位置検知システム及びそれに用いる位置検知用シート体
【課題】本発明は、本発明は、多数の無線ＩＤタグの精度よく短時間で配列できるとともにこれらの無線ＩＤタグのマッピング作業を効率よく行うことが可能な位置検知システム及びそれに用いる位置検知用シート体を提供することを目的とするものである。
【解決手段】位置検知システムは、矩形状の位置検知用シート体１、位置検知用シート体１にマトリクス状に規則的に配列された多数の無線ＩＤタグ２、検知対象である移動体に取り付けられて無線ＩＤタグ２の一部と交信してＩＤデータを取得するＩＤリーダ３、ＩＤリーダ３から発信されるＩＤデータを中継器４を介して取得し移動体の位置を検知する情報処理装置５を備えている。位置検知用シート体１には、無線ＩＤタグ２に対応して等間隔で位置決め用マークが表示されており、位置決め用マークを基準に複数の位置検知用シート体を敷設することでマッピング処理を簡単に行うことができる。
【解決手段】位置検知システムは、矩形状の位置検知用シート体１、位置検知用シート体１にマトリクス状に規則的に配列された多数の無線ＩＤタグ２、検知対象である移動体に取り付けられて無線ＩＤタグ２の一部と交信してＩＤデータを取得するＩＤリーダ３、ＩＤリーダ３から発信されるＩＤデータを中継器４を介して取得し移動体の位置を検知する情報処理装置５を備えている。位置検知用シート体１には、無線ＩＤタグ２に対応して等間隔で位置決め用マークが表示されており、位置決め用マークを基準に複数の位置検知用シート体を敷設することでマッピング処理を簡単に行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床面、壁面、柱面等の構造物にＲＦＩＤといった無線ＩＤタグを複数配列して移動体に搭載された読取部により無線ＩＤタグからのＩＤデータを取得することで移動体の位置を検知する位置検知システム及びそれに用いる位置検知用シート体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に屋内での物体や人等の移動体の位置を認識する方法としては、カメラによる認識、赤外線を使用する方法、磁気センサを使用する方法等がある。カメラを設置する方法は、カメラで撮影した画像を解析して目的とする移動体の位置を認識することになり、カメラ設置等の施工が複雑であり設置に適したスペースを要する、複雑な画像解析を必要とする等、コストおよび測定場所の制限等課題が多い。赤外線を使用する方法は非常に高精度で位置を測定することができるが、赤外線が遮蔽されない環境を必要とし、設置場所の制限が多いという問題がある。磁気センサを使用する方法は非常に高精度で位置を測定することができるが、磁気が乱されない環境を必要とし、比較的狭い範囲でしか測定できないという問題がある。
【０００３】
これらの方式に対し、ＲＦＩＤを利用した非接触型位置測定システムが、設置場所に依存しない優れた方法として提案されている。アクティブタイプのＲＦＩＤを利用する位置認識システムの場合は、ＲＦＩＤの電源を維持する必要があり、ＲＦＩＤを設置するのに多大な施工時間とコストを要する課題がある。また、設置したＲＦＩＤと位置情報を統合するマッピングに要する時間及びコスト負担が大きいといった課題がある。
【０００４】
ＲＦＩＤの電源については、特許文献１〜４に記載されているように電磁誘導方式のＲＦＩＤを使用する位置認識システムが提案されているが、この場合電波の到達距離が短いため単位面積あたり非常に多くのＲＦＩＤ設置数が必要となり、この施工時間とコスト、さらにはＲＦＩＤの位置情報とＩＤのマッピング作業に必要な時間とコストを考慮しなければならない。
【０００５】
ＲＦＩＤをシート上に配置する方法としては特許文献５に、ＲＦＩＤをテキスタイル上に配置する方法としては特許文献６で提案されている。しかしいずれもシートおよびテキスタイルの生産工程管理、もしくは製品の物流管理を目的としており、一定平面内に多数のＲＦＩＤを配置して位置検知に用いることは難しい。
【０００６】
特許文献７には、複数の無線ＩＤタグを配列した帯状シートをフロアパネル上に敷設して位置検出を行う位置検知システムが記載されているが、複数の帯状シート体の位置合せ及び各無線ＩＤタグのマッピング作業が複雑で簡単に施工することが難しい。
【特許文献１】特許第３５４５６８９号公報
【特許文献２】特許第３５４５６９０号公報
【特許文献３】特許第３６９２２８４号公報
【特許文献４】特許第４０４５４９３号公報
【特許文献５】特許第３４９９２１８号公報
【特許文献６】特開２００５−２２６１６５号公報
【特許文献７】特開２００７−１７０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記で記載したように、従来の電磁誘導方式のＲＦＩＤを使用する位置検知システムは電波の到達距離が短いので、位置精度を高めるためにはＲＦＩＤ設置密度を大きくする必要があり、多数のＲＦＩＤを使用することになる。そのため、多数のＲＦＩＤを設置するための施工時間及びコスト、さらにはＲＦＩＤの位置情報とＩＤのマッピング作業に必要な時間及びコストがかかる。
【０００８】
また、従来のようにＲＦＩＤを床面等の構造物に固定するやり方では、設置作業及びコストがかかり、また不要になった場合の作業とコストが別途生じるようになる。そのため、イベント等の期間限定での使用には不向きである。
【０００９】
そこで、本発明は、多数の無線ＩＤタグの精度よく短時間で配列できるとともにこれらの無線ＩＤタグのマッピング作業を効率よく行うことが可能な位置検知システム及びそれに用いる位置検知用シート体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る位置検知システムは、複数の無線ＩＤタグを規則的に配列するとともに当該無線ＩＤタグの配列に対応して表示された位置決め用マークが設けられた複数の位置検知用シート体と、各位置検知用シート体における前記無線ＩＤタグのＩＤデータ及び個別位置情報を記憶する記憶部と、前記位置決め用マークを基準にして配列された前記位置検知用シート体の位置関係情報を取得する取得部と、取得された前記位置関係情報及び記憶された前記個別位置情報に基づいてすべての前記無線ＩＤタグの位置関係を示す全体位置情報を算出して前記記憶部に記憶する算出部と、移動体に搭載されるとともに前記無線ＩＤタグの一部と交信して前記ＩＤデータを取得する読取部と、前記読取部で取得された前記ＩＤデータ及び前記記憶部に記憶された前記全体位置情報に基づいて前記移動体の位置を検知する位置検知部とを備えていることを特徴とする。さらに、前記位置検知用シート体は、重ね合わせて前記位置決め用マークを一致させることで位置決めされていることを特徴とする。さらに、前記取得部は、隣接した前記位置検知用シート体の前記位置決め用マークの位置関係に基づいて位置関係情報を取得することを特徴とする。さらに、前記取得部は、隣接した前記位置検知用シート体のそれぞれの前記無線ＩＤタグからの交信状態に基づいて位置関係情報を取得することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る位置検知用シート体は、上記の位置検知システムに用いられる位置検知用シート体であって、フィルム状基材又は布帛状基材に複数の無線ＩＤタグを長手方向に一定間隔で取り付けた線状材を所定の間隔を空けて複数本並列配置され、前記線状材と直交する方向に前記無線ＩＤタグの配列に対応して複数の位置決めマーク用の表示体が並列配置されていることを特徴とする。さらに、前記位置検知用シート体を重ね合わせた状態で着脱可能に保持する保持手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記のような構成を有することで、無線ＩＤタグの配列に対応して表示された位置決め用マークに基づいて位置検知用シート体を配列するので、位置検知用シート体を精度よく簡単に配列することができる。また、位置決め用マークを基準とする位置検知用シート体の位置関係情報に基づいて無線ＩＤタグの全体位置情報を算出するようにしているので、無線ＩＤタグのマッピング作業を短時間で効率よく行うことができ、レイアウトの変更又は設置場所の変更にも臨機応変に対応することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。位置検知システムは、矩形状の位置検知用シート体１、位置検知用シート体１にマトリクス状に規則的に配列された多数の無線ＩＤタグ２、検知対象である移動体（この例では歩行者）に取り付けられるとともに無線ＩＤタグ２の一部と交信してＩＤデータを取得するＩＤリーダ３、ＩＤリーダ３から発信されるＩＤデータを中継器４を介して取得し移動体の位置を検知する情報処理装置５を備えている。
【００１５】
図２は、位置検知用シート体１に関する一部拡大斜視図である。位置検知用シート体１は、２枚のシート材料１０の間に多数の無線ＩＤタグ２が等間隔でマトリクス状に配列されており、両側には他の位置検知用シート体１に付着して着脱可能に保持する保持部材１２が取り付けられている。また、位置検知用シート体１の表面には、無線ＩＤタグ２の間に縦横に等間隔で位置決め用マーク１１が直線状に表示されている。
【００１６】
無線ＩＤタグ２をシート材料１０に配置する方法としては、例えば、２層以上の複数層のシートの間に無線ＩＤタグを配置する方法、シート材料の表面に接着剤や縫製、ラミネート、コーティング等により配置する方法、シート材料の製造工程において配置する方法がある。シート材料に無線ＩＤタグの機能を損なわず固定できる方法であれば、それ以外の方法でもかまわない。
【００１７】
シート材料１０としては、フィルムもしくは織物、編物、不織布等のテキスタイルがあり、単一構成もしくは複数の材料から複合された構成であって、シートの少なくとも１面は電磁波を遮蔽しない非導電性素材で構成される。具体的素材としては、ポリエチレンテレフタレートやＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のポリエステル系繊維、ナイロン（ポリアミド繊維）、アラミド（芳香族ポリアミド繊維）、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフイン系繊維、アクリル等の合成繊維、レーヨン、アセテート等の化学繊維、綿、麻、ウール、絹等の天然繊維が挙げられる。さらに、シート材料を構成する材質はすべて非導電性の素材があることが好ましい。
【００１８】
こうした柔軟性及び耐久性の高い素材を用いることで、簡単に位置検知用シート体を敷設及び回収することができ、無線ＩＤタグの位置精度を保持することが可能となる。
【００１９】
シート材料が織物の場合は、多層構造の織物構造内に無線ＩＤタグを配置したり、織組織により無線ＩＤタグの織物内での移動を制限することで織物上もしくは織物構造内に高精度かつ物理的に固定することができる。特に、経糸又は緯糸として糸長方向に一定間隔で無線ＩＤタグを配置した糸を用いて製織することで、連続的にかつ高精度で無線ＩＤタグを配列した織物を得ることができる。
【００２０】
シート材料が編物の場合においても同様であり、多層構造の編物構造内に無線ＩＤタグを配置したり、編組織により無線ＩＤタグの編物内での移動を制限することで編物上もしくは編物構造内に高精度かつ物理的に固定することができる。特に、経挿入糸又は緯挿入糸として糸長方向に一定間隔で無線ＩＤタグを配置した糸を用いて製編することで、連続的にかつ高精度で無線ＩＤタグを配列した編物を得ることができる。
【００２１】
位置決め用マーク１１は、各無線ＩＤタグ２の中間に位置するようにシート材料１０の全長及び全幅にわたって予めプリントされている。なお、位置決め用マーク１１の表示箇所は、必要に応じて両側のみ表示したり、表裏両面に表示するようにすればよく、また、表示位置についても中間位置以外に無線ＩＤタグに重なるように表示してもよく、特に限定されない。位置決め用マーク１１としては、２枚のシート材料１０を縫製した縫い目で表示するようにしてもよい。また、織物又は編物の場合には、経糸もしくは緯糸又は経挿入糸もしくは緯挿入糸に地組織と異なる色の糸を使用して表示するようにしてもよい。また、柄模様の一部として位置決め用マーク１１を表示することもできる。
【００２２】
また、位置決め用マークは、位置合せが可能なものであればよく、プリント表示の場合には直線の他に十字形状、点線等様々な表示が可能である。こうした表示を図柄や模様に取り入れて表示してもよい。また、間隔が読み取れるように目盛表示を行うようにしてもよい。また、基材の端部、表面の凹凸形状、部材間の境界線といったものも位置決め用マークとして使用することができる。
【００２３】
無線ＩＤタグ２には、個別に識別可能となるＩＤデータが割り当てられており、そのＩＤデータを予め記憶するようになっている。無線ＩＤタグとしては、公知のパッシブ型のＲＦＩＤを用いればよく、周波数帯が１２５ｋ−１３５ｋＨｚ/１３．５６ＭＨＺ/２．４５ＧＨｚ/８６０Ｍ−９６０ＭＨｚの範囲ものが好ましい。位置検知用シート体に高密度で配置する場合、タグの大きさが小さい２．４５ＧＨｚのＲＦＩＤが好ましい。
【００２４】
保持部材１２としては、複数の位置検知用シート体１を設置した場合にその位置関係が歩行動作や走行動作でずれない程度の保持力を備えている。例えば、多数のフック及びループを係合させて着脱可能に保持するファスナー又はテープ、とじひも、ボタン、嵌合する孔部と突起部等を設けることで位置検知用シート体１同士を安定した状態で保持することができる。こうした保持手段以外にも、ステープラー、粘着テープ、仮縫い等の手段により位置検知用シート体１を直接結合して保持するようにしてもよい。
【００２５】
また、位置検知用シート体１は、コーティング等により表面に被膜を形成することで耐久性を向上させることができる。コーティング材としては、ポリウレタン系、塩化ビニル系、ゴム系、ポリエステルエラストマー系、シリコン系等の材料が挙げられる。
【００２６】
コーティング以外の方法としてラミネート加工や貼り合わせ加工をしてもよい。ラミネート等の材料としては熱可塑性フィルム、織編物や不織布、紙、人工皮革、フォーム等が挙げられる。
【００２７】
また、位置検知用シート体１の表面に非導電性被膜を形成すれば、金属等の導電材料上に位置検知用シート体１を配置しても無線ＩＤタグと交信してＩＤデータを確実に取得することができるといった効果もある。ＩＤデータを確実に取得するために、位置検知用シート体１の表面を電磁波吸収材料を含む材料で被覆するようにしてもよい。
【００２８】
図３は、無線ＩＤタグ２及びＩＤリーダ３に関する回路構成図である。無線ＩＤタグ２は、メモリ２１の読出し処理及び書込み処理を行う制御回路２０、通信コイル２５で受信した信号を復調して制御回路２０に入力する復調回路２２、制御回路２０から出力された信号を変調して通信コイル２５を介して送信する変調回路２３、通信コイル２５から電力供給を受けて各回路に電源を供給する電源回路２４を備えている。また、ＩＤリーダ３は、中継器４との間でデータを送受信して情報処理する制御回路３０、通信コイル３３で受信した信号を復調して制御回路３０に入力する復調回路３１、制御回路３０から出力された信号を変調して通信コイル３３を介して送信する変調回路３２を備えている。こうした回路構成の無線ＩＤタグ２及びＩＤリーダ３は、公知のものを使用することができる。
【００２９】
移動体に搭載されたＩＤリーダ３が無線ＩＤタグ２に接近して交信可能な距離になると、ＩＤリーダ３が無線ＩＤタグ２と交信して当該無線ＩＤタグ２からそのＩＤデータを読み取るようになっている。したがって、読み取られたＩＤデータに基づいて無線ＩＤタグ２を特定することで、移動体の現在位置を検知することができる。
【００３０】
なお、ＩＤリーダ３は、中継器４を介さずに情報処理装置５と直接交信するようにしてもよい。
【００３１】
図４は、情報処理装置５に関する概略ブロック構成図である。情報処理装置５は、必要なデータ処理を行う制御部５０、各位置検知用シート体１における無線ＩＤタグ２に関するＩＤデータ及びその配列位置を示す個別位置情報といった処理に必要なデータを記憶する記憶部５１、必要なデータを入力する操作入力部５２、検知された位置情報等を表示する表示部５３を備えている。
【００３２】
制御部５０は、設置された複数の位置検知用シート体の位置関係情報を取得する取得部５０１、取得部５０１において取得された位置関係情報及び記憶部５１に記憶された各無線ＩＤタグ２に関する個別位置情報に基づいてすべての無線ＩＤタグ２の位置関係を示す全体位置情報を算出する算出部５０２、ＩＤリーダ３で読み取られたＩＤデータ及び記憶部５１に記憶された全体位置情報に基づいて移動体の位置を検知する位置検知部５０３、中継器４との間でデータを送受信する送受信部５０４を備えている。
【００３３】
図５は、位置検知用シート体１に関する平面図である。無線ＩＤタグ２は、位置検知用シート体１の幅方向Ｘ及び長さ方向Ｙに等間隔で配列されており、全体としてマトリクス状に配列されている。そして、各無線ＩＤタグ２の中間に直線状の位置決め用マーク１１が表示されている。
【００３４】
図６は、記憶部５１に記憶される位置検知用シート体１における無線ＩＤタグのＩＤデータ及び個別位置情報に関するデータリストである。この例では、位置検知用シート体１の端部１３側の角部に位置する無線ＩＤタグ２Ａのいずれか一方を基準位置（Ｎｏ．１）とし、基準位置からのＸ方向の長さ及びＹ方向の長さを個別位置情報としてＩＤデータに対応付けて記憶する。この場合、無線ＩＤタグの間隔は等間隔（Ｌ；単位ｍ）に設定されているので、基準位置の無線ＩＤタグからＸ方向にｍ番目でＹ方向にｎ何番目に設定されているとすると、個別位置情報は（Ｌｍ，Ｌｎ）となり、簡単に設定することができる。また、（ｍ，ｎ）を個別位置情報として記憶するようにしてもよい。
【００３５】
位置検知用シート体１に配置した無線ＩＤタグのＩＤデータ及び個別位置情報を対応付けたマッピング情報は、位置検知用シート体１の製造時に作成して情報記録媒体に記憶しておくとよい。そして、位置検知用シート体１を敷設する際に当該位置検知用シート体のマッピング情報を情報処理装置５に入力して記憶部５１に記憶するようにすればよい。
【００３６】
情報記録媒体としては、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリ、半導体メモリ、情報入力可能なＲＦＩＤ、ＦＤ等を用いることができ、位置検知用シート体とともに携行可能なものであればよい。そして、マッピング情報入力後は書き込み禁止処理を行うことにより、読み込み専用の情報記録媒体となることが好ましい。
【００３７】
位置検知用シート体１の位置検知精度（ａ；単位ｍ）は、移動体の移動速度（ｖ；単位ｍ／ｓ）及び無線ＩＤタグの位置検知に要する処理時間（ｔ；単位ｓ）に依存することから、以下の式により計算することができる。
ａ＝ｖ×ｔ
位置検知用シート体１に配置する無線ＩＤタグの間隔（Ｌ；単位ｍ）がａより短い間隔の場合（ａ＞Ｌ）には位置検知精度がａとなり、Ｌがａより長い間隔の場合（ａ＜Ｌ）には位置検知精度がＬとなる。
【００３８】
位置検知用シート体１を敷設する場合、位置検知が必要な経路に合せて複数の位置検知用シート体１を敷設していくことになる。その場合、複数の位置検知用シート体１のすべての無線ＩＤタグについて位置情報を設定する必要がある。位置検知用シート体１毎のマッピング情報は予め記憶部５１に蓄積されているので、これらのマッピング情報を関係付ける位置関係情報を取得することで、すべての無線ＩＤタグのマッピング情報を算出することができる。この場合、位置検知用シート体１を位置決め用マーク１１を基準に敷設することで位置関係情報を簡単に取得することが可能となる。
【００３９】
位置関係情報を取得する方法としては、重なり合った無線ＩＤタグのＩＤデータをＩＤリーダに読み取って取得する方法がある。図７は、位置関係情報の取得に関する処理フローである。まず、両シート体を位置決め用マークに合せて重ねた状態で設置した後、基準となる位置検知用シート体に対して重ね合わせた別の位置検知用シート体の基準位置となる２つの無線ＩＤタグにそれぞれＩＤリーダを近接させて無線ＩＤタグのＩＤデータとともに重なり合った基準となる位置検知用シート体の無線ＩＤタグのＩＤデータを読み取り、情報処理装置５に送信する（Ｓ１００）。
【００４０】
取得部５０１では、受信した２対のＩＤデータに基づいて個別位置情報を記憶部５１から読み出し（Ｓ１０１）、基準となる位置検知用シート体側の２つのＩＤデータに関する個別位置情報についてＹ方向の位置ずれを算出する（Ｓ１０２）。Ｙ方向の位置ずれに基づいて基準となる位置検知用シート体に対する別の位置検知用シート体の回転角度が求められる。この場合、等間隔に表示された位置決め用マークを基準として両シート体を重ね合せているので、Ｙ方向の位置ずれパターンが予め設定することができ回転角度はそのパターンに基づいて予め算出して記憶部５１に記憶しておき、必要に応じて読み出すようにすればよい。
【００４１】
また、読み取った基準位置の一方の無線ＩＤタグ（図６のＮｏ．１）に重ね合せられた基準となる位置検知用シート体の無線ＩＤタグの個別位置情報を求めることができるので、この個別位置情報及び回転角度を位置関係情報として別の位置検知用シート体の全体位置情報を算出することができる（Ｓ１０３）。
【００４２】
図８に示すように、基準となる位置検知用シート体の座標系（ＸA−ＹA）に対して別の位置検知用シート体の座標系（ＸB−ＹB）が角度θ回転した場合、座標系（ＸB−ＹB）における座標（ｘB，ｙB）は以下のように変換される。
ｘA＝ｘBｃｏｓθ＋ｙBｓｉｎθ
ｙA＝−ｘBｓｉｎθ＋ｙBｃｏｓθ
したがって、基準位置となる無線ＩＤタグに対応する個別位置情報が（ＸA1，ＹA1）とすると、別の位置検知用シート体における無線ＩＤタグの全体位置情報（ＸABn，ＹABn）は、その個別位置情報（ＸBn，ＹBn）を用いて以下の式により算出される。
ＸABn＝ＸA1＋ＸBnｃｏｓθ＋ＹBnｓｉｎθ
ＹABn＝ＹA1−ＸBnｓｉｎθ＋ＹBnｃｏｓθ
【００４３】
なお、位置検知用シート体の間の位置関係から位置関係情報が簡単に読み取れる場合には、情報処理装置５の操作入力部５２から入力するようにしてもよい。
【００４４】
複数の位置検知用シート体の敷設例について以下に説明する。図９は、位置検知用シートを長さ方向に配列した場合を示す平面図である。この例では、位置検知用シート体１ａの端部側において位置決め用マーク１１ａに位置検知用シート体１ｂの端部１３ｂを合せて一部重ねるように敷設している。そして、位置検知用シート体１ｂの端部１３ｂ側の角部の２つの無線ＩＤタグ２ｂを基準位置となる無線ＩＤタグに設定している。
【００４５】
位置検知用シート体１ａを基準として位置検知用シート体１ｂの位置関係情報を取得する場合、２つの無線ＩＤタグ２Ｂ及びこれらと重なり合う位置検知用シート体１ａの２つの無線ＩＤタグのＩＤデータを読み取り、これらの無線ＩＤタグに関する個別位置情報に基づいて位置関係情報を求めることができる。
【００４６】
この例では、位置検知用シート体１の基準位置となる一方の無線ＩＤタグ２Ｂ（図７では上側）と重なり合う位置の位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグの個別位置情報が位置関係情報となる。そして、位置関係情報である個別位置情報を無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報として入力し、位置検知用シート体１ｂの残りの無線ＩＤタグについては、記憶された個別位置情報に無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報を加算することでその全体位置情報を算出することができる。
【００４７】
なお、位置検知用シート体１ｂの端部１３ｂが位置合せされた位置決め用マーク１１ａに基づいて位置関係情報が肉眼で読み取れる場合には、読み取った位置関係情報を直接入力するようにしてもよい。
【００４８】
両シート体が重なり合った状態では、両シート体の保持部材１２ａ及び１２ｂについても上下に重なり合うようになり、両シート体が位置ずれしないようにしっかり保持されるようになる。
【００４９】
また、以上説明した敷設例において両シート体の端部同士を突き合わせた状態で設置しても簡単に全体位置情報を算出することができる。この場合には、端部自体が位置決め用マークとなって位置合せが行われるようになる。そして、無線ＩＤタグ２Ｂとそれに隣接する位置検知用シート体１ａの端部の無線ＩＤタグとの間のＹ方向の間隔を求め、端部の無線ＩＤタグの個別位置情報に求めた間隔データを加算して位置関係情報をセットすればよい。両シート体の位置ずれを防止するために境界部分にテープを貼付するか仮縫いをしておくとよい。
【００５０】
図１０は、位置検知用シート体を幅方向に配列した場合を示す平面図である。この例では、位置検知用シート体１ａの側部側において位置決め用マーク１１ａに位置検知用シート体１ｂの側端（保持部材１２ｂとの境界線）を合せて一部重ねるように敷設している。
【００５１】
位置関係情報を取得する場合、位置検知用シート体１ｂの基準位置となる一方の無線ＩＤタグ２Ｂ（図１０の上側）及びそれに重ね合わせられた位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグのＩＤデータを読み取り、位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグのＩＤデータに基づいて個別位置情報を読出して位置関係情報とすればよい。そして、位置関係情報を無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報として入力し、位置検知用シート体１ｂの残りの無線ＩＤタグについては、記憶された個別位置情報に無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報を加算することでその全体位置情報を算出することができる。
【００５２】
なお、位置検知用シート体１ｂの側端が位置合せされた位置決め用マーク１１ａに基づいて位置関係情報が肉眼で読み取れる場合には、読み取った位置関係情報を直接入力するようにしてもよい。
【００５３】
両シート体が重なり合った状態では、両シート体の保持部材１２ａ及び１２ｂがそれぞれ重なり合って、両シート体が位置ずれしないようにしっかり保持されるようになる。
【００５４】
また、位置検知用シート体１ａの側部に設けられた保持部材１２ａに位置検知用シート体１ｂの側部に設けられた保持部材１２ｂを重ねて敷設した場合には、保持部材の内側の境界線が位置決め用マークとなって位置合せが行われる。この場合には、位置検知用シート体１ｂの基準位置となる一方の無線ＩＤタグ２Ｂ（図８の上側）とそれに隣接する位置検知用シート体１ａの他方の無線ＩＤタグ２Ａ（図８の下側）との間のＸ方向の間隔を求め、無線ＩＤタグ２Ａの個別位置情報に求めた間隔データを加算して位置関係情報とすればよい。
【００５５】
図１１は、位置検知用シート体を直交する方向に配列した場合を示す平面図である。この例では、位置検知用シート体１ａの端部側に位置検知用シート体１ｂの端部側を直交するように重ねて敷設している。その際に、位置検知用シート体１ｂの端部１３ｂが位置検知用シート体１ａの側端に一致するように位置合せし、位置検知用シート体１ｂの基準位置となる一方の無線ＩＤタグ２Ｂが位置検知用シート体１ａの端部１３ａの角部に位置する無線ＩＤタグに重なり合うように配置する。
【００５６】
位置検知用シート体１ａを基準として位置検知用シート体１ｂの位置関係情報を取得する場合、２つの無線ＩＤタグ２Ｂ及びこれらと重なり合う位置検知用シート体１ａの２つの無線ＩＤタグのＩＤデータを読み取り、これらの無線ＩＤタグに関する個別位置情報に基づいて位置関係情報を求めることができる。
【００５７】
この例では、位置検知用シート体１の基準位置となる一方の無線ＩＤタグ２Ｂ（図１１では右側）と重なり合う位置の位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグの個別位置情報が位置関係情報となる。そして、位置関係情報である個別位置情報を無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報として入力し、位置検知用シート体１ｂの残りの無線ＩＤタグについては、記憶された個別位置情報を９０度座標変換した値に無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報を加算することでその全体位置情報を算出することができる。
【００５８】
両シート体が重なり合った状態では、両シート体の保持部材１２ａ及び１２ｂがそれぞれ重なり合って両シート体が位置ずれしないようにしっかり保持されるようになる。
【００５９】
図１２は、基準となる位置検知用シート体に対して位置検知用シート体を所定角度回転して配列した場合を示す平面図である。この例では、位置検知用シート体１ｂの端部１３ｂにおける一方の角部（図１２では上側）を位置検知用シート体１ａの側端における位置決め用マーク１１ａの交点に一致させて位置検知用シート体１ｂを所定角度回転させて配置している。
【００６０】
この場合、端部１３ｂにおける他方の角部（図１２では下側）を位置決め用マーク１１ａに一致するように位置合せし、一方の角部に対して他方の角部が位置決め用マーク１１ａを３本分Ｙ方向に位置ずれするように設定されている。このように、位置決め用マーク１１ａを基準に位置検知用シート体１ｂを回転させるようにすれば、予め回転パターンが決まってくるためその回転パターンに基づいて回転角度を予め算出しておくことができる。
【００６１】
位置関係情報を取得する場合、位置検知用シート体１ｂの基準位置となる２つの無線ＩＤタグ２Ｂ及びそれに重ね合わせられた位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグのＩＤデータを読み取り、位置検知用シート体１ａの２つの無線ＩＤタグのＩＤデータに基づいて個別位置情報を読み出す。これらの個別位置情報からＹ方向の位置ずれを求めてその位置ずれに対応する回転角度を読み出す。そして、一方の無線ＩＤタグ２Ｂ（図１２の上側）に重ね合わせられた位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグの個別位置情報及び読み出された回転角度を位置関係情報とすればよい。そして、図８において説明したように、位置関係情報及び位置検知用シート体１ｂの無線ＩＤタグに関する個別位置情報に基づいてその全体位置情報を算出することができる。
【００６２】
図１３は、複数の位置検知用シート体を用いて無線ＩＤタグの配置密度を高める場合を示す平面図である。この例では、基準となる位置検知用シート体１ａの下側に別の位置検知用シート体１ｂを重ねて敷設する。そして、長さ方向の位置決め用マーク１１ａに対して長さ方向の位置決め用マーク１１ｂが位置決め用マーク１１ａの中間に位置するように設定する。そのため、位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグ２ａの幅方向の間の中間に位置検知用シート体１ｂの無線ＩＤタグ２ｂが位置するようになり、見掛け上２倍の密度で無線ＩＤタグが配置されるようになる。この場合、位置検知用シート体１ｂが幅方向に位置ずれした分を位置関係情報として用い、位置検知用シート体１ｂの無線ＩＤタグ２ｂの個別位置情報に加算することで位置検知用シート体１ａを基準とする全体位置情報を算出することができる。
【００６３】
図１４は、位置検知処理に関するフローである。上述したように複数の位置検知用シート体を敷設してすべての無線ＩＤタグについて全体位置情報を算出して全体のマッピング情報を記憶部５１に記憶しておく。そして、ＩＤリーダ３を搭載した移動体が敷設した位置検知用シート体上を移動していくと、ＩＤリーダ３から電波が発信されて（Ｓ２００）交信可能な無線ＩＤタグが存在するかチェックする（Ｓ２０１）。返信があった無線ＩＤタグが存在する場合には、ＩＤリーダ３から無線ＩＤタグに電源を供給して（Ｓ２０２）通信経路を確立し、無線ＩＤタグのＩＤデータを送信するよう要求してＩＤデータを受信する（Ｓ２０３）。受信されたＩＤデータは中継器４を介して情報処理装置５に送信され、位置検知部５０３においてＩＤデータに対応する全体位置情報が読み出される（Ｓ２０４）。そして、読み出された全体位置情報に基づいて移動体の現在位置が表示されるようになる。また、検知された移動体の現在位置を示す情報は、他の機器に送信されて移動体の移動に合せて作動するようにすることもできる。
【００６４】
以上説明したように、位置検知を行なう経路に複数の位置検知用シート体を位置決め用マークを基準に敷設して簡単にマッピング処理を行うことができるので、敷設作業、レイアウトの変更、回収作業を効率よく行うことができ、期間限定のイベント会場等の位置検知システムとして好適である。
【００６５】
また、床面以外にも壁面、柱面といった構造物に対しても位置決め用マークを基準に設置することで同様に簡単に設置作業を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、福祉分野、サービス分野、流通・物流分野、製造工程関連分野、セキュリティ関連分野等の位置検知が必要な幅広い分野に適用することができる。例えば、車椅子の位置検知システム、車椅子や搬送車両の自動走行システム、ロボットの位置検知システム、イベント会場等における来場者案内システム等への応用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。
【図２】位置検知用シート体に関する一部拡大斜視図である。
【図３】無線ＩＤタグ及びＩＤリーダに関する回路構成図である。
【図４】情報処理装置５に関する概略ブロック構成図である。
【図５】位置検知用シート体に関する平面図である。
【図６】無線ＩＤタグのＩＤデータ及び個別位置情報に関するデータリストである。
【図７】位置関係情報の取得に関する処理フローである。
【図８】位置検知用シート体の回転による座標変換に関する説明図である。
【図９】位置検知用シートを長さ方向に配列した場合を示す平面図である。
【図１０】位置検知用シート体を幅方向に配列した場合を示す平面図である。
【図１１】位置検知用シート体を直交する方向に配列した場合を示す平面図である。
【図１２】基準となる位置検知用シート体に対して位置検知用シート体を所定角度回転して配列した場合を示す平面図である。
【図１３】複数の位置検知用シート体を用いて無線ＩＤタグの配置密度を高める場合を示す平面図である。
【図１４】位置検知処理に関するフローである。
【符号の説明】
【００６８】
１ 位置検知用シート体
10 シート材料
11 位置決め用マーク
12 保持部材
13 端部
２ 無線ＩＤタグ
３ ＩＤリーダ
４ 中継器
５ 情報処理装置
50 制御部
51 記憶部
52 操作入力部
53 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床面、壁面、柱面等の構造物にＲＦＩＤといった無線ＩＤタグを複数配列して移動体に搭載された読取部により無線ＩＤタグからのＩＤデータを取得することで移動体の位置を検知する位置検知システム及びそれに用いる位置検知用シート体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に屋内での物体や人等の移動体の位置を認識する方法としては、カメラによる認識、赤外線を使用する方法、磁気センサを使用する方法等がある。カメラを設置する方法は、カメラで撮影した画像を解析して目的とする移動体の位置を認識することになり、カメラ設置等の施工が複雑であり設置に適したスペースを要する、複雑な画像解析を必要とする等、コストおよび測定場所の制限等課題が多い。赤外線を使用する方法は非常に高精度で位置を測定することができるが、赤外線が遮蔽されない環境を必要とし、設置場所の制限が多いという問題がある。磁気センサを使用する方法は非常に高精度で位置を測定することができるが、磁気が乱されない環境を必要とし、比較的狭い範囲でしか測定できないという問題がある。
【０００３】
これらの方式に対し、ＲＦＩＤを利用した非接触型位置測定システムが、設置場所に依存しない優れた方法として提案されている。アクティブタイプのＲＦＩＤを利用する位置認識システムの場合は、ＲＦＩＤの電源を維持する必要があり、ＲＦＩＤを設置するのに多大な施工時間とコストを要する課題がある。また、設置したＲＦＩＤと位置情報を統合するマッピングに要する時間及びコスト負担が大きいといった課題がある。
【０００４】
ＲＦＩＤの電源については、特許文献１〜４に記載されているように電磁誘導方式のＲＦＩＤを使用する位置認識システムが提案されているが、この場合電波の到達距離が短いため単位面積あたり非常に多くのＲＦＩＤ設置数が必要となり、この施工時間とコスト、さらにはＲＦＩＤの位置情報とＩＤのマッピング作業に必要な時間とコストを考慮しなければならない。
【０００５】
ＲＦＩＤをシート上に配置する方法としては特許文献５に、ＲＦＩＤをテキスタイル上に配置する方法としては特許文献６で提案されている。しかしいずれもシートおよびテキスタイルの生産工程管理、もしくは製品の物流管理を目的としており、一定平面内に多数のＲＦＩＤを配置して位置検知に用いることは難しい。
【０００６】
特許文献７には、複数の無線ＩＤタグを配列した帯状シートをフロアパネル上に敷設して位置検出を行う位置検知システムが記載されているが、複数の帯状シート体の位置合せ及び各無線ＩＤタグのマッピング作業が複雑で簡単に施工することが難しい。
【特許文献１】特許第３５４５６８９号公報
【特許文献２】特許第３５４５６９０号公報
【特許文献３】特許第３６９２２８４号公報
【特許文献４】特許第４０４５４９３号公報
【特許文献５】特許第３４９９２１８号公報
【特許文献６】特開２００５−２２６１６５号公報
【特許文献７】特開２００７−１７０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記で記載したように、従来の電磁誘導方式のＲＦＩＤを使用する位置検知システムは電波の到達距離が短いので、位置精度を高めるためにはＲＦＩＤ設置密度を大きくする必要があり、多数のＲＦＩＤを使用することになる。そのため、多数のＲＦＩＤを設置するための施工時間及びコスト、さらにはＲＦＩＤの位置情報とＩＤのマッピング作業に必要な時間及びコストがかかる。
【０００８】
また、従来のようにＲＦＩＤを床面等の構造物に固定するやり方では、設置作業及びコストがかかり、また不要になった場合の作業とコストが別途生じるようになる。そのため、イベント等の期間限定での使用には不向きである。
【０００９】
そこで、本発明は、多数の無線ＩＤタグの精度よく短時間で配列できるとともにこれらの無線ＩＤタグのマッピング作業を効率よく行うことが可能な位置検知システム及びそれに用いる位置検知用シート体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る位置検知システムは、複数の無線ＩＤタグを規則的に配列するとともに当該無線ＩＤタグの配列に対応して表示された位置決め用マークが設けられた複数の位置検知用シート体と、各位置検知用シート体における前記無線ＩＤタグのＩＤデータ及び個別位置情報を記憶する記憶部と、前記位置決め用マークを基準にして配列された前記位置検知用シート体の位置関係情報を取得する取得部と、取得された前記位置関係情報及び記憶された前記個別位置情報に基づいてすべての前記無線ＩＤタグの位置関係を示す全体位置情報を算出して前記記憶部に記憶する算出部と、移動体に搭載されるとともに前記無線ＩＤタグの一部と交信して前記ＩＤデータを取得する読取部と、前記読取部で取得された前記ＩＤデータ及び前記記憶部に記憶された前記全体位置情報に基づいて前記移動体の位置を検知する位置検知部とを備えていることを特徴とする。さらに、前記位置検知用シート体は、重ね合わせて前記位置決め用マークを一致させることで位置決めされていることを特徴とする。さらに、前記取得部は、隣接した前記位置検知用シート体の前記位置決め用マークの位置関係に基づいて位置関係情報を取得することを特徴とする。さらに、前記取得部は、隣接した前記位置検知用シート体のそれぞれの前記無線ＩＤタグからの交信状態に基づいて位置関係情報を取得することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る位置検知用シート体は、上記の位置検知システムに用いられる位置検知用シート体であって、フィルム状基材又は布帛状基材に複数の無線ＩＤタグを長手方向に一定間隔で取り付けた線状材を所定の間隔を空けて複数本並列配置され、前記線状材と直交する方向に前記無線ＩＤタグの配列に対応して複数の位置決めマーク用の表示体が並列配置されていることを特徴とする。さらに、前記位置検知用シート体を重ね合わせた状態で着脱可能に保持する保持手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記のような構成を有することで、無線ＩＤタグの配列に対応して表示された位置決め用マークに基づいて位置検知用シート体を配列するので、位置検知用シート体を精度よく簡単に配列することができる。また、位置決め用マークを基準とする位置検知用シート体の位置関係情報に基づいて無線ＩＤタグの全体位置情報を算出するようにしているので、無線ＩＤタグのマッピング作業を短時間で効率よく行うことができ、レイアウトの変更又は設置場所の変更にも臨機応変に対応することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。位置検知システムは、矩形状の位置検知用シート体１、位置検知用シート体１にマトリクス状に規則的に配列された多数の無線ＩＤタグ２、検知対象である移動体（この例では歩行者）に取り付けられるとともに無線ＩＤタグ２の一部と交信してＩＤデータを取得するＩＤリーダ３、ＩＤリーダ３から発信されるＩＤデータを中継器４を介して取得し移動体の位置を検知する情報処理装置５を備えている。
【００１５】
図２は、位置検知用シート体１に関する一部拡大斜視図である。位置検知用シート体１は、２枚のシート材料１０の間に多数の無線ＩＤタグ２が等間隔でマトリクス状に配列されており、両側には他の位置検知用シート体１に付着して着脱可能に保持する保持部材１２が取り付けられている。また、位置検知用シート体１の表面には、無線ＩＤタグ２の間に縦横に等間隔で位置決め用マーク１１が直線状に表示されている。
【００１６】
無線ＩＤタグ２をシート材料１０に配置する方法としては、例えば、２層以上の複数層のシートの間に無線ＩＤタグを配置する方法、シート材料の表面に接着剤や縫製、ラミネート、コーティング等により配置する方法、シート材料の製造工程において配置する方法がある。シート材料に無線ＩＤタグの機能を損なわず固定できる方法であれば、それ以外の方法でもかまわない。
【００１７】
シート材料１０としては、フィルムもしくは織物、編物、不織布等のテキスタイルがあり、単一構成もしくは複数の材料から複合された構成であって、シートの少なくとも１面は電磁波を遮蔽しない非導電性素材で構成される。具体的素材としては、ポリエチレンテレフタレートやＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のポリエステル系繊維、ナイロン（ポリアミド繊維）、アラミド（芳香族ポリアミド繊維）、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフイン系繊維、アクリル等の合成繊維、レーヨン、アセテート等の化学繊維、綿、麻、ウール、絹等の天然繊維が挙げられる。さらに、シート材料を構成する材質はすべて非導電性の素材があることが好ましい。
【００１８】
こうした柔軟性及び耐久性の高い素材を用いることで、簡単に位置検知用シート体を敷設及び回収することができ、無線ＩＤタグの位置精度を保持することが可能となる。
【００１９】
シート材料が織物の場合は、多層構造の織物構造内に無線ＩＤタグを配置したり、織組織により無線ＩＤタグの織物内での移動を制限することで織物上もしくは織物構造内に高精度かつ物理的に固定することができる。特に、経糸又は緯糸として糸長方向に一定間隔で無線ＩＤタグを配置した糸を用いて製織することで、連続的にかつ高精度で無線ＩＤタグを配列した織物を得ることができる。
【００２０】
シート材料が編物の場合においても同様であり、多層構造の編物構造内に無線ＩＤタグを配置したり、編組織により無線ＩＤタグの編物内での移動を制限することで編物上もしくは編物構造内に高精度かつ物理的に固定することができる。特に、経挿入糸又は緯挿入糸として糸長方向に一定間隔で無線ＩＤタグを配置した糸を用いて製編することで、連続的にかつ高精度で無線ＩＤタグを配列した編物を得ることができる。
【００２１】
位置決め用マーク１１は、各無線ＩＤタグ２の中間に位置するようにシート材料１０の全長及び全幅にわたって予めプリントされている。なお、位置決め用マーク１１の表示箇所は、必要に応じて両側のみ表示したり、表裏両面に表示するようにすればよく、また、表示位置についても中間位置以外に無線ＩＤタグに重なるように表示してもよく、特に限定されない。位置決め用マーク１１としては、２枚のシート材料１０を縫製した縫い目で表示するようにしてもよい。また、織物又は編物の場合には、経糸もしくは緯糸又は経挿入糸もしくは緯挿入糸に地組織と異なる色の糸を使用して表示するようにしてもよい。また、柄模様の一部として位置決め用マーク１１を表示することもできる。
【００２２】
また、位置決め用マークは、位置合せが可能なものであればよく、プリント表示の場合には直線の他に十字形状、点線等様々な表示が可能である。こうした表示を図柄や模様に取り入れて表示してもよい。また、間隔が読み取れるように目盛表示を行うようにしてもよい。また、基材の端部、表面の凹凸形状、部材間の境界線といったものも位置決め用マークとして使用することができる。
【００２３】
無線ＩＤタグ２には、個別に識別可能となるＩＤデータが割り当てられており、そのＩＤデータを予め記憶するようになっている。無線ＩＤタグとしては、公知のパッシブ型のＲＦＩＤを用いればよく、周波数帯が１２５ｋ−１３５ｋＨｚ/１３．５６ＭＨＺ/２．４５ＧＨｚ/８６０Ｍ−９６０ＭＨｚの範囲ものが好ましい。位置検知用シート体に高密度で配置する場合、タグの大きさが小さい２．４５ＧＨｚのＲＦＩＤが好ましい。
【００２４】
保持部材１２としては、複数の位置検知用シート体１を設置した場合にその位置関係が歩行動作や走行動作でずれない程度の保持力を備えている。例えば、多数のフック及びループを係合させて着脱可能に保持するファスナー又はテープ、とじひも、ボタン、嵌合する孔部と突起部等を設けることで位置検知用シート体１同士を安定した状態で保持することができる。こうした保持手段以外にも、ステープラー、粘着テープ、仮縫い等の手段により位置検知用シート体１を直接結合して保持するようにしてもよい。
【００２５】
また、位置検知用シート体１は、コーティング等により表面に被膜を形成することで耐久性を向上させることができる。コーティング材としては、ポリウレタン系、塩化ビニル系、ゴム系、ポリエステルエラストマー系、シリコン系等の材料が挙げられる。
【００２６】
コーティング以外の方法としてラミネート加工や貼り合わせ加工をしてもよい。ラミネート等の材料としては熱可塑性フィルム、織編物や不織布、紙、人工皮革、フォーム等が挙げられる。
【００２７】
また、位置検知用シート体１の表面に非導電性被膜を形成すれば、金属等の導電材料上に位置検知用シート体１を配置しても無線ＩＤタグと交信してＩＤデータを確実に取得することができるといった効果もある。ＩＤデータを確実に取得するために、位置検知用シート体１の表面を電磁波吸収材料を含む材料で被覆するようにしてもよい。
【００２８】
図３は、無線ＩＤタグ２及びＩＤリーダ３に関する回路構成図である。無線ＩＤタグ２は、メモリ２１の読出し処理及び書込み処理を行う制御回路２０、通信コイル２５で受信した信号を復調して制御回路２０に入力する復調回路２２、制御回路２０から出力された信号を変調して通信コイル２５を介して送信する変調回路２３、通信コイル２５から電力供給を受けて各回路に電源を供給する電源回路２４を備えている。また、ＩＤリーダ３は、中継器４との間でデータを送受信して情報処理する制御回路３０、通信コイル３３で受信した信号を復調して制御回路３０に入力する復調回路３１、制御回路３０から出力された信号を変調して通信コイル３３を介して送信する変調回路３２を備えている。こうした回路構成の無線ＩＤタグ２及びＩＤリーダ３は、公知のものを使用することができる。
【００２９】
移動体に搭載されたＩＤリーダ３が無線ＩＤタグ２に接近して交信可能な距離になると、ＩＤリーダ３が無線ＩＤタグ２と交信して当該無線ＩＤタグ２からそのＩＤデータを読み取るようになっている。したがって、読み取られたＩＤデータに基づいて無線ＩＤタグ２を特定することで、移動体の現在位置を検知することができる。
【００３０】
なお、ＩＤリーダ３は、中継器４を介さずに情報処理装置５と直接交信するようにしてもよい。
【００３１】
図４は、情報処理装置５に関する概略ブロック構成図である。情報処理装置５は、必要なデータ処理を行う制御部５０、各位置検知用シート体１における無線ＩＤタグ２に関するＩＤデータ及びその配列位置を示す個別位置情報といった処理に必要なデータを記憶する記憶部５１、必要なデータを入力する操作入力部５２、検知された位置情報等を表示する表示部５３を備えている。
【００３２】
制御部５０は、設置された複数の位置検知用シート体の位置関係情報を取得する取得部５０１、取得部５０１において取得された位置関係情報及び記憶部５１に記憶された各無線ＩＤタグ２に関する個別位置情報に基づいてすべての無線ＩＤタグ２の位置関係を示す全体位置情報を算出する算出部５０２、ＩＤリーダ３で読み取られたＩＤデータ及び記憶部５１に記憶された全体位置情報に基づいて移動体の位置を検知する位置検知部５０３、中継器４との間でデータを送受信する送受信部５０４を備えている。
【００３３】
図５は、位置検知用シート体１に関する平面図である。無線ＩＤタグ２は、位置検知用シート体１の幅方向Ｘ及び長さ方向Ｙに等間隔で配列されており、全体としてマトリクス状に配列されている。そして、各無線ＩＤタグ２の中間に直線状の位置決め用マーク１１が表示されている。
【００３４】
図６は、記憶部５１に記憶される位置検知用シート体１における無線ＩＤタグのＩＤデータ及び個別位置情報に関するデータリストである。この例では、位置検知用シート体１の端部１３側の角部に位置する無線ＩＤタグ２Ａのいずれか一方を基準位置（Ｎｏ．１）とし、基準位置からのＸ方向の長さ及びＹ方向の長さを個別位置情報としてＩＤデータに対応付けて記憶する。この場合、無線ＩＤタグの間隔は等間隔（Ｌ；単位ｍ）に設定されているので、基準位置の無線ＩＤタグからＸ方向にｍ番目でＹ方向にｎ何番目に設定されているとすると、個別位置情報は（Ｌｍ，Ｌｎ）となり、簡単に設定することができる。また、（ｍ，ｎ）を個別位置情報として記憶するようにしてもよい。
【００３５】
位置検知用シート体１に配置した無線ＩＤタグのＩＤデータ及び個別位置情報を対応付けたマッピング情報は、位置検知用シート体１の製造時に作成して情報記録媒体に記憶しておくとよい。そして、位置検知用シート体１を敷設する際に当該位置検知用シート体のマッピング情報を情報処理装置５に入力して記憶部５１に記憶するようにすればよい。
【００３６】
情報記録媒体としては、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリ、半導体メモリ、情報入力可能なＲＦＩＤ、ＦＤ等を用いることができ、位置検知用シート体とともに携行可能なものであればよい。そして、マッピング情報入力後は書き込み禁止処理を行うことにより、読み込み専用の情報記録媒体となることが好ましい。
【００３７】
位置検知用シート体１の位置検知精度（ａ；単位ｍ）は、移動体の移動速度（ｖ；単位ｍ／ｓ）及び無線ＩＤタグの位置検知に要する処理時間（ｔ；単位ｓ）に依存することから、以下の式により計算することができる。
ａ＝ｖ×ｔ
位置検知用シート体１に配置する無線ＩＤタグの間隔（Ｌ；単位ｍ）がａより短い間隔の場合（ａ＞Ｌ）には位置検知精度がａとなり、Ｌがａより長い間隔の場合（ａ＜Ｌ）には位置検知精度がＬとなる。
【００３８】
位置検知用シート体１を敷設する場合、位置検知が必要な経路に合せて複数の位置検知用シート体１を敷設していくことになる。その場合、複数の位置検知用シート体１のすべての無線ＩＤタグについて位置情報を設定する必要がある。位置検知用シート体１毎のマッピング情報は予め記憶部５１に蓄積されているので、これらのマッピング情報を関係付ける位置関係情報を取得することで、すべての無線ＩＤタグのマッピング情報を算出することができる。この場合、位置検知用シート体１を位置決め用マーク１１を基準に敷設することで位置関係情報を簡単に取得することが可能となる。
【００３９】
位置関係情報を取得する方法としては、重なり合った無線ＩＤタグのＩＤデータをＩＤリーダに読み取って取得する方法がある。図７は、位置関係情報の取得に関する処理フローである。まず、両シート体を位置決め用マークに合せて重ねた状態で設置した後、基準となる位置検知用シート体に対して重ね合わせた別の位置検知用シート体の基準位置となる２つの無線ＩＤタグにそれぞれＩＤリーダを近接させて無線ＩＤタグのＩＤデータとともに重なり合った基準となる位置検知用シート体の無線ＩＤタグのＩＤデータを読み取り、情報処理装置５に送信する（Ｓ１００）。
【００４０】
取得部５０１では、受信した２対のＩＤデータに基づいて個別位置情報を記憶部５１から読み出し（Ｓ１０１）、基準となる位置検知用シート体側の２つのＩＤデータに関する個別位置情報についてＹ方向の位置ずれを算出する（Ｓ１０２）。Ｙ方向の位置ずれに基づいて基準となる位置検知用シート体に対する別の位置検知用シート体の回転角度が求められる。この場合、等間隔に表示された位置決め用マークを基準として両シート体を重ね合せているので、Ｙ方向の位置ずれパターンが予め設定することができ回転角度はそのパターンに基づいて予め算出して記憶部５１に記憶しておき、必要に応じて読み出すようにすればよい。
【００４１】
また、読み取った基準位置の一方の無線ＩＤタグ（図６のＮｏ．１）に重ね合せられた基準となる位置検知用シート体の無線ＩＤタグの個別位置情報を求めることができるので、この個別位置情報及び回転角度を位置関係情報として別の位置検知用シート体の全体位置情報を算出することができる（Ｓ１０３）。
【００４２】
図８に示すように、基準となる位置検知用シート体の座標系（ＸA−ＹA）に対して別の位置検知用シート体の座標系（ＸB−ＹB）が角度θ回転した場合、座標系（ＸB−ＹB）における座標（ｘB，ｙB）は以下のように変換される。
ｘA＝ｘBｃｏｓθ＋ｙBｓｉｎθ
ｙA＝−ｘBｓｉｎθ＋ｙBｃｏｓθ
したがって、基準位置となる無線ＩＤタグに対応する個別位置情報が（ＸA1，ＹA1）とすると、別の位置検知用シート体における無線ＩＤタグの全体位置情報（ＸABn，ＹABn）は、その個別位置情報（ＸBn，ＹBn）を用いて以下の式により算出される。
ＸABn＝ＸA1＋ＸBnｃｏｓθ＋ＹBnｓｉｎθ
ＹABn＝ＹA1−ＸBnｓｉｎθ＋ＹBnｃｏｓθ
【００４３】
なお、位置検知用シート体の間の位置関係から位置関係情報が簡単に読み取れる場合には、情報処理装置５の操作入力部５２から入力するようにしてもよい。
【００４４】
複数の位置検知用シート体の敷設例について以下に説明する。図９は、位置検知用シートを長さ方向に配列した場合を示す平面図である。この例では、位置検知用シート体１ａの端部側において位置決め用マーク１１ａに位置検知用シート体１ｂの端部１３ｂを合せて一部重ねるように敷設している。そして、位置検知用シート体１ｂの端部１３ｂ側の角部の２つの無線ＩＤタグ２ｂを基準位置となる無線ＩＤタグに設定している。
【００４５】
位置検知用シート体１ａを基準として位置検知用シート体１ｂの位置関係情報を取得する場合、２つの無線ＩＤタグ２Ｂ及びこれらと重なり合う位置検知用シート体１ａの２つの無線ＩＤタグのＩＤデータを読み取り、これらの無線ＩＤタグに関する個別位置情報に基づいて位置関係情報を求めることができる。
【００４６】
この例では、位置検知用シート体１の基準位置となる一方の無線ＩＤタグ２Ｂ（図７では上側）と重なり合う位置の位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグの個別位置情報が位置関係情報となる。そして、位置関係情報である個別位置情報を無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報として入力し、位置検知用シート体１ｂの残りの無線ＩＤタグについては、記憶された個別位置情報に無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報を加算することでその全体位置情報を算出することができる。
【００４７】
なお、位置検知用シート体１ｂの端部１３ｂが位置合せされた位置決め用マーク１１ａに基づいて位置関係情報が肉眼で読み取れる場合には、読み取った位置関係情報を直接入力するようにしてもよい。
【００４８】
両シート体が重なり合った状態では、両シート体の保持部材１２ａ及び１２ｂについても上下に重なり合うようになり、両シート体が位置ずれしないようにしっかり保持されるようになる。
【００４９】
また、以上説明した敷設例において両シート体の端部同士を突き合わせた状態で設置しても簡単に全体位置情報を算出することができる。この場合には、端部自体が位置決め用マークとなって位置合せが行われるようになる。そして、無線ＩＤタグ２Ｂとそれに隣接する位置検知用シート体１ａの端部の無線ＩＤタグとの間のＹ方向の間隔を求め、端部の無線ＩＤタグの個別位置情報に求めた間隔データを加算して位置関係情報をセットすればよい。両シート体の位置ずれを防止するために境界部分にテープを貼付するか仮縫いをしておくとよい。
【００５０】
図１０は、位置検知用シート体を幅方向に配列した場合を示す平面図である。この例では、位置検知用シート体１ａの側部側において位置決め用マーク１１ａに位置検知用シート体１ｂの側端（保持部材１２ｂとの境界線）を合せて一部重ねるように敷設している。
【００５１】
位置関係情報を取得する場合、位置検知用シート体１ｂの基準位置となる一方の無線ＩＤタグ２Ｂ（図１０の上側）及びそれに重ね合わせられた位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグのＩＤデータを読み取り、位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグのＩＤデータに基づいて個別位置情報を読出して位置関係情報とすればよい。そして、位置関係情報を無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報として入力し、位置検知用シート体１ｂの残りの無線ＩＤタグについては、記憶された個別位置情報に無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報を加算することでその全体位置情報を算出することができる。
【００５２】
なお、位置検知用シート体１ｂの側端が位置合せされた位置決め用マーク１１ａに基づいて位置関係情報が肉眼で読み取れる場合には、読み取った位置関係情報を直接入力するようにしてもよい。
【００５３】
両シート体が重なり合った状態では、両シート体の保持部材１２ａ及び１２ｂがそれぞれ重なり合って、両シート体が位置ずれしないようにしっかり保持されるようになる。
【００５４】
また、位置検知用シート体１ａの側部に設けられた保持部材１２ａに位置検知用シート体１ｂの側部に設けられた保持部材１２ｂを重ねて敷設した場合には、保持部材の内側の境界線が位置決め用マークとなって位置合せが行われる。この場合には、位置検知用シート体１ｂの基準位置となる一方の無線ＩＤタグ２Ｂ（図８の上側）とそれに隣接する位置検知用シート体１ａの他方の無線ＩＤタグ２Ａ（図８の下側）との間のＸ方向の間隔を求め、無線ＩＤタグ２Ａの個別位置情報に求めた間隔データを加算して位置関係情報とすればよい。
【００５５】
図１１は、位置検知用シート体を直交する方向に配列した場合を示す平面図である。この例では、位置検知用シート体１ａの端部側に位置検知用シート体１ｂの端部側を直交するように重ねて敷設している。その際に、位置検知用シート体１ｂの端部１３ｂが位置検知用シート体１ａの側端に一致するように位置合せし、位置検知用シート体１ｂの基準位置となる一方の無線ＩＤタグ２Ｂが位置検知用シート体１ａの端部１３ａの角部に位置する無線ＩＤタグに重なり合うように配置する。
【００５６】
位置検知用シート体１ａを基準として位置検知用シート体１ｂの位置関係情報を取得する場合、２つの無線ＩＤタグ２Ｂ及びこれらと重なり合う位置検知用シート体１ａの２つの無線ＩＤタグのＩＤデータを読み取り、これらの無線ＩＤタグに関する個別位置情報に基づいて位置関係情報を求めることができる。
【００５７】
この例では、位置検知用シート体１の基準位置となる一方の無線ＩＤタグ２Ｂ（図１１では右側）と重なり合う位置の位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグの個別位置情報が位置関係情報となる。そして、位置関係情報である個別位置情報を無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報として入力し、位置検知用シート体１ｂの残りの無線ＩＤタグについては、記憶された個別位置情報を９０度座標変換した値に無線ＩＤタグ２Ｂの全体位置情報を加算することでその全体位置情報を算出することができる。
【００５８】
両シート体が重なり合った状態では、両シート体の保持部材１２ａ及び１２ｂがそれぞれ重なり合って両シート体が位置ずれしないようにしっかり保持されるようになる。
【００５９】
図１２は、基準となる位置検知用シート体に対して位置検知用シート体を所定角度回転して配列した場合を示す平面図である。この例では、位置検知用シート体１ｂの端部１３ｂにおける一方の角部（図１２では上側）を位置検知用シート体１ａの側端における位置決め用マーク１１ａの交点に一致させて位置検知用シート体１ｂを所定角度回転させて配置している。
【００６０】
この場合、端部１３ｂにおける他方の角部（図１２では下側）を位置決め用マーク１１ａに一致するように位置合せし、一方の角部に対して他方の角部が位置決め用マーク１１ａを３本分Ｙ方向に位置ずれするように設定されている。このように、位置決め用マーク１１ａを基準に位置検知用シート体１ｂを回転させるようにすれば、予め回転パターンが決まってくるためその回転パターンに基づいて回転角度を予め算出しておくことができる。
【００６１】
位置関係情報を取得する場合、位置検知用シート体１ｂの基準位置となる２つの無線ＩＤタグ２Ｂ及びそれに重ね合わせられた位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグのＩＤデータを読み取り、位置検知用シート体１ａの２つの無線ＩＤタグのＩＤデータに基づいて個別位置情報を読み出す。これらの個別位置情報からＹ方向の位置ずれを求めてその位置ずれに対応する回転角度を読み出す。そして、一方の無線ＩＤタグ２Ｂ（図１２の上側）に重ね合わせられた位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグの個別位置情報及び読み出された回転角度を位置関係情報とすればよい。そして、図８において説明したように、位置関係情報及び位置検知用シート体１ｂの無線ＩＤタグに関する個別位置情報に基づいてその全体位置情報を算出することができる。
【００６２】
図１３は、複数の位置検知用シート体を用いて無線ＩＤタグの配置密度を高める場合を示す平面図である。この例では、基準となる位置検知用シート体１ａの下側に別の位置検知用シート体１ｂを重ねて敷設する。そして、長さ方向の位置決め用マーク１１ａに対して長さ方向の位置決め用マーク１１ｂが位置決め用マーク１１ａの中間に位置するように設定する。そのため、位置検知用シート体１ａの無線ＩＤタグ２ａの幅方向の間の中間に位置検知用シート体１ｂの無線ＩＤタグ２ｂが位置するようになり、見掛け上２倍の密度で無線ＩＤタグが配置されるようになる。この場合、位置検知用シート体１ｂが幅方向に位置ずれした分を位置関係情報として用い、位置検知用シート体１ｂの無線ＩＤタグ２ｂの個別位置情報に加算することで位置検知用シート体１ａを基準とする全体位置情報を算出することができる。
【００６３】
図１４は、位置検知処理に関するフローである。上述したように複数の位置検知用シート体を敷設してすべての無線ＩＤタグについて全体位置情報を算出して全体のマッピング情報を記憶部５１に記憶しておく。そして、ＩＤリーダ３を搭載した移動体が敷設した位置検知用シート体上を移動していくと、ＩＤリーダ３から電波が発信されて（Ｓ２００）交信可能な無線ＩＤタグが存在するかチェックする（Ｓ２０１）。返信があった無線ＩＤタグが存在する場合には、ＩＤリーダ３から無線ＩＤタグに電源を供給して（Ｓ２０２）通信経路を確立し、無線ＩＤタグのＩＤデータを送信するよう要求してＩＤデータを受信する（Ｓ２０３）。受信されたＩＤデータは中継器４を介して情報処理装置５に送信され、位置検知部５０３においてＩＤデータに対応する全体位置情報が読み出される（Ｓ２０４）。そして、読み出された全体位置情報に基づいて移動体の現在位置が表示されるようになる。また、検知された移動体の現在位置を示す情報は、他の機器に送信されて移動体の移動に合せて作動するようにすることもできる。
【００６４】
以上説明したように、位置検知を行なう経路に複数の位置検知用シート体を位置決め用マークを基準に敷設して簡単にマッピング処理を行うことができるので、敷設作業、レイアウトの変更、回収作業を効率よく行うことができ、期間限定のイベント会場等の位置検知システムとして好適である。
【００６５】
また、床面以外にも壁面、柱面といった構造物に対しても位置決め用マークを基準に設置することで同様に簡単に設置作業を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、福祉分野、サービス分野、流通・物流分野、製造工程関連分野、セキュリティ関連分野等の位置検知が必要な幅広い分野に適用することができる。例えば、車椅子の位置検知システム、車椅子や搬送車両の自動走行システム、ロボットの位置検知システム、イベント会場等における来場者案内システム等への応用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。
【図２】位置検知用シート体に関する一部拡大斜視図である。
【図３】無線ＩＤタグ及びＩＤリーダに関する回路構成図である。
【図４】情報処理装置５に関する概略ブロック構成図である。
【図５】位置検知用シート体に関する平面図である。
【図６】無線ＩＤタグのＩＤデータ及び個別位置情報に関するデータリストである。
【図７】位置関係情報の取得に関する処理フローである。
【図８】位置検知用シート体の回転による座標変換に関する説明図である。
【図９】位置検知用シートを長さ方向に配列した場合を示す平面図である。
【図１０】位置検知用シート体を幅方向に配列した場合を示す平面図である。
【図１１】位置検知用シート体を直交する方向に配列した場合を示す平面図である。
【図１２】基準となる位置検知用シート体に対して位置検知用シート体を所定角度回転して配列した場合を示す平面図である。
【図１３】複数の位置検知用シート体を用いて無線ＩＤタグの配置密度を高める場合を示す平面図である。
【図１４】位置検知処理に関するフローである。
【符号の説明】
【００６８】
１ 位置検知用シート体
10 シート材料
11 位置決め用マーク
12 保持部材
13 端部
２ 無線ＩＤタグ
３ ＩＤリーダ
４ 中継器
５ 情報処理装置
50 制御部
51 記憶部
52 操作入力部
53 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線ＩＤタグを規則的に配列するとともに当該無線ＩＤタグの配列に対応して表示された位置決め用マークが設けられた複数の位置検知用シート体と、各位置検知用シート体における前記無線ＩＤタグのＩＤデータ及び個別位置情報を記憶する記憶部と、前記位置決め用マークを基準にして配列された前記位置検知用シート体の位置関係情報を取得する取得部と、取得された前記位置関係情報及び記憶された前記個別位置情報に基づいてすべての前記無線ＩＤタグの位置関係を示す全体位置情報を算出して前記記憶部に記憶する算出部と、移動体に搭載されるとともに前記無線ＩＤタグの一部と交信して前記ＩＤデータを取得する読取部と、前記読取部で取得された前記ＩＤデータ及び前記記憶部に記憶された前記全体位置情報に基づいて前記移動体の位置を検知する位置検知部とを備えていることを特徴とする移動体の位置検知システム。
【請求項２】
前記位置検知用シート体は、重ね合わせて前記位置決め用マークを一致させることで位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の位置検知システム。
【請求項３】
前記取得部は、隣接した前記位置検知用シート体の前記位置決め用マークの位置関係に基づいて位置関係情報を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検知システム。
【請求項４】
前記取得部は、隣接した前記位置検知用シート体のそれぞれの前記無線ＩＤタグからの交信状態に基づいて位置関係情報を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検知システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載された位置検知システムに用いられる位置検知用シート体であって、フィルム状基材又は布帛状基材に複数の無線ＩＤタグを長手方向に一定間隔で取り付けた線状材を所定の間隔を空けて複数本並列配置され、前記線状材と直交する方向に前記無線ＩＤタグの配列に対応して複数の位置決めマーク用の表示体が並列配置されていることを特徴とする位置検知用シート体。
【請求項６】
前記位置検知用シート体を重ね合わせた状態で着脱可能に保持する保持手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の位置検知用シート体。
【請求項１】
複数の無線ＩＤタグを規則的に配列するとともに当該無線ＩＤタグの配列に対応して表示された位置決め用マークが設けられた複数の位置検知用シート体と、各位置検知用シート体における前記無線ＩＤタグのＩＤデータ及び個別位置情報を記憶する記憶部と、前記位置決め用マークを基準にして配列された前記位置検知用シート体の位置関係情報を取得する取得部と、取得された前記位置関係情報及び記憶された前記個別位置情報に基づいてすべての前記無線ＩＤタグの位置関係を示す全体位置情報を算出して前記記憶部に記憶する算出部と、移動体に搭載されるとともに前記無線ＩＤタグの一部と交信して前記ＩＤデータを取得する読取部と、前記読取部で取得された前記ＩＤデータ及び前記記憶部に記憶された前記全体位置情報に基づいて前記移動体の位置を検知する位置検知部とを備えていることを特徴とする移動体の位置検知システム。
【請求項２】
前記位置検知用シート体は、重ね合わせて前記位置決め用マークを一致させることで位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の位置検知システム。
【請求項３】
前記取得部は、隣接した前記位置検知用シート体の前記位置決め用マークの位置関係に基づいて位置関係情報を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検知システム。
【請求項４】
前記取得部は、隣接した前記位置検知用シート体のそれぞれの前記無線ＩＤタグからの交信状態に基づいて位置関係情報を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検知システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載された位置検知システムに用いられる位置検知用シート体であって、フィルム状基材又は布帛状基材に複数の無線ＩＤタグを長手方向に一定間隔で取り付けた線状材を所定の間隔を空けて複数本並列配置され、前記線状材と直交する方向に前記無線ＩＤタグの配列に対応して複数の位置決めマーク用の表示体が並列配置されていることを特徴とする位置検知用シート体。
【請求項６】
前記位置検知用シート体を重ね合わせた状態で着脱可能に保持する保持手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の位置検知用シート体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−６６１７１（Ｐ２０１０−６６１７１Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３３９７３（Ｐ２００８−２３３９７３）
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（５９２０２９２５６）福井県 (122)
【出願人】（５０８２７５５２６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（５９２０２９２５６）福井県 (122)
【出願人】（５０８２７５５２６）
【Ｆターム（参考）】
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