(57)【要約】      （修正有）【課題】足跡を的確に検出することシステムを提供する。【解決手段】足跡検出システム１００であって、固有の識別データを記憶すると共に無線通信機能を有する複数の無線識別タグ１１１と、複数の無線識別タグ１１１の下方に敷設され、複数の無線識別タグ１１１との間で信号の送受信を行なうためのリーダアンテナ１１２と、を備えた足跡検出シート１０１と、リーダアンテナ１１２に接続され、無線識別タグ１１１から出力された出力信号をリーダアンテナ１１２を介して受信し、受信した信号強度に基づいて足検出データを生成し、出力する足検出データ出力手段１０２と、複数の無線識別タグ１１１のそれぞれの位置と各無線識別タグ１１１に対応する足検出データとに基づいて、無線識別タグ１１１が出力信号を出力した際に足跡検出シート１０１上に存在していた足の属性を表わす足属性情報を導き出す導出手段と、を備えた。【選択図】図１
2015016077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固有の識別データを記憶すると共に無線通信機能を有する複数の無線識別タグと、
前記複数の無線識別タグの下方に敷設され、前記複数の無線識別タグとの間で信号の送受信を行なうためのリーダアンテナと、
を備えた足跡検出シートと、
前記リーダアンテナに接続され、前記無線識別タグから出力された出力信号を前記リーダアンテナを介して受信し、受信した信号強度に基づいて足検出データを生成し、出力する足検出データ出力手段と、
前記複数の無線識別タグのそれぞれの位置と各無線識別タグに対応する前記足検出データとに基づいて、前記無線識別タグが前記出力信号を出力した際に前記足跡検出シート上に存在していた足の属性を表わす足属性情報を導き出す導出手段と、
を備えた足跡検出システム。
【請求項２】
前記導出手段が導き出した前記足属性情報に基づいて、前記足跡検出シート上における同じ主体の足跡ペアを検出する検出手段をさらに備えた請求項１に記載の足跡検出システム。
【請求項３】
前記検出手段が検出した足跡ペアに基づいて、前記足跡検出シート上を歩行した主体の数をカウントする歩行者数カウント手段をさらに有する請求項２に記載の足跡検出システム。
【請求項４】
前記検出手段が検出した足跡ペアに基づいて、前記足跡検出シート上における前記主体の動きを算出する算出手段をさらに有する請求項２または３に記載の足跡検出システム。
【請求項５】
前記検出手段が検出した足跡ペアに基づいて、前記足跡検出シート上における歩行者の混雑度を判定する混雑度判定手段をさらに有する請求項２乃至４のいずれか１項に記載の足跡検出システム。
【請求項６】
前記検出手段が検出した足跡ペアに基づいて、前記足跡検出シート上において滞在している主体数、位置、時間を検出する滞在検出手段をさらに有する請求項２乃至５のいずれか１項に記載の足跡検出システム。
【請求項７】
前記足属性情報は、足の形状、足の大きさ、足の位置、足の左右別、足の向き、および靴の種別の少なくともいずれか一つの情報を含む請求項１乃至６のいずれか１項に記載の足跡検出システム。
【請求項８】
前記足検出データは、前記無線識別タグから前記無線識別タグの上方に位置する足までの距離に依存する多値データである請求項１乃至７のいずれか１項に記載の足跡検出システム。
【請求項９】
前記無線識別タグは、
前記足検出データ出力手段から前記リーダアンテナを介して受け取った識別データが、該無線識別タグ内にあらかじめ記憶された識別データと同じかどうか照合する照合手段と、
照合の結果、前記リーダアンテナを介して受け取った識別データが、前記無線識別タグ内にあらかじめ記憶された識別データと同じ場合に、前記出力信号を出力する信号出力手段と、
を備えた請求項１乃至８のいずれか１項に記載の足跡検出システム。
【請求項１０】
固有の識別データを記憶すると共に無線通信機能を有する複数の無線識別タグと、
前記複数の無線識別タグの下方に敷設され、前記複数の無線識別タグとの間で信号の送受信を行なうためのリーダアンテナと、
前記リーダアンテナに接続され、前記無線識別タグから出力された出力信号を前記リーダアンテナを介して受信し、受信した信号強度に基づいて足検出データを生成し、出力する足検出データ出力手段と、
を備えた足跡検出シートに接続される情報処理装置であって、
前記複数の無線識別タグのそれぞれの位置と各無線識別タグに対応する前記足検出データとに基づいて、前記無線識別タグが前記出力信号を出力した際に前記足跡検出シート上に存在していた足の属性を表わす足属性情報を導き出す導出手段を備えた情報処理装置。
【請求項１１】
固有の識別データを記憶すると共に無線通信機能を有する複数の無線識別タグと、
前記複数の無線識別タグの下方に敷設され、前記複数の無線識別タグとの間で信号の送受信を行なうためのリーダアンテナと、
を備えた足跡検出シートを用いた足跡検出方法であって、
前記無線識別タグから出力された出力信号を前記リーダアンテナを介して受信し、受信した信号強度に基づいて足検出データを生成する足検出データ生成ステップと、
前記複数の無線識別タグのそれぞれの位置と各無線識別タグに対応する前記足検出データとに基づいて、前記無線識別タグが前記出力信号を出力した際に前記足跡検出シート上に存在していた足の属性を表わす足属性情報を導き出す導出ステップと、
を含む足跡検出方法。
【請求項１２】
固有の識別データを記憶すると共に無線通信機能を有する複数の無線識別タグと、
前記複数の無線識別タグの下方に敷設され、前記複数の無線識別タグとの間で信号の送受信を行なうためのリーダアンテナと、
を備えた足跡検出シートを用いた足跡検出プログラムであって、
前記無線識別タグから出力された出力信号を前記リーダアンテナを介して受信し、受信した信号強度に基づいて足検出データを生成する足検出データ生成ステップと、
前記複数の無線識別タグのそれぞれの位置と各無線識別タグに対応する前記足検出データとに基づいて、前記無線識別タグが前記出力信号を出力した際に前記足跡検出シート上に存在していた足の属性を表わす足属性情報を導き出す導出ステップと、
をコンピュータに実行させる足跡検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、足跡を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１には、歩行の軌跡を認識する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５２２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載の技術では、重量による検知であるため、軽い主体の足跡を判定できなかった。
【０００５】
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る足跡検出システムは、
固有の識別データを記憶すると共に無線通信機能を有する複数の無線識別タグと、
前記複数の無線識別タグの下方に敷設され、前記複数の無線識別タグとの間で信号の送受信を行なうためのリーダアンテナと、
を備えた足跡検出シートと、
前記リーダアンテナに接続され、前記無線識別タグから出力された出力信号を前記リーダアンテナを介して受信し、受信した信号強度に基づいて足検出データを生成し、出力する足検出データ出力手段と、
前記複数の無線識別タグのそれぞれの位置と各無線識別タグに対応する前記足検出データとに基づいて、前記無線識別タグが前記出力信号を出力した際に前記足跡検出シート上に存在していた足の属性を表わす足属性情報を導き出す導出手段と、
を備えた。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
固有の識別データを記憶すると共に無線通信機能を有する複数の無線識別タグと、
前記複数の無線識別タグの下方に敷設され、前記複数の無線識別タグとの間で信号の送受信を行なうためのリーダアンテナと、
前記リーダアンテナに接続され、前記無線識別タグから出力された出力信号を前記リーダアンテナを介して受信し、受信した信号強度に基づいて足検出データを生成し、出力する足検出データ出力手段と、
を備えた足跡検出シートに接続される情報処理装置であって、
前記複数の無線識別タグのそれぞれの位置と各無線識別タグに対応する前記足検出データとに基づいて、前記無線識別タグが前記出力信号を出力した際に前記足跡検出シート上に存在していた足の属性を表わす足属性情報を導き出す導出手段を備えた。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
固有の識別データを記憶すると共に無線通信機能を有する複数の無線識別タグと、
前記複数の無線識別タグの下方に敷設され、前記複数の無線識別タグとの間で信号の送受信を行なうためのリーダアンテナと、
を備えた足跡検出シートを用いた足跡検出方法であって、
前記無線識別タグから出力された出力信号を前記リーダアンテナを介して受信し、受信した信号強度に基づいて足検出データを生成する足検出データ生成ステップと、
前記複数の無線識別タグのそれぞれの位置と各無線識別タグに対応する前記足検出データとに基づいて、前記無線識別タグが前記出力信号を出力した際に前記足跡検出シート上に存在していた足の属性を表わす足属性情報を導き出す導出ステップと、
を含む。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、
固有の識別データを記憶すると共に無線通信機能を有する複数の無線識別タグと、
前記複数の無線識別タグの下方に敷設され、前記複数の無線識別タグとの間で信号の送受信を行なうためのリーダアンテナと、
を備えた足跡検出シートを用いた足跡検出プログラムであって、
前記無線識別タグから出力された出力信号を前記リーダアンテナを介して受信し、受信した信号強度に基づいて足検出データを生成する足検出データ生成ステップと、
前記複数の無線識別タグのそれぞれの位置と各無線識別タグに対応する前記足検出データとに基づいて、前記無線識別タグが前記出力信号を出力した際に前記足跡検出シート上に存在していた足の属性を表わす足属性情報を導き出す導出ステップと、
をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、軽い主体の足跡も的確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る足跡検出システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る足跡検出システムの構成を示す外観図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る足跡検出シートの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る足跡検出シートの構成を示す上面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る足検出データ記憶部の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るＲＦＩＤタグデータベースの構成を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る足跡の前後左右判定処理を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る足検出データの表示例を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る足検出データの表示例を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る足モデルデータベースの構成を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る足跡の属性判定処理を説明するための図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る足跡検出シートの構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る足跡属性データベースの構成を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る足跡ペア判定処理を説明するための図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る足跡ペアの表示例を示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る足跡検出システムの処理を示すシーケンス図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る足跡検出システムの処理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】
【００１２】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての足跡検出システム１００について、図１を用いて説明する。図１に示すように、足跡検出システム１００は、足跡検出シート１０１と足検出データ出力部１０２と足属性情報導出部１０３とを含む。
【００１４】
足跡検出シート１０１は、地面に敷設され、固有の識別データを記憶すると共に無線通信機能を有する複数の無線識別タグ１１１と、複数の無線識別タグ１１１のさらに下方に敷設され、複数の無線識別タグ１１１との間で信号の送受信を行なうためのリーダアンテナ１１２と、を備える。
【００１５】
足検出データ出力部１０２は、リーダアンテナ１１２に接続され、無線識別タグ１１１から出力された出力信号をリーダアンテナ１１２を介して受信し、受信した信号強度に基づいて足検出データを生成し、出力する。
【００１６】
足属性情報導出部１０３は、複数の無線識別タグ１１１のそれぞれの位置と各無線識別タグ１１１に対応する足検出データとに基づいて、無線識別タグ１１１が出力信号を出力した際に足跡検出シート１０１上に存在していた足１０５の属性を表わす足属性情報を導き出す。
【００１７】
以上の構成によれば、足跡検出シート１０１上の足１０５の主体が軽くてもその足跡を効果的に導き出すことが可能となる。
【００１８】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る足跡検出システム２００について、図２以降を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る足跡検出システム２００の外観を説明するための図である。
【００１９】
（システム全体構成）
足跡検出システム２００は、足跡検出シート２０１とＲＦＩＤリーダ２０２と情報処理装置２０３とを含む。足跡検出シート２０１は、地面又は床に敷設され、その上面には、複数のＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ２１１が並べて設置されている。各ＲＦＩＤタグ２１１は、固有の識別データ（タグＩＤ）を記憶すると共に無線通信機能を有する。
【００２０】
ＲＦＩＤリーダ２０２は、ＲＦＩＤタグ２１１から出力された出力信号を受信し、受信した信号強度に基づいて、多値の足検出データを生成し、ＲＦＩＤタグ２１１のＩＤデータと共に情報処理装置２０３に出力する。情報処理装置２０３は、複数のＲＦＩＤタグ２１１のそれぞれの位置と各ＲＦＩＤタグ２１１に対応する足検出データとに基づいて、ＲＦＩＤタグ２１１が出力信号を出力した際に足跡検出シート２０１上に存在していた足２０５の属性を表わす足属性情報を導き出す。
【００２１】
さらに、情報処理装置２０３は、足属性情報を基に、人物の足の位置を検出し、床に敷かれた足跡検出シート２０１上を人が歩いたときに、歩いた人の一つ一つの足跡をペアリングして、一連の軌跡を検出する。具体的には、ＲＦＩＤリーダ２０２の出力値から人物の足跡の左右対称性、前後非対称性を用いて、一人の人間の足跡の軌跡を検出する。例えば、一つの足跡の位置、サイズ、形状を検出してそれが左足と分かると、同一人物の右足がいつどの辺りにでるのかを推測し、さらに右足の足跡形状を、左足の足跡形状に対して前後方向が同一で左右が逆の形状となってると推定する。そして、複数の足跡から、適合する右足の足跡を検索する。
【００２２】
（足跡検出シートの構成）
図３は、足跡検出シート２０１の部分拡大断面図である。足跡検出シート２０１は、リーダアンテナ３０１、スペーサ３０２および複数のＲＦＩＤタグ２１１を層状に有する。スペーサ３０２は、例えば、誘電体により形成される薄板であり、リーダアンテナ３０１の上面に形成される。リーダアンテナ３０１は、整合終端された開放形伝送線路であるマイクロストリップラインを用いたリーダ用進行波型近傍界アンテナであり、ＲＦＩＤタグ２１１と無線信号の送受信を行う。
【００２３】
図４は、足跡検出シート２０１の部分拡大上面図である。図４に示すように、足跡検出シート２０１では、ライン状に配置されたリーダアンテナ３０１の上方に各ＲＦＩＤタグ２１１が設置される。また、ＲＦＩＤタグ２１１は、チップ４０１およびタグアンテナ４０２を有する。
【００２４】
ＲＦＩＤリーダ２０２は、リーダアンテナ３０１を介して全ＲＦＩＤタグ２１１にタグＩＤ付きコマンドを送信信号として送出すると共に、ＲＦＩＤタグ２１１が出力する応答信号をリーダアンテナ３０１を介して受信する。なお、アンテナ３０１の他端は整合終端抵抗Ｒｔを介してグランドに接続されている。
【００２５】
ＲＦＩＤタグ２１１は、スペーサ３０２の上面に設置されリーダアンテナ３０１と電磁界結合される。ＲＦＩＤタグ２１１としては、能動型のタグでも受動型のタグでもよい。受動型タグは、リーダアンテナ３０１からタグＩＤを問合せるコマンド信号を受信すると、コマンド信号の一部によりチップ４０１内の電源回路（不図示）を用いてチップ４０１が動作するための電力を生成する。能動型タグの場合、電力を生成することなく供給された電力を用いて動作する。
【００２６】
ＲＦＩＤタグ２１１のチップ４０１は、タグＩＤを格納する記憶回路を有している。チップ４０１は、タグアンテナ４０２を介してリーダアンテナ３０１から受信した信号の一部をデコードしてコマンドデータを生成する。そして、ＲＦＩＤタグ２１１は、チップ４０１内の記憶回路に格納されたタグＩＤと受信したコマンドデータの一部に含まれるタグＩＤとを照合する。それらのタグＩＤが一致した場合は、変調回路（不図示）を動作させて変調信号を生成し、タグアンテナ４０２を介してリーダアンテナ３０１に送信する。
【００２７】
このとき、ＲＦＩＤタグ２１１内のタグアンテナ４０２と電磁界結合する位置に足２０５が存在すると、ＲＦＩＤタグ２１１から送信した変調信号が、リーダアンテナ３０１に届く前に弱められてしまう。つまり、リーダアンテナ３０１が受信する受信信号の強度が、それぞれのＲＦＩＤタグ２１１に対する足２０５の有無および位置に応じて細かく変化する。
【００２８】
（電磁界結合の強度）
ここで、上記のように応答信号の信号強度が変化するのは、足２０５とＲＦＩＤタグ２１１のタグアンテナとが電磁界結合するためである。そこで、以下では、足２０５、ＲＦＩＤタグ２１１およびリーダアンテナ３０１の位置関係について詳細に説明を行う。
【００２９】
電磁界結合の強度を示す結合係数については、電磁界シミュレータにより評価可能である。また、タグアンテナ４０２とリーダアンテナ３０１との間の無線信号の波長をλとすると、波源（例えば、アンテナ）からの距離がλ／２π（πは円周率）より近い領域をリアクティブ近傍界（reactive near-field）、距離がλ／２πより遠く、かつ、λより近い領域を放射近傍界（radiative near-field）、さらにこれら二つの領域を合わせて近傍界（near-field region）と称す。
【００３０】
この近傍界では、電磁界は複雑な様相を示し、準静電磁界、誘導電磁界、放射電磁界が各々無視しえない強度比で存在し、それらの合成された電磁界のベクトルも空間的、時間的に様々に変化する。一例として波源を微小ダイポールアンテナとした場合に、このアンテナが形成する電界Ｅ［Ｖ／ｍ］と磁界Ｈ［Ａ／ｍ］を球座標系（γ、θ、φ）およびフェーザー表示で示すと、式（１）〜式（４）で示すことができる。
【００３１】
【数１】
2015016077.tif 000003
【００３２】
【数２】
2015016077.tif 000004
【００３３】
【数３】
2015016077.tif 000005
【００３４】
【数４】
2015016077.tif 000006
【００３５】
ここで、上記式（１）〜式（４）では、微小ダイポールアンテナに蓄えられる電荷をｑ［Ｃ］、アンテナの長さをｌ［ｍ］、波長をλ［ｍ］、波源から観測点までの距離（アンテナ間距離）をγ［ｍ］とした。また、πは円周率、εは誘電率、μは透磁率である。この式（１）〜式（４）の中で、１／γ3に比例する項が準静電磁界、１／γ2に比例する項が誘導電磁界、１／γに比例する項が放射電磁界を示している。これらの電磁界成分は、各々距離γに対する依存性が異なるため、距離γに依存してその相対強度が変化する。
【００３６】
アンテナ間距離γが大きくなると、各々の電界強度が小さくなり、さらに各々の成分比も変化する。例えば、γ＜λ／２πの領域では準静電界、誘導電界、放射電界の順に電界強度が強く、γ＞λ／２πの領域では準静電界、誘導電界、放射電界の順に電界強度が弱くなる。さらに、γ＞λの領域では準静電界と誘導電界の寄与は極めて小さくなり、γ＞２λの領域となる遠方界ではほぼ放射電界成分のみとなる。一方で、γ＜λの領域では準静電界と誘導電界の寄与が十分残っており、さらにγ＜λ／２πのリアクティブ近傍界では準静電界と誘導電界が大きな寄与を占める。また、式（１）〜式（４）に見られるように放射電界と比較して、準静電磁界と誘導電磁界はθ方向成分以外にγ方向成分とφ方向成分を有しており、多様な方向の成分を有している。
【００３７】
一般的に、アンテナから空間中に放射されて伝搬する放射電磁界と比較して、このようにリアクティブ近傍界ではアンテナ近傍に留まる準静電磁界と誘導電磁界が支配的であり、さらに絶対的な電磁界強度も強い。放射近傍界では、一般的に、絶対的な電磁界強度は波源からの距離が長くなればなるほど弱くなる。また、準静電磁界と誘導電磁界の相対強度は弱まり、放射電磁界の相対強度が強くなる。以上の通り、近傍界では準静電磁界と誘導電磁界が存在し、これらの電磁界により、リーダアンテナ３０１とタグアンテナ４０２の間の結合やタグアンテナ４０２と足２０５の間の結合を生じる。
【００３８】
足２０５がある場合には足２０５とタグアンテナ４０２が結合回路を形成するため、足２０５が無い場合と比較してタグアンテナ４０２の共振周波数や、タグアンテナ４０２の給電点インピーダンスが変化する。タグアンテナ４０２は、自由空間において交信に使用する信号の周波数で共振し、給電点インピーダンスも調整されていて、受信感度が最大となるように作成されているため、上記の変化は受信感度を下げ、さらにＲＦＩＤリーダ２０２に反射信号を送る際のタグアンテナ４０２の動作にも悪影響を与える。その結果、ＲＦＩＤタグ２１１が反射する信号の送信出力が低下する。したがって、タグが十分な強度の反射電磁界を生成できなくなる。その結果、ＲＦＩＤリーダ２０２に届く反射電磁界の強度や位相はタグの共振周波数変化などに伴い大きく変化する。足２０５が近い場合には、足２０５が遠い場合と比較してＲＦＩＤタグ２１１からの反射電磁界の強度や位相が大きく変化するため、ＲＦＩＤリーダ２０２は足２０５の位置を検出できる。即ち、足２０５の位置によるタグアンテナ４０２の動作特性の変化が生じた結果、ＲＦＩＤリーダ２０２はＲＦＩＤタグ２１１からの反射信号の強度や位相変化を検出することができ、その検出結果から足の位置を検出することができる。
【００３９】
また、足跡検出システム２００では、ＲＦＩＤシステムをベースとしており、ＲＦＩＤタグ２１１が固有のＩＤ（タグＩＤ）を持っており、そのタグＩＤを元に多元接続が可能である。したがって、ＲＦＩＤタグ２１１のタグＩＤと足２０５を配置する場所とをひも付けておけば、出力信号強度の弱いＲＦＩＤタグ２１１のタグＩＤから、足２０５の有る場所を特定できる。一方で、足２０５がない場合、ＲＦＩＤタグ２１１はＲＦＩＤリーダ２０２からの信号に応答し、ＲＦＩＤリーダ２０２はＲＦＩＤタグ２１１のタグＩＤを読み取ることができる。足２０５がない場合には、通常の反射電磁界の強度でＲＦＩＤタグ２１１のタグＩＤが読めるため、足２０５がないことを検出できる。さらに読めたＲＦＩＤタグ２１１のタグＩＤから、足２０５の無い場所を特定できる。
【００４０】
なお、ここでは主としてタグアンテナ４０２の共振周波数が無線通信周波数とずれることによる、信号強度の変化を検出する方式について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。共振周波数がずれるならば、リーダが法律上許されている範囲内で無線通信周波数を掃引し、共振周波数のずれを検知することにより、足の有無を検知してもよい。また、共振周波数前後では位相が大きく変化する。したがって、位相変化を観察することによっても足の有無を検知できることは言うまでもない。
【００４１】
なお、足跡検出システム２００は、距離Ｌ１がＬ１≦λ／２πの関係を満たす。足２０５がタグアンテナ４０２の周波数特性に影響を与える際、第１の距離Ｌ１がＬ１≦λ／２πの関係を満たすリアクティブ近傍界の範囲内に位置する場合には、Ｌ１＞λ／２πの放射近傍界の場合と比較してタグアンテナ４０２が形成する電磁界の強度は強くなる。さらにアンテナ近傍に留まる準静電磁界と誘導電磁界の寄与が相対的に大きくなり、放射電磁界の寄与は小さくなる。したがって、足跡検出システム２００では、足２０５とタグアンテナ４０２の結合が強くなる。その結果、足２０５の存在によるタグアンテナ４０２の動作特性への影響が大きくなる。したがって、足跡検出システム２００は、ＲＦＩＤタグ２１１からＲＦＩＤリーダ２０２へ送信される反射電磁界の変化も大きくなり、外乱やノイズに強い足跡検出システムとなり、誤検知を抑制できる。
【００４２】
また、足跡検出システム２００は、見通し距離Ｌ２がＬ２≦λ／２πの関係を満たす。このように、見通し距離Ｌ２がＬ２≦λ／２πの関係を満たすことで、足跡検出システム２００は、見通し距離Ｌ２がＬ２＞λ／２πの場合と比較してアンテナ近傍に留まる準静電磁界と誘導電磁界の寄与が相対的に大きくなり、リーダアンテナ３０１とタグアンテナ４０２との結合が強くなる。したがって、足跡検出システム２００では、ＲＦＩＤリーダ２０２とＲＦＩＤタグ２１１の間の交信も外乱やノイズを受けにくくなる。これにより、足跡検出システム２００は、外乱やノイズを受けにくい足跡検出システムを実現することができる。また、準静電磁界と誘導電磁界、放射電磁界の電磁界成分が十分な強度で混在し、かつベクトルの方向も時間的に様々に変化するため、足跡検出システム２００は、リーダアンテナ３０１とタグアンテナ４０２の相対的な向きの自由度を向上させることができる。
【００４３】
さらに足跡検出システム２００では、Ｌ２≦λ／２πの関係を満たすことにより、リーダアンテナ３０１とＲＦＩＤタグ２１１との間の見通し距離は、ＲＦＩＤ規格の周波数の一つであるＵＨＦ帯では約０．０５ｍ以下、２．４ＧＨｚ帯では約０．０２ｍ以下となる。したがって、足跡検出システム２００によれば、リーダアンテナ３０１とＲＦＩＤタグ２１１の間に広い空間を必要としない。
【００４４】
また、リーダアンテナ３０１として電波の放射の少ない開放形伝送線路を用いることで、開放形伝送線路周囲に生じる準静電磁界と誘導電磁界を通して、リーダアンテナ３０１とタグアンテナ４０２とを電磁界結合させて結合回路を形成する。即ち、開放形伝送線路を近傍界で動作する進行波型アンテナとして用いている。この構成により、リーダアンテナ３０１とＲＦＩＤタグ２１１との間に広い空間を必要としなくなる。また、リーダアンテナ３０１とタグアンテナ４０２との間の交信が結合回路を通じて近距離で行われるため、マルチパス現象の発生と、リーダアンテナ３０１と足２０５を配置する場所との間にモノが入るといったことによる誤検知を抑制することができる。さらに、リーダアンテナ３０１として整合終端された開放形伝送線路を用いるため、アンテナ中を伝搬する電磁波の主たる成分は定在波を生じず、進行波として整合終端まで伝搬する。ここで、定在波を生じないとは、厳密には十分定在波が小さいことを意味しており、通常、定在波比が２以下、望ましくは１．２以下の値であることを意味する。
【００４５】
伝送線路の終端が十分な精度で整合している場合、あるいは、伝送線路中を伝わる電磁波が終端付近で十分減衰している場合に、伝送線路内に大きな定在波が生じずに進行波が主成分となる。そして、このような伝送線路における電磁界分布を利用することにより進行波アンテナを形成することができる。さらに、この線路周辺の空間に形成される電磁界は放射電磁界が相対的に少なく、静電磁界と誘導電磁界が主たる成分となっている。これら、静電磁界と誘導電磁界の電磁界強度は、放射電磁界の強度より強く、リーダが同一の出力で動作していても、ＲＦＩＤタグ２１１が得られる電磁界強度は強くなる。換言すれば、タグの動作を保証しながらも、周囲に放射電磁界をまきちらさない環境を形成できる。
【００４６】
本実施の形態に記載する開放形伝送線路からなる進行波型アンテナの場合、アンテナ近傍でも、電磁界分布に節のような変化しない部分が無く、至るところ、常に変化している。したがって、近傍界においてもアンテナに沿った定在波に伴う電磁界の不均一がないため、ＲＦＩＤタグ２１１のタグＩＤを読み取れないエリアができない。即ち、リーダアンテナ３０１とタグアンテナ４０２の配置の自由度が向上する。
【００４７】
また、この進行波を信号として、リーダアンテナ３０１とタグアンテナ４０２との間の電磁界結合を通じて交信するため、共振型アンテナと異なり、不感領域ができず、使用に支障を生じることがない。したがって、開放形伝送線路周囲に生じる準静電磁界と誘導電磁界の強度がＲＦＩＤタグ２１１を動作させるに十分大きい範囲内で伝送線路を波長に無関係に延伸することにより、カバーエリアを広く取ることができる。即ち、足跡検出システム２００では上記の開放形伝送線路を使用することで、電力の放射損を抑制し、カバーエリアの拡大が容易になる。
【００４８】
なお、ここでいう開放形伝送線路は、基本的に放射を抑制して線路長手方向に電磁波を伝送することを目的とした伝送線路であって、開放形のものを指す。例としては、平衡二線型伝送線路やそれに類似の伝送線路、マイクロストリップライン、コプレーナライン、スロットラインなどの伝送線路とそれらの伝送線路の変形であるグラウンデッドコプレーナ線路やトリプレート線路等が挙げられる。また、メッシュ状の導体部とシート状の導体部とに挟まれる狭間領域とメッシュ状の導体部側外側の浸出領域とにおいて電磁場を変化させて信号を伝達する面状に広がるアンテナも条件によっては利用することが可能である。
【００４９】
例えば、リーダアンテナ３０１は、グランデッドコプレーナ線路を開放形伝送線路として用いた進行波アンテナであってもよい。マイクロストリップ線路を用いた場合と比較して、コプレーナ線路はより表面に電界分布が誘起されやすく、その分リーダアンテナ３０１とタグアンテナ４０２とが電磁界結合しやすくなる。リーダアンテナ３０１からタグアンテナ４０２までの見通し距離Ｌ２は、グランド導体を跨いで見通し可能な領域におけるリーダアンテナ３０１からタグアンテナ４０２の間の距離となる。
【００５０】
また例えば、リーダアンテナ３０１として平衡二線式伝送線路を用いてもよい。つまり、平衡二線式伝送線路として２本の銅線により構成したフィーダー線を開放形伝送線路として用い、この伝送線路を進行波アンテナとして用いてもよい。フィーダー線がＲＦＩＤタグ２１１の側方に配置され、フィーダー線の内部には、２本の銅線が設けられる。この場合、ＲＦＩＤタグ２１１の向きおよびフィーダー線に対するＲＦＩＤタグ２１１の相対位置は極めて自由に設定できる。複数個のＲＦＩＤタグ２１１を一つのフィーダー線で読み取ることも可能である。また、リーダアンテナとして用いられるフィーダー線は伝送線路を基本とするため、インピーダンス整合さえ守れば複数本を直列、並列に接続することは可能である。
【００５１】
また、リーダアンテナ３０１としてコプレーナスロットラインをメアンダ状に配置してもよい。つまりコプレーナスロットラインを、足跡検出シート２０１の表面に所定の曲がり周期をもって形成してもよい。
【００５２】
リーダアンテナ３０１として、メッシュ状に広がるアンテナを利用してもよい。リーダアンテナ３０１は、メッシュ状の導体部とシート状の導体部とに挟まれる狭間領域とメッシュ状の導体部側外側の浸出領域とにおいて電磁場を変化させて信号を伝達するように形成される。メッシュ状に形成されたリーダアンテナ３０１の裏面にグランド導体を形成すればよい。
【００５３】
また、ＲＦＩＤタグ２１１として、半導体チップを組み込んだタグを前提に説明したが、チップレスＲＦＩＤタグも使用できる。チップレスＲＦＩＤタグは、例えば複数の各々異なる共振周波数の共振器を内蔵し、その共振周波数の組合せをリーダが検知することにより数ビットのＩＤ番号を無線で読み取れるタグである。  上述のような構成の足跡検出シート２０１を足跡検出に用いることにより、以下のような効果を得ることができる。
【００５４】
１．防水性
例えば、雨の日には足跡検出シート２０１に防水性のあるシートをかぶせて用いることができる。そのようにしても、足の検出精度は落ちることはない。また、ＲＦＩＤタグ２１１の表面に結露などの微量の水分がつくと予測できる場合は足との間の結合係数等を調整することにより、微量の水分の影響を排除することも可能である。
【００５５】
２．反応精度
水分を含まない金属や無機物に反応しないため、杖や車いすなどの影響を排除できる。一方で、赤ちゃん・小動物など軽い物にも反応するため、他の機構に比べて検出精度が高い。
【００５６】
３．生産効率
複雑な回路を形成したりする必要が無いため、他の機構に比べて、面積の広い足跡検出シートの生産性を向上させることができる。
【００５７】
４．センサから足までの距離に、出力が依存するため、靴底の厚さを検出できる。つまり、より精度良くペアリングを行なうことができ、同じ主体の歩行軌跡を高精度に求めることができる。
【００５８】
（情報処理装置の構成）
図５は、情報処理装置２０３の構成を示すブロック図である。情報処理装置２０３は、通信制御部５０１、足検出データ受信部５０２、足検出データ記憶部５０３、足属性情報導出部５０４、ＲＦＩＤタグデータベース５０５、足跡モデルデータベース５０６、足跡属性データベース５０７、ペアリング足跡形状位置判定部５０８、同主体足跡検索部５０９とを含む。また、情報処理装置２０３は、さらに、表示画像生成部５１０を含み、表示装置５２０に接続されている。
【００５９】
足検出データ受信部５０２は、通信制御部５０１を介してＲＦＩＤリーダ２０２から、足検出データを受信する。足検出データは、上述したとおり多値データであり、ＲＦＩＤタグ２１１に対してどれぐらい離れて足を検出したかを示すデータである。足検出データ受信部５０２は、受信した足検出データを足検出データ記憶部５０３に記憶する。図６は、足検出データ記憶部５０３に記憶された足検出データの一例を示す図である。
【００６０】
足属性情報導出部５０４は、足跡領域抽出部５４１、前後判定部５４２、左右判定部５４３、および足跡種別判定部５４４を含む。足跡領域抽出部５４１は、足検出データ記憶部５０３に記憶された足検出データと、ＲＦＩＤタグデータベース５０５に記憶された、ＲＦＩＤタグ毎の位置情報とを参照する。図７は、ＲＦＩＤタグデータベース５０５に記憶されたＲＦＩＤタグ毎の位置情報の一例を示す図である。
【００６１】
そして、足跡領域抽出部５４１は、どの位置で、どのような足検出データが観測されたかをマッピングし、連続したＲＦＩＤタグで足を検出した場合には、それらのＲＦＩＤタグが形成する領域を足跡領域として抽出する。
【００６２】
次に、前後判定部５４２は、抽出した足跡領域において、足検出データの分布に基づいて、足の前後方向を判定する。また、左右判定部５４３も同様に、足検出データの分布に基づいて、足の左右別を判定する。具体的には、図３に示したとおり、足２０５の先端部では一般的に靴底が薄く、足２０５とＲＦＩＤタグ２１１との距離が近いため、信号強度の低下（足検出データ）が最大となる。そこで、図８のように、複数の連続したＲＦＩＤタグ２１１で、信号強度が弱くなることにより足２０５の存在を検知すると、それらのＲＦＩＤタグ２１１の位置から、縦長領域を抽出し、より信号強度の低下が顕著な端部を、足２０５の前方と判定する。また、足２０５が完全に覆い被さっているＲＦＩＤタグ２１１の出力（最小出力値）から靴底の厚みを推定できる。
【００６３】
一方、抽出した縦長領域において、縦方向中部には足２０５の土踏まずがあると推定できる。つまり足の横方向外側の方が内側に比べて、足２０５とＲＦＩＤタグ２１１との距離が近いため、信号強度の低下が大きくなる。そこで、左右判定部５４３は、図８のように、縦長領域の縦方向中部では、横方向の信号強度を比較し、より信号強度の低下が顕著な側が、足の外側と判断する。これにより、縦長領域の縦方向中部の右側に左側よりも大きな信号強度の低下があれば、右足の足跡と判断でき、逆に、縦長領域の縦方向中部の左側に左側よりも大きな信号強度の低下があれば、左足の足跡と判断できる。一方、かかと部は、通常、厚みが最もあり安定したセンサ出力が困難である。一方で、かかと部まではっきり信号強度の低下があれば、素足またはサンダルなどの踵の低い靴だと推定できる。信号強度が弱くなったＲＦＩＤタグ２１１の領域が小さい場合には、ハイヒールまたは子供の足と判定でき、さらに、その歩幅から、ハイヒールおよび子供の足跡のいずれかを判定できる。例えば、図９のように、足検出データの値に応じて、マッピングすることにより、前後、左右を判定することができる。特に、図９のようなマッピングによれば、足検出データの値が高い部分が固まっている部分が、前方にあたり、Ｃを描く場合には、空いた側が足の内側にあたる。これによれば、図９において、領域９０１は、図中、下方向に進む左足の足跡であり、領域９０２は、その次の右足の足跡であることが分かる。また、これらの足跡は、図１０に示すように等高線表示を行なうこともできる。この表示は、各ＲＦＩＤタグ２１１の中心に足検出データを垂直方向に立体マッピングして、同じ値の平面で複数切った場合の等高線画像である。このような等高線画像を用いて、足跡の属性を導いてもよい。
【００６４】
図５に戻ると、次に、足跡種別判定部５４４が、足跡モデルデータベース５０６を参照しつつ、足跡の種別を判定する。ここでの足跡種別とは、足跡の中心位置、足の正確な形状および大きさ、靴の種別などを含む。図１１は、足跡モデルデータベース５０６の一例を示す図である。図１２に示すとおり、裸足、ビーチサンダル、革靴などの状態に応じて、足検出データが表わしている、「タグ中心から足中心までの距離」が異なる。例えば、はだしであって、タグ中心と足中心とが一致していれば、足検出データは大きな値となり、タグ中心が足中心からずれてもある程度は大きな値を維持する。逆に革靴など底の厚い靴であれば、タグ中心と足中心が一致していても足検出データはそれほど大きな値とはならず、足中心がタグ中心からはなれると急激に足検出データが小さくなる。一方、図１３に示すように、ビーチサンダル１３０１を履いていれば、タグから足までの距離が一定のため、裸足とほぼ同じ曲線で変化する。つまりタグ中心と足中心とが一致していれば、足検出データは裸足よりも少し小さな値であるが、タグ中心が足中心からずれてもある程度はその値を維持する。
【００６５】
このように、複数のＲＦＩＤタグ２１１の足検出データから、足中心位置までの距離をそれぞれ導き、その距離を用いてＲＦＩＤタグ２１１の中心から円を複数描いた場合に、最も交点の集中度が高いモデルを検出し、そのときの交点を足中心位置として検出する。このような方法により、非常に正確に足の属性を求めることができる。なお、このような足跡モデルのデータは、タグの形状や密度や属性に応じて変化する。すなわち、足跡検出シートの種類に応じた適正な足跡モデルデータベース５０６を選択する必要がある。
【００６６】
タグの感度が等方性の場合はタグ中心と足中心間の距離のみを用いればよい。一方、非等方性の場合、例えば、楕円の場合では、x軸方向とｙ軸方向それぞれに対し足跡モデルデータベースをあらかじめ作成しておくことで、複数のＲＦＩＤタグ２１１の足検出データから、足中心位置までの距離をx軸方向とｙ軸方向のそれぞれ導く。そして、その距離を用いてＲＦＩＤタグ２１１の中心からだ円を複数描いた場合に、最も交点の集中度が高いモデルを検出し、そのときの交点を足中心位置として検出する。また、タグの感度が円や楕円で近似できない場合でも、センサ中心から足中心が（ｘ、ｙ）離れた場合の足検出データの足跡モデルデータをあらかじめ作成しておき、ＲＦＩＤタグ２１１ごとの足検出データから、足中心位置の候補（ｘ、ｙ）をプロットする。そして、最も交点の集中度が高いモデルを検出し、そのときの交点を足中心位置として検出することができる。これにより、足中心位置と足跡モデル（靴タイプ）との両方を高精度に判定することができる。
【００６７】
図５に戻ると、足属性情報導出部５０４で導出した足跡属性情報を足跡属性データベース５０７に記憶する。図１４は、足跡属性データベース５０７の内容を示す図である。足跡属性データベース５０７は、足跡ＩＤに対応して、その足跡が付けられた時刻、位置、形状特徴量、左右別、前後、靴底厚さなどを記憶する。
【００６８】
一方、ペアリング足跡形状位置判定部５０８では、一つの足跡に対して、同一主体がつけた連続する足跡の形状、位置、タイミングを求める。例えば、図１５に示すように、リファレンスとして、左足の足跡を見つければ、それから０.１−１秒以内に１ｍ以内の場所に、左足と左右対称の形状の足跡であって同一の靴底厚さのものを求める。そして同主体足跡検索部５０９は、求めた属性の足跡がないかを足跡属性データベース５０７を用いて検索する。このとき、同一主体の足跡属性データ（足跡ペア）が見つかれば、足跡属性データベース５０７において、同一の足跡主体として管理する。
【００６９】
これにより、同一主体の連続する足跡を見つけ出すことができる。表示画像生成部５１０は、検出した足跡ペアに基づいて、足跡検出シート上における主体の動きを算出し、それらの足跡画像を生成することにより、図１６に示すように表示装置５２０に、同一主体による歩行軌跡５２１を表示することができる。また、表示画像生成部５１０は、検出した足跡ペアに基づいて、足跡検出シート２０１上を歩行した主体の数５２２をカウントして表示してもよい。表示画像生成部５１０は、混雑度判定手段としても機能し、足跡ペアに基づいて、歩行者数や滞在者数を算出し、足跡検出シート２０１上における歩行者の混雑度５２３を判定し表示してもよい。
【００７０】
表示画像生成部５１０は、滞在検出手段としても機能し、さらに足跡ペアに基づいて、足跡検出シート２０１上において滞在している主体５２４の数、位置、向きを検出し表示してもよい。
【００７１】
（処理の流れ）
図１７は、本実施形態に係る足跡検出システム１００の処理の流れを説明するシーケンス図である。ステップＳ１７０１においてＲＦＩＤリーダ２０２は、シート上の全ＲＦＩＤタグ２１１に対してタグＩＤを送信する。ステップＳ１７０２において各ＲＦＩＤタグ２１１は、タグＩＤの照合処理を行ない、受信したＩＤと記憶していたＩＤとが合致すれば、ＲＦＩＤリーダ２０２に応答する。ステップＳ１７０３においてＲＦＩＤリーダ２０２は、受信した信号強度から足検出データを生成する。次に、ＲＦＩＤリーダ２０２は、情報処理装置２０３に対して、タグＩＤと足検出データとを紐付けて送信する。情報処理装置２０３は、受信した足検出データに基づいて、足跡検出処理を行ない（Ｓ１７０７）、さらに足跡の表示処理を行なう（Ｓ１７０９）。
【００７２】
図１８は、Ｓ１７０７の足跡検出処理の詳しい流れを説明するための図である。まず、ステップＳ１８０１において、足検出データを受信すると、次に、ステップＳ１８０３において、足跡領域抽出部５４１が、足跡が存在する蓋然性の高い領域を抽出する。そして、ステップＳ１８０５において、前後判定部５４２が足跡領域の足検出データの分布に基づいて、足跡の前後を判定する。ステップＳ１８０７においては、左右判定部５４３が足跡領域の足検出データの分布に基づいて、足跡の左右を判定する。さらにステップＳ１８０９において、足跡種別判定部５４４が、足跡領域の足検出データの分布と足跡モデルのデータに基づいて、足跡の種別を判定する。ステップＳ１８１１において、同主体足跡検索部５０９が、足跡ペアを検索する。
【００７３】
以上、本実施形態によれば、より正確かつ効果的に足跡検出シート上の足跡の軌跡を導き出すことが可能となる。
【００７４】
［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【００７５】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する足跡検出プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2015016077.tif 000022
【図１７】
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【図１８】
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