無線タグ距離測定装置および無線タグ距離測定システム
【課題】無線タグ距離測定装置において、距離測定を行うための事前処理を容易にすることを目的とする。
【解決手段】無線タグ距離測定装置１０は、拡散処理が施されていないパルス変調信号を送信する。各無線タグは、無線タグ距離測定装置１０から送信されたパルス変調信号を受信する。そして、自らに固有に割り当てられたＰＮ符号によってパルス変調信号に拡散処理を施し、拡散処理後の信号を拡散パルス変調信号として送信する。無線タグ距離測定装置１０は、各無線タグから送信された拡散パルス変調信号に基づいて各無線タグの固有割り当てＰＮ符号を検出する。無線タグ距離測定装置１０は、測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶されているＰＮ符号を用いて無線タグまでの距離を測定する。
【解決手段】無線タグ距離測定装置１０は、拡散処理が施されていないパルス変調信号を送信する。各無線タグは、無線タグ距離測定装置１０から送信されたパルス変調信号を受信する。そして、自らに固有に割り当てられたＰＮ符号によってパルス変調信号に拡散処理を施し、拡散処理後の信号を拡散パルス変調信号として送信する。無線タグ距離測定装置１０は、各無線タグから送信された拡散パルス変調信号に基づいて各無線タグの固有割り当てＰＮ符号を検出する。無線タグ距離測定装置１０は、測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶されているＰＮ符号を用いて無線タグまでの距離を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグ固有割り当てＰＮ符号を用いて無線タグまでの距離を測定する無線タグ距離測定装置、およびそのような無線タグ距離測定装置と無線タグとを備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
量産工場等では、生産工程または品種ごとに保管位置が定められ製品管理を行うことが多い。このような製品管理を行うため、無線タグ距離測定システムが用いられる。無線タグ距離測定システムでは、管理対象製品に取り付けられた無線タグと距離測定装置との間の無線送受信によって、距離測定装置が無線タグまでの距離を測定する。
【０００３】
無線タグまでの距離を測定する際には、距離測定装置はパルス信号を送信する。パルス信号には、距離測定対象の無線タグの固有割り当て符号を含ませる。無線タグは、自らに固有に割り当てられている符号が受信パルス信号に含まれている場合には応答パルス信号を送信する。応答パルス信号を受信した距離測定装置は、パルス信号を送信してから応答パルス信号が受信されるまでの時間に基づいて、無線タグまでの距離を測定する。
【０００４】
このような処理によれば、複数の無線タグのうち特定の無線タグまでの距離を測定することができ、距離測定装置から特定の無線タグが付された製品までの距離を測定することができる。
【０００５】
無線タグ距離測定システムは、工場における製品管理の他、日用品、小物等の販売を行う小売店、イベント参加者の居場所を管理する必要があるイベント会場等に用いることができる。
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５０５０１８号公報
【特許文献２】特表２００５−５１３６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の無線タグ距離測定システムでは、距離測定装置が距離測定を行うためには、距離測定対象の無線タグの固有割り当て符号を予め取得する必要がある。そのため、情報入力装置等を用いて各無線タグの固有割り当て符号を距離測定装置に記憶させる処理が必要となる。しかし、無線タグ距離測定システムでは、常に同一の無線タグが用いられるとは限らず、新たに無線タグが加えられたり、これまで用いられていた無線タグが不使用となったりする。したがって、このような構成では、システムで用いられる無線タグが変わる度に距離測定装置の記憶内容を変更する必要が生じ、システム管理に労力を要するという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、無線タグ距離測定装置において、距離測定を行うための事前処理を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、無線信号の送信タイミングと受信タイミングとに基づいて、距離測定目標物とする無線タグまでの距離を算出する無線タグ距離測定装置であって、パルス信号を無線送信するパルス信号送信部と、前記パルス信号の送信後に到来した無線信号を受信し、受信信号に含まれる無線タグ固有割り当てＰＮ符号を取得する符号取得部と、前記符号取得部が取得した無線タグ固有割り当てＰＮ符号に基づく拡散処理によって拡散信号を生成する拡散信号生成部と、前記拡散信号を無線送信する拡散信号送信部と、前記拡散信号に対して逆拡散処理が施され、前記拡散信号の送信後に到来した逆拡散無線信号を受信する逆拡散信号受信部と、前記拡散信号の送信タイミングと前記逆拡散無線信号の受信タイミングとに基づいて、前記無線タグまでの距離を算出する距離算出部と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る無線タグ距離測定システムは、前記無線タグ距離測定装置と、前記無線タグと、を備え、前記無線タグは、到来した信号を受信する無線受信手段と、前記無線タグの固有割り当てＰＮ符号を含むＰＮ信号と、前記無線受信手段が受信した信号との畳み込み演算を実行する畳み込み演算部と、前記畳み込み演算部によって得られた信号を無線送信する無線送信手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る無線タグ距離測定装置によれば、距離測定を行うための事前処理を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に本発明の実施形態に係る無線タグ距離測定システムの構成を示す。このシステムは、無線タグ距離測定装置１０が、無線タグとの間の無線信号の送受信によって無線タグまでの距離を測定するものである。無線タグ１２−１〜１２−４には、固有のＰＮ符号（ＰＮはＰｓｅｕｄｏ Ｎｏｉｓｅの略である。）が割り当てられている。図１では、無線タグ１２−１〜１２−４に対し、固有のＰＮ符号として、それぞれ「０１００１・・・」、「１００１１・・・」、「０１１１１・・・」、および「１０００１・・・」が割り当てられている例を示している。無線タグ距離測定装置１０は、距離測定対象とする無線タグをＰＮ符号によって特定する。
【００１３】
一般に、ＰＮ符号は１および０による擬似雑音パターンを示す。ＰＮ符号の値「１」および「０」に対し信号値「１」および「−１」をそれぞれ対応付けることで、ＰＮ符号のパターンで値が変化するＰＮ信号を生成することができる。このようなＰＮ信号と処理対象信号との畳み込み演算を行う拡散処理を行うと、処理対象信号の時間長はＰＮ信号の時間長に応じて拡散される。このような拡散信号に対しては、拡散処理に用いられたＰＮ信号との畳み込み演算を行う逆拡散処理を施すことで元の信号を再現することができる。また、互いに異なるＰＮ符号によって拡散処理が施された複数の拡散信号を足し合わせた信号からは、逆拡散処理によって元の信号を抽出することができる。本実施形態に係る無線タグ距離測定システムでは、このようなＰＮ符号の直交性を利用する。
【００１４】
距離測定対象とする無線タグまでの距離を測定する際には、無線タグ距離測定装置１０は、矩形単発パルス信号等のパルス信号を正弦波信号に乗じたパルス変調信号を生成する。そして、距離測定対象の無線タグの固有割り当てＰＮ符号によって、パルス変調信号に対して拡散処理を施し、拡散パルス変調信号を送信する。
【００１５】
拡散パルス変調信号を受信した複数の無線タグのうち、拡散パルス変調信号の拡散処理に用いられたＰＮ符号と自らの固有割り当てＰＮ符号とが一致する無線タグは、受信した拡散パルス変調信号に対して逆拡散処理を施した応答パルス変調信号を送信する。
【００１６】
無線タグ距離測定装置１０は、応答パルス変調信号を受信すると、拡散パルス変調信号を送信してから応答パルス変調信号が受信されるまでの時間に基づいて、距離測定対象の無線タグまでの距離を算出する。
【００１７】
このような処理を実行するための無線タグ距離測定装置１０の構成を図２に示す。無線タグ距離測定装置１０は、無線タグまでの距離を測定する処理を実行する前に、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号を検出する。ここで、距離測定が可能な無線タグとは、無線タグ距離測定装置１０との間で無線信号の送受信を行うことが可能な無線タグを指す。無線タグ距離測定装置１０は、符号検出処理によって検出したＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶する。そして、記憶したＰＮ符号を用いて無線タグまでの距離を測定する。
【００１８】
ここでは、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号が、後述の符号検出処理によって測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶されているものとし、無線タグまでの距離を測定する距離測定処理について説明する。
【００１９】
無線タグ距離測定装置１０は、距離測定処理を実行する際には、送信側スイッチ１８をスイッチ端子１８Ｂを選択する状態とし、受信側スイッチ４２をスイッチ端子４２Ｂを選択する状態とする。これによって、無線送信部２４には拡散用畳み込み演算部１６の出力信号が入力され、無線受信部４０の出力信号は距離算出部４４に出力される。
【００２０】
パルス変調信号生成部１４は、パルス変調信号を生成し拡散用畳み込み演算部１６および距離算出部４４に出力する。測定対象ＰＮ符号記憶部２０には、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号が記憶されている。符号選択部２２は、ユーザの操作または別に設けられた装置等によって距離測定対象の無線タグが指定されると、指定された無線タグの固有割り当てＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０から読み込む。そして、読み込んだＰＮ符号に基づいてＰＮ信号を生成し拡散用畳み込み演算部１６に出力する。
【００２１】
拡散用畳み込み演算部１６は、パルス変調信号に符号選択部２２から出力されたＰＮ信号による畳み込み演算を施し、演算結果を拡散パルス変調信号として送信側スイッチ１８を介して無線送信部２４に出力する。無線送信部２４は、拡散パルス変調信号を無線信号に変換し、測定装置アンテナ２６を介して送信する。
【００２２】
無線タグ距離測定装置１０から送信された拡散パルス変調信号は各無線タグで受信される。図３（ａ）に無線タグ１２の構成を示す。無線タグアンテナ２８で受信された拡散パルス変調信号は分波器３０に入力される。分波器３０はパルス変調信号を畳み込み演算デバイス３２に出力する。分波器３０は、サーキュレータ、方向性結合器等を用いて構成することができる。
【００２３】
無線タグ１２の畳み込み演算デバイス３２には、無線タグ１２に固有に割り当てられたＰＮ符号によって、入力信号に対して畳み込み演算を施し出力するものを用いる。このようなデバイスとしては、ＳＡＷデバイス、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）マッチドフィルタ、ディジタルマッチドフィルタ等を用いることができる。ＳＡＷデバイスには電源電力を供給する必要があるもの（ＳＡＷコンボルバ等）と、電源電力を供給する必要がないものとがある。電源電力を供給する必要がないＳＡＷデバイスを用いた場合には、無線タグ１２に電力供給源を搭載する必要がなくなる。
【００２４】
また、ディジタルマッチドフィルタ、ＳＡＷコンボルバ等は、畳み込み演算を行う際のＰＮ符号を任意に設定することができる。この場合の構成を図３（ｂ）に示す。ここでは、ディジタルマッチドフィルタ３４を用いた場合を示している。ＳＡＷコンボルバを用いる場合には、ディジタルマッチドフィルタ３４をＳＡＷコンボルバに置き換えた構成とすればよい。無線タグ１２には、割り当て用のＰＮ符号を記憶する割り当て符号記憶部３６およびＰＮ符号設定回路３８を設ける。割り当て符号記憶部３６には、互いに異なる複数の割り当て用のＰＮ符号を予め記憶させておく。ＰＮ符号設定回路３８は、割り当て符号記憶部３６からＰＮ符号を読み込み、そのＰＮ符号に基づいてディジタルマッチドフィルタ３４が処理を実行するよう、ディジタルマッチドフィルタ３４の動作状態を設定する。また、割り当て符号記憶部３６およびＰＮ符号設定回路３８を設ける代わりに、無線タグ１２の外部の装置によって、ディジタルマッチドフィルタ３４に固有割り当てＰＮ符号を設定する構成としてもよい。ディジタルマッチドフィルタ３４を用いる無線タグ１２の構成によれば、異なる固有割り当てＰＮ符号を有する複数の無線タグ１２に対し、ハードウエアを共通化することができる。
【００２５】
畳み込み演算デバイス３２は、分波器３０から出力された信号に対し、無線タグ１２の固有割り当てＰＮ符号によって畳み込み演算を施して分波器３０に出力する。分波器３０は、畳み込み演算デバイス３２から出力された信号を無線タグアンテナ２８に出力する。無線タグアンテナ２８からは分波器３０から出力された信号が送信される。
【００２６】
畳み込み演算デバイス３２に入力された信号が、固有割り当てＰＮ符号による拡散処理が施された拡散信号である場合には、畳み込み演算デバイス３２からは、入力信号に対し逆拡散処理が施された拡散処理前の信号が出力される。一方、畳み込み演算デバイス３２に入力された信号が、固有割り当てＰＮ符号とは異なるＰＮ符号による拡散処理が施された拡散信号である場合には、畳み込み演算デバイス３２からは、拡散処理前の信号は出力されない。
【００２７】
したがって、無線タグアンテナ２８で受信された拡散パルス変調信号が、固有割り当てＰＮ符号によって拡散処理が施された信号である場合、畳み込み演算デバイス３２からは、拡散パルス変調信号に対し逆拡散処理を施した拡散処理前の信号が出力される。これによって、複数の無線タグのうち、受信した拡散パルス変調信号に拡散処理を施した元のＰＮ符号と、自らの固有割り当てＰＮ符号とが一致する無線タグからは、その拡散パルス変調信号に対して逆拡散処理が施された信号が応答パルス変調信号として送信される。
【００２８】
次に、無線タグ距離測定装置１０が、無線タグから送信された応答パルス変調信号に対して実行する処理について説明する。無線受信部４０は、無線タグから送信された応答パルス変調信号を測定装置アンテナ２６を介して受信し、所定の信号レベルとなるまで増幅し、受信側スイッチ４２を介して距離算出部４４に出力する。
【００２９】
距離算出部４４は、パルス変調信号生成部１４からパルス変調信号が出力されたタイミングと、無線受信部４０から応答パルス変調信号が出力されたタイミングとの差を測定する。そして、測定したタイミング差に基づいて、測定装置アンテナ２６と無線タグとの間の往復伝播時間を求め、往復伝播時間と無線信号の伝播速度とに基づいて距離測定対象の無線タグまでの距離を算出する。距離算出部４４は、距離算出結果を表示部４６および結果記憶部４８に出力する。表示部４６は距離算出結果を表示し、結果記憶部４８は距離算出結果を記憶する。ユーザは、表示部４６を参照することで無線タグ距離測定装置１０から無線タグまでの距離を知ることができる。また、パーソナルコンピュータ等によって構成された読み込み装置によって、結果記憶部４８の記憶内容を取得することができる。
【００３０】
距離算出部４４は、往復伝播時間を算出するときは、信号がパルス変調信号生成部１４から出力されてから、測定装置アンテナ２６から送信されるまでの遅延時間、ならびに、信号が測定装置アンテナ２６で受信されてから、無線受信部４０から出力されるまでの遅延時間をタイミング差から減算する。これによって、測定装置アンテナ２６の位置を基準とした無線タグまでの距離を算出することができる。これらの遅延時間は、無線タグ距離測定装置１０に固有であり、設計の段階で予め求めておくことができる。また、パルス変調信号と応答パルス変調信号とのタイミング差を、これらの信号の立ち上がりタイミングの他、各信号の被変調正弦波の位相差を用いて測定することで、算出される距離の精度を高くすることができる。
【００３１】
このようなシステム構成によれば、距離測定対象とする無線タグを指定し、無線タグ距離測定装置１０から指定した無線タグまでの距離を測定することができる。例えば、図１に示される固有ＰＮ符号割り当てにおいて、距離測定対象として無線タグ１２−２を指定した場合、拡散用畳み込み演算部１６には無線タグ１２−２の固有割り当てＰＮ符号と同一のＰＮ符号「１００１１・・・」に基づくＰＮ信号が出力される。これによって、無線タグ距離測定装置１０からは、無線タグ１２−２の固有割り当てＰＮ符号と同一のＰＮ符号「１００１１・・・」によって拡散処理が施された拡散パルス変調信号が送信される。そして、拡散パルス変調信号を受信した無線タグ１２−１〜１２−４のうち、ＰＮ符号「１００１１・・・」と同一の固有割り当てＰＮ符号を有する無線タグ１２−２が、応答パルス変調信号を送信する。これによって、無線タグ距離測定装置１０は、無線タグ１２−２までの距離を算出することができる。
【００３２】
次に、符号検出処理について説明する。符号検出処理においては、無線タグ距離測定装置１０は、拡散処理が施されていないパルス変調信号を送信する。各無線タグは、無線タグ距離測定装置１０から送信されたパルス変調信号を受信する。そして、自らに固有に割り当てられたＰＮ符号によってパルス変調信号に拡散処理を施し、拡散処理後の信号を拡散パルス変調信号として送信する。無線タグ距離測定装置１０は、各無線タグから送信された拡散パルス変調信号に基づいて各無線タグの固有割り当てＰＮ符号を検出する。
【００３３】
符号検出処理の詳細について説明する。無線タグ距離測定装置１０は、符号検出処理を実行する際には、送信側スイッチ１８をスイッチ端子１８Ａを選択する状態とし、受信側スイッチ４２をスイッチ端子４２Ａを選択する状態とする。これによって、無線送信部２４にはパルス変調信号生成部１４の出力信号が入力され、無線受信部４０の出力信号はＰＮ符号検出部５０に出力される。
【００３４】
パルス変調信号生成部１４はパルス変調信号を生成し、送信側スイッチ１８を介して無線送信部２４にパルス変調信号を出力する。無線送信部２４は、パルス変調信号を無線信号に変換し、測定装置アンテナ２６を介して送信する。
【００３５】
無線タグ距離測定装置１０から送信されたパルス変調信号は各無線タグで受信される。無線タグアンテナ２８で受信されたパルス変調信号は分波器３０に入力される。分波器３０はパルス変調信号を畳み込み演算デバイス３２に入力する。
【００３６】
畳み込み演算デバイス３２は、分波器３０から出力された信号に対し、無線タグ１２の固有割り当てＰＮ符号によって畳み込み演算を施して分波器３０に出力する。分波器３０は、畳み込み演算デバイス３２から出力された信号を無線タグアンテナ２８に出力する。
【００３７】
上述のように、固有割り当てＰＮ符号と同一のＰＮ符号による拡散処理が施された信号を畳み込み演算デバイス３２に入力した場合には、入力信号の拡散処理前の信号が畳み込み演算デバイス３２から出力される。距離測定処理では、このような畳み込み演算デバイス３２の処理を利用する。
【００３８】
一方、拡散処理が施されていないパルス変調信号を畳み込み演算デバイス３２に入力すると、畳み込み演算デバイス３２からは、固有割り当てＰＮ符号によって拡散処理が施された拡散パルス変調信号が出力される。符号検出処理ではこのような処理を利用する。
【００３９】
すなわち、畳み込み演算デバイス３２は、分波器３０から入力されたパルス変調信号に対し、無線タグ１２の固有割り当てＰＮ符号によって拡散処理を施して拡散パルス変調信号を生成し、分波器３０に出力する。分波器３０は、拡散パルス変調信号を無線タグアンテナ２８に出力する。無線タグアンテナ２８からは拡散パルス変調信号が送信される。
【００４０】
このような処理によって、各無線タグは、無線タグ距離測定装置１０から送信されたパルス変調信号を受信し、固有割り当てＰＮ符号によって拡散処理を施した拡散パルス変調信号を送信する。無線タグ距離測定装置１０は、各無線タグから送信された拡散パルス変調信号を受信する。複数の無線タグから拡散パルス変調信号が送信された場合には、無線タグ距離測定装置１０は、複数の拡散パルス変調信号を重ねて受信する。また、現在用いられていない無線タグ、または無線タグ距離測定装置１０から送信されたパルス変調信号を受信することができない位置に存在する無線タグからは、拡散パルス変調信号は送信されない。したがって、無線タグ距離測定装置１０は、距離測定が可能な無線タグから送信された拡散パルス変調信号を受信することができる。
【００４１】
次に、無線タグ距離測定装置１０が、各無線タグから送信された拡散パルス変調信号に対して実行する処理について説明する。無線受信部４０は、拡散パルス変調信号を測定装置アンテナ２６を介して受信する。そして、所定の信号レベルとなるまで受信信号を増幅し、増幅した信号を受信側スイッチ４２を介してＰＮ符号検出部５０に出力する。
【００４２】
図４にＰＮ符号検出部５０の構成を示す。ＰＮ符号検出部５０は、無線受信部４０から出力された受信信号から無線タグの固有割り当てＰＮ符号を検出し、測定対象ＰＮ符号記憶部２０に出力するものである。
【００４３】
受信信号記憶部５２は、無線受信部４０から出力された受信信号を記憶する。総符号判定部５４は、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号を記憶する。ここで、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号は、無線タグ距離測定装置１０の製造時、据え付け時等に記憶される。ユーザが使用する無線タグの固有割り当てＰＮ符号は、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号のうちのいずれかに該当する。
【００４４】
総符号判定部５４は、自ら記憶する総てのＰＮ符号のうちの一つを選択し、そのＰＮ符号のパターンで値が変化するＰＮ信号を逆拡散用畳み込み演算部５６に出力する。逆拡散用畳み込み演算部５６は、そのＰＮ信号と受信信号記憶部５２に記憶されている受信信号との畳み込み演算を行い、畳み込み信号をレベル判定部５８に出力する。レベル判定部５８は、畳み込み信号のレベルが所定の閾値を超えているときは、レベル検出情報を総符号判定部５４に出力する。レベル判定部５８は、レベル検出情報がレベル判定部５８から出力されると、逆拡散用畳み込み演算部５６に出力したＰＮ信号を生成する元となったＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０に出力する。測定対象ＰＮ符号記憶部２０は、総符号判定部５４から出力されたＰＮ符号を記憶する。
【００４５】
ＰＮ符号検出部５０は、総符号判定部５４が記憶する総てのＰＮ符号のそれぞれについて、順次、受信信号記憶部５２に記憶されている受信信号との畳み込み演算、および畳み込み信号のレベル判定を行う。これによって、総符号判定部５４が記憶する総てのＰＮ符号のうち、畳み込み信号のレベルが所定の閾値を超えるものが測定対象ＰＮ符号記憶部２０に出力される。
【００４６】
総符号判定部５４から出力されたＰＮ信号のパターンを示すＰＮ符号によって拡散処理が施された信号が、受信信号記憶部５２に記憶されている受信信号に重畳されている場合、畳み込み信号のレベルはＰＮ符号の直交性によって閾値を超える。この場合、そのＰＮ符号を固有割り当てＰＮ符号とする無線タグから送信された拡散パルス変調信号が、無線タグ距離測定装置１０によって受信されたといえる。したがって、閾値を超える畳み込み信号を生成する元となったＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶することで、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶することができる。
【００４７】
このような処理によって、ＰＮ符号検出部５０は、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号のうち、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号と一致するものを測定対象ＰＮ符号記憶部２０に出力する。これによって、測定対象ＰＮ符号記憶部２０は、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号を記憶する。無線タグ距離測定装置１０は、上述の距離測定処理により、測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶されているＰＮ符号を用いて無線タグまでの距離を測定する。
【００４８】
例えば、図１に示すＰＮ符号割り当てにおいて符号検出処理を実行する場合について説明する。図５に示すように、無線タグ距離測定装置１０からパルス変調信号が送信されることにより、無線タグ１２−１〜１２−４からは、それぞれ、ＰＮ符号「０１００１・・・」、「１００１１・・・」、「０１１１１・・・」、および「１０００１・・・」によって拡散処理が施された拡散パルス変調信号が送信される。これによって、測定対象ＰＮ符号記憶部２０には、ＰＮ符号「０１００１・・・」、「１００１１・・・」、「０１１１１・・・」、および「１０００１・・・」が記憶される。したがって、無線タグ距離測定装置１０は、無線タグ１２−１〜１２−４までの各距離を、距離測定処理に基づいて求めることができる。
【００４９】
本実施形態に係る無線タグ距離測定システムにおいては、符号検出処理を実行することにより、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号を無線タグ距離測定装置１０が取得する。符号検出処理は、無線タグ距離測定装置１０と無線タグとの間の無線信号の送受信に基づく処理であるため、無線タグの各固有割り当てＰＮ符号を無線タグ距離測定装置１０に記憶させるための情報入力装置等を別途備える必要はない。したがって、距離測定を行うための事前処理を容易に行うことができる。
【００５０】
さらに、本発明の実施形態に係る無線タグ距離測定装置システムによれば、次のような効果を得ることができる。上記のように、無線タグ距離測定装置１０が無線タグまでの距離を測定する場合、測定対象の無線タグの固有割り当てＰＮ符号を用いる。したがって、距離測定が可能な総ての無線タグについて距離測定を行う場合には、無線タグ距離測定装置１０は、距離測定が可能な総ての無線タグの各固有割り当てＰＮ符号を用いる。
【００５１】
ところが、符号検出処理を行わない構成では、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号のうち、いずれのＰＮ符号が距離測定が可能な無線タグに割り当てられているかを、無線タグ距離測定装置１０が認識することがない。そのため、距離測定が可能な総ての無線タグについて距離測定を行う場合には、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号のそれぞれについて拡散パルス変調信号を送信し、応答パルス変調信号の送信があった無線タグについて距離測定を行うこととなる。このような処理では、採用ＰＮ符号の総てについて拡散パルス変調信号を送信する過程を経ることとなるため、処理時間が長くなるという問題が生じる。
【００５２】
本発明の実施形態に係る無線タグ距離測定装置１０によれば、符号検出処理によって、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号のうち、距離測定が可能な無線タグに割り当てられているものを測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶させることができる。これによって、距離測定が可能な総ての無線タグについて距離測定を行う場合には、測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶されているＰＮ符号のそれぞれについて処理を実行すればよいこととなり、処理を迅速に行うことができる。なお、このような処理は、測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶されているＰＮ符号を符号選択部２２が順次選択し、当該選択に基づく距離測定処理を実行すればよい。
【００５３】
図６に変形例に係るＰＮ符号検出部６０の構成を示す。図４のＰＮ符号検出部５０と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。ＰＮ符号検出部６０は、無線タグ距離測定システムにおいて採用されている総てのＰＮ符号につき、並列的に、受信信号との畳み込み演算および畳み込み信号のレベル判定を行う。
【００５４】
単一符号判定部６２、逆拡散用畳み込み演算部５６、およびレベル判定部５８は、それぞれ、無線タグ距離測定システムにおいて採用されているＰＮ符号の数だけ設けられる。異なる単一符号判定部６２は異なるＰＮ符号を記憶し、記憶しているＰＮ符号のパターンで値が変化するＰＮ信号を対応する逆拡散用畳み込み演算部５６に出力する。逆拡散用畳み込み演算部５６は、受信信号記憶部５２に記憶されている受信信号と、対応する単一符号判定部６２から出力されたＰＮ信号との畳み込み演算を行い、対応するレベル判定部５８に畳み込み信号を出力する。レベル判定部５８は、畳み込み信号のレベルが所定の閾値を超えているときは、対応する単一符号判定部６２にレベル検出情報を出力する。単一符号判定部６２は、レベル検出情報がレベル判定部５８から出力されると、自らが記憶するＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０に出力する。測定対象ＰＮ符号記憶部２０は、単一符号判定部６２から出力されたＰＮ符号を記憶する。
【００５５】
このような構成によれば、無線タグ距離測定システムにおいて採用されている総てのＰＮ符号について、並列的に畳み込み演算およびレベル判定を行うことができる。これによって、符号検出処理を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】無線タグ距離測定システムの構成を示す図である。
【図２】無線タグ距離測定装置の構成を示す図である。
【図３】無線タグの構成を示す図である。
【図４】ＰＮ符号検出部の構成を示す図である。
【図５】符号検出処理の具体例を説明する図である。
【図６】応用例に係るＰＮ符号検出部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 無線タグ距離測定装置、１２，１２−１〜１２−４ 無線タグ、１４ パルス変調信号生成部、１６ 拡散用畳み込み演算部、１８ 送信側スイッチ、１８Ａ，１８Ｂ スイッチ端子、２０ 測定対象ＰＮ符号記憶部、２２ 符号選択部、２４ 無線送信部、２６ 測定装置アンテナ、２８ 無線タグアンテナ、３０ 分波器、３２ 畳み込み演算デバイス、３４ ディジタルマッチドフィルタ、３６ 割り当て符号記憶部、３８ ＰＮ符号設定回路、４０ 無線受信部、４２ 受信側スイッチ、４２Ａ，４２Ｂ スイッチ端子、４４ 距離算出部、４６ 表示部、４８ 結果記憶部、５０，６０ ＰＮ符号検出部、５２ 受信信号記憶部、５４ 総符号判定部、５６ 逆拡散用畳み込み演算部、５８ レベル判定部、６２ 単一符号判定部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグ固有割り当てＰＮ符号を用いて無線タグまでの距離を測定する無線タグ距離測定装置、およびそのような無線タグ距離測定装置と無線タグとを備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
量産工場等では、生産工程または品種ごとに保管位置が定められ製品管理を行うことが多い。このような製品管理を行うため、無線タグ距離測定システムが用いられる。無線タグ距離測定システムでは、管理対象製品に取り付けられた無線タグと距離測定装置との間の無線送受信によって、距離測定装置が無線タグまでの距離を測定する。
【０００３】
無線タグまでの距離を測定する際には、距離測定装置はパルス信号を送信する。パルス信号には、距離測定対象の無線タグの固有割り当て符号を含ませる。無線タグは、自らに固有に割り当てられている符号が受信パルス信号に含まれている場合には応答パルス信号を送信する。応答パルス信号を受信した距離測定装置は、パルス信号を送信してから応答パルス信号が受信されるまでの時間に基づいて、無線タグまでの距離を測定する。
【０００４】
このような処理によれば、複数の無線タグのうち特定の無線タグまでの距離を測定することができ、距離測定装置から特定の無線タグが付された製品までの距離を測定することができる。
【０００５】
無線タグ距離測定システムは、工場における製品管理の他、日用品、小物等の販売を行う小売店、イベント参加者の居場所を管理する必要があるイベント会場等に用いることができる。
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５０５０１８号公報
【特許文献２】特表２００５−５１３６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の無線タグ距離測定システムでは、距離測定装置が距離測定を行うためには、距離測定対象の無線タグの固有割り当て符号を予め取得する必要がある。そのため、情報入力装置等を用いて各無線タグの固有割り当て符号を距離測定装置に記憶させる処理が必要となる。しかし、無線タグ距離測定システムでは、常に同一の無線タグが用いられるとは限らず、新たに無線タグが加えられたり、これまで用いられていた無線タグが不使用となったりする。したがって、このような構成では、システムで用いられる無線タグが変わる度に距離測定装置の記憶内容を変更する必要が生じ、システム管理に労力を要するという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、無線タグ距離測定装置において、距離測定を行うための事前処理を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、無線信号の送信タイミングと受信タイミングとに基づいて、距離測定目標物とする無線タグまでの距離を算出する無線タグ距離測定装置であって、パルス信号を無線送信するパルス信号送信部と、前記パルス信号の送信後に到来した無線信号を受信し、受信信号に含まれる無線タグ固有割り当てＰＮ符号を取得する符号取得部と、前記符号取得部が取得した無線タグ固有割り当てＰＮ符号に基づく拡散処理によって拡散信号を生成する拡散信号生成部と、前記拡散信号を無線送信する拡散信号送信部と、前記拡散信号に対して逆拡散処理が施され、前記拡散信号の送信後に到来した逆拡散無線信号を受信する逆拡散信号受信部と、前記拡散信号の送信タイミングと前記逆拡散無線信号の受信タイミングとに基づいて、前記無線タグまでの距離を算出する距離算出部と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る無線タグ距離測定システムは、前記無線タグ距離測定装置と、前記無線タグと、を備え、前記無線タグは、到来した信号を受信する無線受信手段と、前記無線タグの固有割り当てＰＮ符号を含むＰＮ信号と、前記無線受信手段が受信した信号との畳み込み演算を実行する畳み込み演算部と、前記畳み込み演算部によって得られた信号を無線送信する無線送信手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る無線タグ距離測定装置によれば、距離測定を行うための事前処理を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に本発明の実施形態に係る無線タグ距離測定システムの構成を示す。このシステムは、無線タグ距離測定装置１０が、無線タグとの間の無線信号の送受信によって無線タグまでの距離を測定するものである。無線タグ１２−１〜１２−４には、固有のＰＮ符号（ＰＮはＰｓｅｕｄｏ Ｎｏｉｓｅの略である。）が割り当てられている。図１では、無線タグ１２−１〜１２−４に対し、固有のＰＮ符号として、それぞれ「０１００１・・・」、「１００１１・・・」、「０１１１１・・・」、および「１０００１・・・」が割り当てられている例を示している。無線タグ距離測定装置１０は、距離測定対象とする無線タグをＰＮ符号によって特定する。
【００１３】
一般に、ＰＮ符号は１および０による擬似雑音パターンを示す。ＰＮ符号の値「１」および「０」に対し信号値「１」および「−１」をそれぞれ対応付けることで、ＰＮ符号のパターンで値が変化するＰＮ信号を生成することができる。このようなＰＮ信号と処理対象信号との畳み込み演算を行う拡散処理を行うと、処理対象信号の時間長はＰＮ信号の時間長に応じて拡散される。このような拡散信号に対しては、拡散処理に用いられたＰＮ信号との畳み込み演算を行う逆拡散処理を施すことで元の信号を再現することができる。また、互いに異なるＰＮ符号によって拡散処理が施された複数の拡散信号を足し合わせた信号からは、逆拡散処理によって元の信号を抽出することができる。本実施形態に係る無線タグ距離測定システムでは、このようなＰＮ符号の直交性を利用する。
【００１４】
距離測定対象とする無線タグまでの距離を測定する際には、無線タグ距離測定装置１０は、矩形単発パルス信号等のパルス信号を正弦波信号に乗じたパルス変調信号を生成する。そして、距離測定対象の無線タグの固有割り当てＰＮ符号によって、パルス変調信号に対して拡散処理を施し、拡散パルス変調信号を送信する。
【００１５】
拡散パルス変調信号を受信した複数の無線タグのうち、拡散パルス変調信号の拡散処理に用いられたＰＮ符号と自らの固有割り当てＰＮ符号とが一致する無線タグは、受信した拡散パルス変調信号に対して逆拡散処理を施した応答パルス変調信号を送信する。
【００１６】
無線タグ距離測定装置１０は、応答パルス変調信号を受信すると、拡散パルス変調信号を送信してから応答パルス変調信号が受信されるまでの時間に基づいて、距離測定対象の無線タグまでの距離を算出する。
【００１７】
このような処理を実行するための無線タグ距離測定装置１０の構成を図２に示す。無線タグ距離測定装置１０は、無線タグまでの距離を測定する処理を実行する前に、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号を検出する。ここで、距離測定が可能な無線タグとは、無線タグ距離測定装置１０との間で無線信号の送受信を行うことが可能な無線タグを指す。無線タグ距離測定装置１０は、符号検出処理によって検出したＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶する。そして、記憶したＰＮ符号を用いて無線タグまでの距離を測定する。
【００１８】
ここでは、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号が、後述の符号検出処理によって測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶されているものとし、無線タグまでの距離を測定する距離測定処理について説明する。
【００１９】
無線タグ距離測定装置１０は、距離測定処理を実行する際には、送信側スイッチ１８をスイッチ端子１８Ｂを選択する状態とし、受信側スイッチ４２をスイッチ端子４２Ｂを選択する状態とする。これによって、無線送信部２４には拡散用畳み込み演算部１６の出力信号が入力され、無線受信部４０の出力信号は距離算出部４４に出力される。
【００２０】
パルス変調信号生成部１４は、パルス変調信号を生成し拡散用畳み込み演算部１６および距離算出部４４に出力する。測定対象ＰＮ符号記憶部２０には、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号が記憶されている。符号選択部２２は、ユーザの操作または別に設けられた装置等によって距離測定対象の無線タグが指定されると、指定された無線タグの固有割り当てＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０から読み込む。そして、読み込んだＰＮ符号に基づいてＰＮ信号を生成し拡散用畳み込み演算部１６に出力する。
【００２１】
拡散用畳み込み演算部１６は、パルス変調信号に符号選択部２２から出力されたＰＮ信号による畳み込み演算を施し、演算結果を拡散パルス変調信号として送信側スイッチ１８を介して無線送信部２４に出力する。無線送信部２４は、拡散パルス変調信号を無線信号に変換し、測定装置アンテナ２６を介して送信する。
【００２２】
無線タグ距離測定装置１０から送信された拡散パルス変調信号は各無線タグで受信される。図３（ａ）に無線タグ１２の構成を示す。無線タグアンテナ２８で受信された拡散パルス変調信号は分波器３０に入力される。分波器３０はパルス変調信号を畳み込み演算デバイス３２に出力する。分波器３０は、サーキュレータ、方向性結合器等を用いて構成することができる。
【００２３】
無線タグ１２の畳み込み演算デバイス３２には、無線タグ１２に固有に割り当てられたＰＮ符号によって、入力信号に対して畳み込み演算を施し出力するものを用いる。このようなデバイスとしては、ＳＡＷデバイス、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）マッチドフィルタ、ディジタルマッチドフィルタ等を用いることができる。ＳＡＷデバイスには電源電力を供給する必要があるもの（ＳＡＷコンボルバ等）と、電源電力を供給する必要がないものとがある。電源電力を供給する必要がないＳＡＷデバイスを用いた場合には、無線タグ１２に電力供給源を搭載する必要がなくなる。
【００２４】
また、ディジタルマッチドフィルタ、ＳＡＷコンボルバ等は、畳み込み演算を行う際のＰＮ符号を任意に設定することができる。この場合の構成を図３（ｂ）に示す。ここでは、ディジタルマッチドフィルタ３４を用いた場合を示している。ＳＡＷコンボルバを用いる場合には、ディジタルマッチドフィルタ３４をＳＡＷコンボルバに置き換えた構成とすればよい。無線タグ１２には、割り当て用のＰＮ符号を記憶する割り当て符号記憶部３６およびＰＮ符号設定回路３８を設ける。割り当て符号記憶部３６には、互いに異なる複数の割り当て用のＰＮ符号を予め記憶させておく。ＰＮ符号設定回路３８は、割り当て符号記憶部３６からＰＮ符号を読み込み、そのＰＮ符号に基づいてディジタルマッチドフィルタ３４が処理を実行するよう、ディジタルマッチドフィルタ３４の動作状態を設定する。また、割り当て符号記憶部３６およびＰＮ符号設定回路３８を設ける代わりに、無線タグ１２の外部の装置によって、ディジタルマッチドフィルタ３４に固有割り当てＰＮ符号を設定する構成としてもよい。ディジタルマッチドフィルタ３４を用いる無線タグ１２の構成によれば、異なる固有割り当てＰＮ符号を有する複数の無線タグ１２に対し、ハードウエアを共通化することができる。
【００２５】
畳み込み演算デバイス３２は、分波器３０から出力された信号に対し、無線タグ１２の固有割り当てＰＮ符号によって畳み込み演算を施して分波器３０に出力する。分波器３０は、畳み込み演算デバイス３２から出力された信号を無線タグアンテナ２８に出力する。無線タグアンテナ２８からは分波器３０から出力された信号が送信される。
【００２６】
畳み込み演算デバイス３２に入力された信号が、固有割り当てＰＮ符号による拡散処理が施された拡散信号である場合には、畳み込み演算デバイス３２からは、入力信号に対し逆拡散処理が施された拡散処理前の信号が出力される。一方、畳み込み演算デバイス３２に入力された信号が、固有割り当てＰＮ符号とは異なるＰＮ符号による拡散処理が施された拡散信号である場合には、畳み込み演算デバイス３２からは、拡散処理前の信号は出力されない。
【００２７】
したがって、無線タグアンテナ２８で受信された拡散パルス変調信号が、固有割り当てＰＮ符号によって拡散処理が施された信号である場合、畳み込み演算デバイス３２からは、拡散パルス変調信号に対し逆拡散処理を施した拡散処理前の信号が出力される。これによって、複数の無線タグのうち、受信した拡散パルス変調信号に拡散処理を施した元のＰＮ符号と、自らの固有割り当てＰＮ符号とが一致する無線タグからは、その拡散パルス変調信号に対して逆拡散処理が施された信号が応答パルス変調信号として送信される。
【００２８】
次に、無線タグ距離測定装置１０が、無線タグから送信された応答パルス変調信号に対して実行する処理について説明する。無線受信部４０は、無線タグから送信された応答パルス変調信号を測定装置アンテナ２６を介して受信し、所定の信号レベルとなるまで増幅し、受信側スイッチ４２を介して距離算出部４４に出力する。
【００２９】
距離算出部４４は、パルス変調信号生成部１４からパルス変調信号が出力されたタイミングと、無線受信部４０から応答パルス変調信号が出力されたタイミングとの差を測定する。そして、測定したタイミング差に基づいて、測定装置アンテナ２６と無線タグとの間の往復伝播時間を求め、往復伝播時間と無線信号の伝播速度とに基づいて距離測定対象の無線タグまでの距離を算出する。距離算出部４４は、距離算出結果を表示部４６および結果記憶部４８に出力する。表示部４６は距離算出結果を表示し、結果記憶部４８は距離算出結果を記憶する。ユーザは、表示部４６を参照することで無線タグ距離測定装置１０から無線タグまでの距離を知ることができる。また、パーソナルコンピュータ等によって構成された読み込み装置によって、結果記憶部４８の記憶内容を取得することができる。
【００３０】
距離算出部４４は、往復伝播時間を算出するときは、信号がパルス変調信号生成部１４から出力されてから、測定装置アンテナ２６から送信されるまでの遅延時間、ならびに、信号が測定装置アンテナ２６で受信されてから、無線受信部４０から出力されるまでの遅延時間をタイミング差から減算する。これによって、測定装置アンテナ２６の位置を基準とした無線タグまでの距離を算出することができる。これらの遅延時間は、無線タグ距離測定装置１０に固有であり、設計の段階で予め求めておくことができる。また、パルス変調信号と応答パルス変調信号とのタイミング差を、これらの信号の立ち上がりタイミングの他、各信号の被変調正弦波の位相差を用いて測定することで、算出される距離の精度を高くすることができる。
【００３１】
このようなシステム構成によれば、距離測定対象とする無線タグを指定し、無線タグ距離測定装置１０から指定した無線タグまでの距離を測定することができる。例えば、図１に示される固有ＰＮ符号割り当てにおいて、距離測定対象として無線タグ１２−２を指定した場合、拡散用畳み込み演算部１６には無線タグ１２−２の固有割り当てＰＮ符号と同一のＰＮ符号「１００１１・・・」に基づくＰＮ信号が出力される。これによって、無線タグ距離測定装置１０からは、無線タグ１２−２の固有割り当てＰＮ符号と同一のＰＮ符号「１００１１・・・」によって拡散処理が施された拡散パルス変調信号が送信される。そして、拡散パルス変調信号を受信した無線タグ１２−１〜１２−４のうち、ＰＮ符号「１００１１・・・」と同一の固有割り当てＰＮ符号を有する無線タグ１２−２が、応答パルス変調信号を送信する。これによって、無線タグ距離測定装置１０は、無線タグ１２−２までの距離を算出することができる。
【００３２】
次に、符号検出処理について説明する。符号検出処理においては、無線タグ距離測定装置１０は、拡散処理が施されていないパルス変調信号を送信する。各無線タグは、無線タグ距離測定装置１０から送信されたパルス変調信号を受信する。そして、自らに固有に割り当てられたＰＮ符号によってパルス変調信号に拡散処理を施し、拡散処理後の信号を拡散パルス変調信号として送信する。無線タグ距離測定装置１０は、各無線タグから送信された拡散パルス変調信号に基づいて各無線タグの固有割り当てＰＮ符号を検出する。
【００３３】
符号検出処理の詳細について説明する。無線タグ距離測定装置１０は、符号検出処理を実行する際には、送信側スイッチ１８をスイッチ端子１８Ａを選択する状態とし、受信側スイッチ４２をスイッチ端子４２Ａを選択する状態とする。これによって、無線送信部２４にはパルス変調信号生成部１４の出力信号が入力され、無線受信部４０の出力信号はＰＮ符号検出部５０に出力される。
【００３４】
パルス変調信号生成部１４はパルス変調信号を生成し、送信側スイッチ１８を介して無線送信部２４にパルス変調信号を出力する。無線送信部２４は、パルス変調信号を無線信号に変換し、測定装置アンテナ２６を介して送信する。
【００３５】
無線タグ距離測定装置１０から送信されたパルス変調信号は各無線タグで受信される。無線タグアンテナ２８で受信されたパルス変調信号は分波器３０に入力される。分波器３０はパルス変調信号を畳み込み演算デバイス３２に入力する。
【００３６】
畳み込み演算デバイス３２は、分波器３０から出力された信号に対し、無線タグ１２の固有割り当てＰＮ符号によって畳み込み演算を施して分波器３０に出力する。分波器３０は、畳み込み演算デバイス３２から出力された信号を無線タグアンテナ２８に出力する。
【００３７】
上述のように、固有割り当てＰＮ符号と同一のＰＮ符号による拡散処理が施された信号を畳み込み演算デバイス３２に入力した場合には、入力信号の拡散処理前の信号が畳み込み演算デバイス３２から出力される。距離測定処理では、このような畳み込み演算デバイス３２の処理を利用する。
【００３８】
一方、拡散処理が施されていないパルス変調信号を畳み込み演算デバイス３２に入力すると、畳み込み演算デバイス３２からは、固有割り当てＰＮ符号によって拡散処理が施された拡散パルス変調信号が出力される。符号検出処理ではこのような処理を利用する。
【００３９】
すなわち、畳み込み演算デバイス３２は、分波器３０から入力されたパルス変調信号に対し、無線タグ１２の固有割り当てＰＮ符号によって拡散処理を施して拡散パルス変調信号を生成し、分波器３０に出力する。分波器３０は、拡散パルス変調信号を無線タグアンテナ２８に出力する。無線タグアンテナ２８からは拡散パルス変調信号が送信される。
【００４０】
このような処理によって、各無線タグは、無線タグ距離測定装置１０から送信されたパルス変調信号を受信し、固有割り当てＰＮ符号によって拡散処理を施した拡散パルス変調信号を送信する。無線タグ距離測定装置１０は、各無線タグから送信された拡散パルス変調信号を受信する。複数の無線タグから拡散パルス変調信号が送信された場合には、無線タグ距離測定装置１０は、複数の拡散パルス変調信号を重ねて受信する。また、現在用いられていない無線タグ、または無線タグ距離測定装置１０から送信されたパルス変調信号を受信することができない位置に存在する無線タグからは、拡散パルス変調信号は送信されない。したがって、無線タグ距離測定装置１０は、距離測定が可能な無線タグから送信された拡散パルス変調信号を受信することができる。
【００４１】
次に、無線タグ距離測定装置１０が、各無線タグから送信された拡散パルス変調信号に対して実行する処理について説明する。無線受信部４０は、拡散パルス変調信号を測定装置アンテナ２６を介して受信する。そして、所定の信号レベルとなるまで受信信号を増幅し、増幅した信号を受信側スイッチ４２を介してＰＮ符号検出部５０に出力する。
【００４２】
図４にＰＮ符号検出部５０の構成を示す。ＰＮ符号検出部５０は、無線受信部４０から出力された受信信号から無線タグの固有割り当てＰＮ符号を検出し、測定対象ＰＮ符号記憶部２０に出力するものである。
【００４３】
受信信号記憶部５２は、無線受信部４０から出力された受信信号を記憶する。総符号判定部５４は、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号を記憶する。ここで、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号は、無線タグ距離測定装置１０の製造時、据え付け時等に記憶される。ユーザが使用する無線タグの固有割り当てＰＮ符号は、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号のうちのいずれかに該当する。
【００４４】
総符号判定部５４は、自ら記憶する総てのＰＮ符号のうちの一つを選択し、そのＰＮ符号のパターンで値が変化するＰＮ信号を逆拡散用畳み込み演算部５６に出力する。逆拡散用畳み込み演算部５６は、そのＰＮ信号と受信信号記憶部５２に記憶されている受信信号との畳み込み演算を行い、畳み込み信号をレベル判定部５８に出力する。レベル判定部５８は、畳み込み信号のレベルが所定の閾値を超えているときは、レベル検出情報を総符号判定部５４に出力する。レベル判定部５８は、レベル検出情報がレベル判定部５８から出力されると、逆拡散用畳み込み演算部５６に出力したＰＮ信号を生成する元となったＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０に出力する。測定対象ＰＮ符号記憶部２０は、総符号判定部５４から出力されたＰＮ符号を記憶する。
【００４５】
ＰＮ符号検出部５０は、総符号判定部５４が記憶する総てのＰＮ符号のそれぞれについて、順次、受信信号記憶部５２に記憶されている受信信号との畳み込み演算、および畳み込み信号のレベル判定を行う。これによって、総符号判定部５４が記憶する総てのＰＮ符号のうち、畳み込み信号のレベルが所定の閾値を超えるものが測定対象ＰＮ符号記憶部２０に出力される。
【００４６】
総符号判定部５４から出力されたＰＮ信号のパターンを示すＰＮ符号によって拡散処理が施された信号が、受信信号記憶部５２に記憶されている受信信号に重畳されている場合、畳み込み信号のレベルはＰＮ符号の直交性によって閾値を超える。この場合、そのＰＮ符号を固有割り当てＰＮ符号とする無線タグから送信された拡散パルス変調信号が、無線タグ距離測定装置１０によって受信されたといえる。したがって、閾値を超える畳み込み信号を生成する元となったＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶することで、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶することができる。
【００４７】
このような処理によって、ＰＮ符号検出部５０は、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号のうち、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号と一致するものを測定対象ＰＮ符号記憶部２０に出力する。これによって、測定対象ＰＮ符号記憶部２０は、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号を記憶する。無線タグ距離測定装置１０は、上述の距離測定処理により、測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶されているＰＮ符号を用いて無線タグまでの距離を測定する。
【００４８】
例えば、図１に示すＰＮ符号割り当てにおいて符号検出処理を実行する場合について説明する。図５に示すように、無線タグ距離測定装置１０からパルス変調信号が送信されることにより、無線タグ１２−１〜１２−４からは、それぞれ、ＰＮ符号「０１００１・・・」、「１００１１・・・」、「０１１１１・・・」、および「１０００１・・・」によって拡散処理が施された拡散パルス変調信号が送信される。これによって、測定対象ＰＮ符号記憶部２０には、ＰＮ符号「０１００１・・・」、「１００１１・・・」、「０１１１１・・・」、および「１０００１・・・」が記憶される。したがって、無線タグ距離測定装置１０は、無線タグ１２−１〜１２−４までの各距離を、距離測定処理に基づいて求めることができる。
【００４９】
本実施形態に係る無線タグ距離測定システムにおいては、符号検出処理を実行することにより、距離測定が可能な無線タグの固有割り当てＰＮ符号を無線タグ距離測定装置１０が取得する。符号検出処理は、無線タグ距離測定装置１０と無線タグとの間の無線信号の送受信に基づく処理であるため、無線タグの各固有割り当てＰＮ符号を無線タグ距離測定装置１０に記憶させるための情報入力装置等を別途備える必要はない。したがって、距離測定を行うための事前処理を容易に行うことができる。
【００５０】
さらに、本発明の実施形態に係る無線タグ距離測定装置システムによれば、次のような効果を得ることができる。上記のように、無線タグ距離測定装置１０が無線タグまでの距離を測定する場合、測定対象の無線タグの固有割り当てＰＮ符号を用いる。したがって、距離測定が可能な総ての無線タグについて距離測定を行う場合には、無線タグ距離測定装置１０は、距離測定が可能な総ての無線タグの各固有割り当てＰＮ符号を用いる。
【００５１】
ところが、符号検出処理を行わない構成では、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号のうち、いずれのＰＮ符号が距離測定が可能な無線タグに割り当てられているかを、無線タグ距離測定装置１０が認識することがない。そのため、距離測定が可能な総ての無線タグについて距離測定を行う場合には、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号のそれぞれについて拡散パルス変調信号を送信し、応答パルス変調信号の送信があった無線タグについて距離測定を行うこととなる。このような処理では、採用ＰＮ符号の総てについて拡散パルス変調信号を送信する過程を経ることとなるため、処理時間が長くなるという問題が生じる。
【００５２】
本発明の実施形態に係る無線タグ距離測定装置１０によれば、符号検出処理によって、無線タグ距離測定システムで採用されている総てのＰＮ符号のうち、距離測定が可能な無線タグに割り当てられているものを測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶させることができる。これによって、距離測定が可能な総ての無線タグについて距離測定を行う場合には、測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶されているＰＮ符号のそれぞれについて処理を実行すればよいこととなり、処理を迅速に行うことができる。なお、このような処理は、測定対象ＰＮ符号記憶部２０に記憶されているＰＮ符号を符号選択部２２が順次選択し、当該選択に基づく距離測定処理を実行すればよい。
【００５３】
図６に変形例に係るＰＮ符号検出部６０の構成を示す。図４のＰＮ符号検出部５０と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。ＰＮ符号検出部６０は、無線タグ距離測定システムにおいて採用されている総てのＰＮ符号につき、並列的に、受信信号との畳み込み演算および畳み込み信号のレベル判定を行う。
【００５４】
単一符号判定部６２、逆拡散用畳み込み演算部５６、およびレベル判定部５８は、それぞれ、無線タグ距離測定システムにおいて採用されているＰＮ符号の数だけ設けられる。異なる単一符号判定部６２は異なるＰＮ符号を記憶し、記憶しているＰＮ符号のパターンで値が変化するＰＮ信号を対応する逆拡散用畳み込み演算部５６に出力する。逆拡散用畳み込み演算部５６は、受信信号記憶部５２に記憶されている受信信号と、対応する単一符号判定部６２から出力されたＰＮ信号との畳み込み演算を行い、対応するレベル判定部５８に畳み込み信号を出力する。レベル判定部５８は、畳み込み信号のレベルが所定の閾値を超えているときは、対応する単一符号判定部６２にレベル検出情報を出力する。単一符号判定部６２は、レベル検出情報がレベル判定部５８から出力されると、自らが記憶するＰＮ符号を測定対象ＰＮ符号記憶部２０に出力する。測定対象ＰＮ符号記憶部２０は、単一符号判定部６２から出力されたＰＮ符号を記憶する。
【００５５】
このような構成によれば、無線タグ距離測定システムにおいて採用されている総てのＰＮ符号について、並列的に畳み込み演算およびレベル判定を行うことができる。これによって、符号検出処理を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】無線タグ距離測定システムの構成を示す図である。
【図２】無線タグ距離測定装置の構成を示す図である。
【図３】無線タグの構成を示す図である。
【図４】ＰＮ符号検出部の構成を示す図である。
【図５】符号検出処理の具体例を説明する図である。
【図６】応用例に係るＰＮ符号検出部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 無線タグ距離測定装置、１２，１２−１〜１２−４ 無線タグ、１４ パルス変調信号生成部、１６ 拡散用畳み込み演算部、１８ 送信側スイッチ、１８Ａ，１８Ｂ スイッチ端子、２０ 測定対象ＰＮ符号記憶部、２２ 符号選択部、２４ 無線送信部、２６ 測定装置アンテナ、２８ 無線タグアンテナ、３０ 分波器、３２ 畳み込み演算デバイス、３４ ディジタルマッチドフィルタ、３６ 割り当て符号記憶部、３８ ＰＮ符号設定回路、４０ 無線受信部、４２ 受信側スイッチ、４２Ａ，４２Ｂ スイッチ端子、４４ 距離算出部、４６ 表示部、４８ 結果記憶部、５０，６０ ＰＮ符号検出部、５２ 受信信号記憶部、５４ 総符号判定部、５６ 逆拡散用畳み込み演算部、５８ レベル判定部、６２ 単一符号判定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号の送信タイミングと受信タイミングとに基づいて、距離測定目標物とする無線タグまでの距離を算出する無線タグ距離測定装置であって、
パルス信号を無線送信するパルス信号送信部と、
前記パルス信号の送信後に到来した無線信号を受信し、受信信号に含まれる無線タグ固有割り当てＰＮ符号を取得する符号取得部と、
前記符号取得部が取得した無線タグ固有割り当てＰＮ符号に基づく拡散処理によって拡散信号を生成する拡散信号生成部と、
前記拡散信号を無線送信する拡散信号送信部と、
前記拡散信号に対して逆拡散処理が施され、前記拡散信号の送信後に到来した逆拡散無線信号を受信する逆拡散信号受信部と、
前記拡散信号の送信タイミングと前記逆拡散無線信号の受信タイミングとに基づいて、前記無線タグまでの距離を算出する距離算出部と、
を備えることを特徴とする無線タグ距離測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線タグ距離測定装置と、
前記無線タグと、
を備え、
前記無線タグは、
到来した信号を受信する無線受信手段と、
前記無線タグの固有割り当てＰＮ符号を含むＰＮ信号と、前記無線受信手段が受信した信号との畳み込み演算を実行する畳み込み演算部と、
前記畳み込み演算部によって得られた信号を無線送信する無線送信手段と、
を備えることを特徴とする無線タグ距離測定システム。
【請求項１】
無線信号の送信タイミングと受信タイミングとに基づいて、距離測定目標物とする無線タグまでの距離を算出する無線タグ距離測定装置であって、
パルス信号を無線送信するパルス信号送信部と、
前記パルス信号の送信後に到来した無線信号を受信し、受信信号に含まれる無線タグ固有割り当てＰＮ符号を取得する符号取得部と、
前記符号取得部が取得した無線タグ固有割り当てＰＮ符号に基づく拡散処理によって拡散信号を生成する拡散信号生成部と、
前記拡散信号を無線送信する拡散信号送信部と、
前記拡散信号に対して逆拡散処理が施され、前記拡散信号の送信後に到来した逆拡散無線信号を受信する逆拡散信号受信部と、
前記拡散信号の送信タイミングと前記逆拡散無線信号の受信タイミングとに基づいて、前記無線タグまでの距離を算出する距離算出部と、
を備えることを特徴とする無線タグ距離測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線タグ距離測定装置と、
前記無線タグと、
を備え、
前記無線タグは、
到来した信号を受信する無線受信手段と、
前記無線タグの固有割り当てＰＮ符号を含むＰＮ信号と、前記無線受信手段が受信した信号との畳み込み演算を実行する畳み込み演算部と、
前記畳み込み演算部によって得られた信号を無線送信する無線送信手段と、
を備えることを特徴とする無線タグ距離測定システム。
【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２００９−２８１７６１（Ｐ２００９−２８１７６１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３１７１３（Ｐ２００８−１３１７１３）
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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