(57)【要約】【課題】広い競技フィールド上におけるスポーツシーンにおいて、ボールや選手等の移動物の識別と位置関係を検出する際に、リーダーライター等のＩＤ識別手段の数を減少させ、システムの構築費を低減する。【解決手段】  対象物５１〜５３又は６に固有の対象物ＩＤ信号を対象物の無線ＩＣタグから発信させ、サッカー競技フィールド４内に多数配置されたアンテナのうち任意のアンテナをリーダーライター３に選択的に接続し、位置情報判定装置１において、アンテナから読み出された対象物ＩＤ信号を取得するとともに、当該対象物ＩＤ信号を受信したアンテナを特定し、対象物の位置を判定する。【選択図】  図２
2006040052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定領域内に存在する対象物の位置を検出する位置情報検出システムであって、
前記対象物に備えられ当該対象物に固有の対象物識別子信号を発信する発信部と、
前記領域内に多数配置され、前記対象物識別子信号を受信する受信部と、
前記対象物識別子信号を読み出すリーダー部と、
前記リーダー部により読み出された前記対象物識別子信号を取得するとともに、当該対象物識別子信号を受信した受信部を特定し、前記対象物の位置を判定する位置情報判定部と、
前記多数の受信部のうち任意の受信部を、前記リーダー部に対して選択的に接続する信号セレクタ部と
を備えることを特徴とする位置情報検出システム。
【請求項２】
前記発信部は電磁波による誘導電流によって前記対象物識別子信号を発信し、
前記受信部は電磁波を出力し、この電磁波の出力に応じて発信された前記対象物識別子信号を受信し、
前記信号セレクタ部は、前記多数の受信部のうち任意の受信部を選択し、前記電磁波の出力を実行させるとともに、前記リーダー部に対して接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置情報検出システム。
【請求項３】
前記受信部は、それぞれ異なる位置又は面積の範囲における前記対象物識別子信号を受信し、
前記位置情報判定部は、各受信部の位置又は面積に基づく論理演算により前記対象物の位置を判定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置情報検出システム。
【請求項４】
前記位置情報判定部により判定された前記対象物の変位履歴を記憶する変位履歴記憶部をさらに備え、
前記信号セレクタ部は、前記変位履歴記憶部に記憶された前記変位履歴に基づいて予測された対象物の移動位置周辺の前記受信部を優先的に前記リーダー部に対して接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置情報検出システム。
【請求項５】
前記受信部は、前記信号セレクタ部による制御に基づいて、受信範囲が変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の位置情報検出システム。
【請求項６】
前記受信部は、前記信号セレクタ部による制御に基づいて、指向が変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の位置情報検出システム。
【請求項７】
所定領域内に存在する対象物の位置を検出する位置情報検出方法であって、
対象物に固有の対象物識別子信号を対象物から発信させ、
前記領域内に多数配置された受信部のうち任意の受信部を、前記対象物識別子信号を読み出すリーダー部に選択的に接続し、
前記リーダー部に接続された受信部から読み出された前記対象物識別子信号を取得し、当該対象物識別子信号を受信した受信部を特定し、前記対象物の位置を判定する
ことを特徴とする位置情報検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サッカーや野球等の広い競技フィールド上におけるスポーツシーンにおいて、ボールや選手等の移動物の識別と位置関係を検出する位置情報検出システム及び位置情報検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サッカーや野球等の広い競技フィールド上におけるスポーツシーンにおいて、ボールや選手等の移動物の識別と位置関係を検出し、ゲーム進行の記録や判定するシステムが提案されている。
【０００３】
このようなシステムとしては、例えば特許文献１に開示された技術があり、この技術では、選手やボール等の対象物にＩＤデータを発信するタグを取り付けるとともに、グランド（競技フィールド）内にＩＤデータを受信し認識するリーダーライターを多数配列して埋設しておき、これらのリーダーライターによりＩＤデータを検出し、ＩＤデータを収集することによって、各選手やボールの位置を判定する。
【０００４】
具体的には、図７に示すように、グランドに予め位置（座標）が既知のリーダーライターＲ１１〜１４，Ｒ２１〜２４，Ｒ３１〜３４，Ｒ４１〜４４を配置し、これらのリーダーライターから順次、受信信号を収集し、いずれかのリーダーライターが特定のＩＤデータを検出したときに、そのＩＤデータが付与された対象物がそのＩＤデータを検出したリーダーライターの座標位置に存在していたとして、位置識情報判定装置１００において対象物の位置を判定している。
【０００５】
例えば、同図に示すように、リーダーライターを順次駆動させて受信信号を収集し、対象物であるボール６がリーダーライターＲ２３に最も近づいている場合に、リーダーライターＲ２３がボール６のＩＤを読み取り、位置識別判定機１００において、ボール６がリーダーライターＲ２３が配置された座標上存在すると判定する。
【特許文献１】特開平７−５６９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された位置情報検出システムでは、グランド上に多数のリーダーライターを配置するため、エリア内における分解能を向上させるためには、各リーダーライターの受信面積を最小単位面積とし、この最小単位面積でグランド全面積を割った数だけリーダーが必要となり、非常に高価なシステムとなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、広い競技フィールド上におけるスポーツシーンにおいて、ボールや選手等の移動物の識別と位置関係を検出する際に、リーダーライター等のＩＤ識別手段の数を減少させ、システムの構築費を低減することのできる位置情報検出システム及び位置情報検出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、所定領域内に存在する対象物の位置を検出する位置情報検出システムであって、対象物に備えられ当該対象物に固有の対象物識別子信号を発信する発信部と、領域内に多数配置され対象物識別子信号を受信する受信部と、対象物識別子信号を読み出すリーダー部と、リーダー部により読み出された対象物識別子信号を取得するとともに当該対象物識別子信号を受信した受信部を特定して対象物の位置を判定する位置情報判定部と、多数の受信部のうち任意の受信部をリーダー部に対して選択的に接続する信号セレクタ部とを備える。
【０００９】
そして、本発明では、対象物に固有の対象物識別子信号を対象物から発信させ、領域内に多数配置された受信部のうち任意の受信部を対象物識別子信号を読み出すリーダー部に選択的に接続し、リーダー部に接続された受信部から読み出された対象物識別子信号を取得するとともに、当該対象物識別子信号を受信した受信部を特定し、対象物の位置を判定する。
【００１０】
このような本発明によれば、信号セレクタ部により、複数の受信部をリーダー部に対して選択的に接続することにより、一つのリーダー部により領域内全域において対象物識別信号を取得することができ、リーダー部の設置費用を必要最低限のものとすることができ、システム構築費を低減することができる。
【００１１】
なお、上記発明において、発信部は電磁波による誘導電流によって対象物識別子信号を発信し、受信部は電磁波を出力し、この電磁波の出力に応じて発信された対象物識別子信号を受信し、信号セレクタ部は、多数の受信部のうち任意の受信部を選択し、電磁波の出力を実行させるとともに、リーダー部に対して接続することが好ましい。この場合には、受信部から出力される電磁波により、発信部からの信号送信を行うことができるため、発信部側に電源等が不要となり、発信部の構成を簡略化して軽量化を図ることができ、本発明の適用範囲を拡大することができる。
【００１２】
上記発明において、受信部は、それぞれ異なる位置又は面積の範囲における対象物識別子信号を受信し、位置情報判定部は、各受信部の位置又は面積に基づく論理演算により対象物の位置を判定することが好ましい。この場合には、受信部の数を低減させたり、受信部の駆動頻度を低減させることができ、システム全体の動作速度を向上させることができる。
【００１３】
上記発明において、位置情報判定部により判定された対象物の変位履歴を記憶する変位履歴記憶部をさらに備え、信号セレクタ部は、変位履歴記憶部に記憶された変位履歴を取得して対象物の変位を予測し、予測された対象物の位置周辺の受信部を優先的にリーダー部に対して接続することが好ましい。この場合には、対象物の移動を予測して受信部を動作させ、位置測定を実行する場所を動的に変化させることによって、検索エリアを縮小して不要な受信部の動作を削減することが可能となり、対象物の走査速度を向上させることができる。
【００１４】
上記発明において、受信部は、信号セレクタ部による制御に基づいて、受信範囲を変更可能としたり、指向を変更可能とすることが好ましい。この場合には、受信部の受信範囲や指向性を変化させることにより、対象物の位置特定の精度（分解能）を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、広い競技フィールド上におけるスポーツシーンにおいて、ボールや選手等の移動物の識別と位置関係を検出する際に、リーダーライター等のＩＤ識別手段の数を減少させ、システムの構築費を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（位置情報検出システムの構成）
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、本発明をサッカー競技に適用した場合を例として説明する。図１は、本実施形態に係るサッカー競技フィールドを示す斜視図であり、図２は、サッカー競技フィールドに設けられた位置情報検出システムの構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態では、所定領域であるサッカー競技フィールド４内に存在する競技者５１〜５３及びボール６を位置検出の対象物とし、これら対象物の位置を検出する。競技者５１〜５３が着用しているシューズ５１ａ〜５３ａ、及びボール６には発信部としてＲＦＩＤタグが備えられている。このＲＦＩＤタグは、各対象物に固有のＩＤを、電波による対象物ＩＤ信号として発信する無線ＩＣタグであり、小型のＩＣチップと金属製のアンテナとから構成される。なお、本実施形態におけるＲＦＩＤタグは、電池等の電源を内蔵しており、ＲＦタグから能動的に情報を発信する。
【００１８】
サッカー競技フィールド４の地中部には、多数の受信部であるアンテナＡ（Ａ１１〜１４，Ａ２１〜２４，Ａ３１〜３４，Ａ４１〜４４）が埋設されている。このアンテナＡは、対象物のＲＦＩＤタグから対象物ＩＤ信号を電波を通じて受信する金属製のアンテナであり、図２に示すように、それぞれ配線Ｌ１１〜１４，Ｌ２１〜２４，Ｌ３１〜３４，Ｌ４１〜４４で信号セレクタ部２と接続され、この信号セレクタ部２を介してリーダーライター３に受信信号を入力する。リーダーライター３は、アンテナＡが受信した信号に基づいて、対象物ＩＤ信号を識別する装置であり、識別した対象物ＩＤ信号を位置情報判定装置１に出力する。
【００１９】
信号セレクタ部２は、多数のアンテナＡ１１〜１４，Ａ２１〜２４，Ａ３１〜３４，Ａ４１〜４４のうち任意のアンテナをリーダーライター３に対して選択的に接続する切替えスイッチである。この信号セレクタ部２は、リーダーライター３に対して、現在接続しているアンテナを特定するアンテナＩＤ信号を出力し、リーダーライター３は、このアンテナＩＤ信号とともに対象物ＩＤ信号を位置情報判定装置１に出力する。なお、本実施形態に係る信号セレクタ部２は、位置情報判定装置１から入力される制御信号に基づいて、アンテナの選択を行う。
【００２０】
位置情報判定装置１は、信号セレクタ部２におけるアンテナの選択を制御するとともに、リーダーライター３により読み出された対象物ＩＤ信号、及び当該対象物ＩＤ信号を受信したアンテナＩＤ信号を取得して対象物の位置を判定する装置である。また、位置情報判定装置１は、各対象物の変位履歴を記憶する変位履歴記憶部としてメモリ１ａを備えており、メモリ１ａに記憶された変位履歴を取得して対象物の変位を予測し、予測された対象物の移動位置周辺のアンテナを優先的に選択するように、信号セレクタ部２を制御する。
【００２１】
なお、この位置情報判定装置１による対象物変位の予測は、スポーツの種類に応じて、種々の方法が選択される。例えば、サッカー競技のように競技者がボールを中心として移動するようなスポーツシーンでは、先ず、ボールの加速度や移動方向からボールの変位を優先的に予測し、予測されたボールに対する相対位置に基づいて周囲の競技者の位置を予測する。また、野球競技のように、ボールの変位にパターンがあるようなスポーツシーンでは、そのパターンに基づいてボールや競技者の移動を予測する。
【００２２】
（位置情報検出方法）
以上の構成を有する位置情報検出システムを動作させることによって、本発明の位置情報検出方法を実施することができる。ここでは、サッカー競技フィールド４上に存在するボール６の位置を検出する場合を例に説明する。なお、ボール６には、対象物ＩＤとして”Ｂ”が付与されているものとする。
【００２３】
すなわち、各対象物５１〜５３，６から対象物ＩＤ信号を発信させ、信号セレクタ部２によって、アンテナを順次リーダーライター３に接続するとともに、選択したアンテナのアンテナＩＤをリーダーライター３に出力する。これにより、選択されたアンテナが受信した受信信号、及び選択されたアンテナのアンテナＩＤがリーダーライター３に入力される。なお、ここでは、アンテナＡ２３にボール６が接近し、アンテナＡ２３においてボール６からの信号が受信され、アンテナＩＤとして”ＡＩＤ＝２３”がリーダーライター３に入力されたものとする。
【００２４】
次いで、リーダーライター３において、アンテナが受信した信号に基づいて対象物ＩＤを取得し、この対象物ＩＤとアンテナＩＤとを位置情報判定装置１に出力する。ここでは、対象物ＩＤとして”ＩＤ＝Ｂ”が取得され、この対象物ＩＤとともに、アンテナＩＤ”ＡＩＤ＝２３”が位置情報判定装置１に入力されたものとする。
【００２５】
位置情報判定装置１では、対象物ＩＤにより対象物が競技者５１〜５３又はボール６のいずれなのかを特定するとともに、アンテナＩＤにより当該対象物ＩＤを受信したアンテナを特定し、いずれの対象物がどの位置に存在するのかを判定する。なお、ここでは、アンテナＡ２３の付近にボール６が存在すると判定される。
【００２６】
この位置情報判定装置１による判定結果は、各対象物の変位履歴としてメモリ１ａに蓄積される。そして、次回の位置判定において位置情報判定装置１は、メモリ１ａに記憶された変位履歴を読み出して対象物の変位を予測し、予測された対象物の移動位置周辺のアンテナを優先的に選択するように、信号セレクタ部２を制御する。
【００２７】
例えば、変位履歴中において前回Ａ２３でＩＤ＝Ｂを検出していることから、次回の位置判定では、ＩＤ＝Ｂの予測移動距離がアンテナ間を下回る場合には、Ａ２３の周囲を優先的に検索し、ＩＤ＝Ｂの予測移動距離がアンテナ間を上回る場合には、その移動方向や移動速度に応じてＡ３３を優先的に検索する。
【００２８】
（位置情報検出システム及び位置情報検出方法による効果）
このような本実施形態によれば、信号セレクタ部２により、複数のアンテナＡ（Ａ１１〜１４，Ａ２１〜２４，Ａ３１〜３４，Ａ４１〜４４）をリーダーライター３に対して選択的に接続することにより、一つのリーダーライター３によりサッカー競技フィールド４内全域において対象物ＩＤ信号を取得することができ、リーダーライター３の設置費用を必要最低限のものとすることができ、システム構築費を低減することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、対象物の移動を予測して信号セレクタ部２によるアンテナの選択を行うため、位置判定を実行する場所を動的に変化させ、検索エリアを縮小して不要な判定動作を削減することが可能となり、システムの走査速度を向上させることができる。
【００３０】
（変更例１）
上記実施形態では、対象物から能動的に対象物ＩＤ信号を発信し、アンテナＡ（Ａ１１〜１４，Ａ２１〜２４，Ａ３１〜３４，Ａ４１〜４４）で受信するようにしたが、アンテナから電磁波を出力し、この電磁波の出力に応じて発信された対象物ＩＤ信号を受信する電磁波誘導方式としてもよい。
【００３１】
詳述すると、図３に示すように、上記アンテナＡ（Ａ１１〜１４，Ａ２１〜２４，Ａ３１〜３４，Ａ４１〜４４）に代えて、電磁波誘導方式のコイルアンテナＣ（Ｃ１１〜１４，Ｃ２１〜２４，Ｃ３１〜３４，Ｃ４１〜４４）を配列するとともに、対象物に電磁波誘導方式の無線ＩＣタグを取り付ける。この無線ＩＣタグは、コイル状のアンテナと、ＩＣチップにより構成される。
【００３２】
そして、コイルアンテナＣに電流を流して磁界を発生させ、電磁誘導によって無線ＩＣタグのアンテナに誘導電流を発生させ、この電流によりＩＣチップを駆動させ、無線ＩＣタグから対象物ＩＤ信号を発信させ、これをコイルアンテナＣにより受信する。
【００３３】
サッカー競技フィールド４には、Ｘ軸方向に電源線Ｐ１〜Ｐ４が、Ｙ軸方向に信号線Ｓ１〜Ｓ４が配線され、全体としてマトリクス状をなしており、これら電源線Ｐ１〜Ｐ４と、信号線Ｓ１〜Ｓ４との各交点にコイルアンテナＣ（Ｃ１１〜１４，Ｃ２１〜２４，Ｃ３１〜３４，Ｃ４１〜４４）が接続されている。電源線Ｐ１〜Ｐ４と信号線Ｓ１〜Ｓ４とは信号セレクタ部２において順次選択され、選択された電源線を通じて各コイルアンテナＣに電源が供給されるとともに、信号線を通じて各コイルアンテナＣから出力された受信信号がリーダーライター３に入力される。信号セレクタ部２における電源線と信号線との組み合わせにより、任意のコイルアンテナＣからの受信信号を取得することができる。
【００３４】
このような本変更例に係る位置情報検出システムによれば、一つのコイルアンテナＣに対して電源線と信号線とを接続するため、電源線と信号線とを適宜選択して組み合わせることにより、電源線と信号線との組み合わせ分の数のアンテナを制御することができる。
【００３５】
また、電磁誘導方式を用いることによって、コイルアンテナＣから出力される電磁波により、対象物の無線ＩＣタグからの信号送信を行うことができるため、無線ＩＣタグ側に電源等が不要となり、無線ＩＣタグの構成を簡略化して軽量化を図ることができ、本発明の適用範囲を拡大することができる。
【００３６】
（変更例２）
上記実施形態では、マトリクス上に配置されたアンテナをそれぞれ単独に順次駆動させるようにしたが、例えば、図４に示すように、それぞれ異なる位置又は面積のエリアＡ〜Ｄにおける対象物識別子信号を受信するアンテナとしてもよい。この場合は、例えば、各アンテナの受信範囲を図４に示すような範囲としたり、複数のアンテナを組にするなどして、エリアＡ〜Ｄを設定する。
【００３７】
そして、位置情報判定装置１は、各受信部の位置又は面積に基づく論理演算により、エリアＡ〜Ｄの検索順序を適宜変更して対象物の位置を判定する。例えば、先ず、範囲の広いエリアＡについて検索を行い、エリアＡに対象物が存在しなければ、その時点で検索を終了し、エリアＡに対象物が存在すれば、エリアＢ〜Ｄについて絞り込み検索を行う。エリアＢ〜Ｄは面積は同一であるが、位置や形状が異なるとともに、部分的に重複しており、Ｂ×Ｃ×…というように論理積を演算することにより対象物の位置の絞り込みを行うことができる。なお、この論理積の演算順序を、競技の種類や性質に応じて変更することにより、より高速な位置判定が可能となる。
【００３８】
このような本変更例に係る位置情報検出システムによれば、アンテナの数を低減させたり、アンテナの駆動の効率化を図ることができ、システム全体の動作速度を向上させることができる。
【００３９】
（変更例３）
さらに、信号セレクタ部２による制御において、各アンテナの受信範囲や指向を変更可能としてもよい。例えば、図５に示すように、各アンテナの検出エリア（受信範囲）の広狭を変化させ、各アンテナの検出エリア内においてさらに位置判定の絞り込みを行う。
【００４０】
また、図６に示すように、各アンテナを指向性アンテナとし、各アンテナの検出エリア内において、アンテナ指向を左方向Ｌ，中央Ｍ，右方向Ｒと変化させ、各アンテナの検出エリア内においてさらに位置判定の絞り込みを行う。
【００４１】
このような本変更例に係る位置情報検出システムによれば、アンテナの受信範囲や指向性を変化させることにより、対象物の位置特定の精度（分解能）を向上させることができる。なお、上記受信範囲や指向性の変化とともに、上記変更例２で説明した論理演算を組み合わせることによって、より位置判定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態に係るサッカー競技フィールドを示す斜視図である。
【図２】実施形態に係るサッカー競技フィールドに設けられた位置情報検出システムの構成を示すブロック図である。
【図３】変更例１に係る位置情報検出システムの構成を示すブロック図である。
【図４】変更例２に係る位置情報検出システムにおけるアンテナレイアウトを模式的に示す説明図である。
【図５】変更例３に係る位置情報検出システムにおけるアンテナの受信範囲を示す説明図である。
【図６】変更例３に係る位置情報検出システムにおけるアンテナの指向を示す説明図である。
【図７】従来の位置情報検出システムの構成を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ１１〜１４，Ａ２１〜２４，Ａ３１〜３４，Ａ４１〜４４…アンテナ、Ｃ１１〜１４，Ｃ２１〜２４，Ｃ３１〜３４，Ｃ４１〜４４…コイルアンテナ、Ｌ１１〜１４，Ｌ２１〜２４，Ｌ３１〜３４，Ｌ４１〜４４…配線、Ｐ１〜Ｐ４…電源線、Ｓ１〜Ｓ４…信号線、１…位置情報判定装置、１ａ…メモリ、２…信号セレクタ部、３…リーダーライター、４…サッカー競技フィールド、５１〜５３，６…対象物（競技者，ボール）
【図１】
2006040052.tif 000003
【図２】
2006040052.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006040052.tif 000007
【図６】
2006040052.tif 000008
【図７】
2006040052.tif 000009