JP2010217093A - Positioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測位システムに関し、特に、対象物に電子タグを取り付け、該電子タグからの信号を受信して対象物の位置検出および識別を行う測位システムに関する。 The present invention relates to a positioning system, and more particularly to a positioning system that attaches an electronic tag to an object and receives a signal from the electronic tag to detect and identify the position of the object.
従来、電子タグによる測位システムには、電波を利用するものと光を利用するものがある。電波を利用する測位システムには、無線LANやUWB(ultra wide band)を用いる方式があり、光を利用する側位システムには、赤外線や可視光を使用する方式がある。 Conventional positioning systems using electronic tags include those that use radio waves and those that use light. A positioning system using radio waves has a method using a wireless LAN or UWB (ultra wide band), and a side system using light has a method using infrared rays or visible light.
電波を利用する測位システムでは、位置検出対象物に取り付けた電子タグから電波を送信し、この電波を環境に設置された複数の受信装置(リーダ)で受信する。そして、複数の受信装置の物理的位置関係と各受信装置へ電波が到達する時間差をもとに、三角測量の原理により、対象物の位置を特定する。電波を利用する測位システムは、特許文献１，非特許文献１に記載されている。
In a positioning system using radio waves, radio waves are transmitted from an electronic tag attached to a position detection target, and the radio waves are received by a plurality of receiving devices (readers) installed in the environment. Then, the position of the object is specified by the principle of triangulation based on the physical positional relationship between the plurality of receiving devices and the time difference at which the radio waves reach each receiving device. A positioning system using radio waves is described in
一方、光を利用する測位システムでは、位置検出対象物に取り付けた電子タグから光を送信(発光)し、電子タグが存在する位置検出対象エリアを１台あるいは複数台のカメラ(リーダ)で受信(撮影)する。そして、これにより得られた画像を解析し、画像内での発光点位置をもとに、対象物の位置を特定する。複数台のカメラを用いた場合には、各カメラ間の距離と視差をもとに、対象物の位置を特定することができる。光を利用する測位システムは、特許文献２に記載されている。 On the other hand, in a positioning system that uses light, light is transmitted (emitted) from an electronic tag attached to a position detection target, and the position detection target area where the electronic tag exists is received by one or more cameras (readers). (Shoot). And the image obtained by this is analyzed and the position of a target object is pinpointed based on the light emission point position in an image. When a plurality of cameras are used, the position of the object can be specified based on the distance between the cameras and the parallax. A positioning system using light is described in Patent Document 2.
電波を利用する測位システムは、使用する電波の周波数や強度にもよるが、障害物の影響を受けにくく、また、対象物を個別に識別する場合に、比較的大きな情報量の識別子を伝達できるという長所がある。 Positioning systems that use radio waves are less susceptible to obstacles, depending on the frequency and intensity of the radio waves used, and can transmit relatively large identifiers for identifying individual objects. There is an advantage.
しかしながら、電波を利用する測位システムでは、測位精度を上げることが難しいという課題がある。無線LANを用いる方式では、測位精度が数m程度までであり、反射や回折の影響による誤差もある。また、UWBを用いる方式では、微弱電波を用いるので、電子タグからの電波を受信できるエリアが狭く、10cm程度の測位精度を実現するには、エリア分けして多くのリーダを設置する必要があり、コスト高になる。 However, a positioning system using radio waves has a problem that it is difficult to increase positioning accuracy. In the method using a wireless LAN, the positioning accuracy is up to several meters, and there is an error due to the influence of reflection and diffraction. In addition, because the UWB method uses weak radio waves, the area that can receive radio waves from an electronic tag is narrow, and to achieve positioning accuracy of about 10 cm, it is necessary to install many readers by area. The cost will be high.
一方、光を利用する測位システムは、障害物がなければ少数台のカメラで比較的広範囲のエリアをカバーでき、しかも、高精度の測位ができるという長所がある。例えば、電子タグがカメラから10m程度の距離に位置し、35万画素,水平画角65°のカメラで電子タグを撮影した場合、約2cmの測位精度を実現できる。 On the other hand, a positioning system using light has an advantage that it can cover a relatively wide area with a small number of cameras if there are no obstacles and can perform positioning with high accuracy. For example, when the electronic tag is photographed with a camera having a position of about 10 m from the camera and 350,000 pixels and a horizontal angle of view of 65 °, a positioning accuracy of about 2 cm can be realized.
しかしながら、光を利用する測位システムでは、障害物の影響を受けやすく、電子タグとカメラとの間に障害物があると測位できないという課題がある。このため、複数台のカメラで位置検出対象エリアをカバーするという対処が一般的に行われる。また、光を利用する測位システムでは、比較的大きな情報量の識別子の伝達に適さないという課題もある。 However, a positioning system that uses light is easily affected by an obstacle, and there is a problem that positioning cannot be performed if there is an obstacle between the electronic tag and the camera. For this reason, a countermeasure that covers a position detection target area with a plurality of cameras is generally performed. In addition, there is a problem that a positioning system using light is not suitable for transmitting an identifier having a relatively large amount of information.
光を利用する測位システムでは、光点滅を対象物を個別に識別するための識別子とすることができるが、光点滅の情報量は、カメラの撮影速度(時間解像度：fps)により制約される。例えば、60fps程度のカメラを用いた場合、128bitの情報量の識別子が識別可能に撮影されるには、電子タグが10秒程度の時間をかけて識別子を伝達する必要がある。この識別子の伝達の時間中に対象物が移動すると、障害物の影響により測位できなくなることもあるので、識別子の伝達に要する時間は短い方がよい。比較的短時間で多くの情報量の識別子を伝達することを可能にするため、高撮影速度の特別なカメラを用いることも考えられるが、高撮影速度の特別なカメラは高価である。 In a positioning system using light, the blinking of light can be used as an identifier for individually identifying an object, but the amount of information of blinking of light is limited by the shooting speed (time resolution: fps) of the camera. For example, when a camera of about 60 fps is used, in order for an identifier having a 128-bit information amount to be photographed in an identifiable manner, the electronic tag needs to transmit the identifier over a period of about 10 seconds. If the object moves during this identifier transmission time, positioning may not be possible due to the influence of an obstacle, so the time required for the identifier transmission is better. In order to make it possible to transmit identifiers of a large amount of information in a relatively short time, it is conceivable to use a special camera with a high shooting speed, but a special camera with a high shooting speed is expensive.
本発明の目的は、上記課題を解決し、高精度の測位ができ、かつ大きな情報量の識別子を伝達でき、さらに低コストで構築することができる測位システムを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a positioning system that can perform positioning with high accuracy, can transmit an identifier with a large amount of information, and can be constructed at a low cost.
上記課題を解決するため、本発明は、電子タグと、電子タグからの信号を受信して該電子タグの位置を検出するリーダ装置を備える測位システムにおいて、前記電子タグは、自タグのID情報を電波信号により送信する電波送信手段と、該電波信号と同時または一定時間差を持って光点滅信号を送信する光送信手段を有し、前記タグリーダ装置は、電子タグからの電波信号を受信する受信手段と、電子タグが存在する領域を撮影するカメラと、前記カメラの画像における光点滅信号の位置から電子タグの位置を算出するとともに、光点滅信号と電波信号が受信されるタイミングの関係から、電子タグの位置に前記受信手段により受信された電波信号のID情報を対応付ける位置算出手段を有する点に第１の特徴がある。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a positioning system including an electronic tag and a reader device that receives a signal from the electronic tag and detects the position of the electronic tag. A radio wave transmitting means for transmitting a radio wave signal and an optical transmission means for transmitting a light blinking signal simultaneously or with a certain time difference with the radio wave signal, wherein the tag reader device receives a radio signal from an electronic tag. Means, a camera that captures an area where the electronic tag exists, and the position of the electronic tag from the position of the optical flashing signal in the image of the camera, and from the relationship between the timing at which the optical flashing signal and the radio signal are received, There is a first feature in that it has a position calculating means for associating the ID information of the radio wave signal received by the receiving means with the position of the electronic tag.
また、本発明は、前記電波送信手段が、ID情報とともに識別子を送信し、前記光送信手段は、該識別子に対応する点滅パターンの光点滅信号を送信し、前記位置算出手段は、光点滅信号の点滅パターンと電波信号の識別子の対応をも用いて、電子タグの位置に前記受信手段により受信された電波信号のID情報を対応付ける点に第２の特徴がある。 Further, in the present invention, the radio wave transmitting means transmits an identifier together with ID information, the light transmitting means transmits a light blinking signal having a blinking pattern corresponding to the identifier, and the position calculating means includes a light blinking signal. There is a second feature in that the ID information of the radio signal received by the receiving means is associated with the position of the electronic tag using the correspondence between the blinking pattern and the identifier of the radio signal.
また、本発明は、前記電波送信手段が送信する識別子が、ランダムに生成される点に第３の特徴がある。 Further, the present invention has a third feature in that the identifier transmitted by the radio wave transmitting means is randomly generated.
また、本発明は、前記電子タグが、さらに他電子タグが送信する電波信号の識別子を受信して復号する受信部と、自電子タグの識別子を変更する識別子変更部を有し、前記識別子変更部は、自電子タグの識別子が前記受信部で受信復号された識別子と一致しないように識別子を変更する点に第４の特徴がある。 In the present invention, the electronic tag further includes a receiving unit that receives and decodes an identifier of a radio wave signal transmitted by another electronic tag, and an identifier changing unit that changes the identifier of the own electronic tag. The fourth feature is that the section changes the identifier so that the identifier of the electronic tag does not match the identifier received and decoded by the receiving section.
また、本発明は、前記電子タグが、さらに他タグが送信する電波信号を受信する電波受信手段を有し、前記電波送信手段および前記光送信手段は、前記電波受信手段での電波受信処理から他タグが光点滅信号を送信しないと予想されるタイミングで電波信号および光点滅信号を送信する点に第５の特徴がある。 In the present invention, the electronic tag further includes a radio wave receiving means for receiving a radio wave signal transmitted by another tag, and the radio wave transmitting means and the optical transmission means are configured to perform radio wave reception processing in the radio wave receiving means. A fifth feature is that the radio signal and the light flashing signal are transmitted at a timing at which the other tag is expected not to transmit the light flashing signal.
また、本発明は、前記受信部が、他電子タグが送信する電波信号のID情報を受信して復号し、前記識別子変更部は、該ID情報と自電子タグのID情報との大小関係に基づいて自電子タグの識別子を変更するか否かを決定する点に第６の特徴がある。 Further, according to the present invention, the receiving unit receives and decodes ID information of a radio wave signal transmitted by another electronic tag, and the identifier changing unit determines the magnitude relationship between the ID information and the ID information of the own electronic tag. There is a sixth feature in that it is determined whether or not to change the identifier of the own electronic tag based on it.
本発明では、電波を利用する測位システムと光を利用する測位システムを、それぞれの長所が生かされるようにして組み合わせているので、高精度の測位と大きな情報量の識別子の伝達を両立させることができ、また、低コストの測位システムを構築することができる。 In the present invention, a positioning system that uses radio waves and a positioning system that uses light are combined so that each advantage can be utilized, so that it is possible to achieve both high-precision positioning and the transmission of identifiers with a large amount of information. And a low-cost positioning system can be constructed.
また、ID情報とともにランダムに生成した識別子を利用したり、光点滅信号の送信タイミングを他電子タグと異ならせたり、他電子タグの識別子と同じにならないように識別子を変更したりすることにより、ID情報が何れの電子タグのものであるかを確実に識別することができる。 In addition, by using an identifier randomly generated together with ID information, by changing the transmission timing of the light blinking signal from other electronic tags, or by changing the identifier so that it does not become the same as the identifier of the other electronic tag, It is possible to reliably identify which electronic tag the ID information belongs to.
以下、図面を参照して本発明を説明する。まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。 The present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention.
第１実施形態の測位システムは、電子タグ(以下、単にタグと称する。)1、カメラ2-1,2-2、電波信号受信機3および位置算出装置4を備える。カメラ2-1,2-2、電波信号受信機3および位置算出装置4は、リーダ装置を構成する。
The positioning system of the first embodiment includes an electronic tag (hereinafter simply referred to as a tag) 1, cameras 2-1, 2-2, a
タグ1は、屋内などの位置検出対象エリア内に存在する人や装置などの測位対象物に取り付けられる。ここでは、1つだけのタグを図示しているが、測対象物の数だけのタグが位置検出対象エリア内に存在する。タグ1は、自タグを識別するためのID情報を電波信号により周期的に送信し、また、電波信号の送信のタイミングと同時または一定時間差を持たせて、既定点滅パターンの光点滅信号を送信(発光)する。電波信号送信の周期は、一定時間間隔でもよいし、動的に変動する時間間隔でもよい。また、電波信号と光点滅信号を一定時間差を持たせて送信する場合、どちらを先行させてもよい。
The
カメラ2-1,2-2は、タグ1が存在する位置検出対象エリアを撮影し、タグ1が送信する光点滅信号を受信する。カメラは、1台でも複数台でもよい。カメラが1台の場合、該カメラの撮影領域は、位置検出対象エリア全てをカバーする。また、カメラが複数台の場合、各カメラの撮影領域各々が位置検出対象エリア全てをカバーする必要はなく、位置検出対象エリアを分割してカバーするようにすることができる。同じ領域を複数台のカメラで撮影するようにすれば、あるカメラとタグの間に障害物が入り込んだような場合でも、他のカメラによりタグの画像を得ることができ、対象物の測位が不可能な状況の発生確率を減らすことができる。
The cameras 2-1 and 2-2 photograph the position detection target area where the
電波信号受信機3は、位置検出対象エリア内に存在するタグ1が送信する電波信号を受信する。電波信号は、障害物の影響を受けにくく、電波信号受信機3は、タグ1との間に障害物が入り込んだような状況でも、タグ1が送信する電波信号を受信することができる。また、電波信号によれば、多くの情報量のID情報を伝達することができる。
The
位置算出装置4は、カメラ2-1,2-2の画像を解析し、点滅発光しているタグ1の位置を算出し、これにより算出された位置と電波信号受信機3により受信されたID情報との対応付けを行う。位置算出装置4は、光信号を基にしてタグ1の位置を計算するので、高精度の測位が可能であり、それに多くの情報量のID情報を対応付けることができる。
The
図２は、第１実施形態のタグとリーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、図２において、図１と同一あるいは同等部分には同じ符号を付してある。 FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the tag and the reader device of the first embodiment. In FIG. 2, the same or equivalent parts as in FIG.
タグ1は、ID情報記憶部1-1、ID符号化部1-2、タイマー1-3、送信指示部1-4、電波送信部1-5および光送信部1-6を有する。
The
ID情報記憶部1-1は、タグ1のID情報を記憶し、ID情報符号化部1-2は、ID情報を符号化して電波送信部1-5へ送出する。ID情報は、例えば、128bitのシリアル番号である。タイマー1-3は、タグ1から電波信号を送信する周期を定める。この周期は、一定時間間隔でもよいし、動的に変動する時間間隔でもよい。
The ID information storage unit 1-1 stores the ID information of the
送信指示部1-4は、電波送信部1-5に対して電波信号の送信を指示し、また、光送信部1-6に対して光点滅信号の送信を指示する。電波信号の送信と光点滅信号の送信のタイミングは、同時または一定時間差を持っている。なお、この一定時間差はリーダ装置側で既知であるとする。 The transmission instructing unit 1-4 instructs the radio wave transmitting unit 1-5 to transmit a radio wave signal, and also instructs the optical transmitting unit 1-6 to transmit a light blinking signal. The transmission timing of the radio wave signal and the transmission of the light blinking signal are simultaneous or have a certain time difference. It is assumed that this certain time difference is already known on the reader device side.
送信指示部1-4からの指示に従って、電波送信部1-5は、ID情報を電波信号として送信し、光送信部1-6は、既定点滅パターンの光点滅信号を送信する。 In accordance with an instruction from the transmission instruction unit 1-4, the radio wave transmission unit 1-5 transmits the ID information as a radio wave signal, and the optical transmission unit 1-6 transmits a light flashing signal having a predetermined flashing pattern.
リーダ装置は、図１のカメラ2-1,2-2、電波信号受信機3および位置検出装置4に相当し、カメラ2-1,2-2、電波受信部3-1、ID情報復号部3-2、画像記憶部4-1、光信号抽出部4-2、位置計算部4-3、同期判定部4-4および測位結果出力部4-5を有する。ここでは、電波信号受信機3(図１)は、電波受信部3-1およびID情報復号部3-2を含み、位置計算装置4(図１)は、画像記憶部4-1、光信号抽出部4-2、位置計算部4-3、同期判定部4-4および測位結果出力部4-5を含むとするが、電波信号受信機3、カメラ2-1,2-2と位置計算装置4が担う機能は、適宜変更することができる。
The reader device corresponds to the cameras 2-1 and 2-2, the
電波受信部3-1は、タグ1の電波送信部1-5から送信される電波信号を受信し、ID情報復号部3-2は、受信された電波信号のID情報を復号する。
The radio wave receiving unit 3-1 receives a radio signal transmitted from the radio wave transmitting unit 1-5 of the
カメラ2-1,2-2は、タグ1が存在する位置検出対象エリアを撮影し、画像記憶部4-1は、これにより得られた画像を記憶する。光信号抽出部4-2は、画像記憶部4-1に記憶された画像を解析し、光信号送信部1-6が送信する光点滅信号を抽出する。この抽出に際し、点滅パターンにより他の光と区別することができる。
The cameras 2-1 and 2-2 photograph the position detection target area where the
位置計算部4-3は、画像内での光点滅信号の位置をもとに、測位対象物の位置を特定する。位置計算部4-3は、カメラが1台の場合、カメラ画像の各位置と位置検出対象エリアの各位置との対応関係を予め計測しておくことで、タグ1が存在する二次元位置の座標を得ることができる。また、カメラが複数台の場合には、立体視の原理(視角度差を利用した測距)により、タグ1が存在する三次元位置の座標を得ることができる。
The position calculation unit 4-3 identifies the position of the positioning object based on the position of the light blinking signal in the image. When the number of cameras is one, the position calculation unit 4-3 measures the correspondence between each position of the camera image and each position of the position detection target area in advance, so that the two-dimensional position where the
同期判定部4-4は、位置計算部4-3により計算されたタグ1の位置とID情報復号部3-2により復号されたID情報との対応付けを行う。電波信号と光点滅信号は、同時または一定時間差を持って送信されるので、電波信号と光点滅信号が受信されるタイミングの関係から、位置計算部4-3により計算されたタグ1の位置とID情報復号部3-2により復号されたID情報とを対応付けることができる。
The synchronization determination unit 4-4 associates the position of the
測位結果出力部4-5は、以上により側位されたタグ1の位置を、そのID情報とともに出力する。複数のタグは、ID情報により個別に識別される。
The positioning result output unit 4-5 outputs the position of the
図３は、第１実施形態の動作を示すシーケンス図である。ここでは、特に、タグ1とリーダ装置間での電波信号と光点滅信号の送受について示している。
FIG. 3 is a sequence diagram showing the operation of the first embodiment. Here, transmission / reception of a radio wave signal and a light blinking signal between the
まず、タグ1は、電波信号(ID情報)を周期的に送信し(S31)、電波信号の送信と同時または一定時間差を持って、既定点滅パターンの光点滅信号を送信する(S32)。リーダ装置は、この電波信号(ID情報)および光点滅信号を受信し、光点滅信号を基にしてタグ1の位置を算出し、これにID情報を対応付ける。この対応付けは、電波信号の送信と光点滅信号の送信のタイミング関係(同時または一定時間差)から可能である。
First, the
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態では、複数のタグが光点滅信号を送信するタイミングはそれぞれ独立しており、互いに異なるタイミングとなることを保証していない。したがって、複数のタグが同時に光点滅信号を送信する可能性を否定できず、たまたま複数のタグが同時に光点滅信号を送信してID情報が何れタグものもであるかを識別することができないという事態が起こり得る。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the timings at which a plurality of tags transmit light flashing signals are independent of each other, and it is not guaranteed that the timings are different from each other. Therefore, it is impossible to deny the possibility that a plurality of tags transmit a light flashing signal at the same time, and it is impossible to identify which tag is ID information by accidentally transmitting a plurality of tags simultaneously. Things can happen.
第２実施形態は、複数のタグが同時に光点滅信号を送信した場合でも、ID情報が何れタグものもであるかを識別することができるようにする仕組みを組み込んだものである。 The second embodiment incorporates a mechanism that makes it possible to identify which tag has ID information even when a plurality of tags transmit light flashing signals simultaneously.
図４は、第２施形態の構成を示すブロック図であり、図１と同一あるいは同等部分には同じ符号を付してある。ここでは、タグ1に加えてタグ5を図示している。以下では、第１実施形態と相違する点だけについて説明する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment, and the same or equivalent parts as in FIG. Here, in addition to
タグ1は、自タグを識別するためのID情報A1とともに識別子B1を電波信号により周期的に送信し、また、識別子B1に対応した点滅パターンの光点滅信号を送信する。同様に、タグ5は、自タグを識別するためのID情報A2と識別子B2を送信し、また、識別子B2に対応した点滅パターンの光点滅信号を電波信号により周期的に送信する。識別子B1,B2は、光点滅信号と電波信号を対応付けるためのものであり、例えば、乱数などを用いた既定の方法によりランダムに生成されるものを使用できる。各タグ1,5においてランダムに生成される識別子は、同時に同一になる可能性は少ないので、少ない情報量で各タグを識別する情報として有効である。
The
位置算出装置4は、カメラ2-1,2-2の画像を解析し、点滅発光しているタグ1,5の位置を算出し、これにより算出された位置と電波信号受信機3により受信されたID情報A1,A2との対応付けを行う。光点滅信号の点滅パターンは、電波信号の識別子B1,B2に対応しているので、タグ1,5が同時に光点滅信号を送信した場合でも、点滅パターンの違いにより、位置算出装置4により算出された位置と電波信号受信機3により受信されたID情報A1,A2との対応付けを行うことができる。
The
図５は、第２実施形態のタグとリーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、図５において、図２と同一あるいは同等部分には同じ符号を付してある。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the tag and reader device of the second embodiment. In FIG. 5, the same or equivalent parts as in FIG.
タグ1は、図２の構成に加えて、識別子記憶部1-7および識別子符号化部1-8を有する。識別子記憶部1-7は、光点滅信号と電波信号を対応付けるための識別子B1を記憶し、識別子符号化部1-8は、識別子B1を符号化して電波送信部1-5および光送信部1-6へ送出する。識別子記憶部1-8に記憶される識別子B1は、乱数などを用いた既定の方法によりランダムに生成される。
The
電波送信部1-5は、自タグを識別するためのID情報A1と識別子B1を電波信号により周期的に送信する。また、光送信部1-6は、識別子B1に対応した点滅パターンの光点滅信号を送信する。タグ5も同様である。 The radio wave transmission unit 1-5 periodically transmits ID information A1 and an identifier B1 for identifying the own tag by radio wave signals. The optical transmitter 1-6 transmits an optical flashing signal having a flashing pattern corresponding to the identifier B1. The same applies to tag 5.
一方、リーダ装置は、図２の構成と同様であるが、ID情報復号部3-2は、電波信号のID情報A1,A2とともに識別子B1,B2を復号する。また、光信号抽出部4-2は、光点滅信号を抽出し、その識別子B1,B2(点滅パターン)を復号する。 On the other hand, the reader device has the same configuration as that of FIG. 2, but the ID information decoding unit 3-2 decodes the identifiers B1 and B2 together with the ID information A1 and A2 of the radio signal. In addition, the optical signal extraction unit 4-2 extracts the flashing signal and decodes the identifiers B1 and B2 (flashing pattern).
位置計算部4-3は、画像内での点滅光信号の位置をもとに、測位対象物の位置を特定し、同期判定部4-4は、位置計算部4-3により計算されたタグ1の位置とID情報復号部3-2により復号されたID情報との対応付けを行う。この対応付けは、第１実施形態と同様に、電波信号と光点滅信号が受信されるタイミングの関係から可能であるが、タグ1,5が同時に光点滅信号を送信した場合でも、点滅パターンの違いにより、位置算出装置4により算出された位置と電波信号受信機3により受信されたID情報A1,A2を個々に対応付けることができる。
The position calculation unit 4-3 identifies the position of the positioning object based on the position of the flashing light signal in the image, and the synchronization determination unit 4-4 includes the tag calculated by the position calculation unit 4-3. The
図６は、第２実施形態の動作を示すシーケンス図である。 FIG. 6 is a sequence diagram showing the operation of the second embodiment.
タグ1は、電波信号(ID情報A1,識別子B1)を周期的に送信し(S61)、電波信号の送信と同時または一定時間差を持って、識別子B1に対応する点滅パターンの光点滅信号を送信する(S62)。一方、タグ5は、電波信号(ID情報A2,識別子B2)を周期的に送信し(S63)、電波信号の送信と同時または一定時間差を持って、識別子B2に対応する点滅パターンの光点滅信号を送信する(S64)。
リーダ装置は、タグ1,5からの電波信号および光点滅信号を受信し、光点滅信号を基にしてタグ1,5の位置を算出し、これにID情報A1,A2を対応付ける。この対応付けは、電波信号が受信されるタイミングと光点滅信号が受信されるタイミングの関係に加えて、点滅パターンの違いを基づいて行うことができる。
The reader device receives the radio wave signal and the light blinking signal from the
この場合、複数のタグが同時に光点滅信号を送信し、各タグが送信する光点滅信号の点滅パターンが同じになる確率は極めて小さいが、各タグはそれぞれ独自に識別子を生成するので、光点滅信号の点滅パターンが同じになる可能性は0ではない。しかし、複数のタグから送信される光点滅信号の点滅パターンが同じになって互いの識別子が同一(識別子衝突)になった時には、その時のデータを捨てることにより、実用上、問題は回避できる。 In this case, it is very unlikely that a plurality of tags transmit a light flashing signal at the same time and the flashing pattern of the light flashing signal transmitted by each tag is the same, but each tag generates its own identifier, so the light flashing The possibility that the flashing pattern of the signals will be the same is not zero. However, when the blinking patterns of the light blinking signals transmitted from a plurality of tags are the same and the identifiers are the same (identifier collision), the problem can be avoided in practice by discarding the data at that time.
以上のように、第２実施形態においては、乱数を基に識別子をランダムに生成し、これを電波信号によりID情報とともに送出し、また、光点滅信号の点滅パターンを識別子に対応させているので、複数のタグが同時に光点滅信号を送信した場合でも、識別子を用いてID情報が何れタグものもであるかを識別することができる。 As described above, in the second embodiment, an identifier is randomly generated based on a random number, is transmitted together with ID information by a radio signal, and the blinking pattern of the light blinking signal is associated with the identifier. Even when a plurality of tags simultaneously transmit a light blinking signal, it is possible to identify which tag information has the ID information using the identifier.
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、複数のタグの光点滅信号の送信タイミングが互いに異なることを保証したものであり、このために、複数のタグの各々が互いに異なるタイミングで光点滅信号を送信する仕組みを組み込んでいる。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment guarantees that the transmission timings of the light blinking signals of a plurality of tags are different from each other. For this purpose, a mechanism for transmitting the light blinking signals at different timings is incorporated. It is out.
図７は、第３施形態を示す構成図であり、図４と同一あるいは同等部分には同じ符号を付してある。以下では、第２実施形態と相違する点だけについて説明する。 FIG. 7 is a block diagram showing the third embodiment, and the same or equivalent parts as in FIG. Below, only the point which is different from 2nd Embodiment is demonstrated.
タグ1,5は、電波信号(ID情報)および光点滅信号を送信するに先立ち、自分以外のタグが電波信号を送信中でないかどうかを確認する。そして、送信中でないことが確認できた場合に電波信号を送信する。
Prior to transmitting the radio wave signal (ID information) and the light flashing signal, the
図８は、第３実施形態のタグとリーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、図８において、図２と同一あるいは同等部分には同じ符号を付してある。 FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a tag and a reader device according to the third embodiment. In FIG. 8, the same or equivalent parts as in FIG.
タグ1は、図２の構成に加えて、他タグが送信する電波信号を受信し、送信指示部1-4を制御する電波受信(信号検出)部1-9を備える。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
In addition to the configuration of FIG. 2, the
図９は、第３実施形態の動作を示すシーケンス図であり、特に、タグ1の動作を示している。
FIG. 9 is a sequence diagram showing the operation of the third embodiment, and particularly shows the operation of the
タグ1,5は、電波信号(ID情報A1、ID情報A2)を周期的に送信し(S91,S94)、電波信号の送信と同時または一定時間差を持って、既定点滅パターンの光点滅信号を送信する(S92)。なお、タグ5からの光点滅信号の送信は、図示省略している。
この場合、タグ1,5は、電波信号および光点滅信号を送信するに先立ち、自分以外のタグが電波信号を送信中でないかどうかを確認する。そして、送信中でないことが確認できた場合に、電波信号および光点滅信号を送信する。
In this case, the
このために、タグ1は、電波信号(ID情報A1)および光点滅信号(既定点滅パターン)を送信するに先立ち、受信処理に入り、電波受信部1-9が電波信号を受信するかどうかを確認する。
For this purpose, before transmitting the radio signal (ID information A1) and the light flashing signal (default flashing pattern), the
電波受信部1-9が電波信号を受信する場合(S94)には、タグ1がタグ5と同時に光点滅信号を送信すること(衝突)が予想される。そこで、タグ１は、電波信号および光点滅信号を送信せず、一定または動的に変動する時間だけ待って(S93)、再度受信処理から始める。この一定または動的に変動する時間は、タグ1が電波信号(ID情報A1)を送信する時間間隔とする。また、電波受信部1-9が電波信号を受信しない場合には、タグ1がタグ5と同時に光点滅信号を送信すること(衝突)が予想されないので、タグ１は、電波信号および光点滅信号を送信する(S91,S92)。その他の動作は、第２実施形態と同様であるので、説明を省略する。
When the radio wave receiving unit 1-9 receives a radio wave signal (S94), it is expected that the
以上のように、第３実施形態では、複数のタグが光点滅信号を同時に送信しないように制御しているので、光点滅信号の衝突を確実になくし、ID情報が何れタグものもであるかを確実に識別することができる。 As described above, in the third embodiment, since a plurality of tags are controlled so as not to transmit the flashing signal simultaneously, the collision of the flashing signal is surely eliminated and which ID information is included in each tag. Can be reliably identified.
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、複数のタグが同じ点滅パターンの光点滅信号を送信することがないことを保証する仕組みを組み込んだものであり、これにより、ID情報が何れタグものもであるかを確実に識別することができるようにする。第４施形態の構成は、図７と同様であるので図示省略する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment incorporates a mechanism for guaranteeing that a plurality of tags do not transmit a light blinking signal having the same blinking pattern, thereby ensuring that any ID information is a tag. To be able to identify. Since the configuration of the fourth embodiment is the same as that of FIG.
図１０は、第４実施形態のタグとリーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、図１０において、図５と同一あるいは同等部分には同じ符号を付してある。 FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a tag and a reader device according to the fourth embodiment. In FIG. 10, the same or equivalent parts as in FIG.
タグ1は、図５の構成に加えて、電波受信部1-9、電波受信部1-9が受信した電波信号のID情報および識別子を復号する復号部1-10、自タグが送信する電波信号の識別子と復号部1-10で復号された識別子が一致するかどうかを判定する一致判定部1-11、および一致判定部1-11で一致と判定された場合、自タグが送信する電波信号のID情報と復号部1-10で復号されたID情報の比較結果により、自識別子を変更する識別子変更部1-12を備える。その他の構成は、第２実施形態と同様である。
In addition to the configuration shown in FIG. 5, the
図１１は、第４実施形態の動作を示すシーケンス図である。 FIG. 11 is a sequence diagram showing the operation of the fourth embodiment.
タグ1,5は、電波信号(ID情報A1と識別子B1、ID情報A2と識別子B2)を周期的に送信し(S111,S113)、電波信号の送信と同時または一定時間差を持って、識別子B1,B3に対応する点滅パターンの光点滅信号を送信する(S112)。なお、タグ5からの光点滅信号の送信は、図示省略している。
この場合、タグ1,5は、電波信号および光点滅信号を送信するに先立ち、自分以外のタグが電波信号を送信中でないかどうかを調べ、送信中であれば、さらにその電波信号の識別子が自タグが送信する電波信号の識別子と一致するかどうかを判定する。そして、一致しない場合には、そのまま電波信号および光点滅信号を送信するが、一致する場合には、両者の識別子が一致しないように制御し、自タグと他タグが送信する光点滅信号の点滅パターンが異なるようにする。
In this case, before transmitting the radio signal and the flashing signal, the
このために、タグ1,5の電波受信部1-9および復号部1-10は、他タグの電波信号のID情報(受信ID情報)および識別情報(受信識別子)を受信して復号し、一致判定部1-11は、自タグが送信する電波信号の識別子(自識別子)を識別子記憶部1-7から取得し、自識別子と受信識別子が一致するかどうかを判定する。識別子変更部1-12は、一致判定部1-11で自識別子と受信識別子が一致すると判定された場合において、自タグが送信する電波信号のID情報(自ID情報)と受信ID情報の大小関係により自識別子の変更の要否を決定する。例えば、自ID情報>受信ID情報ならば、自識別子の変更を必要と決定し、識別子をB′に変更した後、電波信号を送信する。その他の動作は、第３実施形態と同様であるので、説明を省略する。
For this purpose, the radio wave reception unit 1-9 and the decoding unit 1-10 of the
図１２に、第１〜第４実施形態それぞれでの、電波で送信する情報、光で送信する情報、タグの動作、リーダ側でのタグ識別方法をまとめて示す。 FIG. 12 collectively shows information transmitted by radio waves, information transmitted by light, tag operation, and tag identification method on the reader side in each of the first to fourth embodiments.
以上のように、第４実施形態では、複数のタグが光点滅信号の点滅パターンが同じにならないように制御しているので、光点滅信号の衝突を確実になくし、ID情報が何れのタグのものであるかを確実に識別することができる。 As described above, in the fourth embodiment, since the plurality of tags are controlled so that the blinking pattern of the light blinking signal is not the same, the collision of the light blinking signal is surely eliminated, and the ID information of any tag It can be reliably identified whether it is a thing.
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々に変形することができる。例えば、位置検出対象エリア内に存在する対象物を個別に識別する必要がない場合には、光点滅信号の点滅の有無のみをカメラ側で認識するだけでよい。 Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified. For example, when there is no need to individually identify objects present in the position detection target area, only the presence or absence of blinking of the light blinking signal need only be recognized on the camera side.
本発明は、工場/事業所やイベント会場などの、屋内や特定エリア内での人の位置把握、動物の位置や行動把握、駐車場内や交差点での自動車の位置把握、機材や什器などの位置管理などに適用できる。 The present invention is to understand the location of people in factories / business establishments and event venues indoors and in specific areas, the location of animals and behavior, the location of cars in parking lots and intersections, the location of equipment and fixtures, etc. It can be applied to management.
1,5・・・電子タグ、1-1・・・ID情報記憶部、1-2・・・ID符号化部、1-3・・・タイマー、1-4・・・送信指示部、1-5・・・電波送信部、1-6・・・光送信部、1-7・・・識別子記憶部、1-8・・・識別子符号化部、1-9・・・電波受信(信号検出)部、1-10・・・復号部、1-11・・・一致判定部、1-12・・・識別子変更部、2-1,2-2・・・カメラ、3・・・電波信号受信機、3-1・・・電波受信部、3-2・・・ID情報復号部、4・・・位置検出装置、4-1・・・画像記憶部、4-2・・・光信号抽出部(識別子復号部)、4-3・・・位置計算部、4-4・・・同期判定部、4-5・・・測位結果出力部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電子タグは、自タグのＩＤ情報を電波信号により送信する電波送信手段と、該電波信号と同時または一定時間差を持って光点滅信号を送信する光送信手段を有し、
前記タグリーダ装置は、電子タグからの電波信号を受信する受信手段と、電子タグが存在する領域を撮影するカメラと、前記カメラの画像における光点滅信号の位置から電子タグの位置を算出するとともに、光点滅信号と電波信号が受信されるタイミングの関係から、電子タグの位置に前記受信手段により受信された電波信号のＩＤ情報を対応付ける位置算出手段を有することを特徴とする測位システム。 In a positioning system comprising an electronic tag and a reader device that receives a signal from the electronic tag and detects the position of the electronic tag,
The electronic tag has radio wave transmission means for transmitting ID information of the own tag by a radio wave signal, and optical transmission means for transmitting a flashing signal simultaneously with the radio wave signal or with a certain time difference,
The tag reader device calculates the position of the electronic tag from the receiving means for receiving the radio signal from the electronic tag, the camera for photographing the area where the electronic tag is present, and the position of the light blinking signal in the image of the camera, A positioning system comprising position calculation means for associating ID information of a radio wave signal received by the receiving means with a position of an electronic tag based on a relationship between timings at which a flashing signal and a radio signal are received.
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