スマートフォンの屋内測位、アプリとビーコンでできることと社員証型タグが必要なこと

「詳細な位置追跡機能は必要ありません。」今月初め、ある工場から届いた屋内測位の問い合わせは、まずこう線を引きました。求めていたのは二つです。スマートフォンにアプリを入れた従業員が正門を通ると出勤が自動で記録されること、そして火災のような非常時に、集結場所へ何人集まったかをすぐ把握できること。座標は要らず、エリアさえ分かればよいという意味です。

この問い合わせが投げかけた最初の問いは、機器のスペックではありませんでした。従業員のポケットにあるスマートフォンで足りるのか、それとも社員証の裏にタグを付けるべきなのか、です。屋内位置情報システムを検討する会社が最初に出会う分かれ道であり、答えは技術の優劣ではなく現場条件から出てきます。この記事では、その条件を一つずつ見ていきます。

I. スマートフォンはどうやって屋内測位を行うのか

屋内ではGPSが止まります。代わりに天井や出入口へ、手のひらサイズのビーコンを取り付けます。ビーコンは自分の信号を定期的に発信するだけの装置なので、電源線もネットワーク線も要りません。電池で長く持ち、壁に貼るだけで設置が終わります。

位置を判断するのはスマートフォンの側です。アプリが周辺のビーコン信号をスキャンして最も近いビーコンを選び、その結果をサーバーへ送ります。ORBROのモバイル位置測位はこの方式をNearby Searchと呼び、アプリを画面に表示していなくてもバックグラウンドでスキャンが続くように設計されています。管理者は管制ソフトウェアORBRO OSの地図上で、誰がどのエリアにいるか、いつ入って出たかを見ます。

精度はおよそ5〜10m、つまりエリア単位です。「3階東側の事務所にいる」は分かりますが、「どの机の前に立っている」は分かりません。これを限界と見るか特徴と見るかは、問いの立て方しだいです。正門を通ったか、集結場所に来たか、このエリアに今何人いるか。どれもエリア単位の問いです。そうした問いに座標は過剰です。

判断はこうです。エリア単位の問いに対しては、スマートフォンが最も軽い道具です。一人一台すでに持っていて、インフラはビーコン数個で済みます。

II. 社員証型タグは何が違うのか

社員証型タグによる屋内測位は、構造が逆です。タグが信号を出し、天井に設置したアンカーがその信号を受けて位置を計算します。測る主体が人のスマートフォンではなく、建物に据え付けたインフラです。

この違いが四つの結果を生みます。第一に、精度です。UWB位置測位のアンカーが測る位置は、開けた条件なら数十cm以内に収まり、「どの設備の横に立っているか」まで分かれます。第二に、人の協力が要りません。スマートフォンの電池が切れていても、アプリの権限を切っていても、機種が古くても、タグはそのまま捕捉されます。第三に、タグにはボタンがあります。ORBROの社員証型タグにはSOSボタンとNFC入退場IDの連携が付いていて、位置を知らせるだけでなく、人が自分から信号を送ることができます。第四に、スマートフォンを持たない人に渡せます。協力会社の作業員や来訪者に「アプリを入れてください」と頼む代わりに、出入口でタグを手渡せば済みます。

代わりに運用が付いてきます。タグの電池には寿命があるため、社員証型は三か月前後を目安に充電や交換の予定を組み、来訪者用は回収が必要です。アンカーは電源とネットワークを引く必要があるので、設置工事が発生します。

判断はこうです。インフラが責任を持つ構造なので、「必ず捕捉されなければならない人」に向いています。その分、設置と運用を引き受けることになります。

III. 屋内測位は現場条件が決めます

同じ問いを二つの道具に投げてみると、どちらが合うかが見えてきます。

条件	スマートフォン + ビーコン	社員証型タグ + アンカー
位置の単位	エリア、約5〜10m	UWB基準で数十cmからエリアまで設計
更新	スマートフォンのスキャン周期	タグの設定により数秒から数分
観測の条件	アプリが入っていて権限が生きているとき	タグを着用しているとき
来訪者・協力会社	アプリの導入を頼む必要がある	出入口でタグを手渡せばよい
スマートフォン持ち込み禁止エリア	観測できない	問題なし
人が送る信号	アプリ画面から操作	SOSボタン
インフラ	ビーコン、電源とネットワークは不要	アンカー、PoE電源とネットワークが必要
費用が増える軸	エリア数に比例、人数とは無関係	アンカー数とタグ数の両方に比例

表で分かれ目になる行は「観測の条件」です。スマートフォンは人が協力したときに観測され、タグは着用していれば観測されます。この一行が、残りの行をすべて決めます。

IV. ビーコン勤怠管理をはじめ、スマートフォンで足りる三つの用途

第一に、正門の通過記録です。出入口のビーコンを通ると、ユーザーごとの入場と退場がORBRO OSに残ります。入退場の履歴は標準フォーマットでダウンロードするか、すでに使っている勤怠管理システムやERPと連携すればよく、部署や職務ごとにエリアのアクセス権限を分けておくこともできます。

第二に、非常時の集結人数です。集結場所をエリアとして描いておけば、到着した人数がエリア単位のカウントで集計されます。非常時に必要なのは名簿の突き合わせではなく「今何人来ているか」という数字であり、エリア単位の精度で足ります。

第三に、エリアの滞在時間です。事務棟や食堂、休憩スペースのように、人がどこにどれだけとどまっているかを人数単位で見る用途です。空間の再配置を判断するのに必要なのは、誰かではなく何人かです。

反論が一つあります。従業員のスマートフォンに会社のアプリを入れてほしいと言えば、反発があるのではないか、というものです。この問いには設計で答える必要があります。収集する範囲をエリア単位に絞り、ビーコンを屋内だけに置いてオフィスの外では観測が起きないようにし、すでに使っている社内アプリにSDKとして組み込んで新しいアプリを増やさない。それがその設計です。そしてもう一つ、認めておくべきことがあります。アプリの権限が切られれば観測は止まります。だからこそ「必ず残さなければならない記録」には、次の章のタグが合います。

V. 社員証型タグが必要な四つの用途

第一に、重機の接近警報です。作業員とフォークリフトの距離が設定値の内側に入ると、ヘルメットやベストに付けたタグが振動とブザーで知らせる。これは数十cmの精度と秒単位の更新があって初めて成り立ちます。スマートフォンでは距離をここまで細かく測れません。

第二に、SOSです。倒れた人がスマートフォンを取り出してアプリを開きボタンを探すことと、社員証に付いたボタンを押すことは、別の作業です。

第三に、来訪者と協力会社です。一日だけ入る人に、アプリの導入を頼むことはできません。出入口でタグを手渡し、帰りに回収する運用が現実的です。

第四に、スマートフォンの持ち込みが禁止されたエリアです。半導体のファブやセキュリティエリアのように、スマートフォンを持って入れない場所では、スマートフォンによる屋内測位が原理として成り立ちません。

ここで「GalaxyやiPhoneにUWBが入っているのだから、それを使えばよいのでは」という質問が続きます。スマートフォンのUWBは、デジタルキーやデバイスを探す機能のように、機器と機器の距離を測る用途で設計されていて、OSがバックグラウンドでの利用を制限します。建物のインフラが複数の人の位置を同時に計算する構造とは違います。いつか変わるかもしれませんが、今日の見積書に載る行は、ビーコンとアプリ、またはタグとアンカーです。

VI. 一つの現場で二つを併用する構成

実際の現場は、二つのうち一方だけを選ぶわけではありません。事務棟と正門、集結場所はビーコンとスマートフォンで、フォークリフトが行き交う倉庫と危険エリアはタグとアンカーで、と分ける構成がよくあります。スマートフォンで捕捉した人とタグで捕捉した人が同じORBRO OSの図面上に表示されれば、管理者は方式を区別せず一つの画面を見ます。

お問い合わせの前に整理しておくと見積りが速くなるものが、五つあります。

1. 何を判断したいのかを一文で。エリア単位か座標かが、ここで分かれます。
2. 対象人員のうち、スマートフォンを持たない人や、スマートフォンを求められない人の割合。来訪者と協力会社が多ければタグが先に来ます。
3. すでに使っている社内アプリがあるか。あればSDKで組み込み、新しいアプリは作りません。
4. スマートフォンの持ち込み禁止エリアがあるか。あれば、そのエリアだけタグで進めます。
5. 記録を渡すシステム。勤怠、入退室管理、ERPのどこへ、どの形式で送る必要があるか。

おわりに

今月初め、あの工場は「詳細な位置は必要ありません」という一文を先に書いていました。その一文のおかげで、答えは速く出ました。正門と集結場所はビーコン勤怠管理の構成で足り、そのあと危険エリアが出てきたら、そのエリアだけタグとアンカーを足せばよいのです。

ORBROはビーコンと社員証型タグ、アンカー、モバイルアプリ、そして屋内測位の管制ソフトウェアORBRO OSを自社で作っているため、二つの方式を一つの図面の上で混ぜることができます。どこまで分かればよいのかだけ整理してお問い合わせいただければ、スマートフォンで足りるエリアとタグが必要なエリアを、一緒に切り分けます。