JP2008103968A - 移動物体の位置探査装置及び位置探査方法 - Google Patents

Abstract

【解決すべき課題】複雑な物流経路における移動物体の位置を高精度に、且つ経済的に有利に探査することを可能にした移動物体の位置探査装置及び位置探査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】基地局との送受信が可能な公衆通信用移動端末１と、移動物体追跡用電波発信機（テレメトリー用電波発信機）７及びブザー６を備えた探査装置本体９によって公衆通信用移動端末１による測位誤差範囲内でテレメトリー用電波発信機７による測位を行い、当該テレメトリー用電波発信機７による測位誤差範囲内でブザー６を鳴動させることにより移動物体の位置を正確に特定する。
【選択図】図１

Description

本発明は複雑な物流経路における移動物体の位置を高精度に探査可能な移動物体の位置探査装置及び位置探査方法に関する。

物流の分野では、紛失物の発見や、適切且つ正確な物流を維持するために、移動貨物、運搬車両、荷役用パレットを始めとした荷役機器類など移動物体の現在位置を遠隔で探査する技術が必要とされている。車両以外の貨物や荷役機器類は、倉庫や、店舗、オフィス内などに存在することが多いため、屋内での探査も当然必要とされる。
また、誤配送により貨物が日本全国を移動することもあるため、広範囲での探査が必要とされる。さらに、紛失物発見の際には、移動物体を直接視認できる距離まで探査精度を上げる必要がある。

移動物体の位置探査に関連する技術として、これまでに次の三つの方法が考えられている。第一の方法は、後述する特許文献にも示されているように、移動物体に、ＰＨＳなどの公衆通信用移動端末を装着し、公衆通信用移動端末により公衆通信用固定基地局の電波強度を測定し、当該電波強度により基地局からの距離を算出し、三点測量の応用で移動物体の位置を探査する方法である。

この方法は、公衆通信が可能な広い範囲に適用することができると共に、自動計測が可能という利点があり、車両や、荷役機器類などの移動経路測位に用いられている。この方法の場合、通常は、１日数回の計測を行い、電池寿命は半年以上である。しかしながら、この探査方法によった場合は、計測誤差が数百メートルと大きいため、大まかな位置確認は可能であるとしても、紛失物の発見には使用できなかった。

第二の方法は、ラジオテレメトリー法と称される方法で、移動物体に移動体追跡用の電波発信機を装着し、八木アンテナ（登録商標）のような指向性能の良好なアンテナを有する受信機により発信機の方向を検出し、その方向に受信機を移動して移動物体に到達するようにしたもので、基地局の存在しないエリアにおいても適用できると共に、誤差１０メートル程度で探査が可能なため、野性動物や車両の探査に用いられている。

しかしながら、この方法の場合、発信機の電波到達範囲が最大数キロメートルと狭いため、広域での位置探査には不向きであった。また、移動物体が保管庫の中にある場合など、直接移動物体を視認できない場合には、移動物体の発見に時間が掛かるという問題もあった。

第三の方法は、移動物体にＧＰＳ受信機を装着し、その位置データを公衆移動通信網により送信する方法である。この方法は数メートルの精度があり、公衆通信が可能な広い範囲で利用可能という利点があるが、ＧＰＳ電波を受信できない屋内では測位できないという欠点があるため、車両以外の探査には利用できなかった。
特開２００３−１１９７３公報

上記したように、物流業界では、紛失物の早期発見や、適切且つ正確な物流を維持するために、移動物体の現在位置を遠隔で探査する必要があるが、移動物体のうち車両以外の貨物や荷役機器類は、倉庫や、店舗、オフィス内などに一時的に留め置かれることが多いため、屋内での探査が不可欠であり、且つ、誤配送などにより貨物が広域に亘り移動することがあるため、広範囲での探査が必要とされる。さらに、紛失物発見の際には、移動物体を直接視認できる距離まで探査精度を上げる必要がある。

ところが、前記した従来方法によっては、これら全ての要請に応じることができず、広い範囲に存在する、屋内位置を含む移動物体の現在位置を、直接視認できる距離まで正確に、且つ経済的に有利に探査する方法及び装置に対する要望には強いものがある。

本発明は、基地局との送受信が可能な公衆通信用移動端末と、テレメトリー用電波発信機及びブザーとを備えた探査装置によって公衆通信用移動端末による測位誤差範囲内でテレメトリー用電波発信機による測位を行い、当該テレメトリー用電波発信機による測位誤差範囲内でブザーを鳴動させることにより複雑な物流経路における移動物体の位置を高精度に、且つ経済的に有利に探査することを可能にした移動物体の位置探査装置及び位置探査方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するための本発明の構成を詳述すれば、請求項１に係る発明は、基地局との送受信が可能な公衆通信用移動端末と、この公衆通信用移動端末が通信状態であることを表示するＬＥＤと、このＬＥＤが発する光を受け電気信号に変換する光センサと、この光センサから送出される信号によってマイクロコントローラを介して駆動される移動物体追跡用電波発信機及びブザーとを具備してなる探査装置と、この探査装置が発信する電波を受ける高指向性アンテナ及び電波測定機を具備してなる受信機とからなり、前記探査装置を移動物体に装着し、前記公衆通信用移動端末による測位誤差の範囲内で移動物体追跡用電波発信機による測位を行い、当該移動物体追跡用電波発信機による測位誤差の範囲内でブザーを鳴動させることにより移動物体の位置探査を行うようにしたことを特徴とする移動物体の位置探査装置である。

請求項２に係る発明は、請求項１の位置探査装置において、公衆通信用移動端末が通信状態であることを表示するＬＥＤの発光パターンにより移動物体追跡用電波発信機の駆動とブザーの鳴動を選択的に行うことを特徴とする移動物体の位置探査装置である。

さらに、請求項３に係る発明は、公衆通信用移動端末を用いた第一の探査ステップと、この第一の探査ステップによる測位誤差の範囲内において移動物体追跡用電波発信機から電波を発信して行う第二の探査ステップと、この第二の探査ステップによる測位誤差の範囲内でブザーを鳴動させ移動物体の位置を特定する第三のステップからなることを特徴とする移動物体の位置探査方法である。

請求項１及び３に係る発明では、公衆通信用移動端末とテレメトリー用電波発信機及びブザーを併用することで、広範囲、且つ屋内においても高精度の位置探査を行うことができる。

すなわち、先ず、公衆通信用移動端末により、広域の位置計測を行う。たとえば、商用のＰＨＳ端末を用いれば、日本全国の物流網をほゞ完全に網羅して位置探査を行うことができる。当該公衆通信用移動端末を利用した大まかな位置検索に続いてテレメトリー用電波発信機及び受信機を用いて狭域の探査を行う。

ＰＨＳなどの公衆通信用移動端末による探査誤差は数百メートルであるが、たとえば車両追跡用のテレメトリー用電波発信機は数キロメートルの探査範囲がある。そこで、公衆通信用移動端末により測定された範囲内に受信機を持ち込めば、テレメトリー用電波発信機の電波を受信することができる。

受信機によって、一度でもテレメトリー用電波発信機からの電波を受けることができれば、受信機の指向性を用いることで、テレメトリー用電波発信機、すなわち移動物体の近傍に到達することができる。

最後に、ブザーの鳴動により移動物体の正確な位置を検出する。テレメトリー用電波発信機の測位誤差は１０メートル程度あるが、ブザーの鳴動音は１０メートル程度であれば十分に聞き取ることができる。これによって、移動物体が机の中など、直接視認できない位置にあっても発見することができる。

次に、請求項２に係る発明では、テレメトリー用電波発信機及びブザーの消費電力を低減し、且つ公衆通信用移動端末に改造を加えずに経済的に有利に探査装置を構成することができる。物流機器類の探査では、通常数ヶ月の電池寿命が要求されるが、必ずしも連続的な探査は必要でなく、１日数回の探査で十分な場合が多い。

一方、テレメトリー法や、ブザーの鳴動により探査を行う場合には、少なくとも１秒間に数回の電波発信や鳴動が必要である。このため、テレメトリー用電波発信機とブザーを数ヶ月間稼働させるには、大量の電池を移動物体に搭載する必要が生じるし、ブザーの場合には、騒音によるトラブルも発生する。このため、単純に公衆通信用移動端末と発信機とブザーを組み合わせただけでは、実用的な探査装置を構成することができない。

実際の物流現場において、移動貨物や、荷役機器類を紛失することは稀である。このため、通常探査時は、公衆通信用移動端末による低精度の探査で十分であり、移動物体が想定外の位置に留め置かれた場合にのみ高精度の探査が必要となる場合が多い。そこで、通常時は、移動物体追跡用電波発信機（テレメトリー用電波発信機）とブザーを停止し、公衆通信用移動端末のみ１日数回程度動作させ、低精度の探査を行う。

公衆通信用移動端末による探査で異常を検出した場合に、移動物体追跡用電波発信機を動作させる。この方法としては、基地局側から公衆通信用移動端末に通信信号を送る。これには、公衆通信網を用いて、携帯電話などから移動端末に電話を掛ければよい。

殆どの移動端末にはＬＥＤが装備されており、受信時に発光するようになっている。そこで、光センサを探査装置における公衆通信用移動端末のＬＥＤに対向する外部位置に配設し、当該光センサによってＬＥＤの発光を検出し、光センサの出力によりテレメトリー用電波発信機のスイッチを閉じるように構成する。

次いで、テレメトリー法により、移動物体に十分近づいたら、再度公衆通信用移動端末に信号を送ってＬＥＤを発光させる。この発光を検出してブザーを鳴動させることにより移動物体を視認できる位置まで探査することが可能となる。なお、テレメトリー用電波発信機とブザーの起動を区別するには、たとえば、光センサの出力信号をマイコンに入力し、１回目の光信号によりテレメトリー用電波発信機のスイッチを、２回目の光信号によりブザーのスイッチを閉じるように制御プログラムを作成すればよい。

上記したように、本発明によれば、基地局との送受信が可能な公衆通信用移動端末と、テレメトリー用電波発信機及びブザーとを備えた探査装置によって公衆通信用移動端末による測位誤差範囲内でテレメトリー用電波発信機による測位を行い、当該テレメトリー用電波発信機による測位誤差範囲内でブザーを鳴動させることにより複雑な物流経路における移動物体の位置を高精度に、且つ経済的に有利に探査することを可能にした移動物体の位置探査装置及び探査方法を提供することができる。

以下、本発明に係る移動物体の位置探査装置及び位置探査方法の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明移動物体位置探査装置の一実施形態を示す構成図、図２は本発明移動物体位置探査方法の一実施形態を示す説明図である。

図中９は移動貨物、運搬車両、荷役用パレットを始めとした荷役機器類などの移動物体に装着する探査装置本体を示し、当該探査装置本体は公衆通信用移動端末、移動物体追跡用電波発信機及びブザーを具備している。

１は当該探査装置本体９の中核をなすＰＨＳなど基地局との送受信が可能な公衆通信用移動端末、２は当該公衆通信用移動端末１に配設されている通信状態を発光にて表示するＬＥＤ、３はこのＬＥＤの発光を受ける受光部、４は当該受光部３がＬＥＤ２の発光を受けてこれを電気信号に変換する光センサ、５はブザー６とテレメトリー用電波を発信する移動物体追跡用電波発信機７を制御するマイクロコントローラ、８はバッテリ電源をそれぞれ示す。

１７は前記探査装置本体９における移動物体追跡用電波発信機７から発信される電波を受信する八木アンテナ（登録商標）のような高指向性アンテナ１１及び電波測定機１２とからなる受信機である。

移動物体の探査手順は、先ず、探査装置本体９における公衆通信用移動端末１が公衆電話網に接続が可能な公衆通信用固定基地局との通信を行う。オペレータ１３は、公衆電話網を用いた既知の測位手段により、探査装置本体９に具備されている移動物体追跡用電波発信機７の電波到達範囲内の地点１４に移動する。

公衆通信用移動端末１と公衆電話網を用いて通信を行うと、公衆通信用移動端末１の外周部に付設されたＬＥＤ２が特定の発光パターンで発光する。光センサ４及びマイクロコントローラ５は当該ＬＥＤ２の特定の発光パターンを検知し、移動物体追跡用電波発信機７を制御し、移動物体追跡用電波発信機７は電波１０を発信する。

高指向性アンテナ１１及び電波測定機１２を具備する受信機１７は、移動物体追跡用電波発信機７が発する電波１０を受信する。オペレータ１３は高指向性アンテナ１１の角度及び電波測定機１２の受信レベルを確認しながら、探査装置本体９が取付けられた移動物体の方向と距離を判断し、探査装置本体９から数メートルの範囲内の地点に移動する。
なお、アンテナ１１は強い指向性を有するため、アンテナの向きと受信電波強度の関係より移動物体追跡用電波発信機７の方向を推定することができる。

したがって、高指向性アンテナ１１と電波測定機１２によって連続的に電波１０を測定し、電波強度の強い方向へ逐次移動すれば、移動物体追跡用電波発信機７、すなわち移動物体に接近することができる。探査装置本体９がビルなどの建物内にある場合、オペレータ１３は建物内においても同様に電波を測定し垂直及び水平方向に移動することにより、探査装置本体９のある階と部屋の位置を特定する。

探査装置本体９から数メートルの範囲内にいるオペレータ１３が、再び移動物体追跡用電波発信機７と公衆電話網を用いて通信を行うと、ＬＥＤ２が特定の発光パターンで発光し、光センサ４及びマイクロコントローラ５は、ＬＥＤ２の特定の発光パターンを検知し、ブザー６を制御し、ブザー６は鳴動を始める。オペレータ１３は聴覚により探査装置本体９の正確な位置を特定することができる。

次に、移動物体追跡用電波発信機（テレメトリー用電波発信機）とブザーを装着した探査装置本体９を戸口輸送用荷物のパッケージ内に封入し、戸口輸送用荷物の位置を探査したときの実施例を示す。

先ず、戸口輸送用荷物のパッケージ内に封入した探査装置本体９で測定した周辺の基地局の電波強度から基地局までの距離を測定し、三点測量により移動端末の位置を算出する測位方法による測位結果を取得する。基地局を用いた測位システムは既に商用化されており、この測位システムを用いると、インターネット上のパソコンからの操作により、地図上に公衆通信用移動端末１の位置がプロットされる。

基地局を用いた測位方法において、公衆通信用移動端末１が基地局からの電波を測定する際、基地局からの電波が遮断されたり、反射を起こしたりすると、電波強度の値が変動するため測位に誤差が生じる。誤差の大きさは、通信用基地局の設置間隔に依存する。

そこで、基地局設置間隔より、測位誤差１６を想定し、測位誤差１６がテレメトリー用電波発信機７の電波到達範囲１５内にある場合、測位された地点１４に移動する。基地局を用いた測位方法による測位地点１４に移動したオペレータ１３は、公衆通信用移動端末１と公衆電話網を用いて通信を行うことにより、公衆通信用移動端末１に備えられたＬＥＤ２を発光させ、これによりテレメトリー用電波発信機７より電波１０を発信させる。

高指向性アンテナ１１と電波測定機１２を具備した受信機１７は、テレメトリー用電波発信機７が発する電波１０を受信する。オペレータ１３は、アンテナ１１の向き及び電波測定機１２の受信レベルを確認しながら、探査装置本体９の方向と距離を判断し、戸口輸送用荷物のパッケージ内の探査装置本体９から数メートルの範囲内の地点に移動する。

戸口輸送用荷物は建物内に他の荷物などと共に留め置かれることが多いので、荷物のある部屋が特定できても、目視で荷物の所在場所を特定できない場合が多い。そこで、探査装置本体９から数メートルの範囲内にいるオペレータ１３が、再び戸口輸送用荷物のパッケージ内の移動端末１と公衆電話網を用いて通信を行うと、ＬＥＤ２が特定の発光パターンで発光し、ブザー６はマイクロコントローラ５を介して鳴動を始める。オペレータは、聴覚を用いて探査装置本体９の封入された戸口輸送用荷物のパッケージの正確な位置を特定する。

このように、本発明によれば、物流における移動物体の現在位置を広域且つ高精度に探査することが可能になる。また、移動物体追跡用電波発信機及びブザーの消費電力を低減し、且つ公衆通信用移動端末に改造を加えずに探査装置を構成することができ、経済的に有利に探査することができる。

本発明移動物体位置探査装置の一実施形態を示す構成図である。 本発明移動物体位置探査方法の一実施形態を示す説明図である。

符号の説明

１：公衆通信用移動端末
２：ＬＥＤ
３：受光部
４：光センサ
５：マイクロコントローラ
６：ブザー
７：移動物体追跡用電波発信機（テレメトリー用電波発信機）
８：バッテリ電源
９：探査装置本体
１０：テレメトリー用電波発信機が発する電波
１１：高指向性アンテナ
１２：電波測定機
１３：オペレータ
１４：測位地点
１５：テレメトリー用電波発信機の電波到達範囲
１６：測位誤差範囲
１７：受信機

Claims (3)

1. 基地局との送受信が可能な公衆通信用移動端末と、この公衆通信用移動端末が通信状態であることを表示するＬＥＤと、このＬＥＤが発する光を受け電気信号に変換する光センサと、この光センサから送出される信号によってマイクロコントローラを介して駆動される移動物体追跡用電波発信機及びブザーとを具備してなる探査装置と、この探査装置が発信する電波を受ける高指向性アンテナ及び電波測定機を具備してなる受信機とからなり、前記探査装置を移動物体に装着し、前記公衆通信用移動端末による測位誤差の範囲内で移動物体追跡用電波発信機による測位を行い、当該移動物体追跡用電波発信機による測位誤差の範囲内でブザーを鳴動させることにより移動物体の位置探査を行うようにしたことを特徴とする移動物体の位置探査装置。
2. 請求項１の位置探査装置において、公衆通信用移動端末が通信状態であることを表示するＬＥＤの発光パターンにより移動物体追跡用電波発信機の駆動とブザーの鳴動を選択的に行うことを特徴とする移動物体の位置探査装置。
3. 公衆通信用移動端末を用いた第一の探査ステップと、この第一の探査ステップによる測位誤差の範囲内において移動物体追跡用電波発信機から電波を発信して行う第二の探査ステップと、この第二の探査ステップによる測位誤差の範囲内でブザーを鳴動させ移動物体の位置を特定する第三のステップからなることを特徴とする移動物体の位置探査方法。

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