JPWO2006092858A1 - 位置検出システム及びrfid端末 - Google Patents

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Abstract

本発明は、識別情報信号を自ら無線送信するRFID端末と、前記識別情報信号を受信する複数の受信装置と、各受信装置から識別情報信号の受信通知を受けて前記RFID端末の位置を推定する位置検出サーバで構成される位置検出システムにおいて、前記RFID端末は、電波強度の異なる複数の識別情報信号を無線送信する手段を有し、前記位置検出サーバは、前記電波強度の異なる複数の識別情報信号それぞれに対する受信通知を統合して前記RFID端末の位置を推定する手段を有し構成することにより、位置特定精度を向上することができる。

Description

本発明は、位置検出システム及びアクティブRFID(Radio Frequency IDentification)端末に関し、アクティブRFID端末を使用して位置検出を行う位置検出システム及びRFID端末に関する。
図1は、従来の位置検出システムの一例の構成図を示す。同図中、位置検出領域10内には複数の受信装置12a〜12jが固定設置されている。また、アクティブRFID端末14は位置検出領域10内で移動する。
アクティブRFID端末14は所定時間間隔で識別情報信号を自ら送信する。その識別情報信号の到達範囲(受信可能範囲)を円15で示す。このため、円15内にある受信装置12a,12b,12c,12dでアクティブRFID端末14からの識別情報信号が受信される。
受信装置12a〜12jそれぞれは識別情報信号を受信すると、識別情報信号から復調したID情報を例えばLAN(Local Area Network)経由でサーバ16に通知する。
サーバ16は、アクティブRFID端末14からの識別情報信号を受信した受信装置12a,12b,12c,12dからのID情報の通知を受けて、受信装置12a,12b,12c,12dそれぞれの設置位置の重心位置17を求め、この重心位置17をアクティブRFID端末14の現在位置と推定する。
図2は、従来のアクティブRFID端末14のブロック構成図を示す。同図中、ID−ROM部20には、RFID端末を識別するためのID情報が格納されている。送信制御部21は、ID−ROM部20から読み出したID情報を符号化し、所定時間間隔でRF部22に符号化されたID情報を供給する。RF部22は、符号化されたID情報を変調し特定周波数の識別情報信号としてアンテナ23から無線送信する。
図3は、従来の位置検出システムの他例の構成図を示す。同図中、図1と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図3においては、サーバ18は、アクティブRFID端末14からの識別情報信号を受信した受信装置12a,12b,12c,12dからのID情報の通知を受けると、受信装置12a,12b,12c,12dそれぞれの識別情報信号の受信回数が多いほど大きな重みを用いて受信装置12a,12b,12c,12dそれぞれの設置位置に重み付けを行ったのち重心位置19を求め、この重心位置18をアクティブRFID端末14の現在位置と推定する。
ここで、アクティブRFID端末14に近い受信装置12cは識別情報信号の受信回数が多くなり、アクティブRFID端末14から遠い受信装置12aは識別情報信号の受信回数が少なくなる。この受信回数の重み付けを行うことで受信回数が多い受信装置12c側に偏らせてアクティブRFID端末14の現在位置を推定することで、アクティブRFID端末14の位置推定精度を向上させている。
なお、特許文献1には、RFIDから発信した電波を複数の受信装置で受信し、この複数の受信装置の位置よりRFIDの位置を特定することが記載されている。
特許文献2には、携帯端末から発信した電波を複数の受信装置で受信し、この複数の受信装置それぞれで受信した受信レベルに基づいて、携帯端末の位置を特定することが記載されている。
特許文献3には、RFIDから発信した電波を複数の受信装置で受信し、この複数の受信装置の受信電波強度に基づいて、最も近い位置にある受信装置に対応する位置をRFIDの位置として特定することが記載されている。
特許文献4には、携帯端末から発信した電波を複数のローカル制御局で受信し、ローカル制御局の位置あるいは受信強度等から携帯端末の位置を特定することが記載されている。
特開平10−124781号公報 特開平8−307917号公報 特開平11−224400号公報 特開平11−169353号公報
従来技術では、識別情報信号を受信した受信装置の位置、または、これに識別情報信号の受信回数を加味して位置特定を行っているため位置特定精度に限界があった。また、電波が到達している範囲内でも、電波の周波数の違いや反射によっては、受信装置で受信しにくい位置があり、これも位置特定精度を落とす原因になるという問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、位置特定精度を向上することができる位置検出システム及びRFID端末を提供することを総括的な目的とする。
この目的を達成するため、本発明の位置検出システムは、識別情報信号を自ら無線送信するRFID端末と、前記識別情報信号を受信する複数の受信装置と、各受信装置から識別情報信号の受信通知を受けて前記RFID端末の位置を推定する位置検出サーバで構成される位置検出システムにおいて、前記RFID端末は、電波強度の異なる複数の識別情報信号を無線送信する手段を有し、前記位置検出サーバは、前記電波強度の異なる複数の識別情報信号それぞれに対する受信通知を統合して前記RFID端末の位置を推定する手段を有し構成する。
このような位置検出システムによれば、位置特定精度を向上することができる。
従来の位置検出システムの一例の構成図である。 従来のアクティブRFID端末14のブロック構成図である。 従来の位置検出システムの他例の構成図である。 本発明の位置検出システムの第1実施形態の構成図である。 本発明のアクティブRFID端末34のブロック構成図である。 送信制御部41が実行する制御処理のフローチャートである。 位置検出サーバ38が実行する位置特定処理のフローチャートである。 本発明の第1実施形態を説明するための図である。 位置検出サーバ38の表示画面を示す図である。 本発明の位置検出システムの第2実施形態の構成図である。 本発明のアクティブRFID端末54のブロック構成図である。 送信制御部61が実行する制御処理のフローチャートである。 位置検出サーバ58が実行する位置特定処理のフローチャートである。 本発明の第2実施形態を説明するための図である。 位置検出サーバ38の表示画面を示す図である。 本発明の第1実施形態を使用した運用例を説明するための図である。 位置検出サーバ38の表示画面を示す図である。
符号の説明
30,50 位置検出領域
32〜32n,52〜52n 受信装置
34,54 アクティブRFID端末
38,58 位置検出サーバ
40,60 ID−ROM部
41,61 送信制御部
42,63a,63b RF部
43 アッテネータ部
44,64a,64b 無指向性アンテナ
62 選択部
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図4は、本発明の位置検出システムの第1実施形態の構成図を示す。同図中、位置検出領域30内には複数の受信装置32〜32等が固定設置されている。また、アクティブRFID端末34は位置検出領域30内で移動する。
アクティブRFID端末34は、所定時間間隔で識別情報信号を複数種類(例えば2種類)の電波強度で送信する。電波強度の強い第1識別情報信号と電波強度の弱い第2識別情報信号それぞれの到達範囲(受信可能範囲)を円35,36で示す。アクティブRFID端末34からの電波強度が強い第1識別情報信号は円35内にある受信装置32〜32それぞれで受信され、電波強度が弱い第2識別情報信号は円36内にある受信装置32だけで受信される。受信装置32〜32それぞれは第1,第2識別情報信号を受信すると、第1,第2識別情報信号から復調したID情報を例えばLAN経由で位置検出サーバ38に通知する。
図5は、本発明のアクティブRFID端末34のブロック構成図を示す。同図中、ID−ROM部40には、RFID端末を識別するためのID情報が格納されている。送信制御部41は、ID−ROM部40から読み出したID情報を符号化し、所定時間間隔でRF部42に符号化されたID情報を供給する。
RF部42は、符号化されたID情報を変調し特定周波数の識別情報信号としてアッテネータ部43に供給する。アッテネータ部43は、送信制御部41の制御により識別情報信号に対する減衰量を切り替え、減衰のない第1識別情報信号と、例えば50パーセント減衰された第2識別情報信号が交互に無指向性アンテナ44に供給されて無線送信される。
図6は、送信制御部41が実行する制御処理のフローチャートを示す。同図中、ステップS10でタイマを設定し、ステップS11でタイマの計時する時間がRF部42への送信時間であるか否かを判別する。送信時間となるとステップS12でID−ROM部40からID情報を読み出し、ステップS13でID情報を符号化する。
次に、ステップS14でアッテネータをオンするタイミング(第2識別情報信号出力タイミング)であるか否かを判別し、アッテネータをオンするタイミングであればステップS15でアッテネータ部43をオンとし、アッテネータをオンするタイミングでなければステップS16でアッテネータ部43をオフとする。次に、ステップS17でRF部42に符号化されたID情報を供給し、RF部42により変調された特定周波数の識別情報信号が送信される。
図7は、本発明の位置検出システムの第1実施形態で位置検出サーバ38が実行する位置特定処理のフローチャートを示す。同図中、ステップS20で位置検出領域30内の一または複数の受信装置からID情報の通知を受信し、通知を受信した各受信装置の設置位置の重心位置Aを求める。
次に、ステップS21で今回の処理タイミングはアクティブRFID端末34の第1識別情報信号出力タイミングであるか否かを判別する。なお、今回の処理タイミングで同一のID情報を通知した受信装置数が、前回の処理タイミングで同一のID情報を通知した受信装置数より多い場合にアクティブRFID端末34の第1識別情報信号出力タイミングと判別する。
今回の処理タイミングが第1識別情報信号出力タイミングである場合には、ステップS22で今回の重心位置Aに重み係数αを乗算して前回の重心位置Bとの重心位置Cを求め、この重心位置CをアクティブRFID端末34の現在位置と推定する。
一方、今回の処理タイミングが第1識別情報信号出力タイミングではない場合には、ステップS22で前回の重心位置Bに重み係数αを乗算して今回の重心位置Aとの重心位置Cを求め、この重心位置CをアクティブRFID端末34の現在位置と推定する。
こののち、ステップS24では、重心位置Aを前回の重心位置Bとして保持することで更新し、この処理を終了する。
なお、重み係数αは、第1識別情報信号の到達する円の半径を第2識別情報信号の到達する円の半径で割算した値とする。
ここで、図4に示すように、電波強度が強いタイミングで円35内にある受信装置32〜32それぞれでアクティブRFID端末34からの識別情報信号が受信されて重心位置39が得られ、電波強度が弱いタイミングで円36内にある受信装置32だけでアクティブRFID端末34からの識別情報信号が受信され重心位置が受信装置32の設置位置となった場合、重心位置39と受信装置32の設置位置の重みづけを行った重心位置40がアクティブRFID端末34の現在位置と推定され、位置特定精度を向上することができる。
図8に示すように、あるエリア内に複数の受信装置32〜32nが設置され、アクティブRFID端末34を所持した人が受信装置32位置から受信装置32位置まで移動した場合について説明する。
(1)先ず受信装置32付近ではアクティブRFID端末34から発せられた強い電波強度の第1識別情報信号は受信装置32,32,32,32にて受信され、弱い電波強度の第2識別情報信号は受信装置32のみで受信される。このため、位置検出サーバ38の表示画面では、図9に示すように、受信装置32付近にRFID所持者42を表示する。
(2)次にRFID所持者が受信装置32側に移動すると、第1識別情報信号は受信装置32,32にて受信され、第2識別情報信号は受信装置32のみで受信されることになり、位置検出サーバ38の表示画面では、受信装置32付近にRFID所持者42を表示する。
(3)RFID所持者42の移動と共に識別情報信号を受信する受信装置が徐々に移動していき、最終的には第1識別情報信号は受信装置32,32,32にて受信され、第2識別情報信号は受信装置32のみで受信されることになり、位置検出サーバ38の表示画面では、受信装置32付近にRFID所持者42を表示する。
このようにして、精度の高い位置検出を行うことができ、位置検出サーバ38の表示画面でRFID所持者42の移動がスムーズかつ正確に表示される。
<第2実施形態>
図10は、本発明の位置検出システムの第2実施形態の構成図を示す。同図中、位置検出領域50内には複数の受信装置52〜52等が固定設置されている。また、アクティブRFID端末54は位置検出領域50内で移動する。
アクティブRFID端末54は、所定時間間隔で識別情報信号を複数種類(例えば2種類)の周波数で送信する。第1周波数(例えば数100MHz)の識別情報信号の到達範囲(受信可能範囲)は例えば円55aの内側、円55a〜円55bの範囲、円55c〜円55dの範囲であり、第2周波数(例えば数GHz)の識別情報信号の到達範囲(受信可能範囲)は例えば円55aの内側、円55b〜円55cの範囲である。
識別情報信号が第1周波数のときは円55c〜円55dの範囲にある受信装置52,52それぞれでアクティブRFID端末54からの識別情報信号が受信され、識別情報信号が第2周波数のときは円55b〜円55cの範囲にある受信装置52だけでアクティブRFID端末54からの識別情報信号が受信される。受信装置52〜52それぞれは識別情報信号を受信すると、識別情報信号から復調したID情報を例えばLAN経由で位置検出サーバ58に通知する。
図11は、本発明のアクティブRFID端末54のブロック構成図を示す。同図中、ID−ROM部60には、RFID端末を識別するためのID情報が格納されている。送信制御部61は、ID−ROM部40から読み出したID情報を符号化し、所定時間間隔で選択部62に供給する。選択部62は送信制御部61の制御により識別情報信号の供給先をRF部63aとRF部63bに交互に切り替える。
RF部63aは、選択部62から供給される符号化されたID情報を変調し第1周波数の識別情報信号として無指向性アンテナ64aから無線送信する。RF部63bは、選択部62から供給される符号化されたID情報を変調し第2周波数の識別情報信号として無指向性アンテナ64bから無線送信する。
なお、図11の構成でRF部63a,63bが同一の特定周波数で電波強度の異なる第1,第2識別情報信号を出力するようにすると、第1実施形態にも使用できる。
図12は、送信制御部61が実行する制御処理のフローチャートを示す。同図中、ステップS30でタイマを設定し、ステップS31でタイマの計時する時間がRF部62への送信時間であるか否かを判別する。送信時間となるとステップS32でID−ROM部60からID情報を読み出し、ステップS33でID情報を符号化する。
次に、ステップS34でRF部63aを選択するタイミングであるか否かを判別し、RF部63aを選択するタイミングであればステップS35で選択部62に識別情報信号の供給先をRF部63aとし、RF部63aを選択するタイミングでなければステップS36で選択部62に識別情報信号の供給先をRF部63bとする。次に、ステップS37で選択部62に選択されたRF部63,63bのいずれか一方にID情報を供給し、RF部により変調された特定周波数の識別情報信号が送信される。
図13は、本発明の位置検出システムの第2実施形態で位置検出サーバ58が実行する位置特定処理のフローチャートを示す。同図中、ステップS40で位置検出領域50内の一または複数の受信装置からID情報の通知を受信し、今回のID情報受信通知を行った受信装置に前回のID情報受信通知を行った受信装置を加えたのち、同一のID情報に対し各受信装置の識別情報信号の受信回数が多いほど大きな重みを用いて各受信装置の設置位置に重み付けを行って重心位置Dを求め、この重心位置DをアクティブRFID端末34の現在位置と推定する。
次に、ステップS41で、今回のID情報受信通知を行った受信装置を前回のID情報受信通知を行った受信装置として保持することで更新し、この処理を終了する。
ここで、図10に示すように、識別情報信号が第1周波数のタイミングで円55c〜円55dの範囲にある受信装置52,52それぞれでアクティブRFID端末54からの識別情報信号が受信され、識別情報信号が第2周波数のタイミングで円55b〜円55cの範囲にある受信装置52でアクティブRFID端末54からの識別情報信号が受信される。本実施形態では上記受信装置52,52のID情報受信通知と受信装置52のID情報受信通知を統合して、受信装置52,52,52の設置位置から得た重心位置57がアクティブRFID端末54の現在位置と推定され、位置特定精度を向上することができる。
図14に示すように、あるエリア内に複数の受信装置52〜52nが設置され、アクティブRFID端末54を所持した人が受信装置52位置から受信装置52位置まで移動した場合について説明する。
(1)先ず受信装置52付近ではアクティブRFID端末54から発せられた第1周波数の識別情報信号は受信装置52,52にて受信され、第2周波数の識別情報信号は受信装置52,52にて受信される。このため、位置検出サーバ58の表示画面では、図15に示すように、受信装置52付近にRFID所持者70を表示する。
(2)次にRFID所持者が受信装置52側に移動すると、第1、第2周波数の識別情報信号は各周波数の受信範囲にある受信装置52,52にて受信されることになり、位置検出サーバ58の表示画面では、受信装置52付近にRFID所持者70を表示する。
(3)RFID所持者70の移動と共に識別情報信号を受信する受信装置が徐々に移動していき、最終的には第1周波数の識別情報信号は受信装置52,52にて受信され、第2周波数の識別情報信号は受信装置52のみで受信されることになり、位置検出サーバ58の表示画面では、受信装置52付近にRFID所持者70を表示する。
このようにして、精度の高い位置検出を行うことができ、位置検出サーバ58の表示画面でRFID所持者70の移動がスムーズかつ正確に表示される。
なお、上記実施形態では、アクティブRFID端末54から第1周波数の識別情報信号と第2周波数の識別情報信号を出力するタイミングを分けているが、第1周波数の識別情報信号と第2周波数の識別情報信号を同時に出力する構成としても良い。
<運用例>
図16は本発明の第1実施形態を使用した運用例を説明するための図、図17は位置検出サーバ38の表示画面を示す図である。この運用例では、あるエリア内に複数の受信装置32〜32nが設置され、アクティブRFID端末34を所持した人が移動し、最寄りのコンビニエンスストア90等の商店や競技場91などの施設の付近を通過したとき自動的に携帯メールにて商店などのお買得情報などを配信するサービスを行う。
(1)RFID所持者80がコンビニエンスストア90付近を移動しているときアクティブRFID端末34から送出された識別情報信号は付近の受信装置32,32,32にて受信され、その情報が位置検出サーバ38に転送される。
(2)位置検出サーバ38では受信装置32,32,32の設置位置からアクティブRFID端末34の位置を特定し、最寄りにあらかじめ登録されている商店や施設がないかを検索する。
(3)あらかじめ登録されている商店や施設などが存在する場合、登録されている広告情報(コンビニエンスストアの場合は買得情報など)をRFID所持者80の携帯電話81のメールアドレス宛にインターネット経由にて送出する。
(4)携帯電話網82を経由して送られてきた広告情報はRFID所持者80の携帯電話81に着信し、広告情報を引き出すことができる。
このようにして、あらかじめ登録されている商店や施設などの広告情報をRFID所持者80が、その商店や施設の付近を通過するときにリアルタイムに送出することができる。
なお、第1実施形態ではアクティブRFID端末から電波強度が異なる複数の識別情報信号を出力し、第2実施形態ではアクティブRFID端末から周波数が異なる複数の識別情報信号を出力しているが、これらを組み合わせてアクティブRFID端末から電波強度及び周波数が異なる複数の識別情報信号を出力しても良い。この場合のアクティブRFID端末の構成は図11に示すものと同一である。
なお、アッテネータ部43が請求項記載の減衰量切り替え手段に相当し、RF部63aが第1変調手段に相当し、RF部63bが第2変調手段に相当し、選択部62が選択手段に相当する。
本発明は、特に精度の高い位置情報が必要とする分野での利用が見込まれる。例えば、ビル内での所在確認、遊戯施設での迷子確認、老人ホームでの徘徊者検索など多種多様な分野での利用が可能である。

Claims (8)

  1. 識別情報信号を自ら無線送信するRFID端末と、前記識別情報信号を受信する複数の受信装置と、各受信装置から識別情報信号の受信通知を受けて前記RFID端末の位置を推定する位置検出サーバで構成される位置検出システムにおいて、
    前記RFID端末は、電波強度の異なる複数の識別情報信号を無線送信する手段を有し、
    前記位置検出サーバは、前記電波強度の異なる複数の識別情報信号それぞれに対する受信通知を統合して前記RFID端末の位置を推定する手段を有する位置検出システム。
  2. 識別情報信号を自ら無線送信するRFID端末と、前記識別情報信号を受信する複数の受信装置と、各受信装置から識別情報信号の受信通知を受けて前記RFID端末の位置を推定する位置検出サーバで構成される位置検出システムにおいて、
    前記RFID端末は、周波数の異なる複数の識別情報信号を無線送信する手段を有し、
    前記位置検出サーバは、前記周波数の異なる複数の識別情報信号それぞれに対する受信通知を統合して前記RFID端末の位置を推定する手段を有する位置検出システム。
  3. 複数の受信装置でRFID端末から無線送信される識別情報信号を受信し、位置検出サーバで各受信装置からの識別情報信号の受信通知を受けて前記RFID端末の位置を推定する位置検出システムのRFID端末において、
    電波強度の異なる複数の識別情報信号を無線送信する手段を有するRFID端末。
  4. 複数の受信装置でRFID端末から無線送信される識別情報信号を受信し、位置検出サーバで各受信装置からの識別情報信号の受信通知を受けて前記RFID端末の位置を推定する位置検出システムのRFID端末において、
    周波数の異なる複数の識別情報信号を無線送信する手段を有するRFID端末。
  5. 請求項3記載のRFID端末において、
    前記電波強度の異なる複数の識別情報信号を無線送信する手段は、符号化されたID情報を変調した識別情報信号に対する減衰量を切り替える減衰量切り替え手段を有するRFID端末。
  6. 請求項4記載のRFID端末において、
    前記周波数の異なる複数の識別情報信号を無線送信する手段は、符号化されたID情報を変調して第1周波数の識別情報信号を出力する第1変調手段と、
    前記符号化されたID情報を変調して第2周波数の識別情報信号を出力する第2変調手段と、
    前記第1変調手段と第2変調手段のいずれかを選択して前記符号化されたID情報を供給する選択手段を有するRFID端末。
  7. 請求項3記載のRFID端末において、
    前記電波強度の異なる複数の識別情報信号を無線送信する手段は、符号化されたID情報を変調して電波強度の強い第1識別情報信号を出力する第1変調手段と、
    前記符号化されたID情報を変調して電波強度の弱い第2識別情報信号を出力する第2変調手段と、
    前記第1変調手段と第2変調手段のいずれかを選択して前記符号化されたID情報を供給する選択手段を有するRFID端末。
  8. 識別情報信号を自ら無線送信するRFID端末と、前記識別情報信号を受信する複数の受信装置と、各受信装置から識別情報信号の受信通知を受けて前記RFID端末の位置を推定する位置検出サーバで構成される位置検出システムにおいて、
    前記RFID端末は、電波強度及び周波数の異なる複数の識別情報信号を無線送信する手段を有し、
    前記位置検出サーバは、前記電波強度及び周波数の異なる複数の識別情報信号それぞれに対する受信通知を統合して前記RFID端末の位置を推定する手段を有する位置検出システム。
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