屋内での位置を知る「屋内測位」の技術とは?高まるニーズと活用方法について

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執筆者 片岡義明
位置情報の基礎知識_屋内での位置を知る「屋内測位」の技術とは?高まるニーズと活用方法について

 スマートフォンの人流データで使われている位置情報はGPSによって取得された位置情報をもとにしていますが、測位衛星が発信する電波は屋内では受信することができないため、屋内で測位を行うのは困難です。しかし、それにもかかわらずスマートフォンの地図アプリでは屋内でも自分の位置が地図上に表示されます。一体どのような方法で測位しているのでしょうか?

実はスマートフォンの測位機能は衛星測位だけでなく他の技術も組み合わせて使用しています。屋内でも人やモノの位置を推定できるこのような技術は“屋内測位”と呼ばれており、その技術には様々な方式があります。市場のニーズが高まる「屋内測位」についてこの記事では、ジオ専業ライターの片岡義明氏に解説いただきます。

INDEX

人流データの取得に関連した屋内測位技術

 ここではスマートフォンの人流データに関わる屋内測位方式をいくつかご紹介しましょう。

無線LAN(Wi-Fi)測位

 無線LAN(Wi-Fi)のアクセスポイントの電波強度をスマートフォンやタブレットなどのデバイスで検知することにより現在地を推定する技術です。複数の基地局との距離を推定して3点測位を行う方式や、電波強度の状態をあらかじめ調査して「フィンガープリント(指紋)」と呼ばれる電波の地図を作成し、それと照合して測位を行う方式などがあります。スマートフォンの地図アプリでは屋内測位の方式としてWi-Fi測位が使われることが多いですが、GNSS(全地球航法衛星システム 英:Global Navigation Satellite System)に比べると測位精度は劣ります。

無線LAN(Wi-Fi)測位

携帯電話基地局測位

 携帯電話キャリアは全国各地に多数の基地局を設置しており、携帯電話は最寄りの基地局と一定時間ごとに交信しています。この基地局の位置をもとに、そこにつながっているスマートフォンやタブレットの位置を推定するのが基地局測位です。基地局からの電波の到達範囲は周囲の状況により大きく異なるため、無線LAN測位などに比べると精度は低いですが、無線LANやGNSSの機能がオフでも端末の電源さえオンの状態ならば使用できるという利点があります。各基地局に接続している端末の台数を時系列で記録し、その数値をもとに広域におけるリアルタイムに人流を把握するサービスもあります。

携帯電話基地局測位

BLE(Bluetooth Low Energy)測位

 Bluetoothの電波による測位方法で、電波を発信するビーコンをあらかじめ屋内の各所に設置することでスマートフォンやタブレットの位置を推定できます。逆にスマートデバイスを受信機として使用することでBLEビーコンを携帯する人の位置を推定するという使い方もあり、紛失防止用タグなどに利用されています。このほか、BLE測位は店舗やショッピングセンターなどに設置して人流データを取得したり、訪れた顧客にプッシュ広告をリアルタイム配信したりする用途に利用されています。

BLE(Bluetooth Low Energy)測位

これらの技術の中から、「地図上で現在地を調べる」、「街中での人流を把握する」、「ショッピングセンターや工場など特定の施設で人の位置を追跡する」といった用途に応じて技術を使い分けたり、複数の方式を組み合わせたりして測位を行います。

その他の屋内測位技術

 屋内測位技術はこのほかにも、UWB(超広域帯無線システム)や地磁気測位、PDR(歩行者自律航法)、可視光測位、音波測位などさまざまな技術があります。近年では、都市の各所に気圧センサーを内蔵した基地局を複数箇所設置し、スマートフォン内蔵の気圧センサーの値と最寄りの基地局の気圧を照合して高精度な高さ情報を取得するサービスもあります。

また、海外ではGNSSと同じように複数の基地局から時刻情報を発信することで距離を割り出して測位する「MBS(Metropolitan Beacon System)」という技術も実用化されています。また、GNSS信号と5G信号を密結合して、受信チップ側は両信号を同じ信号とみなして測位演算することにより、屋内外シームレスな高精度測位を実現する技術の開発も進行中で、将来的にはほかにも新しい屋内測位技術が登場する可能性があります。

屋内測位は人流測定やナビゲーション、見守り、防災、施設管理などさまざまな分野に活用されていますが、現状ではGNSSのように広域において誰もが手軽に使える高精度な測位システムはまだ存在していません。

その理由としては、屋内測位には「Wi-Fiアクセスポイントや携帯電話の基地局など、測位を実現する必要な設備や受信端末を既存のものから流用できるか」、「新たに設置する必要があるとしたら入手性やコストはどの程度なのか」、「設置する主体者となるのは誰か」、「設備の更新やメンテナンスはどの程度必要か」、「測位精度はどれくらいか」といったさまざまな課題があり、各技術に一長一短があるためです。

高まる屋内測位のニーズ

 近年では、デジタルツインや位置情報マーケティング、防災など、さまざまな分野において屋内測位のニーズが高まっています。

たとえば米連邦通信委員会(FCC)は携帯電話の緊急発信を行う際に、対象エリアにおいては水平の位置情報だけでなく高さ情報を通知することを2022年4月に義務化しました。これはオフィスビルやマンションなどの屋内で非常事態が発生した場合に発生箇所を迅速に特定できるようにするための措置です。

これにより米国では、都市の各所に気圧センサーを設置して、スマートフォンで取得した気圧情報と照合して高さを高精度に測定する「垂直測位サービス」を提供する事業者が増えました。屋内の位置情報をより高精度に測位できるようにする動きは日本においても今後進んでいくことが考えられます。

そのためにも、既存の屋内測位技術のより一層の高精度化や、低コストで簡単に利用できる新たな屋内測位技術の登場が期待されています。

おわりに

 本記事では、利用が高まる位置情報データを利用した屋内測位の技術について解説いたしました。屋内測位データを通じて、流通・小売業界などデータに基づく意思決定が求められる業界において、来店顧客とのコミュニケーション施策や、製品陳列の最適化や店内配置の改善など、消費者の行動パターンを詳細に分析するニーズが高まっています。

しかし、現状では短期的な試験導入で屋内測位の技術を使った分析が終わることが多く、前段で解説したようにさまざまな課題があります。データを継続的に集めていくための市場環境やコスト、そして、それらを分析して改善していくまでのフローがまだ確立されていことがありますが、商業施設や工場などでは将来的に改善を行うため、積極的な実証実験が行われています。

クロスロケーションズが提供する人流統計データは主に屋外のスマホGPSデータを基に分析を行っていますが、店舗や施設などのピンポイントエリアを指定した分析を行うことが可能です。これらの分析に興味をお持ちの方は以下、当社のサービスページまたは、以下よりお問い合わせください。

片岡 義明

専門新聞社や出版社勤務を経て、1999年よりフリーランスライターとして活動。ITの中でも特に地図や位置情報に関することを中心テーマとして取り組んでおり、インターネットの地図サイトから測位システム、ナビゲーションデバイス、法人向け地図ソリューション、紙地図、オープンデータなど幅広い地図・位置情報関連トピックを追っている。測量士。インプレスR&Dから書籍「位置情報トラッキングでつくるIoTビジネス」、「こんなにスゴイ!地図作りの現場」、共著書「位置情報ビッグデータ」が発売。インプレスより書籍「パソ鉄の旅~デジタル地図に残す自分だけの鉄道記~」、共著書「いちばんやさしい衛星データビジネスの教本」が発売。地図と位置情報を中心としたニュースサイト「GeoNews」主宰。

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