位置検出システム及びこれを用いた管理システム
【課題】電波強度を利用して人や物の位置を検出するに際して、それらの位置の検出精度を損なうことなく、親機の設置台数を削減したり、検出可能領域の拡大を図ることを可能にする。
【解決手段】予め定められた位置に設置され、電波を発信する複数の親機３ａ、３ｂと、複数の親機３ａ、３ｂからの電波を受信し、電波強度を検出する複数の子機２ａ、２ｂとを備え、検出した電波強度から親機及び子機間の距離を求めて子機２ａ、２ｂの位置を特定する位置検出システム１であって、複数の子機２ａ、２ｂは、子機間で電波を授受する子機間通信部２２と、子機間通信部２２で受信した電波強度を検出し、子機間の距離を算出する電波強度検出部２３とを備え、位置検出システム１は、電波強度検出部２３で算出した子機間の距離を補間的に用いて子機２ａ、２ｂの位置を特定する。
【解決手段】予め定められた位置に設置され、電波を発信する複数の親機３ａ、３ｂと、複数の親機３ａ、３ｂからの電波を受信し、電波強度を検出する複数の子機２ａ、２ｂとを備え、検出した電波強度から親機及び子機間の距離を求めて子機２ａ、２ｂの位置を特定する位置検出システム１であって、複数の子機２ａ、２ｂは、子機間で電波を授受する子機間通信部２２と、子機間通信部２２で受信した電波強度を検出し、子機間の距離を算出する電波強度検出部２３とを備え、位置検出システム１は、電波強度検出部２３で算出した子機間の距離を補間的に用いて子機２ａ、２ｂの位置を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人や物の位置を検出する位置検出システム、それを用いて人や物の移動状況を管理する管理システムに関し、特に、複数の親機から発信する電波を子機で受信し、その際の電波強度を利用して子機の位置を検出するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人や物の位置を検出するための位置検出システムとして多くの技術が提案されている。その中でも、軌道衛星による測位システム（ＧＰＳ）が代表的であり、車両の運転者に経路を案内するナビゲーションシステム等で広く活用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記ＧＰＳによる位置検出は、車両に限らず、配送途中の荷物や移動中の人の位置を検出する場合にも有用であるが、この方法には、ＧＰＳ電波の受信環境が測位に大きく影響を及ぼすという欠点がある。このため、ＧＰＳ電波が届かない屋内や障害物が多い場所では、一時的に利用できなくなったり、測位に誤差が生じるなどの問題が生じ、それらの場所での位置検出には、他の検出方法を用いる必要がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献２には、店舗内に陳列した商品の位置を管理するシステムとして、複数の受信機（親機）を予め定めた位置に設置するとともに、電波を発信する送信機（子機）を商品に貼着した位置検出システムが提案されている。この位置検出システムは、子機から発信した電波を複数の親機で受信するとともに、その際の受信強度に基づいて親機と子機の間の距離を求め、それによって、商品の位置を特定するように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３１８３８１号公報
【特許文献２】特開２００２−２３６１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に記載の位置検出システムにおいては、商品に貼着された子機と２台の親機との間で三角形を形成して商品の位置を特定するため、商品の位置を求めるにあたり、子機が少なくとも２台以上の親機と通信し得ることが不可欠となる。
【０００７】
そのため、親機の設置に際して、商品（子機）が店舗内の如何なる位置に載置されても、常に２台以上の親機との通信が確保されるように設置場所を定める必要がある。かかる条件を満たすためには、親機間の間隔を狭くしなければならず、多数の親機が必要になるという問題がある。その一方で、コスト削減の要望に応えるには、親機の設置台数を少なくすることが望ましく、結局のところ、親機の設置台数を少なくする反面、検出可能領域を狭く設定して特定の場所に限定して使用するという態様を採らざるを得なくなる。
【０００８】
こうした問題は、店舗内の商品位置を検出する場合に限らず、屋内で人の位置を検出する場合等にも概ね同様に生じ、また、店舗規模が大きくなったり、人の移動範囲が広範になるほど顕著になる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、電波強度を利用して人や物の位置を検出するに際して、それらの位置の検出精度を損なうことなく、親機の設置台数を削減したり、検出可能領域の拡大を図ることが可能な位置検出システム及び管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、予め定められた位置に設置され、電波を発信する複数の親機と、該複数の親機からの電波を受信し、電波強度を検出する複数の子機とを備え、該検出した電波強度から親機及び子機間の距離を求めて前記複数の子機の位置を特定する位置検出システムであって、前記複数の子機は、子機間で電波を授受する子機間通信部と、該子機間通信部で受信した電波強度を検出し、子機間の距離を算出する距離算出部とを備え、該位置検出システムは、前記距離算出部で算出した子機間の距離を補間的に用いて前記複数の子機の位置を特定することを特徴とする。
【００１１】
そして、本発明によれば、距離算出部で算出した子機間の距離を補間的に用いて子機の位置を特定するため、その子機が２台以上の親機からの電波を直接受信できなくても、子機の位置を特定することができ、これにより、人や物の位置の検出精度を損なうことなく、親機の設置台数を削減したり、検出可能領域の拡大を図ることが可能になる。
【００１２】
上記位置検出システムにおいて、前記複数の子機で、２台以上の前記親機の電波の送信エリア内に属する第１の子機と、単一の前記親機の電波の送信エリア内のみに属する第２の子機とが存在するときに、該位置検出システムが、前記第１の子機の位置と、該第１の子機から前記親機までの距離と、前記距離算出部で算出した子機間の距離とを用いて、前記第２の子機の位置を特定することができる。
【００１３】
上記位置検出システムにおいて、移動可能に構成され、電波を発信する移動型親機をさらに備え、該位置検出システムが、前記複数の親機から発信する電波を前記移動型親機で受信して該移動型親機の位置を特定した後に、前記複数の親機のいずれかと該移動型親機とから発信する電波を前記複数の子機で受信して該複数の子機の位置を特定することができる。
【００１４】
上記構成によれば、固定的に設置された親機の周辺に他の親機を増設して通信ネットワークエリアを拡大したのと同様の効果を得ることができるため、より広範な領域で子機の位置を検出することが可能になる。それに加え、移動型親機の位置を検出することによって、その所持者や移動型親機に随伴して移動する物の位置を検出することができるため、移動型親機を子機の１つとして併用することもできる。
【００１５】
上記位置検出システムにおいて、前記複数の子機が、前記複数の親機のうち、該複数の親機から受信する電波の強度が最も高い親機を、情報を送信する送信先の親機として選択することができる。
【００１６】
上記構成によれば、子機側において、通信に適した親機が自動的に選択設定されるため、子機が高速で移動するような場合でも通信の確実性を確保することができる。これにより、子機と親機の間の通信障害に起因して子機の位置が特定できなくなるのを防止することが可能になる。
【００１７】
上記位置検出システムにおいて、前記複数の子機が、時刻情報を生成する時刻情報生成部を備え、該時刻情報生成部で生成した時刻情報を前記送信先として選択した親機に送信することができる。
【００１８】
上記位置検出システムにおいて、前記複数の子機が、前記送信先の親機に情報を送信した時刻を示す情報を累積的に記憶する記憶部を備え、前記送信先の親機が変更された場合に、変更前の親機に情報を送信した時刻を示す情報を変更後の親機に送信することができる。
【００１９】
上記位置検出システムにおいて、前記複数の子機の位置の変化に応じて前記複数の子機の位置を特定する頻度を変化させることができる。この構成によれば、子機において、必要なときに制限して通信処理を行うように設定することができるため、消費電力を低減することが可能になる。
【００２０】
また、本発明は、管理システムであって、上記いずれかの位置検出システムを用いて、前記複数の子機と同伴して移動する人又は物の移動状況を管理することを特徴とする。
【００２１】
上記管理システムにおいて、前記複数の子機と同伴して移動する人又は物が所定のエリア内に存在する場合に正常と判定し、前記エリア内から逸脱した場合に異常と判定することができる。
【００２２】
上記管理システムにおいて、前記複数の子機と同伴して移動する人又は物が所定の制限領域に侵入又は接近したか否かを判別し、異常判定を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、電波強度を利用して人や物の位置を検出するに際して、それらの位置の検出精度を損なうことなく、親機の設置台数を削減したり、検出可能領域の拡大を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明にかかる位置検出システムの一実施の形態を示し、このシステム１は、大別して、無線通信機能を備えた複数の子機２ａ、２ｂと、定常的に電波を発信する複数の親機３ａ〜３ｃと、親機３ａ〜３ｃから送信される情報に基づいて子機２ａ、２ｂの位置を特定する中央装置４とから構成される。尚、図１においては、便宜上、子機の数を２つとしているが、３以上の子機を備えてもよい。また、このことは、親機においても同様であり、４以上の親機を備えてもよい。
【００２６】
複数の子機２ａ、２ｂは、バッジ等の装身具に内蔵されたり、荷物等に貼着される小型の通信端末である。これら子機２ａ、２ｂは、いずれも同様の構成を有し、図２に示すように、電波受信部２１、子機間通信部２２、電波強度検出部２３、情報送信部２４、通信先選択部２５、タイマ２６及びメモリ２７等を備える。
【００２７】
電波受信部２１は、親機３ａ〜３ｃの各々から発信される電波を受信するための受信機であり、子機間通信部２２は、他の子機と通信するための無線通信装置である。尚、子機間通信部２２には、子機間の通信が端末間の直接通信になることから、例えば、ZigBee（Koninklijke Philips Electronics N.V.の登録商標）等の短距離無線通信規格に準拠した通信装置を用いることが好ましい。
【００２８】
電波強度検出部２３は、受信した電波の強度を検出し、電波を発信した発信機までの間の距離を算出するためのものである。この電波強度検出部２３では、電波受信部２１で受信した電波の強度に基づき親機３ａ〜３ｃとの距離を算出するとともに、子機通信部２２で受信した電波の強度に基づき他の子機との距離を算出する。
【００２９】
情報送信部２４は、子機２ａ、２ｂの内部で生成した情報を親機３ａ〜３ｃに送信するための無線通信装置である。この情報送信部２４では、内部で生成した情報と各子機２ａ、２ｂに付された識別情報とを電波信号中に含ませて送信する。尚、情報送信部２４は、上記の電波受信部２１と合わせて単一の通信装置により構成してもよいし、電波受信部２１とは別個の通信装置で構成してもよい。
【００３０】
通信先選択部２５は、電波強度検出部２３で検出した電波の強度に基づき、情報送信部２４から送信する情報の送信先を選択するものである。この通信先選択部２５では、電波受信部２１において複数の親機３ａ〜３ｃからの電波を受信しているときに、その中から受信強度の最も高い親機を選択し、通信先の親機として設定する。
【００３１】
タイマ２６は、年月日や時刻を計時するためのものである。また、メモリ２７は、各種データを記憶するための記憶媒体であり、ＲＯＭ及びＲＡＭによって構成される。このメモリ２７には、子機の動作を制御するための制御プログラムの他、電波強度検出部２３で算出した距離情報やタイマ２６で計時した時刻情報等が記憶される。
【００３２】
図１に示す複数の親機３ａ〜３ｃは、予め定めた場所に固定的に設置される電波発信機であり、例えば、室内や通路の壁際等に設置される。これら親機３ａ〜３ｃは、いずれも同様の構成を有し、図２に示すように、電波発信部３１、情報受信部３２、電波強度検出部３３、親機間通信部３４及びメモリ３５等を備える。
【００３３】
電波発信部３１は、電波を定常的に発信するための発信装置である。この電波発信部３１では、各親機３ａ〜３ｃに付された識別情報に応じて電波信号を変調し、電波中に個々の親機を識別するための情報を含ませて発信する。
【００３４】
情報受信部３２は、子機２ａ、２ｂの情報送信部２４から送信される情報を受信するための受信装置である。尚、情報受信部３２は、上記の電波発信部３１と単一の通信装置により構成してもよいし、別個の通信装置により構成してもよい。
【００３５】
電波強度検出部３３は、情報受信部３２で受信する電波の強度を検出し、情報を発信した子機２ａ、２ｂとの距離を算出するものである。尚、本実施の形態においては、子機２ａ、２ｂ側だけでなく、親機３ａ〜３ｃ側でも、子機及び親機間の距離を算出するが、これは、各々で算出した距離を確認し合うことで距離の特定に正確を期すためである。従って、システム構成の簡略化を優先する場合には、親機３ａ〜３ｃ側の電波強度検出部３３を省略してもよい。
【００３６】
親機間通信部３４は、他の親機と通信するための通信装置である。親機同士の通信方式は、無線ＬＡＮ及び有線ＬＡＮのいずれであってもよく、親機間通信部３４には、それらの通信方式に適合する通信装置を用いることができる。
【００３７】
メモリ３５は、各種データを記憶する記憶媒体であり、このメモリ３５には、親機３ａ〜３ｃの動作制御のための制御プログラムや設定データ、子機２ａ、２ｂから受信したデータ等が記憶される。
【００３８】
図１に示す中央装置４は、本システム１全体の動作を統括的に制御する制御装置であり、この中央装置４には、制御プログラムを実行するＣＰＵや、親機及び子機の位置を表示する表示部（いずれも不図示）の他、位置算出部４１が設けられる。この位置算出部４１は、親機３ａ〜３ｃから送信される距離情報を集約し、子機２ａ、２ｂの位置を特定するためのものである。
【００３９】
尚、中央装置４及び親機３ａ〜３ｃ間の通信方式においても、無線ＬＡＮと有線ＬＡＮの双方を用いることができ、また、特開２００４−３３６７０８号公報に記載の電力線通信方式を利用することもできる。
【００４０】
次に、上記位置検出システム１を用いた位置検出方法について説明する。本方法では、子機２ａ、２ｂの位置を検出するにあたり、子機２ａ、２ｂ内で作成した情報の送信先を設定する処理を行うため、先ずは、それについて図２及び図３を参照しながら説明する。
【００４１】
Ａ．送信先の設定処理
例えば、図３に示すエリアＡに子機２ａが位置していた場合、子機２ａは、親機３ａからの電波４２と親機３ｂからの電波４３との双方を、電波受信部２１で受信することになる。その際、電波強度検出部２３において、電波４２、４３を受信したときの受信強度を検出し、いずれの電波強度が高いかを判定する。
【００４２】
ここでは、図３に示すように、親機３ｂまでの距離よりも親機３ａまでの距離の方が短く、親機３ａ側からの電波４２が強くなるため、その旨を通信先選択部２５に通知し、通信先選択部２５において、親機３ａを情報の送信先として選択する。
【００４３】
そして、送信先として選択した親機３ａに対し、子機２ａの識別情報とタイマ２６によって計時される時刻情報とを送信する。それと併行して、時刻情報と、親機３ａからの発信電波に含まれる識別情報（親機３ａの識別情報）とをメモリ２７に記憶し、いずれの親機と交信したかを日時を付して保持しておく。
【００４４】
その後、子機２ａが図３のエリアＢまで移動したとすると、子機２ａは、親機３ｂからの電波４３と親機３ｃからの電波４５を受信することになる。ここでは、親機３ｃとの距離が短くなるため、電波強度検出部２３において、その旨を検出するとともに、通信先選択部２５において、情報の送信先を親機３ａから親機３ｃに変更する。
【００４５】
そして、上記と同様、親機３ｃに対して、子機２ａの識別情報と時刻情報を送信する。このとき、メモリ２７に記憶された時刻情報や親機３ａの識別情報も併せて送信し、親機３ｃに対し、以前に親機３ａと交信した旨及びそのときの日時を伝達する。これにより、子機２ａ自身のみならず、親機側でも、子機２ａの通信履歴を把握することができる。
【００４６】
Ｂ．位置検出処理
続いて、図２、図４〜図７を参照しながら、子機２ａ、２ｂの位置検出処理について説明する。尚、図４において、子機２ａが位置するエリアＣは、親機３ａの送信エリア４６及び親機３ｂの送信エリア４７の双方の範囲内であるものとし、また、子機２ｂが位置するエリアＤは、親機３ｂの送信エリア４７の範囲内ではあるが、親機３ａの送信エリア４６の範囲外であるものとする。ここで、「送信エリアの範囲外である」とは、距離的に電波が届かない場合の他、障害物等の影響で電波に乱れが生じ、正確に距離を割り出せない場合等も含むものである。
【００４７】
Ｂ−１．子機２ａの位置検出
子機２ａの位置を検出するにあたっては、図６に示すように、先ず、上記の「Ａ．送信先の設定処理」に従って、親機３ａ、３ｂのうちから、子機２ａの内部で作成した情報を送信する親機を設定する（ステップＳ１）。ここでは、図５（ａ）に示すとおり、親機３ｂに比べて親機３ａが近いため、親機３ａを送信先の親機として設定する。
【００４８】
次いで、子機２ａにおいて、親機３ａ、３ｂから発信される電波を受信し、子機２ａから親機３ａまでの距離５２と、子機２ａから親機３ｂまでの距離５３とを算出する（ステップＳ２、Ｓ３）。次に、子機２ａの情報送信部２４から親機３ａの情報受信部３２に向けて、子機２ａの識別情報、時刻情報、親機３ａ、３ｂの識別情報及び距離５２、５３の情報を含む電波信号を送信し、各距離５２、５３を親機３ａに伝達する（ステップＳ４）。尚、時刻情報、親機３ａ、３ｂの識別情報及び距離５２、５３の情報は、子機２ａのメモリ２７にも記憶され、子機２ａ側でも保持される。
【００４９】
そして、親機３ａから中央装置４に距離５２、５３を転送し（ステップＳ５）、中央装置４の位置算出部４１（図１参照）において、子機２ａの位置Ｐ３を算出する（ステップＳ６）。中央装置４には、親機３ａ、３ｂの設置位置Ｐ１、Ｐ２と、親機３ａ及び親機３ｂ間の距離５１とが予め登録されており、位置算出部４１では、位置Ｐ１、Ｐ２及び距離５１〜５３を用いて子機２ａの位置Ｐ３を特定する。
【００５０】
Ｂ−２．子機２ｂの位置検出
子機２ｂの位置を検出するにあたっては、図７に示すように、先ず、子機２ａ、２ｂの各々において、内部で作成した情報の送信先を設定する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。ここでは、図５（ｂ）に示すように、子機２ａは親機３ａと近く、子機２ｂは親機３ｂと近いため、子機２ａは、親機３ａを送信先として設定し、子機２ｂは、親機３ｂを送信先として設定する。
【００５１】
これ以後、子機２ｂの位置の検出処理に移行することになるが、図４に示すように、子機２ｂは、親機３ｂの送信エリア４７内に属するのみであるため、親機３ａからの電波を受信することができない。このため、子機２ｂと親機３ａの間の距離を求めることができず、子機２ｂの位置を特定することが不可能となる。
【００５２】
そこで、図７に示すように、先ずは、親機３ａ及び親機３ｂの両方の送信エリア４６、４７に属する子機２ａの位置を特定する（ステップＳ２３）。この処理は、先の図６に示す方法を用いて行うことができ、これにより、図５（ｂ）に示す距離５２及び位置Ｐ３を特定することができる。
【００５３】
次いで、図７に示すように、子機２ｂにおいて、親機３ｂからの電波を受信し、親機３ｂとの間の距離５５（図５（ｂ）参照）を算出する（ステップＳ２４）。次に、子機２ｂの情報送信部２４から親機３ｂの情報受信部３２に向けて、子機２ｂの識別情報、親機３ｂの識別情報及び距離５５の情報を送信するとともに（ステップＳ２５）、それらの情報を親機３ｂから中央装置４に転送する（ステップＳ２６）。
【００５４】
次いで、子機２ａと子機２ｂの間において、子機間通信部２２により子機同士の相互通信を行い、子機２ａの電波強度検出部２３において、その際の電波強度を検出する。そして、子機２ａ及び子機２ｂの間の距離５４（図５（ｂ）参照）を算出し、情報送信部２４を介して、子機２ａ、２ｂの識別情報、時刻情報及び距離５４の情報を親機３ａに送信する（ステップＳ２７）。次に、親機３ａにおいて、子機２ａから送信された情報を中央装置４に転送し（ステップＳ２８）、距離５４の情報を中央装置４に伝達する。
【００５５】
こうして、距離５４、５５及び位置Ｐ３の情報（図５（ｂ））が中央装置４に集約されると、中央装置４では、それらの情報と、親機３ａ及び親機３ｂ間の距離５１、子機２ａ及び親機３ａ間の距離５２、親機３ａ、３ｂの位置Ｐ１、Ｐ２の情報とを用いて四角形を構成し、子機２ｂの位置Ｐ４を特定する（ステップＳ３０）。
【００５６】
尚、子機２ａ、２ｂの位置の検出は、原則として定期的に行うが、複数回の検出処理の結果、子機２ａ、２ｂの位置に変化が認められなければ、検出間隔（通信間隔）を段階的に伸張し、検出の頻度を下げていく。その後、子機２ａ、２ｂの位置に変化が認められれば、検出間隔を段階的に短縮して検出頻度を上げていき、子機２ａ、２ｂの位置を追従する。
【００５７】
このような操作は、子機２ａ、２ｂの全体を一纏まりとして行ってもよいし、個々の子機２ａ、２ｂを対象に別個に行ってもよい。上記の操作を行うことにより、子機２ａ、２ｂにおいて、必要なときに限って通信処理を行うように設定することができるため、消費電力の低減を図ることができる。特に、子機２ａ、２ｂを電池作動させる場合には、電池残量の消費を抑制することができ、子機２ａ、２ｂの継続利用時間を長期化することが可能になる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態においては、複数の子機２ａ、２ｂのうち、親機３ｂの送信エリア内のみに属し、親機３ａの送信エリア内に属さない子機２ｂが存在する場合に、子機間で相互通信を行い、子機２ａを経由した子機２ｂから親機３ａまでの電波経路を形成する。そして、子機間通信の際に受信した電波の強度から子機間の距離５４を求めるとともに、その距離５４を補間的に用いることで、子機２ｂの位置の特定に不足する距離分を補い、子機２ｂの位置を特定するようにしている。
【００５９】
このため、子機２ｂ自身が２台の親機３ａ、３ｂからの電波を直接受信できなくても、子機２ｂの位置を特定することができ、これにより、人や物の位置の検出精度を損なうことなく、親機の設置台数を削減したり、検出可能領域の拡大を図ることが可能になる。
【００６０】
また、本実施の形態においては、子機間の距離５４が中央装置４に伝達されるため、子機２ａと子機２ｂの接近状態を把握することもできる。このため、例えば、「ＡさんはＢさんの傍に居る」とか、「荷物Ａは荷物Ｂの近くに載置されている」などのように、位置の検出と同時に目印を抽出することもでき、利便性を向上させることが可能になる。
【００６１】
尚、本実施の形態においては、子機２ｂの位置の特定時に他の子機２ａを利用するため、位置検出の対象となる子機の周辺に他の子機が存在することが必要となる。このため、本位置検出システム１は、人や物が複数で移動することが想定される場所での使用に適している。従って、本位置検出システム１を用いるに際しては、位置検出の対象領域と、人や物の集中度合い等とを照らし合わせ、本位置検出システム１と既存の位置検出システムを場所的に使い分けて適用することが好ましい。
【００６２】
続いて、本発明にかかる位置検出システム１の他の実施形態について説明する。先の実施形態においては、親機３ａ、３ｂがいずれも所定の位置に固定的に設置された場合を例示したが、図８に示すように、親機３ａ、３ｂと同等の機能を有する通信装置を、子機２ａ、２ｂと同様に装身具内に設けたり、或いは、設置位置の変更や携帯が可能に構成し、移動型親機６１として機能させることもできる。
【００６３】
但し、移動型親機６１は、親機３ａ、３ｂ（以下、これらの親機を移動型親機６１と区別するため、「固定型親機」という）と異なり、人や物の移動に伴って位置が変化するため、中央装置４において、予め位置を登録しておくことができない。
【００６４】
そこで、移動型親機６１を利用するに際しては、先ず、固定型親機３ａ、３ｂから発信する電波を移動型親機６１で受信して移動型親機６１の位置を特定し、その後に、子機２ａ、２ｂの位置の検出処理を開始する。
【００６５】
その際、移動型親機６１の位置は、移動型親機６１と固定型親機３ａ、３ｂの間において、図５（ａ）及び図６に示した位置検出方法を利用することにより特定することができる。また、子機２ａ、２ｂの位置は、固定型親機３ａ、３ｂの一方と移動型親機６１とで２台の親機を構成し、それらの親機と子機２ａ、２ｂとの間において、図５乃至図７に示した位置検出方法を利用することで特定することができる。
【００６６】
上記実施の形態によれば、固定型親機３ａ、３ｂの周辺に他の親機を増設して通信ネットワークエリアを拡大したのと同様の効果を得ることができるため、より広範な領域で子機２ａ、２ｂの位置を検出することが可能になる。それに加え、移動型親機６１の位置を検出することによって、その所持者や移動型親機６１に随伴して移動する物の位置を検出することができるため、移動型親機６１を子機の１つとして併用することもできる。
【００６７】
続いて、上記の位置検出システム１の適用例について、図９乃至図１３を参照しながら説明する。
【００６８】
図９に示す適用例は、百貨店等で来店客の回遊を集計する管理システムに上記位置検出システム１を適用したものである。この管理システムでは、店舗Ａ〜Ｆの周辺に複数の親機７１〜７３を設置するとともに、来店客にバッジ等の形で子機７４、７５を配布する。その上で、個々の子機７４、７５を識別しながら、その位置を適宜検出し、それによって、どの来店客がいずれの店舗に何時何分に立ち寄ったか等を管理する。
【００６９】
上述のとおり、上記位置検出システム１では親機間の設置間隔を拡げることができるため、本管理システムでの親機の設置にあたっては、その設置台数を少なくすることができ、システムコストの大幅な削減を図ることができる。
【００７０】
本管理システムにおいて、例えば、子機７４、７５を所持する２人の来店客が店舗Ａ〜Ｆに立ち寄った場合、親機７１、７２及び子機７４、７５間の通信により子機７４、７５の位置が検出されるとともに、子機７４、７５の各々において、店舗Ａ〜Ｆに立ち寄った時刻がメモリ２７（図２参照）に逐次記憶されていく。このため、それらの情報を親機７１〜７３に送信し、中央装置４（図１参照）に転送すれば、各来店客が立ち寄った店舗は勿論のこと、店舗に立ち寄った時刻、店舗内に滞在した時間及び立ち寄った回数等も把握することができる。
【００７１】
尚、来店客の回遊状況の管理システムは、来店客の居場所を探すためのものではないため、来店客が移動する都度、その位置と時刻を中央装置４に伝達する必要はない。このため、多数の親機のうちの幾つか（例えば、エレベータホールに設置する親機）をデータ集計用の親機として定めておき、その親機に子機７４、７５が近付いたときに、メモリ２７内に蓄積した距離情報や時刻情報等を一括的に送信するようにしてもよい。
【００７２】
図１０に示す適用例は、食料品店等に陳列した商品の賞味期限を管理する管理システムに上記位置検出システム１を適用したものである。この管理システムでは、店舗内の所定の位置に親機７１、７２を設置するとともに、タグ等の形で商品に子機７４、７５を貼着し、商品の位置（陳列場所）と時刻情報を管理する。
【００７３】
本管理システムでは、各々の商品に関する賞味期限を事前に設定しておき、その賞味期限の情報と、商品が陳列され始めてからの時間とを対比し、賞味期限が近付いている商品や賞味期限切れの商品の有無を検出する。尚、本管理システムにおいて、賞味期限が間近に迫っている商品や賞味期限切れの商品を検出した場合には、異常として判定して管理者等に通知するが、この異常判定の処理は、必ずしも中央装置４（図１参照）側で行う必要はなく、個々の親機７１、７２が行うこともできる。
【００７４】
すなわち、賞味期限に関する情報を中央装置４から親機７１、７２に送信するなどして親機７１、７２側にも設定しておき、親機７１、７２内において、賞味期限の情報と、子機７４、７５から送信される時刻情報とを対比し、異常の有無を判定する。そして、異常が認められた場合には、親機から中央装置４に向けて異常判定信号を送信し、中央装置４において、商品ごとの異常の有無を一元的に管理する。この構成によれば、中央装置４で全ての商品に関する陳列時間を集中的に管理する必要がなくなるため、中央装置４側の負荷を軽減することが可能になる。
【００７５】
尚、商品の陳列に際して、陳列場所を途中で変更することがあるが、本実施の形態においては、子機７１、７２のメモリ２７に過去の時刻情報等が蓄積されるため、陳列場所の変更後に、新たな親機に対して、以前の親機との間で交わした情報が伝達される。このため、陳列場所が変更されても、時刻情報等が喪失することはなく、変更後の親機に引き継がれていく。従って、商品の陳列時間を正確に把握することができ、賞味期限を適切に管理することが可能になる。
【００７６】
図１１に示す適用例は、バスを利用した観光旅行で観光客の集合状態を管理する管理システムに上記位置検出システム１を適用したものである。この管理システムでは、バスに親機７１を設置する一方で、添乗員に親機７２を携帯させ、子機７４、７５を配布した観光客が所定の時間内に集合エリアに集まっているかを判別する。
【００７７】
尚、本システムの場合、バス及び添乗員の位置が不定となるため、子機７４、７５の位置（観光客の位置）は、バス及び添乗員に対する相対的な位置（例えば、バスからどの方角に何ｍ離れた位置に居るなど）となる。また、添乗員が携帯する親機７２は、図８で示した移動型親機６１となる。
【００７８】
本管理システムにおいて、子機２ａ、２ｂが親機７１、７２の電波の送信エリア内に存在する場合には、各子機２ａ、２ｂの位置を検出した上で、観光客が集合エリア内に集まっていると判断できる。その際、観光客の集合状況を示す情報は、バス側の親機７１に送信してもよいし、添乗員側の親機７２に送信してもよい。
【００７９】
一方、子機２ａ、２ｂが親機７１、７２の電波の送信エリアから逸脱し、子機２ａ、２ｂから親機７１、７２に対して何らの情報も送信されない場合には、親機７１、７２において、子機２ａ、２ｂを所持する観光客が集合場所に来ておらず、異常と判断することができる。
【００８０】
図１２に示す適用例は、特定の場所への入室を制限するセキュリティシステムに上記位置検出システム１を適用したものである。このシステムでは、薬品庫や役員室等の周辺に親機７１、７２を設け、それら親機７１、７２と複数の子機７４、７５との間で電波経路を構成して子機７４、７５の位置を検出する。
【００８１】
上記システムにおいて、薬品庫等への入室を許可する者のグループを予め登録しておけば、薬品庫等への人の出入りを制限することができる。例えば、子機７４の所持者が上記グループに属しておらず、その状態で薬品庫の近傍領域に侵入又は近付いたとすれば、即座にそれを察知して注意喚起や警告等の対処を採ることができる。
【００８２】
図１３に示す適用例は、学校等での人の所在を管理するシステムに上記位置検出システム１を適用したものである。このシステムでは、校内や通学路中の特定の場所に親機７１、７２を設けるとともに、児童に子機７４、７５を所持させることで、児童の位置を管理することができる。この際、例えば、児童の位置を時間と照らし合わせて監視することで、授業の出欠等の管理に役立てることができ、また、所定の時間内に集合場所まで移動したかを監視することにより、児童の点呼等に利用することもできる。
【００８３】
さらに、本位置検出システム１は、物流用の倉庫での荷物の保管場所や搬入出を管理する場合、さらには、オフィスビル内で備品を管理する場合等にも適用することができ、様々な分野で広く活用することができる。
【００８４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００８５】
例えば、上記の実施形態においては、中央装置４に位置算出部４１を設けるが、親機３ａ〜３ｃに位置算出部４１を設け、親機３ａ〜３ｃが子機２ａ、２ｂの位置を特定してもよい。但し、その場合、距離等の情報は１箇所に集約しなければならないため、どの親機に情報を集約するかを事前に定めておく必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明にかかる位置検出システムの一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】親機及び子機の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】通信先の設定処理を説明する図である。
【図４】複数の子機の位置の一例を示す模式図である。
【図５】位置検出システムを用いた位置検出方法を説明する図である。
【図６】位置検出処理を説明するフローチャートである。
【図７】位置検出処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明にかかる位置検出システムの他の実施形態を示す全体構成図である。
【図９】本発明にかかる位置検出システムの適用例を示す図である。
【図１０】本発明にかかる位置検出システムの適用例を示す図である。
【図１１】本発明にかかる位置検出システムの適用例を示す図である。
【図１２】本発明にかかる位置検出システムの適用例を示す図である。
【図１３】本発明にかかる位置検出システムの適用例を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ 位置検出システム
２（２ａ、２ｂ） 子機
３（３ａ〜３ｃ） 親機
４ 中央装置
２１ 電波受信部
２２ 子機間通信部
２３ 電波強度検出部
２４ 情報送信部
２５ 通信先選択部
２６ タイマ
２７ メモリ
３１ 電波発信部
３２ 情報受信部
３３ 電波強度検出部
３４ 親機間通信部
３５ メモリ
４１ 位置算出部
４２〜４５ 電波
４６、４７ 電波の送信エリア
５１〜５５ 距離
６１ 移動型親機
７１〜７３ 親機
７４、７５ 子機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人や物の位置を検出する位置検出システム、それを用いて人や物の移動状況を管理する管理システムに関し、特に、複数の親機から発信する電波を子機で受信し、その際の電波強度を利用して子機の位置を検出するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人や物の位置を検出するための位置検出システムとして多くの技術が提案されている。その中でも、軌道衛星による測位システム（ＧＰＳ）が代表的であり、車両の運転者に経路を案内するナビゲーションシステム等で広く活用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記ＧＰＳによる位置検出は、車両に限らず、配送途中の荷物や移動中の人の位置を検出する場合にも有用であるが、この方法には、ＧＰＳ電波の受信環境が測位に大きく影響を及ぼすという欠点がある。このため、ＧＰＳ電波が届かない屋内や障害物が多い場所では、一時的に利用できなくなったり、測位に誤差が生じるなどの問題が生じ、それらの場所での位置検出には、他の検出方法を用いる必要がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献２には、店舗内に陳列した商品の位置を管理するシステムとして、複数の受信機（親機）を予め定めた位置に設置するとともに、電波を発信する送信機（子機）を商品に貼着した位置検出システムが提案されている。この位置検出システムは、子機から発信した電波を複数の親機で受信するとともに、その際の受信強度に基づいて親機と子機の間の距離を求め、それによって、商品の位置を特定するように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３１８３８１号公報
【特許文献２】特開２００２−２３６１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に記載の位置検出システムにおいては、商品に貼着された子機と２台の親機との間で三角形を形成して商品の位置を特定するため、商品の位置を求めるにあたり、子機が少なくとも２台以上の親機と通信し得ることが不可欠となる。
【０００７】
そのため、親機の設置に際して、商品（子機）が店舗内の如何なる位置に載置されても、常に２台以上の親機との通信が確保されるように設置場所を定める必要がある。かかる条件を満たすためには、親機間の間隔を狭くしなければならず、多数の親機が必要になるという問題がある。その一方で、コスト削減の要望に応えるには、親機の設置台数を少なくすることが望ましく、結局のところ、親機の設置台数を少なくする反面、検出可能領域を狭く設定して特定の場所に限定して使用するという態様を採らざるを得なくなる。
【０００８】
こうした問題は、店舗内の商品位置を検出する場合に限らず、屋内で人の位置を検出する場合等にも概ね同様に生じ、また、店舗規模が大きくなったり、人の移動範囲が広範になるほど顕著になる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、電波強度を利用して人や物の位置を検出するに際して、それらの位置の検出精度を損なうことなく、親機の設置台数を削減したり、検出可能領域の拡大を図ることが可能な位置検出システム及び管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、予め定められた位置に設置され、電波を発信する複数の親機と、該複数の親機からの電波を受信し、電波強度を検出する複数の子機とを備え、該検出した電波強度から親機及び子機間の距離を求めて前記複数の子機の位置を特定する位置検出システムであって、前記複数の子機は、子機間で電波を授受する子機間通信部と、該子機間通信部で受信した電波強度を検出し、子機間の距離を算出する距離算出部とを備え、該位置検出システムは、前記距離算出部で算出した子機間の距離を補間的に用いて前記複数の子機の位置を特定することを特徴とする。
【００１１】
そして、本発明によれば、距離算出部で算出した子機間の距離を補間的に用いて子機の位置を特定するため、その子機が２台以上の親機からの電波を直接受信できなくても、子機の位置を特定することができ、これにより、人や物の位置の検出精度を損なうことなく、親機の設置台数を削減したり、検出可能領域の拡大を図ることが可能になる。
【００１２】
上記位置検出システムにおいて、前記複数の子機で、２台以上の前記親機の電波の送信エリア内に属する第１の子機と、単一の前記親機の電波の送信エリア内のみに属する第２の子機とが存在するときに、該位置検出システムが、前記第１の子機の位置と、該第１の子機から前記親機までの距離と、前記距離算出部で算出した子機間の距離とを用いて、前記第２の子機の位置を特定することができる。
【００１３】
上記位置検出システムにおいて、移動可能に構成され、電波を発信する移動型親機をさらに備え、該位置検出システムが、前記複数の親機から発信する電波を前記移動型親機で受信して該移動型親機の位置を特定した後に、前記複数の親機のいずれかと該移動型親機とから発信する電波を前記複数の子機で受信して該複数の子機の位置を特定することができる。
【００１４】
上記構成によれば、固定的に設置された親機の周辺に他の親機を増設して通信ネットワークエリアを拡大したのと同様の効果を得ることができるため、より広範な領域で子機の位置を検出することが可能になる。それに加え、移動型親機の位置を検出することによって、その所持者や移動型親機に随伴して移動する物の位置を検出することができるため、移動型親機を子機の１つとして併用することもできる。
【００１５】
上記位置検出システムにおいて、前記複数の子機が、前記複数の親機のうち、該複数の親機から受信する電波の強度が最も高い親機を、情報を送信する送信先の親機として選択することができる。
【００１６】
上記構成によれば、子機側において、通信に適した親機が自動的に選択設定されるため、子機が高速で移動するような場合でも通信の確実性を確保することができる。これにより、子機と親機の間の通信障害に起因して子機の位置が特定できなくなるのを防止することが可能になる。
【００１７】
上記位置検出システムにおいて、前記複数の子機が、時刻情報を生成する時刻情報生成部を備え、該時刻情報生成部で生成した時刻情報を前記送信先として選択した親機に送信することができる。
【００１８】
上記位置検出システムにおいて、前記複数の子機が、前記送信先の親機に情報を送信した時刻を示す情報を累積的に記憶する記憶部を備え、前記送信先の親機が変更された場合に、変更前の親機に情報を送信した時刻を示す情報を変更後の親機に送信することができる。
【００１９】
上記位置検出システムにおいて、前記複数の子機の位置の変化に応じて前記複数の子機の位置を特定する頻度を変化させることができる。この構成によれば、子機において、必要なときに制限して通信処理を行うように設定することができるため、消費電力を低減することが可能になる。
【００２０】
また、本発明は、管理システムであって、上記いずれかの位置検出システムを用いて、前記複数の子機と同伴して移動する人又は物の移動状況を管理することを特徴とする。
【００２１】
上記管理システムにおいて、前記複数の子機と同伴して移動する人又は物が所定のエリア内に存在する場合に正常と判定し、前記エリア内から逸脱した場合に異常と判定することができる。
【００２２】
上記管理システムにおいて、前記複数の子機と同伴して移動する人又は物が所定の制限領域に侵入又は接近したか否かを判別し、異常判定を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、電波強度を利用して人や物の位置を検出するに際して、それらの位置の検出精度を損なうことなく、親機の設置台数を削減したり、検出可能領域の拡大を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明にかかる位置検出システムの一実施の形態を示し、このシステム１は、大別して、無線通信機能を備えた複数の子機２ａ、２ｂと、定常的に電波を発信する複数の親機３ａ〜３ｃと、親機３ａ〜３ｃから送信される情報に基づいて子機２ａ、２ｂの位置を特定する中央装置４とから構成される。尚、図１においては、便宜上、子機の数を２つとしているが、３以上の子機を備えてもよい。また、このことは、親機においても同様であり、４以上の親機を備えてもよい。
【００２６】
複数の子機２ａ、２ｂは、バッジ等の装身具に内蔵されたり、荷物等に貼着される小型の通信端末である。これら子機２ａ、２ｂは、いずれも同様の構成を有し、図２に示すように、電波受信部２１、子機間通信部２２、電波強度検出部２３、情報送信部２４、通信先選択部２５、タイマ２６及びメモリ２７等を備える。
【００２７】
電波受信部２１は、親機３ａ〜３ｃの各々から発信される電波を受信するための受信機であり、子機間通信部２２は、他の子機と通信するための無線通信装置である。尚、子機間通信部２２には、子機間の通信が端末間の直接通信になることから、例えば、ZigBee（Koninklijke Philips Electronics N.V.の登録商標）等の短距離無線通信規格に準拠した通信装置を用いることが好ましい。
【００２８】
電波強度検出部２３は、受信した電波の強度を検出し、電波を発信した発信機までの間の距離を算出するためのものである。この電波強度検出部２３では、電波受信部２１で受信した電波の強度に基づき親機３ａ〜３ｃとの距離を算出するとともに、子機通信部２２で受信した電波の強度に基づき他の子機との距離を算出する。
【００２９】
情報送信部２４は、子機２ａ、２ｂの内部で生成した情報を親機３ａ〜３ｃに送信するための無線通信装置である。この情報送信部２４では、内部で生成した情報と各子機２ａ、２ｂに付された識別情報とを電波信号中に含ませて送信する。尚、情報送信部２４は、上記の電波受信部２１と合わせて単一の通信装置により構成してもよいし、電波受信部２１とは別個の通信装置で構成してもよい。
【００３０】
通信先選択部２５は、電波強度検出部２３で検出した電波の強度に基づき、情報送信部２４から送信する情報の送信先を選択するものである。この通信先選択部２５では、電波受信部２１において複数の親機３ａ〜３ｃからの電波を受信しているときに、その中から受信強度の最も高い親機を選択し、通信先の親機として設定する。
【００３１】
タイマ２６は、年月日や時刻を計時するためのものである。また、メモリ２７は、各種データを記憶するための記憶媒体であり、ＲＯＭ及びＲＡＭによって構成される。このメモリ２７には、子機の動作を制御するための制御プログラムの他、電波強度検出部２３で算出した距離情報やタイマ２６で計時した時刻情報等が記憶される。
【００３２】
図１に示す複数の親機３ａ〜３ｃは、予め定めた場所に固定的に設置される電波発信機であり、例えば、室内や通路の壁際等に設置される。これら親機３ａ〜３ｃは、いずれも同様の構成を有し、図２に示すように、電波発信部３１、情報受信部３２、電波強度検出部３３、親機間通信部３４及びメモリ３５等を備える。
【００３３】
電波発信部３１は、電波を定常的に発信するための発信装置である。この電波発信部３１では、各親機３ａ〜３ｃに付された識別情報に応じて電波信号を変調し、電波中に個々の親機を識別するための情報を含ませて発信する。
【００３４】
情報受信部３２は、子機２ａ、２ｂの情報送信部２４から送信される情報を受信するための受信装置である。尚、情報受信部３２は、上記の電波発信部３１と単一の通信装置により構成してもよいし、別個の通信装置により構成してもよい。
【００３５】
電波強度検出部３３は、情報受信部３２で受信する電波の強度を検出し、情報を発信した子機２ａ、２ｂとの距離を算出するものである。尚、本実施の形態においては、子機２ａ、２ｂ側だけでなく、親機３ａ〜３ｃ側でも、子機及び親機間の距離を算出するが、これは、各々で算出した距離を確認し合うことで距離の特定に正確を期すためである。従って、システム構成の簡略化を優先する場合には、親機３ａ〜３ｃ側の電波強度検出部３３を省略してもよい。
【００３６】
親機間通信部３４は、他の親機と通信するための通信装置である。親機同士の通信方式は、無線ＬＡＮ及び有線ＬＡＮのいずれであってもよく、親機間通信部３４には、それらの通信方式に適合する通信装置を用いることができる。
【００３７】
メモリ３５は、各種データを記憶する記憶媒体であり、このメモリ３５には、親機３ａ〜３ｃの動作制御のための制御プログラムや設定データ、子機２ａ、２ｂから受信したデータ等が記憶される。
【００３８】
図１に示す中央装置４は、本システム１全体の動作を統括的に制御する制御装置であり、この中央装置４には、制御プログラムを実行するＣＰＵや、親機及び子機の位置を表示する表示部（いずれも不図示）の他、位置算出部４１が設けられる。この位置算出部４１は、親機３ａ〜３ｃから送信される距離情報を集約し、子機２ａ、２ｂの位置を特定するためのものである。
【００３９】
尚、中央装置４及び親機３ａ〜３ｃ間の通信方式においても、無線ＬＡＮと有線ＬＡＮの双方を用いることができ、また、特開２００４−３３６７０８号公報に記載の電力線通信方式を利用することもできる。
【００４０】
次に、上記位置検出システム１を用いた位置検出方法について説明する。本方法では、子機２ａ、２ｂの位置を検出するにあたり、子機２ａ、２ｂ内で作成した情報の送信先を設定する処理を行うため、先ずは、それについて図２及び図３を参照しながら説明する。
【００４１】
Ａ．送信先の設定処理
例えば、図３に示すエリアＡに子機２ａが位置していた場合、子機２ａは、親機３ａからの電波４２と親機３ｂからの電波４３との双方を、電波受信部２１で受信することになる。その際、電波強度検出部２３において、電波４２、４３を受信したときの受信強度を検出し、いずれの電波強度が高いかを判定する。
【００４２】
ここでは、図３に示すように、親機３ｂまでの距離よりも親機３ａまでの距離の方が短く、親機３ａ側からの電波４２が強くなるため、その旨を通信先選択部２５に通知し、通信先選択部２５において、親機３ａを情報の送信先として選択する。
【００４３】
そして、送信先として選択した親機３ａに対し、子機２ａの識別情報とタイマ２６によって計時される時刻情報とを送信する。それと併行して、時刻情報と、親機３ａからの発信電波に含まれる識別情報（親機３ａの識別情報）とをメモリ２７に記憶し、いずれの親機と交信したかを日時を付して保持しておく。
【００４４】
その後、子機２ａが図３のエリアＢまで移動したとすると、子機２ａは、親機３ｂからの電波４３と親機３ｃからの電波４５を受信することになる。ここでは、親機３ｃとの距離が短くなるため、電波強度検出部２３において、その旨を検出するとともに、通信先選択部２５において、情報の送信先を親機３ａから親機３ｃに変更する。
【００４５】
そして、上記と同様、親機３ｃに対して、子機２ａの識別情報と時刻情報を送信する。このとき、メモリ２７に記憶された時刻情報や親機３ａの識別情報も併せて送信し、親機３ｃに対し、以前に親機３ａと交信した旨及びそのときの日時を伝達する。これにより、子機２ａ自身のみならず、親機側でも、子機２ａの通信履歴を把握することができる。
【００４６】
Ｂ．位置検出処理
続いて、図２、図４〜図７を参照しながら、子機２ａ、２ｂの位置検出処理について説明する。尚、図４において、子機２ａが位置するエリアＣは、親機３ａの送信エリア４６及び親機３ｂの送信エリア４７の双方の範囲内であるものとし、また、子機２ｂが位置するエリアＤは、親機３ｂの送信エリア４７の範囲内ではあるが、親機３ａの送信エリア４６の範囲外であるものとする。ここで、「送信エリアの範囲外である」とは、距離的に電波が届かない場合の他、障害物等の影響で電波に乱れが生じ、正確に距離を割り出せない場合等も含むものである。
【００４７】
Ｂ−１．子機２ａの位置検出
子機２ａの位置を検出するにあたっては、図６に示すように、先ず、上記の「Ａ．送信先の設定処理」に従って、親機３ａ、３ｂのうちから、子機２ａの内部で作成した情報を送信する親機を設定する（ステップＳ１）。ここでは、図５（ａ）に示すとおり、親機３ｂに比べて親機３ａが近いため、親機３ａを送信先の親機として設定する。
【００４８】
次いで、子機２ａにおいて、親機３ａ、３ｂから発信される電波を受信し、子機２ａから親機３ａまでの距離５２と、子機２ａから親機３ｂまでの距離５３とを算出する（ステップＳ２、Ｓ３）。次に、子機２ａの情報送信部２４から親機３ａの情報受信部３２に向けて、子機２ａの識別情報、時刻情報、親機３ａ、３ｂの識別情報及び距離５２、５３の情報を含む電波信号を送信し、各距離５２、５３を親機３ａに伝達する（ステップＳ４）。尚、時刻情報、親機３ａ、３ｂの識別情報及び距離５２、５３の情報は、子機２ａのメモリ２７にも記憶され、子機２ａ側でも保持される。
【００４９】
そして、親機３ａから中央装置４に距離５２、５３を転送し（ステップＳ５）、中央装置４の位置算出部４１（図１参照）において、子機２ａの位置Ｐ３を算出する（ステップＳ６）。中央装置４には、親機３ａ、３ｂの設置位置Ｐ１、Ｐ２と、親機３ａ及び親機３ｂ間の距離５１とが予め登録されており、位置算出部４１では、位置Ｐ１、Ｐ２及び距離５１〜５３を用いて子機２ａの位置Ｐ３を特定する。
【００５０】
Ｂ−２．子機２ｂの位置検出
子機２ｂの位置を検出するにあたっては、図７に示すように、先ず、子機２ａ、２ｂの各々において、内部で作成した情報の送信先を設定する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。ここでは、図５（ｂ）に示すように、子機２ａは親機３ａと近く、子機２ｂは親機３ｂと近いため、子機２ａは、親機３ａを送信先として設定し、子機２ｂは、親機３ｂを送信先として設定する。
【００５１】
これ以後、子機２ｂの位置の検出処理に移行することになるが、図４に示すように、子機２ｂは、親機３ｂの送信エリア４７内に属するのみであるため、親機３ａからの電波を受信することができない。このため、子機２ｂと親機３ａの間の距離を求めることができず、子機２ｂの位置を特定することが不可能となる。
【００５２】
そこで、図７に示すように、先ずは、親機３ａ及び親機３ｂの両方の送信エリア４６、４７に属する子機２ａの位置を特定する（ステップＳ２３）。この処理は、先の図６に示す方法を用いて行うことができ、これにより、図５（ｂ）に示す距離５２及び位置Ｐ３を特定することができる。
【００５３】
次いで、図７に示すように、子機２ｂにおいて、親機３ｂからの電波を受信し、親機３ｂとの間の距離５５（図５（ｂ）参照）を算出する（ステップＳ２４）。次に、子機２ｂの情報送信部２４から親機３ｂの情報受信部３２に向けて、子機２ｂの識別情報、親機３ｂの識別情報及び距離５５の情報を送信するとともに（ステップＳ２５）、それらの情報を親機３ｂから中央装置４に転送する（ステップＳ２６）。
【００５４】
次いで、子機２ａと子機２ｂの間において、子機間通信部２２により子機同士の相互通信を行い、子機２ａの電波強度検出部２３において、その際の電波強度を検出する。そして、子機２ａ及び子機２ｂの間の距離５４（図５（ｂ）参照）を算出し、情報送信部２４を介して、子機２ａ、２ｂの識別情報、時刻情報及び距離５４の情報を親機３ａに送信する（ステップＳ２７）。次に、親機３ａにおいて、子機２ａから送信された情報を中央装置４に転送し（ステップＳ２８）、距離５４の情報を中央装置４に伝達する。
【００５５】
こうして、距離５４、５５及び位置Ｐ３の情報（図５（ｂ））が中央装置４に集約されると、中央装置４では、それらの情報と、親機３ａ及び親機３ｂ間の距離５１、子機２ａ及び親機３ａ間の距離５２、親機３ａ、３ｂの位置Ｐ１、Ｐ２の情報とを用いて四角形を構成し、子機２ｂの位置Ｐ４を特定する（ステップＳ３０）。
【００５６】
尚、子機２ａ、２ｂの位置の検出は、原則として定期的に行うが、複数回の検出処理の結果、子機２ａ、２ｂの位置に変化が認められなければ、検出間隔（通信間隔）を段階的に伸張し、検出の頻度を下げていく。その後、子機２ａ、２ｂの位置に変化が認められれば、検出間隔を段階的に短縮して検出頻度を上げていき、子機２ａ、２ｂの位置を追従する。
【００５７】
このような操作は、子機２ａ、２ｂの全体を一纏まりとして行ってもよいし、個々の子機２ａ、２ｂを対象に別個に行ってもよい。上記の操作を行うことにより、子機２ａ、２ｂにおいて、必要なときに限って通信処理を行うように設定することができるため、消費電力の低減を図ることができる。特に、子機２ａ、２ｂを電池作動させる場合には、電池残量の消費を抑制することができ、子機２ａ、２ｂの継続利用時間を長期化することが可能になる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態においては、複数の子機２ａ、２ｂのうち、親機３ｂの送信エリア内のみに属し、親機３ａの送信エリア内に属さない子機２ｂが存在する場合に、子機間で相互通信を行い、子機２ａを経由した子機２ｂから親機３ａまでの電波経路を形成する。そして、子機間通信の際に受信した電波の強度から子機間の距離５４を求めるとともに、その距離５４を補間的に用いることで、子機２ｂの位置の特定に不足する距離分を補い、子機２ｂの位置を特定するようにしている。
【００５９】
このため、子機２ｂ自身が２台の親機３ａ、３ｂからの電波を直接受信できなくても、子機２ｂの位置を特定することができ、これにより、人や物の位置の検出精度を損なうことなく、親機の設置台数を削減したり、検出可能領域の拡大を図ることが可能になる。
【００６０】
また、本実施の形態においては、子機間の距離５４が中央装置４に伝達されるため、子機２ａと子機２ｂの接近状態を把握することもできる。このため、例えば、「ＡさんはＢさんの傍に居る」とか、「荷物Ａは荷物Ｂの近くに載置されている」などのように、位置の検出と同時に目印を抽出することもでき、利便性を向上させることが可能になる。
【００６１】
尚、本実施の形態においては、子機２ｂの位置の特定時に他の子機２ａを利用するため、位置検出の対象となる子機の周辺に他の子機が存在することが必要となる。このため、本位置検出システム１は、人や物が複数で移動することが想定される場所での使用に適している。従って、本位置検出システム１を用いるに際しては、位置検出の対象領域と、人や物の集中度合い等とを照らし合わせ、本位置検出システム１と既存の位置検出システムを場所的に使い分けて適用することが好ましい。
【００６２】
続いて、本発明にかかる位置検出システム１の他の実施形態について説明する。先の実施形態においては、親機３ａ、３ｂがいずれも所定の位置に固定的に設置された場合を例示したが、図８に示すように、親機３ａ、３ｂと同等の機能を有する通信装置を、子機２ａ、２ｂと同様に装身具内に設けたり、或いは、設置位置の変更や携帯が可能に構成し、移動型親機６１として機能させることもできる。
【００６３】
但し、移動型親機６１は、親機３ａ、３ｂ（以下、これらの親機を移動型親機６１と区別するため、「固定型親機」という）と異なり、人や物の移動に伴って位置が変化するため、中央装置４において、予め位置を登録しておくことができない。
【００６４】
そこで、移動型親機６１を利用するに際しては、先ず、固定型親機３ａ、３ｂから発信する電波を移動型親機６１で受信して移動型親機６１の位置を特定し、その後に、子機２ａ、２ｂの位置の検出処理を開始する。
【００６５】
その際、移動型親機６１の位置は、移動型親機６１と固定型親機３ａ、３ｂの間において、図５（ａ）及び図６に示した位置検出方法を利用することにより特定することができる。また、子機２ａ、２ｂの位置は、固定型親機３ａ、３ｂの一方と移動型親機６１とで２台の親機を構成し、それらの親機と子機２ａ、２ｂとの間において、図５乃至図７に示した位置検出方法を利用することで特定することができる。
【００６６】
上記実施の形態によれば、固定型親機３ａ、３ｂの周辺に他の親機を増設して通信ネットワークエリアを拡大したのと同様の効果を得ることができるため、より広範な領域で子機２ａ、２ｂの位置を検出することが可能になる。それに加え、移動型親機６１の位置を検出することによって、その所持者や移動型親機６１に随伴して移動する物の位置を検出することができるため、移動型親機６１を子機の１つとして併用することもできる。
【００６７】
続いて、上記の位置検出システム１の適用例について、図９乃至図１３を参照しながら説明する。
【００６８】
図９に示す適用例は、百貨店等で来店客の回遊を集計する管理システムに上記位置検出システム１を適用したものである。この管理システムでは、店舗Ａ〜Ｆの周辺に複数の親機７１〜７３を設置するとともに、来店客にバッジ等の形で子機７４、７５を配布する。その上で、個々の子機７４、７５を識別しながら、その位置を適宜検出し、それによって、どの来店客がいずれの店舗に何時何分に立ち寄ったか等を管理する。
【００６９】
上述のとおり、上記位置検出システム１では親機間の設置間隔を拡げることができるため、本管理システムでの親機の設置にあたっては、その設置台数を少なくすることができ、システムコストの大幅な削減を図ることができる。
【００７０】
本管理システムにおいて、例えば、子機７４、７５を所持する２人の来店客が店舗Ａ〜Ｆに立ち寄った場合、親機７１、７２及び子機７４、７５間の通信により子機７４、７５の位置が検出されるとともに、子機７４、７５の各々において、店舗Ａ〜Ｆに立ち寄った時刻がメモリ２７（図２参照）に逐次記憶されていく。このため、それらの情報を親機７１〜７３に送信し、中央装置４（図１参照）に転送すれば、各来店客が立ち寄った店舗は勿論のこと、店舗に立ち寄った時刻、店舗内に滞在した時間及び立ち寄った回数等も把握することができる。
【００７１】
尚、来店客の回遊状況の管理システムは、来店客の居場所を探すためのものではないため、来店客が移動する都度、その位置と時刻を中央装置４に伝達する必要はない。このため、多数の親機のうちの幾つか（例えば、エレベータホールに設置する親機）をデータ集計用の親機として定めておき、その親機に子機７４、７５が近付いたときに、メモリ２７内に蓄積した距離情報や時刻情報等を一括的に送信するようにしてもよい。
【００７２】
図１０に示す適用例は、食料品店等に陳列した商品の賞味期限を管理する管理システムに上記位置検出システム１を適用したものである。この管理システムでは、店舗内の所定の位置に親機７１、７２を設置するとともに、タグ等の形で商品に子機７４、７５を貼着し、商品の位置（陳列場所）と時刻情報を管理する。
【００７３】
本管理システムでは、各々の商品に関する賞味期限を事前に設定しておき、その賞味期限の情報と、商品が陳列され始めてからの時間とを対比し、賞味期限が近付いている商品や賞味期限切れの商品の有無を検出する。尚、本管理システムにおいて、賞味期限が間近に迫っている商品や賞味期限切れの商品を検出した場合には、異常として判定して管理者等に通知するが、この異常判定の処理は、必ずしも中央装置４（図１参照）側で行う必要はなく、個々の親機７１、７２が行うこともできる。
【００７４】
すなわち、賞味期限に関する情報を中央装置４から親機７１、７２に送信するなどして親機７１、７２側にも設定しておき、親機７１、７２内において、賞味期限の情報と、子機７４、７５から送信される時刻情報とを対比し、異常の有無を判定する。そして、異常が認められた場合には、親機から中央装置４に向けて異常判定信号を送信し、中央装置４において、商品ごとの異常の有無を一元的に管理する。この構成によれば、中央装置４で全ての商品に関する陳列時間を集中的に管理する必要がなくなるため、中央装置４側の負荷を軽減することが可能になる。
【００７５】
尚、商品の陳列に際して、陳列場所を途中で変更することがあるが、本実施の形態においては、子機７１、７２のメモリ２７に過去の時刻情報等が蓄積されるため、陳列場所の変更後に、新たな親機に対して、以前の親機との間で交わした情報が伝達される。このため、陳列場所が変更されても、時刻情報等が喪失することはなく、変更後の親機に引き継がれていく。従って、商品の陳列時間を正確に把握することができ、賞味期限を適切に管理することが可能になる。
【００７６】
図１１に示す適用例は、バスを利用した観光旅行で観光客の集合状態を管理する管理システムに上記位置検出システム１を適用したものである。この管理システムでは、バスに親機７１を設置する一方で、添乗員に親機７２を携帯させ、子機７４、７５を配布した観光客が所定の時間内に集合エリアに集まっているかを判別する。
【００７７】
尚、本システムの場合、バス及び添乗員の位置が不定となるため、子機７４、７５の位置（観光客の位置）は、バス及び添乗員に対する相対的な位置（例えば、バスからどの方角に何ｍ離れた位置に居るなど）となる。また、添乗員が携帯する親機７２は、図８で示した移動型親機６１となる。
【００７８】
本管理システムにおいて、子機２ａ、２ｂが親機７１、７２の電波の送信エリア内に存在する場合には、各子機２ａ、２ｂの位置を検出した上で、観光客が集合エリア内に集まっていると判断できる。その際、観光客の集合状況を示す情報は、バス側の親機７１に送信してもよいし、添乗員側の親機７２に送信してもよい。
【００７９】
一方、子機２ａ、２ｂが親機７１、７２の電波の送信エリアから逸脱し、子機２ａ、２ｂから親機７１、７２に対して何らの情報も送信されない場合には、親機７１、７２において、子機２ａ、２ｂを所持する観光客が集合場所に来ておらず、異常と判断することができる。
【００８０】
図１２に示す適用例は、特定の場所への入室を制限するセキュリティシステムに上記位置検出システム１を適用したものである。このシステムでは、薬品庫や役員室等の周辺に親機７１、７２を設け、それら親機７１、７２と複数の子機７４、７５との間で電波経路を構成して子機７４、７５の位置を検出する。
【００８１】
上記システムにおいて、薬品庫等への入室を許可する者のグループを予め登録しておけば、薬品庫等への人の出入りを制限することができる。例えば、子機７４の所持者が上記グループに属しておらず、その状態で薬品庫の近傍領域に侵入又は近付いたとすれば、即座にそれを察知して注意喚起や警告等の対処を採ることができる。
【００８２】
図１３に示す適用例は、学校等での人の所在を管理するシステムに上記位置検出システム１を適用したものである。このシステムでは、校内や通学路中の特定の場所に親機７１、７２を設けるとともに、児童に子機７４、７５を所持させることで、児童の位置を管理することができる。この際、例えば、児童の位置を時間と照らし合わせて監視することで、授業の出欠等の管理に役立てることができ、また、所定の時間内に集合場所まで移動したかを監視することにより、児童の点呼等に利用することもできる。
【００８３】
さらに、本位置検出システム１は、物流用の倉庫での荷物の保管場所や搬入出を管理する場合、さらには、オフィスビル内で備品を管理する場合等にも適用することができ、様々な分野で広く活用することができる。
【００８４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００８５】
例えば、上記の実施形態においては、中央装置４に位置算出部４１を設けるが、親機３ａ〜３ｃに位置算出部４１を設け、親機３ａ〜３ｃが子機２ａ、２ｂの位置を特定してもよい。但し、その場合、距離等の情報は１箇所に集約しなければならないため、どの親機に情報を集約するかを事前に定めておく必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明にかかる位置検出システムの一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】親機及び子機の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】通信先の設定処理を説明する図である。
【図４】複数の子機の位置の一例を示す模式図である。
【図５】位置検出システムを用いた位置検出方法を説明する図である。
【図６】位置検出処理を説明するフローチャートである。
【図７】位置検出処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明にかかる位置検出システムの他の実施形態を示す全体構成図である。
【図９】本発明にかかる位置検出システムの適用例を示す図である。
【図１０】本発明にかかる位置検出システムの適用例を示す図である。
【図１１】本発明にかかる位置検出システムの適用例を示す図である。
【図１２】本発明にかかる位置検出システムの適用例を示す図である。
【図１３】本発明にかかる位置検出システムの適用例を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ 位置検出システム
２（２ａ、２ｂ） 子機
３（３ａ〜３ｃ） 親機
４ 中央装置
２１ 電波受信部
２２ 子機間通信部
２３ 電波強度検出部
２４ 情報送信部
２５ 通信先選択部
２６ タイマ
２７ メモリ
３１ 電波発信部
３２ 情報受信部
３３ 電波強度検出部
３４ 親機間通信部
３５ メモリ
４１ 位置算出部
４２〜４５ 電波
４６、４７ 電波の送信エリア
５１〜５５ 距離
６１ 移動型親機
７１〜７３ 親機
７４、７５ 子機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた位置に設置され、電波を発信する複数の親機と、該複数の親機からの電波を受信し、電波強度を検出する複数の子機とを備え、該検出した電波強度から親機及び子機間の距離を求めて前記複数の子機の位置を特定する位置検出システムであって、
前記複数の子機は、子機間で電波を授受する子機間通信部と、該子機間通信部で受信した電波強度を検出し、子機間の距離を算出する距離算出部とを備え、
該位置検出システムは、前記距離算出部で算出した子機間の距離を補間的に用いて前記複数の子機の位置を特定することを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記複数の子機において、２台以上の前記親機の電波の送信エリア内に属する第１の子機と、単一の前記親機の電波の送信エリア内のみに属する第２の子機とが存在するときに、
該位置検出システムは、前記第１の子機の位置と、該第１の子機から前記親機までの距離と、前記距離算出部で算出した子機間の距離とを用いて、前記第２の子機の位置を特定することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
移動可能に構成され、電波を発信する移動型親機をさらに備え、
該位置検出システムは、前記複数の親機から発信する電波を前記移動型親機で受信して該移動型親機の位置を特定した後に、前記複数の親機のいずれかと該移動型親機とから発信する電波を前記複数の子機で受信して該複数の子機の位置を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記複数の子機は、前記複数の親機のうち、該複数の親機から受信する電波の強度が最も高い親機を、情報を送信する送信先の親機として選択することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記複数の子機は、時刻情報を生成する時刻情報生成部を備え、
該時刻情報生成部で生成した時刻情報を前記送信先として選択した親機に送信することを特徴とする請求項４に記載の位置検出システム。
【請求項６】
前記複数の子機は、前記送信先の親機に情報を送信した時刻を示す情報を累積的に記憶する記憶部を備え、
前記送信先の親機が変更された場合に、変更前の親機に情報を送信した時刻を示す情報を変更後の親機に送信することを特徴とする請求項５に記載の位置検出システム。
【請求項７】
前記複数の子機の位置の変化に応じて前記複数の子機の位置を特定する頻度を変化させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の位置検出システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の位置検出システムを用いて、前記複数の子機と同伴して移動する人又は物の移動状況を管理することを特徴とする管理システム。
【請求項９】
前記複数の子機と同伴して移動する人又は物が所定のエリア内に存在する場合に正常と判定し、前記エリア内から逸脱した場合に異常と判定することを特徴とする請求項８に記載の管理システム。
【請求項１０】
前記複数の子機と同伴して移動する人又は物が所定の制限領域に侵入又は接近したか否かを判別し、異常判定を行うことを特徴とする請求項８に記載の管理システム。
【請求項１】
予め定められた位置に設置され、電波を発信する複数の親機と、該複数の親機からの電波を受信し、電波強度を検出する複数の子機とを備え、該検出した電波強度から親機及び子機間の距離を求めて前記複数の子機の位置を特定する位置検出システムであって、
前記複数の子機は、子機間で電波を授受する子機間通信部と、該子機間通信部で受信した電波強度を検出し、子機間の距離を算出する距離算出部とを備え、
該位置検出システムは、前記距離算出部で算出した子機間の距離を補間的に用いて前記複数の子機の位置を特定することを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記複数の子機において、２台以上の前記親機の電波の送信エリア内に属する第１の子機と、単一の前記親機の電波の送信エリア内のみに属する第２の子機とが存在するときに、
該位置検出システムは、前記第１の子機の位置と、該第１の子機から前記親機までの距離と、前記距離算出部で算出した子機間の距離とを用いて、前記第２の子機の位置を特定することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
移動可能に構成され、電波を発信する移動型親機をさらに備え、
該位置検出システムは、前記複数の親機から発信する電波を前記移動型親機で受信して該移動型親機の位置を特定した後に、前記複数の親機のいずれかと該移動型親機とから発信する電波を前記複数の子機で受信して該複数の子機の位置を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記複数の子機は、前記複数の親機のうち、該複数の親機から受信する電波の強度が最も高い親機を、情報を送信する送信先の親機として選択することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記複数の子機は、時刻情報を生成する時刻情報生成部を備え、
該時刻情報生成部で生成した時刻情報を前記送信先として選択した親機に送信することを特徴とする請求項４に記載の位置検出システム。
【請求項６】
前記複数の子機は、前記送信先の親機に情報を送信した時刻を示す情報を累積的に記憶する記憶部を備え、
前記送信先の親機が変更された場合に、変更前の親機に情報を送信した時刻を示す情報を変更後の親機に送信することを特徴とする請求項５に記載の位置検出システム。
【請求項７】
前記複数の子機の位置の変化に応じて前記複数の子機の位置を特定する頻度を変化させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の位置検出システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の位置検出システムを用いて、前記複数の子機と同伴して移動する人又は物の移動状況を管理することを特徴とする管理システム。
【請求項９】
前記複数の子機と同伴して移動する人又は物が所定のエリア内に存在する場合に正常と判定し、前記エリア内から逸脱した場合に異常と判定することを特徴とする請求項８に記載の管理システム。
【請求項１０】
前記複数の子機と同伴して移動する人又は物が所定の制限領域に侵入又は接近したか否かを判別し、異常判定を行うことを特徴とする請求項８に記載の管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２２９１７５（Ｐ２００９−２２９１７５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７３２４７（Ｐ２００８−７３２４７）
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（５０００９６９７２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（５０００９６９７２）
【Ｆターム（参考）】
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