JP5125962B2 - 位置検出装置、位置検出システム、位置検出方法およびプログラム - Google Patents
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無線タグから電波で送信される固有のデータを含む信号を受信して、その電波の到来方向を検出する2以上の測位器から、前記受信した信号とその到来方向を含むタグ情報を、ネットワークを介して受信する受信手段と、
前記受信手段で前記測位器から受信したタグ情報ごとに、その到来方向と前記測位器の位置の情報から算出される、前記無線タグの位置データを取得する位置データ取得手段と、
同じ固有のデータを含む前記タグ情報について、直近の所定の時間に受信した前記タグ情報から算出される位置データを、そのタグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離に応じた係数で重み付けした加重平均を計算して、前記無線タグの位置を算出する位置算出手段と、
を備えることを特徴とする。
本発明の第1の観点に係る位置検出装置と、
無線タグから電波で送信される固有のデータを含む信号を受信して、その電波の到来方向を検出し、前記受信した信号とその到来方向を含むタグ情報をネットワークを介して前記位置検出装置に送信する2以上の測位器と、
を備えることを特徴とする。
無線タグから電波で送信される固有のデータを含む信号を受信して、その電波の到来方向を検出する測位器から、前記受信した信号とその到来方向を含むタグ情報を、ネットワークを介して受信する受信ステップと、
前記受信ステップで前記測位器から受信したタグ情報ごとに、その到来方向と前記測位器の位置の情報から算出される、前記無線タグの位置データを取得する位置データ取得ステップと、
同じ固有のデータを含む前記タグ情報について、直近の所定の時間の前記タグ情報から算出される位置データを、そのタグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離に応じた係数で重み付けした加重平均を計算して、前記無線タグの位置を算出する位置算出ステップと、
を備えることを特徴とする。
コンピュータを、
無線タグから電波で送信される固有のデータを含む信号を受信して、その電波の到来方向を検出する2以上の測位器から、前記受信した信号とその到来方向を含むタグ情報を、ネットワークを介して受信する受信手段と、
前記受信手段で前記測位器から受信したタグ情報ごとに、その到来方向と前記測位器の位置の情報から算出される、前記無線タグの位置データを取得する位置データ取得手段と、
同じ固有のデータを含む前記タグ情報について、直近の所定の時間の前記タグ情報から算出される位置データを、そのタグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離に応じた係数で重み付けした加重平均を計算して、前記無線タグの位置を算出する位置算出手段
として機能させることを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1に係る位置検出システムの構成例を示すブロック図である。図1を参照すると、位置検出システム100は、位置検出装置1と、測位器2と、無線タグ3から構成される。位置検出装置1は、ネットワークNを介して測位器2と接続する。また、位置検出装置1は、キーボード等の入力部4と、ディスプレイやプリンタ等の出力部5を備える。
Ljk = SQRT(xjk2 + yjk2)
αjk = Ljk2
ただし、SQRTは(正の)平方根を表す。サフィックスjは測位器2の番号を表す。サフィックスkは、同じタグIDを有するタグ情報31の番号を表す。座標(xjk,yjk)は、そのタグ情報31を検出した測位器2を原点とする局所座標における位置を表す。Ljkは、無線タグ3の位置とタグ情報31を検出した測位器2の距離である。
X = Σ(αi・Xi) / Σ(αi)
Y = Σ(αi・Yi) / Σ(αi)
で算出する。同様にZ座標を算出してもよい。ここでΣは、iについて所定の期間における和を表す。iは着目するタグの直近の所定の期間に含まれるタグ情報31の番号を表す。加重平均を算出する所定の期間は、無線タグ3が信号を送信する周期、無線タグ3の移動速度、測位器2の分解能、無線タグ3の信号を同時に受信する測位器2の台数などを考慮して設定する。
実施の形態1では、無線タグ3と測位器2の距離の二乗に反比例する重み付け係数を用いて、直近の所定の期間の位置データ33から加重平均によって、無線タグ3の位置を算出した。簡易には、加重平均に代えて、直近の所定の期間において重み付け係数が最大の位置データ33を採用して、位置情報34を算出してもよい。
図8は、本発明の実施の形態2に係る位置検出システムの構成例を示すブロック図である。実施の形態2の位置検出装置1は、図1に示す実施の形態1の構成に加えて、RSSIフィルタ17、速度フィルタ18および範囲フィルタ19を備える。また、記憶部10に、電界しきい値35、移動しきい値36および範囲情報37を含む。その他の構成は、実施の形態1と同じである。
図13Aないし図15Dは、ある場所に複数の測位器2を配置して、実際に無線タグ3の位置検出を行った結果を示す。図13Aおよび図13Bは、位置データ33を単純に移動平均した値を示す。移動平均で計算した位置データ33を小さい菱形の点で表す。図13Aは、3点の移動平均データである。実際に歩行した経路を、大きい四角の点で表す。図13Bは、4台の測位器2で検出した、8ポイントの位置データ33の移動平均データである。実際に歩行した経路を、三角の点で表す。
好ましくは、前記位置算出手段は、前記タグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離の二乗の逆数を、前記距離に応じた係数として、前記加重平均を計算することを特徴とする。
前記位置算出手段は、前記速度フィルタで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する。
前記位置算出手段は、前記範囲フィルタで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する。
前記位置算出手段は、前記RSSIフィルタで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する。
好ましくは、前記位置算出ステップは、前記タグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離の二乗の逆数を、前記距離に応じた係数として、前記加重平均を計算することを特徴とする。
前記位置算出ステップは、前記速度除外ステップで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する。
前記位置算出ステップは、前記範囲除外ステップで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する。
前記位置算出ステップは、前記電界強度除外ステップで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する。
2 測位器
3 無線タグ
4 入力部
5 出力部
10 記憶部
11 受信部
12 位置データ算出部
13 位置算出部
14 加重平均計算部
15 係数計算部
17 RSSIフィルタ
18 速度フィルタ
19 範囲フィルタ
21 制御部
22 主記憶部
23 外部記憶部
24 操作部
25 表示部
26 送受信部
30 プログラム
31 タグ情報
32 測位器情報
33 位置データ
34 位置情報
35 電界しきい値
36 移動しきい値
37 範囲情報
100 位置検出システム
Claims (16)
- 無線タグから電波で送信される固有のデータを含む信号を受信して、その電波の到来方向を検出する2以上の測位器から、前記受信した信号とその到来方向を含むタグ情報を、ネットワークを介して受信する受信手段と、
前記受信手段で前記測位器から受信したタグ情報ごとに、その到来方向と前記測位器の位置の情報から算出される、前記無線タグの位置データを取得する位置データ取得手段と、
同じ固有のデータを含む前記タグ情報について、直近の所定の時間に受信した前記タグ情報から算出される位置データを、そのタグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離に応じた係数で重み付けした加重平均を計算して、前記無線タグの位置を算出する位置算出手段と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。 - 前記位置算出手段は、前記タグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離の二乗の逆数を、前記距離に応じた係数として、前記加重平均を計算することを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
- 前記位置算出手段は、前記距離に応じた係数を、前記直近の所定の時間において、前記タグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離が最小のものを1に設定し、その直近の所定の時間のその余のタグ情報については0に設定して、前記加重平均を計算することを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
- 最新の前記タグ情報の位置データで表される位置と、直近の所定の個数の同じ固有のデータを有する前記タグ情報の位置データで表される位置との距離が、所定の値を越えた場合に、その最新のタグ情報を、前記位置算出手段の対象から除外する速度フィルタを備え、
前記位置算出手段は、前記速度フィルタで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の位置検出装置。 - 前記タグ情報の位置データで表される位置が、そのタグ情報を検出した測位器から所定の範囲を越えた場合に、その最新のタグ情報を、前記位置算出手段の対象から除外する範囲フィルタを備え、
前記位置算出手段は、前記範囲フィルタで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の位置検出装置。 - 前記範囲フィルタは、前記タグ情報を検出した測位器から一定の距離の部分を、前記位置算出手段の対象から除外する所定の範囲に含む、ことを特徴とする請求項5に記載の位置検出装置。
- 前記無線タグから電波で送信される固有のデータを含む信号を受信する受信電界強度を取得し、その受信電界強度が、所定の値以下のタグ情報を前記位置算出手段の対象から除外するRSSIフィルタを備え、
前記位置算出手段は、前記RSSIフィルタで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する、
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の位置検出装置。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の位置検出装置と、
無線タグから電波で送信される固有のデータを含む信号を受信して、その電波の到来方向を検出し、前記受信した信号とその到来方向を含むタグ情報をネットワークを介して前記位置検出装置に送信する2以上の測位器と、
を備えることを特徴とする位置検出システム。 - 無線タグから電波で送信される固有のデータを含む信号を受信して、その電波の到来方向を検出する測位器から、前記受信した信号とその到来方向を含むタグ情報を、ネットワークを介して受信する受信ステップと、
前記受信ステップで前記測位器から受信したタグ情報ごとに、その到来方向と前記測位器の位置の情報から算出される、前記無線タグの位置データを取得する位置データ取得ステップと、
同じ固有のデータを含む前記タグ情報について、直近の所定の時間の前記タグ情報から算出される位置データを、そのタグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離に応じた係数で重み付けした加重平均を計算して、前記無線タグの位置を算出する位置算出ステップと、
を備えることを特徴とする位置検出方法。 - 前記位置算出ステップは、前記タグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離の二乗の逆数を、前記距離に応じた係数として、前記加重平均を計算することを特徴とする請求項9に記載の位置検出方法。
- 前記位置算出ステップは、前記距離に応じた係数を、直近の所定の時間において、前記タグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離が最小のものを1に設定し、その直近の所定の時間のその余のタグ情報については0に設定して、前記加重平均を計算することを特徴とする請求項9に記載の位置検出方法。
- 最新の前記タグ情報の位置データで表される位置と、直近の所定の個数の同じ固有のデータを有する前記タグ情報の位置データで表される位置との距離が、所定の値を越えた場合に、その最新のタグ情報を、前記位置算出ステップの対象から除外する速度除外ステップを備え、
前記位置算出ステップは、前記速度除外ステップで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する、
ことを特徴とする請求項9ないし11のいずれか1項に記載の位置検出方法。 - 前記タグ情報の位置データで表される位置が、そのタグ情報を検出した測位器から所定の範囲を越えた場合に、その最新のタグ情報を、前記位置算出ステップの対象から除外する範囲除外ステップを備え、
前記位置算出ステップは、前記範囲除外ステップで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する、
ことを特徴とする請求項9ないし12のいずれか1項に記載の位置検出方法。 - 前記範囲除外ステップは、前記タグ情報を検出した測位器から一定の距離の部分を、前記位置算出ステップの対象から除外する所定の範囲に含む、ことを特徴とする請求項13に記載の位置検出方法。
- 前記無線タグから電波で送信される固有のデータを含む信号を受信する受信電界強度を取得し、その受信電界強度が、所定の値以下のタグ情報を前記位置算出ステップの対象から除外する電界強度除外ステップを備え、
前記位置算出ステップは、前記電界強度除外ステップで除外された前記タグ情報の位置データを含めずに前記加重平均を計算する、
ことを特徴とする請求項9ないし14のいずれか1項に記載の位置検出方法。 - コンピュータを、
無線タグから電波で送信される固有のデータを含む信号を受信して、その電波の到来方向を検出する2以上の測位器から、前記受信した信号とその到来方向を含むタグ情報を、ネットワークを介して受信する受信手段と、
前記受信手段で前記測位器から受信したタグ情報ごとに、その到来方向と前記測位器の位置の情報から算出される、前記無線タグの位置データを取得する位置データ取得手段と、
同じ固有のデータを含む前記タグ情報について、直近の所定の時間の前記タグ情報から算出される位置データを、そのタグ情報を検出した測位器からそのタグ情報の位置データで表される位置までの距離に応じた係数で重み付けした加重平均を計算して、前記無線タグの位置を算出する位置算出手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
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