JP2007304874A - System and device for specifying location of radio ic tag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線ICタグの位置を判定する位置判定装置に関する。 The present invention relates to a position determination device that determines the position of a wireless IC tag.
近年、半導体技術やIT技術の進歩により、電池無しでも交信距離が確保できるなど、無線ICタグに適した高性能なチップが供給されるようになってきたことと、これに伴う応用分野の拡大による量産化の結果、低価格化が進んだ結果、無線ICタグ(RFID,RFタグ、電子タグともいう)の導入が急速に拡大しつつある。 In recent years, due to advances in semiconductor technology and IT technology, high-performance chips suitable for wireless IC tags have been supplied, such as ensuring communication distance without batteries, and the expansion of application fields associated with this As a result of mass production by, the introduction of wireless IC tags (also referred to as RFID, RF tags, and electronic tags) is rapidly expanding as a result of price reductions.
無線ICタグは、商品などの物に識別コードをつけて物を管理する用途(自動認識)で使われ始めたが、そのような自動認識だけでなく、その位置を判定する使用方法も提案される。例えば、無線ICタグから発信される例えば負荷変調などによる無線信号をリーダ/ライタにより読み取り、そのリーダ/ライタが受け取った情報をサーバに送信して、サーバによりその無線ICタグの位置を特定するシステムが提案されている(例えば、特許文献1)
上記のような従来の位置を特定するシステムにおいて、リーダ/ライタが無線ICタグから受信した負荷変調などの無線信号の強度を測定し、その強度に基づいてリーダ/ライタからその無線ICタグでの距離、及び距離に基づいて位置を判定することが考えられる。 In the conventional system for specifying the position as described above, the reader / writer measures the intensity of a radio signal such as load modulation received from the wireless IC tag, and based on the intensity, the reader / writer uses the wireless IC tag. It is conceivable to determine the position based on the distance and the distance.
しかし、リーダ/ライタが無線ICタグから受信する負荷変調などの無線信号の強度は、無線ICタグのアンテナの指向性や電波受信環境や障害物の存在などの要因によって、容易に変化してしまい、正確な位置の特定が困難であるという問題点がある。 However, the intensity of wireless signals such as load modulation received by the reader / writer from the wireless IC tag easily changes depending on factors such as the directivity of the antenna of the wireless IC tag, the radio wave reception environment, and the presence of obstacles. There is a problem that it is difficult to specify the exact position.
本発明の目的は、リーダ/ライタが無線ICタグから受信する負荷変調などの無線信号の強度が変動したり、何らかの要因によって本来得られるべき強度に至らなくても、無線ICタグの位置を正確に特定できる技術を提供することにある。 The object of the present invention is to accurately position the wireless IC tag even if the intensity of the wireless signal such as load modulation received by the reader / writer from the wireless IC tag fluctuates or does not reach the intensity that should be originally obtained due to some factor. It is to provide a technology that can be specified.
上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の特徴を有している。 As means for solving the above problems, the present invention has the following features.
本発明の第1の態様は、位置特定システムとして提案される。 The first aspect of the present invention is proposed as a location system.
この位置特定システムは、識別情報(例えば、固有ID)を記憶した識別情報保持装置(例えば、無線ICタグ)から識別情報を読み取る、複数の読み取り手段(例えば、リーダ/ライタ)と、読み取り手段に複数回の識別情報の読み取りを行わせた結果、各識別情報について読み取りが成功した回数である成功回数を用いて、識別情報を記憶した識別情報保持装置の位置を算出する位置特定手段(例えば、位置特定装置)とを有することを特徴とする。 The position specifying system includes a plurality of reading means (for example, reader / writer) that reads identification information from an identification information holding device (for example, a wireless IC tag) that stores identification information (for example, a unique ID), and a reading means. As a result of reading the identification information a plurality of times, a position specifying unit (for example, calculating the position of the identification information holding device storing the identification information using the number of successes that is the number of times the identification information has been successfully read) A position specifying device).
かかる発明によれば、障害物の通過などによる識別情報保持装置からの電波強度の変動に影響されることなく、識別情報保持装置の位置の特定を行うことができる。 According to this invention, the position of the identification information holding device can be specified without being affected by fluctuations in radio wave intensity from the identification information holding device due to passage of an obstacle or the like.
なお、位置特定手段は、さらに各識別情報について読み取りが成功した場合に識別情報保持装置から受信した負荷変調などの信号強度を記録し、成功回数と共にこの負荷変調などの信号強度を用いて識別情報を記憶した識別情報保持装置の位置を算出するようにしても良い。さらに、ヌル点などの解消を目的に、複数の読取り手段からの、読取りの為の電波の周波数(チャンネル)を変更したり、位相や偏波の向きを変更したりしながら、より多くの読取りを成功した無線ICタグの情報から、総合的に位置を算出することも良い。 The position specifying means further records the signal intensity such as load modulation received from the identification information holding device when the identification information is successfully read, and uses the signal intensity such as load modulation together with the number of successes to identify the identification information. May be calculated. Furthermore, with the aim of eliminating null points, etc., more readings can be performed while changing the frequency (channel) of the radio waves for reading from multiple reading means and changing the phase and polarization direction. It is also possible to comprehensively calculate the position from the information of the wireless IC tag that succeeded.
かかる発明によれば、より精度の高い位置特定を行うことが可能となる。 According to this invention, it becomes possible to specify a position with higher accuracy.
本発明の第2の態様は、位置特定装置として提案される。 The second aspect of the present invention is proposed as a position specifying device.
この位置特定装置は、識別情報(例えば、固有ID)を記憶した識別情報保持装置(例えば、無線ICタグ)から識別情報を読み取る複数の読み取り手段(例えば、リーダ/ライタ)に、複数回の読み取り処理を実行させる読み取り指示部と、読み取り手段が複数回の識別情報の読み取りを実行した結果得られる情報である、各識別情報についての読み取り成功回数を受け取り、各識別情報についてこの成功回数を読み取り手段毎に記録する読み取り結果記憶部と、読み取り手段毎に記録された、各識別情報についてこの成功回数を用いて識別情報保持装置の位置を算出する位置算出部と
を有することを特徴としている。
The position specifying device reads a plurality of times by a plurality of reading means (for example, reader / writer) that reads the identification information from an identification information holding device (for example, a wireless IC tag) that stores the identification information (for example, a unique ID). A reading instruction unit for executing processing, and a reading unit that receives the number of successful readings for each identification information, which is information obtained as a result of the reading unit reading the identification information a plurality of times, and reads the number of successes for each identification information It is characterized by having a reading result storage unit that records each time and a position calculation unit that calculates the position of the identification information holding device by using the number of successes for each identification information recorded for each reading unit.
かかる発明によれば、障害物の通過などによる識別情報保持装置からの電波強度の変動に影響されることなく、識別情報保持装置の位置の特定を行うことができる。 According to this invention, the position of the identification information holding device can be specified without being affected by fluctuations in radio wave intensity from the identification information holding device due to passage of an obstacle or the like.
本発明によれば、ICタグの読み取りによる位置検出を、電波伝搬状況の変動に影響されることなく、より高い精度で行うことが可能となる。 According to the present invention, position detection by reading an IC tag can be performed with higher accuracy without being affected by fluctuations in radio wave propagation conditions.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
[1.位置検出システムの構成例]
図1は、本実施の形態にかかる位置特定システムの構成例を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1. Example of position detection system configuration]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a position specifying system according to the present embodiment.
この位置特定システム1は、無線ICタグの読み取りを行うリーダ/ライタ10と、リーダ/ライタ10の読み取り動作を制御すると共に、リーダ/ライタ10が読み取った無線ICタグ20の固有IDに関する読み取り成功回数又は成功率に基づいて、その無線ICタグの位置を特定する位置特定装置30とを有している。
The
[1.1.リーダ/ライタ]
図2に、リーダ/ライタ10の構成例を示す機能ブロック図を掲げる。
リーダ/ライタ10は、CPUなどで構成される制御部101と、制御部101に接続された回路であって、変調、復調、増幅など無線送受信を実行する回路である送受信部102と、送受信部102に接続されたアンテナ103とを有している。制御部101は、位置特定装置30からの命令を受け取り、これに応じて送受信部102を駆動させ、また送受信部102から出力されたデータ(無線ICタグ20から読み取った固有IDなど)を位置特定装置30に渡す機能を有している。
[1.1. Reader / Writer]
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example of the reader /
The reader /
送受信部102は、アンテナ103を介して無線ICタグ20と無線により交信を行う機能を有する。送受信部102は、変調部104と復調部105とを有している。変調部104は、制御部101から受け取った所定のコマンド、リクエスト、命令などの情報に応じた信号を所定の変調方式で変調してキャリア波を生成する。復調部105は、無線ICタグ20が記憶しているデータに応じた信号に基づいて所定の変調方式で変調されたキャリア波を復調し、当該データに応じた信号を取り出し、制御部101に渡す。
The transmission /
アンテナ103は、送受信部102、より詳しくは変調部104から受け取ったキャリア波を空中に放射し、電波を無線ICタグ20に向けて放射すると共に、無線ICタグ20から放射された負荷変調などのキャリア波を受信し、このキャリア波を送受信部102、より詳しくは復調部105に供給する。
なお、アンテナ103は、必ずしもリーダ/ライタ10の筐体内に格納されている必要はなく、リーダ/ライタ10本体とは別体となったアンテナユニットとしてもよい。アンテナユニットは、送信用アンテナ/受信用アンテナとこれを保護するためのケースで構成されている。アンテナユニットは、制御部101及び送受信部102を格納したリーダ/ライタ本体とは、別体の装置又はユニットになっており、リーダ/ライタ本体とケーブルなどで接続される。従って、アンテナユニットは、リーダ/ライタ本体から離れた場所であっても設置できる様になっている。一つのリーダ/ライタ本体に、複数のアンテナユニットであって、それぞれ異なる場所に設置されたアンテナユニットを接続し、リーダ/ライタ本体が複数のアンテナユニットを切り替えながら使用するようにしてもよい。
The
Note that the
また、別の構成例としては、リーダ/ライタ10に接続される複数のアンテナユニットのうちの一つのアンテナユニットをリーダ/ライタ10内に組み込む構成としても本実施の形態は成立する。
Further, as another configuration example, the present embodiment can also be configured as a configuration in which one antenna unit of a plurality of antenna units connected to the reader /
[1.2.無線ICタグ]
図3に無線ICタグ20の構成例を示す機能ブロック図を掲げる。
[1.2. Wireless IC tag]
FIG. 3 is a functional block diagram showing a configuration example of the
無線ICタグ20は、メモリ201と、制御部202と、送受信部203と、アンテナ204とを有している。メモリ201は、商品情報、発送者情報などの識別コード(固有ID)など、読み取り対象となる情報を記憶している記憶装置である。(システム構成の柔軟性の為に、ユニークな固有IDのみを無線タグに持たせ、商品情報、発送者情報などの識別情報を、上位側に接続されたDBに持たせる場合もある)制御部202は、リーダ/ライタ10からのコマンド、リクエスト、命令などを解釈し、これに応答する動作を実行する。送受信部203は、リーダ/ライタ10と同様に、変調部(図略)、復調部(図略)を有しており、リーダ/ライタ10と交信を行うために信号の変調/復調を行う。アンテナ204はリーダ/ライタ10からのキャリア波を受信し、これを送受信部203に供給及び給電すると共に、送受信部203からの変調されたキャリア波を受け取り、これをリーダ/ライタ10に受信させる様、空中に放射する。
The
[1.3.位置特定装置]
位置特定装置30は、リーダ/ライタ10の読み取り動作を制御すると共に、リーダ/ライタ10が読み取った無線ICタグ20の固有IDに関する読み取り成功回数又は成功率に基づいて、その無線ICタグの位置を特定する機能を有する。位置特定装置30は、演算処理装置(CPU)、主メモリ(RAM)、読出し専用メモリ(ROM)、入出力装置(I/O)、必要な場合にはハードディスク装置などの外部記憶装置を具備している装置であって、例えばコンピュータ、ワークステーションなどの情報処理装置である。前記ROM、若しくはハードディスク装置などに情報処理装置を位置特定装置30として機能させるためのプログラム、又は位置特定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが記憶されており、このプログラムを主メモリ上に載せ、CPUがこれを実行することにより位置特定装置30が実現され、若しくは位置特定方法が実行される。
[1.3. Positioning device]
The
図4に、位置特定装置30の一例を示す機能ブロック図を掲げる。
位置特定装置30は、読み取り指示部301と、読み取り結果記憶部302と、位置算出部303とを有している。
読み取り指示部301は、位置特定を行う場合に、まず各リーダ/ライタ10に、所定回数の読み取り処理を実行するよう命令を出す機能を有する。各リーダ/ライタ10は、この命令に従って所定回数の読み取り処理を実行する。なお、この実施の形態では、所定回数は100回であるものとして説明する。但し、所定回数は固定された回数でなくともよく、位置特定システム1が設置されている環境における通信環境などに応じて、適宜所定回数を変更するようにしてもよい。また、各リーダ/ライタ10ごとに所定回数を異なる設定にしても構わない。
FIG. 4 is a functional block diagram showing an example of the
The
The
各読み取り処理において、各リーダ/ライタ10は、そのリーダ/ライタ10の交信領域に存在するすべての無線ICタグ20と交信を行い、交信の結果読み取りに成功した固有IDすべてを位置特定装置30、より詳しくは読み取り結果記憶部302に通知する。
In each reading process, each reader /
読み取り結果記憶部302は、各リーダ/ライタ10が通知した読み取り結果を記憶する機能を有する。図5に、読み取り結果記憶部302が記憶する読み取り結果データの一例を示す。図5に示す読み取り結果データは、ある一つのリーダ/ライタからの読み取り結果をテーブルとして記憶している例を示している。このようなテーブル50は、各リーダ/ライタ10について、一つずつ読み取り結果記憶部302に記憶される。
The reading
テーブル50は、リーダ/ライタ10が読み取った固有IDごとに一つのレコード501を有している。各レコード501は、固有IDを格納する固有IDフィールド502,1回目の読み取り処理の結果、対応する固有IDの読み取りが成功したか否かを格納する1回目フィールド503,2回目の読み取り処理の結果、対応する固有IDの読み取りが成功したか否かを格納する2回目フィールド504,3回目の読み取り処理の結果、対応する固有IDの読み取りが成功したか否かを格納する3回目フィールド505,…(4回目フィールドから99回目フィールドは図略)、所定回数である100回目の読み取り処理の結果、対応する固有IDの読み取りが成功したか否かを格納する100回目フィールド506、1回目から100回目までの読み取り処理結果のうち、読み取り成功回数を格納する成功回数フィールド507,及び成功回数に基づいて決定される推定距離フィールド508を有している。
The table 50 has one
固有IDフィールド502には、リーダ/ライタ10から通知された固有IDが格納される。なお、一のレコードには一つの固有IDが格納されるため、一回の読み取り操作で例えば、50個の固有IDが読み取られた場合には、50個のレコード501がテーブル50に作られることとなる。
The
1回目フィールド503から100回目フィールド506には、その回の読み取り処理の結果、対応する固有IDがリーダ/ライタ10から通知されたか否かを示す情報が格納される。この例では、「1」は、その回の読み取り処理結果において、対応する固有IDがリーダ/ライタ10から通知されたこと、すなわち「0」はその回の読み取り処理結果において、対応する固有IDがリーダ/ライタ10から通知されなかったこと、すなわち、固有IDを有する無線ICタグ20の読み取りに失敗したことを示す。
The first-
成功回数フィールド507は、1回目フィールド503から100回目フィールド506のうち、対応する固有IDがリーダ/ライタ10から通知されたことを示す情報が格納されているフィールドの数、すなわち、そのレコード501に対応する固有IDを有する無線ICタグの読み取り成功回数を格納する。
The number-of-
推定距離フィールド508は、成功回数フィールド507に格納された成功回数に基づいて推定される距離、すなわち、そのレコードに対応する固有IDを有する無線ICタグと、このリーダ/ライタ10との推定距離が格納される。なお、推定距離は、後述する位置算出部303によって算出される情報であって、この例ではテーブル50の一部としているが、必ずしもテーブル50の一部である必要はない。
In the estimated
先にも述べているが、上記テーブル50は、各リーダ/ライタ10について一つ作成される。
As described above, one table 50 is created for each reader /
位置算出部303は、成功回数フィールド507に格納された成功回数に基づいて各リーダ/ライタ10と各固有IDを有する無線ICタグ20の間の推定距離を算出し、各推定距離に基づいて、各固有IDを有する無線ICタグ20を算出する。
The
図6は、位置算出部303が成功回数から推定距離を算出するために用いるデータの一例を示す。図に示すデータは、成功回数(縦軸)の値に応じて、推定距離を一意に定めるためのグラフである。例えば、成功回数100であれば推定距離は0,成功回数50回であれば推定距離L、成功回数25であれば、推定距離2Lというように定めることができる。かかるデータは、無線ICタグ20とリーダ/ライタ10との距離を変えながら成功回数の統計を取るなどして、作成する方法が考えられるが、その他の方法によってこのようなデータを作成しても構わない。
FIG. 6 shows an example of data used by the
図7は、位置算出部303が、成功回数から算出された推定距離に基づいて、無線ICタグ20の推定位置を算出した結果を格納するテーブルの例を示す。なお、この例では、2つの異なるリーダ/ライタ10(以下、リーダ/ライタA,リーダ/ライタBと呼んで区別する)を用いて位置特定を行うものとする。このテーブル70は、固有IDごとに一つのレコード701を有している。各レコード701は、固有IDを格納する固有IDフィールド702,リーダ/ライタAとの推定距離を格納する第1推定距離フィールド703,リーダ/ライタBとの推定距離を格納する第2推定距離フィールド704,及び固有IDに対応する無線ICタグ20の推定位置を格納する推定位置フィールド705を有している。
FIG. 7 shows an example of a table that stores the result of the
推定位置フィールド705に格納される推定位置は、第1推定距離フィールド703及び第2推定距離フィールド704に格納される推定距離に基づいて、位置算出部303が算出する。図8は、第1推定距離フィールド703及び第2推定距離フィールド704に格納される推定距離に基づいて推定位置を算出する方法の概念図である。この例では、ある空間(例えば、倉庫)に2つのリーダ/ライタA,Bが設けられている。リーダ/ライタAの位置を点P、リーダ/ライタAの位置を点Qとする。
The estimated position stored in the estimated
ある無線ICタグ20とリーダ/ライタAの推定距離がL1であって、その無線ICタグ20とリーダ/ライタBの推定距離がL2であるとする。すると、この無線ICタグは点Pを中心とした半径L1の円801上であって、かつ点Pを中心とした半径L2の円802上を満たす位置に存在すると考えられる。すなわち、円801と円802の交点を求めることにより、無線ICタグ20の推定位置を得ることができる。
Assume that the estimated distance between a certain
なお、推定位置は必ずしも座標情報でなくともよく、ある広がりを持ったエリア(例えば、空間を16の区画に分割して得られる個々の区画)を特定する情報を推定位置としてもよい。図8に示す例では、交点が2つ存在するため、一意に座標を定めることができない。このような場合には、これら2つの交点を含むエリアを推定位置とするようにしてもよい。 Note that the estimated position is not necessarily coordinate information, and information specifying an area having a certain spread (for example, individual sections obtained by dividing a space into 16 sections) may be used as the estimated position. In the example shown in FIG. 8, since there are two intersections, the coordinates cannot be uniquely determined. In such a case, an area including these two intersections may be set as the estimated position.
上記のようにして算出した推定位置は、それぞれのレコード701の推定位置フィールド705に格納される。位置特定装置30は、このテーブル70を参照することにより、固有IDごとの推定位置を出力し、ユーザに各無線ICタグの推定位置を提供することが可能となる。
The estimated position calculated as described above is stored in the estimated
[2.変形例、その他]
(1) 上記実施の形態では、成功回数に基づいて推定距離を決定するとして説明したが、成功確率(成功回数/全読み取り処理回数)に基づいて推定距離を決定するようにしても、本発明は成立する。
[2. Modifications, etc.]
(1) In the above embodiment, it has been described that the estimated distance is determined based on the number of successes. However, even if the estimated distance is determined based on the success probability (the number of successes / the total number of reading processes), the present invention. Holds.
(2) 上記の読み取り成功回数に加えて、各読み取り成功時の無線ICタグ20からの応答送信時の電波強度を記録しておき、成功回数と電波強度のそれぞれに基づいて推定距離を算出して、両者の推定距離から位置の推定距離を算出するようにしてもよい。
(2) In addition to the number of successful readings described above, the radio wave intensity at the time of successful transmission of each response from the
1 …位置特定システム
10…リーダ/ライタ
20…無線ICタグ
30…位置特定装置
301…読み取り指示部
302…読み取り結果記憶部
303…位置算出部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記読み取り手段に複数回の識別情報の読み取りを行わせた結果、各識別情報について読み取りが成功した回数である成功回数を用いて、識別情報を記憶した識別情報保持装置の位置を算出する位置特定手段と、
を有することを特徴とする位置特定システム。 A plurality of reading means for reading the identification information from the identification information holding device storing the identification information;
As a result of causing the reading means to read the identification information a plurality of times, a position specification that calculates the position of the identification information holding device that stores the identification information using the number of successes that is the number of times the identification information has been successfully read. Means,
A location system characterized by comprising:
前記読み取り手段が複数回の識別情報の読み取りを実行した結果得られる情報である、各識別情報についての読み取り成功回数を受け取り、各識別情報についてこの成功回数を読み取り手段毎に記録する読み取り結果記憶部と、
前記読み取り手段毎に記録された、各識別情報についてこの成功回数を用いて識別情報保持装置の位置を算出する位置算出部と
を有することを特徴とする、位置特定装置。 A reading instruction unit that causes a plurality of reading units that read identification information from the identification information holding device that stores the identification information to execute a plurality of reading processes;
A reading result storage unit which receives the number of successful readings for each identification information, which is information obtained as a result of the reading means reading the identification information a plurality of times, and records the number of successes for each identification information for each reading means When,
A position specifying device, comprising: a position calculation unit that calculates the position of the identification information holding device by using the number of successes for each piece of identification information recorded for each reading unit.
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