JP2021005409A - 自動装置ペアリングのためのシステム及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】航空機内の複数の座席ユニットを複数の制御可能装置と電子的にペアリングするための走査システムを提供する。
【解決手段】ＲＦＩＤタグを有する複数の座席ユニット２０２及び複数の制御可能装置２０４に対して移動可能なスキャナ１００と、スキャナ１００の相対位置を求めるように構成された距離センサーと、各受信信号における各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤに基づいて、一連の受信信号における異常値を無視して、一連の受信信号を平滑化することにより、固有のＩＤ及び受信信号強度を有するデータポイントを含むとともに、各データポイントについて相対時間及び相対位置が求められている、それぞれの組の受信信号データを各ＲＦＩＤタグについて作成するように構成されたフィルターと、プロセッサと、を含む。
【選択図】図２

Description

本開示の分野は、概して、装置又は対象物の電子的ペアリングに関し、より具体的には、複数の装置を迅速且つ効率よくペアリングするための走査システムに関する。
航空機の客室は、例えば利用者の座席付近に設けられた制御パネル又はコントローラによって遠隔制御可能な多数の出力装置（例えば、ライト、送風口、娯楽システムなど）を含む場合がある。少なくともいくつかの既知のシステムにおいては、カスタムワイヤーハーネスによって、コントローラが出力装置に直接接続されている。しかしながら、カスタムワイヤーハーネスは、一般的に、重く、フレキシブルでない。従って、少なくともいくつかの他の既知のシステムにおいては、コントローラと出力装置とが、互いに有線又は無線の通信を行い、各出力装置は、固有のネットワークアドレスを有している。出力装置は、その固有のネットワークアドレスに向けられたコマンドだけに応答する。これによれば、配線量が減り、出力装置をコントローラに対して移動させることができるが、コントローラが、制御対象装置の固有のネットワークアドレスに関連付けられている必要がある。
コントローラと出力装置とをペアリングするための現在のシステム及び方法は、いくぶん非効率であり、エラーが起こりやすい。例えば、ネットワーク上で装置同士をペアリングするための少なくとも１つの方法は、これらの装置がまず機内ネットワークに接続されていることを必要とし、且つ、詳細な位置情報、ならびに、制御される各出力装置の固有のＩＤを入力するための学習モードを必要とする。位置情報及び固有のＩＤは、手作業で入力され、テーブルに格納される。この方法では、不具合が起こりうるポイントが数多く存在し、例えば、位置情報及び固有のＩＤを最初に取得する際や、テーブルにデータを手作業で入力する際（この作業は、時間がかかり且つ面倒であり、しばしばデータ転写エラーを伴う）に、不具合が起こりうる。また、少なくともいくつかの既知のシステムにおいては、ユーザーが、手持ち式スキャナを操作することによって、各コントローラと出力装置とをペアリングする。しかしながら、このような方法は、自動化されておらず（どのコントローラをどの出力装置とペアリングすべきかの特定は、ユーザーに依存している）、検知可能なコントローラ及び出力装置の位置情報を連続的に受信及びアップデートする機能はない。
一側面において、航空機内の複数の座席ユニットを複数の制御可能装置と電子的にペアリングするためのシステムが提供される。当該システムは、各々がＲＦＩＤタグを有する複数の座席ユニット及び複数の制御可能装置に対して移動可能であり、連続的に走査を行って、ＲＦＩＤタグから一連の受信信号を取得するように構成されたスキャナと、スキャナが移動するにつれて、スキャナの相対位置を経時的に求めるように構成された距離センサーと、各受信信号における各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤに基づいて、前記一連の受信信号における異常値を無視し、前記一連の受信信号を平滑化することにより、前記固有のＩＤ及び受信信号強度を有するデータポイントを含むとともに、各データポイントについて相対時間及び相対位置が求められている、それぞれの組の受信信号データを各ＲＦＩＤタグについて作成するように構成されたフィルターと、プロセッサと、を含む。前記プロセッサは、各ＲＦＩＤタグについての前記組の受信信号データにおける最大受信信号強度に関連する前記相対位置に基づいて、各ＲＦＩＤタグの相対的位置を求めるように構成されているとともに、各座席ユニットにより関連制御可能装置を操作可能とするべく、各座席ユニット及び各制御可能装置に関連付けられたＲＦＩＤタグの類似する相対位置に基づいた、座席ユニットと関連制御可能装置とのペアリングを含むデータファイ
ルを作成するように構成とされている。
別の側面において、航空機内の複数の座席ユニットを複数の制御可能装置と電子的にペアリングする方法が提供される。当該方法では、各々がＲＦＩＤタグを有する複数の座席ユニット及び複数の制御可能装置に対してスキャナを移動させることによって、連続的に走査を行って、前記ＲＦＩＤタグから一連の受信信号を取得し、スキャナが移動するにつれて、スキャナの相対位置を経時的に求め、各受信信号における各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤに基づいて、前記一連の受信信号をフィルタリングすることにより、前記前記固有のＩＤ及び受信信号強度を有するデータポイントを含むとともに、各データポイントについて相対時間及び相対位置が求められている、それぞれの組の受信信号データを各ＲＦＩＤタグについて作成し、各ＲＦＩＤタグについての組の受信信号データにおける最大受信信号強度に関連する前記相対位置に基づいて、各ＲＦＩＤタグの相対位置を求め、各座席ユニットにより関連制御可能装置を操作可能とするべく、各座席ユニット及び各制御可能装置に関連付けられたＲＦＩＤタグの類似する相対位置に基づいて、座席ユニットと関連制御可能装置とのペアリングを含むデータファイルを作成する。
さらに別の側面において、航空機内の複数の座席ユニットを複数の制御可能装置と電子的にペアリングするためのスキャナが提供される。スキャナは、スキャナが航空機内で移動するにつれて、連続的に走査を行って、複数の座席ユニット及び複数の制御可能装置に関連付けられたＲＦＩＤタグから一連の受信信号を取得し、スキャナが移動するにつれて、スキャナの相対位置を経時的に求め、各受信信号における各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤに基づいて、前記一連の受信信号をフィルタリングすることにより、各受信信号における各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤに基づいて、前記前記固有のＩＤ及び受信信号強度を有するデータポイントを含むとともに、各データポイントについて相対時間及び相対位置が求められている、それぞれの組の受信信号データを各ＲＦＩＤタグについて作成し、各ＲＦＩＤタグについての前記組の受信信号データにおける最大受信信号強度に関連する前記相対位置に基づいて、各ＲＦＩＤタグの相対位置を求め、各座席ユニットにより関連制御可能装置を操作可能とするべく、各座席ユニット及び各制御可能装置に関連付けられたＲＦＩＤタグの類似する相対位置に基づいて、座席ユニットと関連制御可能装置とのペアリングを含むデータファイルを作成する、ように構成されている。
スキャナの一例の概略図である。 全方向スキャナの動作を示す概略図である。 全方向性信号スキャナの経時的な記録信号強度をシミュレートしたものを示すグラフである。 信号ノイズを考慮に入れた、全方向性信号スキャナの経時的な記録信号強度をシミュレートしたものを示すグラフである。 図４に示したグラフの一部である。 フィルタリング後の記録信号強度を示すグラフである。 単方向性のスキャナの動作を示す概略図である。 信号ノイズを考慮に入れた、単方向性信号スキャナの経時的な記録信号強度をシミュレートしたものを示すグラフである。 フィルタリング後の記録信号強度を示すグラフである。 図１に示したスキャナに使用可能な演算装置の一例のブロック図である。
本明細書に記載のシステム及び方法によれば、環境（例えば飛行機の客室）内で走査システムを移動させつつ、長距離及び／又は指向性ＲＦＩＤ装置を用いて、ＲＦＩＤタグ付
きの制御ユニット及び対象物（制御可能装置又は関連装置と呼ぶこともある）の固有のＩＤを読み取ることができ、この際に、各制御ユニット又は対象物の位置で、当該制御ユニット／対象物から固有のＩＤデータを取得するために停止する必要がない。走査システムを環境内で移動させる際に、制御ユニット及び対象物の信号強度に関連付けられた空間情報及び時間情報が取得される。走査システムは、ユーザーが持ち運ぶ、あるいは（バックパックのように）紐で背負うウェアラブルなシステムであってもよいし、カートで移動させてもよい。いくつかの実施態様において、ロボットプラットフォームを用いて、環境内の計画されたルート上で、走査システムを搬送してもよい。本明細書で説明するように、制御ユニットと関連対象物とのペアリングリストが完了すると、このリストがシステムプロセッサにダウンロードされる。
ペアリングプロセス中に（又は別個の走査プロセスにおいて）に取得されたデータを利用することによって、３Ｄ位置計測用マップにおいて制御ユニット及び対象物の位置を示すことができる。これは、ＲＦＩＤタグ付きの制御ユニット及び対象物に対する（例えば走査システムの）位置を示す、連続的にアップデートされるプロセスとしてもよく、これによって、３Ｄ視覚化及び／又はロボットナビゲーションが可能となる。
本明細書に記載の実施態様は、同じく手持ち式手法を用いる、より大きな全体プロセス、例えば、２０１５年４月２９日に出願された米国特許出願第１４／６９９，７１３号に開示されたプロセス、の一部であってもよく、同出願の開示内容は、参照によって全体が本明細書に組み込まれる。手持ち式手法は、より確実であるが、本明細書に記載の自動化された手法の方が、より迅速に行えるであろう。従って、包括的な応用例において、２つのアプローチを一緒に用いて、まず自動化された手法を行い、取得し損ねたデータや不正確なデータについて、手持ち式手法を用いて対処するようにしてもよい。
図１は、スキャナの一例の概略図である。スキャナ１００は、例示的な実施態様において、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）スキャナである。これに代えて、スキャナ１００は、スキャナ１００を本明細書に記載のように機能させることができる、他の任意のタイプの走査装置であってもよい。スキャナ１００は、ユーザーに対して情報を表示するためのディスプレイ１０２、及び、ユーザーからの入力を受信するための少なくとも１つの入力インターフェイス１０４（例えば、ボタン、タッチスクリーンインターフェイス、音声認識など）を含む。スキャナ１００は、ポータブルの手持ち式のスキャナとして図示しているが、スキャナは、これに代えて、任意のタイプの操作装置であってよい。例えば、スキャナ１００は、ユーザーが持ち運んだり（バックパックのように）紐で背負ったりするウェアラブルなシステムに含まれていてもよいし、スキャナ１００をカートで移動させてもよい。
スキャナ１００を用いてペアリングプロセスを実施することができ、当該ペアリングプロセスは、相対的な空間関係、及び、装置同士を区別するために装置の機械可読タグに組み込まれた（又はタグに由来する）装置情報を利用するものである。すなわち、例示的な実施態様において、ペアリングされる装置の各々は、スキャナ１００によって読み取り可能な受動ＲＦＩＤタグを含む。例えば、航空機において、スキャナ１００を用いて、座席に設けた制御ユニットを関連装置とペアリングすることができる。関連装置は、例えば、頭上のライト、娯楽システム（例えばテレビ）、送風口、電子ブラインド、及び、アテンダント通知システム（例えば、スチュワーデス呼び出しボタン）を含む。
以下に説明するように、スキャナ１００は、受動ＲＦＩＤタグを識別するとともにタグの相対位置を判定するための空間的／時間的プロセスに用いられる。このプロセスによって、制御を目的としたタグ同士のペアリング、ならびに、３Ｄ視覚化などの、ナビゲーションを目的とした位置追跡および位置特定が可能になる。例えば、スキャナ１００を用い
ることによって、検知されたＲＦＩＤタグの相対位置を特定する、航空機内のＲＦＩＤタグ位置のマップを、自動的に作成することができる。
本明細書に記載のシステム及び方法によれば、現実の状況下における効率的な装置ペアリングならびに連続的な位置追跡が可能となる。概して、当該プロセスは、環境内でスキャナ１００を移動させて、航空機の複数列の座席に関連付けられた制御ユニットに対応する複数のＲＦＩＤタグから、異なる信号強度のＩＤデータを収集することを含む。十分なデータが取得されると、データを区別する処理によって、座席に対するスキャナ１００の位置を求めることができる。また、少なくとも１つの座席の位置（すなわち飛行機内座標における位置）が既知であれば、スキャナ１００の位置を、飛行機内座標に変換することができ、これは、他の用途において有用でありうる。
理想的な状況においては、既に把握している座席パターンをＲＦＩＤ信号強度データと併せて用いることによって、どの信号がどの座席に属するものであるかを判定することができるが、残念ながら、現実の状況下では、信号ノイズや多重経路反射などの妨害によって、どの座席がどの信号に関連しているかを確実に判定するのが難しい。本明細書に記載の実施態様は、スキャナ１００を環境内で移動させながら一連のデータポイントを収集することによって、この問題に対処している。また、フィルタリング処理によっても、どの信号がどの座席に属するかを識別することが容易になる。それぞれの測定信号強度データポイントについての空間データ（すなわち一次元距離）と時間データ（すなわちタイムスタンプ）の両方、ならびに識別データ（例えばＲＦＩＤタグの固有の識別子）を記録することによって、本明細書に記載のように、ノイズの多い状況においても、タグ位置の識別が可能になる。記録された距離及びその他の取得データに基づいて、ＲＦＩＤタグ及び／又はスキャナ１００の３次元位置を求めることができる。座席と信号の関連がいったん特定されると、この関連が維持され、複数の信号が重なっている場合でも、位置の推定を行うことができる。
図２は、スキャナ１００の動作を示す概略図である。図２に示すように、例えば航空機の客室などの環境は、複数の座席２０２を含む。図２において、環境は、各々が３つの座席２０２を有する３つの列に配置された９つの座席２０２を含む。これに代えて、環境は、任意の適当な形態に配置された任意の数の座席２０２を含みうる。各座席２０２は、（例えばアームレストに設けられた）制御ユニット２０４を含む。また、各制御ユニット２０４は、スキャナ１００によって検知可能な受動ＲＦＩＤタグを含む。本実施態様において、制御ユニット２０４は、座席２０２のアームレストに配置されている。これに代えて、座席２０２以外のどこか別の場所に制御ユニット２０４を配置してもよい。
図２に示した実施態様において、スキャナ１００は、全方向性スキャナである。これに代えて、以下により詳しく説明するように、スキャナ１００は、単方向性のスキャナであってもよい。スキャナ１００は、動作半径２１０を有しており、スキャナ１００は、当該動作半径内において、例えば制御ユニット２０４内などの受動ＲＦＩＤタグを、作動させ且つ検知することができる。スキャナ１００を環境内で走査経路２１２に沿って移動させる際に、スキャナ１００は、ＲＦＩＤ検知によって、制御ユニット２０４、及び、スキャナ１００と制御ユニット２０４との距離２１４を検出する。一般に、制御ユニット２０４がスキャナ１００に近いほど、検知信号強度が高い。このデータが経時的に収集されて、所与の制御ユニット２０４について、距離２１４に対応する信号強度が、（例えば、測定信号強度にタイムスタンプを付与することによって）複数回記録される。各データサンプルについてのこの記録データは、ＲＦＩＤ固有識別子に関連付けられた信号強度、タイムスタンプ値、及び、走査経路に沿う測定距離を含む。
図３は、理想上のシナリオ（すなわち、信号ノイズが全く無い場合）における、経時的
な記録信号強度をシミュレートしたものを示すグラフ３００である。図３に示すように、各座席２０２に関連付けられた信号は、互いに明確に区別できる。しかしながら、このようなシナリオは、現実状況下では起こりにくい。すなわち、実際の使用においては、記録信号強度は、かなりの信号ノイズならびに多重経路反射の問題を含むことになり、どのＲＦＩＤタグ（及び関連する制御ユニット２０４及び座席２０２）がどの信号に対応するのかを判定するのが困難になる。
これに対して、図４は、典型的な信号ノイズを考慮に入れて経時的な記録信号強度をシミュレートしたものを示すグラフ４００である。図５は、グラフ４００の一部５００である。図４及び図５に示すように、信号は、繰り返し重なり合っており、所与の時点において信号同士を区別するのが難しくなっている。
従って、本明細書に記載の実施態様において、信号強度データを経時的に収集及び分析することによって、重複データから特定の個々の信号が抽出されて他の信号と区別される期間を特定する。すなわち、より大きな時間窓にわたって信号強度データを分析することによって、データをフィルタリングして、ピークが起こる位置を見つけることができる。図４においてさえも、各座席２０２についての個々のピークが明確に区別できるため、各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤを、互いに区別することができる。
例示的な実施態様において、信号強度データは、相補的な（すなわちフェージングメモリ）フィルターを用いてフィルタリングされる。これに代えて、スキャナ１００を本明細書に記載のように機能させることができる任意のタイプのフィルターを用いて、信号強度データをフィルタリングしてもよい。図６は、フィルタリング後の記録信号強度を示すグラフ６００である。図６に示すように、各信号のピークは、フィルタリング後に自動的に特定される。次に、各座席２０２は、関連する信号がその他の信号から目立っている領域の信号データと関連付けられる。スキャナ１００が走査経路２１２に沿って移動させられるにつれて、すべてのＲＦＩＤタグに関する信号が位置特定及び区別されるが、これはすべてについて同時に行われるわけではない。認識しておくべき重要なことは、このプロセスでは、航空機内の座席列の位置を事前に把握しておく必要はないということである。
上述した識別方法によれば、装置の自動ペアリングプロセスと、リアルタイムの位置特定プロセスの両方を行うことができる。例えば、自動の装置ペアリングを目的として、各制御ユニット２０４とペアリングされるＲＦＩＤタグ付き対象物（すなわち関連装置）について、第２の組の信号強度曲線を、同様に取得することができる。一対一のペアリングプロセスを用いて、対象物が、関連する制御ユニット２０４と自動的にペアリングされ、ペアリングのリストを含むデータファイルが自動的に作成される。例えば、所与の位置において、最も強い制御ユニット信号が、最も強い対象物信号とペアリングされ、二番目に強い制御ユニット信号が、二番目に強い対象物信号とペアリングされる、などである。
制御ユニット２０４と関連装置とのペアリングは、（例えば、スキャナ１００の記憶装置、又は、スキャナ１００と通信する遠隔の演算装置の記憶装置に）記録される。例示的な実施態様において、各関連装置は、１つだけの制御ユニット２０４とペアリングされる。ただし、１つの制御ユニット２０４を、複数の関連装置とペアリングすることもできる。制御ユニット２０４と関連装置とのペアリングが記憶された後、制御ユニット２０４と関連装置のそれぞれの固有ＩＤのペアリングされた組を含むデータファイルが作成されるが、データファイルは、複数の制御ユニット２０４及び関連装置の各々を航空機の通信ネットワークに接続する前に、作成することができる。従って、ペアリングプロセスは、作動中の機内ネットワークを必要としない。もちろん、ペアリングプロセスは、機内ネットワークが作動してから行うことはできるが、当該ネットワークを必要とするものではない。
データファイルのフォーマットは、ＡＳＣＩＩテキストファイル、バイナリファイル、及び／又は、任意の他のタイプのデータファイルフォーマットであってよい。いくつかの実施態様において、第１のペアメンバーと第２のペアメンバーとの通信を制御するネットワーク制御システムに、データファイルをアップロードしてもよい。収集されたペアリングデータは、走査が行われている環境のグラフィック表示と統合してもよい。これによって、ペアリングマップの自動作成が可能となる。成功したペアリングは、その後、グラフィックディスプレイに表示（例えばスキャナ１００に表示）することができる。例えば、ペアリング情報は、航空機の座席レイアウトの二次元又は三次元グラフィック表示上に、表示させてもよい。
いくつかの実施態様において、ポータブルの演算装置（例えば、タブレット又はウェアラブルのコンピューター装置）がスキャナ１００を備えており、当該スキャナは、当該ポータブルの演算装置（図示せず）から取り外し可能であってもよい。成功したペアリングなどの、装置に関連する情報は、ポータブルの演算装置に表示させてもよい。このペアリングステータス情報は、航空機の適切な登録３Ｄ座標系内のポータブルの演算装置に表示することもできる。また、ポータブルの演算装置は、成功した（又は不成功の）ペアリングをどのように表示させるか（例えば、テキスト形式又はグラフィック形式のどちらで表示させるか、あるいは、ペアリングの表示の順番等）をユーザーが修正することを可能にするソフトウェアを含んでいてもよい。
ペアリングのデータは、異なる複数の形式でユーザーに対して表示させてもよく、スキャナ１００、スキャナ１００と通信可能に接続された演算装置、及び／又は、他の適当な表示装置に表示させることができる。一実施態様において、（例えば航空機内部の）三次元モデルを表示させて、当該三次元モデルにペアリングのデータを重ねてもよい。これは、ユーザーが、座標系（例えば航空機内の座席番号に関連付けられた座標系）について、ペアリングされた対象物の位置を確認するのに役立つかもしれない。ペアリングされた対象物の位置を確認すると、ペアリングされた各対象物を航空機の通信ネットワークに接続する前に、取得された複数組のペアリングデータ（ここで、ペアリングは、制御ユニット２０４と対象物のそれぞれの固有のＩＤでありうる）からデータファイルを作成することができる。次に、ペアリングされた固有のＩＤのデータファイルは（例えば航空機の製造中に）、複数の制御ユニット２０４と対象物との通信を制御するよう構成されたネットワーク制御システムにアップロードされる。データファイルのアップロードは、選択された制御ユニット２０４からの通信が選択された対象物を制御するように、行われる。従って、ペアリングされた固有のＩＤのデータファイルによれば、複数のペアリングされた制御ユニット２０４と対象物の各々をネットワークに接続する前に、ペアリング情報を含むデータファイルを迅速且つ自動的に作成することによって、例えば、航空機の製造プロセスを改善することができる。
スキャナ１００を用いて実施される方法は、さらに、ペアリングプロセスにおけるエラーを検出するとともに、これに対応するアラートを生成することができる。例えば、ペアリングプロセスの後に、検出されたＲＦＩＤタグを有する１つ又は複数の制御ユニットが、関連装置とペアリングされないまま残っているかどうかを判定することができる。別の実施例において、２つ以上のＲＦＩＤタグが同じ位置で検出されているかどうかを判定してもよい。適切な視覚的アラート、可聴アラート、及び／又は触知アラートを生成することによって、スキャナ１００がユーザーに通知し、ユーザーがその問題に対処することができる。
リアルタイムの位置特定のために、ユーザーは、一組のピークが検出されるまで環境内でスキャナ１００を移動させることができる。検出されたピークを、すべての座席２０２
について事前に取得されたデータと比較することによって、スキャナ１００の位置を求めることができる。スキャナ１００が信号のピークにない時は、測定された信号強度データを、予想された信号強度データの数学的モデルと比較することによって、推定位置を計算することができる。これらの「ピーク」から離れる方向にスキャナ１００を移動させると、位置判定がより不正確になるが、別の座席のピークが検出された際に、位置をアップデートすることができる。このような位置特定は、飛行機の通路に沿うスキャナ１００の並進移動に対応するものであるが、位置と配向の両方を判定する６自由度（six degrees-of-freedom）位置特定の一部として用いることもできる。これらの位置判定技術によって、ユーザーは、検査、品質管理、および航空機の視察に関連する用途を目的として、自分の位置を迅速に判定することができる。
配向測定に対応するため、スキャナ１００は、慣性計測装置（ＩＭＵ）に通信可能に接続されているか、あるいはこれを含んでいてもよい。ＩＭＵを用いることによって、回転データならびに（加速データを二重積分することによって）追加のソース（source）の位置データを提供することができる。この追加のデータを、カルマン（Kalman）フィルターに通すことによって、スキャナ１００の位置判定を改善することができる。
上述したように、スキャナ１００は、全方向性スキャナであってもよいし、単方向性のスキャナであってもよい。ここで用いられるように、双方向性スキャナは、すべての角度方向において実質的に等しく送受信するが、単方向性のスキャナは、限られた角度範囲内で送受信する。例えば、（例えば環境規制やＦＣＣ規制によって）送信電力が制限されている場合に、単方向性のスキャナを使用してもよい。
スキャナ１００が全方向性である場合、ＲＦエネルギーは、すべての方向に送信されて、制御ユニット２０４内の受動ＲＦＩＤタグを起動する。従って、ゲインパターンは、実質的に球形であり、垂直面及び水平面の両方において３６０°延びるものとなる。しかしながら、比較的遠くにあるＲＦＩＤタグを起動するためには、単方向性のスキャナよりも、かなり多くのＲＦエネルギーが必要である。従って、全方向性のスキャナの中には、数インチ以下の範囲しか有しないものもある。
これに対して、単方向性のスキャナは、約１５フィートの範囲内の受動ＲＦＩＤタグを起動及び検出可能な場合がある。従って、単方向性のスキャナを用いて、本明細書に記載の方法を実施してもよい。単方向性のスキャナの場合、ゲインパターンは、スキャナから、比較的限定された角度にわたって延びる略楕円形状を有することになる。楕円形の幅、すなわちビーム幅は、ゲインパターンの水平断面と垂直断面とで異なりうる。このように、単方向性のスキャナは、全方向性スキャナに比べて、比較的狭い視野範囲でＲＦエネルギーを送信する。
本明細書に記載の方法において単方向性のスキャナを用いるために、いくつかの実施態様において、スキャナ１００が通路に沿う走行方向に垂直な方向における仰角内で揺動する電動ジンバル上にスキャナ１００を配置してもよい。これに代えて、他の実施形態において、ファン（fan）のような配置とされた複数の単方向性スキャナのアレイを使用して
もよい。
単方向性のスキャナを用いる際には、その比較的狭いビームのカバー領域内でＲＦＩＤタグが検出されない場合に、信号強度データにギャップが生じうる。しかしながら、パン軸に沿うジンバルの回転を、ＩＭＵ配向と共に利用することによって、所望の場合には、この領域内のデータを取得することができる。また、ジンバルの回転及び十分なデータ取得を可能にするためには、ジンバル支持された単方向性のスキャナを、全方向性アンテナよりもゆっくりと走査経路２１２に沿って動かす必要があるかもしれない。複数の単方向
性スキャナのアレイの場合は、リターン信号のクロストークを回避するために、互いに隣接するスキャナについては、送受信パターンを調整（例えばシーケンス（sequence）する)必要があるかもしれない。
図７は、スキャナ１００が単方向性のスキャナである場合の、スキャナ１００の動作を示す概略図である。スキャナ１００は、動作範囲１０１０を有しており、スキャナ１００は、当該動作範囲内において、例えば制御ユニット２０４内などの受動ＲＦＩＤタグを、作動させ且つ検知することができる。スキャナ１００を走査経路２１２に沿って環境内で移動させる際に、ＲＦＩＤ検知によって、スキャナ１００は、制御ユニット２０４、及び、スキャナ１００と制御ユニット２０４との距離１０１４を検知する。制御ユニット２０４がスキャナ１００に近いほど、検知信号の強度が高い。図７に示すように、単方向性のスキャナのビーム形状は、全方向性スキャナよりも、はるかに狭い。
図８は、単方向性のスキャナを用いた場合の、信号ノイズを含む経時的な記録信号強度をシミュレートしたものを示すグラフ１１００である。図８に示すように、ビーム幅が限られているため、データには、信号データが受信されていないギャップが存在している。しかしながら、図９のグラフ１２００に示すように、この場合でも、全方向性スキャナに関して説明した方法を用いて、信号強度ピークを識別及び区別することができる。複数の単方向性のスキャナを（例えば順番に）用いる場合、スキャナの配向を決定し、通路の左側及び右側の座席を単一のパスにおいて互いに異ならせてもよい。
図１０は、本明細書に記載の方法を実施するのに用いることができる演算装置１３００のブロック図である。例えば、スキャナ１００及び／又はスキャナ１００と通信する演算装置は、演算装置１３００を用いて実施することができる。演算装置１３００は、少なくとも１つの記憶装置１３１０、及び、記憶装置１３１０に接続された、命令を実行するためのプロセッサ１３１５を含む。いくつかの実施態様において、実行可能な命令は、記憶装置１３１０に格納される。例示的な実施態様において、演算装置１３００は、プロセッサ１３１５をプログラミングすることによって、本明細書に記載の１つ又は複数の動作を実行する。例えば、動作を１つ又は複数の実行可能命令としてエンコードすること、及び、実行可能命令を記憶装置１３１０に供給することによって、プロセッサ１３１５をプログラミングすることができる。他の実施態様において、スキャナ１００は、アプリケーションソフトウェアを遠隔で動作させる（すなわちスキャナ１００以外の場所で処理を実行する）ことを可能にするワイヤレスネットワーク接続を使用してもよい。
プロセッサ１３１５は、１つ又は複数の処理ユニット（例えばマルチコア構成）を含みうる。また、プロセッサ１３１５は、メインプロセッサが単一のチップ上で二次プロセッサと共に存在する１つ又は複数の異種プロセッサシステムを用いて実施してもよい。別の例示的な実施例において、プロセッサ１３１５は、同じタイプのプロセッサを複数含む対称型マルチプロセッサシステムであってもよい。また、プロセッサ１３１５は、１つ又は複数のシステム及びマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含む任意の適当なプログラマブル回路、及び、本明細書に記載の機能を実行可能な任意の他の回路を用いて実施することができる。
例示的な実施態様において、記憶装置１３１０は、実行可能命令などの情報及び／又は他のデータの記憶及び検索を可能にする１つ又は複数の装置である。記憶装置１３１０は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ソリッドステートディスク、及び／又はハードディスクなどの１つ又は複数のコンピューター可読媒体を含みうるが、これらに限定されない。記憶装置１３１０は、アプリケーションソースコード、アプリケーションオブジェクトコード、目的のソ
ースコード部分、目的のオブジェクトコード部分、コンフィギュレーションデータ、実行イベント及び／又は他のタイプのデータを格納するように構成することができる。
例示的な実施態様において、演算装置１３００は、プロセッサ１３１５に接続されたプレゼンテーションインターフェイス１３２０を含む。プレゼンテーションインターフェイス１３２０は、ユーザー１３２５に情報を提示する。例えば、プレゼンテーションインターフェイス１３２０は、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、及び／又は「電子インク」ディスプレイなどの表示装置に接続可能なディスプレイアダプタ（図示せず）を含みうる。いくつかの実施態様において、プレゼンテーションインターフェイス１３２０は、１つ又は複数のディスプレイ装置を含む。
例示的な実施態様において、演算装置１３００は、ユーザー入力インターフェイス１３３５を含む。ユーザー入力インターフェイス１３３５は、プロセッサ１３１５に接続されており、ユーザー１３２５からの入力を受信する。ユーザー入力インターフェイス１３３５は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、マウス、スタイラス、タッチパネル（例えばタッチパッドもしくはタッチスクリーン）、ジャイロスコープ、加速度計、位置検出器、及び／又は、音声ユーザー入力インターフェイスを含みうる。例えば、ユーザー入力インターフェイスは、スキャナ１００の入力インターフェイス１０４として実施することができる。例えばタッチスクリーンなどの単一のコンポーネントが、プレゼンテーションインターフェイス１３２０のディスプレイ装置及びユーザー入力インターフェイス１３３５の両方として機能してもよい。
例示的な実施態様における演算装置１３００は、プロセッサ１３１５に接続された通信インターフェイス１３４０を含む。通信インターフェイス１３４０は、１つ又は複数の遠隔装置と通信する。遠隔装置と通信するために、通信インターフェイス１３４０は、例えば、有線ネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、及び／又は、モバイル通信アダプタを含みうる。
少なくともいくつかの既知のペアリングシステムに比べて、記載した実施形態は、人間のオペレーターにとってはるかに高速且つ簡単であり、転写エラーを解消することができる。さらに、本明細書に記載したシステム及び方法は、インタラクティブな視覚化又はロボット工学用の、リアルタイムの連続的な位置測定を可能にする。既知のプロセスにおける複数の工程を省くこと、ペアリングプロセスを単純化すること、及び、エラーを起こしうる要因を排除することによって、ペアリング情報の収集に必要な時間が短くなり、コストが低減される。また、本明細書に記載のシステムを操作するためにユーザーに必要なトレーニングは、比較的少ない。ユーザーは、走査装置を携行してあるいは押しながら、飛行機の通路を下がっていくだけでよい。手作業による入力は必要ではない。また、環境内で走査装置を移動させるロボットビークルを用いることによって、さらなる自動化が可能である。
また、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。
付記１．航空機内の複数の座席ユニットを複数の制御可能装置と電子的にペアリングするためのシステムであって、
各々がＲＦＩＤタグを有する複数の座席ユニット及び複数の制御可能装置に対して移動可能であり、連続的に走査を行って、前記ＲＦＩＤタグから一連の受信信号を取得するように構成されたスキャナと、
前記スキャナが移動するにつれて、前記スキャナの相対位置を経時的に求めるように構成された距離センサーと、
各受信信号における各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤに基づいて、前記一連の受信信号における異常値を無視し、前記一連の受信信号を平滑化することにより、前記固有のＩＤ及び受信信号強度を有するデータポイントを含むとともに、各データポイントについて相対時間及び相対位置が求められている、それぞれの組の受信信号データを各ＲＦＩＤタグについて作成するように構成されたフィルターと、
プロセッサと、を含み、
前記プロセッサは、
各ＲＦＩＤタグについての前記組の受信信号データにおける最大受信信号強度に関連する前記相対位置に基づいて、各ＲＦＩＤタグの相対的位置を求めるように構成されているとともに、
各座席ユニットにより関連制御可能装置を操作可能とするべく、各座席ユニット及び各制御可能装置に関連付けられたＲＦＩＤタグの類似する相対位置に基づいて、座席ユニットと関連制御可能装置とのペアリングを含むデータファイルを作成するように構成とされている、システム。
付記２．前記距離センサーは、前記スキャナ内に設けられている、付記１に記載のシステム。
付記３．前記プロセッサは、前記航空機の機内通信ネットワークの状態にかかわらず、前記複数の座席ユニット及び制御可能装置の各々についてのデータファイルのエントリーを作成するように構成されている、付記１に記載のシステム。
付記４．前記プロセッサは、前記複数の座席ユニットと制御可能装置の通信を制御するように構成されたネットワーク制御システムに、前記データファイルをアップロードするようにさらに構成されている、付記１に記載のシステム。
付記５．前記プロセッサは、前記フィルタリングされた一連の受信信号に基づいて、前記航空機内のＲＦＩＤタグ位置のマップを作成するように構成されている、付記１に記載のシステム。
付記６．前記プロセッサは、前記フィルタリングされた一連の受信信号に基づいて、前記スキャナの位置を求めるように構成されている、付記１に記載のシステム。
付記７．前記スキャナを支持するカートをさらに含む、付記１に記載のシステム。
付記８．前記スキャナは、ユーザーによって着用されるように構成されている、付記１に記載のシステム。
付記９．航空機内の複数の座席ユニットを複数の制御可能装置と電子的にペアリングする方法であって、
各々がＲＦＩＤタグを有する複数の座席ユニット及び複数の制御可能装置に対してスキャナを移動させることによって、連続的に走査を行って、前記ＲＦＩＤタグから一連の受信信号を取得し、
前記スキャナが移動するにつれて、前記スキャナの相対位置を経時的に求め、
各受信信号における各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤに基づいて、前記一連の受信信号をフィルタリングすることにより、前記固有のＩＤ及び受信信号強度を有するデータポイントを含むとともに、各データポイントについて相対時間及び相対位置が求められている、それぞれの組の受信信号データを各ＲＦＩＤタグについて作成し、
各ＲＦＩＤタグについての前記組の受信信号データにおける最大受信信号強度に関連する前記相対位置に基づいて、各ＲＦＩＤタグの相対位置を求め、
各座席ユニットにより関連制御可能装置を操作可能とするべく、各座席ユニット及び各制御可能装置に関連付けられたＲＦＩＤタグの類似する相対位置に基づいて、座席ユニットと関連制御可能装置とのペアリングを含むデータファイルを作成する、方法。
付記１０．データファイルを作成するに際して、前記複数の座席ユニット及び制御可能装置の各々の、一組のペアリングされた固有ＩＤを含むデータファイルを作成する、付記９に記載の方法。
付記１１．データファイルを作成するに際して、前記航空機の機内通信ネットワークの状態にかかわらず、前記複数の座席ユニット及び制御可能装置の各々についてのデータファイルのエントリーを作成する、付記９に記載の方法。
付記１２．さらに、前記複数の座席ユニットと制御可能装置の通信を制御するように構成されたネットワーク制御システムに、前記データファイルをアップロードする、付記９に記載の方法。
付記１３．さらに、前記フィルタリングされた一連の受信信号に基づいて、前記航空機内のＲＦＩＤタグ位置のマップを作成する、付記９に記載の方法。
付記１４．さらに、前記フィルタリングされた一連の受信信号に基づいて、前記スキャナの位置を求める、付記９に記載の方法。
付記１５．航空機内の複数の座席ユニットを複数の制御可能装置と電子的にペアリングするためのスキャナであって、
前記スキャナが前記航空機内で移動するにつれて、連続的に走査を行って、複数の座席ユニット及び複数の制御可能装置に関連付けられたＲＦＩＤタグから一連の受信信号を取得し、
前記スキャナが移動するにつれて、前記スキャナの相対位置を経時的に求め、
各受信信号における各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤに基づいて、前記一連の受信信号をフィルタリングすることにより、前記固有のＩＤ及び受信信号強度を有するデータポイントを含むとともに、各データポイントについて相対時間及び相対位置が求められている、それぞれの組の受信信号データを各ＲＦＩＤタグについて作成し、
各ＲＦＩＤタグについての前記組の受信信号データにおける最大受信信号強度に関連する前記相対位置に基づいて、各ＲＦＩＤタグの相対位置を求め、
各座席ユニットにより関連制御可能装置を操作可能とするべく、各座席ユニット及び各制御可能装置に関連付けられたＲＦＩＤタグの類似する相対位置に基づいて、座席ユニットと関連制御可能装置とのペアリングを含むデータファイルを作成する、ように構成されているスキャナ。
付記１６．データファイルを作成するために、前記スキャナは、前記複数の座席ユニット及び制御可能装置の各々の、一組のペアリングされた固有ＩＤを含むデータファイルを作成するように構成されている、付記１５に記載のスキャナ。
付記１７．データファイルを作成するために、前記スキャナは、前記複数の座席ユニット及び制御可能装置の各々が前記航空機の通信ネットワークに接続される前に、データファイルを作成するように構成されている、付記１５に記載のスキャナ。
付記１８．前記スキャナは、前記複数の座席ユニットと制御可能装置の通信を制御するように構成されたネットワーク制御システムに、前記データファイルをアップロードするようにさらに構成されている、付記１５に記載のスキャナ。
付記１９．前記スキャナは、前記フィルタリングされた一連の受信信号に基づいて、前記航空機内のＲＦＩＤタグ位置のマップを作成するようにさらに構成されている、付記１５に記載のスキャナ。
付記２０．前記スキャナは、前記フィルタリングされた一連の受信信号に基づいて、前記スキャナの位置を求めるようにさらに構成されている、付記１５に記載のスキャナ。
本記載は、例を用いることによって、ベストモードを含む様々な実施態様を開示し、且つ、任意の装置又はシステムを作製及び使用すること及び包含された方法を実行することを含めて、当業者がこれらの実施態様を実施することができるようにしている。開示における特許を受けようとする範囲は、特許請求の範囲の記載によって規定されるものであり、当業者が想定する他の例を含み得る。そのような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違しない構成要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の文言と実質的に相違しない均等の構成要素を含む場合において、特許請求の範囲に含まれることを意図している。

Claims (14)

  1. 航空機内の複数の座席ユニットを複数の制御可能装置と電子的にペアリングするためのシステムであって、
    各々がＲＦＩＤタグを有する複数の座席ユニット及び複数の制御可能装置に対して移動可能であり、連続的に走査を行って、前記ＲＦＩＤタグから一連の受信信号を取得するように構成されたスキャナと、
    前記スキャナが移動するにつれて、前記スキャナの相対位置を経時的に求めるように構成された距離センサーと、
    各受信信号における各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤに基づいて、前記一連の受信信号における異常値を無視して、前記一連の受信信号を平滑化することにより、前記固有のＩＤ及び受信信号強度を有するデータポイントを含むとともに、各データポイントについて相対時間及び相対位置が求められている、それぞれの組の受信信号データを各ＲＦＩＤタグについて作成するように構成されたフィルターと、
    プロセッサと、を含み、
    前記プロセッサは、
    各ＲＦＩＤタグについての前記組の受信信号データにおける最大受信信号強度に関連する前記相対位置に基づいて、各ＲＦＩＤタグの相対的位置を求めるように構成されているとともに、
    各座席ユニットにより関連制御可能装置を操作可能とするべく、各座席ユニット及び各制御可能装置に関連付けられたＲＦＩＤタグの類似する相対位置に基づいて、座席ユニットと関連制御可能装置とのペアリングを含むデータファイルを作成するように構成とされている、システム。
  2. 前記距離センサーは、前記スキャナ内に設けられている、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記プロセッサは、前記航空機の機内通信ネットワークの状態にかかわらず、前記複数の座席ユニット及び制御可能装置の各々についてのデータファイルのエントリーを作成するように構成されている、請求項１又は２に記載のシステム。
  4. 前記プロセッサは、前記複数の座席ユニットと制御可能装置の通信を制御するように構成されたネットワーク制御システムに、前記データファイルをアップロードするようにさらに構成されている、請求項１〜３のいずれか１つに記載のシステム。
  5. 前記プロセッサは、前記フィルタリングされた一連の受信信号に基づいて、前記航空機内のＲＦＩＤタグ位置のマップを作成するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載のシステム。
  6. 前記プロセッサは、前記フィルタリングされた一連の受信信号に基づいて、前記スキャナの位置を求めるように構成されている、請求項２に記載のシステム。
  7. 前記スキャナを支持するカートをさらに含む、請求項６に記載のシステム。
  8. 前記スキャナは、ユーザーによって着用されるように構成されている、請求項６に記載のシステム。
  9. 航空機内の複数の座席ユニットを複数の制御可能装置と電子的にペアリングする方法であって、
    各々がＲＦＩＤタグを有する複数の座席ユニット及び複数の制御可能装置に対してスキャナを移動させることによって、連続的に走査を行って、前記ＲＦＩＤタグから一連の受
    信信号を取得し、
    前記スキャナが移動するにつれて、前記スキャナの相対位置を経時的に求め、
    各受信信号における各ＲＦＩＤタグに関連付けられた固有のＩＤに基づいて、前記一連の受信信号をフィルタリングすることにより、前記固有のＩＤ及び受信信号強度を有するデータポイントを含むとともに、各データポイントについて相対時間及び相対位置が求められている、それぞれの組の受信信号データを各ＲＦＩＤタグについて作成し、
    各ＲＦＩＤタグについての前記組の受信信号データにおける最大受信信号強度に関連する前記相対位置に基づいて、各ＲＦＩＤタグの相対位置を求め、
    各座席ユニットにより関連制御可能装置を操作可能とするべく、各座席ユニット及び各制御可能装置に関連付けられたＲＦＩＤタグの類似する相対位置に基づいて、座席ユニットと関連制御可能装置とのペアリングを含むデータファイルを作成する、方法。
  10. データファイルを作成するに際して、前記複数の座席ユニット及び制御可能装置の各々の、一組のペアリングされた固有ＩＤを含むデータファイルを作成する、請求項９に記載の方法。
  11. データファイルを作成するに際して、前記航空機の機内通信ネットワークの状態にかかわらず、前記複数の座席ユニット及び制御可能装置の各々についてのデータファイルのエントリーを作成する、請求項９又は１０に記載の方法。
  12. さらに、前記複数の座席ユニットと制御可能装置の通信を制御するように構成されたネットワーク制御システムに、前記データファイルをアップロードする、請求項９又は１０に記載の方法。
  13. さらに、前記フィルタリングされた一連の受信信号に基づいて、前記航空機内のＲＦＩＤタグ位置のマップを作成する、請求項９〜１２のいずれか１つに記載の方法。
  14. さらに、前記フィルタリングされた一連の受信信号に基づいて、前記スキャナの位置を求める、請求項９に記載の方法。
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