の位置、及び所定値以上の前記反射率を有する強反射体の位置を含む構造情報を記憶しておく記憶部と、
   前記構造情報および前記人物の検出位置に基づいて、前記人物が前記発信端末を所持していた場合の発信位置から発信され前記受信装置にて受信される電波の理論値を算出する理論値算出部と、
   前記人物が検出された時に前記受信装置にて受信された電波の実測値と前記理論値との差分が所定値以下の場合に、前記人物が前記発信端末を所持すると決定する比較決定部と、
   を備え、
   前記発信位置からの電波が前記強反射体のみに反射して前記受信装置にて受信される経路が存在する場合、前記理論値算出部は、異なる複数の条件にて複数の前記理論値を算出し、前記比較決定部は、前記複数の理論値と前記実測値とを比較する、
   ことを特徴とする端末所持者検知システム。
2. 前記理論値算出部は、
   前記発信位置からの電波が所定の減衰量以下で前記受信装置まで到達しうる経路を算出し、
   前記発信位置からの電波が前記強反射体のみで反射して前記受信装置へ到達する第１経路の経路長と、前記発信位置からの電波が受信装置へ直接到達する第２経路の経路長との差が所定値以下の場合に、前記複数の理論値を算出し、
   前記第１経路の経路長と前記第２経路の経路長との差が所定値より大きい場合に、単一の前記理論値を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の端末所持者検知システム。
3. 前記理論値算出部は、前記強反射体が前記人物の前記検出位置の近傍又は前記受信装置の近傍である場合に、前記複数の理論値を算出することを特徴とする請求項１に記載の端末所持者検知システム。
4. 監視空間内の発信端末からの電波をアレイアンテナにて受信する受信装置と、前記監視空間内の複数の人物のそれぞれの位置を検出する位置検出装置と、システム主装置と、を備え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、
   前記監視空間内の各所における電波の反射率、前記受信装置の位置、所定値以上の前記反射率を有する強反射体の位置を含む構造情報、人間の形状および前記人間の表面における電波の反射率を含む人間モデル、を記憶しておく記憶部と、
   前記構造情報と前記人間モデルとに基づいて、前記複数の人物の検出位置のそれぞれに前記人間モデルが仮想的に配置された検知モデルを生成するモデル生成部と、
   前記複数の人物の中から候補者を順次選択し、前記検知モデルに基づいて前記候補者が前記発信端末を所持している場合の発信位置から発信されて前記受信装置にて受信される電波の理論値を算出する理論値算出部と、
   前記複数の人物が検出された時に前記受信装置にて受信された電波の実測値と前記理論値とを比較して、前記実測値と前記理論値との差が最も小さい候補者が前記発信端末を所持すると決定する比較決定部と、
   を備え、
   前記発信位置からの電波が前記強反射体のみに反射して前記受信装置にて受信される到達する経路が存在する場合、前記理論値算出部は、異なる複数の条件にて複数の理論値を算出し、
   前記比較決定部は、前記複数の理論値と前記実測値とを比較する、
   ことを特徴とする端末所持者検知システム。
5. 監視空間内の発信端末からの電波をアレイアンテナにて受信する受信装置と、前記監視空間内の人物の位置を検出する位置検出装置と、システム主装置と、を備え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、
   前記監視空間内の各発信位置からそれぞれ発信された電波が前記受信装置にて受信される場合の受信強度の理論値を、前記各発信位置に対応づけて記憶しておく記憶部と、
   前記人物の検出位置に対応する前記発信位置に対応づけられた前記理論値と前記受信装置にて受信された受信強度の実測値との差分が所定値以下の場合に、前記検出位置にいる前記人物が前記発信端末を所持すると決定する比較決定部と、
   を備え、
   前記記憶部は、前記発信位置からの電波が所定値以上の反射率を有する強反射体のみに反射して前記受信装置にて受信される経路については当該経路の発信位置に対応づけて異なる複数の条件で求めた複数の理論値を記憶し、
   前記比較決定部は、前記検出位置に対応する前記発信位置に前記複数の理論値が対応づけられている場合、当該複数の理論値と前記実測値とのそれぞれの差分に基づいて、前記検出位置にいる前記人物が前記発信端末を所持するか否かを決定する、
   ことを特徴とする端末所持者検知システム。
6. 前記複数の理論値は、前記強反射体のみで反射して前記受信装置へ到達する電波と受信装置へ直接到達する電波との間の位相差を異ならせて求められることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の端末所持者検知システム。
7. アレイアンテナを有する受信装置により監視空間内の発信端末からの電波を受信する受信ステップと、
   前記監視空間内の人物の位置を検出する検出ステップと、
   前記監視空間内の各所における電波の反射率、前記受信装置の位置、及び所定値以上の前記反射率を有する強反射体の位置を含み、予め記憶装置に記憶された構造情報と、前記人物の検出位置に基づいて、前記人物が前記発信端末を所持していた場合の発信位置から発信され前記受信装置にて受信される電波の理論値を算出する理論値算出ステップと、
   前記人物が検出された時に前記受信装置にて受信された電波の実測値と前記理論値との差分が所定値以下の場合に、前記人物が前記発信端末を所持すると決定する比較決定ステップと、を含み、
   前記発信位置からの電波が前記強反射体のみに反射して前記受信装置にて受信される経路が存在する場合、前記理論値算出ステップにおいて異なる複数の条件にて複数の前記理論値を算出し、前記比較決定ステップにおいて前記複数の理論値と前記実測値とを比較する、ことを特徴とする端末所持者検知方法。
8. コンピュータに、
   監視空間内の発信端末からの電波をアレイアンテナにて受信する受信装置が受信した電波の実測値を入力するステップと、
   前記監視空間内の人物の位置を検出する位置検出装置が検出した前記人物の検出位置を入力するステップと、
   前記監視空間内の各所における電波の反射率、前記受信装置の位置、及び所定値以上の前記反射率を有する強反射体の位置を含み、予め記憶装置に記憶された構造情報と、前記人物の検出位置に基づいて、前記人物が前記発信端末を所持していた場合の発信位置から発信され前記受信装置にて受信される電波の理論値を算出する理論値算出ステップと、
   前記人物が検出された時に前記受信装置にて受信された電波の実測値と前記理論値との差分が所定値以下の場合に、前記人物が前記発信端末を所持すると決定する比較決定ステップと、を実行させ、
   前記発信位置からの電波が前記強反射体のみに反射して前記受信装置にて受信される経路が存在する場合、前記理論値算出ステップにおいて異なる複数の条件にて複数の前記理論値を算出し、前記比較決定ステップにおいて前記複数の理論値と前記実測値とを比較する、ことを特徴とするコンピュータプログラム。

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