JP2005092816A - 入退場判断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 利用者の入退場を判断する入退場判断装置を提供する。
【解決手段】 入退場判断装置３００であって、入退場口１００に設置され、入退場口から構内へまたは構外へのいずれかに向いた指向性を有するアンテナ３１０と、アンテナ３１０を介して、利用者２００が携帯している通信デバイス２１０と無線通信して、無線通信の電界強度を検出する無線通信部３２０と、無線通信部３２０と通信デバイス２１０とが無線通信した電界強度の履歴に基づいて、通信デバイス２１０が移動している方向を算出し、通信デバイス２１０を携帯している利用者２００が入場したかまたは退場したかを判断する入退場判断部３３０とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、入退場判断装置に関する。本発明は、利用者の入退場を判断する入退場判断装置に関する。

従来、利用者が携帯しているＩＣカードに格納された情報を読み取るＩＣカードリーダ／ライタが構内への入退場口に設置され、このＩＣカードリーダ／ライタが読み取った情報に基づいて利用者が入退場口を通過したことを検知し、利用者の行先を表示する行先表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−４９９７２号公報（段落「００５９」）

しかしながら、上記行先表示装置において、利用者が入退場口を通過した場合に利用者が構内へ入場したか構外へ退場したかは、二つのＩＣカードリーダ／ライタを用いて判断される。例えば、特許文献１の行先表示装置においては、一つの入退場口に対して入口と出口のそれぞれにＩＣカードリーダ／ライタが設置され、入口に設置されたＩＣカードリーダ／ライタからＩＣカードの情報が読み取られた場合に利用者が構内に入場したと判断し、出口に設置されたＩＣカードリーダ／ライタからＩＣカードの情報が読み取られた場合に利用者が構外へ退場したと判断する。よって、一つの入退場口に対して二つまたはそれ以上のＩＣカードリーダ／ライタを設置するので、その費用が高くなり、また、利用者がいずれか一方のみから情報を読み取らせるために、入口または出口のいずれかに設置されたＩＣカードリーダ／ライタにＩＣカードをかざすという手間がかかる。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、入退場判断装置であって、利用者が構内へ入場または構内から退場する場合に通る入退場口に設置され、入退場口から構内へまたは入退場口から構外へのいずれかの方向に向けて、他方よりも強い電界強度の電磁波を発信する指向性を有するアンテナと、アンテナを介して、利用者が携帯している通信デバイスと無線通信して、無線通信した電磁波の電界強度を検出する無線通信部と、無線通信部と通信デバイスとが無線通信した電界強度の変化の履歴に基づいて、通信デバイスが移動している方向を算出し、通信デバイスを携帯している利用者が入場したかまたは退場したかを判断する入退場判断部とを備える。これにより、入退場口に設けられた一つのアンテナを用いて、入退場口を通過した利用者が入場したか退場したかを把握することができる。

上記入退場判断装置において、アンテナは、入退場口から構外へ向けて、構内よりも強い電界強度の電磁波を発信し、入退場判断部は、通信デバイスから受信した電磁波の電界強度が強くなるときの電界強度の時間変化が、電界強度が弱くなるときの電界強度の時間変化より小さい場合に通信デバイスを携帯している利用者が入場したと判断し、電界強度が強くなるときの電界強度の時間変化が、電界強度が弱くなるときの電界強度の時間変化より大きい場合に、通信デバイスを携帯している利用者が退場したと判断してもよい。これにより、通信デバイスが入退場口を通過する場合の電界強度の履歴自体に基づいて入退場を判断するので、利用者が歩く平均速度の大小によらず、入退場を判断することができる。

上記入退場判断装置において、アンテナは、入退場口から構内へ向けて、構外よりも強い電界強度の電磁波を発信し、入退場判断部は、通信デバイスから受信した電磁波の電界強度が強くなるときの電界強度の時間変化が、電界強度が弱くなるときの電界強度の時間変化より大きい場合に、通信デバイスを携帯している利用者が入場したと判断し、電界強度が強くなるときの電界強度の時間変化が、電界強度が弱くなるときの電界強度の時間変化より小さい場合に通信デバイスを携帯している利用者が退場したと判断してもよい。これにより、通信デバイスが入退場口を通過する場合の電界強度の履歴自体に基づいて入退場を判断するので、利用者が歩く平均速度の大小によらず、入退場を判断することができる。

上記入退場判断装置において、入退場判断部は、電界強度が強くなるときの電界強度の時間変化または電界強度が弱くなるときの電界強度の時間変化と、予め定められた基準値とを比較することにより、通信デバイスを携帯している利用者が入退場口から入場したか退場したかを判断してもよい。これにより、電界強度の履歴の一部と基準値とが比較されるので、より早く入退場を判断することができる。

上記入退場判断装置において、利用者の行先を表示する行先表示部を更に備え、行先表示部は、入退場判断部により利用者が入場したか退場したかが判断された場合に、その旨を、利用者を特定する情報と共に表示してもよい。これにより、入退場判断装置は、いずれの利用者が入場または退場したかを行先表示部に表示することができる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、利用者２００が入退場する入退場口１００に、本発明の実施形態に係る入退場判断装置３００が設置された一例を示す概略図である。利用者２００は、入退場口１００を通って構内へ入場し、または、構外へ退場する。

利用者２００は、通信デバイス２１０を携帯しており、入退場判断装置３００は、利用者２００が入退場口１００を通過する場合に、利用者２００が携帯している通信デバイス２１０と無線通信する。入退場判断装置３００は、電磁波を送受信するアンテナ３１０と、受信した電磁波に基づいて、通信デバイス２１０を携帯した利用者２００が入退場口１００を入場したか退場したかを判断する本体３０２とを備える。

図２は、通信デバイス２１０の構成の一例を示す図である。通信デバイス２１０は、本体２１２の内部に、ループアンテナ２１４、このループアンテナ２１４の両端と電気的に接続された通信制御部２１６、および、通信制御部２１６により制御される識別情報記憶部２１８を備える。ループアンテナ２１４は、例えば本体２１２の略外縁に沿って設けられる。このループアンテナ２１４は、入退場判断装置３００から発信された電磁波を受信し、受信した電磁波の電界強度に応じた強さの起電力を両端に生じる。

識別情報記憶部２１８は、通信デバイス２１０を特定する情報である通信デバイス特定情報を格納している。例えば、識別情報記憶部２１８は、通信デバイス特定情報として通信デバイス２１０を使用する利用者２００を管理するために定められたID番号を、通信に先立って格納する。

通信制御部２１６は、ループアンテナ２１４に生じた起電力により動作し、識別情報記憶部２１８から通信デバイス特定情報を読み出す。さらに、通信制御部２１６は、読み出した通信デバイス特定情報を予め定められた一定の電界強度で入退場判断装置３００へ送信する。

図３は、入退場判断装置３００の構成の一例を示す図である。入退場判断装置３００の本体３０２は、アンテナ３１０を介して通信デバイス２１０と無線通信する無線通信部３２０、通信デバイス２１０との無線通信に基づいて利用者２００の入退場を判断する入退場判断部３３０、通信デバイス２１０との通信履歴を格納する通信履歴格納部３４０、利用者２００の行先を表示する行先表示部３５０、および、利用者２００を識別する情報を格納する識別情報格納部３６０を有する。

無線通信部３２０は、アンテナ３１０を介して電磁波を通信デバイス２１０に与え、この電磁波に基づいて通信デバイス２１０から発信された通信デバイス特定情報を受信する。さらに、無線通信部３２０は、通信デバイス特定情報を受信した場合に、受信した電磁波の電界強度を検出し、検出した電界強度を通信履歴格納部３４０へ書き込む。

通信履歴格納部３４０は、無線通信部３２０より順次通知される電界強度の履歴を、通信デバイス２１０の通信デバイス特定情報および時刻と対応づけて格納する。

識別情報格納部３６０は、利用者２００を特定する情報である利用者特定情報を、通信に先立って、通信デバイス特定情報と対応づけて格納している。

図４は、図１の入退場口１００の付近を上から見た上面図である。図４に示すように、本実施形態において、アンテナ３１０はダイポールアンテナであって、軸が水平方向に配され、水平面内において利用者２００が入退場口１００を入退場する経路（図４における矢印ａおよびｂ）に対して構外側へ傾けて配される。これにより、アンテナ３１０は、入退場口１００から構外へ向かう電磁波の電界強度が構内へ向かう電磁波の電界強度よりも大きくなる指向性を有する。

図４における実線、一点鎖線および破線は、アンテナ３１０から一定の電界強度を有する電磁波が発信された場合に、この電磁波が、距離が離れるにつれて漸次減衰しながら、それぞれ、強い、中程度および弱い電界強度で伝播する領域を示す。また、通信デバイス２１０が実線、一点鎖線および破線の位置にあって一定の電界強度を有する電磁波を発信した場合に、アンテナ３１０は、電磁波を、それぞれ、強い、中程度および弱い電界強度で受信する。アンテナ３１０は構外へ向かう電磁波の電界強度が大きくなる指向性を有するので、入退場口１００を利用者２００が入退場する経路について、実線、一点鎖線および破線の間隔は、入退場口１００に近い側で狭く、遠い側で広い。これにより、入退場判断装置３００は、入退場口１００を通過する利用者２００が携帯している通信デバイス２１０から受信する電磁波の電界強度の履歴に基づいて、利用者２００が入場したか退場したかを判断する。

なお、アンテナ３１０は軸周りに対称な指向性を有するが、入退場判断装置３００が入退場の経路以外の領域で通信デバイス２１０と通信することを防ぐべく、例えば、図４に示すように進入禁止壁１０２を設けて利用者２００の出入りを禁止する。また、この進入禁止壁１０２を電気的な導体で形成し、電磁波を遮断してもよい。これにより、入退場の経路以外の領域で通信デバイス２１０と入退場判断装置３００とが無線通信することをより確実に防ぐことができる。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、通信履歴格納部３４０に格納された電界強度の履歴の一例を示す。通信履歴格納部３４０は、アンテナ３１０を介して無線通信部３２０により受信された電界強度を、通信デバイス特定情報および時間と対応づけて格納する。なお、図５（ａ）および図５（ｂ）において、説明のため、通信履歴格納部３４０に格納されている電界強度が時間に対するグラフとして示されている。図５（ａ）および図５（ｂ）における実線、一点鎖線および破線は、通信デバイス２１０がそれぞれ図４に示す実線、一点鎖線および破線にある場合に通信デバイス２１０から発信された電磁波がアンテナ３１０に受信される電界強度を示す。

図５（ａ）は、利用者２００が図４の矢印ａの向きに入退場口１００を通って構内に入場する場合に、利用者２００が携帯している通信デバイス２１０から受信した電磁波の電界強度の履歴を示す。図５（ａ）に示すように、まず、通信デバイス２１０が、アンテナ３１０へ近づくと、アンテナ３１０から受信した電磁波に基づいて無線通信を行うのに十分な起電力が生じ、通信デバイス２１０とアンテナ３１０とは無線通信を開始する。更に、利用者２００がアンテナ３１０に近づくにつれてアンテナ３１０が通信デバイス２１０から受信する電磁波の電界強度が大きくなり、最大値をとった後に、利用者２００がアンテナ３１０に遠ざかるにつれて小さくなる。更に、通信デバイス２１０が、無線通信を行うのに十分な起電力を得られない程度に、アンテナ３１０から遠ざかると、通信デバイス２１０とアンテナ３１０とは無線通信を終了する。よって、通信履歴格納部３４０に格納された電界強度は、全体として上に凸の履歴を描く。

アンテナ３１０は図４に示す指向性を有するので、利用者２００が入退場口１００を矢印ａに沿って入場する場合に、利用者２００が歩く速度を略一定とすると、利用者２００が携帯する通信デバイス２１０から一定の電界強度で電磁波が発信されているときに、アンテナ３１０が受信する電界強度が強くなるときの時間変化、すなわち図５（ａ）における右上がりの傾きは、アンテナ３１０が受信する電界強度が弱くなるときの時間変化、すなわち図５（ａ）における右下がりの傾きより小さい。

図５（ｂ）は、利用者２００が図４の矢印ｂの向きに入退場口１００を通って構外へ退場する場合に、利用者２００が携帯している通信デバイス２１０から受信した電磁波の電界強度の履歴を示す。図５（ａ）と同様に、通信履歴格納部３４０に格納された電界強度は、全体として上に凸の履歴を描く。一方、図５（ａ）とは異なり、アンテナ３１０が受信する電界強度が強くなるときの時間変化、すなわち図５（ｂ）における右上がりの傾きは、アンテナ３１０が受信する電界強度が弱くなるときの時間変化、すなわち図５（ｂ）における右下がりの傾きより大きい。

これにより、入退場判断装置３００は、通信デバイス２１０の電界強度の履歴において、電界強度が強くなるときの時間変化と弱くなるときの時間変化を比較することにより、通信デバイス２１０を携帯している利用者２００が入退場口１００から入場したか退場したかを判断する。例えば、入退場判断部３３０は、予め定められた時間間隔で、順次、通信履歴格納部３４０に格納された通信デバイス２１０の通信デバイス特定情報に対応付けられた電界強度の履歴を読み出し、電界強度が強くなるときの時間変化および弱くなるときの時間変化を算出する。この場合に、入退場判断部３３０はある時刻に対応付けて通信履歴格納部３４０に格納された電界強度と次の時刻に対応付けられた電界強度とを比較し、電界強度が強くなったか弱くなったかを判断し、それぞれの場合に電界強度の差を求めてこれらの時刻の差に基づいて時間変化を算出する。さらに入退場判断部３３０は通信を開始してから電界強度が最大値を取るまでにおける電界強度の時間変化の平均値、および、電界強度が最大値を取ってから通信を終了するまでにおける電界強度の時間変化の平均値をそれぞれ算出し、これらの絶対値を比較する。

その結果、図５（ａ）に示すように、電界強度が強くなるときの時間変化が、電界強度が弱くなるときの時間変化よりも小さい場合に、入退場判断部３３０は、通信デバイス２１０を携帯している利用者２００が入退場口１００から構内へ入場したと判断する。一方、図５（ｂ）に示すように、電界強度が強くなるときの時間変化が、電界強度が弱くなるときの時間変化よりも大きい場合に、入退場判断部３３０は、通信デバイス２１０を携帯している利用者２００が入退場口１００から構外へ退場したと判断する。これにより、入退場口１００に設けられた一つのアンテナ３１０を用いて、入退場口１００を通過した利用者２００が入場したか退場したかを把握することができる。また、通信デバイスが入退場口を通過する場合の電界強度の履歴自体に基づいて入退場を判断するので、利用者２００が歩く平均速度の大小によらず、入退場を判断することができる。

図６は、入退場判断装置３００の識別情報格納部３６０に格納された利用者特定情報を示す。識別情報格納部３６０は、通信に先立って、通信デバイス特定情報と利用者特定情報とを対応づけて格納する。本例において、識別情報格納部３６０は、利用者特定情報として氏名を格納している。識別情報格納部３６０は、通信デバイス２１０の利用者特定情報としてID番号を利用者２００の氏名と対応づけて格納している。通信デバイス２１０を携帯している利用者２００が入退場口１００を通過した場合、入退場判断装置３００の無線通信部３２０は、通信デバイス２１０のID番号を通信デバイス２１０から受信して、通信履歴格納部３４０に書き込む。入退場判断部３３０は、通信履歴格納部３４０に書き込まれているＩＤ番号を読み出し、識別情報格納部３６０を参照して、ID番号に対応する氏名を取得する。なお、識別情報格納部３６０は、入退場判断装置３００において一個のデータベースを構成する場合に限られず、通信履歴格納部３４０と同一のデータベースであってもよい。また、利用者２００が会社の従業員である場合に、識別情報格納部３６０は、利用者２００の情報を社員ＩＤ等の利用者２００を特定する情報に対応付けて格納する会社の従業員のデータベースと兼用されていてもよい。

図７は、行先表示部３５０が利用者２００の行先を表示する一例である。入退場判断部３３０は、通信デバイス２１０の入場または退場を判断した場合に、識別情報格納部３６０を参照して、行先表示部３５０に、この通信デバイス２１０を携帯している利用者２００を特定する情報としての氏名と共に、この利用者２００が入場または退場した旨および入場または退場した時刻を通知する。入退場判断部３３０は、入場または退場した時刻の一例として、この通信デバイス２１０の通信履歴において電界強度の最大値をとった時刻を通知する。この通知に基づき、行先表示部３５０は、利用者２００の氏名に対応付けて、入場した旨または退場した旨およびその時刻を表示する。これにより、入退場判断装置３００は、いずれの利用者２００が入場または退場したかを行先表示部３５０に表示することができる。

なお、上記実施形態において、入退場判断装置３００のアンテナ３１０は、入退場口１００から構外へ向かう電磁波の電界強度が構内へ向かう電磁波の電界強度よりも大きくなる指向性を有するが、アンテナ３１０の指向性はこれに限られない。他の例として、アンテナ３１０は、入退場口１００から構内へ向かう電磁波の電界強度が構外へ向かう電磁波の電界強度よりも大きくなる指向性を有してもよい。この場合に、入退場判断装置３００の入退場判断部３３０は、上記実施形態とは異なり、図５（ａ）に示すように電界強度が強くなるときの時間変化が、弱くなるときの時間変化よりも小さい場合に、利用者２００が入退場口１００から構外へ退場したと判断する一方、図５（ｂ）に示すように電界強度が強くなるときの時間変化が、弱くなるときの時間変化よりも大きい場合に、利用者２００が入退場口１００から構内へ入場したと判断する。これにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態において、入退場判断装置３００の入退場判断部３３０は、通信デバイス２１０における電界強度の上に凸となる履歴において、電界強度が強くなるときの時間変化と弱くなるときの時間変化とを比較したが、比較の対象はこれに限られない。他の例として、入退場判断部３３０は、電界強度が強くなるときの電界強度の時間変化または電界強度が弱くなるときの電界強度の時間変化と、予め定められた基準値とを比較してもよい。

この場合に、入退場の判断に先立って、入退場判断部３３０は、平均的な歩く速度で入退場口１００から入場した場合および退場した場合おいて、電界強度が強くなるときの時間変化および弱くなるときの時間変化の中間の値を基準値として格納しておく。次に、入退場判断部３３０は、通信履歴格納部３４０を参照することにより、通信デバイス２１０から受信した電磁波の電界強度の時間変化と基準値を比較して、通信デバイス２１０を携帯した利用者２００が入退場口１００を入場したか退場したかを判断する。例えば、アンテナ３１０の指向性が入退場口１００から構外へ向けて配され、入退場判断部３３０は、電界強度が強くなるときの電界強度の時間変化が、予め定められた基準値より小さい場合に、通信デバイス２１０を携帯している利用者２００が入場したと判断し、時間変化が基準値より大きい場合に通信デバイス２１０を携帯している利用者２００が退場したと判断する。この場合にも、図１から図７に示す実施形態と同様の効果を得ることができる。また、これにより、電界強度の履歴の一部と基準値とが比較されるので、より早く入退場を判断することができる。

また、アンテナ３１０は特定の方向に指向性を有するアンテナが好ましいが、ダイポールアンテナに限られない。アンテナ３１０として、通信デバイス２１０と通信する周波数に応じて種々の構成が用いられる。例えば、アンテナ３１０として、複数のダイポールアンテナを併設したアンテナアレイ、ダイポールアンテナの周囲に導電性の遮蔽板を配して指向性を持たせたアンテナ、パラボラアンテナ等が用いられる。

また、上記実施形態において、入退場判断装置３００が敷地の構内と構外の入退場口１００に設置される例を示したが、これに限られず、例えば、入退場判断装置３００が、建物の内部における部屋のドアに設けられ、部屋への入退場を判断してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の実施形態に係る入退場判断装置３００が入退場口１００に設置された例を示す概略図である。 通信デバイス２１０の構成の一例を示す。 入退場判断装置３００の構成の一例を示す。 図１の入退場口１００の付近を上から見た上面図である。 （ａ）および（ｂ）は、通信履歴格納部３４０に格納された電界強度の履歴を示す。 識別情報格納部３６０に格納された、利用者特定情報を示す。 行先表示部３５０が利用者２００の行先を表示する一例である。

符号の説明

１００ 入退場口、１０２ 進入禁止壁、２００ 利用者、２１０ 通信デバイス、２１２ 本体、２１４ ループアンテナ、２１６ 通信制御部、２１８ 識別情報記憶部、３００ 入退場判断装置、３１０ アンテナ、３２０ 無線通信部、３３０ 入退場判断部、３４０ 通信履歴格納部、３５０ 行先表示部、３６０ 識別情報格納部

Claims (5)

1. 利用者が構内へ入場または前記構内から退場する場合に通る入退場口に設置され、前記入退場口から前記構内へまたは前記入退場口から構外へのいずれかの方向に向けて、他方よりも強い電界強度の電磁波を発信する指向性を有するアンテナと、
   前記アンテナを介して、前記利用者が携帯している通信デバイスと無線通信して、無線通信した電磁波の電界強度を検出する無線通信部と、
   前記無線通信部と前記通信デバイスとが無線通信した前記電界強度の変化の履歴に基づいて、前記通信デバイスが移動している方向を算出し、前記通信デバイスを携帯している前記利用者が入場したかまたは退場したかを判断する入退場判断部と
   を備える入退場判断装置。
2. 前記アンテナは、前記入退場口から前記構外へ向けて、前記構内よりも強い電界強度の電磁波を発信し、
   前記入退場判断部は、前記通信デバイスから受信した電磁波の前記電界強度が強くなるときの前記電界強度の時間変化が、前記電界強度が弱くなるときの前記電界強度の時間変化より小さい場合に前記通信デバイスを携帯している前記利用者が入場したと判断し、前記電界強度が強くなるときの前記電界強度の時間変化が、前記電界強度が弱くなるときの前記電界強度の時間変化より大きい場合に、前記通信デバイスを携帯している前記利用者が退場したと判断する請求項１に記載の入退場判断装置。
3. 前記アンテナは、前記入退場口から前記構内へ向けて、前記構外よりも強い電界強度の電磁波を発信し、
   前記入退場判断部は、前記通信デバイスから受信した電磁波の前記電界強度が強くなるときの前記電界強度の時間変化が、前記電界強度が弱くなるときの前記電界強度の時間変化より大きい場合に、前記通信デバイスを携帯している前記利用者が入場したと判断し、前記電界強度が強くなるときの前記電界強度の時間変化が、前記電界強度が弱くなるときの前記電界強度の時間変化より小さい場合に前記通信デバイスを携帯している前記利用者が退場したと判断する請求項１に記載の入退場判断装置。
4. 前記入退場判断部は、前記電界強度が強くなるときの前記電界強度の時間変化または前記電界強度が弱くなるときの前記電界強度の時間変化と、予め定められた基準値とを比較することにより、前記通信デバイスを携帯している前記利用者が前記入退場口から入場したか退場したかを判断する請求項１に記載の入退場判断装置。
5. 前記利用者の行先を表示する行先表示部を更に備え、
   前記行先表示部は、前記入退場判断部により前記利用者が入場したか退場したかが判断された場合に、その旨を、前記利用者を特定する情報と共に表示する請求項１から４のいずれかに記載の入退場判断装置。

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