WO2020261318A1 - 位置推定システム、情報処理装置、プログラム及び情報処理方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a position estimation system, an information processing device, a program, and an information processing method.
- a position estimation system using wireless communication a system that estimates the position of an object by using a wireless transmitter and a wireless receiver is known.
- the position estimation system described in Patent Document 1 receives a wireless communication signal transmitted from a wireless transmitter by a wireless receiver, and receives a direct wave from the wireless transmitter and a reflected wave reflected by an object.
- the occurrence probability of the pattern or reception intensity pattern is obtained, and the reception intensity pattern or occurrence probability at a specific position is recorded in advance as a database.
- this system collates a database and estimates the position of an object from a position corresponding to the most similar reception intensity pattern or occurrence probability.
- the conventional position estimation system assumes a case where there is only one target for position estimation. Therefore, for example, when there is a person other than the person who is the target of the position estimation, it is difficult to estimate the position. Specifically, when two people A and B are in one room and one of them is estimated to be in which position in the room, when person A is in the same position in the room. In addition, the reflected wave from the person A is constant, but the intensity of the reflected wave from the person B changes depending on where the person B is in the room. Therefore, the reception intensity pattern received by the wireless receiver changes variously depending on the position of the person B.
- one or a plurality of aspects of the present invention make it possible to estimate the position of any one person even when there are a plurality of people.
- the position estimation system detects an information processing device, a transmitting device for transmitting a radio signal, and reception strength information indicating the detected reception strength by detecting the reception strength of the radio signal.
- a receiving device that sequentially outputs to the information processing device, and a person detecting device that sequentially outputs predetermined person detection information to the information processing device when it detects that a person exists in a predetermined range.
- a position estimation system including, the information processing apparatus includes a reception strength information input unit that receives input of reception strength information, and the reception strength indicated by the reception strength information input in a predetermined period.
- a signal pattern information generation unit that generates signal pattern information indicating a signal pattern indicating a transition of the reception intensity in the predetermined period, a person detection information input unit that receives input of the person detection information, and a person detection information input unit.
- the person detection information input unit receives the input of the person detection information within the predetermined period, the position of the person detection device is determined in the signal pattern indicated by the generated signal pattern information. It is characterized in that it includes a position estimation unit that estimates the position where the signal exists.
- the information processing device detects the reception strength of the radio signal transmitted from the transmission device, and sequentially outputs the reception strength information indicating the detected reception strength to the information processing device.
- the reception strength information input unit that receives the input of the reception strength information from the reception device and the reception strength indicated by the reception strength information input in the predetermined period, the said in the predetermined period.
- the signal pattern information generation unit that generates the signal pattern information indicating the transition of the reception intensity and the predetermined person detection information are sequentially described.
- the person detection information input unit that receives the input of the person detection information and the person detection information input unit receive the input of the person detection information within the predetermined period from the person detection device that outputs to the information processing device.
- the position of the person detection device is provided with a position estimation unit that estimates the position where a person exists in the signal pattern indicated by the generated signal pattern information.
- the program detects the reception strength of the radio signal transmitted from the transmission device by the computer, and sequentially outputs the reception strength information indicating the detected reception strength to the information processing device.
- the reception intensity information input unit that receives the input of the reception intensity information from the receiving device, the reception intensity indicated by the reception intensity information input in the predetermined period, and the reception intensity in the predetermined period.
- a signal pattern information generation unit that generates signal pattern information indicating a transition of reception intensity, and when it is detected that a person exists in a predetermined range, the predetermined person detection information is sequentially added to the information.
- the person detection information input unit that receives the input of the person detection information from the person detection device that outputs to the processing device, and the person detection information input unit that receives the input of the person detection information within the predetermined period.
- the position of the person detection device is made to function as a position estimation unit that estimates the position where a person exists in the signal pattern indicated by the generated signal pattern information.
- the information processing method detects the reception strength of a radio signal transmitted from the transmission device, and sequentially outputs the reception strength information indicating the detected reception strength from the reception device.
- a signal pattern indicating a signal pattern indicating a transition of the reception intensity in the predetermined period by receiving the input of the intensity information and using the reception intensity indicated by the reception intensity information input in the predetermined period.
- the person detection information is input from the person detection device that sequentially outputs the person detection information, and the person detection information is input for the predetermined period.
- the position of the person detection device is estimated to be the position where a person exists in the signal pattern indicated by the generated signal pattern information.
- the position of any person can be estimated even when there are a plurality of people.
- FIG. 1 It is a block diagram which shows schematic structure of the position estimation system which concerns on embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the control device schematicly.
- (A) and (B) are block diagrams showing a hardware configuration example. It is a flowchart which shows the operation of a control device. It is a schematic diagram which shows the 1st example in which a plurality of people exist in a room. It is a schematic diagram which shows the 2nd example in which a plurality of people exist in a room.
- FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the position estimation system 100 according to the embodiment.
- the position estimation system 100 includes a transmission device 110, a reception device 120, a person detection device 130, and a control device 140 as an information processing device.
- the transmitting device 110, the receiving device 120, and the person detecting device 130 are connected to the control device 140.
- the transmitting device 110, the receiving device 120, and the person detecting device 130 are arranged with respect to the room 300 so that the position of the detection target in the room 300, which is the space for detecting, can be detected. Specifically, as shown in FIG. 1, the transmitting device 110 and the receiving device 120 are arranged in the room 300, and the person detecting device 130 is arranged at the doorway of the room 300.
- the control device 140 is arranged outside the room 300.
- the arrangement of these devices is not limited to the example of FIG. 1, and for example, at least one of the transmitting device 110 and the receiving device 120 may be arranged outside the room 300, and the person detecting device 130 may be arranged. May be located in room 300. Further, the control device 140 may also be arranged in the room 300. Further, a plurality of transmitting devices 110, a plurality of receiving devices 120, or a plurality of person detecting devices 130 may be provided.
- the detection target is not limited to the person but may be an object, and the detection target is one or more. It may be a target, and is not limited to two targets.
- the transmission device 110 transmits a radio signal.
- the receiving device 120 receives the radio signal transmitted from the transmitting device 110.
- the receiving device 120 detects the reception strength of the received radio signal, and sequentially outputs the reception strength information indicating the detected reception strength to the control device 140. Further, the control device 140 may convert the reception strength of the radio signal detected by the reception device 120 into reception strength information.
- the control device 140 may convert the reception strength of the radio signal detected by the reception device 120 into reception strength information.
- the wireless communication between the transmitting device 110 and the receiving device 120 may be, for example, wireless LAN (Local Area Network) communication called Wi-Fi (registered trademark), or peer-to-peer called Bluetooth (registered trademark). It may be wireless communication.
- Wi-Fi Local Area Network
- Bluetooth peer-to-peer
- the transmitting device 110 and the receiving device 120 do not require a dedicated wireless communication component, and the device can be configured at a low price.
- the position estimation system 100 can be configured by using the existing device without preparing the device dedicated to the position estimation.
- a wireless signal transmitted from the transmission device 110 may be used for the purpose of transmitting necessary information or a program, in addition to the purpose of the position estimation, and the necessary information or necessary information or A radio signal transmitted from the transmitting device 110 may be used exclusively for position estimation during a period when communication is not used for the purpose of transmitting the program.
- a radio signal dedicated to position estimation is used, a radio signal suitable for position estimation can be used, and the position estimation process can be simplified.
- the person detection device 130 detects the presence of a person in the vicinity of the person detection device 130. For example, the person detection device 130 detects that a person is in a predetermined range. Then, when the person detection device 130 detects that a person exists at a close position, the person detection device 130 outputs the person detection information indicating that fact to the control device 140.
- the person detection information may be any predetermined information.
- the person detection device 130 includes, for example, a person proximity sensor that non-contactly detects the proximity of a person, or a camera that captures an image, analyzes the camera image, and the person is present in a specific area. It can be configured by an image recognition sensor that detects. In addition, the person detection device 130 senses the strength of a radio signal emitted from a mobile terminal such as a smartphone or tablet held by a person, and when a signal strength equal to or higher than a certain level is input, the person detects that the person is in close proximity. It can also be configured with an intensity sensor. These sensors have a high probability of detecting the proximity of a person, but are generally expensive.
- the person detection device 130 is configured by a door open / close switch that determines that a person who has opened / closed the door is close by detecting the open / closed state of the door of the room with a physical switch or a non-contact switch. You can also. Further, the person detection device 130 can be configured by an operation detection device such as a home appliance that is installed at a specific position and detects the operation of a person to detect that the person is in a close position. Further, the person detection device 130 can also be configured by a voice source identification device that detects a voice emitted during walking or action and specifies a position where the voice is emitted.
- these devices can be realized by using simple physical switches that are turned on and off, buttons for operation in other devices, microphones, and the like, they can be configured at a relatively low price. However, since these devices detect the proximity of a person only when the person operates or emits a voice, the proximity of the person may be detected when the operation of the person or the generation of a voice is not accompanied. Can not.
- the control device 140 detects the position of either the person 301 or the person 302 in the room 300 based on the reception intensity information from the reception device 120 and the person detection information from the person detection device 130.
- control device 140 and the transmission device 110, the reception device 120, and the person detection device 130 can be connected by wire, but if the configuration can be made without affecting the wireless signal for position estimation. You can also connect wirelessly. Further, the control device 140 does not necessarily have to control the transmission device 110, the reception device 120, and the person detection device 130. However, the control device 140 controls the transmission timing of the wireless signal of the transmission device 110, the reception sensitivity of the reception device 120, the detection availability of the person detection device 130, and the like in order to analyze the wireless communication signal with high definition. It is desirable to be able to do it.
- FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the control device 140.
- the control device 140 includes a reception strength information input unit 141, an analysis unit 142, a storage unit 143, an existing signal pattern extraction unit 146, a person detection information input unit 147, a timekeeping unit 148, and a transmission device communication unit 149.
- a position estimation unit 150 is provided.
- the reception strength information input unit 141 receives the reception strength information input from the reception device 120.
- the input reception strength information is given to the analysis unit 142.
- the analysis unit 142 functions as a signal pattern information generation unit that analyzes the radio signal received by the reception device 120 and generates signal pattern information. For example, the analysis unit 142 uses the reception intensity indicated by the reception intensity information input to the reception intensity information input unit 141 in a predetermined period, and uses a signal pattern indicating the transition of the reception intensity in the predetermined period. Generates signal pattern information indicating.
- the generated signal pattern information is stored as existing signal pattern information in the database 144 described later in the storage unit 143. Further, the signal pattern information is given to the existing signal pattern extraction unit 146.
- the storage unit 143 stores information necessary for processing by the control device 140.
- the storage unit 143 includes a database 144 and a position / time information storage unit 145.
- the database 144 is a pre-signal pattern-related information storage unit that stores the pre-signal pattern information and its related information in association with each other. For example, the database 144 uses the past signal pattern information as the existing signal pattern information, and stores the existing signal pattern information in association with the related information generated when the existing signal pattern information is generated.
- the related information will be described later, but includes estimated position information, elapsed time information, and person detection device attribute information.
- the position-time information storage unit 145 stores position-time information indicating the position and time when a person is detected by the person detection device 130.
- the position time information includes the device identification information of the person detection device 130 that has sent the person detection information. included.
- the existing signal pattern extraction unit 146 obtains related information associated with one existing signal pattern information indicating a signal pattern most similar to the signal pattern indicated by the signal pattern information given by the analysis unit 142 from the database 144. , A reading unit that reads out information related to the existing signal pattern.
- the existing signal pattern extraction unit 146 is the same as the signal pattern information given by the analysis unit 142.
- the most similar signal patterns are extracted from the database 144, except for the ones.
- the existing signal pattern extraction unit 146 when the existing signal pattern extraction unit 146 stores a plurality of existing signal pattern information similar to the signal pattern indicated by the signal pattern information given by the analysis unit 142 in the database 144, the existing signal pattern extraction unit 146 has a plurality of existing signal pattern information.
- One of the existing signal pattern information, the position indicated by the associated person detection device attribute information is the same as the position of the person detection device 130 that finally input the person detection information to the person detection information input unit 147. Read the related information associated with the existing signal pattern information.
- the existing signal pattern extraction unit 146 when the existing signal pattern extraction unit 146 stores a plurality of existing signal pattern information similar to the signal pattern indicated by the signal pattern information given by the analysis unit 142 in the database 144, the existing signal pattern extraction unit 146 has a plurality of existing signal patterns.
- the position indicated by the associated person detection device attribute information is the same as the position of the person detection device 130 that finally input the person detection information to the person detection information input unit 147, and Read out the related information associated with one existing signal pattern information having the shortest elapsed time indicated by the associated elapsed time information.
- the person detection information input unit 147 receives input of person detection information from the person detection device 130.
- the person detection information is given to the position estimation unit 150.
- the timekeeping unit 148 measures the time. Here, it is assumed that the time measured by the timekeeping unit 148 is the current time.
- the timekeeping unit 148 provides the position estimation unit 150 with time information indicating the current time.
- the position estimation unit 150 acquires the current time from the time counting unit 148, and obtains the position of the person detection device 130 that has sent the person detection information. Position-time information indicating the time is generated and stored in the position-time information storage unit 145 of the storage unit 143.
- the position estimation unit 150 grasps the position where the person detection device 130 is arranged.
- the storage unit 143 stores position information indicating the position of the person detection device 130.
- the person detection device 130 may transmit the person detection information indicating that the person has been detected.
- each of them may include device identification information capable of identifying each device in the person detection information.
- the position estimation unit 150 identifies the position of the person detection device 130 that has transmitted the person detection information based on the device identification information.
- the person detection information may include information indicating the position of the person detection device 130 that has detected a person.
- the transmission device communication unit 149 communicates with the transmission device 110. For example, when the control device 140 controls the timing of the radio signal transmitted from the transmission device 110 when the position is detected, the position estimation unit 150 uses the transmission device communication unit 149 to control the transmission device 110. To control. Further, the transmission device communication unit 149 may accept input of transmission device information which is information about the transmission device 110.
- the position estimation unit 150 includes known signal pattern related information given from the existing signal pattern extraction unit 146, person detection information given from the person detection information input unit 147, and position / time information stored in the position / time information storage unit 145. And at least one of the time information from the time measuring unit 148 is used to estimate the position of any of the persons 301 and 302 in the room 300.
- the position estimation unit 150 outputs the person detection information.
- the position of the device 130 is estimated to be the position where a person exists in the signal pattern.
- the position estimation unit 150 is read by the already signal pattern extraction unit 146.
- the position indicated by the issued person detection device attribute information is the same as the position of the person detection device 130 that finally input the person detection information to the person detection information input unit 147, and is read by the already signal pattern extraction unit 146.
- the elapsed time indicated by the issued elapsed time information is shorter than a predetermined time, a person exists at the position of the person detection device 130 that finally input the person detection information to the person detection information input unit 147. Estimate the position.
- the position estimation unit 150 is read by the already signal pattern extraction unit 146.
- the position indicated by the issued person detection device attribute information is the same as the position of the person detection device 130 that finally input the person detection information to the person detection information input unit 147, and is read by the already signal pattern extraction unit 146.
- the person detection information When the elapsed time indicated by the issued elapsed time information is equal to or longer than a predetermined time, the person detection information last indicates the position of the person detection device 130 that last input the person detection information to the person detection information input unit 147.
- the corrected position calculated by correcting the distance traveled by the person in the elapsed time after being input to the person detection information input unit 147 is estimated to be the position where the person exists.
- the position estimation unit 150 inputs the estimated position information indicating the estimated position, the elapsed time information indicating the elapsed time since the person detection information was finally input to the person detection information input unit 147, and the person detection information.
- the person detection device attribute information indicating the position of the person detection device 130 last input to the person detection information input unit 147 is used as related information in the database in association with the corresponding already signal pattern information stored in the database 144. Store it in 144.
- the position estimation system 100 includes a plurality of person detection devices 130, the person detection information used for position estimation is sent to the person detection device attribute information.
- the device identification information of the person detection device 130 is included.
- the position estimation unit 150 may output the estimated position information indicating the position estimated as described above to an external device via an output unit (not shown).
- the estimated position information can be used as input information for another process such as behavior prediction.
- a part or all of the analysis unit 142, the already signal pattern extraction unit 146, the timekeeping unit 148, and the position estimation unit 150 described above are, for example, the memory 10 and It can be configured by a processor 11 such as a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory 10.
- a processor 11 such as a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory 10.
- Such a program may be provided through a network, or may be recorded and provided on a recording medium. That is, such a program may be provided as, for example, a program product.
- a part or all of the analysis unit 142, the existing signal pattern extraction unit 146, the timing unit 148, and the position estimation unit 150 are, for example, a single circuit, a composite circuit, as shown in FIG. It can also be configured by a processing circuit 12 such as a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
- a processing circuit 12 such as a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
- the storage unit 143 can be configured by a recording device such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive). Further, the reception strength information input unit 141, the person detection information input unit 147, and the transmission device communication unit 149 can be configured by a communication device such as a NIC (Network Interface Card).
- a recording device such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive).
- the reception strength information input unit 141, the person detection information input unit 147, and the transmission device communication unit 149 can be configured by a communication device such as a NIC (Network Interface Card).
- NIC Network Interface Card
- FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the control device 140.
- the analysis unit 142 identifies a signal pattern using the reception intensity indicated by the reception intensity information input to the reception intensity information input unit 141, and generates signal pattern information indicating the specified signal pattern (S10). ).
- the position estimation system 100 includes one transmitting device 110
- a part of the radio signal transmitted from the transmitting device 110 is received by the receiving device 120 as a direct wave without bypassing such as reflection.
- another part of the transmitted radio signal hits an object such as a person 301 that affects the course of radio waves, and is received by the receiving device 120 as the reflected wave.
- the receiving device 120 since there is a difference in the path lengths of the radio signals that are radio waves, the receiving device 120 receives the same radio signal as a plurality of signals having a time difference.
- the radio waves that arrive as reflected waves are generated under the influence of various objects in the room 300, and the path lengths to the receiving device 120 are different.
- the two-dimensional information of the time and reception intensity of the radio signal received by the receiving device 120 in a short time is the information reflecting the distribution of objects affecting the radio waves, including the people 301 and 302 in the room 300. Become. This is called the signal pattern of the received radio signal.
- each transmission device 110 characterizes and transmits a radio signal for each transmission device 110.
- the signal pattern of the radio signal received by the receiving device 120 has a more complicated configuration. Specifically, when different frequencies are assigned to each of the plurality of transmitting devices 110, the signal pattern is specified as three-dimensional information of frequency, time, and signal strength.
- each of the plurality of receiving devices 120 has a different linear distance from the transmitting device 110, and radio waves.
- the path length reached by the reflected wave from the object that affects the is also different. Therefore, in such a case, the signal pattern is specified as three-dimensional information of the type, time, and signal strength of the receiving device 120.
- the receiving device 120 includes the type of its own device in the receiving intensity information.
- each of the plurality of transmitting devices 110 has a different frequency as described above. Is assigned.
- the signal pattern is specified as four-dimensional information of the type, frequency, time and reception intensity of the receiving device 120.
- the analysis unit 142 arranges the specified signal pattern into a memorable format to generate signal pattern information indicating the specified signal pattern, and stores the generated signal pattern in the database 144 (S11). In addition, in order to store the related information in association with each other in the subsequent step, a unique number is assigned to the signal pattern information stored in step S11. Further, the analysis unit 142 gives the signal pattern information generated in step S10 together with the unique number to the existing signal pattern extraction unit 146.
- the position estimation unit 150 determines in step S10 whether or not the person detection information has been input to the person detection information input unit 147 after the input of the reception intensity information from the reception device 120 is started ( S12).
- the process proceeds to step S16, and when the person detection information is not input (No in S12), the process proceeds to step S13.
- step S13 the existing signal pattern extraction unit 146 uses the signal pattern information given by the analysis unit 142 this time among the signal patterns indicated by the existing signal pattern information which is the past signal pattern information stored in the database 144. The signal pattern most similar to the signal pattern indicated by is extracted. Here, this time, extraction is performed from the signal pattern indicated by the existing signal pattern information having a unique number other than the unique number given by the analysis unit 142.
- the signal pattern is configured as a set of multidimensional state numbers as described above
- a method of extracting the most similar signal pattern the one in which the distance between the two signal patterns is the shortest is used.
- a distance function capable of calculating a mathematical metric space such as Euclidean distance, Maharanobis distance, Chebyshev distance or Minkowski distance.
- the existing signal pattern extraction unit 146 reads out the related information stored in association with the signal pattern information indicating the extracted signal pattern (S14).
- the related information includes estimated position information, elapsed time information, and person detection device attribute information.
- the position estimation unit 150 reads the latest position / time information from the position / time information storage unit 145 (S15).
- the latest position / time information is information indicating the position of the person detection information input unit 147 that sent the last person detection information and the time when the last person detection information was sent. Then, the process proceeds to step S16.
- the position estimation unit 150 stores the known signal pattern-related information given by the existing signal pattern extraction unit 146, the person detection information given by the person detection information input unit 147, and the position / time information storage unit 145.
- the position of any person 301 or 302 in the room 300 is estimated by using at least one of the position-time information and the time information from the time measuring unit 148.
- the position estimation unit 150 sets the position where the person detection device 130 that has sent the person detection information is arranged. It is estimated as the position where either 301 or 302 exists. By performing such estimation, when the person detection information is input, the process of searching the database 144 by the existing signal pattern extraction unit 146 becomes unnecessary, so that the load of the position estimation process can be reduced. it can. Further, the position of either the person 301 or 302 can be estimated with higher accuracy than the position is estimated by comparing the signal patterns of the radio signals.
- the position estimation unit 150 has the known signal pattern related information given from the already signal pattern extraction unit 146 and the position / time information storage unit 145.
- the positions of people 301 and 302 are estimated using the latest position and time information stored in the clock and the time information from the time measuring unit 148.
- the position estimation unit 150 is updated.
- the positions of people 301 and 302 are estimated from the positions indicated by the time information.
- the position estimation unit 150 is the position indicated by the latest position time information. Is estimated to be the position of people 301 and 302.
- the position estimation unit 150 when the elapsed time indicated by the elapsed time information included in the already signal pattern related information is equal to or longer than a predetermined time, the persons 301 and 302 are the person detection device 130. Since it is likely to exist at a position far from, the position indicated by the latest position / time information is corrected.
- the position estimation unit 150 can perform the following processing.
- the position estimation system 100 includes one person detection device 130
- the position estimation unit 150 starts from the time indicated by the latest position / time information on the assumption that the walking speeds of the people 301 and 302 are constant.
- the distance from the person detection device 130 is calculated by multiplying the walking speed by the elapsed time until the current time indicated by the time information.
- the position estimation unit 150 estimates that the position on the arc concentrically separated from the position of the person detection device 130 by the calculated distance is the position of either the person 301 or 302. .
- the position estimation unit 150 can estimate the positions of the people 301 and 302 with higher accuracy.
- the position estimation unit 150 reads the latest position / time information and the second newest position / time information from the position / time information storage unit 145. Then, the position estimation unit 150 assumes that when the positions indicated by these information are different, the movement of the person is a constant velocity linear motion calculated between the two positions, as follows. The position can be estimated.
- the position estimation unit 150 calculates the inter-device distance D, which is the distance between the positions indicated by the information. Next, the position estimation unit 150 calculates the required time T required to move the inter-device distance D from the time indicated by the information. Then, the position estimation unit 150 can calculate the walking speed S of the people 301 and 302 by dividing the distance D between the devices by the required time T. From the above, the position estimation unit 150 responds to the generation time of the signal pattern information generated between the time indicated by the second newest position time information and the time indicated by the latest position time information. Therefore, the position between the position indicated by the second newest position / time information and the position indicated by the latest position / time information can be estimated.
- the position estimation unit 150 suspends the position estimation from the time when the person detection information is detected until the next person detection information is detected, and the latest person detection information is input. If the positions of the person detection device 130 that has sent the person detection information are different at the stage, the position between the positions indicated by the above two position time information may be estimated. In addition, when the position of the person detection device 130 that sent the person detection information is the same, the position estimation unit 150 is the person detection device 130 as in the case where one person detection device 130 is provided. The concentric positions centered on the position of may be estimated.
- the position estimation unit 150 is subjected to the analysis unit 142.
- the already signal pattern information stored in step S11 is deleted without estimating the position with respect to the generated signal pattern information.
- the position estimation unit 150 when the position is estimated, the position estimation unit 150 generates related information of the already signal pattern information stored in the database 144 in step S11, and is generated in association with the already signal pattern information.
- the related information is stored in the database 144 (S17). For the association here, a unique number assigned to the signal pattern information may be used.
- the position estimation unit 150 determines whether or not to end the processing according to, for example, an instruction from the operator (S18). If the process is not completed (NO in S18), the process returns to step S10.
- control device 140 can perform position estimation with high estimation accuracy starting from the person detection device 130 by using the reception intensity information and the person detection information in combination.
- the person detection device 130 is not necessarily a device capable of detecting the presence of a person with a high probability like the above-mentioned person proximity sensor, but is not necessarily a person, as in the case of using the device operation information of a home appliance installed at a specific position. Even when the detection information is not sent, the signal pattern of the radio signal is similar regardless of whether or not the device is operated, so that the position can be estimated if the device has been operated in the past.
- the positions of the people 301 and 302 can be estimated, so that the signal pattern is combined with the signal pattern specified by the received signal strength information. Therefore, the estimated position information can be recorded, and the stored information can be used as an already signal pattern in the next position estimation process. Therefore, it is not necessary to prepare the database 144 in advance as in the prior art.
- step S12 it is determined whether or not the person detection device 130 has detected the proximity of a person, and if the proximity of a person is detected, steps S13 to S15 are performed. Although the process is skipped, the present embodiment is not limited to such an example. Even if the detection by the person detection device 130 and the processes of steps S13 to S15 are performed in parallel and a predetermined time elapses after the process of step S10 is started, the process of step S16 is performed. Good. In such a case, if the detection by the person detection device 130 is performed, the estimation accuracy of the positions of the people 301 and 302 can be improved by giving priority to the position of the person detection device 130.
- the most similar signal pattern is extracted in step S13, but the present embodiment is not limited to such an example.
- the existing signal pattern extraction unit 146 may perform the plurality of similar signal patterns in step S13.
- the related information corresponding to the signal pattern of is acquired and given to the position estimation unit 150.
- the position estimation unit 150 identifies one related information indicating the same position as the position of the person detection device 130 that has sent the latest person detection information stored in the position / time information storage unit 145, and the identified association. Information may be used.
- the signal patterns are similar in the room 300, but the positions of the people 301 and 302 may be completely different, and if it is the same as the person detection device 130 that sent the person detection information immediately before, the current signal. This is due to the judgment that a past signal pattern that is more similar to the pattern is extracted.
- the position estimation unit 150 may select one related information having the shortest elapsed time. Since the short elapsed time means that the elapsed time from the time when the person detection device 130 identifies that a person is at a specific position is small, it is judged that the reliability of the more estimated position is high. by.
- the position estimation system 100 configured as described above can effectively estimate the position of any of the two people when there are two people in the room which is the space for detecting. Will be explained.
- FIG. 5 is a schematic view showing a first example in which a person 301 and a person 302 are present in the room 300.
- the person 301 is in a position close to the person detection device 130 and the person detection information is output from the person detection device 130.
- the radio signal transmitted from the transmitting device 110 is received by the receiving device 120 as a specific signal pattern P due to reflection from a person 301, a person 302, or another object that affects radio waves.
- the position information of the person detection device 130 and the signal pattern P received at this time are also recorded in the database 144. To.
- FIG. 6 is a schematic view showing a second example in which the person 301 and the person 302 are present in the room 300.
- the position of the person 302 is different from that in the first example.
- the receiving device 120 receives the radio signal with a signal pattern Q different from the signal pattern P in the first example.
- the control device 140 when the control device 140 acquires the signal pattern P in the first example, the control device 140 together with the position information of the person detection device 130, the signal pattern information indicating the signal pattern P Record in database 144. Further, when the signal pattern Q in the second example is acquired, the control device 140 stores the signal pattern information indicating the signal pattern Q in the database 144 together with the position information of the person detection device 130. Therefore, the existing signal pattern recorded by the position of the person 302 is recorded at any time, and when the person 302 exists at the position once recorded, the position of the person 301 can be estimated accurately.
- FIG. 5 or FIG. 6 has been described by taking the case of two people as an example, the same effect can be expected for an object that affects the arrival of radio waves.
- an event that affects the radio wave environment in the room 300 such as opening / closing a metal door, installing or removing a large household appliance, or building an adjacent building, occurs after the position estimation system 100 is operated.
- the position estimation system 100 since the signal pattern after the occurrence of the influence and the position information derived from the person detection device 130 are recorded in the database 144, the position of the person can be estimated with high accuracy.
- the position estimation process for the inside of the room 300 has been described, but if the radio signal from the transmitting device 110 to the receiving device 120 can be reached, a plurality of rooms are targeted. It is possible to estimate the position of a person for the entire building or one floor of the building.
- the position estimation system 100 when estimating the position, in addition to the information from the receiving device 120, the information that a person exists at a specific position is used, so that the signal pattern information is previously provided. It is not necessary to record the information, the number of signal pattern information to be recorded is small, and the signal pattern can be collated in a short time.
- the signal pattern is stored as data belonging to the person to be detected and stored in the database. 144 can be extended learningally. Therefore, the position of the person detection device 130 can be used as a reference position, and the position of the person to be estimated can be estimated based on the reference position, so that the position can be estimated more accurately in advance.
- the position estimation system 100 can learnally record signal patterns related to the positions of two or more people even when two or more people are in the room, and can record habitually existing positions as needed. You can register in 144. Therefore, similar past signal patterns can be extracted, and the position can be estimated.
- the one close to the nearest person detection device 130 is positioned. It can be estimated, and the possibility of erroneously estimating a position away from the correct answer can be reduced.
- 100 position estimation system 110 transmitter, 120 receiver, 130 person detection device, 140 control device, 141 reception strength information input unit, 142 analysis unit, 143 storage unit, 146 existing signal pattern extraction unit, 147 person detection information input unit , 148 timing unit, 149 transmitter communication unit, 150 position estimation unit.
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Abstract
制御装置(140)と、無線信号を送信する送信装置(110)と、無線信号の受信強度を検出して、検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次、制御装置(140)に出力する受信装置(120)と、人が予め定められた範囲に存在することを検出すると、予め定められた人検出情報を、順次、制御装置(140)に出力する人検出装置(130)とを備え、制御装置(140)は、予め定められた期間に入力された受信強度情報で示される受信強度を用いて、予め定められた期間における受信強度の推移を示す信号パターンを特定し、予め定められた期間内に人検出情報の入力を受けた場合に、人検出装置(130)の位置を、特定された信号パターンにおいて、人が存在する位置と推定する。
Description
本発明は、位置推定システム、情報処理装置、プログラム及び情報処理方法に関する。
従来から、無線通信を利用した位置推定システムとして、無線送信機及び無線受信機を用いて対象物の位置を推定するシステムが知られている。
例えば、特許文献1に記載された位置推定システムは、無線送信機から送信する無線通信の信号を無線受信機で受信し、無線送信機からの直接波及び対象物によって反射した反射波の受信強度のパターン又は受信強度パターンの生起確率を求め、予め特定位置での受信強度パターン又は生起確率をデータベースとして記録しておく。そして、このシステムは、位置推定を行う際には、データベースを照合して、最も類似した受信強度パターン又は生起確率に対応する位置から、対象物の位置を推定する。
例えば、特許文献1に記載された位置推定システムは、無線送信機から送信する無線通信の信号を無線受信機で受信し、無線送信機からの直接波及び対象物によって反射した反射波の受信強度のパターン又は受信強度パターンの生起確率を求め、予め特定位置での受信強度パターン又は生起確率をデータベースとして記録しておく。そして、このシステムは、位置推定を行う際には、データベースを照合して、最も類似した受信強度パターン又は生起確率に対応する位置から、対象物の位置を推定する。
従来の位置推定システムは、位置推定の対象が1つである場合を想定している。このため、例えば、位置推定の対象である人以外の人がいる場合に、位置の推定が困難であった。
具体的には、2人の人Aと人Bとが1つの部屋におり、そのうち1人が部屋の中のどの位置にいるかを推定する場合、人Aが部屋の中の同じ位置にいるときに、人Aからの反射波は一定となるが、人Bが部屋のどこにいるかによって、人Bからの反射波の強度が変化する。このため、無線受信機で受信する受信強度パターンは、人Bの位置により様々に変化する。
具体的には、2人の人Aと人Bとが1つの部屋におり、そのうち1人が部屋の中のどの位置にいるかを推定する場合、人Aが部屋の中の同じ位置にいるときに、人Aからの反射波は一定となるが、人Bが部屋のどこにいるかによって、人Bからの反射波の強度が変化する。このため、無線受信機で受信する受信強度パターンは、人Bの位置により様々に変化する。
受信強度パターンから人Aの位置を推定するには、従来の位置推定システムでは、予め部屋のあらゆるところに人Bがいる場合の受信強度パターン又は生起確率をデータベースに登録しておく必要があり、データベースが肥大化する。
さらに、2人以上の人がいる場合、又は、人以外の電波を反射する対象物が移動する場合等も、すべての発生しうる状況を考慮してデータベースに登録を行うことは困難であり、従来の位置推定システムでは、正確な位置を推定することができなかった。
そこで、本発明の一又は複数の態様は、複数の人がいる場合でも、何れかの人の位置を推定できるようにすることを目的とする。
本発明の一態様に係る位置推定システムは、情報処理装置と、無線信号を送信する送信装置と、前記無線信号の受信強度を検出して、前記検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次、前記情報処理装置に出力する受信装置と、人が予め定められた範囲に存在することを検出すると、予め定められた人検出情報を、順次、前記情報処理装置に出力する人検出装置と、を備える位置推定システムであって、前記情報処理装置は、前記受信強度情報の入力を受ける受信強度情報入力部と、予め定められた期間に入力された前記受信強度情報で示される前記受信強度を用いて、前記予め定められた期間における前記受信強度の推移を示す信号パターンを示す信号パターン情報を生成する信号パターン情報生成部と、前記人検出情報の入力を受ける人検出情報入力部と、前記予め定められた期間内に前記人検出情報入力部が前記人検出情報の入力を受けた場合に、前記人検出装置の位置を、前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンにおいて、人が存在する位置と推定する位置推定部と、を備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る情報処理装置は、送信装置から送信された無線信号の受信強度を検出して、前記検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次、前記情報処理装置に出力する受信装置から、前記受信強度情報の入力を受ける受信強度情報入力部と、予め定められた期間において入力された前記受信強度情報で示される前記受信強度を用いて、前記予め定められた期間における前記受信強度の推移を示す信号パターンを示す信号パターン情報を生成する信号パターン情報生成部と、人が予め定められた範囲に存在することを検出すると、予め定められた人検出情報を、順次、前記情報処理装置に出力する人検出装置から、前記人検出情報の入力を受ける人検出情報入力部と、前記予め定められた期間内に前記人検出情報入力部が前記人検出情報の入力を受けた場合に、前記人検出装置の位置を、前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンにおいて、人が存在する位置と推定する位置推定部と、を備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、送信装置から送信された無線信号の受信強度を検出して、前記検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次、前記情報処理装置に出力する受信装置から、前記受信強度情報の入力を受ける受信強度情報入力部、予め定められた期間において入力された前記受信強度情報で示される前記受信強度を用いて、前記予め定められた期間における前記受信強度の推移を示す信号パターンを示す信号パターン情報を生成する信号パターン情報生成部、人が予め定められた範囲に存在することを検出すると、予め定められた人検出情報を、順次、前記情報処理装置に出力する人検出装置から、前記人検出情報の入力を受ける人検出情報入力部、及び、前記予め定められた期間内に前記人検出情報入力部が前記人検出情報の入力を受けた場合に、前記人検出装置の位置を、前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンにおいて、人が存在する位置と推定する位置推定部、として機能させることを特徴とする。
本発明の一態様に係る情報処理方法は、送信装置から送信された無線信号の受信強度を検出して、前記検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次出力する受信装置から、前記受信強度情報の入力を受け、予め定められた期間において入力された前記受信強度情報で示される前記受信強度を用いて、前記予め定められた期間における前記受信強度の推移を示す信号パターンを示す信号パターン情報を生成し、人が予め定められた範囲に存在することを検出した際に、人検出情報を、順次出力する人検出装置から、前記人検出情報の入力を受け、前記予め定められた期間内に前記人検出情報の入力を受けた場合に、前記人検出装置の位置を、前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンにおいて、人が存在する位置と推定することを特徴とする。
本発明の一又は複数の態様によれば、複数の人がいる場合でも、何れかの人の位置を推定することができる。
図1は、実施の形態に係る位置推定システム100の構成を概略的に示すブロック図である。
位置推定システム100は、送信装置110と、受信装置120と、人検出装置130と、情報処理装置としての制御装置140とを備える。
送信装置110、受信装置120及び人検出装置130は、制御装置140に接続されている。
位置推定システム100は、送信装置110と、受信装置120と、人検出装置130と、情報処理装置としての制御装置140とを備える。
送信装置110、受信装置120及び人検出装置130は、制御装置140に接続されている。
送信装置110、受信装置120及び人検出装置130は、検出を行う空間である部屋300における検出対象の位置を検出することができるように、部屋300に対して配置されている。具体的には、図1に示されているように、送信装置110及び受信装置120は、部屋300の中に配置されており、人検出装置130は、部屋300の出入り口に配置されており、制御装置140は、部屋300の外に配置されている。
なお、これらの装置の配置は、図1の例に限定されず、例えば、送信装置110及び受信装置120の少なくとも何れか一方が、部屋300の外に配置されていてもよく、人検出装置130が部屋300の中に配置されていてもよい。また、制御装置140も、部屋300の中に配置されていてもよい。
さらに、複数の送信装置110、複数の受信装置120又は複数の人検出装置130が設けられていてもよい。
さらに、複数の送信装置110、複数の受信装置120又は複数の人検出装置130が設けられていてもよい。
部屋300内には、位置検出の対象となる人301及び人302がいるものとするが、検出対象は、人に限られず、物であってもよく、また、検出対象は、一つ以上の対象であればよく、二つの対象に限定されない。
送信装置110は、無線信号を送信する。
受信装置120は、送信装置110から送信された無線信号を受信する。受信装置120は、受信された無線信号の受信強度を検出して、検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次、制御装置140に出力する。また、制御装置140が、受信装置120で検出された無線信号の受信強度を受信強度情報に変換してもよい。
なお、図示されてはいないが、部屋300内に、複数の送信装置110が設けられており、複数の送信装置110の各々から送信される無線信号が、周波数で区別できるようになっている場合には、受信装置120は、周波数毎の受信強度を示す受信強度情報を制御装置140に提供する。
受信装置120は、送信装置110から送信された無線信号を受信する。受信装置120は、受信された無線信号の受信強度を検出して、検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次、制御装置140に出力する。また、制御装置140が、受信装置120で検出された無線信号の受信強度を受信強度情報に変換してもよい。
なお、図示されてはいないが、部屋300内に、複数の送信装置110が設けられており、複数の送信装置110の各々から送信される無線信号が、周波数で区別できるようになっている場合には、受信装置120は、周波数毎の受信強度を示す受信強度情報を制御装置140に提供する。
送信装置110と、受信装置120との間の無線通信は、例えば、Wi-Fi(登録商標)と呼ばれる無線LAN(Local Area Network)通信であってもよく、Bluetooth(登録商標)と呼ばれるピアトゥーピアの無線通信であってもよい。
Wi-Fi又はBluetoothといった無線通信を利用することで、送信装置110及び受信装置120において、専用の無線通信部品が必要なく、低価格で装置を構成することができる。また、位置推定専用の装置を用意せずに、既存の装置を利用して、位置推定システム100を構成することができる。
Wi-Fi又はBluetoothといった無線通信を利用することで、送信装置110及び受信装置120において、専用の無線通信部品が必要なく、低価格で装置を構成することができる。また、位置推定専用の装置を用意せずに、既存の装置を利用して、位置推定システム100を構成することができる。
位置推定システム100での位置推定では、位置推定の目的とは別に、必要な情報又はプログラムを伝送する目的で送信装置110から送信される無線信号が使用されてもよく、また、必要な情報又はプログラムを伝送する目的で通信が使用されていない期間に、位置推定専用に、送信装置110から送信される無線信号が使用されてもよい。位置推定専用の無線信号を使用する場合には、位置推定に適した無線信号を利用することができ、位置推定処理を簡略化することができる。
人検出装置130は、人検出装置130の付近に人が存在することを検出する。例えば、人検出装置130は、人が予め定められた範囲に存在することを検出する。そして、人検出装置130は、近接した位置に人が存在することを検出した場合に、そのことを示す人検出情報を制御装置140に出力する。なお、人検出情報は、予め定められた情報であればよい。
人検出装置130は、例えば、人が近接することを非接触で感知する人近接センサー、又は、映像を撮影するカメラを備え、そのカメラ画像を解析して、特定の領域に人が存在することを検出する画像認識センサーにより構成することができる。
また、人検出装置130は、人が保持するスマートフォン又はタブレット等の携帯端末から発する無線信号の強度を感知して一定以上の信号強度が入力された際に、その人が近接したと判定する無線強度センサーにより構成することもできる。
これらのセンサーは、人が近接することを確率高く検出できるが、一般的には高価になってしまう。
また、人検出装置130は、人が保持するスマートフォン又はタブレット等の携帯端末から発する無線信号の強度を感知して一定以上の信号強度が入力された際に、その人が近接したと判定する無線強度センサーにより構成することもできる。
これらのセンサーは、人が近接することを確率高く検出できるが、一般的には高価になってしまう。
また、人検出装置130は、部屋のドア開閉状態を、物理的なスイッチ又は非接触のスイッチにて感知することで、ドアを開閉した人が近接していたと判断するドア開閉スイッチにより構成することもできる。また、人検出装置130は、特定の位置に設置され、人の操作を検出することで、その人が近接した位置にいることを検出する家電等の操作検出装置により構成することもできる。また、人検出装置130は、歩行若しくは行動に際して発せられる音声を感知して音声が発せられた位置を特定する音声発生源特定装置により構成することもできる。
これらの装置は、オンオフの簡易な物理スイッチ、他の機器における操作用のボタン、又は、マイク等を利用して実現できるため、比較的低価格で構成できる。しかしながら、これらの装置は、人が操作したり音声を発したりする際にのみ人の近接を検出するため、人の操作又は音声の発生を伴わない場合には、人の近接を検出することができない。
これらの装置は、オンオフの簡易な物理スイッチ、他の機器における操作用のボタン、又は、マイク等を利用して実現できるため、比較的低価格で構成できる。しかしながら、これらの装置は、人が操作したり音声を発したりする際にのみ人の近接を検出するため、人の操作又は音声の発生を伴わない場合には、人の近接を検出することができない。
制御装置140は、受信装置120からの受信強度情報及び人検出装置130からの人検出情報により、部屋300内の人301、302の何れか一方の位置を検出する。
ここで、制御装置140と、送信装置110、受信装置120及び人検出装置130との間は、有線で接続することができるが、位置推定のための無線信号への影響がなく構成できる場合は無線で接続することもできる。
また、制御装置140は、必ずしも送信装置110、受信装置120及び人検出装置130を制御する必要はない。しかしながら、制御装置140は、無線通信の信号を高精細に解析をするために、送信装置110の無線信号の送出タイミング、受信装置120の受信感度、及び、人検出装置130の検出可否等を制御できることが望ましい。
また、制御装置140は、必ずしも送信装置110、受信装置120及び人検出装置130を制御する必要はない。しかしながら、制御装置140は、無線通信の信号を高精細に解析をするために、送信装置110の無線信号の送出タイミング、受信装置120の受信感度、及び、人検出装置130の検出可否等を制御できることが望ましい。
図2は、制御装置140の構成を概略的に示すブロック図である。
制御装置140は、受信強度情報入力部141と、解析部142と、記憶部143と、既信号パターン抽出部146と、人検出情報入力部147と、計時部148と、送信装置通信部149と、位置推定部150とを備える。
制御装置140は、受信強度情報入力部141と、解析部142と、記憶部143と、既信号パターン抽出部146と、人検出情報入力部147と、計時部148と、送信装置通信部149と、位置推定部150とを備える。
受信強度情報入力部141は、受信装置120からの受信強度情報の入力を受ける。入力された受信強度情報は、解析部142に与えられる。
解析部142は、受信装置120で受信された無線信号を解析して、信号パターン情報を生成する信号パターン情報生成部として機能する。
例えば、解析部142は、予め定められた期間において受信強度情報入力部141に入力された受信強度情報で示される受信強度を用いて、その予め定められた期間における受信強度の推移を示す信号パターンを示す信号パターン情報を生成する。生成された信号パターン情報は、既信号パターン情報として記憶部143の後述するデータベース144に記憶される。また、信号パターン情報は、既信号パターン抽出部146に与えられる。
例えば、解析部142は、予め定められた期間において受信強度情報入力部141に入力された受信強度情報で示される受信強度を用いて、その予め定められた期間における受信強度の推移を示す信号パターンを示す信号パターン情報を生成する。生成された信号パターン情報は、既信号パターン情報として記憶部143の後述するデータベース144に記憶される。また、信号パターン情報は、既信号パターン抽出部146に与えられる。
記憶部143は、制御装置140での処理に必要な情報を記憶する。
例えば、記憶部143は、データベース144と、位置時刻情報記憶部145とを備える。
例えば、記憶部143は、データベース144と、位置時刻情報記憶部145とを備える。
データベース144は、既信号パターン情報及びその関連情報を対応付けて記憶する既信号パターン関連情報記憶部である。
例えば、データベース144は、過去における信号パターン情報を既信号パターン情報とし、その既信号パターン情報と、その既信号パターン情報が生成された際に生成された関連情報とを対応付けて記憶する。なお、関連情報については、後述するが、推定位置情報、経過時間情報及び人検出装置属性情報を含む。
例えば、データベース144は、過去における信号パターン情報を既信号パターン情報とし、その既信号パターン情報と、その既信号パターン情報が生成された際に生成された関連情報とを対応付けて記憶する。なお、関連情報については、後述するが、推定位置情報、経過時間情報及び人検出装置属性情報を含む。
位置時刻情報記憶部145は、人検出装置130で人が検出された位置及び時刻を示す位置時刻情報を記憶する。なお、図示されていないが、位置推定システム100に複数の人検出装置130が含まれている場合には、位置時刻情報には、人検出情報を送ってきた人検出装置130の装置識別情報が含まれる。
既信号パターン抽出部146は、データベース144から、解析部142より与えられた信号パターン情報で示される信号パターンに最も類似する信号パターンを示す一つの既信号パターン情報に対応付けられている関連情報を、既信号パターン関連情報として読み出す読出部である。
ここで、解析部142より与えられた信号パターン情報は、既信号パターン情報として既にデータベース144に記憶されているため、既信号パターン抽出部146は、解析部142より与えられた信号パターン情報と同一のものを除いて、データベース144から最も類似する信号パターンを抽出する。
ここで、解析部142より与えられた信号パターン情報は、既信号パターン情報として既にデータベース144に記憶されているため、既信号パターン抽出部146は、解析部142より与えられた信号パターン情報と同一のものを除いて、データベース144から最も類似する信号パターンを抽出する。
ここで、既信号パターン抽出部146は、解析部142より与えられた信号パターン情報で示される信号パターンに類似する複数の既信号パターン情報がデータベース144に記憶されている場合には、その複数の既信号パターン情報の内、対応付けられている人検出装置属性情報で示される位置が、人検出情報を最後に人検出情報入力部147に入力した人検出装置130の位置と同じである一つの既信号パターン情報に対応付けられている関連情報を読み出す。
または、既信号パターン抽出部146は、解析部142より与えられた信号パターン情報で示される信号パターンに類似する複数の既信号パターン情報がデータベース144に記憶されている場合には、その複数の既信号パターン情報の内、対応付けられている人検出装置属性情報で示される位置が、人検出情報を最後に人検出情報入力部147に入力した人検出装置130の位置と同じであり、かつ、対応付けられている経過時間情報で示される経過時間が最も短い一つの既信号パターン情報に対応付けられている関連情報を読み出す。
人検出情報入力部147は、人検出装置130からの人検出情報の入力を受ける。
人検出情報は、位置推定部150に与えられる。
人検出情報は、位置推定部150に与えられる。
計時部148は、時刻を計測する。ここで、計時部148で計測された時刻が現在の時刻であるものとする。計時部148は、現在の時刻を示す時刻情報を位置推定部150に与える。
位置推定部150は、人検出情報入力部147から人検出情報が与えられると、計時部148から現在の時刻を取得し、人検出情報を送ってきた人検出装置130の位置と、取得された時刻とを示す位置時刻情報を生成し、記憶部143の位置時刻情報記憶部145に記憶させる。
ここで、位置推定部150は、人検出装置130が配置されている位置を把握しているものとする。例えば、図示してはいないが、記憶部143に、人検出装置130の位置を示す位置情報が記憶されているものとする。
ここで、検知を行う空間である部屋300に人検出装置130が一つしかない場合には、人検出装置130は、人を検出したことを示す人検出情報を送信すればよい。
一方、部屋300に複数の人検出装置130が配置されている場合には、それらの各々は、各々の装置を識別することのできる装置識別情報を人検出情報に含めればよい。位置推定部150は、その装置識別情報に基づいて、人検出情報を送信してきた人検出装置130の位置を特定する。
なお、人検出情報に、人を検出した人検出装置130の位置を示す情報が含まれていてもよい。
ここで、検知を行う空間である部屋300に人検出装置130が一つしかない場合には、人検出装置130は、人を検出したことを示す人検出情報を送信すればよい。
一方、部屋300に複数の人検出装置130が配置されている場合には、それらの各々は、各々の装置を識別することのできる装置識別情報を人検出情報に含めればよい。位置推定部150は、その装置識別情報に基づいて、人検出情報を送信してきた人検出装置130の位置を特定する。
なお、人検出情報に、人を検出した人検出装置130の位置を示す情報が含まれていてもよい。
送信装置通信部149は、送信装置110との間の通信を行う。例えば、位置検出を行う際に、送信装置110から送信させる無線信号のタイミング等を、制御装置140が制御する場合には、位置推定部150は、送信装置通信部149を介して、送信装置110を制御する。
また、送信装置通信部149は、送信装置110に関する情報である送信装置情報の入力を受け付けてもよい。
また、送信装置通信部149は、送信装置110に関する情報である送信装置情報の入力を受け付けてもよい。
位置推定部150は、既信号パターン抽出部146から与えられる既知信号パターン関連情報と、人検出情報入力部147から与えられる人検出情報と、位置時刻情報記憶部145に記憶されている位置時刻情報と、計時部148からの時刻情報との少なくとも何れか一つを用いて、部屋300の中にいる何れかの人301、302の位置を推定する。
例えば、位置推定部150は、信号パターンが特定される予め定められた期間内に、人検出情報入力部147が人検出情報の入力を受けた場合には、その人検出情報を出力した人検出装置130の位置を、その信号パターンにおける人が存在する位置と推定する。
また、位置推定部150は、信号パターンが特定される予め定められた期間内に、人検出情報入力部147が人検出情報の入力を受けていない場合には、既信号パターン抽出部146により読み出された人検出装置属性情報で示される位置が、人検出情報を最後に人検出情報入力部147に入力した人検出装置130の位置と同じであり、かつ、既信号パターン抽出部146により読み出された経過時間情報で示される経過時間が予め定められた時間よりも短いときに、人検出情報を最後に人検出情報入力部147に入力した人検出装置130の位置を、人が存在する位置と推定する。
さらに、位置推定部150は、信号パターンが特定される予め定められた期間内に、人検出情報入力部147が人検出情報の入力を受けていない場合には、既信号パターン抽出部146により読み出された人検出装置属性情報で示される位置が、人検出情報を最後に人検出情報入力部147に入力した人検出装置130の位置と同じであり、かつ、既信号パターン抽出部146により読み出された経過時間情報で示される経過時間が予め定められた時間以上のときに、人検出情報を最後に人検出情報入力部147に入力した人検出装置130の位置を、人検出情報が最後に人検出情報入力部147に入力されてからの経過時間において人が移動する距離で補正することにより算出した補正位置を、人が存在する位置と推定する。
そして、位置推定部150は、推定された位置を示す推定位置情報と、人検出情報が最後に人検出情報入力部147に入力されてからの経過時間を示す経過時間情報と、人検出情報を人検出情報入力部147に最後に入力した人検出装置130の位置を示す人検出装置属性情報とを関連情報として、データベース144に記憶されている、対応する既信号パターン情報に対応付けて、データベース144に記憶させる。なお、図示されていないが、位置推定システム100に複数の人検出装置130が含まれている場合には、人検出装置属性情報には、位置の推定に用いられた人検出情報を送ってきた人検出装置130の装置識別情報が含まれる。
位置推定部150は、以上のようにして推定された位置を示す推定位置情報を、図示しない出力部を介して、外部の装置に出力してもよい。
例えば、推定位置情報は、行動予測等、別の処理の入力情報として利用することができる。
例えば、推定位置情報は、行動予測等、別の処理の入力情報として利用することができる。
以上に記載された解析部142、既信号パターン抽出部146、計時部148及び位置推定部150の一部又は全部は、例えば、図3(A)に示されているように、メモリ10と、メモリ10に格納されているプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ11とにより構成することができる。このようなプログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、このようなプログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
また、解析部142、既信号パターン抽出部146、計時部148及び位置推定部150の一部又は全部は、例えば、図3(B)に示されているように、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等の処理回路12で構成することもできる。
なお、記憶部143は、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)等の記録装置により構成することができる。
また、受信強度情報入力部141、人検出情報入力部147及び送信装置通信部149は、NIC(Network Interface Card)等の通信装置により構成することができる。
また、受信強度情報入力部141、人検出情報入力部147及び送信装置通信部149は、NIC(Network Interface Card)等の通信装置により構成することができる。
次に、制御装置140が、受信強度信号と人検出情報とを受信し、位置を推定するまでの処理を説明する。
図4は、制御装置140の動作を示すフローチャートである。
まず、解析部142は、受信強度情報入力部141に入力された受信強度情報で示される受信強度を用いて、信号パターンを特定し、特定された信号パターンを示す信号パターン情報を生成する(S10)。
図4は、制御装置140の動作を示すフローチャートである。
まず、解析部142は、受信強度情報入力部141に入力された受信強度情報で示される受信強度を用いて、信号パターンを特定し、特定された信号パターンを示す信号パターン情報を生成する(S10)。
例えば、位置推定システム100に一つの送信装置110が含まれている場合、送信装置110から送信された無線信号の一部は、反射等の迂回をせずに直接波として受信装置120に受信される。また、送信された無線信号の別の一部は、人301等の電波の進路に影響のある物体に当たり、その反射波として受信装置120に受信される。このとき、電波である無線信号の到達する経路長に差が生じるため、受信装置120においては同一の無線信号を、時間差のある複数の信号として受信する。反射波として到達する電波は、部屋300内の様々な物体の影響を受けて発生し、受信装置120に至る経路長はそれぞれ異なる。このため、受信装置120で受信される無線信号の短時間における時間及び受信強度の二次元情報は、部屋300内の人301、302を含む、電波に影響のある物体の分布を反映した情報となる。これを受信された無線信号の信号パターンと呼ぶ。
また、図示してはいないが、位置推定システム100に複数の送信装置110が含まれている場合、それぞれの送信装置110は、送信装置110毎に無線信号を特徴付けて送信する。このような場合には、受信装置120で受信される無線信号の信号パターンはより複雑な構成となる。具体的には、複数の送信装置110の各々に異なる周波数が割り当てられている場合、信号パターンは、周波数、時間及び信号強度の三次元情報として特定される。
また、図示してはいないが、位置推定システム100に複数の受信装置120が含まれている場合には、複数の受信装置120の各々は、送信装置110からの直線距離が異なり、また、電波に影響を与える物体からの反射波が到達する経路長も異なる。このため、このような場合には、信号パターンは、受信装置120の種別、時間及び信号強度の三次元情報として特定される。このような場合には、受信装置120は、自装置の種別を受信強度情報に含める。
なお、図示してはいないが、位置推定システム100に、複数の送信装置110及び複数の受信装置120が含まれている場合には、上記と同様に、複数の送信装置110の各々に異なる周波数が割り当てられる。このような場合には、信号パターンは、受信装置120の種別、周波数、時間及び受信強度の四次元的情報として特定される。
次に、解析部142は、特定した信号パターンを記憶可能な形式に整えることで、特定した信号パターンを示す信号パターン情報を生成し、生成された信号パターンをデータベース144に記憶させる(S11)。
なお、後段のステップにおいて、関連情報を対応付けて記憶させるため、ステップS11で記憶させた信号パターン情報に固有の番号を割り当てておく。
また、解析部142は、固有の番号とともにステップS10で生成した信号パターン情報を、既信号パターン抽出部146に与える。
なお、後段のステップにおいて、関連情報を対応付けて記憶させるため、ステップS11で記憶させた信号パターン情報に固有の番号を割り当てておく。
また、解析部142は、固有の番号とともにステップS10で生成した信号パターン情報を、既信号パターン抽出部146に与える。
次に、位置推定部150は、ステップS10で、受信装置120からの受信強度情報の入力が開始されてから、人検出情報入力部147に、人検出情報が入力されたか否かを判断する(S12)。人検出情報が入力された場合(S12でYse)には、処理はステップS16に進み、人検出情報が入力されていない場合(S12でNo)には、処理はステップS13に進む。
ステップS13では、既信号パターン抽出部146は、データベース144に記憶されている過去の信号パターン情報である既信号パターン情報で示される信号パターンの内、今回、解析部142から与えられた信号パターン情報で示される信号パターンと最も類似する信号パターンを抽出する。ここでは、今回、解析部142から与えられた固有の番号以外の固有の番号を有する既信号パターン情報で示される信号パターンの中から抽出が行われる。
ここで、信号パターンは、例えば、上述のように多次元の状態数の集合として構成されるため、最も類似する信号パターンを抽出する方法としては、二つの信号パターンの距離が最短であるものを抽出する方法がある。多次元の情報間の距離の算出方法としては、ユークリッド距離、マハラノビス距離、チェビシェフ距離又はミンコフスキー距離等、数学的な距離空間を算出可能な距離関数が用いられるのがよい。
次に、既信号パターン抽出部146は、抽出された信号パターンを示す信号パターン情報に対応付けて記憶されている関連情報を読み出す(S14)。ここで、関連情報には、推定位置情報、経過時間情報及び人検出装置属性情報が含まれる。
次に、位置推定部150は、位置時刻情報記憶部145から最新の位置時刻情報を読み出す(S15)。なお、最新の位置時刻情報は、最後の人検出情報を送ってきた人検出情報入力部147の位置と、最後の人検出情報が送られてきた時刻とを示す情報である。そして、処理はステップS16に進む。
ステップS16では、位置推定部150は、既信号パターン抽出部146から与えられる既知信号パターン関連情報と、人検出情報入力部147から与えられる人検出情報と、位置時刻情報記憶部145に記憶されている位置時刻情報と、計時部148からの時刻情報との少なくとも何れか一つを用いて、部屋300の中にいる何れかの人301、302の位置を推定する。
具体的には、位置推定部150は、ステップS12において人検出情報が入力された場合(S12でYes)には、人検出情報を送ってきた人検出装置130が配置されている位置を、人301、302の何れかが存在する位置として推定する。
このような推定を行うことにより、人検出情報が入力された場合には、既信号パターン抽出部146が、データベース144を検索する処理が不要となるため、位置推定の処理の負荷を減らすことができる。また、無線信号の信号パターンを比較して位置を推定するよりも、精度高く、人301、302の何れかの位置を推定することができる。
このような推定を行うことにより、人検出情報が入力された場合には、既信号パターン抽出部146が、データベース144を検索する処理が不要となるため、位置推定の処理の負荷を減らすことができる。また、無線信号の信号パターンを比較して位置を推定するよりも、精度高く、人301、302の何れかの位置を推定することができる。
一方、位置推定部150は、ステップS12において人検出情報が入力されていない場合(S12でNo)には、既信号パターン抽出部146から与えられる既知信号パターン関連情報と、位置時刻情報記憶部145に記憶されている最新の位置時刻情報と、計時部148からの時刻情報とを用いて、人301、302の位置を推定する。
具体的には、既信号パターン関連情報に含まれている人検出装置属性情報で示される位置と、最新の位置時刻情報で示される位置とが一致する場合には、位置推定部150は、最新の位置時刻情報で示される位置から、人301、302の位置を推定する。
例えば、位置推定部150は、その既信号パターン関連情報に含まれている経過時間情報で示される経過時間が、予め定められた時間よりも短い場合には、最新の位置時刻情報で示される位置を、人301、302の位置であると推定する。
一方、位置推定部150は、その既信号パターン関連情報に含まれている経過時間情報で示される経過時間が、予め定められた時間以上である場合には、人301、302が人検出装置130から離れた位置に存在する可能性が高いため、最新の位置時刻情報で示される位置を補正する。
位置の補正としては、例えば、位置推定部150は、以下のような処理を行うことができる。
位置推定システム100に、一つの人検出装置130が含まれている場合、位置推定部150は、人301、302の歩行速度を一定と仮定した上で、最新の位置時刻情報で示される時刻から、時刻情報で示される現在の時刻までの間の経過時間をその歩行速度に乗算することで、人検出装置130からの距離を算出する。このような場合、位置推定部150は、人検出装置130の位置から、同心円状に、算出された距離だけ離れた円弧上の位置を、人301、302の何れかの位置であると推定する。
位置推定システム100に、一つの人検出装置130が含まれている場合、位置推定部150は、人301、302の歩行速度を一定と仮定した上で、最新の位置時刻情報で示される時刻から、時刻情報で示される現在の時刻までの間の経過時間をその歩行速度に乗算することで、人検出装置130からの距離を算出する。このような場合、位置推定部150は、人検出装置130の位置から、同心円状に、算出された距離だけ離れた円弧上の位置を、人301、302の何れかの位置であると推定する。
また、位置推定システム100に、複数の人検出装置130が含まれている場合には、位置推定部150は、さらに精度よく、人301、302の位置を推定することができる。
この場合、位置推定部150は、位置時刻情報記憶部145から、最新の位置時刻情報と、二番目に新しい位置時刻情報とを読み出す。そして、位置推定部150は、これらの情報で示されている位置が異なる場合、人の移動が、二つの位置間において算出される等速直線運動であると仮定することにより、以下のようにして、位置を推定することができる。
この場合、位置推定部150は、位置時刻情報記憶部145から、最新の位置時刻情報と、二番目に新しい位置時刻情報とを読み出す。そして、位置推定部150は、これらの情報で示されている位置が異なる場合、人の移動が、二つの位置間において算出される等速直線運動であると仮定することにより、以下のようにして、位置を推定することができる。
位置推定部150は、これらの情報で示される位置の間の距離である装置間距離Dを算出する。
次に、位置推定部150は、これらの情報で示される時刻から、装置間距離Dを移動するのにかかった所要時間Tを算出する。
そして、位置推定部150は、装置間距離Dを所要時間Tで除算することで、人301、302の歩行速度Sを算出することができる。
以上から、位置推定部150は、二番目に新しい位置時刻情報で示される時刻から、最新の位置時刻情報で示される時刻までの間に生成された信号パターン情報に対して、その生成時刻に応じて、二番目に新しい位置時刻情報で示される位置から、最新の位置時刻情報で示される位置までの間の位置を推定することができる。
次に、位置推定部150は、これらの情報で示される時刻から、装置間距離Dを移動するのにかかった所要時間Tを算出する。
そして、位置推定部150は、装置間距離Dを所要時間Tで除算することで、人301、302の歩行速度Sを算出することができる。
以上から、位置推定部150は、二番目に新しい位置時刻情報で示される時刻から、最新の位置時刻情報で示される時刻までの間に生成された信号パターン情報に対して、その生成時刻に応じて、二番目に新しい位置時刻情報で示される位置から、最新の位置時刻情報で示される位置までの間の位置を推定することができる。
このような場合、位置推定部150は、人検出情報が検出されてから、次の人検出情報が検出されるまでの間、位置の推定を保留しておき、最新の人検出情報が入力された段階で、これらの人検出情報を送ってきた人検出装置130の位置が異なっている場合には、上述の二つの位置時刻情報で示される位置間の位置を推定すればよい。
なお、位置推定部150は、これらの人検出情報を送ってきた人検出装置130の位置が同じ場合には、一つの人検出装置130が備えられている場合と同様に、その人検出装置130の位置を中心とする同心円状の位置を推定すればよい。
なお、位置推定部150は、これらの人検出情報を送ってきた人検出装置130の位置が同じ場合には、一つの人検出装置130が備えられている場合と同様に、その人検出装置130の位置を中心とする同心円状の位置を推定すればよい。
さらに、既信号パターン関連情報に含まれている人検出装置属性情報で示される位置と、最新の位置時刻情報で示される位置とが一致しない場合には、位置推定部150は、解析部142で生成された信号パターン情報に対する位置の推定を行わずに、ステップS11で記憶された既信号パターン情報を削除する。
次に、位置推定部150は、位置の推定を行った場合に、ステップS11でデータベース144に記憶した既信号パターン情報の関連情報を生成して、その既信号パターン情報に対応付けて、生成された関連情報をデータベース144に記憶させる(S17)。ここでの関連付けは、信号パターン情報に割り当てられた固有の番号を用いればよい。
そして、位置推定部150は、処理を終了するか否かを、例えば、オペレータからの指示に従って判断する(S18)。処理を終了しない場合(S18でNO)には、処理はステップS10に戻る。
以上のようにして、制御装置140は、受信強度情報と、人検出情報とを組み合わせて利用することにより、人検出装置130を起点として、推定精度の高い位置推定を行うことができる。
また、人検出装置130として、上述の人近接センサーのような確率高く人の存在を検出可能な装置ではなく、特定の位置に設置された家電の機器操作情報を用いる場合のように、必ずしも人検出情報が送られてこないときでも、機器操作の有無に関わらず、無線信号の信号パターンは類似するため、過去に機器操作等が行われていれば位置を推定することができる。
さらに、以上のフローチャートでは、いったん人検出装置130からの人検出情報が入力された後は、人301、302の位置を推定可能となるため、受信した信号強度情報により特定された信号パターンと併せて、推定位置情報を記録することができるようになり、さらに、記憶された情報は、次の位置推定処理の際に既信号パターンとして利用可能となる。従って、従来技術のように、予めデータベース144を用意しておく必要がなくなる。
図4に示されているフローチャートでは、ステップS12において、人検出装置130が人の近接を検出したか否かを判断して、人の近接が検出されている場合には、ステップS13~S15の処理をスキップしているが、本実施の形態は、このような例に限定されない。人検出装置130による検出と、ステップS13~S15までの処理を並行して行い、ステップS10の処理を開始してから予め定められた時間が経過した場合には、ステップS16の処理に進むようにしてもよい。このような場合には、人検出装置130による検出が行われていれば、人検出装置130の位置を優先することで、人301、302の位置の推定精度を高めることができる。
また、図4に示されているフローチャートでは、ステップS13において、最も類似する信号パターンを抽出するようにしているが、本実施の形態は、このような例に限定されない。
例えば、信号パターン間の距離が同一又は予め定められた範囲内にある類似する複数の信号パターンがデータベース144に記憶されている場合には、既信号パターン抽出部146は、ステップS13において、その複数の信号パターンに対応する関連情報を取得して、位置推定部150に与える。位置推定部150は、位置時刻情報記憶部145に記憶されている最新の人検出情報を送ってきた人検出装置130の位置と同じ位置を示す一つの関連情報を特定して、特定された関連情報を使用してもよい。これは、部屋300内において信号パターンが類似するものの、人301、302の位置が全く異なる可能性があり、直前に人検出情報を送ってきた人検出装置130と同一であれば、現在の信号パターンとより類似する過去の信号パターンが抽出されるとの判断によるものである。
例えば、信号パターン間の距離が同一又は予め定められた範囲内にある類似する複数の信号パターンがデータベース144に記憶されている場合には、既信号パターン抽出部146は、ステップS13において、その複数の信号パターンに対応する関連情報を取得して、位置推定部150に与える。位置推定部150は、位置時刻情報記憶部145に記憶されている最新の人検出情報を送ってきた人検出装置130の位置と同じ位置を示す一つの関連情報を特定して、特定された関連情報を使用してもよい。これは、部屋300内において信号パターンが類似するものの、人301、302の位置が全く異なる可能性があり、直前に人検出情報を送ってきた人検出装置130と同一であれば、現在の信号パターンとより類似する過去の信号パターンが抽出されるとの判断によるものである。
さらに、位置が同一の信号パターンが複数であった場合等には、位置推定部150は、経過時間が最も短い一つの関連情報を選択してもよい。経過時間が短いことは、人検出装置130で特定の位置に人がいると同定した時刻からの経過時間が少ないことを意味しているため、より推定された位置の信頼度が高いとの判断による。
次に、以上のように構成された位置推定システム100が、検出を行う空間である部屋内に2人の人が存在した場合に、何れかの人の位置の推定を有効に行うことができることを説明する。
図5は、部屋300において、人301及び人302が存在する第1の例を示す概略図である。
図5に示されている第1の例では、人301は人検出装置130に近接した位置におり、人検出装置130から人検出情報が出力される状態であるものとする。
図5に示されている第1の例では、人301は人検出装置130に近接した位置におり、人検出装置130から人検出情報が出力される状態であるものとする。
送信装置110から送信された無線信号は、人301、人302及びその他の電波に影響する物体からの反射等により、特定の信号パターンPとして受信装置120で受信される。
図4に示されているフローチャートに従い、人検出装置130と近接した位置に人301が存在するため、人検出装置130の位置情報及びこの際に受信した信号パターンPが併せてデータベース144に記録される。
図6は、部屋300において、人301及び人302が存在する第2の例を示す概略図である。
第2の例は、第1の例と比較して、人302の位置が異なっている。
第2の例は、第1の例と比較して、人302の位置が異なっている。
人302に反射する無線信号が第1の例とは異なるため、第2の例では、受信装置120は、第1の例における信号パターンPとは異なる信号パターンQで無線信号を受信する。
信号パターンPと信号パターンQとからだけでは、これらが、人301が同一の位置にいる場合の信号パターンであると認識することは困難である。
このため、従来の技術のように無線通信の信号パターンのみで位置推定を行う場合には、予め人301と人302とを対応する位置に並べて、信号パターンPと信号パターンQとを取得した上、それぞれの信号パターンを示す信号パターン情報と、人検出装置130の位置情報とを対応付けて記録しておく準備作業が必要であった。人302が部屋300内で存在する位置は無数にあるため、このような準備作業を行い必要な情報を記憶しておくことは、記憶しておくデータ量が膨大となり実施困難であった。
このため、従来の技術のように無線通信の信号パターンのみで位置推定を行う場合には、予め人301と人302とを対応する位置に並べて、信号パターンPと信号パターンQとを取得した上、それぞれの信号パターンを示す信号パターン情報と、人検出装置130の位置情報とを対応付けて記録しておく準備作業が必要であった。人302が部屋300内で存在する位置は無数にあるため、このような準備作業を行い必要な情報を記憶しておくことは、記憶しておくデータ量が膨大となり実施困難であった。
これに比べて、本実施の形態では、制御装置140は、第1の例における信号パターンPを取得した際に、人検出装置130の位置情報と併せて、信号パターンPを示す信号パターン情報をデータベース144に記録する。さらに、制御装置140は、第2の例における信号パターンQを取得した際に、人検出装置130の位置情報と併せて、信号パターンQを示す信号パターン情報をデータベース144に記憶する。このため、人302の位置により記録された既信号パターンが随時記録されており、一度記録された位置に人302が存在する場合には、精度よく人301の位置を推定することができる。
また、部屋300毎に、人301又は人302が存在する位置は、予見することは難しいものの、例えば、部屋300内の部屋割り又は家具配置等により、存在確率の高い組み合わせである。本実施の形態では、実際に人301又は人302が存在する位置を優先的に記録していくことにより、データ量が膨大になる可能性を低減でき、さらに精度よく位置推定を実施することができる。
図5又は図6は、二人の場合を例に説明を行ったが、電波の到達に影響する物体について同様の効果が期待できる。
例えば、金属製のドアの開閉、大きな家電製品の設置若しくは撤去、又は、隣接建物の建築等、部屋300内の電波環境に影響のある事象が、位置推定システム100の稼働後に発生した場合であっても、影響発生後の信号パターンと人検出装置130由来の位置情報とがデータベース144に記録されるため、人の位置を精度高く推定することができる。
例えば、金属製のドアの開閉、大きな家電製品の設置若しくは撤去、又は、隣接建物の建築等、部屋300内の電波環境に影響のある事象が、位置推定システム100の稼働後に発生した場合であっても、影響発生後の信号パターンと人検出装置130由来の位置情報とがデータベース144に記録されるため、人の位置を精度高く推定することができる。
また、本実施の形態においては、部屋300内を対象としての位置推定処理の説明を行ったが、送信装置110から受信装置120への無線信号が到達可能であれば、複数の部屋を対象とした建物全体、又は、ビルの1フロアを対象として、人の位置の推定を行うことができる。
本実施の形態に係る位置推定システム100によれば、位置を推定する際に、受信装置120からの情報に加えて、人が特定の位置に存在する情報を利用するため、予め信号パターン情報を記録しておく必要がなく、記録する信号パターン情報の数も小さくなり、信号パターンの照合も短時間で行うことができる。
また、推定対象環境に信号パターンに影響を与える別の人が存在し、その別の人の位置が様々に変化しても、検出対象となる人に属するデータとして、信号パターンを記憶し、データベース144を学習的に拡張することができる。このため、人検出装置130の位置を基準位置として、その基準位置を元にした、推定対象となる人の位置推定を行うことができ、予めより正確な位置推定ができるようになる。
本実施の形態に係る位置推定システム100は、二人以上が部屋内にいる場合でも、人の位置に関連した信号パターンを学習的に記録することができ、習慣的に存在する位置を随時データベース144に登録できる。このため、類似する過去の信号パターンを抽出することができるようになり、位置の推定が可能となる。
また、過去の信号パターンに類似する複数の信号パターンが含まれ、現在の信号パターンと類似する過去の信号パターンを一意に特定できない場合であっても、直近の人検出装置130に近いものを位置推定でき、誤って正解から離れた位置を推定する可能性を低減することができる。
100 位置推定システム、 110 送信装置、 120 受信装置、 130 人検出装置、 140 制御装置、 141 受信強度情報入力部、 142 解析部、 143 記憶部、 146 既信号パターン抽出部、 147 人検出情報入力部、 148 計時部、 149 送信装置通信部、 150 位置推定部。
Claims (10)
- 情報処理装置と、
無線信号を送信する送信装置と、
前記無線信号の受信強度を検出して、前記検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次、前記情報処理装置に出力する受信装置と、
人が予め定められた範囲に存在することを検出すると、予め定められた人検出情報を、順次、前記情報処理装置に出力する人検出装置と、を備える位置推定システムであって、
前記情報処理装置は、
前記受信強度情報の入力を受ける受信強度情報入力部と、
予め定められた期間に入力された前記受信強度情報で示される前記受信強度を用いて、前記予め定められた期間における前記受信強度の推移を示す信号パターンを示す信号パターン情報を生成する信号パターン情報生成部と、
前記人検出情報の入力を受ける人検出情報入力部と、
前記予め定められた期間内に前記人検出情報入力部が前記人検出情報の入力を受けた場合に、前記人検出装置の位置を、前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンにおいて、人が存在する位置と推定する位置推定部と、を備えること
を特徴とする位置推定システム。 - 前記生成された信号パターン情報を既信号パターン情報とし、前記既信号パターン情報と、前記人検出情報が最後に入力されてからの経過時間を示す経過時間情報と、前記人検出情報を最後に入力した前記人検出装置の位置を示す人検出装置属性情報と、を対応付けて記憶する記憶部をさらに備えること
を特徴とする請求項1に記載の位置推定システム。 - 過去における信号パターン情報を既信号パターン情報とし、前記既信号パターン情報と、前記既信号パターン情報が生成された際に、前記人検出情報が最後に入力されてからの経過時間を示す経過時間情報と、前記既信号パターン情報が生成された際に、前記人検出情報を最後に入力した前記人検出装置の位置を示す人検出装置属性情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、
前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンと最も類似する信号パターンを示す前記既信号パターン情報に対応付けられている前記経過時間情報及び前記人検出装置属性情報を前記記憶部から読み出す読出部と、をさらに備え、
前記位置推定部は、前記予め定められた期間内に、前記人検出情報入力部が前記人検出情報の入力を受けていない場合には、読み出された前記人検出装置属性情報で示される位置が、前記人検出情報を最後に入力した前記人検出装置の位置と同じであり、かつ、読み出された前記経過時間情報で示される経過時間が予め定められた時間よりも短いときに、前記人検出情報を最後に入力した前記人検出装置の位置を、人が存在する位置と推定すること
を特徴とする請求項1に記載の位置推定システム。 - 過去における信号パターン情報を既信号パターン情報とし、前記既信号パターン情報と、前記既信号パターン情報が生成された際に、前記人検出情報が最後に入力されてからの経過時間を示す経過時間情報と、前記既信号パターン情報が生成された際に、前記人検出情報を最後に入力した前記人検出装置の位置を示す人検出装置属性情報と、を対応付けて記憶する記憶部と、
前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンと最も類似する信号パターンを示す前記既信号パターン情報に対応付けられている前記経過時間情報及び前記人検出装置属性情報を前記記憶部から読み出す読出部と、をさらに備え、
前記位置推定部は、前記予め定められた期間内に、前記人検出情報入力部が前記人検出情報の入力を受けていない場合には、読み出された前記人検出装置属性情報で示される位置が、前記人検出情報を最後に入力した前記人検出装置の位置と同じであり、かつ、読み出された前記経過時間情報で示される経過時間が予め定められた時間以上のときに、前記人検出情報を最後に入力した前記人検出装置の位置を、前記人検出情報が最後に入力されてからの経過時間において人が移動する距離で補正することにより算出した補正位置を、人が存在する位置と推定すること
を特徴とする請求項1に記載の位置推定システム。 - 前記位置推定部は、前記生成された信号パターン情報を既信号パターン情報とし、前記既信号パターン情報と、前記人検出情報が最後に入力されてからの経過時間を示す経過時間情報と、前記人検出情報を最後に入力した前記人検出装置の位置を示す人検出装置属性情報と、を対応付けて前記記憶部に記憶させること
を特徴とする請求項3又は4に記載の位置推定システム。 - 前記読出部は、前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンと最も類似する信号パターンを示す複数の前記既信号パターン情報が前記記憶部に記憶されている場合には、複数の前記既信号パターン情報の内、対応付けられている前記人検出装置属性情報で示される位置が、前記人検出情報を最後に入力した前記人検出装置の位置と同じである一つの前記既信号パターン情報に対応付けられている前記経過時間情報及び前記人検出装置属性情報を前記記憶部から読み出すこと
を特徴とする請求項3から5の何れか一項に記載の位置推定システム。 - 前記読出部は、前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンと最も類似する信号パターンを示す複数の前記既信号パターン情報が前記記憶部に記憶されている場合には、複数の前記既信号パターン情報の内、対応付けられている前記人検出装置属性情報で示される位置が、前記人検出情報を最後に入力した前記人検出装置の位置と同じであり、かつ、対応付けられている前記経過時間情報で示される経過時間が最も短い一つの前記既信号パターン情報に対応付けられている前記経過時間情報及び前記人検出装置属性情報を前記記憶部から読み出すこと
を特徴とする請求項3から5の何れか一項に記載の位置推定システム。 - 送信装置から送信された無線信号の受信強度を検出して、前記検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次、出力する受信装置から、前記受信強度情報の入力を受ける受信強度情報入力部と、
予め定められた期間において入力された前記受信強度情報で示される前記受信強度を用いて、前記予め定められた期間における前記受信強度の推移を示す信号パターンを示す信号パターン情報を生成する信号パターン情報生成部と、
人が予め定められた範囲に存在することを検出すると、予め定められた人検出情報を、順次、出力する人検出装置から、前記人検出情報の入力を受ける人検出情報入力部と、
前記予め定められた期間内に前記人検出情報入力部が前記人検出情報の入力を受けた場合に、前記人検出装置の位置を、前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンにおいて、人が存在する位置と推定する位置推定部と、を備えること
を特徴とする情報処理装置。 - コンピュータを、
送信装置から送信された無線信号の受信強度を検出して、前記検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次、出力する受信装置から、前記受信強度情報の入力を受ける受信強度情報入力部、
予め定められた期間において入力された前記受信強度情報で示される前記受信強度を用いて、前記予め定められた期間における前記受信強度の推移を示す信号パターンを示す信号パターン情報を生成する信号パターン情報生成部、
人が予め定められた範囲に存在することを検出すると、予め定められた人検出情報を、順次、出力する人検出装置から、前記人検出情報の入力を受ける人検出情報入力部、及び、
前記予め定められた期間内に前記人検出情報入力部が前記人検出情報の入力を受けた場合に、前記人検出装置の位置を、前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンにおいて、人が存在する位置と推定する位置推定部、として機能させること
を特徴とするプログラム。 - 送信装置から送信された無線信号の受信強度を検出して、前記検出された受信強度を示す受信強度情報を、順次出力する受信装置から、前記受信強度情報の入力を受け、
予め定められた期間において入力された前記受信強度情報で示される前記受信強度を用いて、前記予め定められた期間における前記受信強度の推移を示す信号パターンを示す信号パターン情報を生成し、
人が予め定められた範囲に存在することを検出した際に、人検出情報を、順次出力する人検出装置から、前記人検出情報の入力を受け、
前記予め定められた期間内に前記人検出情報の入力を受けた場合に、前記人検出装置の位置を、前記生成された信号パターン情報で示される信号パターンにおいて、人が存在する位置と推定すること
を特徴とする情報処理方法。
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