個別論文屋内位置情報における推定技術の開発と新しいサービスの展開について吉澤菜津子遠藤貴裕永見健一概要屋外での位置情報の取得には主に GPS(Global Positioning System) と Wi-Fi 測位が一般的であるがこれらの技術は建物の出入口等を識別できるほど

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えりかまきい
4 years ago
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1 個別論文屋内位置情報における推定技術の開発と新しいサービスの展開について吉澤菜津子遠藤貴裕永見健一概要屋外での位置情報の取得には主に GPS(Global Positioning System) と Wi-Fi 測位が一般的であるがこれらの技術は建物の出入口等を識別できるほどの精度はない一方屋内での位置情報の取得にはさまざまな技術が検討されているがいまだデファクトスタンダードとなる技術は存在しないそこで当社では歩行者自律航法 (PDR:Pedestrian Dead Reckoning) と音波信号を組み合わせて屋内でも位置推定を行うことのできる技術 AISLE Advanced Indoor Location Enabler 開発コードを開発したこの AISLE を用いて小売店用のアプリを開発し屋内位置情報を使った店舗用サービスの実証実験を行った実験では入店認識や場所に紐付いたプロモーション情報の配布商品の売場案内等屋内での位置情報に基づくサービスが実現可能であることを確認できた 1. はじめに 1.1 位置情報の現状と動向挙げられるこれらのサービスは SNS(Social Networking Service) との連携などから近年利用者が急増しサービス自体も多様化している近年携帯電話に GPS を搭載することが標準となりさらにスマートフォンの普及が進んでいることから取得した位置 1.2 具体的な技術と課題情報を利用したサービス ( ジオメディア ) の需要が高まってき現在スマートフォンを利用した位置情報の特定(以下位置ているスマートフォンで位置情報を使用するサービスとして推定と呼ぶ)には主にGPSやWi-Fiや通信事業者の基地局情はマップ機能やチェックインアプリなどが代表的な例として報が用いられているこれらの技術は現在広く用いられている 44

2 2013 第13号が一方でいくつかの課題が挙げられている GPSは人工衛 RF I D タグによる位置推定は信号を送受信することで I D を星から発信される電波を用いることから屋内や地下施設には取得し絶対的な位置情報を取得できるしかしスマートフォ電波が到達しないため利用ができないまた Wi-Fiや通信事ンで情報を読み取るためには別途外部インターフェースを接業者の基地局情報は数 km 前後の誤差があるため屋外でも建続する必要がある物や店舗入口の特定など詳細な位置推定を必要とするサービスには適していない IMES については GPS と互換性のある信号を出し位置情報を配信するため将来的には既存の携帯電話をそのまま使うここれらの技術は屋内では電波が届かないことや精度が粗とも可能になるとして有望視されているだが実際にはまだ信い等の問題があるため屋内の位置推定におけるサービスでは号配信側のインフラが整っていないことや現状では受信側に利用できないよって現在の位置推定を用いたサービスは屋ファームウェアの置きかえや外部インターフェースを接続する必外を対象としており屋内や地下施設では事実上利用できない要があるなど実用化には時間がかかると考えられる状況であるしかし屋内での位置情報サービスの需要は高く PDR はスマートフォンに内蔵されている加速度センサーや建物内での地図利用とナビゲーションや店舗単位でのチェッ磁気センサーを利用して自律型の位置推定を行う技術であクインなどさまざまなサービスの利用が期待されているる自律型の測位であるため徐々に誤差が蓄積していくといそこで現在屋内における位置推定には次の様な技術が検討されているている Wi-Fi 屋内位置推定においては需要が高くさまざまな技術が検２次元コード RFID(Radio う問題点があり誤差を補正する方法が一番の課題となるなっ討されているもののどの技術もそれぞれに課題を抱えている Frequency Identification) タグ可視光通信 IMES(Indoor 状態であり屋外における GPS や Wi-Fi の測位のようにデファクトスタンダードとなる技術は確立されていない Messaging System) スマートフォンの各種センサーを用いた歩行者自律航法 (PDR) Wi-Fi の受信信号強度を用いた位置推定では事前に Wi-Fi 機器の MAC アドレス受信信号強度位置座標のデータベースを構築する必要があるさらに受信強度を取得することや 2. 当社の位置推定技術 AISLE Advanced Indoor Location Enabler 開発コード 2.1 概要と構成当社が開発した A ISLE は PDR を利用しさらにその誤差データベースの情報を元に現在位置を推定するまでの時間がの蓄積を一般の人が知覚できないと言われている高音域の音かかるという課題があるまた現在 i Phone では開発規約上波信号を用いて補正することで詳細な位置推定を実現するハイ Wi-Fi の受信信号強度を取得することはできないブリッド測位であるこれらは各種センサーとマイクを内蔵し I P ２次元コードや AR(Augmented Reality) マーカーを用いネットワークを利用できるスマートフォン音波信号出力装置音位置推定を行う場合は床や壁天井などに２次元コードや波信号と位置情報を結びつける情報を持つ管理サーバーの構成 AR マーカーを貼付しカメラを起動して認識させることで絶対で実現される位置を取得できるこれら２次元コード等の読み取りは常にカ執筆時点で最新の i Phone５には加速度センサー地磁気セメラ機能を使用しマーカーを読み取るために意識的にカメランサー３軸ジャイロ近接センサー照度センサーが内蔵されを向ける動作が必要となるまた期待する精度にも依存するているまた第３世代の i Pad にも同様のセンサーが内蔵さが数 m( 例えば５m ごと ) おきに設置することが望ましいたれている同様に Android ４.０がサポートするセンサー機能はめ枚数が多くなることで景観を害することも懸念される iphone と同じ加速度センサー地磁気センサー３軸ジャイ可視光通信は LED 照明から可視光で位置情報を配信するロ近接センサー照度センサーの他にも圧力センサーや湿ことができる電源や景観を損なわないというメリットがある度センサーなど多岐にわたるつまり大部分のスマートフォンにが配信装置のコストがかかることや携帯端末に別途専用デバおいて基本的なセンサー機能 ( 加速度センサー地磁気センイスを設置しなければいけないという問題があるサー等 ) は標準で装備されている 45 個別論文

3 IP ネットワークハイブリット位置推定スマートフォン ②位置情報要求 ③位置情報取得 PDR 技術加速度センサー情報サーバー ①音波信号地磁気センサー内蔵マイク音波信号発信機半径 1m 間隔で識別複数同時可能音波通信技術地磁気センサー電子コンパスが正常に動作する環境であれば音波通信技術と併用することができる音波通信技術は単独でも使用できるモーター等が設置されている場所や特定の音声周波数がすでに使われている環境では利用できない場合がある図１ AISLE の構成今回使用している PDR ではスマートフォンに内蔵されている加速度センサーを用いて歩数を算出し固定の歩幅を与えるあり大きく五つの特長がある１屋内で利用できることにより距離を算出するさらに同じく内蔵されている地磁 GPS の電波を使用せずに位置推定をするため屋内での気センサーの絶対方位情報を取得し１歩ごとの距離と方角を利用が特に効果的である組み合わせることで歩行履歴を算出しスタート位置からの相対位置を推定する PDR で１歩ごとに位置推定を行う際には加速度センサーによる歩数の取得と歩幅を組み合わせることによって移動距離を計算し地磁気センサーによって移動方向を取得して相対２精度が高い ( 誤差 1m 数 m) 通常 PDR では誤差が蓄積していくが音波信号を用いて絶対位置を認識させて補正することで誤差を最小 1m にまで縮めることができる３別途外部機器を必要としない的な位置情報を推定するため誤差も蓄積しやすいその誤差 PDR はスマートフォンに通常内蔵されている加速度センを補正するために音波信号発信機によって絶対的な位置情サーや磁気センサーを用い音波信号の認識にはマイクを報を与え推定結果の補正を行う音波信号発信機は可聴周波使用するため RF I D タグや可視光通信のように別途外部数上限域の音波信号をスピーカーから出力する装置であるス機器を接続する必要がない多数の人の技術利用が容易マートフォンは内蔵マイクを通じて音波信号を取得しその音である波信号を解析した結果抽出された位置 I D 等を元に I P ネット４ ios デバイスでも Android デバイスでも使用可能ワーク経由で管理サーバーに問い合わせることで位置情報を各種センサーやマイクはスマートフォンには通常内蔵取得させることができるされているため OS やプラットフォームに依存せずさまざまな機器への対応が可能である Wi-Fi の受信信 2.2 特長 AI SLE はこのように二つの技術を組み合わせて利用しているため先に挙げた各技術における問題点を解決するもので 46 号強度を利用した測位技術などとは異なり開発規約の制限も受けないため ios デバイスでも Android デバイスでも実現可能な技術である

4 2013 第13号５歩きながら位置推定が可能２次元マーカーや AR 技術 Wi-Fi 測位技術と異なり立ち止まって端末をマーカーにかざしたりすることなく歩き実証実験目的ながら歩行測定ができ自動で音波信号を取得できる歩本技術の応用例の一つとして小売店に対する適用の可否を行者ナビゲーションなどへの適用を行う際に非常に有効調査し既に実店舗において実証実験を行いサービス展開と導であると考えられる入を検討している小売店における屋内位置情報は店舗側としてはさまざまな 2.3 既存技術との相違点サービスを提供することが可能であるため需要が大きく利用屋内位置情報として有名な技術は Wi-Fi を用いた位置推定価値が高いと考えられる例えば来店時にチェックインしてポだが識別できる精度が不安定であることや Android デバイイントを付与することで来店の動機付けを行う店内で商品のスでしか利用できないといった課題があるまた加速度セン場所を検索して売場まで案内をするなど店舗の運営コスト削サーや磁気センサーを用いた PDR は誤差を蓄積するため減や顧客へのサービス向上が期待できるしかし今までの位精度が大きく損なわれるという課題がある置推定の技術では屋内での詳細な位置推定は困難である上 AI SLE は PDR によって相対的な移動を把握し音波通信入店時のチェックインでさえも GPS での位置推定では 10 数技術によって絶対位置を取得するハイブリッド方式であるメートル以上の誤差があるため実際に入店しなくてもチェッ PDR と音波信号による補正を用いることで誤差を 1m からクイン操作ができるという状況であった数 m まで減らすことが可能となったまたスマートフォンに内それに対し本技術では確実に入口を通過した場合のみ蔵されたマイクやセンサーを使用するため RFID タグのようチェックインができる精度を実現しているさらに屋内においに特殊な機器を追加する必要もないよって従来の技術の課ても棚単位での位置推定が可能であるため店舗内での多様題点を克服し優位性を持つ技術となると考えられるなサービスを展開できる表1 他の技術との比較屋外屋内 GPS Wi-Fi 事業者基地局 Wi-Fi 電波強度 2 次元コード RFID 可視光 IMES PDR のみ本技術屋内利用マルチ OS 対応 ios 未確認 (Android のみ ) 追加機器不要識別精度 10 数 m 2km 3m 数十 m 1m 数 m 1 10m 数m 1 10m 数 m 無限大 1m 数 m 装置人工衛星無線 LAN& 通信事業者の基地局無線 LAN 基地局 2 次元コード無線タグ内蔵センサー内蔵センサー音波信号発信機信号種類その他キャリブレーションが必要時間がかかる景観を損ねるかざす動作が必要 LED EL レーザー屋内 GPS 送信機蛍光灯可視光線音波インフラが不十分 47 個別論文

3.2 小売店向けアプリ shoppoint 割引クーポンは JAN(Japanese Article Number) コードとして表示されるため既存 POS(Point Of Sale) シス今回 AISLE を応用し小売店向けのサービスを開発した本サービスでは独自に開発した shoppoint というスマートテムのバーコードリーダーで読み取ることができるよっ

5 3.2 小売店向けアプリ shoppoint 割引クーポンは JAN(Japanese Article Number) コードとして表示されるため既存 POS(Point Of Sale) シス今回 AISLE を応用し小売店向けのサービスを開発した本サービスでは独自に開発した shoppoint というスマートテムのバーコードリーダーで読み取ることができるよっフォン用アプリを使用して来店した顧客向けに便利な各種て顧客はすぐにクーポンを利用することができる上店側サービスを提供する本サービスのシステム構成はアプリをはクーポンの利用状況を把握することができるインストールしたスマートフォン ( i Phone) 店舗に設置する複顧客が来店前にアプリを起動することで店ごとにプロ数の音波信号発信機ユーザーや店舗や位置情報を管理するモーション一覧を閲覧できるためチラシの効果として来サーバーからなる店の動機付けになる上入店後プロモーションの場所まで誘導する効果も持っている店舗の奥まで顧客を誘導できこのアプリは現在下記の三つの機能を持ち来店客に対してると途中でさらにクーポンやポイントを取得したりする店舗ごとにサービスを提供するため目的の商品以外も見る機会が増えて購買促進が期待１来店ポイント付与できる顧客に対して来店のモチベーションを向上させるために来店ポイントを付与する機能を提供している GPS の位３商品情報検索売場ナビ置情報と異なり確実に来店を把握することができるた商品名や商品ジャンルなどキーワードを入力すると対象商め来店偽装によるポイントの不正取得を防止できる品の一覧が検索できる該当の商品を選択すると顧客の入店前にアプリを起動し店舗の入口を通過すると POP 現在地と商品が陳列されている棚の場所を示すマップが広告がプッシュ通知される表示される現在地と目的地さらに向かう方向への矢印２プロモーション ( クーポンやポイント付与 ) 情報の閲覧をリアルアルタイムで更新するマップが表示されるため該プッシュ式 POP 広告の配信当商品までのナビゲーションが可能となる来店顧客へのプロモーションとして割引クーポンやポイ商品検索は小売店において顧客の要望の多いサービスント付き POP 広告のプッシュ通知を実現するプロモーの一つであり需要は大きいションを設定したエリアに近づくと自動的に通知が来るプッシュ配信アプリ起動店舗の入口を通過図２入店時の流れ 48 入店認識の POP 広告がプッシュ配信される

2013 第13号プッシュ配信店内のキャンペーン一覧を表示アプリ起動時の画面図３キャンペーン詳細を表示売場へ誘導店舗マップと現在位置により売場へ誘導個別論文キャンペーン場所へ近づくとクーポン等をプッシュ配信プロモーション取得の流れプッシュ配信商品売場検索画面商品名や商品ジャンルで候補を抽出売場の棚名を確認図４ 3.

6 2013 第13号プッシュ配信店内のキャンペーン一覧を表示アプリ起動時の画面図３キャンペーン詳細を表示売場へ誘導店舗マップと現在位置により売場へ誘導個別論文キャンペーン場所へ近づくとクーポン等をプッシュ配信プロモーション取得の流れプッシュ配信商品売場検索画面商品名や商品ジャンルで候補を抽出売場の棚名を確認図４ 3.3 店舗マップ上に検索結果を表示し誘導売場に到着するとプッシュ配信で通知商品検索時の流れ実施結果開発した shoppoint アプリを使って実際の店舗に音波信号発信機を設置して実証実験を行った宮城県の文具事務用品販売チェーン店の株式会社オフィスベンダー様にご協力いただいた単一フロアの店舗に入口を含め２０カ所に音波信号発信機を設置し実験を行った音波信号発信機は店舗内の什器の上部に付け上から音を出すように構成した店内は BGM が流れていたが全く影響はなかった実験自体は入店は店舗のドアを通過するとポイント加算がされ未入店時のチェックインを防止できることが確認できたまた高さのある什器が設置されている所には音波信号発信機を多く設置することができたため現在地をほぼ１２m 以内の誤差で認識することができた一方高い什器のない場所では PDR の位置推定がメインとなるため誤差が大きくなったこのことから音波信号発信機の設置設計が重要であることがわかったまたプロモーション情報を配置した位置の１２ m 以内に到達すると自動的にプッシュ式のプロモーションが配布されることも確認できた商品検索は試験的に商品の一部を登録したが検索から売場ナビゲーションまでスムーズに実行することが可能であった図５実証実験店舗における音波信号発信機の配置図青い四角が音波信号発信機 49

7 図６音波信号発信機の設置例実験に参加いただいた方の感想としては屋内位置サービスは初めて使用したプロモーションの取得については店内を宝探しする感覚でわくわくしたクーポンがバイブして取得できるのは面白い等で非常に高い興味を示していたさらに 4. おわりに AI SLE は屋内で位置情報を利用する全てのシーンに有効であると考えられる例えば情報配信を目的とするものであれ電子広告などが売場ごとにでるとよいパーソナライズされば美術館では作品ごとに場所を認識し作品情報をプッシュ式た情報がプッシュされるとよいショッピングモールなど大型で配信することや水族館では水槽ごとに各水槽内の魚の情報の屋内施設でも使ってみたいなどの要望も明らかになったをプッシュ配信するなど屋内の場所に特定した細やかな情報小売店の方からは顧客に興味を持ってもらえることが期待配信が期待できるその他屋内でのイベント会場などでは歩行できるためぜひ shoppoint を展開したいというご要望をい中の人に展示やブースの前で情報を配信することで立ち寄っただいたさらには顧客の歩行履歴についても端末側で把握てもらう機会を増やしたり立ち寄った場所の履歴を見て顧客できているためそれらを解析して売場の改善などに使用したの興味を調査したりするなどイベントの新しいスタイルを提案いという意見もでてきた歩行履歴についてはパーソナライズできるされた情報と結びつけることで今後さまざまな利用方法が期また AI SLE は情報配信の他にナビゲーションへの適用に待できるまた商品検索機能についても店舗が在庫の管理も最適であると考えられるショッピングモールで行きたい店のために管理しているマスタデータと連動させることで商品登を指定すると店まで案内をしたりトイレやエレベーターの場録の手間を省いて常に在庫状況と棚の場所をアプリと連絡す所を教えたり地下駐車場で駐車位置を記憶しておくなど屋ることが有効であると考えられる内でのナビゲーションの需要は高いと考えられるその他子今後当社はこの shoppoint を多くの小売店とその各店舗供がスマートフォンを持っていれば屋内でも子供が迷子になっでの利用提案を計画しているこの場合本アプリを登録してた際に親が子供の位置検索を行うことができるなど利用の可いる全ての店舗で共通で利用できることを想定している今ま能性は幅広いで顧客は利用する店舗ごとにアプリをインストールしてログイ今現在屋内における詳細な位置推定技術は十分確立してンするという作業を行っていたそのような手間を省き多数いるとは言えない状況であるしかし屋内における位置情報の店舗が一つのアプリとアカウントで shoppoint のサービスの利用は屋外のサービスより高精度の位置情報を必要とするを受けられるようにすることは非常に効率的であり支持を得サービスに需要が多い今後はこの AI SLE を使って屋外と屋やすいと考える取得したポイントの利用もアプリ内では共通内のシームレスな測位を実現するとともに屋内特有の詳細なに使用できるようにすることが望ましい位置情報を使用したサービスの展開を検討していきたいと考えている 50

8 2013 第13号個別論文吉澤菜津子 YOSHIZAWA Natsuko 先端技術研究所研究開発部位置情報技術およびモバイルインターネット技術の研究開発に従事遠藤貴裕 ENDO Takahiro 先端技術研究所研究開発部位置情報技術およびモバイルインターネット技術の研究開発に従事永見健一 NAGAMI Kenichi 先端技術研究所研究開発部博士(工学) 次世代ネットワーク技術に関する研究開発やコンサルティングに従事 MPLS JAPAN実行委員長テレコムサービス協会政策委員会副委員長など 51

２ SmaSvr SmaSvr システムの概要テクノベインズでは業務系周辺機器業務系周辺機器が操作できるスマート端末が操作できるスマート端末が操作できるスマート端末アプリ環境アプリ環境の提供提供を実現できる方法実現できる方法実現できる方法について研究してきた研究してきた

２ SmaSvr SmaSvr システムの概要テクノベインズでは業務系周辺機器業務系周辺機器が操作できるスマート端末が操作できるスマート端末が操作できるスマート端末アプリ環境アプリ環境の提供提供を実現できる方法実現できる方法実現できる方法について研究してきた研究してきたスマートデバイスを業務システムに利用するスマートフォンから流通業務系周辺機器を利用するシステム開発テクノベインズ株式会社高久直也 1. はじめに iphone や Android OS を搭載したスマートフォン ( 以下スマホ ) ipad などに代表されるタブレット端末などスマートモバイルデバイス ( 以下スマート端末 ) が急速に普及してきているスマート端末の特徴としてタッチパネル付き高解像度