JP2007101261A - 存在範囲同定システム、存在範囲同定方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 電波放射装置の存在範囲を高い精度で同定可能な存在範囲同定システム、存在範囲同定方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】 リーダ２００−ｉが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波のみならず、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波をも受信できた場合には、移動体が０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲に存在するものと判定される。これに対して、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができるが、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができなかった場合には、移動体が１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲から、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲を除外した範囲に存在するものと判定される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、存在範囲同定システム、存在範囲同定方法、及びプログラムに関する。

空間内で特定の移動体の位置を同定する技術として、ＧＰＳ（Global Positioning System）等、様々な手法が提案されている。このうち比較的狭い空間で位置同定をする手法として無線タグとリーダを用いる手法がある。

従来の無線タグとリーダを用いた移動体位置同定手法を図１２を参照して説明する。
図１２（ａ）に示すように、移動体（人等）には微弱無線送信部を備えた無線タグを持たせる。リーダは、無線タグの送信電波に対する受信可能範囲が重ならないように配置されていて、無線タグは定期的に微弱電波を発信している。この移動体位置同定装置は、電波の到達範囲が極めて狭い（数ｍ程度）ことを利用していて、リーダに受信反応があると、そのリーダの数ｍ以内に無線タグが存在することがわかり、高精度で移動体の位置の同定ができる。
しかし、この手法は、位置を同定するエリアを広くしようとすると多数のリーダを必要とするため、コストがかかる。

無線タグの位置を同定するエリアを広くするために、特定小電力無線送信部を備えた無線タグと、リーダを使用する手法が考えられる。しかし、特定小電力無線の出力は微弱無線の出力より非常に強く、電波の飛距離は長い。そのため図１２（ｂ）に示すように、無線タグの送信電波に対するリーダの受信可能範囲が重なってしまい、無線タグの正確な位置の同定が出来なくなる。

このような問題を考慮した移動体位置同定装置を用いた手法の一例は、特許文献１に開示されている。
特表２００２−５１７０５０号公報

特許文献１に開示されている移動体位置同定装置は、特定小電力無線送信装置を備えた無線タグと、少なくとも２つ以上のリーダと、を備えている。各リーダは一つのシステムプロセッサに接続されている。リーダは、ある無線タグの送信電波に対する受信可能範囲の一部が、他のリーダの、ある無線タグの送信電波に対する受信可能範囲の一部と重なるように配置されている。
この移動体位置同定装置は、システムプロセッサで、無線タグの送信電波がどのリーダに受信されているのかを判断する。一つのリーダで受信反応があれば、受信反応のあったリーダの受信可能範囲であって他のリーダの受信可能範囲と重ならない範囲に無線タグの位置を同定できる。複数のリーダで受信反応があれば、受信反応のあった各リーダの受信可能範囲の重なる範囲に無線タグの位置が同定できる。

特定小電力無線の出力は、微弱無線の出力より非常に強く、電波の飛距離は長い。そのため特許文献１の移動体位置同定装置で、無線タグの位置をある範囲に同定しても、その範囲は広く、微弱無線で構成された移動体位置同定装置と比べて無線タグの位置を高精度に同定することはできない。
このように無線タグの送信出力を強くすると、広いエリアで無線タグの位置の同定ができるが、高精度に無線タグの位置を同定することが出来なくなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電波放射装置の存在範囲を高い精度で同定可能な存在範囲同定システム、存在範囲同定方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る存在範囲同定システムは、第１の出力レベルと、当該第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルと、を含む複数の異なる出力レベルを順次切り換えて、当該出力レベルを特定可能な電波を放射する電波放射装置が存在する範囲を同定する存在範囲同定システムであって、前記電波放射装置から放射された電波を受信する電波受信手段と、前記電波受信手段によって受信した電波から、当該電波が放射されたときの出力レベルを特定する出力レベル特定手段と、前記出力レベル特定手段による特定結果に基づいて、前記電波放射装置から前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、を判別する受信電波判別手段と、前記受信電波判別手段によって前記第２の出力レベルで放射された電波を受信していないが、前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したと判別した場合、前記電波受信手段が前記第１の出力レベルで放射された電波を受信可能な第１の範囲から、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信可能な第２の範囲を除外した第３の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得し、前記第１の出力レベルで放射された電波と前記第２の出力レベルで放射された電波とを共に受信したと判別した場合、前記第２の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得する存在範囲取得手段と、を備えることを特徴とする。

また、上記存在範囲同定システムにおいて、前記電波受信手段を複数備え、前記存在範囲取得手段が、前記複数の電波受信手段のうち、前記電波放射装置から放射された電波を受信した電波受信手段のそれぞれにつき、前記受信電波判別手段による判別結果に応じて、前記第２又は第３の範囲を取得し、当該取得した第２又は第３の範囲が全て重なり合う範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得する、ようにしてもよい。

さらに、上記存在範囲同定システムにおいて、前記存在範囲取得手段が、前記複数の電波受信手段のうち、前記電波放射装置から放射された電波を受信した電波受信手段の全てが前記第２の出力レベルで放射された電波を受信していないが、前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したと前記受信電波判別手段によって判別した場合、当該電波受信手段のそれぞれにつき、受信強度を取得する受信強度取得手段を含み、前記電波放射装置から放射された電波を受信した電波受信手段のそれぞれについての前記第３の範囲が全て重なり合う範囲と、前記受信強度取得手段によって取得した受信強度と、に基づいて、前記電波放射装置が存在する範囲を同定する、ようにしてもよい。

また、本発明の第２の観点に係る存在範囲同定方法は、第１の出力レベルと、当該第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルと、を含む複数の異なる出力レベルを順次切り換えて、当該出力レベルを特定可能な電波を放射する電波放射装置が存在する範囲を同定する存在範囲同定方法であって、前記電波放射装置から放射された電波を受信する電波受信ステップと、前記電波受信ステップによって受信した電波から、当該電波が放射されたときの出力レベルを特定する出力レベル特定ステップと、前記出力レベル特定ステップによる特定結果に基づいて、前記電波放射装置から前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、を判別する受信電波判別ステップと、前記受信電波判別ステップによって前記第２の出力レベルで放射された電波を受信していないが、前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したと判別した場合、前記電波受信ステップが前記第１の出力レベルで放射された電波を受信可能な第１の範囲から、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信可能な第２の範囲を除外した第３の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得し、前記第１の出力レベルで放射された電波と前記第２の出力レベルで放射された電波とを共に受信したと判別した場合、前記第２の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得する存在範囲取得ステップと、を備えることを特徴とする。

また、本発明の第３の観点に係るコンピュータは、第１の出力レベルと、当該第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルと、を含む複数の異なる出力レベルを順次切り換えて、当該出力レベルを特定可能な電波を放射する電波放射装置が存在する範囲を同定するコンピュータに、前記電波放射装置から放射された電波を受信する電波受信手順と、前記電波受信手順によって受信した電波から、当該電波が放射されたときの出力レベルを特定する出力レベル特定手順と、前記出力レベル特定手順による特定結果に基づいて、前記電波放射装置から前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、を判別する受信電波判別手順と、前記受信電波判別手順によって前記第２の出力レベルで放射された電波を受信していないが、前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したと判別した場合、前記電波受信手順が前記第１の出力レベルで放射された電波を受信可能な第１の範囲から、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信可能な第２の範囲を除外した第３の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得し、前記第１の出力レベルで放射された電波と前記第２の出力レベルで放射された電波とを共に受信したと判別した場合、前記第２の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得する存在範囲取得手順と、を実行させる。

このような構成を採用したことにより、電波放射装置の存在範囲を高い精度で同定可能な存在範囲同定システム、存在範囲同定方法、及びプログラムを提供することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態に係る位置同定装置について詳細に説明する。

この移動体位置同定装置は、移動体に設置された無線タグ１００と、所定の位置に設置された複数のリーダ２００−ｉ（０≦ｉ≦ｎ−１）と、リーダ２００−ｉに接続された位置同定端末３００と、から構成されている。

図１に示すように、無線タグ１００は、無線送信部１０と、制御回路１と、振動センサ２と、電源３と、から構成されている。

無線送信部１０は、発振回路１１と、変調回路１２と、周波数逓倍回路１３と、ＲＦ（Radio Frequency）出力回路１４と、アンテナ１５と、から構成されている。発振回路１１は、搬送波を生成するための回路である。変調回路１２は、発振回路１１で生成された搬送波を変調するための回路である。周波数逓倍回路１３は、発振回路１１の出力に含まれる高調波成分から高周波信号を生成するための回路である。ＲＦ出力回路１４は、周波数逓倍回路１３で生成された高周波信号を増幅する回路である。アンテナ１５は、ＲＦ出力回路１４からの高周波信号を電波として送信するための素子である。

振動センサ２は、制御回路１に接続されていて、振動を検知すると制御回路１を起動させる起動信号を送る。

制御回路１は、無線送信部１０の発振回路１１と、変調回路１２と、ＲＦ出力回路１４と、に接続されていて、振動センサ２からの起動信号に基づき、無線送信部１０の発振回路１１を起動させる。また、制御回路１は、変調回路１２に無線タグ１００の識別データである無線タグＩＤ（Identity）と、送信出力レベルを表す送信出力データと、を送る。
更に、制御回路１は、これらのデータで変調された高周波信号が無線送信部１０から送信される際に、送信出力レベルを強弱２段階の出力レベルに順次切り換えさせる送信出力制御信号をＲＦ出力回路１４に送る。

本実施の形態では、ＲＦ出力回路１４からは、１秒毎に高周波信号が出力され、この１回の出力において、図２に示すように、送信出力レベルが強出力レベル（例えば１ｍＷ）から弱出力レベル（例えば０．１ｍＷ）に切り換えられる。また、送信出力レベルを表す送信出力データの値は、強出力レベルのとき、「１」となり、弱出力レベルのときには、「２」となる。このような送信出力レベルを表す送信出力データを各リーダ２００−ｉに送ることで、周りの環境の影響により、各リーダ２００−ｉでの受信強度が変動しても補正することが可能となる。

電源３は、無線タグ１００に電力を供給する。アンテナ１５は、一般的に内蔵されているアンテナであるが、図面では便宜的に無線タグ１００の外側に出して示してある。

また、図１に示すように、リーダ２００−ｉは、無線受信部２０と、制御回路４と、通信部５と、電源６と、から構成されている。

無線受信部２０は、アンテナ２４と、ＲＦ入力回路２１と、復調回路２２と、発振回路２３と、から構成されている。アンテナ２４は、電波を受信するための素子である。ＲＦ入力回路２１は、同調部と増幅部とから構成されていて、受信電波から希望波を選択し、選択した希望波から得られる高周波信号を増幅する。発振回路２３は、搬送波を生成する。復調回路２２は、発振回路２３で生成された搬送波と、ＲＦ入力回路２１で得られた希望波と、から中間周波をつくり、この中間周波を検波する。

また、復調回路２２は、制御回路４に接続され、制御回路４は、通信部５を介して位置同定端末３００に接続されている。制御回路４は、無線受信部２０で受信した電波の電界強度（受信強度）を測定するとともに、この電波から無線タグＩＤと送信出力データとを読み出す。そして、制御回路４は、無線タグＩＤと、送信出力データと、測定した受信強度を表すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値と、を通信部５を介して位置同定端末３００に送る。このＲＳＳＩ値は、例えば弱いものから順にＳ１〜Ｓ９で表される。

電源６は、リーダ２００−ｉに電力を供給する。アンテナ２４は、一般的に内蔵されているアンテナであるが、図面では便宜的にリーダ２００−ｉの外側に出して示してある。

更に、図１に示すように、位置同定端末３００は、制御部３０と、通信部７と、記憶部８と、電源９と、から構成されている。

通信部７は、各リーダ２００−ｉから送られてきた無線タグＩＤと、送信出力データと、ＲＳＳＩ値と、を受信して、これらのデータを制御部３０に送る。

制御部３０は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）３１と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３と、から構成されている。

ＣＰＵ３２は、ＲＡＭ３３をワークメモリとして用いてＲＯＭ３１に記憶されている各種プログラムを適宜実行することにより、位置同定端末３００の各部の動作を制御する。また、ＣＰＵ３２は、通信部７及び記憶部８に接続されている。

また、ＲＡＭ３３には、各リーダ２００−ｉでの受信データを解析するための受信データ解析バッファが設けられている。この受信データ解析バッファは、図３（ａ）に示すように、各リーダ２００−ｉの識別データと、受信あるいは読出ポインタの値ｉと、受信可能範囲フラグの値と、受信中フラグの値と、リーダ２００−ｉで受信された電波を送った無線タグ１００の識別データである無線タグＩＤと、ＲＳＳＩ値と、を対応付けて格納する。

受信可能範囲フラグは、無線タグ１００がリーダ２００−ｉの受信可能範囲内に存在するか否かを示す２ビットフラグである。ここで、受信可能範囲とは、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から所定の出力レベルで送られた電波を受信することができる範囲をいう。

本実施の形態では、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができる範囲、具体的には、図３（ｂ）に示すように、リーダ２００−ｉから半径４０ｍ以内の範囲を、第１受信可能範囲とする。また、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができる範囲、具体的には、リーダ２００−ｉから半径１２ｍ以内の範囲を、第２受信可能範囲とする。

リーダ２００−ｉから送られる送信出力データの値が「１」の場合、即ちリーダ２００−ｉが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信した場合には、無線タグ１００がリーダ２００−ｉの第１受信可能範囲内に存在するとして、図３（ａ）に示す受信可能範囲フラグの値が「１」に更新される。また、送信出力データの値が「２」の場合、即ちリーダ２００−ｉが無線タグ１００から０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信した場合には、無線タグ１００がリーダ２００−ｉの第２受信可能範囲内に存在するとして、受信可能範囲フラグの値が「２」に更新される。

このような受信可能範囲フラグの値を定期的にチェックすることにより、無線タグ１００が設置された移動体の移動の様子を知ることができる。例えば、図４（ｂ）に示すように、移動体が時刻Ｔ０にて位置Ｐ（ｔ０）にあれば、リーダ２００−ｉは、無線タグ１００から０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波のみならず、１ｍＷの出力レベルで送られた電波をも受信することができない。このため、受信可能範囲フラグの値は、図４（ｂ）に示すように、「０」のままとなる。その後、図４（ａ）に示すように、移動体が時刻Ｔ１にて位置Ｐ（ｔ１）まで進むと、リーダ２００−ｉは、無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができるようになる一方で、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができない。このため、受信可能範囲フラグの値は、図４（ｂ）に示すように、「１」に更新される。

そして、図４（ａ）に示すように、移動体が時刻Ｔ２にてリーダ２００−ｉの位置と略同一の位置Ｐ（ｔ２）まで達すると、リーダ２００−ｉは、無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波のみならず、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波をも受信することができるようになる。このため、受信可能範囲フラグの値は、図４（ｂ）に示すように、「２」に更新される。その後、図４（ａ）に示すように、移動体が時刻Ｔ３にて位置Ｐ３（ｔ３）まで進むと、リーダ２００−ｉは、無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができる一方で、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができなくなる。このため、受信可能範囲フラグの値は、図４（ｂ）に示すように、「１」に更新される。さらに、図４（ａ）に示すように、移動体が時刻Ｔ４にて位置Ｐ４（ｔ４）まで進むと、リーダ２００−ｉは、無線タグ１００から０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波のみならず、１ｍＷの出力レベルで送られた電波をも受信することができなくなる。このため、受信可能範囲フラグの値は、図４（ｂ）に示すように、「０」となる。

このように、受信可能範囲フラグの値が、図４（ｂ）に示すように、時間に経過に伴って、「０」→「１」→「２」→「１」→「０」と変化していることから、移動体がリーダ２００−ｉに近づいていき、リーダ２００−ｉの周辺を通り過ぎた後、やがてリーダ２００−ｉから遠ざかっていく様子が分かる。さらに、このような受信可能範囲フラグの値の変化に加えて、ＲＳＳＩの値の大きさの変化をも考慮に入れて、移動体の移動の様子を知るようにすれば、移動体の移動の様子をより高い精度で知ることができるようになる。

また、図３（ａ）に示す受信中フラグは、リーダ２００−ｉからデータを受信しているか否かを示す１ビットフラグであり、リーダ２００−ｉからのデータ受信が開始されたときに、その値が「１」に更新され、終了するときに、その値が「０」に更新される。

図１に示す記憶部８は、例えばハードディスクドライブから構成されており、範囲データテーブルなどを格納している。この範囲データテーブルは、図５（ａ）に示すように、各リーダ２００−ｉの識別データと、読出ポインタの値ｉと、第１受信可能範囲から第２受信可能範囲を除外した範囲を示す範囲データ＃ｉと、第２受信可能範囲を示す範囲データ＃ｎ＋ｉと、を対応付けて格納する。このような範囲データは、例えば位置同定端末３００の位置を原点とした平面座標上の複数の位置座標を示すデータ（位置座標データ）から構成される。具体的には、範囲データ＃ｉは、図５（ｂ）に示すように、リーダ２００−ｉの位置座標を中心とする半径４０ｍの円内に含まれる位置座標データから半径１２ｍの円に含まれる位置座標データを除外した複数の位置座標データから構成され、第２受信可能範囲を示すデータは、リーダ２００−ｉの位置座標を中心とする半径１２ｍの円内に含まれる複数の位置座標データから構成される。

以下、この移動体位置同定装置の動作を図面を参照して説明する。

振動センサ２は、振動を検出すると、制御回路１を起動させるための起動信号を送る。制御回路１は、振動センサ２の起動信号に基づき、無線送信部１０に制御信号を送る。

無線送信部１０が制御回路１から制御信号を受けると、発振回路１１は、所定の周波数の搬送波を生成し、生成した搬送波を変調回路１２に送る。制御回路１は、更に変調回路１２に自己の無線タグの識別データである無線タグＩＤと、電波の送信出力レベルと、を表す送信出力データを送る。

変調回路１２は、制御回路１から送られたデータで搬送波を変調し、変調した搬送波を周波数逓倍回路１３に送る。周波数逓倍回路１３は、変調された搬送波を、周波数逓倍し、高周波信号を生成し、生成した高周波信号をＲＦ出力回路１４に送る。ＲＦ出力回路１４に接続されている制御回路１は、ＲＦ出力回路１４に、一定時間間隔で送信出力レベルを切り換えさせる送信出力制御信号を送る。

ＲＦ出力回路１４は、制御回路１の送信出力制御信号に基づいて、周波数逓倍回路１３で生成された高周波信号を一定時間間隔で送信出力レベルを切り換えて、アンテナ１５を介して送信する。このようにして移動体が移動すると、その振動を検出して無線タグ１００は、一定時間間隔で送信出力レベルを切り換えて電波を送信する。

無線タグ１００から送信された電波は、リーダ２００−ｉのアンテナ２４で受信される。ＲＦ入力回路２１は、受信した電波から高周波信号を取り出して増幅する。発振回路２３は、搬送波を生成し、復調回路２２は、発振回路２３で作られた搬送波と、受信した電波から得られた高周波信号と、で中間周波を生成し、中間周波を検波して無線タグＩＤと送信出力データとを取り出す。

無線受信部２０で取り出された無線タグＩＤと送信出力データとは、制御回路４に送られる。制御回路４は、無線受信部２０から送られた無線タグＩＤと送信出力データとを読み込み、通信部５を介して位置同定端末３００に送る。

このようにしてリーダ２００−ｉは、無線タグ１００の電波を受信すると無線タグ１００の無線タグＩＤ、送信出力データを読み込んで、読み込んだ各データを位置同定端末３００に送る。

位置同定端末３００では、ＣＰＵ３２が定期的（例えば２ミリ秒ごと）に発生するタイマ割込みに応答して、受信データ解析処理と、移動体存在範囲絞込処理と、移動体存在範囲同定処理と、が順次実行される。

まず、ＣＰＵ３２が実行する受信データ解析処理の詳細につき、図６に示すフローチャートを参照して説明する。この処理において、ＣＰＵ３２は、図６に示すように、まず、ＲＡＭ３３に設けられた受信ポインタの値ｉに対応する受信中フラグの値をチェックすることにより、リーダ２００−ｉから送られるデータを受信中であるか否かを判別する（ステップＳ１）。ここで、受信中フラグの値が「０」であれば、受信中でないと判別して（ステップＳ１；Ｎｏ）、次に、通信部７のリーダ２００−ｉに対応するポートの入力状態をチェックすることにより、リーダ２００−ｉからのデータの受信が開始されたか否かを判別する（ステップＳ２）。

ステップＳ２の処理にてリーダ２００−ｉからのデータの受信が開始されたと判別した場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信したものと判定して、この受信データに含まれる無線タグＩＤとＲＳＳＩ値とを、受信データ解析バッファの受信ポインタの値ｉに対応する格納エリアに保存するとともに（ステップＳ３、ステップＳ４）、受信ポインタの値ｉに対応する受信可能範囲フラグの値を「１」に更新する（ステップＳ５）。さらに、この後には、受信ポインタの値ｉに対応する受信中フラグの値も「１」に更新される（ステップＳ６）。

これに対して、ステップＳ２の処理にてリーダ２００−ｉからのデータの受信が開始されていないと判別した場合には（ステップＳ２；Ｎｏ）、ステップＳ３〜Ｓ６の処理をスキップして、ステップＳ１１の処理へと進む。

また、ステップＳ１の処理にて受信中フラグの値が「１」であれば、受信中であると判別して（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、通信部７のリーダ２００−ｉに対応するポートの入力状態にチェックすることにより、リーダ２００−ｉからのデータの受信が終了したか否かを判別する（ステップＳ７）。ここで、ステップＳ７の処理にてリーダ２００−ｉからのデータの受信が未だ終了していないと判別した場合には（ステップＳ７；Ｎｏ）、この受信データに含まれる送信出力データの値が「２」になっているか否かを判別することにより、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波のみならず、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波をも受信したか否かを判定する（ステップＳ８）。

このとき、送信出力データの値が「２」になっていれば、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信したものと判定して（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、受信ポインタの値ｉに対応する受信可能範囲フラグの値を「２」に更新する（ステップＳ９）。これに対して、送信出力データの値が「１」のままであれば（ステップＳ８；Ｎｏ）、ステップＳ９の処理をスキップして、ステップＳ１１の処理へと進む。

また、ステップＳ７の処理にてリーダ２００−ｉからのデータの受信が終了したと判別した場合には（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、受信ポインタの値ｉに対応する受信中フラグの値を「０」に更新する（ステップＳ１０）。

このようなステップＳ１〜Ｓ１０の処理を実行した後、ＣＰＵ３２は、受信ポインタの値を「１」加算して更新し（ステップＳ１１）、更新後の受信ポインタの値ｉがｎ＋１となったか否かを判別する（ステップＳ１２）。このとき、更新後の受信ポインタの値ｉがｎ＋１以外の数値であれば（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ１へとリターンする。これに対して、更新後の受信ポインタの値ｉがｎ＋１と合致していれば（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、各リーダ２００−ｉからのデータの受信状態を全てチェックし終えたとして、受信ポインタに初期値「０」をセットして（ステップＳ１３）、受信データ解析処理を終了する。

次に、ＣＰＵ３２が実行する移動体存在範囲絞込処理の詳細につき、図７に示すフローチャートを参照して説明する。この処理において、ＣＰＵ３２は、図７に示すように、まず、読出ポインタの値ｉに対応する受信中フラグの値が「１」であるか否かを判別する（ステップＳ２１）。このとき、ステップＳ２１の処理にて受信中フラグの値が「１」であると判別した場合には（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、リーダ２００−ｉからのデータの受信が未だ終了していないとして、ステップＳ３４の処理へと進む。

一方、ステップＳ２１の処理にて受信中フラグの値が「０」であると判別した場合には（ステップＳ２１；Ｎｏ）、次に読出ポインタの値ｉに対応する受信可能範囲フラグの値が「０」であるか否かを判別する（ステップＳ２２）。このとき、受信可能範囲フラグの値が「０」であると判別した場合には（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、リーダ２００−ｉからのデータを受信していないとして、ステップＳ３４の処理へと進む。

また、受信可能範囲フラグの値が「０」以外の数値であると判別した場合には（ステップＳ２２；Ｎｏ）、リーダ２００−ｉからのデータの受信が終了したものとして、さらに、この受信可能範囲フラグの値が「１」であるか「２」であるかを判別する（ステップＳ２３）。ここで、受信可能範囲フラグの値が「１」であれば、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信できたが、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信できなかったと判別して（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、リーダ２００−ｉが１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲（第１受信可能範囲）から、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲（第２受信可能範囲）を除外した範囲を示す範囲データ＃ｉを、図５（ａ）に示す範囲データテーブルから取得する（ステップＳ２４）。

これに対して、受信可能範囲フラグの値が「２」であれば、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波のみならず、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波をも受信できたと判別して（ステップＳ２３；Ｎｏ）、リーダ２００−ｉが０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲（第２受信可能範囲）を示す範囲データ＃ｎ＋ｉを、図５（ａ）に示す範囲データテーブルから取得する（ステップＳ２５）。また、このときには、移動体の位置の同定においてＲＳＳＩ値を考慮にしないことを示すＲＳＳＩ値考慮不要フラグの値を「１」に更新する（ステップＳ２６）。

ステップＳ２４又はＳ２６の処理を実行した後には、受信可能範囲フラグが初期化されて、その値が「０」に更新される（ステップＳ２７）。その後、ＣＰＵ３２は、読出ポインタの値ｉに対応する無線タグＩＤが示す無線タグ１００の存在範囲を同定するための作業エリアが、ＲＡＭ３３内に既に作成されているか否かを判別する（ステップＳ２８）。無線タグＩＤが示す無線タグ１００の存在範囲を同定するための作業エリアが、ＲＡＭ３３内に形成されていないと判別した場合には（ステップＳ２８；Ｎｏ）、係る作業エリアをＲＡＭ３３内に形成する（ステップＳ２９）。そして、ＣＰＵ３２は、ステップＳ２４又はＳ２５の処理にて取得した範囲データを、ステップＳ２９の処理にて作成した作業エリアに保存する（ステップＳ３０）。

また、ステップＳ２９の処理にて作業エリアを作成してから、無線タグＩＤが示す無線タグ１００の存在範囲を同定するまでの待ち時間を計測する同定待ち時間タイマをＲＡＭ３３内に形成するとともに、この同定待ち時間タイマに所定の初期値をセットしてカウントダウンを開始させる（ステップＳ３１）。

これに対して、無線タグＩＤが示す無線タグ１００の存在範囲を同定するための作業エリアが、ＲＡＭ３３内に形成されていると判別した場合には（ステップＳ２８；Ｙｅｓ）、ステップＳ２４又はＳ２５の処理にて取得した範囲データと、係る作業エリアに格納されている範囲データと、で共通する範囲データを取得する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の処理では、ステップＳ２４又はＳ２５の処理にて取得した範囲データを構成する位置座標データと、作業エリアに格納されている範囲データを構成する位置座標データと、で共通する位置座標データが抽出され、この位置座標データからなる範囲データが取得される。

そして、ステップＳ３２の処理にて取得した範囲データを、作業エリアに上書き保存する（ステップＳ３３）。このようにして、ＣＰＵ３２は、無線タグＩＤが示す無線タグ１００の存在範囲、さらにいえばこの無線タグ１００が設置された移動体の存在範囲を順次絞り込んで行くことができる。

このようなステップＳ２１〜Ｓ３３の処理を実行した後、ＣＰＵ３２は、読出ポインタの値を「１」加算して更新し（ステップＳ３４）、更新後の読出ポインタの値ｉがｎ＋１となったか否かを判別する（ステップＳ３５）。このとき、更新後の読出ポインタの値ｉがｎ＋１以外の数値であれば（ステップＳ３５；Ｎｏ）、ステップＳ２１へとリターンする。これに対して、更新後の読出ポインタの値ｉがｎ＋１と合致していれば（ステップＳ３５；Ｙｅｓ）、受信データ解析バッファに格納されているデータを全てチェックし終えたとして、読出ポインタに初期値「０」をセットして（ステップＳ３６）、移動体存在範囲絞込処理を終了する。

続いて、ＣＰＵ３２が実行する移動体存在範囲同定処理の詳細につき、図８に示すフローチャートを参照して説明する。この処理において、ＣＰＵ３２は、図８に示すように、まず、ＲＡＭ３３に形成された全ての同定待ち時間タイマにおけるタイマ値を１減算して更新する（ステップＳ４１）。次に、ＣＰＵ３２は、更新後の同定待ち時間タイマにおけるタイマ値をチェックして、タイマ値が「０」になってタイムアウトした同定待ち時間タイマがあるか否かを判別する（ステップＳ４２）。

ここで、タイムアウトした同定待ち時間タイマがないと判別した場合には（ステップＳ４２；Ｎｏ）、そのまま移動体存在範囲同定処理を終了する。これに対して、タイムアウトした同定待ち時間タイマがあると判別した場合には（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、この同定待ち時間タイマに対応する無線タグＩＤの作業エリアに格納されている範囲データを読み出して、これを無線タグＩＤが示す無線タグ１００の存在範囲、さらにいえばこの無線タグ１００が設置された移動体の存在範囲を示すデータとして取得する（ステップＳ４３）。このようにして、ＣＰＵ３２は、無線タグ１００が設置された移動体の位置を高精度で同定することができる。

続いて、ＣＰＵ３２は、ＲＡＭ３３に設けられたＲＳＳＩ値考慮不要フラグをチェックして、ＲＳＳＩ値をも考慮して移動体の位置を同定するか否かを判別する（ステップＳ４４）。ここで、ＲＳＳＩ値考慮不要フラグの値が「０」であれば、ＲＳＳＩ値をも考慮して移動体の位置を同定するものと判別して（ステップＳ４４；Ｎｏ）、ステップＳ４３の処理にて取得した範囲データに加えて、無線タグ１００を示す無線タグＩＤに対応するＲＳＳＩ値をも考慮して移動体の位置を同定する（ステップＳ４５）。

例えば、ステップＳ４３の処理にて存在範囲が取得された無線タグ１００からの電波を受信した各リーダ２００−ｉのＲＳＳＩ値を比較することにより、移動体の位置座標データを取得し、続いて、この位置座標データが示す位置座標を中心とする所定半径の円内に含まれる位置座標データからなる範囲データを取得する。そして、この範囲データと、ステップＳ４３の処理にて取得した範囲データと、で共通する範囲データを、無線タグＩＤが示す無線タグ１００の存在範囲、さらにいえばこの無線タグ１００が設置された移動体の存在範囲を示すデータとして取得する。このようにすれば、ＣＰＵ３２は、リーダ２００−ｉのいずれもが無線タグ１００から０．１ｍWの出力レベルで送られた電波を受信していない場合であっても、無線タグ１００が設置された移動体の位置を高精度で同定することができる。

これに対して、ＲＳＳＩ値考慮不要フラグの値が「１」であれば、ＲＳＳＩ値をも考慮して移動体の位置を同定しないものと判別して（ステップＳ４４；Ｙｅｓ）、ＲＳＳＩ値考慮不要フラグの値を「０」に更新した後（ステップＳ４６）、ステップＳ４７の処理へと進む。

このようなステップＳ４１〜Ｓ４６の処理を実行した後、ＣＰＵ３２は、ステップＳ４３の処理にて存在範囲が取得された無線タグ１００の無線タグＩＤ、及びこれに対応するＲＳＳＩ値を受信データ解析バッファの格納エリアから消去する（ステップＳ４７）。

上述した移動体位置同定装置の動作を具体例を挙げて説明する。

リーダ２００−ｉが移動体に設置された無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波のみならず、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波をも受信できた場合、リーダ２００−ｉに対応する受信可能範囲フラグの値は、図９（ａ）に示すように、「２」に更新される（ステップＳ９）。そして、図５（ａ）に示す範囲データテーブルからは、リーダ２００−ｉが０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲（第２受信可能範囲）を示す範囲データ＃ｎ＋ｉが取得される（ステップＳ２５）。

また、リーダ２００−ｉ＋１及び２００−ｉ＋２が無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができる一方で、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができない場合、リーダ２００−ｉ＋１及び２００−ｉ＋２に対応する受信可能範囲フラグの値は、図９（ａ）に示すように、共に「１」に更新されたままとなる（ステップＳ５）。そして、図５（ａ）に示す範囲データテーブルからは、リーダ２００−ｉ＋１及び２００−ｉ＋２のそれぞれが１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲（第１受信可能範囲）から、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲（第２受信可能範囲）を除外した範囲を示す範囲データ＃ｉ＋１及び＃ｉ＋２が取得される（ステップＳ２４）。

さらに、リーダ２００−ｉ＋３が無線タグ１００から０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波のみならず、１ｍＷの出力レベルで送られた電波をも受信できなかった場合、２００−ｉ＋３に対応する受信可能範囲フラグの値は、図９（ａ）に示すように、「０」のまま更新されない。

そして、ステップＳ３２の処理では、範囲データ＃ｎ＋ｉと、範囲データ＃ｉ＋１と、範囲データ＃ｉ＋２と、で共通する範囲データが抽出され、その後同定待ち時間タイマがタイムアウトしたときに（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、ステップＳ４３の処理にて移動体の存在範囲を示すデータとして取得される。これにより、ＣＰＵ３２は、移動体の位置を、図９（ｂ）に示す斜線部分の範囲内に同定することができる。

その後、移動体が移動して、図１０（ａ）に示すように、リーダ２００−ｉに対応する受信可能範囲フラグの値が「１」となり、リーダ２００−ｉ＋１に対応する受信可能範囲フラグの値が「２」となった場合には、ステップＳ３２の処理にて範囲データ＃ｎと、範囲データ＃ｎ＋ｉ＋１と、範囲データ＃ｉ＋２と、で共通する範囲データが抽出される。そして、ステップＳ４３の処理では、この共通する範囲データが移動体の存在範囲を示すデータとして取得される。これにより、ＣＰＵ３２は、移動体の位置を、図１０（ｂ）に示す斜線部分の範囲内に同定することができ、さらには、移動体が図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示す地図上の左斜め下方向に移動したことを知ることができる。

また、リーダ２００−ｉ〜２００−ｉ−３のいずれもが無線タグ１００から０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができず、受信可能範囲フラグの値が、図１１（ａ）に示すように、「１」と「０」とのみである場合には、図１１（ｂ）に示すように、斜線部分の範囲が広くなってしまい、移動体の位置を高精度に同定することができない。

このような場合には、ＲＳＳＩ値考慮不要フラグの値「０」のまま更新されないため（ステップＳ４４；Ｎｏ）、ステップＳ４３の処理にて取得した範囲データに加えて、リーダ２００−ｉ〜２００−ｉ−２で測定されたＲＳＳＩ値をも考慮して移動体の位置が同定される。これにより、ＣＰＵ３２は、リーダ２００−ｉ〜２００−ｉ−３のいずれもが無線タグ１００から０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができなかった場合でも、無線タグ１００が設置された移動体の位置を高精度で同定することができる。

以上説明したように本実施の形態に係る移動体位置同定装置によれば、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波のみならず、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波をも受信できた場合には、移動体が０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲（第２受信可能範囲）に存在するものと判定される。これに対して、リーダ２００−ｉが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができるが、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができなかった場合には、移動体が１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲（第１受信可能範囲）から、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信可能な範囲（第２受信可能範囲）を除外した範囲に存在するものと判定される。

そして、複数のリーダ２００−ｉのそれぞれについて得られた範囲の共通範囲を、移動体が存在する範囲として取得する。これにより、ＣＰＵ３２は、無線タグ１００が設置された移動体の位置を高精度で同定することができる。

また、複数のリーダ２００−ｉのいずれもが無線タグ１００から１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができるが、０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができなかった場合には、複数のリーダ２００−ｉのそれぞれについて得られる範囲の共通範囲に加えて、複数のリーダ２００−ｉのそれぞれでの受信強度も考慮して、移動体の位置が同定される。これにより、ＣＰＵ３２は、複数のリーダ２００−ｉのいずれもが無線タグ１００から０．１ｍＷの出力レベルで送られた電波を受信することができなかった場合でも、無線タグ１００が設置された移動体の位置を高精度で同定することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記実施の形態の変形態様について、説明する。

上記実施の形態において、無線タグ１００の送信出力レベルは、０．１ｍＷと１ｍＷとの２つであったが、本発明は、これに限定されるものではなく、複数であれば任意に変更可能である。

また、上記実施形態において、制御部３０のＣＰＵ３２が実行するプログラムは、予めＲＯＭ３１等に記憶されていた。しかしながら、本発明は、これに限定されず、上述の処理を実行させるためのプログラムを、既存のコンピュータに適用することで、上記実施形態にかかる位置同定端末３００として機能させるようにしてもよい。

このようなプログラムの提供方法は任意であり、例えば、インターネットなどの通信媒体を介して提供可能である他、例えば、メモリカードなどの記録媒体に格納して配布してもよい。

本実施の形態に係る移動体位置同定装置の構成例を示す図である。 送信出力の模式図である。 （ａ）は、受信データ解析バッファの構成例を示す図であり、（ｂ）は、第１受信可能範囲と第２受信可能範囲とを示す図である。 移動体の位置と受信可能範囲フラグ値との関係を説明するための図である。 （ａ）は、範囲データテーブルの構成例を示す図であり、（ｂ）は、第１受信可能範囲から第２受信可能範囲を除外した範囲を示す図である。 受信データ解析処理の詳細を示すフローチャートである。 移動体存在範囲絞込処理の詳細を示すフローチャートである。 移動体存在範囲同定処理の詳細を示すフローチャートである。 本実施の形態における移動体の位置の同定方法を具体的に説明するための図である。 本実施の形態における移動体の位置の同定方法を具体的に説明するための図である。 本実施の形態における移動体の位置の同定方法を具体的に説明するための図である。 従来の移動体の位置の同定方法を示す図である。

符号の説明

１、４ 制御回路
２ 振動センサ
３、６、９ 電源
５、７ 通信部
８ 記憶部
１０ 無線送信部
１１、２３ 発振回路
１２ 変調回路
１３ 周波数逓倍回路
１４ ＲＦ出力回路
１５、２４ アンテナ
２０ 無線受信部
２１ ＲＦ入力回路
２２ 復調回路
３０ 制御部
３１ ＲＯＭ
３２ ＣＰＵ
３３ ＲＡＭ
１００ 無線タグ
２００ リーダ
３００ 位置同定端末

Claims (5)

1. 第１の出力レベルと、当該第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルと、を含む複数の異なる出力レベルを順次切り換えて、当該出力レベルを特定可能な電波を放射する電波放射装置が存在する範囲を同定する存在範囲同定システムであって、
   前記電波放射装置から放射された電波を受信する電波受信手段と、
   前記電波受信手段によって受信した電波から、当該電波が放射されたときの出力レベルを特定する出力レベル特定手段と、
   前記出力レベル特定手段による特定結果に基づいて、前記電波放射装置から前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、を判別する受信電波判別手段と、
   前記受信電波判別手段によって前記第２の出力レベルで放射された電波を受信していないが、前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したと判別した場合、前記電波受信手段が前記第１の出力レベルで放射された電波を受信可能な第１の範囲から、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信可能な第２の範囲を除外した第３の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得し、前記第１の出力レベルで放射された電波と前記第２の出力レベルで放射された電波とを共に受信したと判別した場合、前記第２の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得する存在範囲取得手段と、
   を備えることを特徴とする存在範囲同定システム。
2. 前記電波受信手段を複数備え、
   前記存在範囲取得手段が、
   前記複数の電波受信手段のうち、前記電波放射装置から放射された電波を受信した電波受信手段のそれぞれにつき、前記受信電波判別手段による判別結果に応じて、前記第２又は第３の範囲を取得し、当該取得した第２又は第３の範囲が全て重なり合う範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の存在範囲同定システム。
3. 前記存在範囲取得手段が、
   前記複数の電波受信手段のうち、前記電波放射装置から放射された電波を受信した電波受信手段の全てが前記第２の出力レベルで放射された電波を受信していないが、前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したと前記受信電波判別手段によって判別した場合、当該電波受信手段のそれぞれにつき、受信強度を取得する受信強度取得手段を含み、
   前記電波放射装置から放射された電波を受信した電波受信手段のそれぞれについての前記第３の範囲が全て重なり合う範囲と、前記受信強度取得手段によって取得した受信強度と、に基づいて、前記電波放射装置が存在する範囲を同定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の存在範囲同定システム。
4. 第１の出力レベルと、当該第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルと、を含む複数の異なる出力レベルを順次切り換えて、当該出力レベルを特定可能な電波を放射する電波放射装置が存在する範囲を同定する存在範囲同定方法であって、
   前記電波放射装置から放射された電波を受信する電波受信ステップと、
   前記電波受信ステップによって受信した電波から、当該電波が放射されたときの出力レベルを特定する出力レベル特定ステップと、
   前記出力レベル特定ステップによる特定結果に基づいて、前記電波放射装置から前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、を判別する受信電波判別ステップと、
   前記受信電波判別ステップによって前記第２の出力レベルで放射された電波を受信していないが、前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したと判別した場合、前記電波受信ステップが前記第１の出力レベルで放射された電波を受信可能な第１の範囲から、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信可能な第２の範囲を除外した第３の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得し、前記第１の出力レベルで放射された電波と前記第２の出力レベルで放射された電波とを共に受信したと判別した場合、前記第２の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得する存在範囲取得ステップと、
   を備えることを特徴とする存在範囲同定方法。
5. 第１の出力レベルと、当該第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルと、を含む複数の異なる出力レベルを順次切り換えて、当該出力レベルを特定可能な電波を放射する電波放射装置が存在する範囲を同定するコンピュータに、
   前記電波放射装置から放射された電波を受信する電波受信手順と、
   前記電波受信手順によって受信した電波から、当該電波が放射されたときの出力レベルを特定する出力レベル特定手順と、
   前記出力レベル特定手順による特定結果に基づいて、前記電波放射装置から前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信したか否かと、を判別する受信電波判別手順と、
   前記受信電波判別手順によって前記第２の出力レベルで放射された電波を受信していないが、前記第１の出力レベルで放射された電波を受信したと判別した場合、前記電波受信手順が前記第１の出力レベルで放射された電波を受信可能な第１の範囲から、前記第２の出力レベルで放射された電波を受信可能な第２の範囲を除外した第３の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得し、前記第１の出力レベルで放射された電波と前記第２の出力レベルで放射された電波とを共に受信したと判別した場合、前記第２の範囲を、前記電波放射装置が存在する範囲として取得する存在範囲取得手順と、
   を実行させるためのプログラム。

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