(57)【要約】【課題】移動可能な物体も考慮し、電波源からの電波を受信した端末の位置をより精度良く推定することができる装置を提供する。【解決手段】本装置は、端末における受信電波情報を取得して当該端末の位置を推定する端末位置推定装置であり、移動し得る物体を認識可能な物体認識手段からの物体認識情報を取得し、この物体認識情報と、予め設置された物体の配置情報とに基づいて、移動し得る物体及び予め設置された物体の分布である物体分布を決定する物体分布決定手段と、決定された物体分布について電波シミュレーションを行って、予め配置された複数の配置電波源の中から、端末の位置推定に適した好適電波源を選択する電波源選択手段と、取得した受信電波情報のうち、選択された好適電波源の中の複数に係る情報を用いて、端末の位置を決定する端末位置決定手段とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波源からの電波を受信した端末における受信電波情報を取得して当該端末の位置を推定する端末位置推定装置であって、
移動し得る物体を認識可能な物体認識手段からの物体認識情報を取得し、当該物体認識情報と、予め設置された物体の配置情報とに基づいて、当該移動し得る物体及び当該予め設置された物体の分布である物体分布を決定する物体分布決定手段と、
決定された当該物体分布について電波シミュレーションを行って、予め配置された複数の配置電波源の中から、当該端末の位置推定に適した好適電波源を選択する電波源選択手段と、
取得した当該受信電波情報のうち、選択された当該好適電波源の中の複数に係る情報を用いて、当該端末の位置を決定する端末位置決定手段と
を有することを特徴とする端末位置推定装置。
【請求項２】
前記電波源選択手段は、位置推定に係る１つの時刻における当該物体分布が、前の時刻における当該物体分布と比較して所定以上変化していない場合、該前の時刻で選択された好適電波源を該１つの時刻における好適電波源とすることを特徴とする請求項１に記載の端末位置推定装置。
【請求項３】
少なくとも前記予め設置された物体の配置情報に係る物体配置について電波シミュレーションを行って、当該端末の推定位置の誤差を最小化する電波源の配置を決定し、決定された当該配置に基づいて、電波源を設置可能な候補位置の中から、前記複数の配置電波源を予め配置する配置位置を決定する電波源配置手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の端末位置推定装置。
【請求項４】
前記電波源選択手段は、位置推定に係る１つの時刻において当該移動し得る物体が存在しない場合、前記複数の配置電波源の全てを該１つの時刻における好適電波源とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の端末位置推定装置。
【請求項５】
前記電波源選択手段は、決定された当該物体分布につき、前記複数の配置電波源についての配置パターン毎に最尤推定を用いた電波シミュレーションを行って当該端末の推定位置の推定確率を算出し、算出された当該推定確率と、推定位置及び真の位置間の距離とに係るコスト関数を生成して、生成された当該コスト関数を最小化する電波源の配置を決定し、決定された当該配置に基づいて、当該好適電波源を選択することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の端末位置推定装置。
【請求項６】
前記端末位置決定手段は、選択された当該好適電波源のうち受信電波強度の最も高いものから順に３つを更に選択し、当該３つの電波源による３点測位によって当該端末の位置を決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の端末位置推定装置。
【請求項７】
前記端末位置決定手段は、選択された当該好適電波源のうちの複数による最尤推定によって当該端末の位置を決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の端末位置推定装置。
【請求項８】
前記物体認識手段は、カメラ、全天球カメラ、デプスカメラ、赤外線カメラ、赤外線測位手段、レーザ測位手段及びサーモグラフィ手段のうちの少なくとも１つからの撮影又は計測情報に基づいて、当該物体認識情報を生成することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の端末位置推定装置。
【請求項９】
電波源からの電波を受信した端末における受信電波情報を取得して当該端末の位置を推定する装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
移動し得る物体を認識可能な物体認識手段からの物体認識情報を取得し、当該物体認識情報と、予め設置された物体の配置情報とに基づいて、当該移動し得る物体及び当該予め設置された物体の分布である物体分布を決定する物体分布決定手段と、
決定された当該物体分布について電波シミュレーションを行って、予め配置された複数の配置電波源の中から、当該端末の位置推定に適した好適電波源を選択する電波源選択手段と、
取得した当該受信電波情報のうち、選択された当該好適電波源の中の複数に係る情報を用いて、当該端末の位置を決定する端末位置決定手段と
としてコンピュータを機能させることを特徴とする端末位置推定プログラム。
【請求項１０】
電波源からの電波を受信した端末における受信電波情報を取得して当該端末の位置を推定する装置に搭載されたコンピュータによる端末位置推定方法であって、
移動し得る物体を認識可能な物体認識手段からの物体認識情報を取得し、当該物体認識情報と、予め設置された物体の配置情報とに基づいて、当該移動し得る物体及び当該予め設置された物体の分布である物体分布を決定するステップと、
決定された当該物体分布について電波シミュレーションを行って、予め配置された複数の配置電波源の中から、当該端末の位置推定に適した好適電波源を選択するステップと、
取得した当該受信電波情報のうち、選択された当該好適電波源の中の複数に係る情報を用いて、当該端末の位置を決定するステップと
を有することを特徴とする端末位置推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
端末における電波の受信状況に基づき、当該端末の位置を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、受信された複数の無線信号（電波）を用いて受信端末の位置を推定する技術が普及してきた。例えば、屋外におけるＧＰＳ（Global Positioning System）や、屋内における無線ＬＡＮ（Local Area Network）等による測位技術は、現在広く利用されている。
【０００３】
このような電波を用いた測位技術では、衛星、基地局又はアクセスポイント等の電波発信源（電波源）と端末との間に、電波の伝播に影響を与える物体が存在するか否かが、測位結果を大きく左右する。例えば、電波を遮蔽する遮蔽物が介在する場合、電波が端末に直接届く場合に比べて端末での受信信号強度が低下し、電波源と端末との距離が実際よりも大きく見積もられることにより、位置推定の誤差が増大してしまう。
【０００４】
このような問題に対し、非特許文献1に開示されたシステムは、位置の固定された静的遮蔽物が送受信ノード間に存在する場合に、存在しない場合で使用される電波減衰モデルとは異なるモデルを使用することによって、位置推定精度の向上を図っている。また、遮蔽物の影響を考慮した電波シミュレーションによって位置推定の誤差を予想し、予想される誤差が小さくなるように送信ノードの位置を決定することにより、遮蔽物に応じた最適な送信ノード配置を得ることができるとしている。
【０００５】
さらに、特許文献１は、電波送受信機の間に電波伝送の障害物が存在する場合に、無線発受信部と無線端末との間の無線特性パラメータからではなく、無線発受信部間の無線信号通信による電波伝搬環境の変化検出結果から、無線端末の位置を推定する技術を開示している。この技術では、電波が遮蔽される場合に、各発信機に対し、位置推定に利用する優先度（尤度）が設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２０３１２９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】岡海人，五十嵐正樹，内山英昭，島田敬士，長原一，谷口倫一郎，「無線位置推定における遮蔽物を考慮したアンカーノード配置」，マルチメディア、分散、協調とモバイル（ＤＩＣＯＭＯ２０１５）シンポジウム，２０１５年，７９９〜８０２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上に説明した技術を含む従来技術では、電波の伝播に影響を与える物体を考慮してはいるものの、考慮される物体は、あくまで位置の固定された静的な遮蔽物・障害物であった。しかしながら、実際の端末位置推定の現場では、電波（無線信号）伝播の障害となる物体として、人物を無視できない場合も少なくない。
【０００９】
例えば、現在、様々な分野の店舗において、端末を所持した来店客や店員の動線を正確に把握するニーズが高まっている。この場合、店内に複数のビーコン発信源（以下、ビーコンと略称）を配置して端末位置を推定することが一般的である。ここで、店内を移動する人物は当然に、これらのビーコンによる端末位置推定に非常に大きな影響を与える。
【００１０】
しかしながら、上述した技術を含む従来技術では、このような人物を、電波の伝播に影響を与える物体として考慮することができない。その結果、端末位置の推定結果における誤差の増大が問題となってしまう。このように、人物を含めた移動可能な物体による電波伝搬への影響は多大であるにもかかわらず、従来考慮されてこなかったのである。
【００１１】
そこで、本発明は、移動可能な物体も考慮し、電波源からの電波を受信した端末の位置をより精度良く推定することができる装置、プログラム及び方法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】
【００１２】
本発明によれば、電波源からの電波を受信した端末における受信電波情報を取得して当該端末の位置を推定する端末位置推定装置であって、
移動し得る物体を認識可能な物体認識手段からの物体認識情報を取得し、当該物体認識情報と、予め設置された物体の配置情報とに基づいて、当該移動し得る物体及び当該予め設置された物体の分布である物体分布を決定する物体分布決定手段と、
決定された当該物体分布について電波シミュレーションを行って、予め配置された複数の配置電波源の中から、当該端末の位置推定に適した好適電波源を選択する電波源選択手段と、
取得した当該受信電波情報のうち、選択された当該好適電波源の中の複数に係る情報を用いて、当該端末の位置を決定する端末位置決定手段と
を有する端末位置推定装置が提供される。
【００１３】
この本発明による端末位置推定装置の一実施形態として、電波源選択手段は、位置推定に係る１つの時刻における当該物体分布が、前の時刻における当該物体分布と比較して所定以上変化していない場合、この前の時刻で選択された好適電波源をこの１つの時刻における好適電波源とすることも好ましい。
【００１４】
また、本発明による端末位置推定装置の他の実施形態として、少なくとも予め設置された物体の配置情報に係る物体配置について電波シミュレーションを行って、当該端末の推定位置の誤差を最小化する電波源の配置を決定し、決定された当該配置に基づいて、電波源を設置可能な候補位置の中から、複数の配置電波源を予め配置する配置位置を決定する電波源配置手段を更に有することも好ましい。
【００１５】
さらに、本発明による端末位置推定装置の更なる他の実施形態として、電波源選択手段は、位置推定に係る１つの時刻において当該移動し得る物体が存在しない場合、複数の配置電波源の全てをこの１つの時刻における好適電波源とすることも好ましい。
【００１６】
また、好適電波源選択処理の具体的な形態として、電波源選択手段は、決定された当該物体分布につき、複数の配置電波源についての配置パターン毎に最尤推定を用いた電波シミュレーションを行って当該端末の推定位置の推定確率を算出し、算出された当該推定確率と、推定位置及び真の位置間の距離とに係るコスト関数を生成して、生成された当該コスト関数を最小化する電波源の配置を決定し、決定された当該配置に基づいて、当該好適電波源を選択することも好ましい。
【００１７】
さらに、本発明による端末位置推定装置の更なる他の実施形態として、端末位置決定手段は、選択された当該好適電波源のうち受信電波強度の最も高いものから順に３つを更に選択し、当該３つの電波源による３点測位によって当該端末の位置を決定することも好ましい。または、端末位置決定手段は、選択された当該好適電波源のうちの複数による最尤推定によって当該端末の位置を決定することも好ましい。
【００１８】
また、物体認識手段は、カメラ、全天球カメラ、デプスカメラ、レーザ測位手段及びサーモグラフィ手段のうちの少なくとも１つからの撮影又は計測情報に基づいて、当該物体認識情報を生成することも好ましい。
【００１９】
本発明によれば、また、電波源からの電波を受信した端末における受信電波情報を取得して当該端末の位置を推定する装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
移動し得る物体を認識可能な物体認識手段からの物体認識情報を取得し、当該物体認識情報と、予め設置された物体の配置情報とに基づいて、当該移動し得る物体及び当該予め設置された物体の分布である物体分布を決定する物体分布決定手段と、
決定された当該物体分布について電波シミュレーションを行って、予め配置された複数の配置電波源の中から、当該端末の位置推定に適した好適電波源を選択する電波源選択手段と、
取得した当該受信電波情報のうち、選択された当該好適電波源の中の複数に係る情報を用いて、当該端末の位置を決定する端末位置決定手段と
としてコンピュータを機能させる端末位置推定プログラムが提供される。
【００２０】
本発明によれば、さらに、電波源からの電波を受信した端末における受信電波情報を取得して当該端末の位置を推定する装置に搭載されたコンピュータによる端末位置推定方法であって、
移動し得る物体を認識可能な物体認識手段からの物体認識情報を取得し、当該物体認識情報と、予め設置された物体の配置情報とに基づいて、当該移動し得る物体及び当該予め設置された物体の分布である物体分布を決定するステップと、
決定された当該物体分布について電波シミュレーションを行って、予め配置された複数の配置電波源の中から、当該端末の位置推定に適した好適電波源を選択するステップと、
取得した当該受信電波情報のうち、選択された当該好適電波源の中の複数に係る情報を用いて、当該端末の位置を決定するステップと
を有する端末位置推定方法が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の端末位置推定装置、プログラム及び方法によれば、移動可能な物体も考慮し、電波源からの電波を受信した端末の位置をより精度良く推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による端末位置推定装置を含む端末位置推定システムの一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明による端末位置推定装置の一実施形態における機能構成を示す機能ブロック図である。
【図３】電波源選択部及び端末位置決定部における端末位置推定処理の一実施形態を示すフローチャートである。
【図４】電波源選択部における好適電波源選択処理の一実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２４】
［端末位置推定システム］
図１は、本発明による端末位置推定装置を含む端末位置推定システムの一実施形態を示す模式図である。
【００２５】
図１に示した、本実施形態の端末位置推定システムは、店員や来店客等の所持する少なくとも１つの端末３における１つの店舗内での刻々の位置を推定し、当該端末３を所持する店員や来店客等の店内での動線を把握することができる。
【００２６】
具体的に、この端末位置推定システムは、
（ａ）店内の複数位置に設置されており、全方位に所定の時間間隔で電波を発信するビーコン２と、
（ｂ）人物等の移動可能な物体を撮影可能であり、撮影した画像の情報を、無線又は有線の通信ネットワークを介して時系列で送信可能な１つ又は複数のカメラ４と、
（ｃ）カメラ４から通信ネットワークを介して取得される時系列の画像群から「物体認識情報」を生成し、さらに端末３から無線通信ネットワークを介して直接（又はアクセスポイント等の中継装置を経て）「受信電波情報」を取得し、生成・取得したこれらの情報に基づいて、端末３の刻々の位置を推定し、店内での動線を決定する端末位置推定装置１と
を備えている。
【００２７】
ここで、店舗内には、机、椅子、パーティション、展示台や、カウンタといった電波伝搬に影響を及ぼす物体が配置されている。端末位置推定装置１は、このような予め店内に設置された物体の配置情報（「物体配置情報」）も取得し、端末３の位置推定に利用する。なお、この「物体配置情報」も、カメラ４からの画像群に基づき、設置された物体を認識した上で生成されてもよい。これにより、例えば店舗内の設備のレイアウトが変更されたり一時的に仮置きされたものがあったりしても、それに的確に対応した「物体配置情報」を得ることが可能となる。
【００２８】
また、ビーコン２は、例えば、全方位にアドバタイズパケット（advertisement packet）を１００〜１０００msecの間隔で発信するＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）仕様のビーコンとすることができる。なお、ビーコン２は、当然これに限定されるものではない。例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮのアクセスポイントとすることも可能であり、その他、端末３がそこからの電波を受信し「受信電波情報」を生成することができるものであるならば、種々の電波源がビーコン２として採用可能である。
【００２９】
ちなみに、図１に示したようなビーコン２の設置位置（ビーコン２の店内配置）も、後に詳しく説明するように、端末位置推定装置１が、カメラ４からの撮影画像データを用いて決定してもよい。
【００３０】
さらに、端末３は、本実施形態において、店員や来店客等によって携帯可能なスマートフォン、携帯電話、タブレット型コンピュータ、ウェアラブル端末等であるが、その他、持ち運び可能な通信端末であれば種々のものが該当する。端末３は、複数の（好ましくは３つ以上の）ビーコン２から発信された電波を同時に受信可能となっている。
【００３１】
同じく図１に示された端末位置推定装置１は、電波源であるビーコン２からの電波を受信した端末３における「受信電波情報」を取得し、端末３の位置を推定する装置であって、具体的にその特徴として、
（Ａ）移動し得る物体を認識可能な物体認識手段からの「物体認識情報」を取得し、この「物体認識情報」と、予め設置された物体の「物体配置情報」とに基づいて、当該移動し得る物体及び当該予め設置された物体の分布である「物体分布」を決定する物体分布決定部１１３と、
（Ｂ）決定された「物体分布」について電波シミュレーションを行って、端末３の推定位置の誤差を最小化する電波源の配置を決定し、決定された当該配置に基づいて、予め配置された複数の配置電波源であるビーコン２の中から、端末３の位置推定に適した「好適電波源（好適ビーコン）」を選択する電波源選択部１１４ｂと、
（Ｃ）取得した「受信電波情報」のうち、選択された「好適電波源（好適ビーコン）」の中の複数に係る情報を用いて、端末３の位置を決定する端末位置決定部１１６と
を有している。
【００３２】
ここで、「受信電波情報」は、例えば、端末３がビーコン２から受信した電波における受信時刻及び受信信号強度（Received Signal Strength Indicator, ＲＳＳＩ）を当該ビーコン２の識別子に対応付けた情報とすることができる。また、「物体配置情報」は、例えば、予め配置された物体の位置座標又は位置座標範囲としてもよい。さらに、「物体認識情報」は、例えば、時刻毎における認識した人物の足元位置座標とすることができる。
【００３３】
以上、構成（Ａ）〜（Ｃ）として示したように、端末位置推定装置１は、端末３の位置を決定するための「好適電波源（好適ビーコン）」を、予め設置された物体の「物体配置情報」だけでなく、人物等の移動し得る物体についての「物体認識情報」をも考慮して選択している。その結果、例えば移動する人物等がビーコン２から端末３への電波の伝播に影響を与えたとしてもその影響を確実に取り込み、端末３の位置をより精度良く推定することが可能となる。
【００３４】
また、例えば、位置推定期間の時刻毎における「物体認識情報」と「物体配置情報」とに基づいて「物体分布」を決定し、当該時刻毎に「好適電波源（好適ビーコン）」を選択することによって、刻々の端末３の位置を推定することも可能となる。これにより、例えば多数の人物が店舗内を動き回っている状況下においても、各端末３の位置をより高い精度で決定することができるのである。
【００３５】
なお、上記構成（Ａ）における物体認識手段は、本実施形態において、カメラ４からの撮影画像データを取得して移動し得る物体を認識し「物体認識情報」を生成する、図２の物体認識部１１１となっている。この変更態様として、物体認識手段（物体認識部１１１）が外部の装置に備えられており、端末位置推定装置１は、この装置から「物体認識情報」を取得する形としてもよい。
【００３６】
さらに他の実施形態として、物体認識手段は、全天球（全方位）カメラ、デプスカメラ、赤外線カメラ、赤外線測位手段、レーザ測位手段及びサーモグラフィ手段のうちの少なくとも１つからの撮影又は計測情報に基づいて「物体認識情報」を生成するものであってもよい。例えば、デプスカメラによって生成される（対象の各画素の）デプス値情報を画像データ化し、カメラ４による撮影画像と同様にして利用することができる。いずれにしても、端末位置推定装置１は、何らかの手段をもって生成された「物体認識情報」を取得して、端末３の位置推定に利用することができるのである。
【００３７】
また、「物体認識情報」に係る認識対象としての移動し得る物体には、人物、動物、乗り物や、その他移動可能な物理対象等、物体認識手段によって認識可能であれば（例えばカメラ４によって撮影可能であれば）様々なものが該当する。また、撮影される場所も、特に限定されるものではなく、例えば、店舗内の他にも、会社、学校、ホールや、家屋の内部といった屋内であってもよく、さらには、観客、通勤者、買い物客、労働者、歩行者や、ランナー等が映り得る屋外であってもよい。
【００３８】
さらに、更なる他の実施形態として、端末３が上記構成（Ａ）〜（Ｃ）を備えていて、自らの位置、さらには周囲の他の端末３の位置を推定する端末位置推定装置として機能してもよい。この場合、例えばこの端末３に内蔵された（刻々の位置の決定した）カメラを用いて「物体認識情報」を生成することも可能となる。
【００３９】
［装置構成、端末位置推定方法］
図２は、本発明による端末位置推定装置の一実施形態における機能構成を示す機能ブロック図である。
【００４０】
図２によれば、端末位置推定装置１は、カメラ４や端末３等と通信接続可能な通信インタフェース１０１と、受信電波情報蓄積部１０２と、物体認識情報蓄積部１０３と、物体配置情報蓄積部１０４と、端末動線情報蓄積部１０５と、ディスプレイ・キーボード（ＤＰ・ＫＢ）１０６と、プロセッサ・メモリとを有する。ここで、プロセッサ・メモリは、端末位置推定装置１のコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって、端末位置推定機能を実現させる。
【００４１】
さらに、プロセッサ・メモリは、機能構成部として、物体認識部１１１と、物体認識情報管理部１１２と、物体分布決定部１１３と、電波源配置決定部１１４ａ及び電波源選択部１１４ｂを含む電波源決定部１１４と、受信電波情報管理部１１５と、端末位置決定部１１６と、端末動線情報管理部１１７と、通信制御部１１８と、入出力制御部１１９とを有する。なお、図２における端末位置推定装置１の機能構成部間を矢印で接続して示した処理の流れは、本発明による端末位置推定方法の一実施形態としても理解される。
【００４２】
同じく図２において、カメラ４は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子を備えた可視光、近赤外線又は赤外線対応の撮影デバイスである。また、カメラ４又は（図示していない）カメラ制御装置は、カメラ４で撮影された物体の画像を含む撮影画像データを生成し、当該情報を時系列に又はバッチで物体追跡装置１に送信する機能を有する。
【００４３】
通信インタフェース１０１は、カメラ４又はカメラ制御装置から時系列の画像群である撮影画像データを、有線又は無線の通信ネットワークを介して受信する。取得された撮影画像データ（画像ファイル）は、物体認識部１１１に出力される。また、通信インタフェース１０１は、端末３から、無線通信ネットワークを介して直接（又はアクセスポイント等の中継装置を経て）受信電波情報を受信する。または、端末３とＵＳＢ（Universal Serial Bus）等を介して有線接続された上で、受信電波情報を受け取ってもよい。さらに、通信インタフェース１０１は、端末位置推定の結果として生成された動線情報を外部の情報処理装置に送信してもよい。なお、通信インタフェース１０１におけるこれらの情報の送受信は、通信制御部１１８によって制御され、適切なタイミングで情報の授受が行われる。
【００４４】
物体認識部１１１は本実施形態において、カメラ４で撮影された画像に係る撮影画像データに基づき、店舗内に滞在又は移動する人物を認識し、物体（人物）認識情報を生成する。ここで、生成された物体（人物）認識情報は、認識処理の各時刻における、認識された1人又は複数の人物における足元位置の２次元（又は３次元）座標値を含むものであってもよい。なお、物体認識部１１１における物体（人物）認識処理は、公知である種々の手法を採用して実施可能である。
【００４５】
例えば、カメラ４として全方位カメラを用いる場合、非特許文献である、小林達也，加藤晴久，菅野勝，「単眼全方位カメラを用いた遮蔽に頑健な人物動線追跡手法の提案」，信学技報，vol.116，no.411，PRMU2016-146，２０１７年，３２１〜３２６頁に記載された手法を用いて、物体（人物）認識情報を生成することが可能である。
【００４６】
具体的に、この手法では、人物検出処理及び人物追跡処理を画像フレーム毎に実行し、個々の人物の各時刻での位置を推定し当該人物の追跡を行う。このうち人物検出処理では、背景差分技術を用いて抽出された領域と事前に用意された３Ｄ人物モデルとのマッチングを行い、画像中における人物領域を検出する。ここで、人物が存在可能な様々な足元位置に予め人物モデルを配置しておき、前景領域と類似度の最も高い輪郭を検索することにより、対応する足元位置を人物位置として検出する。
【００４７】
さらに、人物追跡処理では、追跡中の人物と上記の検出結果との対応付けによって、検出された人物領域に追跡中の人物ＩＤを割り当て、一対一の人物マッチングによってマッチングスコアが最大となる要素を選択する。次いで、この人物マッチングの結果に基づき、パーティクルフィルタを用いて個々の人物の追跡位置を推定する。
【００４８】
ちなみに、本装置１は物体認識部１１１を有さず、物体認識情報管理部１１２が、外部の物体認識手段から物体認識情報を取得し管理する実施形態をとることも可能である。いずれにしても、物体認識情報管理部１１２は、取得した刻々の物体認識情報を、物体識別情報蓄積部１０３に保存しつつ適宜、物体分布決定部１１３に出力する。
【００４９】
物体分布決定部１１３は、入力した物体認識情報と、同じく入力した物体配置情報とに基づいて、移動し得る物体（例えば人物）及び予め設置された物体（例えば店舗内の設備等）の位置分布である物体分布を決定する。
【００５０】
ここで、物体配置情報は、店舗内における机、椅子、パーティション、展示台や、カウンタといった電波伝搬に影響を及ぼす物体についての配置位置の座標値又は座標値範囲を含む情報であり、キーボード１０６から入力され、入出力制御部１１９を介して物体配置情報蓄積部１０４に記録されて、物体分布決定部１１３に出力されることも好ましい。物体配置情報は、さらに、位置推定を行う店舗内フロアの（縦横の）大きさに係る情報を含んでいることも好ましい。なお、変更態様として、この物体配置情報も、カメラ４で撮影された画像に係る撮影画像データに基づき、物体認識部１１１が店舗内の設置物体を認識することによって生成されてもよい。
【００５１】
同じく図２において、電波源決定部１１４の電波源配置決定部１１４ａは、店舗内におけるビーコン２を設置可能な候補位置の中から、ビーコン２を実際に予め配置する配置位置を決定する。このビーコン２の予めの配置位置決定処理については、後に詳細に説明する。なお、変更態様として、装置１は電波源配置決定部１１４ａを有しておらず、経験上の感覚から又は過去の実績上適切であるとされるビーコン２の配置情報が、キーボード１０６から入出力制御部１１９を介し、電源決定部１１４に入力されてもよい。
【００５２】
一方、電波源決定部１１４の電波源選択部１１４ｂは、後に図３及び４を用いて詳細に説明するように、
（ａ）物体分布決定部１１３から入力した物体分布につき、予め配置された複数のビーコン２（配置電波源）についての配置パターン（配置位置の集合）A毎に最尤推定を用いた電波シミュレーションを行って、端末３の推定位置eの推定確率を算出し、
（ｂ）算出された推定確率と、推定位置e及び真の位置u間の距離とに係るコスト関数C(A)を生成し、
（ｃ）生成されたコスト関数C(A)を最小化するビーコン２の配置Aoptを決定し、
（ｄ）決定された配置Aoptに基づいて、予め配置された複数のビーコン２（配置電波源）の中から、端末３の位置推定に適した好適ビーコン２（好適電波源）を選択する。
【００５３】
受信電波情報管理部１１５は、端末３から取得された受信電波情報を、入力して受信電波情報蓄積部１０２に保存しつつ管理し、端末位置決定部１１６に適宜出力する。ここで、受信電波情報は、端末３が受信した電波の発信元であるビーコン２毎に、受信時刻、ＲＳＳＩ及びビーコン２の識別子が対応付けられた情報とすることができる。
【００５４】
端末位置決定部１１６は、取得された受信電波情報のうち、電波源選択部１１４ｂで選択された好適ビーコン２（好適電波源）の中の複数に係る情報を用いて、端末３の位置を決定する。具体的には、
（ａ）選択された好適ビーコン２のうちＲＳＳＩの最も高いものから順に３つを更に選択し、これら３つのビーコン２による３点測位によって端末３の位置を決定してもよく、または、
（ｂ）選択された好適ビーコン２のうちの複数による最尤推定によって端末３の位置を決定してもよい。
【００５５】
図３は、電波源選択部１１４ｂ及び端末位置決定部１１６における端末位置推定処理の一実施形態を示すフローチャートである。
【００５６】
（Ｓ１０１）（例えば店舗内の設備等における設置位置座標等の）物体配置情報を取得する。
（Ｓ１０２）予め配置されたn個のビーコン２の配置Aset、及び選択すべき好適ビーコン２の数mを含むビーコン配置情報を取得する。
【００５７】
次いで、位置推定期間の各時刻における、好適ビーコン選択処理及び端末位置決定処理のループ（ステップＳ１０３〜Ｓ１１１）に入る。すなわち、当該時刻毎にステップＳ１０３〜Ｓ１１１の処理を実行する。これにより、刻々の端末３の位置が決定（推定）されるのである。
【００５８】
（Ｓ１０３）物体(人物)認識情報を取得する。
（Ｓ１０４）物体配置情報及び物体（人物)認識情報から物体分布情報を生成する。
（Ｓ１０５）移動している又は移動し得る物体（人物）が存在しているか否かを判定する。ここで、偽の判定（存在していないとの判定）を行った場合、ステップＳ１０７ｂに移行する。
【００５９】
（Ｓ１０７ｂ）予め設置されたn個のビーコン２（配置電波源）の全てを、この時刻における好適ビーコン２（好適電波源）とする。これは、特に、これらn個のビーコン２の配置が、電波源配置決定部１１４ａによって物体配置情報に基づき予め好適に決定されている場合に有効となる。なお、別のフロー形態として、このステップＳ１０７ｂを取り止めた上で、ステップＳ１０５で偽の判定が行われた場合には、後述するステップＳ１０７ａに移行する形態とすることも可能である。
【００６０】
（Ｓ１０６）一方、ステップＳ１０５で真の判定（存在しているとの判定）を行った場合、次いで、移動している若しくは移動し得る物体（人物）の位置が変化しているか否か、又は決定された物体分布が変化しているか否かを判定する。
【００６１】
ここで、当該位置が変化しているとは、例えば、当該位置が１つ前の時刻での位置から所定の距離以上離隔している、又は１つ前の時刻での位置を含む所定範囲の外に出ていることとしてもよい。また、物体分布が変化しているとは、当該物体分布を構成している少なくとも１つの物体の位置が、１つ前の時刻での位置から所定の距離以上離隔している、又は１つ前の時刻での位置を含む所定範囲の外に出ていることであってもよい。
【００６２】
このステップＳ１０６で偽の判定（変化していないとの判定）を行った場合、ステップＳ１０７ｃに移行する。
（Ｓ１０７ｃ）１つ前の時刻で選択された好適ビーコン２（好適電波源）を、この時刻における好適ビーコン２（好適電波源）とする。なお、１つ前の時刻で選択された好適ビーコン２が存在しない場合、ステップＳ１０６での判定結果に関わらずステップＳ１０７ａに移行する。
【００６３】
（Ｓ１０７ａ）一方、ステップＳ１０６で真の判定（変化しているとの判定）を行った場合、最尤推定法を用いて、予め配置されたn個のビーコン２からm個の好適ビーコン２を選択する。これは、移動している又は移動し得る物体（人物）による遮蔽等の影響をより強く受けているビーコン２を除外する処理となっている。この好適ビーコン選択処理については、後に図４を用いて詳細に説明する。
【００６４】
（Ｓ１０８）端末３から受信電波情報を取得する。
（Ｓ１０９）選択された好適ビーコン２（好適電波源）のうちＲＳＳＩの最も高いものから順に３つを更に選択する。
【００６５】
（Ｓ１１０）これら３つのビーコン２による３点測位によって端末３の位置を決定する。具体的には、端末３の各ビーコン２からの距離distanceを、次式
（１）  distance＝10^((TxPower−RSSI)／10d)  （単位はメートル(ｍ)）
を用いて算出し、算出された３つの距離distanceによる３点測位を実行してもよい。上式（１）において、RSSIはビーコン２から受信した電波の強度（ＲＳＳＩ）であり、単位はdBmである。また、TxPowerはビーコン２から距離１ｍだけ離隔した位置で計測されるＲＳＳＩであり、dは電波の減衰の度合いを表す定数である。
（Ｓ１１１）端末３における（２次元又は３次元の）推定位置座標を含む端末位置推定結果を出力する。
【００６６】
以上に説明したステップＳ１０３〜Ｓ１１１の処理を、位置推定期間中の各時刻において実行することにより、端末位置決定部１１６において、端末３の推定位置座標の時系列情報を形成することが可能となる。
【００６７】
図４は、電波源選択部１１４ｂにおける好適電波源選択処理の一実施形態を示すフローチャートである。同図に示されたフローは、図３のステップＳ１０７ａでの処理に相当するものである。
【００６８】
電波源選択部１１４ｂでは、最初に、物体分布情報、及びビーコン配置情報（n個のビーコン配置Aset、選択される好適ビーコンの数m）が設定される。また、予め配置された複数のビーコン２（配置電波源）の配置パターンAsetにおいて１つずつビーコン２の設置を行った配置パターンをAi（Ai⊂Aset, A0＝φ）とする。すなわち、配置パターンAp（p＝1, 2, ・・・, m）は、p番目のビーコンまで位置が決定しているビーコン２の配置となっている。以下、パラメータiがゼロから１ずつ増分しm-1に至るまで、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４のループが繰り返される。
【００６９】
また、このうちステップＳ２０１は、位置推定範囲で取り得る端末３の推定位置ekのkについての（kを１ずつ増分する）ループ内の処理として繰り返され、さらに、このステップＳ２０１の繰り返しとステップＳ２０２とは、位置推定範囲で取り得る端末３の真の位置ujのjについての（jを１ずつ増分する）ループ内の処理として繰り返される。
【００７０】
（Ｓ２０１）設定された物体分布につき、配置パターンAi（⊂Aset）のビーコン２と、真の位置uj（j＝０, 1, ・・・，uj∈S）の端末３との間で最尤推定法を用いた電波シミュレーションを行い、推定位置がek（k＝０, 1, ・・・，ek∈S）となる確率P(Ai, uj, ek)を算出する。ここで、S（⊂R2）は位置推定範囲の全座標の集合である。
【００７１】
ちなみに、この最尤推定では、上記の確率P(Ai, uj, ek)を平均μ及び分散σ2の正規分布とし、尤度関数Lを求めて、このLを最大にするμ及び分散σ2を決定することにより、この確率P(Ai, uj, ek)を決定することができる。また、上記の電波シミュレーションにおいて、電波強度を決定する際に使用される、物体分布情報に従って分布した物体の電波減衰度は、想定される物体（例えば人体）に合わせて予め設定された数値を使用してもよい。また、配置パターンAsetの各ビーコン２における発信電波強度等の発信電波特性も、通常使用される所定のものに一律に設定されてもよく、または、実際に設置されるビーコンでの特性に合わせて設定されることも好ましい。
【００７２】
（Ｓ２０２）次いで、上記のステップＳ２０１を含むkについてのループの処理が完了した後、次式
（２）  E(Ai, uj)＝Σek∈R|uj−ek|*P(Ai, uj, ek)
によって定義された、推定位置ekと真の位置ujとの距離（すなわち推定位置の推定誤差）の期待値E(Ai, uj)を算出する。上式（２）において、Σek∈Rは、位置推定範囲で取り得る端末３の全ての推定位置ekについての総和（summation）である。
【００７３】
（Ｓ２０３）次いで、上記のステップＳ２０２を含むｊについてのループの処理が完了した後、さらに、コスト関数C(Ai)を、次式
（３）  C(Ai)＝Σuj∈SE(Ai, uj)
によって定義し、配置パターンAiについてのコスト関数C(Ai)を算出する。上式（３）において、Σuj∈Sは、位置推定範囲で取り得る端末３の全ての真の位置ujについての総和である。すなわち、ここで定義されたコスト関数C(Ai)は、位置推定範囲全体における位置推定誤差の期待値の総和となっている。
【００７４】
（Ｓ２０４）算出されたコスト関数C(Ai)の値によって配置パターンAiを評価する。具体的には、配置パターンAiの下で、（i＋1）番目に設置するビーコン２の配置位置をai+1とし、次式
（４）  ai+1＝arg min C(Ai∪{a})
を用いて配置位置ai+1を決定する。上式（４）において、arg minは取り得る全ての配置位置a（∈Aset）について計算される。この配置位置ai+1を用いると、配置Ai+1は、次式
（５）  Ai+1＝Ai∪{ai+1}
によって求められる。
【００７５】
（Ｓ２０５）このように、定義されたコスト関数C(Ai)を最小化するようなビーコン２の配置位置aを順次、全てのパラメータiについて決定し、最終的に、配置位置a1〜amであるm個の好適ビーコン配置Aopt（＝Am）を決定する。次いで、この好適ビーコン配置Aoptに基づき、予め配置された複数のビーコン２の中から、好適ビーコン２を選択する。
【００７６】
以上説明したように、電波源選択部１１４ｂでは、予め配置されたn個のビーコン２の中から移動している又は移動し得る物体（人物）による遮蔽等の影響をより強く受けているものを除外している。これにより、この後、端末位置決定部１１６は、位置決定により適した好適ビーコン２を用いて端末３の位置を決定することができ、結果として、移動物体による遮蔽等の影響を考慮しない従来手法と比べて端末位置推定精度が相当に向上するのである。
【００７７】
図２に戻って、電波源決定部１１４の電波源配置決定部１１４ａは、以上に図４を用いて説明した電波源選択部１１４ｂでの処理と同様の処理を行って、店舗内におけるビーコン２を設置可能な候補位置の中から、ビーコン２を実際に予め配置する配置位置を決定する。ここで、店舗内の候補位置は、例えば、店舗内の壁面上の位置や、机や椅子等の設備上の位置等とし、床面上には設定しないとしてもよい。
【００７８】
具体的に、電波源配置決定部１１４ａは、n個のビーコン２についての設定可能な全配置をAall（⊂S）とした上で、
（ａ）店舗内におけるビーコン２を設置可能な候補位置についての配置パターンA（⊂Aall）毎に最尤推定を用いた電波シミュレーションを行って、端末３の推定位置eの推定確率P(A, u, e)を算出し、
（ｂ）算出された推定位置eと真の位置uとの距離に係るコスト関数C(A)を生成し、
（ｃ）生成されたコスト関数C(A)を最小化するn個のビーコン２の配置Aset（⊂Aall）を決定する。
【００７９】
これにより、電波源選択部１１４ｂでの好適ビーコン選択処理の前提となる、予め設置された物体の配置を考慮した適切なビーコン２の配置が決定されるのである。なお、上記の電波源配置決定部１１４ａでの処理は、電波源選択部１１４ｂでの処理と同様であるが、処理のために入力されるビーコン配置候補点の集合がAoptではなく、Aallとなる点で異なっている。
【００８０】
同じく図２において、端末動線情報管理部１１７は、端末位置決定部１１６において決定された、位置推定期間中の時刻毎の端末３の推定位置座標を収集し、端末３（を所持するユーザ）の識別子ID毎に、収集した推定位置座標の時系列情報を対応付けた動線情報を生成する。また、端末動線情報管理部１１７は、生成した動線情報を、端末動線情報蓄積部１０５に保存してもよく、入出力制御部１１９を介してディスプレイ１０６に表示することも好ましく、通信制御部１１８及び通信インタフェース１０１を介して、外部の情報処理装置に送信してもよい。
【００８１】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、端末の位置を決定するための好適電波源を、予め設置された物体の物体配置情報だけでなく、人物等の移動し得る物体についての物体認識情報をも考慮して選択している。その結果、例えば移動する人物等が電波源から端末への電波の伝播に影響を与えたとしてもその影響を確実に取り込み、端末の位置をより精度良く推定することが可能となる。
【００８２】
また、例えば、位置推定期間の時刻毎における物体認識情報と物体配置情報とに基づいて物体分布を決定し、当該時刻毎に好適電波源を選択することによって、刻々の端末の位置を推定することができる。したがって、例えば多数の人物が動き回っている状況下においても、各端末の位置をより高い精度で決定することができるのである。
【００８３】
ちなみに、本発明の構成及び方法は、例えば、多数の人物が移動・滞留したり出入りしたりする場を監視する監視システム、さらには、１つの店舗内や、商業・サービス施設内、さらには商店街の街路上における人物の入出店、休憩、観戦、イベント参加や、移動の状況を調査するためのマーケティング調査システム等、様々な系に適用可能である。
【００８４】
以上に述べた本発明の種々の実施形態において、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００８５】
１  端末位置推定装置
１０１  通信インタフェース
１０２  受信電波情報蓄積部
１０３  物体認識情報蓄積部
１０４  物体配置情報蓄積部
１０５  端末動線情報蓄積部
１０６  ディスプレイ・キーボード（ＤＰ・ＫＢ）
１１１  物体認識部
１１２物体認識情報管理部
１１３  物体分布決定部
１１４  電波源決定部
１１４ａ  電波源配置決定部
１１４ｂ  電波源選択部
１１５  受信電波情報管理部
１１６  端末位置決定部
１１７  端末動線情報管理部
１１８  通信制御部
１１９  入出力制御部
２  ビーコン（電波源）
３  端末
４  カメラ
【図１】
2018169310.tif 000003
【図２】
2018169310.tif 000004
【図３】
2018169310.tif 000005
【図４】
2018169310.tif 000006