(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のオブジェクト（４）の位置決め及び移動を検出するためのシステムであって、
●  自体の外縁に沿って配置される、単一のＲＦＩＤアンテナ（１）を備えた、感知化サーフェス（１００）と、
●  前記感知化サーフェス内に配置され、前記感知化サーフェス（１００）を互いに部分的に重なり合うようにカバーする感知領域（３）、を有する一連の磁場センサー（２）と、
●  磁気マーカー（６）及びＲＦＩＤタグ（５）を備える、一連の追跡可能なオブジェクト（４）と、
●  前記オブジェクトの位置を検出する電子制御回路（７）であって、以下の要素:
ａ）前記ＲＦＩＤタグの識別データを読み取る装置（８）と、
ｂ）前記磁気センサ（２）により生成された信号を取得する装置（９）と、
ｃ）前記追跡対象オブジェクト（４）の現在位置情報及び履歴位置情報を記憶する記憶ユニット（１１）と、
ｄ）各オブジェクトごとの識別情報および位置情報を第三者デバイスに送信する出力インタフェース（１２）と、
ｅ）ＲＦＩＤ識別データを磁気位置データに相関させるものであって、
−  前記ＲＦＩＤリーダ（８） から前記ＲＦＩＤデータを取得するステップ、
−  前記磁気センサのデータをそれらのインタフェース（９）から取得するステップと、
−  前記磁気センサからのデータを補間し、かつ以前に検出された位置決めデータと比較することにより、前記オブジェクトにより占有される位置を算出するステップと、
−  前記識別データを、感知化サーフェス（１００）上に位置決めされた各オブジェクト（４）ごとの位置データと一致させるステップと、
−  新規位置データを前記メモリ（１１）に保存するステップと、
−  前記出力インターフェース（１２）を介して前記マーク付き  オブジェクト（４）の前記識別情報および位置情報を遠隔送信するステップと、からなるアルゴリズムを特徴とする、
●  プログラマブル計算ユニット（１０）と、
●  からなる電子制御回路（７） と、を含む、システム。
【請求項２】
前記磁気センサ（２）は、前記ＲＦＩＤアンテナ（１）の外周で包囲された前記感知化サーフェス（１００）全体のカバレージを可能にする、それらの（複数の磁気センサ）感知領域（３）の空間分布を特徴とする、 請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記メモリユニット（１１）は、各マーク付きオブジェクト（４）ごとの現在位置情報及び以前位置情報を記録する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記磁気センサ（２）が離散型であり、前記プログラマブル演算ユニット（１０）が、次の式：位置=（センサＯＮの交叉）-（センサＯＦＦの組み合わせ）に従って、近似位置を割り当てることにより、そのような離散センサからのデータの補間を行う、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記磁気センサ（２）がアナログ型であり、前記プログラマブル演算器（１０）が、三角測量によって、そのようなアナログセンサからのデータの補間を行う、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
長年にわたって、一般にＲＦＩＤ（Radio Frequency Detection）と呼ばれる、無線周波数識別技術が、ロジスティクス、セキュリティ、制御、モノや人等のモニタリングをはじめとして、多数の分野における追跡操作のための基本リソースとなって広く普及されてきた。頭字語ＲＦＩＤ（無線周波数識別）とは、"ＲＦＩＤタグ（又はトランスポンダ）と呼ばれる特定の電子「ラベル」によってデータを記憶する能力、及び「リーダ」（又は質問器）と呼ばれる特別な固定機器又は携帯機器を用いて遠隔質問に応答する能力に基づいて、物体、動物又は人に関連する情報の識別及び／又は自動記憶のための技術を指す。この識別は、そのようなタグとの通信を許容する、無線周波数信号を使用して行われる。
【０００２】
モニタリングの対象であるオブジェクトにＲＦＩＤタグを付けることによって、それらオブジェクトを一意に識別することが可能で、若しくはそれらオブジェクトをタグ自体に適切に記憶された、有用な情報追加することがおそらく可能である。従来の技術と比較して、ＲＦＩＤ素子は、磁気ストリップにおいて起こることのような読み取りのための接触は必要なく、またさらに、その代わりにバーコードを使うような場合にも、読み取りのために直接的に視認可能である必要すらない。これらの特性は、市場でのＲＦＩＤ搭載オブジェクトの数及び種類の指数関数増加をもたらし、さらなる用途を開発し、それらの機能を向上させるために関心を喚起している。今まで生じてきた典型的な問題は、タグを付したＲＦＩＤオブジェクトの位置特定である。ＲＦＩＤタグでラベル付けされたオブジェクトの存在又は補助的な情報認識に関わらず、当該情報を物理的世界における当該オブジェクトの位置のおそらく正確な推定と統合することが有用である多くの用途が存在する。時間が経つにつれて、ＲＦＩＤタグを設けたオブジェクトの位置を識別するために様々なソリューションが提案されてきた。そのいくつかは、オブジェクトが（ＵＳ２００４１１３７８７に示されているような）遮蔽要素として作用するタグのアレイではなく、アンテナのアレイ（例えば、ＵＳ２０１１０３２１０１、又はＵＳ２００１００３５８１５に示されているような）の使用に基づくものである。最近、多重化を伴うマルチアンテナ・ソリューション（特許出願ＵＳ２０１４０１９７９９１に示されるように）が提案されてきた、若しくは（ＵＳ２０１３０３２２８８２５又はＵＳ２０１１０１８１２８９に示されるような）磁気センサとＲＦＩＤ識別システムとの共用に基づく、ハイブリッド・ソリューション、それとともに、線路（ＥＰ２７６５４６８Ａ２に示されているような）若しくは作業区域（ＵＳ２０１００１４１４８３に示されているような）における車両の位置を識別するためのウェイポイントとしてのタグを使用するソリューション、が提供されてきた。
【技術分野】
【０００３】
規定された空間内のＲＦＩＤタグを備えたオブジェクトの空間的な位置決めは、固定点として作用する１つ以上のＲＦＩＤアンテナ（リーダ）への近接を評価することによって得られることが多い、またＲＦＩＤアンテナから、適切な三角測量によりタグの （アンテナに関して）相対的な及び（システムに関して）絶対的な位置に関する情報を引き出すことが可能である。アンテナへの近接度の測定は、通常、１つ以上の受信機によって受信された信号の強度、又はタグから受信アンテナへ送信される信号の遅延に関する情報の補間によって与えられる。このシステムは、テスト・フィールド内のオブジェクト位置の変動に対応する測定の相互干渉、許容誤差及び不均一性などの既知の問題のために、むしろ複雑かつ不正確になる結果を招く。このような問題は、作用フィールドにおいて識別可能なオブジェクトの数が増加するにつれて、さらに一層劇的に増加する。
【０００４】
さらに、追加の問題は、オブジェクト位置を三角測量するのに必要な電子インフラストラクチャの複雑さ及び高コストによって表される。実際に、適切に信頼性の高い読み取りを得るためには、（ＵＳ２０１１０３２１０１に示されるように）少なくとも３個の異なるアンテナが使用されなければならず、作業空間内に適切な方法で位置決めされ、（ＵＳ２０１４０１９７９９１及びＵＳ２００１００３５８１５に示されるような）ＲＦマルチプレクサ・システムの介在により、各々が異なる受信機ユニットに接続されるか、又はすべてが同一のユニットに接続されなければならない。
【０００５】
非常に狭い空間の場合、又は反対に、拡張されたサーフェスの場合、これらの方法は結果的に、タイミングや信号強度の差が小さくても検出できるようにするためには、非常に敏感で（かつ拡張的な）システムの使用が必要とされる、あるいは、作業空間を適切にカバーすることができるためには、多数の装置及び／又はアンテナを使用することが必要になる、かなりの実装上の問題をもたらす可能性がある。
【０００６】
（ＵＳ２０１３０３２２８８２５又はＵＳ２０１１０１８１２８９に示されるような）ハイブリッド・ソリューションの使用はまた、複数のオブジェクトの位置及び移動を正確に判別及び追跡するためのそのようなシステムの限られた容量に起因する重大な制約及び問題も有する。
【０００７】
特に、ＵＳ２０１１０１８１２８９は、１回で相当複雑な磁気トラックの識別を可能にするだけであり、存在する可能性のあるより多数のオブジェクト間での判別を妨げ、かつＲＦＩＤを介した識別は、したがって、純粋に補助的なものであり、各オブジェクトの位置及び動作を単独に追跡することは不可能にさせる。
【０００８】
同様に、ＵＳ２０１３０３２８８２５のようなソリューションは、１つ以上のオブジェクトのサーフェス上の動作を検出及び追跡することができないが、複数の磁石を有し、空間的方位を推定することが、せいぜい、可能である単一のオブジェクトの部分の有無を磁気的に検出するだけである。また、このシステムは、したがって、複数のオブジェクトの同時動作を追跡することができず、各々が固有のＲＦＩＤタグによって識別される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ＲＦＩＤタグを備えた１つ以上のオブジェクトの空間的な位置決めを検出するためのシステムであり、当該オブジェクトはテスト領域を構成する、適切な感知化サーフェス上におそらく位置決め可能である。提案されたシステムは、費用効率の高いソリューションを提供し、実現が容易でありかつ既知の問題を克服する優れた性能を有することを目標とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的は、適切な感知化サーフェスを実現することで達成され、そのサーフェス上にＲＦＩＤ識別子を備えたオブジェクトを位置決めさせることができ、おそらく移動させることができる。当該感知化サーフェスは、関心のある領域（全体領域、要求される検出の精度、関心のある特定領域の存在等）の特性に応じて固定位置及び所定位置に配置された、磁気センサのグリッドを収納する。
【００１１】
感知化サーフェスは、関心のある領域全体を覆うように、寸法決めされかつ外縁に沿って位置決めされ、かつ感知化フィールドに接近して進入するとき、考えられるオブジェクトのタグを読み取ることができる、ＲＦＩＤアンテナを収納する。
【００１２】
位置特定可能なオブジェクト又は要素はまた、固有の識別子、ＲＦＩＤタグに加えて、上記センサのグリッドと相互作用するように適合された適切な磁石を備える。したがって、タグ付けされたオブジェクトの分析は、２つの段階で行われる：素子の識別は、ＲＦＩＤ技術によって、特にタグとアンテナ間の相互作用によって行われ、一方、タグ付けされた要素の位置検出は、グリッド上に位置付けされた磁気センサによって、追跡可能なオブジェクト上に配置された磁石の近接検出（最大尤度又は補間技術を用いて）によって得られる。
【００１３】
タグ付けされたオブジェクトがテスト・フィールドへ接近している時、そのアイデンティティがこのように、ＲＦＩＤタグによって検出される一方、サーフェス内の、相対位置は、グリッド内でより励起された磁気センサに従って、若しくは異なる励起センサによって検出された値を補間することにより決定される。これら２つの検出は、完全に独立しているため、ロジック及び適切な管理システムを必要とし、これらはアンテナによって指示されるＲＦＩＤのアイデンティティと、センサのグリッドによって検出された（磁気的な）位置とを確実に関連付けることができるようにする。このため、アンテナ及び磁気センサのグリッドからの情報をリアルタイムモニタリングする、及びテスト・フィールド内のタグ付けされたオブジェクトの位置及びアイデンティティに固有のものである、現状データ及び履歴データを有するデータベースを管理及び更新する役割を果たす、好適な制御エレクトロニクスが存在する。このような管理は、そのような情報の単なる取得に限定されない。適切なアルゴリズムは、同時にかつ確実に管理されるよう、複数のタグ付けオブジェクトの多数存在、挿入、移動、又は除去のような、特に複雑なケースを評価し、認識することを可能にする。
【００１４】
提案された技術的ソリューションのさらなる特徴及び利点が、限定ではない一例として、添付の３つの図面に示された、以下の好ましいが排他的ではない実施形態の説明においてより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態の構成要素を示した概略図である。
【００１６】
【図２】提案されたシステムの制御エレクトロニクスによって実行されるアルゴリズムを示したフローチャートである。
【００１７】
【図３】使用されたセンサがアナログ又は離散型であるか否かに応じて、システムの適用補間方法をグラフィカルに表わした図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付の図面、特にその図１を参照すると、認識及び位置特定システムの構成要素は、概略的に特定され、かつ特に、そこから情報を取得するモバイルオブジェクトを収納することを目的とした、感知化サーフェス（１００）は、同様のテスト・フィールドを想定して、一例としてかつこれに限定されないが、形状が矩形で表されている。ＲＦＩＤアンテナ（１）は、テスト領域の境界を定めるように感知化サーフェス（１００）の外縁に沿って配置され、適切な数の磁気センサ（２）は、当該感知化サーフェス及び各々が、図（１）に示すように、部分的に重なり合う感知領域（３）によって特徴付けられる関心のある領域上に設置される。この構造により、当該感知化サーフェス上を移動するオブジェクトは、カバーされた軌跡に対して隣接である、少なくとも１つ以上のセンサを常に励起する。
【００１９】
システムによって識別されかつ位置特定されなければならないオブジェクト（４）は、当該サーフェス上又はその近傍に自由に位置決めされることができる。各オブジェクトは、固有のＲＦＩＤ識別子（５）の存在によって及び上記センサを励起可能な磁石（６）によって特徴付けられる。該システムは、結果を処理し、かつベース上のオブジェクトの情報（アイデンティティ及び位置）を遠隔的に送信するために、磁気センサ及びＲＦＩＤアンテナの信号を取得する、適切な制御エレクトロニクス（７）を備えている。該制御エレクトロニクスは、ＲＦＩＤリーダ（８）と、サーフェス（１００）上に実装された異なる位置センサ（２）の取得のためのインターフェース（９）と、データを処理するプログラマブル演算ユニット（１０）と、追跡されるオブジェクトの現在位置及び以前位置に関する情報を記憶するメモリ（１１）と、該追跡されるオブジェクトの識別及び位置決めに関する情報を第三者デバイスに送信する出力インターフェース（１２）と、を含む。
【００２０】
機能的な観点から、ＲＦＩＤタグ（５）を備えかつ磁石（６）の存在により特徴付けられるオブジェクト（４）が、感知化サーフェスに接近する時、該システムは、ＲＦＩＤアンテナ（１）により該オブジェクトの存在を認識する。該ＲＦＩＤアンテナはテスト領域内の存在を検出し、したがって、タグに関連付けられた固有の識別子を読み取ることによって、該オブジェクトのアイデンティティを認識する。
【００２１】
感知化サーフェス（１００）上又はその近傍での位置決めに続いて、磁石（６）は該テスト領域と相互作用し、予め製作されたグリッドに属し、かつ特に、オブジェクト自体に近接した、あるいは、オブジェクトが発見される感知領域（３）内に位置付けされたものである、１つ以上のセンサ（２）を励起する。アンテナによって受信されたＲＦＩＤタグに関連したタイプ及び磁気センサ（励起又は非励起のいずれか）からの信号に関連したタイプ、両方の情報タイプは、その後の処理のために制御ユニット（７）に送信される。感知化サーフェス（１００）の読み取り範囲内のタグ付け要素の新しい挿入、除去又は移動のそれぞれごとに続いて、制御ユニットは適切な管理アルゴリズムに従って、識別及び位置特定された要素のマッピングを処理し、更新する。添付図面、及び特にその図２を参照して、上記アルゴリズムは感知化テスト・サーフェスによって提供される情報（識別子及び位置） に基づいて関連する作用及び決定とともに詳細に示されている。
【００２２】
当該アルゴリズムは、
ＲＦＩＤリーダー（８）からＲＦＩＤデータを取得するステップと、
磁気センサに関するそれらのインターフェース （９）から得られたデータを取得するステップと、
磁気センサからのデータを補間し、以前に検出された位置決めデータと比較することにより、オブジェクトの占有する位置を算出するステップと、
感知化サーフェス（１００）上に位置決めされた各オブジェクト（４）ごとに識別データを位置データと一致させるステップと、
新規位置データをメモリ（１１）に保存するステップと、
マーク付きオブジェクト（４）の識別情報及び位置情報を出力インターフェース（１２）を介して遠隔送信するステップと、を含む。
【００２３】
添付図面、及び特にその図３を参照して、磁気センサ（２）のデータを補間することによりオブジェクト（４）が占有する位置を算出するための上記アルゴリズムに使用される該方法を、詳細に説明する。
【００２４】
より多くの磁気センサ（２）間の中間位置内のオブジェクト（４）の存在は、同一オブジェクトが幾つかの感知領域（３）内に入ることがあり、またしたがって、同オブジェクトが複数のセンサを励起することを必然的に伴う。この場合、アルゴリズムのタスクは、関わりあう様々なセンサの励起状態を評価し、かつ補間技術を用いてオブジェクトの位置を推定することである。このような技術は、使用される磁気センサ（２）の種類に応じて異なる。
【００２５】
離散型磁気センサ（２）からのデータの場合、以下の式にしたがって、励起又は非励起のいずれかである、センサの感知領域の交叉によって特定されるテスト・サーフェスの部分に対応する、近似位置を各オブジェクトに割り当てることにより補間が行われる：位置=（センサＯＮの交叉）−（センサＯＦＦの組み合わせ）。
【００２６】
アナログタイプの磁気センサ（２）からのデータの場合、励起された磁気センサによって測定された信号の強度を三角測量することにより算出された位置を各オブジェクトに割り当てることにより補間を行う。
【産業上の利用分野及び実施オプション】
【００２７】
本発明は、目的及び適用範囲に適した補助材料又はソリューションを備えた、技術的均等物で実現することができる。
【００２８】
本発明を限定するものではない一例として、関与部品の幾何学的形状は、機能性を維持しながら変化させることができることに留意されたい。特に、サーフェスの形状は、モニタリングされるべき及びその範囲内でタグ付けオブジェクトを識別する対応空間に応じて変化してよい。さらに、磁気センサのグリッドは、一例として、均一で等距離に表現されているが、要求される検出精度又は関心のある特定の領域（例えば、オブジェクトが挿入されなければならないマクロ領域を有するパッド）の存在に応じて、数、密度及び空間的位置によって変化してもよい。ハードウェアレベルでは、ＲＦＩＤタグ及び磁気センサの種類を変更することが可能である、ただし上記基本機能、すなわち（アンテナ及びＲＦＩＤタグを介した）識別及び（磁気発生源及びセンサによる）位置検出が維持されていることを条件としてである。特に、磁気センサは、アナログ（例えば、ホール効果センサによる）又はデジタルデータ（例えば、リードスイッチによる）を提供できる様々なハードウェア・ソリューションとともに実装することができる。これらの実装を変更することにより、調節回路及び捕捉回路を変更することが必要であるが、ただし提案された発明の目的及び適用範囲から逸脱しない。
【００２９】
〔発明の効果〕
提案されたソリューションは、単純で、正確で、費用効率が高く、組み立てが容易である。該ソリューションは、ハイブリッド（ＲＦＩＤ及び磁気）感知システム及び制御アルゴリズムを備えた適切な電子制御装置により、１つ以上の適切にＲＦＩＤタグ付けされ、かつ有用なテストの空間を表す、ベースの内部に動的に位置決めされた、オブジェクトの有効な識別及び位置特定を得ることを可能にする。さらに、提案されたソリューションは、より多くのオブジェクトが存在する場合であっても、テスト・サーフェス上に位置決めされた単一のオブジェクトの動作を追跡することを可能にして、多アンテナシステムを用いた唯一のＲＦＩＤ信号の推定に基づいたオブジェクトの位置に固有の典型的な問題を回避することを可能にし、かつこれまで提案されている他のハイブリッドソ・リューション（ＲＦＩＤ及び磁気センサ）の限界を克服する。
【主張された保護の範囲】
【００３０】
提案されたソリューションは、磁気及び無線周波数の項で特徴付けられる１つ以上のオブジェクトの空間的認識のためのシステムに適用可能であり、考慮されたテスト空間に関連付けられた適切なベース上に又は近接してユーザの自由裁量で位置決め可能である。１
【図１】
0006706458.tif 000002
【図２】
0006706458.tif 000003
【図３】
0006706458.tif 000004