JP7514601B2 - 位置推定システム、位置推定方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、警備業務等の作業中に作業員に携帯される携帯端末の位置を、ビーコン及びＧＰＳを利用して推定する位置推定システム、位置推定方法及びプログラムに関する。

従来から、ビーコン等による屋内測位と、ＧＰＳ（Global Positioning System）等による屋外測位とを切り替える技術として、ＧＰＳ信号やビーコン信号などの受信信号強度が所定強度以下または信号を受信できなくなると切り替えるもの（下記特許文献１、特許文献２等）や出入口を示す信号を受信することを条件に切り替えるもの（特許文献３、特許文献４等）がある。

特開２００８－１０９２９３号公報 特開２０１０－２７１２０６号公報 特開２０１０－１０７２３５号公報 特開２０１３－０９２４５１号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載のような、受信信号強度によって屋内測位／屋外測位を切り替える技術においては、受信環境によっては屋内においてビーコン信号を受信できずＧＰＳ信号を受信する場合があり、屋内にいるにもかかわらず屋外測位を行ってしまうおそれがある。屋外においても同様のことが言える。

また、特許文献３及び４に記載のような、出入口を示す信号を受信すると屋内測位／屋外測位を切り替える技術においては、出入口付近を通過しただけで誤って切り替えてしまうおそれがある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、屋内外によらず精度良く人物の位置を把握することが可能な位置推定システム、位置推定方法及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る位置推定システムは、管理対象の屋内空間に設置された複数の信号発信機と、上記空間の内外を移動する人物によって携帯される携帯端末と、当該携帯端末と通信可能な管理装置とを有し、上記人物の位置を推定する位置推定システムである。
上記信号発信機は、自己の識別情報を含む識別信号を発信する発信部を有する。
上記携帯端末は、所定の距離範囲内に存在する上記信号発信機が発信する上記識別信号を受信する第１受信部と、ＧＰＳ信号を受信する第２受信部と、上記識別信号の受信強度および上記ＧＰＳの精度を測定する信号強度測定部と、上記識別信号及び上記ＧＰＳ信号の情報を上記管理装置に送信する送信部と、を有する。
上記管理装置は、上記携帯端末から受信した上記識別信号に基づく屋内測位および上記ＧＰＳ信号に基づく屋外測位を行い、上記屋内測位の結果を上記人物の位置とする屋内測位処理または上記屋外測位の結果を上記人物の位置とする屋外測位処理のいずれかにより上記人物の位置推定を行う位置推定部を有する。上記位置推定部は、上記信号発信機のうち、屋内外に通じる出入口近傍の特定の信号発信機の上記識別信号を受信し、かつ、当該識別信号の受信強度と上記ＧＰＳの精度とが所定の条件を満たすと、上記屋内測位処理と上記屋外測位処理とを切り替える。

この構成により、出入口の近傍に設置された信号発信機の識別信号を検出し、かつ当該識別信号の受信強度とＧＰＳ信号の精度が所定の条件を満たす場合に屋内測位処理と屋外測位処理を切り替えることで、屋内外によらず精度良く人物の位置を把握することができる。ここで人物とは、警備員や清掃員等の作業員その他の人物である。

上記位置推定部は、上記屋内測位処理において上記特定の信号発信機の上記識別信号に基づき前記人物の位置推定を行っているとき、上記識別信号の受信強度が第１閾値以上であれば上記ＧＰＳの精度によらず上記屋内測位処理を維持し、上記識別信号の受信強度が第１閾値未満かつ上記ＧＰＳの精度が第２閾値以上である場合には上記屋内測位処理から上記屋外測位処理に切り替えてもよい。

これにより、出入口の近傍に設置された信号発信機に基づく屋内測位処理において、識別信号が強い場合は、ＧＰＳ精度によらず屋内測位処理を維持し、識別信号が弱くかつＧＰＳ精度が高い場合は、屋外測位処理に切り替えることで、屋内外ともに高精度に位置を推定できる。

上記位置推定部は、上記屋外測位処理により上記人物の位置推定を行っているとき、上記特定の信号発信機から第１閾値以上の上記識別信号が受信されるか、上記特定の信号発信機以外の信号発信機から上記第１閾値よりも大きい第３閾値以上の上記識別信号が受信されると、上記屋外測位処理から上記屋内測位処理に切り替えてもよい。

これにより、作業者が屋外から屋内に移動したにも関わらず、何らかの理由で出入口近傍の信号発信機から識別信号を受信できなかった場合でも、他の信号発信機の識別信号を基に屋内測位処理に適切に切り替えることができる。

上記管理装置は、上記人物が移動可能な経路を複数の上記信号発信機の識別情報により示した経路条件を記憶する記憶部をさらに有してもよい。この場合上記位置推定部は、上記屋外測位処理において前記特定の信号発信機の識別信号を受信し、さらに、上記経路条件を満たす上記信号発信機の識別信号を受信した場合に上記屋外測位処理から上記屋内測位処理に切り替えてもよい。

これにより、特定の信号発信機のみならず経路条件を満たす複数の他の信号発信機を検出したことにより、人物が確実に屋内に移動したことをもって屋内測位処理に切り替えることができる。

本発明の他の形態に係る位置推定システムは、管理対象の屋内空間に設置された複数の信号発信機と、上記空間の内外を移動する人物によって携帯される携帯端末とを具備し、上記人物の位置を推定する位置推定システムである。上記信号発信機は、自己の識別情報を含む識別信号を発信する発信部を有する。上記携帯端末は、所定の距離範囲内に存在する上記信号発信機が発信する上記識別信号を受信する第１受信部と、ＧＰＳ信号を受信する第２受信部と、上記識別信号の受信強度および上記ＧＰＳの精度を測定する信号強度測定部と、上記識別信号に基づく屋内測位および上記ＧＰＳ信号に基づく屋外測位を行い、上記屋内測位の結果を上記人物の位置とする屋内測位処理または上記屋外測位の結果を上記人物の位置とする屋外測位処理のいずれかにより上記人物の位置を推定する位置推定部と、を有する。上記位置推定部は、上記第１通信部が上記信号発信機のうち、屋内外に通じる出入口近傍の特定の信号発信機の上記識別信号を受信し、かつ、当該識別信号の受信強度と上記ＧＰＳの精度とが所定の条件を満たすと上記屋内測位処理と上記屋外測位処理とを切り替える。

ここで、推定した位置情報は、リアルタイムで管理装置へ送信してもよいし、一旦記憶部に記憶して、事後的に管理装置へ送信してもよい。

本発明の他の形態に係る位置推定方法は、管理対象の屋内空間に設置された複数の信号発信機と、上記空間の内外を移動する人物によって携帯される携帯端末と、当該携帯端末と通信可能な管理装置とを用いて、上記人物の位置を推定する方法である。上記信号発信機は、自己の識別情報を含む識別信号を発信する発信部を有する。
当該方法は、所定の距離範囲内に存在する上記信号発信機が発信する上記識別信号を受信し、
ＧＰＳ信号を受信し、
上記識別信号の受信強度および上記ＧＰＳの精度を測定し、
上記識別信号に基づく屋内測位および上記ＧＰＳ信号に基づく屋外測位を行い、上記屋内測位の結果を上記人物の位置とする屋内測位処理または上記屋外測位の結果を上記人物の位置とする屋外測位処理のいずれかにより上記人物の位置を推定し、上記信号発信機のうち、屋内外に通じる出入口近傍の特定の信号発信機の上記識別信号を受信し、かつ、当該識別信号の受信強度と上記ＧＰＳの精度とが所定の条件を満たすと、上記屋内測位処理と上記屋外測位処理とを切り替える、ことを含む。

本発明の他の形態に係るプログラムは、管理対象の屋内空間に設置された複数の信号発信機と、上記空間の内外を移動する人物によって携帯される携帯端末と、当該携帯端末と通信可能な管理装置とを用いて、上記人物の位置を推定する位置推定システムにおける上記管理装置が実行するプログラムである。上記信号発信機は、自己の識別情報を含む識別信号を発信する発信部を有する。上記携帯端末は、所定の距離範囲内に存在する上記信号発信機が発信する上記識別信号を受信する第１受信部と、ＧＰＳ信号を受信する第２受信部と、上記識別信号及び上記ＧＰＳ信号の情報を上記管理装置に送信する送信部と、を有する。
当該プログラムは、上記管理装置に、
上記識別信号及び上記ＧＰＳ信号の情報を受信するステップと、
上記識別信号の受信強度および上記ＧＰＳの精度を測定するステップと、
上記識別信号に基づく屋内測位および上記ＧＰＳ信号に基づく屋外測位を行い、上記屋内測位の結果を上記人物の位置とする屋内測位処理または上記屋外測位の結果を上記人物の位置とする屋外測位処理のいずれかにより上記人物の位置を推定し、上記信号発信機のうち、屋内外に通じる出入口近傍の特定の信号発信機の上記識別信号を受信し、かつ、当該識別信号の受信強度と上記ＧＰＳの精度が所定の条件を満たすと、上記屋内測位処理と上記屋外測位処理とを切り替えるステップと、を実行させる。

以上説明したように、本発明によれば、屋内外によらず精度良く人物の位置を把握することができる。しかし、当該効果は本発明を限定するものではない。

本発明の一実施形態に係る位置推定システムの構成を示した図である。 本発明の一実施形態に係るセンタサーバのハードウェア構成を示した図である。 本発明の一実施形態に係るセンタサーバ、携帯端末、ビーコン端末の機能ブロックの構成を示した図である。 本発明の一実施形態に係るセンタサーバが記憶するビーコン端末の識別情報と位置情報のデータベースの例を示した図である。 本発明の一実施形態に係るセンタサーバが記憶する、ビーコン端末間における警備員の移動可能な経路条件のテーブルを示した図である。 本発明の一実施形態に係るセンタサーバによる屋内測位処理から屋外測位処理への切替処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るセンタサーバによる屋内測位処理から屋外測位処理への切替処理の例を、ビーコン端末の受信強度、ＧＰＳの精度及び警備員の位置の変化と共に時系列で示した図である。 本発明の一実施形態に係るセンタサーバによる屋外測位処理から屋内測位処理への切替処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るセンタサーバによる屋外測位処理から屋内測位処理への切替処理の例を、ビーコン端末の受信強度、ＧＰＳの精度及び警備員の位置の変化と共に時系列で示した図である。 本発明の一実施形態に係るセンタサーバによる屋内測位処理と屋外測位処理との切替処理についてまとめた表である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

［システムの構成］
図１は、本実施形態に係る位置推定システムの構成を示した図である。

同図に示すように、このシステムは、センタサーバ１００と、携帯端末２００と、複数のビーコン端末３００とを含む。

センタサーバ１００は、警備会社が運営する警備センタに設置されるサーバであり、警備員Ｇやビーコン端末３００の状態を管理する管理装置である。センタサーバ１００は、モバイルネットワーク及びインターネットを介して携帯端末２００と通信可能である。警備センタには、管制員が常駐しており、警備対象施設Ｂにおける警備員Ｇの位置を監視するほか、警備員Ｇから異常通報を受信すると、警備対象施設Ｂへの警備員の派遣等の必要な措置が取られる。

警備対象施設Ｂは、例えば、空港、駅、美術館、博物館、学校、官公庁の施設、商業施設（デパート、スーパーマーケット等）、興行場、企業等の事務所、個人の住宅等である。

携帯端末２００は、例えばスマートフォンまたは警備専用端末であり、上記警備対象施設Ｂを警備する警備員Ｇに携帯される。同図では警備員Ｇ及び携帯端末２００はそれぞれ１人、１台ずつ示されているが、警備対象施設Ｂ内に複数存在していてもよい。

ビーコン端末３００（１～１８）は、警備対象施設Ｂの空間各所（壁面、天井、什器等）に複数設置され、ビーコン信号を発信する。またビーコン端末３００は、ビーコン端末間で通信し、ビーコン端末３００の異常情報等をセンタサーバ１００へ伝達することもできる。

ビーコン信号は、携帯端末２００で受信することによって位置をはじめとした各種の情報を取得するための信号であり、発信元のビーコン端末３００の空間内の設置位置を特定できる情報を含む。例えば、ビーコン信号に発信元のビーコン端末３００を特定する識別情報を含めることによって、センタサーバ１００は、識別情報と発信元のビーコン端末３００の設置位置とを関連付けたデータベースを参照することで受信された識別情報から発信元のビーコン端末３００の設置位置を取得することができる。

携帯端末２００は、上記各ビーコン端末３００からビーコン信号を受信して、それに含まれる識別情報と、当該信号強度（受信信号強度：ＲＳＳＩ）に関する情報を、モバイルネットワーク及びインターネットを介してセンタサーバ１００へ送信する。センタサーバ１００は、当該識別情報と信号強度に基づいて、警備員Ｇがどのビーコン端末３００の近傍に存在するかを推定する。また携帯端末２００は、警備員Ｇが警備業務中に取得したデータ等をセンタサーバ１００に送信する。

また同図において、ビーコン端末３００同士を繋ぐ実線は、警備員Ｇが移動しうる経路として設定した経路条件である。例えば、警備員Ｇがビーコン端末２の次にビーコン端末３を経由せずにビーコン端末４に移動することは通常ありえないので、センタサーバ１００は、ビーコン端末４から閾値以上の信号強度を測定しても経路条件を満たさないとして、ビーコン端末４の近傍に警備員Ｇが存在するとは推定しない。

また、警備対象施設Ｂの屋内外に通じる出入口Ｄの近傍に設置されたビーコン端末３００は「特定の」ビーコン端末３００と定義されており、警備員Ｇが屋内と屋外を出入りする場合にはこの特定のビーコン端末３００を経由することになる。

なお、警備員Ｇが屋外に存在する場合には、センタサーバ１００は、ＧＰＳ信号に基づいて位置推定を行う。

［センタサーバのハードウェア構成］
図２は、上記センタサーバ１００のハードウェア構成を示した図である。同図に示すように、センタサーバ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、入出力インタフェース１５、及び、これらを互いに接続するバス１４を備える。

ＣＰＵ１１は、必要に応じてＲＡＭ１３等に適宜アクセスし、各種演算処理を行いながらセンタサーバ１００の各ブロック全体を統括的に制御する。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１に実行させるＯＳ、プログラムや各種パラメータなどのファームウェアが固定的に記憶されている不揮発性のメモリである。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１の作業用領域等として用いられ、ＯＳ、実行中の各種アプリケーション、処理中の各種データを一時的に保持する。

入出力インタフェース１５には、表示部１６、操作受付部１７、記憶部１８、通信部１９等が接続される。

表示部１６は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＥＬＤ（Organic ElectroLuminescence Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等を用いた表示デバイスである。

操作受付部１７は、例えばマウス等のポインティングデバイス、キーボード、タッチパネル、その他の入力装置である。

記憶部１８は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）や、フラッシュメモリ（ＳＳＤ；Solid State Drive）、その他の固体メモリ等の不揮発性メモリである。当該記憶部１８には、上記ＯＳや各種アプリケーション、各種データが記憶される。

特に本実施形態では、記憶部１８は、センタサーバ１００が警備員の位置推定処理を実行するためのアプリケーションその他のプログラム及びデータベースを記憶している。

通信部１９は、例えばEthernet用のＮＩＣ（Network Interface Card）や無線ＬＡＮ等の無線通信用の各種モジュールであり、上記携帯端末２００との間の通信処理を担う。

なお、図示しないが、携帯端末２００及びビーコン端末３００のコンピュータとしての基本的なハードウェア構成も上記センタサーバ１００のハードウェア構成と略同様である。なお、携帯端末２００は、所定の距離範囲内に存在するビーコン端末３００からその識別信号を受信する第１受信部と、ＧＰＳ信号を受信する第２受信部とを有する。

［システムの各装置の機能及びデータベース］
図３は、上記センタサーバ１００、携帯端末２００、ビーコン端末３００の機能ブロックの構成を示した図である。

（センタサーバの機能ブロック）
同図に示すように、センタサーバ１００は、機能ブロックとして、通信部１１０、記憶部１２０、状態管理部１３０、表示出力部１４０、経路条件判定部１５０及び位置推定部１６０を有する。

通信部１１０は、携帯端末２００と通信を行う機能を備えた通信インタフェースであり、モバイルネットワークやインターネット等を介して、検知データ（ビーコン信号の情報（識別情報や受信信号強度）やGPSの情報（緯度経度や精度または信号強度）など）等を受信する。

記憶部１２０は、各ビーコン端末３００の設置位置の情報を記憶する。図４は、当該設置位置情報の例を示した図である。

同図に示すように、設置位置情報は、上記警備対象施設Ｂの空間内における各ビーコン端末３００の設置位置を、各ビーコン端末３００の識別情報（ビーコンＩＤ）と対応付けて登録したデータベースである。

同図の例では、ビーコン端末３００毎に平面内における位置（緯度及び経度）が登録されているが、さらに高度等の情報を加えて３次元の位置情報が登録されてもよい。また、緯度、経度、高度に限らず、３次元空間のある位置を基準とした座標値（ｘ、ｙ、ｚ）からなる位置情報が登録されてもよい。なお、ビーコン端末の設置位置を、西側出入口（例えばビーコン端末１）、部屋東側（例えばビーコン端末９）などの名称で登録しておき、警備員の位置推定を行うようにしてもよい。

また記憶部１２０は、警備員Ｇが上記警備対象施設Ｂ内で移動可能な経路を示す経路条件も記憶している。図５は、当該経路条件テーブルの例を示した図である。

図１において、隣接するビーコン端末３００同士を接続する実線は、警備員Ｇが移動可能な経路であり、図５に示すように、経路条件としてビーコン端末３００（の識別情報）毎に登録される。

当該経路条件の登録においては、あるビーコン端末３００から所定距離内に位置する他のビーコン端末３００が自動的に接続されてもよいし、管理者が手動で登録してもよい。

上述したように、図１を参照すると、警備員Ｇがビーコン端末２→３→４と移動することは可能であるが、ビーコン端末２からビーコン端末３を経由せずに直接ビーコン端末４に移動することは通常あり得ない。したがって図５のテーブルにおいてはビーコン端末２の移動可能先としてビーコン端末４は登録されない。

また記憶部１２０は、実際に警備員Ｇが警備対象施設Ｂを移動した際に携帯端末２００が受信した検知データを携帯端末２００から逐次受信して記憶している。また、各ビーコン信号の受信順を示すデータが記憶されてもよいし、各ビーコン信号の受信時刻を示すデータが記憶されてもよい。当該検知データにおいては、ビーコン端末３００の識別情報と信号強度とが対応付けられている。

状態管理部１３０は、携帯端末２００から受信した検知データから、警備員Ｇの位置情報を管理する。

表示出力部１４０は、後述の位置推定部１６０で推定された警備員Ｇの現在位置や携帯端末２００から受信した検知データをモニタなどの表示手段に出力する。これにより、警備員Ｇの位置情報やビーコン端末３００の異常情報を管理者が把握することができる。なお表示出力部１４０は、蓄積して記憶している検知データを用いて警備員Ｇの移動軌跡を表示してもよい。これにより管理者は警備員Ｇの位置情報の変化を視覚的に把握することができる。

経路条件判定部１５０は、携帯端末２００から検知データを受信すると、上記図５で示した経路条件を参照して、検知データ内でビーコン信号の発信元として記述されているビーコン端末３００が経路条件を満たすか否かを判定する。

具体的には、図１において、警備員がビーコン端末２→３→１７と移動することは可能であるが、ビーコン端末２からビーコン端末３や１８を経由せずに直接ビーコン端末１７に移動することはできないことが分かる。ここで、図５のテーブルを参照すると、ビーコン２の移動可能先にビーコン１７は存在しないので、センタサーバ１００は、検知データからビーコン端末２の直後の経路としてビーコン端末１７を認識しても、警備員Ｇがビーコン端末１７の近傍に存在するとは推定しない。

位置推定部１６０は、ビーコン端末３００から発信される識別信号に基づく屋内測位、および、ＧＰＳ信号に基づく屋外測位を行う。すなわち、携帯端末２００から検知データを受信したタイミング等において屋内測位と屋外測位とをそれぞれ行う。そして、屋内測位の結果を警備員Ｇの位置とする屋内測位処理または前記屋外測位の結果を警備員Ｇの位置とする屋外測位処理のいずれかにより、携帯端末２００を所持する警備員Ｇの現在位置を推定する。すなわち、屋内測位による結果と屋外測位による結果のいずれか一方が警備員Ｇの位置となる。

屋内測位では、位置推定部１６０は、ビーコン端末３００から受信したビーコン信号の信号強度が閾値（第１閾値）以上である場合、当該ビーコン端末を検出したとして、携帯端末２００を所持する警備員Ｇがその受信元のビーコン端末の近傍（例えば５ｍ以内）に存在すると判定する。複数のビーコン端末３００においてビーコン信号の信号強度が閾値以上である場合には、そのうち最も信号強度が大きいビーコン端末３００の近傍に存在すると判定する。上記第１閾値は、例えば-90db（携帯端末２００とビーコン端末３００との距離に換算すると約５ｍ）とされるが、これに限られない。

なお、上記閾値は、警備センタの管理者が警備員の位置をどのように把握したいかによって定められる。例えば、管理者がビーコン端末から５ｍ以内に警備員が存在するか否かを確認したい場合には、例えば、予め５ｍ離れた地点での信号強度の平均値を算出してこの平均値を第１閾値として設定すればよい。

位置推定部１６０はさらに、上記経路条件判定部１５０で経路条件を満たすと判定されることを、位置推定の条件に加えてもよい。

一方、屋外測位では、位置推定部１６０は、ＧＰＳ信号の受信情報に基づいて警備員Ｇの位置を推定する。

そして、位置推定部１６０は、出入口Ｄに通じる特定のビーコン端末３００を検出し、さらに、ビーコン信号とＧＰＳ信号の受信信号強度とが所定の条件を満たすと、屋内測位処理と屋外測位処理とを切り替えて位置推定を行う。

また位置推定部１６０は、屋内測位処理において 特定のビーコン端末３００の識別信号に基づく屋内測位の結果を用いて警備員Ｇの位置推定を行っているとき、所定の条件として、識別信号の大きさが第１閾値以上であれば、警備員Ｇが当該特定のビーコン端末３００の近傍（屋内）にいる可能性が高いため、ＧＰＳ信号の大きさによらず屋内測位処理を維持し、識別信号の大きさが第１閾値未満であり、かつ、ＧＰＳ信号の大きさが第２閾値以上であれば、警備員Ｇが屋外に移動した可能性が高いので屋外測位処理に切り替える。

また位置推定部１６０は、屋外測位処理をしているときに、所定の条件として、特定のビーコン端末３００から第１閾値以上の識別信号を受信すると、警備員Ｇが屋外から屋内へと移動した可能性が高いので、屋内測位処理に切り替える。特定のビーコン端末３００を検出していない場合であっても、他のビーコン端末３００から著しく高い（第３閾値以上の）信号強度が計測された場合には、警備員Ｇはこの他のビーコン端末３００の近傍にいる可能性が高いため、屋内測位処理に切り替える。上記第３閾値は、例えば-78db（携帯端末２００とビーコン端末３００との距離に換算すると約２ｍ～３ｍ）とされるが、これに限られない。

また位置推定部１６０は、受信環境やビーコン端末３００の設置状況によっては、警備員Ｇが屋外を移動中に特定のビーコン端末３００の識別信号を第１閾値以上で計測する可能性がないとも言い切れないので、特定のビーコン端末３００を検出してから、さらに、経路条件を満たすビーコン端末３００を検出すると屋内測位処理に切り替えるようにしてもよい。これにより、確実に屋内にいることをもって屋内測位処理に切り替えることができる。

なお、この場合、位置推定部１６０は、特定のビーコン端末３００を検出した時点に遡って屋内測位の結果を記憶部１２０に記憶することが好適である。

（携帯端末の機能ブロック）
図３に示すように、携帯端末２００は、機能ブロックとして、第１受信部２１０、第２受信部２２０、通信部２３０及び信号強度測定部２４０を有する。

第１受信部２１０は、警備対象施設Ｂの空間内でビーコン端末３００と近距離通信を行う機能を備えた通信インタフェースであり、空間内でビーコン端末３００から送信されるビーコン信号を受信する。近距離通信には、例えばBluetooth（登録商標）等が用いられる。

第２受信部２２０は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。

通信部２３０は、センタサーバ１００と通信を行う機能を備えた通信インタフェースである。通信部２３０は、例えば、携帯電話網やインターネット網などを介して、検知データ等をセンタサーバ１００へ送信する。

信号強度測定部２４０は、ビーコン端末３００から受信したビーコン信号の信号強度を測定する手段である。ビーコン端末３００からのビーコン信号が電波である場合、信号強度測定部２４０は、受信された電波の振幅を信号強度として検出する。

また信号強度測定部２４０は、ＧＰＳの測位精度の判定を行う。例えば、ＧＰＳ衛星の配置状態に基づいてＤＯＰ（Dilution Of Precision：精度低下率）を算出することにより、ＧＰＳの測位精度を判定することができる。例えば、ＤＯＰ値が５未満の場合、測位精度が良好であり、ＤＯＰ値が５以上の場合、測位精度が不良とすることができる。以下では、精度が良好の場合と精度が不良な場合とに分けて説明を行う。なお、これに限らず、精度を高、中、低（例えば、ＤＯＰ値＜３の場合「高」、３≦ＤＯＰ≦７の場合「中」、７＜ＤＯＰの場合「低」）のように多段階に分類してもよいし、測位距離の誤差（ｍ）を精度として用いてもよい。すなわち、精度が閾値以上であるとは、例えば、精度が「良好」、「高、中」、「誤差３ｍ以内」などの場合である。また、ＧＰＳの測位精度の判定においては、ＤＯＰの算出に限らず、ＣＥＰ（Circular Error Probability：平均誤差半径）やＲＭＳ（Root Mean Square：二乗平均平方根）等種々公知の手法を採用することができる。例えば、ＲＭＳ値を用いる場合、５ｍＲＭＳ（真の測位点から半径５ｍ以内の円の中に６３％の確率で存在している）未満であると測位精度が良好であるとすればよい。

また信号強度測定部２４０は、測位精度としてＧＰＳ信号の信号強度を判別してもよい。この場合、信号強度が大きい場合（閾値以上）精度が良好であり小さい場合（閾値未満）精度が不良であるとすればよい。

信号強度の測定や測位精度の算出等においては上記に限らず種々公知の手法をとることができる。

（ビーコン端末の機能ブロック）
図３に示すように、ビーコン端末３００は、機能ブロックとして、発信部３１０及び記憶部３２０を有する。

発信部３１０は、ビーコン端末３００の識別情報（ビーコンＩＤ）を含む上記ビーコン信号を電波や音波として発信する。ビーコン信号の発信間隔は１回／秒、受信間隔は１回（５秒間連続）／時間のように設定されるが、これらに限られない。

記憶部３２０は、上記ビーコン端末３００の識別情報等を記憶している。

［システムの動作］
次に、以上のように構成された位置推定システムにおける屋内測位処理と屋外測位処理の切替動作について説明する。当該動作は、センタサーバ１００、携帯端末２００及びビーコン端末３００のＣＰＵ及び通信部等のハードウェアと、記憶部に記憶されたソフトウェアとの協働により実行される。以下の説明では、便宜上、特に明示しない限り、各装置のＣＰＵを動作主体とする。

なお、当該処理の前提として、センタサーバ１００は、携帯端末２００から定期的に（例えば５秒ごと）送信されるビーコンの情報（ビーコン識別信号や受信信号強度）やＧＰＳの情報（緯度経度や精度）を受信する。また、携帯端末２００では、複数のビーコン端末３００から信号を受信することが想定されるため、受信信号強度が最大のビーコン端末３００の情報についてセンタサーバ１００に送信する。なお、センタサーバ１００は、経路条件を満たしているかの判断等のために、受信したビーコンの情報やＧＰＳの情報をいずれも記憶部１２０に蓄積しておく。

図６は、センタサーバ１００による屋内測位処理から屋外測位処理への切替処理の流れを示したフローチャートである。

同図に示すように、ビーコン端末３００の識別信号に基づく屋内測位処理の実行中（屋内測位処理により警備員Ｇの位置を推定しているとき）において、センタサーバ１００のＣＰＵ１１は、携帯端末２００からいずれかのビーコン端末３００の識別信号を受信したか否かを判断する（ステップ６１）。

ビーコン端末３００の識別信号を受信したと判断した場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１は、当該識別信号が、特定のビーコン端末３００の識別信号であるか否かを判断する（ステップ６２）。

上記識別信号が特定のビーコン端末３００の識別信号ではないと判断した場合（Ｎｏ）、ＣＰＵ１１は、警備員Ｇが屋内に留まっている可能性が高いため、ビーコン端末３００を用いた屋内測位処理を維持する（ステップ６６）。

一方、上記識別信号が特定のビーコン端末３００の識別信号であると判断した場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１は、当該識別信号の強度が第１閾値未満であるか否かを判断する（ステップ６３）。

上記識別信号の強度が第１閾値以上であると判断した場合（Ｎｏ）は、警備員Ｇが屋内の出入口Ｄ近傍に留まっている（屋外へ出ていない）可能性が高いため、ビーコン端末３００を用いた屋内測位処理を維持する（ステップ６６）。

一方、上記識別信号の強度が第１閾値未満であると判断した場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１は、ＧＰＳ精度が第２閾値以上であるか否かを判断する（ステップ６４）。

ＧＰＳ精度が第２閾値未満であると判断した場合（Ｎｏ）、警備員Ｇが屋内の出入口Ｄから屋内側にやや離れた位置に存在する可能性が高いため、ビーコン端末３００を用いた屋内測位処理を維持する（ステップ６６）。

一方、ＧＰＳ精度が第２閾値以上であると判断した場合（Ｙｅｓ）、警備員Ｇが出入口Ｄから屋外へ出たと考えられることから、ＣＰＵ１１は、上記屋内測位処理を、ＧＰＳを用いた屋外測位処理に切替える（ステップ６５）。

なお、屋内測位処理により警備員Ｇの位置推定を行っているとき、特定のビーコン端末３００の識別信号の受信した後、いずれのビーコン端末３００からも識別信号を受信せず、ＧＰＳ精度が第２閾値以上である場合、警備員Ｇが出入口Ｄから屋外へ出たことによりいずれのビーコン端末３００も検出できなくなったと考えられることから、ＣＰＵ１１は、屋内測位処理から屋外測位処理に切替える。

図７は、上記屋内測位処理から屋外測位処理への切替処理の例を、ビーコン端末３００の受信強度、ＧＰＳの精度及び警備員Ｇの位置の変化と共に時系列で示した図である。なお同図におけるビーコン端末３００は、第１閾値以上の信号強度を検出しているビーコン端末３００であり、複数存在する場合はそのうち最も信号強度が大きいものを指している。また同図でビーコン端末３００を示す数字は図１に示したものに対応している。

同図に示すように、時刻ｔ２ではＧＰＳ精度が高い（第２閾値以上）が、特定のビーコン端末３００が検出されていないので、ＣＰＵ１１は屋内測位処理を維持する。

続いて時刻ｔ３では、ビーコン端末３００自体を検出していないため、ＣＰＵ１１は直前の位置を維持する。

続いて時刻ｔ４ではＧＰＳ精度が高いが、特定のビーコン端末３００（Ｒ５）が検出されているため、ＣＰＵ１１は屋内測位処理を維持する。

続いて時刻ｔ５では、特定のビーコン端末３００（Ｒ５）に基づく屋内測位処理をしている状態で、ビーコン端末３００を検出しなくなり、ＧＰＳ精度が高いため、ＣＰＵ１１は、屋内測位処理を屋外測位処理に切り替える。

そして時刻ｔ６では、ビーコン端末３００（Ｒ８）を検出しているが特定のビーコン端末３００ではないので、ＣＰＵ１１は屋外測位処理を維持する。

図８は、センタサーバ１００による屋外測位処理から屋内測位処理への切替処理の流れを示したフローチャートである。

同図に示すように、ＧＰＳ信号に基づく屋外測位処理の実行中（屋外測位処理により警備員Ｇの位置を推定しているとき）において、センタサーバ１００のＣＰＵ１１は、携帯端末２００からいずれかのビーコン端末３００の識別信号を受信したか否かを判断する（ステップ８１）。

ビーコン端末３００の識別信号を受信したと判断した場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１は、当該識別信号が、特定のビーコン端末３００の識別信号であるか否かを判断する（ステップ８２）。

上記識別信号が特定のビーコン端末３００の識別信号であると判断した場合（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１は、上記識別信号の強度が第１閾値以上であるか否かを判断する（ステップ８３）。

上記識別信号の強度が第１閾値以上であると判断した場合（Ｙｅｓ）、警備員Ｇが屋外から出入口Ｄを通って屋内へ移動した可能性が高いため、ＣＰＵ１１は、屋外測位処理を、ビーコン端末３００の識別信号に基づく屋内測位処理へと切り替える（ステップ８５）。

一方、上記ステップ８２において上記識別信号が特定のビーコン端末３００の識別信号でないと判断した場合（Ｎｏ）、ＣＰＵ１１は、当該特定のビーコン端末３００以外のビーコン端末３００（他のビーコン端末３００）の識別信号の強度が、上記第１閾値よりも高い第３閾値以上であるか否かを判断する（ステップ８４）。

当該他のビーコン端末３００の識別信号の強度が第３閾値以上であると判断した場合（Ｙｅｓ）、警備員Ｇが当該他のビーコン端末３００の近傍にいる可能性が高いため、ＣＰＵ１１は、上記屋外測位処理を、ビーコン端末３００の識別信号に基づく屋内測位処理へと切り替える（ステップ８５）。

これにより、警備員Ｇが屋外から屋内に移動したにも関わらず、何らかの理由で出入口Ｄ近傍のビーコン端末３００から識別信号を受信できなかった場合でも、他のビーコン端末３００の識別信号を基に屋内測位処理に適切に切り替えることができる。

上記ステップ８３において特定のビーコン端末３００の識別信号の強度が第１閾値未満であると判断した場合（Ｎｏ）、警備員Ｇが出入口Ｄの近傍にいるものの屋外に留まったままである可能性が高いため、ＣＰＵ１１は、ＧＰＳ信号に基づく屋外測位処理を維持する（ステップ８６）。

また上記ステップ８４において、他のビーコン端末３００の識別信号の強度が第３閾値未満であると判断した場合（Ｎｏ）、警備員Ｇが屋外において当該他のビーコン端末３００から識別信号を受信した可能性が高いため、ＣＰＵ１１は、ＧＰＳ信号に基づく屋外測位処理を維持する（ステップ８６）。

図９は、上記屋外測位処理から屋内測位処理への切替処理の例を、ビーコン端末３００の受信強度、ＧＰＳの精度及び警備員Ｇの位置の変化と共に時系列で示した図である。

同図に示すように、時刻ｔ２では、ビーコン端末３００（Ｒ８）を検出しているが、特定のビーコン端末３００ではないので、ＣＰＵ１１は、ＧＰＳ信号に基づく屋外測位処理を維持する（なお、第３閾値以上の受信信号強度が検出された場合は屋内測位処理に切り替える）。

そして時刻ｔ３では、特定のビーコン端末３００（Ｒ７）を検出したため、ＣＰＵ１１は、屋外測位処理を屋内測位処理に切り替える。

図１０は、以上説明したセンタサーバ１００による屋内測位処理と屋外測位処理との切替処理についてまとめた表である。各表において、測位手段が切り替えられる場合を網掛けで表示している。

同図（Ａ）は屋内測位処理実行中におけるビーコン端末３００の信号強度とＧＰＳの精度との関係に応じて使用される測位手段を示しており、同図（Ｂ）は屋外測位処理実行中におけるビーコン端末３００の信号強度とＧＰＳの精度との関係に応じて使用される測位手段を示している。

同図（Ａ）の屋内測位処理実行中において、（Ａ－１）に示すように、特定のビーコン端末３００Ａの識別信号を受信した場合、ＣＰＵ１１は、識別信号の強度が第１閾値（Ｒ１）未満かつＧＰＳ精度が第２閾値以上である場合に、ＧＰＳ信号に基づく屋外測位処理に切り替え、それ以外の場合はビーコン端末３００Ａに基づく屋内測位処理を維持する。

また屋内測位処理実行中において、（Ａ－２）に示すように、他のビーコン端末３００Ｂの識別信号を受信している限り、ＣＰＵ１１は、当該ビーコン端末３００Ｂに基づく屋内測位処理を維持する。

同図（Ｂ）の屋外測位処理実行中において、（Ｂ－１）に示すように、特定のビーコン端末３００Ａの識別信号を受信した場合、ＣＰＵ１１は、当該識別信号の強度が第１閾値未満である場合に限り屋外測位処理を維持し、それ以外の場合には屋外測位処理をビーコン端末３００Ａに基づく屋内測位処理に切り替える。

また屋外測位処理実行中において、（Ｂ－２）に示すように、他のビーコン端末３００Ｂの識別信号を受信した場合には、当該識別信号の強度が第３閾値以上である場合に限り、屋外測位処理を他のビーコン端末３００Ｂに基づく屋内測位処理に切り替え、それ以外の場合には屋外測位処理を維持する。

［まとめ］
以上説明したように、本実施形態によれば、センタサーバ１００は、出入口Ｄ近傍に設置されたビーコン端末３００の識別信号を検出しているときの当該識別信号とＧＰＳの精度に応じて、屋内測位処理と屋外測位処理を切り替えることで、屋内外によらず精度良く警備員Ｇの位置を把握することができる。

［変形例］
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更され得る。

上述の実施形態では、位置推定処理はセンタサーバ１００が担っていたが、当該各処理を携帯端末２００が担ってもよい。この場合、携帯端末２００は、上記記憶部１２０及び位置推定部１６０に相当する機能ブロック並びにハードウェア及びプログラムを有する。この場合、携帯端末２００からセンタサーバ１００へ識別信号やＧＰＳ信号の情報を送信する処理が不要になる。携帯端末２００は、当該位置推定処理により推定した、当該携帯端末２００を携帯する警備員Ｇの位置情報を、センタサーバ１００へ送信してもよい。

また、上述の実施形態では、センタサーバ１００が、図５で示した経路条件を記憶すると共に、経路条件判定部１５０を有しており、携帯端末２００から検知データを受信すると、経路条件を参照して、検知データ内でビーコン信号の発信元として記述されているビーコン端末３００が経路条件を満たすか否かを判定していた。しかし、当該経路条件判定部及び経路条件は携帯端末２００が有していてもよい。この場合携帯端末２００は、経路条件判定部により、検知データが経路条件を満たすと判定された場合には、当該検知データをセンタサーバ１００へ送信し、経路条件を満たさないと判定された場合には、検知データをセンタサーバ１００に送信しない。

さらに、本実施形態では、警備業務中の警備員Ｇの位置推定について説明したが、本発明の適応範囲はこれに限定されない。例えば、空港やデパートなどのスタッフや清掃作業を行う清掃員など種々の現場で作業を行う作業員や空港やデパートなどの施設を利用する利用者など種々の人物の位置推定において適応することが可能である。

本願の特許請求の範囲に記載された発明のうち、「位置推定方法」と記載された発明は、その各ステップを、ソフトウェアによる情報処理によりコンピュータ等の少なくとも１つの装置が自動的に行うものであり、人間がコンピュータ等の装置を用いて行うものではない。すなわち、当該「位置推定方法」は、コンピュータ・ソフトウェアによる位置情報推定方法であって、コンピュータという計算道具を人間が操作する方法ではない。

１１…ＣＰＵ
１８・１２０…記憶部
１９・１１０…通信部
１６０…位置推定部
１００…センタサーバ
２００…携帯端末
２１０…第１受信部
２２０…第２受信部
３００…ビーコン端末
３１０…発信部
Ｂ…警備対象施設
Ｄ…出入口
Ｇ…警備員

Claims (6)

1. 管理対象の屋内空間に設置された複数の信号発信機と、前記空間の内外を移動する人物によって携帯される携帯端末と、当該携帯端末と通信可能な管理装置とを具備し、前記人物の位置を推定する位置推定システムであって、
   前記複数の信号発信機は、
   屋内外に通じる出入口近傍に設置された特定の信号発信機と、前記出入口近傍以外に設置された他の信号発信機とを含み、
   それぞれ自己の識別情報を含む識別信号を発信する発信部を有し、
   前記携帯端末は、
   所定の距離範囲内に存在する前記信号発信機が発信する前記識別信号を受信する第１受信部と、
   ＧＰＳ信号を受信する第２受信部と、
   前記識別信号の受信強度および前記ＧＰＳの精度を測定する信号強度測定部と、
   前記識別信号及び前記ＧＰＳ信号の情報を前記管理装置に送信する送信部と、を有し、
   前記管理装置は、
   前記携帯端末から受信した前記識別信号に基づく屋内測位および前記ＧＰＳ信号に基づく屋外測位を行い、前記屋内測位の結果を前記人物の位置とする屋内測位処理または前記屋外測位の結果を前記人物の位置とする屋外測位処理のいずれかにより前記人物の位置推定を行う位置推定部を有し、
   前記位置推定部は、いずれかの前記信号発信機から前記識別信号を受信した場合であって、当該識別信号が前記特定の信号発信機の前記識別信号であると判断した場合に、当該受信した特定の信号発信機の識別信号の受信強度と前記ＧＰＳの精度とが所定の条件を満たすか否かを判断し、当該所定の条件を満たすと判断した場合に、前記屋内測位処理と前記屋外測位処理とを切り替え、
   前記屋内測位処理において前記特定の信号発信機の前記識別信号に基づき前記人物の位置推定を行っているとき、前記所定の条件として、前記識別信号の受信強度が第１閾値未満かつ前記ＧＰＳの精度が第２閾値以上であることを満たす場合に前記屋内測位処理から前記屋外測位処理に切り替える、
   ことを特徴とする位置推定システム。
2. 前記位置推定部は、前記屋外測位処理により前記人物の位置推定を行っているとき、前記特定の信号発信機から第１閾値以上の受信強度を有する前記識別信号が受信されるか、前記他の信号発信機から前記第１閾値よりも大きい第３閾値以上の受信強度を有する前記識別信号が受信されると、前記ＧＰＳの精度によらず前記屋外測位処理から前記屋内測位処理に切り替える、請求項１に記載の位置推定システム。
3. 前記管理装置は、前記人物が移動可能な経路を複数の前記信号発信機の識別情報により示した経路条件を記憶する記憶部をさらに具備し、
   前記位置推定部は、前記屋外測位処理において前記特定の信号発信機の識別信号を受信し、さらに、前記経路条件を満たす前記信号発信機の識別信号を受信した場合に、前記ＧＰＳの精度によらず前記屋外測位処理から前記屋内測位処理に切り替える、請求項１または２に記載の位置推定システム。
4. 管理対象の屋内空間に設置された複数の信号発信機と、前記空間の内外を移動する人物によって携帯される携帯端末とを具備し、前記人物の位置を推定する位置推定システムであって、
   前記複数の信号発信機は、
   屋内外に通じる出入口近傍に設置された特定の信号発信機と、前記出入口近傍以外に設置された他の信号発信機とを含み、
   それぞれ自己の識別情報を含む識別信号を発信する発信部を有し、
   前記携帯端末は、
   所定の距離範囲内に存在する前記信号発信機が発信する前記識別信号を受信する第１受信部と、
   ＧＰＳ信号を受信する第２受信部と、
   前記識別信号の受信強度および前記ＧＰＳの精度を測定する信号強度測定部と、
   前記識別信号に基づく屋内測位および前記ＧＰＳ信号に基づく屋外測位を行い、前記屋内測位の結果を前記人物の位置とする屋内測位処理または前記屋外測位の結果を前記人物の位置とする屋外測位処理のいずれかにより前記人物の位置を推定する位置推定部と、
   を有し、
   前記位置推定部は、
   前記第１受信部がいずれかの前記信号発信機から前記識別信号を受信した場合であって、当該識別信号が前記特定の信号発信機の前記識別信号であると判断した場合に、当該受信した特定の信号発信機の識別信号の受信強度と前記ＧＰＳの精度とが所定の条件を満たすか否かを判断し、当該所定の条件を満たすと判断した場合に前記屋内測位処理と前記屋外測位処理とを切り替え、
   前記屋内測位処理において前記特定の信号発信機の前記識別信号に基づき前記人物の位置推定を行っているとき、前記所定の条件として、前記識別信号の受信強度が第１閾値未満かつ前記ＧＰＳの精度が第２閾値以上であることを満たす場合に前記屋内測位処理から前記屋外測位処理に切り替える、
   ことを特徴とする位置推定システム。
5. 管理対象の屋内空間に設置された複数の信号発信機と、前記空間の内外を移動する人物によって携帯される携帯端末と、当該携帯端末と通信可能な管理装置とを用いて、前記人物の位置を推定する位置推定方法であって、
   前記複数の信号発信機は、
   屋内外に通じる出入口近傍に設置された特定の信号発信機と、前記出入口近傍以外に設置された他の信号発信機とを含み、
   それぞれ自己の識別情報を含む識別信号を発信する発信部を有し、
   所定の距離範囲内に存在する前記信号発信機が発信する前記識別信号を受信し、
   ＧＰＳ信号を受信し、
   前記識別信号の受信強度および前記ＧＰＳの精度を測定し、
   前記識別信号に基づく屋内測位および前記ＧＰＳ信号に基づく屋外測位を行い、前記屋内測位の結果を前記人物の位置とする屋内測位処理または前記屋外測位の結果を前記人物の位置とする屋外測位処理のいずれかにより前記人物の位置を推定し、いずれかの前記信号発信機から前記識別信号を受信した場合であって、当該識別信号が前記特定の信号発信機の前記識別信号であると判断した場合に、当該受信した特定の信号発信機の識別信号の受信強度と前記ＧＰＳの精度とが所定の条件を満たすか否かを判断し、当該所定の条件を満たすと判断した場合に、前記屋内測位処理と前記屋外測位処理とを切り替え、
   前記屋内測位処理において前記特定の信号発信機の前記識別信号に基づき前記人物の位置推定を行っているとき、前記所定の条件として、前記識別信号の受信強度が第１閾値未満かつ前記ＧＰＳの精度が第２閾値以上であることを満たす場合に前記屋内測位処理から前記屋外測位処理に切り替える、
   コンピュータが実行する位置推定方法。
6. 管理対象の屋内空間に設置された複数の信号発信機と、前記空間の内外を移動する人物によって携帯される携帯端末と、当該携帯端末と通信可能な管理装置とを用いて、前記人物の位置を推定する位置推定システムにおける前記管理装置が実行するプログラムであって、
   前記複数の信号発信機は、
   屋内外に通じる出入口近傍に設置された特定の信号発信機と、前記出入口近傍以外に設置された他の信号発信機とを含み、
   それぞれ自己の識別情報を含む識別信号を発信する発信部を有し、
   前記携帯端末は、所定の距離範囲内に存在する前記信号発信機が発信する前記識別信号を受信する第１受信部と、ＧＰＳ信号を受信する第２受信部と、前記識別信号及び前記ＧＰＳ信号の情報を前記管理装置に送信する送信部と、を有し、
   当該プログラムは、前記管理装置に、
   前記識別信号及び前記ＧＰＳ信号の情報を受信するステップと、
   前記識別信号の受信強度および前記ＧＰＳの精度を測定するステップと、
   前記識別信号に基づく屋内測位および前記ＧＰＳ信号に基づく屋外測位を行い、前記屋内測位の結果を前記人物の位置とする屋内測位処理または前記屋外測位の結果を前記人物の位置とする屋外測位処理のいずれかにより前記人物の位置を推定し、いずれかの前記信号発信機から前記識別信号を受信した場合であって、当該識別信号が前記特定の信号発信機の前記識別信号であると判断した場合に、当該受信した特定の信号発信機の識別信号の受信強度と前記ＧＰＳの精度とが所定の条件を満たすか否かを判断し、当該所定の条件を満たすと判断した場合に、前記屋内測位処理と前記屋外測位処理とを切り替えるステップと、
   前記屋内測位処理において前記特定の信号発信機の前記識別信号に基づき前記人物の位置推定を行っているとき、前記所定の条件として、前記識別信号の受信強度が第１閾値未満かつ前記ＧＰＳの精度が第２閾値以上であることを満たす場合に前記屋内測位処理から前記屋外測位処理に切り替えるステップと、
   を実行させるプログラム。

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