WO2020090540A1

WO2020090540A1 - 無線通信の伝搬損失を利用した混雑度の推定方法、推定装置および推定プログラム

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Publication number: WO2020090540A1
Application number: PCT/JP2019/041290
Authority: WO
Inventors: 光貴中村; 山田　渉; 泰司鷹取
Original assignee: 日本電信電話株式会社
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2020-05-07
Also published as: US20220014285A1; JP7047705B2; US11909459B2; JP2020071042A

Abstract

受信電力取得処理と、受信電力から前記送信機と前記受信機との間の伝搬損失を計算する伝搬損失計算処理と、所定時間に前記伝搬損失計算処理により計算された複数の伝搬損失の中央値を求め、当該中央値を以降の処理に用いる伝搬損失として出力する中央値処理と、前記中央値処理により出力される伝搬損失の最大値を取得する損失ピーク取得処理と、前記最大値と、アンテナの高さと、前記無線通信の波長と、に少なくとも基づいて、前記送信機または前記受信機と遮蔽物との距離を計算する距離算出処理と、前記距離に基づいて、遮蔽物の個数を時系列に算出し、前記個数を所定時間だけ積分することにより、単位面積当たりの遮蔽物の個数を求め、混雑度を推定する混雑度計算処理とを実行する。

Description

無線通信の伝搬損失を利用した混雑度の推定方法、推定装置および推定プログラム

　本発明は、無線通信の伝搬損失を取得することで測定環境における人や車などの混雑の度合いを推定する技術に関する。

　従来、人や車などの多い混雑した環境において、混雑の度合い（以降、混雑度と称する）を定量的に評価するために、カメラで撮影した画像から人や車などの数を測定することが行われている。

中村光貴，佐々木元晴，北直樹，鬼沢武，"見通し線上の複数人体による人体遮蔽時の伝搬損失特性"，総合大会，Ｂ－１－３７，２０１６．

　ところが、カメラの高所への設置が困難な場所では、カメラの前が人や車などで遮られて奥の様子が確認できないという問題がある。また、プライバシー配慮の点でカメラの設置が困難な場所では、カメラで撮影した画像による確認ができないため、人や車の混雑度を測定することが難しい。

　一方、非特許文献１では、６ＧＨｚ以上の高周波数帯を利用した無線通信システムにおいて、送信機と受信機との間の通信領域が複数の人体によって遮蔽されたときの人体遮蔽損失の推定モデルが開示されているが、人や車の混雑度の測定に応用する技術は検討されていなかった。

　本発明は、対象エリアにおける無線通信の伝搬損失を取得することでエリア内の人や車などの混雑度を推定することができる推定方法、推定装置および推定プログラムを提供することを目的とする。

　第１の発明は、無線通信を行う送信機と受信機との間の通信領域における遮蔽物の混雑度を推定する推定方法であって、受信電力を取得する受信電力取得処理と、前記受信電力取得処理により取得された受信電力から前記送信機と前記受信機との間の伝搬損失を計算する伝搬損失計算処理と、予め決められた所定時間に前記伝搬損失計算処理により計算された複数の伝搬損失の中央値を求め、当該中央値を以降の処理に用いる伝搬損失として出力する中央値処理と、前記中央値処理により出力される伝搬損失の最大値を取得する損失ピーク取得処理と、前記損失ピーク取得処理により取得された伝搬損失の前記最大値と、前記送信機および前記受信機のアンテナの高さと、前記無線通信の波長と、に少なくとも基づいて、前記送信機または前記受信機と遮蔽物との距離を計算する距離算出処理と、前記距離算出処理により計算された前記距離に基づいて、遮蔽物の個数を時系列に算出し、前記個数を予め決められた所定時間だけ積分することにより、単位面積当たりの遮蔽物の個数を求め、混雑度を推定する混雑度計算処理とを実行することを特徴とする。

　第２の発明は、無線通信を行う送信機と受信機との間の通信領域における遮蔽物の混雑度を推定する推定方法であって、受信電力を取得する受信電力取得処理と、前記受信電力取得処理により取得された受信電力から前記送信機と前記受信機との間の伝搬損失を計算する伝搬損失計算処理と、予め決められた所定時間に前記伝搬損失計算処理により計算された複数の伝搬損失の中央値を求め、当該中央値を以降の処理に用いる伝搬損失として出力する中央値処理と、前記中央値処理の出力結果から伝搬損失の分布を求め、予め保持している単位面積あたりの遮蔽物の数に対応する複数の分布データと突合せを行い、一番近い伝搬損失の分布データを選定する分布突合処理と、分布突合処理により選定された伝搬損失の分布データから当該分布データに対応付けられた単位面積あたりの遮蔽物の数を求め、前記送信機と前記受信機との間における遮蔽物の混雑度として出力する混雑度出力処理とを実行することを特徴とする。

　第３の発明は、無線通信を行う送信機と受信機との間の通信領域における遮蔽物の混雑度を推定する推定装置において、受信電力を取得する受信電力取得部と、前記受信電力取得部により取得された受信電力から前記送信機と前記受信機との間の伝搬損失を計算する伝搬損失計算部と、予め決められた所定時間に前記伝搬損失計算部により計算された複数の伝搬損失の中央値を求め、当該中央値を以降の処理に用いる伝搬損失として出力する中央値処理部と、前記中央値処理部により出力された伝搬損失の最大値を取得する損失ピーク取得部と、前記損失ピーク取得部により取得された伝搬損失の前記最大値と、前記送信機および前記受信機のアンテナの高さと、前記無線通信の波長と、に少なくとも基づいて、前記送信機または前記受信機と遮蔽物との距離を計算する距離算出部と、前記距離算出部により計算された前記距離に基づいて、遮蔽物の個数を時系列に算出し、前記個数を予め決められた所定時間だけ積分することにより、単位面積当たりの遮蔽物の個数を求め、混雑度を推定する混雑度計算部とを有することを特徴とする。

　第４の発明は、無線通信を行う送信機と受信機との間の通信領域における遮蔽物の混雑度を推定する推定装置において、受信電力を取得する受信電力取得部と、前記受信電力取得部により取得された受信電力から前記送信機と前記受信機との間の伝搬損失を計算する伝搬損失計算部と、予め決められた所定時間に前記伝搬損失計算部により計算された複数の伝搬損失の中央値を求め、当該中央値を以降の処理に用いる伝搬損失として出力する中央値処理部と、前記中央値処理部の出力結果から伝搬損失の分布を求め、予め保持している単位面積あたりの遮蔽物の数に対応する複数の分布データと突合せを行い、一番近い伝搬損失の分布データを選定する分布突合部と、分布突合部により選定された伝搬損失の分布データから当該分布データに対応付けられた単位面積あたりの遮蔽物の数を求め、前記送信機と前記受信機との間における遮蔽物の混雑度として出力する混雑度出力部とを有することを特徴とする。

　第５の発明は、第３の発明または第４の発明の推定装置で行う処理をコンピュータに実行させるプログラムであることを特徴とする。

　本発明に係る混雑度の推定方法、推定装置および推定プログラムは、対象エリアにおける無線通信の伝搬損失を取得することでエリア内の人や車などの混雑度を推定することができる。

送信機と受信機との間の通信領域が複数の人体によって遮蔽されたときの人体遮蔽損失の推定モデルの一例を示す図である。第１実施形態に係る推定装置の一例を示す図である。スクリーンの一例を示す図である。遮蔽モデルのパラメータの一例を示す図である。損失ピーク取得部の処理の一例を示す図である。時系列に検出される遮蔽物の一例を示す図である。混雑度の推定方法のフローチャートを示す図である。第２実施形態に係る推定装置の一例を示す図である。単位面積あたりの遮蔽物の数とそのときの伝搬損失との関係を示す複数の分布データの一例を示す図である。混雑度の推定方法のフローチャートを示す図である。

　以下、図面を参照して本発明に係る混雑度の推定方法、推定装置および推定プログラムの実施形態について説明する。ここで、本発明に係る混雑度の推定方法、推定装置および推定プログラムは、カメラの設置が困難な高所や個人情報の観点などから画像認識による遮蔽物の検出を行えない場所であっても、既存の無線通信システムを利用することで、人や車の混雑度を測定することが可能となる。

　図１は、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の通信領域が複数の人体によって遮蔽されたときの人体遮蔽損失の推定モデルの一例を示す。図１において、送信機Ｔｘから送信される無線信号は、受信機Ｒｘにより受信される。そして、本実施形態では、受信機Ｒｘに接続される推定装置１０１が受信機Ｒｘの受信電力から伝搬損失を求めて、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間を対象エリアとする人や車などの遮蔽物の混雑度を推定する。ここで、本実施形態では、遮蔽物の種類が人や車など予め分かっていることを前提とし、様々な遮蔽物が混在している場合は想定していない。従って、本実施形態に係る推定装置１０１は、例えば、イベント会場での人の混雑度や駐車場などでの車の混雑度の推定などに利用することができる。なお、図１では、推定装置１０１が独立した装置として受信機Ｒｘに接続されているが、受信機Ｒｘに内蔵されていてもよい。また、推定装置１０１は、送信機Ｔｘと連携して、送信機Ｔｘの送信電力や変調方式などを制御するようにして、既知の信号を送信機Ｔｘから送信させるようにしてもよい。

　図１の例では、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間における複数の人の往来により伝搬損失が変化し、受信機Ｒｘでの受信電力も変動する。そこで、本実施形態では、受信機Ｒｘでの受信電力を取得し、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の伝搬損失を計算する。そして、伝搬損失から遮蔽物までの距離を求め、対象エリアにおける混雑度を計算する。

［第１実施形態］
　図２は、第１実施形態に係る推定装置１０１の一例を示す。推定装置１０１は、受信電力取得部２０１、伝搬損失計算部２０２、中央値処理部２０３、損失ピーク取得部２０４、距離算出部２０５および混雑度計算部２０６を有する。

　受信電力取得部２０１は、送信機Ｔｘから送信される無線信号を受信して受信電力を取得する。ここで、無線信号は、無変調キャリア信号であってもよいし、変調信号であってもよい。なお、送信機Ｔｘのアンテナの高さ、送信電力、受信機Ｒｘのアンテナの高さ、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の距離は、設置時に決められており、既知のパラメータとする。

　伝搬損失計算部２０２は、受信機Ｒｘの受信電力に基づいて、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の伝搬損失を計算する。ここで、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の伝搬損失は、遮蔽物が無い場合の受信機Ｒｘの受信電力Ｐ０を計測して保持しておくことにより、遮蔽物がある場合の受信機Ｒｘの受信電力ＰｒとＰ０との差（Ｐ０－Ｐｒ）として計算することができる。

　中央値処理部２０３は、予め決められた所定時間において、伝搬損失計算部２０２により計算された伝搬損失の中央値を求める。これは、フェージングの影響を除去するための処理であり、所定時間の間に取得した複数の伝搬損失に対する中央値を導出し、中央値の伝搬損失を用いて以降の処理を行う。ここで、所定時間は、例えば数秒間など想定されるフェージングの周期以上の時間が望ましい。

　損失ピーク取得部２０４は、中央値処理部２０３が出力する所定期間の伝搬損失の中から最大値の伝搬損失（損失ピークとも称する）を取得する。これは、遮蔽物が人や車の場合、移動するので、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間を結ぶ直線上に遮蔽物が来たときの伝搬損失を取得するためである。このように、伝搬損失の最大値を取得することにより、遮蔽物の位置を正確に推定することが可能になる。もし、伝搬損失の最大値を用いない場合、当該遮蔽物による伝搬損失が低く計算されるので、伝搬損失から遮蔽物までの距離を算出するときの誤差の原因となる。

　距離算出部２０５は、損失ピーク取得部２０４が取得した伝搬損失の最大値に基づいて、遮蔽物までの距離を算出する。なお、遮蔽物までの距離の算出方法については、後で詳しく説明する。

　混雑度計算部２０６は、距離算出部２０５が算出した遮蔽物までの距離のデータを予め決められた所定時間だけ蓄積して、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間における人や車などの遮蔽物の混雑度を推定する。なお、遮蔽物の混雑度の求め方については、後で詳しく説明する。

　このようにして、本実施形態に係る推定装置１０１は、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の無線通信を利用して、受信機Ｒｘの受信電力から人や車などの遮蔽物による伝搬損失を計算し、送信機Ｔｘまたは受信機Ｒｘと遮蔽物との距離を求めて、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の混雑度を推定することができる。

　ここで、本実施形態に係る推定装置１０１は、図２に示した各ブロックを有する装置として説明したが、各ブロックが行う処理に対応するプログラムを実行するコンピュータでも実現できる。なお、プログラムは、記録媒体に記録して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。

（遮蔽物までの距離の算出方法）
　次に、距離算出部２０５が行う遮蔽物までの距離の算出方法について説明する。ここで、本実施形態では、遮蔽物を方形状のスクリーンにモデル化して計算する。

　図３は、スクリーンの一例を示す。図３において、スクリーン１５０は、例えば人の場合、高さ１．４ｍ、横幅０．４ｍのサイズにモデル化する。そして、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の遮蔽物の位置に配置されたスクリーン１５０の上端、右端、左端の３つのエッジを回折端とする回折損失を用いて伝搬損失を計算する。

　図４は、図３に示した遮蔽モデルのパラメータの一例を示す。図４において、送信機Ｔｘのアンテナの高さがＨｔ、受信機Ｒｘのアンテナの高さがＨｒ、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の距離がＤｔｒである。そして、送信機Ｔｘから送信された電波は、スクリーン１５０の回折端（図４では上端エッジを示す）で回折されて受信機Ｒｘで受信される。このとき、送信機Ｔｘのアンテナから回折端までの距離をｄ_ｉ１、回折端から受信機Ｒｘのアンテナまでの距離をｄ_ｉ２とする。また、図４において、送信機Ｔｘのアンテナと受信機Ｒｘのアンテナとの間の直線がスクリーン１５０と交差する位置から回折端までの高さを回折端の見通しの高さｈ_ｉとする。

　次に、図４で説明したパラメータを用いて、スクリーン１５０による遮蔽損失（伝搬損失に対応）と、スクリーン１５０と送信機Ｔｘまたは受信機Ｒｘとの間の距離との関係を求める方法について説明する。

　ここで、図３において、ｊ_１（ν）を上端エッジでの回折損失、ｊ_２（ν）を左端エッジでの回折損失、ｊ_３（ν）を右端エッジでの回折損失とし、回折損失の和が遮蔽損失であるとすると、遮蔽物（スクリーン１５０）による遮蔽損失Ｊ（ν）［ｄＢ］は、下式により求まる。

　ここで、νはナイフエッジ回折モデルなどで一般に用いられている回折パラメータで、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の見通し線上にエッジ先端がある場合、ν＝０となる。

　なお、ｊ_ｉ（ν）は、下式により、デシベルから真値に変換される。

　また、上端エッジ、左端エッジ、右端エッジのそれぞれにおける回折損失は、下式で求められることが知られている（非特許文献１参照）。

　ここで、ｉ＝１のときが上端エッジでの回折損失Ｊ_１（ν）、ｉ＝２のときが左端エッジでの回折損失Ｊ_２（ν）、ｉ＝３のときが右端エッジでの回折損失Ｊ_３（ν）である。

　ここで、回折パラメータν_ｉは、式（４）で表される。

　なお、λ：無線波の波長、ｈ_ｉ：回折端の見通しの高さ（送信機Ｔｘと受信機Ｒｘを結ぶ直線上から回折端までの高さ）、ｄ_ｉ１：送信機Ｔｘから回折端までの距離、ｄ_ｉ２は回折端から受信機Ｒｘまでの距離である。

　このようにして、式（１）から式（４）により、スクリーン１５０の遮蔽損失（Ｊ（ν））と、送信機Ｔｘまたは受信機Ｒｘからの距離（ｄ_ｉ１またはｄ_ｉ２）との関係を求めることができる。ここで、スクリーン１５０の遮蔽損失が送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の伝搬損失に相当すると考えると、伝搬損失を取得することにより、スクリーン１５０までの距離（位置）を推定することが可能になる。

　次に、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の伝搬損失の取得方法について説明する。ここで、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の伝搬損失は、遮蔽物が無い場合の受信機Ｒｘでの受信電力Ｐ０と遮蔽物がある場合の受信機Ｒｘでの受信電力Ｐｒとの差（Ｐ０－Ｐｒ）として計算することができるが、フェージングなどの影響により、受信機Ｒｘでの受信電力が変動するので、求められる伝搬損失も変動するという問題が生じる。そこで、本実施形態では、フェージングの影響を除去するために、中央値処理部２０３は、予め決められた所定時間の間に取得された伝搬損失の中央値を選択する処理を行い、以降の各処理では中央値として選択された伝搬損失の値を用いる。

　図５は、損失ピーク取得部２０４の処理の一例を示す。図５において、横軸は時間（ｔ）を示し、縦軸は中央値処理部２０３により選択された中央値の伝搬損失（ｄＢ）を示す。なお、図５の例では、時間に応じて伝搬損失が変化し、点線円の部分（時刻Ｔ１）で伝搬損失が最大（ピーク値）となることを示している。つまり、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の遮蔽物（図１の例では人）が移動していると仮定した場合、時刻Ｔ１までの時間では、遮蔽物による送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の通信の遮蔽が弱く、そして時刻Ｔ１で送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとを結ぶ直線を完全に遮蔽し、時刻Ｔ１を過ぎると再び遮蔽が弱くなり、伝搬損失が小さくなっていく。

　ここで、式（１）から式（４）で説明した遮蔽損失（伝搬損失）と、送信機Ｔｘまたは受信機Ｒｘからの距離との関係は、遮蔽物が送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとを結ぶ直線上にあることが前提であり、遮蔽物が送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとを結ぶ直線上にない場合（少しずれている場合など）では、伝搬損失が小さくなるので、送信機Ｔｘまたは受信機Ｒｘから遮蔽物までの距離を正確に推定することが難しくなる。そこで、本実施形態では、損失ピーク取得部２０４により、伝搬損失が最大値となる時刻を判定して、当該時刻での伝搬損失を用いて遮蔽物と送信機Ｔｘまたは受信機Ｒｘとの間の距離を算出する。

　なお、上記の説明では、式（１）から式（４）を用いて、伝搬損失から遮蔽物までの距離を算出するものとして説明したが、予め式（１）から式（４）を用いて、スクリーン１５０の大きさ毎に伝搬損失と遮蔽物までの距離との関係を計算したデータ表を予め作成しておいてもよい。これにより、受信機Ｒｘで受信電力から求めた伝搬損失を中央値処理して最大となる伝搬損失を取得するだけで、予め計算したデータ表を参照して遮蔽物までの距離を推定することができる。

（遮蔽物の混雑度の求め方）
　次に、混雑度の求め方について説明する。

　図６は、時系列に検出される遮蔽物の一例を示す。ここで、図６では、送信機Ｔｘまたは受信機Ｒｘから同じ距離となる所定の範囲（図６では、長方形のボックス領域）の遮蔽物の個数を取得する。

　図６（ａ）は、ある時刻に検出された遮蔽物（ここでは「人」）の一例で、検出された位置に一人の「人」が居ることを示す。図６（ａ）のボックス領域は、例えば、短辺を１ｍ、長辺を１０ｍとする。ここで、送信機Ｔｘまたは受信機Ｒｘからの距離が±０．５ｍの範囲内で検出された遮蔽物を同じ距離の遮蔽物であると考えると、このときのボックス領域の短辺の長さは、１ｍとなる。また、ボックス領域の長辺の長さは、送信機Ｔｘまたは受信機Ｒｘから同じ距離となる範囲に対応し、例えば１０ｍのように予め設定しておく。図６（ａ）では、短辺１ｍおよび長辺１０ｍの１０ｍ^２のボックス領域に１人の「人」が検出されているので、単位面積当たり人数（混雑度）は、１÷１０＝０．１となる。

　図６（ｂ）は、図６（ａ）と同じ領域内で所定時間内に検出された「人」の一例で、三人の「人」が検出されている。ここで、例えば、図６（ａ）で検出された人が領域内を等速度で歩いている場合、所定時間内（例えば１０秒間）に同じ人物が等間隔で複数回検出される。図６（ｂ）の例では、同じ人物が等間隔で３回検出されている。この場合、１０ｍ^２のボックス領域に３人の「人」が居るので、単位面積当たり人数（混雑度）は、３÷１０＝０．３となる。このように、本実施形態では、瞬間的なある時刻の所定空間の人数を数えて混雑度を求めるのではなく、所定時間だけ時間軸方向に積分した人数（同一人物を含む）から混雑度を求めている。

　図６（ｃ）は、前後する異なる距離の複数の領域（同図では６つのボックス領域）の各々の領域で検出された遮蔽物の一例を示す。図６（ｃ）では、例えば、図６（ｂ）と同様の方法で求めた各ボックス領域の人数を予め決められた所定時間だけ累積した人数（積分した人数）としてカウントし、当該人数の「人」が複数のボックス領域に居たと見なしている。このとき、混雑度は、下式のように求めることができる。
混雑度＝（複数のボックス領域の人数の和）÷（複数のボックス領域の面積）
　図６（ｃ）の例では、６つのボックス領域の人数の和は、１１人である。また、６つのボックス領域の面積は、各ボックス領域の長辺を１０ｍ、短辺を１ｍ、とすると、１０×（１×６）＝６０ｍ^２となる。そして、単位面積当たりの人数（混雑度）は、１１÷６０＝約０．１８となる。ここで、複数の領域は、「人」が検出されていない連続した領域を含み、混雑度を求める対象領域の全体に相当する。

　このようにして、本実施形態に係る推定装置１０１は、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間にある遮蔽物の混雑度を推定することができる。

　次に、上述した推定装置１０１における混雑度の推定方法の処理の流れについて説明する。

　図７は、混雑度の推定方法のフローチャートを示す。なお、図７の処理は、例えば図２で説明した推定装置１０１により実行される。

　ステップＳ１０１において、受信電力取得部２０１は、送信機Ｔｘから送信される無線信号を受信機Ｒｘで受信したときの受信電力を取得する。

　ステップＳ１０２において、伝搬損失計算部２０２は、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の伝搬損失を計算する。

　ステップＳ１０３において、中央値処理部２０３は、予め決められた所定時間において、伝搬損失計算部２０２により計算された伝搬損失の中央値を求める。

　ステップＳ１０４において、損失ピーク取得部２０４は、中央値処理部２０３が出力する所定期間の伝搬損失の中から最大値の伝搬損失を取得する。

　ステップＳ１０５において、距離算出部２０５は、損失ピーク取得部２０４が取得した伝搬損失の最大値に基づいて、遮蔽物までの距離を算出する。

　ステップＳ１０６において、混雑度計算部２０６は、距離算出部２０５が算出した遮蔽物までの距離のデータを予め決められた所定時間だけ蓄積して遮蔽物の個数を算出し、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間における人や車などの遮蔽物の混雑度を推定する。

　このようにして、本実施形態に係る混雑度の推定方法では、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の無線通信を利用して、受信機Ｒｘの受信電力から人や車などの遮蔽物による伝搬損失を計算し、送信機Ｔｘまたは受信機Ｒｘと遮蔽物との距離を求めて所定時間の個数を算出し、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の混雑度を推定することができる。

［第２実施形態］
　次に、第１実施形態の混雑度の推定方法とは異なる方法で混雑度を推定する方法について説明する。

　図８は、第２実施形態に係る推定装置１０１ａの一例を示す。推定装置１０１ａは、受信電力取得部２０１、伝搬損失計算部２０２、中央値処理部２０３、分布突合部２１１、混雑度出力部２１２を有する。ここで、図２と同符号のブロックは、図２の推定装置１０１と同様の動作を行うブロックであり、重複する説明は省略する。

　分布突合部２１１は、単位面積あたりの遮蔽物の数とそのときの伝搬損失との関係を示す複数の分布データを実測またはシミュレーションにより予め取得し、内部のメモリなどに保持しているものとする。そして、分布突合部２１１は、中央値処理部２０３が予め決められた所定時間において算出した出力結果から伝搬損失の分布を求め、予め保持している複数の分布データと突合せを行い、一番近い伝搬損失の分布データを選定する。

　混雑度出力部２１２は、分布突合部２１１により選定された伝搬損失の分布データから当該分布データに対応付けられた単位面積あたりの遮蔽物の数がわかるので、これを送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間における人や車などの遮蔽物の混雑度として出力する。

　このようにして、本実施形態に係る推定装置１０１ａは、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の無線通信を利用して、受信機Ｒｘの受信電力から人や車などの遮蔽物による伝搬損失を計算して分布データを算出し、予め保持している単位面積あたりの遮蔽物の数とそのときの伝搬損失との関係を示す複数の分布データと突き合わせることにより、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の混雑度を推定することができる。

　ここで、本実施形態に係る推定装置１０１ａは、図８に示した各ブロックを有する装置として説明したが、各ブロックが行う処理に対応するプログラムを実行するコンピュータでも実現できる。なお、プログラムは、記録媒体に記録して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。

　図９は、単位面積あたりの遮蔽物の数とそのときの伝搬損失との関係を示す複数の分布データの一例を示す。図９において、横軸は伝搬損失の確率変数［ｄＢ］、縦軸は累積確率分布［％］をそれぞれ示す。図９は、遮蔽物が人の場合の例を示し、実線は、単位面積（１ｍ^２）あたりの人数が０人、点線は、単位面積（１ｍ^２）あたりの人数が０．５人、破線は、単位面積（１ｍ^２）あたりの人数が１．０人、のときのそれぞれの分布データを示す。

　図９において、中央値処理部２０３が計算した伝搬損失の測定結果は、○印でプロットされている。図９の例では、測定結果が予め取得され保持されている点線で示した分布データに最も近い特性であることが分かる。従って、混雑度出力部２１２は、点線で示した分布データに対応づけられた混雑度（０．５人／ｍ^２）である、と推定することができる。

　このようにして、本実施形態に係る推定装置１０１ａは、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の無線通信を利用して、受信機Ｒｘの受信電力から人や車などの遮蔽物による伝搬損失を計算して分布データを算出し、予め取得された複数の分布データと突き合わせることにより、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の混雑度を推定することができる。

　次に、上述した推定装置１０１ａにおける混雑度の推定方法の処理の流れについて説明する。

　図１０は、混雑度の推定方法のフローチャートを示す。なお、図１０の処理は、例えば図８で説明した推定装置１０１ａにより実行される。なお、ステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理は、図７で説明した推定装置１０１のフローチャートと同じなので重複する説明は省略する。

　ステップＳ２０１において、分布突合部２１１は、中央値処理部２０３が予め決められた所定時間において算出した出力結果から伝搬損失の分布を求め、予め保持している混雑度が既知の複数の分布データと突合せを行い、一番近い伝搬損失の分布データを選定する。

　ステップＳ２０２において、混雑度出力部２１２は、ステップＳ２０１の処理により選定された伝搬損失の分布データから当該分布データに対応付けられた単位面積あたりの遮蔽物の数を判定し、これを送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間における人や車などの遮蔽物の混雑度として出力する。

　このようにして、本実施形態に係る混雑度の推定方法では、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の無線通信を利用して、受信機Ｒｘの受信電力から人や車などの遮蔽物による伝搬損失を計算して分布データを算出し、予め取得された複数の分布データと突き合わせることにより、送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとの間の混雑度を推定することができる。

　以上、各実施形態で説明したように、本発明に係る混雑度の推定方法、推定装置および推定プログラムは、カメラの設置が困難な高所や個人情報の観点などから画像認識による遮蔽物の検出を行えない場所であっても、既存の無線通信システムを利用することで、人や車などの遮蔽物の混雑度を測定することができる。

推定装置・・・１０１，１０１ａ；２０１・・・受信電力取得部；２０２・・・伝搬損失計算部；２０３・・・中央値処理部；２０４・・・損失ピーク取得部；２０５・・・距離算出部；２０６・・・混雑度計算部；２１１・・・分布突合部；２１２・・・混雑度出力部

Claims

　無線通信を行う送信機と受信機との間の通信領域における遮蔽物の混雑度を推定する推定方法であって、
　受信電力を取得する受信電力取得処理と、
　前記受信電力取得処理により取得された受信電力から前記送信機と前記受信機との間の伝搬損失を計算する伝搬損失計算処理と、
　予め決められた所定時間に前記伝搬損失計算処理により計算された複数の伝搬損失の中央値を求め、当該中央値を以降の処理に用いる伝搬損失として出力する中央値処理と、
　前記中央値処理により出力される伝搬損失の最大値を取得する損失ピーク取得処理と、
　前記損失ピーク取得処理により取得された伝搬損失の前記最大値と、前記送信機および前記受信機のアンテナの高さと、前記無線通信の波長と、に少なくとも基づいて、前記送信機または前記受信機と遮蔽物との距離を計算する距離算出処理と、
　前記距離算出処理により計算された前記距離に基づいて、遮蔽物の個数を時系列に算出し、前記個数を予め決められた所定時間だけ積分することにより、単位面積当たりの遮蔽物の個数を求め、混雑度を推定する混雑度計算処理と
　を実行することを特徴とする推定方法。
　無線通信を行う送信機と受信機との間の通信領域における遮蔽物の混雑度を推定する推定方法であって、
　受信電力を取得する受信電力取得処理と、
　前記受信電力取得処理により取得された受信電力から前記送信機と前記受信機との間の伝搬損失を計算する伝搬損失計算処理と、
　予め決められた所定時間に前記伝搬損失計算処理により計算された複数の伝搬損失の中央値を求め、当該中央値を以降の処理に用いる伝搬損失として出力する中央値処理と、
　前記中央値処理の出力結果から伝搬損失の分布を求め、予め保持している単位面積あたりの遮蔽物の数に対応する複数の分布データと突合せを行い、一番近い伝搬損失の分布データを選定する分布突合処理と、
　分布突合処理により選定された伝搬損失の分布データから当該分布データに対応付けられた単位面積あたりの遮蔽物の数を求め、前記送信機と前記受信機との間における遮蔽物の混雑度として出力する混雑度出力処理と
　を実行することを特徴とする推定方法。
　無線通信を行う送信機と受信機との間の通信領域における遮蔽物の混雑度を推定する推定装置において、
　受信電力を取得する受信電力取得部と、
　前記受信電力取得部により取得された受信電力から前記送信機と前記受信機との間の伝搬損失を計算する伝搬損失計算部と、
　予め決められた所定時間に前記伝搬損失計算部により計算された複数の伝搬損失の中央値を求め、当該中央値を以降の処理に用いる伝搬損失として出力する中央値処理部と、
　前記中央値処理部により出力された伝搬損失の最大値を取得する損失ピーク取得部と、
　前記損失ピーク取得部により取得された伝搬損失の前記最大値と、前記送信機および前記受信機のアンテナの高さと、前記無線通信の波長と、に少なくとも基づいて、前記送信機または前記受信機と遮蔽物との距離を計算する距離算出部と、
　前記距離算出部により計算された前記距離に基づいて、遮蔽物の個数を時系列に算出し、前記個数を予め決められた所定時間だけ積分することにより、単位面積当たりの遮蔽物の個数を求め、混雑度を推定する混雑度計算部と
　を有することを特徴とする推定装置。
　無線通信を行う送信機と受信機との間の通信領域における遮蔽物の混雑度を推定する推定装置において、
　受信電力を取得する受信電力取得部と、
　前記受信電力取得部により取得された受信電力から前記送信機と前記受信機との間の伝搬損失を計算する伝搬損失計算部と、
　予め決められた所定時間に前記伝搬損失計算部により計算された複数の伝搬損失の中央値を求め、当該中央値を以降の処理に用いる伝搬損失として出力する中央値処理部と、
　前記中央値処理部の出力結果から伝搬損失の分布を求め、予め保持している単位面積あたりの遮蔽物の数に対応する複数の分布データと突合せを行い、一番近い伝搬損失の分布データを選定する分布突合部と、
　分布突合部により選定された伝搬損失の分布データから当該分布データに対応付けられた単位面積あたりの遮蔽物の数を求め、前記送信機と前記受信機との間における遮蔽物の混雑度として出力する混雑度出力部と
　を有することを特徴とする混雑度の推定装置。
　請求項３または請求項４に記載の推定装置で行う処理をコンピュータに実行させることを特徴とする混雑度の推定プログラム。