JP6301785B2 - 競技用タイム計測システム - Google Patents

Description

本発明は、競技者に装着されたＲＦＩＤタグを用いて、競技コースの計測ポイントにおける当該競技者の通過タイムを計測する競技用タイム計測システムに関する。

マラソン等の競技において、ＲＦＩＤタグを用いて競技者のゴール地点等における通過タイムを計測することが考えられている。

その一例として、ＲＦＩＤタグを競技者の靴等に装着し、競技コース上に敷きつめたマット状のアンテナから低周波磁界を発生させ、競技者が計測ポイントを通過した際にＲＦＩＤタグに書き込まれたタグＩＤをアンテナを介してリーダライタにて読み取り、リーダライタ側において受信時刻を計測ポイントの通過時刻として記録する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術においては、２つのループを用いて２つの磁界を発生させ、変曲点を検出して競技者の通過を判別しているが、変曲点を検出できない場合があり、その場合は磁界を検知した時刻と磁界が消失した時刻との中間点を通過時刻と推定している。

ところで、最近では、ＵＨＦ帯の電波によってタグＩＤが読み取られるＲＦＩＤタグを用いたタイム計測システムが考えられている。

ＵＨＦ帯の電波によってタグＩＤが読み取られるＲＦＩＤタグを用いたタイム計測システムにおいては、計測ポイントにおいて競技コースを横断する方向に、１台のリーダライタに接続された最大８台程度のアンテナを一列に並べて配置し、それぞれのアンテナから１Ｗ程度の強い読取電波を送出し、計測ポイントにおいて競技者のゼッケンや靴等に装着されたＲＦＩＤタグからタグＩＤを読み取っている。その際、コストを低減するためや限られた周波数資源を有効活用するため、複数のアンテナから同一の周波数の読取電波を送出している。また、それにより、複数のアンテナ間にて電波干渉が生じてタグＩＤの読み取りが困難となる可能性があるため、リーダライタにおいては、読取電波を複数のアンテナ間にて時分割で切り替えながら送出している。

ところで、上述したようなＲＦＩＤタグを用いたシステムに用いられるリーダライタにおいては、ＦＭ０方式とミラーサブキャリア方式との２つの方式があるが、ミラーサブキャリア方式では、リーダライタが送出する周波数チャネルに対し、ＩＣタグが応答する電波として同一の周波数チャネルを使用せず、上下に２００ｋＨｚ程度ずれた２つの側波帯電波を使用する。そのため、互いに近接する２台のリーダライタから同一周波数チャネルの電波が送出されても、ＩＣタグから特定のリーダライタに応答される電波が２００ｋＨｚずれているので、電波を送出したリーダライタにおいてＩＣタグからの応答電波を受信できる。この時、もう一台のリーダライタからもたらされる電波は、十分減衰していることが前提となる。例えば２台のアンテナが近接して対向していると、ＩＣタグからの電波は受信困難となる。

特開２００６−４７２６３号公報

上述したような電波を送出するシステムにおいては、複数の装置間の電波干渉を回避するために、電波を送出する前に、使用する周波数チャネルの受信電力の大きさを測定することによって、使用する周波数チャネルが空いているかどうかを確認する、いわゆるキャリアセンスを実行することが電波法で義務付けられている。そのため、キャリアセンスが実行されている間は、電波の送出が停止されることになる。

また、複数のアンテナから読取電波を時分割で出力する場合に限らず、キャリアセンスが実行された後に電波を送出するシステムにおいては、一定時間（例えば４ｓ）電波を送出した後、一定時間（例えば５０ｍｓ）は電波の送出を停止しなければならない。そのため、電波の送出が停止されるタイミングが存在することとなり、読取電波を送出することによってタグＩＤを読み取る場合、読取電波が断続的に送出されることとなる。

ところで、マラソンにおいては、競技者の走行方向における計測ポイントの幅を５０〜６０ｃｍとした場合、競技者の計測ポイントの通過時間は１００ｍｓ程度であるため、上述したような電波の送出の停止が実行されている最中に競技者が計測ポイントを通過したとしても、タグＩＤの読み取りができなくなってしまう可能性は低い。

ところが、キャリアセンスに失敗した場合、次のキャリアセンスのタイミングまでの数秒間、電波の送出を停止することになるため、１つの周波数チャネルを用いてタグＩＤを読み取るとなると、上述したように読取電波の送出が停止している間に競技者が計測ポイントを通過した場合、競技者に装着されたＲＦＩＤタグのタグＩＤを読み落としてしまうことになる。また、タグＩＤの読取回数が制限され、計測ポイントの通過タイムを正確に計測できなくなる可能性も高くなってしまうという問題点がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、競技者に装着されたＲＦＩＤタグを用いて、競技コースの計測ポイントにおける当該競技者の通過タイムを計測する競技用タイム計測システムにおいて、少ない周波数チャネルで競技者の通過タイムを正確に計測することができる競技用タイム計測システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
競技者に装着されたＲＦＩＤタグを用いて、競技コースの計測ポイントにおける当該競技者の通過タイムを計測する競技用タイム計測システムであって、
前記計測ポイントにて前記競技コースを横断する方向に並べて配置された３つ以上のアンテナと、
前記アンテナにそれぞれ接続され、接続されたアンテナを介して、前記ＲＦＩＤタグに書き込まれた識別情報を読み取る３つ以上の読取装置と、
前記読取装置にて読み取られた識別情報に基づいて、前記通過タイムを集約する制御装置とを有し、
前記アンテナは、互いに隣接しないアンテナどうしが組となって構成され、
前記読取装置は、接続されたアンテナが同じ組となる読取装置どうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行い、キャリアセンスに成功した場合にその旨を示すキャリア電波を、接続されたアンテナを介して互いに異なるタイミングで順次送出し、同じ組となる全ての読取装置から前記キャリア電波が送出された場合に、前記識別情報の読み取りを当該周波数にて同一のタイミングで開始する。

また、競技者に装着されたＲＦＩＤタグを用いて、競技コースの計測ポイントにおける当該競技者の通過タイムを計測する競技用タイム計測システムであって、
前記計測ポイントにて前記競技コースを横断する方向に並べて配置された３つ以上のアンテナと、
前記アンテナにそれぞれ接続され、接続されたアンテナを介して、前記ＲＦＩＤタグに書き込まれた識別情報を読み取る３つ以上の読取装置と、
前記読取装置にて読み取られた識別情報に基づいて、前記通過タイムを集約する制御装置とを有し、
前記アンテナは、互いに隣接しないアンテナどうしが組となって構成され、
前記制御装置は、前記読取装置に対して、当該読取装置に接続されたアンテナが同じ組となる読取装置どうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行わせ、同じ組となる全ての読取装置にてキャリアセンスに成功した場合に、前記識別情報の読み取りを当該周波数にて同一のタイミングで開始させる。

上記のように構成された本発明においては、計測ポイントにて競技コースを横断する方向に並べて配置された３つ以上のアンテナを介して、競技者に装着されたＲＦＩＤタグに書き込まれた識別情報が読み取られるが、互いに隣接しないアンテナどうしが組となって構成されており、この組となったアンテナに接続された読取装置どうしにおいて、ＲＦＩＤタグに書き込まれた識別情報が同一の周波数にて読み取られる。その際、読取装置が、接続されたアンテナが同じ組となる読取装置どうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行い、キャリアセンスに成功した場合にその旨を示すキャリア電波を、接続されたアンテナを介して互いに異なるタイミングで順次送出し、同じ組となる全ての読取装置からキャリア電波が送出された場合に、識別情報の読み取りをその周波数にて同一のタイミングで開始するので、少ない周波数で互いに干渉することなく、識別情報の読み取りが行われる。また、互いに隣接するアンテナ間においては、相互の周波数間隔を、電波干渉を回避できる程度に確保した状態において識別情報の読み取りを行うことで、互いに干渉することなく識別情報が読み取られることになる。

また、制御装置が、読取装置に対して、読取装置に接続されたアンテナが同じ組となる読取装置どうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行わせ、同じ組となる全ての読取装置にてキャリアセンスに成功した場合に、識別情報の読み取りを当該周波数にて同一のタイミングで開始させることによっても、上記同様に、少ない周波数で互いに干渉することなく、識別情報の読み取りが行われることとなる。

本発明によれば、互いに隣接しないアンテナどうしが組となって構成されており、この組となったアンテナに接続された読取装置どうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行い、キャリアセンスに成功した場合にその旨を示すキャリア電波を、接続されたアンテナを介して互いに異なるタイミングで順次送出し、同じ組となる全ての読取装置からキャリア電波が送出された場合に、識別情報の読み取りをその周波数にて同一のタイミングで開始する構成としたため、少ない周波数で互いに干渉することなく、識別情報の読み取りが行われ、また、互いに隣接するアンテナ間においては、相互の周波数間隔を、電波干渉を回避できる程度に確保した状態において識別情報の読み取りを行うことで、互いに干渉することなく識別情報が読み取られることになる。

また、制御装置が、読取装置に対して、読取装置に接続されたアンテナが同じ組となる読取装置どうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行わせ、同じ組となる全ての読取装置にてキャリアセンスに成功した場合に、識別情報の読み取りを当該周波数にて同一のタイミングで開始させるものにおいても同様に、少ない周波数で互いに干渉することなく、識別情報の読み取りを行うことができる。

本発明の競技用タイム計測システムの第１の実施の形態を示す図である。 図１に示した競技用タイム計測システムの具体的構成を示すブロック図である。 図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにて実行されるキャリアセンスの処理を説明するためのフローチャートである。 図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにて実行されるキャリアセンスの処理を説明するためのタイムチャートであり、（ａ）はキャリアセンスに成功した場合の処理を示す図、（ｂ）はキャリアセンスに失敗した場合の処理を示す図、（ｃ）はキャリアセンスに成功してＩＣタグからタグＩＤを読み取るタイミングを示す図である。 図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにおける、リーダライタの１グループ全体のキャリアセンス処理を説明するためのフローチャートである。 図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにおいて組となった３つのリーダライタの動作を示すタイムチャートである。 図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにおいてＩＣタグから読み取られたタグＩＤを用いた競技者の通過タイムの集約方法を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）はリーダライタからパーソナルコンピュータに送信される情報を示す図、（ｃ）はパーソナルコンピュータにて集約されて通過タイムデータベースに登録される情報を示す図である。 本発明の競技用タイム計測システムの第２の実施の形態を示す図である。 図８に示した競技用タイム計測システムの具体的構成を示すブロック図である。 本発明の競技用タイム計測システムの他の実施の形態を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明の競技用タイム計測システムに用いられるリーダライタは、ミラーサブキャリア方式を採用していることを前提とする。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の競技用タイム計測システムの第１の実施の形態を示す図であり、図２は、図１に示した競技用タイム計測システムの具体的構成を示すブロック図である。

本形態における競技用タイム計測システムは図１に示すように、競技者１にＲＦＩＤタグであるＩＣタグ１０が装着されるとともに、競技者１が走行する競技コース２上の計測ポイントにマット状の６つのアンテナ２５−１〜２５−６が配置され、これらアンテナ２５−１〜２５−６のそれぞれに読取装置となるリーダライタ２０−１〜２０−６が接続され、さらに、リーダライタ２０−１〜２０−６に、制御装置となるパーソナルコンピュータ３０が接続されて構成されている。

ＩＣタグ１０は、例えば競技者１の靴に装着されている。ＩＣタグ１０には、ＩＣタグ１０固有の識別情報となるタグＩＤが書き込まれており、このタグＩＤがＵＨＦ帯の周波数チャネルを用いてアンテナ２５−１〜２５−６を介してリーダライタ２０−１〜２０−６にて読み取られる。

アンテナ２５−１〜２５−６は、競技コース２上の計測ポイントにて競技コース２を横断する方向に並べて配置されている。

リーダライタ２０−１〜２０−６は、アンテナ２５−１〜２５−６にそれぞれ接続されている。リーダライタ２０−１〜２０−６のそれぞれは、図２に示すように、データメモリ２１と、プログラムメモリ２２と、プロセッサ２３と、送受信部２４とを有している。データメモリ２１には、ＩＣタグ１０からタグＩＤを読み取るためにアンテナ２５−１〜２５−６を介して送出することができる電波の周波数チャネルの一覧からなる周波数リスト等が記憶されている。プログラムメモリ２２には、アンテナ２５−１〜２５−６を介して電波を送出する前に行うキャリアセンスの動作プログラム等が記憶されている。プロセッサ２３は、データメモリ２１及びプログラムメモリ２２を参照してキャリアセンス及びタグＩＤの読み取りのための電波の送出を制御し、ＩＣタグ１０から読み取って送受信部２４にて受信したタグＩＤをその読取時刻とともにパーソナルコンピュータ３０に送信する。送受信部２４は、プロセッサ２３の制御により、キャリアセンス、並びにアンテナ２５−１〜２５−６を介した電波の送出及びタグＩＤの受信を行う。

パーソナルコンピュータ３０は、リーダライタ２０−１〜２０−６に接続されており、図２に示すように、通過タイム集約部３１と、通過タイム登録部３２と、通過タイムデータベース３３とを有している。通過タイム集約部３１は、リーダライタ２０−１〜２０−６から送信されてきたタグＩＤによって計測ポイントにおける競技者１の通過タイムを集約する。通過タイム登録部３２は、通過タイム集約部３１にて集約された通過タイムを通過タイムデータベース３３に登録する。

以下に、上記のように構成された競技用タイム計測システムにおける、通過タイムの集約方法について説明する。

まず、上述した競技用タイム計測システムにて実行されるキャリアセンスについて説明する。

図３は、図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにて実行されるキャリアセンスの処理を説明するためのフローチャートである。また、図４は、図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにて実行されるキャリアセンスの処理を説明するためのタイムチャートであり、（ａ）はキャリアセンスに成功した場合の処理を示す図、（ｂ）はキャリアセンスに失敗した場合の処理を示す図、（ｃ）はキャリアセンスに成功してＩＣタグ１０からタグＩＤを読み取るタイミングを示す図である。

上述したように、電波を送出するシステムにおいては、複数の装置間の電波干渉を回避するために、電波を送出する前に、使用する周波数チャネルの受信電力の大きさを測定することによって、使用する周波数チャネルが空いているかどうかを確認する、いわゆるキャリアセンスを実行することが電波法で義務付けられている。

そのため、上述した競技用タイム計測システムにおいても、ＩＣタグ１０に書き込まれたタグＩＤを読み取るためにアンテナ２５−１〜２５−６から電波を送出する前にキャリアセンスを実行する必要がある。

そこで、リーダライタ２０−１〜２０−６においては、キャリアセンスを実行することとなるが、まず、前回の電波の送出停止から５０ｍｓが経過したかどうかを判断する（ステップ１）。これは、上述したように、電波を送出するシステムにおいては、最長４ｓの時間、電波を送出した場合、その後、５０ｍｓの時間は電波の送出を停止しなければならないためである。なお、電源投入後の最初のキャリアセンスにおいては、５０ｍｓの経過を判断する必要がないことは言うまでもない。

そして、前回の電波の送出停止から５０ｍｓが経過している場合は、リーダライタ２０−１〜２０−６において、データメモリ２１に記憶された周波数リストに基づいて、送出する電波の周波数チャネルの受信電力の大きさを測定するキャリアセンスを開始する（ステップ２）。なお、周波数リストは、パーソナルコンピュータ３０にて予め割り振られており、リーダライタ２０−１〜２０−６にてパーソナルコンピュータ３０からダウンロードされている。例えば、送出する電波の出力が１Ｗである場合は、ＣＨ１として９１６．８ＭＨｚ、ＣＨ２として９１８．０ＭＨｚ、ＣＨ３として９１９．２ＭＨｚ、ＣＨ４として９２０．４ＭＨｚの周波数チャネルがダウンロードされている。また、送出する電波の出力が２５０ｍＷである場合は、ＣＨ１として９２１．０ＭＨｚ、ＣＨ２として９２１．４ＭＨｚ、ＣＨ３として９２１．８ＭＨｚ、ＣＨ４として９２２．２ＭＨｚの周波数チャネルがダウンロードされている。このように、送出する電波の出力が２５０ｍＷである場合に、使用可能な周波数チャネルを、９ＣＨのうち１つおきにダウンロードしておくことで、リーダライタ２０−１〜２０−６がミラーサブキャリア方式のものであっても、エラーを生じさせずにタグＩＤを読み取ることができる。そして、リーダライタ２０−１〜２０−６は、その周波数リストの中から１つの周波数を選択し、その周波数チャネルの受信電力の大きさを測定する。

キャリアセンス開始後、５ｍｓ以上の一定時間が経過するまでに（ステップ３）、選択した周波数チャネルについて−７４ｄＢｍ以上の電波を受信しなければ、キャリアセンスに成功したものと判断し（ステップ４）、その周波数チャネルでアンテナ２５−１〜２５−６から電波の送出を開始する（ステップ５）。なお、上述したように、電波を送出するシステムにおいては、最長４ｓの時間、電波を送出した場合、その後、５０ｍｓの時間は電波の送出を停止しなければならないことから、前回の電波の送出停止から５０ｍｓが経過した後に５ｍｓのキャリアセンスを実行するのではなく、前回の電波の送出停止から４０ｍｓが経過した後に１０ｍｓのキャリアセンスを実行する構成としてもよい。

アンテナ２５−１〜２５−６から電波の送出を開始した後、４ｓが経過すると（ステップ６）、電波の送出を停止する（ステップ７）。

その後、キャリアセンスを実行するタイミングになると、ステップ１に戻り、電波送出停止から５０ｍｓ経過後であれば、キャリアセンスを開始することになる。

それにより、図４（ａ）に示すように、キャリアセンスに成功した周波数チャネルを用いて４ｓ間電波を送出した後、５０ｍｓだけ電波の送出を停止し、その間にキャリアセンスを実行し、再度電波を送出することになる。

一方、キャリアセンス開始後、選択した周波数チャネルについて−７４ｄＢｍ以上の電波を受信した場合は、キャリアセンスに失敗したものと判断し、データメモリ２１に記憶された周波数リスト中に、まだキャリアセンスを実行していない周波数チャネルがあれば（ステップ８）、キャリアセンスの周波数チャネルをその周波数チャネルに変更し（ステップ９）、キャリアセンスを実行するタイミングにおいてステップ２に戻り、キャリアセンスを開始する。

また、キャリアセンスに失敗した場合において、データメモリ２１に記憶された周波数リストにある全ての周波数チャネルについてキャリアセンスを実行した場合は、パーソナルコンピュータ３０にエラーを出力する（ステップ１０）。その場合、図４（ｂ）に示すように、次のキャリアセンスを実行するタイミングまで電波の送出が停止する。

このようにして、アンテナ２５−１〜２５−６から電波を送出することで、図４（ｃ）に示すように、アンテナ２５−１〜２５−６から電波を送出しているタイミングにおいてＩＣタグ１０からタグＩＤを読み取ることになる。

次に、図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにおける通過タイムの実際の集約方法について説明する。

上述したように、リーダライタ２０−１〜２０−６のそれぞれにアンテナ２５−１〜２５−６を１対１で接続することで、リーダライタ２０−１〜２０−６におけるタグＩＤの読取能力が毎秒１００〜２００回である場合、１つのリーダライタを用いた場合と比べて６倍（毎秒６００〜１２００回）の回数の読み取りが可能となる。

しかしながら、その場合、限られた周波数チャネルの多くを使用してしまうことになる。そこで、本形態においては、アンテナ２５−１〜２５−６及びリーダライタ２０−１〜２０−６を組に分け、同じ組のアンテナ２５−１〜２５−６及びリーダライタ２０−１〜２０−６においては、同一周波数を共有する。

図５は、図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにおける、リーダライタの１グループ全体のキャリアセンス処理を説明するためのフローチャートであり、図６は、図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにおいて組となった３つのリーダライタ２０−１，２０−３，２０−５の動作を示すタイムチャートである。

本形態の競技用タイム計測システムにおいては、競技コース２に配置されたアンテナ２５−１〜２５−６が、互いに隣接しないアンテナどうしが組となって構成されている。具体的には、アンテナ２５−１とアンテナ２５−３とアンテナ２５−５とが１組となっており、アンテナ２５−２とアンテナ２５−４とアンテナ２５−６とが１組となっている。

そして、リーダライタ２０−１〜２０−６は、接続されたアンテナ２５−１〜２５−６が同じ組となるリーダライタどうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行い、キャリアセンスに成功した場合にその旨を示すキャリア電波を、接続されたアンテナを介して互いに異なるタイミングで順次送出し、同じ組となる全てのリーダライタからキャリア電波が送出された場合に、ＩＣタグ１０からのタグＩＤの読み取りをその周波数にて同一のタイミングで開始する。そのため、同じ組となるリーダライタどうしにおいては、接続されたアンテナを介して送出する電波の出力を、互いに干渉しないようなものとしておく必要がある。

以下では、アンテナ２５−１とアンテナ２５−３とアンテナ２５−５との組の動作について説明するが、アンテナ２５−２とアンテナ２５−４とアンテナ２５−６との組についても、アンテナ２５−１とアンテナ２５−３とアンテナ２５−５との組とは異なる周波数を用いて同様に動作する。

まず、アンテナ２５−１に接続されたリーダライタ２０−１と、アンテナ２５−３に接続されたリーダライタ２０−３と、アンテナ２５−５に接続されたリーダライタ２０−５との間において、キャリアセンスに成功した場合にその旨を示すキャリア電波を送出する順番を、リーダライタ２０−１が１番目、リーダライタ２０−３が２番目、リーダライタ２０−５が３番目と決めておき、リーダライタ２０−１，２０−３，２０−５のそれぞれのプログラムメモリ２２に記憶しておく。

その状態で、リーダライタ２０−１，２０−３，２０−５において、キャリアセンスを実行することとなるが、まず、前回の電波の送出停止から５０ｍｓが経過したかどうかを判断する（ステップ１１）。これは、上述したように、電波を送出するシステムにおいては、最長４ｓの時間、電波を送出した場合、その後、５０ｍｓの時間は電波の送出を停止しなければならないためである。なお、電源投入後の最初のキャリアセンスにおいては、５０ｍｓの経過を判断する必要がないことは言うまでもない。

そして、前回の電波の送出停止から５０ｍｓが経過している場合は、リーダライタ２０−１，２０−３，２０−５において、データメモリ２１に記憶された周波数リストの中から１つの周波数を選択し、その周波数チャネルを用いてキャリアセンスを開始する（ステップ１２）。なお、データメモリ２１に記憶された周波数リストは、組になるリーダライタどうしにおいては同一のものとなっている。また、アンテナが隣接する組となるリーダライタ間においても、他の組と同一の周波数の組み合わせで構成された周波数リストがデータメモリ２１に記憶されており、これらのデータメモリ２１から未使用の周波数チャネルが選ばれてキャリアセンスが実行されることになる。ただし、周波数リストに出現する周波数チャネルの出現順序は組ごとに異なるように設定されており、異なる組で同一周波数が同時に選択される可能性を低減している。

すると、キャリアセンス開始後、５ｍｓ以上の一定時間が経過するまでに（ステップ１３）、リーダライタ２０−１において、選択した周波数チャネルについて−７４ｄＢｍ以上の電波を受信しなければ、キャリアセンスに成功したものと判断し（ステップ１４）、リーダライタ２０−１は、キャリア電波を１番目に送出するものであることから、図６に示すように、キャリアセンスに成功した旨を示す１ｍｓのキャリア電波を、アンテナ２５−１を介して送出する（ステップ１５）。

また、リーダライタ２０−３において、上記キャリアセンス期間中に、キャリアセンスを実行している周波数について、リーダライタ２０−１がアンテナ２５−１を介して送出した１ｍｓのキャリア電波のみをアンテナ２５−３を介して受信した場合（ステップ１６，１７）、リーダライタ２０−３は、キャリア電波を２番目に送出するものであることから、図６に示すように、キャリアセンスに成功した旨を示す１ｍｓのキャリア電波を、アンテナ２５−３を介して送出する（ステップ１８）。

また、リーダライタ２０−５において、上記キャリアセンス期間中に、キャリアセンスを実行している周波数について、リーダライタ２０−１，２０−３がアンテナ２５−１，２５−３を介してそれぞれ送出した１ｍｓのキャリア電波、すなわち、２つの１ｍｓのキャリア電波のみをアンテナ２５−５を介して受信した場合（ステップ１９，２０）、キャリア電波を３番目に送出するものであることから、図６に示すように、キャリアセンスに成功した旨を示す１ｍｓのキャリア電波を、アンテナ２５−５を介して送出する（ステップ２１）。

そして、リーダライタ２０−１，２０−３，２０−５において、上記キャリアセンス期間中に、キャリアセンスを実行している周波数について、リーダライタ２０−１，２０−３，２０−５がアンテナ２５−１，２５−３，２５−５を介してそれぞれ送出した１ｍｓのキャリア電波、すなわち、３つの１ｍｓのキャリア電波のみをアンテナ２５−１，２５−３，２５−５を介して受信した場合（ステップ２２）、リーダライタ２０−１，２０−３，２０−５において、キャリアセンスを実行している周波数チャネルでアンテナ２５−１，２５−３，２５−５から電波の送出を開始し、ＩＣタグ１０からのタグＩＤの読み取りを開始する（ステップ２３）。

このように、接続されたアンテナ２５−１，２５−３，２５−５が１組となったリーダライタ２０−１，２０−３，２０−５においては、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行い、キャリアセンスに成功した場合にその旨を示すキャリア電波を、接続されたアンテナ２５−１，２５−３，２５−５を介して互いに異なるタイミングで順次送出し、リーダライタ２０−１，２０−３，２０−５の全てからキャリア電波が送出された場合に、ＩＣタグ１０からのタグＩＤの読み取りをその周波数にて同一のタイミングで開始する。なお、互いに異なるグループに属するアンテナに接続されたリーダライタにてほぼ同時にキャリアセンスが実行され、同時に周波数チャネルを変更しようとした場合、異なるグループ間にて偶然同じ周波数チャネルを選択することがあり得る。ところがその場合は、同じ周波数の電波を一瞬早く送出し始めたグループにおいては、その周波数チャネルを使用し、一瞬遅れたグループにおいてはその周波数チャネルを使用できず、再度キャリアセンスを実行することとなるので、２つのグループ間にて、使用する周波数が衝突する事態が回避される。 一方、キャリアセンス開始後、選択した周波数チャネルについて、リーダライタ２０−１，２０−３，２０−５のいずれかにて−７４ｄＢｍ以上の電波を、アンテナ２５−１，２５−３，２５−５を介して受信した場合や、キャリアセンス期間中にリーダライタ２０−１，２０−３，２０−５がアンテナ２５−１，２０−３，２０−５を介してそれぞれ送出した１ｍｓのキャリア電波が受信されなかった場合は、キャリアセンスに失敗したものと判断し、データメモリ２１に記憶された周波数リスト中に、まだキャリアセンスを実行していない周波数チャネルがあれば（ステップ２４）、キャリアセンスの周波数チャネルをその周波数チャネルに変更し（ステップ２５）、キャリアセンスを実行するタイミングにおいてステップ１２に戻り、キャリアセンスを開始する。

また、キャリアセンスに失敗した場合において、データメモリ２１に記憶された周波数リストにある全ての周波数チャネルについてキャリアセンスを実行した場合は、パーソナルコンピュータ３０にエラーを出力する（ステップ２６）。

上記の動作が、アンテナ２５−２とアンテナ２５−４とアンテナ２５−６との組についても同様に行われるが、上述したように、アンテナ２５−２とアンテナ２５−４とアンテナ２５−６との組は、アンテナ２５−１とアンテナ２５−３とアンテナ２５−５との組に対して、電波干渉を回避できる周波数間隔を確保した周波数リストがデータメモリ２１に記憶されており、この周波数リストから未使用の周波数チャネルが選ばれて上述した動作が行われることとなる。例えば、アンテナ２５−１，２５−３，２５−５の組においては、これらに接続されるリーダライタ２０−１，２０−３，２０−５のデータメモリ２１に、ＣＨ１として９２０．４ＭＨｚ、ＣＨ２として９２１．０ＭＨｚ、ＣＨ３として９２１．６ＭＨｚ、ＣＨ４として９２２．２ＭＨｚの周波数チャネルが周波数リストとして登録されており、また、アンテナ２５−２，２５−４，２５−６の組においては、これらに接続されるリーダライタ２０−２，２０−４，２０−６のデータメモリ２１に、ＣＨ１として９２１．６ＭＨｚ、ＣＨ２として９２２．２ＭＨｚ、ＣＨ３として９２０．４ＭＨｚ、ＣＨ４として９２１．０ＭＨｚの周波数チャネルが周波数リストとして登録されている。そして、アンテナ２５−１とアンテナ２５−３とアンテナ２５−５との組と、アンテナ２５−２とアンテナ２５−４とアンテナ２５−６との組とのそれぞれにおいて、キャリアセンスに失敗した場合、周波数リストにて次のチャネル番号の周波数チャネルを次の候補としてキャリアセンスを実行する。この際、アンテナ２５−１とアンテナ２５−３とアンテナ２５−５との組と、アンテナ２５−２とアンテナ２５−４とアンテナ２５−６との組とで、互いに異なる周波数チャネルを候補としてキャリアセンスを行うことにより、隣接するアンテナ２５−１〜２５−６間で干渉することがなく、また、これらの組間では、互いに異なるタイミングでキャリアセンス及びタグＩＤの読み取りが行われることとなる。また、アンテナ２５−１〜２５−６の競技コース２を競技者１が走行する方向の長さを、５０〜６０ｃｍとすることにより、競技者１がアンテナ２５−１〜２５−６上を通過する時間は１００ｍｓ程度となる。一方、上述したようにアンテナ２５−１〜２５−６からの電波の送出が停止する時間は５０ｍｓ程度であるため、競技者１がアンテナ２５−１〜２５−６上を通過する時間中に、上述したように電波の送出が停止したとしても、５０ｍｓの読取時間は確保できる。ＩＣタグ１０からのタグＩＤの読取時間は一般的に２０ｍｓ程度であるため、ＩＣタグ１０からタグＩＤを読み取ることができなくなってしまうことがない。

このようにしてリーダライタ２０−１〜２０−６にてＩＣタグ１０から読み取られたタグＩＤは、その読取時刻とともにパーソナルコンピュータ３０に送信され、タグＩＤと読取時刻とによって、競技者１の計測ポイントにおける通過タイムが集約されることになる。そのため、少ない周波数チャネルで競技者の通過タイムを正確に計測することができる。また、上述したキャリアセンス及び読取用の電波の送出が、パーソナルコンピュータ３０を介さずに、組となったリーダライタ間で協働して自律的に行われることにより、パーソナルコンピュータ３０の処理速度によらずに、読取回数を増やすことができる。

次に、上記のようにしてＩＣタグ１０から読み取られたタグＩＤを用いた競技者１の通過タイムの集約方法について、２つのリーダライタ２０−１，２０−２の読取結果を用いて通過タイムを集約する場合を例に挙げて説明する。

図７は、図１及び図２に示した競技用タイム計測システムにおいてＩＣタグ１０から読み取られたタグＩＤを用いた競技者１の通過タイムの集約方法を説明するための図であり、（ａ）はリーダライタ２０−１からパーソナルコンピュータ３０に送信される情報を示す図、（ｂ）はリーダライタ２０−２からパーソナルコンピュータ３０に送信される情報を示す図、（ｃ）はパーソナルコンピュータ３０にて集約されて通過タイムデータベース３３に登録される情報を示す図である。

上述したように、リーダライタ２０−１〜２０−６にてＩＣタグ１０から読み取られたタグＩＤは、その読取時刻とともにパーソナルコンピュータ３０に送信される。

例えば、図７（ａ）に示すように、リーダライタ２０−１においてアンテナ２５−１を介して読み取られたタグＩＤ“００１２３”，“８９０１２”が、その読取時刻とともに、リーダライタ２０−１からパーソナルコンピュータ３０に送信されている。なお、タグＩＤ“００１２３”，“８９０１２”のそれぞれにおいて、複数の読取時刻が存在するのは、競技者１がアンテナ２５−１の読取範囲を通過する間に、リーダライタ２０−１にてタグＩＤが２回読み取られたためである。

また、図７（ｂ）に示すように、リーダライタ２０−２においてアンテナ２５−１を介して読み取られたタグＩＤ“００１２３”，“４５６７８”が、その読取時刻とともに、リーダライタ２０−２からパーソナルコンピュータ３０に送信されている。

すると、パーソナルコンピュータ３０の通過タイム登録部３２において、リーダライタ２０−１，２０−２から送信されてきた読取時刻が、この読取時刻とともに送信されてきたタグＩＤに対応づけられて計測ポイントの通過タイムとして通過タイムデータベース３３に登録されることになるが、同一のタグＩＤが存在する場合、通過タイム集約部３１において、そのタグＩＤとともに送信されてきた読取時刻のうち最も遅い時刻が通過タイムとされる。

例えば、図７に示す例においては、タグＩＤ“００１２３”について、リーダライタ２０−１，２０−２のそれぞれから、２つずつの読取時刻が送信されてきている。その中で、リーダライタ２０−２の項２として送信されてきた読取時刻が通過タイムとされて通過タイムデータベース３３に登録されることになる。

また、図７に示す例においては、タグＩＤ“８９０１２”について、リーダライタ２０−１から２つの読取時刻が送信されてきている。その中で、リーダライタ２０−１の項４として送信されてきた読取時刻が通過タイムとされて通過タイムデータベース３３に登録されることになる。

上述したように本形態においては、互いに隣接しないアンテナ２５−１，２５−３，２５−５どうしが組となって構成されており、この組となったアンテナ２５−１，２５−３，２５−５に接続されたリーダライタ２０−１，２０−３，２０−５どうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行い、キャリアセンスに成功した場合にその旨を示すキャリア電波を、接続されたアンテナ２５−１，２５−３，２５−５を介して互いに異なるタイミングで順次送出し、リーダライタ２０−１，２０−３，２０−５の全てからキャリア電波が送出された場合に、ＩＣタグ１０からのタグＩＤの読み取りをその周波数にて同一のタイミングで開始し、また、互いに隣接しないアンテナ２５−２，２５−４，２５−６どうしが組となって構成されており、この組となったアンテナ２５−２，２５−４，２５−６に接続されたリーダライタ２０−２，２０−４，２０−６どうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行い、キャリアセンスに成功した場合にその旨を示すキャリア電波を、接続されたアンテナ２５−２，２５−４，２５−６を介して互いに異なるタイミングで順次送出し、リーダライタ２０−２，２０−４，２０−６の全てからキャリア電波が送出された場合に、ＩＣタグ１０からのタグＩＤの読み取りをその周波数にて同一のタイミングで開始する構成としたため、少ない周波数で互いに干渉することなく、タグＩＤの読み取りが行われ、また、互いに隣接するアンテナ間においては、相互の周波数間隔を、電波干渉を回避できる程度に確保した状態においてタグＩＤの読み取りが行われことで、互いに干渉することなくタグＩＤが読み取られることになる。

また、本発明の競技用タイム計測システムにおいては、リーダライタが上述したようにミラーサブキャリア方式を採用しているが、リーダライタに接続された複数のアンテナが一列に並んで同一方向に電波を送出しているため、「別のアンテナからもたらされる電波」が十分減衰しており、ＩＣタグからの電波を受信することができる。

ＦＭ０方式では、リーダライタに接続されたアンテナから送出された電波と同一の周波数チャネルでＩＣタグが電波を応答するので、２台のリーダライタに接続されたアンテナから同一周波数チャネルで電波が送出されると、例え「別のアンテナからもたらされる電波が十分減衰」していても、ＩＣタグから応答される微弱電波（例えば−７４ｄＢｍ）よりも強いため、リーダライタは、Ｃタグから応答される電波をまともに受信することができない。すなわち、本発明のような動作はできない。

ミラーサブキャリア方式では、１台のリーダライタに接続されたアンテナから例えば９２０．４ＭＨｚの電波が送出され、もう１台のリーダライタに接続されたアンテナから９２０．６ＭＨｚの電波が送出されると、どちらかの周波数チャネルに応答しようとしたＩＣタグは、もう１台のリーダライタの周波数チャネルで応答するので、リーダライタは読み取り動作ができなくなる。

ＦＭ０方式であれば、リーダライタの帯域フィルタの性能が優れていれば、１台のリーダライタに接続されたアンテナから９２０．４ＭＨｚの電波が送出され、もう１台のリーダライタに接続されたアンテナから９２０．６ＭＨｚの電波が送出されても正常に動作できるはずである。なお、実際には２台のリーダライタは２００ｋＨｚ程度の周波数間隔ではうまく動かないので十分大きな周波数間隔を保って動作させている。

本発明においては、ミラーサブキャリア方式を採用したリーダライタが上記のように動作することで、ＩＣタグからの電波を正確に受信できるようになる。

なお、本形態においては、リーダライタ２０−１〜２０−６のそれぞれにアンテナ２５−１〜２５−６が接続されたものを例に挙げて説明したが、１つのリーダライタに２つのアンテナを接続し、２５ｍｓごとにアンテナを切り替えることにより、読取確度は若干低下するものの、コストダウンを図ることができる。

また、本形態においては、競技者１が走行する競技コース２上の計測ポイントにマット状の６つのアンテナ２５−１〜２５−６が配置されたものを例に挙げて説明したが、ゲート状に複数のアンテナを設置する構成としてもよい。その場合は、ＩＣタグ１０は、競技者１の靴ではなく、ゼッケン等に装着することが考えられる。

また、本形態においては、６つのアンテナ２５−１〜２５−６及びこれらに接続された６つのリーダライタ２０−１〜２０−６を有するものを例に挙げて説明したが、これらの数は６つに限らない。ただし、上述したように複数の組を構成するためには、３つ以上である必要がある。なお、アンテナ及びそれに接続されたリーダライタが３つの場合は、中間に配置されたアンテナ及びそれに接続されたリーダライタは、組となるアンテナ及びそれに接続されたリーダライタが存在しないものの、両端に配置されたアンテナ及びそれに接続されたリーダライタで組を構成することとなる。

（第２の実施の形態）
図８は、本発明の競技用タイム計測システムの第２の実施の形態を示す図であり、図９は、図８に示した競技用タイム計測システムの具体的構成を示すブロック図である。

本形態における競技用タイム計測システムは図８及び図９に示すように、第１の実施の形態にて示したものに対して、リーダライタ１２０−１〜１２０−６がプロセッサやデータメモリ、プログラムメモリを有しておらず、また、パーソナルコンピュータ１３０が通過タイムデータベースを有さない点が異なるものである。

本形態における競技用タイム計測システムにおいては、パーソナルコンピュータ１３０が通信回線１５０を介して情報集約サーバ１４０に接続されている。

パーソナルコンピュータ１３０においては、第１の実施の形態に示したリーダライタが有するデータメモリやプログラムメモリに記憶された周波数リストやリーダライタの動作プログラムがＣＰＵメモリ１３３に記憶されており、通過タイム集約部１３１が、第１の実施の形態にて示した通過タイム集約部３１の動作に加えて、ＣＰＵメモリ１３３に記憶された周波数リストやリーダライタの動作プログラムを参照してリーダライタのプロセッサと同様の動作も行う。また、通過タイム集約部１３１にて集約された通過タイムを、通信回線１５０を介して情報集約サーバ１４０に送信する通過タイム送信部１３２を有している。

情報集約サーバ１４０は、パーソナルコンピュータ１３０から送信された通過タイムを通信回線１５０を介して受信する通過タイム受信部１４１と、通過タイム受信部１４１にて受信した通過タイムを通過タイムデータベース１４３に登録する通過タイム登録部１４２とを有する。

上記のように構成された競技用タイム計測システムにおいては、第１の実施の形態に示したリーダライタ２０−１〜２０−６のプロセッサ２３が行っていた、キャリアセンス及びタグＩＤの読み取りのための電波の送出の制御を通過タイム集約部１３１にて行う。通過タイム集約部１３１は、リーダライタ１２０−１〜１２０−６の全てに対して、キャリアセンスの指示を出してキャリアセンスを実行させ、上述したように組となるリーダライタから送出されたキャリア電波が全て検知された旨の報告をリーダライタから受けた場合に、その周波数を用いてリーダライタからの読取電波の送出を開始させ、第１の実施の形態に示したものと同様にしてリーダライタ１２０−１〜１２０−６にてアンテナ１２５−１〜１２５−６を介して読み取られたタグＩＤを集約する。

通過タイム集約部１３１にて集約された通過タイムは、通過タイム送信部１３２から送信され、通信回線１５０を介して情報集約サーバ１４０の通過タイム受信部１４１にて受信される。

その後、通過タイム受信部１４１にて受信された通過タイムが、通過タイム登録部１４２によって通過タイムデータベース１４３に登録されることになる。

なお、本形態においては、パーソナルコンピュータ１３０がリーダライタ１２０−１〜１２０−６から、組となるリーダライタから送出されたキャリア電波が全て検知された旨の報告、すなわち、組となるリーダライタの全てにおいてキャリアセンスに成功した旨の報告を受けていることから、リーダライタ１２０−１〜１２０−６におけるキャリア電波の送出を省略したシンプル化を図った構成とすることもできる。

その場合、パーソナルコンピュータ１３０の通過タイム集約部１３１が、組となるリーダライタに対して順次キャリアセンスを実行させておき、所定時間経過後にリーダライタのそれぞれからキャリアセンスの結果を報告させたり、ポーリングによってその結果を自ら確認したりすることが考えられる。また、パーソナルコンピュータ１３０の通過タイム集約部１３１が、キャリアセンスを実行したらその結果を報告する動作を、組となるリーダライタの１つずつに対して順次行わせるようにしてもよい。ただし、前者の制御の方が、トータルの処理時間を短縮することができる。

いずれの場合においても、パーソナルコンピュータ１３０の通過タイム集約部１３１が、組となるリーダライタにキャリアセンスを実行させた後、それらのリーダライタに対して、タグＩＤの読み取りのための電波を同時に送出させることになる。これは、組となるリーダライタのうち、１つのリーダライタがタグＩＤの読み取りのための電波を送出しはじめた後に他のリーダライタがキャリアセンスを実行した場合、同一周波数を用いていることからキャリアセンスに失敗してしまうためである。

（他の実施の形態）
図１０は、本発明の競技用タイム計測システムの他の実施の形態を示す図である。

図１０に示すように、第１の実施の形態にて示した競技用タイム計測システムにおいて、６つのアンテナ２５−１〜２５−６に対して、競技コース２の競技者１が走行する方向にさらに６つのアンテナ２５−７〜２５−１２を並行して設置し、これらのアンテナ２５−７〜２５−１２にも、リーダライタ２０−７〜２０−１２を１対１で接続してもよい。

上記のように構成された競技用タイム計測システムにおいては、アンテナ２５−１〜２５−６及びこれらに接続されたリーダライタ２０−１〜２０−６と、アンテナ２５−７〜２５−１２及びこれらに接続されたリーダライタ２０−７〜２０−１２とのいずれにおいてもタグＩＤが読み取られた場合に、どちらの読取時刻を採用するかの優先順位を設定しておけば、アンテナ２５−１〜２５−６及びこれらに接続されたリーダライタ２０−１〜２０−６と、アンテナ２５−７〜２５−１２及びこれらに接続されたリーダライタ２０−７〜２０−１２とのいずれか一方を予備系として使用することで信頼性を向上させることができる。

なお、上述したマラソン等の屋外で行われる競技においては、屋外競技という特性上、電源の確保等が難しい場合が想定される。また、リーダライタを複数台用いることから、余計な電力を消費させたくない、という観点、あるいは、電波を一定時間送出した後、電波の送出を一定時間休止させなければならない時間があり、読み落としを極力なくしたい、という観点から、アンテナが配置された計測ポイントの手前の領域を、カメラや赤外線センサ等で監視しておき、競技者が計測ポイントに近づきそうだ、と認識した場合にキャリアセンスを始める、等の仕組みとしてもよい。

１ 競技者
２ 競技コース
１０ ＩＣタグ
２０−１〜２０−１２，１２０−１〜１２０−６ リーダライタ
２１，１２１ データメモリ
２２，１２２ プログラムメモリ
２３ プロセッサ
２４，１２４ 送受信部
２５−１〜２５−１２ アンテナ
３０，１３０ パーソナルコンピュータ
３１，１３１ 通過タイム集約部
３２，１４２ 通過タイム登録部
３３，１４３ 通過タイムデータベース
１３２ 通過タイム送信部
１３３ ＣＰＵメモリ
１４０ 情報集約サーバ
１４１ 通過タイム受信部
１５０ 通信回線

Claims (2)

1. 競技者に装着されたＲＦＩＤタグを用いて、競技コースの計測ポイントにおける当該競技者の通過タイムを計測する競技用タイム計測システムであって、
   前記計測ポイントにて前記競技コースを横断する方向に並べて配置された３つ以上のアンテナと、
   前記アンテナにそれぞれ接続され、接続されたアンテナを介して、前記ＲＦＩＤタグに書き込まれた識別情報を読み取る３つ以上の読取装置と、
   前記読取装置にて読み取られた識別情報に基づいて、前記通過タイムを集約する制御装置とを有し、
   前記アンテナは、互いに隣接しないアンテナどうしが組となって構成され、
   前記読取装置は、接続されたアンテナが同じ組となる読取装置どうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行い、キャリアセンスに成功した場合にその旨を示すキャリア電波を、接続されたアンテナを介して互いに異なるタイミングで順次送出し、同じ組となる全ての読取装置から前記キャリア電波が送出された場合に、前記識別情報の読み取りを当該周波数にて同一のタイミングで開始する、競技用タイム計測システム。
2. 競技者に装着されたＲＦＩＤタグを用いて、競技コースの計測ポイントにおける当該競技者の通過タイムを計測する競技用タイム計測システムであって、
   前記計測ポイントにて前記競技コースを横断する方向に並べて配置された３つ以上のアンテナと、
   前記アンテナにそれぞれ接続され、接続されたアンテナを介して、前記ＲＦＩＤタグに書き込まれた識別情報を読み取る３つ以上の読取装置と、
   前記読取装置にて読み取られた識別情報に基づいて、前記通過タイムを集約する制御装置とを有し、
   前記アンテナは、互いに隣接しないアンテナどうしが組となって構成され、
   前記制御装置は、前記読取装置に対して、当該読取装置に接続されたアンテナが同じ組となる読取装置どうしにおいて、同一の周波数を用いて同一のタイミングでキャリアセンスを行わせ、同じ組となる全ての読取装置にてキャリアセンスに成功した場合に、前記識別情報の読み取りを当該周波数にて同一のタイミングで開始させる、競技用タイム計測システム。

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