JP6435529B2 - 施設内における施設利用者の位置を管理するシステム - Google Patents

Description

本発明は、施設内における施設利用者の位置を管理するシステムに関する。

特許文献１に記載の行動管理装置では、ＧＰＳ情報を利用して被管理者の位置を検知している。また、特許文献２に記載の駐車管理システムでは、駐車場利用者の携帯端末が、所定の位置に設置された各アンテナの通信エリア内の属するか否かによって車両（駐車場利用者）の位置を確認している。

特開平９−３５１７３号公報 特開２００３−２３３８９８号公報

しかし、特許文献１に記載の行動管理装置は、ＧＰＳ電波を受信できない屋内で使用することができない。また、特許文献２に記載の駐車場管理システムのように、駐車場利用者の携帯端末が各無線局の通信エリア内に属するか否かによって駐車場利用者の位置を確認する構成では、駐車場利用者が、ある無線局の通信エリア内に位置することについては確認することはできるが、駐車場利用者の位置を精度よく把握等することはできない。

そこで、本発明は、屋内、屋外にかかわらず、施設内における施設利用者の位置を精度よく把握して管理することのできるシステムを提供することを目的とする。

本発明の一側面によるシステムは、施設管理者によって施設に規則的な配置で設置され、施設利用者の所持する情報通信端末との間で無線通信が可能な複数の第１無線局と、前記情報通信端末が前記第１無線局から受けた無線の電波強度と前記情報通信端末が前記複数の第１無線局よりも外側に配置された少なくとも一つの第２無線局から受けた無線の電波強度とを前記情報通信端末から前記第１無線局を介して取得し、これら取得した無線の電波強度に基づいて前記施設内の対象領域における前記情報通信端末の位置を検出して前記施設利用者の位置を把握する位置把握手段と、を有し、前記対象領域内の全ての場所が前記複数の第１無線局のうちの少なくとも二つからの無線電波によってカバーされている。

前記システムによると、施設利用者の所持する情報通信端末が施設管理者によって設置された複数の無線局の少なくとも一つから受けた無線の電波強度情報に基づいて前記情報通信端末の位置を検出して前記施設利用者の位置を把握するので、屋内、屋外にかかわらず、施設内における前記施設利用者の位置を精度よく把握して管理することができる。

実施形態における位置管理システムの概略構成を示す図である。 前記位置管理システムを構成する複数の無線局の配置例を示す図である。 前記複数の無線局の他の配置例を示す図である。 前記位置管理システムを構成する管理装置のブロック図である。 前記複数の無線局の一部を休止させた状態の一例を示す図である。 前記複数の無線局の一部を休止させた状態の他の例を示す図である。 前記位置管理システムの変形例を示す図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明の概要を説明する。
本発明は、施設内における施設利用者の位置を管理するシステム（以下単に「位置管理システム」という）を提供する。本発明による位置管理システムは、主に複数の人が利用可能な施設に適用され、施設利用者の所持する情報通信端末から得られる情報を用いて前記施設内における前記施設利用者の位置を管理する。

具体的には、本発明による位置管理システムは、施設利用者の所持する情報通信端末との間で無線通信が可能な複数の無線局（いわゆるアクセスポイントを含む）を有しており、前記情報通信端末が前記複数の無線局の少なくとも一つから受けた無線の電波強度情報に基づいて前記情報通信端末の位置を検出して前記施設利用者の位置を把握し管理する。
本発明による位置管理システムが適用される施設は、複数の人が利用可能な施設であればよく、特に制限されないが、例えば、駐車場、鉄道施設又は商業施設などが該当する。

なお、以下の説明においては、「無線局」として主にアンテナ一体型無線機を用いる場合について説明する。但し、これに限るものではなく、無線局を構成する無線機とアンテナとを別体としてもよい。この場合においては、以下の説明における「無線局」は、主にそのアンテナを示すものとする。

図１は、本発明の一実施形態における位置管理システム１の概略構成を示している。
図１に示すように、位置管理システム１は、所定の施設（駐車場、鉄道施設、商業施設等）内に配置された複数の無線局２と、前記施設内に設定された管理対象領域Ｍ内における施設利用者の位置を管理する管理装置３と、を含む。管理対象領域Ｍは、施設利用者の位置の管理を行う領域であり、前記施設に応じて適宜設定される。なお、ここでは、前記施設の一部の領域を管理対象領域Ｍとしているが、前記施設の全領域を管理対象領域Ｍとしてもよい。

複数の無線局２は、施設管理者によって設置され、それぞれに個別の管理番号が付与されている。各無線局２は、施設利用者の所持する情報通信端末１０との間で無線通信を行って、管理装置３と情報通信端末１０との間における情報の送受信を中継可能に構成されている。

複数の無線局２は、管理対象領域Ｍ内の各地点が少なくとも一つの無線局２からの無線電波によってカバーされるように、配置される。好ましくは、複数の無線機２は、管理対象領域Ｍ内の各地点が二つ以上（さらに好ましくは三つ以上）の無線局２からの無線電波によってカバーされるように、配置される。複数の無線局２は、基本的には、前記施設内の管理対象領域Ｍ内及び／又はその近傍に配置されるが、一部の無線局２が前記施設外に配置されてもよい。

無線局２の個数や各無線局２の設置場所は、管理対象領域Ｍの大きさや形状、及び／又は、使用する無線局２の無線電波の到達距離などに応じて任意に設定可能である。通常、前記複数の無線局２は、管理対象領域Ｍの形状に応じて規則的に配置される。例えば、複数の無線局２をほぼ等間隔で（均等に）配置し、これにより、管理対象領域Ｍ内の各地点が二つ以上の無線局２からの無線電波によってカバーされるようにする。好ましくは、複数の無線局２のうちの少なくとも一つの無線局２を管理対象領域Ｍの外縁に沿って配置する。

ここで、各無線局２（特にアンテナ部分）は、各無線局２の送信する無線電波に対する前記施設利用者（前記施設が駐車場等の場合には、前記施設利用者が運転又は乗車する車両を含む）の影響等を抑制するため、前記施設利用者（及び前記車両）よりも高い位置、例えば、管理対象領域Ｍの床面又は地面から概ね２〜３ｍの高さ位置に設けられている。また、特に管理対象領域Ｍの全部又は一部が屋外である場合には、無線電波を透過する材質（例えば、アクリル樹脂）で形成されたカバー部材（図示省略）によって各無線局２を覆うことが好ましく、さらに、各無線局２の電力源として太陽光発電電源や風力発電電源を使用してもよい。

図２は、前記施設内における複数の無線局２の配置の一例を示している。ここでは、説明の便宜上、管理対象領域Ｍが平面視矩形をなす場合を示している。なお、図２中の破線は、各無線局２からの無線の電波強度を模式的に示したものである。

図２に示すように、複数の無線局２（２_１〜２_１２）は、前記施設内（ここでは、管理対象領域Ｍ（領域Ｍａ〜領域Ｍｆ）内）に平面視格子状に配置されており、隣接する二つの無線局２の間隔は各無線局２からの無線電波の到達距離にほぼ等しく設定されている。そして、このような複数の無線局２の配置によって、本実施形態においては、複数の無線局２（２_１〜２_１２）の大部分が管理対象領域Ｍの外縁に沿って配置され、また、図２からも明らかなように、管理対象領域Ｍ内における各地点が三つ以上の無線局２からの無線電波によってカバーされるようになっている。

但し、複数の無線局２の配置は、前記平面視格子状の配置に限るものではない。管理対象領域Ｍの形状等に応じて、例えば図３に示すように、複数の無線局２を平面視三角格子状（又はハニカム状）に配置してもよい。また、管理対象領域Ｍが不規則な形状を有する場合には、例えば、管理対象領域Ｍを内包する最小矩形を形成するように複数の無線局２を配置すればよい。

ここで、前記施設利用者の所持する情報通信端末１０には、前記施設を利用するにあたって、事前に所定のアプリケーションがインストールされているものとする。そして、この所定のアプリケーションの機能によって、情報通信端末１０は、以下のような処理を実行するようになっている。

すなわち、情報通信端末１０が複数の無線局２のうちの少なくとも一つの無線局２の通信範囲内（無線電波の到達範囲内）に入ると、情報通信端末１０は無線局２からの通信要求に応答して無線局２との間に無線通信を確立する。そして、情報通信端末１０は、いずれかの無線局２との間に無線通信が確立されている間、換言すれば、情報通信端末１０が全ての無線局２の通信範囲外に出るまでの間、各無線局２から受けた無線の電波強度を測定し、その測定結果（以下「受信電波強度情報」という）を自身の識別情報とともに連続的又は断続的に、前記無線通信が確立されている無線局２へと送信する。
情報通信端末１０が各無線局２から受けた無線の電波強度は、情報通信端末１０に搭載されている受信強度測定回路などによって測定される。

図４は、管理装置３のブロック図である。
図４に示すように、管理装置３は、無線局２との間で無線通信又は有線通信が可能な送受信部３１と、複数の無線局２の一部を選択的に休止又は動作させることが可能な選択部３２と、情報通信端末１０の位置を検出して前記施設利用者の位置を把握する位置把握部３３と、を有する。

送受信部３１は、前記施設利用者の所持する情報通信端末１０から無線局２を介して当該情報通信端末１０の識別情報及び前記受信電波強度情報を受信する。受信した前記識別情報及び前記受信電波強度情報は位置把握部３３に出力される。

選択部３２は、入力部（図示省略）を介した前記施設管理者の選択指令に基づいて複数の無線局２の一部を選択的に休止させ又は動作させる。なお、前記選択指令が入力されない場合には、選択部３２は、原則として、複数の無線局２の全てを動作させる。休止又は動作させる無線局２は、前記施設管理者が任意に選択可能であり、例えば前記管理番号によって特定することができる。また、選択部３２は、複数の無線局２の一部を休止又は動作させた場合には、当該休止又は動作させた無線局２についての情報（休止・動作無線局情報）を位置把握部３３に出力する。

図５、図６は、複数の無線局２（２_１〜２_１２）の一部を休止させた状態の例を示している。なお、ここでは、複数の無線局２の一部を休止させる場合のみを説明するが、複数の無線局２の一部を動作させる場合については、以下の説明において休止させる無線局２以外の無線局２を動作させるようにすればよい。

例えば、管理対象領域Ｍのうちの領域Ｍａについて、前記施設利用者の位置の把握が不要になった場合や前記施設利用者の位置をあまり詳細に把握する必要がない場合には、前記施設管理者は、前記入力部を介して無線局２_１を休止させる休止指令を入力する。すると、選択部３２は、図５に示すように、無線局２_１を休止させて無線局２_１からの無線電波の送信を停止させる。なお、無線局２_１に加えて無線局２_２及び／又は無線局２_５を休止させるようにしてもよい。

また、管理対象領域Ｍのうちの領域Ｍｃ及び領域Ｍｆについて前記施設利用者の位置の把握が不要になった場合や前記施設利用者の位置をあまり詳細に把握する必要がない場合には、前記施設管理者は、前記入力部を介して無線局２_４、２_８、２_１２を休止させる休止指令を入力する。すると、選択部３２は、図６に示すように、無線局２_４、２_８、２_１２を休止させて無線局２_４、２_８、２_１２からの無線電波の送信を停止させる。

なお、前記施設管理者は、任意の無線局を休止させることが可能であり、例えば、位置管理システム１による前記施設利用者の管理を継続しつつ、複数の無線局２（２_１〜２_１２）を一つずつ順番に休止させて各無線局２のメンテナンス等を行うこともできる。

図４に戻って、位置把握部３３は、前記受信電波強度情報に基づいて管理対象領域Ｍ内における情報通信端末１０の位置を検出することによって、前記施設利用者の位置を把握する。

図２において破線で示されるように、複数の無線局２（２_１〜２_１２）からの無線の電波強度は、管理対象領域Ｍ内の各場所（各位置）で異なる情報、すなわち、各場所の固有情報となる。位置把握部３３は、例えば、管理対象領域Ｍ内の各場所における各無線局２（２_１〜２_１２）からの無線の電波強度を予め測定して作成された施設内電波強度マップ（以下単に「電波強度マップ」という）を有している。そして、位置把握部３３は、情報通信端末１０から取得した前記受信電波強度情報に基づき前記電波強度マップを参照することにより、情報通信端末１０の位置を検出（推定）し、この検出（推定）した情報通信端末１０の位置を、当該情報通信端末１０を所持する前記施設利用者の位置として把握する。

ここで、位置把握部３３は、前記複数の無線局２（２_１〜２_１２）の一部を休止させた場合又は一部を動作させた場合のそれぞれに対応する電波強度マップを有しており、選択部３２から入力した前記休止・動作無線局情報に基づいて（すなわち、選択部３２による選択結果に応じて）、参照すべき電波強度マップを切り替えて情報通信端末１０の位置を検出する。

例えば、無線局２_１を休止させた場合には（図５参照）、位置把握部３３は、無線局２_２〜２_１２からの無線の電波強度に基づいて作成された電波強度マップを参照して情報通信端末１０の位置を検出する。また、例えば、無線局２_４、２_８、２_１２を休止させた場合には（図６参照）、位置把握部３３は、無線局２_１〜２_３、無線局２_５〜２_７か及び無線局２_９〜２_１１からの無線の電波強度に基づいて作成された電波強度マップを参照して情報通信端末１０の位置を検出する。

なお、無線局２_２〜２_１２からの無線の電波強度に基づいて作成された前記電波強度マップは、簡易には、無線局２_１〜２_１２からの無線の電波強度に基づいて作成された前記電波強度マップにおいて無線局２_１からの無線の電波強度を０としたものすることができる。同様に、無線局２_１〜２_３、無線局２_５〜２_７及び無線局２_９〜２_１１からの無線の電波強度に基づいて作成された前記電波強度マップは、簡易には、無線局２_１〜２_１２からの無線の電波強度に基づいて作成された前記電波強度マップにおいて無線局２_４、２_８、２_１２からの無線の電波強度を０としたものすることができる。

また、位置把握部３３が、各情報通信端末の識別情報とその所持者とが関連付けられたテーブルデータ等を有することにより、位置把握部３３は、誰が管理対象領域Ｍ内のどこにいるかを特定することも可能となる。

管理装置３は、以上のようにして管理対象領域Ｍ内における施設利用者の位置を把握して管理する。すなわち、管理装置３は、各施設利用者が管理対象領域Ｍ内のどこにいるかを常時把握して管理することができる。これにより、各施設利用者の位置に応じた適切なサービスの提供を行うことが可能となる。例えば、管理装置３が管理対象領域Ｍを複数に分割した各エリアについての情報を有するようにすれば、管理装置３は、各施設利用者に対して、各施設利用者の現在位置（属するエリア）に応じた情報を、無線局２を介して各施設利用者の所持する情報通信端末１０に送信することができる。また、管理装置３は、管理対象領域Ｍが前記施設の入出場口を含む場合には、各施設利用者の入出場管理を行うことも可能となる。

以上説明したように、位置管理システム１は、施設管理者によって設置されて施設利用者の所持する情報通信端末１０との間で無線通信が可能な複数の無線局２（２_１〜２_１２）と、情報通信端末１０が複数の無線局２の少なくとも一つから受けた無線の電波強度情報（受信電波強度情報）に基づいて情報通信端末１０の位置を検出して前記施設利用者の管理対象領域Ｍにおける位置を把握し管理する管理装置３と、を有する。ここで、複数の無線局２は、前記施設内にほぼ等間隔で配置されており、管理対象領域Ｍ内の各地点又はほとんどの地点は、一つの無線局２からの無線電波だけではなく、二つ以上の無線局２からの無線電波によってカバーされている。
これにより、屋内、屋外にかかわらず、また、施設管理者及び前記施設利用者に特別な負担をかけることなく、各施設利用者の管理対象領域Ｍ内における位置を詳細に把握して管理することができる。

ここで、複数の無線局２は前記施設管理者によって設置され、各無線局２には固有の管理番号が前記施設管理者によって付与されている。これにより、前記施設管理者は、複数の無線局２のそれぞれを管理番号に基づいて個別に管理することができる。例えば、いずれかの無線局２が故障等した場合であっても、前記施設管理者は故障等した無線局２を速やかに復旧させることができ、前記施設利用者の位置の管理精度の低下を抑制できる。

また、位置管理システム１においては、複数の無線局２の一部を選択的に休止又は動作させることができるように構成されているので、前記施設管理者は、管理対象領域Ｍの変更や要求される管理（検出）精度などに応じて、前記施設利用者の位置を検出するために使用する無線局２を任意に選択することができる。これにより、状況に応じて適切な数の無線局２を動作させることが可能となり、不要な又は過剰な無線電波の送出や電力消費を抑制できる。また、いずれかの無線局２が故障等した場合には、当該無線局２を停止させると共に対応する前記電波強度マップへの切り替えを行うことによって、位置管理システム１による前記施設利用者の位置の管理精度（把握精度）の低下を抑制することも可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形や変更が可能である。

例えば、上述に実施形態においては、複数の無線局２がほぼ等間隔で（ほぼ均等に）配置されており、また、管理対象領域Ｍ内における各地点が三つ以上の無線局２からの無線電波によってカバーされるようになっている。しかし、これに限るものではなく、管理対象領域Ｍの形状などに応じて、複数の無線局２のうち一部の無線局２を不均等配置としてもよいし、管理対象領域Ｍ内における一部の地点が一つ又は二つの無線局２からの無線電波によってカバーされるように構成されてもよい。

また、前記施設管理者によって設置された複数の無線局２以外に、その無線電波が管理対象領域Ｍの一部の領域又は全部をカバーする他の無線局（公共無線局を含む）がある場合には、管理装置３（位置把握部３３）は、情報通信端末１０が複数の無線局２から受けた無線の電波強度情報に加えて、前記他の無線局から情報通信端末１０が受けた無線の電波強度情報も加味して情報通信端末１０の位置を検出するようにしてもよい。前記他の無線局は、一つでもよいし複数でもよい。また、前記他の無線局は、前記施設内（管理対象領域Ｍ内を含む）及び前記施設外のいずれに配置されていてもよい。但し、情報通信端末１０（施設利用者）の位置の検出精度を向上させるためには、複数の無線局２よりも外側に配置されている、複数の前記他の無線局を利用するのが好ましい。

例えば、図７に示すように、前記施設管理者によって設置された複数の無線局２（２_１〜２_１２）以外に、管理対象領域Ｍを囲むように複数の他の無線局２０（２０_１〜２０_６）が配置されている場合には、管理装置３（位置把握部３３）は、情報通信端末１０が複数の無線局２２_１〜２_１２）から受けた無線の電波強度情報及び複数の他の無線局２０（２０_１〜２０_６）から受けた無線の電波強度情報に基づいて、情報通信端末１０の位置を検出する。

この場合、管理装置３（位置把握部３３）は、例えば、管理対象領域Ｍ内の各場所における各無線局２（２_１〜２_１２）及び各他の無線局２０（２０_１〜２０_６）からの無線の電波強度を予め測定して作成された電波強度マップを有する。また、情報通信端末１０は、前記所定のアプリケーションの機能によって、各無線局２及び各他の無線局２０から受けた無線の電波強度を測定し、その測定結果（受信電波強度情報）を無線通信が確立されている無線局２へと送信する。そして、管理装置３（位置把握部３３）は、情報通信端末１０から取得した前記受信電波強度情報に基づき、各無線局２及び各他の無線局２０からの無線の電波強度に基づいて作成された前記電波強度マップを参照することにより、情報通信端末１０の位置を検出して当該情報通信端末１０を所持する前記施設利用者の位置を把握する。

あるいは、管理装置３（位置把握部３３）は、管理対象領域Ｍ内の各場所における各無線局２（２_１〜２_１２）からの無線の電波強度を予め測定して作成された第１電波強度マップと、各他の無線局２０（２０_１〜２０_６）からの無線の電波強度を予め測定して作成された第２電波強度マップと、を有する。そして、管理装置３（位置把握部３３）は、複数の無線局２についての前記受信電波強度情報に基づいて（すなわち、前記第１電波強度マップを用いて）検出された第１位置と、複数の他の無線局２０についての前記受信電波強度情報に基づいて（すなわち、前記第２電波強度マップを用いて）検出された第２位置とを用いて情報通信端末１０の位置を算出する。この場合、前記第１位置に対して、前記第２位置よりも大きい重み付けを行って情報通信端末１０の位置を算出するのが好ましい。
このようにすると、実質的に前記施設管理者が複数の無線局２をさらに追加した場合と同様の効果が得られるので、特に他の無線局２０の無線電波によってカバーされる領域についての前記施設利用者の位置の管理精度（把握精度）を向上させることが可能となる。

また、管理対象領域Ｍ内における無線の電波強度（分布）を調整したり、特定の無線局２からの無線の電波に指向性を持たせたり、管理対象領域Ｍ外における無線の電波強度を低下させたり、管理対象領域Ｍ内の所定の場所についての無線の電波強度を低下させたりするために、前記施設管理者が、前記施設内の所定位置、さらに言えば、管理対象領域Ｍ内の所定位置に無線電波を遮蔽する遮蔽体を設置するようにしてもよい。

例えば、管理対象領域Ｍ内の所定場所を前記施設利用者が通過したか否かを判定（管理）したいような場合においては、一つ又は複数の前記遮蔽体を設置して前記所定場所の無線電波を著しく低下させ又は前記所定の場所を挟む領域が異なる無線局２の無線電波によってカバーされるようにすることで、前記施設利用者が前記所定の場所を通過したか否かの判定をより容易に行うことができる。

１…位置管理システム
２（２_１〜２_１２）…無線局
３…管理装置
３１…送受信部
３２…選択部（選択手段）
３３…位置把握部（位置把握手段）
Ｍ…管理対象領域

Claims (9)

1. 施設管理者によって施設に規則的な配置で設置され、施設利用者の所持する情報通信端末との間で無線通信が可能な複数の第１無線局と、
   前記情報通信端末が前記第１無線局から受けた無線の電波強度と前記情報通信端末が前記複数の第１無線局よりも外側に配置された少なくとも一つの第２無線局から受けた無線の電波強度とを前記情報通信端末から前記第１無線局を介して取得し、これら取得した無線の電波強度に基づいて前記施設内の対象領域における前記情報通信端末の位置を検出して前記施設利用者の位置を把握する位置把握手段と、
   を有し、
   前記対象領域内の全ての場所が前記複数の第１無線局のうちの少なくとも二つからの無線電波によってカバーされている、システム。
2. 前記複数の第１無線局の一部が前記施設外に配置されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記位置把握手段は、前記情報通信端末が前記第１無線局から受けた無線の電波強度に基づく第１位置と、前記情報通信端末が前記少なくとも一つの第２無線局から受けた無線の電波強度に基づく第２位置とを用いて前記情報通信端末の位置を算出する、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記位置把握手段は、前記第１位置に対して前記第２位置よりも大きい重み付けを行って前記情報通信端末の位置を算出する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記位置把握手段は、前記施設内の各場所と前記複数の第１無線局からの無線の電波強度とが対応付けられた第１施設内電波強度マップと、前記施設内の各場所と前記少なくとも一つの第２無線局からの無線の電波強度とが対応付けられた第２施設内電波強度マップと、を有し、前記第１施設内電波強度マップを参照して前記第１位置を検出すると共に、前記第２施設内電波強度マップを参照して前記第２位置を検出する、請求項３又は４に記載のシステム。
6. 前記施設管理者の指令に基づいて前記複数の第１無線局の一部を選択的に休止又は動作させると共に、休止又は動作させた第１無線局についての情報を前記位置把握手段に出力する選択手段をさらに有する、請求項１〜５のいずれか一つに記載のシステム。
7. 前記位置把握手段は、前記複数の第１無線局の一部を休止又は動作させた場合のそれぞれに対応する施設内電波強度マップを有し、前記選択手段による選択結果に応じて参照すべき施設内電波強度マップを切り替えて前記情報通信端末の位置を検出する、請求項６に記載のシステム。
8. 前記複数の第１無線局のうちの少なくとも一つは、前記施設内に設定された管理対象領域の外縁に沿って配置されている、請求項１〜７のいずれか一つに記載のシステム。
9. 前記施設利用者が所定場所を通過したか否かを判定するために前記施設管理者によって設置されて前記所定場所における無線電波を低下させる少なくとも一つの遮蔽体を有する、請求項１〜８のいずれか一つに記載のシステム。