(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線発信機の三次元位置を推定する方法であって、
無線受信機が前記無線発信機からの無線信号を受信する位置まで、該無線受信機を備えた移動体を作業空間内で移動させるステップと、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体が所定の動作を行い、前記無線信号の受信状況を記憶するステップと、
前記受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求めるステップとを有し、
前記受信状況を記憶するステップが、
前記無線受信機の現在位置を検出するステップと、
前記移動体を三次元座標のＺ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度として検出するステップと、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出するステップと、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出するステップと、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶するステップと、を有する方法。
【請求項２】
無線発信機の三次元位置を推定する方法であって、
無線受信機が前記無線発信機からの無線信号を受信する位置まで、該無線受信機を備えた移動体を作業空間内で移動させるステップと、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体が所定の動作を行い、前記無線信号の受信状況を記憶するステップと、
前記受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求めるステップとを有し、
前記受信状況を記憶するステップが、
前記移動体を三次元座標のＺ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度として検出するステップと、
前記無線受信機を三次元座標のＺ軸方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲での所定の位置を前記無線発信機の高さ位置として検出するステップと、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出するステップと
前記無線受信機を前記高さ位置へ移動するステップと、
前記無線受信機の現在位置を検出するステップと、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出するステップと、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶するステップと、を有する方法。
【請求項３】
無線発信機の三次元位置を推定する方法であって、
無線受信機が前記無線発信機からの無線信号を受信する位置まで、該無線受信機を備えた移動体を作業空間内で移動させるステップと、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体が所定の動作を行い、前記無線信号の受信状況を記憶するステップと、
前記受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求めるステップとを有し、
前記受信状況を記憶するステップが、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸の方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の位置から前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度を検出するステップと、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出するステップと、
前記無線受信機の現在位置を検出するステップと、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出するステップと、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶するステップと、を有する方法。
【請求項４】
無線発信機の三次元位置を推定する方法であって、
無線受信機が前記無線発信機からの無線信号を受信する位置まで、該無線受信機を備えた移動体を作業空間内で移動させるステップと、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体が所定の動作を行い、前記無線信号の受信状況を記憶するステップと、
前記受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求めるステップとを有し、
前記受信状況を記憶するステップが、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸の方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の位置から前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度を検出するステップと、
前記無線受信機を三次元座標のＺ軸方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲での所定の位置を前記無線発信機の高さ位置として検出するステップと、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出するステップと
前記無線受信機を前記高さ位置へ移動するステップと、
前記無線受信機の現在位置を検出するステップと、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出するステップと、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶するステップと、を有する方法。
【請求項５】
前記無線信号を受信する前記位置とは異なる第2の位置まで、前記移動体を作業空間内で移動させるステップと、
前記第2の位置において、前記移動体が所定の動作を行い、前記無線信号の第2の受信状況を記憶するステップと、をさらに有し、
前記無線発信機の三次元位置を求めるステップは、前記受信状況および前記第2の受信状況に基づいて、前記無線発信機の三次元位置を求める、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記無線発信機がRFIDタグであり、前記無線受信機がRFIDアンテナである、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記移動体が、歩行型または車輪型の自律移動ロボットである、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
無線発信機の三次元位置を推定するためのプログラムであって、
無線受信機が前記無線発信機からの無線信号を受信する位置まで、該無線受信機を備えた移動体を作業空間内で移動させる機能と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体に所定の動作を行わせ、前記無線信号の受信状況を記憶する機能と、
前記受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求める機能と、をコンピュータに実行させ、
前記無線信号の受信状況を記憶する機能が、
前記無線受信機の現在位置を検出する機能と、
前記移動体を三次元座標のＺ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度として検出する機能と、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出する機能と、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出する機能と、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶する機能と、を有するプログラム。
【請求項９】
無線発信機の三次元位置を推定するためのプログラムであって、
無線受信機が前記無線発信機からの無線信号を受信する位置まで、該無線受信機を備えた移動体を作業空間内で移動させる機能と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体に所定の動作を行わせ、前記無線信号の受信状況を記憶する機能と、
前記受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求める機能と、をコンピュータに実行させ、
前記無線信号の受信状況を記憶する機能が、
前記移動体を三次元座標のＺ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度として検出する機能と、
前記無線受信機を三次元座標のＺ軸方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲での所定の位置を前記無線発信機の高さ位置として検出する機能と、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出する機能と、
前記無線受信機を前記高さ位置へ移動する機能と、
前記無線受信機の現在位置を検出する機能と、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出する機能と、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶する機能と、を有するプログラム。
【請求項１０】
無線発信機の三次元位置を推定するためのプログラムであって、
無線受信機が前記無線発信機からの無線信号を受信する位置まで、該無線受信機を備えた移動体を作業空間内で移動させる機能と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体に所定の動作を行わせ、前記無線信号の受信状況を記憶する機能と、
前記受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求める機能と、をコンピュータに実行させ、
前記無線信号の受信状況を記憶する機能が、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸の方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の位置から前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度を検出する機能と、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出する機能と、
前記無線受信機の現在位置を検出する機能と、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出する機能と、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶する機能と、を有するプログラム。
【請求項１１】
無線発信機の三次元位置を推定するためのプログラムであって、
無線受信機が前記無線発信機からの無線信号を受信する位置まで、該無線受信機を備えた移動体を作業空間内で移動させる機能と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体に所定の動作を行わせ、前記無線信号の受信状況を記憶する機能と、
前記受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求める機能と、をコンピュータに実行させ、
前記無線信号の受信状況を記憶する機能が、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸の方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の位置から前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度を検出する機能と、
前記無線受信機を三次元座標のＺ軸方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲での所定の位置を前記無線発信機の高さ位置として検出する機能と、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出する機能と、
前記無線受信機を前記高さ位置へ移動する機能と、
前記無線受信機の現在位置を検出する機能と、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出する機能と、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶する機能と、を有するプログラム。
【請求項１２】
前記無線信号を受信する前記位置とは異なる第2の位置まで、前記移動体を作業空間内で移動させる機能と、
前記第2の位置において、前記移動体が所定の動作を行い、前記無線信号の第2の受信状況を記憶する機能と、をさらに有し、
前記無線発信機の三次元位置を求める機能は、前記受信状況および前記第2の受信状況に基づいて、前記無線発信機の三次元位置を求める、請求項８〜１１のいずれかに記載のプログラム。
【請求項１３】
前記無線発信機がRFIDタグであり、前記無線受信機がRFIDアンテナである、請求項８〜１２のいずれかに記載のプログラム。
【請求項１４】
前記移動体が、歩行型または車輪型の自律移動ロボットである、請求項８〜１３のいずれかに記載のプログラム。
【請求項１５】
作業空間に設置された無線発信機の三次元位置を推定するシステムであって、
作業空間内を移動できる移動体と、
前記移動体に備えられた、前記無線発信機からの無線信号を受信する無線受信機と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信する位置まで前記移動体を作業空間内で移動させる制御手段と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体に所定の動作を行わせ、前記無線信号の受信状況を記憶する計測手段と、
前記無線信号の受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求める演算手段とを有し、
前記計測手段が、
前記無線受信機の現在位置を検出し、
前記移動体を三次元座標のＺ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度として検出し、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出し、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出し、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶する、システム。
【請求項１６】
作業空間に設置された無線発信機の三次元位置を推定するシステムであって、
作業空間内を移動できる移動体と、
前記移動体に備えられた、前記無線発信機からの無線信号を受信する無線受信機と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信する位置まで前記移動体を作業空間内で移動させる制御手段と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体に所定の動作を行わせ、前記無線信号の受信状況を記憶する計測手段と、
前記無線信号の受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求める演算手段とを有し、
前記計測手段が、
前記移動体を三次元座標のＺ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度として検出し、
前記無線受信機を三次元座標のＺ軸方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲での所定の位置を前記無線発信機の高さ位置として検出し、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出し、
前記無線受信機を前記高さ位置へ移動し、
前記無線受信機の現在位置を検出し、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出し、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶する、システム。
【請求項１７】
作業空間に設置された無線発信機の三次元位置を推定するシステムであって、
作業空間内を移動できる移動体と、
前記移動体に備えられた、前記無線発信機からの無線信号を受信する無線受信機と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信する位置まで前記移動体を作業空間内で移動させる制御手段と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体に所定の動作を行わせ、前記無線信号の受信状況を記憶する計測手段と、
前記無線信号の受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求める演算手段とを有し、
前記計測手段が、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸の方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の位置から前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度を検出し、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出し、
前記無線受信機の現在位置を検出し、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出し、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶する、システム。
【請求項１８】
作業空間に設置された無線発信機の三次元位置を推定するシステムであって、
作業空間内を移動できる移動体と、
前記移動体に備えられた、前記無線発信機からの無線信号を受信する無線受信機と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信する位置まで前記移動体を作業空間内で移動させる制御手段と、
前記無線受信機が前記無線信号を受信したとき、前記移動体に所定の動作を行わせ、前記無線信号の受信状況を記憶する計測手段と、
前記無線信号の受信状況に基づいて前記無線発信機の三次元位置を求める演算手段とを有し、
前記計測手段が、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸の方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の位置から前記無線受信機から前記無線発信機への水平角度を検出し、
前記無線受信機を三次元座標のＺ軸方向に平行移動させて、前記無線信号を受信可能な範囲での所定の位置を前記無線発信機の高さ位置として検出し、
前記無線受信機を三次元座標のＸ軸またはＹ軸回りで回転させて、前記無線信号を受信可能な範囲内の所定の角度を前記無線受信機から前記無線発信機への垂直角度として検出し、
前記無線受信機を前記高さ位置へ移動し、
前記無線受信機の現在位置を検出し、
前記無線受信機の電力を調整して、前記無線受信機から前記無線発信機への距離を検出し、
前記現在位置、前記水平角度、前記垂直角度、および前記距離を前記無線信号の受信状況として記憶する、システム。
【請求項１９】
前記制御手段は、さらに、前記無線信号を受信する前記位置とは異なる第2の位置まで、前記移動体を作業空間内で移動させ、
前記計測手段は、さらに、前記第2の位置において、前記移動体に所定の動作を行わせ、前記無線信号の第2の受信状況を記憶し、
前記演算手段は、前記受信状況および前記第2の受信状況に基づいて、前記無線発信機の三次元位置を求める、請求項１５〜１８のいずれかに記載のシステム。
【請求項２０】
前記無線発信機がRFIDタグであり、前記受信機がRFIDアンテナである、請求項１５〜１９のいずれかに記載のシステム。
【請求項２１】
前記移動体が、歩行型または車輪型の自律移動ロボットである、請求項１５〜２０のいずれかに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線発信機の三次元位置を推定する方法、プログラムおよびシステムに関する。より詳細には、本発明は、RFID（Radio Frequency Identification）タグシステムを用いてRFIDタグの三次元位置を精度良く推定するための方法、プログラムおよびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
RFIDタグシステムは、固有の識別情報（Identification：ID）を記録したRFIDタグを対象物に添付し、RFIDアンテナが受信するRFIDタグのID情報（以下「タグID」という）によって対象物を認識する検知システムである。
【０００３】
RFIDタグには、RFIDアンテナからの電波によって起電するものがあり、このようなタイプでは個別の電源が不要であり、その分小型にすることができる。したがって、RFIDタグシステムによっては、小型軽量の検知対象物にも適用することができ、利用範囲が広い。
【０００４】
しかし、RFIDタグシステムは、そのシステムの特性上、比較的離れた距離にタグがある場合には、位置推定の精度が粗いという問題がある。RFIDタグの位置を推定するための従来の手法は、複数のRFIDアンテナを作業空間内に設置しておき、RFIDタグからの電波を受信したRFIDアンテナの位置周辺にRFIDタグが存在することをおおまかに検知できる程度であった。
【０００５】
また、インテル社によるRFIDタグの位置推定方法は、ベイズルールなどの確率的手法を用いてRFIDタグの二次元位置を推定している（非特許文献１を参照）。この方法では、RFIDアンテナを備えるロボットが、作業空間内の計測点でRFIDタグの検知を行って、計測点の周辺にRFIDタグが存在する可能性（尤度）を算出する。作業空間内を移動しながらこの処理を繰り返すことにより、作業空間内の尤度の分布を求め、最大の尤度をとる地点をRFIDタグの存在する地点と推定する。
【非特許文献１】Matthal Philipose et al., “Mapping and Localization with RFID Technology”, Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on Robotic and Automation
【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、従来手法のように、RFIDタグからの電波を受信したRFIDアンテナの位置座標からRFIDタグの大まかな位置を検知する方法の場合、通信距離が大きくなると受信した電波を発信したRFIDタグの存在する可能性のある領域が大きくなり、座標として位置を求めることは困難となる。
【０００７】
また、非特許文献１の手法は、２次元上の位置推定ができるにすぎず、この手法を３次元上の位置推定に拡張する場合、多数のサンプルを必要とし、RFIDタグの位置推定に時間を要する。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に比して、無線発信機（RFIDタグ）の三次元位置を精度良くかつ高速に推定することができる方法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】
本発明は、無線発信機の三次元位置を推定する方法を提供する。この方法は、無線受信機が無線発信機からの無線信号を受信する位置まで、無線受信機を備えた移動体を作業空間内で移動させるステップと、無線受信機が前記無線信号を受信したとき、移動体が所定の動作を行い、無線信号の受信状況を記憶するステップと、受信状況に基づいて無線発信機の三次元位置を求めるステップと、を有する。
【００１０】
この発明により、RFIDタグの三次元位置を精度良く、かつ高速に推定することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態では、無線信号の受信状況を記憶するステップが、無線受信機の現在位置を検出するステップと、移動体を水平方向に回転させて無線受信機から無線発信機への水平角度を検出するステップと、無線受信機を垂直方向に回転させて無線受信機から無線発信機への垂直角度を検出するステップと、無線受信機の電力を調整して、無線受信機から無線発信機への距離を検出するステップと、現在位置、水平角度、垂直角度、および距離を無線信号の受信状況として記憶するステップと、をさらに有する。
【００１２】
本発明の一実施形態では、受信状況を記憶するステップが、移動体を水平方向に回転させて無線受信機から無線発信機への水平角度を検出するステップと、無線受信機を垂直方向に平行移動させて無線発信機の高さ位置を検出するステップと、無線受信機から無線発信機への垂直角度を検出するステップと、無線受信機を高さ位置へ移動するステップと、無線受信機の現在位置を検出するステップと、無線受信機の電力を調整して、無線受信機から無線発信機への距離を検出するステップと、現在位置、水平角度、垂直角度、および距離を無線信号の受信状況として記憶するステップと、を有する。
【００１３】
本発明の一実施形態では、受信状況を記憶するステップが、無線受信機を水平方向に平行移動させて無線受信機から無線発信機への水平角度を検出するステップと、無線受信機を垂直方向に回転させて無線受信機から無線発信機への垂直角度を検出するステップと、無線受信機の現在位置を検出するステップと、無線受信機の電力を調整して、無線受信機から無線発信機への距離を検出するステップと、現在位置、水平角度、垂直角度、および距離を無線信号の受信状況として記憶するステップと、を有する。
【００１４】
本発明の一実施形態では、受信状況を記憶するステップが、無線受信機を水平方向に平行移動させて無線受信機から無線発信機への水平角度を検出するステップと、無線受信機を垂直方向に平行移動させて無線発信機の高さ位置を検出するステップと、無線受信機から無線発信機への垂直角度を検出するステップと、無線受信機を高さ位置へ移動するステップと、無線受信機の現在位置を検出するステップと、無線受信機の電力を調整して、無線受信機から無線発信機への距離を検出するステップと、現在位置、水平角度、垂直角度、および距離を無線信号の受信状況として記憶するステップと、を有する。
【００１５】
本発明の一実施形態では、無線信号を受信する位置とは異なる第2の位置まで、移動体を作業空間内で移動させるステップと、第2の位置において、移動体が所定の動作を行い、無線信号の第2の受信状況を記憶するステップと、をさらに有する。そして、無線発信機の三次元位置を求めるステップは、受信状況および第2の受信状況に基づいて、無線発信機の三次元位置を求める。
【００１６】
本発明の一実施形態では、無線発信機がRFIDタグであり、無線受信機がRFIDアンテナである。また、本発明の別の実施形態では、移動体が歩行型または車輪型の自律移動ロボットである。
【００１７】
また、本発明は、無線発信機の三次元位置を推定するためのプログラムを提供する。このプログラムは、無線受信機が無線発信機からの無線信号を受信する位置まで、無線受信機を備えた移動体を作業空間内で移動させる機能と、無線受信機が無線信号を受信したとき、移動体が所定の動作を行い、無線信号の受信状況を記憶する機能と、受信状況に基づいて無線発信機の三次元位置を求める機能と、をコンピュータに実行させる。
【００１８】
さらに、本発明は、作業空間に設置された無線発信機の三次元位置を推定するシステムを提供する。このシステムは、作業空間内を移動できる移動体と、移動体に備えられた、無線発信機からの無線信号を受信する無線受信機と、無線受信機が無線信号を受信する位置まで移動体を作業空間内で移動させる制御手段と、無線受信機が無線信号を受信したとき、移動体に所定の動作を行わせ、無線信号の受信状況を記憶する計測手段と、無線信号の受信状況に基づいて無線発信機の三次元位置を求める演算手段と、を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。はじめに図１および図２を参照して、本発明に一実施形態による、RFIDタグの三次元位置を推定するためのシステムについて説明する。図１は、本発明の一実施形態による、RFIDタグの三次元位置を推定するためのシステム１０の構成を示す概略図である。
【００２０】
システム１０の基本的な構成要素は、RFIDタグ１２およびRFIDアンテナ１４を含むRFIDタグシステムと、RFIDアンテナ１４を備えて作業空間１６内を自律移動するロボット１８と、ロボット１８およびRFIDアンテナ１４に動作命令および発信命令を与え、RFIDアンテナ１４の計測結果に基づいて、RFIDタグ１２の三次元位置を推定する制御装置２０である。
【００２１】
RFIDタグシステムは、固有の識別情報（Identification：ID）を記録したRFIDタグ１２を対象物に添付し、RFIDアンテナ１４が受信するRFIDタグ１２のID情報（以下「タグID」という）によって対象物を認識する検知システムである。タグＩＤは、対象物の種類、形状または重量などの情報である。
【００２２】
本実施形態では、RFIDタグ１２は、作業空間１６の任意の対象物に設置されている。RFIDアンテナ１４は、ロボット１８のハンド１８ｆの掌部分に備えられており、ロボット１８の移動に伴って作業空間１６の中を移動する。
【００２３】
本実施形態におけるロボット１８は、図１に示すように、自律移動が可能な二足歩行ロボットである。このロボット１８は、制御装置２０から基地局３０を介して送信された動作命令に基づいて、作業空間１６内を移動したり、種々のタスクを実行することができる。
【００２４】
ロボット１８は、二本の脚部１８ａを備え、その上方に上体部１８ｂを備える。上体部１８ｂの上部には頭部１８ｃが連結され、上体部１８ｂの両側には二本の腕部１８ｄが連結される。また、上体部１８ｂの背部には格納部１８ｅが設けられ、その内部には全身の動作を制御する制御ユニット３９やバッテリ（図示せず）が収容されている。
【００２５】
ロボット１８の左右の脚部１８ａにはそれぞれ６個の関節が備えられており、これらの関節は電動モータなどの駆動手段によって適宜駆動される。ロボット１８は、歩行中に脚部１８ａの各関節を適宜な角度で駆動させることで足全体に所望の動きを与えることができ、任意に三次元空間を歩行させることができる。なお、二足歩行の詳細については、例えば特開2005-219206号公報に開示されている。
【００２６】
ロボット１８の左右の腕部１８ｄにはそれぞれ７個の関節が備えられており、これらの関節も電動モータなどの駆動手段により適宜駆動される。また、左右の腕部１８ｄの端部には、それぞれ５指のハンド１８ｆが取り付けられている。移動ロボット１８は、腕部１８ｄおよびハンド１８ｆの各関節を適宜な角度で駆動することで所望の作業を行わせることができる。本実施形態では、ロボット１８のハンド１８ｆの掌部分にRFIDアンテナ１４が備え付けられており、腕部１４ｄの各関節の角度を制御することによって、アンテナの位置や方向を調整する。
【００２７】
ロボット１８は、作業空間１６またはロボット１８内部にカメラ（図示せず）を設置しており、かつロボット１８はジャイロセンサを有している。カメラの画像およびジャイロセンサの検出値から、ロボット１８の現在の位置座標や、体や頭の向いている方向などの位置情報を認識することができる。または、ロボット１８は、超音波タグシステム、赤外線タグシステムなどの周知の位置検知技術を利用して、ロボット１８の位置情報を高精度に認識するようにしてもよい。
【００２８】
制御装置２０は、RFIDタグ１２のタグIDを取得するように、基地局３０を介してRFIDアンテナ１４に発信命令を与える。また、制御装置２０は、RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２の発信する電波を受信できる位置まで、ロボット１８が作業空間内を移動するように動作指令をロボット１８に与える。
【００２９】
さらに、制御装置２０は、RFIDアンテナ１４が無線信号を受信すると、ロボット１８の腕や足を利用してRFIDアンテナ１４の方向や位置を調整することにより、RFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への方向を決定する。その過程で、ロボットの位置情報および各種センサ情報に基づいて、RFIDアンテナ１４の三次元位置座標ｐ、RFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への水平角度α３、垂直角度β３、および距離Ｌ１を求め、これらの値に基づいて、作業空間１６に設定された三次元座標４０におけるRFIDタグ１２の三次元位置Ptagを算出する。
【００３０】
図２は、本実施形態によるRFIDタグの三次元位置を推定するシステム１０の機能ブロック図である。
【００３１】
制御装置２０は、RFIDタグ計測部３１、ロボット制御部３３、座標演算部３５、および記憶部３７を有する。RFIDタグ計測部３１、ロボット制御部３３、座標演算部３５、および記憶部３７は、一体的に構成しても、別々に構成してもよい。
【００３２】
RFIDタグ計測部３１は、RFIDタグシステムに電波の発信命令を送信し、検出されたRFIDタグ１２のタグＩＤを受信する。なおRFIDタグシステムに用いる周波数帯域としては、例えば13.56MHzや950MHz、2.45GHz等が考えられる。
【００３３】
RFIDタグ計測部３１が、基地局３０を介して、RFIDアンテナ１４に電波の発信命令を送信する。RFIDアンテナ１４は、発信命令を受け取ると、RFIDタグ１２に向けて電波を照射する。RFIDアンテナ１２は、RFIDアンテナ１４から受け取った電波により起電して、タグＩＤを含む電波信号をRFIDアンテナ１４に返信する。
【００３４】
そして、RFIDアンテナ１４は、RFIDタグから受け取った電波信号からタグＩＤを検出し、基地局３０を介してRFIDタグ計測部３１に送信する。なお、RFIDアンテナ１４は、RFIDタグ１２からの電波を検知できなかった場合には、NAN（Not A Number）をタグIDとしてRFIDタグ計測部３１に送信する。RFIDタグ計測部３１は、取得したタグＩＤ等を記憶部３７に送信する。
【００３５】
ロボット制御部３３は、ロボット１８の制御ユニット３９に動作命令を送信する。ロボット１８の制御ユニット３９は、動作命令を受け取ると、ロボット１８の脚部１８ａを制御して所定の経路で作業空間１６の中を移動したり、腕部１８ｄ等を制御してRFIDアンテナ１４の方向や位置を変更する。本実施形態では、ロボット１８の動作命令は、例えば、作業空間内をランダムに移動せよ、その場で旋回せよ、RFIDアンテナを上下に移動せよ、などである。
【００３６】
制御ユニット３９は、ロボット１８の動作中にカメラやエンコーダなどロボット１８に設置されている各種センサからセンサ情報を取得し、ロボット制御部３３に送信する。
【００３７】
ロボット制御部３３は、制御ユニット３９から受け取ったセンサ情報から、ロボット１８の現在位置、方向、関節角度などを求める。そして、これらの情報に基づいて、順運動学計算などの手法により、ハンド１８ｆの位置ｐや姿勢（水平角度α、垂直角度β）を算出する。本実施形態では、RFIDアンテナ１４は、ハンド１８ｆの掌部分に相対位置が不変な状態で備え付けられているので、これらハンド１８ｆの位置および姿勢の情報に基づき、RFIDアンテナ１４の位置情報（位置座標ｐ、水平角度α、垂直角度β）が算出される。算出されたRFIDアンテナ１４の位置情報は、記憶部３７に送信される。
【００３８】
記憶部３７は、RFIDタグ計測部３１で検出されたタグIDおよびその時刻と、ロボット制御部３３で算出されたRFIDアンテナ１４の位置情報と、を関連付けて、一組のデータとして記憶する。記憶部３７に記憶されたデータは、必要に応じて座標演算部３５に提供される。
【００３９】
座標演算部３５は、記憶部３７に記憶されたタグIDおよび位置情報を用いて、RFIDタグ１２の三次元位置を算出する。
【００４０】
なお、RFIDタグ計測部３１、ロボット制御部３３、および座標演算部３５は、一般的なＣＰＵ（中央演算処理装置）を備えることによって実現され、記憶部３７などに予め記憶されたプログラムに従って、種々の演算を行うものである。
【００４１】
次に、図３乃至図１０を参照して、本実施形態による制御装置２０によるRFIDタグ１２の三次元位置を推定する方法について説明する。
【００４２】
図３は、RFIDタグ１２の三次元位置を推定する処理のフローチャートである。
【００４３】
本システムが起動されると、先ずステップS101において、各種変数が初期化される。具体的には、RFIDアンテナ１４の３次元位置座標P1、水平角度α３、垂直角度β３、およびRFIDタグ１２への距離L1をNANに設定し、RFIDアンテナの出力電力ｗを最大値に設定する。
【００４４】
ステップS103において、ロボット制御部３３から与えられた動作命令に応じてロボット１８が操作される。動作命令は、この処理の開始時には「停止」であり、以降のステップS105乃至ステップS111の各処理ステップにおいては適宜選択される。
【００４５】
ステップS105において、ロボット制御部３３がRFIDアンテナ１４の位置情報（三次元位置座標ｐ、水平角度α、垂直角度β）を算出し、RFIDタグ計測部３１がRFIDタグ１２のタグIDを検出する。RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２からの電波を受信できるまでは、以下のステップS107〜S111までの処理は何もしないまま通過され、ロボット１８は作業空間内を任意の経路またはランダムに移動する。このステップで行われる処理については図５を参照して後述する。
【００４６】
ステップS107において、RFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への水平角度α３が検出される。ステップS105において、RFIDアンテナ１４にRFIDタグ１２の電波が受信されたことを確認すると、RFIDアンテナ１４の現在の位置座標ｐを位置座標Ｐ１として記憶部３７に記憶し、その位置で脚部１８ａを使って旋回動作を行ってロボット１８の体の向きを変えることで、RFIDアンテナ１４の向いている方向を水平方向に変化させ、RFIDタグ１２の電波を受信する水平角度α３を算出する。ここで、α３は、三次元座標４０をP1に平行移動した新たな三次元座標（図４に符号４１で示した座標）のZ１軸まわりの回転角度である。その後、ロボット１８は、RFIDアンテナ１４を水平角度α３に向けるよう動作する。このステップで行われる処理の詳細については図６および図７を参照して後述する。
【００４７】
ステップS109において、RFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への垂直角度β３が検出される。ステップS107において、ロボット１８がRFIDアンテナ１４を水平角度α３に向けたあと、ロボット１８がその位置で腕部１８ｄの関節を駆動させて、RFIDアンテナ１４の向く方向を垂直方向に変化させ、RFIDタグ１２の電波を受信する垂直角度β３を算出する。ここで、β３は、三次元座標４１をZ１軸まわりにα３だけ回転した新たな三次元座標（図４に符号４２で示した座標）のY2軸まわりの回転角度である。その後、ロボット１８は、RFIDアンテナ１４を垂直角度β３に向けるよう動作する。このステップで行われる処理の詳細については図８および図９を参照して後述する。
【００４８】
ステップS111において、RFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への距離L1が検出される。ステップS109においてロボット１８がRFIDアンテナ１４を垂直角度β３に向けたまま、RFIDアンテナ１４の出力電力ｗを最大値から段階的に減少させていき、RFIDタグ１２の電波を検出できなくなる直前の出力から距離L1を特定する。すなわち、既に測定されたデータを利用して出力電力から検出距離へのマッピングを行う。このステップで行われる処理の詳細については図１０を参照して後述する。
【００４９】
ステップS113において、上記ステップで各種変数が検出されたかどうかが確認される。ステップS105でロボット１８の位置座標P1、ステップS107でRFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への水平角度α３、ステップS109でRFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への垂直角度β３、およびステップS111でRFIDアンテナ１４とRFIDタグ１２との間の距離Ｌ１がそれぞれ検出されている場合、ステップS115に進む。それ以外の場合、ステップS103に戻り、上述の処理ステップを繰り返す。
【００５０】
ステップS115において、座標演算部３５が、RFIDタグ１２の三次元位置座標Ptagを算出する。RFIDアンテナ１４の位置座標P1、RFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への水平角度α３および垂直角度β３、およびRFIDアンテナ１４とRFIDタグ１２との距離L1を用いると、作業空間１６に設定された三次元座標４０におけるRFIDタグ１２の位置Ptagは、図４のように表現することができる。すなわち、RFIDタグ１２の位置座標Ptagは、三次元座標４０のX０軸上の大きさL1のベクトル（L1, 0, 0）を点P1へ平行移動させ、このP1を原点とする座標４１においてZ１軸まわりにα３回転させ、この回転による新たな座標４２においてY２軸まわりにβ３回転させたベクトルの終点までの、座標４０の原点からのベクトルPtagとして表すことができる。
【００５１】
RFIDタグ１２の三次元位置座標を表す位置ベクトルPtagを(Ptx, Pty, Ptz)とし、RFIDアンテナ１４の三次元位置座標を表す位置ベクトルP1を(P1x, P1y, P1z)とすると、RFIDタグ１２の位置座標Ptagは、
【数１】
0004822926.tif 000002
と表される。（１）式に、ステップS107〜S111で求めた各変数P1、α3、β3、L１を代入して、RFIDタグ１２の三次元位置座標を算出する。
【００５２】
次に、図５を参照して、ステップS105のサブルーチン処理を説明する。図５は、RFIDアンテナ１４の位置情報を算出し、RFIDタグ１２のタグＩＤを検出するサブルーチン処理のフローチャートである。
【００５３】
ステップS201乃至ステップS203において、RFIDアンテナ１４の位置および方向に関する情報（三次元位置ｐ、水平角度α、垂直角度β）の算出が行われる。
【００５４】
先ずステップS201において、ロボット１８の制御ユニット３９が、ロボット１８に設置されている各種センサからセンサ情報を取得し、ロボット制御部３３に送信する。
【００５５】
ステップS202において、ロボット制御部３３が、センサ情報に基づきRFIDアンテナ１４の位置関連情報（位置座標ｐ、水平角度α、垂直角度β）を算出する。詳細には、まず、制御ユニット３９から受け取ったセンサ情報から、ロボット１８の現在位置や方向、関節角度などを求める。そして、これらの情報に基づいて、順運動学計算などの手法により、ハンド１８ｆの位置ｐや姿勢（水平角度α、垂直角度β）を算出する。本実施形態では、RFIDアンテナ１４はハンド１８ｆの掌部分に備え付けられており、相対位置は不変なので、これらハンド１８ｆの位置および姿勢の情報を、RFIDアンテナ１４の位置関連情報（位置座標ｐ、水平角度α、垂直角度β）として利用するようにした。
【００５６】
そしてステップS203において、算出されたRFIDアンテナ１４の位置情報が記憶部３７に送信される。
【００５７】
ステップS205乃至ステップS215ではRFIDタグシステムによるタグIDの検出処理を行う。この処理は、ステップS201乃至S203のRFIDアンテナ１４の位置情報を算出する処理と並行して行われる。
【００５８】
ステップS205においてRFIDタグ計測部３１が、発信命令をRFIDアンテナ１４に送信し、ステップS207において、発信命令に応じてRFIDアンテナ１４が電波を発信する。
【００５９】
ステップS209においてRFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２から返送された電波信号を受信したかどうかが確認される。電波信号が受信された場合、RFIDタグ１２がRFIDアンテナ１４の通信範囲内にあると判断してステップS211に進み、受信した電波信号から検出したタグＩＤをRFIDタグ計測部３１に送信する。電波信号が受信されなかった場合、RFIDタグ１２がRFIDアンテナ１４の通信範囲外にあると判断してステップS213に進み、RFIDアンテナ１４は、NAN（Not A Number）というデータをタグＩＤとしてRFIDタグ計測部３１に送信する。
【００６０】
ステップS215においてRFIDタグ計測部３１がRFIDタグ１２のID情報を記憶部３７に送信する。
【００６１】
そして、ステップS217において、RFIDアンテナ１４の位置情報およびRFIDタグ１２のタグID情報が、同期して記憶部３７に記憶される。
【００６２】
次に、図６および図７を参照して、ステップS107のサブルーチン処理を説明する。図６は、RFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への水平角度α３を検出するサブルーチン処理のフローチャートである。
【００６３】
RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２のタグIDを受信するまでは、RFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への水平角度α3も書き込まれておらず（S301）、タグIDは未検出であり（S303）、前回もタグIDは未検出であるので（S305）、ステップS315に進み、ロボット１８には作業空間１６内をランダムまたは所定のルートで動く移動命令が与えられる。
【００６４】
ロボット１８の移動に伴い、RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２のタグIDを検出すると（S303）、ステップS317に進み、現在のRFIDアンテナ１４の位置座標ｐが位置ベクトルP1として記憶部３７に書き込まれ（S319）、ロボット１８に水平方向の正方向に回転命令が与えられる（S321）。
【００６５】
ロボット１８の正方向への回転命令は、RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２のタグIDを検知している間継続される（S303→S317→リターン）。この過程におけるロボット１８の動作は、たとえば図７（ａ）の矢印Ａの示す方向への旋回動作である。
【００６６】
RFIDアンテナ１４が再びRFIDタグ１２のタグIDを検知しなくなると（S303）、タグIDを検出できる水平角度αの境界値α1が記憶部３７に書き込み済みかどうかが確認される（S307）。この段階では、α１はまだ記憶部３７に書き込まれていないので、現在の水平角度αが境界値α１として記憶部３７に書き込まれる（S323）。このとき、ロボット１８には回転停止指令が与えられる。図７（ａ）は、このときのロボット１８の備えるRFIDアンテナ１４の検知領域ＣとRFIDタグ１２との位置関係を示している。図７（ａ）においてロボット１８の向いている方向が水平角度α１である。その後、図７（ａ）の状態から、ロボット１８にはこれまでと反対の負方向に回転命令が与えられる（S325）。なお、説明の便宜上、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）はロボット１８の向きとアンテナ１４の向きを一致させている。
【００６７】
ロボット１８の負方向への回転命令は、RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２のタグIDを検知している間継続される（S303→S317→リターン）。この過程におけるロボット１８の動作は、たとえば図７（ｂ）の矢印Ｂの示す方向への旋回動作である。
【００６８】
なお、ステップS321およびステップS325でロボット１８に与える回転命令は、本実施形態とは逆に、まずステップS321で負方向に回転命令を与え、ステップS325で正方向に回転命令を与える方法でも良い。
【００６９】
RFIDアンテナ１４が再びRFIDタグ１２のタグIDを検知しなくなると（S303）、タグIDを検出できる水平角度αの境界α1が記憶部３７に書き込み済みかどうかが確認される（S307）。この段階では、α1は既に記憶部３７に書き込まれているので、現在の水平角度αがもう一方の境界値α２として記憶部３７に書き込まれる（S309）。そして、ロボット１８には停止指令が与えられる。図７（ｂ）は、このときのロボット１８の備えるRFIDアンテナ１４の検知領域ＣとRFIDタグ１２との位置関係を示している。図７（ｂ）においてロボット１８の向いている方向が水平角度α２である。
【００７０】
そして、記憶部３７に書き込まれたα１およびα２を用いて、次式によりα１およびα２の中心値α３を算出する（S311）。
α３＝（α２＋α１）／２                （２）
この中心値α３をRFIDタグ１２に向かう水平角度α３として記憶部３７に記憶し（S311）、ロボット１８には、ロボット１８の体の向きがα３となるように、水平角度α３へ回転命令が与えられる（S313）。図７（ｃ）は、算出されたRFIDタグ１２への水平角度α３と、α１およびα２との関係を示している。
【００７１】
水平角度α３が記憶部３７に書き込まれた後は、このサブルーチンはステップS301から直接メインフローに戻る。
【００７２】
次に、図８および図９を参照して、ステップS109のサブルーチン処理を説明する。図８は、RFIDタグの垂直角度β３を検出するサブルーチン処理のフローチャートである。
【００７３】
ロボット１８の水平角度がα３になるまでは、ロボット１８はステップS313で与えられた回転命令を継続し、このサブルーチンはステップS403から直接メインフローに戻る。ロボット１８の体の向きについて水平角度がα３となったとき（S403）、ロボット１８に水平角度の回転を停止する命令が与えられる（S405）。
【００７４】
本実施形態では、RFIDアンテナ１４の水平方向は、ロボット１８の方向と一致するように設定されており、この段階では、RFIDアンテナ１４は水平角度α３を向いている。したがって、RFIDアンテナ１４はRFIDタグ１２のタグIDを検知できており（S407）、垂直角度βの境界値β１はメモリに書き込まれていないので（S417）、ロボット１８にはRFIDアンテナ１４の向きを垂直角度βの正方向に変えるように動作命令が与えられる（S419）。
【００７５】
この動作命令は、RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２のタグIDを検知している間継続される（S407→S417→リターン）。この過程におけるロボット１８の動作は、たとえば図９（ａ）の矢印Ａの示す方向へRFIDアンテナ１４の向きを変えるように、ロボット１８の腕部１８ｄの関節を適宜駆動させることにより実現される。
【００７６】
RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２のタグIDを検知しなくなると（S407）、ロボット１８には停止指令が出され、タグIDを検出できる垂直角度βの境界値β１が記憶部３７に書き込み済みかどうかが確認される（S409）。この段階では、β１はまだ記憶部３７に書き込まれていないので、現在の垂直角度βが境界値β１として記憶部３７に書き込まれる（S421）。図９（ａ）は、このときのロボット１８の備えるRFIDアンテナ１４の検知領域ＣとRFIDタグ１２との位置関係を示している。図９（ａ）においてRFIDアンテナ１４の向いている方向が垂直角度β１である。その後、ロボット１８にはこれまでと反対の負方向にRFIDアンテナ１４の向きを変える動作命令が与えられる（S423）。
【００７７】
この動作命令は、RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２のタグIDを検知している間継続される（S407→S417→リターン）。この過程におけるロボット１８の動作は、たとえば図９（ｂ）の矢印Ｂの示す方向へRFIDアンテナ１４の向きを変えるように、ロボット１８の腕部１８ｄの関節を適宜駆動させることにより実現される。
【００７８】
なお、ステップS419およびステップS423でロボット１８に与えられる動作命令は、本実施形態とは逆に、まずステップS419で負方向への動作命令が与えられ、ステップS423で正方向への動作命令が与えられる方法でも良い。
【００７９】
RFIDアンテナ１４が再びRFIDタグ１２のタグIDを検知しなくなると（S407）、ロボット１８には停止指令が出され、タグIDを検出できる垂直角度βの境界値β１が記憶部３７に書き込み済みかどうかが確認される（S409）。この段階では、β１は既に記憶部３７に書き込まれているので、現在の垂直角度βがもう一方の境界値β２として記憶部３７に書き込まれる（S411）。図９（ｂ）は、このときのロボット１８の備えるRFIDアンテナ１４の検知領域ＣとRFIDタグ１２との位置関係を示している。図９（ｂ）においてRFIDアンテナ１４の向いている方向が垂直角度β２である。
【００８０】
記憶部３７に書き込まれたβ１およびβ２を用いて、次式によりβ１およびβ２の中心値β３を算出する（S413）。
β３＝（β２＋β１）／２                        （３）
この中心値β３をRFIDタグ１２に向かう垂直角度β３として記憶部３７に記憶し（S413）、ロボット１８にはRFIDアンテナ１４の向きを垂直角度β３へ変える動作命令が与えられる（S415）。図９（ｃ）は、算出されたRFIDタグ１２への垂直角度β３と、β１およびβ２との関係を示している。
【００８１】
垂直角度β３が記憶部３７に書き込まれた後は、このサブルーチンはステップS401から直接メインフローに戻る。
【００８２】
次に図１０を参照してステップS111のサブルーチン処理を説明する。図１０は、RFIDアンテナ１４とRFIDタグ１２との距離Ｌ１を検出するサブルーチン処理のフローチャートである。
【００８３】
RFIDアンテナ１４の垂直角度がβ３になるまでは、ロボット１８はステップS415で与えられた動作命令を継続し、このサブルーチンはステップS501から直接メインフローに戻る。RFIDアンテナ１４の垂直角度がβ３となったとき（S501）、ロボット１８に停止命令が与えられる（S503）。
【００８４】
ロボット１８が動作を停止した後、RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２のタグIDを検出しているかどうかが確認される（S505）。この段階では、RFIDアンテナはタグIDを検知しているので、次にRFIDアンテナ１４の現在の出力電力ｗを初期設定された最大値からｄだけ減少させる（S509）。
【００８５】
そして、RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２のタグIDを検知できなくなるまで、RFIDアンテナ１４の電力を段階的に減少させる処理（S509）を繰り返す。
【００８６】
RFIDアンテナ１４がRFIDタグ１２のタグIDを検知しなくなったとき（S505）、RFIDアンテナ１４の出力電力と検知距離との関係性は予め把握されているので、現在のRFIDアンテナ１４の電力ｗに所定の変換係数ｋを乗じた値を、RFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への距離Ｌ１として記憶部３７に記憶する（S507）。
【００８７】
上述の図３〜図１０を用いた方法によって、RFIDタグの三次元位置を精度良くかつ高速に推定することができる。
【００８８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。
【００８９】
上述の実施形態では、図３のステップS107およびS109のように、RFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への方向を決定し、それからステップS111のように、RFIDタグ１２とRFIDアンテナ１４との距離L1を決定して、RFIDタグ１２の三次元位置を算出していたが、代替的に、図３のステップS109までの処理でRFIDアンテナ１４からRFIDタグ１２への方向が決定された後、ロボット１８をランダムまたは所定経路で移動させ、別の位置で再び図３のステップS109までの処理を行って新たな方向ベクトルを算出し、１回目の処理で算出された方向ベクトルとの交点または最短距離の中点をRFIDタグ１２の三次元位置とする手法を採用してもよい。
【００９０】
また、上述の実施形態では、図３のステップS109において、RFIDアンテナ１４の垂直角度βを変化させてRFIDタグ１２への垂直角度β３を算出したが、代替的に、RFIDアンテナ１４の垂直角度βを変えずに、垂直方向の位置を上下させてRFIDタグからの電波を検知できる上限高さおよび下限高さを求め、上限高さおよび下限高さの中間の位置をRFIDタグ１２の高さと定め、この位置でステップS111以降の処理を行う手法を採用してもよい。この場合、RFIDアンテナ１４がこの中心位置へと移動された後に、RFIDアンテナ１４の三次元座標が位置ベクトルＰ１として記憶部３７に記憶され、RFIDアンテナ１４の垂直角度βがRFIDタグ１２への垂直角度β３として記憶部３７に記憶される。
【００９１】
同様に、図３のステップS107において、RFIDアンテナ１４の水平角度αを変化させてRFIDタグ１２への水平角度α３を算出したが、代替的に、RFIDアンテナ１４の水平角度αを変えずに左右に平行移動させてRFIDタグ１２からの電波を検知できる範囲を求め、この範囲の中心線上でステップS109以降の処理を行う手法を採用してもよい。この場合、RFIDアンテナ１４がこの中心線上へと移動された後に、RFIDアンテナ１４の三次元座標が位置ベクトルＰ１として記憶部３７に記憶され、RFIDアンテナ１４の水平角度αがRFIDタグ１２への水平角度α３として記憶部３７に記憶される。
【００９２】
上述の実施形態では、ロボット１８の具体例として二足歩行ロボットを挙げて説明したが、本発明のロボット１８は二足歩行ロボットに限定されることはなく、例えば、車輪走行などの他の移動手段を備え自律移動が可能な装置や、先端にRFIDアンテナ１４を設けたクレーンを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態による、RFIDタグの三次元位置を推定するためのシステムの構成を示す概略図である。
【図２】RFIDタグの三次元位置を推定するシステムの機能ブロック図である。
【図３】RFIDタグの三次元位置を推定する処理のフローチャートである。
【図４】作業空間に設定された三次元座標軸におけるRFIDタグ１２の位置Ptagを示す図である。
【図５】RFIDアンテナの位置情報およびRFIDタグのタグＩＤを計測するサブルーチン処理のフローチャートである。
【図６】RFIDアンテナからRFIDタグへの水平角度α３を検出するサブルーチン処理のフローチャートである。
【図７】水平角度α１，α２、α３と、ロボットの動作との関係を示す図である。
【図８】RFIDアンテナからRFIDタグへの垂直角度β３を検出するサブルーチン処理のフローチャートである。
【図９】垂直角度β１，β２、β３と、ロボットの動作との関係を示す図である。
【図１０】RFIDアンテナとRFIDタグとの距離Ｌ１を検出するサブルーチン処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１２  RFIDタグ
１４  RFIDアンテナ
１６  作業空間
１８  ロボット
２２  制御装置
【図１】
0004822926.tif 000003
【図２】
0004822926.tif 000004
【図３】
0004822926.tif 000005
【図４】
0004822926.tif 000006
【図５】
0004822926.tif 000007
【図６】
0004822926.tif 000008
【図７】
0004822926.tif 000009
【図８】
0004822926.tif 000010
【図９】
0004822926.tif 000011
【図１０】
0004822926.tif 000012