(57)【要約】【課題】  ビーコンモジュールとの通信により導出される位置情報の精度を向上させる。【解決手段】  複数のビーコンモジュールと携帯端末１１０とを有する測位システムであって、携帯端末１１０は、携帯端末１１０を携行するユーザの動作状況を判定するための動作状況データを算出する動作状況判定部２２１と、動作状況判定部２２１により算出された動作状況データに基づいて判定された前記ユーザの動作状況に応じたビーコンモジュールを選択的に探索するビーコン探索部２２２と、ビーコン探索部２２２により探索された前記ビーコンモジュールより送信された応答信号に基づいて、前記ユーザの位置情報を導出する位置情報導出部２２３とを有する。【選択図】図２
2015121482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のビーコンモジュールと通信装置とを有する測位システムであって、
前記通信装置は、
前記通信装置を携行するユーザの動作状況を判定するための動作状況データを算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された動作状況データに基づいて判定された前記ユーザの動作状況に応じたビーコンモジュールを選択的に探索する探索手段と、
前記探索手段により探索された前記ビーコンモジュールより送信された応答信号に基づいて、前記ユーザの位置情報を導出する導出手段と
を有することを特徴とする測位システム。
【請求項２】
前記探索手段は、前記動作状況データが所定の条件を満たすと判定したタイミングで、前記ビーコンモジュールを選択的に探索することを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項３】
前記動作状況データは、前記ユーザの歩行状態における進行速度と回転速度とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の測位システム。
【請求項４】
前記探索手段は、前記動作状況データに基づいて判定された前記ユーザの動作状況に応じたアクセスコードを含む探索信号を送信することで、前記ビーコンモジュールを選択的に探索することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測位システム。
【請求項５】
前記探索手段は、前記動作状況データに基づいて判定された前記ユーザの動作状況に応じて、電波強度の異なる探索信号を送信することを特徴とする請求項４に記載の測位システム。
【請求項６】
前記ビーコンモジュールは、設置場所に応じたアクセスコードを含む探索信号を受信した場合に、該探索信号を送信する携帯端末に、該探索信号に対する応答信号を送信することを特徴とする請求項４または５に記載の測位システム。
【請求項７】
前記ビーコンモジュールは、前記動作状況データが所定の条件を満たすと判定される場所に設置されることを特徴とする請求項６に記載の測位システム。
【請求項８】
前記ビーコンモジュールの設置場所には、分岐のない通路、通路の分岐位置、階段の踊り場、エレベータの中、エレベータの前、部屋の入り口、受け付け台の前のいずれかが含まれることを特徴とする請求項７に記載の測位システム。
【請求項９】
複数のビーコンモジュールと通信する通信装置のコンピュータに、
前記通信装置を携行するユーザの動作状況を判定するための動作状況データを算出する算出工程と、
前記算出工程において算出された動作状況データに基づいて判定された前記ユーザの動作状況に応じたビーコンモジュールを選択的に探索する探索工程と、
前記探索工程において探索された前記ビーコンモジュールより送信された応答信号に基づいて、前記ユーザの位置情報を導出する導出工程と
を実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
前記探索工程は、前記動作状況データが所定の条件を満たすと判定したタイミングで、前記ビーコンモジュールを選択的に探索することを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
前記探索工程は、前記動作状況データに含まれる進行速度と回転速度とに基づいて、前記動作状況データが所定の条件を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
【請求項１２】
前記探索工程は、前記進行速度と回転速度とに従って、電波強度の異なる探索信号を送信することを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１３】
前記探索工程は、前記動作状況データに応じたアクセスコードを含む探索信号を送信することで、前記ビーコンモジュールを選択的に探索することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して位置情報サービスを提供する装置として、カーナビゲーション装置やスマートフォンなどの通信装置が普及している。
【０００３】
しかしながら、ＧＰＳの場合、衛星電波を利用するため、屋内や地下といった電波の届かない場所では、当該ＧＰＳを利用する装置が位置情報サービスを提供できないといった問題がある。
【０００４】
一方で、このような問題に対応可能な装置として、例えば、特許文献１及び２等では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）による通信を行うビーコンモジュールを屋内に設置し、該ビーコンモジュールから設置場所を示す情報を含む信号を受信することで、ユーザの位置情報を導出する通信装置が提案されている。
【０００５】
図１３は、ビーコンモジュールとの通信によりユーザの位置情報を導出することが可能な構成を模式的に示した図である。図１３に示す構成によれば、通信装置を携行するユーザがビーコンモジュールの設置場所を通過すると、ビーコンモジュールの設置場所の情報（図１３の例では、座標（Ｘ，Ｙ）＝（４７，６３）または（６７，４３））を含む信号が通信装置に送信されることとなる。これにより、当該情報に基づいて通信装置では、ユーザの現在位置を示す位置情報を導出することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ビーコンモジュールから送信される信号は、一般に、屋内においては反射や干渉を繰り返しながら進む。このため、信号の到達範囲は、ビーコンモジュールの設置場所によって変化し、また、設置場所が同じであっても、時間によって変化する。
【０００７】
図１４は、ビーコンモジュールから送信される信号の、屋内における実際の到達範囲を模式的に示した図である。図１４に示すように、実際に送信される信号の到達範囲は、隣接するビーコンモジュール間においてその境界が不明確となるため、受信した信号に基づいて通信装置によって導出される位置情報の精度にも限界が生じる。
【０００８】
このようなことから、屋内に設置されたビーコンモジュールとの通信により、位置情報を導出するにあたっては、更なる精度の向上が必要である。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ビーコンモジュールとの通信により導出される位置情報の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態に係る測位システムは、以下のような構成を有する。すなわち、
複数のビーコンモジュールと通信装置とを有する測位システムであって、
前記通信装置は、
前記通信装置を携行するユーザの動作状況を判定するための動作状況データを算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された動作状況データに基づいて判定された前記ユーザの動作状況に応じたビーコンモジュールを選択的に探索する探索手段と、
前記探索手段により探索された前記ビーコンモジュールより送信された応答信号に基づいて、前記ユーザの位置情報を導出する導出手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の各実施形態によれば、ビーコンモジュールとの通信により導出される位置情報の精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る測位システムの構成を示す図である。
【図２】測位システムを構成する携帯端末のハードウェア構成を示す図である。
【図３】携帯端末の装着状態及び携帯端末が有する各センサの検知方向を示す図である。
【図４】ビーコンモジュールの設置場所を示す図である。
【図５】ビーコンモジュールの設置場所において、ユーザが行う特徴的な動作をまとめた図である。
【図６】探索信号の送信タイミングを説明するための図である。
【図７】携帯端末の記憶装置に格納されるレイアウトデータの一例を示す図である。
【図８】携帯端末の記憶装置に格納される動作−アクセスコードテーブルの一例を示す図である。
【図９】携帯端末の記憶装置に格納される動作−閾値テーブルの一例を示す図である。
【図１０】携帯端末が有するセンサのセンサ信号の一例を示す図である。
【図１１】動作状況判定部による動作状況判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】ビーコン探索部及び位置情報導出部による、ビーコン探索及び位置情報導出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】ビーコンモジュールとの通信により位置情報を導出する構成を模式的に示した図である。
【図１４】ビーコンモジュールから送信される信号の、屋内における実際の到達範囲を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１４】
［第１の実施形態］
＜１．測位システムの説明＞
はじめに、本実施形態に係る測位システムの全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る測位システム１００の全体構成を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、測位システム１００は、携帯端末（通信装置）１１０と複数のビーコンモジュール１２０とを備える。
【００１６】
携帯端末１１０は、ユーザに装着されることで携行され、携帯端末１１０を携行するユーザの動作状況を判定するのに用いられるセンサを内蔵する。
【００１７】
また、携帯端末１１０には、測位アプリケーション（詳細は後述）がインストールされている。測位アプリケーションは、内蔵されたセンサにより検知されたセンサ信号に基づいてユーザの動作状況を判定するための動作状況データを算出し、算出した動作状況データが所定の条件を満たす場合に、探索信号をブロードキャスト送信する。
【００１８】
また、ブロードキャスト送信した探索信号に応じて、ビーコンモジュール１２０より応答信号が送信された場合に、これを受信する。また、受信した応答信号に含まれる情報に基づいて、携帯端末１１０が装着されたユーザの現在位置の位置情報を導出する。更に、導出した位置情報をユーザに報知する。
【００１９】
ビーコンモジュール１２０は、屋内の所定の場所（例えば、分岐のない通路の途中や、Ｔ字路及び十字路、階段の踊り場、エレベータ内、エレベータ前の通路、部屋の中、カウンタ（受け付け台）近傍等）に設置される。
【００２０】
ビーコンモジュール１２０では、携帯端末１１０より、自装置の設置場所に応じた探索信号を受信した場合に、当該携帯端末１１０に対して応答信号を送信する。なお、応答信号には、ビーコンモジュール１２０の設置場所を示す情報が含まれているものとする。
【００２１】
なお、本実施形態において、携帯端末１１０とビーコンモジュール１２０との間は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）により無線通信が行われるものとする。
【００２２】
＜２．携帯端末の説明＞
次に、測位システム１００を構成する携帯端末１１０のハードウェア構成について説明する。図２は、携帯端末１１０のハードウェア構成を示す図である。
【００２３】
図２に示すように、携帯端末１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３、記憶装置２０４を備える。更に、加速度センサ２０５、角速度センサ２０６、地磁気センサ２０７、ユーザインタフェース部２０８、通信部２０９を備える。なお、携帯端末１１０の各部は、バス２１０を介して相互に接続されているものとする。
【００２４】
携帯端末１１０は、例えば、図３に示すように、ユーザ３００の腰部に装着されることで、ユーザ３００によって携行される。ただし、図３は、ユーザ３００による携帯端末１１０の一装着例にすぎず、ユーザが携帯端末１１０を携行可能であれば、携帯端末１１０の装着位置は、腰部に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００２５】
図２の説明に戻る。ＣＰＵ２０１は、記憶装置２０４に格納された、測位アプリケーション２２０を実行するコンピュータである。測位アプリケーション２２０は、動作状況判定部２２１とビーコン探索部２２２と位置情報導出部２２３とを有する。ＣＰＵ２０１が、測位アプリケーション２２０を実行することにより、動作状況判定部２２１では、検知したセンサ信号に基づいて、ユーザ３００が歩行状態にあるのか否かを判定する。また、ユーザ３００の動作状況を判定するための動作状況データを算出し、算出した動作状況データに基づいて、直進動作を行っているのか、一旦停止状態を行っているのか、右折または左折動作を行っているのかといった動作状況を判定する。なお、動作状況データの算出は、所定周期（例えば、１秒周期）で行うものとする。
【００２６】
ビーコン探索部２２２では、動作状況判定部２２１における判定結果に応じたビーコンモジュール１２０を選択的に探索するための探索信号をブロードキャスト送信する。更に、位置情報導出部２２３では、ブロードキャスト送信された探索信号に応じて、ビーコンモジュール１２０より応答信号を受信した場合に、当該応答信号に基づいて、携帯端末１１０を装着するユーザの現在位置を示す位置情報を導出する。更に、導出した位置情報をユーザインタフェース部２０８を介して、ユーザに報知する。
【００２７】
ＲＯＭ２０２は不揮発性メモリである。ＲＯＭ２０２は、記憶装置２０４に格納された測位アプリケーション２２０を、ＣＰＵ２０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する。具体的には、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラムなどを格納する。
【００２８】
ＲＡＭ２０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の主記憶装置である。ＲＡＭ２０３は、記憶装置２０４に格納された測位アプリケーション２２０がＣＰＵ２０１によって実行される際に展開される、作業領域として機能する。
【００２９】
記憶装置２０４は、測位アプリケーション２２０のほか、位置情報を導出する際に用いられる、オフィスのレイアウトデータ２３１を格納する。また、ユーザの動作状況と、探索信号に含めるアクセスコードとの関係を示す動作−アクセスコードテーブル２３２と、ユーザの動作状況を判定する際に用いられる動作−閾値テーブル２３３とを格納する。なお、レイアウトデータ２３１、動作−アクセスコードテーブル２３２、動作−閾値テーブル２３３の詳細は後述する。
【００３０】
加速度センサ２０５は、携帯端末１１０を装着するユーザ３００の加速度を検知し、センサ信号として加速度ベクトルを示す信号を出力する。角速度センサ２０６は、ユーザ３００の角速度を検知し、センサ信号として角速度ベクトルを示す信号を出力する。地磁気センサ２０７は、ユーザの磁気方位を検知し、センサ信号として磁気方位ベクトルを示す信号を出力する。
【００３１】
ここで、携帯端末１１０が有する各センサの検知方向について説明する。図３（ｂ）、（ｃ）は、携帯端末１１０が有する各センサが検知する検知方向を示す図である。図３（ｂ）は、加速度センサ２０５、地磁気センサ２０７が検知する検知方向を示している。図３（ｂ）に示すように、加速度センサ２０５、地磁気センサ２０７により、進行方向、鉛直方向、水平方向の加速度成分及び磁気方位成分がそれぞれ検知される。
【００３２】
また、図３（ｃ）のベクトルＡは、角速度センサ２０６により検知される角速度ベクトルを示している。ここで、矢印Ｂは、角速度の正方向を示している。
【００３３】
本実施形態では、角速度ベクトルＡの、図３（ｂ）に示す進行方向、鉛直方向、水平方向への射影を考え、それぞれ、進行方向の角速度成分、鉛直方向の角速度成分、水平方向の角速度成分という。
【００３４】
図２の説明に戻る。ユーザインタフェース部２０８には、携帯端末１１０に各種指示を入力したり、携帯端末１１０の内部状態を表示したりするための画面が含まれる。また、各種操作ボタン等が含まれる。
【００３５】
通信部２０９は、測位アプリケーション２２０による制御のもと、探索信号をブロードキャスト送信するとともに、ビーコンモジュール１２０より応答信号を受信する。
【００３６】
＜３．ビーコンモジュールの説明＞
次に、測位システム１００を構成するビーコンモジュール１２０について説明する。
【００３７】
＜３．１  ビーコンモジュールの設置場所＞
はじめに、ビーコンモジュール１２０の屋内における設置場所について説明する。図４は、ビーコンモジュール１２０の屋内における設置場所を示す図である。上述したとおり、ビーコンモジュール１２０は、ユーザの位置情報を導出するために設置される（つまり、ビーコンモジュール１２０は、ユーザの位置情報を導出すべき場所に設置される）。
【００３８】
ユーザの位置情報を導出すべき場所には、（ａ）単にユーザの位置情報が得られれば足りる場所と、（ｂ）ユーザの位置情報が、他のシステムの処理を制御するのに用いられ、精度の高い位置情報が求められる場所と、がある。なお、他のシステムの処理とは、例えば、ユーザの位置情報が、ナビゲーションシステムに適用される場合にあっては、ユーザが進むべき方向を報知する処理が挙げられる。あるいは、表示中のレイアウトデータの向きや大きさを切り替えたり、別のレイアウトデータに切り替えたりする処理等が挙げられる。
【００３９】
屋内において、ユーザの位置情報を導出すべき場所のうち、前者（（ａ））に属する場所としては、例えば、
・分岐のない通路
・部屋の中
等が挙げられる。
【００４０】
また、屋内において、ユーザの位置情報を導出すべき場所のうち、後者（（ｂ））に属する場所としては、例えば、
・Ｔ字路や十字路といった、通路の分岐位置
・階段やエレベータといった、フロアの境界位置
・部屋の入り口やカウンタ（受け付け台）といった、ユーザが何らかのアクションを起こす位置
等が挙げられる。
【００４１】
図４において、ビーコンモジュール４０１は、分岐のない通路に設置されたビーコンモジュールを、ビーコンモジュール４０２は、部屋の中に設置されたビーコンモジュールをそれぞれ示している。
【００４２】
また、ビーコンモジュール４０３は、通路の分岐位置に設置されたビーコンモジュールを、ビーコンモジュール４０４は、フロアの境界位置に設置されたビーコンモジュールをそれぞれ示している。更に、ビーコンモジュール４０５は、ユーザが何らかのアクション（例えば、ドアの開閉）を起こす位置に設置されたビーコンモジュールを示している。
【００４３】
＜３．２  ビーコンモジュールの設置場所とユーザの動作との関係＞
次に、ビーコンモジュールの設置場所と、ユーザの動作との関係について説明する。図４を用いて説明したビーコンモジュールの設置場所では、ユーザは、それぞれ特徴的な動作を行う。図５は、ビーコンモジュールの各設置場所において、ユーザが行う特徴的な動作をまとめた図である。
【００４４】
図５に示すように、分岐のない通路において、ユーザは、"直進動作"を行う。また、Ｔ字路や十字路といった、通路の分岐位置においては、ユーザは、"右折動作"または"左折動作"を行う。また、フロアの境界位置である階段の踊り場では、複数回の"右折動作"または"左折動作"を行う。更に、エレベータ内やエレベータ前の通路、部屋の入り口やカウンタでは、ユーザは、"一旦停止動作"を行う。
【００４５】
換言すると、ユーザがこれらの動作を行うタイミングは、対応するビーコンモジュールの設置場所に、ユーザがいるタイミングであるといえる。そこで、本実施形態に係る測位アプリケーション２２０では、ユーザがこれらの動作を行ったタイミングで探索信号をブロードキャスト送信し、ビーコンモジュールより応答信号を受信する構成としている。
【００４６】
このように、探索信号をブロードキャスト送信するタイミングを、ユーザの動作と関連付けて行うことで、ビーコンモジュール１２０より適切なタイミングで応答信号を受信することが可能となる。つまり、ビーコンモジュール１２０の設置場所において、当該ビーコンモジュール１２０の設置場所を示す情報を受信することが可能となるため、ビーコンモジュール１２０との通信により導出されるユーザの位置情報の精度も向上させることができる。
【００４７】
＜３．３  ビーコンモジュールの設置場所と探索信号の送信タイミングとの関係についての説明＞
次に、測位アプリケーション２２０による探索信号の送信タイミングについて更に詳説する。図６は、測位アプリケーション２２０による探索信号の送信タイミングを詳説するための図である。
【００４８】
このうち、図６（ａ）は、Ｔ字路にビーコンモジュール４０３が設置されている場合の、探索信号の送信タイミングを説明するための図である。図６（ａ）に示すように、ビーコンモジュール４０３から送信される応答信号は、範囲６０１に示す領域まで到達する。このため、ユーザが矢印６０２に示すように歩行動作を行ったとすると、従来のように任意のタイミングで探索信号をブロードキャスト送信させた場合、携帯端末１１０では、位置６０３において、ビーコンモジュール４０３からの応答信号を受信することとなる。つまり、従来の携帯端末では、Ｔ字路からずれた位置６０３にいる状態で、ユーザがＴ字路を通過したと認識することとなる。
【００４９】
これに対して、本実施形態のように、ユーザが右折動作を行ったタイミングで探索信号をブロードキャスト送信する構成とすると、携帯端末１１０では、位置６０４において、ビーコンモジュールからの応答信号を受信することとなる。つまり、本実施形態に係る測位アプリケーション２２０によれば、Ｔ字路の位置６０４において、ユーザがＴ字路を通過したと認識することができる。この結果、導出される位置情報の精度を向上させることが可能となる。
【００５０】
同様に、図６（ｂ）は、階段の踊り場にビーコンモジュール４０４が設置されている場合の、探索信号の送信タイミングを説明するための図である。図６（ｂ）に示すように、ビーコンモジュール４０４から送信される応答信号は、範囲６１１に示す領域まで到達する。このため、ユーザが矢印６１２に示すように歩行動作を行ったとすると、従来のように任意のタイミングで探索信号をブロードキャスト送信させた場合、携帯端末１１０では、位置６１３において、ビーコンモジュール４０４からの応答信号を受信することとなる。つまり、従来の携帯端末では、階段の踊り場からずれた位置６１３にいる状態で、ユーザが階段の踊り場を通過したと認識することとなる。
【００５１】
これに対して、本実施形態のように、ユーザが左折動作を行ったタイミングで探索信号をブロードキャスト送信する構成とすると、携帯端末１１０では、位置６１４において、ビーコンモジュールからの応答信号を受信することとなる。つまり、本実施形態に係る測位アプリケーション２２０によれば、階段の踊り場の位置６１４において、ユーザが階段の踊り場を通過したと認識することができる。この結果、導出されるユーザの位置情報の精度を向上させることが可能となる。
【００５２】
同様に、図６（ｃ）は、エレベータ前にビーコンモジュールが設置されている場合の、探索信号の送信タイミングを説明するための図である。図６（ｃ）に示すように、ビーコンモジュール４０４から送信される応答信号は、範囲６２１に示す領域まで到達する。このため、ユーザが矢印６２２に示すように歩行動作を行ったとすると、従来のように任意のタイミングで探索信号をブロードキャスト送信させた場合、携帯端末１１０では、位置６２３において、ビーコンモジュール４０４からの応答信号を受信することとなる。つまり、従来の携帯端末では、エレベータ前からずれた位置６２３にいる状態で、ユーザがエレベータ前にいると認識することとなる。
【００５３】
これに対して、本実施形態のように、ユーザが一旦停止動作を行ったタイミングで探索信号をブロードキャスト送信する構成とすると、携帯端末１１０では、位置６２４において、ビーコンモジュールからの応答信号を受信することとなる。つまり、本実施形態に係る測位アプリケーション２２０によれば、エレベータ前の位置６２４において、ユーザがエレベータ前に到達したと認識することができる。この結果、導出されるユーザの位置情報の精度を向上させることができる。
【００５４】
＜４．携帯端末の詳細説明＞
次に、携帯端末１１０の詳細について説明する。
【００５５】
＜４．１  記憶装置に格納されるデータの説明＞
はじめに、携帯端末１１０の記憶装置２０４に格納される、レイアウトデータ２３１、動作−アクセスコードテーブル２３２、動作−閾値テーブル２３３の詳細について説明する。
【００５６】
（１）レイアウトデータ２３１
図７は、携帯端末１１０の記憶装置２０４に格納されるレイアウトデータ２３１の一例を示す図である。図７に示すように、レイアウトデータ２３１には、オフィス内の通路、階段、部屋、エレベータ等の位置及び大きさが記載されている。更に、通路や階段の踊り場、部屋の入り口、部屋の中、エレベータの前等に設置された複数のビーコンモジュールが記載されている。各ビーコンモジュールには、ビーコンモジュールを識別するための識別番号と、ビーコンモジュールの設置場所を示す情報（座標）が対応付けて登録されているものとする。
【００５７】
（２）動作−アクセスコードテーブル２３２
図８は、携帯端末１１０の記憶装置２０４に格納される動作−アクセスコードテーブル２３２の一例を示す図である。図１０に示すように、動作−アクセスコードテーブル２３２には、特徴的な動作と、該特徴的な動作と対応付けられたアクセスコードとが登録される。
【００５８】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の仕様によれば、探索信号をブロードキャスト送信する際に、該探索信号の中に３バイトのアクセスコードを入れることができる。一般的な機器には、アクセスコードとして"０ｘ９Ｅ８Ｂ３３"が設定されているため、本実施形態に係る測位システム１００では、"０ｘ９Ｅ８Ｂ３３"以外のアクセスコードを含めて探索信号を送信する。
【００５９】
このように、特徴的な動作ごとに異なるアクセスコードを含めて探索信号をブロードキャスト送信することで、携帯端末１１０では、適切なビーコンモジュールのみと通信することが可能となる。このため、送信される応答信号の到達範囲が変化し、隣接するビーコンモジュール間において、その境界が不明確になったとしても、携帯端末１１０では、適切なビーコンモジュールからの応答信号のみを受信することができるようになる。
【００６０】
この結果、ビーコンモジュールとの通信により導出される位置情報の精度を向上させることが可能となる。
【００６１】
なお、特徴的な動作と対応付けられるアクセスコードは、予めデフォルト値が登録されていてもよいし、ビーコンモジュール１２０を設置する際に、登録するようにしてもよい。
【００６２】
（３）動作−閾値テーブル２３３
図９は、携帯端末１１０の記憶装置２０４に格納される動作−閾値テーブル２３３の一例を示す図である。動作−閾値テーブル２３３は、算出した動作状況データに基づいて、ユーザの動作状況を判定する際に用いられる。図９に示すように、動作−閾値テーブル２３３には、特徴的な動作と、該特徴的な動作が行われたことを動作状況データに基づいて判定するための閾値とが登録されている。なお、動作状況データには、進行速度と回転速度とが含まれ、それぞれに閾値が設定されている。
【００６３】
例えば、動作状況データのうち、進行速度が０より大きく、回転速度が０（ｒａｄ／ｓ）の場合には、当該ユーザは、"直進動作"を行っていると判定する。また、進行速度が０より大きく、回転速度が０より大きい場合には、当該ユーザは、"右折動作"を行っていると判定する。
【００６４】
更に、進行速度が０より大きく、回転速度が０より小さい（マイナスの値の）場合には、当該ユーザは、"左折動作"を行っていると判定する。また、進行動作が０の場合には、当該ユーザは、"一旦停止動作"を行ったと判定する。
【００６５】
＜４．２  動作状況判定部における処理の説明＞
次に、動作状況判定部２２１における動作状況データの算出処理について説明する。
【００６６】
（１）動作状況判定部による歩行状態の判定方法
はじめに、携帯端末１１０の動作状況判定部２２１における歩行状態の判定方法について説明する。
【００６７】
動作状況判定部２２１では、動作状況データを算出するにあたり、はじめに、ユーザが歩行状態にあるか否かを判定する。具体的には、まず、加速度センサ２０５から受信した加速度ベクトルと、角速度センサ２０６から受信した角速度ベクトルとから重力加速度ベクトルを求める。そして、加速度ベクトルから重力加速度ベクトルを差し引くことで、鉛直方向の加速度を除去して、残差加速度成分の時系列データを得る。その後、残差加速度成分の時系列データに対して主成分解析を行うことで、歩行動作の進行方向を求める。
【００６８】
更に、鉛直方向の加速度成分の山ピークと谷ピークのペアを探索し、進行方向の加速度成分の谷ピークと山ピークのペアを探索する。また、進行方向の加速度成分の勾配を算出する。そして、鉛直方向の加速度成分が山ピークから谷ピークに変化する当該谷ピークの検知時刻において、上記進行方向の加速度成分の勾配が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合に、ユーザは歩行状態であると判定する。
【００６９】
（２）動作状況判定部による動作状況データの算出方法
次に、携帯端末１１０の動作状況判定部２２１による動作状況データの算出方法について説明する。動作状況判定部２２１では、動作状況データとして、歩行動作における進行速度（ｍ／ｓ）と回転速度（ｒａｄ／ｓ）とを算出する。
【００７０】
はじめに、ユーザの歩行動作における進行速度の算出方法について説明する。動作状況判定部２２１では、加速度ベクトルと角速度ベクトルとから重力加速度ベクトルを求め、重力加速度ベクトルと加速度ベクトルとから、歩行動作によって発生している加速度ベクトルを算出する。そして、歩行動作の進行方向における加速度ベクトルに基づいて、歩行動作における進行速度を算出する。
【００７１】
次に、ユーザの歩行動作における回転速度の算出方法について説明する。動作状況判定部２２１では、角速度センサ２０６から受信した角速度ベクトルに基づいて、ユーザの体の向きを判定し、体の向きが変わったと判定した場合の変化前後の時間を算出することで、回転速度（ｒａｄ／ｓ）を算出する。
【００７２】
図１０は、ユーザが静止状態で、体の向きをほぼ９０度変化させる動作を行った場合の鉛直方向の角速度成分の波形を示す図である。鉛直方向の角速度成分が正であれば、右側に体の向きを変える動作であり、負であれば左側に体の向きを変える動作である。
【００７３】
角速度センサ２０６から受信した角速度ベクトルの鉛直方向の角速度成分の経時的変化が、図１０に示す波形のように、０から徐々に山のピークに達した後徐々に０に戻り、かつ、この間の時間が約３秒である場合に、体の向きが右に変化する動作と判定する。
【００７４】
鉛直方向の角速度成分の経時的変化が、図１０に示す波形のように、０から徐々に谷のピークに達した後徐々に０に戻り、かつその間の時間が約１．５秒である場合に、体の向きが左に変化する動作と判定する。
【００７５】
そして、体の向きが右に変化する動作であると判定した際の、変化前後の角度差と変化に要する時間とに基づいて、回転速度を算出する。同様に、体の向きが左に変化する動作と判定した際の、変化前後の角度差と変化に要する時間とに基づいて、回転速度を算出する。以上により、動作状況データとしての進行速度及び回転速度が算出される。
【００７６】
（３）動作状況判定部による動作状況判定処理の流れ
次に、携帯端末１１０の動作状況判定部２２１による動作状況判定処理の流れについて説明する。図１１は、動作状況判定部２２１による動作状況判定処理の流れを示すフローチャートである。携帯端末１１０において測位アプリケーション２２０が起動されると、図１１に示す動作状況判定処理が実行される。
【００７７】
ステップＳ１１０１では、予め定められた基準位置に基づいて、処理対象となる携帯端末１１０の動作状況データを初期化する。初期化が完了すると、当該携帯端末１１０からのセンサ信号の受信を開始する。
【００７８】
ステップＳ１１０２では、受信したセンサ信号に基づいて、携帯端末１１０を装着したユーザが歩行状態にあるのか否かを判定する。ステップＳ１１０２において歩行状態にあると判定された場合には、ステップＳ１１０３に進み、進行速度を算出する。更に、ステップＳ１１０４では、回転速度を算出する。
【００７９】
ステップＳ１１０５では、算出された進行速度が０より大きいか否かを判定する。ステップＳ１１０５において進行速度が０であると判定された場合、及び、ステップＳ１１０２において歩行状態にないと判定された場合には、ステップＳ１１０７に進み、一旦停止動作が行われたと判定する。
【００８０】
一方、ステップＳ１１０５において、進行速度が０より大きいと判定された場合には、ステップＳ１１０６に進み、更に、算出された回転速度が０であるか否かを判定する。ステップＳ１１０６において回転速度が０であると判定された場合には、ステップＳ１１０８に進み、直進動作が行われたと判定する。
【００８１】
一方、ステップＳ１１０６において、回転速度が０でないと判定された場合には、ステップＳ１１０９に進み、回転速度が０より大きいか否かを判定する。ステップＳ１１０９において、回転速度が０より大きいと判定された場合には、ステップＳ１１１０に進み、右折動作が行われたと判定する。
【００８２】
一方、ステップＳ１１０９において、回転速度が０より小さいと判定された場合には、ステップＳ１１１１に進み、左折動作が行われたと判定する。
【００８３】
ステップＳ１１１２では、動作状況判定処理を終了するか否かを判定する。測位アプリケーション２２０が継続している場合には、ステップＳ１１０２に戻る。一方、測位アプリケーション２２０の終了が指示された場合には、動作状況判定処理を終了する。
【００８４】
＜４．３  ビーコン探索部及び位置情報導出部における処理の説明＞
次に、携帯端末１１０におけるビーコン探索部及び位置情報導出部における処理の流れについて説明する。図１２は、携帯端末１１０において、測位アプリケーション２２０のビーコン探索部２２２及び位置情報導出部２２３による、ビーコン探索及び位置情報導出処理の流れを示すフローチャートである。
【００８５】
ステップＳ１２０１では、算出された動作状況データに基づいて、動作−閾値テーブル２３３を参照しながら、ユーザが直進動作を行っているのか否かを判定する。ステップＳ１２０１において、直進動作を行っていると判定した場合には、ステップＳ１２０２に進み、アクセスコードとして"０ｘ９Ｅ８Ｂ２０"を含む探索信号をブロードキャスト送信する。つまり、アクセスコードとして"０ｘ９Ｅ８Ｂ２０"を含む探索信号に応答するビーコンモジュール１２０を選択的に探索する。
【００８６】
ステップＳ１２０７では、ステップＳ１２０２における探索信号のブロードキャスト送信に応じて、ビーコンモジュール１２０より応答信号が送信されたか否かを判定する。ステップＳ１２０７において、応答信号が送信されなかったと判定した場合には、所定周期（例えば、１秒）後に、再び、ステップＳ１２０１に戻る。
【００８７】
一方、ステップＳ１２０７において、応答信号が送信されたと判定した場合には、ステップＳ１２０８に進み、受信した応答信号に含まれる、ビーコンモジュール１２０の設置場所を示す情報に基づいて、ユーザの現在位置を示す位置情報を導出する。そして、所定周期（例えば、１秒）後に、再び、ステップＳ１２０１に戻る。
【００８８】
一方、ステップＳ１２０１において、直進動作を行っていると判定しなかった場合には、ステップＳ１２０３に進み、ユーザが右折動作または左折動作を行っているか否かを判定する。ステップＳ１２０２において、右折動作または左折動作を行っていると判定した場合には、ステップＳ１２０４に進み、アクセスコードとして"０ｘ９Ｅ８Ｂ２１"を含む探索信号をブロードキャスト送信する。
【００８９】
ステップＳ１２０７では、ステップＳ１２０４における探索信号のブロードキャスト送信に応じて、ビーコンモジュール１２０より応答信号が送信されたか否かを判定する。ステップＳ１２０７において、応答信号が送信されなかったと判定した場合には、所定周期後に、再び、ステップＳ１２０１に戻る。
【００９０】
一方、ステップＳ１２０７において、応答信号が送信されたと判定した場合には、ステップＳ１２０８に進み、受信した応答信号に含まれる、ビーコンモジュール１２０の設置場所を示す情報に基づいて、ユーザの現在位置を示す位置情報を導出する。そして、所定周期後に、再び、ステップＳ１２０１に戻る。
【００９１】
一方、ステップＳ１２０３において、右折動作または左折動作を行っていると判定しなかった場合には、ステップＳ１２０５に進み、ユーザが一旦停止動作を行ったか否かを判定する。ステップＳ１２０５において、一旦停止動作を行ったと判定した場合には、ステップＳ１２０６に進み、アクセスコードとして"０ｘ９Ｅ８Ｂ２２"を含む探索信号をブロードキャスト送信する。
【００９２】
ステップＳ１２０７では、ステップＳ１２０５における探索信号のブロードキャスト送信に応じて、ビーコンモジュール１２０より応答信号が送信されたか否かを判定する。ステップＳ１２０７において、応答信号が送信されなかったと判定した場合には、所定周期後に、再び、ステップＳ１２０１に戻る。
【００９３】
一方、ステップＳ１２０７において、応答信号が送信されたと判定した場合には、ステップＳ１２０８に進み、受信した応答信号に含まれる、ビーコンモジュール１２０の設置場所を示す情報に基づいて、ユーザの現在位置を示す位置情報を導出する。そして、所定周期後に、再び、ステップＳ１２０１に戻る。
【００９４】
＜５．まとめ＞
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る測位システムでは、
・携帯端末に自律航行手段を設け、動作状況データを所定周期で算出することで、当該携帯端末を装着するユーザの動作状況をリアルタイムで監視する構成とした。
・算出した動作状況データに基づいて、ユーザが、"直進動作"、"右折動作"、"左折動作"、"一旦停止動作"等の特徴的な動作を行ったかを判定する構成とした。
・各特徴的な動作に対応付けて、アクセスコードを設定しておき、それぞれの特徴的な動作が行われたと判定したタイミングで、該特徴的な動作に対応付けられたアクセスコードを含む探索信号をブロードキャスト送信する構成とした。
・各特徴的な動作が行われる場所に、ビーコンモジュールを設置し、各特徴的な動作に対応付けられたアクセスコードを含む探索信号を受信した場合にのみ、当該探索信号を送信した携帯端末に応答信号を送信する構成とした。
・ビーコンモジュールの設置場所を示す情報を含む応答信号を受信した場合に、携帯端末では、当該ビーコンモジュールの設置場所に、当該携帯端末を装着するユーザがいると判定する構成とした。
【００９５】
このように、探索信号の送信タイミング及び送信内容を、ユーザの動作と関連付けることで、適切なビーコンモジュールより適切なタイミングで応答信号を受信することが可能となる。つまり、ビーコンモジュールの設置場所において、当該ビーコンモジュールの設置場所を示す情報を受信することができるため、ビーコンモジュールとの通信により導出されるユーザの位置情報の精度を向上させることが可能となる。
【００９６】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、ビーコンモジュール１２０より送信される応答信号に、ビーコンモジュール１２０の設置場所を示す情報を含め、測位アプリケーション２２０では、当該情報に基づいて、ユーザの現在位置を示す位置情報を導出する構成した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、ビーコンモジュール１２０より送信される応答信号に、ビーコンモジュール１２０の識別情報を含める構成としてもよい。
【００９７】
この場合、測位アプリケーション２２０の位置情報導出部２２３では、レイアウトデータ２３１を参照することにより、ビーコンモジュール１２０の識別情報に対応する、ビーコンモジュール１２０の設置場所を示す情報を取得する。これにより、ユーザの現在位置を示す位置情報を導出することができる。
【００９８】
また、上記第１の実施形態では、携帯端末１１０に加速度センサ２０５、角速度センサ２０６、地磁気センサ２０７を設け、各センサのセンサ信号に基づいてユーザの動作状況データを算出することで、自律航行手段を形成することとした。しかしながら、本発明はこれに限定されず、他のセンサのセンサ信号に基づいて動作状況データを算出することで自律航行手段を形成するようにしてもよい。
【００９９】
また、上記第１の実施形態では、特徴的な動作が行われたと判定された場合にブロードキャスト送信される探索信号の電波強度について特に言及しなかったが、例えば、特徴的な動作ごとに異なる電波強度でブロードキャスト送信を行うように構成してもよい。具体的には、"直進動作"＞右折動作、左折動作＞一旦停止動作の順に探索信号の電波強度を変えてブロードキャスト送信を行うように構成してもよい。
【０１００】
また、上記第１の実施形態では、携帯端末１１０とビーコンモジュール１２０との間の通信として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いる構成としたが、本発明はこれに限定されず、他の通信方式を用いるようにしてもよい。
【０１０１】
また、上記第１の実施形態では、特徴的な動作として、"直進動作"、"右折動作"、"左折動作"、"一旦停止動作"の４種類を登録する構成としたが、本発明はこれに限定されず、他の特徴的な動作を登録する構成としてもよい。
【０１０２】
また、上記第１の実施形態では、ビーコンモジュールの設置場所として、"分岐のない通路"、"Ｔ字路や十字路"、"階段の踊り場"、"エレベータの中"、"エレベータの前"、"部屋の入り口"、"カウンタ"等を挙げたが、本発明はこれに限定されない。特徴的な動作が行われる場所であれば、他の場所にビーコンモジュールが設置されてもよい。
【０１０３】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１００            ：測位システム
１１０            ：携帯端末
１２０            ：ビーコンモジュール
１３０            ：ＰＣ
１４０            ：ネットワーク
２０１            ：ＣＰＵ
２０２            ：ＲＯＭ
２０３            ：ＲＡＭ
２０４            ：記憶装置
２０５            ：加速度センサ
２０６            ：角速度センサ
２０７            ：地磁気センサ
２０８            ：ユーザインタフェース部
２０９            ：通信部
２２０            ：測位アプリケーション
２２１            ：動作状況判定部
２２２            ：ビーコン探索部
２２３            ：位置情報導出部
２３１            ：レイアウトデータ
２３２            ：動作−アクセスコードテーブル
２３３            ：動作−閾値テーブル
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０５】
【特許文献１】特許第４１８８２９０号公報
【特許文献２】特許第４１６５０３１号公報
【図１】
2015121482.tif 000003
【図２】
2015121482.tif 000004
【図３】
2015121482.tif 000005
【図４】
2015121482.tif 000006
【図５】
2015121482.tif 000007
【図６】
2015121482.tif 000008
【図７】
2015121482.tif 000009
【図８】
2015121482.tif 000010
【図９】
2015121482.tif 000011
【図１０】
2015121482.tif 000012
【図１１】
2015121482.tif 000013
【図１２】
2015121482.tif 000014
【図１３】
2015121482.tif 000015
【図１４】
2015121482.tif 000016