JP6014740B1 - 電波状況マップの作成システム - Google Patents

Abstract

【課題】Ｗｉｆｉ機器から発せられる電波の状況を精度よく検知し、検知結果をマップ化することを可能とする。【解決手段】電波状況マップ作成システム１０００は、Ｗｉｆｉ機能及びＧＰＳ（Global Positioning System）機能を備えた携帯端末１０と、レストランやバーなどの施設に対応付けて設置されるＷｉｆｉ電波検知端末１００と、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００とは別の場所に設置される管理装置２００と、携帯端末１０からの要求に応じて、電波状況マップの作成に必要なマップ作成データを生成し、携帯端末１０に返信する情報処理装置３００とを含んで構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、所定エリアにおける無線の電波状況をマップ化するための技術に関する。

Ｗｉｆｉ（Wireless Fidelity）機器の普及に伴い、Ｗｉｆｉ機器から発せられる電波を利用してショップやカフェに立ち寄る人の流れ（人流）を計測する研究や、位置推定を行う技術開発が進められている（下記特許文献１参照）。

特開２０１２−１４５５８６号公報

しかしながら、Ｗｉｆｉ機器から発せられる電波は広範囲にわたることから、実際には店舗に入店しているお客（入店客）の数を推定したい場合でも、店舗近傍の通りすがりの通行人を入店客としてカウントしてしまうという問題、さらに、室内には電波を反射する壁や物品なども多く、電波が届かない場所が存在する等の理由により、人流等を計測するにも推定誤差が大きい、という問題が指摘されていた。

本発明は、以上説明した事情を鑑みてなされたものであり、Ｗｉｆｉ機器から発せられる電波の状況を精度よく検知し、検知結果をマップ化することが可能な技術を提供することを目的の一つとする。

本発明に係る一態様の電波状況マップ作成システムは、無線の電波状況をあらわすマップを作成するシステムであって、携帯端末から送信される、携帯端末の電波強度を示す電波強度情報、及び携帯端末の当該時点の位置を示す位置情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、携帯端末から送信される、マップの作成データの生成要求に応じて、記憶手段から携帯端末の電波強度情報及び対応する位置情報を取得し、マップの作成データを生成する生成手段と、生成したマップの作成データを携帯端末に送信する送信手段とを具備することを要旨とする。

ここで、上記構成にあっては、記憶手段は、少なくとも一定期間の前記携帯端末の電波強度情報及び対応する位置情報を記憶し、生成手段は、記憶手段を検索することにより、一定期間の携帯端末の電波強度情報及び対応する位置情報に基づき、マップの作成データを生成する態様が好ましい。

さらにまた、上記構成にあっては、携帯端末からの要求に応じて、マップの作成データに補間処理を施す補間処理手段をさらに備え、送信手段は、補間処理後のマップの作成データを携帯端末に送信する態様が好ましい。

上記構成によれば、Ｗｉｆｉ機器から発せられる電波の状況を精度よく検知し、検知結果をマップ化することが可能となる。

図１は、本実施形態の電波状況マップ作成システムの概略構成を示す図である。 図２は、Ｗｉｆｉ電波検知端末の機能構成を示すブロック図である。 図３は、プローブ情報の内容の一例を示す図である。 図４は、管理サーバの構成を示すブロック図である。 図５は、情報処理装置の構成を示すブロック図である。 図６は、Ｗｉｆｉ電波検知端末の動作手順を示すフローチャートである。 図７は、管理サーバの動作手順を示すフローチャートである。 図８は、電波状況マップの作成手順を示すシーケンス図である。 図９は、電波状況マップの作成過程における携帯端末の表示画面を例示した図である。 図１０は、電波状況マップの作成過程における携帯端末の表示画面を例示した図である。 図１１は、電波状況マップの作成過程における携帯端末の表示画面を例示した図である。

Ａ．本実施形態
図１は、本実施形態に係る電波状況マップ作成システム１０００の概略構成を示す図である。同図に示すように、電波状況マップ作成システム１０００は、Ｗｉｆｉ機能及びＧＰＳ（Global Positioning System）機能を備えた携帯端末１０と、レストランやバーなどの施設に対応付けて設置されるＷｉｆｉ電波検知端末１００と、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００とは別の場所に設置される管理装置２００と、携帯端末１０からの要求に応じて、電波状況マップの作成に必要なマップ作成データを生成し、携帯端末１０に返信する情報処理装置３００とを含んで構成されている。Ｗｉｆｉ電波検知端末１００、管理装置２００および情報処理装置３００は、通信ネットワークＮを介して相互に通信可能となっている。また、施設の一例としてレストランやバーを例示したが、例えば複合アミューズメントシステム、ショッピングモール、デパートの店舗や、病院、アリーナや公園など、屋内外を問わずあらゆる施設に適用可能である。

Ｗｉｆｉ電波検知端末１００は、例えば上述した飲食店などの施設に設置され、施設近傍に存在する携帯端末１０の電波強度などを検知する。Ｗｉｆｉ電波検知端末１００は、例えば、小型ＰＣ（Personal Computer）、Ｗｉｆｉモジュール、電源、外部記憶装置（ＳＤカードやＵＳＢメモリ）などを含んで構成されている。

管理装置２００は、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００において検知される、携帯端末１０の電波強度情報を含むプローブ情報（詳細は後述）を管理する装置であり、管理サーバ２０１、プローブ情報データベース（ＤＢ）２０２を含んで構成されている。この管理装置２００は、例えば演算処理能力の高いコンピュータによって構成され、そのコンピュータにおいて所定のサーバ用プログラムを実行することによって構成される。

通信ネットワークＮは、携帯端末１０、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００、管理装置２００、情報処理装置３００の間で相互に情報通信を行うことが可能な通信網を含む。通信ネットワークＮは、例えば、インターネット、ＬＡＮ、専用線、電話回線、企業内ネットワーク、移動体通信網、ブルートゥース、Ｗｉｆｉ、その他の通信回線、それらの組み合わせ等のいずれであってもよく、有線であるか無線であるかを問わない。

情報処理装置３００は、各種情報を受信してその内容を表示することや、ユーザにより操作部を用いて入力される情報を外部へ送信することが可能なものである。また、情報処理装置３００は、携帯端末１０からの要求に応じて、電波状況マップデータベース（ＤＢ）３０１を参照し、一定期間の電波強度情報及び位置情報を含むマップ作成データを生成し、携帯端末１０に返信する（詳細は後述）。このような情報処理装置３００としては、例えば、一般的なパーソナルコンピュータ、あるいはスマートフォンやタブレット型コンピュータなどの携帯型端末などを用いることができる。ここでは一例として、情報処理装置３００は、スマートフォンにおいて所定のアプリケーションソフトウェア（いわゆるアプリ）がインストールされたものであるとする。

携帯端末１０は、例えば施設内のＷｉｆｉの電波状況の調査を行う調査者が所持するものであり、アクセスポイント（図示略）等を介して無線通信を行うためのＷｉｆｉ機能及び位置情報を取得するためのＧＰＳ機能を備えている。具体的には、ＧＰＳモジュールが携帯端末１０に搭載されており、ＧＰＳ衛星２０からの電波を受信することで、当該端末の位置情報をリアルタイムに取得することが可能となっている。もっとも、位置情報を取得する方法はＧＰＳに限る趣旨ではなく、その他の方法によって位置情報を取得しても良い。また、本実施形態では、携帯端末１０としてスマートフォンを想定するが、携帯電話機、ＰＨＳ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ノートＰＣ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、家庭用ゲーム機器など、Ｗｉｆｉ機能及びＧＰＳ機能を備えたあらゆる端末に適用可能である。なお、本実施形態では、説明の便宜上、調査者が携帯端末１０を所持する場合を想定するが、これに限る趣旨ではなく、本システムの利用が可能なあらゆるユーザ（すなわち、施設と何ら関わりのないユーザなど）の携帯端末１０にも適用可能である。

図２は、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００の機能構成を示すブロック図である。図示のようにＷｉｆｉ電波検知端末１００は、制御部１１１、入力部１１２、表示部１１３、記憶部１１４、通信部１１５およびＷｉｆｉ通信部１１６を備えている。

制御部１１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることによって構成されるものであり、機能ブロックとしてのプローブ要求検知部１２１、プローブ情報生成部１２２を有する。

入力部１１２は、例えば制御部１１１と接続されたキーボードなどの入力手段であり、各種情報を入力するために用いられる。表示部１１３は、例えば制御部１１１と接続された液晶表示パネルなどの表示手段であり、各種の画像表示を表示する。記憶部１１４は、制御部１１１と接続されたハードディスク装置などの記憶手段であり、制御部１１１で実行される動作プログラムや各種のデータを記憶する。

通信部１１５は、制御部１１１と接続されており、管理装置２００との情報通信に関わる処理を行う。Ｗｉｆｉ通信部１１６は、携帯端末１０との情報通信に関わる処理を行う。

プローブ要求検知部１２１は、各携帯端末１０がアクセスポイントを探すために定期的にブロードキャスト（一斉送信）するプローブ要求を検知する。このプローブ要求はＷｉｆｉ通信部１１６を介して受信される。

プローブ情報生成部１２２は、プローブ要求を検知した携帯端末１０を特定する情報である端末アドレス情報などを含んだプローブ情報を生成する。生成されたプローブ情報は、通信部１１５を介して管理装置２００へ送信される。

図３は、プローブ情報の内容の一例を示す図である。図３に示すように、プローブ情報には、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００が検知した携帯端末１０を識別する情報である「端末アドレス情報（ＭＡＣアドレス）」、携帯端末１０から発せられた電波の強度を示す情報である「電波強度情報」、携帯端末１０からのプローブ要求を検知した時刻をあらわす情報である「時刻情報」などが含まれている。

図４は、管理装置２００を構成する管理サーバ２０１の構成を示すブロック図である。管理サーバ２０１は、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００から送信されるプローブ情報を管理するものであり、制御部２１１、通信部２１２および図示しない入力部、表示部などを含んで構成されている。

制御部２１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることによって構成されるものであり、機能ブロックとしてのプローブ情報格納部２１３を有する。通信部２１２は、制御部２１１と接続されており、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００との情報通信に関わる処理を行う。

プローブ情報格納部２１３は、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００から送信され、通信部２１２を介して受信されるプローブ情報をプローブ情報ＤＢ２０２（図１参照）に格納する処理を行う。

図５は、情報処理装置３００の構成を示すブロック図である。情報処理装置３００は、携帯端末１０のリクエストに応じて電波状況マップＤＢ３０１を検索し、携帯端末１０の一定期間の電波強度情報及び位置情報を含むマップ作成データを取得し、携帯端末１０に返信するものであり、制御部３１１、通信部３１２および図示しない入力部、表示部などを含んで構成されている。

制御部３１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることによって構成されるものであり、機能ブロックとしての電波強度情報・位置情報格納部３１３、マップ作成データ取得部３１４、データ補間実行部３１５を有する。通信部３１２は、制御部３１１と接続されており、情報処理装置３００との情報通信に関わる処理を行う。

電波強度情報・位置情報格納部３１３は、携帯端末１０から送信される電波強度情報及び位置情報を電波状況マップＤＢ３０１に格納する。携帯端末１０からは、電波強度情報が更新されるたびに、電波強度情報及び紐付けられた位置情報が送信される。詳述すると、携帯端末１０は、自端末の電波強度情報が更新されると、更新された電波強度情報を管理装置２００から受信するとともに、自端末に搭載されたＧＰＳモジュール及びＧＰＳ衛星２０を利用して、プローブ情報を更新されたときの位置情報を取得する。携帯端末１０は、更新された電波強度情報及び位置情報を紐付けて自端末に記憶するとともに、これら更新された情報を情報処理装置３００に送信する。

マップ作成データ取得部３１４は、携帯端末１０からの電波状況マップの作成に必要なマップ作成データの取得要求（リクエスト）に応じて、電波状況マップＤＢ３０１を検索することにより、要求元の携帯端末１０に対して一定期間の電波強度情報及び位置情報を含むマップ作成データを取得する。そして、マップ作成データ取得部３１４は、取得したマップ作成データを携帯端末１０に送信する。この結果、例えば、図９に示すような電波状況マップが作成される前の表示画面から、図１０に示すような携帯端末１０の位置と電波強度との関係を示す電波状況マップが表示された表示画面へと切り換わる。なお、図９及び図１０において、丸印はＷｉｆｉ電波検知端末１００の位置を示し、各数値は当該位置での携帯端末１０の電波強度を示す。

データ補間実行部３１５は、携帯端末１０からのデータ補間要求（リクエスト）に応じて、データ補間（スプライン補間など）を行い、補間後の電波状況マップを作成するためのデータ（すなわち、補間後のマップ作成データ）を携帯端末１０に送信する。この結果、例えば図１１に示すような等高線を用いて携帯端末１０の位置と電波強度との関係をあらわした電波状況マップが表示画面に表示される。

図６は、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００の動作手順を示すフローチャートである。
Ｗｉｆｉ電波検知端末１００のプローブ要求検知部１２１は、近隣に存在する携帯端末１０からのプローブ要求がＷｉｆｉ通信部１１６によって受信されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。プローブ要求が受信されるまでの間は（ステップＳ１１；ＮＯ）、ステップＳ１１の処理が繰り返される。なお、携帯端末１０は、接続可能なアクセスポイントを探すために定期的にプローブ要求をブロードキャストしているものとする。

プローブ要求が受信されると（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、プローブ要求検知部１２１は、プローブ要求に含まれる端末アドレス情報を取得するとともに（ステップＳ１２）、このプローブ要求を送信した携帯端末１０の発した電波の強度を示す電波強度情報をＷｉｆｉ通信部１１６から取得する（ステップＳ１３）。

次に、プローブ情報生成部１２２は、検知された携帯端末１０の「端末アドレス情報」、「電波強度情報」、携帯端末１０からのプローブ要求が検知された時刻を示す「時刻情報」を含んだプローブ情報を生成する（ステップＳ１４）。このプローブ情報は通信部１１５を介して管理装置２００へ送信される（ステップＳ１５）。

図７は、管理サーバ２０１の動作手順を示すフローチャートである。
管理サーバ２０１のプローブ情報格納部２１３は、通信部２１２を介して、Ｗｉｆｉ電波検知端末１００から送信されるプローブ情報を受信する（ステップＳ２１）。

次に、プローブ情報格納部２１３は、受信したプローブ情報をプローブ情報ＤＢ２０２へ格納する（ステップＳ２２）。プローブ情報は、例えば時系列でプローブ情報ＤＢ２０２へ格納される。

図８は、電波状況マップの作成方法を示すシーケンス図である。
施設内のＷｉｆｉの電波状況の調査を行う調査者は、携帯端末１０を適宜操作することにより、管理装置２００に対してプローブ情報の更新がなされたか否かの問い合わせを行う（Ｃ１）。詳述すると、携帯端末１０は、搭載された所定のソフトウェア等を起動し、自端末の端末アドレス（ＭＡＣアドレス）を付加してプローブ情報ＤＢ２０２に登録されている自端末のプローブ情報が更新されたか否かの問い合わせを、所定時間間隔（例えば１０秒に１回程度）行う。

管理装置２００の管理サーバ２０１は、携帯端末１０の端末アドレスを検索キーとしてプローブ情報ＤＢ２０２を検索することにより、携帯端末１０のプローブ情報が更新されたているか否かを判断する（Ｃ２）。管理サーバ２０１は、プローブ情報が更新されていないと判断すると（Ｃ２；ＮＯ）、その旨を携帯端末１０に返信する一方、管理サーバ２０１は、プローブ情報が更新されていると判断すると（Ｃ２；ＹＥＳ）、更新された更新されたプローブ情報に含まれる電波強度情報を携帯端末１０に送信する（Ｃ３）。

携帯端末１０は、更新された電波強度情報を受信すると、ＧＰＳ衛星２０や自端末に搭載されたＧＰＳモジュールを利用して位置情報を取得する（Ｃ４）。そして、携帯端末１０は、更新された電波強度情報と位置情報とを対応づけてメモリ等に記憶する一方（Ｃ５）、更新された電波強度情報と位置情報とを情報処理装置３００にアップロードし（Ｃ６）、電波状況マップの作成に必要なデータ（マップ作成データ）の生成を要求する。なお、携帯端末１０は、更新された電波強度情報と位置情報をアップロードする際、自端末の端末アドレス（ＭＡＣアドレス）を付加する。

情報処理装置（記憶手段）３００は、アップロードされた電波強度情報と位置情報とを電波状況マップＤＢ３０１に格納する。さらに、情報処理装置３００は、マップ作成データの生成要求を受け取ると、携帯端末１０の端末アドレスを検索キーとして電波状況マップＤＢ３０１を検索することにより、一定期間分の携帯端末１０の電波強度情報及び位置情報を取得する。そして、情報処理装置（生成手段、送信手段）３００は、取得した一定期間分の携帯端末１０の電波強度情報及び位置情報をもとに、マップ作成データを生成し（Ｃ７）、これを携帯端末１０に送信する（Ｃ８）。携帯端末１０は、受信したマップ作成データを展開することで、図１０に示すような携帯端末１０の位置と電波強度との関係を示す電波状況マップを表示画面に表示することが可能となる。その後、調査者は、携帯端末１０を適宜操作することで、情報処理装置３００に対してデータ補間の要求を行う（Ｃ９）。情報処理装置（補間処理手段）３００は、データ補間の要求を受け取ると、マップ作成データに所定のデータ補間（スプライン補間など）を適用する（Ｃ１０）。そして、情報処理装置３００は、補間後のマップ作成データを携帯端末１０に送信し（Ｃ１１）、処理を終了する。携帯端末１０は、受信した補間後のマップ作成データを展開することで、図１１に示すような電波強度の分布が等高線で表された電波状況マップを表示画面に表示することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、施設近傍のＷｉｆｉの電波状況をあらわす電波状況マップを、Ｗｉｆｉ機能及びＧＰＳ機能を搭載した携帯端末１０を用いてリアルタイムに精度良く生成することができる。このような電波状況マップを利用することで、当該携帯端末１０を所持するユーザが施設内にいるか、あるいは施設外にいるかを、従来に比して精度よく判断することができるだけでなく、どの位置が感度良く電波を受信できるか等を把握することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、他の様々な形で実施することができる。このため、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。例えば、以下に示す実施形態が考えられる。

以上説明した各実施形態では、管理装置２００と情報処理装置３００とを別体構成としたが、両装置を一体構成としても良い。もちろん、一方の装置（例えば管理装置２００）の一部の構成を、他方の装置（例えば情報処理装置３００）に搭載しても良い。いかなる構成とするかは、本システムの運営等を考慮して適宜設定・変更可能である。

また、各実施形態では、無線通信の一規格としてＷｉｆｉを例示したが、本発明はこれに限る趣旨ではなく、他の通信規格を適用した機器などにも適用可能である。さらには、電波以外の赤外線等を利用した機器などにも適用可能である。

１０：携帯端末
２０：ＧＰＳ衛星
１００：Ｗｉｆｉ電波検知端末
１１１：制御部
１１２：入力部
１１３：表示部
１１４：記憶部
１１５：通信部
１１６：Ｗｉｆｉ通信部
１２１：プローブ要求検知部
１２２：プローブ情報生成部
２００：管理装置
２０１：管理サーバ
２０２：プローブ情報データベース
２１１：制御部
２１２：通信部
２１３：プローブ情報格納部
３００：情報処理装置
３０１：電波状況マップデータベース
３１１：制御部
３１２：通信部
３１３：電波強度情報・位置情報格納部
３１４：マップ作成データ取得部
３１５：データ補間実行部
１０００：電波状況マップ作成システム

Claims (3)

1. 電波検知端末と管理装置と情報処理装置とを備え、無線の電波状況をあらわすマップを作成するシステムであって、
   前記電波検知端末は、
   携帯端末から受信するプローブ要求をもとに、電波強度を示す電波強度情報及び前記携帯端末の識別情報を含むプローブ情報を生成するプローブ情報生成手段と、
   生成した前記プローブ情報を前記管理装置に送信する送信手段とを備え、
   前記管理装置は、
   前記電波検知端末から送信される前記携帯端末の前記プローブ情報を記憶するデータベースと、
   前記携帯端末から、前記プローブ情報に含まれる前記電波強度情報が更新されたか否かの問い合わせを受け付ける受付手段と、
   前記問い合わせに応じて前記電波強度情報が更新されたか否かを判断し、前記電波強度情報が更新されたと判断した場合に、更新された前記電波強度情報を前記携帯端末に返信する返信手段とを備え、
   前記情報処理装置は、
   前記携帯端末から送信される、前記携帯端末の電波強度を示す電波強度情報、及び前記携帯端末の位置を示す位置情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記携帯端末から送信される、前記マップの作成データの生成要求に応じて、前記記憶手段から前記携帯端末の前記電波強度情報及び対応する前記位置情報を取得し、前記マップの作成データを生成する生成手段と、
   生成した前記マップの作成データを前記携帯端末に送信する送信手段と
   を具備する、電波状況マップの作成システム。
2. 前記記憶手段は、少なくとも一定期間の前記携帯端末の前記電波強度情報及び対応する前記位置情報を記憶し、
   前記生成手段は、前記記憶手段を検索することにより、前記一定期間の前記携帯端末の前記電波強度情報及び対応する前記位置情報に基づき、前記マップの作成データを生成する、請求項１に記載の電波状況マップの作成システム。
3. 前記携帯端末からの要求に応じて、前記マップの作成データに補間処理を施す補間処理手段をさらに備え、
   前記送信手段は、補間処理後の前記マップの作成データを前記携帯端末に送信する、請求項１または２に記載の電波状況マップの作成システム。

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