JP5170389B2

JP5170389B2 - 検知対象の識別・位置推定システムと、その方法及びプログラム

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Publication number: JP5170389B2
Application number: JP2007545310A
Authority: JP
Inventors: 勇介小西; 敏康中尾
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2026-11-17
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Description

本発明は、人や物などの検知対象の固有情報を識別すると共に、その検知対象の存在位置を推定して、検知対象の固有情報とその存在位置とを対応付ける検知対象の識別・位置推定の技術に関する。

従来、固有IDを保持する装置と読み取る装置で構成されるRFID（Radio Frequency IDentification）システムにおいては、ID保持装置およびID読取装置のアンテナ指向性、マルチパスなどによる電波環境の乱れ、ID保持装置を添付するヒトやモノによるアンテナ特性変化、周辺に置かれたパソコンからの電波雑音などの影響によって、誤検知や検知漏れが発生し、IDの検知が不安定になるという問題があった。

RFIDシステムにおける誤検知や検知漏れを少なくし検知を安定化するために、特許文献１では、ID保持装置とID読取装置の位置関係を積極的に変化させ、同時に複数のID保持装置が位置的に重なり合わないようにすることによって、読み取りに必要な電波が一瞬でも得られるような状態を作り出している。

また、特許文献２では、ID読取装置によって検出する範囲を制限するために遮蔽板を設けることによって、電波の到達範囲を限定している。

特許文献３や特許文献４では、ID保持装置を常に読み取りに適した方向に向くような容器に収めることによって、検知を安定化している。

また、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８などでは、送信電力のコントロール、電源管理、SN比改善のための回路設計、送受信アンテナ構造の工夫など、RFIDシステムの装置そのものへの改良を加えることで、検知を安定化している。

また、検知を安定化するための一般的な方法としては、読み取り結果の履歴に対して一定時間読み取りができなかった場合に、検知エリアから出たと判定するタイムアウト処理や、読み取り結果の履歴に対して一定時間における平均的な電波強度、もしくは一定時間における読み取り率を求める平均値計算処理や、電波強度もしくは一定時間における読み取り率が一定の値を下回った場合に検知エリアから出たと判定する閾値処理がある。
特開2002-329174号公報特開2004-059320号公報特開2003-058843号公報特開2002-259932号公報特開2002-170082号公報特開2001-307052号公報特開平11-282977号公報特開平10-242893号公報

第１の問題点は、RFIDシステムの検知安定化のために利用環境、もしくは利用方法に制限を設けなければいけないということである。

その理由は、従来のRFIDシステムでは、多様な利用環境もしくは利用方法の全てにおいて完全に誤検知や検知漏れを解決することはできず、単一のRFIDシステムで誤検知や検知漏れを条件に応じて十分少なくするためには、利用環境もしくは利用方法を制限しなければならなかったためである。

第２の問題点は、利用環境もしくは利用方法の変動によってRFIDシステムの検知が不安定になることを解決できないということである。

その理由は、従来のRFIDシステムにおける装置そのものの改良では、ある利用環境もしくは利用方法における誤検知や検知漏れを改善することはできても、その利用環境もしくは利用方法が変化したときにRFIDシステムの検知が不安定になることを解決できないためである。また、利用環境もしくは利用方法に変動があるにもかかわらず、検知を安定化するための方法を動的に変更することができず、検知の安定性と検知の時間応答性や感度を両立させることが困難だったためである。

第３の問題点は、従来のRFIDシステムでは、検知対象がどこの位置に存在するか識別できず、検知対象の通過等の検出ができなということである。

その理由は、検知対象の位置を推定する仕組みが提供されておらず、また、検知対象の推定位置と、検知対象の識別情報とを対応付ける構成がなかったからである。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みて発明されたものであって、その目的は、検知対象の存在位置を推定し、推定した存在位置と、検知対象を識別する検知対象識別情報とを対応付けて、検知対象毎の存在位置を推定する技術を提供することにある。

本発明は、検知対象の識別・位置推定システムであって、前記検知対象が保持せずに、対象エリアの予め定められた位置に設置され、その装置自身の身元を判別するために使用可能な識別情報を無線通信により送信する送信装置と、前記検知対象に添付され、その装置自身の身元を判別するために使用可能な識別情報を無線通信により送信する少なくとも１以上の検知対象添付送信装置と、前記検知対象が保持せずに、前記対象エリアの予め定められた位置に設置され、前記送信装置及び前記検知対象添付送信装置の両者から送信された識別情報を無線通信により受信し、その受信強度を計測することが可能な受信装置と、前記検知対象エリア内における検知対象の存在位置と、この存在位置に前記検知対象が存在する場合における、前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る参照受信パターンとが対応付けられて記憶された参照パターンデータベースと、前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る受信パターンを取得し、前記参照パターンデータベースから、取得した前記受信パターンに最も近似する前記参照受信パターンに対応する存在位置を検索し、検索された存在位置から前記検知対象エリア内における前記検知対象の存在位置を推定する位置推定手段と、前記検知対象添付送信装置から送信され前記受信装置で受信した識別情報と、前記推定された検知対象の存在位置とを対応付ける識別情報・検知対象位置対応付け手段とを有し、前記送信装置及び前記受信装置は少なくとも計３つ以上であることを特徴とする検知対象の識別・位置推定システムである。

本発明は、検知対象を識別し、その位置を推定する方法であって、装置自身の身元を判別するために使用可能な識別情報を無線通信により送信する検知対象添付送信装置を前記検知対象に添付しておき、自装置を識別する識別情報を無線通信により送信する送信装置を、前記検知対象が保持せずに、検知対象エリアの予め定められた位置に設置し、前記送信装置及び前記検知対象添付送信装置の両者から送信された前記識別情報を受信し、その受信強度を計測する受信装置を、前記検知対象が保持せずに、前記検知対象エリアの予め定められた位置に設置し、前記送信装置及び前記受信装置は少なくとも計３つ以上であり、前記検知対象エリア内における検知対象の存在位置と、この存在位置に前記検知対象が存在する場合における、前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る参照受信パターンとが対応付けられて記憶された参照パターンデータベースを予め設け、前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る受信パターンを取得し、前記参照パターンデータベースから、取得した前記受信パターンに最も近似する前記参照受信パターンに対応する存在位置を検索し、検索された存在位置から前記検知対象エリア内における前記検知対象の存在位置を推定し、前記検知対象に添付された検知対象添付送信装置から送信され前記受信装置で受信した識別情報と、前記取得された検知対象の存在位置とを対応付けることを特徴とする検知対象の識別・位置推定方法である。

本発明は、検知対象が保持せずに、対象エリアの予め定められた位置に設置され、その装置自身の身元を判別するために使用可能な識別情報を無線通信により送信する送信装置と、検知対象に添付され、その装置自身の身元を判別するために使用可能な識別情報を無線通信により送信する少なくとも１以上の検知対象添付送信装置と、検知対象が保持せずに、前記対象エリアの予め定められた位置に設置され、前記送信装置及び前記検知対象添付送信装置の両者から送信された識別情報を無線通信により受信し、その受信強度を計測することが可能な受信装置と、前記検知対象エリア内における検知対象の存在位置と、この存在位置に検知対象が存在する場合における、前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る参照受信パターンとが対応付けられて記憶された参照パターンデータベースとを有し、前記送信装置及び前記受信装置は少なくとも計３つ以上である識別・位置推定システムにおいて、識別・位置推定を行うコンピュータのプログラムであって、前記プログラムは、前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る受信パターンを取得し、前記参照パターンデータベースから、取得した前記受信パターンに最も近似する前記参照受信パターンに対応する存在位置を検索し、検索された存在位置から前記検知対象エリア内における前記検知対象の存在位置を推定する処理と、前記検知対象に添付された検知対象添付送信装置から送信され前記受信装置で受信した識別情報と、前記取得された検知対象の存在位置とを対応付ける処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムである。

本発明によれば、検知対象の検知を安定化して行え、更に、検知対象を識別すると共にその存在位置も同時に取得することができるという優れた効果を奏する。

図１は本発明の実施の形態の概要を示す図である。図２は位置推定装置のブロック図である。図３受信パターンの例を示す図である。図４は、対象物の位置が二次元座標で表される場合、参照受信パターン記憶部４２に記憶内容の一例を示した図である。図５は、対象物の位置が二次元座標で表され、パターン間距離が一次元の実数値で表される場合の受信パターンの比較結果の一例を示す図である。図６は本発明の実施の形態の動作を示す流れ図である。図７は二つのベクトルのユークリッド距離の算出方法を示した図である。図８は本発明の実施例１の概要を示す図である。図９は本発明の実施例１のID/位置結合手段６２の動作を説明する為の図である。図１１は本発明の実施例１における受信パターン比較結果を示すグラフである。図１１は確率推論を用いたフィルタリングの計算方法を示した図である。図１２は確率推論を用いたフィルタリングを用いた場合の動作フローチャートである。図１３は状態遷移確率の算出式を説明する為の図である。図１４はパターン間距離定数を説明する為の図である。図１５は本発明の概要を示す図である。

符号の説明

１検知対象
2a 検知対象エリア用ID送信装置
2b 検知対象エリア用ID送信装置
3a ID受信装置
3b ID受信装置
４位置推定装置
5a 検知対象用ID送信装置
5b 検知対象用ID送信装置
６検知対象ID／位置推定装置
７検知対象ID／位置出力装置

まず、本発明の概要を説明する。

図１５は本発明の概要の構成を説明する為の図である。

図１５に示す如く、本発明は、ヒトやモノなどの検知対象に添付して保持する固有ID（識別情報）を無線通信によって送信する検知対象用ID送信装置5a,5b・・・と、検知対象エリアに設置され、検知対象用ID送信装置5a,5b・・・が送信するIDを無線通信によって受信するID受信装置3a、3b・・・と、検知対象エリア内もしくは近辺に存在する検知対象の位置を推定して出力する位置推定装置４と、検知対象の固有ＩＤと検知対象の位置とを対応付ける検知対象ID／位置推定装置６と、検知対象ID／位置推定装置６の結果を出力する検知対象ID／位置出力装置７とを備える。

位置推定装置４は、検知対象のカメラによる位置推定、検知対象の移動による検知対象エリア内の受信強度の変化や、重量変化、又は、その他の手段によって、検知対象エリア内もしくは近辺に存在する検知対象の位置を推定する。

検知対象ID／位置推定装置６は、複数の検知対象用ID送信装置5a,5b・・・の受信結果から、検知対象の固有IDを取得する。そして、取得した固有IDと、位置推定装置４から入力された検知対象の位置推定結果とを対応付け（結合し）、対応付けられた検知対象の位置と固有IDとを検知対象ID／位置出力装置７に出力する。

検知対象ID／位置出力装置７は、検知対象の位置と固有IDとが対応付けられた形で結果を出力する。

このように、本発明は、検知対象エリア内もしくは近辺に存在する検知対象の固有IDとその存在位置とを対応付けて出力するので、どの検知対象がいずれの位置に存在するかを検出することができる。

以下に、上述した概要を具体化した本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の実施の形態の構成を説明する為の図である。

図１に示す如く、本実施の形態は、検知対象エリアに設置され、保持する固有IDを無線通信によって送信する複数の検知対象エリア用ID送信装置2a、2b・・・と、ヒトやモノなどの検知対象に添付して保持する固有IDを無線通信によって送信する検知対象用ID送信装置5a,5b・・・と、検知対象エリアに設置され、複数のID送信装置2a、2b・・・及び検知対象用ID送信装置5a,5b・・・が送信するIDを無線通信によって受信すると共に、ID送信装置2a、2b・・・からの固有IDを受信してそれぞれの固有IDについて、受信特徴量を計測するID受信装置3a、3b・・・と、検知対象の固有ＩＤと検知対象の位置とを対応付ける検知対象ID／位置推定装置６と、検知対象ID／位置推定装置６の結果を出力する検知対象ID／位置出力装置７とを備える。

ID受信装置3a、3b・・・は、ID送信装置2a、2b・・・からの固有IDを受信すると共に、受信したそれぞれの固有IDについて、受信特徴量を計測する。ここで、受信特徴量とは、少なくとも無線電波の強度を表す数値（以下、受信強度と呼ぶ）、無線通信の品質（例えば、Bit Error Rate、S/N（SN比）、C/N（CN比）など）を表す数値（以下、通信品質と呼ぶ），もしくは，ID送信装置からID受信装置までの無線電波もしくは信号の到達時間（以下、到達時間と呼ぶ）のいずれか、またはそれらの組み合わせが可能である。

検知対象ID／位置推定装置６は、ID判別手段６１、位置推定装置４およびID／位置結合手段６２を有している。

ID判別手段61は、ID受信装置3a、3b・・・で受信されたID送信装置の受信結果が検知対象エリア用ID送信装置2a、2b・・・と検知対象用ID送信装置5a, 5b・・・のどちらの受信結果かを判別し、検知対象エリア用ID送信装置2a、2b・・・の受信結果を位置推定装置４へ、検知対象用ID送信装置5a, 5b・・・の受信結果をID／位置結合手段６２へ出力する。

位置推定装置４は、入力された検知対象エリア用ID送信装置2a、2b・・・の受信結果から、検知対象の位置を推定し出力する。

ここで、位置推定装置４の詳細について述べる。

位置推定装置４は、図２に示す如く、受信パターン生成手段４１と、参照受信パターン記憶部４２と、受信パターン比較手段４３と、位置選択手段４４とを備える。

受信パターン生成手段４１は、ID受信装置3a、3b・・・で受信されたID送信装置2a、2b・・・からの固有ID受信結果から受信パターンを生成して出力する。受信パターンは、全てのID送信装置2a、2b・・・とID受信装置3a、3b・・・との組み合わせ毎に、受信強度、通信品質および到達時間等の受信特徴量のいずれか、もしくはその組み合わせを成分とする特徴ベクトルで表される。例えば、ID受信装置3a、3b・・・が受信強度を計測できる場合、受信パターンは、図３に示す如く、（（ID受信装置3a, ID送信装置2a）、（ID受信装置3a, ID送信装置2b）,・・・）＝（１６５、２００、・・・）のようになる。

参照受信パターン記憶部４２は、複数の参照受信パターンをあらかじめ記憶している。参照受信パターンは、ある位置（以下参照位置）に検知対象が存在するときに取得された受信パターンを示し、参照位置と参照受信パターンとが対応付けられて記憶されている。図４に、検知対象の位置が二次元座標で表される場合、参照受信パターン記憶部４２に記憶内容の一例を示す。

受信パターン比較手段４３は、受信パターン生成手段４１で生成された受信パターンと、参照受信パターン記憶部４２に記憶されている各参照受信パターンと受信パターンとの違いを数値化して受信パターン比較結果を出力する。受信パターン比較結果は、各参照受信パターンの持つ参照位置と、その参照位置に対応する参照受信パターンと受信パターンの違いを数値化した指標（以下パターン間距離）とで表される。例えば、検知対象の位置が二次元座標で表され、パターン間距離が一次元の実数値で表される場合、受信パターン比較結果は図５に示したように表される。

位置選択手段４４は、受信パターン比較手段４３で得られた受信パターン比較結果から、対象エリア内における検知対象の位置を選択し決定する。

次に、図６を参照して検知対象の位置決定の動作について詳細に説明する。

ID送信装置2a、2b・・・から送信されたIDは無線通信によってID受信装置3a、3b・・・で受信される（図６のステップA1）。受信パターン生成手段４１は、ID受信装置3a、3b・・・で受信されたID送信装置2a、2b・・・のIDと、計測された受信強度、通信品質および到達時間のいずれかもしくはその組み合わせから、受信パターンを生成し出力する（図６のステップA2）。

受信パターン比較手段４３は、受信パターン生成手段４１で生成された受信パターンと、参照受信パターン記憶部４２にあらかじめ記憶されている複数の参照受信パターンと受信パターンのパターン間距離を算出し、受信パターン比較結果を出力する（図６のステップA3）。位置選択手段４４は、受信パターン比較手段４３で得られた受信パターン比較結果から、検知対象１の位置を選択する（図６のステップA4）。受信パターンは検知対象の位置によって変化するため、受信パターン生成手段４１で生成された受信パターンと、参照受信パターン記憶部４２にあらかじめ記憶されている複数の参照受信パターンとを比較することによって、検知対象の位置を推定することができる。

受信パターン比較手段４３の具体例として、参照受信パターン記憶部４２にあらかじめ記憶されている複数の参照受信パターンと受信パターン生成手段４１で生成された受信パターンとのパターン間距離として、参照受信パターンの各受信特徴量を成分とする特徴ベクトルと、受信パターンの各受信特徴量を成分とする特徴ベクトルとのユークリッド距離を用いるものがある。二つのベクトルのユークリッド距離の算出方法を図７に示す。また、位置選択手段４４の具体例として、受信パターン比較手段４３で得られた受信パターン比較結果のパターン間距離のうち、パターン間距離が最も小さい参照位置を選択し、検知対象の位置推定結果とするものがある。

位置選択手段４４で得られた検知対象の位置が、ID／位置結合手段６２に出力される（図６のステップA5）。

尚、上述した位置推定装置４の位置推定の精度を高める為、位置選択手段４４が、受信パターン比較手段４３が出力した受信パターン比較結果から、確率推論を用いたフィルタリング（ベイズフィルタ／参考文献：Dieter Fox、 Jeffrey Hightower、 Lin Liao、 Dirk Schulz、 and Gaetano Borriello、 Bayesian Filtering for Location Estimation、 PERVASIVE Computing July-September 2003、 pp．24-33）によって、対象物の位置推定結果を推定し出力するように構成しても良い。

上記のような確率推論を用いたフィルタリングの計算方法を図１１に、動作を図１２に示す。参照受信パターン記憶部４２があらかじめ記憶しているn個の参照受信パターンの参照位置毎に、受信パターン比較手段４３が出力した受信パターン比較結果から、対象物が存在する確率（事後確率）を順次計算する。算出された事後確率が最大となる参照位置の座標を位置推定結果として出力する。

本実施の形態では、図１３に示した算出式により状態遷移確率を算出する（ステップB1）。このように算出された状態遷移確率は、対象物の移動範囲を制約するような性質を持つ。図１３に示した算出式の中の2つの定数aおよびbは、検知対象の移動速度に応じて決定する。本実施の形態では、検知対象として歩いている人を想定し、aを0．50m、bを1．0mに設定した。すなわち、ID送信装置の発信間隔が0．5秒であるため、人の移動速度が1．0÷0．5=2．0m/s以上になることはないという制約を設けていることとなる。ステップB1で算出された状態遷移確率と1ステップ前の事後確率の積（ステップB2）を算出した上で、一次処理ループでの総和を算出する（ステップB3）ことにより、対象エリア内からそれぞれの参照位置に移動してくる確率和（一次処理結果）を得ることができる。

次に、受信パターン比較手段４３が出力した比較結果から、図１４に示した算出式により事前確率を算出する（ステップB4）。このように算出された事前確率は、受信パターン比較手段４３が出力した受信パターン比較結果において、パターン間距離が小さければ小さいほど確率値が大きくなるような性質を持たせてある。また、パターン間距離が小さい候補同士で確率値の比較がしやすいように、トンネル内を検知対象である人が移動する予備実験の結果から、パターン間距離の変動の平均値を図１４におけるパターン間距離定数とする。本実施例では、予備実験の結果からパターン間距離定数を50に設定した。算出された事前確率と一次処理結果の積（ステップB5）を算出した上で、事後確率算出ループでの総和（ステップB6）を算出した後、正規化する（ステップB7）ことにより、それぞれの参照位置に対象物がいる確率（事後確率）を得ることができる。

それぞれの参照位置において算出された事後確率を比較して、その確率値が最大となる参照位置の座標を位置推定結果として出力する。

このような構成を取ることにより、参照受信パターン記憶部４２に記憶されている複数の参照受信パターンの中でお互いに似ているものがあり、パターン間距離のみで対象物の位置を推定しようとしたときに誤差が生じるときでも、パターン間距離から対象物の位置の事前確率分布を定義し、状態遷移確率によって設けた対象物の移動に関する制約を用いることによって、対象物の位置を精度良く推定できる。

続いて、ID／位置結合手段６２について説明する。

ID／位置結合手段62は、図１に示したように、ID判別手段61から入力された複数の検知対象用ID送信装置5a,5b・・・の受信結果から、検知対象エリア内もしくは近辺に存在するID送信装置だけを選択する。本実施の形態では、ID受信装置3a、3b・・・で計測できる受信強度に閾値を設けることにより、検知対象エリア内もしくは近辺に存在する検知対象用ID送信装置のみを選択する。閾値は予備実験を行い設定する。予備実験では、検知対象である人に検知対象用ID送信装置を添付して、検知対象エリア内外を移動させID受信装置3a、3b・・・で得られる受信強度を計測する。予備実験の計測結果から、検知対象エリア近辺にいるID送信装置と遠方にいるID送信装置と区別できる適切な閾値を設定する。そして、位置推定装置４で推定された検知対象の位置から、検知対象が検知対象エリア内もしくは近辺に存在する場合、前記のようにして選択された検知対象エリア内もしくは近辺に存在する固有IDと、位置推定装置４から入力された検知対象の位置推定結果とを対応付け（結合し）、検知対象の位置と固有IDとを検知対象ID／位置出力装置７に出力する。

上述した本実施の形態に対応する実施例１を説明する。

本実施例は、検知対象エリア用ID送信装置2a、2bおよび検知対象用ID送信装置5a、5bとして、電源にボタン電池を用いて保持する固有IDを無線通信にて一定時間（例えば0.5秒）毎に送信するアクティブ型のRFIDタグを、ID受信装置3a、3bとして、検知対象エリア用ID送信装置2a、2bおよび検知対象用ID送信装置5a、5bからIDを受信すると共に受信強度（0から255までの256段階の整数値）を計測できるRFIDリーダとを備えている。

検知対象ID／位置推定装置６はパーソナルコンピュータによって実現され、検知対象ID／位置出力装置７としてディスプレイを用いる。パーソナルコンピュータは、ID判別手段６１、位置推定装置４およびID／位置結合手段６２として機能する中央演算装置を有している。

図８を参照すると、本実施例における検知対象エリア用ID送信装置2a、2bおよびID受信装置3a、3bは、トンネル内部に設置されており、検知対象用ID送信装置5a、5bは検知対象１に添付されている。検知対象ID／位置推定装置６はトンネル内もしくは近辺に存在する検知対象１のx軸上の位置を推定し、さらに検知対象１に添付されているID送信装置が持つ固有IDを結合した上で出力する。また、トンネル外の環境変動の影響がトンネル内に及ぶのを抑制するために、トンネルは電波反射体で囲われている。

ID判別手段６１は、ID受信装置3a、3bで受信されたID送信装置の受信結果が検知対象エリア用ID送信装置2a、2bと検知対象用ID送信装置5a、5bのどちらの受信結果かを判別し、検知対象エリア用ID送信装置2a、2bの受信結果を位置推定装置４へ、検知対象用ID送信装置5a、5bの受信結果をID／位置結合手段６２へ出力する。

位置推定装置４は、入力された検知対象エリア用ID送信装置2a、2bの受信結果から、上述したように検知対象の位置を推定し出力する。

ID／位置結合手段６２は、図９に示したように、ID判別手段６１から入力された複数の検知対象用ID送信装置5a、5bの受信結果から、トンネル内もしくは近辺に存在するID送信装置だけを選択する。

本実施例では、ID受信装置3a、3bで計測できる受信強度に閾値を設けることにより、トンネル内もしくは近辺に存在する検知対象用ID送信装置のみを選択する。閾値は予備実験を行い設定する。予備実験では、検知対象である人に検知対象用ID送信装置を添付してトンネル内外を移動させID受信装置で得られる受信強度を計測する。予備実験の計測結果から、トンネル近辺にいるID送信装置と遠方にいるID送信装置と区別できる適切な閾値を設定する。本実施例では、図１０に示した予備実験の結果例のように、閾値を200に設定することでトンネル内もしくは近辺に存在する検知対象用ID送信装置のみを選択することができる。位置推定装置４で推定された検知対象の位置から、検知対象がトンネル内もしくは近辺に存在する場合、前記のようにして選択されたトンネル内もしくは近辺に存在する固有IDと、位置推定装置４から入力された検知対象の位置推定結果を結合し、検知対象の位置と固有IDを出力する。

本実施例では、位置推定装置で推定された検知対象の位置と、検知対象に添付しているID送信装置が持つ固有IDを結合することにより、位置推定装置のみでは対象物の固有IDを特定することができず、また、対象物に添付したID送信装置とトンネル内に設置したID受信装置のみでは対象物の位置を推定することができないという問題を解決し、トンネル内に存在する対象物に添付された固有IDとその位置を同時に取得することができる。

Claims

検知対象の識別・位置推定システムであって、
前記検知対象が保持せずに、対象エリアの予め定められた位置に設置され、その装置自身の身元を判別するために使用可能な識別情報を無線通信により送信する送信装置と、
前記検知対象に添付され、その装置自身の身元を判別するために使用可能な識別情報を無線通信により送信する少なくとも１以上の検知対象添付送信装置と、
前記検知対象が保持せずに、前記対象エリアの予め定められた位置に設置され、前記送信装置及び前記検知対象添付送信装置の両者から送信された識別情報を無線通信により受信し、その受信強度を計測することが可能な受信装置と、
前記検知対象エリア内における検知対象の存在位置と、この存在位置に前記検知対象が存在する場合における、前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る参照受信パターンとが対応付けられて記憶された参照パターンデータベースと、
前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る受信パターンを取得し、前記参照パターンデータベースから、取得した前記受信パターンに最も近似する前記参照受信パターンに対応する存在位置を検索し、検索された存在位置から前記検知対象エリア内における前記検知対象の存在位置を推定する位置推定手段と、
前記検知対象添付送信装置から送信され前記受信装置で受信した識別情報と、前記推定された検知対象の存在位置とを対応付ける識別情報・検知対象位置対応付け手段と
を有し、
前記送信装置及び前記受信装置は少なくとも計３つ以上である
ことを特徴とする検知対象の識別・位置推定システム。
前記識別情報・検知対象位置対応付け手段は、
あらかじめ設定した閾値より大きな受信強度で受信された前記検知対象添付送信装置の識別情報を、前記推定された検知対象の存在位置と対応付けることを特徴とする請求項１に記載の検知対象の識別・位置推定システム。
前記位置推定手段は、前記参照パターンデータベースの参照受信パターン毎に、前記取得した受信パターンと前記参照受信パターンとの比較結果を、確率推論を用いたフィルタリングすることによって、前記検知対象の存在位置を推定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の検知対象の識別・位置推定システム。
前記位置推定手段は、前記参照パターンデータベースの参照受信パターン毎に、前記取得した受信パターンと前記参照受信パターンとの比較結果に基づいて、前記検知対象が存在する事後確率を計算し、前記事後確率が最も大きくなる存在位置を検索し、検索された存在位置を対象エリア内における物体の存在位置とすることを特徴とする請求項３に記載の検知対象の識別・位置推定システム。
検知対象を識別し、その位置を推定する方法であって、
装置自身の身元を判別するために使用可能な識別情報を無線通信により送信する検知対象添付送信装置を前記検知対象に添付しておき、
自装置を識別する識別情報を無線通信により送信する送信装置を、前記検知対象が保持せずに、検知対象エリアの予め定められた位置に設置し、
前記送信装置及び前記検知対象添付送信装置の両者から送信された前記識別情報を受信し、その受信強度を計測する受信装置を、前記検知対象が保持せずに、前記検知対象エリアの予め定められた位置に設置し、
前記送信装置及び前記受信装置は少なくとも計３つ以上であり、
前記検知対象エリア内における検知対象の存在位置と、この存在位置に前記検知対象が存在する場合における、前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る参照受信パターンとが対応付けられて記憶された参照パターンデータベースを予め設け、
前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る受信パターンを取得し、前記参照パターンデータベースから、取得した前記受信パターンに最も近似する前記参照受信パターンに対応する存在位置を検索し、検索された存在位置から前記検知対象エリア内における前記検知対象の存在位置を推定し、
前記検知対象に添付された検知対象添付送信装置から送信され前記受信装置で受信した識別情報と、前記取得された検知対象の存在位置とを対応付ける
ことを特徴とする検知対象の識別・位置推定方法。
検知対象が保持せずに、対象エリアの予め定められた位置に設置され、その装置自身の身元を判別するために使用可能な識別情報を無線通信により送信する送信装置と、
検知対象に添付され、その装置自身の身元を判別するために使用可能な識別情報を無線通信により送信する少なくとも１以上の検知対象添付送信装置と、
検知対象が保持せずに、前記対象エリアの予め定められた位置に設置され、前記送信装置及び前記検知対象添付送信装置の両者から送信された識別情報を無線通信により受信し、その受信強度を計測することが可能な受信装置と、
前記検知対象エリア内における検知対象の存在位置と、この存在位置に検知対象が存在する場合における、前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る参照受信パターンとが対応付けられて記憶された参照パターンデータベースとを有し、
前記送信装置及び前記受信装置は少なくとも計３つ以上である識別・位置推定システムにおいて、識別・位置推定を行うコンピュータのプログラムであって、
前記プログラムは、
前記送信装置と前記受信装置との組み合わせ毎の前記送信装置から送信された識別情報を前記受信装置で受信した際の信号強度から成る受信パターンを取得し、前記参照パターンデータベースから、取得した前記受信パターンに最も近似する前記参照受信パターンに対応する存在位置を検索し、検索された存在位置から前記検知対象エリア内における前記検知対象の存在位置を推定する処理と、
前記検知対象に添付された検知対象添付送信装置から送信され前記受信装置で受信した識別情報と、前記取得された検知対象の存在位置とを対応付ける処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。