JP6059607B2 - 無線タグ捜索方法およびその装置 - Google Patents
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Description
無線タグは、例えば商品や人などの識別対象に装着され、物流管理や駅や会社等の入退場管理などに利用されている。無線タグは、パッシブ型とアクティブ型とに大別される。
(2−1)無線通信システムの全体構成
以下、図1を使用して、無線通信システムの全体構成の一実施例について説明する。
図2(A)は、無線タグ200nの一実施例を示す。
図2(B)は、タグ捜索装置100の一実施例を示す。
図2(C)は、無線送受信機700の装置構成を示す。図2(C)に示す無線送受信機700は、タグ捜索装置100および無線タグ200nのそれぞれとの間で捜索対象となる無線タグ200nの位置推定に使用する無線信号を送受信し、さらにタグ捜索装置100および無線タグ200nとの間で送受信されるべきこれらの無線信号を中継する無線局である。無線送受信機700は、セルラー網の基地局、無線LANアクセスポイントなどを含む無線アクセスポイントの他に、無線中継局(レピータ)、無線地上局および無線信号中継機能を有する無線トランシーバなどの任意の無線送受信機を含み得る。無線送受信機700は、制御部701と、無線情報送信部702Aと、無線情報受信部702Bと、無線通信部703と、アンテナ704とから構成される。
以下、図3を使用して、無線タグ捜索アプリケーションを実行中のタグ捜索装置100がユーザに対して提供する機能について説明する。タグ捜索装置100上で実行される無線タグ捜索アプリケーションは、Android OS(登録商標)のAPIを呼び出すことにより実行されるAndroidアプリケーションとして実装することも可能である。この場合、無線タグ捜索アプリケーションは、Android OS(登録商標)のデスクトップを表示するタッチパネル画面上で対応するアイコンをユーザが指でタップすることにより起動される。
図4は、タグ捜索装置100の機能の一実施例を示す機能ブロック図である。この機能ブロック図により表される機能は、主に、制御部101により実行される。つまり、図4の機能ブロック図により表される機能は、記憶部105に記憶されたアプリケーションに従って制御部101により実行される。記憶部105に記憶されたアプリケーションに従って、図4の機能ブロック図により表される機能を実行するCPUは、A−CPU(アプリケーション−CPU)300と呼ばれてもよい。
以下、図6〜図8を使用して、タグ捜索装置100が不特定の無線タグ200nが位置する距離と方向を推定する方法を説明するが、説明を簡単にするためにまず、推定した方向に含まれる誤差を考慮しない場合から説明する。無線タグ200nが位置する方向を当該方法によって推定した結果に含まれる誤差を考慮した方向推定の仕組みに関しては、図9以降に関する実施例の記載において後述する。概略的に言うならば、以下に述べる方法は、タグ捜索装置100が内蔵する動態センサにより、タグ捜索装置100の向きの変化を検出すると同時に、当該向きの変化と関係付けてタグ捜索装置100が無線タグ200nから受信した電波強度の変化を記録し、その記録を元にタグ捜索装置100の向きを検出するものである。
例えば、「体を中心に円を描くように、5秒間程度かけて、無線通信装置を動かしてください」等のメッセージが出力される。音声により、ユーザに通知されてもよいし、表示することにより、ユーザに通知されてもよい。
図4〜図8に関して上述した方法に従って、無線タグ200nからタグ捜索装置100が受信したAdvertising信号に基づいて無線タグ200nが位置する方向と距離を推定する場合、特許文献1記載の方法と比べてタグ位置の推定精度が低下する。これは、特許文献1記載の無線タグ捜索装置は、送受信ビームの指向性制御や測位信号のタイミング同期制御を精密に行うための複雑で高価なアンテナ制御機構を備えているからである。そこで、まず図9を参照して、特許文献1記載のような複雑で高価なアンテナ制御機構を具備しないタグ捜索装置100が図4〜図8に関して上述した方法に従ってタグ位置を推定する場合に見られる推定精度の低下の具体例を説明する。
以下、図10および図11を参照しながら、本実施の形態に係る無線タグの位置推定精度の改善方法について具体的に説明する。この位置推定精度の改善方法は、図4〜図8に関して上述した方法に従って、図9(B)のレーダーチャート上において無線タグ200nの現在位置が含まれる交差領域R1の中から、無線タグ200nが位置する可能性の高い領域をさらに狭く絞り込むための方法である。これによって、図4〜図8に関して上述した方法に従って、図9(B)のレーダーチャート上において推定される無線タグ200nの現在位置に関する推定精度を改善することが出来る。この推定精度の改善の結果、本実施の形態においては、タグ捜索装置100が、特許文献1記載のような複雑で高価なアンテナ制御機構を備えていなくても、無線タグ200nの現在位置の推定に関して、実用上充分な推定精度を達成することが出来る。なお、以下において、図10および図11を参照しながら説明する方法を実行する際に、タグ捜索装置100の上で実行される処理動作は、図4に示した位置推定部304により実行されることが可能である。図4に示す位置推定部304は、タグ捜索装置100に関して図2(B)に示す制御部101が記憶部105に記憶された所定の制御プログラムを実行することによって実現される。
以下、図10および図11に関して上述した方法に従って、タグ捜索装置100、無線タグ200nおよび無線送受信装置700の三者がそれぞれ実行する動作のフローとこれら三者間で通信される情報のフローを図12のイベントフロー図を参照しながら説明する。図12のイベントフロー図に沿って以下のとおりに説明する一連の処理動作において、タグ捜索装置100の上で実行される処理動作は、図4に示した位置推定部304により実行されることが可能である。図4に示す位置推定部304は、タグ捜索装置100に関して図2(B)に示す制御部101が記憶部105に記憶された所定の制御プログラムを実行することによって実現される。
図10および図11に示すタグ位置の推定方法においては、無線送受信機700は、無線タグ200nが位置する方向を推定する必要が無く、無線タグ200nまでの距離に関する推定結果のみを距離情報dとしてタグ捜索装置100に報告すればよい点に留意されたい。これにより、タグ捜索装置100は、図4〜図8に関して上述した方法に従って無線タグ200nからの受信信号の到来方向を検出するためにセンサー類(図4に示す地磁気センサ107A、ジャイロ・センサ107Bおよび加速度センサ107C)を具備する必要が有るのに対して、無線送受信機700においては、そのようなセンサー類は不要である。同様に、特許文献1記載の無線監視局は、無線タグ200nが位置する方向を推定するために、送受信ビーム指向性制御や測位信号同期に関して高精度なアンテナ制御機構を必要とするのに対して、無線送受信機700においては、そのような機構は不要である。その結果、本実施の形態においては、無線送受信機700は、無線タグ200nからの受信信号の電界強度を測定する機能さえ有していれば、どのような無線送受信機であっても良く、任意のセルラー基地局、任意の無線中継局または任意の無線トランシーバとすることも可能である。
101 制御部
102 無線情報送受信部
103 無線通信部
104 表示部
105 記憶部
106 ユーザ入出力部
107 センサ部
107A 地磁気センサ
107B ジャイロ・センサ
107C 加速度センサ
108 送受信アンテナ
200 無線タグ
201 制御部
202 報知情報送信部
203 無線通信部
204 計時部
205 記憶部
206 バッテリ
207 送受信アンテナ
210 制御信号受信部
300 タグ捜索装置の機能ブロック構造
302 動態判定部
304 位置推定部
400 無線タグ位置を表示するアイコン画像
700 無線送受信機
701 制御部
702A 無線情報送信部
702B 無線情報受信部
703 無線通信部
704 アンテナ
Claims (9)
- 一つ以上の無線機および支援無線局から受信した無線信号に基づいて、前記無線機を捜索する無線捜索装置であって、前記無線機の位置を推定する位置推定部および前記無線信号を送受信する無線送受信部を備え、前記位置推定部は:
前記無線機および前記支援無線局から受信した前記無線信号に基づいて、前記無線機および前記支援無線局の位置に関する第1の推定結果を生成する手段;および、
前記第1の推定結果と共に前記支援無線局から受信した支援信号を使用して、前記無線機の位置に関する第2の推定結果を生成する手段;
を備え、
前記支援信号は、前記支援無線局が測定した前記無線機までの距離に関する距離情報を含む、ことを特徴とする、無線捜索装置。 - 前記第2の推定結果を生成する手段は:
前記支援無線局の推定位置に関して前記第1の推定結果が表す領域から前記距離情報が表す距離だけ離れた領域を算出する手段;
前記算出された領域と前記無線機の推定位置に関して前記第1の推定結果が表す領域との交差領域を算出する手段;および、
前記交差領域を表す情報を前記第2の推定結果として出力する手段;
を備える、請求項1記載の無線捜索装置。 - 前記無線機および前記支援無線局の位置は、当該無線捜索装置から見て前記無線機および前記支援無線局が位置する方向と距離によって表され、
前記第1の推定結果は、前記無線機および前記支援無線局がそれぞれ位置する方向と距離に関する推定結果を含み、
前記第2の推定結果は、前記無線機が位置する方向と距離に関して前記第1の推定結果よりも高精度な推定結果を含む、
ことを特徴とする請求項1記載の無線捜索装置。 - 前記支援無線局は、前記無線機から受信した前記無線信号の受信電界強度に基づいて、前記無線機までの距離を推定し、前記推定した距離に基づいて前記支援信号を生成し、当該無線捜索装置に送信する、
ことを特徴とする、請求項1記載の無線捜索装置。 - 当該無線捜索装置を把持したユーザが向きを変えた際に、当該無線捜索装置の向きの変化を検知するセンサをさらに備え、
前記位置推定部は、
当該ユーザが前記向きを変えた際に、前記センサが検知した向きの変化と関連付けて前記無線信号の受信強度の変化を測定結果として記録する手段;
前記記録された測定結果から当該無線捜索装置の向きを決定する手段;
前記強度に基づいて、前記無線機が位置する方向を推定する手段;
をさらに備える、請求項1記載の無線捜索装置。 - 一つ以上の無線機および支援無線局から受信した無線信号に基づいて、無線捜索装置が前記無線機を捜索する方法であって、前記無線捜索装置は、前記無線機の位置を推定する位置推定部および前記無線信号を送受信する無線送受信部を備え:
前記無線機および前記支援無線局から受信した前記無線信号に基づいて、前記無線機および前記支援無線局の位置に関する第1の推定結果を前記位置推定部が生成するステップ;および、
前記第1の推定結果と共に前記支援無線局から受信した支援信号を使用して、前記無線機の位置に関する第2の推定結果を前記位置推定部が生成する手段;
を備え、
前記支援信号は、前記支援無線局が測定した前記無線局までの距離に関する距離情報を含み、前記第2の推定結果は前記第1の推定結果よりも前記無線機の位置を高精度に特定する、ことを特徴とする、方法。 - 前記第2の推定結果を生成するステップは:
前記支援無線局の推定位置に関して前記第1の推定結果が表す領域から前記距離情報が表す距離だけ離れた領域を算出するステップ;
前記算出された領域と前記無線機の推定位置に関して前記第1の推定結果が表す領域との交差領域を算出するステップ;および、
前記交差領域を表す情報を前記第2の推定結果として出力するステップ;
を備える、請求項6記載の方法。 - 前記無線機および前記支援無線局の位置は、当該無線捜索装置から見て前記無線機および前記支援無線局が位置する方向と距離によって表され、
前記第1の推定結果は、前記無線機および前記支援無線局がそれぞれ位置する方向と距離に関する推定結果を含み、
前記第2の推定結果は、前記無線機が位置する方向と距離に関して前記第1の推定結果よりも高精度な推定結果を含む、
ことを特徴とする請求項6記載の方法。 - 前記支援無線局は、前記無線機から受信した前記無線信号の受信電界強度に基づいて、前記無線局までの距離を推定し、前記推定した距離に基づいて前記支援信号を生成し、当該無線捜索装置に送信する、
ことを特徴とする、請求項6記載の方法。
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