JP2008082757A - 移動体の位置検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ＲＦＩＤタグを用いた展示場等の入退出管理システムは、ＲＦＩＤタグをリーダに近づけないと検出できず、また入場と退場を区別することができないので、取り扱いが不便であったという課題を解決する。
【解決手段】 移動体の位置を知りたい場所に磁気発生装置を固定し、移動体が装着した位置検出センサで磁束強度と向き、および位置検出センサのＩＤを無線で送信する。ホストコンピュータはこの送信されたデータを受信して、磁束強度またはその変動パターンから磁気発生装置を特定し、移動体の位置を知る。また、磁気発生装置が特定できないときは地磁気と判断し、検出した磁気の向きから移動体の進行方向を特定する。検出範囲を広く取ることができ、かつ移動体の進行方向がわかるので、展示場などで入場と退場を区別することができる。

【選択図】 図１

Description

本発明は、磁場を用いて移動体の位置を検出するシステムに関するものである。

人を含む移動体が通過したかを検出するシステムとして、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)を用いたシステムが知られている。このようなシステムの構成を図５に示す。図５において、ＲＦＩＤ１０は人等の移動体に装着される。ＲＦＩＤ１０は内部に固有のＩＤを格納し、電波やその他の電磁波を用いて外部と通信できる機能を有するものである。ＲＦＩＤタグには、ＲＦＩＤタグリーダが出力する電波を受信し、この受信電波から電源を得るパッシブ型と、内部に電池を有するアクティブ型がある。

ＲＦＩＤタグリーダ１１は、電波等を用いてＲＦＩＤ１０からＩＤを読みとり、この読みとったＩＤおよびＲＦＩＤタグリーダ１１のＩＤを、ネットワークを介してホストコンピュータ１２に送信する。ホストコンピュータ１２は、送られてきたＲＦＩＤタグリーダ１１の位置からＲＦＩＤタグ１０を装着している移動体の位置を特定し、この位置と受信時刻、ＲＦＩＤタグのＩＤをデータベースに保存する。ＲＦＩＤタグ１０とＲＦＩＤタグリーダ１１の交信距離は数ｃｍ〜数ｍなので、ＲＦＩＤタグリーダ１１の位置を移動体の位置と考えても実用上差し支えない。

図６に、ホストコンピュータ１２の処理フローを示す。図６において、工程（Ｐ６−１）でＲＦＩＤタグ１０とＲＦＩＤタグリーダ１１のＩＤを受信すると、工程（Ｐ６−２）でホストコンピュータ１２内に配置されているＲＦＩＤタグリーダデータベースを参照して、ＲＦＩＤタグリーダ１１の位置を特定する。そして、工程（Ｐ６−３）でこの特定した位置と受信時刻、およびＲＦＩＤタグのＩＤを移動体位置データベースに書き込む。

前述したように、ＲＦＩＤタグリーダ１１の位置はＲＦＩＤタグ１０を装着している移動体の位置と同じであると考えてよいので、移動体位置データベースを参照することにより、移動体が何時通過したかを知ることができる。例えば、展示会の来場者にＲＦＩＤタグを取り付けた入場券を配布し、入り口にＲＦＩＤタグリーダを配置することによって、来場者数のトレンドを得ることができる。
特開２００５−０７１２５２号公報

しかしながら、このような移動体の通過検出システムは、ＲＦＩＤタグリーダの前を移動体が通過したことはわかるが、どの方向から通過したかを特定することができないという課題があった。そのため、ＲＦＩＤタグを用いた入出場管理システムでは、入場用のＲＦＩＤタグと出場用のＲＦＩＤタグをＩＣカードの表側と裏側に装着し、これらのタグを使い分けることによって入場と出場を区別するようにしていたが、取り扱いが煩雑になるという課題があった。

また、ＲＦＩＤタグの通信距離は短いので、ＲＦＩＤタグをＲＦＩＤタグリーダに近接させないと、検出することができないという課題もあった。

従って本発明の目的は、移動体の位置だけでなく移動方向をも検出することができ、かつ動作範囲を広く取ることができる、移動体の位置検出システムを提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
所定の磁束強度を有する磁気を発生する磁気発生装置と、
移動体に装着され、周囲の磁気を検出する磁気センサ、およびこの磁気センサが検出した磁気データおよびＩＤを所定の周期で送信する無線送信部を具備した位置検出センサと、
前記位置検出センサが送信したデータを受信し、受信した磁気データから磁気を発生した磁気発生装置を特定し、この特定した磁気発生装置の位置と受信したＩＤ、および受信時刻を保存するホストコンピュータと、
を具備したものである。ＲＦＩＤタグよりも検出範囲を広く取ることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記位置検出センサは周囲磁気の磁束強度と向きを検出して送信し、
前記ホストコンピュータは、磁場発生装置を特定できないときは地磁気と判断して磁気の向きを保存するようにしたものである。移動体の移動方向を知ることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１若しくは請求項２記載の発明において、
前記磁気発生装置は、固有の磁束強度を有する磁気を発生し、
前記ホストコンピュータは、受信した磁束強度から磁気発生装置を特定するようにしたものである。簡単に磁気発生装置を特定することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３いずれかに記載の発明において、
前記磁気発生装置は、固有の変動パターンを有する磁気を発生し、
前記ホストコンピュータは、この固有の変動パターンから磁気発生装置を特定するようにしたものである。特定できる磁気発生装置の数を増やすことができる。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２、３および４の発明によれば、磁気発生装置により磁気を発生させ、移動体が装着した位置検出センサでこの磁気を検出して検出データおよびＩＤを所定の周期で送信し、ホストコンピュータで受信した磁束強度あるいは変動パターンから磁気発生装置を特定し、その位置と送られてきたＩＤおよび受信時刻を保存するようにした。また、磁気発生装置を特定できないときは地磁気とし、その向きを保存するようにした。

ＲＦＩＤタグよりも検出範囲を広く取ることができるので、ゲート等を通るだけで移動体の通過を検出できるという効果がある。また、磁気発生装置が特定できないときは地磁気と判断し、磁気の向きから移動体の進行方向を特定することができるという効果もある。また、位置検出センサは定期的に電波を発信しているので、移動体が電波の受信範囲内にいるかどうかを判定することができる。さらに、磁気発生装置を複数個用いることにより、移動体の大まかな位置を把握することができるという効果もある。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る磁場を用いた移動体の位置検出システムの一実施例を示す構成図である。図１において、２０は磁気発生装置であり、地磁気より強い一定の磁束強度を有する磁気を発生する。この磁気発生装置２０は位置を検出する場所に固定して設置される。

３０は位置検出センサであり、磁気センサ３１および無線送信部３２で構成される。この位置検出センサ３０は人を含む移動体が装着する。磁気センサ３１は周囲の磁束強度と向きを検出し、検出した値を無線送信部３２に出力する。無線送信部３２は、入力された磁束強度と向き、および位置検出センサ３０のＩＤを、無線を用いて所定の周期で送信する。

４０は無線受信機であり、位置検出センサ３０が送信した磁束強度と向きおよびＩＤを受信し、ネットワークを介してホストコンピュータ５０に送信する。ホストコンピュータ５０は、ネットワークを介して送られてきた磁束強度と向きおよびＩＤを受信し、移動体の位置を特定して、その位置とＩＤ、受信時刻を保存する。

磁気発生装置２０は通常複数台使用されるが、これら複数台の磁気発生装置を区別するために、各磁気発生装置が発生する磁束強度を異ならせる。ホストコンピュータ５０は、送られてくる磁束強度の値から、位置検出センサ３０を装着した移動体がどの磁気発生装置の近くにいるかを判定する。なお、磁気発生装置２０と位置検出センサ３０との間の距離によって、磁気センサ３１が検出する磁束強度は異なる。距離が変わることによる磁束強度の変化の最大値をΔｘｍとすると、各磁束発生装置が発生する磁束強度をΔｘｍ以上異ならせるようにする。

図２にホストコンピュータ５０の構成を示す。５１は受信部であり、無線受信機４０が送信したデータを受信する。５２は位置判定部であり、受信部５１から磁束強度と向きおよび位置検出センサのＩＤを受け取る。５３は磁気発生装置データベースであり、磁気発生装置が発生する磁束強度とその設置位置のデータが格納されている。位置判定部５２は磁気発生装置データベース５３を参照して、入力された磁束強度に対応する磁気発生装置を特定し、その設置位置と位置検出センサのＩＤおよび受信時刻を移動体位置データベース５４に格納する。この移動体位置データベース５４を参照することにより、特定の移動体の位置履歴、すなわち通過した経路を知ることができる。

図３を用いて、位置判定部５２の動作を詳細に説明する。工程（Ｐ４−１）で位置検出センサ３０のＩＤと検出した磁束強度、向きを受信すると、工程（Ｐ４−２）で磁気発生装置データベース５３を参照して磁気発生装置を特定する。工程（Ｐ４−３）で、検出した磁束強度に対応する磁気発生装置が存在するかどうかを判定し、存在していれば工程（Ｐ４−４）でその磁気発生装置の位置、位置検出センサのＩＤおよび受信時刻を移動体位置データベース５４に書き込む。

該当する磁気発生装置がないと地磁気であると判断し、工程（Ｐ４−５）で検出した磁束の向きから移動体の向きを算出し、移動体位置データベース５４にこの向きと位置検出センサのＩＤ、受信時刻を書き込む。

図４に本実施例の使用例を示す。なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図４において、６０ａ、６０ｂはゲート（門）であり、ゲート６０ａに磁気発生装置２０が設置されている。６１は移動体である人であり、位置検出センサ３０を装着している。位置検出センサ３０は所定の周期で磁束強度と向きを測定し、無線受信機４０に送信する。ホストコンピュータ５０は、図３のアルゴリズムによって人６１の位置あるいは向きを判定し、移動体位置データベース５４に格納する。磁束強度を検出する周期は、一定あるいは人（移動体）６１の移動速度に基づいて決定する。

人６１がゲート６０ａ、６０ｂから十分離れていると、磁束強度が弱くなるので磁気発生装置を特定することができない。ホストコンピュータ５０は地磁気と判定して磁束の向きを移動体位置データベース５４に保存する。従って、人がゲート６０ａ、６０ｂの方を向いているか、逆方向を向いているかを判定することができる。ゲート６０ａ、６０ｂを通過する前後における磁束（地磁気）の向きにより、人６１が矢印６２の方向に進んでいるか、逆方向に進んでいるかを区別することができる。この特性を利用すると入場と退場を区別することができるので、入退場者数のトレンドを把握することができる。また、位置検出センサ３０は一定周期で電波を発信しているので、移動体が電波の受信範囲内にいるかどうかを把握することができる。

人６１がゲート６０ａの近くを通過するか、６０ｂの近くを通過するかによって、検出する磁束強度が異なる。この差をΔｋｍ、磁気発生装置２０が発生する磁束強度をＫｍとすると、他の磁気発生装置が発生する磁束強度Ｋを、
Ｋ−Δｋｍ＞Ｋｍ
または
Ｋｍ−Δｋｍ＞Ｋ
とすることにより、磁束強度だけで磁気発生装置を特定することができる。ＲＦＩＤタグの場合はＲＦＩＤタグリーダにＲＦＩＤタグを近接させないと検出することができないが、本実施例ではゲート６０ａと６０ｂの間であればどこを通過しても、検出することができる。

図４実施例ではゲート６０ａに磁気発生装置を設置したが、これに限られることはない。展示場内の要所に磁気発生装置を複数個設置することにより、どの部分に人が集まっているか、あるいは人がどのように移動しているかを検出することができる。

なお、この実施例では磁気発生装置が発生する磁束強度を変えることにより、磁気発生装置を特定するようにしたが、磁気発生装置が発生する磁束強度を磁気発生装置固有のパターンで変動させ、この変動パターンを検出して磁気発生装置を特定するようにしてもよい。磁気発生装置と位置検出センサ間の距離による検出磁束強度の変動を考慮すると、磁束強度で磁気発生装置を特定する構成では、区別することができる磁気発生装置の数が制限される。

これに対して変動パターンはより多くの種類を作ることができるので、より多くの磁気発生装置を同時に使用することができる。そのため、ゲートの数が多い、広い展示場にも対応することができる。また、磁束強度に制限がないので、位置検出精度を要求されない場所では磁束強度を強くして１台の検出対象範囲を広くし、位置検出精度が要求される場所では磁束強度を弱くして設置密度を高くするなど、用途に応じて種々の使い分けをすることができる。

なお、図１実施例では無線受信機４０とホストコンピュータ５０を別物としたが、無線受信機４０をホストコンピュータ５０に内蔵させるようにしてもよい。また、位置検出センサ３０からのデータを受信した時刻を移動体位置データベース５４に格納するようにしたが、位置検出センサ３０が送信時刻を送信し、その送信時刻を移動体位置データベース５４に格納するようにしてもよい。送信時刻と受信時刻はほぼ同じなので、送信時刻を受信時刻と見なしても、実用上問題になることはない。

本発明の一実施例を示す構成図である。 ホストコンピュータの構成図である。 ホストコンピュータの動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施例の応用例の説明図である。 従来の通過検出システムの構成図である。 従来の通過検出システムの動作を表すフローチャートである。

符号の説明

２０ 磁気発生装置
３０ 位置検出センサ
３１ 磁気センサ
３２ 無線送信部
４０ 無線受信機
５０ ホストコンピュータ
５１ 受信部
５２ 位置判定部
５３ 磁気発生装置データベース
５４ 移動体位置データベース
６０ａ、６０ｂ ゲート

Claims (4)

1. 所定の磁束強度を有する磁気を発生する磁気発生装置と、
   移動体に装着され、周囲の磁気を検出する磁気センサ、およびこの磁気センサが検出した磁気データおよびＩＤを所定の周期で送信する無線送信部を具備した位置検出センサと、
   前記位置検出センサが送信したデータを受信し、受信した磁気データから磁気を発生した磁気発生装置を特定し、この特定した磁気発生装置の位置と受信したＩＤ、および受信時刻を保存するホストコンピュータと、
   を具備したことを特徴とする移動体の位置検出システム。
2. 前記位置検出センサは周囲磁気の磁束強度と向きを検出して送信し、
   前記ホストコンピュータは、磁場発生装置を特定できないときは地磁気と判断して磁気の向きを保存するようにしたことを特徴とする請求項１記載の移動体の位置検出システム。
3. 前記磁気発生装置は、固有の磁束強度を有する磁気を発生し、
   前記ホストコンピュータは、受信した磁束強度から磁気発生装置を特定するようにしたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載の移動体の位置検出システム。
4. 前記磁気発生装置は、固有の変動パターンを有する磁気を発生し、
   前記ホストコンピュータは、この固有の変動パターンから磁気発生装置を特定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の移動体の位置検出システム。

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