【ジオ用語解説】屋内測位

衛星電波の届きにくい屋内や地下で人や物の位置を推定して地図上での可視化を可能にする技術

人やモノの位置を推定し、地図上での可視化を可能にする“測位”の技術。屋外での測位はGPSをはじめとするGNSS(全球航法衛星システム)が主流ですが、衛星の電波が届きにくい屋内や地下における測位については、まだデファクトスタンダードとなる方式がありません。

屋内測位にはさまざまな方式があり、「地図アプリにおいて自己位置を知る」「工場など特定の施設においてスタッフの位置情報をトラッキングする」「街中や特定の店などにおいて人流を調べる」など、用途によって使われる技術は異なります。以下に代表的な屋内測位技術を紹介します。

代表的な屋内測位技術

無線LAN測位

無線LANの基地局(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、Wi-Fi測位とも呼ばれています。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く、最近では川崎重工がWi-Fiを利用した屋内位置情報サービス「iPNT-K」を展開しています。

BLE(Bluetooth Low Energy)測位

BLEの電波を活用して測位する方法で、電波を発するBLE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るほか、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可能です。また、電波の到達角度より高精度な測位を実現する「Quuppa」というシステムもあります。

UWB(Ultra Wide Band)測位

500MHzから数GHzの広い周波数帯域を使って電波を拡散させることにより、誤差数十cmの高精度で測位できます。屋内各所にセンサーを設置することにより、人やモノに付けたタグの3次元位置を推定することが可能です。近年ではAppleの紛失防止タグ「AirTag」においてUWBが採用されたことで話題となりました。

PDR(歩行者自律航法)

加速度センサーやジャイロを使用して、移動した距離や方向を求める技術で、スタート地点からの相対位置を求める技術として活用されています。PDRはスタート地点で絶対位置を取得する必要があるため、Wi-Fi測位などほかの屋内測位技術と組み合わせて使われることが多く、屋内地図情報をもとに移動方向や速度のズレを補正するマップマッチング技術と組み合わせることもあります。

RFID(Radio Frequency Identification)測位

RFIDタグをモノや人に付けることにより、それを専用リーダーで読み取ることで位置情報を取得する技術です。電池を使用することで長距離通信が可能なアクティブ式と、電池が不要で小型なパッシブ式の2方式があります。製造業などの工場でモノや人の流れを把握するのに使用されています。

地磁気測位

スマートフォンに内蔵されている磁気センサーを利用して周辺の地磁気を測定し、それをもとに位置を特定する技術です。地図アプリ「Yahoo! MAP」で採用されており、新宿・渋谷・東京駅などの構内において利用可能です。

気圧測位

スマートフォンに内蔵されている気圧センサーと、都市の各所に設置された基準点で測定した気圧とを比較分析して高精度に高さを推定する技術です。日本ではMetCom株式会社がこの技術を使った垂直測位サービス「Pinnacle」を2022年10月に提供開始しました。

MBS(Metropolitan Beacon System)

都市の各所に設置した基地局より時刻情報を発信することで、GNSSと同じように発信時刻と受信時刻の差分から距離を割り出して現在地を推定する技術です。電波強度はGNSSの10万倍に相当するため、屋内や地下でも測位が可能です。2022年11月現在、日本ではまだ提供が始まっていません。

上記のほかに、可視光や赤外線レーザーなど光を用いた技術や、音波を発するビーコンとマイクを組み合わせた音による屋内測位技術もあります。また、屋内施設を撮影した画像からあらかじめ特徴点を抽出しておくことにより、スマートフォンのカメラで撮影した画像と照合して現在地を測位する技術もあります。

現状の屋内測位技術は一長一短。高精度で低コストな技術の登場や屋内地図整備が今後の課題

屋内測位はナビゲーションをはじめセキュリティや防災、見守り、バリアフリー、人流把握、施設管理、資産管理などさまざまな分野に役立つ可能性を秘めていますが、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。屋内測位技術にはそれぞれ一長一短があるため、複数の屋内測位技術を組み合わせて提供される場合も多いです。

しかし近年では、要救助者の場所特定や位置情報ビッグデータを活用したマーケティング、デジタルツインにおけるシミュレーションなど、さまざまな分野において屋内測位のニーズが高まっており、既存の屋内測位技術のより一層の進化や、高精度かつ便利に低コストで使える新たな屋内測位技術の登場が期待されています。

屋内測位に欠かせないのが、それによって得た位置情報を可視化するための屋内地図(インドアマップ)です。ショッピングセンターや複合ビル、駅ビル、地下街などの商業施設は私有地となっていることが多いため、道路のように頻繁に更新するのは難しいですが、多くの人が屋内測位技術を便利に活用できる環境を整えるためにも、屋内地図の整備は今後の課題と言えます。

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