ＩＤタグ群の位置検知装置及びその方法
【課題】
本発明は、エンドデバイスとしてのＩＤタグ間にける通信が行えないような場合であっても、屋内において、超小型のパウダー状のＩＤタグの位置を検出することを可能とするものである。
【解決手段】
本発明のＩＤタグ群の位置検知装置は、複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダと、前記ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶する記憶部と、前記ＩＤタグリーダにおける異なる読み取り操作によって読み取られた複数回の複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定する推定部と、を有することを特徴とする。
本発明は、エンドデバイスとしてのＩＤタグ間にける通信が行えないような場合であっても、屋内において、超小型のパウダー状のＩＤタグの位置を検出することを可能とするものである。
【解決手段】
本発明のＩＤタグ群の位置検知装置は、複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダと、前記ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶する記憶部と、前記ＩＤタグリーダにおける異なる読み取り操作によって読み取られた複数回の複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定する推定部と、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、複数のＩＤタグの位置を検出するＩＤタグ群の位置検知装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＤタグの位置を検出する方法の一例として特許文献１がある。道路などに埋め込んだＩＤタグ入りの点字ブロックの位置を、ＧＰＳを用いて測量し、ＩＤ情報と位置情報との紐付けを行っている。本方法は、ＧＰＳを用いて良好に測位できる屋外では効率的にＩＤ情報と位置情報との紐付けを行う事ができる。
【０００３】
また、ＩＤタグの通信接続状態よりＩＤタグの位置を推定する方法が、非特許文献１に記載されている。この手法はＩＤタグのノード（文献中ではオブジェクト）同士が通信を行える仕組みを保有し、その通信ネットワークの形状（ネットワークトポロジー）より、ノードの位置を推定する方法である。
【０００４】
この方法は、位置が分かる静止ノードを基準に、ネットワークトポロジーの形状をバネモデルで変形するため、静止ノード以外のノードでも位置を推定できるものである。従って、ノード毎に位置を計測する必要はない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１７０１９１号公報
【非特許文献１】中村嘉幸志他 「実世界での局所的位置関係とトポロジーを用いた情報支援に向けて」The 20th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2006.iF2-03
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１の記載の技術では、屋内のようにＧＰＳを補足できない場所では、この方法を用いることは出来ない。
【０００７】
更に、点字ブロックのように、比較的大きく、数もそれほど多くないＩＤタグの場合、一つ一つのＩＤタグの位置を計測し、紐付けすることはできるが、超小型のパウダー状のＩＤタグを使用する場合には、一つ一つのＩＤタグのＩＤ情報を読み込み、位置を検知することは非常に多くの手間がかかってしまう。
【０００８】
また、非特許文献１に記載の技術では、ネットワークトポロジーを生成するためには、ノード間における通信を確立する必要があり、パッシブ型のＩＤタグのように、ＩＤタグ間における通信を行えないようなＩＤタグではこの方法を用いることができない。
【０００９】
そこで、本発明は、エンドデバイスとしてのＩＤタグ間にける通信が行えないような場合であっても、屋内において、超小型のパウダー状のＩＤタグの位置を検出することを可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明における一実施態様であるＩＤタグ群の位置検知装置は、複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダと、ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶する記憶部と、ＩＤタグリーダにおける異なる読み取り操作によって読み取られた複数回の複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定する推定部と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の一実施態様であるＩＤタグ群の位置検知方法は、複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダを用いて、同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶し、ＩＤタグリーダを用いて、複数回、異なる読み取り操作によって読み取られた複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定することを特徴とするものである。
【００１２】
そして、複数のＩＤタグの位置を推定する際に、ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を一単位として、その接続関係から仮想ノードを形成し、複数のＩＤタグの位置を推定することが好ましい。
【００１３】
また、複数のＩＤタグの位置を推定する際に、位置情報が既知である特定のＩＤタグがある場合には、その位置情報を利用して、接続関係を補正することが好ましい。
【００１４】
また、接続関係の拘束条件として、読み取り高さ及び読み取り範囲を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、エンドデバイスとしてのＩＤタグ間にける通信が行えないような場合であっても、屋内のようなＧＰＳが補足できない場所であっても、超小型のパウダー状のＩＤタグの位置を検出することを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の最良の形態を、図面を用いて実施例にて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に、本実施例において、ＩＤタグの位置を推定し登録するためのＩＤタグ群の位置検知装置の一例を示す。
【００１８】
１はＩＤタグ、３はＩＤタグ１を読み取るためのアンテナ、４は複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダである。
【００１９】
ここで用いているＩＤタグ１は、ＩＤタグリーダ４からの読み取り信号に対して、自分のＩＤ番号等のＩＤタグ情報を返信するタイプのＩＤタグである。従って、ＩＤタグ間での通信は出来ないことを想定している。
【００２０】
例えば、バッテリ等の電源を搭載せず、外部からの電磁波，磁場，電場，光等による電力供給により、動作するパッシブ型のＲＦＩＤタグなどが、本ＩＤタグに該当する。パッシブ型のＲＦＩＤタグは読み取り信号を利用して電力を供給されるために読み取り信号がない状態ではＩＤタグ間で通信を行う事ができない。また、電源を搭載するＩＤタグでも末端に位置するＩＤタグ（エンドデバイス）においても通信できない物も存在する（ZigBeeなどの例）。このようなＩＤタグも本ＩＤタグに該当する。
【００２１】
また、超小型のバーコード（符号化された画像パターン）もこのＩＤタグに含まれる。この場合、環境光あるいはＩＤタグリーダ４が発射した光に基づいて、イメージセンサ等を用いて、画像パターンを読み取り記録されたＩＤ情報を読み込む。
【００２２】
さらに、本実施例においては、超小型のパウダー状（例えば、大きさが０.１mm以下）のＩＤタグを想定している。
【００２３】
２は、アンテナ３を用いて読み取れるＩＤタグの領域を示している。１回の読み取り操作で読み取る事ができる領域を表している。また、領域内の複数のＩＤタグの情報を同時（一回の読み取り操作単位）に読み取る事ができる事を想定している。
【００２４】
５は、各読み取り操作毎に読み取れたＩＤタグの情報を記憶する記憶部である。１回の読み取り操作で読み取ったＩＤタグ群の情報（ＩＤ情報や書き込まれているその他の情報）を各読み取り操作毎に記憶する。この記憶部５は、ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶するものである。
【００２５】
この読み取り操作を行う単位を仮想ノードと定義し、操作を識別するＩＤを仮想ノードＩＤと定義する。
【００２６】
そして、複数のＩＤタグの位置を推定する際には、ＩＤタグリーダ４によって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を一単位として、仮想ノードを形成し用いる。
【００２７】
７は、ＩＤタグ配置トポロジー推定部である。異なる読み取り操作で読み取ったタグの中で共重複するＩＤタグを検索し、ＩＤタグの配置位置や仮想ノードとのネットワーク的なつながりなどの推定処理を行う部分である。
【００２８】
つまり、この記憶部は、ＩＤタグリーダ４における異なる読み取り操作によって読み取られた複数回の複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定するものである。
【００２９】
６はＩＤタグ配置トポロジー記憶部である。ＩＤタグ配置トポロジー推定部７で推定した結果を登録する記憶部である。
【００３０】
８は、絶対位置の設定部である。この設定部８は、仮想ノードあるいはＩＤタグの絶対位置を入力する入力部である。この入力は、全てのＩＤタグあるいは仮想ノードに対して行う必要はなく、特徴的な場所に存在するＩＤタグや仮想ノードの絶対位置を入力すればよい。
【００３１】
９は、ＩＤタグ配置表示部であり、ＩＤタグ配置トポロジー記憶部６で記憶されている情報表示を行うものである。
【００３２】
１０は、ＩＤタグ配置トポロジー記憶部６で記憶されている情報を利用するＩＤタグ配置利用アプリケーション部であり、位置検知アプリケーションなどがこれに対応する。
【００３３】
１１は、既に位置が分かっているＩＤタグのＩＤ及び位置情報の記憶部である。
【００３４】
１２は、絶対位置の設定部８に絶対位置を入力する絶対位置の入力手段である。
【００３５】
次に、ＩＤタグ配置トポロジー推定部７の処理の流れを、図２を用いて説明する。
【００３６】
２０は、ＩＤタグの読み取り処理ブロックである。これは、図１のＩＤタグリーダ４及びアンテナ３を用いて行う。
【００３７】
ここで、図３を用いて、読み取り処理について説明する。図３には、一回の読み取り操作で同時に読み取れる範囲を示す。３３の（１）はＩＤタグの位置及びＩＤ（＝（１））を表している。同様に（２）から（２０）もＩＤタグの位置及びＩＤを表している。３２，３４，３５，３６，３７，３８，３９，３０１は一回の読み取り操作で読み取れる範囲を示している。例えば、３２の読み取り範囲の場合は、タグ（１）（３）（４）（５）（６）が読み込める事を表している。
【００３８】
２１は、仮想ノードＩＤの発行ブロックである。ここでは、各読み込み操作を識別するためのＩＤを発行する。例えば、図３においては、３１のａが割り振られたＩＤである。
【００３９】
同様に、図３において、ｂ（３０２），ｃ（３０３），ｄ（３０４），ｅ（３０５），ｆ（３０６），ｇ（３０７），ｈ（３０８）も、読み取り操作３４，３５，３６，３７，３８，３９，３０１を行った場合の仮想ノードＩＤを表している。
【００４０】
２２は、同時に読み取ったＩＤタグの仮想ノードＩＤを親として登録する処理ブロックである。
【００４１】
図４に、仮想ノードＩＤを親とし、読み込んだＩＤタグを登録した様子を示す。仮想ノードＩＤのａ（３１）を親として（１）（３）（４）（５）（６）、ｂ（３０２）を親として（５）（６）（８）（９）（１０）のように登録する。これらの情報は、各読み取り単位毎に読み取れたＩＤタグの記憶部５に登録される。
【００４２】
２３の処理ブロックは、既に登録済みの仮想ノードＩＤとＩＤタグの関係（図１の記憶部５に記憶された情報）と、２２の処理ブロックで新たに読み込み、登録された仮想ノードＩＤとＩＤタグの関係（接続情報）よりネットワークトポロジーを生成するものである。
【００４３】
図５を用いて、生成されたネットワークトポロジーの様子を示す。図５では、ＩＤタグ及び仮想ノードが共に同じ平面にあると仮定し、２次元平面上でネットワークトポロジーを生成している。
【００４４】
ネットワークトポロジーの生成方法としては、仮想ノード及びＩＤタグのノードを共に同じノードとして扱い、各ノードを接続するリンクを、バネモデルやポテンシャルなどを利用して生成する。
【００４５】
ネットワークトポロジーは、センサネット等で一般的に利用されている技術である。しかし、全てのノードは実体があり、ノード間での双方向の通信が出来る事がネットワークトポロジー生成の前提となっている。ところが、ＩＤタグの場合、ＩＤタグ間で通信を行う事ができないために、ＩＤタグ単独ではネットワークトポロジーを生成する事ができない。そこで、本実施例では、実体のない仮想ノード（一時的に存在したノード）を中継してネットワークトポロジーを生成している。
【００４６】
２４の処理ブロックでは、仮想ノードまたはＩＤタグの位置が既知であるか否かを判定する。判定の結果、位置が既知である仮想ノードまたはＩＤタグがある場合には、２５，２６の処理ブロックで、ネットワークトポロジーの位置補正を行う。
【００４７】
ここで、仮想ノードが既知とは、ＩＤタグリーダ４の読み込み処理を行った場所が、測量等で既知となった場所や読み込んだ場所が地図上の特徴的な位置である場合などである。ＩＤタグの既知の位置とは、例えば測量点にＩＤタグを設置した場合や、設置したＩＤタグを測量した場合などが一例としてあげられる。
【００４８】
２５は、位置情報を設定する処理ブロックである。
【００４９】
仮想ノードの場合、処理ブロック２５における位置情報の設定は、読み込んだ場所で入力手段（図１の１２）などを用いて行ったり、読み込んだ場所を記録しておき、最後にまとめて入力したりしてもかまわない。
【００５０】
ＩＤタグの場合、予めＩＤタグの位置とＩＤ情報を計測し、記憶部（図１の１１）に登録しておき、記憶されたＩＤタグが読み込まれた時に、記憶部（図１の１１）の情報を参照して、位置情報を設定してもかまわない。
【００５１】
２６のネットワークトポロジーの位置補正処理ブロックでは、既知の仮想ノード或はＩＤタグの位置を既知の位置に固定し、ネットワークトポロジーを再計算する。
【００５２】
図６は、図５のネットワークトポロジーを既知の仮想ノードを用いて、位置補正を行った例である。ここでは、６２の仮想ノードｅ，６１のＩＤタグ（６），６３のＩＤタグ（１９），６４のＩＤタグ（１４）の位置が既知である場合の例である。
【００５３】
本処理により、位置が既知のノード６１，６２，６３，６４が固定される。固定されない他のノードは固定点をメッシュの頂点として引き伸ばされ、図６のような位置を反映したメッシュ構造になる。
【００５４】
図５では、ネットワークのトポロジーなので、各ノードの位置は実際の位置を反映していないが、図６では、固定点を基準にその他のノードの位置は実際のノードの位置に近い位置となっている。
【００５５】
精度を向上させるためには、（１）既知の位置のノードの数を増やす、（２）仮想ノード（位置は既知でない）の数を増やす、ことが好ましい。
【００５６】
このように、複数のＩＤタグの位置を推定する際には、位置情報が既知である特定のＩＤタグがある場合には、その位置情報を利用して、接続関係を補正することができる。
【００５７】
なお、処理ブロック２４において、判定の結果、位置が既知である仮想ノードまたはＩＤタグがない場合には、読み取り場所を移動する処理を行う処理ブロック２７に進む。
【００５８】
これにより、位置の分からないＩＤタグが多数存在しても、代表的な仮想ノードＩＤの位置や位置が分かっているＩＤタグがある程度存在していれば、その他のＩＤタグの位置をより正確に推定する事が可能になる。
【００５９】
このように、本実施例では、複数のＩＤタグを同時に読取可能なＩＤタグリーダで一括読み取りを行い、読み取ったＩＤタグの群及び一括読取ＩＤを登録し、この操作を複数行い、重複しているＩＤタグを用いて、一括読取ＩＤ間の接続関係を推定し、この推定結果とＩＤタグリーダ間の接続関係を用いて、一括読取ＩＤとＩＤタグのネットワークトポロジーを生成するため、ばら撒かれた大量のＩＤタグの位置情報を簡単に取得することができると共に、パッシブＩＤタグのようにＩＤタグ間で通信できない場合でもＩＤタグ間のネットワークトポロジーを生成することができる。
【００６０】
そして、ネットワークトポロジーより各ＩＤタグの位置を推定するので、ＩＤタグ毎に位置を測量する必要がなく、パッシブＩＤタグのようにＩＤタグ間でネットワークリンクを生成できない場合でも、一括読取リＩＤを仮想ノードとしたネットワークリンクを生成できるため、全体のネットワークトポロジーが生成可能になる。
【実施例２】
【００６１】
実施例１では、位置が既知である仮想ノード或はＩＤタグの位置情報のみを拘束条件として、位置を考慮してネットワークトポロジーを生成していた。
【００６２】
本実施例では、これに加えて、読み取りアンテナの高さ、ＩＤタグの読み取れる範囲を拘束条件として、ＩＤタグの位置登録精度を高める方法について述べる。
【００６３】
図７に、実際にＩＤタグを読み取る場合の様子を示す。
【００６４】
アンテナ３は、角度θ（７１）の指向性がある。従って、アンテナ３の読み取り高さｈ（７２）の場合、読み取れる幅（範囲）はｗ（７３）のようになる。
【００６５】
なおｗは、ｈを変数とした関数になっている。実施例１ではｈ，θ，ｗを考慮しないで、ネットワークトポロジーを作成したが、これらを制約条件として考慮し、ネットワークトポロジーを求める事により、ＩＤタグの位置精度の向上を図ることが出来る。
【００６６】
図８に、ｈとｗとを考慮して、生成したネットワークトポロジーの生成例を示す。
【００６７】
これにより、計測条件に近いネットワークトポロジーを生成する事が可能になり、未知のＩＤタグの位置を精度良く推定する事が出来るようになる。
【００６８】
このように、接続関係の拘束条件として、読み取り高さ（ｈ）及び読み取り範囲（ｗ）を用いたＩＤタグ群の位置検知装置を用いることが好ましい。
【００６９】
図９に、本実施例で使用するＩＤタグ群の位置検知装置の一例を示す。
【００７０】
９１がＩＤタグ群の位置検知装置（計測装置）であり、アンテナ３をアーム等で固定し、地上高を保つ仕掛けになっている。移動は車輪９２等を用いる。計測装置９１を用いて、未知のＩＤタグ１が塗布されている領域をまんべんなく移動する事により、ＩＤタグ１の位置登録を行う事が出来る。
【００７１】
なお、計測装置９１のような装置を一例として述べたが、拘束条件として読み取り高さ（ｈ）と読み取り範囲（ｗ）が分かれば良いので、アンテナ３の高さを計測できる計測器を取り付け、人や車両等に取り付けて計測してもかまわない。
【００７２】
以上、実施例２によれば、読み取り高さと読み取り範囲を拘束条件として追加する事により、実施例１よりも更に高精度で未知のＩＤタグの位置登録が可能になる。
【実施例３】
【００７３】
本実施例では、アンテナ３の位置を計測する装置を追加し、未知のＩＤタグの位置登録精度を高精度化する方法について述べる。
【００７４】
図１０が本実施例の構成図である。
【００７５】
図１０は、図１に、相対位置計測手段１０１及び絶対位置計測手段１０２を追加した構成になっている。
【００７６】
相対位置計測手段１０１とは、慣性航法装置などのようにある位置を基準に距離と方向を検知する装置などである。
【００７７】
絶対位置計測装置１０２とは、ＧＰＳなどのような地球座標系を基準にした絶対位置検出装置や建物の中に置かれた赤外線ビーコン・無線ビーコンなどのように建物座標系での絶対位置検知装置などである。
【００７８】
図１１に、図９の計測装置９１に、慣性航法装置を取り付け、移動軌跡を検出した例を示す。
【００７９】
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５は、ＩＤタグの読み取り操作を行った場所、つまり仮想ノードの位置を示す。１１９は、検知した移動軌跡である。
【００８０】
実施例１では、特定の仮想ノードの位置を指定する事ができたが、慣性航法装置を取り付ける事により、全ての仮想ノードの位置を検知する事が出来る。つまり、ネットワークトポロジー上の全ての仮想ノードの位置を固定できるので、それに接続されているＩＤタグのノードの位置も高精度に推定可能になる。
【００８１】
なお、慣性航法装置を用いる場合、時間経過と共に誤差が蓄積する問題が発生する。既知の位置の仮想ノード或はＩＤタグを用いて絶対位置の補正を行い、誤差のキャンセルも可能である。
【００８２】
また、移動軌跡より仮想ノードの位置を求めていた方法では、誤差が蓄積すると信頼できない位置検知情報となってしまう可能性があった。そのような場合には、仮想ノード間の移動ベクトルを用いて、仮想ノードの位置決定も可能である。
【００８３】
１１６は、１１２の仮想ノードの読み取り操作を行った場所、１１７は、１１３の仮想ノードの読み取り操作を行った場所である。１１６及び１１７の位置の信頼性が低い場合には、２点間の移動ベクトル１１８を用いて、仮想ノード間の相対的な位置を決定し、バネモデルなどを用いて仮想ノードの位置を決定する事も可能である。
【００８４】
本実施例を実行するための処理の流れを図１２に示す。図２に、位置計測装置で位置を計測するブロック１２１を追加している。
【００８５】
処理ブロック２４で、位置が既知の仮想ノードを検知した場合には、図１と同様に登録してある位置情報を参照する。位置が未知の場合には、処理ブロック１２１の位置検知装置で計測した位置情報を用いて、処理ブロック２６のネットワークトポロジーを生成する処理を行うようになっている。
【００８６】
このように、ＩＤタグ読み取り時に、相対位置検知装置あるいは絶対位置検知装置を用いて、読み取り位置を検知し、接続関係の拘束条件とすることが好ましい。
【００８７】
以上、実施例３によれば、仮想ノードの位置を検知する装置を追加する事で、仮想ノードの位置が拘束条件となるため、更に高精度で未知のＩＤタグの位置登録が可能になる。
【実施例４】
【００８８】
本実施例では、位置登録したＩＤタグの配置情報を利用し、位置を検知する手法について述べる。
【００８９】
図１３が、位置検知装置の構成図である。３はアンテナ、４はＩＤタグリーダであり、ＩＤタグの位置登録に用いた装置と同様の装置を用いている。
【００９０】
１３０は、各読み取り単位（１回）毎に読み取れたＩＤタグの記憶部、６は、ＩＤタグ配置トポロジー記憶部である。
【００９１】
１３１は、読み取り操作で取得したＩＤタグのＩＤ情報（記憶部１３０に記憶されたＩＤ情報）と、ＩＤタグ配置トポロジー記憶部６に記憶された情報とに基づいて、読み取り操作を行った位置を計算する位置計算部である。
【００９２】
１３２は、位置検知結果を表示する位置表示部である。
【００９３】
１３３は、位置検知結果を利用する位置利用アプリケーションである。
【００９４】
処理の流れを図１４に示す。
【００９５】
最初に、処理ブロック１４１では、ＩＤタグの読み取り操作を行う。処理ブロック１４１は、複数のＩＤタグの読み取り処理を行う。
【００９６】
処理ブロック１４２では、ＩＤタグ配置トポロジー記憶部より該当するＩＤタグの位置情報を取得する。
【００９７】
処理ブロック１４３では、同時に複数のＩＤタグが読み込まれるので、複数のＩＤタグの位置情報の重心を求める処理を行う。読み込まれた複数のＩＤタグの中の１つのＩＤタグの位置情報より、位置を求めても良いが重心を用いた場合の方が、精度が高い場合が多い。
【００９８】
最後に、処理ブロック１４４では、重心値を読み取った位置の位置情報として、計算した位置情報を出力する。
【００９９】
このように、生成したＩＤタグの配置情報を利用し、位置を検知することができる。
【０１００】
以上、本実施例によれば、既に位置登録してあるＩＤタグの情報をもとに読み取り地点の位置を検知できるようになる。
【実施例５】
【０１０１】
本実施例では、ケーブルなどの長尺物の位置を、ＩＤタグを利用して検知する手法について述べる。
【０１０２】
ケーブルなどの長尺物に、ＩＤタグを埋め込む目的は、（１）ケーブルを切断した後でもケーブルを識別すること、（２）ケーブルの長さ（端からの長さ）を検知すること、などである。従って、（１）ケーブル全体にどのようなＩＤのＩＤタグが埋め込まれているか、（２）各ＩＤタグがケーブルのどの位置に埋め込まれているか、を事前に登録しておく必要がある。
【０１０３】
本実施例では、この目的を実現するための方法について述べる。
【０１０４】
図１５は、本実施例を実現するための構成図である。
【０１０５】
１５０は、ケーブル製造装置であり、芯線の製作や被服及びＩＤタグの貼り付けなどを行う。１５２は、製造されたＩＤタグ内蔵ケーブルである。表面或は被服内に、ＩＤタグ１が挿入されている。１５３は、ＩＤタグ内蔵ケーブルを巻き取るケーブルボビンである。３はアンテナ、４はＩＤタグリーダ、１５５は、ケーブルの移動距離を検知する位置検知センサ（ロータリーエンコーダなど）、１５６は、位置検知センサの出力値より位置検知を行う位置検知装置、１５１は、ＩＤタグ配置順序推定部、１５４は、推定した結果を記憶するＩＤタグ配置記憶部である。
【０１０６】
図１６は、ケーブル製造装置１５０から出力されたケーブル内のＩＤタグを読み取る様子を表している。
【０１０７】
１７１，１７２，１７３，１７４，１７５は、各読み取り操作で読み取ったＩＤタグの領域を表している。読み取り順序方向に一定間隔（Δｄ）で読み取り領域が重複するように読み取って行く。
【０１０８】
図１７は、実施例３と同様の手法で、仮想ノードの位置を固定して、ネットワークトポロジーを生成した例である。
【０１０９】
１８１〜１８５が、仮想ノードの位置、（１）〜（２０）はＩＤタグの位置である。Δｄが大きいため、図１７に示したものでは、同じ位置に複数のＩＤタグが存在しているが、Δｄを小さくすれば重複させないことも出来る。ただし、読み込み回数が増加するため、アプリケーション側で要求する読み取り精度とのトレードオフになる。
【０１１０】
また、同一ロットのケーブルの場合、位置情報と同時にロットＩＤなども登録する。このロットＩＤは、将来、ケーブルが切断されても識別したり、両端のＩＤタグを読み込み、同じケーブか否かの判断にも使う。
【０１１１】
図１８は、登録したＩＤタグの利用シーンを表している。先端位置のＩＤタグ１９０を読み込めばケーブルの種類（ロットＩＤ）がわかる。また、ＩＤタグ１９２を読み込む事により、ケーブルの先端が見えない場合でも、ＩＤタグ１９０につながっているケーブルである事が識別できる。なお、途中で切断した場合には、切断場所のＩＤタグ情報をデータベースに登録する事により、判別可能である。
【０１１２】
また、ＩＤタグ１９１の位置のＩＤタグを読み込み、実施例４と同様の位置検知処理を行う事により、ケーブル先端（ＩＤタグ１９０）からの長さＬを検知する事ができる。
【０１１３】
以上、本実施例によれば、ケーブルに埋め込まれたＩＤタグを使い、ケーブルの識別及びケーブルの長さ検知が可能になる。
【０１１４】
このように、本実施例は、１次元の長尺物でも利用することができる。
【実施例６】
【０１１５】
本実施例ではＩＤタグが本来あるべき位置から剥がれて別な場所に張り付いた場合の対策について述べる。
【０１１６】
図１９に示すように、ケーブルの識別やケーブルの長さを検知するためにケーブル１５２に埋め込まれたＩＤタグ１や別な場所に設置したＩＤタグが本来の目的のために床に設置されているＩＤタグと混在してしまう場合が生じる。ＩＤタグの混在によりＩＤタグ配置トポロジー記憶部（６）に登録されたＩＤ以外のＩＤタグが読み込まれる事になり位置の推定に支障をきたす場合が生じる。
【０１１７】
このような場合、同時に読み込んだＩＤタグ間の距離を登録されているＩＤタグの位置より距離を算出しＩＤタグリーダの読み取り範囲よりも外側にある場合、そのＩＤタグを異物タグと判定する。あるいはＩＤタグ配置トポロジー記憶部（６）のパターン比較して差分部分を異物タグと判定する。判定された異物タグを位置推定処理より省く事により位置推定の支障を回避することができる。
【０１１８】
このように本発明は、ＩＤタグを用いて位置・場所を検知する手法であり、（１）設置されたＩＤタグの位置を登録する方法、（２）読み込んだＩＤ情報と登録されたＩＤタグの位置情報より位置を検知する方法、（３）ＩＤタグの剥離などにより登録した位置以外にＩＤタグが移動した事を検知する方法に関するものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、ＩＤタグを用いた位置検知やケーブル等の長尺物の長さ（位置）検知に利用する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】ＩＤタグの位置登録装置の一例を示す図。
【図２】ＩＤタグの位置登録方法の処理フローを示す図。
【図３】一回の読み取り操作で同時に読み取れる範囲の説明をする図。
【図４】仮想ノードＩＤを親として読み込んだＩＤタグを登録した様子を示す図。
【図５】生成されたネットワークトポロジーの様子を示す図。
【図６】ネットワークトポロジーを既知のノードを用いて位置補正を行った例を示す図。
【図７】ＩＤタグを読み取る場合の様子を示す図。
【図８】ｈとｗを考慮して生成したネットワークトポロジーの生成例を示す図。
【図９】計測装置の一例を示す図。
【図１０】ＩＤタグの位置登録装置の一例を示す図。
【図１１】計測装置に慣性航法装置を取り付け、移動軌跡を検出した例を示す図。
【図１２】処理の流れを示す図。
【図１３】ＩＤタグによる位置検知装置の一例を示す図。
【図１４】処理の流れを示す図。
【図１５】ケーブル埋め込みＩＤタグの位置登録装置の一例を示す図。
【図１６】ケーブル製造装置から出力されたケーブル内のＩＤタグを読み取る様子を示す図。
【図１７】仮想ノードの位置を固定してネットワークトポロジーを生成した例を示す図。
【図１８】登録したＩＤタグの利用シーンを示す図。
【図１９】異物タグを説明する図。
【符号の説明】
【０１２１】
１ ＩＤタグ
２ 読み取り範囲
３ アンテナ
４ ＩＤタグリーダ
５ 記憶部
６ ＩＤタグ配置トポロジー記憶部
７ ＩＤタグ配置トポロジー推定部
８ 絶対位置の設置部
９ ＩＤタグ配置表示部
１０ ＩＤタグ配置利用アプリケーション部
１１ 既に位置が分かっているＩＤタグのＩＤ及び位置情報の記憶部
１２ 絶対位置の入力手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＩＤタグの位置を検出するＩＤタグ群の位置検知装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＤタグの位置を検出する方法の一例として特許文献１がある。道路などに埋め込んだＩＤタグ入りの点字ブロックの位置を、ＧＰＳを用いて測量し、ＩＤ情報と位置情報との紐付けを行っている。本方法は、ＧＰＳを用いて良好に測位できる屋外では効率的にＩＤ情報と位置情報との紐付けを行う事ができる。
【０００３】
また、ＩＤタグの通信接続状態よりＩＤタグの位置を推定する方法が、非特許文献１に記載されている。この手法はＩＤタグのノード（文献中ではオブジェクト）同士が通信を行える仕組みを保有し、その通信ネットワークの形状（ネットワークトポロジー）より、ノードの位置を推定する方法である。
【０００４】
この方法は、位置が分かる静止ノードを基準に、ネットワークトポロジーの形状をバネモデルで変形するため、静止ノード以外のノードでも位置を推定できるものである。従って、ノード毎に位置を計測する必要はない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１７０１９１号公報
【非特許文献１】中村嘉幸志他 「実世界での局所的位置関係とトポロジーを用いた情報支援に向けて」The 20th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2006.iF2-03
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１の記載の技術では、屋内のようにＧＰＳを補足できない場所では、この方法を用いることは出来ない。
【０００７】
更に、点字ブロックのように、比較的大きく、数もそれほど多くないＩＤタグの場合、一つ一つのＩＤタグの位置を計測し、紐付けすることはできるが、超小型のパウダー状のＩＤタグを使用する場合には、一つ一つのＩＤタグのＩＤ情報を読み込み、位置を検知することは非常に多くの手間がかかってしまう。
【０００８】
また、非特許文献１に記載の技術では、ネットワークトポロジーを生成するためには、ノード間における通信を確立する必要があり、パッシブ型のＩＤタグのように、ＩＤタグ間における通信を行えないようなＩＤタグではこの方法を用いることができない。
【０００９】
そこで、本発明は、エンドデバイスとしてのＩＤタグ間にける通信が行えないような場合であっても、屋内において、超小型のパウダー状のＩＤタグの位置を検出することを可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明における一実施態様であるＩＤタグ群の位置検知装置は、複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダと、ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶する記憶部と、ＩＤタグリーダにおける異なる読み取り操作によって読み取られた複数回の複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定する推定部と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の一実施態様であるＩＤタグ群の位置検知方法は、複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダを用いて、同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶し、ＩＤタグリーダを用いて、複数回、異なる読み取り操作によって読み取られた複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定することを特徴とするものである。
【００１２】
そして、複数のＩＤタグの位置を推定する際に、ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を一単位として、その接続関係から仮想ノードを形成し、複数のＩＤタグの位置を推定することが好ましい。
【００１３】
また、複数のＩＤタグの位置を推定する際に、位置情報が既知である特定のＩＤタグがある場合には、その位置情報を利用して、接続関係を補正することが好ましい。
【００１４】
また、接続関係の拘束条件として、読み取り高さ及び読み取り範囲を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、エンドデバイスとしてのＩＤタグ間にける通信が行えないような場合であっても、屋内のようなＧＰＳが補足できない場所であっても、超小型のパウダー状のＩＤタグの位置を検出することを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の最良の形態を、図面を用いて実施例にて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に、本実施例において、ＩＤタグの位置を推定し登録するためのＩＤタグ群の位置検知装置の一例を示す。
【００１８】
１はＩＤタグ、３はＩＤタグ１を読み取るためのアンテナ、４は複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダである。
【００１９】
ここで用いているＩＤタグ１は、ＩＤタグリーダ４からの読み取り信号に対して、自分のＩＤ番号等のＩＤタグ情報を返信するタイプのＩＤタグである。従って、ＩＤタグ間での通信は出来ないことを想定している。
【００２０】
例えば、バッテリ等の電源を搭載せず、外部からの電磁波，磁場，電場，光等による電力供給により、動作するパッシブ型のＲＦＩＤタグなどが、本ＩＤタグに該当する。パッシブ型のＲＦＩＤタグは読み取り信号を利用して電力を供給されるために読み取り信号がない状態ではＩＤタグ間で通信を行う事ができない。また、電源を搭載するＩＤタグでも末端に位置するＩＤタグ（エンドデバイス）においても通信できない物も存在する（ZigBeeなどの例）。このようなＩＤタグも本ＩＤタグに該当する。
【００２１】
また、超小型のバーコード（符号化された画像パターン）もこのＩＤタグに含まれる。この場合、環境光あるいはＩＤタグリーダ４が発射した光に基づいて、イメージセンサ等を用いて、画像パターンを読み取り記録されたＩＤ情報を読み込む。
【００２２】
さらに、本実施例においては、超小型のパウダー状（例えば、大きさが０.１mm以下）のＩＤタグを想定している。
【００２３】
２は、アンテナ３を用いて読み取れるＩＤタグの領域を示している。１回の読み取り操作で読み取る事ができる領域を表している。また、領域内の複数のＩＤタグの情報を同時（一回の読み取り操作単位）に読み取る事ができる事を想定している。
【００２４】
５は、各読み取り操作毎に読み取れたＩＤタグの情報を記憶する記憶部である。１回の読み取り操作で読み取ったＩＤタグ群の情報（ＩＤ情報や書き込まれているその他の情報）を各読み取り操作毎に記憶する。この記憶部５は、ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶するものである。
【００２５】
この読み取り操作を行う単位を仮想ノードと定義し、操作を識別するＩＤを仮想ノードＩＤと定義する。
【００２６】
そして、複数のＩＤタグの位置を推定する際には、ＩＤタグリーダ４によって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を一単位として、仮想ノードを形成し用いる。
【００２７】
７は、ＩＤタグ配置トポロジー推定部である。異なる読み取り操作で読み取ったタグの中で共重複するＩＤタグを検索し、ＩＤタグの配置位置や仮想ノードとのネットワーク的なつながりなどの推定処理を行う部分である。
【００２８】
つまり、この記憶部は、ＩＤタグリーダ４における異なる読み取り操作によって読み取られた複数回の複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定するものである。
【００２９】
６はＩＤタグ配置トポロジー記憶部である。ＩＤタグ配置トポロジー推定部７で推定した結果を登録する記憶部である。
【００３０】
８は、絶対位置の設定部である。この設定部８は、仮想ノードあるいはＩＤタグの絶対位置を入力する入力部である。この入力は、全てのＩＤタグあるいは仮想ノードに対して行う必要はなく、特徴的な場所に存在するＩＤタグや仮想ノードの絶対位置を入力すればよい。
【００３１】
９は、ＩＤタグ配置表示部であり、ＩＤタグ配置トポロジー記憶部６で記憶されている情報表示を行うものである。
【００３２】
１０は、ＩＤタグ配置トポロジー記憶部６で記憶されている情報を利用するＩＤタグ配置利用アプリケーション部であり、位置検知アプリケーションなどがこれに対応する。
【００３３】
１１は、既に位置が分かっているＩＤタグのＩＤ及び位置情報の記憶部である。
【００３４】
１２は、絶対位置の設定部８に絶対位置を入力する絶対位置の入力手段である。
【００３５】
次に、ＩＤタグ配置トポロジー推定部７の処理の流れを、図２を用いて説明する。
【００３６】
２０は、ＩＤタグの読み取り処理ブロックである。これは、図１のＩＤタグリーダ４及びアンテナ３を用いて行う。
【００３７】
ここで、図３を用いて、読み取り処理について説明する。図３には、一回の読み取り操作で同時に読み取れる範囲を示す。３３の（１）はＩＤタグの位置及びＩＤ（＝（１））を表している。同様に（２）から（２０）もＩＤタグの位置及びＩＤを表している。３２，３４，３５，３６，３７，３８，３９，３０１は一回の読み取り操作で読み取れる範囲を示している。例えば、３２の読み取り範囲の場合は、タグ（１）（３）（４）（５）（６）が読み込める事を表している。
【００３８】
２１は、仮想ノードＩＤの発行ブロックである。ここでは、各読み込み操作を識別するためのＩＤを発行する。例えば、図３においては、３１のａが割り振られたＩＤである。
【００３９】
同様に、図３において、ｂ（３０２），ｃ（３０３），ｄ（３０４），ｅ（３０５），ｆ（３０６），ｇ（３０７），ｈ（３０８）も、読み取り操作３４，３５，３６，３７，３８，３９，３０１を行った場合の仮想ノードＩＤを表している。
【００４０】
２２は、同時に読み取ったＩＤタグの仮想ノードＩＤを親として登録する処理ブロックである。
【００４１】
図４に、仮想ノードＩＤを親とし、読み込んだＩＤタグを登録した様子を示す。仮想ノードＩＤのａ（３１）を親として（１）（３）（４）（５）（６）、ｂ（３０２）を親として（５）（６）（８）（９）（１０）のように登録する。これらの情報は、各読み取り単位毎に読み取れたＩＤタグの記憶部５に登録される。
【００４２】
２３の処理ブロックは、既に登録済みの仮想ノードＩＤとＩＤタグの関係（図１の記憶部５に記憶された情報）と、２２の処理ブロックで新たに読み込み、登録された仮想ノードＩＤとＩＤタグの関係（接続情報）よりネットワークトポロジーを生成するものである。
【００４３】
図５を用いて、生成されたネットワークトポロジーの様子を示す。図５では、ＩＤタグ及び仮想ノードが共に同じ平面にあると仮定し、２次元平面上でネットワークトポロジーを生成している。
【００４４】
ネットワークトポロジーの生成方法としては、仮想ノード及びＩＤタグのノードを共に同じノードとして扱い、各ノードを接続するリンクを、バネモデルやポテンシャルなどを利用して生成する。
【００４５】
ネットワークトポロジーは、センサネット等で一般的に利用されている技術である。しかし、全てのノードは実体があり、ノード間での双方向の通信が出来る事がネットワークトポロジー生成の前提となっている。ところが、ＩＤタグの場合、ＩＤタグ間で通信を行う事ができないために、ＩＤタグ単独ではネットワークトポロジーを生成する事ができない。そこで、本実施例では、実体のない仮想ノード（一時的に存在したノード）を中継してネットワークトポロジーを生成している。
【００４６】
２４の処理ブロックでは、仮想ノードまたはＩＤタグの位置が既知であるか否かを判定する。判定の結果、位置が既知である仮想ノードまたはＩＤタグがある場合には、２５，２６の処理ブロックで、ネットワークトポロジーの位置補正を行う。
【００４７】
ここで、仮想ノードが既知とは、ＩＤタグリーダ４の読み込み処理を行った場所が、測量等で既知となった場所や読み込んだ場所が地図上の特徴的な位置である場合などである。ＩＤタグの既知の位置とは、例えば測量点にＩＤタグを設置した場合や、設置したＩＤタグを測量した場合などが一例としてあげられる。
【００４８】
２５は、位置情報を設定する処理ブロックである。
【００４９】
仮想ノードの場合、処理ブロック２５における位置情報の設定は、読み込んだ場所で入力手段（図１の１２）などを用いて行ったり、読み込んだ場所を記録しておき、最後にまとめて入力したりしてもかまわない。
【００５０】
ＩＤタグの場合、予めＩＤタグの位置とＩＤ情報を計測し、記憶部（図１の１１）に登録しておき、記憶されたＩＤタグが読み込まれた時に、記憶部（図１の１１）の情報を参照して、位置情報を設定してもかまわない。
【００５１】
２６のネットワークトポロジーの位置補正処理ブロックでは、既知の仮想ノード或はＩＤタグの位置を既知の位置に固定し、ネットワークトポロジーを再計算する。
【００５２】
図６は、図５のネットワークトポロジーを既知の仮想ノードを用いて、位置補正を行った例である。ここでは、６２の仮想ノードｅ，６１のＩＤタグ（６），６３のＩＤタグ（１９），６４のＩＤタグ（１４）の位置が既知である場合の例である。
【００５３】
本処理により、位置が既知のノード６１，６２，６３，６４が固定される。固定されない他のノードは固定点をメッシュの頂点として引き伸ばされ、図６のような位置を反映したメッシュ構造になる。
【００５４】
図５では、ネットワークのトポロジーなので、各ノードの位置は実際の位置を反映していないが、図６では、固定点を基準にその他のノードの位置は実際のノードの位置に近い位置となっている。
【００５５】
精度を向上させるためには、（１）既知の位置のノードの数を増やす、（２）仮想ノード（位置は既知でない）の数を増やす、ことが好ましい。
【００５６】
このように、複数のＩＤタグの位置を推定する際には、位置情報が既知である特定のＩＤタグがある場合には、その位置情報を利用して、接続関係を補正することができる。
【００５７】
なお、処理ブロック２４において、判定の結果、位置が既知である仮想ノードまたはＩＤタグがない場合には、読み取り場所を移動する処理を行う処理ブロック２７に進む。
【００５８】
これにより、位置の分からないＩＤタグが多数存在しても、代表的な仮想ノードＩＤの位置や位置が分かっているＩＤタグがある程度存在していれば、その他のＩＤタグの位置をより正確に推定する事が可能になる。
【００５９】
このように、本実施例では、複数のＩＤタグを同時に読取可能なＩＤタグリーダで一括読み取りを行い、読み取ったＩＤタグの群及び一括読取ＩＤを登録し、この操作を複数行い、重複しているＩＤタグを用いて、一括読取ＩＤ間の接続関係を推定し、この推定結果とＩＤタグリーダ間の接続関係を用いて、一括読取ＩＤとＩＤタグのネットワークトポロジーを生成するため、ばら撒かれた大量のＩＤタグの位置情報を簡単に取得することができると共に、パッシブＩＤタグのようにＩＤタグ間で通信できない場合でもＩＤタグ間のネットワークトポロジーを生成することができる。
【００６０】
そして、ネットワークトポロジーより各ＩＤタグの位置を推定するので、ＩＤタグ毎に位置を測量する必要がなく、パッシブＩＤタグのようにＩＤタグ間でネットワークリンクを生成できない場合でも、一括読取リＩＤを仮想ノードとしたネットワークリンクを生成できるため、全体のネットワークトポロジーが生成可能になる。
【実施例２】
【００６１】
実施例１では、位置が既知である仮想ノード或はＩＤタグの位置情報のみを拘束条件として、位置を考慮してネットワークトポロジーを生成していた。
【００６２】
本実施例では、これに加えて、読み取りアンテナの高さ、ＩＤタグの読み取れる範囲を拘束条件として、ＩＤタグの位置登録精度を高める方法について述べる。
【００６３】
図７に、実際にＩＤタグを読み取る場合の様子を示す。
【００６４】
アンテナ３は、角度θ（７１）の指向性がある。従って、アンテナ３の読み取り高さｈ（７２）の場合、読み取れる幅（範囲）はｗ（７３）のようになる。
【００６５】
なおｗは、ｈを変数とした関数になっている。実施例１ではｈ，θ，ｗを考慮しないで、ネットワークトポロジーを作成したが、これらを制約条件として考慮し、ネットワークトポロジーを求める事により、ＩＤタグの位置精度の向上を図ることが出来る。
【００６６】
図８に、ｈとｗとを考慮して、生成したネットワークトポロジーの生成例を示す。
【００６７】
これにより、計測条件に近いネットワークトポロジーを生成する事が可能になり、未知のＩＤタグの位置を精度良く推定する事が出来るようになる。
【００６８】
このように、接続関係の拘束条件として、読み取り高さ（ｈ）及び読み取り範囲（ｗ）を用いたＩＤタグ群の位置検知装置を用いることが好ましい。
【００６９】
図９に、本実施例で使用するＩＤタグ群の位置検知装置の一例を示す。
【００７０】
９１がＩＤタグ群の位置検知装置（計測装置）であり、アンテナ３をアーム等で固定し、地上高を保つ仕掛けになっている。移動は車輪９２等を用いる。計測装置９１を用いて、未知のＩＤタグ１が塗布されている領域をまんべんなく移動する事により、ＩＤタグ１の位置登録を行う事が出来る。
【００７１】
なお、計測装置９１のような装置を一例として述べたが、拘束条件として読み取り高さ（ｈ）と読み取り範囲（ｗ）が分かれば良いので、アンテナ３の高さを計測できる計測器を取り付け、人や車両等に取り付けて計測してもかまわない。
【００７２】
以上、実施例２によれば、読み取り高さと読み取り範囲を拘束条件として追加する事により、実施例１よりも更に高精度で未知のＩＤタグの位置登録が可能になる。
【実施例３】
【００７３】
本実施例では、アンテナ３の位置を計測する装置を追加し、未知のＩＤタグの位置登録精度を高精度化する方法について述べる。
【００７４】
図１０が本実施例の構成図である。
【００７５】
図１０は、図１に、相対位置計測手段１０１及び絶対位置計測手段１０２を追加した構成になっている。
【００７６】
相対位置計測手段１０１とは、慣性航法装置などのようにある位置を基準に距離と方向を検知する装置などである。
【００７７】
絶対位置計測装置１０２とは、ＧＰＳなどのような地球座標系を基準にした絶対位置検出装置や建物の中に置かれた赤外線ビーコン・無線ビーコンなどのように建物座標系での絶対位置検知装置などである。
【００７８】
図１１に、図９の計測装置９１に、慣性航法装置を取り付け、移動軌跡を検出した例を示す。
【００７９】
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５は、ＩＤタグの読み取り操作を行った場所、つまり仮想ノードの位置を示す。１１９は、検知した移動軌跡である。
【００８０】
実施例１では、特定の仮想ノードの位置を指定する事ができたが、慣性航法装置を取り付ける事により、全ての仮想ノードの位置を検知する事が出来る。つまり、ネットワークトポロジー上の全ての仮想ノードの位置を固定できるので、それに接続されているＩＤタグのノードの位置も高精度に推定可能になる。
【００８１】
なお、慣性航法装置を用いる場合、時間経過と共に誤差が蓄積する問題が発生する。既知の位置の仮想ノード或はＩＤタグを用いて絶対位置の補正を行い、誤差のキャンセルも可能である。
【００８２】
また、移動軌跡より仮想ノードの位置を求めていた方法では、誤差が蓄積すると信頼できない位置検知情報となってしまう可能性があった。そのような場合には、仮想ノード間の移動ベクトルを用いて、仮想ノードの位置決定も可能である。
【００８３】
１１６は、１１２の仮想ノードの読み取り操作を行った場所、１１７は、１１３の仮想ノードの読み取り操作を行った場所である。１１６及び１１７の位置の信頼性が低い場合には、２点間の移動ベクトル１１８を用いて、仮想ノード間の相対的な位置を決定し、バネモデルなどを用いて仮想ノードの位置を決定する事も可能である。
【００８４】
本実施例を実行するための処理の流れを図１２に示す。図２に、位置計測装置で位置を計測するブロック１２１を追加している。
【００８５】
処理ブロック２４で、位置が既知の仮想ノードを検知した場合には、図１と同様に登録してある位置情報を参照する。位置が未知の場合には、処理ブロック１２１の位置検知装置で計測した位置情報を用いて、処理ブロック２６のネットワークトポロジーを生成する処理を行うようになっている。
【００８６】
このように、ＩＤタグ読み取り時に、相対位置検知装置あるいは絶対位置検知装置を用いて、読み取り位置を検知し、接続関係の拘束条件とすることが好ましい。
【００８７】
以上、実施例３によれば、仮想ノードの位置を検知する装置を追加する事で、仮想ノードの位置が拘束条件となるため、更に高精度で未知のＩＤタグの位置登録が可能になる。
【実施例４】
【００８８】
本実施例では、位置登録したＩＤタグの配置情報を利用し、位置を検知する手法について述べる。
【００８９】
図１３が、位置検知装置の構成図である。３はアンテナ、４はＩＤタグリーダであり、ＩＤタグの位置登録に用いた装置と同様の装置を用いている。
【００９０】
１３０は、各読み取り単位（１回）毎に読み取れたＩＤタグの記憶部、６は、ＩＤタグ配置トポロジー記憶部である。
【００９１】
１３１は、読み取り操作で取得したＩＤタグのＩＤ情報（記憶部１３０に記憶されたＩＤ情報）と、ＩＤタグ配置トポロジー記憶部６に記憶された情報とに基づいて、読み取り操作を行った位置を計算する位置計算部である。
【００９２】
１３２は、位置検知結果を表示する位置表示部である。
【００９３】
１３３は、位置検知結果を利用する位置利用アプリケーションである。
【００９４】
処理の流れを図１４に示す。
【００９５】
最初に、処理ブロック１４１では、ＩＤタグの読み取り操作を行う。処理ブロック１４１は、複数のＩＤタグの読み取り処理を行う。
【００９６】
処理ブロック１４２では、ＩＤタグ配置トポロジー記憶部より該当するＩＤタグの位置情報を取得する。
【００９７】
処理ブロック１４３では、同時に複数のＩＤタグが読み込まれるので、複数のＩＤタグの位置情報の重心を求める処理を行う。読み込まれた複数のＩＤタグの中の１つのＩＤタグの位置情報より、位置を求めても良いが重心を用いた場合の方が、精度が高い場合が多い。
【００９８】
最後に、処理ブロック１４４では、重心値を読み取った位置の位置情報として、計算した位置情報を出力する。
【００９９】
このように、生成したＩＤタグの配置情報を利用し、位置を検知することができる。
【０１００】
以上、本実施例によれば、既に位置登録してあるＩＤタグの情報をもとに読み取り地点の位置を検知できるようになる。
【実施例５】
【０１０１】
本実施例では、ケーブルなどの長尺物の位置を、ＩＤタグを利用して検知する手法について述べる。
【０１０２】
ケーブルなどの長尺物に、ＩＤタグを埋め込む目的は、（１）ケーブルを切断した後でもケーブルを識別すること、（２）ケーブルの長さ（端からの長さ）を検知すること、などである。従って、（１）ケーブル全体にどのようなＩＤのＩＤタグが埋め込まれているか、（２）各ＩＤタグがケーブルのどの位置に埋め込まれているか、を事前に登録しておく必要がある。
【０１０３】
本実施例では、この目的を実現するための方法について述べる。
【０１０４】
図１５は、本実施例を実現するための構成図である。
【０１０５】
１５０は、ケーブル製造装置であり、芯線の製作や被服及びＩＤタグの貼り付けなどを行う。１５２は、製造されたＩＤタグ内蔵ケーブルである。表面或は被服内に、ＩＤタグ１が挿入されている。１５３は、ＩＤタグ内蔵ケーブルを巻き取るケーブルボビンである。３はアンテナ、４はＩＤタグリーダ、１５５は、ケーブルの移動距離を検知する位置検知センサ（ロータリーエンコーダなど）、１５６は、位置検知センサの出力値より位置検知を行う位置検知装置、１５１は、ＩＤタグ配置順序推定部、１５４は、推定した結果を記憶するＩＤタグ配置記憶部である。
【０１０６】
図１６は、ケーブル製造装置１５０から出力されたケーブル内のＩＤタグを読み取る様子を表している。
【０１０７】
１７１，１７２，１７３，１７４，１７５は、各読み取り操作で読み取ったＩＤタグの領域を表している。読み取り順序方向に一定間隔（Δｄ）で読み取り領域が重複するように読み取って行く。
【０１０８】
図１７は、実施例３と同様の手法で、仮想ノードの位置を固定して、ネットワークトポロジーを生成した例である。
【０１０９】
１８１〜１８５が、仮想ノードの位置、（１）〜（２０）はＩＤタグの位置である。Δｄが大きいため、図１７に示したものでは、同じ位置に複数のＩＤタグが存在しているが、Δｄを小さくすれば重複させないことも出来る。ただし、読み込み回数が増加するため、アプリケーション側で要求する読み取り精度とのトレードオフになる。
【０１１０】
また、同一ロットのケーブルの場合、位置情報と同時にロットＩＤなども登録する。このロットＩＤは、将来、ケーブルが切断されても識別したり、両端のＩＤタグを読み込み、同じケーブか否かの判断にも使う。
【０１１１】
図１８は、登録したＩＤタグの利用シーンを表している。先端位置のＩＤタグ１９０を読み込めばケーブルの種類（ロットＩＤ）がわかる。また、ＩＤタグ１９２を読み込む事により、ケーブルの先端が見えない場合でも、ＩＤタグ１９０につながっているケーブルである事が識別できる。なお、途中で切断した場合には、切断場所のＩＤタグ情報をデータベースに登録する事により、判別可能である。
【０１１２】
また、ＩＤタグ１９１の位置のＩＤタグを読み込み、実施例４と同様の位置検知処理を行う事により、ケーブル先端（ＩＤタグ１９０）からの長さＬを検知する事ができる。
【０１１３】
以上、本実施例によれば、ケーブルに埋め込まれたＩＤタグを使い、ケーブルの識別及びケーブルの長さ検知が可能になる。
【０１１４】
このように、本実施例は、１次元の長尺物でも利用することができる。
【実施例６】
【０１１５】
本実施例ではＩＤタグが本来あるべき位置から剥がれて別な場所に張り付いた場合の対策について述べる。
【０１１６】
図１９に示すように、ケーブルの識別やケーブルの長さを検知するためにケーブル１５２に埋め込まれたＩＤタグ１や別な場所に設置したＩＤタグが本来の目的のために床に設置されているＩＤタグと混在してしまう場合が生じる。ＩＤタグの混在によりＩＤタグ配置トポロジー記憶部（６）に登録されたＩＤ以外のＩＤタグが読み込まれる事になり位置の推定に支障をきたす場合が生じる。
【０１１７】
このような場合、同時に読み込んだＩＤタグ間の距離を登録されているＩＤタグの位置より距離を算出しＩＤタグリーダの読み取り範囲よりも外側にある場合、そのＩＤタグを異物タグと判定する。あるいはＩＤタグ配置トポロジー記憶部（６）のパターン比較して差分部分を異物タグと判定する。判定された異物タグを位置推定処理より省く事により位置推定の支障を回避することができる。
【０１１８】
このように本発明は、ＩＤタグを用いて位置・場所を検知する手法であり、（１）設置されたＩＤタグの位置を登録する方法、（２）読み込んだＩＤ情報と登録されたＩＤタグの位置情報より位置を検知する方法、（３）ＩＤタグの剥離などにより登録した位置以外にＩＤタグが移動した事を検知する方法に関するものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、ＩＤタグを用いた位置検知やケーブル等の長尺物の長さ（位置）検知に利用する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】ＩＤタグの位置登録装置の一例を示す図。
【図２】ＩＤタグの位置登録方法の処理フローを示す図。
【図３】一回の読み取り操作で同時に読み取れる範囲の説明をする図。
【図４】仮想ノードＩＤを親として読み込んだＩＤタグを登録した様子を示す図。
【図５】生成されたネットワークトポロジーの様子を示す図。
【図６】ネットワークトポロジーを既知のノードを用いて位置補正を行った例を示す図。
【図７】ＩＤタグを読み取る場合の様子を示す図。
【図８】ｈとｗを考慮して生成したネットワークトポロジーの生成例を示す図。
【図９】計測装置の一例を示す図。
【図１０】ＩＤタグの位置登録装置の一例を示す図。
【図１１】計測装置に慣性航法装置を取り付け、移動軌跡を検出した例を示す図。
【図１２】処理の流れを示す図。
【図１３】ＩＤタグによる位置検知装置の一例を示す図。
【図１４】処理の流れを示す図。
【図１５】ケーブル埋め込みＩＤタグの位置登録装置の一例を示す図。
【図１６】ケーブル製造装置から出力されたケーブル内のＩＤタグを読み取る様子を示す図。
【図１７】仮想ノードの位置を固定してネットワークトポロジーを生成した例を示す図。
【図１８】登録したＩＤタグの利用シーンを示す図。
【図１９】異物タグを説明する図。
【符号の説明】
【０１２１】
１ ＩＤタグ
２ 読み取り範囲
３ アンテナ
４ ＩＤタグリーダ
５ 記憶部
６ ＩＤタグ配置トポロジー記憶部
７ ＩＤタグ配置トポロジー推定部
８ 絶対位置の設置部
９ ＩＤタグ配置表示部
１０ ＩＤタグ配置利用アプリケーション部
１１ 既に位置が分かっているＩＤタグのＩＤ及び位置情報の記憶部
１２ 絶対位置の入力手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダと、前記ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶する記憶部と、前記ＩＤタグリーダにおける異なる読み取り操作によって読み取られた複数回の複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定する推定部と、を有することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数のＩＤタグの位置を推定する際に、前記ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を一単位として、その接続関係から仮想ノードを形成し、複数のＩＤタグの位置を推定することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記複数のＩＤタグの位置を推定する際に、位置情報が既知である特定のＩＤタグがある場合には、その位置情報を利用して、前記接続関係を補正することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記接続関係の拘束条件として、読み取り高さ及び読み取り範囲を用いたことを特徴とするＩＤタグ群の位置検知装置。
【請求項５】
複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダを用いて、同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶し、
前記ＩＤタグリーダを用いて、複数回、異なる読み取り操作によって読み取られた複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記複数のＩＤタグの位置を推定する際に、前記ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を一単位として、その接続関係から仮想ノードを形成し、複数のＩＤタグの位置を推定することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記複数のＩＤタグの位置を推定する際に、位置情報が既知である特定のＩＤタグがある場合には、その位置情報を利用して、前記接続関係を補正することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知方法。
【請求項８】
請求項６において、
前記接続関係の拘束条件として、読み取り高さ及び読み取り範囲を用いたことを特徴とするＩＤタグ群の位置検知方法。
【請求項１】
複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダと、前記ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶する記憶部と、前記ＩＤタグリーダにおける異なる読み取り操作によって読み取られた複数回の複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定する推定部と、を有することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数のＩＤタグの位置を推定する際に、前記ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を一単位として、その接続関係から仮想ノードを形成し、複数のＩＤタグの位置を推定することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記複数のＩＤタグの位置を推定する際に、位置情報が既知である特定のＩＤタグがある場合には、その位置情報を利用して、前記接続関係を補正することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記接続関係の拘束条件として、読み取り高さ及び読み取り範囲を用いたことを特徴とするＩＤタグ群の位置検知装置。
【請求項５】
複数のＩＤタグを同時に読み取り可能なＩＤタグリーダを用いて、同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を記憶し、
前記ＩＤタグリーダを用いて、複数回、異なる読み取り操作によって読み取られた複数のＩＤタグの位置情報から、共通するＩＤタグを検索し、複数のＩＤタグの位置を推定することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記複数のＩＤタグの位置を推定する際に、前記ＩＤタグリーダによって同時に読み取られた複数のＩＤタグの位置情報を一単位として、その接続関係から仮想ノードを形成し、複数のＩＤタグの位置を推定することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記複数のＩＤタグの位置を推定する際に、位置情報が既知である特定のＩＤタグがある場合には、その位置情報を利用して、前記接続関係を補正することを特徴とするＩＤタグ群の位置検知方法。
【請求項８】
請求項６において、
前記接続関係の拘束条件として、読み取り高さ及び読み取り範囲を用いたことを特徴とするＩＤタグ群の位置検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−８２３７（Ｐ２０１０−８２３７Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６８０４６（Ｐ２００８−１６８０４６）
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２７日（２００８．６．２７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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