JP2005164361A - Position detection by means of intelligent gps and of ic tag intercommunication, and processing by gis - Google Patents

Position detection by means of intelligent gps and of ic tag intercommunication, and processing by gis Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detection system being a basic technology for various systems required to perform high-accuracy position detection. <P>SOLUTION: This position detection system includes at least one GPS receiver, and an IC tag as a position detecting object. At least one GPS receiver further comprises a measurement means for performing distance measurement based on signal arrival time by transmitting/receiving signals to/from the IC tag. The position of the IC tag is determined on the basis of absolute position information calculated through GPS positioning in at least one GPS receiver, and distance information between at least one GPS receiver and the IC tag, the distance information being measured by the measurement means in at least one GPS receiver. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はGPSとICタグとを利用した位置検知システムに関する。   The present invention relates to a position detection system using a GPS and an IC tag.

GPS受信機は、観測点における絶対位置の測定を可能とするものとして、カーナビゲーション装置をはじめとする移動体の位置検出の為に広く利用されている。また、近年、GPS受信機は、防災という観点から、斜面の変位を監視する為の手段としての利用も行われ始めている。下記、特許文献1は、斜面の変位検知のためのGPS測位の利用について記載している。特許文献1によれば、斜面に設置されたGPS計測手段が、時系列計測データを出力し、この時系列計測データに基づいて斜面に変状が起きたか否かが決定される。   The GPS receiver is widely used for detecting the position of a moving body such as a car navigation device as being capable of measuring an absolute position at an observation point. In recent years, GPS receivers have also started to be used as means for monitoring slope displacement from the viewpoint of disaster prevention. The following Patent Document 1 describes the use of GPS positioning for slope displacement detection. According to Patent Document 1, the GPS measuring means installed on the slope outputs time series measurement data, and it is determined whether or not the slope has been deformed based on the time series measurement data.

特開2003−214849JP 2003-214849 A

防災・危機管理の面からは、道路、トンネル、建物等をはじめとする様々な構造物の変状検知のためのシステムを設置することが要求されると考えられる。これらの土木構造物等に変状検知の為のシステムを設置することで、橋脚の一部の落下、トンネル内のコンクリート壁の一部の落下等を迅速に検知できる可能性があり、事故・災害の防止につながることが期待できるからである。   From the aspect of disaster prevention / crisis management, it is considered to be necessary to install a system for detecting the deformation of various structures such as roads, tunnels and buildings. By installing a system for detecting deformations in these civil engineering structures, etc., there is a possibility that a part of the pier, a part of the concrete wall in the tunnel, etc. may be detected quickly. This is because it can be expected to lead to disaster prevention.

しかしながら、従来技術によれば、上記のような土木構造物等の変状検知システムを実現する為には、構造物の被測定面に、要求される検知精度に応じた多数のGPS受信機を配置しなければならない。このことは、GPS受信機のコスト、サイズを考慮すると、このような土木構造物等の変状検知システムを実現することは実質的に不可能であることを意味している。   However, according to the prior art, in order to realize the above-described deformation detection system for civil engineering structures, a number of GPS receivers corresponding to the required detection accuracy are provided on the surface to be measured of the structure. Must be placed. This means that in consideration of the cost and size of the GPS receiver, it is practically impossible to realize such a deformation detection system for civil engineering structures.

本発明は、このような事情に鑑みてなされてものである。すなわち、本発明の目的は、精度、コスト面で有利であり、且つ、土木構造物の変状検知システムを始め、高精度な位置検知が要求される様々なシステムの基盤技術となり得る位置検知システムを提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances. That is, an object of the present invention is advantageous in terms of accuracy and cost, and is a position detection system that can be a fundamental technology for various systems that require highly accurate position detection, such as civil engineering structure deformation detection systems. Is to provide.

上記課題を解決する為に、本発明の一つの側面によれば、少なくとも一つのGPS受信機と、位置検知の対象としてのICタグと、を備える位置検知システムが提供される。少なくとも一つのGPS受信機は、さらに、ICタグとの間で信号の送受信を行うことにより、信号の到達時間による距離測定を行う測定手段を有する。少なくとも1つのGPS受信機においてGPS測位により算出される絶対位置情報と、少なくとも一つのGPS受信機において測定手段により測定される、少なくとも一つのGPS受信機とICタグとの間の距離情報とに基づいて、ICタグの位置を決定する(請求項1)。   In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, a position detection system including at least one GPS receiver and an IC tag as a position detection target is provided. The at least one GPS receiver further includes a measuring unit that performs distance measurement based on the arrival time of the signal by transmitting and receiving the signal to and from the IC tag. Based on absolute position information calculated by GPS positioning in at least one GPS receiver and distance information between at least one GPS receiver and an IC tag measured by measuring means in at least one GPS receiver Thus, the position of the IC tag is determined (claim 1).

上記構成において、少なくとも一つのGPS受信機は、複数のGPS受信機からなり、複数のGPS受信機のそれぞれは、互いに情報を相互通信するための通信手段をさらに有する構成であっても良い。この場合、複数のGPS受信機でそれぞれ得られた、絶対位置情報と、ICタグとの間の距離情報とを、通信手段を介して複数のGPS受信機のうちの一つに集め、そして、当該一つのGPS受信機において、ICタグの位置を決定する構成とすることができる(請求項2)。   In the above configuration, at least one GPS receiver may include a plurality of GPS receivers, and each of the plurality of GPS receivers may further include a communication unit for mutually communicating information with each other. In this case, the absolute position information obtained by each of the plurality of GPS receivers and the distance information between the IC tags are collected in one of the plurality of GPS receivers via the communication means, and In the single GPS receiver, the position of the IC tag can be determined (claim 2).

或いは、少なくとも一つのGPS受信機は、複数のGPS受信機からなり、複数のGPS受信機のそれぞれは、互いに情報を相互通信するための第1の通信手段を有すると共に、
複数のGPS受信機のうちの少なくとも一つはセンタシステムと通信する為の第2の通信手段を有する構成であって良い。この場合、複数のGPS受信機でそれぞれ得られた、絶対位置情報と、ICタグとの間の距離情報とは、第1の通信手段を介して複数のGPS受信機のうちのセンタシステムと通信可能なGPS受信機に集められた後、センタシステムに送信され、センタシステムにおいてICタグの位置が決定する構成とすることができる(請求項3)。
Alternatively, at least one GPS receiver includes a plurality of GPS receivers, and each of the plurality of GPS receivers has a first communication means for mutually communicating information with each other,
At least one of the plurality of GPS receivers may include a second communication unit for communicating with the center system. In this case, the absolute position information obtained by each of the plurality of GPS receivers and the distance information between the IC tags are communicated with the center system of the plurality of GPS receivers via the first communication means. After being collected by a possible GPS receiver, it is transmitted to the center system, and the position of the IC tag can be determined in the center system.

なお、少なくとも一つのGPS受信機が、3以上のGPS受信機からなる場合には、ICタグの位置は3次元位置として算出することができる(請求項4)。   When at least one GPS receiver includes three or more GPS receivers, the position of the IC tag can be calculated as a three-dimensional position.

位置検知の対象としてのICタグは複数存在する場合には、複数のICタグそれぞれについて、少なくとも一つのGPS受信機と間の距離が求められ、複数のICタグそれぞれについて位置の決定が行われる構成とすることができる(請求項5)。   When there are a plurality of IC tags as position detection targets, a distance between at least one GPS receiver is obtained for each of the plurality of IC tags, and a position is determined for each of the plurality of IC tags. (Claim 5).

また、上記課題を解決する為に、本発明の別の側面によれば、
ICタグとの間で信号の送受信を行う機能を有する少なくとも一つのGPS受信機においてGPS測位により絶対位置情報を求め、
少なくとも一つのGPS受信機とICタグとの間の距離情報を信号の到達時間により測定し、
絶対位置情報と、距離情報とに基づいてICタグの位置を決定すること、を特徴とする位置検知方法が提供される(請求項6)。
In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention,
Obtain absolute position information by GPS positioning in at least one GPS receiver having a function of transmitting and receiving signals to and from the IC tag,
Measure the distance information between at least one GPS receiver and the IC tag by the arrival time of the signal,
A position detection method is provided, wherein the position of the IC tag is determined based on the absolute position information and the distance information.

上記本発明の構成によれば、GPS測位により得られるGPS受信機の絶対位置情報と、GPS受信機とICタグ間の信号の到達時間により求められる距離情報とに基づいて、ICタグの位置を高精度に決定することができる。決定された時系列の位置情報を利用することで、ICタグの微小変位を監視することが可能である。例えば、ICタグを、土木構造物等の位置検知の対象物に設置することで、土木構造物の微小変状の検知を実現することも可能である。ICタグ自体はGPS信号を受信する必要はないので、ICタグをGPS信号が遮蔽されるトンネル内部等に配置することも可能である。   According to the configuration of the present invention, the position of the IC tag is determined based on the absolute position information of the GPS receiver obtained by GPS positioning and the distance information obtained by the arrival time of the signal between the GPS receiver and the IC tag. It can be determined with high accuracy. By using the determined time-series position information, it is possible to monitor the minute displacement of the IC tag. For example, it is possible to detect a minute deformation of a civil engineering structure by installing an IC tag on a position detection target such as a civil engineering structure. Since the IC tag itself does not need to receive a GPS signal, the IC tag can be arranged inside a tunnel where the GPS signal is shielded.

図1は、本発明の位置検知システム1の基本概念を示す図である。図1に示すように位置検知システム1は、複数のGPSユニット11〜14と、ICタグ21とからなる。後に詳述するように、GPSユニット11〜14は、GPS測位を行う機能に加え、タグ21との間で距離計測のための電波を送受信する機能、GPS受信ユニット同士で互いに通信する為の機能を有している。   FIG. 1 is a diagram showing a basic concept of a position detection system 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the position detection system 1 includes a plurality of GPS units 11 to 14 and an IC tag 21. As will be described in detail later, the GPS units 11 to 14 have a function of transmitting and receiving radio waves for distance measurement with the tag 21 and a function of communicating with each other between GPS receiving units in addition to the function of performing GPS positioning. have.

図1の位置検知システム1によりICタグ21の位置が検出される原理を説明する。各GPSユニット11〜14は、それぞれ、ICタグ21との間で電波を送受信することにより、ICタグ21からの電波の到達時間を測定する。各GPS11〜14は、例えばGPS11、GPS12、GPS13、GPS14の順にシーケンシャルにICタグ21との距離の測定が行われるように、距離測定の終了の通知を相互に交し合う構成とすることができる。或いは、各GPS11〜14は、所定のタイミングでICタグ21からの電波を一斉に受信することにより、ICタグ21からの距離の測定を一度に行う構成とすることも可能である。   The principle that the position of the IC tag 21 is detected by the position detection system 1 of FIG. 1 will be described. Each GPS unit 11-14 measures the arrival time of the radio wave from the IC tag 21 by transmitting / receiving radio waves to / from the IC tag 21. Each of the GPSs 11 to 14 can be configured so that distance measurement end notifications are mutually exchanged so that the distances to the IC tag 21 are sequentially measured in the order of, for example, GPS 11, GPS 12, GPS 13, and GPS 14. . Or each GPS11-14 can also be set as the structure which measures the distance from IC tag 21 at once by receiving the electromagnetic wave from IC tag 21 at a predetermined timing all at once.

各GPSユニット11〜14それぞれにより測定された、ICタグ21からの電波の到達時間がt1〜t4であるとする。この電波の到達時間から、各GPSユニット11〜14は、ICタグ21からの距離を求める。なお、各GPSユニット11〜14は、GPS測位により自身の絶対位置を取得している。   It is assumed that the arrival times of radio waves from the IC tag 21 measured by the respective GPS units 11 to 14 are t1 to t4. Each GPS unit 11-14 calculates | requires the distance from IC tag 21 from the arrival time of this electromagnetic wave. In addition, each GPS unit 11-14 has acquired its absolute position by GPS positioning.

次に、4つのGPSユニットのうちの3つのGPSユニット12〜14は、ICタグ21からの距離およびGPS測位により求めた自身の絶対位置をGPSユニット11に送信する。以上により、絶対位置が既知の4つの基準点からICタグ21までの距離が得られ、GPSユニット11にそれらの情報が集められたので、GPSユニット11はICタグ21の3次元位置を算出することができる。なお、ICタグ21の3次元位置は、3つの基準点からの距離が求められれば算出することは可能なので、図1の位置検知システム1においてGPSユニットは3つあれば良い。また、GPSユニットとICタグとが同一平面状に配置されるならば、GPSユニットは2つであっても、ICタグの位置を求めることは可能である。   Next, the three GPS units 12 to 14 of the four GPS units transmit the distance from the IC tag 21 and their absolute positions obtained by GPS positioning to the GPS unit 11. As described above, since the distances from the four reference points whose absolute positions are known to the IC tag 21 are obtained and the information is collected in the GPS unit 11, the GPS unit 11 calculates the three-dimensional position of the IC tag 21. be able to. Note that the three-dimensional position of the IC tag 21 can be calculated if the distances from the three reference points are obtained. Therefore, the position detection system 1 in FIG. If the GPS unit and the IC tag are arranged on the same plane, the position of the IC tag can be obtained even if there are two GPS units.

図2は、GPSユニット11〜14の構成を現すブロック図である。各GPSユニット11〜14のブロック構成は同一なので、図2ではGPSユニット11の構成を代表として示している。図2に示すように、GPSユニット11は、GPS測位を行うGPSモジュール31、パーソナルコンピュータと同等の機能を持つシステムコントローラ32、GPSユニット同士で通信を行うための通信インタフェース33、および、ICタグ210との間で信号を送受信するためのタグレシーバ34を備えている。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the GPS units 11-14. Since the block configurations of the GPS units 11 to 14 are the same, the configuration of the GPS unit 11 is shown as a representative in FIG. As shown in FIG. 2, the GPS unit 11 includes a GPS module 31 that performs GPS positioning, a system controller 32 that has the same function as a personal computer, a communication interface 33 that performs communication between GPS units, and an IC tag 210. The tag receiver 34 for transmitting and receiving signals to and from is provided.

GPSユニット31は、例えばRTK−DGPS(リアルタイムキネマティック−ディファレンシャルGPS)により、センチメートルオーダの測位精度を達成するように構成されていても良い。この場合、RTK−DGPSを行うために必要な補正情報は、システムコントローラ32が不図示の通信イアンタフェースデバイスを介して外部から提供を受ける構成であっても良い。なお、GPSモジュール31は、単独測位を行うGPS受信機として一般的に知られた構成のものであっても良い。   The GPS unit 31 may be configured to achieve positioning accuracy on the order of centimeters, for example, by RTK-DGPS (real-time kinematic-differential GPS). In this case, the correction information necessary for performing RTK-DGPS may be configured such that the system controller 32 is provided from the outside via a communication interface device (not shown). The GPS module 31 may have a configuration generally known as a GPS receiver that performs single positioning.

システムコントローラ32には、パーソナルコンピュータと同等の機能が集約されている。すなわち、システムコントローラ32は、低消費電力型のCPU、ROM、RAM、およびフラッシュメモリ等からなる記憶デバイスを有する。ROM内にはオペレーティングシステムを始め、ICタグ21との間の距離測定を行う機能、各GPSユニットと通信を行う機能、各GPSユニットから提供される情報に基づいてICタグの位置を算出する機能等を実現するための各プログラムが格納されている。   The system controller 32 has functions equivalent to those of a personal computer. That is, the system controller 32 includes a storage device including a low power consumption type CPU, ROM, RAM, flash memory, and the like. The ROM includes a function for measuring the distance to the IC tag 21 including the operating system, a function for communicating with each GPS unit, and a function for calculating the position of the IC tag based on information provided from each GPS unit. Each program for realizing the above is stored.

通信インタフェース33は、他のGPSユニットと無線接続を行うためのインタフェースである。通信インタフェース303は、無線LAN用のインタフェースデバイスであっても良い。この場合、各GPSユニット間をTCP/IPプロトコルに基づく接続とすることができる。GPSユニット11は、低消費電力の素子を用いること、および各部分31、33、34が必要な場合のみ通電されるように構成されることで、バッテリによる運用が可能になっている。   The communication interface 33 is an interface for performing wireless connection with other GPS units. The communication interface 303 may be an interface device for wireless LAN. In this case, each GPS unit can be connected based on the TCP / IP protocol. The GPS unit 11 uses a low power consumption element, and is configured to be energized only when each of the portions 31, 33, and 34 is necessary, so that operation by a battery is possible.

図3は、ICタグ21の構成を表すブロック図である。ICタグ21は、バッテリレスで情報の読み書きが可能なICタグであり、アンテナ41、制御部42、電源部43、および例えばフラッシュメモリのような不揮発性のメモリ44から構成されている。電源部43は、アンテナ41を介してGPSユニット内のタグレシーバ34から受信した高周波信号を整流回路により直流電圧にすることで、ICタグ21が動作するための電源を作り出す。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the IC tag 21. The IC tag 21 is an IC tag that can read and write information without a battery, and includes an antenna 41, a control unit 42, a power supply unit 43, and a non-volatile memory 44 such as a flash memory. The power supply unit 43 generates a power supply for operating the IC tag 21 by converting a high-frequency signal received from the tag receiver 34 in the GPS unit via the antenna 41 into a DC voltage by a rectifier circuit.

制御部42は、信号の変調及び復調機能、およびタグレシーバ34からの信号を解析し要求された動作を行う機能を持つ。例えば、タグレシーバ34からの信号がメモリ44への書き込みを指示している場合には、メモリ44に情報が書き込まれる。一方、タグレシーバ34からの信号が情報の読み出しを指示している場合には、メモリ44からの情報が読み出されアンテナ41からタグレシーバ34に送信される。   The control unit 42 has a signal modulation and demodulation function, and a function of analyzing a signal from the tag receiver 34 and performing a requested operation. For example, when a signal from the tag receiver 34 instructs writing to the memory 44, information is written to the memory 44. On the other hand, when the signal from the tag receiver 34 instructs reading of information, the information from the memory 44 is read and transmitted from the antenna 41 to the tag receiver 34.

なお、タグレシーバ34とICタグ21間の通信では、様々な帯域の信号を用いることができるが、ICタグ21がコンクリート内部に埋め込まれることもあることを考慮すると、コンクリート等もある程度貫通することのできるUWB(Ultra Wide Band)の信号が用いられるのが好ましい。或いはUWBを用いることに代えて、例えば2.45GHz帯の信号を用いた通信が行われても良い。   In addition, in the communication between the tag receiver 34 and the IC tag 21, signals in various bands can be used. However, considering that the IC tag 21 may be embedded in the concrete, concrete or the like may penetrate to some extent. It is preferable to use a UWB (Ultra Wide Band) signal. Alternatively, instead of using UWB, for example, communication using a 2.45 GHz band signal may be performed.

以上が位置検知システム1の基本概念、およびGPSユニット、ICタグの内部ブロックに関する説明である。ICタグ21は、微小なICチップに実現することも可能なので、ICタグ21を、例えば土木構造物内のコンクリート内部に埋め込むことで、ICタグ21を含むコンクリート部分の微小な変位をも検知することが可能である。   The above is a description of the basic concept of the position detection system 1 and the internal blocks of the GPS unit and IC tag. Since the IC tag 21 can be realized as a small IC chip, for example, by embedding the IC tag 21 in the concrete in the civil engineering structure, a minute displacement of the concrete portion including the IC tag 21 is also detected. It is possible.

次に、位置検知システム1による位置検知の基本概念の応用について2つの例を示す。   Next, two examples of application of the basic concept of position detection by the position detection system 1 are shown.

図4は、位置検知システム1を応用した変状検知システム70を示している。変状検知システム70は、土木構造物としての法面の変状を検知し、維持・危機管理を可能とするシステムである。図4において、法面内には、複数のICタグ330(図1におけるICタグ21に相当)が埋め込まれている。また、法面には、3つのGPSユニット301〜303(図1におけるGPSユニット11〜13に相当)が設置されている。変状検知システム70は、土壌に埋め込まれたICタグの位置を検出することにより法面の変状を検知する。   FIG. 4 shows a deformation detection system 70 to which the position detection system 1 is applied. The deformation detection system 70 is a system that detects a change in the slope of a civil engineering structure and enables maintenance / crisis management. In FIG. 4, a plurality of IC tags 330 (corresponding to the IC tag 21 in FIG. 1) are embedded in the slope. On the slope, three GPS units 301 to 303 (corresponding to GPS units 11 to 13 in FIG. 1) are installed. The deformation detection system 70 detects the deformation of the slope by detecting the position of the IC tag embedded in the soil.

なお、変状検知システム70では、ICタグが複数存在している。したがって、各GPSユニット301〜303は、どのICタグと通信しているのかを知る必要がある。本例では、ICタグは内部のメモリ(44)に、識別IDを格納しているものとし、各GPSユニットは、この識別IDにより各ICタグを識別するものとする。   In the deformation detection system 70, there are a plurality of IC tags. Therefore, each GPS unit 301 to 303 needs to know which IC tag it is communicating with. In this example, it is assumed that the IC tag stores an identification ID in the internal memory (44), and each GPS unit identifies each IC tag by this identification ID.

図5は、各GPSユニット301〜303により行われる変状検知処理を表すフローチャートである。各GPSユニット301〜303は、図5にフローチャートとして示すように、電源ON時等の所定のタイミングで、自分自身の周辺に存在するICタグをスキャンし、各ICタグに対して位置情報を初期設定する。すなわち、初めに各GPSユニットは、相手先を特定しない問合せ信号を送信し、ICタグからの応答信号を受信するというスキャン動作を行う(S11)。このときGPSユニットからの問合せ信号を受けたICタグは、自身の識別情報を含めた応答信号を送り返す。なお、各ICタグからの応答信号が衝突しないように、各ICタグは、例えば信号の衝突検出を行う等、衝突を避けるための所定の送信手順にしたがって応答を返す。   FIG. 5 is a flowchart showing the deformation detection process performed by each of the GPS units 301 to 303. As shown in the flowchart in FIG. 5, each GPS unit 301 to 303 scans IC tags existing around itself at a predetermined timing such as when the power is turned on, and initializes position information for each IC tag. Set. That is, first, each GPS unit performs a scanning operation of transmitting an inquiry signal that does not specify a partner and receiving a response signal from the IC tag (S11). At this time, the IC tag that has received the inquiry signal from the GPS unit sends back a response signal including its own identification information. Note that each IC tag returns a response according to a predetermined transmission procedure for avoiding a collision, for example, by detecting a collision of signals so that response signals from the respective IC tags do not collide.

次に各GPSユニットは、応答のあった各ICタグ330に対して、相手先を特定した送受信を行うことにより、各ICタグ330について各GPSユニットを基準とする距離の測定が行われる(S12)。このようにして得られた、各GPSユニットと各ICタグ間の距離は、GPS測位により得られた各GPSユニットの絶対位置情報とともに1つのGPSユニット301に集約される。これにより、GPSユニット301では、各ICタグ330の3次元位置を算出することができる(S14)。次に、ステップS14にて得られた各ICタグの位置を、過去の測定により得られた位置と比較することで、変状検知が行われる(S15)。なお、図5に示した処理は定期的に、例えば10分1回行われるものとする。   Next, each GPS unit performs transmission / reception specifying the other party to each IC tag 330 that has responded, thereby measuring the distance of each IC tag 330 with reference to each GPS unit (S12). ). The distance between each GPS unit and each IC tag obtained in this way is collected in one GPS unit 301 together with the absolute position information of each GPS unit obtained by GPS positioning. Thereby, the GPS unit 301 can calculate the three-dimensional position of each IC tag 330 (S14). Next, deformation detection is performed by comparing the position of each IC tag obtained in step S14 with the position obtained by past measurement (S15). Note that the processing shown in FIG. 5 is performed periodically, for example, once every 10 minutes.

以上の説明から、変状検知システム70により法面の変状検知を高精度で実現できることが理解される。   From the above description, it can be understood that the deformation detection system 70 can detect the deformation of the slope with high accuracy.

次に、図1の位置検知システム1の他の応用例について説明する。図6は、図1の位置見地システム1の応用としての歩行者位置検知システム200を表している。図6に示すように、歩行者位置検知システム200においては、路側の電柱にGPSユニット211〜213(図1のGPSユニット11〜13に相当)が設置され、歩行者はICタグ221を携帯している。   Next, another application example of the position detection system 1 of FIG. 1 will be described. FIG. 6 shows a pedestrian position detection system 200 as an application of the position determination system 1 of FIG. As shown in FIG. 6, in the pedestrian position detection system 200, GPS units 211 to 213 (corresponding to the GPS units 11 to 13 in FIG. 1) are installed on the roadside utility pole, and the pedestrian carries the IC tag 221. ing.

図1に関し説明した基本概念と同様に、各GPSユニット211〜213は、歩行者が携帯するICタグ221と信号を送受信することにより歩行者との距離をそれぞれ求める。求められた各距離、および各GPSユニットでGPS測位により得られたGPSユニット自身の絶対位置が、GPSユニット211に集約される。そして、GPSユニット211において、歩行者の絶対位置が算出される。算出された歩行者位置は、不図示の通信装置を介して、歩行者自身に提供されても良いし、或いは、不図示の管理センターに送信されても良い。   Similar to the basic concept described with reference to FIG. 1, each GPS unit 211 to 213 obtains a distance from the pedestrian by transmitting and receiving signals to and from the IC tag 221 carried by the pedestrian. Each obtained distance and the absolute position of the GPS unit itself obtained by GPS positioning in each GPS unit are collected in the GPS unit 211. Then, the GPS unit 211 calculates the absolute position of the pedestrian. The calculated pedestrian position may be provided to the pedestrian himself via a communication device (not shown) or may be transmitted to a management center (not shown).

以上説明した本発明の実施形態は、本発明の範囲を逸脱しない範囲で様々な変形を行うことが可能である。例えば、図1で示した位置検知システム1において、ICタグ21は、メモリ44を有するものとして説明したが、ICタグ21が、GPSユニットとの距離の測定のみの目的で用いられる場合には、ICタグ21は信号の送受信のみを行えば良いので、メモリ44を備える必要は必ずしもない。   The embodiment of the present invention described above can be variously modified without departing from the scope of the present invention. For example, in the position detection system 1 shown in FIG. 1, the IC tag 21 has been described as having the memory 44. However, when the IC tag 21 is used only for measuring the distance from the GPS unit, Since the IC tag 21 only needs to transmit and receive signals, it is not always necessary to include the memory 44.

図1に示したGPSユニットとICタグ間の通信による位置検知システムの基本概念は、構造物の維持・危機管理のみならず、高精度の位置検知を必要とする様々な場面に応用できることが理解できる。位置検知の対象物はGPS測位を行う必要はないので、位置検知の対象物が、トンネルの内壁のようなGPS電波の届かないような環境にある場合に、本発明の位置検知システムを利用できる点が注目される。   It is understood that the basic concept of the position detection system based on communication between the GPS unit and the IC tag shown in FIG. 1 can be applied not only to the maintenance and crisis management of structures but also to various scenes that require highly accurate position detection. it can. Since it is not necessary to perform GPS positioning for the position detection target, the position detection system of the present invention can be used when the position detection target is in an environment where GPS radio waves do not reach, such as the inner wall of a tunnel. The point is noted.

図4に示したような変状検知システム70によって得られた変状検知情報(位置情報)をGIS(地理情報システム)によって処理することも可能である。すなわち、変状検知システム70とGISとからなるシステムを構成すれば、変状検知情報をGIS側で受信して処理することで、変状の起きた地点や変状の様子を、地図情報と共に表示画面上に表示させることができる。   The deformation detection information (position information) obtained by the deformation detection system 70 as shown in FIG. 4 can be processed by a GIS (geographic information system). That is, if a system comprising the deformation detection system 70 and the GIS is configured, the deformation detection information is received and processed on the GIS side, so that the location where the deformation has occurred and the state of the deformation are displayed together with the map information. It can be displayed on the display screen.

図1は、本発明の位置検知システム1の基本概念を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic concept of a position detection system 1 of the present invention. 図2は、GPSユニット11〜14の構成を現すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the GPS units 11-14. 図3は、ICタグ21の構成を表すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the IC tag 21. 図4は、位置検知システム1を応用した変状検知システム70を示している。FIG. 4 shows a deformation detection system 70 to which the position detection system 1 is applied. 図5は、各GPSユニット301〜303により行われる変状検知処理を表すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the deformation detection process performed by each of the GPS units 301 to 303. 図6は、図1の位置見地システム1の応用としての歩行者位置検知システム200を表している。FIG. 6 shows a pedestrian position detection system 200 as an application of the position determination system 1 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 位置検知システム
11−14 GPSユニット
21 ICタグ
1 Position detection system 11-14 GPS unit 21 IC tag

Claims (6)

少なくとも一つのGPS受信機と、
位置検知の対象としてのICタグと、を備える位置検知システムであって、
前記少なくとも一つのGPS受信機は、さらに、前記ICタグとの間で信号の送受信を行うことにより前記信号の到達時間による距離測定を行う測定手段を有し、
前記少なくとも1つのGPS受信機においてGPS測位により算出される絶対位置情報と、前記少なくとも一つのGPS受信機において前記測定手段により測定される、前記少なくとも一つのGPS受信機と前記ICタグとの間の距離情報と、に基づいて前記ICタグの位置を決定すること、を特徴とする位置検知システム。
At least one GPS receiver;
A position detection system comprising an IC tag as a position detection target,
The at least one GPS receiver further includes a measurement unit that performs distance measurement according to the arrival time of the signal by transmitting and receiving a signal to and from the IC tag,
Absolute position information calculated by GPS positioning in the at least one GPS receiver, and measured by the measuring means in the at least one GPS receiver, between the at least one GPS receiver and the IC tag. And determining the position of the IC tag based on distance information.
前記少なくとも一つのGPS受信機は、複数のGPS受信機からなり、
前記複数のGPS受信機のそれぞれは、互いに情報を相互通信するための通信手段をさらに有し、
前記複数のGPS受信機でそれぞれ得られた、絶対位置情報と、前記ICタグとの間の距離情報とは、前記通信手段を介して前記複数のGPS受信機のうちの一つに集められ、当該一つのGPS受信機において前記ICタグの位置が決定されること、を特徴とする請求項1に記載の位置検知システム。
The at least one GPS receiver comprises a plurality of GPS receivers;
Each of the plurality of GPS receivers further includes communication means for mutually communicating information with each other,
Absolute position information obtained by each of the plurality of GPS receivers and distance information between the IC tags are collected in one of the plurality of GPS receivers via the communication means, The position detection system according to claim 1, wherein the position of the IC tag is determined by the one GPS receiver.
前記少なくとも一つのGPS受信機は、複数のGPS受信機からなり、
前記複数のGPS受信機のそれぞれは、互いに情報を相互通信するための第1の通信手段をさらに有し、
前記複数のGPS受信機のうちの少なくとも一つはセンタシステムと通信する為の第2の通信手段を有し、
前記複数のGPS受信機でそれぞれ得られた、絶対位置情報と、前記ICタグとの間の距離情報とは、前記第1の通信手段を介して前記複数のGPS受信機のうちの前記センタシステムと通信可能なGPS受信機に集められた後、前記センタシステムに送信され、前記センタシステムにおいて前記ICタグの位置が決定されること、を特徴とする請求項1に記載の位置検知システム。
The at least one GPS receiver comprises a plurality of GPS receivers;
Each of the plurality of GPS receivers further includes a first communication means for mutually communicating information with each other,
At least one of the plurality of GPS receivers has a second communication means for communicating with a center system;
The absolute position information and the distance information between the IC tags respectively obtained by the plurality of GPS receivers are the center system of the plurality of GPS receivers via the first communication means. 2. The position detection system according to claim 1, wherein the IC tag is transmitted to the center system after being collected by a GPS receiver capable of communicating with the receiver, and the position of the IC tag is determined in the center system.
前記少なくとも一つのGPS受信機は、3以上のGPS受信機からなり、前記ICタグの位置は3次元位置として算出されること、を特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の位置検知システム。   The said at least 1 GPS receiver consists of 3 or more GPS receivers, The position of the said IC tag is calculated as a three-dimensional position, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Position detection system. 前記位置検知の対象としてのICタグは複数存在し、
前記複数のICタグそれぞれについて前記少なくとも一つのGPS受信機と間の距離が求められ、前記複数のICタグそれぞれについて位置の決定が行われること、を特徴とする請求項1からの請求項4のいずれかに記載の位置検知方法。
There are a plurality of IC tags as the position detection targets,
The distance between the at least one GPS receiver is obtained for each of the plurality of IC tags, and the position is determined for each of the plurality of IC tags. The position detection method according to any one of the above.
ICタグとの間で信号の送受信を行う機能を有する少なくとも一つのGPS受信機においてGPS測位により絶対位置情報を求め、
前記少なくとも一つのGPS受信機と前記ICタグとの間の距離情報を前記信号の到達時間により測定し、
前記絶対位置情報と、前記距離情報とに基づいて前記ICタグの位置を決定すること、
を特徴とする位置検知方法。
Obtain absolute position information by GPS positioning in at least one GPS receiver having a function of transmitting and receiving signals to and from the IC tag,
Measuring distance information between the at least one GPS receiver and the IC tag according to the arrival time of the signal;
Determining the position of the IC tag based on the absolute position information and the distance information;
A position detection method characterized by.
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