JPWO2019035184A1

JPWO2019035184A1 - システム

Info

Publication number: JPWO2019035184A1
Application number: JP2019536381A
Authority: JP
Inventors: 日下部　進; 進日下部; 弥太郎工藤; 直渡邊; 久保野　文夫; 文夫久保野; 山形　昭彦; 昭彦山形
Original assignee: Quadrac Co Ltd
Current assignee: Quadrac Co Ltd
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2017-08-15
Publication date: 2020-09-24
Also published as: WO2019035184A1

Abstract

【課題】ＧＰＳを利用できない環境下でもサービスを提供することができる。また、ＧＰＳの運営上の制約を受けることなく、ユーザ装置の位置情報を精度良く算出することができる。【解決手段】ユーザ装置との双方向通信により、自装置と前記ユーザ装置との間の距離を算出する測距装置と、前記ユーザ装置と前記測距装置との双方向通信により算出された距離を用いて、所定の処理を実行する処理実行装置と、を備えたシステム。【選択図】図１

Description

本発明はシステムに関する。

携帯端末の位置情報を用いて、携帯端末に店舗の位置を表示させる情報提供装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１６−０７１６５１号公報

上記従来の情報提供装置では、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を利用して携帯端末の位置情報を取得するため、これらのＧＰＳを利用できない環境（例：駅などの建物の中、ビルの谷間、山間部のトンネル、トンネルを出た直後（トンネルを出てから数秒以内）のような衛星を捉えるまでの時間が十分に取れない環境）ではサービスを提供できない虞がある。また、位置情報の精度が、ＧＰＳの運営上の制約を受ける虞もある。

上記の課題は、例えば、次の手段により解決することができる。

ユーザ装置との双方向通信により、自装置と前記ユーザ装置との間の距離を算出する測距装置と、前記ユーザ装置と前記測距装置との双方向通信により算出された距離を用いて、所定の処理を実行する処理実行装置と、を備えたシステム。

本発明の一実施形態によれば、ＧＰＳを利用できない環境下でもサービスを提供することができる。また、ＧＰＳの運営上の制約を受けることなく、ユーザ装置の位置情報を精度良く算出することができる。

実施形態１に係るシステム１を説明する模式図である。ユーザ装置４０と測距装置５０の詳細な構成例を示す図である。ユーザ装置４０と測距装置５０との間の距離を説明するシーケンス図である。

［実施形態１に係るシステム１］
図１は実施形態１に係るシステム１を説明する模式図である。図１に示すように、実施形態１に係るシステム１は、ユーザ装置４０との双方向通信により、自装置とユーザ装置４０との間の距離を算出する測距装置５０と、ユーザ装置４０と測距装置５０との双方向通信により算出された距離を用いて、所定の処理を実行する処理実行装置６０と、を備えたシステムである。以下、詳細に説明する。

（ユーザ装置４０）
ユーザ装置４０は、ユーザにより所持され、測距装置５０との間で通信を行う装置である。ユーザ装置４０はそれ自体単体で持ち歩いて利用される装置であってもよいし、例えばスマートフォン、キーホルダー、衣服、ベルト、救命胴衣、自動車、自動車のスマートキー、子供の居場所を知らせるデバイスなどに取り付けてあるいは内蔵されて利用される装置であってもよい。また、ユーザ装置４０は、道路などに埋め込まれていてもよい。ユーザ装置４０は自装置内に電源を有してもよいし、自装置内に電源を有さず、取付先や内蔵先のデバイスから電力の供給を受けてもよい。

（測距装置５０）
測距装置５０は、ユーザ装置４０との間の双方向通信により、自装置（つまり測距装置５０）とユーザ装置４０との間の距離を算出する装置である。測距装置５０はシステム１の運営者が任意に設置することができる。測距装置５０は自装置内に電源を有してもよいし、自装置内に電源を有さず、取付先や内蔵先のデバイスから電力の供給を受けてもよい。

図２はユーザ装置４０と測距装置５０の構成例を示す模式図である。図２に示すように、ユーザ装置４０と測距装置５０は、例えば、送信部１２、２２と、受信部１４、２４と、時計部１６、２６と、演算部１８、２８と、を備えている。

（送信部１２、２２）
送信部１２、２２は他の装置に対して信号を送信する部である。送信部１２、２２は例えばアンテナや変調装置などから構成することができる。

（受信部１４、２４）
受信部１４、２４は他の装置から信号を受信する部である。受信部１４、２４は例えばアンテナや復調装置などから構成することができる。

本明細書において、他の装置とは自装置以外の装置をいう。ユーザ装置４０は測距装置５０にとっての他の装置に該当し、測距装置５０はユーザ装置４０にとっての他の装置に該当する。

測距装置５０の送信部１２はユーザ装置４０の受信部２４に対して第１信号を送信し、ユーザ装置４０の送信部２２は測距装置５０の受信部１４に対して第２信号を送信する。第１信号や第２信号は例えばパケットで構成することができるが、第１信号や第２信号の形式などは特に限定されない。

（時計部１６、２６）
時計部１６、２６は各種信号の送信時刻や受信時刻を計測する部である。すなわち、測距装置５０の時計部１６は第１信号の送信時刻と第２信号の受信時刻とを計測する。また、ユーザ装置４０の時計部２６は第１信号の受信時刻と第２信号の送信時刻とを計測する。ここで、送信時刻とは例えば信号の送信を開始した時刻をいい、信号がパケットで構成される場合にはパケットの先頭に配置されているビットを送信した時刻などをいう。受信時刻とは例えば信号の受信を開始した時刻をいい、信号がパケットで構成される場合にはパケットの先頭に配置されているビットを受信した時刻などをいう。

時計部１６、２６による各種時刻の計測は、基準時刻と基準時刻からの経過時間とを用いて行うことができる。例えば、測距装置５０の基準時刻をＴＡとし、基準時刻ＴＡから第１信号が送信されるまでの経過時間をＴＡ１とすると、測距装置５０の時計部１６は、第１信号の送信時刻＝ＴＡ＋ＴＡ１の関係式に基づき、第１信号の送信時刻を計測することができる。

時計部１６、２６は非同期に動作している。また、時計部１６、２６はそれぞれ独立して基準時刻を定めている。時計部１６、２６の基準時刻が同一の時刻になるとは限らない。後述のとおり、本実施形態によれば、基準時刻の値を用いることなく伝搬時間の平均値を算出することができるため、時計部１６、２６の基準時刻が同一の時刻であるか否かに関わらず、測距装置５０とユーザ装置４０の間における伝搬時間の平均値を求めることができる。

各装置の時計部が基準時刻をどのタイミングに定めるのかは限定されない。例えば、各装置は、電源が投入されたタイミングや所定のボタンが押されたタイミングなどを基準時刻として定め、これらのタイミングから経過時間の計測を開始することができる。本実施形態によれば、基準時刻の値を用いることなく伝搬時間の平均値を算出することができるため、各装置の時計部が基準時刻をどのタイミングに定めるのかに関わらず、測距装置５０とユーザ装置４０の間における伝搬時間の平均値を求めることができる。

各装置の時計部が基準時刻にどのような値を用いるのかは特に限定されない。例えば、各装置の時計部は基準時刻を０時０分０秒に設定することができるが、３時３分３秒や１２時０分０秒などの値に設定することも可能である。後述のとおり、本実施形態によれば、基準時刻の値を用いることなく伝搬時間の平均値を算出することができるため、各装置の時計部が基準時刻にどのような値を用いるのかに関わらず、測距装置５０とユーザ装置４０の間における伝搬時間の平均値を求めることができる。

各装置の時計部が基準時刻や経過時間をどのような精度で記憶や計測などするのかは特に限定されない。例えば、各装置の時計部は、ｓ、ｍｓ、μｓ、ｎｓ、ｐｓなどの単位で基準時刻や経過時間を記憶や計測などすることができる。ただし、基準時刻や経過時間を記憶や計測などする精度や単位は、各装置の時計部において同一であることが好ましい。精度や単位を揃えれば、測距装置５０とユーザ装置４０の間における伝搬時間の平均値を精度良く求めることができる。

時計部１６、２６は、基準時刻を設定することができ、且つ、基準時刻からの経過時間を計測し、計測した経過時間を用いて各種信号の送信時刻や受信時刻を求めることができる装置であればよい。時計部１６、２６には、必要とされる測定の精度に応じて、セラミックオシレータや水晶発振器や温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）などを時計部１６、２６として適宜用いることができる。

ユーザ装置４０の時計部２６で計測された第１信号の受信時刻と第２信号の送信時刻は、ユーザ装置４０の送信部２２から第１測距装置５０の受信部１４に対して送信される。

（演算部１８、２８）
演算部１８、２８は測距装置５０とユーザ装置４０との間の距離を算出する部である。演算部１８、２８には例えばＣＰＵを用いることができる。

測距装置５０の演算部１８は、測距装置５０の時計部１６で計測した第１信号の送信時刻、測距装置５０の受信部１４で受信した第１信号の受信時刻、測距装置５０の受信部１４で受信した第２信号の送信時刻、及び測距装置５０の時計部１６で計測した第２信号の受信時刻に基づいてユーザ装置４０との間における伝搬時間の平均値を算出する。伝搬時間とは、例えば、一の装置が一の信号の送信を開始してから他の装置が当該一の信号の受信を開始するまでの時間である。

演算部１８、２８は、算出した伝搬時間の平均値と伝搬速度（例：光速、音速）に基づいて互いの間の距離を算出する。伝搬速度は信号が伝搬する速度である。伝搬速度には、例えば、信号が電磁波であれば光速を用い、信号が音波であれば音速を用いることができる。

図３は測距装置５０とユーザ装置４０の間の距離を説明するシーケンス図である。以下、図３を参照しつつ、測距装置５０とユーザ装置４０の間の距離を測定する方法の一例について説明する。

（ステップＳ１）
まず、測距装置５０がユーザ装置４０に対し第１信号を送信し、ユーザ装置４０が測距装置５０から第１信号を受信する。測距装置５０は自装置の時計部１６で第１信号の送信時刻（ＴＡ＋ＴＡ１）を計測する。ユーザ装置４０は自装置の時計部２６で第１信号の受信時刻（ＴＢ＋ＴＢ１）を計測する。ここで、ＴＡは測距装置５０の基準時刻であり、ＴＢはユーザ装置４０の基準時刻である。ＴＡ１は基準時刻ＴＡから第１信号が送信されるまでの経過時間であり、ＴＢ１は基準時刻ＴＢから第１信号が受信されるまでの経過時間である。

（ステップＳ２）
次いで、ユーザ装置４０が測距装置５０に対し第２信号を送信し、測距装置５０がユーザ装置４０から第２信号を受信する。ユーザ装置４０は自装置の時計部２６で第２信号の送信時刻（ＴＢ＋ＴＢ２）を計測する。測距装置５０は自装置の時計部１６で第２信号の受信時刻（ＴＡ＋ＴＡ２）を計測する。ここで、ＴＡ２は基準時刻ＴＡから第２信号が受信されるまでの経過時間であり、ＴＢ２は基準時刻ＴＢから第２信号が送信されるまでの経過時間である。

（ステップＳ３）
次いで、ユーザ装置４０が、ユーザ装置４０の時計部２６で計測した第１信号の受信時刻（ＴＢ＋ＴＢ１）と第２信号の送信時刻（ＴＢ＋ＴＢ２）とを測距装置５０に対して送信する。

（ステップＳ４）
次いで、測距装置５０が、測距装置５０とユーザ装置４０の間における伝搬時間の平均値Ｔｄ０を算出する。伝搬時間の平均値Ｔｄ０は例えば次の数１に従って算出することができる。数１に示すように、本実施形態によれば、基準時刻の値を用いることなく伝搬時間の平均値を算出することができる。したがって、測距装置５０とユーザ装置４０は、任意のタイミングを基準時刻に設定して、それぞれのタイミング（基準時刻）からそれぞれに経過時間を計測することができる。

（ステップＳ５）
次いで、測距装置５０が、測距装置５０とユーザ装置４０の間における距離Ｄを算出する。この距離Ｄの算出は例えば次の数２に従って算出することができる。

ここで、Ｖは伝搬速度である。

以上説明した方法により距離を測定すれば、測距装置５０とユーザ装置４０の双方向通信により両装置間における伝搬時間Ｔｄ０を算出するため、測距装置５０は、ユーザ装置４０における遅延時間を考慮することなく、両装置間の距離Ｄを算出することができる。また、以上説明した方法により距離を測定すれば、基準時刻の値を用いることなく伝搬時間の平均値を算出することができるため、測距装置５０とユーザ装置４０は、任意のタイミングを基準時刻に設定して、それぞれのタイミング（基準時刻）からそれぞれに経過時間を計測することができる。よって、本実施形態によれば、測距装置５０とユーザ装置４０が非同期に動作する場合であっても、両装置間における伝搬時間Ｔｄ０を算出して、両装置間の距離Ｄを求めることができる。

（処理実行装置６０）
処理実行装置６０は、ユーザ装置４０と測距装置５０との双方向通信により算出された距離を用いて、所定の処理を実行する。処理実行装置６０は、例えば、スーパーマーケット、駅の改札、または有料道路の料金所などに設置することができる。処理実行装置６０は独立した装置であってもよいし、スーパーマーケットのレジ、駅の改札機、または有料道路の料金所に設置されたＥＴＣ車載器と通信を行う装置などに取り付けまたは内蔵されていてもよい。ＥＴＣとは、ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｏｌｌＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍの略である。

所定の処理とは、ユーザ装置４０に関する処理、ユーザ装置４０の利用者に関する処理、またはユーザ装置４０の利用者により設定された処理などのことをいい、例えば、決済処理やユーザ装置４０に対する情報の提供などはその一例である。

以上説明した実施形態に係るシステム１によれば、測距装置５０とユーザ装置４０との双方向通信により両装置間の距離が算出され、このような双方向通信により算出された両装置間の距離を用いて所定の処理が実行される。したがって、ＧＰＳを利用できない環境下でもサービスを提供することができる。また、ＧＰＳの運営上の制約を受けることなく、ユーザ装置４０の位置情報を精度良く算出することができる。なお、サービスとは上記した所定の処理を実行することにより実現されるものをいう。

測距装置５０は、測距装置５０の時計部１６で計測された第１信号の送信時刻（ＴＡ＋ＴＡ１）と第２信号の受信時刻（ＴＡ＋ＴＡ２）をユーザ装置４０に対して送信することができる。このようにすれば、ユーザ装置４０においても、上記した数１、数２に従い、両装置間の距離Ｄを算出することができる。

システム１は、測距装置５０と同様の構成・機能を備える測距装置をさらに１台以上備えることができる。このようにすれば、より精度良く、ユーザ装置４０の位置を推定することができる。

上記で説明した実施形態では、１台の測距装置５０を用いる。したがって、１台の測距装置５０とユーザ装置４０との間の距離Ｄを算出することにより、ユーザ装置４０が、この１台の測距装置５０を中心とする半径Ｄの球面上のいずれかに位置するものと推定することができる。

これに対し、２台の測距装置を用いる場合は、各測距装置とユーザ装置との間の距離をそれぞれ算出することにより、ユーザ装置が、１台目の測距装置とユーザ装置との距離を半径とする１台目の測距装置を中心とする球面と、２台目の測距装置とユーザ装置との距離を半径とする２台目の測距装置を中心とする球面との交線上のいずれかに位置するものと推定することができる。

実施例１として、ユーザ装置４０をユーザが所持し、スーパーマーケットのレジが、測距装置５０及び処理実行装置６０の機能を有する場合について検討する。実施例１では、スーパーマーケットのレジがユーザ装置４０と双方向通信を行うことにより、レジ（測距装置５０）とユーザ（ユーザ装置４０）との間の距離を算出する。そして、レジ（処理実行装置６０）は、この算出した距離に基づいて、ユーザがレジを通過したかどうかを判定し、ユーザがレジを通過した後、所定の処理としての決済処理を実行する。決済処理は、例えば、商品に価格情報を記憶するＩＣタグを取り付けておき、レジが、リーダライタなどを用いた無線通信でこのＩＣタグに記憶されている価格情報を読み込み、ユーザが所持するスマートフォンなどと別途通信を行うことにより実現することができる。このようにすれば、ユーザはレジを通過するだけで決済を完了させることができる。

実施例２として、ユーザ装置４０をユーザが所持し、駅の改札機に、測距装置５０及び処理実行装置６０が内蔵されている場合について検討する。実施例２では、改札機に内蔵された測距装置５０が、ユーザの所持するユーザ装置４０と双方向通信を行うことにより、改札機（測距装置５０）とユーザ（ユーザ装置４０）との間の距離を算出する。そして、改札機（処理実行装置６０）が、測距装置５０により算出された距離が所定の距離未満になった場合に、所定の処理としての決済処理を開始する。このようにすれば、ユーザは改札機にＩＣカードやＩＣカードが内蔵されたスマートフォンなどをかざすことなく、あるいは接触させることなく、運賃を支払うこができる。また、改札機の遠方から決済処理を開始することができるため、決済処理の時間を十分に確保し、改札機を通過するまでの間に決済を完了させることができる。したがって、処理未了（改札機を通過するまでの間に決済が完了しない現象）により、改札機の扉が閉じて改札ホームに混雑が生じることを抑制することもできる。

実施例３として、ユーザ装置４０をユーザが所持し、有料道路の料金所に、測距装置５０及び処理実行装置６０が設置されている場合について検討する。実施例３では、料金所に設置された測距装置５０が、ユーザの所持するユーザ装置４０と双方向通信を行うことにより、料金所（測距装置５０）とユーザが運転する車（ユーザ装置４０）との間の距離を算出する。そして、処理実行装置６０は、測距装置５０により算出された距離が所定の距離未満になった場合に、所定の処理としての決済処理を開始する。このようにすれば、料金所の遠方から決済処理を開始することができるため、ユーザは料金所で車を減速させることなく、料金所での決済を行うことができる。

以上、実施形態及び実施例について説明したが、これらの説明によって特許請求の範囲に記載された構成は何ら限定されるものではない。

１システム
１２、２２送信部
１４、２４受信部
１６、２６時計部
１８、２８演算部
４０ユーザ装置
５０測距装置
６０処理実行装置

Claims

ユーザ装置との双方向通信により、自装置と前記ユーザ装置との間の距離を算出する測距装置と、
前記ユーザ装置と前記測距装置との双方向通信により算出された距離を用いて、所定の処理を実行する処理実行装置と、を備えたシステム。
前記測距装置は、
前記ユーザ装置に対して第１信号を送信する送信部と、
前記ユーザ装置から、前記ユーザ装置の時計部で計測された前記第１信号の受信時刻、第２信号、及び前記ユーザ装置の時計部で計測された前記第２信号の送信時刻を受信する受信部と、
前記ユーザ装置の時計部とは非同期に動作し、前記第１信号の送信時刻と前記第２信号の受信時刻を計測する自装置の時計部と、
前記自装置の時計部で計測した第１信号の送信時刻、前記受信部で受信した第１信号の受信時刻、前記受信部で受信した第２信号の送信時刻、及び前記自装置の時計部で計測した第２信号の受信時刻に基づいて前記ユーザ装置との間における伝搬時間の平均値を算出し、前記算出した伝搬時間の平均値と伝搬速度に基づいて前記ユーザ装置との間の距離を算出する演算部と、を備える請求項１に記載のシステム。