(57)【要約】【課題】測位エリア内の無線タグの数の増加に伴う測位精度の低下を抑制すること。【解決手段】測位装置１００は、タグ測位部１０２と、カメラ測位部１０５と、タグ測位部１０２の測位結果とカメラ測位部１０５の測位結果を統合するフュージョン部１０３と、測位エリアＡＲ０内の無線タグの数が所定数以上になった場合に一部の無線タグとの通信を抑制するタグ抑制部１０８と、を有する。タグ抑制部１０８は、カメラ測位部１０５による測位が可能な位置に存在する無線タグとの通信を抑制する。【選択図】図１
2011185610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人物又は物品に付帯された無線タグと無線通信を行う無線通信部と、
前記無線タグからの電波に基づいて、前記無線タグを測位する無線測位部と、
測位エリア内の前記無線タグの数が所定数以上になった場合に、前記無線タグの測位結果に応じて一部の無線タグとの通信を抑制する抑制部と、
を具備する測位装置。
【請求項２】
前記抑制部は、電波伝搬状況の悪い無線タグとの通信を抑制する、
請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
カメラと、
前記カメラにより得られた画像に基づいて、前記無線タグを測位するカメラ測位部と、
前記無線測位部により得られた測位結果と、前記カメラ測位部により得られた測位結果とを対応付ける統合部と、
をさらに具備し、
前記抑制部は、前記カメラ測位部による測位が可能な位置に存在する無線タグとの通信を抑制する、
請求項１に記載の測位装置。
【請求項４】
前記通信が抑制される無線タグは、前記測位エリア内に存在し、かつ、前記カメラの死角領域に存在しない無線タグである、
請求項３に記載の測位装置。
【請求項５】
前記通信が抑制される無線タグは、前記測位エリア内に存在し、かつ、前記無線タグの存在密度が疎なエリアに存在する無線タグである、
請求項３に記載の測位装置。
【請求項６】
前記無線測位部以外の測位センサと、
前記無線測位部により得られた測位結果と、前記測位センサにより得られた測位結果とを対応付ける統合部と、
をさらに具備し、
前記抑制部は、前記測位センサによる測位が可能な位置に存在する無線タグとの通信を抑制する、
請求項１に記載の測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグからの電波に基づいて測位を行う測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人物や物品に付帯された無線タグからの電波に基づいて、人物や物品の位置を推定する測位装置が提案されている。この種の測位装置は、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９４４０３号公報
【特許文献２】特開２００４−１１２４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、無線タグを用いた測位装置においては、無線タグの構成を簡単化するために、複数の無線タグが基地局（測位装置）にランダムアクセスするといった単純な通信方式が採用されていることが多い。このような通信方式では、通信帯域は１つであり、その１つの帯域を複数のタイムスロットに時分割して通信を行う。
【０００５】
この種の通信方式の代表的なものとして、Slotted ALOHA方式がある。Slotted ALOHA方式は、一定間隔のタイムスロットを設け、無線タグはスロットに同期したタイミングでパケットを送信する。
【０００６】
しかし、Slotted ALOHA方式では、基地局へアクセスする無線タグの数が増大すると、同一のスロットに複数の無線タグがアクセスし、無線タグ間で衝突が生じる確率が高くなる。衝突が生じると、当然、測位精度（追跡精度と言ってもよい）が低下する。つまり、Slotted ALOHA方式では、各無線タグが勝手にスロットに合わせてパケットを送り、同一のスロットで複数の無線タグが競合した場合、基地局（測位装置）は、いずれか１個の無線タグからの電波しか採用しない。
【０００７】
一般に、Slotted ALOHA方式では、１つの基地局が一定個以上の無線タグと通信しようとすると、衝突が頻繁に発生するようになりスループットが低下し、確率的にいつまでたってもスロットに入れない（つまり受信されない）無線タグが発生することが知られている。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、測位エリア内の無線タグの数の増加に伴う測位精度の低下を抑制することができる測位装置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】
本発明の測位装置の一つの態様は、人物又は物品に付帯された無線タグと無線通信を行う無線通信部と、前記無線タグからの電波に基づいて、前記無線タグを測位する無線測位部と、測位エリア内の前記無線タグの数が所定数以上になった場合に、前記無線タグの測位結果に応じて一部の無線タグとの通信を抑制する抑制部と、を具備する。
【００１０】
本発明の測位装置の一つの態様は、カメラと、前記カメラにより得られた画像に基づいて、前記無線タグを測位するカメラ測位部と、前記無線測位部により得られた測位結果と、前記カメラ測位部により得られた測位結果とを対応付ける統合部と、をさらに具備し、前記抑制部は、前記カメラ測位部による測位が可能な位置に存在する無線タグとの通信を抑制する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測位エリア内の無線タグの数の増加に伴う測位精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１の測位装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１の動作の説明に供する図
【図３】実施の形態２の測位装置の構成を示すブロック図
【図４】実施の形態２の動作の説明に供する図
【図５】実施の形態３の測位装置の構成を示すブロック図
【図６】実施の形態３の動作の説明に供する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１に係る測位装置の構成を示す。測位装置１００は、無線タグ２０−１〜２０−ｎからの電波とカメラ画像の両方を用いて、人物や物品を測位するようになっている。ここで、人物や物品を測位するとは、無線タグ２０−１〜２０−ｎを測位すると言い換えてもよい。図１の例では、各人物１０−１〜１０−ｎにそれぞれ無線タグ２０−１〜２０−ｎが付帯されている。なお、無線タグ２０−１〜２０−ｎが付帯されるのは人物に限らず、商品、自動車等の物品でもよい。
【００１５】
本実施の形態では、無線タグ２０−１〜２０−ｎと無線通信部１０１はSlotted ALOHA方式で通信を行うようになっている。但し、無線タグ２０−１〜２０−ｎと無線通信部１０１との間の通信方式はSlotted ALOHA方式に限定されるものではない。
【００１６】
無線通信部１０１は、各無線タグ２０−１〜２０−ｎの制御及び各無線タグ２０−１〜２０−ｎからの電波の受信などを行う。無線タグ２０−１〜２０−ｎは、無線通信部１０１からブロードキャストされたアンテナＩＤを受信すると、自身のＩＤを返信する。
【００１７】
タグ測位部１０２は、無線通信部１０１で受信された各無線タグ２０−１〜２０−ｎからの電波到来方法及び距離（電波強度）に基づいて各無線タグ２０−１〜２０−ｎを測位する。この無線タグの測位については、例えばアダプティブアレイアンテナ技術によって容易に実現できる既知の技術なので、ここでの詳しい説明は省略する。なお、タグ測位部１０２は、各無線タグ２０−１〜２０−ｎがＧＰＳ機能を有する場合には、無線通信部１０１から各無線タグ２０−１〜２０−ｎの位置情報を受け取って、これをそのまま測位結果として出力してもよい。タグ測位部１０２により得られた各無線タグ２０−１〜２０−ｎの測位結果は、フュージョン（統合）部１０３に送出される。
【００１８】
また、測位装置１００は、カメラ１０４によって得た撮像画像をカメラ測位部１０５に入力する。カメラ測位部１０５は、撮像画像を用いて撮像画像中の対象を測位する。ここで、対象とは、無線タグ２０−１〜２０−ｎが付帯された人物や物品である。カメラ測位部１０５は、例えば、パターンマッチング等の方法を用いて撮像画像中の無線タグ２０−１〜２０−ｎが付帯されている各対象を認識し、画像中の各対象の位置に基づいて各対象を測位する。また、カメラ測位部１０５は、カメラ１０４がステレオカメラである場合には、ステレオ技術を用いて各対象を測位してもよい。
【００１９】
カメラ測位部１０５により得られた各対象（この各対象は各無線タグと言い換えてもよいので、以下ではカメラ測位部１０５によって測位される対象のことを無線タグと呼ぶこともある）の測位結果は、フュージョン部１０３に送出される。
【００２０】
フュージョン部１０３は、タグ測位結果とカメラ測位結果を統合し、統合結果をタグ位置データベース（ＤＢ）１０６に格納する。ここで、フュージョン部１０３で行われる統合とは、以下のような処理である。
【００２１】
・タグ測位結果とカメラ測位結果の対応付けをとる。対応付けとしては、それぞれの測位結果の位置が近いもの同士を対応付ける方法や、無線タグから取得したＩＤに応じた外見の特徴量を利用してカメラでの撮影結果と対応付けて測位結果を得る方法がある。
【００２２】
・同一の無線タグに関して、タグ測位結果又はカメラ測位結果のいずれか一方のみが得られている場合には、そのいずれか一方をタグ位置ＤＢ１０６に格納する。
【００２３】
・同一の無線タグに関して、タグ測位結果及びカメラ測位結果の両方が得られている場合には、それらを重み付けて合成したものを最終的な測位結果としてタグ位置ＤＢ１０６に格納する。重み係数は、無線状態及び撮像状態に応じて選択するとよい。これにより、タグ測位又はカメラ測位の一方のみを用いる場合よりも、信頼度の高い測位結果を得ることができる。
【００２４】
タグ位置ＤＢ１０６には、無線タグ毎の測位データが無線タグのＩＤ（識別データ）に対応付けて格納される。
【００２５】
混雑度判定部１０７は、タグ位置ＤＢ１０６に格納されている測位データを参照して、測位エリア内の無線タグの混雑度を判定する。具体的には、測位エリア内に所定数（許容数）以上の無線タグが存在するか否かを判定し、所定数（許容数）以上の無線タグが存在する場合には、このことをタグ抑制部１０８に通知する。所定数（許容数）とは、無線通信部１０１と通信を行う無線タグ２０−１〜２０−ｎの数がこれ以上増えるとスループットが低下してしまうという個数で、この個数は事前に実験や計算によって求めておけばよい。
【００２６】
タグ抑制部１０８は、測定エリア内に所定数（許容数）以上の無線タグが存在することが通知されると、一部の無線タグとの通信を抑制することを無線通信部１０１に指示する。具体的には、タグ抑制部１０８は、タグ位置ＤＢ１０６に格納されている測位データ及び又はカメラ１０４により撮像された画像に基づいて、カメラ測位部１０５による測位が可能な位置に存在する無線タグを特定する。そして、タグ抑制部１０８は、特定した無線タグの中から通信を抑制する無線タグを選択する。タグ抑制部１０８は、選択した無線タグとの通信を抑制することを指示する信号を、無線通信部１０１に送出する。
【００２７】
通信を抑制する無線タグの数は、カメラ測位部１０５による測位が可能な位置に存在する無線タグの全てではなく、カメラ測位部１０５による測位が可能な位置に存在する無線タグのうち、（測位エリア内に存在する無線タグの数）−（測位エリア内での許容数）だけとすればよい。
【００２８】
カメラ測位部１０５による測位が可能な位置に存在する無線タグとは、以下のような無線タグである。
【００２９】
・測位エリア内で、カメラ１０４の死角領域に存在しない無線タグ。例えば、カメラ１０４から見て、物陰でない領域に存在する無線タグである。
【００３０】
・測位エリア内で、無線タグの密集度が疎なエリアに存在する無線タグ。つまり、無線タグの密集度が密なエリアは、人物や物品が密集していてカメラ１０４による測位が不可能な可能性が高いエリアであり、これとは逆に無線タグの密集度が疎なエリアはカメラ１０４による測位が可能な可能性が高いエリアである。
【００３１】
無線通信部１０１は、タグ抑制部１０８から、特定の無線タグとの通信を抑制することを指示されると、次のいずれかの処理を行うことで、無線タグとの通信を抑制する。なお、以下で言う「優先度」とは通信を行う優先度の意味である。
【００３２】
［抑制方法１］無線通信部１０１は、優先度の低い無線タグは電波を返さないように命令する。具体的には、先ず、無線通信部１０１から優先度の低いタグＩＤをブロードキャストする。電波を受けたタグは、自分の優先度を確認する。タグは、優先度が低い場合は一定時間送信を止める又は送信確率を下げる。
【００３３】
［抑制方法２］無線通信部１０１は、優先度の低いタグからの電波を受信しない。具体的には、無線通信部１０１の受信アンテナが指向性を持って受信を行い、優先度の高いタグの存在するエリアからの電波を重点的に受信する。例えば、アダプティブアレイアンテナを用いることで、優先度の低いタグの方向からの電波を物理的に遮蔽する。
【００３４】
［抑制方法３］無線通信部１０１は、優先度の低いタグに電波を送らない。具体的には、無線通信部１０１の送信アンテナが指向性を持って送信を行い、優先度の高いタグの存在するエリアへ電波を重点的に送信する。例えば、アダプティブアレイアンテナを用いることで、優先度の低いタグの方向への電波の送信を物理的に遮蔽する。
【００３５】
次に、図２を用いて、本実施の形態の測位装置１００の動作について説明する。測位装置１００には、図１に示したように、カメラ１０４や無線通信部１０１等が内蔵されている。
【００３６】
図中のＡＲ０は、測位装置１００による測位エリアを示す。ここで測位エリアＡＲ０は、測位装置１００によって測位が可能なエリアである。また、測位エリアＡＲ０は、予めユーザによりマップ上で設定されたエリアであってもよい。図中の人物は無線タグが付帯されている。つまり、測位エリアＡＲ０内の人物の数は測位エリアＡＲ０内の無線タグの数に一致し、人物の密集度は無線タグの密集度に一致する。
【００３７】
図中のＡＲ１は、無線タグの密集度が高いエリアを示す。このエリアＡＲ１は、図からも分かるように、人物の密集度が高いのでカメラ測位が困難なエリアである。逆に、測位エリアＡＲ０のうち、エリアＡＲ１を除く領域はカメラ測位ができる可能性が高い領域である。
【００３８】
測位エリアＡＲ０内の無線タグの数が所定数（例えば５０個）以上になると、混雑度判定部１０７はタグ抑制部１０８にタグとの通信を抑制することを指示する。
【００３９】
すると、タグ抑制部１０８は、どのタグとの通信を抑制するかを決定する。例えば、人物１１は密集度の高いエリアＡＲ１の外に移動しようとしており、その移動先エリアはカメラ１０４での測位も可能なエリアなので、タグ抑制部１０８は人物１１に付帯された無線タグとの通信を抑制する。
【００４０】
一方、人物１２は密集度の高いエリアＡＲ１の内に移動しようとしており、その移動先エリアＡＲ１はカメラ１０４での測位が困難なエリアなので、タグ抑制部１０８は人物１２に付帯された無線タグとの通信を復活させる。
【００４１】
また、人物１３は測位アリアＡＲ０の外から、測位エリアＡＲ０の密集度の低いエリアに移動しようとしており、その移動先エリアはカメラ１０４での測位も可能なエリアなので、タグ抑制部１０８は人物１３に付帯された無線タグとの通信を抑制する。
【００４２】
このように、測位エリアＡＲ０内の無線タグの数が所定数以上となった場合に、カメラ１０４で測位可能なものはカメラ１０４での測位に委ねて、その無線タグとの通信を抑制することにより、１スロットで複数の無線タグが競合（衝突）する確率を下げることができる。この結果、測位エリアＡＲ０内での無線タグの数が所定数以上となった場合でも、無線タグによる測位精度の低下を抑制できるようになる。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、タグ測位部１０２と、カメラ測位部１０５と、タグ測位部１０２の測位結果とカメラ測位部１０５の測位結果を統合するフュージョン部１０３と、測位エリアＡＲ０内の無線タグの数が所定数以上になった場合に一部の無線タグとの通信を抑制するタグ抑制部１０８と、を設けたことにより、タグ測位の精度の低下を抑制でき、フュージョン部１０３で得られる最終的な測位結果の測位精度を向上させることができる。
【００４４】
本実施の形態の測位装置１００は、測位エリアＡＲ０内に存在する無線タグの数が所定数（例えば５０個）以上になると、無線タグの通信方式の特性上、タグ検知ができず、タグによる測位が困難になるおそれがあることを想定してなされたものである。
【００４５】
本実施の形態の測位装置１００の処理は、無線タグの数が所定数（例えば５０個）以上になった場合、タグ密集度（人口密集度）の高いエリアは画像による測位（画像追跡）が困難なのでタグによる測位（タグ追跡）を継続し、タグ密集度（人口密集度）の低いエリアは画像による測位（画像追跡）が容易なのでタグによる測位（タグ追跡）を停止させている、と言い換えてもよい。
【００４６】
なお、本実施の形態では、タグ測位部１０２とカメラ測位部１０５とにより相補的に測位を行って、測位結果を統合する場合について述べたが、カメラ測位部１０５に代えて、人感センサや重量センサ等を有する測位センサを用いてもよい。その場合、タグ測位部１０２の測位結果と、タグ測位部以外の測位センサの測位結果とを統合し、さらに、測位センサによる測位が可能な位置に存在する無線タグとの通信を抑制すれば、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
（実施の形態２）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図３に、本実施の形態の測位装置の構成を示す。測位装置２００は、マップデータベース（ＤＢ）２０１を有することと、タグ抑制部２０２が通信を抑制する無線タグをマップＤＢ２０１のデータを参照して決定することを除いて、図１の測位装置１００と同様の構成でなる。
【００４８】
マップＤＢ２０１には、図４に示すように、障害物３０の物陰となってカメラ１０４による撮像ができないエリアＡＲ２のデータが格納されている。因みに、図４における黒丸は、無線タグを略記したものである。
【００４９】
次に、測位装置２００の動作について説明する。
【００５０】
測位エリアＡＲ０内の無線タグの数が所定数（例えば５０個）以上になると、混雑度判定部１０７はタグ抑制部２０２に無線タグとの通信を抑制することを指示する。
【００５１】
すると、タグ抑制部２０２は、どの無線タグとの通信を抑制するかを決定する。ここで、無線タグの密集度の高いエリアＡＲ１及び障害物３０の物陰となっているエリアＡＲ２に存在する無線タグは、カメラ１０４による測位が困難な無線タグなので、タグ抑制部２０２は、測位エリアＡＲ０の中でエリアＡＲ１及びエリアＡＲ２を除くエリアに存在する無線タグとの通信を抑制する。
【００５２】
これにより、カメラ１０４による測位が困難な無線タグとの通信を抑制してしまうこと、つまりカメラ測位及びタグ測位の両方の測位ができなくなることを確実に回避できる。
【００５３】
（実施の形態３）
図５に、本実施の形態の測位装置の構成を示す。測位装置３００は、タグ位置ＤＢ３０１に、タグ測位部１０２による測位結果を格納する。また、マップＤＢ３０２には、電波伝搬状況のマップが格納されている。
【００５４】
混雑度判定部３０３は、タグ位置ＤＢ３０１に格納されている測位データを参照して、測位エリア内に存在する無線タグの個数が所定数（許容数）以上になった場合、このことをタグ抑制部３０４に通知する。
【００５５】
タグ抑制部３０４は、測位エリア内の無線タグ数が所定数以上になった場合に、一部の無線タグとの通信を抑制する。具体的には、タグ抑制部３０４は、通信状態の悪い無線タグほど優先して通信を抑制する。つまり、通信状態の良い無線タグの測位は継続して行われ、通信状態の悪い無線タグの測位は停止される。
【００５６】
図６に示すように、無線タグの密集度が高いエリアＡＲ１０、及び、電波の伝搬しにくい物体の近傍エリアＡＲ３に存在する無線タグは、優先して通信が抑制される。また、測位エリアの外に移動する可能性が高い無線タグも、優先して通信を抑制してもよい。
【００５７】
本実施の形態によれば、測位を行っても高精度の測位結果が得られる可能性が低い、電波伝搬状況の悪い無線タグとの通信を抑制し、電波伝搬状況の良い無線タグとの通信を優先させたことにより、測位エリア内の無線タグの数の増加に伴う測位精度の低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明にかかる測位装置は、測位エリア内の無線タグの数の増加に伴う測位精度の低下を抑制することができ、物体追跡システムや監視システムに用いて好適である。
【符号の説明】
【００５９】
１０−１〜１０−ｎ、１１、１２、１３  人物
２０−１〜２０−ｎ  無線タグ
１００、２００、３００  測位装置
１０１  無線通信部
１０２  タグ測位部
１０３  フュージョン部
１０４  カメラ
１０５  カメラ測位部
１０６、３０１  タグ位置データベース
１０７、３０３  混雑度判定部
１０８、２０２、３０４  タグ抑制部
２０１、３０２  マップデータベース
【図１】
2011185610.tif 000003
【図２】
2011185610.tif 000004
【図３】
2011185610.tif 000005
【図４】
2011185610.tif 000006
【図５】
2011185610.tif 000007
【図６】
2011185610.tif 000008