WO2024190263A1 - 情報処理システム、情報処理装置、及び、プログラム - Google Patents

情報処理システム、情報処理装置、及び、プログラム Download PDF

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WO2024190263A1
WO2024190263A1 PCT/JP2024/005436 JP2024005436W WO2024190263A1 WO 2024190263 A1 WO2024190263 A1 WO 2024190263A1 JP 2024005436 W JP2024005436 W JP 2024005436W WO 2024190263 A1 WO2024190263 A1 WO 2024190263A1
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information
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information processing
sensor
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇 南百▲瀬▼
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves

Definitions

  • the present invention relates to an information processing system, an information processing device, and a program.
  • Patent Document 1 discloses a work evaluation system that can acquire the position information of a worker in a work area. Anchors are installed at the four corners of the work area, and the position of the tag in the work area can be identified by measuring the distance between the tag held by the worker and each anchor.
  • the conventional work evaluation system described in Patent Document 1 uses wireless communication technology such as Wi-Fi when identifying the position of the tag in the work area.
  • Positioning technology that uses wireless communication technology such as Wi-Fi has low accuracy, so there is room for improvement in conventional measurement technology.
  • the present invention aims to provide a position measurement technology that can improve the accuracy of measuring the position of an object.
  • An information processing system is a position measurement system that measures the position of an object, and includes a tag associated with the object, four or more sensors arranged in a predetermined space including the tag, and an information processing device.
  • the information processing device includes a first acquisition unit that acquires placement information regarding the placement of the four or more sensors, a second acquisition unit that acquires distance information regarding the distance between at least one of the four or more sensors and the tag, and a measurement unit that measures the position of the tag based on the placement information and the distance information.
  • the four or more sensors may be arranged on the same plane, and the first acquisition unit may acquire distance information regarding the distance between one of the four or more sensors and each of the other sensors as the arrangement information.
  • the position of the tag is represented by three-dimensional coordinates
  • the information processing system may further include a generation unit that generates setting information regarding the three-dimensional coordinates based on user input, and an output unit that outputs the positional relationship between the four or more sensors and the tag based on the acquired placement information, position information regarding the measured tag position, and the generated setting information.
  • the first acquisition unit may acquire, as the arrangement information, position information regarding the positions of the four or more sensors in a specified space when at least one of the four or more sensors is not arranged on the same plane.
  • the first acquisition unit may acquire, as the arrangement information, position information regarding the positions of the other sensors based on the position of one of the four or more sensors.
  • An information processing device includes a first acquisition unit that acquires arrangement information regarding the arrangement of four or more sensors arranged in a predetermined space including a tag associated with an object, a second acquisition unit that acquires distance information regarding the distance between at least one of the four or more sensors and the tag, and a measurement unit that measures the position of the tag based on the arrangement information and the distance information.
  • a program causes a computer to function as a first acquisition unit that acquires arrangement information regarding the arrangement of four or more sensors arranged in a predetermined space including a tag associated with an object, a second acquisition unit that acquires distance information regarding the distance between at least one of the four or more sensors and the tag, and a measurement unit that measures the position of the tag based on the arrangement information and the distance information.
  • the present invention makes it possible to improve the accuracy of measuring the position of an object.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of an information processing system according to a first embodiment.
  • 2 is a configuration diagram illustrating a positional relationship between a sensor and a tag according to the first embodiment;
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of an operation of an information processing device included in the information processing system according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a configuration of an information processing system according to a second embodiment.
  • 13 is a configuration diagram illustrating a positional relationship between a sensor and a tag according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of an operation of an information processing device included in an information processing system according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a configuration of an information processing system according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a positional relationship between a sensor and a tag according to a third embodiment.
  • 13 is a flowchart illustrating an example of an operation of an information processing device included in an information processing system according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a physical configuration of an information processing apparatus according to an embodiment.
  • the configuration of an information processing system according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 1.
  • the information processing system 100A shown in Fig. 1 includes, for example, an information processing device 10, a plurality of sensors MC, C1, C2, and C3, and a tag T.
  • the multiple sensors shown in the figure are a master sensor MC and sensors C1 to C3. However, in the following description, when there is no need to distinguish between these sensors, some of the reference numerals will be omitted and they will simply be referred to as "sensor C.” When there is no need to distinguish between the information processing system 100A according to the first embodiment, the information processing system 100B according to the second embodiment, and the information processing system 100C according to the third embodiment, when there is no need to distinguish between them, some of the reference numerals will be omitted and they will simply be referred to as "information processing system 100."
  • a worker with a tag T attached to a hand, arm, etc. measures the position of the tag T using a sensor 3 as the tag T moves as the worker performs work operations using parts, jigs, tools, etc.
  • the sensor 3 is placed at a fixed position in the work space (predetermined space) including the tag T with respect to the worker performing the work operations.
  • the information processing system 100A acquires arrangement information regarding the arrangement of four or more sensors C, and acquires distance information regarding the distance between at least one of the four or more sensors C and the tag T.
  • the information processing system 100A measures the position of the tag T based on the arrangement information regarding the arrangement of the four or more sensors C and the distance information regarding the distance between the at least one sensor C and the tag T.
  • the distance between the sensor C and the tag T in the information processing system 100A can be measured using a known ToA (Time of Arrive) method or the like. Specific details of the ToA method will be described later.
  • the information processing system 100A can improve the measurement accuracy of the target position compared to conventional work evaluation systems that use wireless communication technology such as Wi-Fi.
  • the tag T is associated with an "object.”
  • the tag T when the tag T is attached to an object such as a worker's hand or arm, the tag T may be attached to the center of gravity of the object, or to a predetermined end of the object.
  • the tag T is not limited to being attached to the worker.
  • the tag T may be attached to a part, tool, etc. that the worker uses when performing work. In other words, the tag T may be attached to the object on which the work action is being performed.
  • the components of the information processing system 100A are described below.
  • Tag T is an electronic tag, and may be either a passive tag or an active tag.
  • the sensor 3 measures the position of the tag T.
  • the sensor 3 includes, for example, one or more antennas and a microcontroller.
  • the microcomputer of the sensor 3 measures the distance, horizontal angle (Azimuth), and elevation angle (Elevation) to the tag T using radio waves of wireless communication exchanged between one or more antennas and the tag T.
  • the microcomputer of the sensor 3 may also measure the distance, horizontal angle, and elevation angle to other sensors 3 using radio waves of wireless communication exchanged between one or more antennas and other sensors 3.
  • the distance between the sensor 3 and at least one of the tag T and the other sensor 3 can be measured, for example, using the well-known ToA method.
  • the horizontal angle and elevation angle between the sensor 3 and at least one of the tag T and other sensors 3 can be measured, for example, using the well-known AoA (Angle of Arrival) method.
  • AoA Angle of Arrival
  • multiple antennas of the receiver are used to measure the angle with the transmitter using the phase difference of the radio signal that occurs when the multiple antennas receive radio waves emitted from the transmitter.
  • the sensor 3 transmits information regarding at least one of the distance, horizontal angle, and elevation angle measured for the tag T and/or the other sensor 3 to the information processing device 10.
  • the information processing unit 10 is functionally configured to include a location information acquisition unit 11 (first acquisition unit), a distance information acquisition unit 12 (second acquisition unit), a position measurement unit 13 (measurement unit), an output unit 14, and a setting unit 15 (generation unit).
  • a location information acquisition unit 11 first acquisition unit
  • a distance information acquisition unit 12 second acquisition unit
  • a position measurement unit 13 measurement unit
  • an output unit 14 and a setting unit 15 (generation unit).
  • the location information acquisition unit 11, the distance information acquisition unit 12, the position measurement unit 13, the output unit 14, and the setting unit 15 can be realized, for example, by the CPU 10a executing a program stored in the RAM 10b or ROM 10c of the information processing device 10 shown in FIG. 10, which will be described later.
  • the setting unit 15 generates setting information related to three-dimensional coordinates, for example, based on input from an administrator (user) of the information processing system 100.
  • the user may include an operator.
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating the positional relationship between the sensor and the tag according to the first embodiment.
  • the manager or worker places the master sensor MC and the sensors C1 to C3 shown in FIG. 1 so that they are located on the same plane S1, which corresponds to the ceiling of the work area, for example.
  • the tag T attached to the worker will be located below the ceiling.
  • the setting unit 15 sets, for example, the positive or negative Z coordinate in the three-dimensional coordinates of the tag T (setting information). Note that, as described later, in the example of FIG.
  • the Z coordinate in the three-dimensional coordinates of the tag T is set to "negative". This information on the positive or negative is used in the processing of the position measurement unit 13, which will be described later.
  • the master sensor MC and the sensors C1 to C3 may be arranged on any plane, and are not limited to the plane S1 described above.
  • the master sensor MC and the sensors C1 to C3 may be arranged on the plane S4, for example, which corresponds to the floor of the workplace.
  • the tag T attached to the worker will be located above the floor.
  • the setting unit 15 sets, for example, the positive or negative Z coordinate in the three-dimensional coordinate system of the tag T.
  • the master sensor MC and the sensors C1 to C3 may be arranged on the plane S2 or S3, for example, which corresponds to the side wall of the workplace.
  • the placement information acquisition unit 11 acquires placement information regarding the placement of four or more sensors C.
  • the placement information acquisition unit 11 acquires distance information regarding the distance between one sensor C and each of the other sensors C among the four or more sensors C as placement information.
  • each sensor C shown in FIG. 1 and FIG. 2 measures the distance between the sensors C using the ToA method.
  • sensor C1 measures the distance between itself and other sensors C2, C3, and MC, and transmits the distance information to the information processing device 10. Similar processing is performed for the other sensors C.
  • the distance information acquisition unit 12 acquires distance information regarding the distance between at least one of the four or more sensors C and the tag T.
  • the sensor C1 measures the distance between itself and the tag T using the known ToA method, and transmits the distance information to the information processing device 10. Similar processing is performed for the other sensors C.
  • the position measurement unit 13 measures the position of the tag T based on the placement information acquired by the placement information acquisition unit 11 and the distance information acquired by the distance information acquisition unit 12.
  • the position measurement unit 13 calculates the positional relationship of each of the sensors MC, C1, C2, and C3 shown in FIG. 2 when the master sensor MC is set as the origin (0,0,0) from the distance between each two points (distance information as arrangement information). More specifically, the distance between each two points of the sensors MC, C1, C2, and C3 includes, for example, the distances corresponding to each of the four sides of the plane S1, and the distances corresponding to two diagonals based on the four vertices of the plane S1.
  • the master sensor MC operates as a host sensor that manages time synchronization and data transfer between the sensors C.
  • the position measurement unit 13 identifies the positions of the three points based on the calculated positional relationship and the positive/negative information set by the setting unit 15. That is, as shown in FIG. 2, the position measurement unit 13 identifies, for example, the three-dimensional coordinates (x1, y1, z1) of sensor C1, the three-dimensional coordinates (x2, y2, z2) of sensor C2, and the three-dimensional coordinates (x3, y3, z3) of sensor C3.
  • the master sensor MC may be determined in advance by selecting one specific sensor from among the multiple sensors C as the master sensor. Also, when the three-dimensional coordinates of the other sensors are identified, the remaining sensor may be designated as the master sensor.
  • the position measurement unit 13 identifies the coordinates of the tag T based on the distance between the tag T and three sensors (e.g., sensors C1, C2, and C3), the positive/negative information set by the setting unit 15, and the following formula 1.
  • the position measurement unit 13 can calculate the three-dimensional coordinates (x, y, z) of tag T by substituting the three-dimensional coordinates (x1, y1, z1) of sensor C1, the three-dimensional coordinates (x2, y2, z2) of sensor C1, and the distances r1, r2, and r3 from the three-dimensional coordinates (x3, y3, z3) of sensor C1 to tag T into the above formula 1.
  • the above formula 1 includes a square, and for example, for the Z coordinate, two values, positive and negative, are calculated, so the setting unit 15 needs to set positive and negative.
  • the output unit 14 outputs the positional relationship between the four or more sensors C and the tag T based on the placement information acquired by the placement information acquisition unit 11, the position information regarding the position of the tag T measured by the position measurement unit 13, and the setting information generated by the setting unit 15. As shown in FIG. 2, the output unit 14 can display the positional relationship between the four sensors C and the tag T, for example, placed in a workplace, on the display unit 10f of the information processing device 10 shown in FIG. 10, which will be described later.
  • the information processing device 10 sets positive/negative information regarding the Z coordinate in the three-dimensional coordinates of the tag T (S11).
  • the information processing device 10 acquires distance information regarding the distance between each sensor C as placement information (S12).
  • the information processing device 10 acquires distance information regarding the distance between each sensor C and the tag T (S13).
  • the information processing device 10 measures the position of the tag T based on the distance information regarding the distance between each sensor C and the distance information regarding the distance between each sensor C and the tag T (S14).
  • the information processing device 10 outputs the positional relationship between each sensor C and the tag T (S15).
  • the information processing system 100A including the information processing device 10 according to the first embodiment acquires arrangement information regarding the arrangement of four or more sensors C, and acquires distance information regarding the distance between at least one of the four or more sensors C and the tag T.
  • the information processing system 100A measures the position of the tag T based on the arrangement information regarding the arrangement of the four or more sensors C and the distance information regarding the distance between the at least one sensor C and the tag T. Therefore, when identifying the position of a tag in a work area, the information processing system 100A is able to improve the measurement accuracy of the target position compared to conventional work evaluation systems that use wireless communication technology such as Wi-Fi.
  • the information processing system 100A calculates the positional relationship between the master sensor MC and the other sensors C1, C2, and C3 when the master sensor MC is set as the origin (0,0,0) from the distances between the three points, and identifies the positions of the three points based on the calculated positional relationship and the set positive/negative information. Therefore, even if the information processing system 100A can automatically obtain the three-dimensional coordinates of the sensors, it is easy for the user or worker to place each sensor in the workplace.
  • the multiple sensors C are arranged so as not to be located on the same plane, which is different from the first embodiment in that the multiple sensors C are arranged so as to be located on the same plane.
  • the following mainly describes the differences from the first embodiment.
  • FIG. 4 is a configuration diagram illustrating the configuration of an information processing system according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram illustrating the positional relationship between sensors and tags according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, at least one sensor C among sensors C1, C2, C3, and C4 is arranged so as not to be located on the same plane. Note that the example arrangement of multiple sensors C shown in FIG. 5 is merely an example, and it is sufficient that at least one sensor C among the multiple sensors C is arranged so as not to be located on the same plane.
  • the placement information acquisition unit 11 shown in FIG. 4 acquires placement information regarding the placement of four or more sensors C.
  • the placement information acquisition unit 11 acquires position information regarding the positions of four or more sensors in a specified space as placement information.
  • the worker or manager inputs three-dimensional coordinates for each of the placed sensors C.
  • the setting unit 15 sets the three-dimensional coordinates for each of the placed sensors C in the information processing system 100B based on the input by the user.
  • the placement information acquisition unit 11 acquires the three-dimensional coordinates for each of the placed sensors C set by the setting unit 15 as placement information.
  • the distance information acquisition unit 12 acquires distance information regarding the distance between at least one of the four or more sensors C and the tag T.
  • the sensor C1 measures the distance between itself and the tag T using the known ToA method, and transmits the distance information to the information processing device 10. Similar processing is performed for the other sensors C2, C3, and C4.
  • the position measurement unit 13 identifies the coordinates of tag T based on the position information (placement information) of each sensor, the distance between tag T and each sensor, and the following formula 2.
  • the position (orthogonal coordinate) information of each sensor is the three-dimensional coordinate of each sensor, and includes sensor C1 (x1, x2, x3), sensor C2 (x2, y2, z2), sensor C3 (x3, y3, z3), and sensor C4 (x4, y4, z4) shown in FIG. 5.
  • the distance between tag T and each sensor includes r1, r2, r3, and r4 shown in FIG. 5.
  • the position measurement unit 13 can calculate the three-dimensional coordinates (x, y, z) of tag T by substituting the three-dimensional coordinates (0, 0, 0) of sensor C1, the three-dimensional coordinates (x2, y2, z2) of sensor C2, the three-dimensional coordinates (x3, y3, z3) of sensor C3, and the distances r1, r2, r3, and r4 from the three-dimensional coordinates (x4, y4, z4) of sensor C4 to tag T into the above formula 2.
  • the information processing device 10 sets orthogonal coordinate information (three-dimensional coordinates) regarding the position of each sensor C based on user input (S21).
  • the information processing device 10 acquires distance information between each sensor C and the tag T (S22).
  • the information processing device 10 measures the position of the tag T based on the orthogonal coordinate information and the distance information (S23).
  • the information processing system 100B including the information processing device 10 according to the second embodiment acquires three-dimensional coordinate information relating to the positions of four or more sensors C in the workplace as position information when at least one sensor C of the four or more sensors C is not arranged on the same plane.
  • the information processing system 100B acquires distance information relating to the distance between at least one sensor C of the four or more sensors C and the tag T, and measures the position of the tag T based on the position information and distance information. Therefore, even when at least one sensor C of the four or more sensors C is not arranged on the same plane, the information processing system 100B can improve the measurement accuracy of the position of the tag T by acquiring position information of each sensor C based on user input.
  • the third embodiment differs from the first embodiment in that the multiple sensors C are arranged so as to be positioned on the same plane, in that the multiple sensors C are arranged so as not to be positioned on the same plane.
  • the third embodiment differs from the second embodiment in that the information processing system 100 acquires the position information of each sensor C by automatically measuring it, in that the information processing system 100 acquires the position information of each sensor C based on the input of an operator or administrator (user). The following mainly describes the differences from the first and second embodiments.
  • FIG. 7 is a configuration diagram illustrating the configuration of an information processing system according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a configuration diagram illustrating the positional relationship between sensors and tags according to the third embodiment. As shown in FIG. 8, at least one sensor C among sensors C1, C2, C3, and C4 is arranged so as not to be located on the same plane. Note that the example arrangement of multiple sensors C shown in FIG. 8 is merely an example, and it is sufficient that at least one sensor C among multiple sensors C excluding the master sensor MC is arranged so as not to be located on the same plane.
  • the setting unit 15 sets three-dimensional coordinates for the placed master sensor MC in the information processing system 100C based on input by the user.
  • the placement information acquisition unit 11 may acquire the three-dimensional coordinates for the master sensor MC set by the setting unit 15.
  • the placement information acquisition unit 11 acquires, as placement information, three-dimensional coordinate information regarding the positions of the other sensors C1, C2, C3, and C4 based on the position of one master sensor MC among the four or more sensors C.
  • the master sensor MC acquires the distance between itself and each of the other sensors C1, C2, C3, and C4 using the AoA method.
  • the master sensor MC also acquires the horizontal angle and elevation angle for each of the other sensors C1, C2, C3, and C4 using the master sensor MC as a reference, using the AoA method.
  • the master sensor MC may transmit the measured distances, horizontal angles, and elevation angles for each of the other sensors C1, C2, C3, and C4 to the information processing device 10 as three-dimensional polar coordinate information.
  • at least one of the sensors C1, C2, C3, and C4 may transmit its own polar coordinate information to the information processing device 10.
  • the placement information acquisition unit 11 converts the three-dimensional polar coordinates of the measured distances, horizontal angles, and elevation angles for each of the sensors C1, C2, C3, and C4 into three-dimensional Cartesian coordinates. Note that the process of converting the three-dimensional polar coordinates into three-dimensional Cartesian coordinates may be performed by the position measurement unit 13.
  • r1 be the distance between master sensor MC and sensor C2
  • ⁇ be the horizontal angle with tag T
  • ⁇ be the elevation angle with tag T.
  • the three-dimensional polar coordinates of tag T which have these as elements, be expressed as (r, ⁇ , ⁇ ), and let the three-dimensional Cartesian coordinates of sensor C2 corresponding to these polar coordinates be expressed as (x2, y2, z2).
  • equations for converting three-dimensional polar coordinates (r, ⁇ , ⁇ ) into three-dimensional Cartesian coordinates (x2, y2, z2) can be expressed by the following equations (3) to (5).
  • the three-dimensional orthogonal coordinates of the other sensors C1, C3, and C4 can be expressed as (x1, x2, x3), (x3, y3, z3), and (x4, y4, z4), respectively, based on equations (3) to (5).
  • the distance information acquisition unit 12 acquires distance information regarding the distance between at least one of the four or more sensors C and the tag T.
  • the sensor C1 measures the distance between itself and the tag T using the known ToA method, and transmits the distance information to the information processing device 10. Similar processing is performed for the other sensors C2, C3, and C4.
  • the position measurement unit 13 can calculate the three-dimensional coordinates (x, y, z) of tag T by substituting the three-dimensional coordinates (0, 0, 0) of sensor C1, the three-dimensional coordinates (x2, y2, z2) of sensor C2, the three-dimensional coordinates (x3, y3, z3) of sensor C3, and the distances r1, r2, r3, and r4 from the three-dimensional coordinates (x4, y4, z4) of sensor C4 to tag T into the above formula 2.
  • the information processing device 10 acquires polar coordinate information relating to the position of each sensor C (S31).
  • the information processing device 10 converts the polar coordinates of each sensor C into orthogonal coordinates (three-dimensional coordinates) (S32).
  • the information processing device 10 acquires distance information between each sensor C and the tag T (S33).
  • the information processing device 10 measures the position of the tag T based on the orthogonal coordinate information (three-dimensional coordinate information) and the distance information (S34).
  • the information processing system 100C including the information processing device 10 according to the third embodiment acquires, as position information, three-dimensional coordinate information relating to the positions of the other sensors C1, C2, C3, and C4 based on the position of one master sensor MC among the four or more sensors C when at least one sensor C among the four or more sensors C is not arranged on the same plane.
  • the information processing system 100C acquires distance information relating to the distance between at least one sensor C among the four or more sensors C and the tag T, and measures the position of the tag T based on the position information and the distance information.
  • the information processing system 100B can improve the measurement accuracy of the position of the tag T by acquiring the position information of each sensor C1, C2, C3, and C4 by automatically measuring them.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the physical configuration of an information processing device according to an embodiment.
  • the information processing device 10 has a CPU (Central Processing Unit) 10a corresponding to a calculation unit, a RAM (Random Access Memory) 10b corresponding to a storage unit, a ROM (Read Only Memory) 10c corresponding to a storage unit, a communication unit 10d, an input unit 10e, and a display unit 10f. These components are connected to each other via a bus so that data can be transmitted and received.
  • the information processing device 10 is configured by one computer, but the information processing device 10 may be realized by combining multiple computers.
  • the configuration shown in FIG. 10 is an example, and the information processing device 10 may have other configurations than these, or may not have some of these configurations.
  • the CPU 10a executes programs stored in the RAM 10b or ROM 10c, and functions as a control unit that performs various controls and calculates and processes data. For example, the CPU 10a executes a program (control program) for controlling the target device 20. The CPU 10a also receives various data from the input unit 10e and communication unit 10d, and displays the results of data calculations on the display unit 10f or stores them in the RAM 10b.
  • RAM 10b is a storage unit in which data can be rewritten, and may be composed of, for example, a semiconductor memory element.
  • RAM 10b may store, for example, a program executed by CPU 10a and data used by that program. Note that these are merely examples, and RAM 10b may store data other than these, or some of these data may not be stored.
  • ROM 10c is a memory section from which data can be read, and may be configured, for example, with a semiconductor memory element. ROM 10c may store, for example, a control program or data that is not rewritten.
  • the communication unit 10d is an interface that connects the information processing device 10 to other devices.
  • the communication unit 10d may be connected to a communication network such as a LAN.
  • the input unit 10e accepts data input from a user and may include, for example, a keyboard and a touch panel.
  • the display unit 10f visually displays the results of calculations performed by the CPU 10a, and may be configured, for example, with an LCD (Liquid Crystal Display).
  • the display unit 10f may display, for example, control signals and physical quantities in chronological order.
  • the control program may be provided by being stored in a computer-readable storage medium such as RAM 10b or ROM 10c, or may be provided via a communication network connected by communication unit 10d.
  • CPU 10a executes the control program to realize the various operations described above.
  • these physical configurations are merely examples and do not necessarily have to be independent configurations.
  • information processing device 10 may include an LSI (Large-Scale Integration) in which CPU 10a is integrated with RAM 10b and ROM 10c.
  • An information processing system (100) for measuring a position of an object comprising: a tag (T) associated with said object; Four or more sensors (C) arranged in a predetermined space including the tag (T); An information processing device (10), The information processing device (10) A first acquisition unit that acquires arrangement information regarding an arrangement of the four or more sensors (C); a second acquisition unit that acquires distance information regarding a distance between at least one sensor (C) among the four or more sensors (C) and the tag (T); a measurement unit that measures the position of the tag (T) based on the arrangement information and the distance information, An information processing system (100).
  • the four or more sensors (C) are arranged on the same plane,
  • the first acquisition unit acquires distance information relating to a distance between one sensor (C) and each of the other sensors (C) among the four or more sensors (C) as the arrangement information.
  • the position of the tag (T) is represented by three-dimensional coordinates, A generating unit that generates setting information related to the three-dimensional coordinates based on a user input; and an output unit (14) that outputs a positional relationship between the four or more sensors (C) and the tag (T) based on the acquired placement information, position information relating to the measured position of the tag (T), and the generated setting information.
  • the information processing system (100) according to claim 1 or 2.
  • the first acquisition unit acquires position information regarding positions of the four or more sensors (C) in the specified space as the arrangement information.
  • the first acquisition unit acquires, as the arrangement information, position information regarding positions of the other sensors (C) based on a position of one sensor (C) among the four or more sensors (C); 2.
  • the information processing system (100) according to claim 1.
  • a first acquisition unit that acquires arrangement information regarding an arrangement of four or more sensors (C) arranged in a predetermined space, the sensors including a tag (T) associated with an object; a second acquisition unit that acquires distance information regarding a distance between at least one sensor (C) among the four or more sensors (C) and the tag (T); a measurement unit that measures the position of the tag (T) based on the arrangement information and the distance information, Information processing device (10).
  • a first acquisition unit that acquires arrangement information regarding an arrangement of four or more sensors (C) arranged in a predetermined space, the sensors including a tag (T) associated with an object; a second acquisition unit that acquires distance information regarding a distance between at least one sensor (C) among the four or more sensors (C) and the tag (T); a measurement unit that measures the position of the tag (T) based on the arrangement information and the distance information;
  • 10...information processing device 10a...CPU, 10b...RAM, 10c...ROM, 10d...communication unit, 10e...input unit, 10f...display unit, 11...location information acquisition unit, 12...distance information acquisition unit, 13...position measurement unit, 14...output unit, 15...setting unit, 100, 100A, 100B, 100C...information processing system, sensor...C, C1, C2, C3, C4, tag...T

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Abstract

対象の位置の測定精度を向上させることが可能な位置測定技術を提供すること。対象の位置を測定する情報処理システム１００は、対象に関連づけられたタグＴと、タグＴを含む所定の空間に配置された４つ以上のセンサＣと、情報処理装置１０と、を備え、情報処理装置１０は、４つ以上のセンサＣの配置に関する配置情報を取得する第１取得部と、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣとタグＴとの距離に関する距離情報を取得する第２取得部と、配置情報と距離情報とに基づいてタグＴの位置を測定する測定部と、を備える。

Description

情報処理システム、情報処理装置、及び、プログラム
　本発明は、情報処理システム、情報処理装置、及び、プログラムに関する。
　特許文献１には、作業領域において作業者の位置情報を取得可能な作業評価システムが開示されている。当該作業領域の四隅にはアンカーが設置されており、作業者が保持するタグと各アンカーとの間の距離を測定することで、作業領域におけるタグの位置を特定することができる。
国際公開第２０２０／０３９５５９号
　特許文献１の記載の従来の作業評価システムは、作業領域におけるタグの位置を特定する際に、Ｗｉ－Ｆｉ等の無線通信技術を利用する。Ｗｉ－Ｆｉ等の無線通信技術を利用する測位技術は精度が低いため、従来の測定技術には改善の余地がある。
　このような事情に鑑み、本発明は、対象の位置の測定精度を向上させることが可能な位置測定技術を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る情報処理システムは、対象の位置を測定する位置測定システムであって、対象に関連づけられたタグと、タグを含む所定の空間に配置された４つ以上のセンサと、情報処理装置と、を備え、情報処理装置は、４つ以上のセンサの配置に関する配置情報を取得する第１取得部と、４つ以上のセンサのうち少なくとも１つのセンサとタグとの距離に関する距離情報を取得する第２取得部と、配置情報と距離情報とに基づいてタグの位置を測定する測定部と、を備える。
　上述した態様において、４つ以上のセンサは、同一平面上に配置され、第１取得部は、４つ以上のセンサのうち１つのセンサと他の各センサとの距離に関する距離情報を配置情報として取得してもよい。
　上述した態様において、タグの位置は、三次元座標により表され、情報処理システムは、ユーザの入力に基づいて、三次元座標に関する設定情報を生成する生成部と、取得された配置情報と、測定されたタグの位置に関する位置情報と、生成された設定情報とに基づいて、４つ以上のセンサ、及び、タグの位置関係を出力する出力部と、をさらに備えてもよい。
　上述した態様において、第１取得部は、４つ以上のセンサのうち少なくとも１つのセンサが同一平面上に配置されていない場合に、所定の空間における４つ以上のセンサの位置に関する位置情報を配置情報として取得してもよい。
　上述した態様において、第１取得部は、４つ以上のセンサのうち少なくとも１つのセンサが同一平面上に配置されていない場合に、４つ以上のセンサのうち１つのセンサの位置に基づく他の各センサの位置に関する位置情報を配置情報として取得してもよい。
　本発明の他の態様に係る情報処理装置は、対象に関連づけられたタグを含む所定の空間に配置された４つ以上のセンサの配置に関する配置情報を取得する第１取得部と、４つ以上のセンサのうち少なくとも１つのセンサとタグとの距離に関する距離情報を取得する第２取得部と、配置情報と距離情報とに基づいてタグの位置を測定する測定部と、を備える。
　本発明の他の態様に係るプログラムは、コンピュータを、対象に関連づけられたタグを含む所定の空間に配置された４つ以上のセンサの配置に関する配置情報を取得する第１取得部と、４つ以上のセンサのうち少なくとも１つのセンサとタグとの距離に関する距離情報を取得する第２取得部と、配置情報と距離情報とに基づいてタグの位置を測定する測定部と、として機能させるためのプログラム。
　本発明によれば、対象の位置の測定精度を向上させることが可能である。
第１実施形態に係る情報処理システムの構成を例示する構成図である。 第１実施形態に係るセンサとタグの位置関係を例示する構成図である。 第１実施形態に係る情報処理システムに含まれる情報処理装置の動作の一例を説明するフローチャートである。 第２実施形態に係る情報処理システムの構成を例示する構成図である。 第２実施形態に係るセンサとタグの位置関係を例示する構成図である。 第２実施形態に係る情報処理システムに含まれる情報処理装置の動作の一例を説明するフローチャートである。 第３実施形態に係る情報処理システムの構成を例示する構成図である。 第３実施形態に係るセンサとタグの位置関係を例示する構成図である。 第３実施形態に係る情報処理システムに含まれる情報処理装置の動作の一例を説明するフローチャートである。 実施形態に係る情報処理装置の物理的な構成を例示する構成図である。
　添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。ただし、図面は模式的なものであり、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　＜第１実施形態＞
　図１を参照して、第１実施形態に係る情報処理システムの構成について説明する。図１に示す情報処理システム１００Ａは、例えば、情報処理装置１０と、複数のセンサＭＣ、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３と、タグＴと、を備える。
　複数のセンサとして、マスタセンサＭＣ、及び、センサＣ１～Ｃ３を図示している。ただし、以下の説明において、これらセンサを区別することなく説明する場合には、符号を一部省略して、単に「センサＣ」と呼ぶ。情報処理システムに関して、第１実施形態に係る情報処理システム１００Ａ、第２実施形態に係る情報処理システム１００Ｂ、及び、第３実施形態に係る情報処理システム１００Ｃについて、区別することなく説明する場合には、符号を一部省略して、単に「情報処理システム１００」と呼ぶ。
　情報処理システム１００の各構成要素を説明する前に、本発明が適用される場面の一例について説明する。実施形態に係るシステム１００は、例えば、作業場において、手や腕など（対象）にタグＴを取り付けた作業者が、部品や治工具などを用いる作業動作に伴って移動するタグＴの位置をセンサ３で測定する。この場合、センサ３は、作業動作を行う作業者に対し、タグＴを含む作業空間（所定の空間）において固定された位置に配置されることが好ましい。
　より具体的には、情報処理システム１００Ａは、４つ以上のセンサＣの配置に関する配置情報を取得し、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣとタグＴとの距離に関する距離情報を取得する。情報処理システム１００Ａは、４つ以上のセンサＣの配置に関する配置情報と、少なくとも１つのセンサＣとタグＴとの距離に関する距離情報とに基づいてタグＴの位置を測定する。例えば、情報処理システム１００Ａにおける、センサＣとタグＴとの距離の測定は、公知のＴｏＡ（Time of Arrive）方式等を用いて測定可能である。ＴｏＡ方式の具体的内容については後述する。
　したがって、情報処理システム１００Ａは、作業領域におけるタグの位置を特定する際に、Ｗｉ－Ｆｉ等の無線通信技術を利用する従来の作業評価システムと比べて、対象の位置の測定精度を向上させることが可能である。
　ここで、タグＴは「対象」に関連づけられている。上記したように、タグＴが作業者の手や腕などの対象に取り付けられる場合、タグＴは、対象の重心に取り付けられてもよいし、対象の予め定められた一端に取り付けられてもよい。なお、タグＴを取り付けるのは、作業者に限定されない。例えば、作業者が作業を行う際に用いる部品や治工具等にタグＴが取り付けられてもよい。つまり、タグＴは、作業動作を行う対象に取り付けられてもよい。
　情報処理システム１００Ａの各構成要素について、以下に説明する。
　タグＴは、電子タグであり、パッシブタグであっても、アクティブタグであってもよい。
　センサ３は、タグＴの位置を測定する。センサ３は、例えば、一又は複数のアンテナと、マイクロコントローラ）とを備える。
　センサ３のマイコンは、一又は複数のアンテナとタグＴとの間でやり取りされる無線通信の電波を利用して、タグＴとの距離、水平角（Azimuth）及び仰角（Elevation）を測定する。また、センサ３のマイコンは、一又は複数のアンテナと他のセンサ３との間でやり取りされる無線通信の電波を利用して、他のセンサ３との距離、水平角及び仰角を測定してもよい。
　センサ３と、タグＴ及び他のセンサ３の少なくとも一方との距離は、例えば、公知のＴｏＡ方式を用いて測定することができる。ＴｏＡ方式では、送信機と受信機との間の電波の伝搬遅延時間を用いて、送信機と受信機との間の距離を測定する（距離＝時間×光速）。
　センサ３と、タグＴ及び他のセンサ３の少なくとも一方との水平角及び仰角は、例えば、公知のＡｏＡ（Angle of Arrive）方式を用いて測定することができる。ＡｏＡ方式では、受信機の複数のアンテナを利用し、送信機から発信される電波を複数のアンテナで受信する際に生ずる電波信号の位相差を用いて送信機との角度を測定する。
　センサ３は、タグＴ及び他のセンサ３の少なくとも一方に関して測定した距離、水平角及び仰角の少なくとも一つに関する情報を情報処理装置１０に送信する。
　情報処理部１０は、機能的に、配置情報取得部１１（第１取得部）と、距離情報取得部１２（第２取得部）と、位置測定部１３（測定部）と、出力部１４と、設定部１５（生成部）と、を含んで構成されている。なお、配置情報取得部１１と、距離情報取得部１２と、位置測定部１３と、出力部１４と、設定部１５とは、例えば、後述する図１０に示す情報処理装置１０のＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃに格納されているプログラムをＣＰＵ１０ａが実行したりすることにより実現することができる。
　設定部１５は、例えば情報処理システム１００の管理者（ユーザ）の入力に基づいて、三次元座標に関する設定情報を生成する。なお、ユーザは、作業者を含んでもよい。
　図２は、第１実施形態に係るセンサとタグの位置関係を例示する構成図である。図２に示すように、管理者又は作業者は、図１に示すマスタセンサＭＣと、センサＣ１～Ｃ３とを、例えば作業場の天井に対応する同一平面Ｓ１上に位置するように配置する。マスタセンサＭＣと、センサＣ１～Ｃ３とが作業場の天井に配置される場合、作業者に取り付けられるタグＴは、天井よりも下に位置することになる。ユーザが、上記のような各センサＣとタグＴとの位置関係を入力すると、設定部１５は、例えば、タグＴの三次元座標におけるＺ座標の正負（設定情報）を設定する。なお、後述のとおり、図２の例では、マスタセンサＭＣの三次元座標が（０，０，０）となるため、例えば、タグＴの三次元座標におけるＺ座標は「負」が設定される。この正負に関する情報が後述する位置測定部１３の処理に利用される。
　マスタセンサＭＣと、センサＣ１～Ｃ３とが配置される同一平面は任意であり、上記した平面Ｓ１には限定されない。マスタセンサＭＣと、センサＣ１～Ｃ３とは、例えば作業場の床に対応する平面Ｓ４に配置されてもよい。マスタセンサＭＣと、センサＣ１～Ｃ３とが作業場の床に配置される場合、作業者に取り付けられるタグＴは、床よりも上に位置することになる。ユーザが、上記のような各センサＣとタグＴとの位置関係を入力すると、設定部１５は、例えば、タグＴの三次元座標におけるＺ座標の正負を設定する。なお、マスタセンサＭＣと、センサＣ１～Ｃ３とは、例えば作業場の側壁に対応する平面Ｓ２又はＳ３に配置されてもよい。
　図１に戻り、配置情報取得部１１は、４つ以上のセンサＣの配置に関する配置情報を取得する。配置情報取得部１１は、４つ以上のセンサＣのうち１つのセンサＣと他の各センサＣとの距離に関する距離情報を配置情報として取得する。
　例えば、図１及び図２に示す各センサＣは、互いのセンサＣ間の距離を、ＴｏＡ方式を用いて測定する。例えば、センサＣ１は、他のセンサＣ２、Ｃ３、及び、ＭＣとの間の距離を測定し、距離情報を情報処理装置１０に送信する。他のセンサＣについても同様の処理を実行する。
　距離情報取得部１２は、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣとタグＴとの距離に関する距離情報を取得する。例えば、センサＣ１は、タグＴとの間の距離を公知のＴｏＡ方式を用いて測定し、距離情報を情報処理装置１０に送信する。他のセンサＣについても同様の処理を実行する。
　位置測定部１３は、配置情報取得部１１によって取得された配置情報と、距離情報取得部１２によって取得された距離情報とに基づいてタグＴの位置を測定する。
　例えば、位置測定部１３は、図２に示すセンサＭＣ、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３のうち各２点間の距離（配置情報としての距離情報）からマスタセンサＭＣを原点（０，０，０）としたときのそれぞれの位置関係を算出する。より具体的には、センサＭＣ、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３のうち各２点間の距離は、例えば平面Ｓ１の各４辺に対応する距離、及び、平面Ｓ１における４つの頂点に基づく２本の対角線に対応する距離を含む。マスタセンサＭＣは、各センサＣ間における時間同期及びデータ転送を司るホストセンサとして動作する。
　位置測定部１３は、算出された位置関係と、設定部１５によって設定された正負情報とに基づいて３点の位置を特定する。つまり、図２に示すように、位置測定部１３は、例えば、センサＣ１の三次元座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、センサＣ２の三次元座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、センサＣ３の三次元座標（ｘ３，ｙ３，ｚ３）を特定する。
　なお、マスタセンサＭＣは、あらかじめ，複数のセンサＣのうち特定の１つのセンサをマスタセンサとして定めてもよい。また、他のセンサの三次元座標が特定された場合に、残った１つのセンサをマスタセンサとしてもよい。
　例えば、位置測定部１３は、タグＴとセンサ３点（例えばセンサＣ１、Ｃ２及びＣ３）間との距離と、設定部１５によって設定された正負情報と、以下の式１と、に基づいて、タグＴの座標を特定する。
　［式１］
　（ｘ１－ｘ）＾２＋（ｙ１－ｙ）＾２＋（ｚ１－ｚ）＾２＝ｒ１＾２
　（ｘ２－ｘ）＾２＋（ｙ２－ｙ）＾２＋（ｚ２－ｚ）＾２＝ｒ２＾２
　（ｘ３－ｘ）＾２＋（ｙ３－ｙ）＾２＋（ｚ３－ｚ）＾２＝ｒ３＾２
　ＴｏＡ方式に基づいてタグＴの三次元座標を算出するためには、少なくとも３つのセンサＣからの情報が必要である。位置測定部１３は、センサＣ１の三次元座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、センサＣ１の三次元座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、及び、センサＣ１の三次元座標（ｘ３，ｙ３，ｚ３）からのタグＴまでの各距離ｒ１、ｒ２及びｒ３を上記式１に代入することによって、タグＴの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算出可能である。なお、上記式１は、二乗を含む式であり、例えばＺ座標については、正負の二値が計算されるため、設定部１５による正負の設定が必要である。
　出力部１４は、配置情報取得部１１によって取得された配置情報と、位置測定部１３によって測定されたタグＴの位置に関する位置情報と、設定部１５によって生成された設定情報とに基づいて、４つ以上のセンサＣ、及び、タグＴの位置関係を出力する。図２に示すように、出力部１４は、後述する図１０に示す情報処理装置１０の表示部１０ｆにおいて、例えば作業場に配置された４つのセンサＣ、及び、タグＴの位置関係を表示可能である。
　図３を参照して、情報処理システム１００Ａに含まれる情報処理装置１０の動作の一例について説明する。図３に示すように、情報処理装置１０は、タグＴの三次元座標におけるＺ座標に関する正負情報を設定する（Ｓ１１）。情報処理装置１０は、各センサＣ間の距離に関する距離情報を配置情報として取得する（Ｓ１２）。情報処理装置１０は、各センサＣとタグＴとの間の距離に関する距離情報を取得する（Ｓ１３）。情報処理装置１０は、各センサＣ間の距離に関する距離情報と、各センサＣとタグＴとの間の距離に関する距離情報とに基づいてタグＴの位置を測定する（Ｓ１４）。情報処理装置１０は、各センサＣ、及び、タグＴの位置関係を出力する（Ｓ１５）。
　以上のとおり、第１実施形態に係る情報処理装置１０を含む情報処理システム１００Ａは、４つ以上のセンサＣの配置に関する配置情報を取得し、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣとタグＴとの距離に関する距離情報を取得する。情報処理システム１００Ａは、４つ以上のセンサＣの配置に関する配置情報と、少なくとも１つのセンサＣとタグＴとの距離に関する距離情報とに基づいてタグＴの位置を測定する。したがって、情報処理システム１００Ａは、作業領域におけるタグの位置を特定する際に、Ｗｉ－Ｆｉ等の無線通信技術を利用する従来の作業評価システムと比べて、対象の位置の測定精度を向上させることが可能である。
　また、情報処理システム１００Ａは、マスタセンサＭＣと他のセンサＣ１、Ｃ２及びＣ３との３点間の距離からマスタセンサＭＣを原点（０，０，０）としたときのそれぞれの位置関係を算出し、算出された位置関係と、設定された正負情報とに基づいて３点の位置を特定する。したがって、情報処理システム１００Ａにおいて、センサの三次元座標を自動取得可能な場合であっても、ユーザ又は作業者によって、作業場において各センサを配置することが容易である。
　＜第２実施形態＞
　第２実施形態では、複数のセンサＣを同一平面上に位置しないように配置する点で、複数のセンサＣを同一平面上に位置するように配置する第１実施形態とは異なる。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明する。
　図４は、第２実施形態に係る情報処理システムの構成を例示する構成図である。図５は、第２実施形態に係るセンサとタグの位置関係を例示する構成図である。図５に示すように、センサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４のうち少なくとも１つのセンサＣが同一平面上に位置しないように配置されている。なお、図５に示す複数のセンサＣの配置例はあくまで一例であり、複数のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣが同一平面上に位置しないように配置されていればよい。
　図４に示す配置情報取得部１１は、４つ以上のセンサＣの配置に関する配置情報を取得する。例えば、配置情報取得部１１は、所定の空間における４つ以上のセンサの位置に関する位置情報を配置情報として取得する。例えば、作業者が４つ以上のセンサＣを作業場における所定の空間において配置する際に、作業者又は管理者（ユーザ）は、配置された複数のセンサＣのそれぞれに関する三次元座標を入力する。設定部１５は、ユーザによる入力に基づいて、配置された複数のセンサＣのそれぞれに関する三次元座標を情報処理システム１００Ｂにおいて設定する。配置情報取得部１１は、設定部１５によって設定された、複数のセンサＣのそれぞれに関する三次元座標を配置情報として取得する。
　距離情報取得部１２は、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣとタグＴとの距離に関する距離情報を取得する。例えば、センサＣ１は、タグＴとの間の距離を公知のＴｏＡ方式を用いて測定し、距離情報を情報処理装置１０に送信する。他のセンサＣ２、Ｃ３及びＣ４についても同様の処理を実行する。
　位置測定部１３は、各センサの位置情報（配置情報）と、タグＴと各センサ間との距離と、以下の式２と、に基づいて、タグＴの座標を特定する。例えば、各センサの位置（直交座標）情報は、各センサの三次元座標であり、図５に示す、センサＣ１（ｘ１，ｘ２，ｘ３）、センサＣ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、センサＣ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）、及び、センサＣ４（ｘ４，ｙ４，ｚ４）を含む。また、例えば、タグＴと各センサ間との距離は、図５に示すｒ１、ｒ２、ｒ３及びｒ４を含む。
　［式２］
　（ｘ１－ｘ）＾２＋（ｙ１－ｙ）＾２＋（ｚ１－ｚ）＾２＝ｒ１＾２
　（ｘ２－ｘ）＾２＋（ｙ２－ｙ）＾２＋（ｚ２－ｚ）＾２＝ｒ２＾２
　（ｘ３－ｘ）＾２＋（ｙ３－ｙ）＾２＋（ｚ３－ｚ）＾２＝ｒ３＾２
　（ｘ４－ｘ）＾２＋（ｙ４－ｙ）＾２＋（ｚ４－ｚ）＾２＝ｒ４＾２
　位置測定部１３は、センサＣ１の三次元座標（０，０，０）、センサＣ２の三次元座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、センサＣ３の三次元座標（ｘ３，ｙ３，ｚ３）、及び、センサＣ４の三次元座標（ｘ４，ｙ４，ｚ４）からのタグＴまでの各距離ｒ１、ｒ２、ｒ３及びｒ４を上記式２に代入することによって、タグＴの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算出可能である。
　図６を参照して、第２実施形態に係る情報処理システム１００Ｂに含まれる情報処理装置１０の動作の一例を説明する。図６に示すように、情報処理装置１０は、ユーザ入力に基づいて、各センサＣの位置に関する直交座標情報（三次元座標）を設定する（Ｓ２１）。情報処理装置１０は、各センサＣとタグＴとの距離情報を取得する（Ｓ２２）。情報処理装置１０は、直交座標情報と距離情報とに基づいてタグＴの位置を測定する（Ｓ２３）。
　以上のとおり、第２実施形態に係る情報処理装置１０を含む情報処理システム１００Ｂは、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣが同一平面上に配置されていない場合に、作業場における４つ以上のセンサＣの位置に関する三次元座標情報を配置情報として取得する。情報処理システム１００Ｂは、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣとタグＴとの距離に関する距離情報を取得し、配置情報と距離情報とに基づいてタグＴの位置を測定する。したがって、情報処理システム１００Ｂは、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣが同一平面上に配置されていない場合であっても、各センサＣの位置情報をユーザの入力に基づいて取得することによって、タグＴの位置の測定精度を向上させることが可能である。
　＜第３実施形態＞
　第３実施形態では、複数のセンサＣを同一平面上に位置しないように配置する点で、複数のセンサＣを同一平面上に位置するように配置する第１実施形態とは異なる。第３実施形態では、情報処理システム１００が各センサＣの位置情報を自動的に測定することによって取得する点で、情報処理システム１００が各センサＣの位置情報を作業者又は管理者（ユーザ）の入力に基づいて取得する第２実施形態とは異なる。以下では、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点について主に説明する。
　図７は、第３実施形態に係る情報処理システムの構成を例示する構成図である。図８は、第３実施形態に係るセンサとタグの位置関係を例示する構成図である。図８に示すように、センサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４のうち少なくとも１つのセンサＣが同一平面上に位置しないように配置されている。なお、図８に示す複数のセンサＣの配置例はあくまで一例であり、マスタセンサＭＣを除く複数のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣが同一平面上に位置しないように配置されていればよい。
　設定部１５は、ユーザによる入力に基づいて、配置されたマスタセンサＭＣに関する三次元座標を情報処理システム１００Ｃにおいて設定する。配置情報取得部１１は、設定部１５によって設定された、マスタセンサＭＣに関する三次元座標を取得してもよい。
　配置情報取得部１１は、４つ以上のセンサＣのうち１つのマスタセンサＭＣの位置に基づく他の各センサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４の位置に関する三次元座標情報を配置情報として取得する。例えば、マスタセンサＭＣは、ＡｏＡ方式を用いて、他のセンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４のそれぞれとの間の距離を取得する。また、マスタセンサＭＣは、ＡｏＡ方式を用いて、マスタセンサＭＣを基準として、他のセンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４のそれぞれに対する水平角及び仰角を取得する。
　マスタセンサＭＣは、他のセンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４のそれぞれに関する、測定した距離、水平角、及び仰角を三次元の極座標情報として、情報処理装置１０に送信してもよい。また、センサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４の少なくとも一つのセンサが、自らの極座標情報を情報処理装置１０に送信してもよい。
　配置情報取得部１１は、センサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４のそれぞれに関する、測定された距離、水平角、及び仰角を三次元の極座標を、三次元の直交座標に変換する。なお、三次元の極座標を、三次元の直交座標に変換する処理は、位置測定部１３が実行してもよい。
　ここで、例えばマスタセンサＭＣとセンサＣ２間の距離をｒ１とし、タグＴとの水平角をθとし、タグＴとの仰角をφとし、これらを要素とするタグＴの三次元極座標を（ｒ、θ、φ）と表し、その極座標に対応するセンサＣ２の三次元直交座標を（ｘ２、ｙ２、ｚ２）と表すことにする。
　上記の条件において、三次元の極座標（ｒ、θ、φ）を、三次元の直交座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）に変換する式は、以下の式（３）乃至式（５）により表すことができる。
　［式３］
　ｘ２＝ｒ×ｃｏｓ（φ）ｃｏｓ（θ）
　［式４］
　ｙ２＝ｒ×ｃｏｓ（φ）ｓｉｎ（θ）
　［式５］
　ｚ２＝ｒ×ｓｉｎ（φ）
　同様に、他のセンサＣ１、Ｃ３及びＣ４の三次元直交座標についても、それぞれ、式（３）乃至式（５）に基づいて、（ｘ１、ｘ２、ｘ３）、（ｘ３、ｙ３、ｚ３）及び（ｘ４、ｙ４、ｚ４）と表すことが可能である。
　距離情報取得部１２は、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣとタグＴとの距離に関する距離情報を取得する。例えば、センサＣ１は、タグＴとの間の距離を公知のＴｏＡ方式を用いて測定し、距離情報を情報処理装置１０に送信する。他のセンサＣ２、Ｃ３及びＣ４についても同様の処理を実行する。
　位置測定部１３は、センサＣ１の三次元座標（０，０，０）、センサＣ２の三次元座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、センサＣ３の三次元座標（ｘ３，ｙ３，ｚ３）、及び、センサＣ４の三次元座標（ｘ４，ｙ４，ｚ４）からのタグＴまでの各距離ｒ１、ｒ２、ｒ３及びｒ４を上記式２に代入することによって、タグＴの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算出可能である。
　図９を参照して、第３実施形態に係る情報処理システム１００Ｃに含まれる情報処理装置１０の動作の一例を説明する。図９に示すように、情報処理装置１０は、各センサＣの位置に関する極座標情報を取得する（Ｓ３１）。情報処理装置１０は、各センサＣの極座標を直交座標（三次元座標）に変換する（Ｓ３２）。情報処理装置１０は、各センサＣとタグＴとの距離情報を取得する（Ｓ３３）。情報処理装置１０は、直交座標情報（三次元座標情報）と距離情報とに基づいてタグＴの位置を測定する（Ｓ３４）。
　以上のとおり、第３実施形態に係る情報処理装置１０を含む情報処理システム１００Ｃは、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣが同一平面上に配置されていない場合に、４つ以上のセンサＣのうち１つのマスタセンサＭＣの位置に基づく他の各センサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４の位置に関する三次元座標情報を配置情報として取得する。情報処理システム１００Ｃは、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣとタグＴとの距離に関する距離情報を取得し、配置情報と距離情報とに基づいてタグＴの位置を測定する。したがって、情報処理システム１００Ｂは、４つ以上のセンサＣのうち少なくとも１つのセンサＣが同一平面上に配置されていない場合であっても、各センサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４の位置情報を自動的に測定することによって取得することによって、タグＴの位置の測定精度を向上させることが可能である。
　図１０は、実施形態に係る情報処理装置の物理的な構成を例示する図である。情報処理装置１０は、演算部に相当するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａと、記憶部に相当するＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｂと、記憶部に相当するＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｃと、通信部１０ｄと、入力部１０ｅと、表示部１０ｆと、を有する。これらの各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続される。なお、本例では情報処理装置１０が一台のコンピュータで構成される場合について説明するが、情報処理装置１０は、複数のコンピュータが組み合わされて実現されてもよい。また、図１０に示す構成は一例であり、情報処理装置１０はこれら以外の構成を有してもよいし、これらの構成のうち一部を有さなくてもよい。
　ＣＰＵ１０ａは、ＲＡＭ１０ｂ又はＲＯＭ１０ｃに記憶されたプログラムを実行し、各種の制御やデータの演算及び加工を行う制御部として機能する。例えば、ＣＰＵ１０ａは、対象装置２０を制御するためのプログラム（制御プログラム）を実行する。また、ＣＰＵ１０ａは、入力部１０ｅや通信部１０ｄから種々のデータを受け取り、データの演算結果を表示部１０ｆに表示したり、ＲＡＭ１０ｂに格納したりする。
　ＲＡＭ１０ｂは、記憶部のうちデータの書き換えが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＡＭ１０ｂは、例えばＣＰＵ１０ａが実行するプログラム、そのプログラムで用いるデータを記憶してよい。なお、これらは例示であって、ＲＡＭ１０ｂには、これら以外のデータが記憶されてもよいし、これらの一部が記憶されなくてもよい。
　ＲＯＭ１０ｃは、記憶部のうちデータの読み出しが可能なものであり、例えば半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＯＭ１０ｃは、例えば制御プログラムや、書き換えが行われないデータを記憶してよい。
　通信部１０ｄは、情報処理装置１０を他の機器に接続するインターフェースである。通信部１０ｄは、ＬＡＮ等の通信ネットワークに接続されてよい。
　入力部１０ｅは、ユーザからデータの入力を受け付けるものであり、例えば、キーボード及びタッチパネルを含んでよい。
　表示部１０ｆは、ＣＰＵ１０ａによる演算結果を視覚的に表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）により構成されてよい。表示部１０ｆは、例えば、制御信号や物理量を時系列で表示してよい。
　制御プログラムは、ＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃ等のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよいし、通信部１０ｄにより接続される通信ネットワークを介して提供されてもよい。情報処理装置１０では、ＣＰＵ１０ａが制御プログラムを実行することにより、上記で説明した様々な動作が実現される。なお、これらの物理的な構成は例示であって、必ずしも独立した構成でなくてもよい。例えば、情報処理装置１０は、ＣＰＵ１０ａとＲＡＭ１０ｂやＲＯＭ１０ｃが一体化したＬＳＩ（Large-Scale Integration）を備えてもよい。
　以上説明した各実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。また、上述した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。各実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
　［付記］
　本実施形態における態様は、以下のような開示を含む。
　（付記１）
　対象の位置を測定する情報処理システム（１００）であって、
　前記対象に関連づけられたタグ（Ｔ）と、
　前記タグ（Ｔ）を含む所定の空間に配置された４つ以上のセンサ（Ｃ）と、
　情報処理装置（１０）と、を備え、
　前記情報処理装置（１０）は、
　前記４つ以上のセンサ（Ｃ）の配置に関する配置情報を取得する第１取得部と、
　前記４つ以上のセンサ（Ｃ）のうち少なくとも１つのセンサ（Ｃ）と前記タグ（Ｔ）との距離に関する距離情報を取得する第２取得部と、
　前記配置情報と前記距離情報とに基づいて前記タグ（Ｔ）の位置を測定する測定部と、を備える、
情報処理システム（１００）。
　（付記２）
　前記４つ以上のセンサ（Ｃ）は、同一平面上に配置され、
　前記第１取得部は、前記４つ以上のセンサ（Ｃ）のうち１つのセンサ（Ｃ）と他の各センサ（Ｃ）との距離に関する距離情報を前記配.置情報として取得する、
　付記１記載の情報処理システム（１００）。
　（付記３）
　前記タグ（Ｔ）の位置は、三次元座標により表され、
　ユーザの入力に基づいて、前記三次元座標に関する設定情報を生成する生成部と、
　取得された前記配置情報と、測定された前記タグ（Ｔ）の位置に関する位置情報と、生成された前記設定情報とに基づいて、前記４つ以上のセンサ（Ｃ）、及び、前記タグ（Ｔ）の位置関係を出力する出力部（１４）と、をさらに備える、
　付記１又は２記載の情報処理システム（１００）。
　（付記４）
　前記第１取得部は、前記４つ以上のセンサ（Ｃ）のうち少なくとも１つのセンサ（Ｃ）が同一平面上に配置されていない場合に、前記所定の空間における前記４つ以上のセンサ（Ｃ）の位置に関する位置情報を前記配置情報として取得する、
　付記１に記載の情報処理システム（１００）。
　（付記５）
　前記第１取得部は、前記４つ以上のセンサ（Ｃ）のうち少なくとも１つのセンサ（Ｃ）が同一平面上に配置されていない場合に、前記４つ以上のセンサ（Ｃ）のうち１つのセンサ（Ｃ）の位置に基づく他の各センサ（Ｃ）の位置に関する位置情報を前記配置情報として取得する、
　付記１に記載の情報処理システム（１００）。
　（付記６）
　対象に関連づけられたタグ（Ｔ）を含む所定の空間に配置された４つ以上のセンサ（Ｃ）の配置に関する配置情報を取得する第１取得部と、
　前記４つ以上のセンサ（Ｃ）のうち少なくとも１つのセンサ（Ｃ）と前記タグ（Ｔ）との距離に関する距離情報を取得する第２取得部と、
　前記配置情報と前記距離情報とに基づいて前記タグ（Ｔ）の位置を測定する測定部と、を備える、
情報処理装置（１０）。
　（付記７）
　コンピュータを、
　対象に関連づけられたタグ（Ｔ）を含む所定の空間に配置された４つ以上のセンサ（Ｃ）の配置に関する配置情報を取得する第１取得部と、
　前記４つ以上のセンサ（Ｃ）のうち少なくとも１つのセンサ（Ｃ）と前記タグ（Ｔ）との距離に関する距離情報を取得する第２取得部と、
　前記配置情報と前記距離情報とに基づいて前記タグ（Ｔ）の位置を測定する測定部と、
として機能させるためのプログラム。
　１０…情報処理装置、１０ａ…ＣＰＵ、１０ｂ…ＲＡＭ、１０ｃ…ＲＯＭ、１０ｄ…通信部、１０ｅ…入力部、１０ｆ…表示部、１１…配置情報取得部、１２…距離情報取得部、１３…位置測定部、１４…出力部、１５…設定部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…情報処理システム、センサ…Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、タグ…Ｔ

Claims (7)

  1. 　対象の位置を測定する情報処理システムであって、
    　前記対象に関連づけられたタグと、
    　前記タグを含む所定の空間に配置された４つ以上のセンサと、
    　情報処理装置と、を備え、
    　前記情報処理装置は、
    　前記４つ以上のセンサの配置に関する配置情報を取得する第１取得部と、
    　前記４つ以上のセンサのうち少なくとも１つのセンサと前記タグとの距離に関する距離情報を取得する第２取得部と、
    　前記配置情報と前記距離情報とに基づいて前記タグの位置を測定する測定部と、を備える、
    情報処理システム。
  2. 　前記４つ以上のセンサは、同一平面上に配置され、
    　前記第１取得部は、前記４つ以上のセンサのうち１つのセンサと他の各センサとの距離に関する距離情報を前記配置情報として取得する、
    請求項１に記載の情報処理システム。
  3. 　前記タグの位置は、三次元座標により表され、
    　ユーザの入力に基づいて、前記三次元座標に関する設定情報を生成する生成部と、
    　取得された前記配置情報と、測定された前記タグの位置に関する位置情報と、生成された前記設定情報とに基づいて、前記４つ以上のセンサ、及び、前記タグの位置関係を出力する出力部と、をさらに備える、
    請求項１又は２に記載の情報処理システム。
  4. 　前記第１取得部は、前記４つ以上のセンサのうち少なくとも１つのセンサが同一平面上に配置されていない場合に、前記所定の空間における前記４つ以上のセンサの位置に関する位置情報を前記配置情報として取得する、
    請求項１に記載の情報処理システム。
  5. 　前記第１取得部は、前記４つ以上のセンサのうち少なくとも１つのセンサが同一平面上に配置されていない場合に、前記４つ以上のセンサのうち１つのセンサの位置に基づく他の各センサの位置に関する位置情報を前記配置情報として取得する、
    請求項１に記載の情報処理システム。
  6. 　対象に関連づけられたタグを含む所定の空間に配置された４つ以上のセンサの配置に関する配置情報を取得する第１取得部と、
    　前記４つ以上のセンサのうち少なくとも１つのセンサと前記タグとの距離に関する距離情報を取得する第２取得部と、
    　前記配置情報と前記距離情報とに基づいて前記タグの位置を測定する測定部と、を備える、
    情報処理装置。
  7. 　コンピュータを、
    　対象に関連づけられたタグを含む所定の空間に配置された４つ以上のセンサの配置に関する配置情報を取得する第１取得部と、
    　前記４つ以上のセンサのうち少なくとも１つのセンサと前記タグとの距離に関する距離情報を取得する第２取得部と、
    　前記配置情報と前記距離情報とに基づいて前記タグの位置を測定する測定部と、
    として機能させるためのプログラム。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070076638A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-05 Honeywell International Inc. Localization for low cost sensor network
JP2009237870A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Brother Ind Ltd 保護者管理システム
JP2010228896A (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 Fujitsu Frontech Ltd 検出システム及び検出方法
JP2022019718A (ja) * 2016-06-03 2022-01-27 ロシックス・インコーポレイテッド 複数の通信経路が存在する中での正確な無線周波数位置推定のためのシステムおよび方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070076638A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-05 Honeywell International Inc. Localization for low cost sensor network
JP2009237870A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Brother Ind Ltd 保護者管理システム
JP2010228896A (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 Fujitsu Frontech Ltd 検出システム及び検出方法
JP2022019718A (ja) * 2016-06-03 2022-01-27 ロシックス・インコーポレイテッド 複数の通信経路が存在する中での正確な無線周波数位置推定のためのシステムおよび方法

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