JP2013137317A - Monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、監視システムに関するものである。 The present invention relates to a monitoring system.
従来より、レーザ光を用いて検出物体までの距離や方位を検出する技術として例えば特許文献1のような装置が提供されている。この特許文献1の装置では、レーザ光発生手段からのレーザ光の光軸上に、レーザ光を透過させ、かつ検出物体からの反射光を検出手段に向けて反射する光アイソレータを設けている。更に、光アイソレータを透過するレーザ光の光軸上において当該光軸方向の中心軸を中心として回動する凹面鏡を設け、この凹面鏡によってレーザ光を空間に向けて反射させると共に、検出物体からの反射光を光アイソレータに向けて反射させることで360°の水平走査を可能としている。
Conventionally, for example, an apparatus as disclosed in
しかしながら、特許文献1のようなレーザレーダ装置では、物体までの距離や方位を検出することができるが、物体に関する具体的情報を取得できないという問題がある。例えば、物体が許可された物体であるか許可されていない物体であるかを区別するといったことはできない。
However, the laser radar device as in
一方、無線通信技術を利用して距離や方位を検出する技術として、特許文献2のような無線タグ探索装置が提供されている。この特許文献2の技術では、受信した電磁波の受信強度やアンテナの受信特性、無線タグの送信特性に基づいて無線タグの距離や方向を推定している。この技術によれば、探索装置側で無線タグに記録された各種情報を取得できるため、単に物体の有無を検出するだけでなく、物体に関する具体的情報を取得することも可能となる。しかしながら、この特許文献2の技術では、無線タグの検出のみに制限されてしまい、無線タグ以外の検出を行えないという問題がある。例えば、探索装置の通信可能範囲内に無線タグを所持していない侵入者が存在するような場合には検出することができない。 On the other hand, as a technique for detecting a distance and a direction by using a wireless communication technique, a wireless tag searching device as in Patent Document 2 is provided. In the technique of Patent Document 2, the distance and direction of the wireless tag are estimated based on the received intensity of the received electromagnetic wave, the reception characteristic of the antenna, and the transmission characteristic of the wireless tag. According to this technique, since various information recorded in the wireless tag can be acquired on the search device side, it is possible not only to detect the presence / absence of an object but also to acquire specific information about the object. However, the technique of Patent Document 2 is limited to the detection of the wireless tag, and there is a problem that it is impossible to detect other than the wireless tag. For example, it cannot be detected when there is an intruder who does not have a wireless tag within the communicable range of the search device.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、無線通信媒体の有無に限らず監視エリア内に存在する物体をより精度高く検出でき、かつ無線通信媒体を有する物体については各物体の具体的内容をより正確に把握し得る監視システムを提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is not limited to the presence or absence of a wireless communication medium. An object of the present invention is to provide a monitoring system capable of grasping the specific contents of each object more accurately for objects having media.
請求項1の発明は、レーザ光を走査するレーザ光走査手段と、前記レーザ光走査手段によって走査される前記レーザ光が物体にて反射した反射光を受光する受光手段と、前記受光手段による受光結果に基づいて前記物体の方位を検出する検出手段と、を有するレーザ装置と、
可変指向性アンテナと、前記可変指向性アンテナの指向性を制御する指向性制御手段と、前記可変指向性アンテナを介して送受信される電波を媒介として無線通信媒体と無線通信を行う無線通信手段とを有する無線リーダと、
前記無線リーダと無線通信可能な1又は複数の前記無線通信媒体と、
を備え、
前記検出手段は、前記受光手段による前記反射光の受光結果に基づいて前記物体の方位及び前記物体までの距離を検出する構成をなし、
前記指向性制御手段は、前記検出手段によって検出された前記物体の方位に基づいて電波を発射するように前記可変指向性アンテナの指向性を制御し、
前記無線リーダの前記無線通信手段は、
少なくとも前記検出手段によって検出された前記距離のデータを前記可変指向性アンテナを介して前記無線通信媒体に送信し、
前記無線通信媒体は、
前記無線リーダからの前記距離のデータを受信する受信手段と、
前記無線リーダに対して応答電波を送信するか否かを、少なくとも前記受信手段によって受信された前記距離のデータに基づいて判断する応答判断手段と、
前記応答判断手段によって前記応答電波を送信すると判断された場合に前記無線リーダに対して前記応答電波を送信する応答電波送信手段と、
を有することを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a laser beam scanning unit that scans a laser beam, a light receiving unit that receives reflected light reflected from an object by the laser beam scanned by the laser beam scanning unit, and a light receiving unit that receives the light. Detecting means for detecting the orientation of the object based on the result, and a laser device,
A variable directivity antenna, directivity control means for controlling the directivity of the variable directivity antenna, and wireless communication means for performing wireless communication with a wireless communication medium via a radio wave transmitted and received via the variable directivity antenna A wireless reader having
One or more wireless communication media capable of wireless communication with the wireless reader;
With
The detection means is configured to detect the azimuth of the object and the distance to the object based on a light reception result of the reflected light by the light receiving means,
The directivity control means controls the directivity of the variable directivity antenna so as to emit radio waves based on the orientation of the object detected by the detection means,
The wireless communication means of the wireless reader is:
Transmitting at least the distance data detected by the detection means to the wireless communication medium via the variable directional antenna;
The wireless communication medium is
Receiving means for receiving the distance data from the wireless reader;
Response determination means for determining whether to transmit a response radio wave to the wireless reader based on at least the distance data received by the reception means;
Response radio wave transmission means for transmitting the response radio wave to the wireless reader when the response determination means determines to transmit the response radio wave;
It is characterized by having.
構成1の発明は、請求項1に記載の監視システムにおいて、前記指向性制御手段は、前記検出手段によって検出された前記物体の方位に基づき、前記物体に向けて電波を発射するように前記可変指向性アンテナの指向性を制御することを特徴としている。
The monitoring system according to
構成2の発明は、構成1に記載の監視システムにおいて、更に、前記無線通信手段による前記無線通信媒体の読取結果と、所定の登録手段に予め登録された登録データとに基づいて前記検出物体によって検出された物体が許可された物体であるか否かを判別する物体判別手段が設けられていることを特徴としている。
The invention of Configuration 2 is the monitoring system according to
構成3の発明は、請求項1、構成1、構成2のいずれか1つに記載の監視システムにおいて、前記無線リーダの前記無線通信手段が、前記距離のデータに加え、当該無線リーダの送信出力、及び前記可変指向性アンテナのアンテナ利得を、前記可変指向性アンテナを介して前記無線通信媒体に送信する構成をなしている。
そして、前記無線通信媒体は、前記受信手段によって、前記距離、前記無線リーダの送信出力、前記可変指向性アンテナのアンテナ利得のデータをそれぞれ受信し、更に、前記無線リーダから受信した電波の電波強度を検出する電波強度検出手段と、前記無線リーダの送信出力、前記可変指向性アンテナのアンテナ利得、当該無線通信媒体のアンテナ利得、及び前記電波強度検出手段によって検出された前記電波強度に基づいて、前記無線リーダまでの推定距離を算出する推定距離算出手段と、を備えている。
そして、前記応答判断手段は、前記受信手段によって取得された前記距離と、前記推定距離算出手段によって算出された前記推定距離とが所定の許容関係を満たす場合に、前記応答電波を送信すると判断している。
The invention of Configuration 3 is the monitoring system according to any one of
The wireless communication medium receives the distance, the transmission output of the wireless reader, and the antenna gain data of the variable directivity antenna, respectively, by the receiving means, and further the radio field intensity of the radio wave received from the wireless reader Based on the radio wave intensity detection means for detecting the transmission output of the radio reader, the antenna gain of the variable directivity antenna, the antenna gain of the radio communication medium, and the radio wave intensity detected by the radio wave intensity detection means, Estimated distance calculating means for calculating an estimated distance to the wireless reader.
The response determining unit determines to transmit the response radio wave when the distance acquired by the receiving unit and the estimated distance calculated by the estimated distance calculating unit satisfy a predetermined allowable relationship. ing.
構成4の発明は、請求項1、構成1から構成3のいずれか1つに記載の監視システムにおいて、前記無線リーダと無線通信可能な1又は複数の前記無線通信媒体が設けられており、前記検出手段が、前記受光手段による前記反射光の受光結果に基づいて前記物体の方位及び前記物体までの距離を検出する構成をなし、前記指向性制御手段が、前記検出手段によって検出された前記物体の方位に基づいて電波を発射するように前記可変指向性アンテナの指向性を制御している。
更に、前記無線リーダの前記無線通信手段は、少なくとも前記検出手段によって検出された前記距離、当該無線リーダの送信出力、前記可変指向性アンテナのアンテナ利得、及び当該無線リーダの受信感度のデータを前記可変指向性アンテナを介して前記無線通信媒体に送信している。
また、前記無線通信媒体は、前記無線リーダからの、前記距離、前記無線リーダの送信出力、前記可変指向性アンテナのアンテナ利得、及び前記無線リーダの受信感度のデータを受信する受信手段と、前記無線リーダから受信した電波の電波強度を検出する電波強度検出手段と、前記無線リーダに対して応答電波を送信する応答電波送信手段と、前記無線リーダの送信出力、前記可変指向性アンテナのアンテナ利得、当該無線通信媒体のアンテナ利得、及び前記電波強度検出手段によって検出された前記電波強度に基づいて、前記無線リーダまでの推定距離を算出する推定距離算出手段と、前記推定距離算出手段によって算出された前記推定距離と、当該無線通信媒体のアンテナ利得と、前記可変指向性アンテナのアンテナ利得と、前記無線リーダの受信感度とに基づいて前記応答電波の出力を調整する出力調整手段と、を有している。
The invention of Configuration 4 is the monitoring system according to any one of
Further, the wireless communication means of the wireless reader receives at least the distance detected by the detection means, the transmission output of the wireless reader, the antenna gain of the variable directivity antenna, and the reception sensitivity data of the wireless reader. The data is transmitted to the wireless communication medium via a variable directivity antenna.
In addition, the wireless communication medium includes receiving means for receiving data on the distance from the wireless reader, the transmission output of the wireless reader, the antenna gain of the variable directivity antenna, and the reception sensitivity of the wireless reader; Radio wave intensity detection means for detecting the radio wave intensity of the radio wave received from the wireless reader, response radio wave transmission means for transmitting a response radio wave to the radio reader, transmission output of the radio reader, antenna gain of the variable directivity antenna Calculated by the estimated distance calculating means for calculating the estimated distance to the wireless reader based on the antenna gain of the wireless communication medium and the radio wave intensity detected by the radio wave intensity detecting means. The estimated distance, the antenna gain of the radio communication medium, the antenna gain of the variable directivity antenna, and the radio And a, and an output adjusting means for adjusting the output of the response radio wave based on the reception sensitivity over da.
構成5の発明は、請求項1、構成1〜構成4のいずれか1つに記載の監視システムにおいて、前記指向性制御手段が、前記検出手段によって検出された前記物体の方位に基づき、前記物体に向けて電波を発射するように前記可変指向性アンテナの指向性を制御しており、更に、前記指向性制御手段によって前記指向性が制御されたときに前記無線リーダによって前記無線通信媒体が読み取られなかった場合に報知を行う報知手段が設けられている。
The invention of Configuration 5 is the monitoring system according to any one of
構成6の発明は、請求項1、構成1〜構成5のいずれか1つに記載の監視システムにおいて、前記無線通信媒体が、内蔵電池を有するアクティブタグとして構成されている。
The invention of configuration 6 is the monitoring system according to any one of
請求項1の発明は、レーザ光を走査するレーザ光走査手段と、前記レーザ光走査手段によって走査される前記レーザ光が物体にて反射した反射光を受光する受光手段と、前記受光手段による受光結果に基づいて前記物体の方位を検出する検出手段と、を有するレーザ装置と、可変指向性アンテナと、前記可変指向性アンテナの指向性を制御する指向性制御手段と、前記可変指向性アンテナを介して送受信される電波を媒介として無線通信媒体と無線通信を行う無線通信手段とを有する無線リーダとを備えており、前記指向性制御手段が、前記検出手段による前記物体の検出結果に基づいて前記可変指向性アンテナの指向性を制御している。
この構成によれば、レーザ装置により、無線通信媒体の有無に限らず監視エリア内に存在する物体をより精度高く検出できる。更に、レーザ装置による物体の検出結果に基づいて可変指向性アンテナの指向性を制御することができるため、レーザ装置によって検出された検出物体の位置(距離や方位など)に応じた適切な指向性で電波を発射することができ、検出物体の具体的内容をより正確に把握しやすくなる。
また、無線リーダと無線通信可能な1又は複数の無線通信媒体が設けられており、検出手段が、受光手段による反射光の受光結果に基づいて物体の方位及び物体までの距離を検出する構成をなし、指向性制御手段が、検出手段によって検出された物体の方位に基づいて電波を発射するように可変指向性アンテナの指向性を制御している。更に、無線リーダの無線通信手段は、少なくとも検出手段によって検出された距離のデータを可変指向性アンテナを介して無線通信媒体に送信している。
一方、無線通信媒体には、無線リーダからの距離のデータを受信する受信手段と、無線リーダに対して応答電波を送信するか否かを、少なくとも受信手段によって受信された距離のデータに基づいて判断する応答判断手段と、応答判断手段によって応答電波を送信すると判断された場合に無線リーダに対して応答電波を送信する応答電波送信手段とが設けられている。
このようにすると、レーザ装置が検出した物体についての距離の情報を無線タグに与えることができ、無線タグ側ではこの距離の情報を判断要素として応答するか否かを判断することができる。従って、レーザ装置で得られた距離に基づいて応答する無線タグを制限できるようになり、通信対象とする無線タグを絞りやすくなる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a laser beam scanning unit that scans a laser beam, a light receiving unit that receives reflected light reflected from an object by the laser beam scanned by the laser beam scanning unit, and a light receiving unit that receives the light. Detecting means for detecting the orientation of the object based on the result, a variable directivity antenna, directivity control means for controlling the directivity of the variable directivity antenna, and the variable directivity antenna A wireless reader having wireless communication means for wirelessly communicating with a wireless communication medium through radio waves transmitted / received via the wireless communication medium, and the directivity control means is based on the detection result of the object by the detection means. The directivity of the variable directivity antenna is controlled.
According to this configuration, an object existing in the monitoring area can be detected with higher accuracy by the laser device regardless of the presence or absence of the wireless communication medium. Furthermore, since the directivity of the variable directivity antenna can be controlled based on the detection result of the object by the laser device, appropriate directivity according to the position (distance, orientation, etc.) of the detected object detected by the laser device. Can emit radio waves, and it becomes easier to grasp the specific contents of the detected object more accurately.
In addition, one or a plurality of wireless communication media capable of wireless communication with the wireless reader are provided, and the detection unit detects the direction of the object and the distance to the object based on the light reception result of the reflected light by the light receiving unit. None, the directivity control means controls the directivity of the variable directivity antenna so as to emit radio waves based on the direction of the object detected by the detection means. Further, the wireless communication means of the wireless reader transmits at least the distance data detected by the detection means to the wireless communication medium via the variable directivity antenna.
On the other hand, the wireless communication medium includes a receiving unit that receives distance data from the wireless reader and whether or not to transmit a response radio wave to the wireless reader based on at least the distance data received by the receiving unit. Response determining means for determining and response radio wave transmitting means for transmitting a response radio wave to the wireless reader when the response determining means determines to transmit a response radio wave are provided.
In this way, distance information about the object detected by the laser device can be given to the wireless tag, and the wireless tag side can determine whether or not to respond using this distance information as a determination factor. Accordingly, it is possible to limit the wireless tags that respond based on the distance obtained by the laser device, and it becomes easy to narrow down the wireless tags to be communicated.
構成1の発明では、指向性制御手段が、検出手段によって検出された物体の方位に基づき、物体に向けて電波を発射するように可変指向性アンテナの指向性を制御している。このようにすると、レーザ装置によって検出された物体に向けた適切な方位に電波を発射することができるため、当該検出物体が無線通信媒体を有する場合には当該無線通信媒体を良好に検出し易くなる。
In the invention of
構成2の発明では、無線通信手段による無線通信媒体の読取結果と、所定の登録手段に予め登録された登録データとに基づいて検出物体によって検出された物体が許可された物体であるか否かを判別する物体判別手段が設けられている。このようにすると、レーザ装置によって物体が検出されたときに、その検出物体が許可された物体であるか否かを適切かつ良好に判断できるようになる。 In the second aspect of the invention, whether or not the object detected by the detection object based on the result of reading the wireless communication medium by the wireless communication unit and the registration data registered in advance in the predetermined registration unit is a permitted object. An object discriminating means for discriminating between is provided. In this way, when an object is detected by the laser device, it can be appropriately and satisfactorily determined whether or not the detected object is a permitted object.
構成3の発明では、無線リーダの無線通信手段が、距離のデータに加え、当該無線リーダの送信出力、及び可変指向性アンテナのアンテナ利得を、可変指向性アンテナを介して無線通信媒体に送信する構成をなしている。
そして、無線通信媒体は、受信手段によって、距離、無線リーダの送信出力、可変指向性アンテナのアンテナ利得のデータをそれぞれ受信しており、更に、無線リーダから受信した電波の電波強度を検出する電波強度検出手段と、無線リーダの送信出力、可変指向性アンテナのアンテナ利得、当該無線通信媒体のアンテナ利得、及び電波強度検出手段によって検出された電波強度に基づいて、無線リーダまでの推定距離を算出する推定距離算出手段とを備えている。このようにすると、無線タグ側において無線リーダ側のパラメータを取得することができ、無線タグ側のパラメータと併せて考慮することで、無線リーダとの距離をより正確に推定できるようになる。
更に、応答判断手段は、受信手段によって取得された距離と、推定距離算出手段によって算出された推定距離とが所定の許容関係を満たす場合に、応答電波を送信すると判断している。従って、無線タグリーダから取得した距離と推定距離とが許容関係を満たさない関係性の低い無線タグからの応答を制限することができ、無線タグの省電力化を図ると共に、通信処理の効率化を図ることができる。
In the third aspect of the invention, the wireless communication means of the wireless reader transmits the transmission output of the wireless reader and the antenna gain of the variable directional antenna to the wireless communication medium via the variable directional antenna in addition to the distance data. It has a configuration.
The wireless communication medium receives the distance, the transmission output of the wireless reader, and the antenna gain data of the variable directivity antenna, respectively, by the receiving means, and further detects the radio wave intensity of the radio wave received from the wireless reader. Calculates the estimated distance to the wireless reader based on the intensity detection means, the transmission output of the wireless reader, the antenna gain of the variable directivity antenna, the antenna gain of the wireless communication medium, and the radio wave intensity detected by the radio wave intensity detection means Estimated distance calculating means. In this way, the wireless reader side parameters can be acquired on the wireless tag side, and the distance to the wireless reader can be estimated more accurately by considering the parameters together with the wireless tag side parameters.
Further, the response determination unit determines that the response radio wave is transmitted when the distance acquired by the reception unit and the estimated distance calculated by the estimated distance calculation unit satisfy a predetermined allowable relationship. Accordingly, it is possible to limit the response from the wireless tag having a low relationship in which the distance acquired from the wireless tag reader and the estimated distance do not satisfy the allowable relationship, thereby reducing the power consumption of the wireless tag and improving the efficiency of the communication processing. Can be planned.
構成4の発明は、無線リーダと無線通信可能な1又は複数の無線通信媒体が設けられており、検出手段が、受光手段による反射光の受光結果に基づいて物体の方位及び物体までの距離を検出する構成をなし、指向性制御手段が、検出手段によって検出された物体の方位に基づいて電波を発射するように可変指向性アンテナの指向性を制御している。
更に、無線リーダの無線通信手段は、少なくとも検出手段によって検出された距離、当該無線リーダの送信出力、可変指向性アンテナのアンテナ利得、及び当該無線リーダの受信感度のデータを可変指向性アンテナを介して無線通信媒体に送信している。
また、無線通信媒体は、無線リーダからの、距離、無線リーダの送信出力、前記可変指向性アンテナのアンテナ利得、及び無線リーダの受信感度のデータを受信する受信手段と、無線リーダから受信した電波の電波強度を検出する電波強度検出手段と、無線リーダに対して応答電波を送信する応答電波送信手段と、無線リーダの送信出力、可変指向性アンテナのアンテナ利得、当該無線通信媒体のアンテナ利得、及び電波強度検出手段によって検出された電波強度に基づいて、無線リーダまでの推定距離を算出する推定距離算出手段と、推定距離算出手段によって算出された推定距離と、当該無線通信媒体のアンテナ利得と、可変指向性アンテナのアンテナ利得と、無線リーダの受信感度とに基づいて応答電波の出力を調整する出力調整手段とを有している。
このようにすると、無線タグ側において無線リーダ側のパラメータを取得することができ、無線タグ側のパラメータと併せて考慮することで、無線リーダとの距離をより正確に推定できるようになる。更に、このように推定された距離と、無線通信媒体のアンテナ利得と、可変指向性アンテナのアンテナ利得と、無線リーダの受信感度とに基づいて応答電波の出力を調整しているため、応答電波の出力をより適切に設定することができ、消費電力の無駄を効果的に低減することができる。
The invention of configuration 4 is provided with one or a plurality of wireless communication media capable of wireless communication with a wireless reader, and the detection means determines the direction of the object and the distance to the object based on the result of receiving the reflected light by the light receiving means. The directivity control means controls the directivity of the variable directivity antenna so as to emit radio waves based on the direction of the object detected by the detection means.
Further, the wireless communication means of the wireless reader transmits at least the distance detected by the detection means, the transmission output of the wireless reader, the antenna gain of the variable directional antenna, and the reception sensitivity data of the wireless reader via the variable directional antenna. To the wireless communication medium.
The wireless communication medium includes a receiving means for receiving data of a distance from the wireless reader, a transmission output of the wireless reader, an antenna gain of the variable directivity antenna, and a receiving sensitivity of the wireless reader, and a radio wave received from the wireless reader. Radio wave intensity detection means for detecting the radio wave intensity of the radio, response radio wave transmission means for transmitting a response radio wave to the wireless reader, transmission output of the radio reader, antenna gain of the variable directivity antenna, antenna gain of the radio communication medium, And an estimated distance calculating means for calculating an estimated distance to the wireless reader based on the radio field intensity detected by the radio field intensity detecting means, an estimated distance calculated by the estimated distance calculating means, and an antenna gain of the wireless communication medium An output adjustment means for adjusting the output of the response radio wave based on the antenna gain of the variable directivity antenna and the reception sensitivity of the wireless reader The has.
In this way, the wireless reader side parameters can be acquired on the wireless tag side, and the distance to the wireless reader can be estimated more accurately by considering the parameters together with the wireless tag side parameters. Furthermore, since the output of the response radio wave is adjusted based on the estimated distance, the antenna gain of the wireless communication medium, the antenna gain of the variable directivity antenna, and the reception sensitivity of the wireless reader, the response radio wave Can be set more appropriately, and wasteful power consumption can be effectively reduced.
構成5の発明は、指向性制御手段が、検出手段によって検出された物体の方位に基づき、物体に向けて電波を発射するように可変指向性アンテナの指向性を制御しており、更に、指向性制御手段によって指向性が制御されたときに無線リーダによって無線通信媒体が読み取られなかった場合に報知を行う報知手段が設けられている。
このようにすると、レーザ装置によって検出された物体が無線通信媒体を有していない場合に、そのことをより正確に検出することができ、このような異常物体(無線通信媒体を有していない物体)が検出されたことを知らしめることができる。
According to the fifth aspect of the invention, the directivity control means controls the directivity of the variable directional antenna so as to emit a radio wave toward the object based on the orientation of the object detected by the detection means. Informing means for informing when the wireless communication medium is not read by the wireless reader when the directivity is controlled by the sex control means is provided.
In this way, when the object detected by the laser device does not have a wireless communication medium, it can be detected more accurately, and such an abnormal object (not having a wireless communication medium) It is possible to inform that the (object) has been detected.
構成6の発明は、無線通信媒体が、内蔵電池を有するアクティブタグとして構成されている。このようにすると、無線通信媒体の通信エリアを広く確保し易くなるため、レーザ装置や無線リーダによる監視エリアをより広く設定できるようになる。 In the invention of Configuration 6 , the wireless communication medium is configured as an active tag having a built-in battery. This makes it easy to secure a wide communication area for the wireless communication medium, so that the monitoring area for the laser device and the wireless reader can be set wider.
[第1実施形態]
以下、本発明の監視システムを具現化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。
(監視システムの概要)
まず、第1実施形態に係る監視システム1の概要について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る監視システムを概念的に説明する説明図である。図2は、図1の監視システムで用いられるレーザセンサ(レーザ装置)を概略的に説明する断面図である。図3は、図1の監視システムで用いられる無線タグリーダ(無線リーダ)の電気的構成を概略的に例示するブロック図である。図4は、図1の監視システムで用いられる無線タグの電気的構成を概略的に例示するブロック図である。図5は、図1の監視システムで用いられるコントローラの電気的構成を概略的に例示するブロック図である。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment in which the monitoring system of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.
(Overview of monitoring system)
First, an overview of the
図1に示すように、第1実施形態に係る監視システム1は、例えば、所定の監視エリア内に進入する物体(侵入者等)を検出する物体検出システムとして構成されており、主として、「レーザ装置」の一例に相当するレーザセンサ100と、「無線リーダ」の一例に相当する無線タグリーダ10と、これらに接続されるコントローラ80と、人(例えば許可された者)などによって所持される無線タグ50とによって構成されている。以下、これらの各装置について具体的に説明する。
As shown in FIG. 1, the
(レーザ装置)
図2に示すように、レーザセンサ100は、レーザダイオード110と、検出物体からの反射光L2を受光するフォトダイオード120とを備え、検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。
(Laser device)
As shown in FIG. 2, the
レーザダイオード110は、例えばマイコンなどとして構成される制御回路170の制御により、図示しない駆動回路からパルス電流を受け、このパルス電流に応じたパルスレーザ光(レーザ光L1)を間欠的に発射している。フォトダイオード120は、レーザダイオード110からレーザ光L1が発生し、そのレーザ光L1が検出物体にて反射したとき、その反射光L2を受光して電気信号に変換している。なお、図2では、レーザダイオード110から検出物体に至るまでのレーザ光を符号L1にて概念的に示し、検出物体からフォトダイオードに至るまでの反射光を符号L2にて概念的に示している。また、検出物体からの反射光については所定領域のものが偏向部141に取り込まれる構成となっており、図2では、符号L2で示す2つのライン間の領域の反射光が取り込まれる例を示している。本実施形態では、フォトダイオード120が「受光手段」の一例に相当し、レーザ光走査手段によって走査されるレーザ光が物体にて反射した反射光を受光するように機能する。
The
レーザダイオード110から発射されるレーザ光L1の光軸上にはレンズ160が設けられている。このレンズ160は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード110からのレーザ光L1を平行光に変換している。また、レンズ160を通過したレーザ光L1の光路上には、ミラー130が設けられている。このミラー130は、レンズ160を透過したレーザ光L1の光軸に対して傾斜した反射面130aを備え、レンズ160を透過したレーザ光L1を回動偏向機構140に向けて反射させている。なお、図2の例では、レンズ160を通過した水平方向のレーザ光L1をミラー130によって垂直方向(後述する中心軸142aと平行な方向)に反射させており、その反射した垂直方向のレーザ光L1が回動偏向機構140の偏向部141に入射するようになっている。
A
回動偏向機構140は、平坦な反射面141aを有するミラーからなる偏向部141と、この偏向部141を支持する支持台143と、この支持台143に連結された軸部142と、この軸部142を回転可能に支持する図示しない軸受とを備えている。偏向部141は、ミラー130で反射されたレーザ光L1の光軸上に配置されると共に、中心軸142aを中心として回動可能とされている。この偏向部141は、レーザダイオード110からのレーザ光L1を空間に向けて偏向(反射)させ、且つ検出物体からの反射光L2をフォトダイオード120に向けて偏向(反射)させる構成をなしている。また、偏向部141の回転中心となる中心軸142aの方向は、ミラー130から当該偏向部141に入射するレーザ光L1の方向と一致しており、レーザ光L1が偏向部141に入射する入射位置P1が中心軸142a上の位置とされている。なお、図2の例では、中心軸142aの方向を垂直方向(Y軸方向)としており、中心軸142aと直交する平面方向を水平方向としている。また、水平方向の内の所定方向をX軸方向として示している。
The
図2に示すように、偏向部141の反射面141aは、垂直方向(反射面141aに入射するレーザ光L1の方向)に対して45°の角度で傾斜しており、ミラー130側から入射するレーザ光L1を、水平方向に反射させている。また、偏向部141は入射するレーザ光L1の方向と一致した方向の中心軸142aを中心として回転するため、偏向部141の回転位置に関係なくレーザ光L1の入射角度が常に45°で維持され、位置P1からのレーザ光L1の向きは絶えず水平方向(中心軸142aと直交する方向)となるように構成されている。なお、本実施形態では、レーザ光を走査するための上記構成、即ち、レーザダイオード110、ミラー130、回動偏向機構140が「レーザ光走査手段」の一例に相当する。
As shown in FIG. 2, the reflecting
更に、回動偏向機構140を駆動するモータ150が設けられている。このモータ150は、軸部142を回転させることで、軸部142と連結された偏向部141を回転駆動している。なお、モータ150の具体的構成としては、例えばサーボモータ等を用いても良いし、定常回転するモータを用い、偏向部141が測距したい方向を向くタイミングに同期させてパルスレーザ光を出力することで、所望の方向の検出を可能としてもよい。また、図2に示すように、モータ150の軸部142の回転角度位置(即ち偏向部141の回転角度位置)を検出する回転角度位置センサ152が設けられている。回転角度位置センサ152は、ロータリーエンコーダなど、軸部142の回転角度位置を検出しうるものであれば様々な種類のものを使用できる。
Further, a
回動偏向機構140からフォトダイオード120に至るまでの反射光L2の光路上には、フォトダイオード120に向けて反射光を集光する集光レンズ162が設けられ、その集光レンズ162とフォトダイオード120の間にはフィルタ164が設けられている。集光レンズ162は、偏向部141からの反射光L2を集光してフォトダイオード120に導くものである。フィルタ164は、回動偏向機構140からフォトダイオード120に至るまでの反射光L2の光路上において反射光L2を透過させ且つ反射光L2以外の光を除去するように機能するものである。このフィルタ164は、例えば反射光L2に対応した特定波長の光(例えば一定領域の波長の光)のみを透過させそれ以外の光を遮断する波長選択フィルタによって構成されている。
A condensing
また、本実施形態では、レーザダイオード110、フォトダイオード120、ミラー130、レンズ160、回動偏向機構140、モータ150等がケース103内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。ケース103における偏向部141の周囲には、当該偏向部141を取り囲むようにレーザ光L1及び反射光L2の通過を可能とする窓状の導光部104が形成されている。導光部104は、偏向部141に入光するレーザ光L1の光軸を中心とした環状形態で、ほぼ360°に亘って構成されており、この導光部104を閉塞する形態でガラス板等からなるレーザ光透過板105が配され、防塵が図られている。
In the present embodiment, the
このレーザ装置では、所定の基準位置(例えばロータリエンコーダの原点位置)を基準としたときの偏向部141の相対的な回動位置を検出できるようになっており、具体的には、上記「基準位置」を基準として、間欠的に照射されるパルスレーザ光の各照射のときの偏向部141の各回動位置を検出できるようになっている(即ち、各照射のときの各回動位置が、「基準位置」を基準としてどの程度回動した位置であるかを検出できるようになっている)。そして、いずれかの回動位置のときに検出物体からの反射光がフォトダイオード120にて受光されたときには、その受光時の偏向部141の角度が、「基準位置」からどの程度回転した角度であるかを特定できるようになっている。従って、「基準位置」のときに偏向部141から照射されるレーザ光L1の照射方向)を基準方向として検出物体の方向を検出できるようになっている。また、このようにフォトダイオード120によって受光されたときには、レーザダイオード110にてレーザ光L1が出力されてからフォトダイオード120によってその反射光L2を検出されるまでの時間を測定することにより、レーザ光の速度(光速)を考慮して検出物体までの距離を求めることができる。本実施形態では、このような方位や距離の検出処理を制御回路170で行っており、この制御回路が「検出手段」の一例に相当し、受光手段による受光結果に基づいて物体の方位及び物体までの距離を検出するように機能する。
In this laser apparatus, the relative rotation position of the deflecting
(無線タグリーダ)
次に、無線タグリーダ10について説明する。
図3に示すように、無線タグリーダ10は、無線タグリーダライタとして構成されており、無線タグ50との間で電磁波による通信を行い、無線タグ50に記録された情報の読み取りや、無線タグ50に対する情報の書き込みなどを行うように構成されている。この無線タグリーダ10は、主として、制御部11と、送信部12と、受信部13と、可変指向性アンテナ14とによって構成されている。
(Wireless tag reader)
Next, the
As shown in FIG. 3, the
制御部11は、CPU31、メモリ32、タイマ回路33などによって構成されており、無線タグリーダ10の全体的制御を司る構成をなしている。
The
送信部12は、符号部21、変調部22、増幅部23などを備えており、図示しないキャリア発振器から所定周波数のキャリア(搬送波)が出力される構成をなしている。また、符号部21は、制御部11に接続されており、当該制御部11より出力される送信データを符号化して変調部22に出力している。変調部22は、キャリア発振器からのキャリア(搬送波)、及び符号化部からの送信データが入力される部分であり、キャリア発振器より出力されるキャリア(搬送波)に対し、通信対象へのコマンド送信時に符号部21より出力される符号化された送信符号(変調信号)によって例えばASK(Amplitude Shift Keying)変調された被変調信号を生成し、増幅部23に出力している。
The
増幅部23は、入力信号(変調部によって変調された被変調信号)を所定のゲインで増幅し、その増幅信号を図示しないフィルタ、整合回路等を介して可変指向性アンテナ14に出力している。このようにして可変指向性アンテナ14に送信信号が出力されると、その送信信号が電磁波として当該可変指向性アンテナ14より外部に放射されるようになっている。
The amplifying
可変指向性アンテナ14は、例えばエスパアンテナなどの公知の可変指向性アンテナによって構成されており、制御部11によって指向性が制御されるようになっている。具体的には、例えば、図8(B)のようにレーザセンサ100による走査方向(水平方向)に沿って電波の発射方向が切り替えられるようになっている。
The
受信部13は、復調部25や復号部26などを備えており、可変指向性アンテナ14によって受信された電波信号が入力される構成をなしている。この受信部13は、図示しない整合回路を介して可変指向性アンテナ14からの受信信号が入力され、フィルタ(図示略)によってフィルタリングした後、増幅器(図示略)によって増幅し、その増幅信号を復調部25によって復調する。そして、その復調された信号波形を図示しない二値化処理部によって二値化し、復号部26にて復号化した後、その復号化された信号を受信データとして制御部11に出力している。また、受信部13には、電波を発射するチャネルが空いているかを調べるキャリアセンス部27が設けられている。
The receiving
(無線タグ)
無線タグ50は、「無線通信媒体」の一例に相当するものであり、ハードウェア的には例えば公知のRFIDタグとして構成され、図4に示すように、制御部51、アンテナ54、受信部53、送信部52、電源部59などを備えている。なお、図4の例では、無線タグ50がいわゆるアクティブタグとして構成され、内蔵電池(例えばリチウムコイン電池など)が設けられており、電源部59がこの内蔵電池からの電力供給を受け、制御部51をはじめとする各構成要素に動作用電力を供給している。
(Wireless tag)
The
制御部51は、CPU55、メモリ56、タイマ回路57などによって構成されており、CPU55によって無線タグ50内の各種制御(図7の応答処理等)や演算処理を行う構成をなしている。また、メモリ56は、ROM,EEPROM等の各種半導体メモリによって構成されており、無線タグ50を識別するためのタグ識別情報(タグID)や後述する応答処理(図7)で扱われる情報などの各種情報が記憶されるようになっている。
The
また、受信部53は、復調部65、復号部66、受信信号強度検出部67などを備えている。この受信部53では、アンテナ54で受信された信号を復調部65にて復調し、その復調信号を復号部66で復号化することにより、受信信号に重畳されているデータを制御部51に出力している。また、受信信号強度検出部67は、アンテナ54で受信された受信信号の電波強度を検出する部分であり、その検出信号を制御部51に出力している。また、受信部13には、電波を発射するチャネルが空いているかを調べるキャリアセンス部68も設けられている。
The receiving
送信部52は、主として、符号部61、変調部62、増幅部63によって構成されている。この送信部52は、制御部51から出力されたデータを送信データとして符号部61にて符号化した後、変調部62によって変調している。そして、その変調信号を増幅部63にて増幅してアンテナ54に出力している。このようにアンテナ54に出力された送信データは、アンテナ54から電波信号として放射されるようになっている。
The
(コントローラ)
次に、コントローラ80について説明する。コントローラ80は、例えば図5のような情報処理装置として構成されており、主として、CPU81、記憶部82、入力部83、通信インタフェース84、表示部85、ブザー86などによって構成されている。
(controller)
Next, the
CPU81は、記憶部82に記憶されたプログラムに従って各種制御(例えば図6のような処理)を行う構成をなしている。記憶部82はROM、RAM、不揮発性メモリなどの半導体メモリによって構成されており、各種情報を記憶し得る構成をなしている。通信インタフェース84は、レーザセンサ100や無線タグリーダ10と通信を行うためのインタフェースであり、この通信インタフェース84を介してレーザセンサ100に対する情報送信やレーザセンサ100からの情報入力、或いは無線タグリーダ10に対する情報送信や無線タグリーダ10からの情報入力が行われるようになっている。また、表示部85は、LEDなどのランプや液晶表示パネルなどの表示器によって構成されており、各種表示を行う構成をなしている。ブザー86は、CPU81の制御に応じて発音する構成をなしている。
The
(監視システムでの物体検出)
次に、監視システム1で行われる物体検出について説明する。
図6は、図1の監視システム1においてコントローラ80側で行われる監視処理の流れを例示するフローチャートである。図7は、図1の監視システム1において、無線タグ50側で行われる応答処理の流れを例示するフローチャートである。図8(A)は、レーザセンサによる人の検出を説明する説明図であり、図8(B)は、レーザセンサによって検出された人に向けて電波を発射する例を説明する説明図である。図9(A)は、無線タグリーダから無線タグへ送信するコマンドフレームを説明する説明図であり、図9(B)は、無線タグから無線タグリーダへ送信するレスポンスフレームを説明する説明図である。
(Object detection by monitoring system)
Next, object detection performed in the
FIG. 6 is a flowchart illustrating the flow of monitoring processing performed on the
コントローラ80は、例えば図6に示すフローチャートの流れで監視処理を行っている。図6の監視処理は、例えば所定の短時間毎に実行されるようになっており、まず監視領域内において物体が検出されたか否かが判断される(S1)。そして、物体が検出された場合には、S1でYesとなってその検出された物体の方角や距離が取得されるようになっている。
For example, the
本実施形態では、図8(A)に示すように、上述のレーザセンサ100(図2)によって所定範囲(例えば、レーザセンサ100から所定距離以内の範囲であって、偏向部41が所定の第1回動位置から所定の第2回動位置となるまでに走査される範囲内)を監視範囲AR1として物体検出を行っており、この監視範囲AR1内のレーザ走査が継続的に行われるようになっている。そして、レーザセンサ100では、監視範囲AR1内で物体が検出された場合に、その検出信号がコントローラ80に出力され、併せて検出物体の方角や距離についても出力されるようになっている。S1では、このような検出信号が出力されたか否かが判断され、出力されている場合にはS1でYesとなってレーザセンサ100から出力されるその検出物体の方角(方位)や距離が取得されるようになっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the above-described laser sensor 100 (FIG. 2) is within a predetermined range (for example, a range within a predetermined distance from the
S2の後には、S2で取得した方角(検出物体の方位)に基づいて指向性アンテナの指向性が設定される。本実施形態では、例えば図8(A)のようにレーザセンサ100と無線タグリーダ10とが隣接して配置されており、図8(A)のようにレーザセンサ100によって所定の方角(矢印F)で物体Psが検出された場合には、図8(B)のように、レーザセンサ100で検出された検出方角(検出方位)と同じ方角、若しくは切替可能な複数の方角においてレーザセンサ100での検出方角に最も近い方角に向けて電波を発射するように可変指向性アンテナ14の指向性を制御する。なお、図8(B)では、物体Psの方向に向けて放射された電波のエリア(例えば所定電波強度以上のエリア)をB1で概念的に示している。
After S2, the directivity of the directional antenna is set based on the direction (azimuth of the detected object) acquired in S2. In this embodiment, for example, the
本実施形態では、制御部11が「指向性制御手段」の一例に相当し、可変指向性アンテナ14の指向性を制御するように機能し、具体的には検出手段による物体の検出結果に基づいて可変指向性アンテナ14の指向性を制御するように(より詳しくは検出手段によって検出された物体の方位に基づき、物体に向けて電波を発射するように可変指向性アンテナ14の指向性を制御するように)機能している。
In the present embodiment, the
S3の後には、無線タグ50に送信するコマンドフレーム(送信コマンドフレーム)が作成される(S4)。この送信コマンドフレームは、例えば、図9(A)のような構成をなしており、ヘッダ、コマンド、リーダID、送信出力、アンテナ利得、受信感度、レーザセンサ測定距離、許容範囲、CRCなどが含まれている。
After S3, a command frame (transmission command frame) to be transmitted to the
「コマンド」は、例えば無線タグ50に対して応答を要求する特定コマンドであり、無線タグ50では、この特定コマンドを受信し、所定の条件(許容範囲等)を満たす場合に応答を返すように制御がなされる。「リーダID」は、無線タグリーダ10の固有IDである。「送信出力」は、無線タグリーダ10での電波の送信出力であり、例えば、現在(S4の処理実行時)における当該無線タグリーダ10の設定内容(例えば、増幅部23の増幅値等)に基づいて決定される。なお、「送信出力」が予め定められた固定値であってもよい。
The “command” is, for example, a specific command that requests a response to the
「アンテナ利得」は、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得であり、予め固定値として無線タグリーダ10に登録されていてもよく、現在(S4の処理実行時)の設定値を取得したものであってもよい。また、「受信感度」は、無線タグリーダ10での受信感度(受信入力)であり、予め固定値として無線タグリーダ10に登録されていてもよく、現在(S4の処理実行時)の設定値を取得した値であってもよい。「レーザセンサ測定距離」は、レーザセンサ100で検出された検出物体までの距離であり、S2で取得されたものである。「許容範囲」は、後述する判断処理で用いられる基準値であり、応答を返す無線タグ50を制限するための値である。なお、この「許容範囲」としては、予め定められた設定値或いはユーザによって任意に指定された値などが用いられる。なお、「ヘッダ」「CRC」はデータフレームの先頭と終端を示す特定データである。
“Antenna gain” is the antenna gain of the
S4の後には、S4で生成されたコマンドフレームが無線タグに送信される(S5)。具体的には、S3で設定された方向に向けてS4のコマンドフレームをデータとして含んだ電波が放射されることで、この方向に位置する無線タグ50に対してデータが送信される。
After S4, the command frame generated in S4 is transmitted to the wireless tag (S5). Specifically, when a radio wave including the command frame of S4 as data is radiated in the direction set in S3, the data is transmitted to the
なお、本実施形態では、制御部11、送信部12、受信部13が「無線通信手段」の一例に相当し、可変指向性アンテナ14を介して送受信される電波を媒介として無線タグ50と無線通信を行うように機能し、具体的には、検出手段によって検出された距離(レーザセンサ測定距離)、無線タグリーダ10の送信出力、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得、無線タグリーダ10の受信感度のデータなどを、可変指向性アンテナ14を介して無線タグ50に送信するように機能する。そして、このS5でのデータ送信後には、無線タグ50からの応答を判断することになる(S6)。
In the present embodiment, the
ここで、無線タグ50での応答処理について説明する。無線タグ50では、例えば所定の短時間毎に実行されるようになっており、まず、当該無線タグ50が無線タグリーダ10からの電波を受信したか否かが判断される(S10)。無線タグリーダ10からの電波が受信された場合には、S10でYesとなり、受信電波強度が取得される(S11)。このS11では、受信信号強度検出部67で検出される検出値が受信電波強度として取得される。なお、受信信号強度検出部67は「電波強度検出手段」の一例に相当し、無線タグリーダ10から受信した電波の電波強度を検出するように機能する。
Here, the response process in the
S11の後には、無線タグリーダ10から得られたコマンドフレームから各種情報を取得する処理が行われる(S12)。具体的には、上述の図9(A)に示すような、コマンド、リーダID、無線タグリーダ10の送信出力、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得、無線タグリーダ10の受信感度、レーザセンサで測定された距離、無線タグリーダ10で設定されている許容範囲などが取得される。
なお、本実施形態では、制御部51及び受信部53が「受信手段」の一例に相当し、レーザセンサ100での測定距離、無線タグリーダ10の送信出力、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得、無線タグリーダ10の受信感度などのデータを受信するように機能する。
After S11, processing for acquiring various information from the command frame obtained from the
In the present embodiment, the
S12の後には、S12で取得された情報に基づいて当該無線タグ50と無線タグリーダ10との距離dを推定する。この距離dは、例えば以下の数1、数2に基づきdについて解くことにより求められる。
After S12, the distance d between the
例えば、利用周波数が2450MHzであり、無線タグリーダ10の送信出力が0dBmであり、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得が6dBiであり、無線タグ50のアンテナ54のアンテナ利得が2dBiであり、S11で得られた受信電波強度(受信入力)が−60dBmであった場合、上記数1、数2によって距離dを求めると、約24.5mという結果が得られる。
For example, the use frequency is 2450 MHz, the transmission output of the
本実施形態では、制御部51が「推定距離算出手段」の一例に相当し、無線タグリーダ10の送信出力、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得、無線タグ50のアンテナ利得、及び電波強度検出手段によって検出された電波強度(受信入力)に基づいて、無線タグリーダ10までの推定距離dを算出するように機能する。
In the present embodiment, the
S13の後には、S13で得られた距離d(推定距離)がレーザセンサで測定された距離(S12で取得された距離)との関係で上記許容範囲(S12で取得された「許容範囲」)にあるか否かが判断される。推定距離dとS12で取得されたレーザセンサ測定距離との差が許容範囲を超えている場合には、S14にてNoに進み、当該応答処理を終了する。即ち、この場合、当該無線タグ50を所持する物体がレーザセンサ100で検出された検出物体でない可能性が高いため応答電波を送信しないことになる。
After S13, the distance d (estimated distance) obtained in S13 is related to the distance measured by the laser sensor (the distance acquired in S12) and the allowable range (the “allowable range acquired in S12). It is judged whether or not If the difference between the estimated distance d and the laser sensor measurement distance acquired in S12 exceeds the allowable range, the process proceeds to No in S14, and the response process ends. That is, in this case, since there is a high possibility that the object carrying the
S13で得られた距離d(推定距離)がレーザセンサ100で測定された距離(S12で取得された距離)との関係で上記許容範囲(S12で取得された「許容範囲」)にあると判断される場合には、S14にてYesとなり、送信出力が算出される(S15)。この送信出力は、上記数1と以下の数3の式で算出される。
It is determined that the distance d (estimated distance) obtained in S13 is within the allowable range (the “allowable range” acquired in S12) in relation to the distance measured by the laser sensor 100 (the distance acquired in S12). If YES in step S14, the transmission output is calculated (S15). This transmission output is calculated by the
例えば、利用周波数が2450MHzであり、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得が6dBiであり、無線タグリーダ10の受信感度(受信入力)が−96dBmであり、無線タグ50のアンテナ54のアンテナ利得が2dBiであり、S13で得られた距離d(推定距離)が24.5mであった場合、上記数1、数3によって送信出力Ptを求めると、約−36dBmという結果が得られる。
For example, the use frequency is 2450 MHz, the antenna gain of the
なお、本実施形態では、S15の処理を行う制御部51が「出力調整手段」の一例に相当し、推定距離算出手段によって算出された推定距離dと、無線タグ50のアンテナ利得と、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得と、無線タグリーダ10の受信感度とに基づいて応答電波の出力値を決定し、この応答電波の出力値を調整するように機能する。
In the present embodiment, the
S15の後には、無線タグリーダ10に対する応答データのフレーム(レスポンスフレーム)が作成される(S16)。このレスポンスフレームは、例えば、図9(B)のような構成で作成され、この例では、ヘッダ、コマンド、タグID、無線タグ推定距離、ステータス、CRCなどが含まれている。なお、「タグID」は当該無線タグ50の固有IDである。また、「無線タグ推定距離」は、S13で算出された推定距離dである。このS16の後には、S16で生成されたレスポンスフレームを応答データとして無線タグリーダ10に送信する処理が行われる(S17)。
After S15, a response data frame (response frame) for the
本実施形態では、S14の処理を行う制御部51が「応答判断手段」の一例に相当し、無線タグリーダ10に対して応答電波を送信するか否かを、少なくとも受信手段によって受信された距離のデータ(レーザセンサ測定距離のデータ)に基づいて判断するように機能し、より具体的には、受信手段によって取得された距離(レーザセンサ測定距離)と、推定距離算出手段によって算出された推定距離dとが所定の許容関係を満たす場合に、応答電波を送信すると判断するように機能する。また、S17の処理を実行する制御部51が「応答電波送信手段」の一例に相当し、応答判断手段によって応答電波を送信すると判断された場合に無線タグリーダ10に対して応答電波を送信するように機能する。
In the present embodiment, the
以上のように無線タグ50で応答処理が行われ、無線タグリーダ10からのデータ送信(S5)に対して応答すると判断される場合(S14でYes)の場合には応答電波が送信され、応答しないと判断される場合(S14でNo)の場合には、応答電波が送信されないこととなる。
As described above, when the response process is performed by the
一方、無線タグリーダ10では、図6のS6に示すように、S5でのデータ送信後、無線タグ50から応答があったか否か(具体的にはS5でのデータ送信後、所手時間内に応答があったか否か)が判断され(S6)、応答があった場合にはS6にてYesと判断される。なお、S6でYesとなる場合には、図示しない受信処理によってこの応答電波(S17で送信された応答電波)が受信され、無線タグ50からのレスポンスフレーム(図9(B))が無線タグリーダ10によって取得されることとなる。
On the other hand, as shown in S6 of FIG. 6, the
一方、S6にて応答がないと判断された場合には、S6でNoとなり、報知処理が行われる(S7)。この報知処理は、例えば、表示部85にエラー情報を表示する処理であってもよく、ブザー86に所定の発音をさせるようにしてもよい。本実施形態では、S7の処理を行うCPU81及びブザー86等が「報知手段」の一例に相当し、指向性制御手段によって指向性が制御されて検出物体に対して電波が放射されたにもかかわらず無線タグリーダ10によって無線タグ50が読み取られなかった場合に報知を行うように機能する。
On the other hand, if it is determined in S6 that there is no response, S6 is No and a notification process is performed (S7). This notification process may be a process of displaying error information on the
また、S6でYesと判断される場合、上述したように、図示しない受信処理によって
レスポンスフレーム(図9(B))が取得されることとなるが、このレスポンスフレームに含まれるタグIDが予め登録された登録ID(例えば、記憶部82に予めデータベースとして記憶されている登録ID)に該当するか否かを判断するようにしてもよい。そして、受信したタグIDが登録IDに該当する場合に、当該タグIDを応答した無線タグ50を所持する者を許可者として判別するようにしてもよい。
本実施形態では、このような判別をCPU81によって行うことができる。そして、このCPU81が物体判別手段の一例に相当し、無線通信手段による無線タグ50の読取結果と、所定の登録手段に予め登録された登録データとに基づいて検出物体によって検出された物体が許可された物体であるか否かを判別するように機能する。
If it is determined Yes in S6, as described above, a response frame (FIG. 9B) is acquired by a reception process (not shown), but the tag ID included in this response frame is registered in advance. It may be determined whether or not the registered ID (for example, a registration ID stored in advance as a database in the storage unit 82) is applicable. When the received tag ID corresponds to the registration ID, the person who owns the
In the present embodiment, such a determination can be made by the
(本実施形態の主な効果)
本実施形態に係る監視システム1によれば、レーザセンサ100により、無線タグ50の有無に限らず監視エリア内に存在する物体をより精度高く検出できる。更に、レーザセンサ100による物体の検出結果に基づいて指向性アンテナ14の指向性を制御することができるため、レーザセンサ100によって検出された検出物体の位置(距離や方位など)に応じた適切な指向性で電波を発射することができ、検出物体の具体的内容をより正確に把握しやすくなる。
(Main effects of this embodiment)
According to the
また、本実施形態に係る監視システム1では、検出手段によって検出された物体の方位に基づき、当該物体に向けて電波を発射するように可変指向性アンテナ14の指向性を制御している。このようにすると、レーザセンサ100によって検出された物体に向けた適切な方位に電波を発射することができるため、当該検出物体が無線タグ50を有する場合にはその無線タグ50を良好に検出し易くなる。
Further, in the
また、本実施形態に係る監視システム1では、無線通信手段による無線タグ50の読取結果と、所定の登録手段に予め登録された登録データとに基づいて検出物体によって検出された物体が許可された物体であるか否かを判別する物体判別手段が設けられている。このようにすると、レーザセンサ100によって物体が検出されたときに、その検出物体が許可された物体であるか否かを適切かつ良好に判断できるようになる。
In the
また、本実施形態に係る監視システム1では、検出手段によって検出された物体の方位に基づいて電波を発射するように可変指向性アンテナ14の指向性を制御しており、無線タグリーダ10の無線通信手段は、少なくとも検出手段によって検出された距離のデータを、可変指向性アンテナ14を介して無線タグ50に送信している。一方、無線タグ50には、無線タグリーダ10からのその距離のデータ(レーザセンサ測定距離のデータ)を受信する受信手段と、無線タグリーダ10に対して応答電波を送信するか否かを、少なくとも受信手段によって受信された距離のデータ(レーザセンサ測定距離のデータ)に基づいて判断する応答判断手段と、応答判断手段によって応答電波を送信すると判断された場合に無線タグリーダ10に対して応答電波を送信する応答電波送信手段とが設けられている。
このようにすると、レーザセンサ100が検出した物体についての距離(レーザセンサ測定距離)の情報を無線タグ50に与えることができ、無線タグ50側ではこの距離の情報を判断要素として応答するか否かを判断することができる。従って、レーザセンサ100で得られた距離(検出物体までの距離)に基づいて応答する無線タグを制限できるようになり、通信対象とする無線タグを絞りやすくなる。
In the
In this way, information on the distance (laser sensor measurement distance) about the object detected by the
また、本実施形態に係る監視システム1では、無線タグリーダ10の無線通信手段が、距離のデータ(レーザセンサ測定距離のデータ)に加え、当該無線タグリーダ10の送信出力、及び可変指向性アンテナ14のアンテナ利得を、可変指向性アンテナ14を介して無線タグ50に送信する構成をなしている。
そして、無線タグ50は、受信手段によって、距離(レーザセンサ測定距離)、無線タグリーダ10の送信出力、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得のデータをそれぞれ受信しており、更に、無線タグリーダ10から受信した電波の電波強度を検出する電波強度検出手段と、無線タグリーダ10の送信出力、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得、当該無線タグ50のアンテナ利得、及び電波強度検出手段によって検出された電波強度に基づいて、無線タグリーダ10までの推定距離を算出する推定距離算出手段とを備えている。このようにすると、無線タグ50側において無線タグリーダ10側のパラメータを取得することができ、無線タグ50側のパラメータと併せて考慮することで、無線タグリーダ10との距離をより正確に推定できるようになる。
更に、応答判断手段は、受信手段によって取得された距離(レーザセンサ測定距離)と、推定距離算出手段によって算出された推定距離とが所定の許容関係を満たす場合に、応答電波を送信すると判断している。従って、無線タグリーダ10から取得した距離(レーザセンサ測定距離)と推定距離とが許容関係を満たさない関係性の低い無線タグからの応答を制限することができ、無線タグの省電力化を図ると共に、通信処理の効率化を図ることができる。
Further, in the
The
Furthermore, the response determination unit determines that the response radio wave is transmitted when the distance (laser sensor measurement distance) acquired by the reception unit and the estimated distance calculated by the estimated distance calculation unit satisfy a predetermined allowable relationship. ing. Accordingly, it is possible to limit the response from the wireless tag having a low relationship in which the distance (laser sensor measurement distance) acquired from the
また、本実施形態に係る監視システム1では、無線タグリーダ10の無線通信手段が、少なくとも検出手段によって検出された距離(レーザセンサ測定距離)、当該無線タグリーダ10の送信出力、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得、及び当該無線タグリーダ10の受信感度のデータを可変指向性アンテナ14を介して無線タグ50に送信している。
また、無線タグ50には、無線タグリーダ10からの、距離(レーザセンサ測定距離)、無線タグリーダ10の送信出力、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得、及び無線タグリーダ10の受信感度のデータを受信する受信手段と、無線タグリーダ10から受信した電波の電波強度を検出する電波強度検出手段と、無線タグリーダ10に対して応答電波を送信する応答電波送信手段と、無線タグリーダ10の送信出力、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得、当該無線タグ50のアンテナ利得、及び電波強度検出手段によって検出された電波強度に基づいて、無線タグリーダ10までの推定距離を算出する推定距離算出手段と、推定距離算出手段によって算出された推定距離と、当該無線タグ50のアンテナ利得と、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得と、無線タグリーダ10の受信感度とに基づいて応答電波の出力を調整する出力調整手段とが設けられている。
このようにすると、無線タグ50側において無線タグリーダ10側のパラメータを取得することができ、無線タグ50側のパラメータと併せて考慮することで、無線タグリーダ10との距離をより正確に推定できるようになる。更に、このように推定された距離と、無線タグ50のアンテナ利得と、可変指向性アンテナ14のアンテナ利得と、無線タグリーダ10の受信感度とに基づいて応答電波の出力を調整しているため、応答電波の出力をより適切に設定することができ、消費電力の無駄を効果的に低減することができる。
Further, in the
The
In this way, the
また、本実施形態に係る監視システム1では、指向性制御手段が、検出手段によって検出された物体の方位に基づき、物体に向けて電波を発射するように可変指向性アンテナ14の指向性を制御しており、更に、指向性制御手段によって指向性が制御されたときに無線タグリーダ10によって無線タグ50が読み取られなかった場合に報知を行う報知手段が設けられている。
このようにすると、レーザセンサ100によって検出された物体が無線タグ50を有していない場合に、そのことをより正確に検出することができ、このような異常物体(無線タグ50を有していない物体)が検出されたことを知らしめることができる。
In the
In this way, when the object detected by the
また、本実施形態に係る監視システム1では、無線タグ50が、内蔵電池を有するアクティブタグとして構成されている。このようにすると、無線タグ50の通信エリアを広く確保し易くなるため、レーザセンサ100や無線タグリーダ10による監視エリアをより広く設定できるようになる。
In the
[他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
上記実施形態では、管理エリア内に無線タグ50を備えた物体が1つのみ存在する例を示したが、無線タグ50を備えた物体が複数存在する場合であっても各物体について時間差でそれぞれ同様の検出を行うことができる。
In the above embodiment, an example is shown in which there is only one object with the
1…監視システム
10…無線タグリーダ(無線リーダ)
11…制御部(指向性制御手段、無線通信手段)
12…送信部(無線通信手段)
13…受信部(無線通信手段)
14…可変指向性アンテナ
50…無線タグ(無線通信媒体)
51…制御部(受信手段、応答判断手段、応答電波送信手段、推定距離算出手段、出力調整手段)
52…送信部(応答電波送信手段)
53…受信部(受信手段)
67…受信信号強度検出部(電波強度検出手段)
80…コントローラ
81…CPU(物体判別手段、報知手段)
86…ブザー(報知手段)
100…レーザセンサ(レーザ装置)
120…フォトダイオード(受光手段)
110…レーザダイオード(レーザ光走査手段)
130…ミラー(レーザ光走査手段)
140…回動偏向機構(レーザ光走査手段)
170…制御回路(検出手段)
DESCRIPTION OF
11. Control unit (directivity control means, wireless communication means)
12 ... Transmitter (wireless communication means)
13: Receiver (wireless communication means)
14 ... Variable
51. Control unit (reception means, response determination means, response radio wave transmission means, estimated distance calculation means, output adjustment means)
52 ... Transmitter (response radio wave transmitting means)
53. Receiving part (receiving means)
67. Received signal intensity detection unit (radio wave intensity detection means)
80 ...
86 ... Buzzer (notification means)
100: Laser sensor (laser device)
120... Photodiode (light receiving means)
110 ... Laser diode (laser beam scanning means)
130: Mirror (laser beam scanning means)
140... Turning deflection mechanism (laser beam scanning means)
170 ... Control circuit (detection means)
Claims (1)
可変指向性アンテナと、前記可変指向性アンテナの指向性を制御する指向性制御手段と、前記可変指向性アンテナを介して送受信される電波を媒介として無線通信媒体と無線通信を行う無線通信手段とを有する無線リーダと、
前記無線リーダと無線通信可能な1又は複数の前記無線通信媒体と、
を備え、
前記検出手段は、前記受光手段による前記反射光の受光結果に基づいて前記物体の方位及び前記物体までの距離を検出する構成をなし、
前記指向性制御手段は、前記検出手段によって検出された前記物体の方位に基づいて電波を発射するように前記可変指向性アンテナの指向性を制御し、
前記無線リーダの前記無線通信手段は、
少なくとも前記検出手段によって検出された前記距離のデータを前記可変指向性アンテナを介して前記無線通信媒体に送信し、
前記無線通信媒体は、
前記無線リーダからの前記距離のデータを受信する受信手段と、
前記無線リーダに対して応答電波を送信するか否かを、少なくとも前記受信手段によって受信された前記距離のデータに基づいて判断する応答判断手段と、
前記応答判断手段によって前記応答電波を送信すると判断された場合に前記無線リーダに対して前記応答電波を送信する応答電波送信手段と、
を有することを特徴とする監視システム。 A laser beam scanning unit that scans the laser beam; a light receiving unit that receives the reflected light reflected by the object by the laser beam scanned by the laser beam scanning unit; and A detecting device for detecting an orientation, and a laser device,
A variable directivity antenna, directivity control means for controlling the directivity of the variable directivity antenna, and wireless communication means for performing wireless communication with a wireless communication medium via a radio wave transmitted and received via the variable directivity antenna A wireless reader having
One or more wireless communication media capable of wireless communication with the wireless reader;
With
The detection means is configured to detect the azimuth of the object and the distance to the object based on a light reception result of the reflected light by the light receiving means,
The directivity control means controls the directivity of the variable directivity antenna so as to emit radio waves based on the orientation of the object detected by the detection means,
The wireless communication means of the wireless reader is:
Transmitting at least the distance data detected by the detection means to the wireless communication medium via the variable directional antenna;
The wireless communication medium is
Receiving means for receiving the distance data from the wireless reader;
Response determination means for determining whether to transmit a response radio wave to the wireless reader based on at least the distance data received by the reception means;
Response radio wave transmission means for transmitting the response radio wave to the wireless reader when the response determination means determines to transmit the response radio wave;
A monitoring system comprising:
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