JP2006516853A - ロケーションシステムの校正方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＦ信号にもとづくロケーションシステムを校正する方法及びシステムを提供する。
【解決手段】本発明は、設備内のＲＦ信号にもとづく無線ロケーションシステムの校正に関して有用である。識別装置を、設備内で選択した固定位置に設ける。ＲＦ環境を選択位置でサンプリングして、サンプリングしたＲＦ環境及びこれに対応する選択位置を表現するデータをコンピュータに提供して、コンピュータは、ＲＦ環境データ及び選択位置に関連するデータベースを維持して、ロケーションシステムの校正に使用する。

Description

（関連出願のクロスリファレンス）
本願は、米国特許出願番号10/349,631、2003年1月22日出願にもとづいて優先権を主張し、その開示全体を参考文献として本明細書に含める。

（発明の背景）
本発明は、無線周波数（”ＲＦ”：Radio Frequency）信号にもとづくロケーション（位置探索）システムに関するものであり、特に、設備内にデータ通信を提供することが可能なＲＦ信号にもとづくロケーションシステムに関するものである。

ＲＦ信号にもとづくロケーションシステムに関連して、特にこのシステムがＲＦ信号の到着時刻にもとづくものであれば、設備内の既知の位置におけるＲＦ環境のサンプリング（標本化）を用いてシステムを校正することが望まれる。こうした校正はシステムに精度の改善をもたらし、不所望な効果、例えば設備内の物体周辺における無線波のマルチパス反射及び屈折を補償する。

こうしたシステムの校正に関連して、初期校正は時間を要することがあり、そして設置要因に相当の注意が求められることがある。さらに、倉庫及び製造プラントのような設備は、生産の変化あるいは設備内に蓄積される商品の変化に適応するために設備内で実行される修正によってＲＦ環境が変化し得る。

本発明の目的は、ＲＦ信号にもとづくロケーションシステムの初期設置中、及びこのシステムの再校正が必要あるいは所望される際に共に、このシステムを校正する新規かつ改善された方法及びシステムを提供することにある。

（発明の概要）
本発明によれば、設備内のＲＦ信号にもとづくロケーションシステムを校正する方法が提供される。この方法によれば、設備内の選択した位置に識別装置を設ける。複数の選択位置においてＲＦ環境をサンプリングする。サンプリングしたＲＦ環境及びこれに対応する選択位置を表現するデータをコンピュータに信号伝送する。コンピュータは、ＲＦ環境データと選択位置とを対照させたデータベースを維持し、そしてこのデータベースを利用してロケーションシステムを校正する。

本発明の好適例では、前記識別装置が、これらの識別装置の特定の選択位置を符号化したバーコードラベルである。前記サンプリングは、携帯バーコードリーダ（バーコード読み取り器）でバーコードを読み取ることを含む。前記信号伝送は、バーコードデータ及びサンプリングしたＲＦ環境データを、前記携帯バーコードリーダからＲＦデータ通信によって送信することから成る。本発明の他の好適例では、前記識別装置が、これらの識別装置の特定の選択位置を符号化したＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）タグである。前記サンプリングは、携帯ＲＦＩＤタグリーダ（タグ読み取り器）でＲＦＩＤタグデータを読み取ることを含む。前記信号伝送は、ＲＦＩＤタグデータ及びサンプリングしたＲＦ環境データを、前記携帯ＲＦＩＤタグリーダからＲＦデータ通信によって送信することから成る。さらに他の好適例では、前記識別装置が、設備内の１つ以上の固定通信装置と通信するＲＦ通信装置である。前記識別装置上のＲＦ通信装置から受信した伝送信号をサンプリングすることによってＲＦ環境をサンプリングする。あるいはまた、前記識別装置は、前記識別装置のＲＦ通信装置によって受信した伝送信号をサンプリングすることによってＲＦ環境のサンプリングを実行することができる。サンプリングしたＲＦ環境を表現するデータは、前記識別装置上のＲＦ通信装置を用いてコンピュータに信号伝送することができる。

本発明によれば、設備におけるＲＦ信号にもとづくロケーションシステムを校正するシステムが提供される。このシステムは、設備内の選択位置に配置された識別装置を含む。設備内の複数の選択位置においてＲＦ環境をサンプリングするための受信機を設ける。コンピュータは、サンプリングしたＲＦ環境及びこれに対応する設備内の選択位置を表現するデータを受信する。このコンピュータは、ＲＦ環境データと選択した固定位置とを対照させたデータベースを維持すべくプログラムされ、そしてこのデータベースを用いてロケーションシステムを校正する。

前記識別装置は、前記選択位置を符号化したバーコードラベルとすることができる。前記受信機は携帯バーコードリーダに設けて、このバーコードリーダはＲＦデータ通信無線機を具え、そして固定のバーコード位置を表現するデータ、識別データ、及びＲＦ環境データを、ＲＦデータ通信によって前記コンピュータに送信すべく構成されている。

さらに他の好適例では、前記識別装置が、設備内の１つ以上の固定通信装置と通信するためのＲＦ通信装置を具えている。ＲＦデータのサンプリングは、前記識別装置によって受信した前記固定通信装置からの伝送信号をサンプリングすることから成る。あるいはまた、前記ＲＦ通信装置を、前記識別装置から受信した伝送信号をサンプリングすべく構成する。前記識別装置は、その内部のＲＦ通信装置を用いて、サンプリングしたＲＦ環境データを送信すべく構成することができる。

本発明を、さらに他の目的と共により良く理解するために、以下の図面を参照した実施例により説明し、本発明の範囲は請求項に記載する。

（好適な実施例の詳細な説明）
図１に、本発明によるシステムの第１実施例を示す。このシステムは、コンピュータ２０に接続され、設備内の携帯装置からコンピュータ２０へのデータ通信を提供するためのアクセスポイント１２、１４、１６及び１８を有する設備内に設置されている。このシステムは、既知の技法により、例えばシステム内で使用する無線信号から特定した到着時刻を用いて、設備内の携帯通信装置の位置に関する位置データを提供するようにも構成されている。図１の構成には携帯装置２２が設けられ、携帯装置２２は、アンテナ２４を用いたデータ通信無線送信機を具え、そして追加的にバーコードを具えている。本発明によれば、設備内の選択位置にバーコードラベル２６が設けられ、バーコードラベル２６は、携帯バーコード読み取り装置２２によって読み取り可能な１つ以上のバーコード２８をラベル上に有する。バーコードラベル２６は倉庫内、配送センター内、製造設備内、小売店内、空港内、あるいは設備の壁面上または他の固定物上の列３０上に配置することができる。既知の技法によれば、バーコード２８の位置は、携帯装置２２によって放出されアクセスポイント１２、１４、１６及び１８によって受信された信号をサンプリングするか、あるいはまた、アクセスポイント１２、１４、１６及び１８によって放出され携帯装置２２によって受信された信号をサンプリングするかのいずれかによって特定することができる。本明細書では、こうしたいずれかの方向のＲＦ信号のサンプリングのことを「ＲＦ環境のサンプリング」と称する。

本発明のシステムは、ＲＦ信号伝送を用いたロケーション（位置探索）システムの校正を提供すべく構成されている。特に、光学的に読み取り可能なバーコード２８を有するラベル２６を、設備内の既知の固定位置に配置する。バーコード２８は、コンピュータ２０内に記憶されている既知の固定位置に関連する識別データを符号化したものであるか、あるいは、識別及び位置情報をバーコードに符号化したものとすることができる。

システムのロケーション（位置探索）機能を構成する目的で、装置２２を使用してバーコード２８を読み取り、これにより、ラベル２６を具えた固定基準点を用いて設備内の装置２２の位置を特定する。同時に装置２２のＲＦ環境をサンプリングして、特定位置のＲＦ環境の特性を測定する。ラベル２６から読み取ったバーコード及びＲＦ環境を表現するデータを、装置２２によるアンテナ２４を用いた信号伝送によってコンピュータ２０に伝送する。前述したように、このデータは、装置２２によって受信されデータ通信システムを通してコンピュータ２０に伝送されたＲＦ環境データと共に、ラベル２６の物理的位置に関連付けられてコンピュータ２０内のデータベース内に維持され、このデータ通信システムは、IEEE802.11プロトコル、ブルートゥース（登録商標）プロトコル、あるいは他の無線通信プロトコルに準拠したデータ通信システムとすることができる。

コンピュータ２０は、ＲＦ環境データ及びバーコード２８によって表現される固定位置データを分析し、システムのロケーション環境を校正して、これにより、装置２２の位置、あるいはロケーション（位置探索）目的でＲＦ環境を用いるシステム内で使用される他の装置の位置の精度を改善する。この目的は、リアルタイム（実時間）で連続的にシステムを再構成することを可能にする。図２に、装置２２のブロック図を示し、装置２２は従来設計のバーコードリーダ２５、中央処理装置２９、及びＲＦモジュール２３を具えている。装置２２からのナビゲーションは、ＲＦモジュール２３からの信号を用いて特定することができ、この信号は、アクセスポイント１２、１４、１６及び１８から受信した信号及びそれぞれの信号のタイミングを表現するか、あるいはまた、ＲＦモジュール２３からアンテナ２４で送信された信号に応答してコンピュータ２０が特定した位置データを表現するかのいずれかであり、この信号はコンピュータ２０内で分析され、ＲＦモジュール２３を用いて位置データとして装置２２に伝送される。ナビゲーション機能２７は、中央処理装置２９内のソフトウェアを用いて実行することが好ましいが、スタンドアロン（独立型）データプロセッサのような独立したデータ処理装置によって実行することもできる。

図３に、本発明によるシステムの代案実施例を示す。図３のシステムは同一のアクセスポイント１２、１４、１６及び１８を具え、これらはコンピュータ２０に接続されている。図３の実施例のシステムを校正するための識別装置は、ＲＦ通信兼識別装置４２を具え、装置４２はアンテナ４４を具え、そして設備内の固定位置に配置され、例えば列３０に装着されている。識別装置４２は、バッテリ給電できるか、あるいはＡＣコンセントに差し込んで給電できることが好都合である。識別装置４２は、設備内で使用され、シグナリング・データ通信の慣例に従う通常移動するユニットから成り、例えばIEEE802.11システムまたは他の無線システムの移動ユニットである。識別装置４２は、ＲＦデータ通信システムのロケーション機能を校正する機能を提供することができる。このことは、装置４２がアクセスポイント１２、１４、１６及び１８から受信した信号を用いてＲＦ環境特性、特にこうした信号の到着時刻、あるいは信号の相対信号強度（ＲＳＳＩ）のいずれかをサンプリングして、結果的な到着時刻あるいはＲＳＳＩデータを、システムのデータ通信機能を用いてコンピュータ２０に伝送することによって達成することができる。

あるいはまた、装置４２が周期的に信号を供給して、この信号がアクセスポイント１２、１４、１６及び１８によって受信されコンピュータ２０に供給され、これにより、装置４２から既知の位置にある種々のアクセスポイントへのＲＦ伝送を分析して、これにより装置４２のＲＦ環境を測定することができる。

図４に、本発明によるさらに他の実施例を示す。図４のシステムは、コンピュータ２０に接続された同一のアクセスポイント１２、１４、１６及び１８を具えている。図４の実施例におけるシステムを校正するための識別装置は、ＲＦＩＤタグ５４のようなＲＦＩＤ通信兼識別装置を具え、この装置はアンテナ５２を具えて設備内の固定位置に配置され、例えば列３０に装着されている。システムのロケーション機能を校正する目的で、ＲＦ通信装置及びＲＦＩＤリーダ６０を具えたシステムを用いてＲＦＩＤタグ５４と通信して、これにより、ＲＦＩＤタグデータから設備内のタグ５４の位置を測定する。同時に、ＲＦＩＤタグ５４の付近のＲＦ環境をＲＦＩＤリーダ６０によってサンプリングして、特定位置におけるＲＦ環境を測定する。ＲＦＩＤタグ５４から読み取ったデータ及びこれに対応する、特定位置におけるＲＦ環境に関するデータが、携帯システム６０によるアンテナ５８を用いた信号伝送によってコンピュータ２０に伝送される。前述したように、ＲＦＩＤタグ５４の物理的位置に関連するデータは、装置６０によって受信されデータ通信システムを通してコンピュータ２０に伝送されたＲＦ環境データと共に、コンピュータ２０内のデータベース内に維持される。図１で説明したのと同様の方法で、システム内の位置のＲＦ環境を校正して、特定位置におけるＲＦ精度を改善することができる。

本発明の好適と思われる実施例について説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなしにこれらの実施例に変更を加え得ることは当業者にとって明らかであり、こうした変更及び修正のすべてが本発明の範囲内に入る。

本発明によるシステムの第１実施例を示すブロック図である。 図１のシステム内で使用されるバーコード読み取り兼データ通信装置２２のブロック図である。 本発明によるシステムの第２実施例を示すブロック図である。 本発明によるシステムのさらに他の実施例を示すブロック図である。

Claims (13)

1. 設備内のＲＦ信号にもとづくロケーションシステムを校正する方法において、
   設備内の選択位置に識別装置を配置するステップと；
   前記設備内の複数の前記選択位置のＲＦ環境をサンプリングするステップと；
   前記サンプリングしたＲＦ環境及びこれに対応する前記設備内の前記選択位置をコンピュータに信号伝送するステップと；
   前記コンピュータ内の、前記ＲＦ環境及び前記選択位置に関連するデータベースを維持するステップと；
   前記データベースを用いて前記ロケーションシステムを校正するステップと
   を具えていることを特徴とするロケーションシステムの校正方法。
2. 前記識別装置が、前記選択位置を表現するデータを符号化したバーコードラベルを具えて、
   前記サンプリングするステップが、前記バーコードラベルから携帯バーコードリーダでバーコードデータを読み取るステップを含み、
   前記信号伝送するステップが、前記バーコードデータ及び前記サンプリングしたＲＦ環境のデータを、前記バーコードリーダからＲＦデータ通信によって送信するステップから成る
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記識別装置が、前記設備内の１つ以上の固定通信装置と通信するためのＲＦ通信装置を具えて、
   前記ＲＦ環境をサンプリングするステップが、前記識別装置上の前記ＲＦ通信装置から受信した伝送信号をサンプリングするステップから成る
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記識別装置が、前記選択位置を表現するデータを符号化したＲＦＩＤタグを具え、
   前記サンプリングするステップが、前記ＲＦＩＤタグのデータを携帯タグ読み取り装置で読み取るステップを含み、
   前記信号伝送するステップが、前記ＲＦＩＤタグのデータ及び前記サンプリングしたＲＦ環境のデータを、前記ＲＦＩＤタグ読み取り装置からＲＦデータ通信によって送信するステップから成る
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記識別装置が、前記設備内の１つ以上の固定通信装置と通信するためのＲＦ通信装置を具えて、
   前記ＲＦ環境をサンプリングするステップが、前記識別装置上の前記ＲＦ通信装置によって受信した伝送信号をサンプリングするステップから成る
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記信号伝送するステップが、前記サンプリングしたＲＦ環境を表現するデータを、前記識別装置上の前記ＲＦ通信装置を用いて送信するステップから成ることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 設備内のＲＦ信号にもとづくロケーションシステムを校正するシステムにおいて、
   前記設備内の選択位置にある１つ以上の識別装置と；
   前記設備内の複数の前記選択位置におけるＲＦ環境をサンプリングするための受信機と；
   前記サンプリングしたＲＦ環境及びこれに対応する前記設備内の前記選択位置を表現するデータを受信するコンピュータとを具えて、
   前記コンピュータが、前記ＲＦ環境のデータ及び前記選択位置に関連するデータベースを維持して、前記データベースを用いて前記ロケーションシステムを校正すべくプログラムされていることを特徴とするロケーションシステム用校正システム。
8. 前記１つ以上の識別装置が、前記選択位置を符号化したバーコードラベルを具えて、
   前記受信機が携帯バーコードリーダ上に設けられ；
   前記携帯バーコードリーダが、ＲＦデータ通信無線機を具えて、前記バーコードラベルの位置及び前記ＲＦ環境を表現するデータをＲＦデータ通信によって前記コンピュータに送信すべく構成されている
   ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. 前記１つ以上の識別装置が、前記選択位置を符号化したＲＦＩＤタグを具えて、
   前記受信機が携帯ＲＦＩＤタグリーダ上に設けられ、
   前記携帯ＲＦＩＤタグリーダが、ＲＦデータ通信無線機を具えて、前記ＲＦＩＤタグの位置及び前記ＲＦ環境を表現するデータをＲＦデータ通信によって前記コンピュータに送信すべく構成されている
   ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
10. 前記１つ以上の識別装置が、前記設備内の１つ以上の固定通信装置と通信するためのＲＦ通信装置を具えて、
    前記ＲＦ環境のサンプリングが、前記１つ以上の識別装置によって前記固定通信装置から受信した伝送信号をサンプリングすることから成る
    ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
11. 前記１つ以上の識別装置が、前記サンプリングしたＲＦ環境を表現するデータを、前記ＲＦ通信装置を用いて送信すべく構成されていることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 前記１つ以上の識別装置が、前記設備内の１つ以上の固定通信装置と通信するための１つ以上のＲＦ通信装置を具えて；
    前記ＲＦ通信装置が、前記１つ以上の識別装置から受信した伝送信号をサンプリングすべく構成されている
    ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
13. 前記１つ以上の識別装置が、前記サンプリングしたＲＦ環境を表現するデータを、前記ＲＦ通信装置を用いて送信すべく構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
    

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