物体探索装置、物体探索システム及び無線通信端末
【課題】 予め探索対象物体（例えば、物品、生物、人間など）の位置情報を登録することなしに、その探索対象物体が現在何処にあるのかを明らかにする物体探索システムを提供する。
【解決手段】 本発明による物体探索システムは、探索対象物体を探索する物体探索装置と、探索対象物体に付けられている無線タグとを備える物体探索システムであって、物体探索装置は、無線タグと通信をする無線通信手段と、無線タグと電波を送受信する際の電波情報に基づいて無線タグとの間の距離を測定する手段と、距離を測定した測定位置の位置情報を取得する手段と、２以上の異なる測定位置において距離が測定されると、距離と測定位置の位置情報とに基づいて探索対象物体の位置を推定する手段と、推定された位置に関する情報を出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【解決手段】 本発明による物体探索システムは、探索対象物体を探索する物体探索装置と、探索対象物体に付けられている無線タグとを備える物体探索システムであって、物体探索装置は、無線タグと通信をする無線通信手段と、無線タグと電波を送受信する際の電波情報に基づいて無線タグとの間の距離を測定する手段と、距離を測定した測定位置の位置情報を取得する手段と、２以上の異なる測定位置において距離が測定されると、距離と測定位置の位置情報とに基づいて探索対象物体の位置を推定する手段と、推定された位置に関する情報を出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体探索装置、物体探索システム及び無線通信端末に関し、例えば、日常生活や業務で使用するような物品の探索に適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
人がどこにおいてしまったか分からないような物品、例えば、テレビのリモコン、ペン、電卓、ティッシュボックスなど、日常生活や業務で持ち歩いて使用するようなものが何処にいってしまったのかを探索するシステムとして、特許文献１に記載の情報処理装置がある。
【特許文献１】特開平１０−１９８７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の情報処理装置では、予め、所定のＩＤ（識別情報）を有する無線タグを特定の場所にしまう際、当該ＩＤとリンクした位置の情報を物体探索装置（端末側）若しくはネットワークでつながったサーバに記憶させておく必要があった。
【０００４】
そこで、予め探索対象物体（例えば、物品、生物、人間など）の位置情報を登録することなしに、その探索対象物体が現在何処にあるのかを明らかにすることができる、物体探索装置、物体探索システム及び無線通信端末が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の本発明の物体探索装置は、（１）探索対象物体を探索する物体探索装置において、（２）上記探索対象物体に付けられている無線タグと通信をする無線通信手段と、（３）上記無線通信手段が、上記無線タグと電波を送受信する際の、電波情報に基づいて、当該物体探索装置と上記無線タグとの間の距離を測定する距離測定手段と、（４）上記距離測定手段が、上記距離を測定した、測定位置の位置情報を取得する測定位置情報取得手段と、（５）上記距離測定手段により、２以上の異なる上記測定位置において、上記距離が測定されると、上記距離と、上記測定位置の位置情報とに基づいて、上記探索対象物体の位置を推定する位置推定手段と、（６）上記位置関係推定手段が推定した、上記探索対象物体の位置に関する情報を出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
第２の本発明の物体探索装置は、（１）複数の異なる方向に指向を向けることができるアンテナと、（２）上記アンテナを介して、探索対象物体に付けられている無線タグと通信をする無線通信手段と、（３）上記無線通信手段が、上記無線タグと通信した際に、上記アンテナが電波を送信又は受信した方向を測定する方向測定手段と、（４）上記方向測定手段が測定した方向に、上記探索対象物体が存在すると推定する位置関係推定手段と、（５）上記位置関係推定手段が推定した方向に関する情報を出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
第３の本発明の無線通信端末は、第１又は第２の本発明の物体探索装置を搭載していることを特徴とする。
【０００８】
第４の本発明の物体探索システムは、（１）第１又は第２の本発明の物体探索装置と、（２）探索対象物体に付けられている無線タグとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、予め探索対象物体（例えば、物品、生物、人間など）の位置情報を登録することなしに、その探索対象物体が現在何処にあるのかを明らかにする物体探索システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による物体探索装置、物体探索システムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００１１】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、この実施形態の物体探索システムの全体構成を示すブロック図である。
【００１２】
物体探索システム１００は、物体探索装置１１０、無線タグ１２０を有している。
【００１３】
無線タグ１２０は、物体探索装置１１０と無線通信により情報の授受が可能なタグであり、例えば、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）によるＩＣタグなどが該当する。無線タグ１２０は、当該物体探索システムにおいて、探索対象の物品である探索対象物品１３０に付けられている。探索対象の物品としては、人がどこにおいてしまったか分からないような物品、例えば、テレビのリモコン、ペン、電卓、ティッシュボックスなど、日常生活や業務で持ち歩いて使用するようなものが挙げられる。又、探索対象は、物品に限らず、人間や、動物・植物などの生物であっても良く、何らかの物体であれば、その種類などは限定されないものである。
【００１４】
又、無線タグ１２０は、例えば、探索対象が人間である場合には、探索対象の人間がポケットなどに入れて所持していても良いし、探索対象が犬などの動物である場合には、首輪に固定されていても良く、探索対象の位置と、無線タグの位置とが、一致していれば、探索対象に無線タグを付ける方法は限定されないものである。
【００１５】
又、上述の図１においては、無線タグ１２０及び探索対象物品１３０は、１つしか記載されていないが、複数配置されていても良い。又、各無線タグ１２０は、ＩＤ情報などの識別情報を有し、物体探索装置１１０から、無線通信により要求があると上述のＩＤ情報を応答するようにしても良い。
【００１６】
物体探索装置１１０は、探索対象物品１３０に付けられた無線タグ１２０と通信して、無線タグ１２０の位置を推定し、さらに、無線タグ１２０と同じ位置に、探索対象物品１３０も存在すると推定して、その位置に関する情報を出力するものである。
【００１７】
物体探索装置１１０は、制御部１１１、位置測定部１１２、無線通信部１１３、アンテナ１１４、位置推定部１１５、入力部１１６、出力部１１７、物品情報記憶部１１８を有している。
【００１８】
物体探索装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクなどのプログラムの実行構成、及び、無線タグと通信をするためのインタフェースを有する装置（１台に限定されず、複数台を分散処理し得るようにしたものであっても良い。）に、探索プログラム等をインストールすることにより構築されるものであるが、機能的には上述の図１のように示すことができる。
【００１９】
制御部１１１は、物体探索装置１１０における各部の動作を制御するものである。
【００２０】
位置測定部１１２は、当該物体探索装置１１０の位置を測定するものであり、例えば、加速度センサを備えて、当該物体探索装置１１０の位置に関して測定するものである。位置測定部１１２は、当該物体探索装置１１０の位置に関する情報を、制御部１１１を介して位置推定部１４に与える。位置測定部１１２が備える加速度センサは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｓ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）による加速度センサを用いても良い。又、三次元加速度センサであっても良いし、二次元加速度センサであっても良い。
【００２１】
アンテナ１１４は、無線タグ１２０と通信するアンテナであり、例えば、全方位に電波を送受信する無指向性アンテナ（例えば、モノポールアンテナ）などにより構成しても良い。
【００２２】
無線通信部１１３は、アンテナ１１４を介して、無線タグ１２０と通信するものである。又、無線通信部１１３は、無線タグ１２０との電波の送受信における、到来電波強度や到来電波時間などの電波情報に基づいて、当該物体探索装置１１０から、無線タグ１２０までの距離を測定し、測定結果の情報を、制御部１１１を介して位置推定部１４に与える。
【００２３】
以下、無線通信部１１３（アンテナ１１４）が、無線タグ１２０までの距離を測定する構成の例について説明する。
【００２４】
無線通信部１１３が、無線タグ１２０に、応答を要求する信号（例えば、ＩＤ情報の返答を要求する信号）を含んだ電波を発信する。そして、電波が無線タグ１２０に到達すると、無線タグ１２０は、無線通信部１１３に応答の信号（例えば、当該無線タグ１２０のＩＤ情報を含んだ信号）を物体探索装置１１０に送信する。その際に、無線通信部１１３は、無線タグ１２０に対して電波を発信してから、応答の電波を受信するまでの間の応答時間を記録し、その間の時間に基づいて、当該物体探索装置１１０と、無線タグ１２０との距離を測定しても良い。例えば、応答時間が長いほど、当該物体探索装置１１０と、無線タグ１２０との距離が長いと判断しても良い。なお、無線通信部１１３において、無線タグ１２０までの距離を測定する際の空間分解能が３０ｃｍ以下となる性能を具備することが好ましく、そのために、無線タグ１２０と、物体探索装置１１０との間の通信における無線通信帯域を１．５ＧＨｚ以上の高周波帯で、５００ＭＨｚ以上の広帯域を用いることが好ましい。
【００２５】
又、無線通信部１１３が、無線タグ１２０に電波を発信する際に、電波を発信している時刻に関する情報を含んだ信号を発信し、無線タグ１２０が、与えられた情報をそのまま応答するようにしても良い。これにより、無線通信部１１３では、無線タグ１２０からの応答の内容により、いつ発信した電波に基づいて応答しているのかを把握し、応答の電波を受信した時刻と比較することにより、無線タグ１２０との距離を測定する。又、無線通信部１１３が、無線タグ１２０に複数回電波を発信して、応答の電波を受信し、それぞれの測定結果の平均値を、無線タグ１２０との距離として用いても良い。
【００２６】
又、無線通信部１１３では、無線タグ１２０からの応答の電波の強度に基づいて、無線タグ１２０との距離を測定しても良い。例えば、無線タグ１２０からの応答の電波が強いほど、無線タグ１２０との距離が短いと判断しても良い。
【００２７】
又、探索対象となる探索対象物品１３０に付けられた無線タグ１２０のＩＤ情報などの識別情報を、無線通信部１１３に、予め設定し、設定したＩＤ情報の無線タグ１２０との距離のみを測定し、他のＩＤ情報の無線タグ１２０との距離は測定しないようにしても良い。この場合、無線タグ１２０が応答する際に、当該無線タグのＩＤ情報などの識別情報を含んだ信号を応答させ、無線通信部１１３では、設定したＩＤ情報の無線タグ１２０との距離のみを測定する。無線通信部１１３に設定する無線タグ１２０のＩＤ情報は、後述する入力部１１６に入力される情報に基づいて設定しても良い。
【００２８】
以上のように、無線通信部１１３は、無線タグ１２０との距離を測定する。
【００２９】
位置推定部１１５は、位置測定部１１２、無線通信部１１３から与えられた情報に基づいて、無線タグ１２０の存在する位置、すなわち、探索対象物品１３０の位置を推定するものである。
【００３０】
図２は、位置推定部１１５において、無線タグ１２０の位置を推定する方法の例について説明した説明図である。
【００３１】
図２に示すように、位置推定部１１５において、無線タグ１２０の存在する位置の推定は、異なる３つ以上の測定位置から、無線タグ１２０までの距離を測定した結果に基づいて推定する３点測量により行っても良い。位置推定部１１５において、測定位置１、２、３の位置関係については、位置測定部１１２から与えられた情報を用いて把握する。例えば、測定位置１において位置測定部１１２を起動し、測定位置２、３と、当該物体探索システム１００を移動させていけば、測定位置１を基準点として、測定位置２、３、及び現在位置との位置関係が把握される。又、それぞれの測定位置から、無線タグ１２０への距離は、それぞれの測定位置に物体探索装置１１０を移動させたときに、上述の無線通信部１１３（アンテナ１１４）により、測定した情報を用いる。なお、位置推定部１１５において、無線タグ１２０の位置を推定する際に、各測定位置の間の距離は、上述の無線通信部１１３において、無線タグ１２０までの距離を測定する際の空間分解能の距離以上離れていることが好ましい。
【００３２】
物品情報記憶部１１８は、探索対象となる探索対象物品１３０及び、当該探索対象物品１３０に付けられた無線タグ１２０に関する情報を記憶する記憶手段である。物品情報記憶部１１８には、例えば、探索対象物品１３０の名称や全体の形態を示す画像データ、付けられた無線タグ１２０のＩＤ情報等の情報を記憶する。探索対象物品１３０の形態を示す画像データは、例えば、物体探索装置１１０が、デジタルカメラなどの画像を撮影する手段を有して、当該デジタルカメラにより撮影した画像データを用いても良い。
【００３３】
図３は、入力部１１６は、物体探索装置１１０における、ユーザとのインタフェース、すなわち、入力部１１６、出力部１１７の例について示した説明図である。
【００３４】
入力部１１６は、制御部１１１の制御に基づき物体探索装置１１０において、ユーザからの情報を読み込むためのインタフェースであり、上述の図３のようにボタンを有するものであっても良いし、マウスやタッチパネルなどであっても良く、その入力する手段は限定されないものであるが、ここでは、上述の図３に示すものとして説明する。なお、ここでは、入力部１１６は、例えば、上述の図３に示すように、サーチボタン、テンキー、登録ボタンなどのボタンを有するものとする。
【００３５】
出力部１１７は、制御部１１１の制御に基づき、物体探索装置１１０において、ユーザへ情報を出力する手段であり、例えば、上述の図３のようにディスプレイ等の表示装置に表示出力させても良いし、ディスク装置等の記憶装置に記憶させたり、音声出力させたり、プリンタ等の印刷装置に印刷出力させたりする構成としてもよく、その出力方法は問われないものである。ここでは、出力部１１７は、例えば、上述の図３に示すようにディスプレイ表示するものとする。
【００３６】
以下、入力部１１６、出力部１１７における、入出力の例について説明する。
【００３７】
例えば、ユーザが、当該物体探索装置１１０を持って移動し、それぞれの測定位置（上述の図３参照）において、入力部１１６のサーチボタンを押下すると、当該位置における、位置に関する情報が位置測定部１１２から位置推定部１１５へ与えられる。又、無線通信部１１３において、当該物体探索装置１１０から無線タグ１２０までの距離が測定され、その情報が、位置推定部１１５に与えられる。又、３回以上、入力部１１６のサーチボタンを押下したときには、位置推定部１１５においては、探索対象となる無線タグ１２０の位置を推定し、出力部１１７が情報を出力する。
【００３８】
ユーザにより、入力部１１６のサーチボタンが押下される度に、当該物体探索装置１１０の現在位置と、過去に測定を行った測定位置、探索対象となる無線タグ１２０の位置に関する情報を上述の図３に示すように、出力部１１７のディスプレイに出力させるようにしても良い。例えば、上述の図３に示すように、それぞれの測定位置を星印により表示しても良い。又、例えば、上述の図３に示すように、それぞれの測定位置における高さの情報を、エラーバーなどのグラフにより表示しても良い。又、出力部１１７では、物品情報記憶部１１８に記憶された探索対象物品１３０の全体の画像を併せて表示させても良い。
【００３９】
なお、ここでは、出力部１１７により、ユーザへ無線タグ１２０の位置に関する情報を出力する方法の例として、上述の星印やエラーバーを用いた方法を説明したが、方向や位置を数値のみによって表示する方法などでもよく、ユーザが無線タグ１２０（探索対象物品１３０）の位置を認識することができる方法であれば、その出力方法は限定されないものである。
【００４０】
又、入力部１１６では、探索対象となる探索対象物品１３０に関する情報をユーザに入力させて読み込み、制御部１１１において、読み込んだ情報に基づいて、探索対象となる無線タグ１２０のＩＤ情報を特定し、特定したＩＤ情報を、無線通信部１１３に与えて設定しても良い。例えば、物品情報記憶部１１８に記憶された、探索対象物品１３０の画像を、出力部１１７にディスプレイ表示させ、さらに入力部１１６のテンキーの押下に応じて、表示する探索対象物品１３０の画像を切替え、探索対象となる探索対象物品１３０を特定しても良い。そして、制御部１１１において、物品情報記憶部１１８に記憶された情報に基づいて、探索対象として特定された探索対象物品１３０に、付けられた無線タグ１２０のＩＤ情報を取得しても良い。又、探索対象物品１３０に関する情報として、無線タグ１２０のＩＤ情報を直接ユーザにより入力部１１６のテンキーに入力させて読み込んでも良い。
【００４１】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する物体探索システムにおける、探索対象物品１３０（無線タグ１２０）の探索の動作を説明する。
【００４２】
図４は、第１の実施形態の物体探索装置における、探索の動作を示したシーケンス図である。
【００４３】
まず、ユーザから入力部１１６のテンキーなどにより、探索対象となる探索対象物品１３０に関する情報が入力されると、読み込んだ情報に基づいて、制御部１１１では、探索対象となる探索対象物品１３０に付けられた無線タグ１２０のＩＤ情報が取得される。そして、制御部１１１から、無線通信部１１３へ、取得したＩＤ情報が与えられる（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。
【００４４】
次に、ユーザにより入力部１１６のサーチボタンが押下されると、無線通信部１１３から周辺の無線タグ１２０に電波が発信される。そして、無線タグ１２０からの応答時間などに基づいて、当該物体探索装置１１０と、無線タグ１２０との距離が測定され、測定された距離の情報が、制御部１１１、位置推定部１１５に与えられる。なお、無線通信部１１３において、距離測定の対象となる無線タグ１２０は、上述のステップＳ１０２において取得されたＩＤ情報を有する無線タグ１２０のみである。又、位置測定部１１２が起動され、加速度センサにより、当該物体探索装置１１０の位置の測定が開始される。又、制御部１１１により、出力部１１７が制御され、ディスプレイに１回目の測定位置を示す星印が表示される（Ｓ１０３）。
【００４５】
次に、当該物体探索装置１１０を所持したユーザが移動し、入力部１１６のサーチボタンが押下されると、上述のステップＳ１０３と同様に、無線通信部１１３により、無線タグ１２０との距離が測定され、距離の情報が、制御部１１１、位置推定部１１５に与えられる。又、１回目の測定位置（上述のステップＳ１０３における位置）と、現在の当該物体探索装置１１０の位置との相対的な位置に関する情報が取得され、制御部１１１、位置推定部１１５に与えられる。そして、制御部１１１により、出力部１１７が制御され、ディスプレイに、２回目の測定位置との位置関係を示す星印、及び、高さを示すエラーバーが、さらに表示される（Ｓ１０４）。
【００４６】
次に、当該物体探索装置１１０を所持したユーザがさらに移動し、入力部１１６のサーチボタンが押下されると、上述のステップＳ１０４と同様に、無線通信部１１３において、無線タグ１２０との距離が測定され、距離の情報が、制御部１１１、位置推定部１１５に与えられる。そして、位置測定部１１２では、１回目の測定位置（上述のステップＳ１０３における位置）と、現在の当該物体探索装置１１０の位置との相対的な位置に関する情報が取得され、制御部１１１、位置推定部１１５に与えられる。そして、制御部１１１により、出力部１１７が制御され、ディスプレイに３回目の測定位置との位置関係を示す星印、及び、高さを示すエラーバーが、さらに表示される（Ｓ１０５）。
【００４７】
そして、位置推定部１１５では、上述のステップＳ１０３〜Ｓ１０５において、位置測定部１１２から与えられた位置に関する情報及び、無線通信部１１３から与えられた無線タグ１２０との距離に関する情報とに基づいて、当該物体探索装置１１０と探索対象物品１３０（無線タグ１２０）との相対的な位置が推定され、推定された位置に関する情報が、制御部１１１に与えられる（Ｓ１０６）。
【００４８】
そして、制御部１１１により、出力部１１７が制御され、上述の図３に示すように、ディスプレイに、当該物体探索装置１１０の現在位置（ここでは、３回目の測定位置が現在位置となる）と、探索対象物品１３０（無線タグ１２０）の推定位置との位置関係を示す四角印及び高さを示すエラーバーが、さらに表示される（Ｓ１０７）。
【００４９】
以上のように、物体探索装置１１０では、探索対象となる探索対象物品１３０（無線タグ１２０）の位置が推定され、出力部１１７に推定された位置に関する情報が出力される。
【００５０】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００５１】
物体探索システム１００を用いることで、ユーザは、無線タグ１２０を探索対象物品１３０に付けるだけで、何時でも何処でも手軽に、探索対象物品１３０を探すことができる。
【００５２】
特許文献１に記載の情報処理装置や、導線検知や物探し、人探しなどでは、固定局（１つの位置に固定された無線局）を作る必要があるため、大掛かりな設備や工事が必要であったり、固定局が設置された周辺の特定の領域だけでしか、物品探索することができないが、本発明の物体探索システム１００では、物体探索装置１１０はユーザが所持して移動することができるので、何時でも何処でも物品探索することができる。
【００５３】
又、出力部１１７において、探索対象物品１３０の全体の画像を併せて表示させることにより、ユーザ自身も探索対象物品１３０がどのような形態なのか知らない場合であっても、探索することができる。これにより、予めＩＤ番号が特定されていれば、例えば、本人でなくても誰でも物探しの協力をできる。
【００５４】
又、固定局と探索対象の無線タグ１２０との間に遮蔽物があるような場合は、固定局からではシャドーゾーン（電波が届かず探索できない領域）が生じてしまうが、本発明では、物体探索装置１１０の移動によって得られた受信が可能な位置のデータのみを用いればよいので、シャドーゾーンを取り除くことができる。
【００５５】
（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による物体探索装置、物体探索システムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００５６】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図５は、この実施形態の物体探索システム２００の全体構成を示すブロック図である。
【００５７】
物体探索システム２００は、物体探索装置２１０、無線タグ２２０を有している。第２の実施形態の物体探索システム２００は、第１の実施形態の物体探索システム１００とほぼ同様の構成を有しているので詳しい説明を省略し、以下、第１の実施形態との差異について説明する。
【００５８】
無線タグ２２０については第１の実施形態とほぼ同様のものであるので、その説明を省略する。
【００５９】
物体探索装置２１０は、制御部２１１、位置測定部２１２、無線通信部２１３、アンテナ２１４、位置推定部２１５、入力部２１６、出力部２１７、物品情報記憶部２１８を有している。
【００６０】
第１の実施形態の物体探索装置１１０との主な差異は、アンテナにより無線タグへ電波を発信して、無線タグとの位置関係を測定する構成と、無線タグの位置推定の方法である。
【００６１】
図６は、第１の実施形態と第２の実施形態における無線タグの位置推定の方法の差異について説明した説明図である。第１の実施形態の物体探索装置１１０において、無線通信部１１３（アンテナ１１４）は、当該物体探索装置１１０から全方位へ向けて電波を発信し、無線タグ１２０との距離を測定していた（図６（Ａ）参照）が、第２の実施形態の無線通信部２１３（アンテナ２１４）では、電波を指向性ビームとして、複数の異なる方向に発信し、無線タグ２２０からの応答があった方向に無線タグ２２０が存在すると推定し、さらに、無線タグ２２０と電波を送受信する際の、電波情報に基づいて無線タグ２２０との距離を推定する（図６（Ｂ）参照）点で異なっている。
【００６２】
図７は、アンテナ２１４の構成の例を示した説明図である。アンテナ２１４において、送信アンテナ（複数の方向に指向性ビームの電波を発信するアンテナ）としては、例えば、図７に示すように、１つの方向に指向性ビームの電波を発信できるアレイアンテナ（アダプティブ アレイ アンテナ）に、可動機構を備え、受信アンテナの周囲で回転運動を行いながら、電波を発信する構成としても良い。なお、上述の図７においては、アレイアンテナを２つ回転させる構成となっているが、回転させるアレイアンテナは１つでも良いし、３以上であってもよく、その数は限定されないものである。又、指向性ビームの電波を発信する構成は、例えば、複数の方向に指向性ビームとして電波を発信できるアレイアンテナであっても良い。又、アンテナ２１４において、受信アンテナ（無線タグ２２０からの応答の電波を受信するアンテナ）としては、例えば、図７に示すように、全方位から電波を受信する無指向性アンテナ（例えば、モノポールアンテナなど）を有しても良い。
【００６３】
なお、アンテナ２１４が発信する指向性ビームは、１５度以下のビーム幅（ビームの中心軸付近と、中心軸から１５度程度はずれた付近との電波の強度の減衰が３ｄｂ程度）であることが望ましい。又、アンテナ２１４は、指向性ビームのビーム幅を調節する手段を有しても良い。例えば、アンテナ２１４がアレイアンテナで構成されており、無線タグ２２０の存在する方向を更に絞ることが必要な場合には、アレイアンテナが展張（アンテナ長を伸ばす）する構造を有することにより、指向性ビームのビーム幅を、更に極限することができる。
【００６４】
無線通信部２１３においては、例えば、無線通信部２１３（アンテナ２１４）では、電波を送信する方向によって切り分けられたデータ（例えば、電波の送信時刻）を含む電波を、複数の方向に発信することにより、どの方向から応答が帰ってきたかを判定しても良い。
【００６５】
以下、無線通信部２１３（アンテナ２１４）が、無線タグ２２０の存在する方向及び距離を測定する方法の例について説明する。
【００６６】
まず、無線通信部２１３（アンテナ２１４）から、無線タグ２２０に向けて電波を発信する際に、電波を発信した時刻に関する情報を含めて送信する。又、図示は省略しているが無線通信部２１３では、どの時刻にどの方向に電波を発信したのかの情報を記憶する手段を有し、電波を発信する都度記憶する。そして、物体探索装置２１０から電波を発信された無線タグ２２０は、物体探索装置２１０から与えられた上述の時刻に関するデータを含めて、物体探索装置２１０に応答する。そして、無線通信部２１３では、無線タグ２２０から応答された電波を受信すると、無線タグ２２０から与えられた上述の時刻に関する情報に基づいて、どの方向に発信した電波に対する応答なのかを判断し、応答のあった方向に無線タグ２２０が存在すると判断する。
【００６７】
又、当該物体探索装置２１０と、無線タグ２２０との距離を測定する際には、無線タグ２２０から与えられた上述の時刻に関する情報と、現在時刻とに基づいて、測定しても良いし、無線タグ２２０からの応答の電波の強度に基づいて、測定しても良い。例えば、応答時間が長いほど、当該物体探索装置２１０と、無線タグ２２０との距離が長いと判断しても良い。又、例えば、無線タグ２２０からの応答の電波が強いほど、無線タグ２２０との距離が短いと判断しても良い。
【００６８】
以上の例のように、第２の実施形の無線通信部２１３では、無線タグ２２０が存在する方向及び距離を測定する。
【００６９】
位置推定部２１５は、位置測定部２１２、無線通信部２１３から与えられた情報に基づいて、当該物体探索装置２１０の存在する位置と、無線タグ２２０の存在する位置との、相対的な位置を推定するものである。又、位置推定部２１５は、無線通信部２１３及び位置測定部２１２から、測定結果の情報が複数与えられた場合には、与えられた複数の情報に基づいて、無線タグ２２０の存在する位置を推定しても良い。例えば、複数の測定結果から推定されるそれぞれの位置の重心を、無線タグ２２０の存在する位置と推定することなどが挙げられる。
【００７０】
入力部２１６は、第１の実施形態の入力部１１６とほぼ同様のものであるので詳しい説明を省略するが、アンテナ２１４が、指向性ビームのビーム幅を調節する手段を有している場合には、ビーム幅の大小を調節するための入力手段として、例えば、大小を調節するボタンを有しても良い。
【００７１】
出力部２１７は、第１の実施形態の出力部１１７とほぼ同様のものであるので詳しい説明を省略するが、第２の実施形態の物体探索装置２１０は、一箇所の測定位置のみでも無線タグ２２０の位置を推定することができるため、複数の測定結果に基づいて無線タグ２２０の位置を推定する場合にのみ、過去の測定位置ごとにその位置を表示する構成としても良い。
【００７２】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する物体探索システムにおける、探索対象物品２３０（無線タグ２２０）の探索の動作を説明する。
【００７３】
図８は、物体探索装置２１０が、無線タグ２２０の位置を推定する動作について説明したシーケンス図である。
【００７４】
まず、物体探索装置２１０の制御部２１１において、探索対象の探索対象物品２３０に付けられた無線タグ２２０の有するＩＤ情報が取得されるが、その処理は、上述の図４における、ステップＳ１０１、Ｓ１０２と同様の処理であるので説明を省略する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。
【００７５】
次に、ユーザから入力部２１６に、探索を開始する信号が入力（例えば、上述のサーチボタンが押下）されると、アンテナ２１４において、アレイアンテナの回転が開始され、無線通信部２１３（アンテナ２１４）と無線タグ２２０との間で通信が行われる。そして、無線通信部２１３（アンテナ２１４）において、当該物体探索装置２１０から、無線タグ２２０への方向及び距離が測定される（Ｓ２０３）。
【００７６】
次に、位置推定部２１５において、探索対象物品２３０（無線タグ２２０）の存在する位置が推定され、存在すると推定される位置に関する情報が、制御部２１１に与えられる（Ｓ２０４）。
【００７７】
そして、制御部２１１により、出力部２１７が制御され、ディスプレイに、当該物体探索装置２１０の現在位置と、探索対象の無線タグ２２０の推定位置との位置関係を示す情報が表示される（Ｓ２０５）。
【００７８】
図９は、物体探索システムに２００おいて、無線タグ（探索対象物品）の位置を絞り込む方法を説明した説明図である。
【００７９】
上述のステップＳ２０３〜Ｓ２０５により、無線タグ２２０の大凡の位置が判断できたところで、当該物体探索装置２１０を所持したユーザが、その方向に移動し、さらに、上述のステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理を行って、探索対象物品２３０（無線タグ２２０）の存在する方向及び距離を更に絞りこみ、ユーザが探索対象物品２３０を見つけるまで繰り返しても良い（図９（Ａ）参照）。又、アンテナ２１４が、指向性ビームのビーム幅を調節する手段を有している場合には、ビーム幅を更に極限する調整を行い（例えば、入力部２１６のボタン操作などにより調節を行う）、同様に、上述のステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理を行い、探索対象物品２３０（無線タグ２２０）の存在する方向及び距離を更に絞りこんでも良い（図９（Ｂ）参照）。
【００８０】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００８１】
アンテナ２１４では、送信アンテナ（１つの方向に指向性ビームの電波を発信できるアレイアンテナ）について、受信アンテナの周囲を回転させ、複数の方向に指向性ビームの電波を発信することで、探索対象物品２３０に付けられた無線タグ２２０のある程度の方向を定めることができる。このとき、アンテナ２１４が、アレイアンテナである場合、小さなアレイ素子を緻密に並べ、整相などをして、全方位について方向を求めるものである必要はなく、安価（低コスト）に全方位に電波を発信するアンテナを構築することができる。又、送信アンテナについて、受信アンテナの周囲を回転させることで、電波の送受信をより近い位置で行うことができ、無線タグとの通信において応答時間の正確な測定や、アンテナを小型化することができる。
【００８２】
又、第１の実施形態では、無線タグ１２０の位置推定にあたって３点以上の測定位置に物体探索装置１１０を移動させて無線タグ１２０と通信する必要があったが、第２の実施形態においては、１箇所での測定のみで、無線タグ２２０の位置を推定することができる。例えば、ある程度広い領域において大体どのあたりに何があるとか、どういう人たちがいるとかいったことを一点から把握したい場合、席に座ったまま大凡の方向を特定することができる。
【００８３】
（Ｃ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【００８４】
（Ｃ−１）上述の各実施形態において、位置測定部は、加速度センサを有しているが、加速度センサに接続するアンプの熱雑音などのために位置情報精度が劣化する場合がある。
【００８５】
これを回避するために、位置測定部において、加速度センサ自体に所定以上の回転運動をさせて、データを周期的にサンプリングし、その周期で検波しても良い。これにより、図１０に示すように、ベースバンド（基本波）の加速度信号を、雑音が存在する帯域よりも高域に持ち上げて解析できるので、加速度信号以外の雑音成分を除去することができる。なお、加速度センサを回転させる速度は１００Ｈｚ以上とすることが好ましい。
【００８６】
又、例えば、入力部において、加速度センサに上述の回転をさせるボタンを設け、ユーザが当該ボタンを押下した場合に、加速度センサを回転させ、高精度の位置検出を行うようにしても良い。
【００８７】
又、第２の実施形態では、上述の図７に示すように１つの方向に指向性ビームとして電波を発信できるアレイアンテナに、可動機構を備え、回転運動を行いながら、無線タグ２２０に電波を発信する構成を例として挙げているが、図１１に示すように、アレイアンテナ（送信用アンテナ）と、位置測定部の加速度センサを１つのユニットとして回転させる構成としても良い。これにより、上述と同様に加速度センサ自体に所定以上の回転運動をさせて上述と同様に加速度信号以外の雑音成分を除去することができる。
【００８８】
（Ｃ−２）上述の各実施形態における、物体探索装置を、携帯電話端末やトランシーバー、コードレス電話端末などの無線通信端末に適用しても良い。これにより、ユーザは他の機器を携帯することなく、何時でも自分の探したい物を探索することができる。例えば、第１の実施形態の物体探索装置１１０を携帯電話端末に適用した場合について以下説明する。
【００８９】
ユーザが、自分が持ち歩いて使用するようなものに無線タグを貼り付けて、物品情報記憶部１１８には、その無線タグのＩＤ情報と、携帯電話端末の有するデジタルカメラ等で撮影された、探索対象物品１３０の画像をリンクさせた情報を記憶させておく。そして、ユーザが、探索対象物品１３０を紛失した際に、物体探索装置１１０を有する携帯電話端末を手に持って、入力部１１６における探索を開始するボタン（例えば、上述の入力部１１６のサーチボタンに相当するボタン）を押下する。さらに、場所を移動してもう探索を開始するボタンを押下することを２回以上繰り返し、位置推定部１１５により推定された無線タグ１２０の位置を、携帯電話端末のディスプレイに表示させることにより、ユーザに紛失した探索対象物品１３０の位置を認識させる。又、ユーザが更に詳細な無線タグ１２０の位置を知りたい場合には、場所を移動して探索を開始するボタンを押下する際に、しゃがんだり、どこかに上ったりして空間的に（三次元で）移動することにより、より詳細な無線タグ１２０の位置を推定することができる。
【００９０】
（Ｃ−３）上述の各実施形態における、物体探索装置を、例えば、携帯電話端末などの小型の無線通信端末に適用した場合には、搭載するアンテナのアンテナ長が短いほど小型化には好ましいが、アンテナ長は、物体探索装置と無線タグとの間で通信する電波の周波数と関連している。そこで、物体探索装置におけるアンテナ長及び、無線タグとの間で通信する電波の周波数は、以下のような計算値に基づいて決定し、構築しても良い。
【００９１】
図１３は、無線タグとの通信に用いる電波の周波数帯と、物体探索装置側で必要なアンテナ長との関係を、計算値により示したグラフである。なお、第１の実施形態のアンテナ１１４がモノポールアンテナであった場合のアンテナ長Ｌ（図１２（Ａ）参照）は、以下の（１）式により算出されたものである。
【００９２】
又、第２の実施形態のアンテナ２１４において、アンテナ２１４が、上述の図７のようなアンテナであった場合で、かつ、指向性ビームの角度を１５度とした場合（図１２（Ｂ）参照）、その半値半幅（７．５度）（以下、「角度θ」と表す）の正弦値は以下の（２）式により算出される。上述の図１３において、第２の実施形態のアレイアンテナのアンテナ長Ｌは以下の（２）式に基づいて算出されたものである。なお、以下の（１）式及び（２）式においてλは、無線タグとの通信に用いる電波の波長を表すものである。
【００９３】
Ｌ＝λ／４ …（１）
ｓｉｎ（θ）＝１．４λ／（πＬ） …（２）
図１３の通り、例えば、第１の実施形態におけるアンテナ１１４が、モノポールアンテナで、無線タグ１２０との通信を２ＧＨｚ程度の周波数帯により行った場合の必要なアンテナ長（以下、「アンテナ長Ｌ」と表す）は、４ｃｍ程度ということがわかる。そして、第２の実施形態のアンテナ２１４において、アレイアンテナのアンテナ長Ｌを、第１の実施形態のモノポールアンテナと同程度（４ｃｍ以下）に抑えるためには、２６ＧＨｚ程度の周波数帯で、無線タグ２２０と通信する必要があることが分かる。よって、第２の実施形態のアンテナ２１４について、準ミリ波帯域（３０ＧＨｚ帯域）のＲＦＩＤシステムを用いると、物体探索装置の小型化には望ましい。なお、図１３のグラフにおいては、上記の（２）式における角度θは７．５度として計算しているが、別の角度により算出した値を用いても良い。
【００９４】
（Ｃ−４）上述の各実施形態においては、物体探索装置自身が物品情報記憶部を有して、探索対象物品の画像データなどを記憶していたが、物品情報記憶部を外部装置（外部のサーバなど）に配置して、物体探索装置において読み込ませても良い。
【００９５】
又、探索対象物品の画像データを、予め無線タグ自体に記憶させておき、探索の過程で物体探索装置が無線タグと通信した際に、物体探索装置に読み込ませても良い。
【００９６】
（Ｃ−５）上述の各実施形態においては、当該物体探索装置を所持したユーザが移動して、位置を変えて、無線タグとの通信の状況について測定する例について示したが、ユーザが最初に入力部における探索を開始するボタン（例えば、上述の入力部のサーチボタンに相当するもの）を、一回押すだけで、所定の時間間隔で無線タグと通信して、距離の測定をするようにしても良い。又、測定した距離を逐次マージして、多くのサンプルに基づいて無線タグの位置を推定しても良い。これにより、無線タグの推定位置を高精度化することができる。
【００９７】
（Ｃ−６）第２の実施形態の物体探索システム２００では、送信アンテナ（１つの方向に指向性ビームの電波を発信できるアレイアンテナ）について、受信アンテナの周囲を回転させながら複数の方向に指向性ビームの電波を発信し、無線タグ１２０の応答の状況に基づいて、大凡の無線タグ１２０の位置する方向を推定することができる。よって、物体探索システム２００は、広い範囲において、おおまかに無線タグがどの方向にあるのかをあたりをつけるような場合、例えば、混雑した状況で人を探したり、倉庫の中の在庫確認作業などに用いる場合などに適用して好的なものである。
【００９８】
（Ｃ−７）上述の各実施形態においては、物体探索装置から電波を発信された無線タグは全て、物体探索装置に応答するものであるが、物体探索装置から無線タグに電波を発信する際に探索の対象となっている無線タグのＩＤ情報などを含め、当該ＩＤ情報を有する無線タグのみが応答するようにしても良い。その場合、無線タグ側において、特定の情報にのみ応答するような手段（プログラムなど）を有する必要がある。これにより、世の中に無線タグが氾濫しても必要な無線タグからのみ応答させ、必要なものだけを探すシステムの構築ができる。
【００９９】
（Ｃ−８）第２の実施形態においては、物体探索装置２１０は、位置測定部２１２を有して、当該物体探索装置２１０の位置を測定し、出力部２１７にディスプレイ出力する際に、当該物体探索装置２１０と探索対象物品２３０（無線タグ２２０）との位置関係について表示するなどしているが、位置測定部２１２を有さなくても良い。その場合、出力部２１７では、当該物体探索装置２１０は、無線タグ２２０の方向及び距離を測定した時点と同じ位置に存在するものとしてディスプレイ表示しても良い。又、第２の実施形態においては、物体探索装置２１０は、方向のみを測定し出力するようにしても良い。
【０１００】
（Ｃ−９）第２の実施形態において、物体探索装置２１０の無線通信部２１３（アンテナ２１４）では、電波を指向性ビームとして、複数の異なる方向に発信し、無線タグ２２０からの応答があった方向に無線タグ２２０が存在すると推定しているが、送信用アンテナは全方位に電波を発信し、受信用アンテナが特定の方向からのみ電波を受信するものとしても良い。例えば、上述の図７において、送信側と受信側のアンテナの指向性を入れ替えて、送信用アンテナは全方位に電波を発信し、受信用アンテナは、１つの方向からのみ電波を受信できるアレイアンテナ（アダプティブ アレイ アンテナ）を回転させながら電波を受信する構成としても良い。この場合、無線通信部２１３（アンテナ２１４）では、無線タグ２２０から応答の電波を受信した際に、受信用のアレイアンテナが向いている方向に、無線タグ２２０が存在すると判断する。
【０１０１】
（Ｃ−１０）第１の実施形態において、物体探索装置１１０では、上述図２に示すように、３つの異なる測定位置から、無線タグ１２０までの距離を測定し、無線タグ１２０の位置を推定しているが、２つの測定位置から無線タグ１２０までの距離を測定し、無線タグ１２０の位置を推定しても良い。例えば、上述の図２の通り、測定位置１から無線タグ１２０までの距離を半径とする円と、測定位置２から無線タグ１２０までの距離を半径とする円との交点は、２点に絞られるため、位置測定部１１２では、上記２点のいずれかに探索対象物品１３０（無線タグ１２０）が存在すると推定しても良い。又、その際に、出力部１１７には、２点の推定位置の両方を、探索対象物品１３０の推定位置として出力するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】第１の実施形態の物体探索システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の物体探索システムにおいて、無線タグの位置を推定する方法を説明した説明図である。
【図３】第１の実施形態の物体探索装置における、入出力の例について説明した説明図である。
【図４】第１の実施形態の物体探索装置における、探索の動作を示したシーケンス図である。
【図５】第２の実施形態の物体探索システムの全体構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態と第２の実施形態の物体探索システムとの、無線タグ（探索対象物品）の位置を推定する方法の差異を説明した説明図である。
【図７】第２の実施形態の物体探索システムにおける、アンテナの構成の例を説明した説明図である。
【図８】第２の実施形態の物体探索装置における、探索の動作を示したシーケンス図である。
【図９】第２の実施形態の物体探索システムにおいて、無線タグ（探索対象物品）の位置を絞り込む方法を説明した説明図である。
【図１０】実施形態の位置測定部における、雑音除去について説明した説明図である。
【図１１】第２の実施形態の加速度センサと送信アンテナを一つとユニットとして構成した場合の例について示した説明図である。
【図１２】第１の実施形態のモノポールアンテナと、第２の実施形態のアレイアンテナのアンテナ長について説明した説明図である。
【図１３】物体探索装置におけるアンテナ長と、無線タグとの通信に用いる周波数との関係について示した説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００…物体探索システム、１１０…物体探索装置、１１１…制御部、１１２…位置測定部、１１３…無線通信部、１１４…アンテナ、１１５…位置推定部、１１６…入力部、１１７…出力部、１１８…物品情報記憶部、１２０…無線タグ、１３０…探索対象物品。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体探索装置、物体探索システム及び無線通信端末に関し、例えば、日常生活や業務で使用するような物品の探索に適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
人がどこにおいてしまったか分からないような物品、例えば、テレビのリモコン、ペン、電卓、ティッシュボックスなど、日常生活や業務で持ち歩いて使用するようなものが何処にいってしまったのかを探索するシステムとして、特許文献１に記載の情報処理装置がある。
【特許文献１】特開平１０−１９８７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の情報処理装置では、予め、所定のＩＤ（識別情報）を有する無線タグを特定の場所にしまう際、当該ＩＤとリンクした位置の情報を物体探索装置（端末側）若しくはネットワークでつながったサーバに記憶させておく必要があった。
【０００４】
そこで、予め探索対象物体（例えば、物品、生物、人間など）の位置情報を登録することなしに、その探索対象物体が現在何処にあるのかを明らかにすることができる、物体探索装置、物体探索システム及び無線通信端末が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の本発明の物体探索装置は、（１）探索対象物体を探索する物体探索装置において、（２）上記探索対象物体に付けられている無線タグと通信をする無線通信手段と、（３）上記無線通信手段が、上記無線タグと電波を送受信する際の、電波情報に基づいて、当該物体探索装置と上記無線タグとの間の距離を測定する距離測定手段と、（４）上記距離測定手段が、上記距離を測定した、測定位置の位置情報を取得する測定位置情報取得手段と、（５）上記距離測定手段により、２以上の異なる上記測定位置において、上記距離が測定されると、上記距離と、上記測定位置の位置情報とに基づいて、上記探索対象物体の位置を推定する位置推定手段と、（６）上記位置関係推定手段が推定した、上記探索対象物体の位置に関する情報を出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
第２の本発明の物体探索装置は、（１）複数の異なる方向に指向を向けることができるアンテナと、（２）上記アンテナを介して、探索対象物体に付けられている無線タグと通信をする無線通信手段と、（３）上記無線通信手段が、上記無線タグと通信した際に、上記アンテナが電波を送信又は受信した方向を測定する方向測定手段と、（４）上記方向測定手段が測定した方向に、上記探索対象物体が存在すると推定する位置関係推定手段と、（５）上記位置関係推定手段が推定した方向に関する情報を出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
第３の本発明の無線通信端末は、第１又は第２の本発明の物体探索装置を搭載していることを特徴とする。
【０００８】
第４の本発明の物体探索システムは、（１）第１又は第２の本発明の物体探索装置と、（２）探索対象物体に付けられている無線タグとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、予め探索対象物体（例えば、物品、生物、人間など）の位置情報を登録することなしに、その探索対象物体が現在何処にあるのかを明らかにする物体探索システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による物体探索装置、物体探索システムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００１１】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、この実施形態の物体探索システムの全体構成を示すブロック図である。
【００１２】
物体探索システム１００は、物体探索装置１１０、無線タグ１２０を有している。
【００１３】
無線タグ１２０は、物体探索装置１１０と無線通信により情報の授受が可能なタグであり、例えば、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）によるＩＣタグなどが該当する。無線タグ１２０は、当該物体探索システムにおいて、探索対象の物品である探索対象物品１３０に付けられている。探索対象の物品としては、人がどこにおいてしまったか分からないような物品、例えば、テレビのリモコン、ペン、電卓、ティッシュボックスなど、日常生活や業務で持ち歩いて使用するようなものが挙げられる。又、探索対象は、物品に限らず、人間や、動物・植物などの生物であっても良く、何らかの物体であれば、その種類などは限定されないものである。
【００１４】
又、無線タグ１２０は、例えば、探索対象が人間である場合には、探索対象の人間がポケットなどに入れて所持していても良いし、探索対象が犬などの動物である場合には、首輪に固定されていても良く、探索対象の位置と、無線タグの位置とが、一致していれば、探索対象に無線タグを付ける方法は限定されないものである。
【００１５】
又、上述の図１においては、無線タグ１２０及び探索対象物品１３０は、１つしか記載されていないが、複数配置されていても良い。又、各無線タグ１２０は、ＩＤ情報などの識別情報を有し、物体探索装置１１０から、無線通信により要求があると上述のＩＤ情報を応答するようにしても良い。
【００１６】
物体探索装置１１０は、探索対象物品１３０に付けられた無線タグ１２０と通信して、無線タグ１２０の位置を推定し、さらに、無線タグ１２０と同じ位置に、探索対象物品１３０も存在すると推定して、その位置に関する情報を出力するものである。
【００１７】
物体探索装置１１０は、制御部１１１、位置測定部１１２、無線通信部１１３、アンテナ１１４、位置推定部１１５、入力部１１６、出力部１１７、物品情報記憶部１１８を有している。
【００１８】
物体探索装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクなどのプログラムの実行構成、及び、無線タグと通信をするためのインタフェースを有する装置（１台に限定されず、複数台を分散処理し得るようにしたものであっても良い。）に、探索プログラム等をインストールすることにより構築されるものであるが、機能的には上述の図１のように示すことができる。
【００１９】
制御部１１１は、物体探索装置１１０における各部の動作を制御するものである。
【００２０】
位置測定部１１２は、当該物体探索装置１１０の位置を測定するものであり、例えば、加速度センサを備えて、当該物体探索装置１１０の位置に関して測定するものである。位置測定部１１２は、当該物体探索装置１１０の位置に関する情報を、制御部１１１を介して位置推定部１４に与える。位置測定部１１２が備える加速度センサは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｓ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）による加速度センサを用いても良い。又、三次元加速度センサであっても良いし、二次元加速度センサであっても良い。
【００２１】
アンテナ１１４は、無線タグ１２０と通信するアンテナであり、例えば、全方位に電波を送受信する無指向性アンテナ（例えば、モノポールアンテナ）などにより構成しても良い。
【００２２】
無線通信部１１３は、アンテナ１１４を介して、無線タグ１２０と通信するものである。又、無線通信部１１３は、無線タグ１２０との電波の送受信における、到来電波強度や到来電波時間などの電波情報に基づいて、当該物体探索装置１１０から、無線タグ１２０までの距離を測定し、測定結果の情報を、制御部１１１を介して位置推定部１４に与える。
【００２３】
以下、無線通信部１１３（アンテナ１１４）が、無線タグ１２０までの距離を測定する構成の例について説明する。
【００２４】
無線通信部１１３が、無線タグ１２０に、応答を要求する信号（例えば、ＩＤ情報の返答を要求する信号）を含んだ電波を発信する。そして、電波が無線タグ１２０に到達すると、無線タグ１２０は、無線通信部１１３に応答の信号（例えば、当該無線タグ１２０のＩＤ情報を含んだ信号）を物体探索装置１１０に送信する。その際に、無線通信部１１３は、無線タグ１２０に対して電波を発信してから、応答の電波を受信するまでの間の応答時間を記録し、その間の時間に基づいて、当該物体探索装置１１０と、無線タグ１２０との距離を測定しても良い。例えば、応答時間が長いほど、当該物体探索装置１１０と、無線タグ１２０との距離が長いと判断しても良い。なお、無線通信部１１３において、無線タグ１２０までの距離を測定する際の空間分解能が３０ｃｍ以下となる性能を具備することが好ましく、そのために、無線タグ１２０と、物体探索装置１１０との間の通信における無線通信帯域を１．５ＧＨｚ以上の高周波帯で、５００ＭＨｚ以上の広帯域を用いることが好ましい。
【００２５】
又、無線通信部１１３が、無線タグ１２０に電波を発信する際に、電波を発信している時刻に関する情報を含んだ信号を発信し、無線タグ１２０が、与えられた情報をそのまま応答するようにしても良い。これにより、無線通信部１１３では、無線タグ１２０からの応答の内容により、いつ発信した電波に基づいて応答しているのかを把握し、応答の電波を受信した時刻と比較することにより、無線タグ１２０との距離を測定する。又、無線通信部１１３が、無線タグ１２０に複数回電波を発信して、応答の電波を受信し、それぞれの測定結果の平均値を、無線タグ１２０との距離として用いても良い。
【００２６】
又、無線通信部１１３では、無線タグ１２０からの応答の電波の強度に基づいて、無線タグ１２０との距離を測定しても良い。例えば、無線タグ１２０からの応答の電波が強いほど、無線タグ１２０との距離が短いと判断しても良い。
【００２７】
又、探索対象となる探索対象物品１３０に付けられた無線タグ１２０のＩＤ情報などの識別情報を、無線通信部１１３に、予め設定し、設定したＩＤ情報の無線タグ１２０との距離のみを測定し、他のＩＤ情報の無線タグ１２０との距離は測定しないようにしても良い。この場合、無線タグ１２０が応答する際に、当該無線タグのＩＤ情報などの識別情報を含んだ信号を応答させ、無線通信部１１３では、設定したＩＤ情報の無線タグ１２０との距離のみを測定する。無線通信部１１３に設定する無線タグ１２０のＩＤ情報は、後述する入力部１１６に入力される情報に基づいて設定しても良い。
【００２８】
以上のように、無線通信部１１３は、無線タグ１２０との距離を測定する。
【００２９】
位置推定部１１５は、位置測定部１１２、無線通信部１１３から与えられた情報に基づいて、無線タグ１２０の存在する位置、すなわち、探索対象物品１３０の位置を推定するものである。
【００３０】
図２は、位置推定部１１５において、無線タグ１２０の位置を推定する方法の例について説明した説明図である。
【００３１】
図２に示すように、位置推定部１１５において、無線タグ１２０の存在する位置の推定は、異なる３つ以上の測定位置から、無線タグ１２０までの距離を測定した結果に基づいて推定する３点測量により行っても良い。位置推定部１１５において、測定位置１、２、３の位置関係については、位置測定部１１２から与えられた情報を用いて把握する。例えば、測定位置１において位置測定部１１２を起動し、測定位置２、３と、当該物体探索システム１００を移動させていけば、測定位置１を基準点として、測定位置２、３、及び現在位置との位置関係が把握される。又、それぞれの測定位置から、無線タグ１２０への距離は、それぞれの測定位置に物体探索装置１１０を移動させたときに、上述の無線通信部１１３（アンテナ１１４）により、測定した情報を用いる。なお、位置推定部１１５において、無線タグ１２０の位置を推定する際に、各測定位置の間の距離は、上述の無線通信部１１３において、無線タグ１２０までの距離を測定する際の空間分解能の距離以上離れていることが好ましい。
【００３２】
物品情報記憶部１１８は、探索対象となる探索対象物品１３０及び、当該探索対象物品１３０に付けられた無線タグ１２０に関する情報を記憶する記憶手段である。物品情報記憶部１１８には、例えば、探索対象物品１３０の名称や全体の形態を示す画像データ、付けられた無線タグ１２０のＩＤ情報等の情報を記憶する。探索対象物品１３０の形態を示す画像データは、例えば、物体探索装置１１０が、デジタルカメラなどの画像を撮影する手段を有して、当該デジタルカメラにより撮影した画像データを用いても良い。
【００３３】
図３は、入力部１１６は、物体探索装置１１０における、ユーザとのインタフェース、すなわち、入力部１１６、出力部１１７の例について示した説明図である。
【００３４】
入力部１１６は、制御部１１１の制御に基づき物体探索装置１１０において、ユーザからの情報を読み込むためのインタフェースであり、上述の図３のようにボタンを有するものであっても良いし、マウスやタッチパネルなどであっても良く、その入力する手段は限定されないものであるが、ここでは、上述の図３に示すものとして説明する。なお、ここでは、入力部１１６は、例えば、上述の図３に示すように、サーチボタン、テンキー、登録ボタンなどのボタンを有するものとする。
【００３５】
出力部１１７は、制御部１１１の制御に基づき、物体探索装置１１０において、ユーザへ情報を出力する手段であり、例えば、上述の図３のようにディスプレイ等の表示装置に表示出力させても良いし、ディスク装置等の記憶装置に記憶させたり、音声出力させたり、プリンタ等の印刷装置に印刷出力させたりする構成としてもよく、その出力方法は問われないものである。ここでは、出力部１１７は、例えば、上述の図３に示すようにディスプレイ表示するものとする。
【００３６】
以下、入力部１１６、出力部１１７における、入出力の例について説明する。
【００３７】
例えば、ユーザが、当該物体探索装置１１０を持って移動し、それぞれの測定位置（上述の図３参照）において、入力部１１６のサーチボタンを押下すると、当該位置における、位置に関する情報が位置測定部１１２から位置推定部１１５へ与えられる。又、無線通信部１１３において、当該物体探索装置１１０から無線タグ１２０までの距離が測定され、その情報が、位置推定部１１５に与えられる。又、３回以上、入力部１１６のサーチボタンを押下したときには、位置推定部１１５においては、探索対象となる無線タグ１２０の位置を推定し、出力部１１７が情報を出力する。
【００３８】
ユーザにより、入力部１１６のサーチボタンが押下される度に、当該物体探索装置１１０の現在位置と、過去に測定を行った測定位置、探索対象となる無線タグ１２０の位置に関する情報を上述の図３に示すように、出力部１１７のディスプレイに出力させるようにしても良い。例えば、上述の図３に示すように、それぞれの測定位置を星印により表示しても良い。又、例えば、上述の図３に示すように、それぞれの測定位置における高さの情報を、エラーバーなどのグラフにより表示しても良い。又、出力部１１７では、物品情報記憶部１１８に記憶された探索対象物品１３０の全体の画像を併せて表示させても良い。
【００３９】
なお、ここでは、出力部１１７により、ユーザへ無線タグ１２０の位置に関する情報を出力する方法の例として、上述の星印やエラーバーを用いた方法を説明したが、方向や位置を数値のみによって表示する方法などでもよく、ユーザが無線タグ１２０（探索対象物品１３０）の位置を認識することができる方法であれば、その出力方法は限定されないものである。
【００４０】
又、入力部１１６では、探索対象となる探索対象物品１３０に関する情報をユーザに入力させて読み込み、制御部１１１において、読み込んだ情報に基づいて、探索対象となる無線タグ１２０のＩＤ情報を特定し、特定したＩＤ情報を、無線通信部１１３に与えて設定しても良い。例えば、物品情報記憶部１１８に記憶された、探索対象物品１３０の画像を、出力部１１７にディスプレイ表示させ、さらに入力部１１６のテンキーの押下に応じて、表示する探索対象物品１３０の画像を切替え、探索対象となる探索対象物品１３０を特定しても良い。そして、制御部１１１において、物品情報記憶部１１８に記憶された情報に基づいて、探索対象として特定された探索対象物品１３０に、付けられた無線タグ１２０のＩＤ情報を取得しても良い。又、探索対象物品１３０に関する情報として、無線タグ１２０のＩＤ情報を直接ユーザにより入力部１１６のテンキーに入力させて読み込んでも良い。
【００４１】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する物体探索システムにおける、探索対象物品１３０（無線タグ１２０）の探索の動作を説明する。
【００４２】
図４は、第１の実施形態の物体探索装置における、探索の動作を示したシーケンス図である。
【００４３】
まず、ユーザから入力部１１６のテンキーなどにより、探索対象となる探索対象物品１３０に関する情報が入力されると、読み込んだ情報に基づいて、制御部１１１では、探索対象となる探索対象物品１３０に付けられた無線タグ１２０のＩＤ情報が取得される。そして、制御部１１１から、無線通信部１１３へ、取得したＩＤ情報が与えられる（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。
【００４４】
次に、ユーザにより入力部１１６のサーチボタンが押下されると、無線通信部１１３から周辺の無線タグ１２０に電波が発信される。そして、無線タグ１２０からの応答時間などに基づいて、当該物体探索装置１１０と、無線タグ１２０との距離が測定され、測定された距離の情報が、制御部１１１、位置推定部１１５に与えられる。なお、無線通信部１１３において、距離測定の対象となる無線タグ１２０は、上述のステップＳ１０２において取得されたＩＤ情報を有する無線タグ１２０のみである。又、位置測定部１１２が起動され、加速度センサにより、当該物体探索装置１１０の位置の測定が開始される。又、制御部１１１により、出力部１１７が制御され、ディスプレイに１回目の測定位置を示す星印が表示される（Ｓ１０３）。
【００４５】
次に、当該物体探索装置１１０を所持したユーザが移動し、入力部１１６のサーチボタンが押下されると、上述のステップＳ１０３と同様に、無線通信部１１３により、無線タグ１２０との距離が測定され、距離の情報が、制御部１１１、位置推定部１１５に与えられる。又、１回目の測定位置（上述のステップＳ１０３における位置）と、現在の当該物体探索装置１１０の位置との相対的な位置に関する情報が取得され、制御部１１１、位置推定部１１５に与えられる。そして、制御部１１１により、出力部１１７が制御され、ディスプレイに、２回目の測定位置との位置関係を示す星印、及び、高さを示すエラーバーが、さらに表示される（Ｓ１０４）。
【００４６】
次に、当該物体探索装置１１０を所持したユーザがさらに移動し、入力部１１６のサーチボタンが押下されると、上述のステップＳ１０４と同様に、無線通信部１１３において、無線タグ１２０との距離が測定され、距離の情報が、制御部１１１、位置推定部１１５に与えられる。そして、位置測定部１１２では、１回目の測定位置（上述のステップＳ１０３における位置）と、現在の当該物体探索装置１１０の位置との相対的な位置に関する情報が取得され、制御部１１１、位置推定部１１５に与えられる。そして、制御部１１１により、出力部１１７が制御され、ディスプレイに３回目の測定位置との位置関係を示す星印、及び、高さを示すエラーバーが、さらに表示される（Ｓ１０５）。
【００４７】
そして、位置推定部１１５では、上述のステップＳ１０３〜Ｓ１０５において、位置測定部１１２から与えられた位置に関する情報及び、無線通信部１１３から与えられた無線タグ１２０との距離に関する情報とに基づいて、当該物体探索装置１１０と探索対象物品１３０（無線タグ１２０）との相対的な位置が推定され、推定された位置に関する情報が、制御部１１１に与えられる（Ｓ１０６）。
【００４８】
そして、制御部１１１により、出力部１１７が制御され、上述の図３に示すように、ディスプレイに、当該物体探索装置１１０の現在位置（ここでは、３回目の測定位置が現在位置となる）と、探索対象物品１３０（無線タグ１２０）の推定位置との位置関係を示す四角印及び高さを示すエラーバーが、さらに表示される（Ｓ１０７）。
【００４９】
以上のように、物体探索装置１１０では、探索対象となる探索対象物品１３０（無線タグ１２０）の位置が推定され、出力部１１７に推定された位置に関する情報が出力される。
【００５０】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００５１】
物体探索システム１００を用いることで、ユーザは、無線タグ１２０を探索対象物品１３０に付けるだけで、何時でも何処でも手軽に、探索対象物品１３０を探すことができる。
【００５２】
特許文献１に記載の情報処理装置や、導線検知や物探し、人探しなどでは、固定局（１つの位置に固定された無線局）を作る必要があるため、大掛かりな設備や工事が必要であったり、固定局が設置された周辺の特定の領域だけでしか、物品探索することができないが、本発明の物体探索システム１００では、物体探索装置１１０はユーザが所持して移動することができるので、何時でも何処でも物品探索することができる。
【００５３】
又、出力部１１７において、探索対象物品１３０の全体の画像を併せて表示させることにより、ユーザ自身も探索対象物品１３０がどのような形態なのか知らない場合であっても、探索することができる。これにより、予めＩＤ番号が特定されていれば、例えば、本人でなくても誰でも物探しの協力をできる。
【００５４】
又、固定局と探索対象の無線タグ１２０との間に遮蔽物があるような場合は、固定局からではシャドーゾーン（電波が届かず探索できない領域）が生じてしまうが、本発明では、物体探索装置１１０の移動によって得られた受信が可能な位置のデータのみを用いればよいので、シャドーゾーンを取り除くことができる。
【００５５】
（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による物体探索装置、物体探索システムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００５６】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図５は、この実施形態の物体探索システム２００の全体構成を示すブロック図である。
【００５７】
物体探索システム２００は、物体探索装置２１０、無線タグ２２０を有している。第２の実施形態の物体探索システム２００は、第１の実施形態の物体探索システム１００とほぼ同様の構成を有しているので詳しい説明を省略し、以下、第１の実施形態との差異について説明する。
【００５８】
無線タグ２２０については第１の実施形態とほぼ同様のものであるので、その説明を省略する。
【００５９】
物体探索装置２１０は、制御部２１１、位置測定部２１２、無線通信部２１３、アンテナ２１４、位置推定部２１５、入力部２１６、出力部２１７、物品情報記憶部２１８を有している。
【００６０】
第１の実施形態の物体探索装置１１０との主な差異は、アンテナにより無線タグへ電波を発信して、無線タグとの位置関係を測定する構成と、無線タグの位置推定の方法である。
【００６１】
図６は、第１の実施形態と第２の実施形態における無線タグの位置推定の方法の差異について説明した説明図である。第１の実施形態の物体探索装置１１０において、無線通信部１１３（アンテナ１１４）は、当該物体探索装置１１０から全方位へ向けて電波を発信し、無線タグ１２０との距離を測定していた（図６（Ａ）参照）が、第２の実施形態の無線通信部２１３（アンテナ２１４）では、電波を指向性ビームとして、複数の異なる方向に発信し、無線タグ２２０からの応答があった方向に無線タグ２２０が存在すると推定し、さらに、無線タグ２２０と電波を送受信する際の、電波情報に基づいて無線タグ２２０との距離を推定する（図６（Ｂ）参照）点で異なっている。
【００６２】
図７は、アンテナ２１４の構成の例を示した説明図である。アンテナ２１４において、送信アンテナ（複数の方向に指向性ビームの電波を発信するアンテナ）としては、例えば、図７に示すように、１つの方向に指向性ビームの電波を発信できるアレイアンテナ（アダプティブ アレイ アンテナ）に、可動機構を備え、受信アンテナの周囲で回転運動を行いながら、電波を発信する構成としても良い。なお、上述の図７においては、アレイアンテナを２つ回転させる構成となっているが、回転させるアレイアンテナは１つでも良いし、３以上であってもよく、その数は限定されないものである。又、指向性ビームの電波を発信する構成は、例えば、複数の方向に指向性ビームとして電波を発信できるアレイアンテナであっても良い。又、アンテナ２１４において、受信アンテナ（無線タグ２２０からの応答の電波を受信するアンテナ）としては、例えば、図７に示すように、全方位から電波を受信する無指向性アンテナ（例えば、モノポールアンテナなど）を有しても良い。
【００６３】
なお、アンテナ２１４が発信する指向性ビームは、１５度以下のビーム幅（ビームの中心軸付近と、中心軸から１５度程度はずれた付近との電波の強度の減衰が３ｄｂ程度）であることが望ましい。又、アンテナ２１４は、指向性ビームのビーム幅を調節する手段を有しても良い。例えば、アンテナ２１４がアレイアンテナで構成されており、無線タグ２２０の存在する方向を更に絞ることが必要な場合には、アレイアンテナが展張（アンテナ長を伸ばす）する構造を有することにより、指向性ビームのビーム幅を、更に極限することができる。
【００６４】
無線通信部２１３においては、例えば、無線通信部２１３（アンテナ２１４）では、電波を送信する方向によって切り分けられたデータ（例えば、電波の送信時刻）を含む電波を、複数の方向に発信することにより、どの方向から応答が帰ってきたかを判定しても良い。
【００６５】
以下、無線通信部２１３（アンテナ２１４）が、無線タグ２２０の存在する方向及び距離を測定する方法の例について説明する。
【００６６】
まず、無線通信部２１３（アンテナ２１４）から、無線タグ２２０に向けて電波を発信する際に、電波を発信した時刻に関する情報を含めて送信する。又、図示は省略しているが無線通信部２１３では、どの時刻にどの方向に電波を発信したのかの情報を記憶する手段を有し、電波を発信する都度記憶する。そして、物体探索装置２１０から電波を発信された無線タグ２２０は、物体探索装置２１０から与えられた上述の時刻に関するデータを含めて、物体探索装置２１０に応答する。そして、無線通信部２１３では、無線タグ２２０から応答された電波を受信すると、無線タグ２２０から与えられた上述の時刻に関する情報に基づいて、どの方向に発信した電波に対する応答なのかを判断し、応答のあった方向に無線タグ２２０が存在すると判断する。
【００６７】
又、当該物体探索装置２１０と、無線タグ２２０との距離を測定する際には、無線タグ２２０から与えられた上述の時刻に関する情報と、現在時刻とに基づいて、測定しても良いし、無線タグ２２０からの応答の電波の強度に基づいて、測定しても良い。例えば、応答時間が長いほど、当該物体探索装置２１０と、無線タグ２２０との距離が長いと判断しても良い。又、例えば、無線タグ２２０からの応答の電波が強いほど、無線タグ２２０との距離が短いと判断しても良い。
【００６８】
以上の例のように、第２の実施形の無線通信部２１３では、無線タグ２２０が存在する方向及び距離を測定する。
【００６９】
位置推定部２１５は、位置測定部２１２、無線通信部２１３から与えられた情報に基づいて、当該物体探索装置２１０の存在する位置と、無線タグ２２０の存在する位置との、相対的な位置を推定するものである。又、位置推定部２１５は、無線通信部２１３及び位置測定部２１２から、測定結果の情報が複数与えられた場合には、与えられた複数の情報に基づいて、無線タグ２２０の存在する位置を推定しても良い。例えば、複数の測定結果から推定されるそれぞれの位置の重心を、無線タグ２２０の存在する位置と推定することなどが挙げられる。
【００７０】
入力部２１６は、第１の実施形態の入力部１１６とほぼ同様のものであるので詳しい説明を省略するが、アンテナ２１４が、指向性ビームのビーム幅を調節する手段を有している場合には、ビーム幅の大小を調節するための入力手段として、例えば、大小を調節するボタンを有しても良い。
【００７１】
出力部２１７は、第１の実施形態の出力部１１７とほぼ同様のものであるので詳しい説明を省略するが、第２の実施形態の物体探索装置２１０は、一箇所の測定位置のみでも無線タグ２２０の位置を推定することができるため、複数の測定結果に基づいて無線タグ２２０の位置を推定する場合にのみ、過去の測定位置ごとにその位置を表示する構成としても良い。
【００７２】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する物体探索システムにおける、探索対象物品２３０（無線タグ２２０）の探索の動作を説明する。
【００７３】
図８は、物体探索装置２１０が、無線タグ２２０の位置を推定する動作について説明したシーケンス図である。
【００７４】
まず、物体探索装置２１０の制御部２１１において、探索対象の探索対象物品２３０に付けられた無線タグ２２０の有するＩＤ情報が取得されるが、その処理は、上述の図４における、ステップＳ１０１、Ｓ１０２と同様の処理であるので説明を省略する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。
【００７５】
次に、ユーザから入力部２１６に、探索を開始する信号が入力（例えば、上述のサーチボタンが押下）されると、アンテナ２１４において、アレイアンテナの回転が開始され、無線通信部２１３（アンテナ２１４）と無線タグ２２０との間で通信が行われる。そして、無線通信部２１３（アンテナ２１４）において、当該物体探索装置２１０から、無線タグ２２０への方向及び距離が測定される（Ｓ２０３）。
【００７６】
次に、位置推定部２１５において、探索対象物品２３０（無線タグ２２０）の存在する位置が推定され、存在すると推定される位置に関する情報が、制御部２１１に与えられる（Ｓ２０４）。
【００７７】
そして、制御部２１１により、出力部２１７が制御され、ディスプレイに、当該物体探索装置２１０の現在位置と、探索対象の無線タグ２２０の推定位置との位置関係を示す情報が表示される（Ｓ２０５）。
【００７８】
図９は、物体探索システムに２００おいて、無線タグ（探索対象物品）の位置を絞り込む方法を説明した説明図である。
【００７９】
上述のステップＳ２０３〜Ｓ２０５により、無線タグ２２０の大凡の位置が判断できたところで、当該物体探索装置２１０を所持したユーザが、その方向に移動し、さらに、上述のステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理を行って、探索対象物品２３０（無線タグ２２０）の存在する方向及び距離を更に絞りこみ、ユーザが探索対象物品２３０を見つけるまで繰り返しても良い（図９（Ａ）参照）。又、アンテナ２１４が、指向性ビームのビーム幅を調節する手段を有している場合には、ビーム幅を更に極限する調整を行い（例えば、入力部２１６のボタン操作などにより調節を行う）、同様に、上述のステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理を行い、探索対象物品２３０（無線タグ２２０）の存在する方向及び距離を更に絞りこんでも良い（図９（Ｂ）参照）。
【００８０】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００８１】
アンテナ２１４では、送信アンテナ（１つの方向に指向性ビームの電波を発信できるアレイアンテナ）について、受信アンテナの周囲を回転させ、複数の方向に指向性ビームの電波を発信することで、探索対象物品２３０に付けられた無線タグ２２０のある程度の方向を定めることができる。このとき、アンテナ２１４が、アレイアンテナである場合、小さなアレイ素子を緻密に並べ、整相などをして、全方位について方向を求めるものである必要はなく、安価（低コスト）に全方位に電波を発信するアンテナを構築することができる。又、送信アンテナについて、受信アンテナの周囲を回転させることで、電波の送受信をより近い位置で行うことができ、無線タグとの通信において応答時間の正確な測定や、アンテナを小型化することができる。
【００８２】
又、第１の実施形態では、無線タグ１２０の位置推定にあたって３点以上の測定位置に物体探索装置１１０を移動させて無線タグ１２０と通信する必要があったが、第２の実施形態においては、１箇所での測定のみで、無線タグ２２０の位置を推定することができる。例えば、ある程度広い領域において大体どのあたりに何があるとか、どういう人たちがいるとかいったことを一点から把握したい場合、席に座ったまま大凡の方向を特定することができる。
【００８３】
（Ｃ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【００８４】
（Ｃ−１）上述の各実施形態において、位置測定部は、加速度センサを有しているが、加速度センサに接続するアンプの熱雑音などのために位置情報精度が劣化する場合がある。
【００８５】
これを回避するために、位置測定部において、加速度センサ自体に所定以上の回転運動をさせて、データを周期的にサンプリングし、その周期で検波しても良い。これにより、図１０に示すように、ベースバンド（基本波）の加速度信号を、雑音が存在する帯域よりも高域に持ち上げて解析できるので、加速度信号以外の雑音成分を除去することができる。なお、加速度センサを回転させる速度は１００Ｈｚ以上とすることが好ましい。
【００８６】
又、例えば、入力部において、加速度センサに上述の回転をさせるボタンを設け、ユーザが当該ボタンを押下した場合に、加速度センサを回転させ、高精度の位置検出を行うようにしても良い。
【００８７】
又、第２の実施形態では、上述の図７に示すように１つの方向に指向性ビームとして電波を発信できるアレイアンテナに、可動機構を備え、回転運動を行いながら、無線タグ２２０に電波を発信する構成を例として挙げているが、図１１に示すように、アレイアンテナ（送信用アンテナ）と、位置測定部の加速度センサを１つのユニットとして回転させる構成としても良い。これにより、上述と同様に加速度センサ自体に所定以上の回転運動をさせて上述と同様に加速度信号以外の雑音成分を除去することができる。
【００８８】
（Ｃ−２）上述の各実施形態における、物体探索装置を、携帯電話端末やトランシーバー、コードレス電話端末などの無線通信端末に適用しても良い。これにより、ユーザは他の機器を携帯することなく、何時でも自分の探したい物を探索することができる。例えば、第１の実施形態の物体探索装置１１０を携帯電話端末に適用した場合について以下説明する。
【００８９】
ユーザが、自分が持ち歩いて使用するようなものに無線タグを貼り付けて、物品情報記憶部１１８には、その無線タグのＩＤ情報と、携帯電話端末の有するデジタルカメラ等で撮影された、探索対象物品１３０の画像をリンクさせた情報を記憶させておく。そして、ユーザが、探索対象物品１３０を紛失した際に、物体探索装置１１０を有する携帯電話端末を手に持って、入力部１１６における探索を開始するボタン（例えば、上述の入力部１１６のサーチボタンに相当するボタン）を押下する。さらに、場所を移動してもう探索を開始するボタンを押下することを２回以上繰り返し、位置推定部１１５により推定された無線タグ１２０の位置を、携帯電話端末のディスプレイに表示させることにより、ユーザに紛失した探索対象物品１３０の位置を認識させる。又、ユーザが更に詳細な無線タグ１２０の位置を知りたい場合には、場所を移動して探索を開始するボタンを押下する際に、しゃがんだり、どこかに上ったりして空間的に（三次元で）移動することにより、より詳細な無線タグ１２０の位置を推定することができる。
【００９０】
（Ｃ−３）上述の各実施形態における、物体探索装置を、例えば、携帯電話端末などの小型の無線通信端末に適用した場合には、搭載するアンテナのアンテナ長が短いほど小型化には好ましいが、アンテナ長は、物体探索装置と無線タグとの間で通信する電波の周波数と関連している。そこで、物体探索装置におけるアンテナ長及び、無線タグとの間で通信する電波の周波数は、以下のような計算値に基づいて決定し、構築しても良い。
【００９１】
図１３は、無線タグとの通信に用いる電波の周波数帯と、物体探索装置側で必要なアンテナ長との関係を、計算値により示したグラフである。なお、第１の実施形態のアンテナ１１４がモノポールアンテナであった場合のアンテナ長Ｌ（図１２（Ａ）参照）は、以下の（１）式により算出されたものである。
【００９２】
又、第２の実施形態のアンテナ２１４において、アンテナ２１４が、上述の図７のようなアンテナであった場合で、かつ、指向性ビームの角度を１５度とした場合（図１２（Ｂ）参照）、その半値半幅（７．５度）（以下、「角度θ」と表す）の正弦値は以下の（２）式により算出される。上述の図１３において、第２の実施形態のアレイアンテナのアンテナ長Ｌは以下の（２）式に基づいて算出されたものである。なお、以下の（１）式及び（２）式においてλは、無線タグとの通信に用いる電波の波長を表すものである。
【００９３】
Ｌ＝λ／４ …（１）
ｓｉｎ（θ）＝１．４λ／（πＬ） …（２）
図１３の通り、例えば、第１の実施形態におけるアンテナ１１４が、モノポールアンテナで、無線タグ１２０との通信を２ＧＨｚ程度の周波数帯により行った場合の必要なアンテナ長（以下、「アンテナ長Ｌ」と表す）は、４ｃｍ程度ということがわかる。そして、第２の実施形態のアンテナ２１４において、アレイアンテナのアンテナ長Ｌを、第１の実施形態のモノポールアンテナと同程度（４ｃｍ以下）に抑えるためには、２６ＧＨｚ程度の周波数帯で、無線タグ２２０と通信する必要があることが分かる。よって、第２の実施形態のアンテナ２１４について、準ミリ波帯域（３０ＧＨｚ帯域）のＲＦＩＤシステムを用いると、物体探索装置の小型化には望ましい。なお、図１３のグラフにおいては、上記の（２）式における角度θは７．５度として計算しているが、別の角度により算出した値を用いても良い。
【００９４】
（Ｃ−４）上述の各実施形態においては、物体探索装置自身が物品情報記憶部を有して、探索対象物品の画像データなどを記憶していたが、物品情報記憶部を外部装置（外部のサーバなど）に配置して、物体探索装置において読み込ませても良い。
【００９５】
又、探索対象物品の画像データを、予め無線タグ自体に記憶させておき、探索の過程で物体探索装置が無線タグと通信した際に、物体探索装置に読み込ませても良い。
【００９６】
（Ｃ−５）上述の各実施形態においては、当該物体探索装置を所持したユーザが移動して、位置を変えて、無線タグとの通信の状況について測定する例について示したが、ユーザが最初に入力部における探索を開始するボタン（例えば、上述の入力部のサーチボタンに相当するもの）を、一回押すだけで、所定の時間間隔で無線タグと通信して、距離の測定をするようにしても良い。又、測定した距離を逐次マージして、多くのサンプルに基づいて無線タグの位置を推定しても良い。これにより、無線タグの推定位置を高精度化することができる。
【００９７】
（Ｃ−６）第２の実施形態の物体探索システム２００では、送信アンテナ（１つの方向に指向性ビームの電波を発信できるアレイアンテナ）について、受信アンテナの周囲を回転させながら複数の方向に指向性ビームの電波を発信し、無線タグ１２０の応答の状況に基づいて、大凡の無線タグ１２０の位置する方向を推定することができる。よって、物体探索システム２００は、広い範囲において、おおまかに無線タグがどの方向にあるのかをあたりをつけるような場合、例えば、混雑した状況で人を探したり、倉庫の中の在庫確認作業などに用いる場合などに適用して好的なものである。
【００９８】
（Ｃ−７）上述の各実施形態においては、物体探索装置から電波を発信された無線タグは全て、物体探索装置に応答するものであるが、物体探索装置から無線タグに電波を発信する際に探索の対象となっている無線タグのＩＤ情報などを含め、当該ＩＤ情報を有する無線タグのみが応答するようにしても良い。その場合、無線タグ側において、特定の情報にのみ応答するような手段（プログラムなど）を有する必要がある。これにより、世の中に無線タグが氾濫しても必要な無線タグからのみ応答させ、必要なものだけを探すシステムの構築ができる。
【００９９】
（Ｃ−８）第２の実施形態においては、物体探索装置２１０は、位置測定部２１２を有して、当該物体探索装置２１０の位置を測定し、出力部２１７にディスプレイ出力する際に、当該物体探索装置２１０と探索対象物品２３０（無線タグ２２０）との位置関係について表示するなどしているが、位置測定部２１２を有さなくても良い。その場合、出力部２１７では、当該物体探索装置２１０は、無線タグ２２０の方向及び距離を測定した時点と同じ位置に存在するものとしてディスプレイ表示しても良い。又、第２の実施形態においては、物体探索装置２１０は、方向のみを測定し出力するようにしても良い。
【０１００】
（Ｃ−９）第２の実施形態において、物体探索装置２１０の無線通信部２１３（アンテナ２１４）では、電波を指向性ビームとして、複数の異なる方向に発信し、無線タグ２２０からの応答があった方向に無線タグ２２０が存在すると推定しているが、送信用アンテナは全方位に電波を発信し、受信用アンテナが特定の方向からのみ電波を受信するものとしても良い。例えば、上述の図７において、送信側と受信側のアンテナの指向性を入れ替えて、送信用アンテナは全方位に電波を発信し、受信用アンテナは、１つの方向からのみ電波を受信できるアレイアンテナ（アダプティブ アレイ アンテナ）を回転させながら電波を受信する構成としても良い。この場合、無線通信部２１３（アンテナ２１４）では、無線タグ２２０から応答の電波を受信した際に、受信用のアレイアンテナが向いている方向に、無線タグ２２０が存在すると判断する。
【０１０１】
（Ｃ−１０）第１の実施形態において、物体探索装置１１０では、上述図２に示すように、３つの異なる測定位置から、無線タグ１２０までの距離を測定し、無線タグ１２０の位置を推定しているが、２つの測定位置から無線タグ１２０までの距離を測定し、無線タグ１２０の位置を推定しても良い。例えば、上述の図２の通り、測定位置１から無線タグ１２０までの距離を半径とする円と、測定位置２から無線タグ１２０までの距離を半径とする円との交点は、２点に絞られるため、位置測定部１１２では、上記２点のいずれかに探索対象物品１３０（無線タグ１２０）が存在すると推定しても良い。又、その際に、出力部１１７には、２点の推定位置の両方を、探索対象物品１３０の推定位置として出力するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】第１の実施形態の物体探索システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の物体探索システムにおいて、無線タグの位置を推定する方法を説明した説明図である。
【図３】第１の実施形態の物体探索装置における、入出力の例について説明した説明図である。
【図４】第１の実施形態の物体探索装置における、探索の動作を示したシーケンス図である。
【図５】第２の実施形態の物体探索システムの全体構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態と第２の実施形態の物体探索システムとの、無線タグ（探索対象物品）の位置を推定する方法の差異を説明した説明図である。
【図７】第２の実施形態の物体探索システムにおける、アンテナの構成の例を説明した説明図である。
【図８】第２の実施形態の物体探索装置における、探索の動作を示したシーケンス図である。
【図９】第２の実施形態の物体探索システムにおいて、無線タグ（探索対象物品）の位置を絞り込む方法を説明した説明図である。
【図１０】実施形態の位置測定部における、雑音除去について説明した説明図である。
【図１１】第２の実施形態の加速度センサと送信アンテナを一つとユニットとして構成した場合の例について示した説明図である。
【図１２】第１の実施形態のモノポールアンテナと、第２の実施形態のアレイアンテナのアンテナ長について説明した説明図である。
【図１３】物体探索装置におけるアンテナ長と、無線タグとの通信に用いる周波数との関係について示した説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００…物体探索システム、１１０…物体探索装置、１１１…制御部、１１２…位置測定部、１１３…無線通信部、１１４…アンテナ、１１５…位置推定部、１１６…入力部、１１７…出力部、１１８…物品情報記憶部、１２０…無線タグ、１３０…探索対象物品。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
探索対象物体を探索する物体探索装置において、
上記探索対象物体に付けられている無線タグと通信をする無線通信手段と、
上記無線通信手段が、上記無線タグと電波を送受信する際の電波情報に基づいて、当該物体探索装置と上記無線タグとの間の距離を測定する距離測定手段と、
上記距離測定手段が、上記距離を測定した、測定位置の位置情報を取得する測定位置情報取得手段と、
上記距離測定手段により、２以上の異なる上記測定位置において、上記距離が測定されると、上記距離と、上記測定位置の位置情報とに基づいて、上記探索対象物体の位置を推定する位置推定手段と、
上記位置関係推定手段が推定した、上記探索対象物体の位置に関する情報を出力する出力手段と
を有することを特徴とする物体探索装置。
【請求項２】
複数の異なる方向に指向を向けることができるアンテナと、
上記アンテナを介して、探索対象物体に付けられている無線タグと通信をする無線通信手段と、
上記無線通信手段が、上記無線タグと通信した際に、上記アンテナが電波を送信又は受信した方向を測定する方向測定手段と、
上記方向測定手段が測定した方向に、上記探索対象物体が存在すると推定する位置関係推定手段と、
上記位置関係推定手段が推定した、上記探索対象物体の方向に関する情報を出力する出力手段と
を有することを特徴とする物体探索装置。
【請求項３】
上記無線通信手段が、上記無線タグと電波を送受信する際の、電波情報に基づいて、当該物体探索装置と上記無線タグとの間の距離を測定する距離測定手段をさらに有し、
上記位置関係推定手段は、上記方向測定手段が測定した方向、及び、上記距離測定手段が測定した距離の位置に、上記探索対象物体が存在すると推定し、
上記出力手段は、上記位置関係推定手段が推定した、上記探索対象物体の位置に関する情報を出力する
ことを特徴とする請求項２に記載の物体探索装置。
【請求項４】
上記アンテナは、第１のアンテナ部と、第２のアンテナ部とを備え、上記第１のアンテナ部は、送信又は受信のいずれか一方に用いられる無指向性のアンテナであり、上記第２のアンテナ部は、送信又は受信の他方に用いられ、１方向に対してのみ指向を向けることができるアンテナであって、上記第１のアンテナ部を回転の中心として、上記第１のアンテナ部の周囲を回転しながら電波を放射又は受信することを特徴とする請求項２又は３に記載の物体探索装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の物体探索装置を搭載していることを特徴とする無線通信端末。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の物体探索装置と、探索対象物体に付けられている無線タグとを有することを特徴とする物体探索システム。
【請求項１】
探索対象物体を探索する物体探索装置において、
上記探索対象物体に付けられている無線タグと通信をする無線通信手段と、
上記無線通信手段が、上記無線タグと電波を送受信する際の電波情報に基づいて、当該物体探索装置と上記無線タグとの間の距離を測定する距離測定手段と、
上記距離測定手段が、上記距離を測定した、測定位置の位置情報を取得する測定位置情報取得手段と、
上記距離測定手段により、２以上の異なる上記測定位置において、上記距離が測定されると、上記距離と、上記測定位置の位置情報とに基づいて、上記探索対象物体の位置を推定する位置推定手段と、
上記位置関係推定手段が推定した、上記探索対象物体の位置に関する情報を出力する出力手段と
を有することを特徴とする物体探索装置。
【請求項２】
複数の異なる方向に指向を向けることができるアンテナと、
上記アンテナを介して、探索対象物体に付けられている無線タグと通信をする無線通信手段と、
上記無線通信手段が、上記無線タグと通信した際に、上記アンテナが電波を送信又は受信した方向を測定する方向測定手段と、
上記方向測定手段が測定した方向に、上記探索対象物体が存在すると推定する位置関係推定手段と、
上記位置関係推定手段が推定した、上記探索対象物体の方向に関する情報を出力する出力手段と
を有することを特徴とする物体探索装置。
【請求項３】
上記無線通信手段が、上記無線タグと電波を送受信する際の、電波情報に基づいて、当該物体探索装置と上記無線タグとの間の距離を測定する距離測定手段をさらに有し、
上記位置関係推定手段は、上記方向測定手段が測定した方向、及び、上記距離測定手段が測定した距離の位置に、上記探索対象物体が存在すると推定し、
上記出力手段は、上記位置関係推定手段が推定した、上記探索対象物体の位置に関する情報を出力する
ことを特徴とする請求項２に記載の物体探索装置。
【請求項４】
上記アンテナは、第１のアンテナ部と、第２のアンテナ部とを備え、上記第１のアンテナ部は、送信又は受信のいずれか一方に用いられる無指向性のアンテナであり、上記第２のアンテナ部は、送信又は受信の他方に用いられ、１方向に対してのみ指向を向けることができるアンテナであって、上記第１のアンテナ部を回転の中心として、上記第１のアンテナ部の周囲を回転しながら電波を放射又は受信することを特徴とする請求項２又は３に記載の物体探索装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の物体探索装置を搭載していることを特徴とする無線通信端末。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の物体探索装置と、探索対象物体に付けられている無線タグとを有することを特徴とする物体探索システム。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−４７５８３（Ｐ２００９−４７５８３Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１４７２４（Ｐ２００７−２１４７２４）
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
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