移動体位置推定システム及び移動体位置推定方法
【課題】 電磁波強度の変化を利用した位置推定において推定対象である移動体を識別することが可能であり、また、上記周知の各種手法を用いたときに低コストにて推定精度を高めることが可能な移動体位置推定システム及び方法を提供する。
【解決手段】 固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と、移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２と、固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダＲ１，Ｒ２と、リーダＲ１、Ｒ２と通信可能なコンピュータシステムＰＣとを備え、コンピュータシステムは、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２のなかで、所定のタイミングで当該電磁波の強度が変化する固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１をリーダＲ１とともに検出し、その固定ＩＣタグＡ２の位置とリーダＲ１の位置から所定の規則に基づいて移動ＩＣタグＢ１の位置を算出し、算出された位置を移動ＩＣタグＢ１の位置として出力する。
【解決手段】 固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と、移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２と、固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダＲ１，Ｒ２と、リーダＲ１、Ｒ２と通信可能なコンピュータシステムＰＣとを備え、コンピュータシステムは、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２のなかで、所定のタイミングで当該電磁波の強度が変化する固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１をリーダＲ１とともに検出し、その固定ＩＣタグＡ２の位置とリーダＲ１の位置から所定の規則に基づいて移動ＩＣタグＢ１の位置を算出し、算出された位置を移動ＩＣタグＢ１の位置として出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣタグとリーダとを利用して移動体の位置を推定する移動体位置推定システム及び移動体位置推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、施設内や室内において移動体の位置を把握するための研究開発が盛んに行われている。移動体の位置情報を用いることにより、施設内での案内や商品管理等、様々なサービスを提供できるようになることから、施設内等において移動体の位置を推定する技術は今後益々重要な技術になると期待される。
【０００３】
移動体の位置を推定する技術としては、携帯電話やＰＨＳ，ＧＰＳ等を用いるものが多数開発されているが、これらはコストがかかる上に、施設内や室内等の比較的狭い空間で使用するには精度が不十分である。そこで、近年は、ＩＣタグ（ＲＦＩＤ：Radio Frequency Identification）を用いた技術が提案されている。ＩＣタグは比較的安価且つ取り扱いが容易であり、狭い空間内ではＧＰＳ等に比して測位精度を高めることができる点で、実用化の面からも非常に有効である。
【０００４】
下記非特許文献１には、ＩＣタグとリーダとの間の電磁波強度の変化を用いた技術が開示されている。通信状態のＩＣタグとリーダとの間に移動体が位置すると、そのＩＣタグからリーダに受信される電磁波の強度が変化する現象を利用したものである。ＩＣタグとリーダを固定配置し、リーダがＩＣタグから受信する電磁波の強度を監視し、電磁波強度に変化が発生したとき、そのＩＣタグとリーダの間に移動体が位置すると判断し、その領域を移動体の位置と推定する。
【非特許文献１】Ｙ．Ｌｉｕ，Ｌ．Ｃｈｅｎ，Ｊ．Ｐｅｉ，Ｑ．Ｃｈｅｎ，Ｙ．Ｚｈａｏ：Ｍｉｎｉｎｇ Ｆｒｅｑｕｅｎｔ Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｆｏｒ Ａｃｔｉｖｉｔｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｔａｇ Ａｒｒａｙｓ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｆｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｐｅｒｖａｓｉｖｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＰｅｒＣｏｍ２００７），ｐｐ。３７−４６，２００７．
【０００５】
また、比較的広く用いられている技術として、特許文献１等に開示されているように、対象となる空間に複数のリーダを配置し、移動体にＩＣタグを付し、移動体に付されたＩＣタグとリーダの通信状態から、移動体の位置を推定するものが提案されている。このような位置推定には、ＴＤＯＡ方式、Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ方式、ＲＳＳ方式等、従来から提案されている様々な手法が適用可能である。
【特許文献１】特開２００３−２９６６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記非特許文献１の技術は、移動体の位置は推定できるが、その移動体を識別することはできない。仮に、特許文献１のように移動体にＩＣタグを付するようにし、リーダにてそのＩＣタグの識別子を読み取るように構成したとしても、そのリーダの通信範囲内に複数の移動体が存在する場合は、それらのすべての移動体に付されたＩＣタグの識別子を読み取ってしまうため、推定対象の移動体、すなわち電磁波強度の変化の原因となった移動体を特定することは不可能である。
【０００７】
また、上記特許文献１等のような移動ＩＣタグと固定リーダを用いた位置推定においては、上記ＲＳＳ方式やＴＤＯＡ方式等の既存の各種推定方法を用いるが、これらの推定方法に共通する問題として、コストに対する推定精度向上の効率が非常に悪い点が挙げられる。このため、これらの方法を採用するに際しては、コストを抑えつつ、推定精度を高める技術が強く望まれているのが現状である。
【０００８】
そこで、本発明は、電磁波強度の変化を利用した移動体位置推定において推定対象である移動体を識別することが可能であり、また、上記ＲＳＳ等の既存の各種方法を用いたときに低コストにて推定精度を高めることが可能な移動体位置推定システム及び移動体位置推定方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
まず、本発明の基本原理について図１を参照しながら説明する。対象となる空間に、電磁波により通信可能なＩＣタグ（以下、固定ＩＣタグという）Ａ１〜Ａ６とリーダＲ１，２とが各々一つ以上配置される。各移動体にはリーダＲ１，Ｒ２と通信可能なＩＣタグ（以下、移動ＩＣタグという）Ｂ１，Ｂ２が付される。固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３とリーダＲ１、及び、固定ＩＣタグＡ４〜Ａ６とリーダＲ２が通信状態であるとき、通信ごとに領域ｔ１〜ｔ６が形成される。この領域ｔ１〜ｔ６は、リーダを頂点とし、リーダから固定ＩＣタグまでの直線を中心線とする円錐形状であり、領域内に移動体が位置したときに、リーダＲ１，Ｒ２が各固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６から受信する電磁波Ｅａ１〜Ｅａ６の強度が変化する領域である。例えば、一つの固定ＩＣタグＡ２とリーダＲ１の領域ｔ２内に移動体が位置すると、リーダＲ１が受信する各固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３からの電磁波Ｅａ１〜Ｅａ３のうち、固定ＩＣタグＡ２からの電磁波Ｅａ２のみ強度に変化が生じる。この電磁波強度の変化から、領域ｔ２内に移動体が位置すると推定できる。
【００１０】
このとき、推定対象となった移動体を識別するために、従来技術と同様に、リーダＲ１が移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２から受信する識別子を利用する場合を検討する。リーダＲ１の通信可能領域ｔｒ１内に二つの移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２が存在する場合、リーダＲ１は両移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２の識別子Ｂ１，Ｂ２を受信することとなる。このため、移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２のいずれが推定対象であるか、すなわちリーダＲ１が受信する電磁波Ｅａ２の強度に変化を与えた移動ＩＣタグであるか、特定が不可能となる。
【００１１】
そこで、発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、リーダＲ１が固定ＩＣタグＡ２から受信した電磁波Ｅａ２の強度が変化するのと同じタイミングで、移動ＩＣタグＢ１から受信する電磁波Ｅｂ１の強度も変化することを見出した。すなわち、リーダＲ１が受信する電磁波Ｅａ１〜Ｅａ３，Ｅｂ１，Ｅｂ２のうち、強度が同一のタイミングで変化する電磁波Ｅａ２，Ｅｂ１を送信した固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１を特定すれば、固定ＩＣタグＡ２とリーダＲ１の位置から移動ＩＣタグの位置を推定でき、それは移動ＩＣタグＢ１であると特定できる。本発明は、かかる独自の着想に基づいて完成されたものである。
【００１２】
すなわち、本発明の移動体位置推定システムは、空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムとを備え、前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有し、前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有し、
前記コンピュータシステムは、前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録手段と、前記記録手段により記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出手段と、前記検出手段により検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された位置を前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の移動体位置推定方法は、空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムを用いる移動体位置推定方法であり、前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有するものであり、前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有するものであり、前記コンピュータシステムにより、前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録ステップと、前記記録ステップにより記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出ステップと、前記検出ステップにより検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定ステップと、前記特定ステップにより特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出ステップと、前記算出手段により算出された位置を前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として出力する出力ステップとを実行することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、同一リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグがそのリーダとともに検出され、検出された固定ＩＣタグとリーダの位置から移動ＩＣタグの位置が算出され、その位置が移動ＩＣタグの位置、すなわちその移動ＩＣタグが付された移動体の位置として出力される。ここで、所定のタイミングは、ほぼ同時とみなせる程度のタイミングとして予め設定されていることが好ましい。同一リーダに受信される電磁波の強度がほぼ同時に変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを検出することにより、その移動ＩＣタグの位置を算出でき、その移動ＩＣタグを上記検出された移動ＩＣタグの識別子により特定できる。
【００１５】
また、本発明の移動体位置推定システムは、空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムとを備え、前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有し、前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有し、前記コンピュータシステムは、互いに異なる推定方法により前記移動ＩＣタグの位置を推定する第一の推定手段と第二の推定手段と、当該第一の推定手段の推定結果と当該第二の推定手段の推定結果を合成する合成手段を備え、前記第二の推定手段として、前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録手段と、前記記録手段により記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出手段と、前記検出手段により検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定手段と、前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として、前記特定手段により特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の移動体位置推定方法は、空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムを用いる移動体位置推定方法であり、前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有するものであり、前記各リーダにより前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有するものであり、前記コンピュータシステムにより、互いに異なる推定方法により前記移動ＩＣタグの位置を推定する第一の推定ステップと第二の推定ステップと、当該第一の推定ステップと第二の推定ステップによる推定結果を合成する合成ステップを実行し、前記第二の推定ステップは、前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録ステップと、前記記録ステップにより記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出ステップと、前記検出ステップにより検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定ステップと、前記検出ステップにより検出された移動ＩＣタグの位置として、前記特定ステップにより特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出ステップを備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、二つの異なる推定方法を用い、第二の推定方法として上記電磁波強度の変化による推定方法を採用し、第一の推定方法と第二の推定方法により算出される移動ＩＣタグの位置を合成することで、移動ＩＣタグの位置が算出される。第二の推定方法は、推定対象となる移動ＩＣタグが特定可能であるため、第一の推定方法と推定対象の一致を図ることができ、両推定結果の合成が可能となっている。第二の推定方法は低コストにて実現可能であり、第一の推定方法としてＲＳＳ等の既存の推定方法を採用すれば、既存の推定方法の推定精度を低コストにて高めることが可能である。第一の推定方法としては、ＲＳＳ方式のほか、ＴＯＡ方式、ＴＤＯＡ方式、Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ方式など、どのような推定方法を用いるものでも良い。
【００１８】
前記算出手段は、前記所定の規則として、前記検出手段により検出された固定ＩＣタグとリーダの各位置を結ぶ直線を含む所定領域を移動体の位置とすることが好ましい。移動体が位置することにより電磁波の強度が変化する領域は、固定ＩＣタグとリーダの間の伝送路となる領域、すなわち、固定ＩＣタグとリーダの各位置を結ぶ直線を含む領域であることが多く、移動体の推定位置として適する。
【００１９】
前記算出手段は、前記所定の規則として、前記検出手段により検出された固定タグとリーダの組が複数の場合は、各組ごとに前記移動ＩＣタグの位置を算出し、当該算出された各位置の重複領域を移動体の位置とすることが好ましい。これにより領域の絞込みが行われ、より高精度に移動体の位置を推定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る移動体位置推定ステム及び移動体位置推定方法によれば、同一のリーダに電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのうち、所定のタイミングで電磁波強度が変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを検出することにより、そのリーダと固定ＩＣタグの位置から移動ＩＣタグの位置を算出でき、検出された移動ＩＣタグの識別子により推定対象の移動ＩＣタグを特定することができる。
【００２１】
また、本発明に係る移動体位置推定ステム及び移動体位置推定方法によれば、互いに異なる第一の推定方法と第二の推定方法とを用い、第二の推定方法として上記電磁波強度の変化を利用した推定方法を採用するため、第二の推定方法において推定対象の移動ＩＣタグを特定することができ、第一の推定方法による推定結果との関係において推定対象の一致を図ることができる。これにより、第二の推定方法を用いた場合でも、他の推定方法と推定結果を合成させることが可能となる。第二の推定方法は少なくとも一つのＩＣタグとリーダとで実現できるため高いコストを要せず、第一の推定方法としてＲＳＳ方式やＴＤＯＡ方式などの既存の推定方法を採用することにより、既存の推定方法の推定精度を低コストにて高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜第一の実施の形態＞
本実施の形態の移動体位置推定システムＳｙｓ１を、図面を参照しながら説明する。図２は、移動体位置推定システムＳｙｓ１の全体を説明する説明図である。移動体位置推定システムＳｙｓ１は、空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と、各移動体に付される移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２と、空間に配置されて固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６及び移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２と電磁波により通信可能なリーダＲ１，Ｒ２と、リーダＲ１，Ｒ２と通信可能なコンピュータシステムＰＣとを備える。
【００２３】
固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２は、基体にＩＣとアンテナを搭載し、少なくともＩＣに記憶されている自己の識別子を、アンテナを介して送信する手段を有するＩＣタグであり、パッシブ型でもアクティブ型でもよい。
【００２４】
リーダＲ１，Ｒ２は、固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２と電磁界や電波などの電磁波により非接触で通信可能なものであり、各固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６や移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２から送信される識別子Ａ１〜Ａ６，Ｂ１，Ｂ２を受信し、且つ、その識別子に対応するＩＣタグからの電磁波の強度を逐次測定し、その電磁波の強度を示す情報（以下、電磁波強度情報という。）を、そのＩＣタグの識別子及び自己の識別子と関連付けて出力する手段を備える。自己の識別子は内蔵のＩＣチップ等の記憶媒体に記憶されている。また、電磁波の強度の測定は、各リーダＲ１，Ｒ２に内蔵されるアナライザにより行われる。本実施の形態のアナライザは、受信した電磁波の強度に応じて複数段階の数値を出力するものであり、相対的な電磁波強度の値が出力されるが、例えば、磁界強度を表すガウス、電界強度を表すＶ／ｍで表される値など絶対値を出力するものでも良い。
【００２５】
固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２とリーダＲ１，Ｒ２とは、通信可能領域内に位置する間は通信状態を維持し、電磁波の強度の測定及びデータの送受信がほぼリアルタイムに行われる。
【００２６】
コンピュータシステムＰＣは、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの一般的なコンピュータシステムであり、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置、リーダインタフェース、入力装置、出力装置などを備える。リーダＲ１，Ｒ２とは、リーダインタフェースを介して無線通信又は有線通信が可能となっている。
【００２７】
図３は、コンピュータシステムＰＣの機能ブロック図である。コンピュータシステムＰＣはプログラムにより受信手段ｓ１、記録手段ｓ２、検出手段ｓ３、位置特定手段ｓ４、算出手段ｓ５、出力手段ｓ６として機能する。
【００２８】
受信手段ｓ１は、少なくとも各リーダＲ１，Ｒ２から出力される各リーダの識別子Ｒ１，Ｒ２と各ＩＣタグの識別子Ａ１〜Ａ６，Ｂ１，Ｂ２と各電磁波強度情報を受信する機能を備える。
【００２９】
記録手段ｓ２は、受信手段ｓ１により受信したリーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付け、電磁波変化情報Ｄとしてハードディスクやメモリ等の記憶媒体に記録する機能を備える。図４は電磁波変化情報Ｄを概念的に説明する説明図である。電磁波を送信したＩＣタグの識別子と、その電磁波を受信したリーダの識別子と、その電磁波の電磁波強度情報が関連付けて記録されている。電磁波強度情報は、電磁波を送受信するリーダとＩＣタグの組ごとに時系列で蓄積記憶されている。
【００３０】
検出手段ｓ３は、記録手段ｓ２により記録された電磁波変化情報Ｄを参照し、各リーダＲ１，Ｒ２ごとに、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、所定のタイミングで電磁波の強度が変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する機能を備える。所定のタイミングは、ほぼ同時に受信したとみなせる程度の時間内に設定される。どの程度の時間とするかは、環境やハードウェアに依存するため、予め実験等により求めた値とすることが好ましい。
【００３１】
図５は、本実施の形態の検出手段ｓ３を概念的に説明する説明図である。ここでは、リーダＲ１のみについて説明するが（図５（ａ）参照）、他のリーダについても同様である。移動ＩＣタグＢ１がスタート地点Ｓからゴール地点Ｇまで移動する場合、電磁波変化情報は次の通りとなる。移動ＩＣタグＢ１が位置ｐ１に位置する間は、電磁波強度が変化する領域ｔ１〜ｔ３外であるため、いずれの電磁波強度情報にも変化が発生しない（図５（ｂ１）参照）。この間は検出手段ｓ３による検出はない。位置ｐ２に位置する間は、電磁波強度が変化する領域ｔ２内に位置するため、固定ＩＣタグＡ２からの電磁波強度及び移動ＩＣタグＢ１からの電磁波強度に変化が生じる（図５（ｂ２）参照）。検出手段ｓ３は、この変化の発生を検知して、固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１を検出することとなる。リーダＲ１には移動ＩＣタグＢ２からの電磁波も受信されているが、電磁波強度に変化が生じていないため、検出されることはない。位置ｐ３に位置する間は、電磁波強度が変化する領域ｔ１〜ｔ３外であるため、いずれの電磁波強度情報にも変化が発生しない（図５（ｂ３）参照）。この間は検出手段ｓ３による検出はない。
【００３２】
本実施の形態において、検出手段ｓ３は具体的に次の機能を有する。図６は、検出手段ｓ３の機能を説明する説明図である。ここでは、リーダＲ１のみを例に説明するが、他のリーダについても同様である。図６（ａ）に示すように、電磁波変化情報Ｄに新たなデータが記録されると、各リーダとＩＣタグの組ごとに、最新の電磁波強度から直近の期間Ｔ１の電磁波強度の平均値を算出し、平均値と最新の電磁波強度との差分αを算出する。なお、期間Ｔ１は、一部に変化有りとされる電磁波強度（例えば、固定ＩＣタグＡ２の電磁波強度ａ２１，ａ２２や、移動ＩＣタグＢ１の電磁波強度ｂ１１，１２，１３）が含まれる場合があるが、その影響が出ない程度に十分に長い期間として設定されている。検出手段ｓ３には変化の有無の判断基準となる閾値βが設定されており、｜差分α｜＞閾値βのときに変化発生と判断する。ここでは、最新の電磁波強度のうち固定タグＡ２から受信した電磁波の強度ａ２３について変化発生と判断される。この変化発生の情報（以下、変化発生情報という。）はメモリ等に蓄積記憶される。過去においては、固定タグＡ２から受信した電磁波の強度ａ２２，ａ２３、移動ＩＣタグＢ１から受信した電磁波の強度ｂ１１〜ｂ１３について変化発生と判断されており、これらの情報も変化発生情報としてメモリ等により蓄積記憶されている（図６（ｂ））。なお、変化発生の判断はこれに限るものではなく、例えば、最尤推定により正規分布Ｆを求め、正規分布Ｆに最新の電磁波強度を引数として渡し、その電磁波強度の発生確率が、予め設定されている閾値よりも低い場合に、変化発生と判断するようにしても良い。
【００３３】
つぎに、所定のタイミングにて変化有りと判断された固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを検出する。ここで、検出手段ｓ３には、所定のタイミングとして、最新の電磁波強度の時間より直前の期間Ｔ２が設定されている。所定のタイミングは、ほぼ同時とみなせるタイミングであれば良く、完全一致でも良いが、各種データを送受信する際の同期のズレを吸収する観点から、ある程度の時間幅を持つ期間Ｔ２として設定することが好ましい。検出手段ｓ３は、上記蓄積記憶した変化発生情報を参照し、所定期間Ｔ２内に変化が発生したＩＣタグとリーダを検出する。たとえば、所定期間Ｔ２には、電磁波強度ａ２３，ａ２２，ａ２１により電磁波強度に変化発生と判断された固定ＩＣタグＡ２と、電磁波強度ｂ１３，ｂ１２により変化発生と判断された移動ＩＣタグＢ２とが含まれるため、これらを所定タイミングに変化が発生した固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１としてリーダＲ１とともに検出する。
【００３４】
なお、対象空間内の移動ＩＣタグの移動を監視する場合等は、すべてのリーダを対象として上記検出手段ｓ３による処理を行う。ここでは、リーダＲ２については電磁波の変化はないため固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは検出されず、リーダＲ１についてのみ、電磁波が変化した固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１が、そのリーダＲ１とともに検出される。
【００３５】
また、特定の固定ＩＣタグの付近に位置する移動ＩＣタグを監視する場合等は、対象とする固定ＩＣタグの識別子の入力を受け付け、電磁波変化情報Ｄの中から、入力された識別子に対応する固定ＩＣタグに限定して上記検出手段ｓ３による処理を実行するようにしても良い。また、特定の移動ＩＣタグを捜索するような場合は、捜索対象の識別子の入力を受け付け、電磁波変化情報Ｄの中から、入力された識別子に対応する移動ＩＣタグに限定して上記検出手段ｓ３による処理を実行するようにしても良い。
【００３６】
また、対象空間内に複数の移動ＩＣタグがある場合は、次のような問題が生じる。移動ＩＣタグが移動中の間は、その移動ＩＣタグから受信される電磁波の強度が変化する場合がある。この場合、上記検出手段ｓ３は、この移動ＩＣタグを固定ＩＣタグとの影響により電磁波強度が変化したものとして誤検出してしまう可能性がある。そこで、検出手段ｓ３は、その移動ＩＣタグの電磁波を受信しているすべてのリーダにおいて、その電磁波の強度に変化が発生していることを確認した場合は、その電磁波の移動ＩＣタグは検出しないこととするのが好ましい。このような電磁波強度の変化は、移動ＩＣタグの移動が原因である可能性が高いことから、検出手段ｓ３の検出から除外することにより、誤検出を防止することができる。
【００３７】
特定手段ｓ４は、検出手段ｓ３により検出された固定ＩＣタグＡ２の位置とリーダＲ１の位置を特定する機能を備える。固定ＩＣタグとリーダの位置は、固定ＩＣタグの位置が記録された固定ＩＣタグ位置情報ＴＢ１とリーダの位置が記録されたリーダ位置情報ＴＢ２を参照することにより行われる。なお、各位置情報ＴＢ１，ＴＢ２は、固定ＩＣタグやリーダの位置が予め測定されて、コンピュータシステムＰＣに記憶されている。
【００３８】
算出手段ｓ５は、特定手段ｓ４により特定された固定ＩＣタグＡ２の位置とリーダＲ１の位置から所定の規則に基づいて移動体の位置を算出する機能を備える。所定の規則は予め算出手段ｓ５に設定されており、次の二つを例に説明する。いずれの規則も、検出手段ｓ３により検出された固定ＩＣタグとリーダの各位置を結ぶ直線を含む所定領域を移動体の位置とするものである。移動体が位置することにより電磁波の強度が変化する領域は、固定ＩＣタグとリーダの間の伝送路となる領域、すなわち、固定ＩＣタグとリーダの各位置を結ぶ直線を含む領域であることが多く、移動体の推定位置として適する。
【００３９】
規則１：検出されたリーダの位置と固定ＩＣタグの位置を結ぶ直線上を移動体の位置とする。図２の直線Ｅａ１〜Ｅａ６のうち、検出された固定ＩＣタグとリーダの一を結ぶ直線Ｅａ２が該当する。算出手段ｓ５には、次の式１が設定されており、移動ＩＣタグの位置は、検出されたリーダＲ１の位置と固定ＩＣタグＡ２の位置が式１に代入されて算出される。
【式１】
【００４０】
０≦ｔ≦１
Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ：移動ＩＣタグの位置
Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ：固定ＩＣタグの位置
Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ：リーダの位置
【００４１】
規則２：所定の円錐内の領域を移動体の位置とする。図２の電磁波強度に変化が発生する領域ｔ１〜ｔ６のうち領域ｔ２が該当する。検出されたリーダＲ１の位置を頂点とし、リーダＲ１の位置と固定ＩＣタグＡ２の位置を結ぶ線を中心線とし、側面と中心線との距離関係が定められた円錐を示す次の式２，式３が設定されており、移動ＩＣタグＢ１の位置は、検出されたリーダＲ１の位置と固定ＩＣタグＡ２の位置が下記式２，式３に代入され、下記式２及び式３を満たす領域として算出される。
【式２】
【００４２】
【式３】
【００４３】
Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ：リーダの位置
Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ：固定ＩＣタグの位置
Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ：移動ＩＣタグの位置
ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ：リーダと固定ＩＣタグの位置を結ぶ直線をＬとすると，移動ＩＣタグからその直線Ｌにおろす垂線と，直線Ｌの交点座標
Sqrt（ｐ）：ｐの平方根
Ｄ：リーダと固定ＩＣタグの位置を結ぶ直線Ｌに垂直な直線上の，固定ＩＣタグと電波変化の発生する円錐の外周との距離
【００４４】
ただし、所定の規則は、上記二つの規則に限られるものではなく、例えば、各リーダと各固定ＩＣタグとの間においてリーダが受信する電磁波強度を変化させる領域を予め事前実験等によって調査し、その領域を記録したデータをコンピュータシステムＰＣ内に記憶させておき、このデータを参照することにより対応する領域を移動ＩＣタグの位置として算出するようにしても良い。この領域は環境や装置に依存するため、実環境において予め事前実験等を行い、それに基づいて設定することは効果的である。
【００４５】
また、検出手段ｓ３により、固定ＩＣタグとリーダの組が複数検出された場合は、算出手段ｓ５は、検出された各組ごとに移動ＩＣタグの位置を推定し、これらを組み合わせて位置を算出することが好ましい。組み合わせ方としては、たとえば、図７（ａ）に示すように、上記規則１の直線を用いて、直線の交点を位置として算出しても良いし、図７（ｂ）に示すように上記規則２の円錐型の領域を用いて重複領域を位置として算出しても良い。
【００４６】
出力手段ｓ６は、算出手段ｓ５により算出された移動ＩＣタグの位置の情報を、検出手段３により検出された移動ＩＣタグの位置として出力する機能を備える。たとえば、算出手段により算出された位置の情報とともに、移動ＩＣタグの識別子Ｂ１を出力するようにする。位置の情報は、図示しない表示装置にグラフィカルに表示されるようにしても良い。これにより、移動ＩＣタグの位置が表示され、識別子Ｂ１によりその移動ＩＣタグが特定される。
【００４７】
本実施の形態の移動体位置推定システムＳｙｓ１は次の通り動作し、本実施の形態の移動体位置推定方法を実現する。なお、詳細は上記に説明しているため省略する。通信可能範囲内にある固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３とリーダＲ１、及び、固定ＩＣタグＡ４〜Ａ６とリーダＲ２とは電磁波により常時通信状態にあり、リーダＲ１は各固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３から識別子Ａ１〜Ａ３を受信し、リーダＲ２は各固定ＩＣタグＡ４〜Ａ６から識別子Ａ４〜Ａ６を受信している。移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２は、リーダとの位置関係において通信可能範囲内にあるときだけ、そのリーダと常時通信状態となる。
【００４８】
リーダＲ１は、通信可能範囲内にある各固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３及び移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２から識別子を受信するとともに、各ＩＣタグからの電磁波Ｅａ１〜Ｅａ３の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子Ｒ１とともに出力する。リーダＲ２も同様に動作する。
【００４９】
コンピュータシステムＰＣは、リーダＲ１，Ｒ２から受信手段ｓ１によりデータを受信する（受信ステップ）。このデータには、少なくとも「リーダの識別子、そのリーダが電磁波を受信したＩＣタグの識別子、そのＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報」が含まれる。記録手段ｓ２は、「リーダの識別子、そのリーダが電磁波を受信したＩＣタグの識別子、そのＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報」を関連付けて、電磁波変化情報Ｄとして記憶媒体に記録する（記録ステップ）。
【００５０】
例えば、電磁波変化情報Ｄが図６（ａ）に示すものであると仮定すると、検出手段ｓ３は次の通り動作する（検出ステップ）。その電磁波変化情報Ｄを参照し、各リーダＲ１，Ｒ２ごとに次の処理を行う。リーダＲ１により電磁波が受信される固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３と移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２の中で、そのリーダＲ１により受信される電磁波Ｅａ１〜Ｅａ３の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１をリーダＲ１とともに検出する。リーダＲ２についても同様の処理を行う。リーダＲ２は、いずれの電磁波にも強度の変化がないため、何も検出されない。
【００５１】
特定手段ｓ４は、検出された固定ＩＣタグＡ２とリーダＲ１の位置を特定する（特定ステップ）。この特定は、コンピュータシステムＰＣの記憶媒体に記憶されている固定ＩＣ位置情報ＴＢ１やリーダ位置情報ＴＢ２を参照することにより行われる。算出手段ｓ５は、固定ＩＣタグＡ２の位置とリーダＲ１の位置から所定の規則に基づいて移動ＩＣタグの位置を算出する（算出ステップ）。そして、出力手段ｓ５が、算出された位置の情報とともに、検出手段ｓ３により検出された移動ＩＣタグＢ１の識別子Ｂ１を出力する。これにより、移動ＩＣタグの位置が推定され、且つ、その移動ＩＣタグを識別子Ｂにより特定することができる。
【００５２】
＜第二の実施の形態＞
本実施の形態の移動体位置推定システムＳｙｓ２は、ＲＳＳ方式やＴＤＯＡ方式などの既存の推定手段の精度を高めることが可能なものである。固定ＩＣタグと移動ＩＣタグとリーダは上記実施の形態のものとほぼ同一であるため説明を省略する。固定ＩＣタグとリーダは、後述する第一の推定手段Ｓ１０及び第二の推定手段Ｓ２０による位置推定が可能なように配置される。
【００５３】
図８は、コンピュータシステムＰＣの機能を説明するブロック図である。コンピュータシステムＰＣは、移動ＩＣタグの位置を推定する第一の推定手段Ｓ１０と第二の推定手段Ｓ２０と合成手段Ｓ３０を備える。第一の推定手段Ｓ１０は第二の推定手段Ｓ２０と異なる推定方法を実行するものである。そして、合成手段Ｓ３０が第一の推定手段Ｓ１０の推定結果と第二の推定手段Ｓ２０の推定結果を合成することにより、最終的に移動ＩＣタグの位置が推定される。
【００５４】
第一の推定手段Ｓ１０は、ＴＤＯＡ方式、Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ方式、ＲＳＳ方式などの既存の推定方法を用いた推定手段であり、算出された位置情報、及び、推定対象となった移動ＩＣタグの識別子が、後述する合成手段Ｓ３０に引き渡される。
【００５５】
第二の推定手段Ｓ２０は、受信手段ｓ１、記録手段ｓ２、検出手段ｓ３、位置特定手段ｓ４、算出手段ｓ５を備える。これらの各手段は、上記実施の形態とほぼ同一であるため説明を省略する。第二の推定手段Ｓ２０からは、算出手段ｓ５により算出された移動ＩＣタグの位置と、検出手段ｓ３により検出された移動ＩＣタグの識別子が合成手段Ｓ３０に引き渡される。
【００５６】
合成手段Ｓ３０は、第一の推定手段Ｓ１０の推定結果と第二の推定手段Ｓ２０の推定結果を合成する機能を備える。詳細には、第一の推定手段Ｓ１０から引き渡された移動ＩＣタグの位置情報とその移動ＩＣタグの識別子、及び、第二の推定手段Ｓ２０から引き渡された移動ＩＣタグの位置情報とその移動ＩＣタグの識別子とから、識別子が同一である移動ＩＣタグの各位置情報を合成し、その合成結果をその移動ＩＣタグの位置として出力する。第二の推定手段Ｓ２０の推定対象となった移動ＩＣタグを識別子により特定できるため、第一の推定手段Ｓ１０の推定結果と第二の推定手段Ｓ２０の推定結果について推定対象の一致を図ることができ、両推定結果を合成することが可能となる。第一の推定手段Ｓ１０としてＲＳＳ方式等の既存の推定方法を用いる場合でも、第二の推定手段Ｓ２０を組み合わせることにより低コストにて推定精度を高めることが可能である。
【００５７】
第一の推定手段Ｓ１０の推定結果と第二の推定手段Ｓ２０の推定結果の合成は、各推定手段Ｓ１０，Ｓ２０に応じて適切な方法を用いれば良い。たとえば、図９に示すように、第一の推定手段として、リーダＲ１〜Ｒ３に受信される移動ＩＣタグＢ１からの電磁波を利用し、ＲＳＳ方式等のＬａｔｅｒａｔｉｏｎ法による推定方法を実行する場合、推定結果として移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ１０（破線領域の重複範囲である点線で示される領域）が得られる。一方、第二の推定手段として、各リーダＲ１〜Ｒ３に受信される固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３及び移動タグＢ１からの電磁波の強度の変化を利用し、移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ２０（円錐形状の領域）が得られる。合成手段Ｓ３０は、各推定結果である移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ１０と位置ｔ２０との重複位置ｔ３０（太線で示される領域）を、移動体の位置とする。具体的には、第一の推定手段Ｓ１０は下記式４を用いて移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ１０を数式として算出し、第二の推定手段は上記式１又は式２及び式３を用いて移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ２０を数式として算出し、合成手段Ｓ３０は各推定手段Ｓ１０，Ｓ２０により得られた数式を連立させることにより各推定結果を合成し、移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ３０を算出する。また、他の合成方法として、例えば、第一の推定手段又は第二の推定手段のいずれか一方により位置の情報としてパーティクルフィルタのような確率分布が得られる場合は、もう一方の推定手段により算出された位置ｔ１０又は位置ｔ２０に、得られた確率分布を重ね合わせ、重み付けにより位置ｔ３０を算出する。
【式４】
【００５８】
ｄｒ：リーダｒと移動ＩＣタグまでの距離
ｆ（ｘ）：電磁波強度又は時間差から距離を求める関数
ｅｒ：リーダｒで受信した電磁波強度
ｘｒ、ｙｒ、ｘｒ：リーダｒの位置
ｘｂ、ｙｂ、ｚｂ：移動ＩＣタグの位置
【００５９】
なお、各推定手段Ｓ１０，Ｓ２０の推定結果に重複領域がない場合は、両方の推定結果を出力するようにしても良いし、いずれか一方の推定結果を出力するようにしても良い。
【００６０】
この移動体位置推定システムＳｙｓ２は次の通り動作して、本発明の移動体位置推定方法を実現する。第一の推定手段Ｓ１０及び第二の推定手段Ｓ２０による第一の推定ステップと第二の推定ステップとが実行され（第一の推定ステップ、第二の推定ステップ）、合成手段３０によりその推定結果を合成する（合成ステップ）。各ステップの詳細は上記各手段による処理となるため、詳細な説明は省略する。
【００６１】
＜実験＞
第二の実施の形態について、実験により、その有効性を確認した。第一の推定手段Ｓ１０として既存のＲＳＳ方式の推定を実行するものとし、第二の推定手段として上記第一の実施の形態の算出手段による位置の算出にパーティクルフィルタを採用し、これを本発明の移動体位置推定システムとした。その比較例として、ＲＳＳ方式の推定のみを実行するシステムを用いた。図１０に示すように、縦４ｍ、横８ｍの二次元領域にリーダを一つ、固定ＩＣタグを三つ配置した。そして、一つの移動体（本実験では一人の人）に移動ＩＣタグを付し、この領域を移動させ、本発明の移動体位置推定システムと比較例により移動ＩＣタグの位置の推定を行った。図１１は、各々について、推定結果の誤差の平均値をグラフ化して示す図である。比較例による推定誤差は７２５．８６ｍｍであるのに対し、本発明の移動体位置推定システムによる推定誤差は６０２．９２ｍｍであった。本発明は比較例に比較して誤差が約１２２．９４ｍｍ減、１７％減の推定精度を示した。従来、ＲＳＳ方式における精度向上は、リーダの数を増やす等により行われていた。これに対して、本発明によれば、リーダに比して低コストの固定ＩＣタグを設けることで、精度向上が実現できた。固定ＩＣタグの数を増やすことにより、さらなる精度の向上が図れるものと予想されるが、固定ＩＣタグはリーダに比して低コストであるため負担も小さい。また、既存のＲＳＳ方式の機器構成に、固定ＩＣタグを追加するのみで実現可能であるため、導入も容易である。したがって、非常に低コスト且つ容易に推定精度を向上できることが証明された。
【００６２】
なお、本発明の移動体位置推定システムは、例えば、次のように用いられる。百貨店などの店舗において、商品陳列棚に固定ＩＣタグを配置し、固定ＩＣタグに応じた位置にリーダーを配置し、移動ＩＣタグを買物客に携帯させる。これにより、どの買物客がどの商品の前に位置しているか把握することができ、位置に応じて商品情報を流したり、マーケティングに役立つ情報として位置情報を収集することも可能である。また、美術館等の施設内に設置して、施設内の案内に用いることもできる。さらに、移動ＩＣタグを鍵や携帯電話等の物品に付し、自宅内等の対象空間に固定ＩＣタグとリーダとを配置すれば、物品の位置が把握できるため、所望の物品の探索が可能となる。商品の流通過程において、施設内に固定ＩＣタグとリーダを配置し、商品に移動ＩＣタグを付し、商品の位置を把握可能とすれば、商品を識別可能であるため商品管理に有効である。
【００６３】
以上、本実施の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の基本原理を説明する説明図である。
【図２】第一の実施の形態の移動体位置推定システムの全体を説明する説明図である。
【図３】上記実施の形態のコンピュータシステムの機能ブロック図である。
【図４】上記実施の形態の電磁波変化情報を概念的に説明する説明図である。
【図５】上記実施の形態の検出手段を概念的に説明する説明図である
【図６】上記実施の形態の検出手段の動作を説明する説明図である。
【図７】上記実施の形態の算出手段を概念的に説明する説明図である。
【図８】第２の実施の形態のコンピュータシステムの機能ブロック図である。
【図９】上記実施の形態の第一の推定手段と第二の推定手段との組み合わせによる位置の算出を説明する説明図である。
【図１０】上記実施の形態の移動体位置推定システムを用いた実験について説明する説明図である。
【図１１】上記実験結果をグラフ化して示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｓｙｓ１，Ｓｙｓ２ 移動体位置推定システム
Ａ１〜Ａ６ 固定ＩＣタグ
Ｂ１，Ｂ２ 移動ＩＣタグ
Ｒ１，Ｒ２ リーダ
ＰＣ コンピュータシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣタグとリーダとを利用して移動体の位置を推定する移動体位置推定システム及び移動体位置推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、施設内や室内において移動体の位置を把握するための研究開発が盛んに行われている。移動体の位置情報を用いることにより、施設内での案内や商品管理等、様々なサービスを提供できるようになることから、施設内等において移動体の位置を推定する技術は今後益々重要な技術になると期待される。
【０００３】
移動体の位置を推定する技術としては、携帯電話やＰＨＳ，ＧＰＳ等を用いるものが多数開発されているが、これらはコストがかかる上に、施設内や室内等の比較的狭い空間で使用するには精度が不十分である。そこで、近年は、ＩＣタグ（ＲＦＩＤ：Radio Frequency Identification）を用いた技術が提案されている。ＩＣタグは比較的安価且つ取り扱いが容易であり、狭い空間内ではＧＰＳ等に比して測位精度を高めることができる点で、実用化の面からも非常に有効である。
【０００４】
下記非特許文献１には、ＩＣタグとリーダとの間の電磁波強度の変化を用いた技術が開示されている。通信状態のＩＣタグとリーダとの間に移動体が位置すると、そのＩＣタグからリーダに受信される電磁波の強度が変化する現象を利用したものである。ＩＣタグとリーダを固定配置し、リーダがＩＣタグから受信する電磁波の強度を監視し、電磁波強度に変化が発生したとき、そのＩＣタグとリーダの間に移動体が位置すると判断し、その領域を移動体の位置と推定する。
【非特許文献１】Ｙ．Ｌｉｕ，Ｌ．Ｃｈｅｎ，Ｊ．Ｐｅｉ，Ｑ．Ｃｈｅｎ，Ｙ．Ｚｈａｏ：Ｍｉｎｉｎｇ Ｆｒｅｑｕｅｎｔ Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｆｏｒ Ａｃｔｉｖｉｔｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｔａｇ Ａｒｒａｙｓ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｆｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｐｅｒｖａｓｉｖｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＰｅｒＣｏｍ２００７），ｐｐ。３７−４６，２００７．
【０００５】
また、比較的広く用いられている技術として、特許文献１等に開示されているように、対象となる空間に複数のリーダを配置し、移動体にＩＣタグを付し、移動体に付されたＩＣタグとリーダの通信状態から、移動体の位置を推定するものが提案されている。このような位置推定には、ＴＤＯＡ方式、Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ方式、ＲＳＳ方式等、従来から提案されている様々な手法が適用可能である。
【特許文献１】特開２００３−２９６６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記非特許文献１の技術は、移動体の位置は推定できるが、その移動体を識別することはできない。仮に、特許文献１のように移動体にＩＣタグを付するようにし、リーダにてそのＩＣタグの識別子を読み取るように構成したとしても、そのリーダの通信範囲内に複数の移動体が存在する場合は、それらのすべての移動体に付されたＩＣタグの識別子を読み取ってしまうため、推定対象の移動体、すなわち電磁波強度の変化の原因となった移動体を特定することは不可能である。
【０００７】
また、上記特許文献１等のような移動ＩＣタグと固定リーダを用いた位置推定においては、上記ＲＳＳ方式やＴＤＯＡ方式等の既存の各種推定方法を用いるが、これらの推定方法に共通する問題として、コストに対する推定精度向上の効率が非常に悪い点が挙げられる。このため、これらの方法を採用するに際しては、コストを抑えつつ、推定精度を高める技術が強く望まれているのが現状である。
【０００８】
そこで、本発明は、電磁波強度の変化を利用した移動体位置推定において推定対象である移動体を識別することが可能であり、また、上記ＲＳＳ等の既存の各種方法を用いたときに低コストにて推定精度を高めることが可能な移動体位置推定システム及び移動体位置推定方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
まず、本発明の基本原理について図１を参照しながら説明する。対象となる空間に、電磁波により通信可能なＩＣタグ（以下、固定ＩＣタグという）Ａ１〜Ａ６とリーダＲ１，２とが各々一つ以上配置される。各移動体にはリーダＲ１，Ｒ２と通信可能なＩＣタグ（以下、移動ＩＣタグという）Ｂ１，Ｂ２が付される。固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３とリーダＲ１、及び、固定ＩＣタグＡ４〜Ａ６とリーダＲ２が通信状態であるとき、通信ごとに領域ｔ１〜ｔ６が形成される。この領域ｔ１〜ｔ６は、リーダを頂点とし、リーダから固定ＩＣタグまでの直線を中心線とする円錐形状であり、領域内に移動体が位置したときに、リーダＲ１，Ｒ２が各固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６から受信する電磁波Ｅａ１〜Ｅａ６の強度が変化する領域である。例えば、一つの固定ＩＣタグＡ２とリーダＲ１の領域ｔ２内に移動体が位置すると、リーダＲ１が受信する各固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３からの電磁波Ｅａ１〜Ｅａ３のうち、固定ＩＣタグＡ２からの電磁波Ｅａ２のみ強度に変化が生じる。この電磁波強度の変化から、領域ｔ２内に移動体が位置すると推定できる。
【００１０】
このとき、推定対象となった移動体を識別するために、従来技術と同様に、リーダＲ１が移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２から受信する識別子を利用する場合を検討する。リーダＲ１の通信可能領域ｔｒ１内に二つの移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２が存在する場合、リーダＲ１は両移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２の識別子Ｂ１，Ｂ２を受信することとなる。このため、移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２のいずれが推定対象であるか、すなわちリーダＲ１が受信する電磁波Ｅａ２の強度に変化を与えた移動ＩＣタグであるか、特定が不可能となる。
【００１１】
そこで、発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、リーダＲ１が固定ＩＣタグＡ２から受信した電磁波Ｅａ２の強度が変化するのと同じタイミングで、移動ＩＣタグＢ１から受信する電磁波Ｅｂ１の強度も変化することを見出した。すなわち、リーダＲ１が受信する電磁波Ｅａ１〜Ｅａ３，Ｅｂ１，Ｅｂ２のうち、強度が同一のタイミングで変化する電磁波Ｅａ２，Ｅｂ１を送信した固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１を特定すれば、固定ＩＣタグＡ２とリーダＲ１の位置から移動ＩＣタグの位置を推定でき、それは移動ＩＣタグＢ１であると特定できる。本発明は、かかる独自の着想に基づいて完成されたものである。
【００１２】
すなわち、本発明の移動体位置推定システムは、空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムとを備え、前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有し、前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有し、
前記コンピュータシステムは、前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録手段と、前記記録手段により記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出手段と、前記検出手段により検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された位置を前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の移動体位置推定方法は、空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムを用いる移動体位置推定方法であり、前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有するものであり、前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有するものであり、前記コンピュータシステムにより、前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録ステップと、前記記録ステップにより記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出ステップと、前記検出ステップにより検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定ステップと、前記特定ステップにより特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出ステップと、前記算出手段により算出された位置を前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として出力する出力ステップとを実行することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、同一リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグがそのリーダとともに検出され、検出された固定ＩＣタグとリーダの位置から移動ＩＣタグの位置が算出され、その位置が移動ＩＣタグの位置、すなわちその移動ＩＣタグが付された移動体の位置として出力される。ここで、所定のタイミングは、ほぼ同時とみなせる程度のタイミングとして予め設定されていることが好ましい。同一リーダに受信される電磁波の強度がほぼ同時に変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを検出することにより、その移動ＩＣタグの位置を算出でき、その移動ＩＣタグを上記検出された移動ＩＣタグの識別子により特定できる。
【００１５】
また、本発明の移動体位置推定システムは、空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムとを備え、前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有し、前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有し、前記コンピュータシステムは、互いに異なる推定方法により前記移動ＩＣタグの位置を推定する第一の推定手段と第二の推定手段と、当該第一の推定手段の推定結果と当該第二の推定手段の推定結果を合成する合成手段を備え、前記第二の推定手段として、前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録手段と、前記記録手段により記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出手段と、前記検出手段により検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定手段と、前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として、前記特定手段により特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の移動体位置推定方法は、空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムを用いる移動体位置推定方法であり、前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有するものであり、前記各リーダにより前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有するものであり、前記コンピュータシステムにより、互いに異なる推定方法により前記移動ＩＣタグの位置を推定する第一の推定ステップと第二の推定ステップと、当該第一の推定ステップと第二の推定ステップによる推定結果を合成する合成ステップを実行し、前記第二の推定ステップは、前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録ステップと、前記記録ステップにより記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出ステップと、前記検出ステップにより検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定ステップと、前記検出ステップにより検出された移動ＩＣタグの位置として、前記特定ステップにより特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出ステップを備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、二つの異なる推定方法を用い、第二の推定方法として上記電磁波強度の変化による推定方法を採用し、第一の推定方法と第二の推定方法により算出される移動ＩＣタグの位置を合成することで、移動ＩＣタグの位置が算出される。第二の推定方法は、推定対象となる移動ＩＣタグが特定可能であるため、第一の推定方法と推定対象の一致を図ることができ、両推定結果の合成が可能となっている。第二の推定方法は低コストにて実現可能であり、第一の推定方法としてＲＳＳ等の既存の推定方法を採用すれば、既存の推定方法の推定精度を低コストにて高めることが可能である。第一の推定方法としては、ＲＳＳ方式のほか、ＴＯＡ方式、ＴＤＯＡ方式、Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ方式など、どのような推定方法を用いるものでも良い。
【００１８】
前記算出手段は、前記所定の規則として、前記検出手段により検出された固定ＩＣタグとリーダの各位置を結ぶ直線を含む所定領域を移動体の位置とすることが好ましい。移動体が位置することにより電磁波の強度が変化する領域は、固定ＩＣタグとリーダの間の伝送路となる領域、すなわち、固定ＩＣタグとリーダの各位置を結ぶ直線を含む領域であることが多く、移動体の推定位置として適する。
【００１９】
前記算出手段は、前記所定の規則として、前記検出手段により検出された固定タグとリーダの組が複数の場合は、各組ごとに前記移動ＩＣタグの位置を算出し、当該算出された各位置の重複領域を移動体の位置とすることが好ましい。これにより領域の絞込みが行われ、より高精度に移動体の位置を推定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る移動体位置推定ステム及び移動体位置推定方法によれば、同一のリーダに電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのうち、所定のタイミングで電磁波強度が変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを検出することにより、そのリーダと固定ＩＣタグの位置から移動ＩＣタグの位置を算出でき、検出された移動ＩＣタグの識別子により推定対象の移動ＩＣタグを特定することができる。
【００２１】
また、本発明に係る移動体位置推定ステム及び移動体位置推定方法によれば、互いに異なる第一の推定方法と第二の推定方法とを用い、第二の推定方法として上記電磁波強度の変化を利用した推定方法を採用するため、第二の推定方法において推定対象の移動ＩＣタグを特定することができ、第一の推定方法による推定結果との関係において推定対象の一致を図ることができる。これにより、第二の推定方法を用いた場合でも、他の推定方法と推定結果を合成させることが可能となる。第二の推定方法は少なくとも一つのＩＣタグとリーダとで実現できるため高いコストを要せず、第一の推定方法としてＲＳＳ方式やＴＤＯＡ方式などの既存の推定方法を採用することにより、既存の推定方法の推定精度を低コストにて高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜第一の実施の形態＞
本実施の形態の移動体位置推定システムＳｙｓ１を、図面を参照しながら説明する。図２は、移動体位置推定システムＳｙｓ１の全体を説明する説明図である。移動体位置推定システムＳｙｓ１は、空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と、各移動体に付される移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２と、空間に配置されて固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６及び移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２と電磁波により通信可能なリーダＲ１，Ｒ２と、リーダＲ１，Ｒ２と通信可能なコンピュータシステムＰＣとを備える。
【００２３】
固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２は、基体にＩＣとアンテナを搭載し、少なくともＩＣに記憶されている自己の識別子を、アンテナを介して送信する手段を有するＩＣタグであり、パッシブ型でもアクティブ型でもよい。
【００２４】
リーダＲ１，Ｒ２は、固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２と電磁界や電波などの電磁波により非接触で通信可能なものであり、各固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６や移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２から送信される識別子Ａ１〜Ａ６，Ｂ１，Ｂ２を受信し、且つ、その識別子に対応するＩＣタグからの電磁波の強度を逐次測定し、その電磁波の強度を示す情報（以下、電磁波強度情報という。）を、そのＩＣタグの識別子及び自己の識別子と関連付けて出力する手段を備える。自己の識別子は内蔵のＩＣチップ等の記憶媒体に記憶されている。また、電磁波の強度の測定は、各リーダＲ１，Ｒ２に内蔵されるアナライザにより行われる。本実施の形態のアナライザは、受信した電磁波の強度に応じて複数段階の数値を出力するものであり、相対的な電磁波強度の値が出力されるが、例えば、磁界強度を表すガウス、電界強度を表すＶ／ｍで表される値など絶対値を出力するものでも良い。
【００２５】
固定ＩＣタグＡ１〜Ａ６と移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２とリーダＲ１，Ｒ２とは、通信可能領域内に位置する間は通信状態を維持し、電磁波の強度の測定及びデータの送受信がほぼリアルタイムに行われる。
【００２６】
コンピュータシステムＰＣは、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの一般的なコンピュータシステムであり、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置、リーダインタフェース、入力装置、出力装置などを備える。リーダＲ１，Ｒ２とは、リーダインタフェースを介して無線通信又は有線通信が可能となっている。
【００２７】
図３は、コンピュータシステムＰＣの機能ブロック図である。コンピュータシステムＰＣはプログラムにより受信手段ｓ１、記録手段ｓ２、検出手段ｓ３、位置特定手段ｓ４、算出手段ｓ５、出力手段ｓ６として機能する。
【００２８】
受信手段ｓ１は、少なくとも各リーダＲ１，Ｒ２から出力される各リーダの識別子Ｒ１，Ｒ２と各ＩＣタグの識別子Ａ１〜Ａ６，Ｂ１，Ｂ２と各電磁波強度情報を受信する機能を備える。
【００２９】
記録手段ｓ２は、受信手段ｓ１により受信したリーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付け、電磁波変化情報Ｄとしてハードディスクやメモリ等の記憶媒体に記録する機能を備える。図４は電磁波変化情報Ｄを概念的に説明する説明図である。電磁波を送信したＩＣタグの識別子と、その電磁波を受信したリーダの識別子と、その電磁波の電磁波強度情報が関連付けて記録されている。電磁波強度情報は、電磁波を送受信するリーダとＩＣタグの組ごとに時系列で蓄積記憶されている。
【００３０】
検出手段ｓ３は、記録手段ｓ２により記録された電磁波変化情報Ｄを参照し、各リーダＲ１，Ｒ２ごとに、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、所定のタイミングで電磁波の強度が変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する機能を備える。所定のタイミングは、ほぼ同時に受信したとみなせる程度の時間内に設定される。どの程度の時間とするかは、環境やハードウェアに依存するため、予め実験等により求めた値とすることが好ましい。
【００３１】
図５は、本実施の形態の検出手段ｓ３を概念的に説明する説明図である。ここでは、リーダＲ１のみについて説明するが（図５（ａ）参照）、他のリーダについても同様である。移動ＩＣタグＢ１がスタート地点Ｓからゴール地点Ｇまで移動する場合、電磁波変化情報は次の通りとなる。移動ＩＣタグＢ１が位置ｐ１に位置する間は、電磁波強度が変化する領域ｔ１〜ｔ３外であるため、いずれの電磁波強度情報にも変化が発生しない（図５（ｂ１）参照）。この間は検出手段ｓ３による検出はない。位置ｐ２に位置する間は、電磁波強度が変化する領域ｔ２内に位置するため、固定ＩＣタグＡ２からの電磁波強度及び移動ＩＣタグＢ１からの電磁波強度に変化が生じる（図５（ｂ２）参照）。検出手段ｓ３は、この変化の発生を検知して、固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１を検出することとなる。リーダＲ１には移動ＩＣタグＢ２からの電磁波も受信されているが、電磁波強度に変化が生じていないため、検出されることはない。位置ｐ３に位置する間は、電磁波強度が変化する領域ｔ１〜ｔ３外であるため、いずれの電磁波強度情報にも変化が発生しない（図５（ｂ３）参照）。この間は検出手段ｓ３による検出はない。
【００３２】
本実施の形態において、検出手段ｓ３は具体的に次の機能を有する。図６は、検出手段ｓ３の機能を説明する説明図である。ここでは、リーダＲ１のみを例に説明するが、他のリーダについても同様である。図６（ａ）に示すように、電磁波変化情報Ｄに新たなデータが記録されると、各リーダとＩＣタグの組ごとに、最新の電磁波強度から直近の期間Ｔ１の電磁波強度の平均値を算出し、平均値と最新の電磁波強度との差分αを算出する。なお、期間Ｔ１は、一部に変化有りとされる電磁波強度（例えば、固定ＩＣタグＡ２の電磁波強度ａ２１，ａ２２や、移動ＩＣタグＢ１の電磁波強度ｂ１１，１２，１３）が含まれる場合があるが、その影響が出ない程度に十分に長い期間として設定されている。検出手段ｓ３には変化の有無の判断基準となる閾値βが設定されており、｜差分α｜＞閾値βのときに変化発生と判断する。ここでは、最新の電磁波強度のうち固定タグＡ２から受信した電磁波の強度ａ２３について変化発生と判断される。この変化発生の情報（以下、変化発生情報という。）はメモリ等に蓄積記憶される。過去においては、固定タグＡ２から受信した電磁波の強度ａ２２，ａ２３、移動ＩＣタグＢ１から受信した電磁波の強度ｂ１１〜ｂ１３について変化発生と判断されており、これらの情報も変化発生情報としてメモリ等により蓄積記憶されている（図６（ｂ））。なお、変化発生の判断はこれに限るものではなく、例えば、最尤推定により正規分布Ｆを求め、正規分布Ｆに最新の電磁波強度を引数として渡し、その電磁波強度の発生確率が、予め設定されている閾値よりも低い場合に、変化発生と判断するようにしても良い。
【００３３】
つぎに、所定のタイミングにて変化有りと判断された固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを検出する。ここで、検出手段ｓ３には、所定のタイミングとして、最新の電磁波強度の時間より直前の期間Ｔ２が設定されている。所定のタイミングは、ほぼ同時とみなせるタイミングであれば良く、完全一致でも良いが、各種データを送受信する際の同期のズレを吸収する観点から、ある程度の時間幅を持つ期間Ｔ２として設定することが好ましい。検出手段ｓ３は、上記蓄積記憶した変化発生情報を参照し、所定期間Ｔ２内に変化が発生したＩＣタグとリーダを検出する。たとえば、所定期間Ｔ２には、電磁波強度ａ２３，ａ２２，ａ２１により電磁波強度に変化発生と判断された固定ＩＣタグＡ２と、電磁波強度ｂ１３，ｂ１２により変化発生と判断された移動ＩＣタグＢ２とが含まれるため、これらを所定タイミングに変化が発生した固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１としてリーダＲ１とともに検出する。
【００３４】
なお、対象空間内の移動ＩＣタグの移動を監視する場合等は、すべてのリーダを対象として上記検出手段ｓ３による処理を行う。ここでは、リーダＲ２については電磁波の変化はないため固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは検出されず、リーダＲ１についてのみ、電磁波が変化した固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１が、そのリーダＲ１とともに検出される。
【００３５】
また、特定の固定ＩＣタグの付近に位置する移動ＩＣタグを監視する場合等は、対象とする固定ＩＣタグの識別子の入力を受け付け、電磁波変化情報Ｄの中から、入力された識別子に対応する固定ＩＣタグに限定して上記検出手段ｓ３による処理を実行するようにしても良い。また、特定の移動ＩＣタグを捜索するような場合は、捜索対象の識別子の入力を受け付け、電磁波変化情報Ｄの中から、入力された識別子に対応する移動ＩＣタグに限定して上記検出手段ｓ３による処理を実行するようにしても良い。
【００３６】
また、対象空間内に複数の移動ＩＣタグがある場合は、次のような問題が生じる。移動ＩＣタグが移動中の間は、その移動ＩＣタグから受信される電磁波の強度が変化する場合がある。この場合、上記検出手段ｓ３は、この移動ＩＣタグを固定ＩＣタグとの影響により電磁波強度が変化したものとして誤検出してしまう可能性がある。そこで、検出手段ｓ３は、その移動ＩＣタグの電磁波を受信しているすべてのリーダにおいて、その電磁波の強度に変化が発生していることを確認した場合は、その電磁波の移動ＩＣタグは検出しないこととするのが好ましい。このような電磁波強度の変化は、移動ＩＣタグの移動が原因である可能性が高いことから、検出手段ｓ３の検出から除外することにより、誤検出を防止することができる。
【００３７】
特定手段ｓ４は、検出手段ｓ３により検出された固定ＩＣタグＡ２の位置とリーダＲ１の位置を特定する機能を備える。固定ＩＣタグとリーダの位置は、固定ＩＣタグの位置が記録された固定ＩＣタグ位置情報ＴＢ１とリーダの位置が記録されたリーダ位置情報ＴＢ２を参照することにより行われる。なお、各位置情報ＴＢ１，ＴＢ２は、固定ＩＣタグやリーダの位置が予め測定されて、コンピュータシステムＰＣに記憶されている。
【００３８】
算出手段ｓ５は、特定手段ｓ４により特定された固定ＩＣタグＡ２の位置とリーダＲ１の位置から所定の規則に基づいて移動体の位置を算出する機能を備える。所定の規則は予め算出手段ｓ５に設定されており、次の二つを例に説明する。いずれの規則も、検出手段ｓ３により検出された固定ＩＣタグとリーダの各位置を結ぶ直線を含む所定領域を移動体の位置とするものである。移動体が位置することにより電磁波の強度が変化する領域は、固定ＩＣタグとリーダの間の伝送路となる領域、すなわち、固定ＩＣタグとリーダの各位置を結ぶ直線を含む領域であることが多く、移動体の推定位置として適する。
【００３９】
規則１：検出されたリーダの位置と固定ＩＣタグの位置を結ぶ直線上を移動体の位置とする。図２の直線Ｅａ１〜Ｅａ６のうち、検出された固定ＩＣタグとリーダの一を結ぶ直線Ｅａ２が該当する。算出手段ｓ５には、次の式１が設定されており、移動ＩＣタグの位置は、検出されたリーダＲ１の位置と固定ＩＣタグＡ２の位置が式１に代入されて算出される。
【式１】
【００４０】
０≦ｔ≦１
Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ：移動ＩＣタグの位置
Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ：固定ＩＣタグの位置
Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ：リーダの位置
【００４１】
規則２：所定の円錐内の領域を移動体の位置とする。図２の電磁波強度に変化が発生する領域ｔ１〜ｔ６のうち領域ｔ２が該当する。検出されたリーダＲ１の位置を頂点とし、リーダＲ１の位置と固定ＩＣタグＡ２の位置を結ぶ線を中心線とし、側面と中心線との距離関係が定められた円錐を示す次の式２，式３が設定されており、移動ＩＣタグＢ１の位置は、検出されたリーダＲ１の位置と固定ＩＣタグＡ２の位置が下記式２，式３に代入され、下記式２及び式３を満たす領域として算出される。
【式２】
【００４２】
【式３】
【００４３】
Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ：リーダの位置
Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ：固定ＩＣタグの位置
Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ：移動ＩＣタグの位置
ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ：リーダと固定ＩＣタグの位置を結ぶ直線をＬとすると，移動ＩＣタグからその直線Ｌにおろす垂線と，直線Ｌの交点座標
Sqrt（ｐ）：ｐの平方根
Ｄ：リーダと固定ＩＣタグの位置を結ぶ直線Ｌに垂直な直線上の，固定ＩＣタグと電波変化の発生する円錐の外周との距離
【００４４】
ただし、所定の規則は、上記二つの規則に限られるものではなく、例えば、各リーダと各固定ＩＣタグとの間においてリーダが受信する電磁波強度を変化させる領域を予め事前実験等によって調査し、その領域を記録したデータをコンピュータシステムＰＣ内に記憶させておき、このデータを参照することにより対応する領域を移動ＩＣタグの位置として算出するようにしても良い。この領域は環境や装置に依存するため、実環境において予め事前実験等を行い、それに基づいて設定することは効果的である。
【００４５】
また、検出手段ｓ３により、固定ＩＣタグとリーダの組が複数検出された場合は、算出手段ｓ５は、検出された各組ごとに移動ＩＣタグの位置を推定し、これらを組み合わせて位置を算出することが好ましい。組み合わせ方としては、たとえば、図７（ａ）に示すように、上記規則１の直線を用いて、直線の交点を位置として算出しても良いし、図７（ｂ）に示すように上記規則２の円錐型の領域を用いて重複領域を位置として算出しても良い。
【００４６】
出力手段ｓ６は、算出手段ｓ５により算出された移動ＩＣタグの位置の情報を、検出手段３により検出された移動ＩＣタグの位置として出力する機能を備える。たとえば、算出手段により算出された位置の情報とともに、移動ＩＣタグの識別子Ｂ１を出力するようにする。位置の情報は、図示しない表示装置にグラフィカルに表示されるようにしても良い。これにより、移動ＩＣタグの位置が表示され、識別子Ｂ１によりその移動ＩＣタグが特定される。
【００４７】
本実施の形態の移動体位置推定システムＳｙｓ１は次の通り動作し、本実施の形態の移動体位置推定方法を実現する。なお、詳細は上記に説明しているため省略する。通信可能範囲内にある固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３とリーダＲ１、及び、固定ＩＣタグＡ４〜Ａ６とリーダＲ２とは電磁波により常時通信状態にあり、リーダＲ１は各固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３から識別子Ａ１〜Ａ３を受信し、リーダＲ２は各固定ＩＣタグＡ４〜Ａ６から識別子Ａ４〜Ａ６を受信している。移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２は、リーダとの位置関係において通信可能範囲内にあるときだけ、そのリーダと常時通信状態となる。
【００４８】
リーダＲ１は、通信可能範囲内にある各固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３及び移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２から識別子を受信するとともに、各ＩＣタグからの電磁波Ｅａ１〜Ｅａ３の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子Ｒ１とともに出力する。リーダＲ２も同様に動作する。
【００４９】
コンピュータシステムＰＣは、リーダＲ１，Ｒ２から受信手段ｓ１によりデータを受信する（受信ステップ）。このデータには、少なくとも「リーダの識別子、そのリーダが電磁波を受信したＩＣタグの識別子、そのＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報」が含まれる。記録手段ｓ２は、「リーダの識別子、そのリーダが電磁波を受信したＩＣタグの識別子、そのＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報」を関連付けて、電磁波変化情報Ｄとして記憶媒体に記録する（記録ステップ）。
【００５０】
例えば、電磁波変化情報Ｄが図６（ａ）に示すものであると仮定すると、検出手段ｓ３は次の通り動作する（検出ステップ）。その電磁波変化情報Ｄを参照し、各リーダＲ１，Ｒ２ごとに次の処理を行う。リーダＲ１により電磁波が受信される固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３と移動ＩＣタグＢ１，Ｂ２の中で、そのリーダＲ１により受信される電磁波Ｅａ１〜Ｅａ３の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグＡ２と移動ＩＣタグＢ１をリーダＲ１とともに検出する。リーダＲ２についても同様の処理を行う。リーダＲ２は、いずれの電磁波にも強度の変化がないため、何も検出されない。
【００５１】
特定手段ｓ４は、検出された固定ＩＣタグＡ２とリーダＲ１の位置を特定する（特定ステップ）。この特定は、コンピュータシステムＰＣの記憶媒体に記憶されている固定ＩＣ位置情報ＴＢ１やリーダ位置情報ＴＢ２を参照することにより行われる。算出手段ｓ５は、固定ＩＣタグＡ２の位置とリーダＲ１の位置から所定の規則に基づいて移動ＩＣタグの位置を算出する（算出ステップ）。そして、出力手段ｓ５が、算出された位置の情報とともに、検出手段ｓ３により検出された移動ＩＣタグＢ１の識別子Ｂ１を出力する。これにより、移動ＩＣタグの位置が推定され、且つ、その移動ＩＣタグを識別子Ｂにより特定することができる。
【００５２】
＜第二の実施の形態＞
本実施の形態の移動体位置推定システムＳｙｓ２は、ＲＳＳ方式やＴＤＯＡ方式などの既存の推定手段の精度を高めることが可能なものである。固定ＩＣタグと移動ＩＣタグとリーダは上記実施の形態のものとほぼ同一であるため説明を省略する。固定ＩＣタグとリーダは、後述する第一の推定手段Ｓ１０及び第二の推定手段Ｓ２０による位置推定が可能なように配置される。
【００５３】
図８は、コンピュータシステムＰＣの機能を説明するブロック図である。コンピュータシステムＰＣは、移動ＩＣタグの位置を推定する第一の推定手段Ｓ１０と第二の推定手段Ｓ２０と合成手段Ｓ３０を備える。第一の推定手段Ｓ１０は第二の推定手段Ｓ２０と異なる推定方法を実行するものである。そして、合成手段Ｓ３０が第一の推定手段Ｓ１０の推定結果と第二の推定手段Ｓ２０の推定結果を合成することにより、最終的に移動ＩＣタグの位置が推定される。
【００５４】
第一の推定手段Ｓ１０は、ＴＤＯＡ方式、Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ方式、ＲＳＳ方式などの既存の推定方法を用いた推定手段であり、算出された位置情報、及び、推定対象となった移動ＩＣタグの識別子が、後述する合成手段Ｓ３０に引き渡される。
【００５５】
第二の推定手段Ｓ２０は、受信手段ｓ１、記録手段ｓ２、検出手段ｓ３、位置特定手段ｓ４、算出手段ｓ５を備える。これらの各手段は、上記実施の形態とほぼ同一であるため説明を省略する。第二の推定手段Ｓ２０からは、算出手段ｓ５により算出された移動ＩＣタグの位置と、検出手段ｓ３により検出された移動ＩＣタグの識別子が合成手段Ｓ３０に引き渡される。
【００５６】
合成手段Ｓ３０は、第一の推定手段Ｓ１０の推定結果と第二の推定手段Ｓ２０の推定結果を合成する機能を備える。詳細には、第一の推定手段Ｓ１０から引き渡された移動ＩＣタグの位置情報とその移動ＩＣタグの識別子、及び、第二の推定手段Ｓ２０から引き渡された移動ＩＣタグの位置情報とその移動ＩＣタグの識別子とから、識別子が同一である移動ＩＣタグの各位置情報を合成し、その合成結果をその移動ＩＣタグの位置として出力する。第二の推定手段Ｓ２０の推定対象となった移動ＩＣタグを識別子により特定できるため、第一の推定手段Ｓ１０の推定結果と第二の推定手段Ｓ２０の推定結果について推定対象の一致を図ることができ、両推定結果を合成することが可能となる。第一の推定手段Ｓ１０としてＲＳＳ方式等の既存の推定方法を用いる場合でも、第二の推定手段Ｓ２０を組み合わせることにより低コストにて推定精度を高めることが可能である。
【００５７】
第一の推定手段Ｓ１０の推定結果と第二の推定手段Ｓ２０の推定結果の合成は、各推定手段Ｓ１０，Ｓ２０に応じて適切な方法を用いれば良い。たとえば、図９に示すように、第一の推定手段として、リーダＲ１〜Ｒ３に受信される移動ＩＣタグＢ１からの電磁波を利用し、ＲＳＳ方式等のＬａｔｅｒａｔｉｏｎ法による推定方法を実行する場合、推定結果として移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ１０（破線領域の重複範囲である点線で示される領域）が得られる。一方、第二の推定手段として、各リーダＲ１〜Ｒ３に受信される固定ＩＣタグＡ１〜Ａ３及び移動タグＢ１からの電磁波の強度の変化を利用し、移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ２０（円錐形状の領域）が得られる。合成手段Ｓ３０は、各推定結果である移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ１０と位置ｔ２０との重複位置ｔ３０（太線で示される領域）を、移動体の位置とする。具体的には、第一の推定手段Ｓ１０は下記式４を用いて移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ１０を数式として算出し、第二の推定手段は上記式１又は式２及び式３を用いて移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ２０を数式として算出し、合成手段Ｓ３０は各推定手段Ｓ１０，Ｓ２０により得られた数式を連立させることにより各推定結果を合成し、移動ＩＣタグＢ１の位置ｔ３０を算出する。また、他の合成方法として、例えば、第一の推定手段又は第二の推定手段のいずれか一方により位置の情報としてパーティクルフィルタのような確率分布が得られる場合は、もう一方の推定手段により算出された位置ｔ１０又は位置ｔ２０に、得られた確率分布を重ね合わせ、重み付けにより位置ｔ３０を算出する。
【式４】
【００５８】
ｄｒ：リーダｒと移動ＩＣタグまでの距離
ｆ（ｘ）：電磁波強度又は時間差から距離を求める関数
ｅｒ：リーダｒで受信した電磁波強度
ｘｒ、ｙｒ、ｘｒ：リーダｒの位置
ｘｂ、ｙｂ、ｚｂ：移動ＩＣタグの位置
【００５９】
なお、各推定手段Ｓ１０，Ｓ２０の推定結果に重複領域がない場合は、両方の推定結果を出力するようにしても良いし、いずれか一方の推定結果を出力するようにしても良い。
【００６０】
この移動体位置推定システムＳｙｓ２は次の通り動作して、本発明の移動体位置推定方法を実現する。第一の推定手段Ｓ１０及び第二の推定手段Ｓ２０による第一の推定ステップと第二の推定ステップとが実行され（第一の推定ステップ、第二の推定ステップ）、合成手段３０によりその推定結果を合成する（合成ステップ）。各ステップの詳細は上記各手段による処理となるため、詳細な説明は省略する。
【００６１】
＜実験＞
第二の実施の形態について、実験により、その有効性を確認した。第一の推定手段Ｓ１０として既存のＲＳＳ方式の推定を実行するものとし、第二の推定手段として上記第一の実施の形態の算出手段による位置の算出にパーティクルフィルタを採用し、これを本発明の移動体位置推定システムとした。その比較例として、ＲＳＳ方式の推定のみを実行するシステムを用いた。図１０に示すように、縦４ｍ、横８ｍの二次元領域にリーダを一つ、固定ＩＣタグを三つ配置した。そして、一つの移動体（本実験では一人の人）に移動ＩＣタグを付し、この領域を移動させ、本発明の移動体位置推定システムと比較例により移動ＩＣタグの位置の推定を行った。図１１は、各々について、推定結果の誤差の平均値をグラフ化して示す図である。比較例による推定誤差は７２５．８６ｍｍであるのに対し、本発明の移動体位置推定システムによる推定誤差は６０２．９２ｍｍであった。本発明は比較例に比較して誤差が約１２２．９４ｍｍ減、１７％減の推定精度を示した。従来、ＲＳＳ方式における精度向上は、リーダの数を増やす等により行われていた。これに対して、本発明によれば、リーダに比して低コストの固定ＩＣタグを設けることで、精度向上が実現できた。固定ＩＣタグの数を増やすことにより、さらなる精度の向上が図れるものと予想されるが、固定ＩＣタグはリーダに比して低コストであるため負担も小さい。また、既存のＲＳＳ方式の機器構成に、固定ＩＣタグを追加するのみで実現可能であるため、導入も容易である。したがって、非常に低コスト且つ容易に推定精度を向上できることが証明された。
【００６２】
なお、本発明の移動体位置推定システムは、例えば、次のように用いられる。百貨店などの店舗において、商品陳列棚に固定ＩＣタグを配置し、固定ＩＣタグに応じた位置にリーダーを配置し、移動ＩＣタグを買物客に携帯させる。これにより、どの買物客がどの商品の前に位置しているか把握することができ、位置に応じて商品情報を流したり、マーケティングに役立つ情報として位置情報を収集することも可能である。また、美術館等の施設内に設置して、施設内の案内に用いることもできる。さらに、移動ＩＣタグを鍵や携帯電話等の物品に付し、自宅内等の対象空間に固定ＩＣタグとリーダとを配置すれば、物品の位置が把握できるため、所望の物品の探索が可能となる。商品の流通過程において、施設内に固定ＩＣタグとリーダを配置し、商品に移動ＩＣタグを付し、商品の位置を把握可能とすれば、商品を識別可能であるため商品管理に有効である。
【００６３】
以上、本実施の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の基本原理を説明する説明図である。
【図２】第一の実施の形態の移動体位置推定システムの全体を説明する説明図である。
【図３】上記実施の形態のコンピュータシステムの機能ブロック図である。
【図４】上記実施の形態の電磁波変化情報を概念的に説明する説明図である。
【図５】上記実施の形態の検出手段を概念的に説明する説明図である
【図６】上記実施の形態の検出手段の動作を説明する説明図である。
【図７】上記実施の形態の算出手段を概念的に説明する説明図である。
【図８】第２の実施の形態のコンピュータシステムの機能ブロック図である。
【図９】上記実施の形態の第一の推定手段と第二の推定手段との組み合わせによる位置の算出を説明する説明図である。
【図１０】上記実施の形態の移動体位置推定システムを用いた実験について説明する説明図である。
【図１１】上記実験結果をグラフ化して示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｓｙｓ１，Ｓｙｓ２ 移動体位置推定システム
Ａ１〜Ａ６ 固定ＩＣタグ
Ｂ１，Ｂ２ 移動ＩＣタグ
Ｒ１，Ｒ２ リーダ
ＰＣ コンピュータシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムとを備え、
前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有し、
前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有し、
前記コンピュータシステムは、
前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録手段と、
前記記録手段により記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された位置を前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として出力する出力手段とを備えることを特徴とする移動体位置推定システム。
【請求項２】
空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムとを備え、
前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有し、
前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有し、
前記コンピュータシステムは、
互いに異なる推定方法により前記移動ＩＣタグの位置を推定する第一の推定手段と第二の推定手段と、当該第一の推定手段の推定結果と当該第二の推定手段の推定結果を合成する合成手段を備え、
前記第二の推定手段として、
前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録手段と、
前記記録手段により記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定手段と、
前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として、前記特定手段により特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出手段とを備えることを特徴とする移動体位置推定システム。
【請求項３】
前記算出手段は、前記所定の規則として、前記検出手段により検出された固定ＩＣタグとリーダの各位置を結ぶ直線を含む所定領域を移動体の位置とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の移動体位置推定システム。
【請求項４】
前記算出手段は、前記所定の規則として、前記検出手段により検出された固定タグとリーダの組が複数の場合は、各組ごとに前記移動ＩＣタグの位置を算出し、当該算出された各位置の重複領域を移動体の位置とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の移動体位置システム。
【請求項５】
空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムを用いる移動体位置推定方法であり、
前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有するものであり、
前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有するものであり、
前記コンピュータシステムにより、
前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにより受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録ステップと、
前記記録ステップにより記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定ステップと、
前記特定ステップにより特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出ステップと、
前記算出手段により算出された位置を前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として出力する出力ステップとを実行することを特徴とする移動体位置推定方法。
【請求項６】
空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムを用いる移動体位置推定方法であり、
前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有するものであり、
前記各リーダにより前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有するものであり、
前記コンピュータシステムにより、
互いに異なる推定方法により前記移動ＩＣタグの位置を推定する第一の推定ステップと第二の推定ステップと、当該第一の推定ステップと第二の推定ステップによる推定結果を合成する合成ステップを実行し、
前記第二の推定ステップは、
前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにより受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録ステップと、
前記記録ステップにより記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定ステップと、
前記検出ステップにより検出された移動ＩＣタグの位置として、前記特定ステップにより特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出ステップとを備えることを特徴とする移動体位置推定方法。
【請求項１】
空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムとを備え、
前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有し、
前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有し、
前記コンピュータシステムは、
前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録手段と、
前記記録手段により記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された位置を前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として出力する出力手段とを備えることを特徴とする移動体位置推定システム。
【請求項２】
空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムとを備え、
前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有し、
前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有し、
前記コンピュータシステムは、
互いに異なる推定方法により前記移動ＩＣタグの位置を推定する第一の推定手段と第二の推定手段と、当該第一の推定手段の推定結果と当該第二の推定手段の推定結果を合成する合成手段を備え、
前記第二の推定手段として、
前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録手段と、
前記記録手段により記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定手段と、
前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として、前記特定手段により特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出手段とを備えることを特徴とする移動体位置推定システム。
【請求項３】
前記算出手段は、前記所定の規則として、前記検出手段により検出された固定ＩＣタグとリーダの各位置を結ぶ直線を含む所定領域を移動体の位置とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の移動体位置推定システム。
【請求項４】
前記算出手段は、前記所定の規則として、前記検出手段により検出された固定タグとリーダの組が複数の場合は、各組ごとに前記移動ＩＣタグの位置を算出し、当該算出された各位置の重複領域を移動体の位置とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の移動体位置システム。
【請求項５】
空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムを用いる移動体位置推定方法であり、
前記各固定ＩＣタグと移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有するものであり、
前記各リーダは前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有するものであり、
前記コンピュータシステムにより、
前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにより受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録ステップと、
前記記録ステップにより記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定ステップと、
前記特定ステップにより特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出ステップと、
前記算出手段により算出された位置を前記検出手段により検出された移動ＩＣタグの位置として出力する出力ステップとを実行することを特徴とする移動体位置推定方法。
【請求項６】
空間に配置される一つ以上の固定ＩＣタグと、各移動体に付される移動ＩＣタグと、空間に配置されて前記固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグと電磁波により通信可能なリーダと、当該リーダと通信可能なコンピュータシステムを用いる移動体位置推定方法であり、
前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグは少なくとも自己の識別子を送信する手段を有するものであり、
前記各リーダにより前記各固定ＩＣタグ及び移動ＩＣタグから前記識別子を受信する手段と、当該識別子及びそれに対応するＩＣタグからの電磁波の強度を示す電磁波強度情報を自己の識別子とともに出力する手段を有するものであり、
前記コンピュータシステムにより、
互いに異なる推定方法により前記移動ＩＣタグの位置を推定する第一の推定ステップと第二の推定ステップと、当該第一の推定ステップと第二の推定ステップによる推定結果を合成する合成ステップを実行し、
前記第二の推定ステップは、
前記各リーダから出力された前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにより受信した前記リーダの識別子とＩＣタグの識別子と電磁波強度情報を関連付けて電磁波変化情報として記録する記録ステップと、
前記記録ステップにより記録された電磁波変化情報を参照し、同一リーダにより電磁波が受信される固定ＩＣタグと移動ＩＣタグのなかで、当該リーダにより受信される電磁波の強度が所定のタイミングで変化する固定ＩＣタグと移動ＩＣタグを当該リーダとともに検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された固定ＩＣタグの位置とリーダの位置を特定する特定ステップと、
前記検出ステップにより検出された移動ＩＣタグの位置として、前記特定ステップにより特定された固定ＩＣタグの位置と当該リーダの位置から所定の規則に基づいて前記移動ＩＣタグの位置を算出する算出ステップとを備えることを特徴とする移動体位置推定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１９２３８１（Ｐ２００９−１９２３８１Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３４６６（Ｐ２００８−３３４６６）
【出願日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願人】（３０４０２４４３０）国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 (169)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願人】（３０４０２４４３０）国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 (169)
【Ｆターム（参考）】
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