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WO2018016049A1 - 位置計測システム、携帯端末装置及びプログラム - Google Patents

位置計測システム、携帯端末装置及びプログラム Download PDF

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WO2018016049A1
WO2018016049A1 PCT/JP2016/071403 JP2016071403W WO2018016049A1 WO 2018016049 A1 WO2018016049 A1 WO 2018016049A1 JP 2016071403 W JP2016071403 W JP 2016071403W WO 2018016049 A1 WO2018016049 A1 WO 2018016049A1
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WO
WIPO (PCT)
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area
radio wave
user
base station
narrow
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/071403
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宗佑 南田
利宏 妻鹿
健二 佐藤
智子 富田
知晃 行田
浩子 泉原
千紗都 佐藤
Original Assignee
三菱電機ビルテクノサービス株式会社
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機ビルテクノサービス株式会社, 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機ビルテクノサービス株式会社
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Priority to CN201680086972.4A priority patent/CN109328308B/zh
Priority to PCT/JP2016/071403 priority patent/WO2018016049A1/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a position measurement system, a portable terminal device, and a program, and more particularly, to measurement of a position in an area of a user who owns the portable terminal device.
  • mobile terminal such as a smartphone carried by the user
  • Patent Document 1 A technique for measuring the position of a user in a certain area using a mobile terminal device (hereinafter, “mobile terminal”) such as a smartphone carried by the user has been proposed (for example, “Patent Document 1”).
  • FIG. 6 is a block configuration diagram of the conventional portable terminal 100.
  • a plurality of base stations are installed in the area, and each base station transmits a radio wave for 10 milliseconds at a predetermined cycle, for example, once per second.
  • the mobile terminal 100 is equipped with a wireless communication means for detecting radio waves transmitted from each base station, for example, an interface for performing wireless communication using Bluetooth (registered trademark).
  • the wireless communication unit 110 in the portable terminal 100 includes a wireless communication unit 1101 that performs wireless communication with each base station in cooperation with the communication interface, and a radio wave detection unit 1102 that detects a radio wave transmitted from the base station. is doing.
  • the mobile terminal 100 includes a position measurement unit 120 that measures the position of the user according to the state of detection of radio waves from the base station, a movement detection unit 130 that detects user movement in cooperation with an acceleration sensor (not shown), and a wireless communication unit 110 has a control unit 140 that performs control such as switching of the detection mode at 110.
  • the mobile terminal 100 having the above configuration starts measuring the position of the user by starting a predetermined application. That is, when a predetermined application is activated, the mobile terminal 100 enters an area search mode, sets the detection mode to intermittent scan, and tries to detect radio waves from the base station. Specifically, the intermittent scan scans for 2 seconds, and if no radio wave is detected from the base station during that time, the scan is stopped for 3 seconds to enter a standby state. When 3 seconds elapse, a 2-second scan is performed. The portable terminal 100 repeats the intermittent scan until a radio wave from the base station is detected. That is, when the user is out of the area, the radio wave detection unit 1102 cannot detect radio waves from the base station, and thus the intermittent scan is continuously performed.
  • the mobile terminal 100 When the radio wave from the base station is detected when the user enters the area, the mobile terminal 100 enters the position measurement mode, and the detection mode is set to continuous scan to constantly detect the radio wave from the base station. While the user is in the area, the mobile terminal 100 can detect radio waves from the base station, but the position measurement unit 120 converts the radio wave intensity from each base station into a distance and performs three-point surveying. Then, the position of the user in the area is measured. If the movement detection unit 130 does not detect the movement of the user in the area, the position of the user is not changed, and thus power consumption is suppressed by stopping the continuous scanning.
  • the radio wave detection unit 1102 does not detect radio waves from the base station for a predetermined time, for example, 20 seconds, it is determined that the user has left the area, and the area search mode is set as described above, and the detection mode is set to intermittent scan. Set to try to detect radio waves from the base station.
  • the detection mode of the base station is set to intermittent scan instead of continuous scan outside the area.
  • This intermittent scan is set to a comparatively long cycle of scanning for 2 seconds and waiting for 3 seconds as described above. For this reason, if the user enters the area immediately after entering the standby state, the portable terminal does not detect the radio wave from the base station unless 3 seconds have passed. In other words, a maximum delay of 3 seconds occurs in detecting the user's entry into the area. If the inspection mode is set to continuous scan even outside the area, such a delay will not occur, but the power consumption in the portable terminal will be great.
  • An object of the present invention is to immediately detect a user who has entered an area while maintaining low power consumption of the mobile terminal device.
  • the position measurement system is a plurality of narrow area base stations that each periodically transmit radio waves to a partial area within an area, and the radio waves are transmitted over the entire area in the entire narrow area base station.
  • a plurality of narrow base stations that transmit, a mobile terminal device carried by the user, and a wide area base station that continuously transmits radio waves over the entire area, the mobile terminal device from the narrow base station Narrow-area radio wave detection means for detecting radio waves to be transmitted, wide-area radio wave detection means for detecting radio waves continuously transmitted from the wide-area base station by scanning intermittently in a short period, and radio waves by the wide-area radio wave detection means
  • Terminal equipment A position measuring means for measuring the position, and has a.
  • the narrow area radio wave detection means detects the movement of the user when the movement of the user is detected.
  • the wide area radio wave detecting means is configured to perform the wide area base station by an intermittent scan in which a scan cycle is equal to or shorter than a radio wave transmission cycle transmitted from the narrow area base station and is longer than a scan standby time. It detects the radio wave transmitted from.
  • the portable terminal device is a portable terminal device carried by a user, each of which is a plurality of narrow area base stations that periodically transmit radio waves to a partial area in the area.
  • a narrow area radio wave detecting means for detecting radio waves transmitted from a plurality of narrow area base stations that transmit radio waves to the entire area in the entire station, and a short period and intermittent scanning, so that the entire area from the wide area base station Wide-area radio wave detection means for detecting radio waves continuously transmitted to the radio station, entry detection means for detecting the user's entry into the area by detecting radio waves with the wide-area radio wave detection means, and entry of the user into the area
  • a position measuring means for measuring the position of the portable terminal device based on the state of radio wave detection by the narrow area radio wave detecting means.
  • the program according to the present invention is a plurality of narrow base stations each of which transmits a radio wave periodically to a part of an area of a computer mounted on a mobile terminal device carried by a user.
  • Narrow-area radio wave detection means for detecting radio waves transmitted from a plurality of narrow-area base stations that transmit radio waves to the entire area in the entire narrow-area base station, by scanning intermittently in a short cycle, from the wide-area base station
  • Wide area radio wave detection means for detecting radio waves transmitted continuously over the entire area
  • entry detection means for detecting the user's entry into the area by detecting the radio waves by the wide area radio wave detection means, and entry of the user into the area Is detected, it functions as a position measuring means for measuring the position of the mobile terminal device based on the detection status of the radio wave by the narrow area radio wave detecting means.
  • the present invention it is possible to immediately detect a user who has entered the area while maintaining low power consumption of the mobile terminal device.
  • the power consumption of the mobile terminal device can be reduced by stopping the scan.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an area to which an embodiment of a position measurement system according to the present invention is applied. It is a hardware block diagram of the portable terminal in this Embodiment. It is a block block diagram of the portable terminal in this Embodiment. It is the flowchart which showed the position measurement process in this Embodiment. It is a figure used in order to explain the time required to detect the user who entered the area in the prior art. It is a figure used in order to demonstrate the time required to detect the user who entered the area in this Embodiment. It is a block block diagram of the conventional portable terminal.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an area to which an embodiment of a position measurement system according to the present invention is applied.
  • FIG. 1 shows an area 1 such as a living room used by a resident such as an employee (hereinafter referred to as “user”).
  • Each user always carries a portable terminal device 10 (hereinafter simply referred to as a “portable terminal”) 10 such as a smartphone when moving in a facility where the area 1 is located.
  • a portable terminal device 10 hereinafter simply referred to as a “portable terminal” 10 such as a smartphone when moving in a facility where the area 1 is located.
  • desks 2 used by residents are arranged to form an island.
  • a plurality of base stations 3 that transmit radio waves periodically to a part of the area 1 are installed as narrow area base stations.
  • the base station 3 is arranged so that radio waves can be transmitted to the entire area 1 in the entire base station 3, and performs short-range wireless communication with the mobile terminal 10 by, for example, Bluetooth.
  • each base station 3 is arranged corresponding to the position of the island of the desk 2, but it is not necessary to limit to this arrangement as long as the base station 3 can transmit radio waves to the entire area 1.
  • a base station 4 that continuously transmits radio waves over the entire area is further installed as a wide area base station.
  • the base station 4 performs wireless communication with the mobile terminal 10 by, for example, Wi-Fi (registered trademark).
  • Wi-Fi registered trademark
  • FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the mobile terminal 10 in the present embodiment.
  • a smartphone smart phone
  • the present invention is not limited to this, and any device having a hardware configuration described later, such as a tablet terminal or a portable PC, may be used for a smartphone.
  • the portable terminal 10 is equipped with a computer.
  • the computer includes a CPU 21, ROM 22, RAM 23, storage 24 as storage means, an operation panel 25 as user interface means, a first network interface (IF ) 26, a second network interface (IF) 27, and an acceleration sensor 28 are connected to an internal bus 29.
  • the first network interface 26 is used when performing Bluetooth wireless communication with the base station 3
  • the second network interface 27 is used when performing wireless communication with the base station 4 using Wi-Fi. It is done.
  • FIG. 3 is a block configuration diagram of the mobile terminal 10 in the present embodiment.
  • the mobile terminal 10 includes a first wireless communication unit 11, a position measurement unit 12, a movement detection unit 13, a control unit 14, a second wireless communication unit 15, and an area entry detection unit 16.
  • the first wireless communication unit 11 is realized by the first network interface 26 and performs short-range wireless communication with the base station 3 using Bluetooth.
  • the first radio communication unit 11 is provided as a radio communication unit 111 that performs radio communication with each base station 3 and a narrow-area radio wave detection unit, and detects radio waves transmitted from the base station 3 by scanning. Part 112.
  • the position measurement unit 12 is provided as a position measurement unit, and measures the position of the mobile terminal 10 based on the detection status of the radio wave by the radio wave detection unit 112 when the user's entry into the area 1 is detected.
  • the movement detection unit 13 detects movement of the user in the area 1 in cooperation with the acceleration sensor 28.
  • the second wireless communication unit 15 performs Wi-Fi wireless communication with the base station 4.
  • the second wireless communication unit 15 is realized by the second network interface 27 and is provided as a wireless communication unit 151 that performs wireless communication with the base station 4 and a wide-area radio wave detection unit, and scans intermittently with a short period.
  • a radio wave detection unit 152 that detects radio waves continuously transmitted from the base station 4 is provided.
  • the area entry detection unit 16 is provided as an entry detection unit, and detects the user's entry into the area 1 when the radio wave detection unit 152 detects the radio wave.
  • the control unit 14 operates in cooperation with the other components 11 to 13 and 15 to 16, and controls the entire position measurement in the portable terminal 10 such as setting the detection mode to the first wireless communication unit 11.
  • Each component 12 to 14 and 16 in the mobile terminal 10 is realized by a cooperative operation of a computer built in the mobile terminal 10 and a program operating on the CPU 21 mounted on the computer.
  • the program used in this embodiment can be provided not only by communication means but also by storing it in a computer-readable recording medium such as a USB memory.
  • a program provided from a communication unit or a recording medium is installed in a computer, and various processes are realized by the CPU 21 of the computer sequentially executing the program.
  • the position measurement process in this embodiment is repeatedly executed when a predetermined application is activated.
  • Each base station 3 transmits a 10 millisecond radio wave at a cycle of once per second as before.
  • the base station 4 continuously transmits radio waves.
  • the mobile terminal 10 enters the area search mode, and the radio wave detection unit 152 in the second wireless communication unit 15 starts intermittent scanning (step 101).
  • the intermittent scan a scan is performed for 100 milliseconds (step 102), and if no radio wave is detected from the base station 4 during that time (N in step 103), the scan is stopped for 900 milliseconds and a standby state is entered (step 104).
  • step 104 When 900 milliseconds have elapsed, another 100 millisecond scan is performed (step 102).
  • the radio wave detection unit 152 tries to detect the radio wave from the base station 4 every second, but the intermittent scan in the present embodiment is different from the conventional intermittent scan, and scans with a relatively short cycle. Will do.
  • the mobile terminal 10 does not operate the radio wave detection unit 112 in order to reduce power consumption in the area search mode.
  • the control unit 14 switches from the area search mode to the position measurement mode. Then, the control unit 14 starts the operation of the first wireless communication unit 11 and sets the detection mode as a continuous scan in which radio waves from the base station 3 are always detected (step 105). As a result, the radio wave detection unit 112 in the first wireless communication unit 11 starts detection of radio waves from the base station 3 in a continuous scan (step 106). Note that the wireless communication units 11 and 15 are switched and used by stopping the operation of the second wireless communication unit 15 in accordance with the switching to the position measurement mode.
  • the radio wave detection unit 112 detects a radio wave from any one of the base stations 3 immediately after detecting the user's entry into the area 1.
  • the position measurement unit 12 converts the radio wave intensity from each base station 3 into a distance and performs a three-point survey, etc.
  • the position of the user is measured (step 108).
  • the information related to the measured user position is stored in the mobile terminal 10 as measured position information, or transmitted to the outside wirelessly and used for some processing.
  • the wind direction of the indoor unit is controlled so as to hit or not hit the user in cooperation with the air conditioning system.
  • lighting control is performed such that lighting is turned on in conjunction with detection of entry into area 1 or only lighting around the user's position is turned on.
  • the acceleration sensor 28 constantly detects acceleration, but when the movement detection unit 13 detects the movement of the mobile terminal 10 by detecting a change in the acceleration value (Y in step 109), the user is Judge that it is moving in 1. Then, the process returns to step 106 in order to continuously measure the current position. On the other hand, when the movement of the user is not detected (N in Step 109), it is determined that the user stays at a certain place in the area 1. In this case, since the position of the user does not change, the control unit 14 stops the continuous scan performed by the first wireless communication unit 11 (step 110).
  • the radio wave detection unit 112 does not detect any radio wave from any base station 3 (N in Step 107)
  • the user has detected a predetermined time, for example, 20 seconds after no longer detecting the radio wave (Step 111).
  • 112, N it is determined that the user has left the area 1, and the control unit 14 switches from the position measurement mode to the area search mode.
  • the radio wave detection unit 152 in the second wireless communication unit 15 starts intermittent scanning as described above (step 101). Note that the power consumption of the mobile terminal 10 is reduced by stopping the operation of the first wireless communication unit 11 in accordance with the switching to the area search mode.
  • the present embodiment by operating as described above, it is possible to detect a user who has entered the area 1 while maintaining low power consumption of the mobile terminal device. A difference in time required to detect a user who has entered the area 1 between the present embodiment and the related art will be described with reference to FIG. 5B.
  • FIG. 5A shows a relationship between a radio wave transmitted from a conventional base station and a detection mode (intermittent scan and continuous scan) in the wireless communication unit 110.
  • 5B shows the relationship between the radio wave transmitted from the base station 3 and the detection mode (continuous scan) in the first radio communication unit 11 and the radio wave transmitted from the base station 4 and the second radio. The relationship with the detection mode (intermittent scan) in the communication unit 15 is shown.
  • a conventional base station (narrow base station) periodically transmits a radio wave once every second for 10 milliseconds.
  • the wireless communication unit 110 repeatedly performs scanning for 2 seconds and then stops scanning for 3 seconds.
  • the conventional wireless communication unit 110 switches to continuous scanning by detecting radio waves from the base station at the next scanning timing in the intermittent scanning, and constantly detects the base station.
  • the detection mode of the wireless communication unit 110 is switched from intermittent scan to continuous scan. At this time, the measurement of the user's position is started at time d1. There is a delay. If the user enters the area immediately after the end of the 2 second scan, a delay d1 of about 3 seconds at maximum occurs.
  • the base station 3 in the present embodiment always transmits a 10 millisecond radio wave once per second as in the conventional base station, and the base station 4 (wide area base station) Transmit radio waves continuously.
  • the second wireless communication unit 15 scans for 100 milliseconds and stops for 900 milliseconds.
  • the user enters the area.
  • the radio wave from the base station 4 is detected at the timing of the next scan in the intermittent scan.
  • wireless communication part 11 will be set to continuous scanning as detection mode, and will start the measurement of a user's position. There will be a delay of time d2 until the measurement of this position is started, and this delay d2 is a maximum of 900 milliseconds.
  • FIG. 5B when intermittent scan is performed by the second wireless communication unit 15 (in the area search mode), the first wireless communication unit 11 stops operating, and when continuous scan is performed by the first wireless communication unit 11 (position measurement). In the mode), the second wireless communication unit 15 is illustrated to stop operating. Then, when a predetermined time (20 seconds) elapses after the user is no longer detected in the area 1, the second wireless communication unit 15 starts intermittent scanning, and the first wireless communication unit 11 stops operating. . In this way, it is preferable to reduce power consumption in the mobile terminal 10 by controlling the operations of the wireless communication units 11 and 15.
  • the period of the intermittent scan in the conventional radio communication unit 110 is scanned for 100 milliseconds as in the second radio communication unit 15 of the present embodiment, and the scan period is shortened to stop for 900 milliseconds. It can be considered as good.
  • the radio wave transmission cycle by the base station once every second, 10 millisecond radio wave transmission
  • the radio wave scanning cycle in the wireless communication unit 110 100 millisecond scan, 900 millisecond stop. Since the scan timing in the wireless communication unit 110 does not match the radio wave transmission timing of the base station, there is a possibility that after the user enters the area, the radio communication unit 110 cannot detect the radio wave from the base station.
  • the base station 4 that continuously transmits radio waves over the entire area 1 is separated from the base station 3 and the first wireless communication unit 11 corresponding to the conventional base station and the wireless communication unit.
  • the mobile terminal 10 includes a second wireless communication unit 15 that scans intermittently in a short cycle so that power consumption in the mobile terminal 10 can be reduced and radio waves from the base station 4 can be immediately detected. It was made to provide in. In addition, since power is supplied from the commercial power source to the base station 4 that continuously transmits, there is no need to worry about power shortage.
  • the radio wave detection unit 152 in the present embodiment is configured so that the base station performs an intermittent scan in which the scan cycle is equal to or shorter than the radio wave transmission cycle transmitted from the base station 3 and is longer than the scan standby time. 4 may be detected. Therefore, the above-described intermittent scan cycle of scanning for 100 milliseconds and waiting for 900 milliseconds is an example and is not limited to this setting example. For example, the intermittent scan may be set at a cycle of scanning for 150 milliseconds and waiting for 850 milliseconds, or scanning for 50 milliseconds and waiting for 450 milliseconds.
  • the first wireless communication unit 11 performs short-range wireless communication by Bluetooth
  • the second wireless communication unit 15 performs wireless communication by Wi-Fi.
  • the wireless communication standard used for communication need not be limited to this.
  • the second wireless communication unit 15 is provided separately from the first wireless communication unit 11, but the first wireless communication unit 11 is equipped with the function of the second wireless communication unit 15, and You may make it comprise hardware by a network interface.
  • the entry of the user into the area 1 is detected by the base station 4 and the second wireless communication unit 15, but the entry of the user is detected in cooperation with the entry / exit system. It may be configured.

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Abstract

携帯端末装置の低消費電力化を維持しつつ、エリア内に進入したユーザを即座に検知する。　エリア内には、それぞれがエリア内の一部の領域に電波を発信することでエリア全域に電波を発信する複数の狭域基地局と、エリア全域に電波を連続発信する広域基地局と、が設置される。ユーザにより携帯される携帯端末１０は、ユーザがエリア外にいるときに短周期の間欠スキャンで広域基地局からの電波をスキャンする電波検知部１５２と、電波検知部１５２により広域基地局からの電波が検知されることでユーザのエリア内への進入が検知されると、連続スキャンにより狭域基地局からの電波を検知する電波検知部１５２と、電波検知部１５２による電波の検知状況に基づいてユーザの位置を計測する位置計測部１２と、を有する。

Description

位置計測システム、携帯端末装置及びプログラム
　本発明は、位置計測システム、携帯端末装置及びプログラム、特に携帯端末装置を所持しているユーザのエリア内における位置の計測に関する。
　ユーザが携帯するスマートフォン等の携帯端末装置（以下、「携帯端末」）を利用して、あるエリア内にいるユーザの位置を計測する技術が提案されている（例えば、「特許文献１」）。
　図６は、従来の携帯端末１００のブロック構成図である。エリアには複数の基地局が設置されており、各基地局は、所定の周期、例えば１秒に１回の周期で電波を１０ミリ秒発信する。一方、携帯端末１００には、各基地局が発信する電波を検知する無線通信手段、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）による無線通信を行うインタフェースが搭載されている。携帯端末１００における無線通信部１１０は、この通信インタフェースと連携し、各基地局との間で無線通信を行う無線通信部１１０１と基地局から発信される電波を検知する電波検知部１１０２とを有している。また、携帯端末１００は、基地局からの電波の検知状況によってユーザの位置を計測する位置計測部１２０、図示しない加速度センサと連携して、ユーザの移動を検知する移動検知部１３０及び無線通信部１１０における検知モードの切替等の制御を行う制御部１４０を有している。
　以上の構成を有する携帯端末１００は、所定のアプリケーションを起動することでユーザの位置計測を開始する。すなわち、所定のアプリケーションが起動されると、携帯端末１００は、エリア探査モードとなり、検知モードを断続スキャンに設定して基地局からの電波の検知を試みる。断続スキャンは、具体的には２秒スキャンし、その間に基地局からの電波が検知されないと、スキャンを３秒停止することで待機状態となる。そして、３秒が経過すると２秒のスキャンを行う。携帯端末１００は、基地局からの電波が検知されるまで、上記断続スキャンを繰り返す。つまり、ユーザがエリア外の場合、電波検知部１１０２は、基地局からの電波を検知できないので、断続スキャンが継続して行われる。
　ユーザがエリア内に進入することで基地局からの電波が検知されると、携帯端末１００は、位置計測モードになり、検知モードを連続スキャンに設定して基地局からの電波を常時検知する。ユーザがエリア内にいる間、携帯端末１００は基地局からの電波を検知できる状態にあるが、位置計測部１２０は、各基地局からの電波強度を距離に変換して三点測量を行うなどしてエリア内におけるユーザの位置を計測する。なお、移動検知部１３０がエリア内においてユーザの移動を検知しなければユーザの位置は変わっていないことになるので、連続スキャンを停止することで消費電力を抑える。そして、電波検知部１１０２が基地局からの電波を所定時間、例えば２０秒間検知しなくなると、ユーザがエリアから退出したと判断して、前述したようにエリア探査モードとなり、検知モードを断続スキャンに設定して基地局からの電波の検知を試みる。
特開２０１５－６４１５４号公報 特開２００５－１１７２６９号公報 特開２００９－４４４５９号公報 特開２００９－７７３５４号公報 特開２０１４－９６６７３号公報 特許第５４３９３３５号明細書 特開平１０－６６１３６号公報
　従来においては、携帯端末の消費電力を削減するために、エリア外では、基地局の検知モードを連続スキャンではなく断続スキャンに設定している。この断続スキャンは、上記の通り２秒スキャンし３秒ウェイトするという比較的長い周期に設定されている。このため、待機状態になった直後にユーザがエリアに進入した場合、３秒経過しなければ、携帯端末は基地局からの電波を検知しない。つまり、ユーザのエリア内への進入の検知に、最大３秒の遅延が生じてしまう。エリア外でも検査モードを連続スキャンに設定しておけば、このような遅延は発生しないが、携帯端末における消費電力が多大になってしまう。
　本発明は、携帯端末装置の低消費電力化を維持しつつ、エリア内に進入したユーザを即座に検知することを目的とする。
　本発明に係る位置計測システムは、それぞれがエリア内の一部の領域に定周期的に電波を発信する複数の狭域基地局であって、前記狭域基地局全体で前記エリア全域に電波を発信する複数の狭域基地局と、ユーザに携帯される携帯端末装置と、前記エリア全域に電波を連続発信する広域基地局と、を有し、前記携帯端末装置は、前記狭域基地局から発信される電波を検知する狭域電波検知手段と、短周期かつ間欠的にスキャンすることで前記広域基地局から連続発信される電波を検知する広域電波検知手段と、前記広域電波検知手段により電波が検知されることでユーザの前記エリアへの進入を検知する進入検知手段と、ユーザの前記エリアへの進入が検知されると、前記狭域電波検知手段による電波の検知状況に基づいて前記携帯端末装置の位置を計測する位置計測手段と、を有するものである。
　また、前記エリア内におけるユーザにおける移動を検知する移動検知手段と、ユーザの前記エリアへの進入が検知されると、前記狭域電波検知手段に、ユーザの移動が検知されているときには前記狭域基地局から発信される電波をスキャンにより連続して検知させ、ユーザの移動が検知されていないときにはスキャンを停止する制御手段と、を有するものである。
　また、前記広域電波検知手段は、スキャンの周期が前記狭域基地局から発信される電波の発信周期以下であってスキャンの待機時間がスキャンする時間より長く設定された間欠スキャンにより前記広域基地局から発信される電波を検知するものである。
　本発明に係る携帯端末装置は、ユーザに携帯される携帯端末装置において、それぞれがエリア内の一部の領域に定周期的に電波を発信する複数の狭域基地局であって前記狭域基地局全体で前記エリア全域に電波を発信する複数の狭域基地局から発信される電波を検知する狭域電波検知手段と、短周期かつ間欠的にスキャンすることで、広域基地局から前記エリア全域に連続発信される電波を検知する広域電波検知手段と、前記広域電波検知手段により電波が検知されることでユーザの前記エリアへの進入を検知する進入検知手段と、ユーザの前記エリアへの進入が検知されると、前記狭域電波検知手段による電波の検知状況に基づいて前記携帯端末装置の位置を計測する位置計測手段と、を有するものである。
　本発明に係るプログラムは、ユーザに携帯される携帯端末装置に搭載されたコンピュータを、それぞれがエリア内の一部の領域に定周期的に電波を発信する複数の狭域基地局であって前記狭域基地局全体で前記エリア全域に電波を発信する複数の狭域基地局から発信される電波を検知する狭域電波検知手段、短周期かつ間欠的にスキャンすることで、広域基地局から前記エリア全域に連続発信される電波を検知する広域電波検知手段、前記広域電波検知手段により電波が検知されることでユーザの前記エリアへの進入を検知する進入検知手段、ユーザの前記エリアへの進入が検知されると、前記狭域電波検知手段による電波の検知状況に基づいて前記携帯端末装置の位置を計測する位置計測手段、として機能させるためのものである。
　本発明によれば、携帯端末装置の低消費電力化を維持しつつ、エリア内に進入したユーザを即座に検知することができる。
　また、ユーザの移動が検知されていないときにはスキャンを停止させることによって携帯端末装置の低消費電力化を促進することができる。
本発明に係る位置計測システムの一実施の形態が適用されるエリアの概略構成図である。 本実施の形態における携帯端末のハードウェア構成図である。 本実施の形態における携帯端末のブロック構成図である。 本実施の形態における位置計測処理を示したフローチャートである。 従来技術においてエリア内に進入したユーザを検知するまでに要する時間を説明するために用いる図である。 本実施の形態においてエリア内に進入したユーザを検知するまでに要する時間を説明するために用いる図である。 従来の携帯端末のブロック構成図である。
　以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。
　図１は、本発明に係る位置計測システムの一実施の形態が適用されるエリアの概略構成図である。図１には、例えば従業員等の居住者（以下、「ユーザ」）が利用する居室等のエリア１が示されている。ユーザは各自、スマートフォン等の携帯端末装置（以下、単に「携帯端末」と称する）１０を、エリア１のある施設内を移動するときに常時携帯している。エリア１には、居住者により使用される机２が島を形成するように配置されている。そして、それぞれがエリア１内の一部の領域に定周期的に電波を発信する複数の基地局３が狭域基地局として設置されている。基地局３は、基地局３全体でエリア１全域に電波を発信できるように配置され、携帯端末１０との間で例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈにより近距離無線通信を行う。なお、図１では、各基地局３を机２の島の位置に対応させて配置しているが、基地局３全体でエリア１全域に電波を発信できれば、この配置に限定する必要はない。エリア１には、更にエリア全域に電波を連続発信する基地局４が広域基地局として設置されている。基地局４は、携帯端末１０との間で例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）により無線通信を行う。本実施の形態では、基地局３は内蔵したバッテリで、基地局４は商用電源にてそれぞれ駆動することを想定しているが、基地局３，４への給電手段の構成はこれに限る必要はない。
　なお、位置計測システムにおいて、各基地局３，４の動作制御及び携帯端末１０との間で授受されるデータの処理等を行う構成については図１から省略している。
　図２は、本実施の形態における携帯端末１０のハードウェア構成図である。本実施の形態では、携帯端末１０としてスマートフォン（スマホ）を用いることを想定しているが、これに限らず、タブレット端末や携帯型ＰＣ等、後述するハードウェア構成を有する装置であればスマホに限定する必要はない。携帯端末１０には、コンピュータが搭載され、このコンピュータは、図２に示したようにＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、記憶手段としてのストレージ２４、ユーザインタフェース手段としての操作パネル２５、第１ネットワークインタフェース（ＩＦ）２６、第２ネットワークインタフェース（ＩＦ）２７及び加速度センサ２８を内部バス２９に接続して構成される。第１ネットワークインタフェース２６は、基地局３との間でＢｌｕｅｔｏｏｔｈによる無線通信を行う際に用いられ、第２ネットワークインタフェース２７は、基地局４との間でＷｉ－Ｆｉによる無線通信を行う際に用いられる。
　図３は、本実施の形態における携帯端末１０のブロック構成図である。携帯端末１０は、第１無線通信部１１、位置計測部１２、移動検知部１３、制御部１４、第２無線通信部１５及びエリア進入検知部１６を有している。第１無線通信部１１は、第１ネットワークインタフェース２６により実現され、基地局３との間でＢｌｕｅｔｏｏｔｈによる近距離無線通信を行う。第１無線通信部１１は、各基地局３との間で無線通信を行う無線通信部１１１と、狭域電波検知手段として設けられ、基地局３から発信される電波をスキャンにより検知する電波検知部１１２と、を有している。位置計測部１２は、位置計測手段として設けられ、ユーザのエリア１への進入が検知されると、電波検知部１１２による電波の検知状況に基づいて携帯端末１０の位置を計測する。移動検知部１３は、加速度センサ２８と連携して、エリア１内におけるユーザの移動を検知する。第２無線通信部１５は、基地局４との間でＷｉ－Ｆｉによる無線通信を行う。第２無線通信部１５は、第２ネットワークインタフェース２７により実現され、基地局４との間で無線通信を行う無線通信部１５１と、広域電波検知手段として設けられ、短周期かつ間欠的にスキャンすることで基地局４から連続発信される電波を検知する電波検知部１５２と、を有している。エリア進入検知部１６は、進入検知手段として設けられ、電波検知部１５２により電波が検知されることでユーザのエリア１への進入を検知する。制御部１４は、他の構成要素１１～１３，１５～１６と連携動作し、第１無線通信部１１への検知モードの設定等携帯端末１０における位置計測全体の制御を行う。
　携帯端末１０における各構成要素１２～１４，１６は、携帯端末１０に内蔵されるコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ２１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。
　また、本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵ２１がプログラムを順次実行することで各種処理が実現される。
　次に、エリア１内にいるユーザの位置を計測する、本実施の形態における位置計測処理について図４に示したフローチャートを用いて説明する。本実施の形態における位置計測処理は、所定のアプリケーションが起動されることによって繰り返し実行される。なお、各基地局３は従前と同様に１秒に１回の周期で１０ミリ秒電波を発信する。基地局４は連続して電波を発信する。
　まず、アプリケーションが起動されると、携帯端末１０はエリア探査モードとなり、第２無線通信部１５における電波検知部１５２は、間欠スキャンを開始する（ステップ１０１）。間欠スキャンでは、１００ミリ秒スキャンし（ステップ１０２）、その間に基地局４からの電波が検知されないと（ステップ１０３でＮ）、スキャンを９００ミリ秒停止することで待機状態となる（ステップ１０４）。そして、９００ミリ秒が経過するとまた１００ミリ秒スキャンを行う（ステップ１０２）。このように、電波検知部１５２は、１秒毎に基地局４からの電波の検知を試みるが、本実施の形態における間欠スキャンは、従来における断続スキャンと異なり、相対的に短周期でスキャンを行うことになる。
　なお、携帯端末１０は、エリア探査モードのとき低消費電力化を図るために電波検知部１１２は動作させない。
　ユーザがエリア１内に進入することで、電波検知部１５２が基地局４からの電波を検知すると（ステップ１０３でＹ）、制御部１４は、エリア探査モードから位置計測モードに切り替える。そして、制御部１４は、第１無線通信部１１の動作を開始させ、検知モードとして基地局３からの電波を常時検知させる連続スキャンに設定する（ステップ１０５）。これにより、第１無線通信部１１における電波検知部１１２は、連続スキャンにて基地局３からの電波の検知を開始する（ステップ１０６）。なお、位置計測モードへの切替えに応じて第２無線通信部１５における動作を停止することで無線通信部１１，１５を切り替えて使用する。
　ここで、電波検知部１１２は、ユーザのエリア１内への進入検知直後であれば、いずれかの基地局３からの電波を検知することになる。基地局３からの電波が検知されているとき（ステップ１０７でＹ）、位置計測部１２は、各基地局３からの電波強度を距離に変換して三点測量を行うなどしてエリア１内におけるユーザの位置を計測する（ステップ１０８）。なお、計測されたユーザの位置に関する情報は、計測位置情報として携帯端末１０に蓄積されたり、あるいは外部に無線により送信されたりして何らかの処理に活用される。例えば、空調システムと連携してユーザに風を当てるように、あるいは当てないように室内機の風向を制御する。あるいは、照明システムと連携して、エリア１内への進入の検知に連動して照明を点灯させたり、ユーザの位置周辺の照明のみを点灯させたりするなど照明の点灯制御を行う。
　また、加速度センサ２８は加速度を常時検出しているが、移動検知部１３がその加速度の値の変化を検出することによって携帯端末１０の移動を検知した場合（ステップ１０９でＹ）、ユーザはエリア１内を移動していると判断する。そして、現在位置を継続して計測するためにステップ１０６に戻る。一方、ユーザの移動が検知されなかった場合（ステップ１０９でＮ）、ユーザはエリア１内のある場所に留まっていると判断する。この場合、ユーザの位置は変わらないので、制御部１４は、第１無線通信部１１が実行している連続スキャンを停止する（ステップ１１０）。
　また、電波検知部１１２がいずれの基地局３からの電波も検知しなくなった場合（ステップ１０７でＮ）、ユーザは、電波を検知しなくなってから所定時間、例えば２０秒間経過した場合（ステップ１１１，１１２でＮ）、ユーザはエリア１の外へ退出したと判断して、制御部１４は、位置計測モードからエリア探査モードに切り替える。そして、第２無線通信部１５における電波検知部１５２は、前述したように間欠スキャンを開始する（ステップ１０１）。なお、エリア探査モードへの切替えに応じて第１無線通信部１１における動作を停止させることで、携帯端末１０における低消費電力化を図る。
　本実施の形態によれば、以上のように動作することで、携帯端末装置の低消費電力化を維持しつつ、エリア１内に進入したユーザを検知することができるが、以下、図５Ａ及び図５Ｂを用いて本実施の形態と従来技術との、エリア１内に進入したユーザを検知するまでに要する時間の差について説明する。
　図５Ａには、従来における基地局から発信される電波と無線通信部１１０における検知モード（断続スキャン及び連続スキャン）との関係が示されている。また、図５Ｂには、本実施の形態における基地局３から発信される電波と第１無線通信部１１における検知モード（連続スキャン）との関係及び基地局４から発信される電波と第２無線通信部１５における検知モード（間欠スキャン）との関係が示されている。
　従来の基地局（狭域基地局）は、前述したように定周期的に１秒間に１回、電波を１０ミリ秒発信する。一方、無線通信部１１０は、２秒スキャンし、その後３秒スキャンを停止することを繰り返し行う。ここで、従来における無線通信部１１０は、ユーザがエリアに進入したとき、断続スキャンにおいて次にスキャンを行うタイミングで基地局からの電波を検知することで連続スキャンに切り替わり、基地局を常時検知するように制御される。すなわち、従来においては、図５Ａに示したように、無線通信部１１０の検知モードが断続スキャンから連続スキャンに切り替わることになるが、このとき、ユーザの位置の計測を開始するまでに時間ｄ１の遅延が生じる。２秒のスキャン終了直後にユーザがエリアに進入した場合、最大約３秒の遅延ｄ１が生じる。
　一方、本実施の形態における基地局３（狭域基地局）は、従来の基地局と同様に１秒間に１回、１０ミリ秒電波を常時発信し、基地局４（広域基地局）は、電波を連続して発信する。ここで、第２無線通信部１５は、前述したように１００ミリ秒スキャンし、９００ミリ秒停止することになるが、本実施の形態における第２無線通信部１５は、ユーザがエリアに進入したとき、間欠スキャンにおいて次にスキャンを行うタイミングで基地局４からの電波を検知することになる。そして、基地局４からの電波が検知されると、第１無線通信部１１は、図５Ｂに示したように、検知モードとして連続スキャンに設定され、ユーザの位置の計測を開始する。この位置の計測が開始されるまでに時間ｄ２の遅延が生じることになるが、この遅延ｄ２は、最大９００ミリ秒である。
　このように、本実施の形態と従来技術とでは、ユーザがエリア１内に進入してから位置の計測が開始されるまでに発生する遅延に差異が生じてくる。
　なお、図５Ｂでは、第２無線通信部１５による間欠スキャン実行時（エリア探査モード時）、第１無線通信部１１は動作を停止し、第１無線通信部１１による連続スキャン実行時（位置計測モード時）、第２無線通信部１５は動作を停止するよう図示した。そして、エリア１内にてユーザが検知されなくなってから所定時間（２０秒）経過すると、第２無線通信部１５は間欠スキャンを開始し、第１無線通信部１１は動作を停止するよう図示した。このように各無線通信部１１，１５の動作を制御することで、携帯端末１０における低消費電力化を図るようにするのが好適である。
　ところで、一見すると、従来の無線通信部１１０における断続スキャンの周期を本実施の形態の第２無線通信部１５と同様に１００ミリ秒スキャンし、９００ミリ秒停止するようスキャンの周期を短くすればよいようにも考えられる。
　しかしながら、基地局による電波の発信の周期（１秒に１回、１０ミリ秒の電波発信）と無線通信部１１０における電波スキャンの周期（１００ミリ秒スキャン、９００ミリ秒停止）とのタイミングによっては、無線通信部１１０におけるスキャンタイミングが基地局の電波発信タイミングと合わないために、ユーザのエリア内進入後、無線通信部１１０が基地局からの電波が却って検知できない可能性が生じてくる。
　そこで、本実施の形態においては、従来の基地局及び無線通信部に対応する基地局３及び第１無線通信部１１とは別個に、エリア１全域に電波を連続発信する基地局４をエリア１内に設置すると共に、携帯端末１０における低消費電力化を図り、かつ基地局４からの電波を即座に検知できるように短周期かつ間欠的にスキャンを行う第２無線通信部１５を携帯端末１０に設けるようにした。また、連続発信する基地局４に対しては商用電源から電力を供給するようにしたので、電力不足を心配する必要はない。
　なお、本実施の形態における電波検知部１５２は、スキャンの周期が基地局３から発信される電波の発信周期以下であってスキャンの待機時間がスキャンする時間より長く設定された間欠スキャンにより基地局４から発信される電波を検知すればよい。従って、前述した１００ミリ秒スキャンし、９００ミリ秒待機するという間欠スキャンの周期は一例であってこの設定例に限定されるものではない。例えば、１５０ミリ秒スキャンし８５０ミリ秒待機、あるいは５０ミリ秒スキャンし４５０ミリ秒待機、という周期に間欠スキャンを設定してよい。
　本実施の形態では、以上説明したように第１無線通信部１１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈにより近距離無線通信を行い、第２無線通信部１５は、Ｗｉ－Ｆｉにより無線通信を行うようにしたが、無線通信を行うために利用する無線通信規格は、これに限定する必要はない。また、本実施の形態では、第１無線通信部１１とは別個に第２無線通信部１５を設けたが、第１無線通信部１１に第２無線通信部１５の機能を搭載し、１つのネットワークインタフェースにてハードウェアを構成するようにしてもよい。
　また、本実施の形態では、ユーザのエリア１内への進入を基地局４及び第２無線通信部１５により検知するようにしたが、入退室システムと連携してユーザの進入を検知するように構成してもよい。
　１　エリア、２　机、３，４　基地局、１０，１００　携帯端末、１１　第１無線通信部、１２，１２０　位置計測部、１３，１３０　移動検知部、１４，１４０　制御部、１５　第２無線通信部、１６　エリア進入検知部、２１　ＣＰＵ、２２　ＲＯＭ、２３　ＲＡＭ、２４　ストレージ、２５　操作パネル、２６　第１ネットワークインタフェース（ＩＦ）、２７　第２ネットワークインタフェース（ＩＦ）、２８　加速度センサ、２９　内部バス、１１０，１１１，１５１，１１０１　無線通信部、１１２，１５２，１１０２　電波検知部。

Claims (5)

  1. 　それぞれがエリア内の一部の領域に定周期的に電波を発信する複数の狭域基地局であって、前記狭域基地局全体で前記エリア全域に電波を発信する複数の狭域基地局と、
    　ユーザに携帯される携帯端末装置と、
    　前記エリア全域に電波を連続発信する広域基地局と、
    　を有し、
    　前記携帯端末装置は、
    　前記狭域基地局から発信される電波を検知する狭域電波検知手段と、
    　短周期かつ間欠的にスキャンすることで前記広域基地局から連続発信される電波を検知する広域電波検知手段と、
    　前記広域電波検知手段により電波が検知されることでユーザの前記エリアへの進入を検知する進入検知手段と、
    　ユーザの前記エリアへの進入が検知されると、前記狭域電波検知手段による電波の検知状況に基づいて前記携帯端末装置の位置を計測する位置計測手段と、
    　を有することを特徴とする位置計測システム。
  2. 　前記エリア内におけるユーザにおける移動を検知する移動検知手段と、
    　ユーザの前記エリアへの進入が検知されると、前記狭域電波検知手段に、ユーザの移動が検知されているときには前記狭域基地局から発信される電波をスキャンにより連続して検知させ、ユーザの移動が検知されていないときにはスキャンを停止する制御手段と、
    　を有することを特徴とする請求項１に記載の位置計測システム。
  3. 　前記広域電波検知手段は、スキャンの周期が前記狭域基地局から発信される電波の発信周期以下であってスキャンの待機時間がスキャンする時間より長く設定された間欠スキャンにより前記広域基地局から発信される電波を検知することを特徴とする請求項１に記載の位置計測システム。
  4. 　ユーザに携帯される携帯端末装置において、
    　それぞれがエリア内の一部の領域に定周期的に電波を発信する複数の狭域基地局であって前記狭域基地局全体で前記エリア全域に電波を発信する複数の狭域基地局から発信される電波を検知する狭域電波検知手段と、
    　短周期かつ間欠的にスキャンすることで、広域基地局から前記エリア全域に連続発信される電波を検知する広域電波検知手段と、
    　前記広域電波検知手段により電波が検知されることでユーザの前記エリアへの進入を検知する進入検知手段と、
    　ユーザの前記エリアへの進入が検知されると、前記狭域電波検知手段による電波の検知状況に基づいて前記携帯端末装置の位置を計測する位置計測手段と、
    　を有することを特徴とする携帯端末装置。
  5. 　ユーザに携帯される携帯端末装置に搭載されたコンピュータを、
    　それぞれがエリア内の一部の領域に定周期的に電波を発信する複数の狭域基地局であって前記狭域基地局全体で前記エリア全域に電波を発信する複数の狭域基地局から発信される電波を検知する狭域電波検知手段、
    　短周期かつ間欠的にスキャンすることで、広域基地局から前記エリア全域に連続発信される電波を検知する広域電波検知手段、
    　前記広域電波検知手段により電波が検知されることでユーザの前記エリアへの進入を検知する進入検知手段、
    　ユーザの前記エリアへの進入が検知されると、前記狭域電波検知手段による電波の検知状況に基づいて前記携帯端末装置の位置を計測する位置計測手段、
    　として機能させるためのプログラム。
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