JP2018510520A - 移動するトランスポンダーの通過時刻の判定 - Google Patents

Abstract

基地局の検出アンテナを通過する、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定するための方法及びシステムが記載されており、該方法は、前記通過の際に、第１のトランスポンダーコイルと前記検出アンテナとの間で第１の信号のシーケンスを授受し、かつ、第２のトランスポンダーコイルと検出コイルとの間で第２の信号のシーケンスを授受するステップと、前記第１及び（又は）第２の信号を前記第１及び（又は）第２の信号が前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受された時刻を示すタイムインスタンスに関連付けるステップと、前記第１及び第２の信号の信号強度及び前記タイムインスタンスに基づいて、前記トランスポンダーの通過時刻を判定するステップと、を含んでいる。【選択図】図２

Description

本発明は、検出アンテナを通過するトランスポンダーの通過時刻の判定に関し、具体的には、しかし、排他的ではなく、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定するための方法及びシステム、移動するトランスポンダーの通過時刻の判定を可能にするトランスポンダー、基地局の検出アンテナを通過する移動するトランスポンダーの通過時刻を判定する計時モジュール、該方法によって通過時刻の判定を可能にするトランスポンダー、及び該方法を用いるためのコンピュータプログラム製品に関する。

カーレースもしくはモーターレース、陸上競技及びアイススケート等のスポーツイベントは、一般に、イベント中の参加者を追跡するための正確で迅速な時刻登録を必要とする。このような計時システムは、一般に送信器・検出器ベースの構成に基づいており、イベントの各参加者は、送信器（トランスポンダー）を与えられる。送信器は、一定の周波数でパケットを送信するよう構成することができ、かつ、固有の識別子をパケットに挿入して、検出器が、パケットを一定の送信器に関連付けることが可能であるよう構成することができる。

送信器が検出器のループアンテナを通過するごとに、検出器は、送信器に関連付けられた複数のデータパケットを受信することができる。受信したデータパケットに関連付けられた信号強度（ＲＳＳＩ）は、アンテナに対する送信器の距離及び送信器と検出アンテナの特定の構成に関わる関数である。したがって、タイムスタンプ情報を付け、かつ、各データパケットに関連付けられた信号強度を評価することによって、検出器は、トランスポンダーが検出アンテナを通過した時刻を判定することができる。

このような計時システムの例は、特許文献１及び特許文献２に記載されている。このようなシステムを用いて自動車又はバイクの通過時刻を判定する場合には、トランスポンダーは、車両のシャシ又はフレームに取り付けられる。この場合には、トランスポンダーと道路に埋め込まれたループ検出器との間の角度は、一定かつ既知であり、トランスポンダーの種類によって、例えば、ゼロ又は９０度である。通過時刻アルゴリズムの簡単な実践適用は、信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）が最高又は最低である時刻を見出すことである。

米国特許第５０９１８９５号 米国特許出願公開第２０１２／００８７４２１号

しかしながら、ある状況においては、例えば、トランスポンダーが競技者（例えば、走者）の胸部に装着されている場合には、トランスポンダーとループとの間の角度が変化することがある。走者は、前方に、かつ（あるいは）、側方に傾いてフィニッシュする場合があり、その場合には、角度は、一定の所定角度に留まらないことになる。その場合には、一定の角度を前提とするアルゴリズムは、通過時刻を判定する際に大きなの誤差を生ずることになる。したがって、以上のことから言えることは、トランスポンダーとアンテナとの間の角度が不定であっても、通過時刻の正確な判定が可能である改良された計時システムが、従来の技術において求められる、ということである。

本発明の態様は、これは、当業者なら評価すると思われることであるが、システム、方法又はコンピュータプログラム製品として具体化することができる。よって、本発明の態様は、ハードウェア専一の実施形態、ソフトウェア専一の実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）、又は、ここで全て一般的に「回路」、「モジュール」又は「システム」と呼べる、ソフトウェアとハードウェア態様とを組み合わせた実施形態の形を取ることができる。この開示で説明する機能は、コンピュータのマイクロプロセッサによって実行されるアルゴリズムとして実現することができる。さらに、本発明の態様は、一つ又はそれ以上のコンピュータで読取可能な媒体（複数も可）内に収録されたコンピュータプログラム製品であって、それに収録された、例えば、格納された、コンピュータで読取可能なプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品の形を取ることができる。

また、一つ又はそれ以上のコンピュータで読取可能な媒体（複数も可）のいかなる組合せも利用することができる。コンピュータで読取可能な媒体は、コンピュータで読取可能な信号媒体又はコンピュータで読取可能な記憶媒体とすることができる。コンピュータで読取可能な記憶媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、又は半導体システム、装置、又はデバイス、又は、これらの任意の適当な組合せとすることができるが、それらに限定されない。コンピュータで読取可能な記憶媒体のより具体的な例（包括的ではないリスト）には、下記のものが含まれるであろう。すなわち、一つ又はそれ以上の線を有する電気的な接続体、ポータブルコンピュータのディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去できるプログラマブル・リードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、オプチカルファイバー、ポータブルなコンパクトディスク・リードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶装置、磁気記憶装置、又はこれらの任意の適当な組合せが含まれるであろう。この文書の文脈では、コンピュータで読取可能な記憶媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスによって使用される、あるいは、それと接続されるプログラムを含む、又は格納する任意の有形の媒体とすることができる。

コンピュータで読取可能な信号媒体は、伝播データ信号であって、その中に、例えば、ベースバンド内に又は搬送波の一部として収録された、コンピュータで読取可能なプログラムコードを有する伝播データ信号を含むことができる。このような伝播信号は、電磁、光学、又はそれらの任意の適当な組合せを含む、しかしそれらに限定されない様々な形態のうちの任意の形態を取ることができる。コンピュータで読取可能な信号媒体は、コンピュータで読取可能な記憶媒体ではなくて、命令実行システム、装置、又はデバイスによって使用される、あるいは、それと接続されるプログラムを通信し、伝播し、あるいは、移送することができる任意のコンピュータで読取可能な媒体とすることができる。

コンピュータで読取可能な媒体に収録されたプログラムコードは、無線、ワイヤーライン、オプチカルファイバー、ケーブル、ＲＦ等、又は、これらの任意の適当な組合せを含むがしかしそれらに限定されない任意の適当な媒体を用いて、送信することができる。本発明の態様のための、動作を実行するコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、スモールトーク、Ｃ＋＋等のオブジェクト指向プログラミング言語、及び、「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語等の従来の手続き型のプログラミング言語を含む一つ又はそれ以上のプログラミング言語の任意の組合せで書くことができる。プログラムコードは、もっぱらユーザーのコンピュータ上で、スタンドアロン・ソフトウェアパッケージとして部分的にユーザーコンピュータ上で、部分的にユーザーのコンピュータ上及び部分的に遠隔コンピュータ上で、又は、部分的に遠隔コンピュータ又はサーバー上で、実行することができる。後者のシナリオでは、遠隔コンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介して、ユーザーのコンピュータに接続することができ、あるいは、この接続は、外部コンピュータに（例えば、インターネット・サービスプロバイダを用いるインターネットを介して）行うことができる。

以下、本発明の態様を、本発明の実施形態に係る方法、装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び（又は）ブロック図を参照して説明する。フローチャート図及び（又は）ブロック図の各ブロック、及び、フローチャート図及び（又は）ブロック図におけるブロック（複数）の組合せは、コンピュータプログラム命令によって実現可能であることが理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサ、具体的には、マイクロプロセッサ又は中央処理装置（ＣＰＵ）に与えられて、マシンを作り出し、コンピュータのプロセッサ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他の装置を介して実行される命令により、フローチャート及び（又は）ブロック図のブロック又はブロック（複数）内で指定された機能／動作を実現するための手段を生成するようにすることができる。

これらのコンピュータプログラム命令も、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は特定のやり方で機能する他の装置に指示することができるコンピュータで読取可能な媒体内に格納して、コンピュータで読取可能な媒体に格納されている命令により、フローチャート及び（又は）ブロック図のブロック又はブロック（複数）内で指定された機能／動作を実現する命令を含む製品を作り出すようにすることができる。

コンピュータプログラム命令は、また、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他の装置にロードされて、コンピュータ、他のプログラマブル装置又は他の装置上で一連の動作ステップを行わせ、コンピュータで実現される処理を作り出して、コンピュータ又は他のプログラマブル装置上で実行される命令により、フローチャート及び（又は）ブロック図のブロック又はブロック（複数）内で指定される機能／動作を実現する処理が行われるようにすることができる。

図示のフローチャート及びブロック図は、本発明の各種の実施形態に係るシステム、方法及びコンピュータプログラム製品の可能な実装におけるアーキテクチャ、機能性、及び動作を説明するものである。この点で、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、指定された論理機能（複数も可）を実現するための一つ又はそれ以上の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、又は、コードの一部分を代表することができる。なお、別の実装では、ブロック（複数）内に示された機能は、図に示された順序でなく行われる場合があることにも注目すべきである。例えば、連続して示された２つのブロック（複数）は、事実、実質的に同時に実行することができ、あるいは、含まれている機能性により、ブロック（複数）を逆の順序で実行することができる場合もある。ブロック図及び（又は）フローチャート図の各ブロック、及び、ブロック図及び（又は）フローチャート図内のブロック（複数）の組合せは、指定された機能又は動作を行う専用のハードウェアベースのシステム、又は、専用のハードウェアとコンピュータ命令との組合せによって実現できることにも注目されよう。

本発明の目的は、従来技術における既知の欠点の少なくとも一つを軽減するか排除することである。第１の態様では、本発明は、基地局の検出アンテナを通過する、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定する方法に関わる。

第１の実施形態では、本発明に係る方法は、次のステップ、すなわち、前記通過中に、第１のトランスポンダーコイルと前記検出アンテナとの間で第１の信号（のシーケンス）を授受し、かつ、第２のトランスポンダーコイルと検出コイルとの間で第２の信号（のシーケンス）を授受するステップと、前記第１及び（又は）第２の信号を、前記第１の及び（又は）第２の信号が前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受された時刻を示すタイムインスタンスに関連付けるステップと、前記第１及び第２の信号の信号強度及び前記タイムインスタンスに基づいて、前記トランスポンダーの通過時刻を判定するステップと、を含むことができる。

本発明は、検出アンテナに対するトランスポンダーの角度方位の変化による誤差が補正された正確な通過時刻を得ることを目的とする。この補正は、通過の際にトランスポンダーと基地局との間で授受される二つの異なる信号シーケンスの信号強度に基づいている。この処理の際、信号強度値には、信号強度値を時刻ラインに結合するためのタイムスタンプを付けることができる。発明者らは、二つの異なる信号シーケンスの信号強度は、検出アンテナに対するトランスポンダーコイルの角度方位と相関することを発見した。トランスポンダーが通過する際に授受された第１及び第２の信号のシーケンスの信号強度の解析は、検出アンテナに対するトランスポンダーコイルの角度方位が補正された通過時刻の判定を可能にするものである。かくして、通過時刻の誤差は、排除あるいは少なくとも実質的に減らすことができる。したがって、本発明は、従来技術による既知の計時システムに比べて、より正確な通過時刻の判定を可能にするものである。本発明は、簡単であり、かつ、トランスポンダー内に追加のハードウェア、例えば、加速度計等を必要としない。さらに、本発明は、トランスポンダーが検出アンテナを通過する速度に左右されない。

一実施形態では、前記第１のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向は、前記第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向と異なっている。別の実施形態では、前記第１のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向は、前記第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向に対して垂直にすることができる。したがって、第１及び第２の信号は、検出アンテナ（一般にトラック内に埋設されているか、あるいは、例えばマットアンテナを用いてトラック上に設置された検出コイル）に対して、方位が異なっているトランスポンダーコイルに基づいて、トランスポンダーと基地局との間で授受される。

一実施形態では、前記通過時刻は、前記第１の信号の少なくとも一つの最高の電磁界強度値（ｆｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｖａｌｕｅ）に関連付けられた少なくとも一つのタイムインスタンス及び前記第２の信号の少なくとも一つの最低の電磁界強度値に関連付けられた少なくとも一つのタイムインスタンスに基づいて判定することができる。したがって、第１及び第２の信号の電磁界強度値の極値は、検出アンテナに対するトランスポンダーの角度方位の変化による誤差が補正された通過時刻を正確に判定するのに用いることができる。

一実施形態では、前記タイムインスタンスは、第１及び（又は）第２の信号が、前記基地局によって受信された時刻を示すことができる。この実施形態では、信号は、受信時において、測定された電磁界強度のタイムベースを示すため、基地局によるタイムスタンプ付きとすることができる。

一実施形態では、前記方法は、さらに、前記第１のトランスポンダーコイルを用いて、前記検出アンテナによって送信された前記第１の信号を受信するステップと、前記第２のトランスポンダーコイルを用いて、前記第２の信号を前記検出アンテナに送信するステップであって、前記第２の信号には、前記第１の信号における第１の信号の強度値が含まれているステップと、を含むことができる。この実施形態では、トランスポンダーによって受信された第１の信号の電磁界強度は、該トランスポンダーによって判定される。

一実施形態では、前記方法は、さらに、前記トランスポンダーが前記第１の信号に関連付けられた第１の信号の強度値を判定するステップを含むことができる。別の実施形態では、前記方法は、さらに、前記信号強度値が所定の閾値を超えている場合、前記トランスポンダーが、前記信号強度値を含む第２の信号を判定して前記検出アンテナに送信するステップを含むことができる。この実施形態では、トランスポンダーの送信器ユニットは、基地局によって送信された信号の信号強度が、十分に大きい（すなわちトランスポンダーが検出アンテナから一定の距離以内に在る）場合、トリガすることができる。

一実施形態では、前記方法は、さらに、前記第２の信号を検出するステップと、前記第２の信号を第２の電磁界強度値に関連付けるステップと、を含むことができる。

一実施形態では、前記方法は、さらに、前記トランスポンダーが、前記第１のトランスポンダーコイルを用いて、前記第１の信号を前記検出アンテナに送信するステップと、前記第２のトランスポンダーコイルを用いて、前記第２の信号を前記検出アンテナに送信するステップと、を含むことができる。

一実施形態では、前記方法は、さらに、前記第１及び第２の信号を検出するステップと、前記第１及び第２の信号をそれぞれ第１及び第２の電磁界強度値に関連付けるステップと、を含むことができる。

一実施形態では、前記方法は、さらに、前記第１の信号の信号強度が、少なくとも一つの最低の信号強度値を有する少なくとも一つの第１のタイムインスタンスＴ_１、及び、前記第２の信号の信号強度が、少なくとも一つの最高の信号強度値を有する少なくとも一つの第２のタイムインスタンスＴ_２を判定するステップと、Ｔ_１又はＴ_２をＴ_１とＴ_２との間の差に基づいて補正することによって通過時刻Ｔ_ｐを判定するステップと、を含むことができる。

一実施形態では、前記第１及び（又は）第２の信号は、前記トランスポンダーを識別するための識別子を含むことができる。

別の態様では、本発明は、基地局の少なくとも一つの検出アンテナを通過する、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定するための計時システムに関わることができ、前記システムは、少なくとも一つのトランスポンダーが通過する際に、第１の信号のシーケンスを第１のトランスポンダーコイルと前記検出アンテナとの間で授受し、かつ、第２の信号のシーケンスを第２のトランスポンダーコイルと検出コイルとの間で授受するステップと、前記第１及び（又は）第２の信号を、前記第１及び（又は）第２の信号が前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受された時刻を示すタイムインスタンスに関連付けるステップと、前記第１及び第２の信号の信号強度及び前記タイムインスタンスに基づいて、前記少なくとも一つのトランスポンダーの通過時刻を判定するステップと、を含むよう構成されている。

また別の態様では、本発明は、検出アンテナを通過する、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定するよう構成された基地局に関わることができる。一実施形態では、前記基地局は、少なくとも一つのトランスポンダーが通過する際に、前記検出アンテナを介して、第１の信号のシーケンスを第１のトランスポンダーコイルに送信し、かつ、第２のトランスポンダーコイルによって前記検出アンテナに送信された第２の信号のシーケンスを受信し、前記第２の信号は、前記第１の信号の信号強度値を含んでおり、前記第１及び（又は）第２の信号を前記第１及び（又は）第２の信号が前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受された時刻を示すタイムインスタンスに関連付け、かつ、前記第１及び第２の信号の信号強度及び前記タイムインスタンスに基づいて、前記トランスポンダーの通過時刻を判定するよう構成することができる。

別の実施形態では、前記基地局は、少なくとも一つのトランスポンダーが通過する際に、第１のトランスポンダーコイルによって送信された第１の信号のシーケンスを受信し、かつ、第２のトランスポンダーコイルによって送信された第２の信号のシーケンスを受信し、前記第１及び（又は）第２の信号を前記第１及び（又は）第２の信号が前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受された時刻を示すタイムインスタンスに関連付け、かつ、前記第１及び第２の信号の信号強度及び前記タイムインスタンスに基づいて、前記トランスポンダーの通過時刻を判定するよう構成することができる。

別の態様では、本発明は、基地局の検出アンテナを通過する、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定する計時モジュールに関わることができ、前記モジュールは、少なくとも一つのトランスポンダーと前記基地局との間で授受された第１の信号のシーケンスに関連付けられた第１の信号の強度値を受信し、かつ、少なくとも一つのトランスポンダーと前記基地局との間で授受された第２の信号のシーケンスに関連付けられた第２の信号の強度値を受信し、前記第１及び第２の強度値は、前記第１及び（又は）第２の信号が前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受されたタイムインスタンスに関連付けられ、前記第１の信号の信号強度が少なくとも一つの最低の信号強度値を有する少なくとも一つの第１のタイムインスタンスＴ_１、及び、前記第２の信号の信号強度が少なくとも一つの最高の信号強度値を有する少なくとも一つの第２のタイムインスタンスＴ_２を判定し、かつ、Ｔ_１とＴ_２との間の差に基づいて、Ｔ_１又はＴ_２を補正することによって通過時刻Ｔ_ｐを判定する、よう構成することができる。

また別の態様では、本発明は、トランスポンダーが前記計時システムの検出アンテナを通過した通過時刻を判定するよう構成されている計時システムで信号を授受するトランスポンダーであって、前記トランスポンダーは、第１のトランスポンダーコイルを用いて、計時システムによって前記トランスポンダーに第１の搬送波周波数で送信された第１の信号を検出する検出器ユニットと、第２のトランスポンダーコイルを用いて、第２の信号を第２の搬送波周波数で検出アンテナに送信する送信器ユニットと、を備えることができ、前記第１のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向は、前記第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向と異なり、かつ、第１のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向は、第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向と異なるトランスポンダーに関わることができる。

一実施形態では、第１の（搬送波）周波数は、１０〜１０００ｋＨｚ、好ましくは、５０〜２５０ｋＨｚの範囲から選択することができる。一実施形態では、第２の（搬送波）周波数は、５〜５００ＭＨｚの範囲から選択することができる。別の実施形態では、第２の（搬送波）周波数は、０．５〜６ＧＨｚの範囲から選択することができる。

トランスポンダーと計時システムとの間で授受される信号の信号強度は、送信しているトランスポンダーコイルと検出アンテナとの間の電磁結合に左右されることになる。したがって、トランスポンダーが検出アンテナに向かって動いているときは、トランスポンダーコイルと検出コイルとの間の電磁結合（したがって授受される信号の信号強度）は、トランスポンダーと検出アンテナとの間の距離の関数として変化することになる。この関数、すなわち、距離関数は、トランスポンダーが計時ラインを通過する通過時刻、すなわち、タイムインスタンスを正確に判定するのに使用することができる。しかしながら、距離関数はまた、検出ループに対するトランスポンダーコイル（複数も可）の（角度）方位にも左右される。検出アンテナとの最高又は最低の磁気結合が計時ライン上で直接達成されるのは、検出コイルに対するトランスポンダーコイルの角度方位が一定の所定方位である場合のみである。この状況では、通過時刻は、通過の際のトランスポンダー信号の信号強度を監視し、かつ、信号強度の最低値又は最高値が現れたタイムインスタンスを検出するアルゴリズムによって判定することができる。このタイムインスタンスは、次いで、通過時刻として判定される。

しかしながら、多くの状況では、トランスポンダーコイル及び検出アンテナの角度方位は、上記の理想的な状況から外れている。角度方位は、一定ではなくて、不定であり、かつ、競技者（彼又は彼女）が計時ラインを通過する時、競技者の身体の方位（又は車両の方位）に左右される。したがって、多くの状況においては、信号強度の信号における極値の位置は、計時ライン上のトランスポンダーの通過ともはや一致しない。

本発明に係るトランスポンダーは、検出アンテナに対して異なる（角度）方位を有するトランスポンダーの通過時刻の判定を可能にするものである。特に、該トランスポンダーは、トランスポンダーの方位が異なっていても、その通過時刻の判定を可能にするものであり、これは、トランスポンダーコイルの磁気軸は、異なる方向に向いており、したがって、トランスポンダーと基地局との間の電磁結合はトランスポンダーと検出アンテナとの間の距離が一定の場合でも、異なることになる、という事実にもかかわらず言えることである。

発明者らは、第１及び第２のトランスポンダーコイルに関連付けられた距離関数が、トランスポンダーコイルの角度方位及び検出アンテナと相関することを発見した。したがって、トランスポンダーが通過する際に授受された第１及び第２の信号のシーケンスの信号強度の解析を行えば、検出アンテナに対するトランスポンダーコイルの角度方位が補正された通過時刻の判定が可能となる。こうすることで通過時刻の誤差は、排除され、あるいは、少なくとも実質的に減らされることができる。したがって、本発明は、従来技術による既知の計時システムよりも正確な通過時刻の判定が可能である。

一実施形態では、前記第１のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向は、前記第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向に対して、実質的に垂直にすることができる。

一実施形態では、前記トランスポンダーは、さらに、前記第２の信号の信号強度を測定し、一つ又はそれ以上のデータパケットを用意し、前記第２の信号の一つ又はそれ以上の測定された信号強度値を前記一つ又はそれ以上のデータパケットにペイロードとして挿入し、かつ、前記一つ又はそれ以上のデータパケットを前記送信器ユニットに与えて、前記一つ又はそれ以上のデータパケットを含む第１の信号を前記検出アンテナに送信するよう構成されたトランスポンダープロセッサを備えることができる。

一実施形態では、二つ又はそれ以上の信号強度値が前記データパケットのうちの少なくとも一つのペイロードに挿入されるシーケンスが、トランスポンダーが第１の信号を検出した順序によって決定される。

一実施形態では、トランスポンダープロセッサは、前記第２の信号の信号強度が、所定の信号強度の閾値を超えている場合、あるいは、前記第２の信号が、所定の変調パターンを含む場合は、前記受信器ユニット及び（又は）前記送信器ユニットを起動するよう構成することができる。

別の態様では、本発明は、着衣及び（又は）身体に固定してトランスポンダーを支持することができるサポートシートであって、好ましくは、前記サポートシートは、前記サポートシートの前側に印字された識別子を備えているサポートシートと、上で説明したトランスポンダーとを備えるスポーツ用ビブに関わることができる。一実施形態では、前記トランスポンダーは、第１又は第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向の一つが前記サポートシートの平面に対して実質的に平行であり、かつ、前記第１又は第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の一つが前記サポートシートの平面に対して実質的に垂直であるように、前記サポートシートに取り付けることができる。

本発明はまた、少なくとも一つのソフトウェアコード部分を含むコンピュータプログラム又は一組のコンピュータプログラム、又は、少なくとも一つのソフトウェアコード部分を格納しているコンピュータプログラム製品であって、該ソフトウェアコード部分は、コンピュータシステムで実行された場合、上記の方法のうちの一つ又はそれ以上に係る方法を実行するよう構成されているコンピュータプログラム又は一組のコンピュータプログラム、又は、コンピュータプログラム製品に関わることができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明をさらに説明し、それにより、本発明に係る実施形態を概略的に示すことになる。なお、本発明は、これら特定の実施形態には、いかなる点からも制限されないことが理解されよう。

本発明の一実施形態に係るスポーツ計時システムを概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係るスポーツ計時システムの少なくとも一部の概略図である。 検出ループに対するトランスポンダーコイルの角度方位が第１の角度方位である場合について、検出アンテナを通過するトランスポンダーの信号強度を示す図である。 検出ループに対するトランスポンダーコイルの角度方位が第１の角度方位である場合について、検出アンテナを通過するトランスポンダーの信号強度を示す図である。 特定のコイル構成について、検出アンテナを通過するトランスポンダーの信号強度をトランスポンダーと計時ラインとの間の距離の関数として示す図である。 特定のコイル構成について、検出アンテナを通過するトランスポンダーの信号強度をトランスポンダーと計時ラインとの間の距離の関数として示す図である。 別のコイル構成について、検出アンテナを通過するトランスポンダーの信号強度をトランスポンダーと計時ラインとの間の距離の関数として示す図である。 別のコイル構成について、検出アンテナを通過するトランスポンダーの信号強度をトランスポンダーと計時ラインとの間の距離の関数として示す図である。 特定のコイル構成について、検出アンテナを通過するトランスポンダーの信号強度をトランスポンダーと計時ラインとの間の距離の関数として示すとともに、通過時刻を判定するのに用いられた信号強度値を示す図である。 デルタΔとトランスポンダー平面の角度方位との関係を示し、かつ、デルタとトランスポンダー平面の角度方位によってもたらされる誤差との間の直線関係を示す図である。 デルタΔとトランスポンダー平面の角度方位との関係を示し、かつ、デルタとトランスポンダー平面の角度方位によってもたらされる誤差との間の直線関係を示す図である。 通過時刻の誤差を角度の関数として示す図である。 本発明の一実施形態に係る、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定するための処理のフロー図である。 本発明の一実施形態に係るトランスポンダー・基地局の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るトランスポンダー・基地局の構成を示す図である。 少なくとも二つの異なるコイル構成に基づいて、トランスポンダーと基地局との間で信号の授受を行うことを可能にする計時システムの実施形態を示す図である。 少なくとも二つの異なるコイル構成に基づいて、トランスポンダーと基地局との間で信号の授受を行うことを可能にする計時システムの実施形態を示す図である。 このアプリケーションで説明するシステム及び方法で使用することができる代表的なデータ処理システムを示すブロック図である。

図１は、本発明の一実施形態に係るスポーツ計時システムを概略的に示す図である。図１は、具体的に、移動するトランスポンダーの計時に使用することができる計時システム１００を概略的に示す。この計時システムは、例えば、モーターバイク及び自転車レース、マラソン及びトライスロン等のスポーツイベントで使用することができ、イベントの参加者１０２は、固有の識別子に関連付けられたトランスポンダー１０６を装着することができる。一実施形態では、トランスポンダーは、参加者の着衣又はビブ１０４、又は参加者の車両に取り付けることができる。ビブは、着衣及び（又は）身体に固定してトランスポンダーを支持することができるサポートシートを備えることができ、サポートシートは、前記サポートシートの前側に印字された識別子を備えている。

計時システムは、さらに、一つ又はそれ以上の基地局検出アンテナ１１０（例えば一つ又はそれ以上の検出ループ）に接続された基地局１１２を備えることができ、ベース検出アンテナ１１０は、大地に埋設又はトラック上にあるいはトラックの隣に配置することができる。例えば、一実施形態では、一つ又はそれ以上の検出ループをマットアンテナとして実現することができる。検出アンテナは、フィニッシュ平面等の計時ライン１０８と位置合わせすることができ、計時ライン１０８は、通過時刻、すなわち、参加者の特定の部分が計時ラインを通過する（横切る）タイムインスタンスの基準マークとして使用される。基地局とトランスポンダーとは、通過時刻の正確な判定を可能にするため、信号を授受するよう構成することができる。

この目的のため、基地局は、トランスポンダー信号１１６を検出するための受信器１１８を備えることができる。トランスポンダーと基地局との間の双方向通信の場合は、基地局は、検出アンテナ又は別のアンテナを介してトランスポンダーに基地局信号１１４を送信するための送信器１１９をさらに備えることができる。トランスポンダーが計時ライン上を通過する際、基地局の受信器は、トランスポンダー信号のシーケンスを検出することができる。基地局は、さらに、受信したトランスポンダー信号に関連付けられた信号の計時情報（例えば受信時刻）及び信号強度情報を判定することができる。基地局プロセッサ１２０は、トランスポンダー信号及びそれに関連付けられた信号計時情報及び信号強度情報を基に通過時刻を判定することができる。データ処理の一部は、サーバ上にホストされたデータ処理モジュール１２２によって遠隔で行うことができる。この場合、基地局は、一つ又はそれ以上のネットワーク１２４を介して、データ処理モジュールに情報を送信するよう構成することができる。サーバに接続されたデータベース１２６は、後で使用するため、通過時刻を格納することができる。

基地局が受信するトランスポンダー信号の信号強度は、送信しているトランスポンダーコイルと検出アンテナとの間の電磁結合に左右される。したがって、トランスポンダーが、検出アンテナに向かって移動すると、トランスポンダーコイルと検出コイルとの間の電磁結合（したがって、検出されたトランスポンダー信号の信号強度）は、トランスポンダーと検出アンテナとの間の距離の関数として変化することになる。この関数（以後、距離関数と称する）は、通過時刻、すなわちトランスポンダーが計時ラインを通過したタイムインスタンスを正確に判定するのに使用することができる。しかしながら、距離関数もまた、検出ループに対するトランスポンダーコイル（複数も可）の（角度）方位に左右される。検出アンテナとの最高又は最低の磁気結合が計時ライン上で直接達成されるのは、検出コイルに対するトランスポンダーコイルの角度方位が一定の所定方位である場合のみである。この状況では、通過時刻は、通過の際のトランスポンダー信号の信号強度を監視し、かつ、信号強度の最低値又は最高値が現れたタイムインスタンスを検出するアルゴリズムによって判定することができる。このタイムインスタンスは、次いで、通過時刻として判定される。

しかしながら、多くの状況では、トランスポンダーコイル及び検出アンテナの角度方位は、上記の理想的な状況から外れている。角度方位は、一定ではなくて、不定であり、かつ、競技者（彼又は彼女）が計時ラインを通過する時、競技者の身体の方位（又は車両の方位）に左右される。したがって、多くの状況においては、信号強度信号における極値の位置は、計時ライン上のトランスポンダーの通過ともはや一致しない。検出ループに対するトランスポンダーの角度方位は、判定された通過時刻において重大な誤差を生ずる場合がある。したがって、正確な時刻測定を保証するためには、検出アンテナに対するトランスポンダーの角度方位を考慮した通過時刻アルゴリズムが必要となる。

これらの角度効果の補正を可能にするためには、図１の計時システムを、（トランスポンダーが検出コイル上を通過する際に）第１及び第２の信号のシーケンスが授受されるよう構成する。すなわち、第１の信号のシーケンスは、第１のトランスポンダーコイル／検出コイル構成（第１のコイル構成）に基づいて授受され、かつ、第２の信号のシーケンスは、第２のトランスポンダーコイル／検出コイル構成（第２のコイル構成）に基づいて授受される。一実施形態では、このコイル構成は、二つの異なるトランスポンダーコイル及び基地局に接続された検出コイルによって形成することができる。例えば、第１のコイル構成は、第１のトランスポンダーコイル及び検出器コイルを備え、かつ、第２のコイル構成は、第２のトランスポンダーコイル及び検出器コイルを備えることができ、第１及び第２のトランスポンダーコイルの磁気軸は、異なる方位を有している。通過時刻は、トランスポンダーの通過の際に授受された第１及び第２の信号のシーケンスの信号強度に基づいて、検出アンテナに対するトランスポンダーコイルの角度方位が補正されて判定されることができる。すなわち、通過時刻の誤差を、排除するか、あるいは、少なくとも実質的に減らすことができる。以下、計時システムの詳細をより詳しく説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係るスポーツ計時システムの少なくとも一部の概略図である。具体的には、図２は、トランスポンダーモジュール２０２及び検出アンテナ２０６（例えば、検出ループ）に接続された基地局２０４を示し、検出アンテナは、計時ライン２０５（例えば、ｘ軸に対して平行）に位置合わせすることができる。この特定の実施形態では、計時システムは、トランスポンダーと基地局との間の双方向のデータ授受用に構成されている。この目的のため、トランスポンダーは、データパケット２３０を含む第１の（トランスポンダー）信号２１０を基地局に送信するための送信器ユニット２０８及び基地局から第２の（基地局）信号２１４を受信するための受信器ユニット２１２を備えることができる。同様に、基地局は、検出アンテナのレンジ内に在るトランスポンダーからの信号を受信するための受信器ユニット２１６及びトランスポンダー信号をトランスポンダーに送信するための送信器ユニット２２０を備えることができる。基地局は、受信及び（又は）送信される信号に、受信又は送信時にタイムスタンプを付けることができるよう、（リアルタイム）クロックを備えることができる。

トランスポンダーは、電池等の形態で、電源を備えることができる。一実施形態では、トランスポンダーの受信器ユニットは、受信器ユニットがウェイクアップ信号を受信した場合のみ起動されるよう、低電力ウェイクアップ受信器として実現することができる。すなわち、電源の寿命を大幅に延ばすことができる。一実施形態では、ウェイクアップ信号は、所定の搬送波周波数及び信号強度を有する信号とすることができ、該信号強度は、所定の信号強度閾値を超えている。別の実施形態では、ウェイクアップ信号は、所定の搬送波周波数及び所定の変調パターンを有する基地局信号とすることができる。所定の変調パターンは、搬送波周波数を周囲のホワイトノイズから識別するのに使用することができる。

トランスポンダー及び基地局内のプロセッサ２２２，２２４は、送信器及び受信器ユニットを制御して、適当なデータ送信構成に基づいて信号を送信及び受信する（授受する）よう構成することができる。このようなデータ送信構成の例としては、直角位相振幅変調（ＱＡＭ）、周波数偏移変調（ＦＳＫ）、位相偏移変調（ＰＳＫ）及び振幅偏移変調（ＡＳＫ）等を挙げることができる。この目的のため、トランスポンダー及び基地局内のプロセッサは、データ送信構成に従った一定のデータフォーマットのデータパケットを生成するよう構成することができる。データパケットは、ヘッダ及びペイロードを備えることができる。ヘッダ情報は、受信器、例えば、基地局内の受信ユニットが、一つ又はそれ以上のデータパケットを含むトランスポンダー信号を特定のトランスポンダーにリンクすることができるよう、（固有の）トランスポンダー識別子を備えることができる。トランスポンダー及び基地局内のプロセッサは、さらに、データパケットをＲＦデータ信号に変換するための変調器及びトランスポンダーの検出ユニットによって受信されたＲＦデータ信号をデータパケットに変換するための復調器を備えることができる。プロセッサ内のデコーダは、データパケットから情報、例えば、ヘッダ情報及び（又は）ペイロードを抽出することができ、これらは、通過時刻の判定の際、通過時刻アルゴリズムが使用することができる。また、衝突を避けるため、衝突予防構成（例えば、ＴＤＭＡ構成）を使用することができる。代表的な送信期間は、１〜１０ｍｓの範囲内であり、また、代表的なデータ信号長は、５０〜３００μｓの範囲内とすることができる。

トランスポンダーは、さらに、トランスポンダー平面を画定する平面基板２２６上に配置された少なくとも二つの磁気コイルを備えることができる。トランスポンダーの受信器ユニットには、第１の（受信器）コイル２２８を接続することができ、該第１のコイルは、第１の方向（例えば、トランスポンダー平面内）に磁気軸２３０を有している。第１の受信器コイルと検出コイルとは、トランスポンダーと基地局との間で信号を授受するための第１のコイル構成を形成することができる。トランスポンダーの送信器ユニットに接続された第２の（送信）コイル２３２は、第２の方向（例えば、トランスポンダー平面に対して垂直な方向）にその磁気軸２３４を有することができる。第２のトランスポンダーコイルと検出コイルとは、トランスポンダーと検出コイルとの間で信号を授受するための第２のコイル構成を形成することができる。コイルは、各種の形式、例えば、ダイポール型薄膜又は巻き線型コイル（フェライトコアが有る場合と無い場合がある）として実現することができる。距離関数は、トランスポンダーが使用しているアンテナの種類に左右されることになる。

基地局の送信器ユニットは、第１の（搬送波）周波数、例えば、１２５ｋＨｚ（トランスポンダーの受信器ユニットのウェイクアップ周波数）でトランスポンダー信号を送信することができるが、他の周波数も考えられる。例えば、一実施形態では、第１の（搬送波）周波数は、１０〜１０００ｋＨｚ、好ましくは、５０〜２５０ｋＨｚの範囲から選択することができる。競技者が計時ラインに向かって移動すると、トランスポンダーは、送信している検出コイルに向かって移動することになり、したがって、トランスポンダーコイルは、第１の搬送波周波数で基地局信号のピックアップを開始することができる。トランスポンダープロセッサは、受信された基地局信号の信号強度を判定することができ、信号強度が、信号強度の閾値を超えている場合は、検出された基地局信号の信号強度値のバッファ内への格納を開始することができる。さらに、トランスポンダープロセッサは、送信器ユニットをスリープモードからアクティブモードへ切り換えることができる。アクティブモードの間、トランスポンダープロセッサは、所定のデータフォーマットのデータパケットを生成し、これらデータパケットをトランスポンダー信号で基地局に送信することができる。

一実施形態では、トランスポンダー信号は、第１の搬送波周波数とは異なる第２の（搬送波）周波数（例えば、６．７８ＭＨｚ）で基地局に送信することができる。しかしながら、他の周波数も考えられる。例えば、一実施形態では、第２の（搬送波）周波数は、５〜５００ＭＨｚの範囲から選択することができる。別法として、第２の（搬送波）周波数は、０．５〜６ＧＨｚの範囲から選択することができる。トランスポンダープロセッサは、なかんずく、基地局がデータパケットの出所を識別できるようにするためのトランスポンダーＩＤを含むヘッダ２３２を備えるデータパケットを生成することができる。さらに、トランスポンダープロセッサは、検出された基地局信号の一つ又はそれ以上の信号強度値２３４_１-３をデータパケットのペイロードに挿入することができる。一実施形態では、トランスポンダー信号で基地局に送られるデータパケットは、一つの信号強度値を含むことができる。別の実施形態では、データパケットは、二つ、三つ、四つ又は複数の信号強度値を含むことができる。データパケットのペイロードに信号強度値が挿入されているシーケンスは、トランスポンダーが基地局信号を検出したシーケンスと判定することができる。

一実施形態では、トランスポンダープロセッサは、トランスポンダーの検出器ユニットが、受信された基地局信号の信号強度が一定の閾値を超えていると判定した場合、カウンターを起動することができる。カウンターは、一定の最終値に到達するまで増大又は減少させることができる。カウンターの動作中、トランスポンダーは、トランスポンダー信号を送信することができる。カウンターがその最終値に到達すると、トランスポンダープロセッサは、トランスポンダー内の送信器ユニットを再びそのスリープモードにすることができる。その後、トランスポンダープロセッサは、閾値を超える信号強度を有する基地局信号を再び受信した場合、送信器ユニットを起動させることができる。このようにして、カウンターは、送信器ユニットが所定の時間後に切り換えられることを保証する。すなわち、送信器ユニットは、基地局信号が所定の信号強度閾値を超えている場合、すなわち、検出器アンテナから一定のレンジ内でのみ、アクティブモードとなる。

基地局がトランスポンダー信号を検出すると、基地局は、受信されたトランスポンダー信号の信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）を判定し、該信号を、一つ又はそれ以上の信号強度値をペイロードとして含むディジタルデータパケットに変換し、かつ、データパケットにタイムスタンプを付けることになる。

基地局が受信するトランスポンダー信号の信号強度は、送信しているトランスポンダーコイルと検出アンテナとの間の電磁結合に左右される。トランスポンダーが、検出アンテナに向かって移動すると、電磁結合（したがって、検出されたトランスポンダー信号の信号強度）は、トランスポンダーと検出アンテナとの間の距離の関数として変化することになる。トランスポンダーが検出コイル上を通過する際に判定された（検出コイルによって送信され、かつ、トランスポンダーの第１の＜受信している＞コイルによって受信された）基地局信号の信号強度及び（第２の＜送信器＞コイルを介して送信され、かつ、基地局によって受信された）（タイムスタンプが付いた）トランスポンダー信号の信号強度は、トランスポンダーの通過時刻を正確に判定するのに使用される。

図３Ａ及び図３Ｂは、検出アンテナを通過するトランスポンダーの測定された信号強度を、検出ループに対するトランスポンダーコイルの特定の方位について示す図である。具体的には、図３Ａ及び図３Ｂは、トランスポンダーが計時ライン上に位置しているとき、検出コイルに対するトランスポンダーコイルの角度方位によって、検出アンテナとの磁気結合が最高又は最低となる場合の状況を示す図である。図３Ａは、検出コイルに対するトランスポンダーの方位をより詳細に示す図である。トランスポンダー３０２は、検出コイルに向かってｚ軸の方向に一定の速度ｖで移動する。理想的には、トランスポンダー平面は、ｘｙ平面内に配向され、かつ、検出コイルは、ｘｚ平面内に配置され、検出コイルの長手方向の側面は、ｘ軸（及び計時ライン）に実質的に平行である。図３Ａのトランスポンダー構成では、第１のトランスポンダーコイル３０８の磁気軸は、ｙ軸に平行であり、かつ、第２のトランスポンダーコイル３１０の磁気軸は、ｚ軸に平行である。

図３Ｂは、第１のトランスポンダーコイル３０８と検出コイル３０６との間で授受された信号強度値のプロット（円形で表された信号強度値）及び第２のトランスポンダーコイル３１０と検出コイル３０６との間で授受された信号強度値のプロット（三角形で表された信号強度値）対トランスポンダーと計時ラインとの間の距離（ここでゼロは、計時ライン上の位置に対応する）を示す。X軸は、トランスポンダーと計時ラインとの間の距離を表しているが、実際には、基地局によって測定された時刻、具体的には、トランスポンダー信号が基地局によって受信された時刻を表していることに注目すべきである。

図３Ｂは、このトランスポンダー構成の場合、第１のトランスポンダーコイル３０８と検出コイル３０６との間の電磁結合は、第１の距離関数３２０によって示すことができ、ここで、信号強度は、トランスポンダーが計時ライン上に位置したとき最高３２２となり、かつ、トランスポンダーが、計時ラインに対して平行に配向されているコイル（図示せず）の一部の上に在るとき、最低となることを示すものである。対照的に、第２のトランスポンダーコイル３１０と検出コイル３０６との間の電磁結合は、第２の距離関数３１４によって示され、トランスポンダーが計時ライン上に位置したとき、最低の信号強度３１８となり、かつ、トランスポンダーが、計時ラインに対して平行に配向されているコイル（図示せず）の一部の上に在るとき、最高となることを示すものである。

したがって、第１のトランスポンダーコイルと基地局との間で授受される信号の信号強度を測定し、かつ、第２のトランスポンダーコイルと基地局との間で授受される信号の信号強度を測定することによって、両方の距離関数が得られる。測定された信号強度は、トランスポンダーと基地局との間で授受される信号にタイムスタンプを付けることによって時刻に関連付け、第１の距離関数の最高値に関連付けられたタイムインスタンス及び（又は）第２の距離関数の最低値に関連付けられたタイムインスタンスを通過時刻として判定できるようにすることができる。上で既に言及したように、図３Ａ及び図３Ｂは、トランスポンダーが計時ライン上に在るとき、トランスポンダーコイルと検出コイルとの間に最高／最低の結合が実現される理想的な場合を示すものである。しかしながら、競技者が計時ラインを通過するときには、方位、具体的には、トランスポンダーコイルの検出ループに対する方位が、図３Ａ及び図３Ｂに示す状況に対応していない可能性が大きい。

図４Ａ及び図４Ｂは、検出アンテナを通過するトランスポンダーの信号強度をトランスポンダーと計時ラインとの間の距離の関数として示すものであり、トランスポンダーコイルの検出ループに対する方位は、図３Ａ及び図３Ｂに示した状況と異なっている。具体的には、図４Ａは、図３Ａの状況と同様のそれを示すが、相違点は、第１のコイル４０８及び第２のコイル４１０を備えるトランスポンダー４０２が、ｘ軸の周りに１５度の角度θ４１８に亘って回転されていることである（θは、トランスポンダー平面の法線ｎ４１６とｚ軸との間の角度である）。この回転の結果、図３Ｂに示した距離関数とは異なる距離関数が生ずることになる。図４Ｂに示すように、トランスポンダーのｘ軸の周りの回転の結果、第１及び第２の距離関数４１８、４２２が生じることになり、第１の距離関数の最高の信号強度４２０及び第２の距離関数の最低の信号強度４２４は、計時ライン上のトランスポンダーの位置にもはや対応していない。図４Ａ及び４Ｂは、図３Ａ及び３Ｂに示した「理想的な」トランスポンダー方位からの偏差によって、通過時刻の判定に誤差が生じることを示している。

図５Ａ及び図５Ｂは、トランスポンダーコイルと検出コイルとの間の別の角度方位、すなわちＸ軸の周りのそれぞれ３０度及び４５度のトランスポンダーの回転に対する第１及び第２の距離関数５０２_１、２、５０４_１、２を示すものである。この図で分かるように、回転の結果、計時ラインの位置に対する信号強度の極値の位置及び信号強度の極値の互いに他に対する位置にさらなる変移が生じることになる。このように、二つの距離関数の極値の位置の相関関係は、検出コイルに対するトランスポンダーコイルの位置に関係する。図６及び図７Ａ及び図７Ｂを参照してより詳しく説明するが、この相関関係は、トランスポンダーコイルの検出ループに対する方位の（角度）偏差が補正された通過時刻の正確な判定のための通過時刻アルゴリズムで使用することができる。

図６は、図４Ｂを参照して説明したのと同様な第１及び第２の距離関数６０２、６０４を示す。したがって、トランスポンダーが検出コイル上を通過する際、計時システムは、トランスポンダーと基地局との間で授受される第１及び第２の信号のシーケンスの信号強度を測定することができる。測定された信号強度値に基づいて、通過時刻アルゴリズムによって使用されるべき第１及び第２の距離関数を導き出して、通過時刻を判定することができる。通過時刻アルゴリズムは、次の事項を判定するステップを含むことができる。
- 第１の距離関数６０２が最低の信号強度値６１０を有する第１のタイムインスタンスＴ_１
- 第２の距離関数６０４が最高の信号強度値６０８を有する第２のタイムインスタンスＴ_２
- Ｔ_１とＴ_２との間の差と定義されるパラメータ、デルタΔ
- Ｔ_１−Δ×Ｋの計算によって得られる通過時刻Ｔ_ｐ（ここでＫは、トランスポンダーの高さ及びループ幅に左右される定数である）。

ループ幅は、約５０〜１００ｃｍの一定のパラメータとすることができる。トランスポンダーの高さは、システムパラメータで、これは、約１５０ｃｍと見積られる。図７Ａは、デルタΔとトランスポンダー平面の角度方位との間の関係を示す図である。このグラフは、第１の距離関数の最高の信号強度の位置と第２の距離関数の最低の信号強度の位置との間の差は、トランスポンダー平面の角度方位と実質的に直線的に関連付けられることを示している。さらに、図７Ｂは、デルタとトランスポンダー平面の角度方位によって導入される誤差との間の実質的に直線的な関係を示す。したがって、トランスポンダー平面の角度方位が増大すると、誤差が増大する。

通過時刻アルゴリズムは、Ｔ_１を初期通過時刻として使用し、この時刻値をＫとデルタ値との積で補正することができる。例えば、図７Ａでは、通過時刻は、Ｔ_ｐ＝Ｔ_１−Δ×２.７と判定することができる。図８は、通過時刻の誤差を角度の関数として示す。このグラフは、角度効果による計時ラインの位置における誤差を非常に低く抑えることができることを示している。さらに、該アルゴリズムは、速度と無関係である。上述の通過時刻アルゴリズムにおいては、通過時刻は、Ｔ_１に基づいて判定されるが、当業者には、Ｔ_２も通過時刻を判定するための基礎として使用できることは明らかである。

図９は、本発明の一実施形態に係る、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定するための処理のフロー図を示す図である。ここで、処理は、基地局が基地局信号をトランスポンダーに第１の（搬送波）周波数で送信する（ステップ９０２）ことで開始することができる。検出器が、基地局のレンジ内に在る場合には、トランスポンダーは、基地局信号を検出することができ、基地局信号の信号強度が一定の閾値を超えており、かつ（あるいは）一定の変調パターンが検出される場合は（ステップ９０４）、トランスポンダーをトリガして、トランスポンダー信号を基地局に第２の（搬送波）周波数で送信させることができ、トランスポンダー信号は、トランスポンダー識別子及び基地局信号の信号強度を含んでいる（ステップ９０６）。信号強度及びトランスポンダーＩＤを含むトランスポンダー信号は、基地局に検出されることができる。検出の際、基地局は、受信されたトランスポンダー信号の信号強度及びトランスポンダー信号の受信時刻を判定することができる（ステップ９０８）。処理ステップ９０２〜９０８は、トランスポンダーによって受信された基地局信号の信号強度が閾値を超えている限り、繰り返すことができる（ステップ９１０〜９２４）。すなわち、第１の信号のシーケンスの信号強度（基地局信号の信号強度）及び第２の信号のシーケンスの信号強度（トランスポンダー信号の信号強度）を判定することができる。この信号強度は、検出アンテナに対するトランスポンダーの角度方位が補正された通過時刻を判定するための通過時刻アルゴリズムに使用できる第１及び第２の距離関数を規定することができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の別の実施形態に係るトランスポンダー・基地局構成を示す図である。具体的には、図１０Ａは、プロセッサ１００４及び受信器ユニット１００６及び送信器ユニット１００８を備えるトランスポンダー１００２を示す。トランスポンダーは、さらに、三つの磁気コイル１０１０、１０１２、１０１４を備え、各コイルの磁気軸１０１６、１０１８、１０２０は、異なる方向に配向されている（例えば、第１のコイルは、ｙ方向に磁気軸を有し、第２のコイルは、ｘ方向に磁気軸を有し、かつ、第３のコイルは、ｚ方向にその磁気軸を有している）。

図１０Ｂに示すように、ｘ、ｙ及びｚ軸に対するトランスポンダー平面の方位は、傾斜角θ及び方位角φを含む球面座標に基づいて説明することができ、ここで、傾斜角θは、ｚ軸（波長変換層の＜上＞面に垂直な軸）に対して規定され、かつ、方位角φは、Ｘ又はＹ軸に対して規定される。トランスポンダーが検出アンテナに向かって移動すると、トランスポンダーコイルのそれぞれと検出コイルとの間の電磁結合が、トランスポンダーと検出アンテナとの間の距離の関数として変化することになる。三つの方位の異なるコイルは、図１〜９を参照して上で詳細に説明したのと同様の構成を用いて、二つの角度方向θ及びφにおける角度偏差について補正することができる。

トランスポンダーと基地局との間で授受される第１の信号のシーケンスの信号強度を、第１のコイル構成（例えば、第１のトランスポンダーコイルと検出コイル）及び第２のコイル構成（例えば、第２のトランスポンダーコイルと検出コイル）に基づいて判定する処理は、各種の方法で実現することができると言われている。例えば、図１１Ａ及び図１１Ｂは、少なくとも二つの異なるコイル構成に基づいて、トランスポンダーと基地局との間で信号の授受を可能にする計時システムの実施形態を示している。例えば、図１１Ａの実施形態では、第１及び第２の信号１１１４、１１１６は、二つの交互に送信するトランスポンダーコイル１１１０、１１１２を用いて、トランスポンダー１１０２_１と基地局１１０８との間で授受することができ、第１の送信するトランスポンダーコイルの磁気軸の方向及び第２の送信するトランスポンダーコイルの磁気軸の方向は、異なる方位を有している。したがって、移動するトランスポンダーが計時ライン上を通過する際、トランスポンダーがひとたび検出アンテナのリーチ内に入ると、トランスポンダーは、検出アンテナ１１０６によって検出された第１及び第２の信号のシーケンスを送信することになる。基地局１１０８は、第１及び第２の信号を検出し、それらの信号強度を判定し、かつ、いかなる時刻に基地局が信号を受信したかを示すタイムインスタンスを判定する。基地局の通過時刻アルゴリズムは、続いて、信号強度及び関連付けられたタイムインスタンスに基づいて、通過時刻を算出することができる。

図１１Ｂは、さらなる実施形態を示すもので、第１及び第２の信号１１１４、１１１６は、トランスポンダー１１０２_２と基地局１１０８との間で、一つのトランスポンダーコイル１１１３と少なくとも二つの方位が異なる検出アンテナ１１０６_１，２とを用いて授受することができる。したがって、移動するトランスポンダーが計時ライン上を通過する際、トランスポンダーは、第１の検出アンテナ１１０６_１によって送信された第１の信号を受信し、受信された第１の信号の信号強度を判定すること、続いて第２の信号を第２の検出アンテナ１１０６_２に送信することを交互に行うことができ、第２の信号は、関連付けられた第１の信号の信号強度値を含んでいる。基地局１１０８は、第２の信号を検出し、それらの信号強度を判定し、かつ、いかなる時刻に基地局が第２の信号を受信したかを示すタイムインスタンスを判定する。基地局の通過時刻アルゴリズムは、続いて、第１及び第２の信号の信号強度値及び関連付けられたタイムインスタンスに基づいて、通過時刻を算出することができる。

図１２は、図１〜１１を参照して説明したシステム及び方法で使用できる代表的なデータ処理システムを示すブロック図である。データ処理システム１２００は、システムバス１２０６を介して、メモリ素子１２０４に結合される少なくとも一つのプロセッサ１２０２を備えることができる。よって、データ処理システムは、メモリ素子１２０４内にプログラムコードを格納することができる。さらに、プロセッサ１２０２は、システムバス１２０６を介して、メモリ素子１２０４から取得されるプログラムコードを実行することができる。一態様では、データ処理システムは、プログラムコードを格納し、かつ（あるいは）、実行するのに適当なコンピュータとして実現することができる。しかしながら、データ処理システムは、この明細書で説明されている機能を実行することができるプロセッサ及びメモリを備える任意のシステムの形で実現できることを理解されたい。

メモリ１２０４は、例えば、ローカルメモリ１２０８及び一つ又はそれ以上のバルク記憶装置１２１０等の一つ又はそれ以上の物理的なメモリ装置を備えることができる。ローカルメモリは、プログラムコードの実際の実行の際に一般的に用いられるランダムアクセスメモリや他の非持続性メモリ装置（複数も可）を指すことができる。バルク記憶装置は、ハードドライブ又は他の持続性データ記憶装置として実現することができる。処理システムは、少なくともいくつかのプログラムコードの一時的な格納を行って、実行中にバルク記憶装置１２１０からプログラムコードを検索しなければならない回数を減らす一つ又はそれ以上のキャッシュメモリ（図示せず）を備えることもできる。

データ処理システムには、入力装置１２１２及び出力装置１２１４として示されている入／出力（Ｉ／Ｏ）装置を任意に結合することができる。入力装置の例には、例えば、キーボード、マウス等の位置指示装置、等を含めることができるが、それらに限定されない。出力装置の例には、例えば、モニター又はディスプレイ、スピーカ等を含めることができるが、それらに限定されない。入力装置及び（又は）出力装置は、直接、あるいは、途中に介在するＩ／Ｏコントローラを通して、データ処理システムに結合することができる。また、データ処理システムには、ネットワークアダプター１２１６を結合して、データ処理システムを、途中に介在するプライベート又はパブリックネットワークを介して、他のシステム、コンピュータシステム、遠隔ネットワーク装置、及び（又は）遠隔記憶装置に結合することもできる。ネットワークアダプターは、前記システム、装置及び（又は）ネットワークによって、前記データ処理システムに送信されるデータを受信するためのデータ受信器、及び、前記システム、装置及び（又は）ネットワークにデータを送信するためのデータ送信器を備えることができる。モデム、ケーブルモデム、及びイーサネット（登録商標）カードは、データ処理システムに対して用いることができる異なるタイプのネットワークアダプターの例である。

図１２に示したように、メモリ要素１２０４は、アプリケーション１２１８を格納することができる。データ処理システム１２００は、さらに、アプリケーションの実行を容易にするオペレーティングシステム（図示せず）を実行することができることに留意されたい。格納されたアプリケーションは、実行可能なプログラムコードの形で実現される場合、データ処理システム１２００によって、例えば、プロセッサ１２０２によって実行することができる。データ処理システムは、アプリケーションの実行に対して応答して、ここでさらに詳細に説明する一つ又はそれ以上の動作を行うよう構成することができる。

一態様では、例えば、データ処理システム１２００は、クライアントデータ処理システムを代表することができる。その場合、アプリケーション１２１８は、それが実行されると、ここで「クライアント」を参照して説明する各種の機能を行うデータ処理システム１２００を構成するクライアントアプリケーションを代表することができる。クライアントの例には、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、モバイルホン等を含めることができるが、それらに限定されない。

ここで用いられる用語は、特定の実施形態のみを説明するという目的のためのものであり、本発明を限定することを意図したものではない。ここで用いられる、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」を冠した名詞又は名詞句は、文脈によって別様に指示される場合を除き、複数形の名詞又は名詞句も同様に含むことを意図したものである。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」及び（又は）「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、本明細書で用いられる場合、記述された特徴、完全体、ステップ、動作、要素、及び（又は）構成要素の存在を明記するが、一つ又はそれ以上の他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、及び（又は）構成要素及び（又は）それらのグループの存在又は追加を排除しないことが、さらに理解されよう。

以下の請求項における全ての手段又はステッププラス機能要素の対応する構成、材料、動作、および等価事項は、特に特許請求された他の特許請求された要素との組合せで機能を実行するいかなる構成、材料、又は動作をも含むことが意図されている。本発明の記述は、説明及び記述の目的で為されたものであり、言い尽くしたり、あるいは、開示された形態の本発明に限定したりする意図はない。当業者には、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく多くの修正形態及び変形形態が可能であることは明らかであろう。上記の実施形態は、本発明の原理及び実用例をできるだけ解りやすく説明し、他の当業者が、本発明を理解して、想到される特定の用途に適した各種の修正を有する各種の実施形態に至れるようにするために選び、かつ、記述したものである。

Claims (18)

1. 基地局の検出アンテナを通過する、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定する方法であって、該方法は、
   前記通過の際に、第１のトランスポンダーコイルと前記検出アンテナとの間で第１の信号のシーケンスを授受し、かつ、第２のトランスポンダーコイルと検出コイルとの間で第２の信号のシーケンスを授受するステップと、
   前記第１及び第２の信号のうち少なくとも一方の信号を、前記第１及び第２の信号のうち少なくとも一方の信号が前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受された時刻を示すタイムインスタンスに関連付けるステップと、
   前記第１及び第２の信号の信号強度及び前記タイムインスタンスに基づいて前記トランスポンダーの通過時刻を判定するステップであって、好ましくは前記タイムインスタンスは、第１及び第２の信号のうち少なくとも一方の信号が、前記基地局によって受信された時刻を示すステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記第１のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向が、前記第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向とは異なっており、好ましくは、前記第１のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向は、前記第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向に対して実質的に垂直であることとする請求項１に記載の方法。
3. 前記通過時刻は、前記第１の信号の少なくとも一つの最高の電磁界強度値に関連付けられた少なくとも一つのタイムインスタンス及び前記第２の信号の少なくとも一つの最低の電磁界強度値に関連付けられた少なくとも一つのタイムインスタンスに基づいて判定されることとする請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の方法であって、さらに、
   前記第１のトランスポンダーコイルを用いて、前記検出アンテナによって送信された前記第１の信号を受信するステップと、
   前記第２のトランスポンダーコイルを用いて、前記第２の信号を前記検出アンテナに送信するステップであって、前記第２の信号は、前記第１の信号における第１の信号の強度値を含んでいるステップと、
   を含むこととする方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、さらに、
   前記第１の信号に関連付けられた第１の信号の強度値を判定するステップと、
   前記第１の信号の強度値のうち一つ又はそれ以上をペイロードとしてデータパケットに挿入するステップと、
   前記データパケットを含む第２の信号を前記検出アンテナに送信するステップと、
   を含むこととする方法。
6. 請求項４又は請求項５に記載の方法であって、さらに、
   前記第２の信号を検出するステップと、
   前記第２の信号を第２の電界強度値に関連付けるステップと、
   を含むこととする方法。
7. 請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の方法であって、さらに、
   前記トランスポンダーが、前記第１のトランスポンダーコイルを用いて、前記第１の信号を前記検出アンテナに送信するステップと、前記第２のトランスポンダーコイルを用いて、前記第２の信号を前記検出アンテナに送信するステップと、を含むこととする方法。
8. 請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の方法であって、さらに、
   前記第１及び第２の信号を検出するステップと、
   前記第１の信号の強度に関連付けられた第１の電磁界強度値及び前記第２の信号の強度に関連付けられた第２の電磁界強度値を判定するステップと、
   を含むこととする方法。
9. 請求項１乃至請求項８のうちのいずれかに記載の方法であって、さらに、
   前記第１の信号の信号強度が少なくとも一つの最低の信号強度値を有する少なくとも一つの第１のタイムインスタンスＴ_１と、前記第２の信号の信号強度が少なくとも一つの最高の信号強度値を有する少なくとも一つの第２のタイムインスタンスＴ_２と、を判定するステップと、
   Ｔ_１及びＴ_２、好ましくは、Ｔ_１とＴ_２との間の差に基づいて、Ｔ_１又はＴ_２を補正することによって通過時刻Ｔ_ｐを判定するステップと、
   を含むこととする方法。
10. 基地局の少なくとも一つの検出アンテナを通過する、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定するための計時システムであって、前記システムは、
    少なくとも一つのトランスポンダーの通過の際に、第１のトランスポンダーコイルと前記検出アンテナとの間で第１の信号のシーケンスを授受し、かつ、第２のトランスポンダーコイルと検出コイルとの間で第２の信号のシーケンスを授受し、
    前記第１及び第２の信号のうち少なくとも一方の信号を、前記第１及び第２の信号のうち少なくとも一方の信号が前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受された時刻を示すタイムインスタンスに関連付け、かつ、
    前記第１の及び第２の信号の信号強度及び前記タイムインスタンスに基づいて、前記少なくとも一つのトランスポンダーの通過時刻を判定する、
    よう構成されていることを特徴とするシステム。
11. 検出アンテナを通過する、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定する基地局であって、前記基地局は、
    少なくとも一つのトランスポンダーの通過の際、前記検出アンテナを介して第１の信号のシーケンスを第１のトランスポンダーコイルに送信し、かつ、第２のトランスポンダーコイルによって前記検出アンテナに送信された第２の信号のシーケンスを受信し、前記第２の信号は、前記第１の信号の信号強度値を含み、
    前記第１及び第２の信号のうち少なくとも一方の信号を、前記第１及び第２の信号のうち少なくとも一方の信号が前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受された時刻を示すタイムインスタンスに関連付け、かつ、
    前記第１及び第２の信号の信号強度及び前記タイムインスタンスに基づいて、前記トランスポンダーの通過時刻を判定する、
    よう構成されていることを特徴とする基地局。
12. 検出アンテナを通過する、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定するための基地局であって、前記基地局は、
    少なくとも一つのトランスポンダーが通過する際、第１のトランスポンダーコイルによって送信された第１の信号のシーケンスを受信し、かつ、第２のトランスポンダーコイルによって送信された第２の信号のシーケンスを受信し、
    前記第１及び第２の信号のうち少なくとも一方の信号を、前記第１及び第２の信号のうち少なくとも一方の信号が前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受された時刻を示すタイムインスタンスに関連付け、かつ、
    前記第１及び第２の信号の信号強度及び前記タイムインスタンスに基づいて、前記トランスポンダーの通過時刻を判定する、
    よう構成されていることを特徴とする基地局。
13. 基地局の検出アンテナを通過する、移動するトランスポンダーの通過時刻を判定するための計時モジュールであって、前記モジュールは、
    少なくとも一つのトランスポンダーと前記基地局との間で授受された第１の信号のシーケンスに関連付けられた第１の信号の強度値を受信し、かつ、少なくとも一つのトランスポンダーと前記基地局との間で授受された第２の信号のシーケンスに関連付けられた第２の信号の強度値を受信し、前記第１及び第２の強度値は、前記第１及び第２の信号のうち少なくとも一方の信号が、前記トランスポンダーと前記基地局との間で授受されたタイムインスタンスに関連付けられており、
    前記第１の信号の信号強度が少なくとも一つの最低の信号強度値を有する少なくとも一つの第１のタイムインスタンスＴ_１、及び、前記第２の信号の信号強度が、少なくとも一つの最高の信号強度値を有する少なくとも一つの第２のタイムインスタンスＴ_２を判定し、かつ、
    Ｔ_１及びＴ_２、好ましくはＴ_１とＴ_２との間の差に基づいてＴ_１又はＴ_２を補正することによって通過時刻Ｔ_ｐを判定する、
    よう構成されているモジュール。
14. トランスポンダーが前記計時システムの検出アンテナを通過する通過時刻を判定するよう構成されている計時システムにより信号を授受するためのトランスポンダーであって、前記トランスポンダーは、
    第１のトランスポンダーコイルを用いて、計時システムによって第１の搬送波周波数で前記トランスポンダーに送信された第１の信号を検出する検出器ユニットと、
    第２のトランスポンダーコイルを用いて、第２の搬送波周波数で第２の信号を検出アンテナに送信する送信器ユニットと、
    を備え、
    前記第１のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向は、前記第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向とは異なっており、かつ、
    第１のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向は、第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向とは異なっていて、好ましくは、前記第１のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向は、前記第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向に対して実質的に垂直である、
    ことを特徴とするトランスポンダー。
15. 請求項１４に記載のトランスポンダーであって、さらに、
    トランスポンダープロセッサは、前記第２の信号の信号強度を測定し、一つ又はそれ以上のデータパケットを用意し、前記第２の信号の一つ又はそれ以上の測定された信号強度値を前記一つ又はそれ以上のデータパケットにペイロードとして挿入し、かつ、前記一つ又はそれ以上のデータパケットを前記送信器ユニットに与えて、前記一つ又はそれ以上のデータパケットを含む第１の信号を前記検出アンテナに送信するよう構成されており、好ましくは、二つ又はそれ以上の信号強度値が前記データパケットのうちの少なくとも一つのペイロードに挿入されるシーケンスが、トランスポンダーが第１の信号を検出した順序によって決定されることを特徴とするトランスポンダー。
16. 前記トランスポンダープロセッサは、前記第２の信号の信号強度が、所定の信号強度の閾値を超えている場合、あるいは、前記第２の信号が、所定の変調パターンを含む場合は、前記受信器ユニット及び前記送信器ユニットのうちの少なくとも一方を起動するよう構成されていることとする請求項１６〜１８のうちのいずれか一つに記載のトランスポンダー。
17. スポーツ用ビブであって、
    着衣及び身体のうち少なくとも一方に固定してトランスポンダーを支持することができるサポートシートであって、好ましくは、前記サポートシートの前側に印字された識別子を備えている該サポートシートと、
    請求項１６〜１８のいずれかに記載のトランスポンダーであって、第１又は第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の方向の一つが前記サポートシートの平面に対して実質的に平行であり、かつ、前記第１又は第２のトランスポンダーコイルの磁気軸の一つが前記サポートシートの平面に対して実質的に垂直であるように前記サポートシートに取り付けられているトランスポンダーと、
    を備えることを特徴とするスポーツ用ビブ。
18. 少なくとも一つのソフトウェアコード部分を含むコンピュータプログラム又は一組のコンピュータプログラム、又は、少なくとも一つのソフトウェアコード部分を格納しているコンピュータプログラム製品であって、該ソフトウェアコード部分は、コンピュータシステムで実行された場合、請求項１〜１１のうちの一つ又はそれ以上に記載の方法を実行するよう構成されていることを特徴とするコンピュータプログラム又は一組のコンピュータプログラム、又は、コンピュータプログラム製品。

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