JPWO2015004897A1 - 物体検出システム、物体検出方法及び物体検出プログラム - Google Patents

Abstract

物体検出システムは、開放形伝送線路で構成されたリーダ導波路（１０１）と、リーダ導波路（１０１）の上方に配置されたＲＦＩＤタグ（１０２）と、リーダ導波路（１０１）を介して電磁界結合によりＲＦＩＤタグ（１０２）から読み出した読み出し信号の信号強度を取得する信号強度取得部（１０３）と、読み出し信号の３値以上の複数の信号強度と検出対象である物体の物理的特徴との関係に基づいて、取得した信号強度に対応する物体（１０５）の物理的特徴を検出する物体検出部（１０４）と、を備える。これにより、物体の検出精度を向上することを可能にする。

Description

本発明は、物体検出システム、物体検出方法及び物体検出プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体に関し、特に、ＲＦＩＤタグを用いて物体を検出する物体検出システム、物体検出方法及び物体検出プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。

ＲＦＩＤタグを用いて様々な物体を検出する技術が知られている。関連する技術が、例えば、特許文献１及び２、非特許文献１及び２などに開示されている。

特許文献１では、棚における複数の物品配置位置ごとにそれぞれＲＦＩＤタグを配置し、ＲＦＩＤリーダが複数のＲＦＩＤタグを読み出すことで、物品配置位置における物品の有無を検出している。特許文献１では、ＲＦＩＤリーダ（アンテナ）とＲＦＩＤタグの間に物品が配置され、物品が信号の交信を遮ることにより、物品の有無を判定している。また、特許文献１では、信号品質を判定する限界（閾値）を設け、限界に対する信号の大／小を判定することで、物品の有り／無し（１／０）を検出している。

特許文献２では、リーダアンテナと対向する面に複数のＲＦＩＤタグを配置し、リーダアンテナとＲＦＩＤタグの間に金属片の入った封筒を挿入し、ＲＦＩＤタグが複数のＲＦＩＤタグを読み出すことで、封筒内部の金属片の有無や位置を検出している。特許文献２でも、特許文献１と同様に、金属片が信号の交信を遮ることにより金属片の有無を判定し、また、信号の読み出しの成功／失敗を判定することで、金属片の有り／無し（１／０）を検出している。

非特許文献１では、ウレタン格子の側面にＲＦＩＤタグを貼り付け、ウレタン格子の上面と底面にアンテナ導体を貼り付けた触覚センサを利用する。そして、この触覚センサをニット状の人工皮膚シート内に複数埋め込み、ＲＦＩＤリーダがＲＦＩＤタグを読み出すことで、人工皮膚シートに対する接触の有無や位置を検出している。非特許文献１では、触覚センサを上面から押してウレタンをへこませアンテナ導体とＲＦＩＤタグを電気的に接続することで、接触の有無を判定している。また、非特許文献１では、所定の押圧力の有無を判定することで、接触の有り／無し（１／０）を検出している。

非特許文献２では、ＲＦＩＤリーダがＲＦＩＤタグを読み出すことで、ＲＦＩＤタグ近傍の誘電体層や、ＲＦＩＤタグ近傍の物質の体積変化に応じた温度変化、ＲＦＩＤタグ近傍の梁のたわみなどを検出している。

米国特許第７，２７１，７２４号明細書 特許第４８２８８１５号公報

Hiromasa Chigusa, Yasutoshi Makino, and Hiroyuki Shinoda, "Large Area Sensor Skin based on Two-Dimensional Signal Transmission Technology", Proc. World Haptics 2007, Mar., Tsukuba, Japan, pp. 151-156, 2007. Rahul Bhattacharyya, Christian Floerkemeier, Sanjay Sarma, "Low Cost, Ubiquitous RFID Tag Antenna Based Sensing", SPECIAL ISSUE OF IEEE PROCEEDINGS - RFID - A UNIQUE RADIO INNOVATION FOR THE 21ST CENTURY.

特許文献１及び２、非特許文献１では、ＲＦＩＤタグの読み出しの成功／失敗などを検出基準としているため、検出対象の有り／無し（１／０）のみしか検出できず、検出精度が悪いという問題がある。

また、非特許文献２では、放射界（遠方界）の電磁波を使用して検出することが前提となっているため、使用環境によっては所望の検出精度（感度）を得られない場合があるという問題がある。

本発明は、このような課題に鑑み、物体の検出精度を向上することが可能な物体検出システム、物体検出方法及び物体検出プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することを目的とする。

本発明に係る物体検出システムは、開放形伝送線路で構成されたリーダ導波路と、前記リーダ導波路の上方に配置されたＲＦＩＤタグと、前記リーダ導波路を介して電磁界結合により前記ＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度を取得する信号強度取得部と、前記読み出し信号の３値以上の複数の信号強度と検出対象である物体の物理的特徴との関係に基づいて、前記取得した信号強度に対応する前記物体の物理的特徴を検出する物体検出部と、を備えるものである。

本発明に係る物体検出方法は、開放形伝送線路で構成されたリーダ導波路を介して、電磁界結合により前記リーダ導波路の上方に配置されたＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度を取得し、前記読み出し信号の３値以上の複数の信号強度と検出対象である物体の物理的特徴との関係に基づいて、前記取得した信号強度に対応する前記物体の物理的特徴を検出するものである。

本発明に係る物体検出プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体は、コンピュータに物体検出処理を実行させるための物体検出プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記物体検出処理は、開放形伝送線路で構成されたリーダ導波路を介して、電磁界結合により前記リーダ導波路の上方に配置されたＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度を取得し、前記読み出し信号の３値以上の複数の信号強度と検出対象である物体の物理的特徴との関係に基づいて、前記取得した信号強度に対応する前記物体の物理的特徴を検出するものである。

本発明によれば、物体の検出精度を向上することが可能な物体検出システム、物体検出方法及び物体検出プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することができる。

実施の形態に係る物体検出システムの主要な特徴を説明するための構成図である。 実施の形態１に係る物体検出システムの構成を示す構成図である。 実施の形態１に係るリーダ導波路の構成例を示す図である。 実施の形態１に係るリーダ導波路の構成例を示す図である。 実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの近傍を拡大した三面図である。 実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの近傍を拡大した側面図である。 実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの距離と電界の関係を示す表である。 実施の形態１に係る物体の水平距離と信号強度変化量の関係を説明するための図である。 実施の形態１に係る物体の水平距離と信号強度変化量の関係を説明するための図である。 実施の形態１に係る物体の水平距離及び方向と信号強度変化量の関係を説明するための図である。 実施の形態１に係る物体の水平距離及び方向と信号強度変化量の関係を説明するための図である。 実施の形態１に係る物体の垂直距離と信号強度変化量の関係を説明するための図である。 実施の形態１に係る物体の垂直距離と信号強度変化量の関係を説明するための図である。 実施の形態１に係る検出管理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る検出管理装置が記憶するデータの一例を示す図である。 実施の形態１に係る検出管理装置が記憶するデータの一例を示す図である。 実施の形態１に係る検出管理装置が記憶するデータの一例を示す図である。 実施の形態１に係る物体検出方法を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る物体検出システムの構成を示す構成図である。 実施の形態２に係る物体検出方法を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態３に係る物体検出システムの構成を示す構成図である。 実施の形態３に係る物体検出方法を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態３に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態３に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態３に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態３に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態３に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態３に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態４に係る物体検出システムの構成を示す構成図である。 実施の形態４に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態５に係る物体検出方法を示すフローチャートである。 実施の形態５に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態５に係る物体検出方法を説明するための図である。 実施の形態６に係る検出管理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態６に係る物体検出方法を示すフローチャートである。 実施の形態６に係る等値線算出方法を説明するための図である。 実施の形態６に係る等値線算出方法を示すフローチャートである。 実施の形態６に係る等値線算出方法を説明するための図である。

（実施の形態の特徴）
実施の形態の説明に先立って、実施の形態の特徴についてその概要を説明する。図１は、実施の形態に係る物品検出システムの主要な構成を示している。

図１に示すように、実施の形態に係る物体検出システムは、リーダ導波路１０１、ＲＦＩＤタグ１０２、信号強度取得部１０３、物体検出部１０４を備えている。

リーダ導波路１０１は、開放形伝送線路で構成されている。ＲＦＩＤタグ１０２は、リーダ導波路１０１の上方に配置されている。ここで上方とは、ＲＦＩＤタグ１０２のリーダ導波路１０１に対する反対側という意味であり、例えば、地面に垂直な壁面の上に設置する場合、上方とは壁面から離れる方向を意味する。信号強度取得部１０３は、リーダ導波路１０１を介して電磁界結合によりＲＦＩＤタグ１０２から読み出した読み出し信号の信号強度を取得する。

物体検出部１０４は、ＲＦＩＤタグ１０２から読み出した読み出し信号の３値以上の複数の信号強度と検出対象である物体１０５の物理的特徴との関係に基づいて、信号強度取得部１０３が取得した信号強度に対応する物体１０５の物理的特徴を検出する。

関連する技術では、ＲＦＩＤタグの読み出しの成功／失敗などを検出基準としているため、検出対象の有り／無し程度しか検出することができず、その結果として、例えば、検出された物体の位置に関する情報は、仮に複数のＲＦＩＤタグを用いたとしても、そのタグ間隔以上の精度で得ることは困難であった。これに対し、実施の形態では、ＲＦＩＤタグから読み出す読み出し信号の３値以上の多値の信号強度に基づいて、物体の物理的特徴を判定するため、関連する技術よりも詳細に物体の物理的特徴を検出でき、検出精度を向上することができる。

また、関連する技術では、放射界（遠方界）の電磁波を使用して検出することが前提となっているため検出精度が悪い場合があった。これに対し、実施の形態では、開放形伝送線路で構成されたリーダ導波路を介して、電磁界結合によりリーダ導波路の上方に配置されたＲＦＩＤタグを読み出す構成とすることにより、近傍界の電磁波を使用してＲＦＩＤタグを読み出すため、関連する技術よりも検出精度を向上することができる。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して実施の形態１について説明する。図２は、本実施の形態に係る物体検出システムの構成の一例を示している。この物体検出システムは、ＲＦＩＤタグを用いて物体を検出するシステムである。検出する物体は、後述する本実施の形態に係る検出方法により検出可能な物体であればよく、様々な物品や生物、人体などを含む。

図２に示すように、本実施の形態に係る物体検出システムは、検出管理装置１、ＲＦＩＤリーダ６、リーダ導波路４、ＲＦＩＤタグ５を備えている。この物体検出システムは、後述のように、複数のＲＦＩＤタグ５を備えていてもよいし、さらに、複数のリーダ導波路４を備えていてもよい。

ＲＦＩＤリーダ６と検出管理装置１は、ＬＡＮなどの通信ネットワーク３を介してデータ送受信可能に接続されている。ＲＦＩＤリーダ６とリーダ導波路４は、ＬＡＮケーブル（高周波ケーブル）３ａを介して接続されている。

リーダ導波路４は、整合終端された開放形伝送線路で構成され、マイクロストリップ構造、コプレーナライン、スロットライン等の電磁波が導波路周囲の空間に近傍界としてしみ出す構造の開放型導波路である。図３Ａは、リーダ導波路４をマイクロストリップ線路で構成した例であり、図３Ｂは、リーダ導波路４を平行二線路で構成した例である。

図３Ａの例では、ＲＦＩＤリーダ６と分配器４６を高周波ケーブル３ａで接続し、分配器４６が高周波ケーブル３ａの信号を複数のストリップ導体（マイクロストリップ線路）４３に分配する。誘電体層であるスペーサ４２の上に、複数のストリップ導体４３が平行に延在配置されており、スペーサ４２の下の全面に、グランドプレーン４１が形成されている。

図３Ｂの例では、ＲＦＩＤリーダ６と分配器４６を高周波ケーブル３ａで接続し、分配器４６が高周波ケーブル３ａの信号を複数の平行二線路４５に分配する。複数の平行二線路４５は、誘電体層であるスペーサ４２上で平行に延在配置されている。なお、分配器４６の機能としてインピーダンス変換、バランス−アンバランス変換などの機能を備えていてもよい。

図２に示すように、リーダ導波路４の上に、ＲＦＩＤタグ５が予め固定で配置されている。リーダ導波路４の上方のＲＦＩＤタグ５の近傍が、物体２の検出領域となる。ＲＦＩＤタグ５は、ＲＦＩＤタグ５を識別するためのタグＩＤを保持している。例えば、物体２の位置を検出する場合、ＲＦＩＤタグ５のタグＩＤと、ＲＦＩＤタグ５が配置されている位置を示す位置情報とを結び付けておいてもよい。

ＲＦＩＤタグ５は、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の信号によりリーダ導波路４とデータ送受信を行う。ＲＦＩＤリーダ６は、リーダ導波路４を介してＲＦＩＤタグ５が出力する応答信号の信号強度情報とＲＦＩＤタグ５のタグ情報（タグＩＤ）とを含む管理情報を読み取る。なお、ＲＦＩＤタグ５とリーダ導波路４との間に、誘電体により構成されたスペーサ等を配置してもよい。スペーサ等により、ＲＦＩＤタグ５と物体２の距離及びＲＦＩＤタグ５とリーダ導波路４との距離を設定し、検出感度を調整してもよい。

また、ＲＦＩＤタグ５は、タグアンテナを有する。そして、ＲＦＩＤタグ５がリーダ導波路４の上に配置され、ＲＦＩＤタグ５の上方を検出領域とすることで、物体２が近接したときタグアンテナと物体２が電磁界結合される。リーダ導波路４は、整合終端された開放形伝送線路であって、タグアンテナと電磁界結合される位置に配置され、物体２が近接していない（離れた）場合にはＲＦＩＤタグ５との間で無線信号の送受信を行うことが可能になる。

ＲＦＩＤリーダ６は、ＲＦＩＤタグ５へリーダ導波路４を介して電波により電力を供給するとともに、ＲＦＩＤタグ５が送信する無線信号をリーダ導波路４を介して受信し、受信された無線信号から情報を取り出す受信部と、ＲＦＩＤタグ５が送信した情報を、随時（例えば、１秒などの所定時間間隔で）、検出管理装置１に送信する送受信部とを含む。

物体２がＲＦＩＤタグ５の存在する位置に近接していない時は、導波型のリーダ導波路４との近傍界による電磁界結合により、ＲＦＩＤリーダ６と各ＲＦＩＤタグ５は通信可能状態であるが、物体２がＲＦＩＤタグ５の存在する位置の上に近接したときは該当するＲＦＩＤタグ５とＲＦＩＤリーダ６との通信が、物体２自体の誘電体、金属により電磁界結合状態に変化をもたらし、ＲＦＩＤタグ５からＲＦＩＤリーダ６へ送られる情報の遮断や、信号強度の減少が生じる。本実施の形態では、このようなＲＦＩＤタグ５から読み出した読み出し信号の信号強度（RSSI: Received Signal Strength Indication）の変化を利用して、物体２の位置などの物理的特徴を検出する。

次に、ＲＦＩＤリーダ６、リーダ導波路４とＲＦＩＤタグ５を用いた本実施の形態に係る物体検出方法を実現する構成及び検出原理について詳細に述べる。例えば、ＲＦＩＤリーダ６、リーダ導波路４とＲＦＩＤタグ５が物体２に応じた信号強度検出部を構成し、この信号強度検出部の出力に応じて、検出管理装置１（物体検出部）が物体の物理的特徴を判断することで、本実施の形態に係る物体検出方法が実現されている。

図４に本実施の形態に係るマイクロストリップライン構造を用いたリーダ導波路４とＲＦＩＤタグ５を含む三面図を示す。図４は、物体２が検出される領域を拡大した図を示している。ここでは、検出原理の理解を容易にするため、ストリップ線路の直上にＲＦＩＤタグを配置し、１つのＲＦＩＤタグに１つの物体が近接する例について説明する。

図４のリーダ導波路４は、上記と同様に、開放形伝送線路の一種であるマイクロストリップ線路を用いたリーダ用進行波型導波路である。リーダ導波路４は、誘電体層であるスペーサ４２を有し、スペーサ４２の上面にストリップ導体４３が形成され、スペーサ４２の下面にグランドプレーン４１が形成されている。そして、ストリップ導体４３の上方にＲＦＩＤタグ５が設置される。さらに、ＲＦＩＤタグ５の上方のＲＦＩＤタグ５が覆われる領域に物体２が近接する。ＲＦＩＤタグ５は、ＲＦＩＤチップ２０１及びタグアンテナ２０２を有する。

続いて、図５に本実施の形態に係るリーダ導波路４、ＲＦＩＤタグ５、ＲＦＩＤリーダ６を含む正面図を示す。図５では、図４と同様にＲＦＩＤタグ５に１つの物体２が近接する領域を拡大した図を示した。

図４と同様に、図５のリーダ導波路４は、スペーサ４２の上面にストリップ導体４３が形成され、スペーサ４２の下面にグランドプレーン４１が形成されている。そして、ストリップ導体４３の一端とグランドプレーン４１は整合終端抵抗Ｒｔを介して接続される。このような接続とすることでリーダ導波路４は整合終端される。また、ストリップ導体４３の他端にＲＦＩＤリーダ６が接続される。

ここでは、一例として、物体２は、ＲＦＩＤタグ５のタグアンテナ２０２との間の距離が第１の距離Ｌ_１となる位置まで近接し、ＲＦＩＤタグ５のタグアンテナ２０２は、ストリップ導体４３との間の距離が第２の距離Ｌ_２となる位置に配置されている。

なお、図５では、物体２、タグアンテナ２０２、ストリップ導体４３の距離の関係のみを示したが、上記距離の関係を満たすために、例えば、ＲＦＩＤタグ５をプラスティック板等でカバーする場合に、プラスティック板の厚みを用いてもよい。つまり、ＲＦＩＤタグ５をプラスティック板に内蔵し、当該プラスティック板によりＲＦＩＤタグが組み込まれたシートを形成することで上記第１の距離Ｌ_１を確保してもよい。

さらに、ＲＦＩＤタグ５の下にスペーサを挿入することで、ＲＦＩＤタグを支持する台を設けるとともに上記第２の距離Ｌ_２を確保してもよい。なお、上記手法は、第１の距離Ｌ_１と第２の距離Ｌ_２を確保するための一形態であり、他の手法を用いてもよい。例えば、上記第２の距離Ｌ_２を確保するために、ストリップ導体４３と、タグアンテナ２０２とが同一平面上にありながら、面内で距離Ｌ_２離れていてもよい。

図４及び図５を参照して、本発明の実施の形態に係る物体検出システムの各構成要素の関係による効果についてさらに詳細に説明する。

まず、図４に示すように、本発明の実施の形態に係る物体検出システムでは、物体２が、ＲＦＩＤタグ５のタグアンテナ２０２の上方であって、距離が第１の距離Ｌ_１となる位置まで近接する。さらに、ＲＦＩＤリーダ６に接続されるストリップ導体４３が、ＲＦＩＤタグ５の下部であって、ストリップ導体４３とタグアンテナ２０２との間の見通し距離が第２の距離Ｌ_２だけ離して配置されている。このように、本物体検出システムでは、物体２がリーダ導波路４（ストリップ導体４３）とＲＦＩＤタグ５との間に挟まれる領域以外に近接する。そのため、リーダ導波路４とＲＦＩＤタグ５との間の見通しが物体２により遮られることがない。

本物体検出システムでは、物体２とタグアンテナ２０２との間の第１の距離Ｌ_１及びタグアンテナ２０２とリーダ導波路４（ストリップ導体４３）の間の見通し距離である第２の距離Ｌ_２を調節することが望ましい。また、本物体検出システムでは、第１の距離Ｌ_１及び第２の距離Ｌ_２を調節することにより、物体２とタグアンテナ２０２との結合係数ｋ_２及びタグアンテナ２０２とリーダ導波路４（ストリップ導体４３）との結合係数ｋ_１を調節することが望ましい。そして、本物体検出システムでは、物体２の近接によって変化する結合係数ｋ_２に応じてタグアンテナ２０２とリーダ導波路４との間の信号強度を変化させ、当該信号強度の変化により物体２の物理的特徴を判断する。

そこで、第１の距離Ｌ_１、第２の距離Ｌ_２、結合係数ｋ_１、ｋ_２の関係、及び当該設定に基づく本実施形態に係る物体検出システムの効果について以下で説明する。

まず、本実施の形態では電磁界結合を用いるが、この電磁界結合の強度を示す結合係数については、電磁界シミュレータにより比較的容易に評価可能である。また、電磁界結合の説明では、タグアンテナ２０２とリーダ導波路４との間の無線信号の波長をλとすると、波源（例えば、導波路）からの距離がλ／２π（πは円周率）より近い領域をリアクティブ近傍界（reactive near-field）、距離がλ／２πより遠く、且つ、λより近い領域を放射近傍界（radiative near-field）、さらにこれら二つの領域を合わせて近傍界（near-field region）と称す。

この近傍界では、電磁界は複雑な様相を示し、準静電磁界、誘導電磁界、放射電磁界が各々無視しえない強度比で存在し、それらの合成された電磁界のベクトルも空間的、時間的に様々に変化する。一例として波源を微小ダイポールアンテナとした場合に、このアンテナが形成する電界Ｅ［Ｖ／ｍ］と磁界Ｈ［Ａ／ｍ］を球座標系（ｒ、θ、φ）及びフェーザー表示で示すと、次の式（１）〜式（４）で示すことができる。

ここで、上記式（１）〜式（４）では、微小ダイポールアンテナに蓄えられる電荷をｑ［Ｃ］、アンテナの長さをｌ［ｍ］、波長をλ［ｍ］、波源から観測点までの距離をｒ［ｍ］とした。また、πは円周率、εは誘電率、μは透磁率である。この式（１）〜式（４）の中で、１／ｒ^３に比例する項が準静電磁界、１／ｒ^２に比例する項が誘導電磁界、１／ｒに比例する項が放射電磁界を示している。これらの電磁界成分は、各々距離ｒに対する依存性が異なるため、距離ｒに依存してその相対強度が変化する。

続いて、図６に電界Ｅ_θにおける準静電界、誘導電界、放射電界の相対強度について波長λで規格化した距離ｒに関する依存性を示す表を示す。なお、図６で示した表の２行目は、国内電波法で許可されているＵＨＦ帯ＲＦＩＤの周波数とほぼ同じ９５０ＭＨｚの自由空間波長で換算した距離を示した。

図６に示した表から分かる通り、距離ｒが大きくなると、各々の電界強度が小さくなり、さらに各々の成分比も変化する。例えば、ｒ＜λ／２πの領域では準静電界、誘導電界、放射電界の順に電界強度が強く、ｒ＞λ／２πの領域では準静電界、誘導電界、放射電界の順に電界強度が弱くなる。さらに、ｒ＞λの領域では準静電界と誘導電界の寄与は極めて小さくなり、ｒ＞２λの領域となる遠方界ではほぼ放射電界成分のみとなる。一方で、ｒ＜λの領域では準静電界と誘導電界の寄与が十分残っており、さらにｒ＜λ／２πのリアクティブ近傍界では準静電界と誘導電界が大きな寄与を占める。

また、式（１）〜式（４）から解るように、遠方（ｒ＞＞λ／２π）の放射電界がθ方向成分のみになるのに対して、準静電磁界と誘導電磁界はθ方向成分以外にｒ方向成分とφ方向成分を有しており、多様な方向の成分を有している。一般的に、アンテナから空間中に放射されて伝搬する放射電磁界と比較して、このようにリアクティブ近傍界ではアンテナ（導波路）の近傍に留まる準静電磁界と誘導電磁界が支配的であり、さらに絶対的な電磁界強度も強い。放射近傍界では、一般的に、絶対的な電磁界強度は波源からの距離が長くなればなるほど弱くなる。また、準静電磁界と誘導電磁界の相対強度は波源からの距離が長くなると急激に弱まる。その結果、他の電磁界に対して放射電磁界の相対強度が強くなる。以上の通り、近傍界では準静電磁界と誘導電磁界が存在し、これらの電磁界により、リーダ導波路４とタグアンテナ２０２の間の結合やタグアンテナ２０２と物体２の間の結合を生じる。

通常のＵＨＦ帯やマイクロ波帯を使用する受動型ＲＦＩＤシステムでは、水分などの高誘電率材料に対する感度が高く、バッテリー交換が不要であるという利点がある。このような受動型ＲＦＩＤシステムでは、リーダ導波路４に対応するリーダアンテナとタグアンテナの間の距離ｒはｒ＞λの関係を満たしており、交信に放射電磁界（放射界または遠方界）を使用する。その放射電磁界を効率よく生成するため、リーダアンテナはパッチアンテナを代表とする共振型アンテナが用いられることが多い。このような共振型アンテナをｒ＜λの近傍界で使用すると、共振型アンテナ中の定在波により、電磁界強度が場所により大幅に変化する。例えば定在波の腹付近では最も振幅が大きくなり、定在波の節では振幅は０となる。従って、このような共振型アンテナを用いたリーダアンテナとタグアンテナの間の距離ｒがｒ＜λの関係を満たす場合、リーダアンテナ中の定在波の中点に近い部分ではリーダアンテナからの信号をタグアンテナが受けることができなかったり、極めて受信信号強度が弱くなったりする。即ち、不感領域ができ、使用に支障を生じる場合がある。

一方、ｒ＜λの近傍界、さらに望ましくはｒ＜λ／２πのリアクティブ近傍界に存在する準静電磁界と誘導電磁界を通してアンテナ間が電磁界結合して結合回路を形成することもできる。この場合、その条件通りＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤタグの間に広い空間を必要としない。しかしながら、単純にリーダ導波路４の代わりに共振型アンテナを用いると、不感領域ができ、使用に支障を生じる場合がある。

そこで、本実施の形態に係る物体検出システムでは、ＲＦＩＤリーダ６に接続されるリーダ導波路４が、整合終端された開放形伝送線路で構成され、開放形伝送線路とＲＦＩＤタグ５のタグアンテナ２０２とが電磁界結合されるようにＲＦＩＤタグ５を配置する。そして、本物体検出システムでは、ＲＦＩＤリーダ６のリーダ導波路４として電波の放射の少ない開放形伝送線路を用いることで、主として開放形伝送線路周囲に生じる準静電磁界と誘導電磁界を通して、リーダ導波路４とタグアンテナ２０２とを電磁界結合させて結合回路を形成する。即ち、開放形伝送線路を近傍界で動作する進行波型アンテナとして用いていると言うことができる。この構成により、リーダ導波路４とＲＦＩＤタグ５との間に広い空間を必要としなくなる。

また、リーダ導波路４とタグアンテナ２０２との間の交信が結合回路を通じて近距離で行われるため、マルチパス現象の発生と、リーダ導波路４と物体２を配置する場所との間に人やモノが入るといったことによる誤検知を抑制することができる。さらに、リーダ導波路４として整合終端された開放形伝送線路を用いるため、アンテナ中を伝搬する電磁波の主たる成分は定在波を生じず、進行波として整合終端まで伝搬する。ここで、定在波を生じないとは、厳密には十分定在波が小さいことを意味しており、通常、定在波比が２以下の値であることを意味する。

ただし、タグアンテナ２０２を置く場所が限定されている場合、あるいはタグアンテナ２０２が実効的に動作する範囲が定在波成分における節の影響を無視できるように広く取れる場合にはより大きな定在波比であっても用いることができる。

伝送線路の終端が十分な精度で整合している場合、或いは、伝送線路中を伝わる電磁波が終端付近で十分減衰している場合に、伝送線路内に大きな定在波が生じずに進行波が主成分となる。そして、このような伝送線路における電磁界分布を利用することができる。この線路周辺の空間に形成される電磁界は放射電磁界が相対的に少なく、静電磁界と誘導電磁界が主たる成分となっている。これら、静電磁界と誘導電磁界の電磁界強度は、放射電磁界の強度より強く、リーダが同一の出力で動作していても、ＲＦＩＤタグ５が得られる電磁界強度は強くなる。換言すれば、タグの動作を保証しながらも、周囲の電磁環境を悪化させる放射電磁界を出さないことが可能になる。

通常用いられているパッチアンテナなどの定在波型のアンテナでは、アンテナ内部の定在波の分布に応じてアンテナ近傍の電磁界分布が極めて不均一になっており、不感部分を避けるためには物体２を管理できる領域は限定される必要がある。これに対して本実施の形態に記載する開放形伝送線路からなるリーダ導波路の場合、導波路近傍であっても、電磁界分布に定在波の節のような変化しない部分が無く、至る所で必要な信号強度を得ることが可能になる。従って、近傍界においても導波路（アンテナ）に沿った電磁界の不均一が小さく、ＲＦＩＤタグ５のタグ情報を読み取れないエリアを生じにくい。即ち、リーダ導波路４とタグアンテナ２０２の配置の自由度が向上する。

また、本実施の形態に係る物体検出システムでは、この進行波を信号として、リーダ導波路４とタグアンテナ２０２との間の電磁界結合を通じて交信するため、共振型アンテナと異なり、不感領域ができにくく、使用に支障を生じることがない状況を作り出せる。従って、本物体検出システムは、開放形伝送線路周囲に生じる準静電磁界と誘導電磁界の強度がＲＦＩＤタグ５を動作させるに十分大きい範囲内で伝送線路を波長に無関係に延伸することにより、カバーエリアを広く取ることができる。即ち、本実施形態に係る物体検出システムでは上記の開放形伝送線路を使用することで、電力の放射損を抑制し、カバーエリアの拡大が容易になる。

なお、ここでいう開放形伝送線路は、基本的に放射を抑制して線路長手方向に電磁波を伝送することを目的とした伝送線路であって、ＲＦＩＤタグ５と電磁界結合可能な様にＲＦＩＤタグ５との間の空間を金属で完全には覆っていない開放形のものを指す。例としては、平衡二線型伝送線路やそれに類似の伝送線路、マイクロストリップライン、コプレーナライン、スロットラインなどの伝送線路とそれらの伝送線路の変形であるグラウンデッドコプレーナ線路やトリプレート線路等が挙げられる。あるいは、ストリップラインであってもグランド導体とストリップ導体との間にＲＦＩＤタグ５が配置されていて、グランド導体に適切な開放構造が設けてあってもよい。また、メッシュ状の導体部とシート状の導体部とに挟まれる狭間領域とメッシュ状の導体部外側の近傍界浸出領域とにおいて伝搬する電磁界を変化させて信号を伝達する面状（二次元）のアンテナも条件によっては利用することが可能である。一方で伝送線路周囲をシールドしている同軸ケーブルや導波管など伝送線路周囲にこのような電磁界を生じない遮蔽型伝送線路は、使用できない。

一方で、開放形伝送線路から電磁波を放射させることを意図してクランク形状を設計したり、あるいは高次モードを積極的に利用したりすることにより一定の放射電磁界強度を得る、いわゆるクランクラインアンテナ、メアンダラインアンテナ、漏洩同軸ケーブル等を用いて遠方界での電磁放射を目的とした進行波アンテナは、本実施の形態に係る物体検出システムに用いる開放形伝送線路とは異なるものである。これらの進行波アンテナは波長程度のサイズ、一般的には波長の１／１０以上のサイズで周期的に設けられるクランク形状部分やスロットから優先的に強い電磁波の放射が起こるため、先に述べた共振型アンテナ同様、電磁界の強度が場所により大幅に変化するという欠点がある。従って、近傍界で使用する場合にはタグ情報の読取が不安定になったり、場所によりタグが読めなくなったりすることがあるため、使用に支障を生じるという問題がある。さらに、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤシステムにおいては、世界各国で割り当て周波数が異なっており、概ね８６０〜９６０ＭＨｚの帯域に分布しているが、これは比帯域にして約１０％と広い幅であり、共振型アンテナの共振点の設計やクランク、メアンダ、スロットの周期に重大な変更を要求する。一方で本実施の形態に係る物体検出システムでは、もともと極めて帯域の広い開放形伝送線路を使用するため、特段の変更無しに同一のアンテナをリーダ導波路４として使用できる。

また、本実施形態に係る物体検出システムによれば、物体２とＲＦＩＤタグ５のタグアンテナ２０２とが電磁界結合するように、ＲＦＩＤタグ５の近くに物体２を検出するための領域が設けられる。従って、物体２がある場合には物体２とタグアンテナ２０２が結合回路を形成するため、物体２が無い場合と比較してタグアンテナ２０２の共振周波数が変化したり、タグアンテナ２０２の給電点インピーダンスが変化したりする。タグアンテナ２０２は、自由空間において交信に使用する信号の周波数で共振し、一般的に給電点インピーダンスも調整されていて、受信感度が最大となるように作成されているため、上記の変化は受信感度を下げ、さらにＲＦＩＤリーダ６に反射信号を送る際のタグアンテナ２０２の動作にも悪影響を与える。その結果、交信に使用する信号に対する受電感度が低下する。また、ＲＦＩＤタグ５が反射する信号の送信出力も低下する。従って、ＲＦＩＤタグ５はＲＦＩＤリーダ６からの信号を受電できない、または信号の受電強度が低く、タグの動作電力を確保できない、あるいはタグが十分な強度の反射電磁界を生成できなくなる。その結果、ＲＦＩＤリーダ６はＲＦＩＤタグ５のタグ情報を読めなくなる。あるいはＲＦＩＤリーダ６に届く反射電磁界の強度や位相はタグの共振周波数変化などに伴い大きく変化する。即ち、物体２がＲＦＩＤタグ５に近接する場合には、タグ情報が読めなくなる、あるいは物体２がない場合と比較してＲＦＩＤタグ５からの反射電磁界の強度が大きく変化するため、物体検出システムは物体２の物理的特徴を検出できる。即ち、物体２の近接によるタグアンテナ２０２の動作特性の変化が生じた結果、ＲＦＩＤリーダ６はＲＦＩＤタグ５からの反射信号の強度変化を検出することができ、その検出結果から本発明の実施の形態に係る物体検出システムは物体の物理的特徴を検出することができる。なお、物体２がある時に受信感度が大きくなるように調整して使用することも可能である。

次に、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化と物体２の物理的特徴との関係について説明する。物理的特徴とは、材料などの特性、位置などの状態を含む物体の物理的な特徴であり、例えば、物体の位置、大きさ、材料、形状を含んでいる。この物体の位置は、距離（水平距離）や方向、高さ（垂直距離）などである。

図７Ａ及び図７Ｂは、水平方向（Ｘ方向）におけるＲＦＩＤタグから物体までの距離（水平距離）と、ＲＦＩＤタグの信号強度変化量との関係を示している。図７Ａに示すようにＲＦＩＤタグ５からＸ方向に向かう位置に物体２を配置した場合、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量は、図７Ｂのように変化する。なお、ここで、信号強度変化量とは、物体２が無い場合を基準に、ＲＦＩＤリーダ６が受信するＲＦＩＤタグ５からの反射信号の強度をｄＢ単位で表した相対値を意味する。

図７Ｂは、高さ（Ｚ方向）を１ｍｍに固定した例であり、高さ及び方向を一定とすると、信号強度変化量は、距離（位置）ｘを変数とした関数となる。なお、図７Ｂは一例であり、この関係を示す関数はタグアンテナの設計に依存する。

図７Ｂに示すように、ＲＦＩＤタグ５の中心（ｘ＝０）からＲＦＩＤタグ５の端部（ｘ＝約２５ｍｍ）近傍までは、物体２がＲＦＩＤタグ５の上に位置し、ＲＦＩＤタグ５の信号強度が低下するため、信号強度変化量は負側に大きい。さらにＲＦＩＤタグ５の端部近傍から離れるに従って、ＲＦＩＤタグ５の信号強度が増加するため、信号強度変化量の値は０ｄＢに近づく。図７Ｂのような、距離と信号強度変化量の関係を利用することで、物体２の高さ等の条件を固定した場合に、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量に応じて、物体２の距離（水平距離）を推定（検出）することができる。

図８Ａ及び図８Ｂは、水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）におけるＲＦＩＤタグから物体までの距離及び方向と、ＲＦＩＤタグの信号強度との関係を示している。図８Ａに示すようにＲＦＩＤタグ５からＸ方向及びＹ方向に向かう位置に物体２を配置した場合、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量は、図８Ｂに記載した等値線のように変化する。

図８Ｂは、高さ（Ｚ方向）を１ｍｍに固定した例であり、高さを一定とすると、信号強度変化量は、平面座標上の位置を変数とした関数となる。例えば、平面座標上の位置を示す関数は、Ｘ方向の距離ｘと、Ｙ方向の距離ｙを変数とした関数ｆ（ｘ，ｙ）として表現してもよいし、原点からの距離ｒ’と、ｘ軸からの角度φ’（方位角）を変数とした関数ｆ（ｒ’，φ’）として表現してもよい。なお、図８Ｂは一例であり、この関係を示す関数はタグアンテナの設計に依存する。

図８Ｂの例では、ＲＦＩＤタグ５のＸ方向（長辺方向）の両端部近傍で信号強度変化量の値が−６ｄＢと負側に大きく、さらにＸ方向にＲＦＩＤタグ５の両端部近傍から離れるに従って、信号強度変化量の値が、−４ｄＢ、−２ｄＢと急激に０ｄＢに近くなる。また、ＲＦＩＤタグ５のＹ方向（短辺方向）の両端部近傍で信号強度変化量の値が−４ｄＢとなり、ＲＦＩＤタグ５の両端部近傍から離れると、信号強度変化量の値が−２ｄＢと負符号を保ちながら絶対値は小さくなる。図８Ｂのような、平面座標上の距離及び方向と信号強度変化量の関係を利用することで、物体２の高さ等の条件を固定した場合に、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量に応じて、物体２の距離（水平距離）及び方向を推定（検出）することができる。

図９Ａ及び図９Ｂは、垂直方向（Ｚ方向）におけるＲＦＩＤタグから物体までの高さ（垂直距離）及び物体の材料と、ＲＦＩＤタグの信号強度との関係を示している。図９Ａに示すようにＲＦＩＤタグ５からＺ方向に向かう位置に物体２を配置した場合、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量は、図９Ｂのように変化する。

図９Ｂは、水平方向（Ｘ方向）を０ｍｍに固定した例であり、水平方向の距離を一定とすると、信号強度変化量は、高さｚを変数とした関数となる。なお、図９Ｂは一例であり、この関係を示す関数はタグアンテナの設計に依存する。

図９Ｂに示すように、物体２がＲＦＩＤタグ５の上に近づくとＲＦＩＤタグ５の信号強度が急激に低下するため、信号強度変化量は、高さｚが小さくなるとほぼ単調的に負符号を保ちながら絶対値は大きくなる。逆に、物体２がＲＦＩＤタグ５の上から離れるとＲＦＩＤタグ５の信号強度が急激に増加するため、信号強度変化量の値は、高さｚが大きくなるとほぼ単調的に０ｄＢに向かって漸近する。

また、物体の材料により、電磁界結合状態が異なるため、ＲＦＩＤタグの信号強度変化量は変化する。例えば、材料が金属等の場合、電磁界結合の結合力が強いため、信号強度変化量は絶対値が大きく変化し、材料が非金属等の場合、電磁界結合の結合力が弱いため、信号強度変化量は絶対値が小さく変化する。図９Ｂの例では、材料１の場合、曲線９０１のように、信号強度変化量の高さ依存性が小さくなり、材料２の場合、曲線９０２のように、信号強度変化量の高さ依存性が大きくなる。

図９Ｂのような、高さと信号強度変化量の関係を利用することで、物体２の水平距離等の条件を固定した場合に、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量に応じて、物体２の高さ（垂直距離）を推定（検出）することができる。また、図９Ｂのような、物体の材料と信号強度変化量の関係を利用することで、物体２の高さ等の条件を固定した場合に、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量に応じて、物体の材料を推定（検出）することができる。

以上のことから、ＲＦＩＤタグの信号強度変化量は、ＲＦＩＤタグから物体までの距離・方向、および物体の材料・大きさ・形状の関数と考えることができる。次の式（５）は、ＲＦＩＤタグの信号強度変化量と物体の距離等の物理的特徴との関係を示す関係式の一例である。

式（５）は、一例として、物体２の材料・大きさ・形状に依存する特性パラメータＰ１と、物体２までの垂直方向の高さに依存する垂直パラメータＰ２と、物体２までの水平方向の距離・方向に依存する水平パラメータＰ３とを乗算した結果を信号強度変化量としている。特性パラメータＰ１は、物体２の材料、大きさ、形状を変数とする関数（定数）である。垂直パラメータＰ２は、図９Ｂのような高さを変数（ｚ）とする関数である。水平パラメータＰ３は、図８Ｂのような距離（水平距離）及び方向を変数（ｒ、φ）とする関数である。例えば、垂直パラメータＰ２と水平パラメータＰ３は物体２の位置を示す位置パラメータでもある。本実施の形態では、式（５）の信号強度変化と各パラメータとの関係に基づき、測定した信号強度変化から、各パラメータに含まれる物理的特徴を検出する。

次に、図１０を用いて、本実施の形態に係る検出管理装置１の構成について説明する。図１０に示す構成例では、検出管理装置１は、検出情報データベース１１、入力部１２、設定部１３、物理的特徴検出部１４、表示部１５を備えている。

なお、ここでは、これらの各ブロックを検出管理装置１の機能として説明するが、これらの各ブロックの一部／全部をＲＦＩＤリーダ６に備え、ＲＦＩＤリーダ６から検出管理装置１へ必要な情報を送信してもよい。また、この機能ブロックの構成は、一例であり、後述する本実施の形態に係る検出処理が実現できれば、その他の構成であってもよい。

例えば、検出管理装置１は、一般的なコンピュータ装置（サーバ装置）から構成される。検出管理装置１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリやハードディスク装置等の記憶装置、キーボード等の入力装置、液晶ディスプレイ等の表示装置、通信ネットワーク３に接続する通信部を含んでいる。記憶装置には、本実施の形態に係る検出処理を実行するための検出プログラムが記憶され、このプログラムをＣＰＵが実行することで、各機能ブロックが実現される。なお、検出管理装置１は、単一のコンピュータに限らず、複数のコンピュータによって構成することも可能である。

検出プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

検出情報データベース１１は、物体２を検出するために必要な情報を記憶する。本実施の形態では、式（５）の関係に基づき検出処理を行うため、式（５）と同様の信号強度変化と物理的特徴との関係を示す物理的特徴情報を記憶する。物理的特徴情報として、式（５）の各パラメータＰ１〜Ｐ３に対応する情報を記憶する。

例えば、検出情報データベース１１は、式（５）の特性パラメータＰ１に関する特性パラメータ情報１１ａ、式（５）の垂直パラメータＰ２に関する垂直パラメータ情報１１ｂ、式（５）の水平パラメータＰ３に関する水平パラメータ情報１１ｃを記憶する。検出情報データベース１１は、特性パラメータ情報１１ａを記憶する特性パラメータ記憶部、垂直パラメータ情報１１ｂを記憶する垂直パラメータ記憶部、水平パラメータ情報１１ｃを記憶する水平パラメータ記憶部を含んでいるともいえる。なお、特性パラメータＰ１、垂直パラメータＰ２、水平パラメータＰ３が独立したパラメータではない場合もある。この場合、例えば関数ｆ（ｚ、ｒ、φ）の関係を検出情報データベース１１のテーブルで関連付けるようにしてもよい。

検出情報データベース１１は、特性パラメータ情報１１ａ、垂直パラメータ情報１１ｂ、水平パラメータ情報１１ｃとして、式（５）の対応関係を示す関数式を記憶してもよいし、式（５）の対応関係を示すテーブル情報を記憶してもよい。検出情報データベース１１は、少なくとも、３値以上の信号強度と物体の物理的特徴とを関係付ける情報を記憶する。

図１１は、特性パラメータ情報１１ａの一例を示している。図１１の例では、特性パラメータ情報１１ａは、材料、大きさ、形状と特性パラメータＰ１との対応関係を示すテーブル情報である。例えば、図１１に示すように、特性パラメータ情報１１ａは、材料ごとに、形状及び大きさに対応した特性パラメータＰ１を記憶する。一例として、材料は、金属、非金属、人体などであり、形状は、球、円錐、円柱、直方体などであり、大きさは、水平方向のサイズ、垂直方向のサイズ（厚さ）などである。材料は、複数の材料の組み合わせであってもよい。また、形状及び大きさは外形を特定できれば、任意の方法で設定してもよい。

図１２は、垂直パラメータ情報１１ｂの一例を示している。図１２の例では、垂直パラメータ情報１１ｂは、垂直方向の高さと垂直パラメータＰ２との対応関係を示すテーブル情報である。図１２に示すように、垂直パラメータ情報１１ｂは、高さｚごとに、それぞれ垂直パラメータＰ２を記憶する。

図１３は、水平パラメータ情報１１ｃの一例を示している。図１３の例では、水平パラメータ情報１１ｃは、水平方向の距離、方向と水平パラメータＰ３との関係を示すテーブル情報である。例えば、図１３に示すように、水平パラメータ情報１１ｃは、方向（角度）φごとに、距離ｒに対応した水平パラメータＰ３を記憶する。

図１０の各構成についてさらに説明する。入力部１２は、外部から入力された情報を各ブロックへ出力する。入力部１２は、信号強度取得部であり、ＲＦＩＤリーダ６から入力（取得）した信号強度情報やタグＩＤを受け付け、入力（取得）した信号強度情報やタグＩＤを物理的特徴検出部１４へ出力する。また、入力部１２は、信号強度変化量算出部でもあり、取得した信号強度から信号強度変化量を算出し、算出した信号強度変化量を物理的特徴検出部１４へ出力する。例えば、定期的に取得する信号強度を検出情報データベース１１に記憶しておき、前回取得した信号強度と、今回取得した信号強度とを比較し、信号強度変化量を算出する。

設定部１３は、物体２の物理的特徴の検出に必要な設定を行う。本実施の形態では、式（５）の関係に基づき検出処理を行うため、式（５）から物理的特徴を求めるための検出条件を設定する。例えば、設定部１３は、物体２の高さを検出する場合、式（５）の高さ（垂直パラメータ）以外のパラメータの条件を設定する。設定部１３は、ユーザの入力操作等に応じて全てのパラメータを設定してもよいし、検出対象以外の全てのパラメータを自動的に設定してもよい。

物理的特徴検出部（物体検出部）１４は、ＲＦＩＤリーダ６から受信されるＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量に応じて、物体２の物理的特徴を検出（推定）する。物理的特徴検出部１４は、上記のように式（５）の関係に基づき、信号強度変化量に応じて物理的特徴を検出する。ここでは、式（５）に基づき、物理的特徴として材料、大きさ、形状、高さ、距離、方向のいずれかを算出する。なお、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量に応じて物体２の物理的特徴を検出するが、ＲＦＩＤタグ５の信号強度に応じて物体２の物理的特徴を検出してもよい。信号強度変化量を用いることで、物体２の移動に応じた相対的な変化を検出できるため、物体２を精度良く検出することができる。

表示部１５は、各ブロックの処理結果などを必要に応じて表示する。例えば、表示部１５は、入力部１２が取得した信号強度や信号強度変化量を表示したり、物理的特徴検出部１４が検出した位置や高さなどの物理的特徴を表示する。

次に、図１４を用いて、本実施の形態に係る物体検出システムで実行される物体検出方法（物体検出処理）について説明する。

図１４に示すように、まず、設定部１３は、特定の物理的特徴を検出するための検出条件を設定する（Ｓ１００）。設定部１３は、検出対象の物理的特徴を特定し、特定した物理的特徴以外のパラメータの条件を設定する。検出条件の設定は、Ｓ１０３の検出処理よりも前であれば、どのタイミングで行ってもよい。

続いて、ＲＦＩＤリーダ６がＲＦＩＤタグ５を読み出し、入力部１２がＲＦＩＤリーダ６からＲＦＩＤタグ５の信号強度を取得する（Ｓ１０１）。例えば、入力部１２は定期的にＲＦＩＤリーダ６からＲＦＩＤタグ５のタグＩＤと信号強度を取得し、取得したタグＩＤと信号強度を関連付けて、検出情報データベース１１に格納する。ＲＦＩＤリーダ６が定期的にＲＦＩＤタグ５から読み出した信号強度を入力部１２へ送信してもよいし、入力部１２が定期的にＲＦＩＤリーダ６へＲＦＩＤタグ５を読み出すリードコマンドを送信して、ＲＦＩＤタグ５の信号強度を取得してもよい。

続いて、入力部１２は、取得した信号強度に基づき信号強度変化量を算出する（Ｓ１０２）。入力部１２は、前回取得した信号強度と、Ｓ１０１で今回取得した信号強度の差分から信号強度変化量を求める。なお、ＲＦＩＤリーダ６において信号強度変化量を求め、ＲＦＩＤリーダ６から信号強度変化量を取得してもよい。また、入力部１２以外の物理的特徴検出部１４などにおいて、信号強度変化量を算出してもよい。

続いて、物理的特徴検出部１４は、算出した信号強度変化量に基づき、物体２の物理的特徴を検出する（Ｓ１０３）。物理的特徴検出部１４は、Ｓ１００で設定された検出条件にしたがい、Ｓ１０２で算出された信号強度変化量に応じて物体２の物理的特徴を検出する。例えば、物理的特徴検出部１４は、検出情報データベース１１に記憶された式（５）を参照し、式（５）に検出条件のパラメータと信号強度変化量を入力し、検出対象である物理的特徴を算出する。Ｓ１０３の後、必要に応じて表示部１５にて、検出した物理的特徴等を表示する。

以下、図１４のフローチャートに沿って、各物理的特徴を検出する例について説明する。なお、式（５）の各パラメータを参照して説明するが、以下の説明において、特性パラメータＰ１、垂直パラメータＰ２、水平パラメータＰ３は、独立したパラメータでなくてもよく、また、Ｐ１〜Ｐ３を掛け合わせなくてもよい。

＜距離（水平距離）を検出する場合＞
物体２の距離を検出する場合、Ｓ１００において、設定部１３は、式（５）の距離を除くパラメータを設定する。すなわち、特性パラメータＰ１の材料、大きさ、形状、垂直パラメータＰ２の高さ、水平パラメータＰ３の方向を設定する。

続いて、信号強度取得（Ｓ１０１）、信号強度変化量算出（Ｓ１０２）の後、Ｓ１０３において、物理的特徴検出部１４は、Ｓ１００で設定した距離を除くパラメータと信号強度変化量を式（５）に入力し、ＲＦＩＤタグ５の距離を算出する。

例えば、図１１〜図１３の情報を用いる場合、図１１の特性パラメータ情報１１ａを参照し、設定された材料、大きさ、形状から、特性パラメータＰ１を決定し、図１２の垂直パラメータ情報１１ｂを参照し、設定された高さから、垂直パラメータＰ２を決定する。決定した特性パラメータＰ１及び垂直パラメータＰ２、取得した信号強度変化量を式（５）に代入することにより、水平パラメータＰ３が求まる。さらに、図１３の水平パラメータ情報１１ｃを参照し、設定された方向φと、求めた水平パラメータＰ３から、検出対象である距離ｒを求める。

＜方向（水平角度）を検出する場合＞
物体２の方向を検出する場合、Ｓ１００において、設定部１３は、式（５）の方向を除くパラメータを設定する。すなわち、特性パラメータＰ１の材料、大きさ、形状、垂直パラメータＰ２の高さ、水平パラメータＰ３の距離を設定する。

続いて、信号強度取得（Ｓ１０１）、信号強度変化量算出（Ｓ１０２）の後、Ｓ１０３において、物理的特徴検出部１４は、Ｓ１００で設定した方向を除くパラメータと信号強度変化量を式（５）に入力し、ＲＦＩＤタグ５の方向を算出する。

例えば、図１１〜図１３の情報を用いる場合、図１１の特性パラメータ情報１１ａを参照し、設定された材料、大きさ、形状から、特性パラメータＰ１を決定し、図１２の垂直パラメータ情報１１ｂを参照し、設定された高さから、垂直パラメータＰ２を決定する。決定した特性パラメータＰ１及び垂直パラメータＰ２、取得した信号強度変化量を式（５）に代入することにより、水平パラメータＰ３が求まる。さらに、図１３の水平パラメータ情報１１ｃを参照し、設定された距離ｒと、求めた水平パラメータＰ３から、検出対象である方向φを求める。

＜高さ（垂直距離）を検出する場合＞
物体２の高さを検出する場合、Ｓ１００において、設定部１３は、式（５）の高さを除くパラメータを設定する。すなわち、特性パラメータＰ１の材料、大きさ、形状、水平パラメータＰ３の距離、方向を設定する。

続いて、信号強度取得（Ｓ１０１）、信号強度変化量算出（Ｓ１０２）の後、Ｓ１０３において、物理的特徴検出部１４は、Ｓ１００で設定した高さを除くパラメータと信号強度変化量を式（５）に入力し、ＲＦＩＤタグ５の高さを算出する。

例えば、図１１〜図１３の情報を用いる場合、図１１の特性パラメータ情報１１ａを参照し、設定された材料、大きさ、形状から、特性パラメータＰ１を決定し、図１３の水平パラメータ情報１１ｃを参照し、設定された距離、方向から、水平パラメータＰ３を決定する。決定した特性パラメータＰ１及び水平パラメータＰ３、取得した信号強度変化量を式（５）に代入することにより、垂直パラメータＰ２が求まる。さらに、図１２の垂直パラメータ情報１１ｂを参照し、求めた垂直パラメータＰ２から、検出対象である高さｚを求める。

＜材料を検出する場合＞
物体２の材料を検出する場合、Ｓ１００において、設定部１３は、式（５）の材料を除くパラメータを設定する。すなわち、特性パラメータＰ１の大きさ、形状、垂直パラメータＰ２の高さ、水平パラメータＰ３の距離、方向を設定する。

続いて、信号強度取得（Ｓ１０１）、信号強度変化量算出（Ｓ１０２）の後、Ｓ１０３において、物理的特徴検出部１４は、Ｓ１００で設定した材料を除くパラメータと信号強度変化量を式（５）に入力し、ＲＦＩＤタグ５の材料を算出する。

例えば、図１１〜図１３の情報を用いる場合、図１２の垂直パラメータ情報１１ｂを参照し、設定された高さから、特性パラメータＰ２を決定し、図１３の水平パラメータ情報１１ｃを参照し、設定された距離、方向から、水平パラメータＰ３を決定する。決定した垂直パラメータＰ２及び水平パラメータＰ３、取得した信号強度変化量を式（５）に代入することにより、特性パラメータＰ１が求まる。さらに、図１１の特性パラメータ情報１１ａを参照し、設定された大きさ、形状と、求めた特性パラメータＰ１から、検出対象である材料を求める。

＜形状を検出する場合＞
物体２の形状を検出する場合、Ｓ１００において、設定部１３は、式（５）の形状を除くパラメータを設定する。すなわち、特性パラメータＰ１の材料、大きさ、垂直パラメータＰ２の高さ、水平パラメータＰ３の距離、方向を設定する。

続いて、信号強度取得（Ｓ１０１）、信号強度変化量算出（Ｓ１０２）の後、Ｓ１０３において、物理的特徴検出部１４は、Ｓ１００で設定した形状を除くパラメータと信号強度変化量を式（５）に入力し、ＲＦＩＤタグ５の形状を算出する。

例えば、図１１〜図１３の情報を用いる場合、図１２の垂直パラメータ情報１１ｂを参照し、設定された高さから、特性パラメータＰ２を決定し、図１３の水平パラメータ情報１１ｃを参照し、設定された距離、方向から、水平パラメータＰ３を決定する。決定した垂直パラメータＰ２及び水平パラメータＰ３、取得した信号強度変化量を式（５）に代入することにより、特性パラメータＰ１が求まる。さらに、図１１の特性パラメータ情報１１ａを参照し、設定された材料、大きさと、求めた特性パラメータＰ１から、検出対象である形状を求める。

＜大きさを検出する場合＞
物体２の大きさを検出する場合、Ｓ１００において、設定部１３は、式（５）の大きさを除くパラメータを設定する。すなわち、特性パラメータＰ１の材料、形状、垂直パラメータＰ２の高さ、水平パラメータＰ３の距離、方向を設定する。

続いて、信号強度取得（Ｓ１０１）、信号強度変化量算出（Ｓ１０２）の後、Ｓ１０３において、物理的特徴検出部１４は、Ｓ１００で設定した大きさを除くパラメータと信号強度変化量を式（５）に入力し、ＲＦＩＤタグ５の大きさを算出する。

例えば、図１１〜図１３の情報を用いる場合、図１２の垂直パラメータ情報１１ｂを参照し、設定された高さから、特性パラメータＰ２を決定し、図１３の水平パラメータ情報１１ｃを参照し、設定された距離、方向から、水平パラメータＰ３を決定する。決定した垂直パラメータＰ２及び水平パラメータＰ３、取得した信号強度変化量を式（５）に代入することにより、特性パラメータＰ１が求まる。さらに、図１１の特性パラメータ情報１１ａを参照し、設定された材料、形状と、求めた特性パラメータＰ１から、検出対象である形状を求める。

以上のように、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグの信号強度と物体の物理的特徴との関係に基づいて、物体の様々な物理的特徴を検出することができる。特に、式（５）や図１１〜図１３などのように、３値以上の多値の信号強度と物理的特徴との関係に基づいて、信号強度に対応する物理的特徴を検出するため、検出精度を向上することができる。

（実施の形態２）
以下、図面を参照して実施の形態２について説明する。本実施の形態では、実施の形態１に対し、２個のＲＦＩＤタグを配置した例について説明する。

図１５は、本実施の形態に係る物体検出システムの構成の一例を示している。図１５に示すように、本実施の形態に係る物体検出システムは、実施の形態１と同様に、検出管理装置１、ＲＦＩＤリーダ６、リーダ導波路４、ＲＦＩＤタグ５を備えている。検出管理装置１の構成は、実施の形態１の図１０と同様である。

本実施の形態では、２個のＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂを備えている。図１５のようにリーダ導波路４の上に、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂが並んで配置されている。例えば、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂは、物体２を検出可能なそれぞれの検出範囲が重なるように、隣り合って配置されている。すなわち、図８Ｂのような信号強度変化量を検出可能な検出範囲が、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂの間の領域で重なっている。

図１６は、本実施の形態に係る物体検出システムで実行される物体検出方法（物体検出処理）を示している。図１７の例を用いて、図１６の物体検出方法について説明する。図１７に示すように、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂがＸ方向に並んで配置されており、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂの間の領域に物体２が存在する。ここでは、物体２が、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂの間隔よりも小さいものとする。

まず、Ｓ２００〜Ｓ２０３では、実施の形態１の図１４のＳ１００〜Ｓ１０３と同様に、複数のＲＦＩＤタグからの信号強度に基づいて物体までの距離を検出する。すなわち、設定部１３は、距離を検出するため、式（５）の距離を除くパラメータを設定する（Ｓ２００）。

続いて、入力部１２がＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂの信号強度を取得し（Ｓ２０１）、入力部１２がＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂの信号強度変化量を算出する（Ｓ２０２）。

さらに、物理的特徴検出部１４が、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂの信号強度変化量に基づき、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂからの距離を検出する（Ｓ２０３）。物理的特徴検出部１４は、実施の形態１と同様に、Ｓ２００で設定した距離を除くパラメータと、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂの信号強度変化量を式（５）に入力し、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂから物体２までの距離ｘ_１、ｘ_２を検出する。

続いて、物理的特徴検出部１４は、Ｓ２０３で検出したＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂからの距離に基づき、物体２の位置を検出する（Ｓ２０４）。例えばは、ＲＦＩＤタグ５ａの信号強度変化量から推定される位置（距離）ｘ_１と、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量から推定される位置（距離）ｘ_２の平均位置、または加重平均位置により物体推定位置ｘ_ａを求める。加重平均位置を求める場合、信号強度変化量の数値の大きいＲＦＩＤタグから推定される位置の信頼度が高いと考えて重みづけし、平均位置を求める。

なお、本実施の形態では、物理的特徴の一例として位置を検出しているが、実施の形態１と同様に、位置以外の高さや材料などの物理的特徴を検出してもよい。また、本実施の形態では、一例として、２つのＲＦＩＤタグの信号強度変化から１つの物理的特徴を検出しているが、複数のＲＦＩＤタグの信号強度変化から複数の物理的特徴を検出してもよい。例えば、複数のＲＦＩＤタグの信号強度変化から、連立方程式を解くかまたは多重回帰分析を行うことにより、水平線上の位置に加えて、高さも求めてもよい。

以上のように、本実施の形態では、複数のＲＦＩＤタグの信号強度に基づいて、物体の位置などの物理的特徴を精度良く検出することができる。例えば、複数のＲＦＩＤタグの信号強度に基づいた複数の物理的特徴の平均などを用いるため、１つのＲＦＩＤタグの場合と比べて、より検出精度が向上する。実施の形態１と同様に、多値の信号強度に基づいて物理的特徴を検出するため、ＲＦＩＤタグの間隔よりも小さな空間分解能で位置などの物理的特徴を検出することができる。

（実施の形態３）
以下、図面を参照して実施の形態３について説明する。本実施の形態では、実施の形態１及び２に対し、さらに複数のＲＦＩＤタグを１次元に配置した例について説明する。

図１８は、本実施の形態に係る物体検出システムの構成の一例を示している。図１８に示すように、本実施の形態に係る物体検出システムは、実施の形態１及び２と同様に、検出管理装置１、ＲＦＩＤリーダ６、リーダ導波路４、ＲＦＩＤタグ５を備えている。検出管理装置１の構成は、実施の形態１の図１０と同様である。

本実施の形態では、複数のＲＦＩＤタグ５の一例として、５個のＲＦＩＤタグ５ａ〜５ｅを備えている。図１８のようにリーダ導波路４の上に、ＲＦＩＤタグ５ａ〜５ｅが一列（例えば、Ｘ方向）に並んで配置されている。実施の形態２と同様に、隣り合う２つのＲＦＩＤタグ５は、物体２を検出可能なそれぞれの検出範囲が重なるように、隣り合って配置されている。

図１９は、本実施の形態に係る物体検出システムで実行される物体検出方法（物体検出処理）を示している。

まず、実施の形態２の図１６と同様に、設定部１３が距離を検出するための検出条件を設定し（Ｓ２００）、入力部１２が複数のＲＦＩＤタグ５の信号強度を取得し（Ｓ２０１）、入力部１２が複数の信号強度の変化量を算出する（Ｓ２０２）。

本実施の形態では、３個以上のＲＦＩＤタグ５が並んでいるため、物体２がどのＲＦＩＤタグ５の検出領域に存在するか特定する必要がある。このため、次のＳ２１０〜Ｓ２１６により、物体２の存在する領域を仮定し、その領域における物体２の位置を検出する。

すなわち、物理的特徴検出部１４は、予め決められた最大値よりも、信号強度変化量の数値が小さいＲＦＩＤタグ５があるか否か判定する（Ｓ２１０）。Ｓ２１０において、全てのＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の数値が最大値よりも大きい場合、物理的特徴検出部１４は、物体２はＲＦＩＤタグ５の近傍に存在しないため、処理を終了する。

Ｓ２１０において、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さいＲＦＩＤタグ５がある場合、物理的特徴検出部１４は、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さいＲＦＩＤタグ５の中で、隣り合うＲＦＩＤタグ５（ＲＦＩＤタグのペア）があるか否か判定する（Ｓ２１１）。

Ｓ２１１において、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく、かつ、隣り合うＲＦＩＤタグ５がある場合、物理的特徴検出部１４は、該当する隣り合うＲＦＩＤタグ５の間の領域で、信号強度変化量に基づき物体２の位置を検出する（Ｓ２１２）。実施の形態２のＳ２０３〜Ｓ２０４と同様に、信号強度変化量に基づき、隣り合うＲＦＩＤタグ５からの距離を検出し、検出した２つの距離に基づき、ＲＦＩＤタグ５の間の領域における物体２の位置を検出する。信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく、かつ、隣り合うＲＦＩＤタグ５のペアが複数ある場合には、それぞれのペアの間の領域について、物体２の位置を検出する。

Ｓ２１２の後、もしくは、Ｓ２１１において信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく隣り合うＲＦＩＤタグ５が無い場合、物理的特徴検出部１４は、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さいＲＦＩＤタグ５の中で、隣のＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の数値が最大値よりも大きいＲＦＩＤタグ５（単独のＲＦＩＤタグ）があるか否か判定する（Ｓ２１３）。

Ｓ２１３において、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく、かつ、隣のＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の数値が最大値よりも大きいＲＦＩＤタグ５（単独のＲＦＩＤタグ）がない場合、物理的特徴検出部１４は、処理を終了する。

Ｓ２１３において、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく、かつ、隣のＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の数値が最大値よりも大きいＲＦＩＤタグ５（単独のＲＦＩＤタグ）がある場合、物理的特徴検出部１４は、該当するＲＦＩＤタグ５が、ＲＦＩＤタグ５の列の端部に配置されているか否か判定する（Ｓ２１４）。

Ｓ２１４において、Ｓ２１３で判定した単独のＲＦＩＤタグ５が、端部に配置されている場合、物理的特徴検出部１４は、該当するＲＦＩＤタグ５の両端側のいずれかの領域で、信号強度変化量に基づき物体２の位置を検出する（Ｓ２１５）。実施の形態２のＳ２０３と同様に、信号強度変化量に基づき、該当するＲＦＩＤタグ５からの距離を検出し、該当するＲＦＩＤタグ５の両端側のいずれかの領域において、物体２の位置を検出する。単独のＲＦＩＤタグ５であり、端部に配置されているＲＦＩＤタグ５が複数ある場合には、それぞれのＲＦＩＤタグ５の両端側の領域について、物体２の位置を検出する。

Ｓ２１４において、Ｓ２１３で判定した単独のＲＦＩＤタグ５が、端部に配置されていない場合、物理的特徴検出部１４は、該当するＲＦＩＤタグ５と隣り合ういずれかのＲＦＩＤタグ５との間の領域で、信号強度変化量に基づき物体２の位置を検出する（Ｓ２１６）。例えば、該当するＲＦＩＤタグ５と隣り合ういずれかのＲＦＩＤタグ５のうち、信号強度変化量の数値が小さいＲＦＩＤタグ５を選択し、選択したＲＦＩＤタグ５との間の領域について、物体２の位置を検出する。実施の形態２のＳ２０３〜Ｓ２０４と同様に、信号強度変化量に基づき、選択した隣り合うＲＦＩＤタグ５からの距離を検出し、検出した２つの距離に基づき、選択したＲＦＩＤタグ５の間の領域における物体２の位置を検出する。単独のＲＦＩＤタグ５であり、端部に配置されていないＲＦＩＤタグ５が複数ある場合には、それぞれのＲＦＩＤタグ５と隣り合うＲＦＩＤタグ５の間の領域について、物体２の位置を検出する。

次に、図１９の物体検出方法の具体例について説明する。以下の例では、主に、図１９のＳ２１０以降の動作について説明する。ここでは一例として、Ｓ２１０で判定する信号強度変化量の値の最大値を−１．０ｄＢとする。

図２０は、ＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｃの間に物体２が存在する例である。この例では、それぞれのＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の値が、ＲＦＩＤタグ５ａは−０．３ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｂは−１．８ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃは−０．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄは−０．３ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅは−０．２ｄＢである。

この場合、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−１．８ｄＢが、最大値−１．０ｄＢよりも小さいと判定する（Ｓ２１０）。また、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂ以外のタグの信号強度変化量の値が、最大値−１．０ｄＢよりも大きいため、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく、かつ、隣り合うＲＦＩＤタグ５はないと判定する（Ｓ２１１）。

さらに、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂの両隣のＲＦＩＤタグ５ａ、５ｃの信号強度変化量の数値が最大値よりも大きいため、ＲＦＩＤタグ５ｂは、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく、かつ、隣のＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の数値が最大値よりも大きいＲＦＩＤタグ５（単独のＲＦＩＤタグ）であると判定する（Ｓ２１３）。

また、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂは、両隣にＲＦＩＤタグ５ａ、５ｃが存在するため、ＲＦＩＤタグ５の列の端部のタグではないと判定し（Ｓ２１４）、該当するＲＦＩＤタグ５ｂと隣り合うＲＦＩＤタグ５ａまたは５ｃとの間の領域で、信号強度変化量に基づき物体２の位置を検出する（Ｓ２１６）。

この場合、ＲＦＩＤタグ５ｂと隣り合うＲＦＩＤタグ５ａと５ｂのうち、信号強度変化量の数値が小さいＲＦＩＤタグ５ｃとＲＦＩＤタグ５ｂとの間に物体２が存在すると仮定して位置を検出する。

すなわち、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−１．８ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｂから物体２までの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−０．５ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｃから物体２までの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｃから物体２までの距離の平均などを求めることで、ＲＦＩＤタグ５ｂと５ｃの間における、物体２の位置を検出する。

図２１は、ＲＦＩＤタグ５ａの両端側のいずれかに物体２が存在する例である。この例では、それぞれのＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の値が、ＲＦＩＤタグ５ａは−１．３ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｂは−０．８ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃは−０．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄは−０．３ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅは−０．２ｄＢである。

この場合、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ａの信号強度変化量の値−１．３ｄＢが、最大値−１．０ｄＢよりも小さいと判定する（Ｓ２１０）。また、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ａ以外のタグの信号強度変化量の値が、最大値−１．０ｄＢよりも大きいため、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく、かつ、隣り合うＲＦＩＤタグ５はないと判定する（Ｓ２１１）。

さらに、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ａの隣のＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の数値が最大値よりも大きいため、ＲＦＩＤタグ５ａは、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく、かつ、隣のＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の数値が最大値よりも大きいＲＦＩＤタグ５（単独のＲＦＩＤタグ）であると判定する（Ｓ２１３）。

また、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ａは、両隣にＲＦＩＤタグ５が存在しないため、ＲＦＩＤタグ５の列の端部のタグであると判定し（Ｓ２１４）、該当するＲＦＩＤタグ５ａの両端側のいずれかの領域で、信号強度変化量に基づき物体２の位置を検出する（Ｓ２１５）。

この場合、ＲＦＩＤタグ５ａの信号強度変化量から推定される距離だけ離れたどこか（隣接するＲＦＩＤタグ５側、またはＲＦＩＤタグ５のない外側）に物体２が存在すると推定する。

すなわち、ＲＦＩＤタグ５ａの信号強度変化量の値−１．３ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ａから物体２までの距離を検出し、この距離から、ＲＦＩＤタグ５ａからＲＦＩＤタグ５ｂ側（内側）の領域、もしくは、ＲＦＩＤタグ５ａからＲＦＩＤタグ５ｂと反対側（外側）の領域における、物体２の位置を検出する。

図２２は、ＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｃの間に物体２が存在する例である。この例では、それぞれのＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の値が、ＲＦＩＤタグ５ａは−０．３ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｂは−３．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃは−２．２ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄは−０．１ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅは−０ｄＢである。

この場合、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−３．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．２ｄＢが、最大値−１．０ｄＢよりも小さいと判定する（Ｓ２１０）。また、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂ及び５ｃの信号強度変化量の値が、最大値−１．０ｄＢよりも小さく、かつ、隣り合うＲＦＩＤタグ５のペアであると判定する（Ｓ２１１）。

この場合、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さいＲＦＩＤタグが２つ連続して存在するため、連続して隣り合うＲＦＩＤタグ５ｂと５ｃの間の領域に物体２が存在すると仮定して位置を検出する（Ｓ２１２）。

すなわち、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−３．５ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｂから物体２までの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．２ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｃから物体２までの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｃから物体２までの距離の平均などを求めることで、ＲＦＩＤタグ５ｂと５ｃの間における、物体２の位置を検出する。

図２３は、ＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｃの間に物体２ａが存在し、ＲＦＩＤタグ５ｃ、５ｄの間に物体２ｂが存在する例である。この例では、それぞれのＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の値が、ＲＦＩＤタグ５ａは−０．２ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｂは−１．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃは−２．２ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄは−１．１ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅは−０．７ｄＢである。

この場合、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−１．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．２ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の値−１．１ｄＢが、最大値−１．０ｄＢよりも小さいと判定する（Ｓ２１０）。また、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂ及び５ｃ、ＲＦＩＤタグ５ｃ及び５ｄの信号強度変化量の値が、最大値−１．０ｄＢよりも小さく、かつ、隣り合うＲＦＩＤタグ５のペアであると判定する（Ｓ２１１）。

この場合、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さいＲＦＩＤタグが３つ連続して存在するため、２つの物体が存在すると仮定する。この例では、連続して隣り合うＲＦＩＤタグ５ｂと５ｃの間の領域と、ＲＦＩＤタグ５ｃと５ｄの間の領域とに、それぞれ物体２ａ、２ｂが存在すると仮定して位置を検出する（Ｓ２１２）。

すなわち、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−１．５ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｂから物体２ａまでの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．２ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｃから物体２ａまでの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｃから物体２ａまでの距離の平均などを求めることで、ＲＦＩＤタグ５ｂと５ｃの間における、物体２ａの位置を検出する。

同様に、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．２ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｂから物体２ｂまでの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の値−１．１ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｄから物体２ｂまでの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｃ、５ｄから物体２ｂまでの距離の平均などを求めることで、ＲＦＩＤタグ５ｃと５ｄの間における、物体２ｂの位置を検出する。

図２３の場合、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の数値は、物体２ａと２ｂに応じた値となる。このため、ＲＦＩＤタグ５ｃから物体２ａまでの距離、ＲＦＩＤタグ５ｃから物体２ｂまでの距離を算出する際に、隣り合うＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｄの信号強度変化量の数値に応じた重みづけを行ってもよい。例えば、ＲＦＩＤタグ５ｄよりもＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の数値の方が小さいため、ＲＦＩＤタグ５ｃからＲＦＩＤタグ５ｂ側の物体２ａまでの距離が遠くなるように重みづけし、ＲＦＩＤタグ５ｃからＲＦＩＤタグ５ｄ側の物体２ｂまでの距離が近くなるように重みづけしてもよい。

図２４は、ＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｃの間に物体２ａが存在し、ＲＦＩＤタグ５ｄ、５ｅの間に物体２ｂが存在する例である。図２４は、それぞれのＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の値が、ＲＦＩＤタグ５ａは−０．２ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｂは−１．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃは−２．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄは−０．８ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅは−２．０ｄＢである。

この場合、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−１．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅの信号強度変化量の値−２．０ｄＢが、最大値−１．０ｄＢよりも小さいと判定する（Ｓ２１０）。また、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂ及び５ｃの信号強度変化量の値が、最大値−１．０ｄＢよりも小さく、かつ、隣り合うＲＦＩＤタグ５のペアであると判定する（Ｓ２１１）。

さらに、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｅの隣のＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の数値が最大値よりも大きいため、ＲＦＩＤタグ５ｅは、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく、かつ、隣のＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の数値が最大値よりも大きいＲＦＩＤタグ５（単独のＲＦＩＤタグ）であると判定する（Ｓ２１３）。また、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｅは、両隣にＲＦＩＤタグ５が存在しないため、ＲＦＩＤタグ５の列の端部のタグであると判定する（Ｓ２１４）。

この場合、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さいＲＦＩＤタグが連続せずに３つ以上存在するため、複数の物体２が存在すると仮定して位置を検出する。ここでは、ＲＦＩＤタグ５ｂと５ｃの間の領域と、ＲＦＩＤタグ５ｄと５ｅの間の領域とに、それぞれ物体２ａ、２ｂが存在すると仮定して位置を検出する（Ｓ２１２、Ｓ２１５）。

すなわち、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−１．５ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｂから物体２ａまでの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．５ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｃから物体２ａまでの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｃから物体２ａまでの距離の平均などを求めることで、ＲＦＩＤタグ５ｂと５ｃの間における、物体２ａの位置を検出する。

同様に、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の値−０．８ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｄから物体２ｂまでの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｅの信号強度変化量の値−２．０ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｅから物体２ｂまでの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｄ、５ｅから物体２ｂまでの距離の平均などを求めることで、ＲＦＩＤタグ５ｄと５ｅの間における、物体２ｂの位置を検出する。

図２５は、ＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｃの間に物体２ａが存在し、ＲＦＩＤタグ５ｃ、５ｄの間に物体２ｂが存在し、ＲＦＩＤタグ５ｄ、５ｅの間に物体２ｃが存在する例である。この例では、それぞれのＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の値が、ＲＦＩＤタグ５ａは−０．２ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｂは−１．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃは−２．２ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄは−３．１ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅは−１．０ｄＢである。

この場合、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−１．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．２ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の値−３．１ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅの信号強度変化量の値−１．０ｄＢが、最大値−１．０ｄＢよりも小さいと判定する（Ｓ２１０）。

また、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ｂ及び５ｃ、ＲＦＩＤタグ５ｃ及び５ｄ、ＲＦＩＤタグ５ｄ及び５ｅの信号強度変化量の値が、最大値−１．０ｄＢよりも小さく、かつ、隣り合うＲＦＩＤタグ５のペアであると判定する（Ｓ２１１）。

この場合、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さいＲＦＩＤタグが４つ連続して存在するため、２つ以上の物体が存在すると仮定する。この例では、連続して隣り合うＲＦＩＤタグ５ｂと５ｃの間の領域と、ＲＦＩＤタグ５ｃと５ｄの間の領域と、ＲＦＩＤタグ５ｄと５ｅの間の領域とに、それぞれ物体２ａ、２ｂ、２ｃが存在すると仮定して位置を検出する（Ｓ２１２）。

すなわち、図２３と同様に、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−１．５ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．２ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｂ、５ｃから物体２ａまでの距離を検出し、これらの距離に基づいて、ＲＦＩＤタグ５ｂと５ｃの間における、物体２ａの位置を検出する。また、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．２ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の値−３．１ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｃ、５ｄから物体２ｂまでの距離を検出し、これらの距離に基づいて、ＲＦＩＤタグ５ｃと５ｄの間における、物体２ｂの位置を検出する。さらに、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の値−３．１ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅの信号強度変化量の値−１．０ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｄ、５ｅから物体２ｃまでの距離を検出し、これらの距離に基づいて、ＲＦＩＤタグ５ｄと５ｅの間における、物体２ｃの位置を検出する。

図２６は、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂの間に物体２ａが存在し、ＲＦＩＤタグ５ｄ、５ｅの間に物体２ｂが存在する例である。この例では、それぞれのＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量の値が、ＲＦＩＤタグ５ａは−２．３ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｂは−３．３ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｃは−０．２ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄは−２．１ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅは−２．８ｄＢである。

この場合、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ａの信号強度変化量の値−２．３ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−３．３ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の値−２．１ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅの信号強度変化量の値−２．８ｄＢが、最大値−１．０ｄＢよりも小さいと判定する（Ｓ２１０）。

また、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５ａ及び５ｂ、ＲＦＩＤタグ５ｄ及び５ｅの信号強度変化量の値が、最大値−１．０ｄＢよりも小さく、かつ、隣り合うＲＦＩＤタグ５のペアであると判定する（Ｓ２１１）。

この場合、信号強度変化量の数値が最大値よりも小さく隣り合うＲＦＩＤタグのペアが２つ存在するため、２つの物体が存在すると仮定する。この例では、隣り合うＲＦＩＤタグ５ａと５ｂの間の領域と、ＲＦＩＤタグ５ｄと５ｅの間の領域とに、それぞれ物体２ａ、２ｂが存在すると仮定して位置を検出する（Ｓ２１２）。

すなわち、図２３と同様に、ＲＦＩＤタグ５ａの信号強度変化量の値−２．３ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−３．３ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｂから物体２ａまでの距離を検出し、これらの距離に基づいて、ＲＦＩＤタグ５ａと５ｂの間における、物体２ａの位置を検出する。また、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の値−２．１ｄＢ、ＲＦＩＤタグ５ｅの信号強度変化量の値−２．８ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｄ、５ｅから物体２ｂまでの距離を検出し、これらの距離に基づいて、ＲＦＩＤタグ５ｄと５ｅの間における、物体２ｂの位置を検出する。

以上のように、本実施の形態では、実施の形態２に加えて、さらに複数のＲＦＩＤタグを一列に配置し、複数のＲＦＩＤタグの信号強度に基づいて、物体の位置などの物理的特徴を検出するようにした。これにより、どのＲＦＩＤタグの近傍に物体が存在するか推定できるため、より精度よく物理的特徴を検出することができる。

（実施の形態４）
以下、図面を参照して実施の形態４について説明する。本実施の形態では、実施の形態１〜３に対し、さらに複数のＲＦＩＤタグを２次元配置した例について説明する。

図２７は、本実施の形態に係る物体検出システムの構成の一例を示している。図２７に示すように、本実施の形態に係る物体検出システムは、実施の形態１〜３と同様に、検出管理装置１、ＲＦＩＤリーダ６、リーダ導波路４、ＲＦＩＤタグ５を備えている。検出管理装置１の構成は、実施の形態１の図１０と同様である。

本実施の形態では、リーダ導波路４の上に、複数のＲＦＩＤタグ５がマトリクス状（例えば、Ｘ方向及びＹ方向）に並んで配置されている。実施の形態２及び３と同様に、Ｘ方向及びＹ方向に隣り合うＲＦＩＤタグ５は、物体２を検出可能なそれぞれの検出範囲が重なるように、隣り合って配置されている。

本実施の形態に係る物体検出システムで実行される物体検出方法（物体検出処理）は、実施の形態２の図１６と同様である。すなわち、実施の形態２と同様に、複数の信号強度変化量に基づき複数のＲＦＩＤタグ５から物体２までの距離を検出し、複数の検出した距離に基づき、物体２の位置を検出する）。本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ５を２次元配列しているため、物体２の近傍の３つ以上のＲＦＩＤタグ５からの距離に基づいて、物体２の２次元座標上の位置を検出する。

図２８の具体例を用いて、本実施の形態に係る物体検出方法について説明する。ここでは、４つのＲＦＩＤタグ５を用いて物体２の２次元位置を検出するが、３つのＲＦＩＤタグ５を用いて物体２の２次元位置を検出してもよい。

図２８に示すように、ＲＦＩＤタグ５ａ〜５ｄがマトリクス状に並んで配置されており、ＲＦＩＤタグ５ａ〜５ｄの間の領域に物体２が存在する。ここでは、物体２は、ＲＦＩＤタグ５ａ〜５ｄの間隔よりも小さいものとする。

図２８では、ＲＦＩＤタグ５ａの信号強度変化量から推定される位置（距離）ｒ１、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量から推定される位置（距離）ｒ２、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量から推定される位置（距離）ｒ３、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量から推定される位置（距離）ｒ４に基づき、物体２の位置を推定する。例えば、平均位置、または加重平均位置を求めて、物体２の位置を推定してもよい。

すなわち、ＲＦＩＤタグ５ａの信号強度変化量の値−１．０ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ａから物体２までの距離ｒ１を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｂの信号強度変化量の値−３．５ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｂから物体２までの距離ｒ２を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−０．５ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｃから物体２までの距離ｒ３を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の値−２．５ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｄから物体２までの距離ｒ４を検出する。例えば、ＲＦＩＤタグ５ａ〜５ｄから距離ｒ１〜ｒ４だけ離れた点が重なる位置（領域）を物体２の位置（領域）と推定する。なお、ここで式（５）に示したように信号強度変化の水平パラメータＰ３は距離ｒのみでなく方位角φの関数になっていることをまで考慮にいれれば、より正確に位置を推定することが可能になる。

以上のように、本実施の形態では、実施の形態２や３よりもさらに複数のＲＦＩＤタグの信号強度に基づいて、物体の位置などの物理的特徴を検出する。例えば、平面をカバーする３つ以上のＲＦＩＤタグからの信号強度変化量から、物体の平面上の位置を精度良く検出することができる。

なお、実施の形態２等と同様に、位置に限らず、高さや材料などの物理的特徴を検出してもよい。また、４つ以上のＲＦＩＤタグを配置した場合、特に平面以外の場所からのタグからの信号強度変化量が得られれば、３次元の空間における物体の位置をより正確に知ることができる。

（実施の形態５）
以下、図面を参照して実施の形態５について説明する。本実施の形態では、実施の形態４のように複数のＲＦＩＤタグを２次元配置し、物体の形状を検出する例について説明する。本実施の形態に係る物体検出システムの構成は、実施の形態４の図２７と同様であり、検出管理装置１の構成は、実施の形態１の図１０と同様である。

図２９は、本実施の形態に係る物体検出システムで実行される物体検出方法（物体検出処理）を示している。

まず、実施の形態２の図１６等と同様に、設定部１３が必要となる検出条件を設定し（Ｓ２００）、入力部１２が複数のＲＦＩＤタグ５の信号強度を取得し（Ｓ２０１）、入力部１２が複数の信号強度の変化量を算出する（Ｓ２０２）。

続いて、表示部１５は、Ｓ２０２で算出した信号強度変化量を表示する（Ｓ３００）。図３０は、表示部１５におけるＲＦＩＤタグの信号強度変化量に応じた表示例であり、ＲＦＩＤタグ５ａ〜５ｌがマトリクス状に配置され、物体２の形状を検出する例である。

図３１は、図３０のＲＦＩＤタグ５ａ〜５ｌの信号強度変化量を示している。この例では、図３１のように、信号強度変化量を２つの閾値により３段階の検出状態に区分する。この検出状態は、物体２がＲＦＩＤタグ５の上にどの程度重なっているかを示す重複状態である。信号強度変化量の数値が０から閾値ＴＨ１までは、物体２がＲＦＩＤタグ５に乗っていない検出状態ＳＴ１とし、信号強度変化量の数値が閾値ＴＨ１から閾値ＴＨ２までは、部分的に物体２とＲＦＩＤタグ５が重なっている検出状態ＳＴ２とし、信号強度変化量の数値が閾値ＴＨ２以上は、物体２がＲＦＩＤタグ５の上に乗っている検出状態ＳＴ３とする。ＲＦＩＤタグ５ａ、５ｄ、５ｅ、５ｉの信号強度変化量は検出状態ＳＴ１の数値であり、ＲＦＩＤタグ５ｃ、５ｂ、５ｈ、５ｌの信号強度変化量は検出状態ＳＴ２の数値であり、ＲＦＩＤタグ５ｋ、５ｊ、５ｇ、５ｆの信号強度変化量は検出状態ＳＴ３の数値である。

表示部１５は、図３０に示すように、図３１の検出状態ＳＴ１〜ＳＴ３に応じた表示を行う。例えば、表示部１５は、ＲＦＩＤタグ５の２次元配列に合わせた位置に、ＲＦＩＤタグ５の検出状態に応じた色を表示する。図３０では、検出状態ＳＴ１であるＲＦＩＤタグ５ａ、５ｄ、５ｅ、５ｉを白で示し、検出状態ＳＴ２であるＲＦＩＤタグ５ｃ、５ｂ、５ｈ、５ｌを薄いハッチングで示し、検出状態ＳＴ３であるＲＦＩＤタグ５ｋ、５ｊ、５ｇ、５ｆを濃いハッチングで示している。

続いて、物理的特徴検出部１４は、算出及び表示した信号強度変化量に基づいて、物体２の形状を認識（検出）する（Ｓ３０１）。物理的特徴検出部１４は、図３０のように表示した検出状態に応じて物体２の形状を検出する。すなわち、本実施の形態では、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量に応じて物体２の重複状態（検出状態）を判定し、判定した重複状態に基づいて物体２の形状を検出する。例えば、物理的特徴検出部１４は、検出状態ＳＴ３のＲＦＩＤタグ５を全て含み、検出状態ＳＴ２のＲＦＩＤタグ５の一部を含むような領域を特定し、特定した領域の外周（輪郭）を物体２の形状と認識する。物理的特徴検出部１４は、物体２の輪郭を検出しているとも言える。なお、表示部１５により表示せずに、図３１の検出状態（信号強度変化量）に応じて物体２の形状を検出してもよい。

以上のように、本実施の形態では、複数のＲＦＩＤタグの信号強度変化量に基づいて、物体の形状を検出するようにした。図３１のように、３値以上の多値の信号強度と物理的特徴との関係に基づいて物体の形状を検出するため、検出精度を向上することができる。

（実施の形態６）
以下、図面を参照して実施の形態６について説明する。本実施の形態では、実施の形態５に対して、等値線を用いて物体の形状を検出する例について説明する。本実施の形態に係る物体検出システムの構成は、実施の形態４の図２７と同様である。

図３２は、本実施の形態に係る検出管理装置１の構成を示している。図３２に示すように、検出管理装置１は、実施の形態１の図１０の構成に加えて、等値線算出部１６を備えている。等値線算出部１６は、入力部１２が算出したＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量に基づいて、等値線を算出する。

図３３は、本実施の形態に係る物体検出システムで実行される物体検出方法（物体検出処理）を示している。

まず、実施の形態５の図２９等と同様に、設定部１３が必要となる検出条件を設定し（Ｓ２００）、入力部１２が複数のＲＦＩＤタグ５の信号強度を取得し（Ｓ２０１）、入力部１２が複数の信号強度の変化量を算出する（Ｓ２０２）。

続いて、等値線算出部１６は、Ｓ２０２で算出した信号強度変化量に基づいて、等値線を算出する（Ｓ３１０）。等値線算出部１６は、図３４（ａ）のように、マトリクス状に配列されたＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量を取得する。次いで、図３４（ｂ）のように、ＲＦＩＤタグ５の配列に対応したグリッドと、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量とを対応付け、グリッドの格子点に取得した信号強度変化量をそれぞれ設定する。次いで、図３４（ｃ）のように、グリッドの格子点における信号強度変化量に基づいて、信号強度変化量の大きさを補間し、等値線を求める。等値線での信号強度変化量の大きさＨは、信号強度変化量の定常ノイズよりも高い値を設定することが好ましい。等値線を算出する信号強度変化量の大きさＨは１つでもよいし、複数設定してもよい。なお、グリッドは、Ｘ方向の距離ｘとＹ方向の距離ｙを用いたｘｙ直交座標系に限らず、原点からの距離ｒ’とｘ軸からの角度φ’（方位角）を用いた極座標系を用いて区切ってもよい。

図３５は、Ｓ３１０の等値線算出処理の一例を示している。図３５に示すように、等値線算出部１６は、等値線を描く信号強度変化量の大きさＨを指定する（Ｓ４００）。

続いて、等値線算出部１６は、グリッドの４つ角（格子点）の信号強度変化量を取得する（Ｓ４０１）。例えば、図３６のように、格子点Ｇ１〜Ｇ４の信号強度変化量を取得する。図３６では、信号強度変化量は、格子点Ｇ１が１０、格子点Ｇ２が１４、格子点Ｇ３が９、格子点Ｇ４が１５である。

続いて、等値線算出部１６は、グリッドの４つの辺上における信号強度変化量の大きさＨの点を内挿で求め、補間する（Ｓ４０２）。図３６のように、例えば、格子点Ｇ１とＧ２を結ぶ辺上で線形補間により、Ｈ＝１０の点ｈ１１は格子点Ｇ１の位置、Ｈ＝１２の点ｈ１２は格子点Ｇ１及びＧ２の中点の位置、Ｈ＝１４の点ｈ１３は格子点Ｇ２の位置とする。また、格子点Ｇ３とＧ４を結ぶ辺上で線形補間により、Ｈ＝１０の点ｆ２１は格子点Ｇ３と格子点Ｇ１及びＧ２の中点との間の位置、Ｈ＝１２の点ｈ２２は格子点Ｇ３及びＧ４の中点の位置、Ｈ＝１４の点ｈ２３は格子点Ｇ４と格子点Ｇ３及びＧ４の中点との間の位置とする。

続いて、等値線算出部１６は、各辺上で求めた信号強度変化量の大きさＨの点を直線で接続する（Ｓ４０３）。図３６のように、格子点Ｇ１とＧ２を結ぶ辺上の点ｈ１１、ｈ１２、ｈ１３と、格子点Ｇ３とＧ４を結ぶ辺上の点ｈ２１、ｈ２２、ｈ２３とをそれぞれ直線により接続する。

続いて、等値線算出部１６は、全てのグリッドに対して上記処理を行ったか判定し（Ｓ４０４）、全てのグリッドに対して、Ｓ４０１以降の処理を繰り返すことで、等値線を求める。

図３１のＳ３１０で等値線を算出した後、表示部１５は、算出した等値線を表示する（Ｓ３１１）。表示部１５は、図３４（ｃ）に示すような等値線を表示する。

続いて、物理的特徴検出部１４は、算出及び表示した等値線に基づいて、物体２の形状を認識（検出）する（Ｓ３０１）。物理的特徴検出部１４は、図３４（ｃ）のように表示した等値線により示される輪郭を物体２の形状と認識する。すなわち、本実施の形態では、物理的特徴検出部１４は、ＲＦＩＤタグ５の信号強度変化量に基づいて算出された等値線に応じて物体２の形状を検出する。なお、表示部１５により表示せずに、算出した等値線を用いて物体２の形状を検出してもよい。

以上のように、本実施の形態では、複数のＲＦＩＤタグの信号強度変化量に基づき等値線を算出することで、物体の形状を検出するようにした。等値線は信号強度変化量を補間して算出されるため、より精度よく物体の形状を検出することができる。また、物体の形状に限らず、高さ、誘電率分布なども同時に検出することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

（付記１）
ＲＦＩＤタグの近くに物体が存在することにより、ＲＦＩＤタグとリーダアンテナの交信が妨げられることを利用して物体を検出する物体検出方法において、一つまたは複数のＲＦＩＤタグからの反射電波信号の強度から、物体の位置または厚さまたは材料、または物体の形状あるいは輪郭を推定する物体検出方法。

（付記２）
付記１に記載の物体検出方法において、推定された物体の位置に基づき動線を推定する、物体検出方法。

（付記３）
付記１に記載の物体検出方法に用いる検出システムにおいて、リーダアンテナに開放型伝送線路を用いる物体検出システム。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１３年７月１０日に出願された日本出願特願２０１３−１４４６２７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ 検出管理装置
２ 物体
３ 通信ネットワーク
３ａ 高周波ケーブル（ＬＡＮケーブル）
４ リーダ導波路
５ ＲＦＩＤタグ
６ ＲＦＩＤリーダ
１１ 検出情報データベース
１１ａ 特性パラメータ情報
１１ｂ 垂直パラメータ情報
１１ｃ 水平パラメータ情報
１２ 入力部
１３ 設定部
１４ 物理的特徴検出部
１５ 表示部
１６ 等値線算出部
４１ グランドプレーン
４２ スペーサ
４３ ストリップ導体
４５ 平行二線路
４６ 分配器
１０１ リーダ導波路
１０２ ＲＦＩＤタグ
１０３ 信号強度取得部
１０４ 物体検出部
１０５ 物体
２０１ ＲＦＩＤチップ
２０２ タグアンテナ

特許文献２では、リーダアンテナと対向する面に複数のＲＦＩＤタグを配置し、リーダアンテナとＲＦＩＤタグの間に金属片の入った封筒を挿入し、ＲＦＩＤリーダが複数のＲＦＩＤタグを読み出すことで、封筒内部の金属片の有無や位置を検出している。特許文献２でも、特許文献１と同様に、金属片が信号の交信を遮ることにより金属片の有無を判定し、また、信号の読み出しの成功／失敗を判定することで、金属片の有り／無し（１／０）を検出している。

例えば、図１１〜図１３の情報を用いる場合、図１２の垂直パラメータ情報１１ｂを参照し、設定された高さから、特性パラメータＰ２を決定し、図１３の水平パラメータ情報１１ｃを参照し、設定された距離、方向から、水平パラメータＰ３を決定する。決定した垂直パラメータＰ２及び水平パラメータＰ３、取得した信号強度変化量を式（５）に代入することにより、特性パラメータＰ１が求まる。さらに、図１１の特性パラメータ情報１１ａを参照し、設定された材料、形状と、求めた特性パラメータＰ１から、検出対象である大きさを求める。

同様に、ＲＦＩＤタグ５ｃの信号強度変化量の値−２．２ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｃから物体２ｂまでの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｄの信号強度変化量の値−１．１ｄＢに基づき、ＲＦＩＤタグ５ｄから物体２ｂまでの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ５ｃ、５ｄから物体２ｂまでの距離の平均などを求めることで、ＲＦＩＤタグ５ｃと５ｄの間における、物体２ｂの位置を検出する。

続いて、等値線算出部１６は、グリッドの４つの辺上における信号強度変化量の大きさＨの点を内挿で求め、補間する（Ｓ４０２）。図３６のように、例えば、格子点Ｇ１とＧ２を結ぶ辺上で線形補間により、Ｈ＝１０の点ｈ１１は格子点Ｇ１の位置、Ｈ＝１２の点ｈ１２は格子点Ｇ１及びＧ２の中点の位置、Ｈ＝１４の点ｈ１３は格子点Ｇ２の位置とする。また、格子点Ｇ３とＧ４を結ぶ辺上で線形補間により、Ｈ＝１０の点ｈ２１は格子点Ｇ３と格子点Ｇ１及びＧ２の中点との間の位置、Ｈ＝１２の点ｈ２２は格子点Ｇ３及びＧ４の中点の位置、Ｈ＝１４の点ｈ２３は格子点Ｇ４と格子点Ｇ３及びＧ４の中点との間の位置とする。

Claims (18)

1. 開放形伝送線路で構成されたリーダ導波路と、
   前記リーダ導波路の上方に配置されたＲＦＩＤタグと、
   前記リーダ導波路を介して電磁界結合により前記ＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度を取得する信号強度取得手段と、
   前記読み出し信号の３値以上の複数の信号強度と検出対象である物体の物理的特徴との関係に基づいて、前記取得した信号強度に対応する前記物体の物理的特徴を検出する物体検出手段と、
   を備える物体検出システム。
2. 前記物理的特徴は、前記物体の位置、大きさ、材料、形状のいずれかを含む、
   請求項１に記載の物体検出システム。
3. 前記物体検出手段は、前記読み出し信号の信号強度の変化量に基づいて、前記物体の物理的特徴を検出する、
   請求項１または２に記載の物体検出システム。
4. 前記物体検出手段は、前記読み出し信号の信号強度と前記物体の物理的特徴との関係を示す関係式に基づいて、前記取得した信号強度に対応する前記物体の物理的特徴を検出する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の物体検出システム。
5. 前記関係式は、前記物体の物理的特徴に関する複数のパラメータを含み、
   前記物体検出手段は、前記複数のパラメータのいずれかを検出条件として設定した前記関係式を用いて、前記物体の物理的特徴を検出する、
   請求項４に記載の物体検出システム。
6. 前記複数のパラメータは、前記物体の物理的特性を示す特性パラメータ、前記物体の位置を示す位置パラメータを含む、
   請求項５に記載の物体検出システム。
7. 前記特性パラメータは、前記物体の大きさ、材料、形状のいずれかを含む、
   請求項６に記載の物体検出システム。
8. 前記位置パラメータは、前記ＲＦＩＤタグに対する前記物体の水平方向の位置、前記ＲＦＩＤタグに対する前記物体の垂直方向の位置を含む、
   請求項６または７に記載の物体検出システム。
9. 前記リーダ導波路の上方に前記ＲＦＩＤタグを複数配置し、
   前記物体検出手段は、前記複数のＲＦＩＤタグのうちの第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグから読み出した前記読み出し信号の信号強度に基づいて、前記物体の物理的特徴を検出する、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の物体検出システム。
10. 前記物体検出手段は、前記第１のＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度に基づいて検出した前記物体の物理的特徴と、前記第２のＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度に基づいて検出した前記物体の物理的特徴との平均値または加重平均値を算出する、
    請求項９に記載の物体検出システム。
11. 前記物体検出手段は、前記第１のＲＦＩＤタグと前記第２のＲＦＩＤタグは隣り合って配置されており、かつ、前記第１のＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度と、前記第２のＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度とが所定の条件を満たしている場合、前記第１のＲＦＩＤタグと前記第２のＲＦＩＤタグの間の領域において前記物体の物理的特徴を検出する、
    請求項９または１０に記載の物体検出システム。
12. 前記物体検出手段は、前記複数のＲＦＩＤタグのうちの第３のＲＦＩＤタグと前記第２のＲＦＩＤタグとの間に前記第１のＲＦＩＤタグが配置されており、かつ、前記第１のＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度が所定の条件を満たしている場合、前記第１のＲＦＩＤタグと前記第２のＲＦＩＤタグとの間の領域、または、前記第１のＲＦＩＤタグと前記第３のＲＦＩＤタグとの間の領域において前記物体の物理的特徴を検出する、
    請求項９または１０に記載の物体検出システム。
13. 前記物体検出手段は、前記第２のＲＦＩＤタグと前記第３のＲＦＩＤタグのうち、前記読み出し信号の信号強度が大きい方のＲＦＩＤタグと第１の前記ＲＦＩＤタグとの間の領域において前記物体の物理的特徴を検出する、
    請求項１２に記載の物体検出システム。
14. 前記物体検出手段は、前記第１のＲＦＩＤタグは、前記複数のＲＦＩＤタグの列の端部に配置され、前記第１のＲＦＩＤタグと前記第２のＲＦＩＤタグは隣り合って配置され、かつ、前記第１のＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度が所定の条件を満たしている場合、前記第１のＲＦＩＤタグと前記第２のＲＦＩＤタグとの間の領域、または、前記第２のＲＦＩＤタグが配置されていない側の領域において前記物体の物理的特徴を検出する、
    請求項９または１０に記載の物体検出システム。
15. 前記リーダ導波路の上方に前記ＲＦＩＤタグを複数配置し、
    前記物体検出手段は、前記読み出し信号の信号強度に応じて前記物体が前記複数のＲＦＩＤタグの上に重なる重複状態を判定し、前記重複状態に基づいて前記物体の形状を検出する、
    請求項１に記載の物体検出システム。
16. 前記リーダ導波路の上方に前記ＲＦＩＤタグを複数配置し、
    前記複数のＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度に応じて、等値線を算出する等値線算出手段を備え、
    前記物体検出手段は、前記算出した等値線に基づいて前記物体の形状を検出する、
    請求項１に記載の物体検出システム。
17. 開放形伝送線路で構成されたリーダ導波路を介して、電磁界結合により前記リーダ導波路の上方に配置されたＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度を取得し、
    前記読み出し信号の３値以上の複数の信号強度と検出対象である物体の物理的特徴との関係に基づいて、前記取得した信号強度に対応する前記物体の物理的特徴を検出する、
    物体検出方法。
18. コンピュータに物体検出処理を実行させるための物体検出プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
    前記物体検出処理は、
    開放形伝送線路で構成されたリーダ導波路を介して、電磁界結合により前記リーダ導波路の上方に配置されたＲＦＩＤタグから読み出した読み出し信号の信号強度を取得し、
    前記読み出し信号の３値以上の複数の信号強度と検出対象である物体の物理的特徴との関係に基づいて、前記取得した信号強度に対応する前記物体の物理的特徴を検出する、
    物体検出プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。

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