(57)【要約】【課題】タグを読み取り機に直接近づけることなく、必要な場合にゲートを開放し、セキュリティを維持できるゲート制御システムを提供する。【解決手段】ゲート制御システム１は、アンテナ１１と、送受信部１２と、符号検出部１３と、到来方向検知部１４と、変化検知部１５と、判定部１６と、情報記憶部１７と、制御部１８と、を備える。送受信部１２は、アンテナ１１を介して、ＲＦタグ２から送信される電波を受信する。符号検出部１３は、受信した電波を復調してＲＦタグ２が送信した符号を検出する。到来方向検知部１４は、受信した信号の電波の到来方向を検知する。変化検知部１５は、ＲＦタグ２の検知を少なくとも２回以上行い、到来方向の変化や変位を算出し、判定部１６で所定の範囲内かの判定を行う。制御部１８は、符号検出部１３と判定部１６との結果を受け、出入り口Ｄへ開閉の指示や、ゲート制御システム１の装置全体の制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の識別情報を保有するＲＦタグが発する電波の到来方向を検知する方向検知手段と、
前記ＲＦタグが送信する符号を検出する検出手段と、
前記方向検知手段による前記ＲＦタグが発する電波の到来方向の検知を２回以上行って、前記電波の到来方向の変化から前記ＲＦタグの移動を検知する移動検知手段と、
前記検出手段で検出した符号が所定の条件に適合する場合に、前記移動検知手段で検知した前記ＲＦタグの移動が、出入り口に対して所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で前記ＲＦタグの移動が前記出入り口に対して所定の範囲内であると判定した場合に、前記出入り口を開放する制御手段と、
を備えることを特徴とするゲート制御システム。
【請求項２】
前記方向検知手段による前記ＲＦタグが発する電波の到来方向の検知を２回以上行い、かつ、検知する時間を測定し、前記ＲＦタグの移動変位、軌跡もしくは移動速度のいずれか、またはそれらの組合せを演算する演算手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のゲート制御システム。
【請求項３】
前記ＲＦタグの発する電波を検知する範囲を所定の範囲に設定することを特徴とする請求項１または２に記載のゲート制御システム。
【請求項４】
前記方向検知手段は、ＥＳＰＡＲアンテナ（電子走査可変導波器配列アンテナ）を用いて走査することを特徴とする請求項３に記載のゲート制御システム。
【請求項５】
前記ＲＦタグは受動型のＲＦタグであって、前記ＲＦタグに電力を供給する給電手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のゲート制御システム。
【請求項６】
前記方向検知手段で検知する前記電波の到来方向により、前記ＲＦタグが前記出入り口を通過したことを確認する確認手段と、
前記検出手段で検出した前記ＲＦタグの符号と、前記確認手段で確認した前記ＲＦタグの所定の識別情報と、を照合し、出入りに適合しているか判断する判断手段と、
前記判断手段での結果を知らせる通知手段を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のゲート制御システム。
【請求項７】
所定の識別情報を保有するＲＦタグが発する電波の到来方向を検知する方向検知ステップと、
前記ＲＦタグが送信する符号を検出する検出ステップと、
前記方向検知ステップによる前記ＲＦタグが発する電波の到来方向の検知を２回以上行って、前記電波の到来方向の変化から前記ＲＦタグの移動を検知する移動検知ステップと、
前記検出ステップで検出した符号が所定の条件に適合する場合に、前記移動検知ステップで検知した前記ＲＦタグの移動が、出入り口に対して所定の範囲内であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで前記ＲＦタグの移動が前記出入り口に対して所定の範囲内であると判定した場合に、前記出入り口を開放する制御ステップと、
を備えることを特徴とするゲート制御方法。
【請求項８】
前記方向検知ステップによる前記ＲＦタグが発する電波の到来方向の検知を２回以上行い、かつ、検知する時間を測定し、前記ＲＦタグの移動変位、軌跡もしくは移動速度のいずれか、またはそれらの組合せを演算する演算ステップを備えることを特徴とする請求項７に記載のゲート制御方法。
【請求項９】
前記ＲＦタグの発する電波を検知する範囲を所定の範囲に設定することを特徴とする請求項７または８に記載のゲート制御方法。
【請求項１０】
前記ＲＦタグは受動型のＲＦタグであって、前記ＲＦタグに電力を供給する給電ステップを備えることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載のゲート制御方法。
【請求項１１】
前記方向検知ステップで検知する前記電波の到来方向により、前記ＲＦタグが前記出入り口を通過したことを確認する確認ステップと、
前記検出ステップで検出した前記ＲＦタグの符号と、前記確認ステップで確認した前記ＲＦタグの所定の識別情報と、を照合し、出入りに適合しているか判断する判断ステップと、
前記判断ステップでの結果を知らせる通知ステップを備えることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載のゲート制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲート制御システムおよびゲート制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィスや店舗等において所定範囲への部外者の立ち入りを制限する場合において、ゲートなどで区切り、許可された人のみが所定範囲へ入る形態が採られていることが多い。その入退室の際、個人認証を行う為に、ＩＤカードをかざしたり、ＩＤとパスワードを入力するなどの必要があった。また、カギを用いたり、インターホンなどで連絡を取り解錠してもらうなどの方法もあった。さらに、セキュリティ強化のために、監視カメラをゲート近傍に設置することもあった。
【０００３】
特許文献１では、設置工事を簡略化し、ＩＤ追加や他種類機種への対応が容易な入退室管理システムについて記載されている。その技術は、通行者側に読み取り装置を携帯させ、建物側に非接触型ＩＤタグを設置する方法である。
【０００４】
特許文献２では、入退室管理などゲート制御を確実に行えるアクティブタグを提供する方法として、質問器の発信電圧に応じてアクティブタグのＩＤ発信周期を変化させる。ＩＤの発信周期によってアクティブタグの接近度が判り、適切なタイミングでゲート制御できる技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６３４１８号公報
【特許文献２】特開２００５−３２１８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、通行者側に読み取り装置を携帯させる必要がある。タグに比べて装置は、携帯に不便であることが多く、好ましくない。また、読み取り装置を多く揃える必要があり、安価なタグを揃える場合と比較して、コストがかかるおそれがある。さらに、読み取り装置をＩＤタグに近づけて認識させるため、情報を照合した後にしかゲートは開放せず、スムーズな出入りを行えない場合が発生する。
【０００７】
特許文献２では、早くからゲートが開放されてセキュリティの確保ができなくなる、といった問題は解決している。しかし、アクティブタグを所持する人が近傍を通った場合であっても、ゲートが開放するため、認証されていない人がゲートを通過できるというセキュリティの低下を招くおそれがある。また、アクティブタグに限定して用いており、電池が不要で安価なパッシブタグについては記載されていない。
【０００８】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、タグを読み取り機に直接近づけることなく、必要な場合にゲートを開放し、セキュリティを維持できるゲート制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係るゲート制御システムは、
所定の識別情報を保有するＲＦタグが発する電波の到来方向を検知する方向検知手段と、
前記ＲＦタグが送信する符号を検出する検出手段と、
前記方向検知手段による前記ＲＦタグが発する電波の到来方向の検知を２回以上行って、前記電波の到来方向の変化から前記ＲＦタグの移動を検知する移動検知手段と、
前記検出手段で検出した符号が所定の条件に適合する場合に、前記移動検知手段で検知した前記ＲＦタグの移動が、出入り口に対して所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で前記ＲＦタグの移動が前記出入り口に対して所定の範囲内であると判定した場合に、前記出入り口を開放する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点に係るゲート制御方法は、
所定の識別情報を保有するＲＦタグが発する電波の到来方向を検知する方向検知ステップと、
前記ＲＦタグが送信する符号を検出する検出ステップと、
前記方向検知ステップによる前記ＲＦタグが発する電波の到来方向の検知を２回以上行って、前記電波の到来方向の変化から前記ＲＦタグの移動を検知する移動検知ステップと、
前記検出ステップで検出した符号が所定の条件に適合する場合に、前記移動検知ステップで検知した前記ＲＦタグの移動が、出入り口に対して所定の範囲内であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで前記ＲＦタグの移動が前記出入り口に対して所定の範囲内であると判定した場合に、前記出入り口を開放する制御ステップと、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、タグを読み取り機に直接近づけることなく、必要な場合にゲートを開放し、セキュリティを維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１および３に係るゲート制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１および３のゲート制御システムを備えた出入り口の様子を示す概念図である。
【図３】実施の形態１のゲート制御システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２に係るゲート制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２のゲート制御システムを備えた出入り口の様子を示す概念図である。
【図６】実施の形態２のゲート制御システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態３のゲート制御システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】ゲート制御システムのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るゲート制御システムの構成例を示すブロック図である。図２は、図１のゲート制御システムを備えた出入り口の様子を示す概念図である。
【００１５】
ゲート制御システム１は、アンテナ１１と、送受信部１２と、符号検出部１３と、到来方向検知部１４と、変化検知部１５と、判定部１６と、情報記憶部１７と、制御部１８と、を備える。
【００１６】
ユーザＵは、鞄に入れたり、ホルダに入れて首から提げるなどして、ＲＦタグ２を所持するものとし、ＲＦタグ２の位置とユーザＵの位置を同じ位置座標として扱う。ゲート制御システム１のアンテナ１１を出入り口Ｄの近傍に設置すると、アンテナ１１と出入り口Ｄを同じ位置座標として扱うことができる。よって、ＲＦタグ２からアンテナ１１までの距離は、ユーザＵから出入り口Ｄまでの距離と置き換えて表現することが可能である。
【００１７】
ゲート制御システム１に含まれるアンテナ１１以外の部分を、データ受信部１０とし、アンテナ１１と別の場所に備えた例を示しているが、同じ場所に備えてもよい。また、出入り口Ｄを構成する部材の一部に埋め込むなどして、実際には見えない位置に備えてもよい。
【００１８】
アンテナ１１は、ＲＦタグ２から送信される電波を複数の位置で受信するために、複数のアンテナ素子１１ａを備えるアレーアンテナを用いる。例えば、マイクロストリップアンテナを並べた平面アレーアンテナや、ＥＳＰＡＲ（電子走査可変導波器配列）アンテナを用いることができる。
【００１９】
送受信部１２は、アンテナ１１を介して、能動型のＲＦタグ２の信号を受信する。能動型のＲＦタグ２は、電池を内蔵したタグであり、プログラムされた所定の条件に合わせて、情報の元となる電波信号を自ら発することができる。
【００２０】
ＲＦタグ２にセンサを内蔵し、ゲート制御システム１が送信する電波の強度を検知することによって、信号送信の発信周期を設定エリアＲ１（アンテナ１１から所定の範囲内、ここでは例えば半径５ｍ以内の範囲）の内外で分けて設定することもできる。例えば、基本は発信周期を数秒に１回としておき、センサにて設定エリアＲ１内に入ったことを検知した場合にのみ、発信周期を毎秒１回以上とする。このように設定エリアＲ１の内外で発信周期を分けることで、電池の消耗を防止し、検知するタイミングが遅れにくいＲＦタグ２として利用できる。
【００２１】
符号検出部１３は、受信した電波を復調してＲＦタグ２が送信した符号を検出する。
【００２２】
到来方向検知部１４は、アンテナ１１で受信した信号から、その電波の到来方向を検知する。原理的には、アンテナ１１に電波が到達する時間差によって、到来方向を知ることができる。電波の反射、回折などによる干渉や、送信電力の漏れ信号が生じるので、到来方向を正確に検知するには、それらの干渉を除去する必要がある。到来方向推定には、例えば、ＲＢＦ（Radial Basis Function）ニューラルネットワークまたはＭＵＳＩＣ法（MUltiple SIgnal Classification法）を用いることができる。その他例えば、最小ノルム法（Min-Norm）またはＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）などを用いてもよい。
【００２３】
変化検知部１５は、少なくとも２回以上繰り返してＲＦタグ２の読み取りを行ったときの、受信電波の到来方向の変化を検知する。電波の到来方向によって、ＲＦタグ２を所持しているユーザＵの位置を推定する。そして、電波の到来方向の変化によって、ユーザＵの移動、例えば変位などを算出する。変化検知部１５は、符号検出部１３で検出したＲＦタグ２の固有の識別符号が所定の値のときに、電波の到来方向の変化を検知する。そして、算出したユーザＵの変位などを、判定部１６および情報記憶部１７に伝達する。
【００２４】
判定部１６は、ユーザＵの変位などをもとに、ユーザＵが出入り口Ｄに向けて移動しているかを判定する。移動方向と位置などが、設定した所定の範囲内であれば、ユーザＵが出入り口Ｄに向かっていると判断する。
【００２５】
例えば、図２において、ユーザＵが設定エリアＲ１に入ったときの位置座標をｆ０とする。ユーザＵが設定エリアＲ１に入ったときに、符号検出部１３で符号が検出され、出入り口Ｄを通行可能かどうか判断される。通行可能と判断された場合は、そのままユーザＵの位置の追跡が行われる。
【００２６】
ユーザＵが移動する際に、ＲＦタグ２が発した電波より、ユーザＵの位置が、位置座標ｆ０、ｆ１、ｆ２、ｆ３と変化したものとする。また、位置座標ｆ０、ｇ１、ｇ２、ｇ３と変化した場合も併せて記載している。
【００２７】
ユーザＵが位置座標ｆ０、ｆ１と移動した場合、位置座標ｆ０、ｇ１と移動した場合、どちらも出入り口Ｄに近づいていることが分かる。しかし、位置座標ｆ０、ｆ１で求める移動方向を示すベクトル、位置座標ｆ０、ｇ１で求める移動方向を示すベクトル、共にベクトルの向きの延長線上に出入り口Ｄは位置していない。このとき判定部１６は、ユーザＵが出入り口Ｄに向けて移動しているかを判定できない。
【００２８】
判定できない場合は、より出入り口Ｄに近いとされる次の２点で表す位置座標ｆ１、ｆ２について、再度、判定部１６で判定が行われる。このとき、移動方向を示すベクトルの向きの延長線上に出入り口Ｄがあり、判定部１６は、ユーザＵが出入り口Ｄに向けて移動していると判断しておく。さらに、ユーザＵと出入り口Ｄの距離をｆ２より算出し、出入り口Ｄに近いと判断された場合、判定部１６にて、ユーザＵが出入り口Ｄに向けて移動していると判定が行われる。仮に、出入り口Ｄまでの距離が遠いと判断された場合は、さらに次の２点で表す位置座標ｆ２、ｆ３について、再度、判定部１６で判定が行われ、ユーザＵは出入り口Ｄに向けて移動していると判定する。
【００２９】
ユーザＵの位置が、位置座標ｇ１、ｇ２、ｇ３、…、ｇｎと続く場合は、どの連続した２点においても移動方向を示すベクトルの向きは出入り口Ｄに向かっていない。ユーザＵの所持するＲＦタグ２が出入り口Ｄの通行を許可されたものであっても、ユーザＵは出入りしないものと判定部１６は判定する。
【００３０】
ユーザＵが出入り口Ｄに向けて移動していると判定するまで、もしくは、設定エリアＲ１からユーザＵが存在しなくなるまで、判定部１６にてユーザＵが出入り口Ｄに向けて移動しているか否かの判定を行う。このときの移動方向を示すベクトルの向きと、ユーザＵから出入り口Ｄまでの距離などの条件は、任意に設定することができる。実際には、判定部１６は、この設定された条件を満たすかどうか、すなわち所定の範囲内かどうかで判定を行う。
【００３１】
情報記憶部１７は、ユーザＵが設定エリアＲ１に立ち入ってからの、到来方向の変化またはユーザＵの変位などを記憶する。判定部１６で所定の範囲内とならない場合、すなわちユーザＵが出入り口Ｄに向かっていないと判定された場合についても、情報を記憶してもよい。また、情報記憶部１７には、出入り口Ｄの通行を許可されたＲＦタグ２の識別情報や、ＲＦタグ２を所持するユーザＵの情報、などを記憶することができる。
【００３２】
制御部１８は、符号検出部１３と判定部１６との結果を受け、出入り口Ｄへ開閉の指示を行う。また、ゲート制御システム１の装置全体の制御に関して作動してもよい。
【００３３】
ゲート制御システム１のアンテナ１１は、出入り口Ｄの近傍に設置せずに、アンテナ１１の受信可能範囲に出入り口Ｄが含まれる位置に設置してもよい。この場合は、予め、アンテナ１１と出入り口Ｄとの相対位置を情報記憶部１７へ記憶しておく必要がある。判定部１６は、ユーザＵとアンテナ１１の位置、およびアンテナ１１と出入り口Ｄの位置をもとに、出入り口Ｄに対するユーザＵの相対位置を三角測量により求め、ユーザＵが出入り口Ｄに向けて移動しているかを判断する。
【００３４】
次に、図１〜３を参照して、本実施の形態の動作について説明する。図３は、本実施の形態１のゲート制御システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。
【００３５】
送受信部１２は、ＲＦタグ２のデータ読み取りを行う（ステップＳ１１）。符号検出部１３は、受信した電波を復調して検出した符号が所定の符号かどうか判断する。目的の符号でなければ（ステップＳ１２；ＮＯ）、ステップＳ１１に戻って再びＲＦタグ２の読み取りを行う。
【００３６】
目的の符号であれば（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、到来方向検知部１４は電波の到来方向を検知する（ステップＳ１３）。変化検知部１５は、今回の電波の到来方向と前回の電波の到来方向から、移動方向を算出する（ステップＳ１４）。具体的には、前回の電波の到来方向と、今回の電波の到来方向をもとに、移動方向を算出する。また、電波の返信位置により、距離を算出する（ステップＳ１５）。
【００３７】
移動方向と位置が所定の範囲内にあれば（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、ユーザＵは出入り口Ｄに向かって移動していると判定部１６は判定し、制御部１８からの指示により、出入り口Ｄが開閉する（ステップＳ１７）。また、移動方向と位置が所定の範囲内にない場合（ステップＳ１６；ＮＯ）は、ステップＳ１１に戻って再びＲＦタグ２の読み取りを行う。
【００３８】
以上、説明したように、本実施の形態１のゲート制御システム１によれば、タグを読み取り機に直接近づけることなく、必要な場合にゲートを開放することができる。
【００３９】
ユーザＵは、カバンなどにＲＦタグ２を入れたままであっても、出入り口Ｄに近づくことで出入り口Ｄが開放し、スムーズに出入り口Ｄを通ることができる。また、ユーザＵが出入り口Ｄ近傍を通った場合であっても、出入り口Ｄに向かって移動しなければ、出入り口Ｄが開くことはない。その結果、第３者の侵入などのおそれがなく、セキュリティを維持することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係るゲート制御システムの構成例を示すブロック図である。図５は、図４のゲート制御システムを備えた出入り口の様子を示す概念図である。実施の形態２のゲート制御システムは、変位や距離ではなく、移動速度と軌跡により、出入り口Ｄに近づいているかの判断を行う。また、実施の形態２では、ＲＦタグ２が複数ある場合について説明する。ゲート制御システム１の基本的な構造は、実施の形態１と同じであり、変化検知部１５の中に、移動速度と軌跡の演算を行う演算部１９を備える。
【００４１】
複数あるＲＦタグ２ａは、それぞれが独立して作動し、自ら電波を発する。ＲＦタグ２ａは発信のタイミングが各々で異なるので、ゲート制御システム１のアンテナ１１は、それぞれのＲＦタグ２ａについて、信号を受信し、検知することが可能である。ゲート制御システム１は、混同することなく、ＲＦタグ２ａ毎に変位などを算出でき、ＲＦタグ２が設定エリアＲ１内に複数存在する場合であっても、出入り口Ｄの開閉を制御することが可能である。
【００４２】
到来方向検知部１４は、識別情報を検知したときと同じ識別情報（例えばＩＤなど）を有するＲＦタグ２ａについて、少なくとも２回以上繰り返して検知し、電波の到来方向を元に変位などを算出する。演算部１９は、到来方向検知部１４で求めた変位や電波の到来時間などの情報と併せて、軌跡と移動速度を同じ識別情報を有するＲＦタグ２毎に演算する。演算した結果は、その都度、情報記憶部１７でＲＦタグ２毎に記憶・管理してもよい。
【００４３】
ＲＦタグ２が設定エリアＲ１に存在すると確認されたときから、設定エリアＲ１の外に出るまでの軌跡は、ユーザＵが出入り口Ｄへ向かって移動するか否かに関わらず、情報記憶部１７に保存しておいてもよい。また、ユーザＵが出入り口Ｄへ移動した場合の軌跡のみを保存しておいてもよいし、ＲＦタグ２が設定エリアＲ１の外に出た時点で、その軌跡を消去してもよい。
【００４４】
設定エリアＲ１の中の、出入り口Ｄ近傍を設定エリアＲ２とする。ＲＦタグ２が設定エリアＲ１に入り、出入り口Ｄに向かっていると判定部１６で判定され、かつ、設定エリアＲ２に入った場合は、出入り口Ｄを通過したものとして扱うなど、予めプログラムしておいてもよい。設定エリアＲ２に入ってから所定の時間が経過した場合に、開放していた出入り口Ｄを閉じるようにしておけば、よりセキュリティを維持することができる。また、設定エリアＲ２内で、出入り口Ｄの通過を許可されたＲＦタグ２を検知した場合は、ＲＦタグ２が出入り口Ｄを通過するか否かに関わらず、ＲＦタグ２が設定エリアＲ２の外に出るまで出入り口Ｄを開放してもよい。この場合は、出入り口Ｄでの挟み事故などを防止することができる。
【００４５】
図５のように、設定エリアＲ１内にユーザＵ１、Ｕ２、Ｕ３が存在する場合、それぞれのユーザに対して出入り口Ｄの制御指示が行われる。制御部１８へ出入り口Ｄの開放が連続して指示される場合、出入り口Ｄの開放時間は、所定時間の和ではなく和集合で表す時間となるように設定してもよい。
【００４６】
例えば、出入り口Ｄの開放時間が５秒間と設定されている場合、ユーザＵ１に対する出入り口Ｄの開放の指示が行われ、続いてその２秒後に、ユーザＵ３に対する出入り口Ｄの開放の指示が行われるとする。それぞれが独立して出入り口Ｄへ開放の指示が行われ、計１０秒の間、出入り口Ｄが開放されることになった場合、ユーザＵ３が通過したあとの出入り口Ｄの開放している時間が長くなるおそれがある。和集合で開放時間が設定されている場合、計７秒の間、出入り口Ｄは開放されることになり、ユーザＵ３が通過したあとの出入り口Ｄの開放時間は短く、セキュリティを強化することが可能である。但し、このときの時間の設定は、任意に定めるものとする。
【００４７】
次に、図４〜６を参照して、本実施の形態の動作について説明する。図６は、本実施の形態２のゲート制御システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。
【００４８】
送受信部１２は、ＲＦタグ２のデータ読み取りを行う（ステップＳ２１）。符号検出部１３は、受信した電波を復調して検出した符号が所定の符号かどうか判断する。目的の符号でなければ（ステップＳ２２；ＮＯ）、ステップＳ２１に戻って再びＲＦタグ２の読み取りを行う。
【００４９】
目的の符号であれば（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、到来方向検知部１４は電波の到来方向を検知する（ステップＳ２３）。変化検知部１５は、今回の電波の到来方向と前回の電波の到来方向やその検知する時間から、移動方向を算出し、軌跡や移動速度を演算する（ステップＳ２４）。ステップＳ２３のＲＦタグ２の到来方向の検知や、ステップＳ２４のＲＦタグ２の軌跡や移動速度の演算は、ＲＦタグ２毎に行う。そして、各々のＲＦタグ２について、識別情報などの情報と併せて、算出や演算した結果などを情報記憶部１７で記憶する。
【００５０】
演算した軌跡や移動速度の結果が所定の範囲内にあれば（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、ＲＦタグ２、すなわちユーザＵ１が出入り口Ｄに向かって移動していると判定部１６は判定し、制御部１８からの指示により、出入り口Ｄが開閉する（ステップＳ２６）。また、演算した軌跡や移動速度の結果が所定の範囲内にない場合（ステップＳ２５；ＮＯ）は、ステップＳ２１に戻って再びＲＦタグ２の読み取りを行う。
【００５１】
制御部１８は、それぞれのＲＦタグ２について、出入り口Ｄの制御指示を行う。複数のＲＦタグ２が存在する場合、制御部１８のＲＦタグ２への指示が連続したり、ほぼ同時に行われることがある。ＲＦタグ２が１つしかない場合と同じ条件で出入り口Ｄの開閉を指示すると、出入り口Ｄが比較的長い時間に渡って開放されるなど、セキュリティ低下などのおそれがある。いくつか想定される場面に合わせてプログラムを用意し、情報記憶部１７にそのプログラムを記憶しておいてもよい。制御部１８では、判定部１６の判定結果を受け、複数のＲＦタグ２へ制御の必要がある場合、所定の条件に合わせたプログラムを情報記憶部１７から呼び出して制御することで、より適切な出入り口Ｄの制御を行うことができる。
【００５２】
以上、説明したように、本実施の形態２のゲート制御システム１によれば、タグを読み取り機に直接近づけることなく、必要な場合にゲートを開放することができる。
【００５３】
ユーザＵは、カバンなどにＲＦタグ２を入れたままであっても、出入り口Ｄに近づくことで出入り口Ｄが開放し、スムーズに出入り口Ｄを通ることができる。軌跡や移動速度を演算し記憶した情報データから、よりユーザＵに適したスムーズな出入りとなる出入り口Ｄの開閉が可能であり、セキュリティ面においても信頼できる。さらに、ユーザＵが複数存在する場合であっても、それぞれのユーザＵに対して出入り口Ｄの開閉の指示が出され、セキュリティ低下を防止することができる。
【００５４】
（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１で用いた図１および図２を用いて説明する。図１は、ゲート制御システムの構成例を示すブロック図である。図２は、ゲート制御システムを備えた出入り口の様子を示すブロック図である。実施の形態３では、ＲＦタグ２は能動型ではなく、受動型の場合を対象とする。その他の基本的な構造は実施の形態１と同じである。能動型と受動型のＲＦタグ２を区別するために、受動型のＲＦタグ２については、以下、パッシブタグ２０と記載する。
【００５５】
パッシブタグ２０は、送受信部１２からの電波をエネルギー源として作動するため、電池が不要である。パッシブタグ２０のタグアンテナは、送受信部１２からの電波の一部を反射し、その際にパッシブタグ２０の情報を含む電波信号をアンテナ１１へ向けて伝送する。
【００５６】
詳しくは、パッシブタグ２０の電波吸収信号反射部の内部に整流回路が内蔵されており、アンテナ１１で受けた送受信部１２からの電波を整流して直流に直し、それを電源として、回路が動作する仕組みになっている。通常、送受信部１２からの電波は、プリアンブルに続きコマンドビット列で変調されたものである。この後にさらに無変調のキャリアが続く。プリアンブルの部分で、回路の初期動作に必要なだけのエネルギーが蓄えられる。そしてコマンドビット列を復調して解釈し、無変調部キャリアの部分で反射波に情報記憶部１７に記憶されている送信符号を乗せて情報を返す。送受信部１２から送信する信号およびパッシブタグ２０の返信の変調には、振幅変調、周波数変調、位相変調、あるいはその組み合わせが用いられる。
【００５７】
送受信部１２は比較的強めの電波を供給し、かつ、パッシブタグ２０からの非常に微弱な反射波を受信・解読できる必要がある。また、反射波の強度は非常に小さく受信距離も短めであるが、例えば、９００ＭＨｚ帯を利用した電波方式であれば３〜５ｍの範囲に適用できるので、本実施の形態において、充分に使用可能である。他に、２．４５ＧＨｚの電磁波方式などを利用してもよい。
【００５８】
次に、図１、２および図７を参照して、本実施の形態の動作について説明する。図７は、本実施の形態３のゲート制御システムにおける動作の一例を示すフローチャートである。
【００５９】
受動型のＲＦタグ２であるパッシブタグ２０は、設定エリアＲ１内に移動してきたとき、送受信部１２が一定時間経過毎に発する電波を受け、エネルギー源として利用する。言い換えると、ゲート制御システム１の送受信部１２は、パッシブタグ２０への給電を行う（ステップＳ３１）。
【００６０】
送受信部１２は、パッシブタグ２０のデータ読み取りを行う（ステップＳ３２）。符号検出部１３は、受信した電波を復調して検出した符号が所定の符号かどうか判断する。目的の符号でなければ（ステップＳ３３；ＮＯ）、ステップＳ３１に戻って、再びパッシブタグ２０への給電を行う。
【００６１】
目的の符号であれば（ステップＳ３３；ＹＥＳ）、到来方向検知部１４は電波の到来方向を検知する（ステップＳ３４）。変化検知部１５は、今回の電波の到来方向と前回の電波の到来方向から移動方向を算出し、電波の返信位置により距離を算出する（ステップＳ３５）。具体的には、前回の電波の到来方向と、今回の電波の到来方向をもとに、移動方向を算出する。また、受信方向と受信した時間から、パッシブタグ２０からアンテナ１１までの距離を算出する。さらに、連続した位置座標から軌跡を抽出したり、移動速度を演算してもよい。情報記憶部１７は、パッシブタグ２０の識別情報と併せて、変化検知部１５で求めた移動方向などのデータを記憶する（ステップＳ３６）。
【００６２】
情報記憶部１７に予めプログラムしておいた、所定の範囲であるかを判断するための移動方向（および移動速度）の値と、ステップＳ３５やステップ３６で求めた位置情報に関するデータを照合する（ステップＳ３７）。所定の範囲内であれば（ステップＳ３７；ＹＥＳ）、ユーザＵは出入り口Ｄに向かって移動していると判定部１６は判定し、制御部１８からの指示により、出入り口Ｄが開閉する（ステップＳ３８）。また、所定の範囲内にない場合（ステップＳ３７；ＮＯ）は、ステップＳ３１に戻って、再びパッシブタグ２０への給電を行う。
【００６３】
また、実施の形態３において、実施の形態２と同様に複数のＲＦタグ２が設定エリアＲ１内に同時に存在する場合であっても、パッシブタグ２０を用いることが可能である。但し、各々のパッシブタグ２０から送受信部１２へ応答する時間が異なる必要がある。
【００６４】
例えば、パッシブタグ２０のそれぞれの応答する時間をランダムに設定することで、どのパッシブタグ２０であるかを区別することが可能である。それぞれ固有の応答時間を持ったパッシブタグ２０毎に識別情報を入手できる。それぞれのパッシブタグ２０について、位置や移動方向などを算出し、パッシブタグ２０毎に出入り口Ｄの制御を行うことができる。
【００６５】
また、ＥＳＰＡＲアンテナ（電子走査可変導波器配列アンテナ）を用いてもよい。アンテナ１１で送信する電波のビームを絞り、送信する角度（方位）を変えて設定エリアＲ１を走査する。設定エリアＲ１を複数の扇形に区切り、その区切られたエリア毎に順次、受信を行う。例えば中心角３０度で区切ると、出入り口Ｄの頭上に備えられたアンテナ１１は、６回の走査で、半円の形状をした設定エリアＲ１全体を走査することになる。区切られたエリア毎にパッシブタグ２０からの情報を入手するので、複数のパッシブタグ２０が存在する場合であっても、混同することなく、各々のパッシブタグ２０について、出入り口Ｄの制御が可能となる。
【００６６】
以上、説明したように、本実施の形態３のゲート制御システム１によれば、タグを読み取り機に直接近づけることなく、必要な場合にゲートを開放することができる。
【００６７】
ユーザＵは、カバンなどにＲＦタグ２を入れたままであっても、出入り口Ｄに近づくことで出入り口Ｄが開放し、スムーズに出入り口Ｄを通ることができる。また、ユーザＵが出入り口Ｄ付近に来るまでは出入り口Ｄが開くことなく、セキュリティを維持することができる。さらに、パッシブタグ２０は受動型のＲＦタグであるので、電池が不要であり、ほぼ恒久的に作動することが可能であるだけでなく、製造コストが安価であり、システムを導入しやすいという利点もある。
【００６８】
実施の形態では、出入り口Ｄの例として、片側スライド式の扉や、両開きのドア、また、バーなどであってもよく、セキュリティゲートとして利用が考えられるものであればよい。例えば、防犯用の侵入センサとすることができる。
【００６９】
図８は、図１または図４に示すゲート制御システム１のハードウェアの構成の一例を示すブロック図である。ゲート制御システム１は、図８に示すように、制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５および送受信部３６を備える。主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５および送受信部３６はいずれも内部バス３０を介して、制御部３１に接続されている。
【００７０】
制御部３１はＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、外部記憶部３３に記憶されているゲート制御プログラム５０に従って、前述のゲート制御システム１の処理を実行する。
【００７１】
主記憶部３２はＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成され、外部記憶部３３に記憶されているゲート制御プログラム５０をロードし、制御部３１の作業領域として用いられる。
【００７２】
外部記憶部３３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成され、前記の処理を制御部３１に行わせるためのゲート制御プログラム５０を予め記憶し、また、制御部３１の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御部３１に供給し、制御部３１から供給されたデータを記憶する。
【００７３】
図１または図４の情報記憶部１７は、外部記憶部３３に構成される。ゲート制御処理を行っているときは、それらのデータの一部は主記憶部３２に記憶されて制御部３１の作業に用いる。
【００７４】
操作部３４はキーボード及びマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボード及びポインティングデバイス等を内部バス３０に接続するインターフェース装置から構成されている。操作部３４を介して、移動方向や距離などの範囲を規定する数値や、出入り口ＤとＲＦタグ２の組合せなどの情報が入力され、制御部３１に供給される。
【００７５】
表示部３５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）又はＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成され、ＲＦタグ２の軌跡や、所有者情報などを表示する。表示部３５はなくてもよい。
【００７６】
送受信部３６は、無線送受信機、無線モデム又は網終端装置、およびそれらと接続するシリアルインターフェースまたはＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースから構成されている。送受信部３６は、アンテナ１１を介して、ＲＦタグ２の電波信号の送受信などを行う。
【００７７】
その他、本発明の好適な変形として、以下の構成が含まれる。
【００７８】
本発明の第１の観点に係るゲート制御システムについて、
好ましくは、前記方向検知手段による前記ＲＦタグが発する電波の到来方向の検知を２回以上行い、かつ、検知する時間を測定し、前記ＲＦタグの移動変位、軌跡もしくは移動速度のいずれか、またはそれらの組合せを演算する演算手段を備えることを特徴とする。
【００７９】
好ましくは、前記ＲＦタグの発する電波を検知する範囲を所定の範囲に設定することを特徴とする。
【００８０】
好ましくは、前記方向検知手段は、ＥＳＰＡＲアンテナ（電子走査可変導波器配列アンテナ）を用いて走査することを特徴とする。
【００８１】
好ましくは、前記ＲＦタグは受動型のＲＦタグであって、前記ＲＦタグに電力を供給する給電手段を備えることを特徴とする。
【００８２】
好ましくは、前記方向検知手段で検知する前記電波の到来方向により、前記ＲＦタグが前記出入り口を通過したことを確認する確認手段と、
前記検出手段で検出した前記ＲＦタグの符号と、前記確認手段で確認した前記ＲＦタグの所定の識別情報と、を照合し、出入りに適合しているか判断する判断手段と、
前記判断手段での結果を知らせる通知手段を備えることを特徴とする。
【００８３】
本発明の第２の観点に係るゲート制御方法について、
好ましくは、前記方向検知ステップによる前記ＲＦタグが発する電波の到来方向の検知を２回以上行い、かつ、検知する時間を測定し、前記ＲＦタグの移動変位、軌跡もしくは移動速度のいずれか、またはそれらの組合せを演算する演算ステップを備えることを特徴とする。
【００８４】
好ましくは、前記ＲＦタグの発する電波を検知する範囲を所定の範囲に設定することを特徴とする。
【００８５】
好ましくは、前記ＲＦタグは受動型のＲＦタグであって、前記ＲＦタグに電力を供給する給電ステップを備えることを特徴とする。
【００８６】
好ましくは、前記方向検知ステップで検知する前記電波の到来方向により、前記ＲＦタグが前記出入り口を通過したことを確認する確認ステップと、
前記検出ステップで検出した前記ＲＦタグの符号と、前記確認ステップで確認した前記ＲＦタグの所定の識別情報と、を照合し、出入りに適合しているか判断する判断ステップと、
前記判断ステップでの結果を知らせる通知ステップを備えることを特徴とする。
【００８７】
その他、前記のハードウエア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更および修正が可能である。
【００８８】
制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、内部バス３０などから構成されるゲート制御処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。たとえば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行するゲート制御システム１を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することでゲート制御システム１を構成してもよい。
【００８９】
また、ゲート制御システム１の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
【００９０】
また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS, Bulletin Board System)に前記コンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介して前記コンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１  ゲート制御システム
２  ＲＦタグ
１０  データ受信部
１１  アンテナ
１２  送受信部
１３  符号検出部
１４  到来方向検知部
１５  変化検知部
１６  判定部
１７  情報記憶部
１８  制御部
１９  演算部
２０  パッシブタグ（受動型のＲＦタグ）
Ｄ  出入り口
Ｒ１、Ｒ２  設定エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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