JP5708391B2 - 無線タグリーダおよび監視システム - Google Patents
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Description
垂直偏波に対する水平面内の指向性を複数の設定角度に切り替え可能に構成されたアレーアンテナと、
前記アレーアンテナの指向性を複数の設定角度に順次切り替える指向性切替手段とを備え、
偏波面が互いに直交する方向となっている複数のタグアンテナからそれぞれ電波を送信する無線タグからの電波を、前記指向性切替手段により指向性を切り替えつつ前記アレーアンテナで受信して、受信した電波の到来方位を推定する無線タグリーダであって、
前記アレーアンテナによって受信した電力強度を測定する受信強度測定手段と、
前記指向性切替手段が前記アレーアンテナの指向性を順次切り替えつつ前記受信強度測定手段によって測定された電力強度から、各タグアンテナから受信した前記設定角度の1周期分の電力強度であるタグアンテナ毎の電力強度パターンを決定する電力強度パターン決定手段と、
前記アレーアンテナが垂直偏波を受信した場合の基準の電力強度パターンである参照パターンを記憶する参照パターン記憶手段と、
前記電力強度パターン決定手段が決定した電力強度パターンと前記参照パターンとの相関を表すパターン相関値をタグアンテナ毎に算出する相関値算出手段と、
到来方位の推定に用いる電波として、前記複数のタグアンテナからそれぞれ受信した電波のうち、前記相関値算出手段が算出したタグアンテナ毎のパターン相関値のうち最も相関性が高い値を示した電波を選択する選択手段とを備えることを特徴とする。
その重み設定手段で設定された重みを用いて、前記電力強度パターン決定手段が決定した各タグアンテナの電力強度パターンにおける電力強度を補正するパターン補正手段とを備え、
前記相関値算出手段は、前記パターン補正手段により補正された後の電力強度パターンと前記参照パターンとを用いて前記パターン相関値を算出することを特徴とする。
この無線タグリーダが設置されている周囲環境に基づいて設定角度毎に定まる重みであって、電波反射物が存在する角度については、その電波反射物からの反射が大きいほど小さくなる重みを設定する重み設定手段と、
その重み設定手段で設定された重みを用いて、前記相関値算出手段が決定した各タグアンテナのパターン相関値を補正する相関値補正手段を備え、
前記選択手段は、前記相関値補正手段により補正された後の各タグアンテナのパターン相関値に基づいて、到来方位の推定に用いる電波を選択することを特徴とする。
前記無線タグリーダは、
前記レーザセンサで検出された物体の距離と方向とを逐次取得できるようになっており、
前記重み設定手段で設定される重みは、前記レーザセンサから逐次取得した物体の方向に基づいて定まる設定角度に対して、前記レーザセンサから逐次取得した物体の距離に応じた値となっていることを特徴とする。
図1は、本発明の第1実施形態に係る監視システムの模式図である。この監視システムは、無線タグ400の方向(到来方位)を推定できる無線タグリーダライタ100と、監視領域内の物体の距離と方向とを測定するレーザセンサ200とを併用し、監視領域内に侵入した人が無線タグ400を携帯しているか否かをコントローラ300が判別し、携帯していない場合に警告を行う。
P(α)は、参照パターンの角度αでの電力強度
Y(θ、β)は、無線タグ400がタグアンテナβで送信した電波を、アンテナ部1の指向性を方位角θに設定して受信した際の受信電力強度
上記相関誤差Γ(θ)の算出式において、絶対値記号の中は、角度θ、αにおける相関誤差を意味している。また、受信電力強度Y(θ−α、β)には、重み係数W(θ)を乗じている。この重み係数W(θ)は、記憶装置71に保存されている重み係数リストを参照して設定する。重み係数W(θ)を乗じることにより、電波反射物からの反射を考慮した補正を、各受信電力強度Y(θ−α、β)に対して行っているのである。
続くステップS116では方位角θに30度を加え、ステップS118では方位角θが330度超か、即ち、0度から330度までの全角度における相関誤差Γ(θ)の算出が完了したかを判断する。ステップS118がNOであればS104の処理に戻り、次の方位角θにおける相関誤差Γ(θ、β)を算出する。一方、ステップS118がYESであれば、ステップS120においてβに1を加える。そして、ステップS122ではβが3を超えたか否かを判断する。βが3を超えていない場合(S122:NO)、ステップ124でθを0度に設定した後、ステップS104に戻る。一方、βが3を超えていれば(S122:YES)、処理を終了する。
第2実施形態に係る無線タグリーダライタ100について図21、図22を参照して説明する。図21は、第2実施形態の無線タグリーダライタ100が侵入者の無線タグ400の方向を検出する場合の説明図である。
第3実施形態に係る監視システムについて図23〜図25を参照して説明する。第1、第2実施形態では、電波反射物の影響を小さくするための重み係数W(θ)は、無線タグリーダライタ100を設置する際に手動操作で記憶装置71に記憶させていた。これに対して、第3実施形態では、電波反射物を検出し、自動的に重み係数W(θ)を決定する。
次に、第4実施形態を説明する。第1実施形態では、重み係数W(θ)による補正を、電力強度パターンに対して行っていた。これに対して、第4実施形態では、重み係数W(θ)による補正を相関誤差Γに対して行う。
上記式は、電力強度の差に対して重み係数W(θ)を乗じており、電力強度の差は、各(θ、α)における相関誤差Γを意味する。よって、上記式は、相関誤差Γを重み係数W(θ)で補正していることになる。なお、このステップS109は特許請求の範囲の相関値補正手段に相当する。
Claims (6)
- 垂直偏波に対する水平面内の指向性を複数の設定角度に切り替え可能に構成されたアレーアンテナと、
前記アレーアンテナの指向性を複数の設定角度に順次切り替える指向性切替手段とを備え、
偏波面が互いに直交する方向となっている複数のタグアンテナからそれぞれ電波を送信する無線タグからの電波を、前記指向性切替手段により指向性を切り替えつつ前記アレーアンテナで受信して、受信した電波の到来方位を推定する無線タグリーダであって、
前記アレーアンテナによって受信した電力強度を測定する受信強度測定手段と、
前記指向性切替手段が前記アレーアンテナの指向性を順次切り替えつつ前記受信強度測定手段によって測定された電力強度から、各タグアンテナから受信した前記設定角度の1周期分の電力強度であるタグアンテナ毎の電力強度パターンを決定する電力強度パターン決定手段と、
前記アレーアンテナが垂直偏波を受信した場合の基準の電力強度パターンである参照パターンを記憶する参照パターン記憶手段と、
前記電力強度パターン決定手段が決定した電力強度パターンと前記参照パターンとの相関を表すパターン相関値をタグアンテナ毎に算出する相関値算出手段と、
到来方位の推定に用いる電波として、前記複数のタグアンテナからそれぞれ受信した電波のうち、前記相関値算出手段が算出したタグアンテナ毎のパターン相関値のうち最も相関性が高い値を示した電波を選択する選択手段とを備えることを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項1において、
この無線タグリーダが設置されている周囲環境に基づいて設定角度毎に定まる重みであって、電波反射物が存在する角度については、その電波反射物からの反射が大きいほど小さくなる重みを設定する重み設定手段と、
その重み設定手段で設定された重みを用いて、前記電力強度パターン決定手段が決定した各タグアンテナの電力強度パターンにおける電力強度を補正するパターン補正手段とを備え、
前記相関値算出手段は、前記パターン補正手段により補正された後の電力強度パターンと前記参照パターンとを用いて前記パターン相関値を算出することを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項1において、
前記相関値算出手段は、前記電力強度パターン決定手段が決定した電力強度パターンと前記参照パターンとを用いて前記パターン相関値を算出し、
この無線タグリーダが設置されている周囲環境に基づいて設定角度毎に定まる重みであって、電波反射物が存在する角度については、その電波反射物からの反射が大きいほど小さくなる重みを設定する重み設定手段と、
その重み設定手段で設定された重みを用いて、前記相関値算出手段が決定した各タグアンテナのパターン相関値を補正する相関値補正手段を備え、
前記選択手段は、前記相関値補正手段により補正された後の各タグアンテナのパターン相関値に基づいて、到来方位の推定に用いる電波を選択することを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項2または3において、
前記重み設定手段で設定される重みは、前記アレーアンテナと前記電波反射物との間の距離、および、その電波反射物の電波反射率の少なくとも一方に相関した値となっていることを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項4において、
前記重み設定手段で設定される重みは、前記アレーアンテナと前記電波反射物との間の距離に相関した値であって、その距離が短いほど小さい値に設定されることを特徴とする無線タグリーダ。 - 監視領域内の物体の距離と方向とを逐次測定するレーザセンサと、その監視領域を通信範囲として含んでいる無線タグリーダと、を備えた監視システムであって、
前記無線タグリーダは、
垂直偏波に対する水平面内の指向性を複数の設定角度に切り替え可能に構成されたアレーアンテナと、
前記アレーアンテナの指向性を複数の設定角度に順次切り替える指向性切替手段とを備え、
偏波面が互いに直交する方向となっている複数のタグアンテナからそれぞれ電波を送信する無線タグからの電波を、前記指向性切替手段により指向性を切り替えつつ前記アレーアンテナで受信して、受信した電波の到来方位を推定する無線タグリーダであって、
前記アレーアンテナによって受信した電力強度を測定する受信強度測定手段と、
前記指向性切替手段が前記アレーアンテナの指向性を順次切り替えつつ前記受信強度測定手段によって測定された電力強度から、各タグアンテナから受信した前記設定角度の1周期分の電力強度であるタグアンテナ毎の電力強度パターンを決定する電力強度パターン決定手段と、
前記アレーアンテナが垂直偏波を受信した場合の基準の電力強度パターンである参照パターンを記憶する参照パターン記憶手段と、
前記電力強度パターン決定手段が決定した電力強度パターンと前記参照パターンとの相関を表すパターン相関値をタグアンテナ毎に算出する相関値算出手段と、
到来方位の推定に用いる電波として、前記複数のタグアンテナからそれぞれ受信した電波のうち、前記相関値算出手段が算出したタグアンテナ毎のパターン相関値のうち最も相関性が高い値を示した電波を選択する選択手段と、
この無線タグリーダが設置されている周囲環境に基づいて設定角度毎に定まる重みであって、電波反射物が存在する角度については、その電波反射物からの反射が大きいほど小さくなる重みを設定する重み設定手段と、
その重み設定手段で設定された重みを用いて、前記電力強度パターン決定手段が決定した各タグアンテナの電力強度パターンにおける電力強度を補正するパターン補正手段とを備え、
前記相関値算出手段は、前記パターン補正手段により補正された後の電力強度パターンと前記参照パターンとを用いて前記パターン相関値を算出し、
前記重み設定手段で設定される重みは、前記アレーアンテナと前記電波反射物との間の距離に相関した値であって、その距離が短いほど小さい値に設定され、
前記レーザセンサで検出された物体の距離と方向とを逐次取得できるようになっており、
前記重み設定手段で設定される重みは、前記レーザセンサから逐次取得した物体の方向に基づいて定まる設定角度に対して、前記レーザセンサから逐次取得した物体の距離に応じた値となっていることを特徴とする監視システム。
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