位置検出システム
【課題】ＩＤを読み取る際にＩＤタグリーダの直線偏波アンテナの偏波面を各々のＩＤタグの直線偏波アンテナの偏波面に合わせることで、ＩＤタグリーダの位置をさらに高精度に検出することができる位置検出システムを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明にかかる位置検出システム１は、直線偏波アンテナ１０ａを有するＩＤタグ１０から発信されたＩＤを直線偏波アンテナ２０ａを有するＩＤタグリーダ２０で読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダ２０の位置を位置検出装置３０で検出する。
【解決手段】本発明にかかる位置検出システム１は、直線偏波アンテナ１０ａを有するＩＤタグ１０から発信されたＩＤを直線偏波アンテナ２０ａを有するＩＤタグリーダ２０で読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダ２０の位置を位置検出装置３０で検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線偏波アンテナを有するＩＤタグから発信されたＩＤを直線偏波アンテナを有するＩＤタグリーダで読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダの位置を位置検出装置で検出する位置検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋外で自己位置を検出する場合には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの手段が使われている。そして現在では、ＧＰＳなどの手段により、自動車のみならず歩行者のナビゲーションもできるまでになってきている。しかし、リアルタイム（数秒ごと）に自己位置を検出する場合では、汎用のものでは数メートルから数十メートルの範囲で検出誤差があり、リアルタイムに数センチメートルの分解能で自己位置の検出を行うことは困難であった。
【０００３】
また、屋内などのＧＰＳ電波が届かない空間で自己位置を検出する場合には、１．磁気変換技術を応用する方法、２．超音波ビーコンを利用する方法、３．ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）および携帯電話の親局を利用する方法、４．数十センチメートルから数メートルの通信距離を持つＩＤタグを利用する方法、などが使われている。しかし、１．の方法では磁場の乱れに弱く、また、２．の方法では壁などの音の遮蔽や反射に弱い、という問題があった。そして、３．の方法では数センチメートル精度の安定した位置検出が困難であり、４の方法では、複数の無線ＩＤタグの送信電波干渉の問題があり、無線ＩＤタグが数十センチメートルから数メートルの間隔で配置されているため、無線ＩＤタグだけでは数センチメートル単位の位置検出精度を期待することが出来ない、という問題があった。ここで、これら問題を解決した技術として、特許文献１に記載の技術が挙げられる。特許文献１には、電磁誘導方式のＩＤタグを所定の範囲に高密度に配置し、アンチコリジョン技術を用いて複数のＩＤタグのＩＤをＩＤリーダにより読み取ることで自己位置を検出する非接触型位置測定方法および非接触型位置測定システムに関する技術が開示されている。これにより、リアルタイムに数センチメートルの分解能で自己位置の検出を行うことが可能になった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８３４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、直線偏波アンテナの場合、アンテナの偏波面に方向特性があるため、特許文献１に記載の技術では、ＩＤタグとＩＤタグリーダとの位置関係によってはアンテナの偏波面が合わない場合があり、必ずしも充分な精度で自己位置を検出することができなかった、という問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ＩＤを読み取る際にＩＤタグリーダの直線偏波アンテナの偏波面を各々のＩＤタグの直線偏波アンテナの偏波面に合わせることで、ＩＤタグリーダの位置をさらに高精度に検出することができる位置検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる請求項１に記載の位置検出システムは、直線偏波アンテナを有するＩＤタグから発信されたＩＤを直線偏波アンテナを有するＩＤタグリーダで読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダの位置を位置検出装置で検出する位置検出システムにおいて、前記ＩＤタグリーダは、ＩＤを読み取る際に、当該ＩＤタグリーダの前記直線偏波アンテナの偏波面であるＩＤタグリーダ偏波面を各々のＩＤタグの直線偏波アンテナの偏波面に合わせるように前記ＩＤタグリーダ偏波面を所定の回転角度範囲で回転させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる請求項２に記載の位置検出システムは、請求項１に記載の位置検出システムにおいて、前記位置検出装置は、前記ＩＤタグリーダで読み取ったＩＤに対応するＩＤタグの位置座標を、各々のＩＤタグのＩＤと位置座標とを対応付けて記憶した位置対応表から取得するＩＤタグ位置取得手段と、前記ＩＤタグ位置取得手段で取得したＩＤタグの位置座標に基づいて前記ＩＤタグリーダの位置座標を決定するＩＤタグリーダ位置決定手段とを備え、前記ＩＤタグリーダ位置決定手段は、前記ＩＤタグ位置取得手段でＩＤタグの位置座標を複数取得した場合、取得した位置座標の平均座標を算出する平均座標算出手段をさらに備え、前記平均座標算出手段で算出された平均座標を前記ＩＤタグリーダの位置座標として決定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる請求項３に記載の位置検出システムは、請求項２に記載の位置検出システムにおいて、前記ＩＤタグリーダ位置決定手段は、前記所定の回転角度範囲のうちＩＤを読み取ることが可能な回転角度範囲に基づいて、前記ＩＤタグ位置取得手段で取得したＩＤタグの位置座標に対して重み付けをする位置座標重み付け手段をさらに備え、前記平均座標算出手段は、前記位置座標重み付け手段で重み付けされた位置座標の平均座標を算出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる請求項４に記載の位置検出システムは、請求項１〜３のいずれか１つに記載の位置検出システムにおいて、前記位置検出装置は、前記ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいて前記ＩＤタグリーダの方向を決定するＩＤタグリーダ方向決定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる請求項５に記載の位置検出システムは、請求項４に記載の位置検出システムにおいて、前記位置検出装置は、前記ＩＤタグリーダ方向決定手段で決定した方向が複数存在した場合、当該位置検出装置で決定した、前記ＩＤタグリーダの位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定するＩＤタグリーダ方向特定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる請求項１に記載の位置検出システムは、直線偏波アンテナを有するＩＤタグから発信されたＩＤを直線偏波アンテナを有するＩＤタグリーダで読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダの位置を位置検出装置で検出する。そして、ＩＤタグリーダは、ＩＤを読み取る際に、当該ＩＤタグリーダの直線偏波アンテナの偏波面であるＩＤタグリーダ偏波面を各々のＩＤタグの直線偏波アンテナの偏波面に合わせるようにＩＤタグリーダ偏波面を所定の回転角度範囲で回転させる。これにより、ＩＤタグリーダの位置をさらに高精度に検出することができるという効果を奏する。
【００１３】
また、本発明にかかる請求項２に記載の位置検出システムにおいて、位置検出装置は、ＩＤタグリーダで読み取ったＩＤに対応するＩＤタグの位置座標を、各々のＩＤタグのＩＤと位置座標とを対応付けて記憶した位置対応表からＩＤタグ位置取得手段で取得し、取得したＩＤタグの位置座標に基づいてＩＤタグリーダの位置座標をＩＤタグリーダ位置決定手段で決定する。そして、ＩＤタグリーダ位置決定手段は、ＩＤタグ位置取得手段でＩＤタグの位置座標を複数取得した場合、取得した位置座標の平均座標を平均座標算出手段で算出し、平均座標算出手段で算出された平均座標をＩＤタグリーダの位置座標として決定する。これにより、ＩＤタグ位置取得手段でＩＤタグの位置座標を複数取得した場合においても、ＩＤタグリーダの位置座標を容易かつ適切に決定することができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本発明にかかる請求項３に記載の位置検出システムにおいて、ＩＤタグリーダ位置決定手段は、所定の回転角度範囲のうちＩＤを読み取ることが可能な回転角度範囲（読取可能角度範囲）に基づいて、ＩＤタグ位置取得手段で取得したＩＤタグの位置座標に対して位置座標重み付け手段で重み付けをする。そして、平均座標算出手段は、位置座標重み付け手段で重み付けされた位置座標の平均座標を算出する。例えば、読取可能角度範囲が大きいＩＤタグの位置座標に対する重みは大きくし、読取可能角度範囲が小さいＩＤタグの位置座標に対する重みは小さくして、重み付けした位置座標の平均を算出してもよい。これにより、ＩＤタグリーダの直線偏波アンテナとＩＤタグとの距離が遠くなると読取可能角度範囲（ＩＤタグを検出することができる検出角度範囲）が小さくなることを利用して、ＩＤタグリーダの位置をより精度良く検出することができるという効果を奏する。
【００１５】
また、本発明にかかる請求項４に記載の位置検出システムにおいて、位置検出装置は、ＩＤタグリーダ方向決定手段で、ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいてＩＤタグリーダの方向を決定する。これにより、偏波面の方向特性を利用してＩＤタグリーダの方向を検出することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明にかかる請求項５に記載の位置検出システムにおいて、位置検出装置は、ＩＤタグリーダ方向決定手段で決定した方向が複数存在した場合、ＩＤタグリーダ方向特定手段で、当該位置検出装置で決定した、ＩＤタグリーダの位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定する。これにより、偏波面が１８０°位相の異なるところに検出角度範囲を持つことにより、ＩＤタグリーダ方向決定手段で決定した方向が複数存在する場合であっても、ＩＤタグリーダの方向を一意に特定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかる位置検出システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１８】
まず、本実施例の位置検出システム１の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、位置検出システム１の全体構成（（Ａ）：床面に対し垂直な方向から観た場合、（Ｂ）：床面に対し水平な方向から観た場合）の一例を示す図である。位置検出システム１は、直線偏波アンテナ１０ａを有しＩＤを発信する複数のＩＤタグ１０と、直線偏波アンテナ２０ａを有しＩＤタグ１０が発信したＩＤを読み取るＩＤタグリーダ２０と、ＩＤタグリーダ２０と有線または無線で接続されＩＤタグリーダ２０が読み取ったＩＤに基づいてＩＤタグリーダ２０の位置を検出する位置検出装置３０とで構成される。
【００１９】
ＩＤタグ１０は、当該ＩＤタグ１０の直線偏波アンテナ１０ａの偏波面（ＩＤタグ偏波面）が一定の方向になるように、等間隔に床に配置されている。なお、配置するＩＤタグ１０の間隔は、ＩＤタグリーダ２０が、直線偏波アンテナ２０ａの偏波面（ＩＤタグリーダ偏波面）をＩＤタグ１０のＩＤタグ偏波面に合わせてＩＤを読み取った場合に、少なくとも１つ以上のＩＤを検出できる間隔である。
【００２０】
ＩＤタグリーダ２０は、ＩＤを読み取る際に、当該ＩＤタグリーダ２０のＩＤタグリーダ偏波面を各々のＩＤタグ１０のＩＤタグ偏波面に合わせるように、ＩＤタグリーダ偏波面を所定の回転角度範囲で物理的または電気回路的に回転させる。すなわち、ＩＤタグリーダ２０は、当該ＩＤタグリーダ２０の直線偏波アンテナ２０ａの偏波面を手動または自動で回転させる。なお、本実施例においては、ＩＤタグリーダ２０は、ＩＤタグリーダ偏波面を床に鉛直な軸まわりに１８０°回転させる。
【００２１】
位置検出装置３０は、ＩＤタグリーダ２０が読み取ったＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダ２０の位置を検出する。ここで、位置検出装置３０の内部構成について、図２を参照して説明する。図２は、位置検出システム１に含まれる位置検出装置３０の内部構成を主に示すブロック図である。位置検出装置３０は、当該位置検出装置３０の全体を統括的に制御するＣＰＵ等の制御部３２と、各種のデータベースやテーブルやファイルなどを格納する記憶部３４と、ＩＤタグリーダ２０と通信可能に接続する通信インターフェース部３６とを備えて構成されており、これら各部はバスを介して接続されている。なお、位置検出装置３０は、ルータ等の通信装置および専用線等の有線または無線の通信回線を介して、ネットワークに通信可能に接続してもよい。
【００２２】
制御部３２は、図示の如く、大別して、ＩＤタグ位置取得部３２ａと、ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂと、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅと、ＩＤタグリーダ方向特定部３２ｆとを備えている。なお、制御部３２は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の制御プログラム、各種の処理手順等を規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有し、これらのプログラムに基づいて種々の処理を実行するための情報処理を行う。ここで、ＩＤタグ位置取得部３２ａは、ＩＤタグリーダ２０で読み取ったＩＤに対応するＩＤタグ１０の位置座標を、各々のＩＤタグ１０のＩＤと位置座標とを対応付けて記憶した後述する位置対応表データベース３４ｂから取得する。ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂは、ＩＤタグ位置取得部３２ａで取得したＩＤタグ１０の位置座標に基づいてＩＤタグリーダ２０の位置座標を決定する。なお、ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂは、平均座標算出部３２ｃと、位置座標重み付け部３２ｄとをさらに備えている。平均座標算出部３２ｃは、ＩＤタグ位置取得部３２ａでＩＤタグ１０の位置座標を複数取得した場合、取得した位置座標の平均座標を算出する。位置座標重み付け部３２ｄは、所定の回転角度範囲のうちＩＤを読み取ることが可能な回転角度範囲（読取可能角度範囲）に基づいて、ＩＤタグ位置取得部３２ａで取得したＩＤタグ１０の位置座標に対して重み付けをする。ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅは、ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいてＩＤタグリーダ２０の方向（例えば角度や方向ベクトルなど）を決定する。ＩＤタグリーダ方向特定部３２ｆは、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで決定した方向が複数存在した場合、位置検出装置３０で決定した、ＩＤタグリーダ２０の位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定する。
【００２３】
記憶部３４は、ＩＤタグ関連情報ファイル３４ａと、位置対応表データベース３４ｂと、ＩＤタグリーダ関連情報ファイル３４ｃとを格納している。なお、記憶部３４は、ストレージ手段であり、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ装置や、ハードディスクのような固定ディスク装置や、フレキシブルディスクや、光ディスク等を用いることができる。ここで、ＩＤタグ関連情報ファイル３４ａは、ＩＤタグリーダ２０で読み取ったＩＤタグ１０のＩＤと、当該ＩＤタグ１０の位置座標とを相互に関連付けて格納する。位置対応表データベース３４ｂは、床に配置されている各々のＩＤタグ１０のＩＤと、当該ＩＤタグ１０の位置座標とを相互に関連付けて格納する。ＩＤタグリーダ関連情報ファイル３４ｃは、ＩＤタグリーダ２０の位置座標と、当該位置座標に対応する位置におけるＩＤタグリーダ２０の方向（例えば角度や方向ベクトルなど）とを相互に関連付けて格納する。
【００２４】
以上の構成において、本実施例における位置検出システム１で行われる位置検出処理および方向検出処理を、図３や図４などを参照して説明する。まず、本実施例における位置検出システム１で行われる位置検出処理について、図３などを参照して説明する。図３は、位置検出処理の一例を示すフローチャートである。
【００２５】
まず、制御部３２で、通信インターフェース部３６を介してＩＤタグリーダ２０が読み取ったＩＤを取得し、取得したＩＤをＩＤタグ関連情報ファイル３４ａの所定の記憶領域に格納する。ついで、ＩＤタグ位置取得部３２ａで、取得したＩＤに対応するＩＤタグ１０の位置座標を位置対応表データベース３４ｂから取得（検索）し、取得した位置座標を、対応するＩＤタグ１０のＩＤと関連付けてＩＤタグ関連情報ファイル３４ａの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−１）。
【００２６】
ついで、ＩＤタグ位置取得部３２ａでＩＤタグの位置座標を複数取得した場合（ステップＳＡ−２：Ｙｅｓ）、平均座標算出部３２ｃで、ステップＳＡ−１で取得した位置座標の平均座標を算出する（ステップＳＡ−３）。ここで、ステップＳＡ−３において、まず位置座標重み付け部３２ｄで、ステップＳＡ−１で取得したＩＤタグ１０の位置座標に対して読取可能角度範囲に基づいて重み付けをしてから、平均座標算出部３２ｃで、位置座標重み付け部３２ｄで重み付けした位置座標の平均座標を算出してもよい。具体的には、読取可能角度範囲が大きいＩＤタグ１０の位置座標に対する重みは大きくし、読取可能角度範囲が小さいＩＤタグの位置座標に対する重みは小さくして、重み付けした位置座標の平均を算出してもよい。ここで、読取可能角度範囲とは、ＩＤタグ１０が応答し始める角度をΦ１としＩＤタグ１０が応答しなくなる角度をΦ２とした時、図５（Ｂ）に示すように、Φ１からΦ２までの角度範囲（図５（Ｂ）における検出角度範囲）のことである。また、読取可能角度範囲は、ＩＤタグリーダ２０のＩＤタグリーダ偏波面の回転角度を制御部３２で検出することにより得られた情報である。
【００２７】
再び図３に戻り、ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂで、ステップＳＡ−３で算出された平均座標をＩＤタグリーダ２０の位置座標として決定し、ＩＤタグリーダ関連情報ファイル３４ｃの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−４）。これにより、ＩＤタグリーダ２０の位置が検出された。以上、位置検出処理の説明を終了する。
【００２８】
つぎに、本実施例における位置検出システム１で行われる方向検出処理について、図４などを参照して説明する。図４は、方向検出処理の一例を示すフローチャートである。
【００２９】
まず、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで、ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいてＩＤタグリーダ２０の方向を決定する（ステップＳＢ−１）。具体的には、図５に示すように、各々のＩＤタグ１０に対して制御部３２で検出した、ＩＤタグ１０が応答し始める角度Φ１とＩＤタグ１０が応答しなくなる角度Φ２とから、読み取った全てのＩＤタグ１０に対してその中間の角度Φ３（Φ３＝（Φ１＋Φ２）÷２）を算出して、角度Φ３の平均値を算出し、当該平均値をＩＤタグリーダ２０の方向として決定する。
【００３０】
再び図４に戻り、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで決定した方向が複数（具体的には２つ）存在した場合（ステップＳＢ−２：Ｙｅｓ）、ＩＤタグリーダ方向特定部３２ｆで、ＩＤタグリーダ２０の位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定する（ステップＳＢ−３）。ここで、偏波面は１８０°位相の異なるところに検出角度範囲（読取可能角度範囲）を持つため、位置検出装置３０ではＩＤタグリーダ２０の方向に関して「Φ３」か「Φ３＋１８０°」かの２つの場合についての区別がつかない（図５（Ｂ）参照）。よって、予め大まかに（１８０°以下の精度で）ＩＤリーダ２０の方向がわかっている場合はどちらかを特定することができるが、わかっていない場合は１８０°異なる２つの方向を特定することが出来ない。そこで、相対的位置関係が既知の複数の地点で位置と方向の検出を行い、各地点で検出した位置と各地点の相対的な位置の関係から方向を一意に決める。具体的には、図６に示すように、ＩＤタグリーダ２０の向きを変えずに位置を動かして（図６に示すように、推定位置１から推定位置２まで動かして）、２つの地点で位置と方向の検出を行う。そして、検出された２つの位置からＩＤタグリーダ２０の大まかな向きを求め、２つの異なる方向のうち１つを特定する。これにより、ＩＤタグリーダ２０の方向が一意に検出された。以上、方向検出処理の説明を終了する。
【００３１】
以上説明したように、本実施例における位置検出システム１は、直線偏波アンテナ１０ａを有するＩＤタグ１０から発信されたＩＤを直線偏波アンテナ２０ａを有するＩＤタグリーダ２０で読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダ２０の位置を位置検出装置３０で検出するシステムであり、ＩＤタグリーダ２０は、ＩＤを読み取る際に、当該ＩＤタグリーダ２０の直線偏波アンテナ２０ａの偏波面であるＩＤタグリーダ偏波面を各々のＩＤタグ１０の直線偏波アンテナ１０ａの偏波面に合わせるように、ＩＤタグリーダ偏波面を所定の回転角度範囲で回転させる。これにより、ＩＤタグリーダ２０の位置をさらに高精度に検出することができる。
【００３２】
また、本実施例における位置検出システム１において、位置検出装置３０は、ＩＤタグリーダ２０で読み取ったＩＤに対応するＩＤタグ１０の位置座標を、各々のＩＤタグ１０のＩＤと位置座標とを対応付けて記憶した位置対応表データベース３４ｂからＩＤタグ位置取得部３２ａで取得し、取得したＩＤタグ１０の位置座標に基づいてＩＤタグリーダ２０の位置座標をＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂで決定する。そして、ＩＤタグ位置取得部３２ａでＩＤタグ１０の位置座標を複数取得した場合、ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂは、取得した位置座標の平均座標を平均座標算出部３２ｃで算出し、算出された平均座標をＩＤタグリーダの位置座標として決定する。これにより、ＩＤタグリーダ２０の位置座標を容易かつ適切に決定することができる。
【００３３】
また、本実施例における位置検出システム１において、ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂは、所定の回転角度範囲のうちＩＤを読み取ることが可能な回転角度範囲（読取可能角度範囲）に基づいて、ＩＤタグ位置取得部３２ａで取得したＩＤタグ１０の位置座標に対して位置座標重み付け部３２ｄで重み付けをし、重み付けされた位置座標の平均座標を平均座標算出部３２ｃで算出し、算出された平均座標をＩＤタグリーダの位置座標として決定する。これにより、ＩＤタグリーダ２０の直線偏波アンテナ２０ａとＩＤタグ１０との距離が遠くなると読取可能角度範囲（ＩＤタグ１０を検出することができる検出角度範囲）が小さくなることを利用して、ＩＤタグリーダ２０の位置をより精度良く検出することができる。
【００３４】
また、本実施例における位置検出システム１において、位置検出装置３０は、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで、ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいてＩＤタグリーダ２０の方向を決定する。これにより、偏波面の方向特性を利用してＩＤタグリーダ２０の方向を検出することができる。ここで、偏波面は１８０°位相の異なるところに検出角度範囲（読取可能角度範囲）を持つため、位置検出装置３０において、ＩＤタグリーダ２０の方向に関し、角度「Ａ°」と角度「Ａ°＋１８０°」との２つの場合について区別がつかない。そのため、予め大まかに（１８０°以下の精度で）ＩＤタグリーダ２０の方向がわかっていれば、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅでどちらかを特定することができる。
【００３５】
また、本実施例における位置検出システム１において、位置検出装置３０は、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで決定した方向が複数存在した場合、ＩＤタグリーダ方向特定部３２ｆで、当該位置検出装置３０で決定した、ＩＤタグリーダ２０の位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定する。これにより、偏波面が１８０°位相の異なるところに検出角度範囲を持つことによりＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで決定した方向が具体的には２つ存在する場合であっても、ＩＤタグリーダ２０の方向を一意に特定することができる。また、予め大まかにＩＤタグリーダ２０の方向がわかっていなくても、ＩＤタグリーダ２０の方向を一意に特定することができる。
【００３６】
また、本実施例における位置検出システム１は、視力障害者などが建物内で自己位置を知るために利用することができる。また、本実施例における位置検出システム１を利用することで、ＧＰＳ電波の届かないエリアでも利用できるナビゲーションシステムを構築することができる。また、移動する機械に、本実施例における位置検出システム１のＩＤタグリーダ２０を装着することで当該機械はエリア内を自律的に移動することが可能になり、自動搬送台車や自動移動型掃除機などへ本システムを利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる位置検出システムは、屋内などのＧＰＳ電波が届かない空間での位置検出に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】位置検出システム１の全体構成の一例を示す図である。
【図２】位置検出システム１に含まれる位置検出装置３０の内部構成を主に示すブロック図である。
【図３】位置検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】方向検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】読取可能角度範囲（検出角度範囲）を模式的に示す図である。
【図６】ＩＤタグリーダ２０の方向を特定する手法の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 位置検出システム
１０ ＩＤタグ
１０ａ 直線偏波アンテナ
２０ ＩＤタグリーダ
２０ａ 直線偏波アンテナ
３０ 位置検出装置
３２ 制御部
３２ａ ＩＤタグ位置取得部
３２ｂ ＩＤタグリーダ位置決定部
３２ｃ 平均座標算出部
３２ｄ 位置座標重み付け部
３２ｅ ＩＤタグリーダ方向決定部
３２ｆ ＩＤタグリーダ方向特定部
３４ 記憶部
３６ 通信インターフェース部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線偏波アンテナを有するＩＤタグから発信されたＩＤを直線偏波アンテナを有するＩＤタグリーダで読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダの位置を位置検出装置で検出する位置検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋外で自己位置を検出する場合には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの手段が使われている。そして現在では、ＧＰＳなどの手段により、自動車のみならず歩行者のナビゲーションもできるまでになってきている。しかし、リアルタイム（数秒ごと）に自己位置を検出する場合では、汎用のものでは数メートルから数十メートルの範囲で検出誤差があり、リアルタイムに数センチメートルの分解能で自己位置の検出を行うことは困難であった。
【０００３】
また、屋内などのＧＰＳ電波が届かない空間で自己位置を検出する場合には、１．磁気変換技術を応用する方法、２．超音波ビーコンを利用する方法、３．ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）および携帯電話の親局を利用する方法、４．数十センチメートルから数メートルの通信距離を持つＩＤタグを利用する方法、などが使われている。しかし、１．の方法では磁場の乱れに弱く、また、２．の方法では壁などの音の遮蔽や反射に弱い、という問題があった。そして、３．の方法では数センチメートル精度の安定した位置検出が困難であり、４の方法では、複数の無線ＩＤタグの送信電波干渉の問題があり、無線ＩＤタグが数十センチメートルから数メートルの間隔で配置されているため、無線ＩＤタグだけでは数センチメートル単位の位置検出精度を期待することが出来ない、という問題があった。ここで、これら問題を解決した技術として、特許文献１に記載の技術が挙げられる。特許文献１には、電磁誘導方式のＩＤタグを所定の範囲に高密度に配置し、アンチコリジョン技術を用いて複数のＩＤタグのＩＤをＩＤリーダにより読み取ることで自己位置を検出する非接触型位置測定方法および非接触型位置測定システムに関する技術が開示されている。これにより、リアルタイムに数センチメートルの分解能で自己位置の検出を行うことが可能になった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８３４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、直線偏波アンテナの場合、アンテナの偏波面に方向特性があるため、特許文献１に記載の技術では、ＩＤタグとＩＤタグリーダとの位置関係によってはアンテナの偏波面が合わない場合があり、必ずしも充分な精度で自己位置を検出することができなかった、という問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ＩＤを読み取る際にＩＤタグリーダの直線偏波アンテナの偏波面を各々のＩＤタグの直線偏波アンテナの偏波面に合わせることで、ＩＤタグリーダの位置をさらに高精度に検出することができる位置検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる請求項１に記載の位置検出システムは、直線偏波アンテナを有するＩＤタグから発信されたＩＤを直線偏波アンテナを有するＩＤタグリーダで読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダの位置を位置検出装置で検出する位置検出システムにおいて、前記ＩＤタグリーダは、ＩＤを読み取る際に、当該ＩＤタグリーダの前記直線偏波アンテナの偏波面であるＩＤタグリーダ偏波面を各々のＩＤタグの直線偏波アンテナの偏波面に合わせるように前記ＩＤタグリーダ偏波面を所定の回転角度範囲で回転させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる請求項２に記載の位置検出システムは、請求項１に記載の位置検出システムにおいて、前記位置検出装置は、前記ＩＤタグリーダで読み取ったＩＤに対応するＩＤタグの位置座標を、各々のＩＤタグのＩＤと位置座標とを対応付けて記憶した位置対応表から取得するＩＤタグ位置取得手段と、前記ＩＤタグ位置取得手段で取得したＩＤタグの位置座標に基づいて前記ＩＤタグリーダの位置座標を決定するＩＤタグリーダ位置決定手段とを備え、前記ＩＤタグリーダ位置決定手段は、前記ＩＤタグ位置取得手段でＩＤタグの位置座標を複数取得した場合、取得した位置座標の平均座標を算出する平均座標算出手段をさらに備え、前記平均座標算出手段で算出された平均座標を前記ＩＤタグリーダの位置座標として決定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる請求項３に記載の位置検出システムは、請求項２に記載の位置検出システムにおいて、前記ＩＤタグリーダ位置決定手段は、前記所定の回転角度範囲のうちＩＤを読み取ることが可能な回転角度範囲に基づいて、前記ＩＤタグ位置取得手段で取得したＩＤタグの位置座標に対して重み付けをする位置座標重み付け手段をさらに備え、前記平均座標算出手段は、前記位置座標重み付け手段で重み付けされた位置座標の平均座標を算出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる請求項４に記載の位置検出システムは、請求項１〜３のいずれか１つに記載の位置検出システムにおいて、前記位置検出装置は、前記ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいて前記ＩＤタグリーダの方向を決定するＩＤタグリーダ方向決定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる請求項５に記載の位置検出システムは、請求項４に記載の位置検出システムにおいて、前記位置検出装置は、前記ＩＤタグリーダ方向決定手段で決定した方向が複数存在した場合、当該位置検出装置で決定した、前記ＩＤタグリーダの位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定するＩＤタグリーダ方向特定手段をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる請求項１に記載の位置検出システムは、直線偏波アンテナを有するＩＤタグから発信されたＩＤを直線偏波アンテナを有するＩＤタグリーダで読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダの位置を位置検出装置で検出する。そして、ＩＤタグリーダは、ＩＤを読み取る際に、当該ＩＤタグリーダの直線偏波アンテナの偏波面であるＩＤタグリーダ偏波面を各々のＩＤタグの直線偏波アンテナの偏波面に合わせるようにＩＤタグリーダ偏波面を所定の回転角度範囲で回転させる。これにより、ＩＤタグリーダの位置をさらに高精度に検出することができるという効果を奏する。
【００１３】
また、本発明にかかる請求項２に記載の位置検出システムにおいて、位置検出装置は、ＩＤタグリーダで読み取ったＩＤに対応するＩＤタグの位置座標を、各々のＩＤタグのＩＤと位置座標とを対応付けて記憶した位置対応表からＩＤタグ位置取得手段で取得し、取得したＩＤタグの位置座標に基づいてＩＤタグリーダの位置座標をＩＤタグリーダ位置決定手段で決定する。そして、ＩＤタグリーダ位置決定手段は、ＩＤタグ位置取得手段でＩＤタグの位置座標を複数取得した場合、取得した位置座標の平均座標を平均座標算出手段で算出し、平均座標算出手段で算出された平均座標をＩＤタグリーダの位置座標として決定する。これにより、ＩＤタグ位置取得手段でＩＤタグの位置座標を複数取得した場合においても、ＩＤタグリーダの位置座標を容易かつ適切に決定することができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本発明にかかる請求項３に記載の位置検出システムにおいて、ＩＤタグリーダ位置決定手段は、所定の回転角度範囲のうちＩＤを読み取ることが可能な回転角度範囲（読取可能角度範囲）に基づいて、ＩＤタグ位置取得手段で取得したＩＤタグの位置座標に対して位置座標重み付け手段で重み付けをする。そして、平均座標算出手段は、位置座標重み付け手段で重み付けされた位置座標の平均座標を算出する。例えば、読取可能角度範囲が大きいＩＤタグの位置座標に対する重みは大きくし、読取可能角度範囲が小さいＩＤタグの位置座標に対する重みは小さくして、重み付けした位置座標の平均を算出してもよい。これにより、ＩＤタグリーダの直線偏波アンテナとＩＤタグとの距離が遠くなると読取可能角度範囲（ＩＤタグを検出することができる検出角度範囲）が小さくなることを利用して、ＩＤタグリーダの位置をより精度良く検出することができるという効果を奏する。
【００１５】
また、本発明にかかる請求項４に記載の位置検出システムにおいて、位置検出装置は、ＩＤタグリーダ方向決定手段で、ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいてＩＤタグリーダの方向を決定する。これにより、偏波面の方向特性を利用してＩＤタグリーダの方向を検出することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明にかかる請求項５に記載の位置検出システムにおいて、位置検出装置は、ＩＤタグリーダ方向決定手段で決定した方向が複数存在した場合、ＩＤタグリーダ方向特定手段で、当該位置検出装置で決定した、ＩＤタグリーダの位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定する。これにより、偏波面が１８０°位相の異なるところに検出角度範囲を持つことにより、ＩＤタグリーダ方向決定手段で決定した方向が複数存在する場合であっても、ＩＤタグリーダの方向を一意に特定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかる位置検出システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１８】
まず、本実施例の位置検出システム１の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、位置検出システム１の全体構成（（Ａ）：床面に対し垂直な方向から観た場合、（Ｂ）：床面に対し水平な方向から観た場合）の一例を示す図である。位置検出システム１は、直線偏波アンテナ１０ａを有しＩＤを発信する複数のＩＤタグ１０と、直線偏波アンテナ２０ａを有しＩＤタグ１０が発信したＩＤを読み取るＩＤタグリーダ２０と、ＩＤタグリーダ２０と有線または無線で接続されＩＤタグリーダ２０が読み取ったＩＤに基づいてＩＤタグリーダ２０の位置を検出する位置検出装置３０とで構成される。
【００１９】
ＩＤタグ１０は、当該ＩＤタグ１０の直線偏波アンテナ１０ａの偏波面（ＩＤタグ偏波面）が一定の方向になるように、等間隔に床に配置されている。なお、配置するＩＤタグ１０の間隔は、ＩＤタグリーダ２０が、直線偏波アンテナ２０ａの偏波面（ＩＤタグリーダ偏波面）をＩＤタグ１０のＩＤタグ偏波面に合わせてＩＤを読み取った場合に、少なくとも１つ以上のＩＤを検出できる間隔である。
【００２０】
ＩＤタグリーダ２０は、ＩＤを読み取る際に、当該ＩＤタグリーダ２０のＩＤタグリーダ偏波面を各々のＩＤタグ１０のＩＤタグ偏波面に合わせるように、ＩＤタグリーダ偏波面を所定の回転角度範囲で物理的または電気回路的に回転させる。すなわち、ＩＤタグリーダ２０は、当該ＩＤタグリーダ２０の直線偏波アンテナ２０ａの偏波面を手動または自動で回転させる。なお、本実施例においては、ＩＤタグリーダ２０は、ＩＤタグリーダ偏波面を床に鉛直な軸まわりに１８０°回転させる。
【００２１】
位置検出装置３０は、ＩＤタグリーダ２０が読み取ったＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダ２０の位置を検出する。ここで、位置検出装置３０の内部構成について、図２を参照して説明する。図２は、位置検出システム１に含まれる位置検出装置３０の内部構成を主に示すブロック図である。位置検出装置３０は、当該位置検出装置３０の全体を統括的に制御するＣＰＵ等の制御部３２と、各種のデータベースやテーブルやファイルなどを格納する記憶部３４と、ＩＤタグリーダ２０と通信可能に接続する通信インターフェース部３６とを備えて構成されており、これら各部はバスを介して接続されている。なお、位置検出装置３０は、ルータ等の通信装置および専用線等の有線または無線の通信回線を介して、ネットワークに通信可能に接続してもよい。
【００２２】
制御部３２は、図示の如く、大別して、ＩＤタグ位置取得部３２ａと、ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂと、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅと、ＩＤタグリーダ方向特定部３２ｆとを備えている。なお、制御部３２は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の制御プログラム、各種の処理手順等を規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有し、これらのプログラムに基づいて種々の処理を実行するための情報処理を行う。ここで、ＩＤタグ位置取得部３２ａは、ＩＤタグリーダ２０で読み取ったＩＤに対応するＩＤタグ１０の位置座標を、各々のＩＤタグ１０のＩＤと位置座標とを対応付けて記憶した後述する位置対応表データベース３４ｂから取得する。ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂは、ＩＤタグ位置取得部３２ａで取得したＩＤタグ１０の位置座標に基づいてＩＤタグリーダ２０の位置座標を決定する。なお、ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂは、平均座標算出部３２ｃと、位置座標重み付け部３２ｄとをさらに備えている。平均座標算出部３２ｃは、ＩＤタグ位置取得部３２ａでＩＤタグ１０の位置座標を複数取得した場合、取得した位置座標の平均座標を算出する。位置座標重み付け部３２ｄは、所定の回転角度範囲のうちＩＤを読み取ることが可能な回転角度範囲（読取可能角度範囲）に基づいて、ＩＤタグ位置取得部３２ａで取得したＩＤタグ１０の位置座標に対して重み付けをする。ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅは、ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいてＩＤタグリーダ２０の方向（例えば角度や方向ベクトルなど）を決定する。ＩＤタグリーダ方向特定部３２ｆは、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで決定した方向が複数存在した場合、位置検出装置３０で決定した、ＩＤタグリーダ２０の位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定する。
【００２３】
記憶部３４は、ＩＤタグ関連情報ファイル３４ａと、位置対応表データベース３４ｂと、ＩＤタグリーダ関連情報ファイル３４ｃとを格納している。なお、記憶部３４は、ストレージ手段であり、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ装置や、ハードディスクのような固定ディスク装置や、フレキシブルディスクや、光ディスク等を用いることができる。ここで、ＩＤタグ関連情報ファイル３４ａは、ＩＤタグリーダ２０で読み取ったＩＤタグ１０のＩＤと、当該ＩＤタグ１０の位置座標とを相互に関連付けて格納する。位置対応表データベース３４ｂは、床に配置されている各々のＩＤタグ１０のＩＤと、当該ＩＤタグ１０の位置座標とを相互に関連付けて格納する。ＩＤタグリーダ関連情報ファイル３４ｃは、ＩＤタグリーダ２０の位置座標と、当該位置座標に対応する位置におけるＩＤタグリーダ２０の方向（例えば角度や方向ベクトルなど）とを相互に関連付けて格納する。
【００２４】
以上の構成において、本実施例における位置検出システム１で行われる位置検出処理および方向検出処理を、図３や図４などを参照して説明する。まず、本実施例における位置検出システム１で行われる位置検出処理について、図３などを参照して説明する。図３は、位置検出処理の一例を示すフローチャートである。
【００２５】
まず、制御部３２で、通信インターフェース部３６を介してＩＤタグリーダ２０が読み取ったＩＤを取得し、取得したＩＤをＩＤタグ関連情報ファイル３４ａの所定の記憶領域に格納する。ついで、ＩＤタグ位置取得部３２ａで、取得したＩＤに対応するＩＤタグ１０の位置座標を位置対応表データベース３４ｂから取得（検索）し、取得した位置座標を、対応するＩＤタグ１０のＩＤと関連付けてＩＤタグ関連情報ファイル３４ａの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−１）。
【００２６】
ついで、ＩＤタグ位置取得部３２ａでＩＤタグの位置座標を複数取得した場合（ステップＳＡ−２：Ｙｅｓ）、平均座標算出部３２ｃで、ステップＳＡ−１で取得した位置座標の平均座標を算出する（ステップＳＡ−３）。ここで、ステップＳＡ−３において、まず位置座標重み付け部３２ｄで、ステップＳＡ−１で取得したＩＤタグ１０の位置座標に対して読取可能角度範囲に基づいて重み付けをしてから、平均座標算出部３２ｃで、位置座標重み付け部３２ｄで重み付けした位置座標の平均座標を算出してもよい。具体的には、読取可能角度範囲が大きいＩＤタグ１０の位置座標に対する重みは大きくし、読取可能角度範囲が小さいＩＤタグの位置座標に対する重みは小さくして、重み付けした位置座標の平均を算出してもよい。ここで、読取可能角度範囲とは、ＩＤタグ１０が応答し始める角度をΦ１としＩＤタグ１０が応答しなくなる角度をΦ２とした時、図５（Ｂ）に示すように、Φ１からΦ２までの角度範囲（図５（Ｂ）における検出角度範囲）のことである。また、読取可能角度範囲は、ＩＤタグリーダ２０のＩＤタグリーダ偏波面の回転角度を制御部３２で検出することにより得られた情報である。
【００２７】
再び図３に戻り、ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂで、ステップＳＡ−３で算出された平均座標をＩＤタグリーダ２０の位置座標として決定し、ＩＤタグリーダ関連情報ファイル３４ｃの所定の記憶領域に格納する（ステップＳＡ−４）。これにより、ＩＤタグリーダ２０の位置が検出された。以上、位置検出処理の説明を終了する。
【００２８】
つぎに、本実施例における位置検出システム１で行われる方向検出処理について、図４などを参照して説明する。図４は、方向検出処理の一例を示すフローチャートである。
【００２９】
まず、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで、ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいてＩＤタグリーダ２０の方向を決定する（ステップＳＢ−１）。具体的には、図５に示すように、各々のＩＤタグ１０に対して制御部３２で検出した、ＩＤタグ１０が応答し始める角度Φ１とＩＤタグ１０が応答しなくなる角度Φ２とから、読み取った全てのＩＤタグ１０に対してその中間の角度Φ３（Φ３＝（Φ１＋Φ２）÷２）を算出して、角度Φ３の平均値を算出し、当該平均値をＩＤタグリーダ２０の方向として決定する。
【００３０】
再び図４に戻り、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで決定した方向が複数（具体的には２つ）存在した場合（ステップＳＢ−２：Ｙｅｓ）、ＩＤタグリーダ方向特定部３２ｆで、ＩＤタグリーダ２０の位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定する（ステップＳＢ−３）。ここで、偏波面は１８０°位相の異なるところに検出角度範囲（読取可能角度範囲）を持つため、位置検出装置３０ではＩＤタグリーダ２０の方向に関して「Φ３」か「Φ３＋１８０°」かの２つの場合についての区別がつかない（図５（Ｂ）参照）。よって、予め大まかに（１８０°以下の精度で）ＩＤリーダ２０の方向がわかっている場合はどちらかを特定することができるが、わかっていない場合は１８０°異なる２つの方向を特定することが出来ない。そこで、相対的位置関係が既知の複数の地点で位置と方向の検出を行い、各地点で検出した位置と各地点の相対的な位置の関係から方向を一意に決める。具体的には、図６に示すように、ＩＤタグリーダ２０の向きを変えずに位置を動かして（図６に示すように、推定位置１から推定位置２まで動かして）、２つの地点で位置と方向の検出を行う。そして、検出された２つの位置からＩＤタグリーダ２０の大まかな向きを求め、２つの異なる方向のうち１つを特定する。これにより、ＩＤタグリーダ２０の方向が一意に検出された。以上、方向検出処理の説明を終了する。
【００３１】
以上説明したように、本実施例における位置検出システム１は、直線偏波アンテナ１０ａを有するＩＤタグ１０から発信されたＩＤを直線偏波アンテナ２０ａを有するＩＤタグリーダ２０で読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダ２０の位置を位置検出装置３０で検出するシステムであり、ＩＤタグリーダ２０は、ＩＤを読み取る際に、当該ＩＤタグリーダ２０の直線偏波アンテナ２０ａの偏波面であるＩＤタグリーダ偏波面を各々のＩＤタグ１０の直線偏波アンテナ１０ａの偏波面に合わせるように、ＩＤタグリーダ偏波面を所定の回転角度範囲で回転させる。これにより、ＩＤタグリーダ２０の位置をさらに高精度に検出することができる。
【００３２】
また、本実施例における位置検出システム１において、位置検出装置３０は、ＩＤタグリーダ２０で読み取ったＩＤに対応するＩＤタグ１０の位置座標を、各々のＩＤタグ１０のＩＤと位置座標とを対応付けて記憶した位置対応表データベース３４ｂからＩＤタグ位置取得部３２ａで取得し、取得したＩＤタグ１０の位置座標に基づいてＩＤタグリーダ２０の位置座標をＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂで決定する。そして、ＩＤタグ位置取得部３２ａでＩＤタグ１０の位置座標を複数取得した場合、ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂは、取得した位置座標の平均座標を平均座標算出部３２ｃで算出し、算出された平均座標をＩＤタグリーダの位置座標として決定する。これにより、ＩＤタグリーダ２０の位置座標を容易かつ適切に決定することができる。
【００３３】
また、本実施例における位置検出システム１において、ＩＤタグリーダ位置決定部３２ｂは、所定の回転角度範囲のうちＩＤを読み取ることが可能な回転角度範囲（読取可能角度範囲）に基づいて、ＩＤタグ位置取得部３２ａで取得したＩＤタグ１０の位置座標に対して位置座標重み付け部３２ｄで重み付けをし、重み付けされた位置座標の平均座標を平均座標算出部３２ｃで算出し、算出された平均座標をＩＤタグリーダの位置座標として決定する。これにより、ＩＤタグリーダ２０の直線偏波アンテナ２０ａとＩＤタグ１０との距離が遠くなると読取可能角度範囲（ＩＤタグ１０を検出することができる検出角度範囲）が小さくなることを利用して、ＩＤタグリーダ２０の位置をより精度良く検出することができる。
【００３４】
また、本実施例における位置検出システム１において、位置検出装置３０は、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで、ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいてＩＤタグリーダ２０の方向を決定する。これにより、偏波面の方向特性を利用してＩＤタグリーダ２０の方向を検出することができる。ここで、偏波面は１８０°位相の異なるところに検出角度範囲（読取可能角度範囲）を持つため、位置検出装置３０において、ＩＤタグリーダ２０の方向に関し、角度「Ａ°」と角度「Ａ°＋１８０°」との２つの場合について区別がつかない。そのため、予め大まかに（１８０°以下の精度で）ＩＤタグリーダ２０の方向がわかっていれば、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅでどちらかを特定することができる。
【００３５】
また、本実施例における位置検出システム１において、位置検出装置３０は、ＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで決定した方向が複数存在した場合、ＩＤタグリーダ方向特定部３２ｆで、当該位置検出装置３０で決定した、ＩＤタグリーダ２０の位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定する。これにより、偏波面が１８０°位相の異なるところに検出角度範囲を持つことによりＩＤタグリーダ方向決定部３２ｅで決定した方向が具体的には２つ存在する場合であっても、ＩＤタグリーダ２０の方向を一意に特定することができる。また、予め大まかにＩＤタグリーダ２０の方向がわかっていなくても、ＩＤタグリーダ２０の方向を一意に特定することができる。
【００３６】
また、本実施例における位置検出システム１は、視力障害者などが建物内で自己位置を知るために利用することができる。また、本実施例における位置検出システム１を利用することで、ＧＰＳ電波の届かないエリアでも利用できるナビゲーションシステムを構築することができる。また、移動する機械に、本実施例における位置検出システム１のＩＤタグリーダ２０を装着することで当該機械はエリア内を自律的に移動することが可能になり、自動搬送台車や自動移動型掃除機などへ本システムを利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる位置検出システムは、屋内などのＧＰＳ電波が届かない空間での位置検出に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】位置検出システム１の全体構成の一例を示す図である。
【図２】位置検出システム１に含まれる位置検出装置３０の内部構成を主に示すブロック図である。
【図３】位置検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】方向検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】読取可能角度範囲（検出角度範囲）を模式的に示す図である。
【図６】ＩＤタグリーダ２０の方向を特定する手法の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 位置検出システム
１０ ＩＤタグ
１０ａ 直線偏波アンテナ
２０ ＩＤタグリーダ
２０ａ 直線偏波アンテナ
３０ 位置検出装置
３２ 制御部
３２ａ ＩＤタグ位置取得部
３２ｂ ＩＤタグリーダ位置決定部
３２ｃ 平均座標算出部
３２ｄ 位置座標重み付け部
３２ｅ ＩＤタグリーダ方向決定部
３２ｆ ＩＤタグリーダ方向特定部
３４ 記憶部
３６ 通信インターフェース部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線偏波アンテナを有するＩＤタグから発信されたＩＤを直線偏波アンテナを有するＩＤタグリーダで読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダの位置を位置検出装置で検出する位置検出システムにおいて、
前記ＩＤタグリーダは、ＩＤを読み取る際に、当該ＩＤタグリーダの前記直線偏波アンテナの偏波面であるＩＤタグリーダ偏波面を各々のＩＤタグの直線偏波アンテナの偏波面に合わせるように前記ＩＤタグリーダ偏波面を所定の回転角度範囲で回転させること
を特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記位置検出装置は、
前記ＩＤタグリーダで読み取ったＩＤに対応するＩＤタグの位置座標を、各々のＩＤタグのＩＤと位置座標とを対応付けて記憶した位置対応表から取得するＩＤタグ位置取得手段と、
前記ＩＤタグ位置取得手段で取得したＩＤタグの位置座標に基づいて前記ＩＤタグリーダの位置座標を決定するＩＤタグリーダ位置決定手段と
を備え、
前記ＩＤタグリーダ位置決定手段は、
前記ＩＤタグ位置取得手段でＩＤタグの位置座標を複数取得した場合、取得した位置座標の平均座標を算出する平均座標算出手段
をさらに備え、
前記平均座標算出手段で算出された平均座標を前記ＩＤタグリーダの位置座標として決定すること
を特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記ＩＤタグリーダ位置決定手段は、
前記所定の回転角度範囲のうちＩＤを読み取ることが可能な回転角度範囲に基づいて、前記ＩＤタグ位置取得手段で取得したＩＤタグの位置座標に対して重み付けをする位置座標重み付け手段
をさらに備え、
前記平均座標算出手段は、前記位置座標重み付け手段で重み付けされた位置座標の平均座標を算出すること
を特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記位置検出装置は、
前記ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいて前記ＩＤタグリーダの方向を決定するＩＤタグリーダ方向決定手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記位置検出装置は、
前記ＩＤタグリーダ方向決定手段で決定した方向が複数存在した場合、当該位置検出装置で決定した、前記ＩＤタグリーダの位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定するＩＤタグリーダ方向特定手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の位置検出システム。
【請求項１】
直線偏波アンテナを有するＩＤタグから発信されたＩＤを直線偏波アンテナを有するＩＤタグリーダで読み取り、読み取られたＩＤに基づいて当該ＩＤタグリーダの位置を位置検出装置で検出する位置検出システムにおいて、
前記ＩＤタグリーダは、ＩＤを読み取る際に、当該ＩＤタグリーダの前記直線偏波アンテナの偏波面であるＩＤタグリーダ偏波面を各々のＩＤタグの直線偏波アンテナの偏波面に合わせるように前記ＩＤタグリーダ偏波面を所定の回転角度範囲で回転させること
を特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記位置検出装置は、
前記ＩＤタグリーダで読み取ったＩＤに対応するＩＤタグの位置座標を、各々のＩＤタグのＩＤと位置座標とを対応付けて記憶した位置対応表から取得するＩＤタグ位置取得手段と、
前記ＩＤタグ位置取得手段で取得したＩＤタグの位置座標に基づいて前記ＩＤタグリーダの位置座標を決定するＩＤタグリーダ位置決定手段と
を備え、
前記ＩＤタグリーダ位置決定手段は、
前記ＩＤタグ位置取得手段でＩＤタグの位置座標を複数取得した場合、取得した位置座標の平均座標を算出する平均座標算出手段
をさらに備え、
前記平均座標算出手段で算出された平均座標を前記ＩＤタグリーダの位置座標として決定すること
を特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記ＩＤタグリーダ位置決定手段は、
前記所定の回転角度範囲のうちＩＤを読み取ることが可能な回転角度範囲に基づいて、前記ＩＤタグ位置取得手段で取得したＩＤタグの位置座標に対して重み付けをする位置座標重み付け手段
をさらに備え、
前記平均座標算出手段は、前記位置座標重み付け手段で重み付けされた位置座標の平均座標を算出すること
を特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記位置検出装置は、
前記ＩＤタグリーダ偏波面の回転角度に基づいて前記ＩＤタグリーダの方向を決定するＩＤタグリーダ方向決定手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記位置検出装置は、
前記ＩＤタグリーダ方向決定手段で決定した方向が複数存在した場合、当該位置検出装置で決定した、前記ＩＤタグリーダの位置座標および当該位置座標の相対的な位置座標に基づいて、方向を一意に特定するＩＤタグリーダ方向特定手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の位置検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１０５６９６（Ｐ２００６−１０５６９６Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９０６５３（Ｐ２００４−２９０６５３）
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１日（２００４．１０．１）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]