(57)【要約】【課題】  【解決手段】電磁スペクトルの無線周波数（ＲＦ）と赤外線（ＩＲ）部分の双方を用いて追跡環境内で対象（すなわち物又は人物）の位置を検出するのに用いる方法、システム及びバッジである。本システムは位置検出すべき対象用のバッテリ駆動するマイクロプロセッサ搭載のバッジを備える。各バッジは、(1)間隔が短くデジタル化した赤外線の光信号で範囲エリアを特定して対象の位置を特定する；(2)間隔が短くデジタル化した低出力のＲＦ信号で対象の位置の狭域ゾーンを把握する；(3)間隔が長くデジタル化した高出力のＲＦ信号で対象の位置の広域ゾーンを把握する。各バッジは、バッジに設けられた１以上の押しボタンスイッチが動作又は１以上の外部スイッチコネクタの状態が変化すると、固有の識別可能なＩＲと高出力ＲＦ信号とを発信する。高出力で間隔の長いＲＦ信号は“管理用”パルスとなる。このパルスはホストコンピュータにＲＦ受信器の受信範囲内にあり機能していることを伝達する。
2006520905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
追跡環境内における対象の位置検出方法であって：
各対象に、固有のバッジＩＤを含む間隔が短く低出力の狭域信号と、固有のバッジＩＤを含む間隔が長く高出力の広域信号とを送信可能なバッジを設けるステップと；
前記追跡環境内に分散して受信器を配列するステップであって、前記受信器の配列が、間隔が短く低出力の狭域信号と間隔が長く高出力の広域信号とを受信する１以上の受信器を備えるステップと；
各広域信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む広域検出パケットを生成するステップと；
各狭域信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む狭域検出信号を生成するステップと；
前記狭域又は広域検出パケットに含まれる少なくとも１のバッジ用受信器の識別情報に基づいてバッジ及びこれが付された対象物の位置を特定するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記信号は電磁信号であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記信号が無線周波数（ＲＦ）信号であり前記１以上の受信器が１以上のＲＦ受信器を含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
追跡環境内における対象の位置検出システムであって：
各対象用の、固有のバッジＩＤを含む間隔が短く低出力の狭域信号と、固有のバッジＩＤを含む間隔が長く高出力の広域信号とを送信可能なバッジと；
前記追跡環境内に分散配置された受信器の配列を備える受信器アセンブリであって、前記受信器の配列が、間隔が短く低出力の狭域信号と間隔が長く高出力の広域信号とを受信し、各広域信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む広域検出パケットを生成し、各狭域信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む狭域検出信号を生成する受信器を備える受信器アセンブリと；
前記受信器アセンブリに設けられ前記広域及び狭域検出パケットを集積するデータ通信コントローラと；
前記コントローラに設けられ、前記集積された検出パケットを受信して、前記狭域又は広域検出パケットに含まれる１以上のバッジ用受信器の識別情報に基づいてバッジ及びこれが付された対象の位置を特定する位置検出プロセッサとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、前記信号が電磁信号であることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記信号が無線周波数（ＲＦ）信号であり、前記１以上の受信器が１以上のＲＦ受信器を含むことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムにおいて、各バッジがＲＦ信号を送信するＲＦ送信部と、前記狭域及び広域信号の双方を固有のバッジＩＤとともに制御可能に変調する単一のコントローラとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムにおいて、前記単一のコントローラがマイクロプロセッサ搭載コントローラであることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記受信器アセンブリが、前記１以上のＲＦ受信器に設けられ受信したＲＦ信号を制御可能に復調して前記広域及び狭域検出パケットを取得するコレクタを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムにおいて、前記コレクタが、前記受信したＲＦ信号を制御可能に復調する単一のマイクロプロセッサを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
追跡環境内における対象の位置検出方法であって：
各対象に、固有のバッジＩＤを含む概略見通し線信号（substantially line-or-sight signal）と、固有のバッジＩＤを含む非概略見通し線信号（substantially non-line-of-sight signal）とを送信可能なバッジを設けるステップと；
前記追跡環境内に分散して受信器を配列するステップであって、前記受信器の配列が：間隔が短く低出力で狭域の非概略見通し線信号及び間隔が長く高出力で広域の非概略見通し線信号の双方を受信する第１の受信器セットと；各々が前記概略見通し線信号を受信する第２の受信器セットとを備えるステップと；
高出力の非概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む広域検出パケットを生成するステップと；
低出力の非概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む狭域検出信号を生成するステップと；
各概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む区切範囲検出信号を生成するステップと；
前記狭域、広域又は区切範囲検出パケットに含まれるバッジ用の第１及び第２の受信器セットの識別情報に基づいてバッジ及びこれが付された対象の位置を特定するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記概略見通し線信号及び非概略見通し線信号は電磁信号であることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記非概略見通し線信号は無線周波数（ＲＦ）信号であり、前記第１のセットの各受信器はＲＦ受信器であることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、前記概略見通し線信号は赤外線（ＩＲ）信号であり、前記第２のセットの各受信器はＩＲ受信器であることを特徴とする方法。
【請求項１５】
追跡環境内における対象の位置検出システムであって：
各対象用の、固有のバッジＩＤを含む概略見通し線信号と、固有のバッジＩＤを含む非概略見通し線信号とを送信可能なバッジと；
前記追跡環境内に分散配置された受信器の配列を備える受信器アセンブリであって、前記受信器の配列が：複数の非概略見通し線信号を受信する受信器の第１のセットを備え、前記受信器アセンブリが高出力の非概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む広域検出パケットを生成し、低出力の概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む狭域検出パケットを生成し；前記受信器の配列がさらに第２の受信器セットを備え、この第２のセットの受信器はそれぞれ概略見通し線信号を受信し、この概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む区切範囲検出パケットを生成する受信器アセンブリと；
前記受信器アセンブリに設けられ前記狭域、広域又は区切範囲検出パケットを集積するデータ通信コントローラと；
前記コントローラに設けられ、前記集積された検出パケットを受信して、前記狭域、広域又は区切範囲検出パケットに含まれるバッジ用の第１及び第２の受信器セットの識別情報に基づいてバッジ及びこれが付された対象の位置を特定する位置検出プロセッサとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記概略見通し線信号及び非概略見通し線信号は電磁信号であることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムにおいて、前記非概略見通し線信号は無線周波数（ＲＦ）信号であり、前記第１のセットの各受信器はＲＦ受信器であることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムにおいて、前記概略見通し線信号は赤外線（ＩＲ）信号であり、前記第２のセットの各受信器はＩＲ受信器であることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムにおいて、各バッジが、ＲＦ信号を送信するＲＦ送信部と、ＩＲ信号を送信するＩＲ送信部と、前記ＲＦ及びＩＲ信号を固有のバッジＩＤとともに制御可能に変調する単一のコントローラとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムにおいて、前記単一のコントローラがマイクロプロセッサ搭載コントローラであることを特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項１８に記載のシステムにおいて、前記受信器アセンブリが、前記ＲＦ及びＩＲ受信器に接続され受信したＲＦ及びＩＲ信号を制御可能に復調して前記広域、狭域及び区切範囲検出パケットを取得するコレクタを備えることを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムにおいて、前記コレクタが前記受信したＲＦ及びＩＲ信号を制御可能に復調する単一のマイクロプロセッサを備えることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
固有のバッジＩＤを含む概略見通し線信号と、固有のバッジＩＤを含む非概略見通し線信号とを送信可能なバッジであって：
間隔が長く高出力で広域の非概略見通し線信号と間隔が短く低出力で狭域の非概略見通し線信号を含む複数の非概略見通し線信号を送信する第１の送信部と；
複数の概略見通し線信号を送信する第２の送信部とを備えることを特徴とするバッジ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のバッジにおいて、前記概略見通し線信号と非見通し線信号は電磁信号であることを特徴とするバッジ。
【請求項２５】
請求項２４に記載のバッジにおいて、前記非概略見通し線信号は無線周波数（ＲＦ）信号であることを特徴とするバッジ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のバッジにおいて、前記概略見通し線信号は赤外線（ＩＲ）信号であることを特徴とするバッジ。
【請求項２７】
請求項２６に記載のバッジにおいて、前記第１の送信部はＲＦ信号を送信するＲＦ送信部を備え、前記第２の送信部はＩＲ信号を送信するＩＲ送信部を備え、前記バッジがさらに前記ＲＦ及びＩＲ信号を固有のバッジＩＤとともに制御可能に復調する単一のコントローラを備えることを特徴とするバッジ。
【請求項２８】
請求項２７に記載のバッジにおいて、前記単一のコントローラはマイクロプロセッサ搭載コントローラであることを特徴とするバッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、追跡環境内で対象の位置検出を行いイベント通知を発生する方法及びシステム並びにこれに用いるバッジに関する。特に、追跡環境内で対象の位置を検出する方法及びシステムであって、各対象がシステムに様々なイベントの通知を発信する機構を備え、このシステムは位置検出対象用のバッジを具える。好適には、各バッジは１以上の押しボタンスイッチ及び／又は１以上の外部スイッチコネクタを具える。
【背景技術】
【０００２】
単一のマイクロプロセッサが、副搬送波が除去されたセンサ入力を同時に受信して各センサ入力のデータ内容を復元する認証システムが存在する。この場合センサ入力は様々な異なる副搬送波のものであってよい。この副搬送波は、４０ｋＨｚの赤外線on/off偏移変調と、４４７．５ｋＨｚの赤外線on/off偏移変調を有する。
【０００３】
個々の媒体の機能が位置検出技術の問題の解決に寄与してきた。このような問題は、低周波のＩＲ搬送波から高周波のＩＲ搬送波への切り換えを含んでいる。高周波の赤外線搬送波（すなわち４４７．５ｋＨｚ受信器）は、近年の蛍光灯から生じる光学干渉信号を得るのにあまり適していない。
【０００４】
さらに、この種のシステムで用いられる他の副搬送波には、適切な送信機とともに周波数変位変調（ＦＳＫ）受信器が必要で、これは送信機のボタンを押すことによりユーザが望む特定イベントを発生させるのに１０ビットの識別コードが送信されるものである。この場合のセンサは、ＦＳＫ受信コードを完全に復調しこのコードを赤外線センサからの復調信号であるかのように遠隔のマイクロプロセッサに転送するマイクロプロセッサを搭載している。
【０００５】
ボラー他による米国特許第５，３０１，３５３号は、システムがユーザの位置に応じて１または２の異なる種類の通信方法を用いるシステム及び装置を開示している。ユーザがオンサイト領域にいる場合、ユーザは赤外線技術で通信する。ユーザがオフサイト領域にいる場合、ユーザはＲＦ通信媒体を含む異なる通信媒体を用いて通信する。
【０００６】
リケッツによる米国特許第５，２１８，３４４号は施設内の人員をモニタする方法及びシステムを開示しており、このシステムは２つの異なる種類の通信装置を用いる。このシステムは中央コンピュータと、遠隔配置された複数の固定トランシーバと、各モニタ対象人員が装着するポータブルトランシーバとを備える。運用時、メインコンピュータは複数の固定トランシーバにコマンド信号を音波、電磁気、または光学通信により有線で送信する。そして固定トランシーバはポータブルトランシーバユニットに呼びかけ信号を放送する。この呼びかけ信号は音波・電磁気・光学通信手段により送信される。この方法及びシステムによればポータブルトランシーバユニットを装着した人員の位置を確認可能となる。
【０００７】
クリスト他による米国特許第５，２２８，４４９は、病院外での急性心臓疾患を検出し緊急呼び出しをアシストするシステム及び方法を開示している。このシステムは赤外線による患者検出システムとＲＦ通信システムを具える。運用時、赤外線システムは患者の存在を検出するのに用いられる。赤外線システムはＲＦ送信部に情報を提供し、ここから中央コンピュータに情報が送信される。これにより、赤外線と無線周波数通信リンクを介して中央コンピュータのオペレータが患者の存在と健康状態を監視することができる。
【０００８】
デヴィーズによる米国特許第４，９２４，２１１号とバウマンによる米国特許第５，４１６，４６８号は人員をモニタするシステム及び方法を開示しており、このシステムは赤外線及び無線周波数通信装置の双方を備えている。
【０００９】
米国特許第４，４６２，０２２号；第４，９８２，１７６号；第５，５７０，０７９号；第５，２８３，５４９号；第５，５７８，９８９号は、ローカルの赤外線検出装置が中央監視ステーションと無線周波数通信リンクを介して通信するセキュリティシステムを開示している。
【００１０】
米国特許第５，０２７，３１４号は、複数エリアの多数の対象物を追跡するシステム及び方法を開示している。このシステムは対象物に取り付けられた複数の送信機と、各エリアに設けられた複数の受信器と、送信機がどのエリアにあるかを検出し対象物の位置を検出する中央プロセッサとを備える。各送信機は、送信機に固有の識別コードを含む赤外線信号といった光学信号を送信する。各受信器は信号を確認し、送信機に設定された固有の識別コードであるかを検出する。中央プロセッサは確認された信号及び受信器を記録し、受信器をスキャンし、各エリアについてエリアとバッジの数を蓄積する。
【００１１】
米国特許第５，５４８，６３７号は、電話の通話問い合わせへの応答メッセージの形式で人員又は物（すなわち対象）の位置を特定する自動方法及びシステムを開示する。この方法及びシステムは、対象に最も近い電話端末に発信者をつなげることができる。赤外線送信機といった送信機が、例えばビルのような特定エリア内で監視対象に取り付けられる。このビル内では多数の受信器又はセンサが対象物の位置を追跡する。この位置はデータベースに保存される。この発明の実施例では、各送信機がビル内を移動すると、システムは継続的にデータベースの送信機の位置をアップデートする。
【００１２】
米国特許第５，５７２，１９５号は、ローカルエリアネットワーク等のコンピュータネットワークと、前記コンピュータネットワークに接続されたコンピュータと、赤外線センサと、前記コンピュータネットワークを赤外線センサに回路接続するインタフェースとを備える対象物追跡方法及びシステムを開示している。赤外線センサは、赤外線送信機からの固有の識別コードを受信するよう構成されており、インタフェース回路にこのコードを送信する。これによりこのコードがコンピュータネットワークに送られる。この発明はＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）といった対象物特定可変ベースプロトコルを用いて実現される。このシステムは、例えばリレーコントローラといった外部のデバイスコントローラを備え、環境内の電気式ドアロックといった物理デバイスを制御する。
【００１３】
米国特許第５，３８７，９９３号は、データとバッジ（タグ）の電池寿命といった制御情報とを光学ロケータシステムの光学（例えば赤外線）受信器に送信する複数の方法を開示している。この方法の１つでは、バッチは動作検出が可能でありスリープモードを有する。このバッジはこれらを装着する対象物に応じて識別情報を変更可能となっている。各バッジにスリープモードを適用すると、電力消費量を抑えることができる。各タグは動作検出部により動作が検出されるとスリープモードから復活し、バッテリ電力レベルを通常に戻す。
【００１４】
米国特許第５，１１９，１０４号は、施設内で対象物を追跡するのに用いるマルチパス環境での無線測位システムを開示しており、これは追跡エリアに分散配列されＬＡＮでシステムプロセッサに接続された受信器を備える。各対象物に装着されたタグ送信機は所定の時間間隔で、少なくとも固有のタグＩＤを含むタグ用広帯域伝送を送信する。対象物の位置は到着時間（ＴＯＡ）の差により得られ、各受信器はタグ送信の到着をトリガとするＴＯＡトリガ回路と、ＴＯＡカウントを８００ＭＨｚのタイムベースカウンタでラッチするタイムベースラッチング回路とを備える。低レゾリューションの実施例では、アレイの各受信器は特定の位置領域に割り振られ、この領域内のタグから殆ど独占的にタグ信号を受信し、これにより時間差回路を不要としている。
【００１５】
米国特許第５，２７６，４９６号は、特定エリア内の対象物の位置を検出する光学ロケーションシステム用の光学受信器を開示している。エリア内にわたって球状レンズが配置されている。このエリアは複数のセクションに分けられており、各セクションに１つのセンサが設けられる。これらのセンサはレンズを通る光を受光するものであり、互いに関連して配置され、各レンズは対象物がこのセクションにいると同じサイズのセクションからの放射光を受光する。各センサの高さは、対象物がセクション内にいる場合に各センサが同じ強さの光を受光するよう調整されている。
【００１６】
米国特許第５，３５５，２２２号は、特定エリア内で動く対象物の位置を検出する光学ロケーションシステムを開示する。動く対象物には光学送信機が装着される。送信機からの信号を受信する多数のセンサを備える固定式の受信器が設けられる。センサの１つはエリア全体の視野領域を有する。他のセンサの視野領域は部分的にブロックされており、このブロックは幅の細いノノパック（nonopaque）ストリップで実現される。これらストリップは、センサの検出・非検出がエリアセクションに応じてデジタルコード化できるように構成されている。
【００１７】
米国特許第４，９０６，８５３号は、周期パルスをランダム時間でトリガする制御装置を開示しており、規定の時間サイクルで周期パルスを可変に生成するタイマと、規定サイクルで出力電圧を可変に生成する信号生成器とを備えている。この信号生成器は光検出部を備え、この光検出部で検出される可視光の強さに比例して出力電圧がその時々で変化する。この装置はまた、生成された出力電圧をタイマで供給して周期パルスの発行のトリガとする回路を備えている。
【００１８】
米国特許第５，０１７，７９４号は、制御信号に応じて所定の時間サイクルで周期パルスを生成するタイマと、所定のサイクル内で制御信号を可変に生成する信号生成器とを備える装置を開示している。この信号生成器は光検出部を備え、この光検出部が所定サイクル部分で検出した光量に応じて制御信号の時間を変化させる。
【００１９】
米国特許第６，１５４，１３９号は、赤外線または見通し線信号（line-of-sight signal）を用いて追跡環境内の対象物の位置検出方法及びシステムを開示しており、広域では高出力の無線周波数信号が用いられる。
【００２０】
米国特許第６，１０４，２９５号には電子バンドタグと、ここにＩＤ情報を保存する方法が開示されている。
【００２１】
米国特許第５，１３１，０１９号は、警報装置をセル方式の無線トランシーバにインタフェースで接続するシステムが開示している。
【００２２】
米国特許第５，０２７，３８３号と第４，８６８，８５９号はともに、管理された相互通話方式の警報システムを開示している。
【００２３】
米国特許第５，６６１，４７１号は、ＲＦ信号および非ＲＦ信号を用いた保護領域の緊急警報システムを開示している。
【００２４】
米国特許第出願公開第２００２／００５９２３０号は、プレインストールされた入場管理システムに財産（asset）管理システムとして動作させるアドオン装置を開示している。この装置には既存のアクセス制御パネルと、ネットワークと、入場管理システムリーダや他のインフラストラクチャを用いることができる。リーダは特定の動産に取り付けられた動作タグからの周期的な信号を受信する。この動産が新たな位置に動いた場合、これに設けられた動作タグが信号を発信する（周期的な信号を連続した流れとして送信する）。この信号は最初に近くのリーダに検出される。リーダはこの信号から派生する情報を装置に送信し、この動産が現在その領域内にあることを示す状態に変化させる。
【００２５】
米国特許第５，６７３，０３２号；第５，６１０，５８９号；第５，４６５，０８２号；第５，４４０，５５９号；第５，３８２，９４８号；第６，４６２，６５６号も本発明に関連する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
赤外線信号を用いるには多数の問題があった：（１）バッジが何かに覆われた場合に赤外線信号が遮断される、（２）各部屋に赤外線受信器を配備する必要があり、導入コストが増大することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の目的の１つは、追跡環境内で対象の位置を検出するとともにイベント通知を発生させる改良された方法及びシステムと、これに用いるバッジを提供することにある。
【００２８】
この目的及び本発明の他の目的により、追跡環境内で対象の位置を検出する方法が提供される。この方法は、固有のバッジＩＤを含む間隔が短く低出力の狭域信号と、固有のバッジＩＤを含む間隔が長く高出力の広域信号とを送信可能なバッジを各対象用に提供するステップを備える。追跡環境には分散して受信器が配列される。この受信器の配列は、間隔が短く低出力の狭域信号と間隔が長く高出力の広域信号とを受信する１以上の受信器を含んでいる。この方法はさらに、各広域信号の検出に応じて固有のバッジＩＤを含む広域検出パケットを生成するステップと、各狭域信号の検出に応じて固有のバッジＩＤを含む狭域検出パケットを生成するステップと、前記狭域又は広域検出パケットに含まれる１以上の受信器の識別情報に基づいてバッジ及びこれを装着した対象物の位置を検出するステップとを備える。
【００２９】
この信号は例えば無線周波数（ＲＦ）信号といった電磁気信号であり、１以上の受信器がＲＦ受信器である。
【００３０】
本発明の上記目的及び他の目的により、追跡環境内で対象の位置を検出する装置が提供される。このシステムは、各対象用に、固有のバッジＩＤを含み短い間隔で低出力の狭域信号と、固有のバッジＩＤを含み長い間隔で高出力の広域信号とを送信可能なバッジを備える。前記追跡環境内に複数の受信器を配列してなる受信器アセンブリが設けられる。この受信器の配列は、複数の狭域及び広域信号を受信する１以上の受信器を備える。この受信器アセンブリは、各広域信号の検出に応じて固有のバッジＩＤを含む広域検出パケットを生成し、各狭域信号の検出に応じて固有のバッジＩＤを含む狭域検出パケットを生成する。受信器アセンブリにはデータ通信コントローラが設けられており、広域及び狭域検出パケットを集積する。このコントローラには位置検出プロセッサが設けられており、集積された検出パケットを受信し、前記広域又は狭域検出パケットに含まれる１以上の受信器の識別情報に基づいてバッジ及びこれを装着した対象物の位置を検出する。
【００３１】
この信号は例えば無線周波数（ＲＦ）信号といった電磁気信号であり、１以上の受信器がＲＦ受信器である。
【００３２】
各バッジは、ＲＦ信号を送信するＲＦ送信部と、狭域及び広域信号の双方を制御可能に変調する単一のコントローラとを備える。
【００３３】
この単一のコントローラはマイクロプロセッサ搭載コントローラである。
【００３４】
前記受信器アセンブリは、１以上のＲＦ受信器に接続され受信したＲＦ信号を制御可能に復調するコレクタを備え、前記広域及び狭域検出パケットを取得する。
【００３５】
このコレクタは、受信したＲＦ信号を制御可能に復調する単一のマイクロプロセッサを備える。
【００３６】
本発明の上記目的及び他の目的により、さらに、追跡環境内で対象の位置を検出する方法が提供される。この方法は、固有のバッジＩＤを含む概略見通し線信号（substantially line-of-sight signal）と、固有のバッジＩＤを含む非概略見通し線信号（substantially non-line-of-sight signal）とを送信可能なバッジを各対象に設けるステップを備える。追跡環境内には複数の受信器の配列が設けられる。この受信器の配列は、間隔の短い低出力で狭域の概略見通し線信号と、間隔が長い高出力で広域の非概略見通し線信号との双方を受信する第１の受信器セットと、第２の受信器セットとを備える。第２のセットの受信器はそれぞれ、概略見通し線信号を受信する。この方法はさらに、高出力の非概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む広域検出パケットを生成し、低出力の非概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む狭域検出パケットとを生成し、概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む区切範囲検出パケットを生成するステップを備える。各バッジとこれが装着された対象物の位置は、区切範囲、狭域、広域検出パケットに示される第１及び第２の受信器セットの識別情報により特定される。
【００３７】
概略見通し線信号及び非見通し線信号は電磁信号である。
【００３８】
非概略見通し線信号は無線周波数（ＲＦ）信号であり、前記第１のセットの受信器はそれぞれＲＦ受信器である。
【００３９】
概略見通し線信号は赤外線（ＩＲ）信号であり、第２のセットの受信器はそれぞれＩＲ受信器である。
【００４０】
さらに本発明の上記目的及び他の目的により、追跡環境内で対象の位置を検出するシステムが提供される。このシステムは、各対象用に、固有のバッジＩＤを含む概略見通し線信号と、固有のバッジＩＤを含む非概略見通し線信号とを送信可能なバッジを備える。前記追跡環境内に複数の受信器を配列してなる受信器アセンブリが設けられる。この受信器の配列は、複数の非概略見通し線信号を受信する第１の受信器セットを備える。この受信器アセンブリは、高出力の非概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む広域検出パケットと、低出力の非概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む狭域検出パケットとを生成する。受信器アレイはさらに、第２の受信器セットを備える。第２のセットの受信器はそれぞれ概略見通し線信号を受信する。この受信器アセンブリは、概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む区切範囲検出パケットを生成する。受信器アセンブリには、広域、狭域、区切範囲検出パケットを収集するデータ通信コントローラが設けられる。このコントローラには、収集した検出パケットを受け、広域、狭域、区切範囲検出パケットに含まれるバッジ用の第１及び第２の受信器セットの識別情報に基づきバッジ及びこれが装着された対象物の位置を検出する位置検出プロセッサが設けられている。
【００４１】
概略見通し線信号及び非概略見通し線信号は電磁信号である。
【００４２】
非概略見通し線信号は無線周波数（ＲＦ）信号であり、第１のセットの各受信器はＲＦ受信器である。
【００４３】
概略見通し線信号は赤外線（ＩＲ）信号であり、第２のセットの各受信器はＩＲ受信器である。
【００４４】
各バッジはＲＦ信号を送信するＲＦ送信部と、ＩＲ信号を送信するＩＲ送信部と、固有のバッジＩＤを用いてＲＦ及びＩＲ信号を制御可能に変調する単一のコントローラとを備える。
【００４５】
この単一のコントローラはマイクロプロセッサ搭載コントローラである。
【００４６】
受信器アセンブリは、ＲＦ及びＩＲ受信器に接続されたコレクタであって、ＲＦ及びＩＲ信号を制御可能に復調して広域、狭域、区切範囲検出パケットを得るコレクタを備える。
【００４７】
このコレクタは、受信したＲＦ及びＩＲ信号を制御可能に復調する単一のマイクロプロセッサを備える。
【００４８】
さらに本発明の上記目的及び他の目的により、固有のバッジＩＤを含む概略見通し線信号と、固有のバッジＩＤを含む非概略見通し線信号とを送信可能なバッジが提供される。このバッジは間隔が長く高出力で広域な複数の非概略見通し線信号と、間隔が短く低出力で狭域な非概略見通し線信号とを含む非概略見通し線信号を送信する第１の送信部を備える。このバッジはさらに、複数の概略見通し線信号を送信する第２の送信部を備える。
【００４９】
概略見通し線信号及び非概略見通し線信号は電磁信号である。
【００５０】
非概略見通し線信号は無線周波数（ＲＦ）信号である。
【００５１】
概略見通し線信号は赤外線（ＩＲ）信号である。
【００５２】
第１の送信部はＲＦ信号を送信するＲＦ送信部を備える。第２の送信部はＩＲ信号を送信するＩＲ送信部を備える。バッジはさらに、固有のバッジＩＤを用いてＲＦ及びＩＲ信号を制御可能に変調する単一のコントローラを備える。
【００５３】
この単一のコントローラはマイクロプロセッサ搭載コントローラである。
【００５４】
本発明の上記目的及び他の目的、構成、効果は、本発明を実現するベストモードにかかる以下の詳細な説明及び添付図面により明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
図１及び図２を参照すると、追跡環境内で対象（すなわち、人物と物）の位置を検出するシステムが符号１０で示されている。一般に、このシステムは赤外線及び無線周波数探知システムを組み合わせてなり、医療施設のみならず非医療施設にも適用される。このシステム１０は、人物又は器材（すなわち対象）のリアルタイムな位置情報を提供する完全自動データ集積システムである。典型例では、的確な判断を下し適切な応答を行うべく天井及び／又は壁の内部で電話共用型配線でネットワーク接続された受信器を用いて情報が集められる。典型例では、システム１０の要素は比較的シンプルでモジュール化される。
【００５６】
一般にシステム１０は複数のバッジを備えており、これらは符号１２として示されている。各バッジ１２はこの追跡環境内で追跡すべき対象に装着される。線１４で示すように、各バッジは１又はそれ以上のデジタル符号化された赤外線（ＩＲ）の光を半球方向に放射する。好適には、デジタル符号化された赤外線光は、１６ビットの固定ＩＤと他のネットワーク情報が入った４２ビットのパケットを含む。典型例では、この赤外線光の有効範囲は約１５−１８フィートである。この赤外線光は概略見通し線信号である。
【００５７】
各バッジ１２はまた、無線周波数（ＲＦ）信号５２，５３をアンテナ１６から送信する。このＲＦ信号５２，５３はＲＦ送信部４４で生成され２つの異なる電界強度を有する。低出力又は狭域のＲＦ送信５２はＦＣＣ（連邦通信委員会）の定めるデータ通信用の信号強度閾値より低く設定される。この構成によりバッジ１２から短い間隔で、典型的には自動生成されたＩＲ伝送１４と交互に送信される。
【００５８】
低出力ＲＦ信号はＩＲとほぼ同じ正確性を有するが、より強い信号である。低出力ＲＦ信号は特に、１）バッジを付けた人物が追跡エリアから出るのを監視する、２）費用をかけずに対象物の位置を知る“アイデア”を提供する、３）器材を隠して追跡エリアから出る人物を監視するのに有用となる。
【００５９】
より高い出力のＲＦ信号５３が典型的には１０秒以上の長い間隔で、“管理用”パルスとして生成される。このパルスはホストコンピュータにバッジの存在と、完全に機能することを通知する。この高出力ＲＦ信号５３はまた、複合ボタンスイッチ４２（バッジ１２内）のいずれかが押された場合又は外部スイッチコネクタ又は入力４９の状態変化があった場合に送信される。
【００６０】
デジタル明滅式の赤外線光１４及び無線周波数信号５２，５３は、バッジ内に登録されたバッジの識別データと、スイッチ状態変化と、バッテリ１８の状態とを含んでいる。
【００６１】
システム１０はさらに、バッジの赤外線信号を受信しツイストペア配線２２を介して符号化通信を伝送する複数の赤外線受信器２０を含む受信器アセンブリを備えている。
【００６２】
アンテナ１６から送信される無線周波数信号５２、５３は、約１００から２００フィートの全方向レンジの受信器を備える無線周波数受信器２６のアンテナ２４に受信される。この無線周波数受信器２６はバッジ又は送信機１２から送信された符号化信号を電気信号に変換して１本のツイストペア配線２８を介して送出する。
【００６３】
配線２８の信号は、配線２２と同様に、受信器アセンブリにおいて入力データパケットを取得してバッファしシステム１０の集信器へ送るマイクロプロセッサ搭載コレクタ３０に受信される。このコレクタ３０は受信器２０、２６で受信されたデータを大きなネットワーク用パケットへと集積する。このネットワーク用パケットはその後ツイストペア配線３１を介して集信器３２へ送られる。典型例では、コネクタ用のソフトウェアは集信器３２から配線３３を介してアップロードされる。典型例では、マイクロプロセッサ搭載コレクタ３０は、受信器２０や受信器２６といった受信器を２４個まで接続することができる。
【００６４】
集信器３２は一般に、コレクタ３４といった１つのデイジーチェーンあるいは集信器３２からの分岐線で連結された他のコレクタと同様に、コレクタ３０をスキャンする。この場合、コレクタ３４は赤外線やＲＦの他の受信器（図示せず）に接続されている。
【００６５】
システム１０はさらに、集信器３２で集積したデータパケットを受信して処理する適切にプログラムされたホストコンピュータ３６を備える。
【００６６】
図２の左側を詳細に参照すると、各バッジ１２は例えばリチウム３ボルト型のバッテリ１８を備えている。バッジ１２はまた、バッテリ１８に接続されたバッテリセービング回路３８と、モーションデテクタ４０とを備え、バッジ１２が動いたときにバッジ１２から高周波のＩＲ送信を行い、バッジ１２が静止しているときは周波数を低くしてバッテリ寿命を保護するようにしている。
【００６７】
各バッジ１２はマニュアル操作可能な１以上の押しボタン４２を備え、これによりマイクロプロセッサ搭載コントローラ４６の制御下で、無線周波数送信部４４から高出力広域信号５３によりページ（page）要求したり警報を送信したりすることができる。
【００６８】
各バッジ１２はさらに１以上の外部スイッチコネクタ４９を備えてもよく、これを用いてマイクロプロセッサ搭載コントローラ４６の制御下で無線周波数送信部４４から高出力広域信号５３を送ることにより、ホストコンピュータ３６に予めプログラムされた処理を実行させるトリガとして利用可能である。
【００６９】
バッジ１２からの赤外線送信は壁や床を通らないため位置特定に用いられる一方、無線周波数送信部４４からコントローラ４６の制御下で送信又は発信される無線周波数信号５２は壁や床を通過する。無線周波数送信部４４はまた、押しボタンスイッチ４２又は外部スイッチコネクタ４９が変化したらほぼ即座に、予め定められた処理により通常１０秒以上の特定間隔で高出力かつ広域の管理信号５３を発生し、ページ要求又は警報通知を行う。
【００７０】
マイクロプロセッサ搭載コントローラ４６はＲＦ送信部４４を制御し、予め設定された固有の識別コード（すなわちバッジＩＤ）を含むデータを変調して適切な強度に設定する。例えば、コントローラ４６による無線周波数データ変調ルーチンは、押しボタンスイッチ４２が押されている間又は外部スイッチコネクタ４９の作動中はＲＦ送信部４４内の発振器をホールドする。好適には、ＲＦ送信部４４はコントローラ４６の制御下で周波数偏移符号化変調を用いている。
【００７１】
同様に、バッジ１２のＩＲ送信部または発信部４８もコントローラ４６の制御下にあり、これにより送信部４８からのＩＲ伝送が変調される。例えば４４７．５ｋＨｚの信号でパルスに載せて搬送波を送信すると、送信部４８のＬＥＤが非常に早く明滅する（一般に１２０マイクロ秒）。
【００７２】
ＲＦ受信器２６は、電流ループ伝送信号技術を用いて信頼性を高めている。典型例では、標準のシールド無しのツイストペア電話型配線を用いると、接続するコレクタ３０から受信器２６を１，０００フィートまで離すことができる。受信器２６及び受信器２０は防音タイルの上に設置され、あるいは壁や他の適切な場所に設置される。
【００７３】
各バッジ１２でコントローラ４６により行われた変調は、マイクロプロセッサ搭載コレクタ３０で復調される。各コレクタ３０は、配線２８、２２で発生する信号の副搬送波を除去し、データを復調された連続データとして抽出する。コレクタ３０のマイクロプロセッサはその後受信されたＩＤデータを復調する。これはその後上位側に送られ、特定の受信器２６及び２０がシステム１０に組み込まれている場合、ホストコンピュータ３６のソフトウェアにより、無線周波数受信器２６といった無線周波数受信器からの信号か赤外線受信器２０といった赤外線受信器から信号かが特定される。システム１０はデータを受信した受信器のタイプのみならず、その位置まで知ることができる。
【００７４】
典型例では、ホストコンピュータ３６は適切にプログラムされている場合、押しボタンスイッチ４２又は外部スイッチ動作によりバッジ１２を付けた対象を検出するために最後に赤外線検知された位置を把握可能である。
【００７５】
例えば、バスルームには赤外線受信器２０を設置するのが困難であり、また受信器が見えると人々に不快感を与えるため、バスルームのような場所で人が押しボタン４２を押すとホストコンピュータ３６は最後に赤外線受信器が受信した記録を探す（通常はレストルームの外となる）。このようにして、押しボタン４２を押した人物に適切なサービスが与えられる。
【００７６】
上述のように、システムは位置検出すべき各対象用のバッジを備え、各バッジは概略見通し線信号及び非概略見通し線信号を発信又は送信する。好適な実施例においてこれらの信号はＲＦとＩＲである。ＩＲの利点は２つある。１つは、受信及び送信器材のコストが低い。２つ目は、ＩＲの利点はその高い見通し線特性である。この特徴を利用することにより、処理ソフトは信号が受信器のすぐ近く（見通し線又は概略見通し線内）にあると推定することができる。この推論を行うことにより正確な位置検出が可能となる。
【００７７】
ＲＦを用いることにより、バッジの内部押しボタンを動作させたとき又は外部スイッチの入力変化が検出されたときにバッジを見通し線に位置させる必要がなくなる。さらに、各部屋に受信器を設置する必要がなく、“スイッチ状態変更イベント”を受信するＲＦ受信器は、ＦＣＣ規則を遵守しＲＦ器材のコストを下げたもので１０、２０、又は３０の部屋毎に１つ設置すれば十分である。
【００７８】
上述のように、システムは位置検出すべき各対象用のバッジを備え、各バッジは“スイッチ状態変更”イベントがあった場合にＲＦ及びＩＲ信号を発信する内部押しボタンスイッチ又は外部スイッチコネクタを備え、これにより各対象がシステムに複数のタイプの通知を発生する機構が提供される。
【００７９】
ＩＲ信号が弱くなった場合、処理ソフトウェアは、最後に赤外線検知されたバッジの位置を蓄積しており、信号のＲＦ要素が特定の“スイッチ状態変更”イベントを受信した場合用に予めプログラムされた命令を実行する。
【００８０】
上述のように、本システムは位置検出すべき各対象用のバッジを備え、このバッジは双方の送信部又は発信部（ＲＦ発信器及びＩＲ・ＬＥＤ）用の信号を実質的に発生させる単一のマイクロプロセッサを備える。このデータ符号化ルーチンは実質的に同じである。しかしながら、副搬送波用のサブルーチンは異なる。例えば、搬送波がＯＮのパルスを発信した場合の４４７．５ｋＨｚの信号は、ＩＲ・ＬＥＤを非常に早く明滅させ（典型的には１２０マイクロ秒）、これに対しＲＦデータ変調ルーチンは搬送波（すなわち発振器）をこの期間中ＯＮに維持する。この処理によりＩＲ・ＬＥＤの衝撃係数が減りバッジ内のバッテリ寿命が延びる。
【００８１】
マイクロプロセッサ搭載の受信側では、これと反対の処理が行われる。すなわち、複数の受信器と１つのマイクロプロセッサが設けられており、ここで信号から副搬送波が除去され復調されたシリアルデータが抽出される。受信器のマイクロプロセッサはその後受信ＩＤを復調する。その後データが上位側に送られ、システム内に受信器が組み込まれている場合にソフトウェアによりＲＦ又はＩＲからの信号から適切な情報のみが特定される。これはセットアップ時又はインストール時に設定される。この時点では、システムは（その位置とともに）受信器の種類の情報を得ている。
【００８２】
このようにして、単一のマイクロプロセッサは異なる信号を同時あるいは交互に変調する。異なる媒体や副搬送波を検出する異なる受信器と、単一のマイクロプロセッサとが事実上独立した媒体データを復調する。データはその後何らデータルーチン要素の情報を持たずにシステム内を流れ、最終的に専門の判断を下すソフトウェアにより識別信号の出所の情報を有するメディアとなる。
【００８３】
上述のように、この方法の実施例は、各対象物に固有のバッジＩＤを含む概略見通し線信号と、固有のバッジＩＤを含む非概略見通し線信号とを送信するバッジを設けるステップを含む。追跡環境内には分散して受信器が配列され、この受信器の配列は複数の非概略見通し線信号を受信する広域受信器と、複数の区切範囲受信器とを備える。各区切範囲受信器は概略見通し線信号を受信する。
【００８４】
高出力で広域の非概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む広域検出信号が生成される。低出力の狭域の非概略見通し線信号の受信に応じて狭域検出パケットが生成される。この方法はさらに、概略見通し線信号の受信に応じて固有のバッジＩＤを含む区切範囲検出パケットを生成するステップを含む。最後に、この方法は広域、狭域、区切範囲検出パケットに含まれるバッジの広域・区切範囲の受信器の識別情報に基づいて各バッジ及びこれを付した対象物の位置を特定するステップを含む。
【００８５】
好適には、概略見通し線信号及び非概略見通し線信号は、赤外線信号や無線周波数信号といった電磁伝送である。
【００８６】
ＩＲ及びＲＦ信号はバッジの識別情報、押しボタンスイッチ、外部スイッチ状態、バッテリ状況データを含めて符号化される。本システムはさらに、ＩＲ又はＲＦ受信器といった天井又は壁の受信器を備える。各ＲＦ受信器は符号化された高出力ＲＦ信号を第１の電気信号のセットに変換し、低出力ＲＦ信号を第２の電気信号のセットに変換する。各ＩＲ受信器は符号化されたＩＲ信号を第３の電気信号のセットに変換する。そして、第１、第２及び第３の電気信号のセットはシステムのマイクロプロセッサ搭載復号器に送信される。探知方法及びシステムは、例えば病院やオフィスビルといった環境において対象物を探知するとともに、この対象物が様々なイベントを通知できるようにする。結果としての位置変化及び通知イベントは一般に人間によれば数日かかるプロセスを自動化し効率的にする。
【００８７】
本発明の実施例を詳細に図示し説明したが、これらの実施例は本発明の考えられる形態をすべて開示すると解すべきではない。むしろ、本明細書で用いた用語は限定ではなく説明として用いたものであり、本発明の意図や目的を超えない範囲で様々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、本発明の方法及びシステムを示す全体図である。
【図２】図２は、本発明の方法及びシステムを示すブロック図である。
【図１】
2006520905.tif 000003
【図２】
2006520905.tif 000004
【国際調査報告】
2006520905.tif 000005