特許 7201356 位置判定装置および位置判定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-26

(45)【発行日】2023-01-10

(54)【発明の名称】位置判定装置および位置判定システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 5/02 20100101AFI20221227BHJP

【ＦＩ】

G01S5/02 Z

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2018137710

(22)【出願日】2018-07-23

(65)【公開番号】P2020016458

(43)【公開日】2020-01-30

【審査請求日】2021-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】390010308

【氏名又は名称】東芝デベロップメントエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100189913

【氏名又は名称】鵜飼 健

(72)【発明者】

【氏名】片岡 渉

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 祐治

【審査官】山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３０１７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００４６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１６３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１７４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１４５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９９２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３８３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３４３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０６３２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４４１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１５３３３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１９６２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１２０３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２４８８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ５／００－ ５／１４

Ｇ０１Ｓ １／００－ １／６８

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／４２

Ｇ０１Ｓ１３／００－１３／９５

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｇ０７Ｃ ９／００－ ９／３８

Ｅ０５Ｂ４９／００－４９／０４

Ｈ０４Ｂ ７／２４－ ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）第１の位置に設置される第１の受信装置に含まれ、対象送信機によって送信された無線信号を受信する複数の第１の受信機から前記無線信号の前記複数の第１の受信機における受信電力を表す第１の受信電力データ群を受信し、（ｂ）第２の位置に設置される第２の受信装置に含まれ、前記無線信号を受信する複数の第２の受信機から前記無線信号の前記複数の第２の受信機における受信電力を表す第２の受信電力データ群を受信する受信部と、
前記第１の受信電力データ群に基づいて前記第１の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第１の推定値を生成し、前記第２の受信電力データ群に基づいて前記第２の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第２の推定値を生成する推定部と、
前記第１の推定値および前記第２の推定値と第１の閾値との比較に基づいて、前記対象送信機が前記第１の位置を通る直線として定義されるラインよりも前記第２の位置の側に存在するか否かを判定する判定部と
を具備する、位置判定装置。

【請求項2】

前記判定部は、前記第１の推定値が前記第１の閾値未満であって、かつ前記第２の推定値が前記第１の閾値以上である場合に、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第２の位置の側に存在すると判定する、請求項１に記載の位置判定装置。

【請求項3】

前記判定部は、前記第１の推定値および前記第２の推定値と前記第１の閾値および前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値との比較に基づいて、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第２の位置の側に存在するか否かを判定する、請求項１に記載の位置判定装置。

【請求項4】

前記判定部は、前記第１の推定値および前記第２の推定値の両方が前記第１の閾値を下回り、前記第２の推定値が前記第１の推定値以上であって、かつ前記第２の閾値以上である場合に、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第２の位置の側に存在すると判定する、請求項３に記載の位置判定装置。

【請求項5】

前記推定部は、
（ａ）前記第１の受信電力データ群から前記複数の第１の受信機のそれぞれについて複数時点に亘る受信電力の最大値を探索し、前記複数の第１の受信機のそれぞれに対応するオフセットを加算して第１の候補値群を算出し、前記第１の候補値群における最大値を前記第１の推定値として決定し、
（ｂ）前記第２の受信電力データ群から前記複数の第２の受信機のそれぞれについて複数時点に亘る受信電力の最大値を探索し、前記複数の第２の受信機のそれぞれに対応するオフセットを加算して第２の候補値群を算出し、前記第２の候補値群における最大値を前記第２の推定値として決定する、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の位置判定装置。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の位置判定装置と、
前記複数の第１の受信機と、前記複数の第１の受信機を支持する第１の支持体と、を含む前記第１の受信装置と、
前記複数の第２の受信機と、前記複数の第２の受信機を支持する第２の支持体と、を含む前記第２の受信装置と
を具備し、
前記複数の第１の受信機は、互いに前記無線信号の半波長以上の間隔を開けて前記第１の支持体に設置され、
前記複数の第２の受信機は、互いに前記無線信号の半波長以上の間隔を明けて前記第２の支持体に設置される、
位置判定システム。

【請求項7】

前記複数の第１の受信機は、鉛直方向に沿って互いに前記無線信号の半波長以上の間隔を開けて前記第１の支持体に設置され、
前記複数の第１の受信機は、鉛直方向に沿って互いに前記無線信号の半波長以上の間隔を開けて前記第１の支持体に設置される、
請求項６に記載の位置判定システム。

【請求項8】

前記対象送信機は、ユーザの正面側に身に着けられる、請求項６または請求項７に記載の位置判定システム。

【請求項9】

（ａ）第１の位置に設置され、対象送信機によって送信された無線信号を受信する複数の第１の受信機から前記無線信号の前記複数の第１の受信機における受信電力を表す第１の受信電力データ群を受信し、（ｂ）第２の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第２の受信機から前記無線信号の前記複数の第２の受信機における受信電力を表す第２の受信電力データ群を受信し、（ｃ）第３の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第３の受信機から前記無線信号の前記複数の第３の受信機における受信電力を表す第３の受信電力データ群を受信し、（ｄ）第４の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第４の受信機から前記無線信号の前記複数の第４の受信機における受信電力を表す第４の受信電力データ群を受信する受信部と、
前記第１の受信電力データ群に基づいて前記第１の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第１の推定値を生成し、前記第２の受信電力データ群に基づいて前記第２の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第２の推定値を生成し、前記第３の受信電力データ群に基づいて前記第３の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第３の推定値を生成し、前記第４の受信電力データ群に基づいて前記第４の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第４の推定値を生成する推定部と、
前記第１の推定値、前記第２の推定値、前記第３の推定値、および前記第４の推定値と第１の閾値との比較に基づいて、前記対象送信機が前記第１の位置および前記第２の位置を通る直線として定義されるラインよりも前記第３の位置の側または第４の位置の側に存在するか否かを判定する判定部と
を具備し、前記第３の位置および前記第４の位置は前記ラインに対して同じ側にある、位置判定装置。

【請求項10】

前記第１の位置は、前記第２の位置、前記第３の位置および前記第４の位置のうち前記第４の位置からの距離が最も大きく、
前記第２の位置は、前記第１の位置、前記第３の位置および前記第４の位置のうち前記第３の位置からの距離が最も大きく、
前記判定部は、前記第１の推定値および前記第２の推定値の両方が前記第１の閾値未満であって、かつ前記第３の推定値および前記第４の推定値の少なくとも一方が前記第１の閾値以上である場合に、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第３の位置の側または前記第４の位置の側に存在すると判定する、
請求項９に記載の位置判定装置。

【請求項11】

前記判定部は、前記第１の推定値、前記第２の推定値、前記第３の推定値、および前記第４の推定値と第１の閾値との比較に基づいて、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第３の位置の側または第４の位置の側に存在するか否かを判定する、請求項９に記載の位置判定装置。

【請求項12】

前記第１の位置は、前記第２の位置、前記第３の位置および前記第４の位置のうち前記第４の位置からの距離が最も大きく、
前記第２の位置は、前記第１の位置、前記第３の位置および前記第４の位置のうち前記第３の位置からの距離が最も大きく、
前記判定部は、前記第１の推定値、前記第２の推定値、前記第３の推定値および前記第４の推定値の全てが前記第１の閾値を下回り、前記第３の推定値が前記第１の推定値以上であって、前記第４の推定値が前記第２の推定値以上であって、かつ前記第３の推定値および前記第４の推定値の両方が前記第２の閾値以上である場合に、前記対象送信機が前記ラインよりも前記第３の位置の側または前記第４の位置の側に存在すると判定する、
請求項１１に記載の位置判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線信号の受信電力に基づく位置判定技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の拡張仕様の１つであるＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）を利用して、ＢＬＥ送信機（ビーコンとも呼ばれる）またはＢＬＥ受信機の位置検知などが行われている。例えば、ＢＬＥ送信機によって送信されたＢＬＥ信号（ビーコン信号とも呼ばれる）の受信電力に基づいて、ＢＬＥ送信機が複数のＢＬＥ受信機のいずれの近くにいるか、などを判定することが可能である。

【0003】

特許文献１には、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）に基づいてＲＳＳＩ品質を判断し、当該ＲＳＳＩ品質に基づきモバイル端末の方向特性Ｄを計算することが記載されている。また、特許文献１には、ＲＳＳＩの品質が不良な場合、モバイル端末のユーザーはビーコンノードに背中を向けていて、ＲＳＳＩの品質が良好な場合、モバイル端末のユーザーはビーコンノードに向かっている、との記載もある。さらに、特許文献１では、環境因子Ａおよびｎ、ならびにモバイル端末とビーコンノード間の距離の関数としてＲＳＳＩを表しており、環境因子［Ａ，ｎ］が大きいほどＲＳＳＩの品質は悪くなり、環境因子［Ａ，ｎ］が小さいほどＲＳＳＩの品質は良くなる、との記載もある。そして、特許文献１では、この方向特性Ｄを含む移動特性情報を抽出し、これに基づいてモバイル端末の制限エリアに対する移動特性確率を計算することが記載されている。

【0004】

特許文献２には、同じ位置に立っていても、人の体の向きや受信機の持ち方によって受信する電波強度に違いが発生することが記載されている。また、特許文献２には、サーバ４は、各受信機３の人１０による受信機３の複数の持ち方、或いは、各受信機３の人１０による受信機３の持ち方、或いは、人１０と受信機３との向きの組み合わせに応じた電波情報を適切に選択し、受信機３の位置特定を実行する、ことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－３７０７６号公報（［００５２］～［００５３］、［００６２］、［００６４］～［００６５］、［００７２］、［００９６］～［００９７］）

【文献】特開２０１７－２０１２４０号公報（［０００７］、［００４３］、［００６２］）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＢＬＥを利用した位置判定を実際に行う場合には、ビーコン信号の直接波と（例えば地面からの）反射波との干渉によるフェージングが問題となる。具体的には、ビーコン信号の伝搬距離が大きくなるとマルチパスの影響により、ＲＳＳＩの実測値と距離対ＲＳＳＩの理論カーブとの乖離が大きくなるため、送信機と受信機との間の距離の推定精度が低下し得る。さらに、理論カーブであっても距離が大きくなるほど距離の変化に対するＲＳＳＩの変化は小さくなり、ＲＳＳＩから正確な距離を推定することは困難となる。

【0007】

これらの問題を鑑みると、従来の位置判定システムにおいて実用的な精度を達成するためには、受信機同士または送信機同士を互いにおよそ３ｍ以下の距離に近接させて密に配置する必要があった。

【0008】

なお、特許文献１および特許文献２には、ビーコンノードおよびグリッドを具体的にどのように配置できるか十分な説明がないものの、フェージング対策への言及がないことを鑑みると同様の制約が課されると予想される。

【0009】

故に、この配置制約により、例えば、従来の位置判定システムを施設出入り口前の道路などに構築する場合に道路の幅がおよそ６ｍを超えると道路脇に受信機（または送信機）を設置するだけでは、道路中央付近に送信機（または受信機）が位置する場合に実用的な精度で位置判定をすることが困難となる。故に、埋め込み工事またはアーチなどにより道路の中央付近にも受信機（または送信機）を設置しなければならない、などの問題が生じ得る。

【0010】

本発明は、位置判定システムにおいて設置される受信機または送信機の配置制約を緩和することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一態様によれば、位置判定装置は、受信部と、推定部と、判定部とを含む。受信部は、（ａ）第１の位置に設置され、対象送信機によって送信された無線信号を受信する複数の第１の受信機から前記無線信号の前記複数の第１の受信機における受信電力を表す第１の受信電力データ群を受信し、（ｂ）第２の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第２の受信機から前記無線信号の前記複数の第２の受信機における受信電力を表す第２の受信電力データ群を受信する。推定部は、前記第１の受信電力データ群に基づいて前記第１の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第１の推定値を生成し、前記第２の受信電力データ群に基づいて前記第２の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第２の推定値を生成する。判定部は、前記第１の推定値、前記第２の推定値、第１の閾値および前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値を用いて、前記対象送信機が前記第１の位置に基づいて定義されるラインよりも前記第２の位置の側に存在するか否かを判定する。

【0012】

本発明の別の態様によれば、位置判定装置は、受信部と、推定部と、判定部とを含む。受信部は、（ａ）第１の位置に設置され、対象送信機によって送信された無線信号を受信する複数の第１の受信機から前記無線信号の前記複数の第１の受信機における受信電力を表す第１の受信電力データ群を受信し、（ｂ）第２の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第２の受信機から前記無線信号の前記複数の第２の受信機における受信電力を表す第２の受信電力データ群を受信し、（ｃ）第３の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第３の受信機から前記無線信号の前記複数の第３の受信機における受信電力を表す第３の受信電力データ群を受信し、（ｄ）第４の位置に設置され、前記無線信号を受信する複数の第４の受信機から前記無線信号の前記複数の第４の受信機における受信電力を表す第４の受信電力データ群を受信する。推定部は、前記第１の受信電力データ群に基づいて前記第１の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第１の推定値を生成し、前記第２の受信電力データ群に基づいて前記第２の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第２の推定値を生成し、前記第３の受信電力データ群に基づいて前記第３の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第３の推定値を生成し、前記第４の受信電力データ群に基づいて前記第４の位置における前記無線信号の受信電力を推定して第４の推定値を生成する。判定部は、前記第１の推定値、前記第２の推定値、前記第３の推定値、前記第４の推定値、第１の閾値および前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値を用いて、前記対象送信機が前記第１の位置および前記第２の位置に基づいて定義されるラインよりも前記第３の位置の側または第４の位置の側に存在するか否かを判定する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、位置判定システムにおいて設置される受信機または送信機の配置制約を緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る位置判定装置を例示するブロック図。

【図2】図１の位置判定装置を含む位置判定システムを例示する図。

【図3】図２のビーコン受信装置を例示する図。

【図4】ビーコン受信機における受信電力の時間的変動を例示するグラフ。

【図5】ビーコン送信機からビーコン受信機までの距離と受信電力との関係を例示するグラフ。

【図6】人体による電波遮蔽効果を例示する図。

【図7】ビーコンの位置判定に用いられる２つの閾値の説明図。

【図8】ビーコン送信機を身に着けたユーザが通過判定ラインを通り過ぎる前後に亘る各位置における受信電力の変化を例示するグラフ。

【図9】図１の位置判定装置の動作を例示するフローチャート。

【図10】図９のステップＳ４１０の詳細を例示するフローチャート。

【図11】図９のステップＳ４２０の一部の詳細を例示するフローチャート。

【図12】図９のステップＳ４２０の残部の詳細を例示するフローチャート。

【図13】ビーコン送信機を身に着けたユーザが通過判定ラインを通り過ぎる前後に亘る各位置における受信電力の変化と、各時点における位置判定結果とを例示する図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら実施形態の説明を述べる。なお、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号を付し、重複する説明については基本的に省略する。例えば、複数の同一または類似の要素が存在する場合に、各要素を区別せずに説明するために共通の符号を用いることがあるし、各要素を区別して説明するために当該共通の符号に加えて枝番号を用いることもある。

【0016】

（実施形態）
実施形態に係る位置判定装置は、例えば図２に示す位置判定システムに組み込むことができる。この位置判定システムは、実施形態に係る位置判定装置１００と、４つのビーコン受信装置２００－Ａ１，２００－Ａ２，２００－Ｃ１および２００－Ｃ２とを含む。４つのビーコン受信装置２００はそれぞれ、後述されるように複数のビーコン受信機を含む。

【0017】

各ビーコン受信装置２００の符号の枝番号（サフィックス）は、当該ビーコン受信装置２００の設置位置を表す。また、位置Ａ１および位置Ａ２は、後述される通過判定ラインを定義しており、通過判定ラインは例えば位置Ａ１および位置Ａ２を通る直線に定められ得る。

【0018】

図２の例では、位置Ａ１、Ａ２、Ｃ１およびＣ２は、幅１０ｍ、奥行き５ｍの矩形の頂点にそれぞれ対応するように定められている。すなわち、この位置判定システムによれば、幅１０ｍ程度までの屋外道路であれば、道路中央付近にビーコン受信装置２００を設置する必要はなく、道路脇にビーコン受信装置２００を設置するだけでよい。かかる配置例が可能であることは、後述するように本実施形態においておよそ５ｍ付近まではビーコン送信機とビーコン受信装置２００との間の距離を高精度に推定することが可能であることによって裏付けられる。

【0019】

ビーコン送信機は、例えばネームプレート型のデバイスであり、当該ビーコン送信機のユーザ３００の首に掛けたり、胸に留めたりすることで身に着けられる。以降の説明では、基本的に、ビーコン送信機はユーザ３００の正面側に身に着けられていることを前提とする。

【0020】

なお、「ビーコン」、「ビーコン送信機」および「ビーコン受信機」は例示的な名称に過ぎない。「ビーコン」は「無線信号」、「ビーコン送信機」は「無線）送信機」、「ビーコン受信装置（または受信機）」は「（無線）受信装置（または受信機）」などと読み替えられ得る。

【0021】

通過判定ラインを基準に位置Ｃ１およびＣ２の側は、ビーコン送信機の持ち出しが禁止されている。他方、通過判定ラインを基準に位置Ｃ１およびＣ２の反対の側は、ビーコン送信機の持ち歩きが許可されたエリア（以降、許可エリアと称する）である。

【0022】

位置判定装置１００は、各ビーコン受信装置２００に含まれる複数のビーコン受信機からの受信電力データに基づいて、少なくとも、ビーコン送信機を所持するユーザ３００が通過判定ラインを通過したか否か、より具体的には、ビーコン送信機が通過判定ラインよりも位置Ｃ１またはＣ２の側に存在するか否かを判定する。

【0023】

ビーコン受信装置２００は、図３に例示されるように、２つのビーコン受信機２１０－１，２１０－２と、ポール２２０と、ベース２３０とを含む。図３の例では、１つのビーコン受信装置２００は２つのビーコン受信機２１０を含んでいるので、かかるビーコン受信装置２００を４箇所に設置すれば、位置判定装置１００は、合計８個のビーコン受信機２１０から受信電力データを得ることができる。

【0024】

ビーコン受信機２１０－１およびビーコン受信機２１０－２は、互いにビーコン信号の半波長以上の間隔を開けてポール２２０に取り付けられている。かかる構成と位置判定装置２００における後述の受信電力推定処理とにより、空間ダイバーシティ効果を得ることができる。ここで、ビーコン信号の半波長は、例えばＢＬＥ信号の場合には、６ｃｍ強に相当する。

【0025】

図３の例では、ビーコン受信機２１０－１およびビーコン受信機２１０－２は、鉛直方向に沿って、すなわち縦方向に沿って、互いにビーコン信号の半波長以上の間隔を開けてポール２２０に取り付けられている。かかる配置例は、例えば屋外のように、主に、ビーコン信号の直接波と、主に地面または床からの反射波との干渉によるフェージングが発生する環境に適している。

【0026】

他方、屋内のように壁からの反射波も存在する環境では、ビーコン受信機２１０－１およびビーコン受信機２１０－２は、縦方向に加えて横方向、すなわち鉛直方向と直交する方向に間隔を開けて配置されてもよい。或いは、ビーコン受信装置２００を壁際に設置することも、直接波と壁からの反射波との干渉により生じるフェージングの軽減に効果的である。

【0027】

なお、１つのビーコン受信装置２００に含まれるビーコン受信機２１０の数は３以上であってもよい。例えば、１辺がビーコン信号の半波長以上である正方形の頂点に対応するように４つのビーコン受信機２１０がポール２２０に取り付けられてもよい。

【0028】

ビーコン受信機２１０は、例えば、ＢＬＥ受信機と、Ｓｕｂ－ＧＨｚ帯通信機とを含み得る。かかるＢＬＥ受信機およびＳｕｂ－ＧＨｚ帯通信機との組み合わせは、ＢＬＥ～Ｓｕｂ－ＧＨｚ Ｇａｔｅｗａｙとも呼ばれる。

【0029】

ＢＬＥ受信機は、ビーコン信号としてのＢＬＥ信号を受信して、受信電力データ、例えばＲＳＳＩデータを生成する。そして、ＢＬＥ受信機は、ＨＣＩ（Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介して、受信電力データをＳｕｂ－ＧＨｚ帯通信機へ送る。なお、受信電力データは、受信電力の値、例えばＲＳＳＩを表すデータに加え、ＢＬＥ受信機を識別する識別子およびビーコン信号の送信元であるビーコン送信機を識別する識別子を含み得る。

【0030】

Ｓｕｂ－ＧＨｚ帯通信機は、ホストとして、ＨＣＩを介してＢＬＥ受信機から受信電力データを取得する。Ｓｕｂ－ＧＨｚ帯通信機は、これをＳｕｂ－ＧＨｚ帯通信向けの無線信号に変換し、位置判定装置１００へ送信する。

【0031】

ポール２２０は、ビーコン受信機２１０－１およびビーコン受信機２１０－２が取り付けられ、これらを支持する。また、ベース２３０は、ポール２２０を支持する。

【0032】

位置判定装置１００は、図１に例示されるように、受信部１０１と、受信電力ログ記憶部１０２と、受信電力推定部１０３と、位置判定部１０４と、警報部１０５とを含む。位置判定装置１００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）またはその他のコンピュータであり得る。

【0033】

位置判定装置１００は、ハードウェア要素として、例えば、プロセッサ、メモリ、補助記憶装置、通信インタフェース、入出力インタフェース、入力装置、出力装置などの一部または全部を含み得る。また、各ハードウェア要素は、例えばバス経由で互いに接続され得る。

【0034】

プロセッサは、プログラムを実行することで後述される種々の処理を実現する。プロセッサは、典型的にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）および／またはＧＰＵ(Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ)であるが、マイコン、ＦＰＧＡ(Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ)、またはＤＳＰ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)、などであってもよい。

【0035】

メモリは、プロセッサによって実行されるプログラムおよびプロセッサによって使用されるデータを一時的に格納し得る。メモリは、かかるプログラム／データが展開されるワークエリアを有するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含み得る。補助記憶装置は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリなどであり得る。

【0036】

通信インタフェースは、外部装置、例えばビーコン受信装置２００に含まれる複数のビーコン受信機と通信をするためのモジュールであって、送受信のための信号処理回路、アンテナ、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）端子などを含み得る。通信インタフェースは、例えばＳｕｂ－ＧＨｚ無線用のモジュール、無線ＬＡＮ用のモジュール、移動通信などの広域通信用のモジュール、などであり得る。

【0037】

入出力インタフェースは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）端子、またはその他のデータ転送用ケーブルのための端子、などである。また、出力装置は、ディスプレイ、スピーカ、などである。

【0038】

受信部１０１は、前述の通信インタフェースにより実現され得る。受信部１０１は、ビーコン受信装置２００に含まれる複数のビーコン受信機から、受信電力データ群を受信する。受信電力データ群は、ビーコン送信機によって送信されたビーコン信号の、複数のビーコン受信機における受信電力を表す。

【0039】

受信電力ログ記憶部１０２は、前述のメモリおよび／または補助記憶装置により実現され得る。受信電力ログ記憶部１０２は、受信部１０１によって取得された受信電力データ群を保存する。受信電力データ群は、受信電力推定部１０３によって必要に応じて読み出され得る。

【0040】

ここで、受信電力データ群に含まれるそれぞれの受信電力データは、例えば当該受信電力データのソースとなるビーコン受信機を識別する識別子およびビーコン信号の送信元であるビーコン送信機を識別する識別子（またはユーザ３００の識別子）に対応付けて受信電力ログ記憶部１０２に保存され得る。

【0041】

受信電力推定部１０３は、前述のプロセッサおよびメモリにより実現され得る。受信電力推定部１０３は、各ビーコン受信装置２００に対応する受信電力データ群を受信電力ログ記憶部１０２から読み出す。そして、受信電力推定部１０３は、読み出した受信電力データ群に基づいて、当該受信電力データ群に対応するビーコン受信機２１０が属するビーコン受信装置２００の設置位置における上記ビーコン信号の受信電力を推定し、当該位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値を生成する。図２のようにビーコン受信装置２００が４箇所に設置されている場合には、受信電力推定部１０３は４つの推定値を生成することになる。受信電力推定部１０３は、各位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値を位置判定部１０４へ送る。

【0042】

以下、受信電力推定部１０３によって行われる処理の詳細について説明する。
具体的には、受信電力推定部１０３は、それぞれの位置について、当該位置に設置されたビーコン受信装置２００のビーコン受信機２１０毎に、当該ビーコン受信機２１０に対応する受信電力データから直近の複数時点に亘る受信電力の最大値を探索し、さらに当該ビーコン受信機２１０に対応するオフセットを加算し、当該位置におけるビーコン信号の受信電力の候補値の１つを算出する。すなわち、受信電力推定部１０３は、位置毎に複数の候補値（候補値群）を算出する。ここで、オフセットは、ビーコン受信機２１０間の特性差分を吸収するための補正値であり、ビーコン受信機２１０毎に定められる。

【0043】

ビーコン受信機２１０における受信電力は、当該ビーコン受信機２１０が静止状態にあったとしても、図４に例示されるように時間の経過に伴って変動する（ゆらぐ）。故に、かかる揺らぎの１周期よりも長い時間に亘る受信電力の最大値を探索することで、各ビーコン受信機２１０における受信電力の揺らぎによる影響を抑制することができる。

【0044】

そして、受信電力推定部１０３は、各位置における候補値群の最大値を当該位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値として決定する。換言すれば、受信電力推定部１０３は、各ビーコン受信装置２００に含まれる複数のビーコン受信機２１０について算出した候補値の最大値を、当該ビーコン受信装置２００が設置された位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値として決定する。

【0045】

図５に、距離対ＲＳＳＩの理論カーブと、ビーコン受信機２１０－１，２１０－２と同様に配置された２つのビーコン受信機１，２における実測結果と、計測点毎のこれらの実測結果の最大値を結んだ結果とを示す。なお、ビーコン受信機１，２の実測結果は、屋外にて距離１ｍ毎にビーコン信号を送信した場合の当該ビーコン受信機１，２におけるＲＳＳＩをプロットしたものである。また、ビーコン受信機１，２の実測結果は、前述の揺らぎ対策を施しているので揺らぎの影響は無視できる。

【0046】

自由空間における距離対ＲＳＳＩの理論カーブは、フリスの伝達公式により求めることができる。しかしながら実際には、この理論カーブは、マルチパスの影響が大きい遠距離は勿論、近距離においても成り立たないことがある。例えば、受信機１については、近距離といえる距離３ｍにおける実測結果が理論カーブを約４ｄＢｍ下回っており、このＲＳＳＩのみに基づく推定距離は約５ｍとなり、約２ｍもの誤差が生じることになる。他方、受信機２については距離が１１ｍ程度までは受信機１よりも理論カーブに近い実測結果が得られたものの、距離１２ｍにおける実測結果は理論カーブを約１０ｄＢｍも下回っている。

【0047】

図５から読み取れるように、ビーコン受信機１，２はＲＳＳＩの落ち込みのパターンが互いに異なっている。故に、両者の最大値を受信電力の推定値として採用することでフェージングを軽減することができる（空間ダイバーシティ効果）。結果的に、計測点毎のビーコン受信機１，２における実測結果の最大値を結んだ折れ線は、距離がおよそ５ｍ付近までは理論カーブに近い結果が得られた。他方、距離が５～１０ｍの範囲ではフェージングの影響が部分的に見られ、距離が１０ｍ以上では１０ｍ以上であることが分かるに過ぎない。

【0048】

従って、各ビーコン受信装置２００に含まれる複数のビーコン受信機２１０について算出した候補値の最大値を、当該ビーコン受信装置２００が設置された位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値として決定することで、およそ５ｍ付近までは高精度に距離を推定することができ、さらに、距離が５ｍより大きい場合であっても、およそ５ｍ～１０ｍの範囲にあるのか１０ｍ以上であるのか、を判別することは可能である。

【0049】

位置判定部１０４は、前述のプロセッサおよびメモリにより実現され得る。位置判定部１０４は、各位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値と、後述される第１の閾値および第２の閾値を用いて、ビーコン送信機の位置を判定する。例えば、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を、当該ビーコン送信機が通過判定ラインよりも位置Ｃ１または位置Ｃ２側に存在することを意味する「ゲート外」を少なくとも含む複数のラベルのいずれかとして判定する。位置判定部１０４は、判定結果を警報部１０５へ送る。

【0050】

第１の閾値は、ビーコン送信機がビーコン受信装置２００に近接しているか否かを判定するため基準値に相当し得る。前述のように本実施形態では、距離が５ｍ付近までは高精度に距離を推定することができるので、近接は距離が５ｍまたはより小さな上限値以下にあることと定められ得る。例えば、図５の例において上限値を４ｍとすれば、第１の閾値は図７に例示されるように約－５８ｄＢｍと定めることができる。

【0051】

他方、第２の閾値は、ビーコン送信機とビーコン受信装置２００との距離が検出限界距離を超えているかどうかを判定するための基準値に相当し得る。前述のように本実施形態では、距離が１０ｍ以上では１０ｍ以上であることが分かるに過ぎないので、検出限界距離は１０ｍまたはより小さな値と定められ得る。例えば、図５の例において検出限界距離を１０ｍとすれば、第２の閾値は図７に例示されるように約－６６ｄＢｍと定めることができる。

【0052】

また、前述のように、ビーコン送信機はユーザ３００の正面側に身に着けられている。ＢＬＥ信号などの周波数２．４ＧＨｚ帯の電波は、直進性が高いうえに水分に吸収されやすいという性質を持つ。人体の約７０％は水分であることから、ビーコン送信機か放射された電波は、ユーザ３００の身体によって吸収されるうえに回り込みも殆ど生じない。故に、ビーコン信号の送信電力は、図６に例示されるように、ユーザ３００の背面側で大幅に減衰する。この減衰量は、１０ｄＢｍを超える。すなわち、ユーザ３００が通過判定ラインを通り過ぎる前と後とでは、位置Ａ１および位置Ａ２において１０ｄＢｍを超える減衰が生じることになる。

【0053】

図８は、ビーコン送信機を身に着けたユーザが、許可エリアから通過判定ラインを通り過ぎ、最終的には位置Ｃ１および位置Ｃ２を結ぶラインも通り過ぎていくまでの、位置Ａ１、Ａ２、Ｃ１およびＣ２における受信電力の変化を例示する。

【0054】

図８によれば、測定カウント３３あたりから位置Ａ１および位置Ａ２における受信電力が、急激に減少し始めており、他方で位置Ｃ１および位置Ｃ２における受信電力は横ばいないし増加している。これは、ユーザが通過判定ラインを通り過ぎようとしていることを示唆している。この時、位置Ａ１および位置Ａ２は、実際にはビーコン送信機と近接しているにも関わらず、これらの位置における受信電力は第１の閾値、場合によっては第２の閾値を下回ることになる。

【0055】

また、測定カウント４９あたりから位置Ｃ１および位置Ｃ２における受信電力も、急激に減少し始める。これは、ユーザが最終的には位置Ｃ１および位置Ｃ２を結ぶラインを通り過ぎようとしていることを示唆している。この時、位置Ｃ１および位置Ｃ２は、実際にはビーコン送信機と近接しているにも関わらず、これらの位置における受信電力は第１の閾値、場合によっては第２の閾値を下回ることになる。

【0056】

位置判定部１０４は、かかる人体の電波遮蔽効果による受信電力の落ち込みを利用して、以下のように位置判定を行う。
（１） 位置Ａ１または位置Ａ２における推定値が第１の閾値以上である場合には、ビーコン送信機は位置Ａ１または位置Ａ２に近接しており、かつ、ユーザ３００の身体は位置Ａ１または位置Ａ２に向いていると予想される。そして、さらに位置Ａ１における推定値が位置Ｃ１における推定値以上、または位置Ａ２における推定値が位置Ｃ２における推定値以上である場合には、ビーコン送信機は位置Ｃ１または位置Ｃ２よりも位置Ａ１または位置Ａ２に近いと予想される。故に、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を例えば、ビーコン送信機が通過判定ライン付近に存在することを意味する「ライン上」、または通過判定ラインよりも手前側、すなわち許可エリアに存在することを意味する「ゲート内」、と判定し得る。なお、「ライン上」および「ゲート内」は、必ずしも区別される必要はなく、例えば「ライン上」が「ゲート内」に統合されてもよい。他方、位置判定部１０４は、位置Ａ１における推定値が第１の閾値以上であるが位置Ｃ１における推定値未満、または位置Ａ２における推定値が第１の閾値以上であるが位置Ｃ２における推定値未満である場合には、ビーコン送信機の位置を、例えばビーコン送信機が通過判定ラインを通過済み、すなわちビーコン送信機が通過判定ラインよりも位置Ｃ１または位置Ｃ２側に存在することを意味する「ゲート外」と判定し得る。

【0057】

（２） 位置Ａ１および位置Ａ２における推定値がいずれも第１の閾値未満であって、かつ、位置Ｃ１または位置Ｃ２における推定値が第１の閾値以上である場合には、ビーコン送信機は位置Ｃ１または位置Ｃ２に近接しており、かつ、ユーザ３００の身体は位置Ｃ１または位置Ｃ２に向いている、換言すれば位置Ａ１および位置Ａ２に背を向けていること予想される。故に、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を「ゲート外」と判定し得る。

【0058】

（３） 位置Ａ１、位置Ａ２、位置Ｃ１および位置Ｃ２における推定値がいずれも第２の閾値未満である場合には、（ａ）ビーコン送信機は許可エリア内にあるが、ビーコン送信機から位置Ａ１および位置Ａ２までの距離がいずれも第２の閾値に対応する距離、例えば１０ｍを超えている、（ｂ）ビーコン送信機は許可エリア内にあるが、ユーザ３００は位置Ａ１および位置Ａ２に背を向けている、（ｃ）ビーコン送信機は許可エリア外にあるが、ビーコン送信機から位置Ｃ１および位置Ｃ２までの距離がいずれも第２の閾値に対応する距離、例えば１０ｍを超えている、（ｄ）ビーコン送信機は許可エリア外にあるが、ユーザ３００は位置Ｃ１および位置Ｃ２に背を向けている、などの可能性がある。すなわち、位置Ａ１、位置Ａ２、位置Ｃ１および位置Ｃ２における推定値がいずれも第２の閾値未満である場合には、ビーコン送信機が許可エリア内に存在するか否かを推定値のみから判定することはできない。そこで、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を、ビーコン送信機が位置判定可能な範囲外に存在することを意味する「圏外」と判定し得る。

【0059】

位置Ａ１および位置Ａ２の中点付近や位置Ｃ１および位置Ｃ２の中点付近では、これらの位置における推定値が第１の閾値未満かつ第２の閾値以上となることがあり得る。位置判定部１０４は、かかる場合であってもビーコン送信機が許可エリア内に存在するか否かを判定し得る。

【0060】

（４） 位置Ａ１および位置Ａ２における推定値が第１の閾値未満かつ第２の閾値以上であって、位置Ａ１における推定値が位置Ｃ１における推定値以上であって、かつ位置Ａ２における推定値が位置Ｃ２における推定値以上である場合には、ビーコン送信機は位置Ａ１および位置Ａ２の中点付近に存在し、かつ、ユーザ３００の身体は位置Ａ１または位置Ａ２に向いていることを意味している。故に、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を例えば「ゲート内」と判定し得る。

【0061】

（５） 位置Ｃ１および位置Ｃ２における推定値が第１の閾値未満かつ第２の閾値以上であって、位置Ｃ１における推定値が位置Ａ１における推定値以上であって、かつ位置Ｃ２における推定値が位置Ａ２における推定値以上である場合には、ビーコン送信機は位置Ｃ１および位置Ｃ２の中点付近に存在し、かつ、ユーザ３００の身体は位置Ｃ１または位置Ｃ２に向いている、換言すれば位置Ａ１および位置Ａ２に背を向けていることを意味している。故に、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を「ゲート外」と判定し得る。

【0062】

警報部１０５は、前述のプロセッサおよびメモリと、通信インタフェース、入出力インタフェース、および／または出力装置との組み合わせにより実現され得る。警報部１０５は、位置判定部１０４からの判定結果が例えば前述の「ゲート外」であった場合に、警報を発する。例えば、警報部１０５は、「持ち去り発生！」、「ビーコン○○が持ち去られます！」（○○はビーコン送信機の名称または識別子であり得るが、省略されてもよい）、「ユーザ□□がビーコンを持ち去ります！」（□□はユーザの名称または識別子であり得るが、省略されてもよい）、などのメッセージを表示または音声出力してもよいし、かかるメッセージデータを管理者の端末へ送信してもよい。

【0063】

以下、図９を用いて、図１の位置判定装置１００の動作を説明する。図９の動作は、例えばビーコン信号の送信周期毎に実行され得る。
まず、受信電力推定部１０３は、受信電力ログ記憶部１０２から受信電力データ群を読み出し、これに基づいて各位置におけるビーコン信号の受信電力を推定する（ステップＳ４１０）。なお、ステップＳ４１０の詳細は、図１０を用いて後述される。

【0064】

次に、位置判定部１０４は、ステップＳ４１０において生成された各位置におけるビーコン信号の受信電力の推定値と、第１の閾値および第２の閾値とに基づいて、対象ビーコンの位置を判定する（ステップＳ４２０）。なお、ステップＳ４２０の詳細は、図１１乃至図１３を用いて後述される。

【0065】

ステップＳ４２０における判定結果が「ゲート外」である場合には処理はステップＳ４４２へ進み、ステップＳ４２０における判定結果が「ゲート外」でない場合には図９の動作は終了する（ステップＳ４４１）。

【0066】

ステップＳ４４２において、警報部１０５は警報を出力する。具体的には、警報部１０５は、メッセージを表示または音声出力してもよいし、かかるメッセージデータを管理者の端末へ送信してもよい。ステップＳ４４２の後、図９の動作は終了する。

【0067】

以下、図１０を用いて、ステップＳ４１０の詳細を説明する。ステップＳ４１０の開始後、処理はまずステップＳ４１１に進む。
ステップＳ４１１において、受信電力推定部１０３は、未処理の位置のうちのいずれか１つを選択し、処理はステップＳ４１２に進む。図２の例によれば、受信電力推定部１０３は、位置Ａ１、位置Ａ２、位置Ｃ１および位置Ｃ２から１つずつ順次選択し、ステップＳ４１２乃至ステップＳ４１７を通じて、選択位置におけるビーコン信号の受信電力を推定することになる。

【0068】

ステップＳ４１２において、受信電力推定部１０３は、選択位置に関する未処理のビーコン受信機２１０のうちのいずれか１つを選択する。図３の例によれば、受信電力推定部１０３は、選択位置に設置されたビーコン受信装置２００に含まれるビーコン受信機２１０－１およびビーコン受信機２１０－２から１つずつ順次選択し、ステップＳ４１３乃至ステップＳ４１５を通じて、選択位置におけるビーコン信号の受信電力の候補値の１つを算出することになる。

【0069】

受信電力推定部１０３は、ステップＳ４１２において選択したビーコン受信機２１０における直近４つのＲＳＳＩを、受信電力データ群から抽出する（ステップＳ４１３）。そして、受信電力推定部１０３は、ステップＳ４１３において抽出した４つのＲＳＳＩの最大値を探索する（ステップＳ４１４）。これにより、ステップＳ４１２において選択したビーコン受信機２１０における受信電力の揺らぎによる影響を抑制することができる。

【0070】

さらに、受信電力推定部１０３は、ステップＳ４１４において探索した最大ＲＳＳＩに、ステップＳ４１２において選択したビーコン受信機２１０に対応するオフセットを加算し、当該ビーコン受信機２１０に対応する候補値を算出する（ステップＳ４１５）。これにより、ビーコン受信機２１０間の特性差分を吸収することができる。

【0071】

受信電力推定部１０３は、ステップＳ４１５の終了後に、選択位置に関して未処理のビーコン受信機２１０が残存するか否かを判定する（ステップＳ４１６）。未処理のビーコン受信機２１０が残存していれば処理はステップＳ４１２へ戻り、選択位置に関して全てのビーコン受信機２１０が処理済みであれば処理はステップＳ４１７へ進む。図３の例によれば、各位置に関するビーコン受信機２１０の数は２つであるから、ステップＳ４１６における判定結果は順に「Ｙｅｓ」、「Ｎｏ」となる。

【0072】

ステップＳ４１７において、受信電力推定部１０３は、選択位置に関する全てのビーコン受信機２１０に亘る候補値の最大値を当該選択位置におけるビーコン信号の受信電力として推定する。

【0073】

受信電力推定部１０３は、ステップＳ４１７の終了後に、未処理の位置が残存するか否かを判定する（ステップＳ４１８）。未処理の位置が残存していれば処理はステップＳ４１１へ戻り、全ての位置が処理済みであれば図１０に例示したステップＳ４１０は終了する。図２の例によれば、位置の数は４つであるから、ステップＳ４１８における判定結果は順に「Ｙｅｓ」、「Ｙｅｓ」、「Ｙｅｓ」、「Ｎｏ」となる。

【0074】

以下、図１１乃至図１３を用いて、ステップＳ４２０の詳細を説明する。
まず、位置判定部１０４は、位置Ａ１、位置Ａ２、位置Ｃ１および位置Ｃ２における推定値の全てが第２の閾値Ｔｈ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ４２１）。位置Ａ１、位置Ａ２、位置Ｃ１および位置Ｃ２における推定値の全てが第２の閾値Ｔｈ２未満であると判定された場合には処理はステップＳ４２２へ進み、位置Ａ１、位置Ａ２、位置Ｃ１および位置Ｃ２における推定値の少なくとも１つが第２の閾値Ｔｈ２以上であると判定された場合には処理はステップＳ４２３へ進む。

【0075】

ステップＳ４２２において、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を「圏外」と判定し、図１１および図１２に例示されたステップＳ４２０は終了する。

【0076】

ステップＳ４２３において、位置判定部１０４は、位置Ａ１または位置Ａ２における推定値が第１の閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。位置Ａ１または位置Ａ２における推定値が第１の閾値Ｔｈ１以上であると判定されれば処理はステップＳ４２６へ進み、位置Ａ１および位置Ａ２における推定値が全て第１の閾値Ｔｈ１未満であると判定されれば処理はステップＳ４２４へ進む。

【0077】

ステップ４２４において、位置判定部１０４は、位置Ｃ１または位置Ｃ２における推定値が第１の閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。位置Ｃ１または位置Ｃ２における推定値が第１の閾値Ｔｈ１以上であると判定されれば処理はステップＳ４２５へ進み、位置Ｃ１および位置Ｃ２における推定値が全て第１の閾値Ｔｈ１未満であると判定されれば処理は図１２のステップＳ４３１へ進む。

【0078】

ステップＳ４２５において、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を「ゲート外」と判定し、図１１および図１２に例示されたステップＳ４２０は終了する。

【0079】

ステップＳ４２６において、位置判定部１０４は、位置Ａ１における推定値が第１の閾値Ｔｈ１以上であって位置Ｃ１における推定値を上回ること、および位置Ａ２における推定値が第１の閾値Ｔｈ以上であって位置Ｃ２における推定値を上回ること、の少なくとも一方が満足するか否かを判定する。少なくとも一方が満足すると判定されれば処理はステップＳ４２７へ進み、そうでなければ処理はステップＳ４２８へと進む。

【0080】

ステップＳ４２７において、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を「ゲート内」と判定し、図１１および図１２に例示されたステップＳ４２０は終了する。

【0081】

ステップＳ４２８において、位置Ａ１における推定値が第１の閾値Ｔｈ１以上であって位置Ｃ１における推定値に略等しい、および位置Ａ２における推定値が第１の閾値Ｔｈ１以上であって位置Ｃ２における推定値に略等しい、の少なくとも一方が満足するか否かを判定する。少なくとも一方が満足すると判定されれば処理はステップＳ４２９へ進み、両方が満足しないと判定されれば処理はステップＳ４３０へと進む。

【0082】

ステップＳ４２９において、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を「ライン上」と判定し、図１１および図１２に例示されたステップＳ４２０は終了する。

【0083】

ステップＳ４３０において、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を「ゲート外」と判定し、図１１および図１２に例示されたステップＳ４２０は終了する。

【0084】

ステップＳ４３１において、位置判定部１０４は、位置Ａ１における推定値が位置Ｃ１における推定値を上回ること、および位置Ａ２における推定値が位置Ｃ２における推定値を上回ること、の両方が満足するか否かを判定する。両方が満足すると判定されれば処理はステップＳ４３２へ進み、少なくとも一方が満足しないと判定されれば処理はステップＳ４３４へと進む。

【0085】

ステップＳ４３２において、位置判定部１０４は、位置Ａ１および位置Ａ２における推定値が第２の閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する。位置Ａ１および位置Ａ２における推定値が第２の閾値Ｔｈ２以上であると判定されれば処理はステップＳ４３３へ進み、位置Ａ１または位置Ａ２における推定値が第２の閾値Ｔｈ２未満であると判定されれば処理はステップＳ４３７へ進む。

【0086】

ステップＳ４３３において、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を「ゲート内」と判定し、図１１および図１２に例示されたステップＳ４２０は終了する。

【0087】

ステップＳ４３４において、位置判定部１０４は、位置Ｃ１における推定値が位置Ａ１における推定値を上回ること、および位置Ｃ２における推定値が位置Ａ２における推定値を上回ること、の両方が満足するか否かを判定する。両方が満足すると判定されれば処理はステップＳ４３５へ進み、少なくとも一方が満足しないと判定されれば処理はステップＳ４３７へと進む。

【0088】

ステップＳ４３５において、位置判定部１０４は、位置Ｃ１および位置Ｃ２における推定値が第２の閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する。位置Ｃ１および位置Ｃ２における推定値が第２の閾値Ｔｈ２以上であると判定されれば処理はステップＳ４３６へ進み、位置Ｃ１または位置Ｃ２における推定値が第２の閾値Ｔｈ２未満であると判定されれば処理はステップＳ４３７へ進む。

【0089】

ステップＳ４３６において、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を「ゲート外」と判定し、図１１および図１２に例示されたステップＳ４２０は終了する。

【0090】

ステップＳ４３７において、位置判定部１０４は、ビーコン送信機の位置を「圏外」ではないが、「ゲート内」および「ゲート外」のいずれとも結論付けられないことを意味する「保留」と判定し、図１１および図１２に例示されたステップＳ４２０は終了する。

【0091】

図１３は、ビーコン送信機を身に着けたユーザが、許可エリアから通過判定ラインを通り過ぎ、最終的には位置Ｃ１および位置Ｃ２を結ぶラインも通り過ぎていくまでの、位置Ａ１、Ａ２、Ｃ１およびＣ２における受信電力の変化と、各時点における位置判定部１０４の判定結果とを示す。図１３の例では、多数の地点におけるデータを収集して位置判定を行うために、被験者は１０メートル強の距離を５分強かけて歩いている。なお、図１３の例では、第１の閾値Ｔｈ１および第２の閾値Ｔｈ２はそれぞれ－５８ｄＢｍおよび－６６ｄＢｍｍに定められている。

【0092】

例えば、図１３の「１４：５５：２５」時点での位置Ａ１、位置Ａ２、位置Ｃ１および位置Ｃ２におけるビーコン信号の受信電力（ＲＳＳＩ）の推定値はそれぞれ「－５９ｄＢｍ」、「－５９ｄＢｍ」、「－６２ｄＢｍ」および「－６１ｄＢｍ」である。故に、位置判定部１０４は、ステップＳ４２１、ステップＳ４２３、ステップＳ４２４、ステップＳ４３１、ステップＳ４３２、ステップＳ４３３の順で処理を実行し、「ゲート内」という判定結果を得る。

【0093】

また、図１３の「１４：５７：０２」時点での位置Ａ１、位置Ａ２、位置Ｃ１および位置Ｃ２におけるビーコン信号の受信電力（ＲＳＳＩ）の推定値はそれぞれ「－７５ｄＢｍ」、「－７０ｄＢｍ」、「－６０ｄＢｍ」および「－５５ｄＢｍ」である。故に、位置判定部１０４は、ステップＳ４２１、ステップＳ４２３、ステップＳ４２４、ステップＳ４２５の順で処理を実行し、「ゲート外」という判定結果を得る。

【0094】

以上説明したように、実施形態に係る位置判定装置は、空間ダイバーシティ効果を利用することで複数の位置についてフェージングによる落ち込みを補正した受信電力を高精度に推定し、さらにこれらの推定値と２つの閾値とを用いた大小比較を行ってビーコン送信機の位置を判定する。具体的には、位置判定装置は、ユーザがビーコン受信装置を通り過ぎた直後に当該ビーコン受信装置の受信電力が人体の電波遮蔽効果により急激に低下する、という知見を利用したアルゴリズムによってビーコン送信機の位置を判定する。故に、この位置判定装置によれば、ビーコン受信機同士の間隔を従来よりも大きくして配置したとしても位置判定の精度を維持することができる。すなわち、位置判定システムにおいて設置されるビーコン受信機の配置制約を緩和することができる。

【0095】

（変形例１）
実施形態の説明では、ユーザ３００がビーコン送信機を身に着けることを前提としているが、これとは逆にユーザ３００がビーコン受信機を身に着けるようにしてもよい。この場合には、ビーコン受信機２１０をビーコン送信機に置き換える必要がある。ユーザ３００の身に着けたビーコン受信機は、複数のビーコン送信機からのビーコン信号をそれぞれ受信し、受信電力データ群を位置判定装置１００へ送信することになる。

【0096】

（変形例２）
前述の図２の例では、幅１０メートルの通過判定ラインをカバーするために合計４個のビーコン受信装置２００を設置した。この配置例は、例えば道路のように通過判定ラインの中央にビーコン受信装置２００を設置することが困難な環境に適している。他方、かかる制約が存在しない場合には、例えば位置Ａ１および位置Ａ２の中点付近と位置Ｃ１および位置Ｃ２の中点付近とに合計２つのビーコン受信装置２００を設置してもよい。これにより、ビーコン受信装置２００の必要数を抑えつつ、図２の例と同規模の通過判定ラインをカバーすることができる。

【0097】

なお、この変形例では、例えば図１１および図１２を用いて説明したアルゴリズムを変形する必要がある。具体的には、「位置Ａ１」を「位置Ａ１および位置Ａ２の中点付近」、「位置Ｃ１」を「位置Ｃ１および位置Ｃ２の中点付近」としてそれぞれ読み替えるとともに、「位置Ａ２」および「位置Ｃ２」に関する記述を無視すればよい。

【0098】

上述の実施形態は、本発明の概念の理解を助けるための具体例を示しているに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図されていない。実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な構成要素の付加、削除または転換をすることができる。

【0099】

上述の実施形態では、いくつかの機能部を説明したが、これらは各機能部の実装の一例に過ぎない。例えば、１つの装置に実装されると説明された複数の機能部が複数の別々の装置に亘って実装されることもあり得るし、逆に複数の別々の装置に亘って実装されると説明された機能部が１つの装置に実装されることもあり得る。

【0100】

上記各実施形態において説明された種々の機能部は、回路を用いることで実現されてもよい。回路は、特定の機能を実現する専用回路であってもよいし、プロセッサのような汎用回路であってもよい。

【0101】

上記各実施形態の処理の少なくとも一部は、例えば汎用のコンピュータに搭載されたプロセッサを基本ハードウェアとして用いることでも実現可能である。上記処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記録媒体に記憶される。記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記録媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。

【符号の説明】

【0102】

１００・・・位置判定装置
１０１・・・受信部
１０２・・・受信電力ログ記憶部
１０３・・・受信電力推定部
１０４・・・位置判定部
１０５・・・警報部
２００・・・ビーコン受信装置
２１０・・・ビーコン受信機
２２０・・・ポール
２３０・・・ベース
３００・・・ユーザ

【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】