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JP5440893B2 - Information processing apparatus, information processing method, reflector, and communication system - Google Patents

Information processing apparatus, information processing method, reflector, and communication system Download PDF

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JP5440893B2 JP2006042542A JP2006042542A JP5440893B2 JP 5440893 B2 JP5440893 B2 JP 5440893B2 JP 2006042542 A JP2006042542 A JP 2006042542A JP 2006042542 A JP2006042542 A JP 2006042542A JP 5440893 B2 JP5440893 B2 JP 5440893B2
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Description

本発明は、電波を介して反射体と無線通信を行う情報処理装置および情報処理方法、反射体、ならびに通信システムに関するものである。   The present invention relates to an information processing apparatus and information processing method for performing wireless communication with a reflector via radio waves, a reflector, and a communication system.

近年、RFID(Radio Frequency Identification)タグ(無線タグ)の利用が普及しつつある。RFIDタグは、バーコードを代替するものとして特に物流の分野において期待を集めており、近い将来において広く普及することが予想されている。   In recent years, the use of RFID (Radio Frequency Identification) tags (wireless tags) has become widespread. RFID tags are expected to replace barcodes, particularly in the field of logistics, and are expected to become widespread in the near future.

現在、RFIDタグ向けの周波数帯域としては、13.56MHz帯、800MHz〜950MHz前後のいわゆるUHF帯、2.45GHz帯などがある。このうち、UHF帯や2.45GHz帯の電波(Radio Wave)は、13.56MHz帯の電波に比べて通信距離を伸長し易いという利点がある。また、UHF帯の電波は、2.4GHz帯の電波に比べて、物陰に回り込み易いという利点がある。このため、UHF帯の電波を利用するRFIDタグおよびリーダライタの開発が進められている。   Currently, the frequency band for RFID tags includes a 13.56 MHz band, a so-called UHF band of around 800 MHz to 950 MHz, and a 2.45 GHz band. Among these, UHF band and 2.45 GHz band radio waves (Radio Wave) have the advantage of easily extending the communication distance compared to 13.56 MHz band radio waves. In addition, the UHF band radio wave has an advantage that it easily sneaks into the shadow as compared to the 2.4 GHz band radio wave. For this reason, development of RFID tags and reader / writers that use radio waves in the UHF band is underway.

UHF帯の電波を利用する場合、現在主流である13.56MHz帯の電波を利用する場合に比べて、リーダライタが無線タグと通信可能な距離を数10cm程度から数m程度に伸長することができる。よって、UHF帯の電波を利用すれば、リーダライタが無線タグと通信可能な空間領域である通信エリアを比較的広範囲に拡大することが可能となる。   When using radio waves in the UHF band, the distance over which the reader / writer can communicate with the wireless tag may be extended from about several tens of centimeters to about several meters, compared to the case where the current mainstream 13.56 MHz band radio waves are used. it can. Therefore, if a UHF band radio wave is used, the communication area, which is a space area in which the reader / writer can communicate with the wireless tag, can be expanded to a relatively wide range.

このようなRFIDタグの位置を推定するために、RFIDタグと通信を行う通信局との距離を測定する技術が提案されている。1つの例としては、RFIDタグとしてのアクティブICタグからの信号を多数の基地局が受信し、それぞれの基地局での該アクティブICタグからの受信信号に基づいて、距離および位置を推定する技術がある。この例では、各基地局と該アクティブICタグとの距離は、アクティブICタグからの受信信号の強度に基づいて推定される。すなわち、受信信号の強度と距離との間に相関があることを利用して距離が推定される。また、位置が既知のアクセスポイントを設け、アクティブICタグと該アクセスポイントとから同時に信号を送出させることによって、受信タイミングの遅延量を測定することによってアクティブICタグの距離を推定する手法も採用されている。   In order to estimate the position of such an RFID tag, a technique for measuring the distance from a communication station that communicates with the RFID tag has been proposed. As one example, a technology in which a number of base stations receive signals from an active IC tag as an RFID tag, and a distance and a position are estimated based on the received signals from the active IC tag at each base station. There is. In this example, the distance between each base station and the active IC tag is estimated based on the strength of the received signal from the active IC tag. That is, the distance is estimated using the correlation between the intensity of the received signal and the distance. Also, a method of estimating the distance of the active IC tag by measuring the amount of delay of the reception timing by providing an access point with a known position and simultaneously transmitting a signal from the active IC tag and the access point is also adopted. ing.

また、特許文献1には、図38に示すように、RF通信システムにおいて、リーダとしてのインターロゲータ36からRFタグ38に対して、互いに異なる周波数の信号40・42を送信し、この2つの信号を重ね合わせた合成波のヌル・ポイントの数をカウントすることによって、インターロゲータ36とRFタグ38との間の距離を推定する技術が開示されている。   Further, in Patent Document 1, as shown in FIG. 38, in the RF communication system, signals 40 and 42 having different frequencies are transmitted from the interrogator 36 as a reader to the RF tag 38. A technique is disclosed in which the distance between the interrogator 36 and the RF tag 38 is estimated by counting the number of null points of the synthesized wave on which signals are superimposed.

また、特許文献2には、図39に示すように、RFIDタグと無線通信を行う通信装置138において、RFIDタグからの反射信号をアンテナ140を介して受信し、サーキュレータ92から入力された受信信号と、サーキュレータ90及びスプリッタ98から入力された搬送信号とをミキサ100,102にて掛け合わせる事によりI信号およびQ信号を生成し、このI信号およびQ信号に基づいてRFIDタグからの反射信号の振幅および位相を算出する技術が開示されている。また、搬送信号とRFIDタグの反射信号との位相差を利用して、RFIDタグまでの距離を求める事が開示されている。   Further, in Patent Document 2, as shown in FIG. 39, in a communication device 138 that performs radio communication with an RFID tag, a reflected signal from the RFID tag is received via an antenna 140 and a received signal input from a circulator 92 is received. And the carrier signals input from the circulator 90 and the splitter 98 are multiplied by the mixers 100 and 102 to generate an I signal and a Q signal. Based on the I signal and the Q signal, a reflected signal from the RFID tag is generated. A technique for calculating the amplitude and phase is disclosed. Further, it is disclosed that the distance to the RFID tag is obtained using the phase difference between the carrier signal and the reflected signal of the RFID tag.

一方、このようなRFIDタグまでの距離を計測する技術を利用して、RFIDタグが、所定の領域内に存在するか否かを検出する技術が提案されている。   On the other hand, a technique for detecting whether or not an RFID tag is present in a predetermined area using a technique for measuring the distance to the RFID tag has been proposed.

例えば、特許文献3には、模型駒のタグを読み出す読み出し装置を、区画搭載面毎に配置して、区画搭載面に配置された模型駒のタグの情報を読み出すものが開示されている。   For example, Patent Document 3 discloses a reading device that reads a model piece tag for each section mounting surface and reads information on the model piece tag placed on the section mounting surface.

また、特許文献4には、犬の首輪に設けられたGPS等を有する位置検出装置から得られる情報が、所定の迷い犬検出領域外に位置することを示すか否かに基づいて、犬が迷い犬となった状態であるか否かを判断する技術が開示されている。   Patent Document 4 discloses that a dog is based on whether information obtained from a position detection device having a GPS or the like provided on a dog collar indicates that the dog is located outside a predetermined stray dog detection area. A technique for determining whether or not the dog is a lost dog is disclosed.

また、特許文献5には、複数の移動ローカライザの全てが内部警戒面の内側に入った場合に、自動的に、在宅警戒処理が実行されるようにした技術が開示されている。
特表2004−507714号公報(第2図等) 欧州特許出願公開第1239634号明細書(第3図等) 実用新案登録第3069344号公報(第1頁、第1図等) 米国特許出願公開第2004/0189477号明細書(第1頁、第1図等) 米国特許出願公開第2005/0073404号明細書(第1頁、第1図等)
Further, Patent Document 5 discloses a technique in which at-home alert processing is automatically executed when all of a plurality of mobile localizers enter the inside alert surface.
JP-T-2004-507714 (Fig. 2 etc.) European Patent Application No. 1239634 (FIG. 3 etc.) Utility Model Registration No. 3069344 (first page, FIG. 1 etc.) US Patent Application Publication No. 2004/0189477 (first page, FIG. 1 etc.) US Patent Application Publication No. 2005/0073404 (first page, FIG. 1 etc.)

UHF帯の電波を利用したRFID通信システムを用いる場合、長距離通信が可能となることによって、処理を行う必要のない遠方のRFIDタグに対しても通信が可能となり、このようなRFIDタグに対する不要な処理が発生するという問題や、マルチパスの影響を受けることによる応答性能の劣化などの問題が生じる。これらの問題を解決するために、リーダライタが各RFIDタグまでの距離を求めることによって、データ部の解析/書き換え等の処理を行うべき対象となるRFIDタグを分別する手法が考えられる。ここで、リーダライタとRFIDタグとの距離を求める手法として、上記した従来技術を用いた場合には、次のような問題がある。   When an RFID communication system using UHF band radio waves is used, long-distance communication is possible, so that communication is possible even for remote RFID tags that do not need to be processed, and there is no need for such RFID tags. Problems such as troublesome processing and degradation of response performance due to the influence of multipath arise. In order to solve these problems, a method is conceivable in which the reader / writer obtains the distance to each RFID tag, and thereby sorts the RFID tags that are to be subjected to processing such as analysis / rewriting of the data portion. Here, as a method for obtaining the distance between the reader / writer and the RFID tag, there are the following problems when the above-described conventional technique is used.

まず、RFIDタグからの信号の受信強度や、遅延時間に基づいて距離を推定する場合、距離の測定精度が低いという問題がある。このような方式で距離を推定する場合の精度は、実際にはおよそ1m〜数m程度となる。例えば物流管理システムなどに適用する場合には、この程度の精度では実用的ではなく、より高い距離測定精度が必要となる。   First, when estimating the distance based on the reception intensity of the signal from the RFID tag and the delay time, there is a problem that the distance measurement accuracy is low. The accuracy when the distance is estimated by such a method is actually about 1 m to several m. For example, when applied to a physical distribution management system or the like, this level of accuracy is not practical and higher distance measurement accuracy is required.

また、特許文献1に開示されている技術では、互いに異なる周波数の2つの信号を重ね合わせた合成波のヌル・ポイントの数をカウントすることによって距離を推定しているので、距離の精度が非常に悪いという問題がある。より詳細には、特許文献1の段落[0025]に記載されている例によれば、880MHzの第1信号と884MHzの第2信号を使用したとき、インターロゲータ36から約37.5mのところにヌル・ポイントが生じ、その後約75mごとに追加のヌル・ポイントが生じる。例えば、インターロゲータ36とRFタグ38の間に3つのヌルがカウントされたとすると、推定されるインターロゲータ36とRFタグ38の距離は187.5m以上262.5m未満ということになり、誤差範囲は75mとなる。マルチパスが生じていると、無線信号の伝播距離が長くなり、実際のRFIDタグの距離とは異なる距離が算出されるという問題がある。   In the technique disclosed in Patent Document 1, since the distance is estimated by counting the number of null points of the synthesized wave obtained by superimposing two signals having different frequencies, the distance accuracy is very high. There is a problem of being bad. More specifically, according to the example described in paragraph [0025] of Patent Document 1, when the first signal of 880 MHz and the second signal of 884 MHz are used, the distance from the interrogator 36 is about 37.5 m. Null points occur at approximately 75 m, and additional null points occur approximately every 75 m thereafter. For example, if three nulls are counted between the interrogator 36 and the RF tag 38, the estimated distance between the interrogator 36 and the RF tag 38 is 187.5 m or more and less than 262.5 m. The range is 75 m. When multipath occurs, there is a problem that the propagation distance of the radio signal becomes long and a distance different from the actual distance of the RFID tag is calculated.

このように、従来の技術においては距離測定精度を高くすることができなかったため、距離測定の結果に基づいて算出されるRFIDタグの位置の測定精度も高くすることができなかった。したがって、RFIDタグの位置を検出し、そのRFIDタグが所定の位置に存在するか否かを判断することで、データ部の解析/書き換え等の処理を行うべき対象となるRFIDタグであるか否かを分別する処理を行う場合、RFIDタグの位置を検出する精度が高くないため、RFIDタグが所定の位置に存在するか否かの判断を精度良く行うことができず、この結果、処理を行うべき対象となるRFIDタグを分別する精度が低くなり、処理の精度が低くなってしまうという課題があった。   As described above, since the distance measurement accuracy cannot be increased in the conventional technique, the measurement accuracy of the position of the RFID tag calculated based on the result of the distance measurement cannot be increased. Therefore, by detecting the position of the RFID tag and determining whether or not the RFID tag exists at a predetermined position, it is determined whether or not the RFID tag is a target to be subjected to processing such as analysis / rewriting of the data portion. In the case of performing the process of classifying these, since the accuracy of detecting the position of the RFID tag is not high, it is not possible to accurately determine whether or not the RFID tag is in a predetermined position. There is a problem that the accuracy of sorting the RFID tags to be performed is lowered, and the processing accuracy is lowered.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、RFIDタグの距離を精度よく測定することを可能とする情報処理装置、情報処理方法、反射体、および通信システムを提供することにある。また、その目的としては、特殊なRFIDタグを用いずに、RFIDタグの距離を測定することを可能とする情報処理装置、情報処理方法、反射体、および通信システムを提供することが挙げられる。さらに、その目的は、RFIDタグの存在する位置に応じて、処理の対象となるRFIDタグを高精度に分別し、分別したRFIDタグに対して異なる処理を行なうことが可能な情報処理装置、情報処理方法、反射体、および通信システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an information processing apparatus, an information processing method, a reflector, and a communication system that can accurately measure the distance of an RFID tag. It is to provide. In addition, the purpose includes providing an information processing apparatus, an information processing method, a reflector, and a communication system that can measure the distance of the RFID tag without using a special RFID tag. Furthermore, the purpose of the information processing apparatus and information is to be able to classify the RFID tag to be processed with high accuracy according to the position where the RFID tag exists and to perform different processing on the classified RFID tag. To provide a processing method, a reflector, and a communication system.

上記の課題を解決するために、本発明に係る情報処理装置は、異なる複数の搬送周波数の電波により1つのフレームからなる信号である要求信号を外部に送信する送信手段と、前記送信手段で送信された前記要求信号が、反射体によって所定の変調を受けながら反射されて発生した、1つのフレームからなる信号である反射信号を、アンテナを介して受信する受信手段と、前記受信手段が受信した反射信号と前記要求信号との間の位相の変化量を、前記送信手段が送信した搬送周波数ごとに算出する位相情報取得部と、前記位相情報取得部によって取得された搬送周波数ごとの位相の変化量と搬送周波数とに基づいて、前記アンテナと前記反射体との間の距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部が算出した距離に基づいて、前記反射体の位置に関する情報である位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部が取得した位置情報に基づいて、前記反射体が、所定の位置に存在するか否かを判定し、判定結果を出力する位置判定部と、前記判定結果に基づいて所定の処理を行う処理部と、を備えたものである。   In order to solve the above-described problems, an information processing apparatus according to the present invention transmits a request signal, which is a signal composed of one frame, using radio waves having a plurality of different carrier frequencies, and transmits the request signal using the transmission unit. The received signal is reflected by a reflector while receiving a predetermined modulation, and a reflected signal that is a signal composed of one frame is received via an antenna, and the receiving means receives the reflected signal. A phase information acquisition unit that calculates the amount of phase change between the reflected signal and the request signal for each carrier frequency transmitted by the transmission unit, and a phase change for each carrier frequency acquired by the phase information acquisition unit. A distance calculating unit that calculates a distance between the antenna and the reflector based on an amount and a carrier frequency; and the reflector based on the distance calculated by the distance calculating unit A position information acquisition unit that acquires position information that is information related to a position, and based on the position information acquired by the position information acquisition unit, determines whether or not the reflector exists at a predetermined position, and a determination result And a processing unit that performs a predetermined process based on the determination result.

ここで、反射体は、例えば、無線通信用IC(Integrated Circuit)、記憶部、およびアンテナなどを備えたRFIDタグである。RFIDタグとしては、電池などの電源を有しておらず、リーダライタから電波で送電された電力によって回路が動作し、リーダライタと無線通信を行うパッシブタイプのRFIDタグや、電池などの電源を有するアクティブタイプのRFIDタグが含まれる。また、固有のID情報を有しているRFIDタグも含まれる。   Here, the reflector is, for example, an RFID tag including an IC (Integrated Circuit) for wireless communication, a storage unit, and an antenna. An RFID tag does not have a power source such as a battery, and a circuit is operated by power transmitted by radio waves from a reader / writer, and a passive type RFID tag that performs wireless communication with the reader / writer or a power source such as a battery. An active type RFID tag is included. An RFID tag having unique ID information is also included.

かかる構成により、反射信号の各搬送周波数における信号の位相変化量が取得され、この位相変化量と搬送周波数とによって前記の距離が算出される。ここで、詳細は後述するが、複数の搬送周波数による信号の位相変化量と搬送周波数とが求められれば、精度良く距離を算出することが可能となる。特に、複数のフレームの反射信号を用いて距離を算出する場合、反射体が移動していると、反射信号が順次送信される間に反射体が移動することにより、算出される距離にも大きな誤差が生じる場合があるが、本発明においては、1つのフレームからなる反射信号により距離算出が可能とすることで、反射体が移動している場合においてもこのような複数の反射信号を送信するための反射信号間の間隔により生じる距離算出の誤差を低減させることができる。すなわち、前記のような構成によれば、反射体から送信される反射信号を受信することによって、前記距離の算出を精度良く的確に行うことが可能となり、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   With such a configuration, the phase change amount of the reflected signal at each carrier frequency is acquired, and the distance is calculated from the phase change amount and the carrier frequency. Here, although details will be described later, the distance can be accurately calculated if the phase change amount and the carrier frequency of the signal due to the plurality of carrier frequencies are obtained. In particular, when calculating the distance using the reflection signals of a plurality of frames, if the reflector is moving, the calculated distance is also large because the reflector moves while the reflection signals are sequentially transmitted. Although an error may occur, in the present invention, the distance can be calculated using the reflection signal composed of one frame, so that a plurality of such reflection signals are transmitted even when the reflector is moving. Therefore, it is possible to reduce a distance calculation error caused by the interval between the reflected signals. That is, according to the configuration as described above, it is possible to accurately calculate the distance accurately by receiving the reflection signal transmitted from the reflector, and to accurately detect the position of the reflector, Processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記受信手段は、複数のアンテナを介して、それぞれ前記反射信号を受信し、前記位相情報取得部は、前記複数のアンテナを介してそれぞれ受信された反射信号ごとに、前記位相の変化量を算出し、前記距離算出部は、前記複数のアンテナを介してそれぞれ受信された反射信号ごとに算出された前記位相の変化量に基づいて、前記複数のアンテナと前記反射体との間の距離をそれぞれ算出し、前記位置情報取得部は、前記複数のアンテナと前記反射体との間の距離に基づいて、前記反射体の位置情報を取得する情報処理装置である。   In the information processing apparatus according to the present invention, in the information processing apparatus, the reception unit receives the reflected signal via a plurality of antennas, and the phase information acquisition unit includes the plurality of antennas. The amount of phase change is calculated for each received reflected signal, and the distance calculation unit is based on the amount of phase change calculated for each reflected signal received via the plurality of antennas. Calculating the distance between the plurality of antennas and the reflector, and the position information acquisition unit obtains the position information of the reflector based on the distance between the plurality of antennas and the reflector. It is an information processing apparatus to acquire.

かかる構成により、反射体の詳細な位置、例えばx座標やy座標、z座標等、を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   With this configuration, the detailed position of the reflector, for example, the x coordinate, the y coordinate, the z coordinate, and the like can be detected with high accuracy, and processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、所定の領域についての情報であるエリア情報を記憶するエリア情報記憶部をさらに備え、前記位置判定部は、前記位置情報取得部が取得した位置情報と、前記エリア情報とを比較することで、前記反射体が、前記所定の位置に配置されているか否かを判定し、判定結果を取得する情報処理装置である。   The information processing apparatus of the present invention further includes an area information storage unit that stores area information that is information about a predetermined area in the information processing apparatus, and the position determination unit is acquired by the position information acquisition unit. In this information processing apparatus, the position information is compared with the area information to determine whether or not the reflector is arranged at the predetermined position, and to obtain a determination result.

かかる構成により、反射体が所定の領域に存在するか否かにより、異なる処理を行うことができる。   With this configuration, different processing can be performed depending on whether or not the reflector is present in a predetermined region.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記情報処理装置は、自機器の位置に関する情報である自位置情報を取得する自位置情報取得部を、さらに備え、前記位置判定部は、前記位置情報取得部が取得した位置情報と、前記自位置情報とが所定の関係を満たすか否かを判定することで、前記反射体が、前記所定の位置に配置されているか否かを判定し、判定結果を取得する情報処理装置である。   Further, the information processing apparatus according to the present invention is the information processing apparatus, wherein the information processing apparatus further includes a self-position information acquisition unit that acquires self-position information that is information related to a position of the self-device, and the position determination unit Determines whether or not the reflector is disposed at the predetermined position by determining whether or not the position information acquired by the position information acquisition unit and the own position information satisfy a predetermined relationship. This is an information processing apparatus that determines a determination result and obtains a determination result.

かかる構成により、反射体と情報処理装置の相対的な位置関係により、異なる処理を行うことができる。   With this configuration, different processing can be performed depending on the relative positional relationship between the reflector and the information processing apparatus.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記処理部は、前記判定結果が、前記反射体が前記所定の位置に存在することを示す場合に、前記受信手段が受信した反射信号を出力する情報処理装置である。   In the information processing apparatus according to the present invention, in the information processing apparatus, the processing unit may receive the reflection received by the reception unit when the determination result indicates that the reflector is present at the predetermined position. An information processing apparatus that outputs a signal.

かかる構成により、所定の位置に存在する反射体から受信した反射信号だけを、例えば他の装置等に出力することが可能となる。   With this configuration, it is possible to output only the reflected signal received from the reflector present at a predetermined position, for example, to another device.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記処理部は、前記判定結果が、前記反射体が前記所定の位置に存在することを示す場合に、前記反射体に対して所定の情報を送信する情報処理装置である。   In the information processing apparatus according to the aspect of the invention, in the information processing apparatus, the processing unit may perform predetermined processing on the reflector when the determination result indicates that the reflector is present at the predetermined position. It is the information processing apparatus which transmits the information.

かかる構成により、所定の位置に存在する反射体だけに、所定の情報を送信することが可能となる。   With this configuration, it is possible to transmit predetermined information only to the reflector present at a predetermined position.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記処理部は、前記判定結果に基づいて、前記反射体との通信を制御する制御信号を出力する情報処理装置である。   The information processing apparatus according to the present invention is the information processing apparatus, wherein the processing unit outputs a control signal for controlling communication with the reflector based on the determination result.

かかる構成により、例えば、所定の位置に存在する反射体だけとの、通信を可能とすることが可能となる。   With such a configuration, for example, it is possible to enable communication only with a reflector present at a predetermined position.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記反射体と前記アンテナとの間の通信路に配置されている障害物の情報である障害物情報が格納され得る障害情報格納部と、前記障害物情報に基づいて前記反射体の位置情報を補正する補正部とをさらに具備し、前記位置判定部は、前記補正部が補正した位置情報に基づいて、前記反射体が、所定の位置に存在するか否かを判定し、判定結果を取得する情報処理装置である。   The information processing apparatus according to the present invention includes an obstacle information storage unit that can store obstacle information that is information on an obstacle arranged in a communication path between the reflector and the antenna. And a correction unit that corrects the position information of the reflector based on the obstacle information, and the position determination unit is configured such that the reflector is a predetermined value based on the position information corrected by the correction unit. It is an information processing apparatus which determines whether it exists in the position of and acquires a determination result.

かかる構成により、障害物の影響によって、誤検出された反射体の位置情報を補正することができ、精度の高い反射体の位置情報を得ることができる。その結果、反射体のより正確な位置に応じて、異なる動作を行なうことができる。   With this configuration, it is possible to correct the position information of the erroneously detected reflector due to the influence of the obstacle, and it is possible to obtain highly accurate position information of the reflector. As a result, different operations can be performed depending on the more accurate position of the reflector.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記送信手段が、1つの要求信号を送信する期間内に複数の分割期間を設定し、各分割期間において互いに異なる搬送周波数となるように制御する情報処理装置である。   In the information processing apparatus of the present invention, in the information processing apparatus, the transmission unit sets a plurality of divided periods within a period in which one request signal is transmitted, and the carrier frequencies differ from each other in each divided period. It is the information processing apparatus to control to.

かかる構成により、1つの反射信号の送信を行うのみによって距離の算出を行うことができるので、距離の算出を行うために必要とされる信号の送受信を低減することが可能となり、これにより通信効率を落とさずに距離算出を行うことができる。この結果、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   With this configuration, the distance can be calculated only by transmitting one reflected signal, so that transmission / reception of signals necessary for calculating the distance can be reduced, thereby improving communication efficiency. The distance can be calculated without dropping. As a result, the position of the reflector can be detected with high accuracy, and processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記送信手段が、前記要求信号が互いに異なる搬送周波数成分からなる1つの搬送周波数によって送信されるように制御する情報処理装置である。   The information processing apparatus according to the present invention is an information processing apparatus that controls the transmission unit so that the request signal is transmitted by one carrier frequency composed of different carrier frequency components.

かかる構成により、1つの反射信号の送信を行うのみによって距離の算出を行うことができるので、距離の算出を行うために必要とされる信号の送受信を低減することが可能となり、これにより通信効率を落とさずに距離算出を行うことができる。この結果、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   With this configuration, the distance can be calculated only by transmitting one reflected signal, so that transmission / reception of signals necessary for calculating the distance can be reduced, thereby improving communication efficiency. The distance can be calculated without dropping. As a result, the position of the reflector can be detected with high accuracy, and processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記反射体から、互いに異なる3つ以上の搬送周波数によって反射信号が送信されるとともに、前記位相情報取得部が、各搬送周波数の信号のうち、信号の状態が距離を算出する上で所定の基準を満たしている2つの搬送周波数の信号を選択して、位相変化量を取得する情報処理装置である。   Further, in the information processing apparatus of the present invention, in the information processing apparatus, a reflection signal is transmitted from the reflector at three or more different carrier frequencies, and the phase information acquisition unit is configured to transmit a signal of each carrier frequency. Among these, the information processing apparatus acquires a phase change amount by selecting signals of two carrier frequencies that satisfy a predetermined criterion when the signal state calculates the distance.

反射信号において、搬送周波数によっては、例えばマルチパスが発生することなどにより信号の状態が距離の算出に適していない状態となっていることも考えられる。これに対して、前記の構成および方法によれば、互いに異なる3つ以上の搬送周波数のうち、信号の状態が距離を算出する上で所定の基準を満たしている2つの搬送周波数の信号が選択されて、これらに基づいて位相変化量の検知が行われるので、位相変化量の検知の精度を高めることが可能となる。よって、距離の算出の精度も高めることが可能となる。この結果、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   In the reflected signal, depending on the carrier frequency, it may be considered that the state of the signal is not suitable for calculating the distance due to the occurrence of multipath, for example. On the other hand, according to the above-described configuration and method, signals having two carrier frequencies satisfying a predetermined criterion in calculating the distance among the three or more different carrier frequencies are selected. Thus, since the phase change amount is detected based on these, it is possible to improve the accuracy of the phase change amount detection. Therefore, it is possible to improve the accuracy of distance calculation. As a result, the position of the reflector can be detected with high accuracy, and processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記受信手段は、受信された反射信号の周波数変換処理を行う周波数変換部を備え、前記周波数変換部が、前記反射信号をI信号とQ信号とに変換する情報処理装置である。   In the information processing apparatus according to the present invention, in the information processing apparatus, the reception unit includes a frequency conversion unit that performs frequency conversion processing of the received reflected signal, and the frequency conversion unit converts the reflected signal into an I signal. And Q signal.

かかる構成により、受信された反射信号がI信号とQ信号とに変換されることによって周波数変換が行われる。これにより、位相の検出を行うことが容易となる。   With this configuration, the received reflected signal is converted into an I signal and a Q signal, thereby performing frequency conversion. This makes it easy to detect the phase.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記距離算出部が、高分解能スペクトラム解析法を用いて前記距離を算出する情報処理装置である。   The information processing apparatus according to the present invention is an information processing apparatus in which the distance calculation unit calculates the distance using a high-resolution spectrum analysis method in the information processing apparatus.

従来、高分解能スペクトラム解析法は、複数のアンテナ素子によって受信された受信信号を入力とすることによって、電波の到来方向を推定する用途で用いられている。これに対して、前記の構成および方法では、従来の高分解能スペクトラム解析法による到来方向推定における各アンテナ素子からの受信信号を、前記の各搬送周波数の受信信号に置き換え、高分解能スペクトラム解析法における適用モデルを変えることによって、前記距離の推定を行うようになっている。   Conventionally, the high-resolution spectrum analysis method is used for the purpose of estimating the arrival direction of radio waves by using reception signals received by a plurality of antenna elements as inputs. On the other hand, in the above configuration and method, the received signal from each antenna element in the direction-of-arrival estimation by the conventional high-resolution spectrum analysis method is replaced with the reception signal of each carrier frequency described above. The distance is estimated by changing the application model.

このような高分解能スペクトラム解析法では、推定対象の値を最も確からしい値で算出することが可能であるので、たとえマルチパスが生じていたとしても、このマルチパスによる距離を除外することが可能となる。すなわち、前記の構成および方法によれば、マルチパスが生じていても、的確に距離を算出することが可能となる。この結果、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   With such a high-resolution spectrum analysis method, it is possible to calculate the estimation target value with the most probable value, so even if multipath occurs, it is possible to exclude this multipath distance. It becomes. That is, according to the above-described configuration and method, it is possible to accurately calculate the distance even when multipath occurs. As a result, the position of the reflector can be detected with high accuracy, and processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記距離算出部が、前記高分解能スペクトラム解析法としてMUSIC(Multiple Signal Classification)法を用い、該MUSIC法の入力として、互いに異なる複数の搬送周波数によって受信された反射信号を用い、モードベクトルを前記距離の関数としてMUSIC評価関数を求め、該MUSIC評価関数のピーク値を求めることによって前記距離を算出する情報処理装置である。   Further, in the information processing apparatus of the present invention, in the information processing apparatus, the distance calculation unit uses a MUSIC (Multiple Signal Classification) method as the high resolution spectrum analysis method, and inputs a plurality of different ones as an input of the MUSIC method. An information processing apparatus that uses a reflected signal received by a carrier frequency, calculates a MUSIC evaluation function using a mode vector as a function of the distance, and calculates the distance by calculating a peak value of the MUSIC evaluation function.

ここで、MUSIC評価関数のピーク値は通常一箇所にのみ表れるが、例えばマルチパスが生じている場合には、複数箇所にピーク値が表れることもある。この場合でも、マルチパスに相当する距離は、算出すべき距離よりも長くなるので、ピークが生じている距離のうち、最も小さい距離を算出すべき距離とすることによって、マルチパスが生じていても、的確に距離を算出することが可能となる。この結果、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   Here, although the peak value of the MUSIC evaluation function usually appears only at one location, for example, when multipath occurs, peak values may appear at a plurality of locations. Even in this case, since the distance corresponding to the multipath is longer than the distance to be calculated, the multipath is generated by setting the smallest distance among the distances where the peak is generated as the distance to be calculated. It is also possible to calculate the distance accurately. As a result, the position of the reflector can be detected with high accuracy, and processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記距離算出部が、受信された反射信号の受信強度を併用して前記距離を算出する情報処理装置である。   The information processing apparatus according to the present invention is the information processing apparatus in which the distance calculation unit calculates the distance by using the received intensity of the received reflected signal together.

かかる構成により、距離の算出が、反射信号の受信強度にも基づいて行われるので、例えば距離の値の候補が複数ある場合に、受信強度を考慮することによって、的確な距離を選択するなどが可能となり、より正確に距離を算出することが可能となる。この結果、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   With this configuration, the distance is calculated based also on the reception intensity of the reflected signal. For example, when there are a plurality of distance value candidates, an appropriate distance is selected by considering the reception intensity. It becomes possible to calculate the distance more accurately. As a result, the position of the reflector can be detected with high accuracy, and processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記反射信号に含まれるデータ部の情報を取得するとともに、前記距離算出部によって算出された前記距離情報と前記データ部の情報とを結びつけて外部に出力する受信制御部を備える情報処理装置である。   In the information processing apparatus of the present invention, in the information processing apparatus, the information of the data part included in the reflected signal is acquired, and the distance information calculated by the distance calculation part and the information of the data part are obtained. The information processing apparatus includes a reception control unit that outputs the data to the outside.

かかる構成により、前記反射信号に含まれるデータ部の情報によって、例えば該反射信号を送信した反射体を識別する情報などを認識することができる。また、受信制御部は、距離算出部によって測定された前記距離の情報と、前記データ部の情報とを結びつけてこれを認識する。これにより、情報処理装置が通信する反射体が複数存在した場合でも、各反射体の距離を区別して認識することが可能となる。この結果、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   With this configuration, for example, information for identifying the reflector that has transmitted the reflection signal can be recognized based on the information of the data portion included in the reflection signal. The reception control unit recognizes the distance information measured by the distance calculation unit and the information of the data unit in association with each other. As a result, even when there are a plurality of reflectors with which the information processing apparatus communicates, the distances between the reflectors can be distinguished and recognized. As a result, the position of the reflector can be detected with high accuracy, and processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記距離算出部が、前記反射信号に基づいて、該反射信号を送信した反射体の位置する方向を測定する情報処理装置である。   The information processing apparatus according to the present invention is an information processing apparatus in which, in the information processing apparatus, the distance calculation unit measures a direction in which a reflector that has transmitted the reflection signal is positioned based on the reflection signal.

かかる構成により、反射体の距離とともに、その存在位置方向をも認識することが可能となる。これにより、該反射体の存在位置を認識することが可能となる。この結果、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   With this configuration, it is possible to recognize not only the distance of the reflector but also the direction of the existing position. This makes it possible to recognize the position of the reflector. As a result, the position of the reflector can be detected with high accuracy, and processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理装置は、前記情報処理装置において、前記距離算出部が、前記反射信号のプリアンブル部における信号を解析することによって前記距離を算出する情報処理装置である。   The information processing apparatus according to the present invention is the information processing apparatus according to the information processing apparatus, wherein the distance calculation unit calculates the distance by analyzing a signal in a preamble portion of the reflected signal.

かかる構成により、反射信号のプリアンブル部における信号が解析されることによって前記距離が算出される。ここで、プリアンブル部は、反射信号の始まりを示すデータを示しており、同一規格(例えばEPC)内であれば、全ての反射体に共通の所定のデータとなっている。したがって、プリアンブル部の長さは、どの反射体からの信号であっても同じになるので、信号の解析を確実に行うことが可能となる。また、プリアンブル部における信号は全て共通となるので、例えばPSK変調が行われる場合でも距離の算出を行うことが可能となる。この結果、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   With this configuration, the distance is calculated by analyzing the signal in the preamble portion of the reflected signal. Here, the preamble portion indicates data indicating the start of the reflected signal, and is within predetermined data common to all reflectors within the same standard (for example, EPC). Therefore, since the length of the preamble part is the same regardless of the signal from any reflector, the signal can be analyzed reliably. Further, since all signals in the preamble part are common, for example, it is possible to calculate the distance even when PSK modulation is performed. As a result, the position of the reflector can be detected with high accuracy, and processing according to the position of the reflector can be performed with high accuracy.

また、本発明の情報処理方法は、異なる複数の搬送周波数の電波により1つのフレームからなる信号である要求信号を外部に送信する送信ステップと、前記送信ステップで送信された前記要求信号が、反射体によって所定の変調を受けながら反射されて発生した、1つのフレームからなる信号である反射信号を、アンテナを介して受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信した反射信号と前記要求信号との間の位相の変化量を、前記送信手段が送信した搬送周波数ごとに算出する位相情報取得ステップと、前記位相情報取得ステップによって取得された搬送周波数ごとの位相の変化量と搬送周波数とに基づいて、前記アンテナと前記反射体との間の距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップで算出した距離に基づいて、前記反射体の位置に関する情報である位置情報を取得する位置情報取得ステップと、前記位置情報取得ステップで取得した位置情報に基づいて、前記反射体が、所定の位置に存在するか否かを判定し、判定結果を出力する位置判定ステップと、前記判定結果に基づいて所定の処理を行う処理ステップと、を備えている情報処理方法である。   The information processing method of the present invention includes a transmission step of transmitting a request signal, which is a signal composed of one frame, using radio waves having different carrier frequencies, and the request signal transmitted in the transmission step is reflected. A reception step of receiving, via an antenna, a reflection signal that is a signal composed of one frame, which is generated by being reflected while being subjected to predetermined modulation by the body, and the reflection signal received in the reception step and the request signal Based on the phase information acquisition step for calculating the phase change amount for each carrier frequency transmitted by the transmission means, and the phase change amount and carrier frequency for each carrier frequency acquired by the phase information acquisition step A distance calculating step for calculating a distance between the antenna and the reflector, and a distance calculated in the distance calculating step. A position information acquisition step for acquiring position information which is information relating to the position of the reflector, and based on the position information acquired in the position information acquisition step, whether or not the reflector is present at a predetermined position. An information processing method comprising: a position determination step for determining and outputting a determination result; and a processing step for performing a predetermined process based on the determination result.

かかる構成により、反射体から送信される反射信号を受信することによって、前記距離の算出を精度良く的確に行うことが可能となり、反射体の位置を精度良く検出でき、反射体の位置に応じた処理を精度良く行うことが可能となる。   With this configuration, by receiving a reflected signal transmitted from the reflector, the distance can be calculated accurately and accurately, the position of the reflector can be detected with high accuracy, and the distance corresponding to the position of the reflector can be determined. Processing can be performed with high accuracy.

また、本発明に係る通信システムは、前記本発明に係る情報処理装置と、前記情報処理装置によって前記反射体と通信が行われた結果に基づいて、該反射体と関連付けられている物品、人、および生物のうち少なくともいずれか1つを管理する管理装置とを備える通信システムである。   Further, the communication system according to the present invention includes an information processing apparatus according to the present invention and an article, a person associated with the reflector based on a result of communication with the reflector by the information processing apparatus. , And a management device that manages at least one of the organisms.

かかる構成により、反射体と関連付けられている物品、人、および生物を管理する上で、その位置情報に応じた処理を実行させることが可能なシステムを容易に構築することが可能となる。   With such a configuration, it is possible to easily construct a system capable of executing processing according to position information when managing articles, people, and living organisms associated with the reflector.

本発明に係る情報処理装置は、以上のように、反射体から、互いに異なる複数の搬送周波数によって送信された反射信号を受信する処理を行う距離測定装置において、上記反射体から送信された上記反射信号を解析することによって、該反射体と当該距離測定装置との距離を算出する距離算出部を備える構成である。これにより、反射体と距離測定装置との距離をより精度よく算出することが可能となる。   As described above, the information processing apparatus according to the present invention is a distance measuring device that performs processing for receiving reflected signals transmitted from a plurality of different carrier frequencies from the reflector, and the reflection transmitted from the reflector. It is a structure provided with the distance calculation part which calculates the distance of this reflector and the said distance measurement apparatus by analyzing a signal. Thereby, it becomes possible to calculate the distance between the reflector and the distance measuring device more accurately.

そして、これらの構成を用いることで、RFIDタグの存在する位置に応じて、処理の対象となるRFIDタグを高精度に分別し、分別したRFIDタグに対して異なる処理を行なうことが可能となるという効果を奏する。   By using these configurations, it is possible to classify the RFID tag to be processed with high accuracy according to the position where the RFID tag exists, and to perform different processing on the sorted RFID tag. There is an effect.

以下、本発明の一実施形態として、情報処理装置について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。   Hereinafter, an information processing apparatus will be described as an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In addition, since the component which attached | subjected the same code | symbol in embodiment performs the same operation | movement, description may be abbreviate | omitted again.

(実施の形態1)
(リーダライタの構成)
図2は、本実施形態に係るRFIDタグとリーダライタとからなる通信システムの概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、通信システムは、1つ以上のRFIDタグl(反射体)…およびリーダライタ(情報処理装置)2を備えた構成となっている。
(Embodiment 1)
(Configuration of reader / writer)
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a communication system including the RFID tag and the reader / writer according to the present embodiment. As shown in the figure, the communication system includes one or more RFID tags 1 (reflectors)... And a reader / writer (information processing apparatus) 2.

RFIDタグ1は、各種物品に取り付けられるものであり、取り付けられている物品あるいはそれに関連する物や人に関する情報を記億するものである。このRFIDタグ1は、無線通信用IC(Integrated Circuit)、記憶部、およびアンテナなどを備えた構成となっている。   The RFID tag 1 is attached to various articles, and records information on the attached article or related items and people. The RFID tag 1 includes a wireless communication IC (Integrated Circuit), a storage unit, an antenna, and the like.

本実施形態においては、RFIDタグ1として、電池などの電源を有しておらず、リーダライタ2から電波で送電された電力によって回路が動作し、リーダライタ2と無線通信を行うパッシブタイプのRFIDタグを用いることが想定されている。なお、本実施形態において用いられるRFIDタグは、上記のようなパッシブタイプのRFIDタグに限定されるものではなく、電池などの電源を有するアクティブタイプのRFIDタグであっても構わない。   In the present embodiment, the RFID tag 1 does not have a power source such as a battery, and a passive RFID that performs wireless communication with the reader / writer 2 by operating a circuit with power transmitted by radio waves from the reader / writer 2. It is assumed that tags will be used. The RFID tag used in the present embodiment is not limited to the passive RFID tag as described above, and may be an active RFID tag having a power source such as a battery.

リーダライタ2は、各RFIDタグ1との間で無線通信を行い、RFIDタグ1に記憶されている情報の読み書きを行う装置である。なお、本実施形態では、リーダライタ2は、RFIDタグ1に記憶されている情報の読み書きを行うものとしているが、これに限定されるものではなく、RFIDタグ1に記憶されている情報の読み出しのみを行うRFIDリーダであってもよい。   The reader / writer 2 is a device that performs wireless communication with each RFID tag 1 and reads / writes information stored in the RFID tag 1. In the present embodiment, the reader / writer 2 reads and writes information stored in the RFID tag 1, but the present invention is not limited to this, and the information stored in the RFID tag 1 is read. It may be an RFID reader that performs only the above.

本実施形態では、リーダライタ2が送受信する電波の周波数帯域は、800MHz〜960MHz前後のいわゆるUHF帯としている。このような周波数帯域の電波を用いることにより、リーダライタ2は、数m〜数10m程度の距離範囲内に位置するRFIDタグ1と通信可能となる。なお、本実施形態においては、UHF帯を用いた通信を想定しているが、これに限定されるものではなく、RFIDタグ向けの周波数帯域としての、13.56MHz帯、2.45GHz帯などの周波数帯域を用いてもよく、さらには、無線による通信を行うことが可能なその他の周波数帯による通信が行われても構わない。   In this embodiment, the frequency band of the radio wave transmitted and received by the reader / writer 2 is a so-called UHF band of about 800 MHz to 960 MHz. By using radio waves in such a frequency band, the reader / writer 2 can communicate with the RFID tag 1 located within a distance range of several meters to several tens of meters. In the present embodiment, communication using the UHF band is assumed. However, the present invention is not limited to this, and the 13.56 MHz band, 2.45 GHz band, and the like as frequency bands for RFID tags are used. A frequency band may be used, and further, communication using another frequency band capable of performing wireless communication may be performed.

リーダライタ2は、送信アンテナ3、受信アンテナ4、送信処理部5、受信処理部6、通信制御部7、位置測定部8、外部通信部9,エリア判定部10、およびエリア情報記憶部11を備えた構成となっている。   The reader / writer 2 includes a transmission antenna 3, a reception antenna 4, a transmission processing unit 5, a reception processing unit 6, a communication control unit 7, a position measurement unit 8, an external communication unit 9, an area determination unit 10, and an area information storage unit 11. It has a configuration with.

送信アンテナ3は、RFIDタグ1…に対して電波を送信するアンテナであり、受信アンテナ4は、RFIDタグ1…から送られてきた電波を受信するアンテナである。この送信アンテナ3および受信アンテナ4は、例えばパッチアンテナやアレーアンテナなどによって構成される。なお、本構成例では、送信アンテナ3と受信アンテナ4とをそれぞれ別に設けているが、1つのアンテナを送信アンテナ3および受信アンテナ4の両方の機能を有するものとして用いる構成としてもよい。   The transmission antenna 3 is an antenna that transmits radio waves to the RFID tags 1... And the reception antenna 4 is an antenna that receives radio waves transmitted from the RFID tags 1. The transmission antenna 3 and the reception antenna 4 are configured by, for example, a patch antenna or an array antenna. In this configuration example, the transmitting antenna 3 and the receiving antenna 4 are provided separately, but one antenna may be used as having both functions of the transmitting antenna 3 and the receiving antenna 4.

送信処理部5は、送信アンテナ3から送信される送信信号の変調、増幅などの処理を行う。また、受信処理部6は、受信アンテナ4において受信された受信信号の増幅、復調などの処理を行う。   The transmission processing unit 5 performs processing such as modulation and amplification of a transmission signal transmitted from the transmission antenna 3. The reception processing unit 6 performs processing such as amplification and demodulation of the reception signal received by the reception antenna 4.

通信制御部7は、通信対象となるRFIDタグ1に対して、送信アンテナ3および/または受信アンテナ4を介して情報の読み出しおよび/または書き込み制御を行う。   The communication control unit 7 performs reading and / or writing control of information with respect to the RFID tag 1 to be communicated via the transmission antenna 3 and / or the reception antenna 4.

なお、送信処理部5と通信制御部7の送信に関する処理を行う部分とが、RFIDタグ1に対して送信信号を送信する送信手段を構成する。なお、この送信手段は、送信アンテナ3を含むものとしてもよい。また、この送信手段に、通信制御部7を含めないようにしても良い。
また、受信処理部6と通信制御部7の受信に関する処理を行う部分とが、RFIDタグ1から送信される信号、例えば反射信号、を受信する受信手段を構成する。なお、この受信手段は、受信アンテナ4を含むものとしてもよい。また、この送信手段に、通信制御部7を含めないようにしても良い。
The transmission processing unit 5 and the part that performs processing related to the transmission of the communication control unit 7 constitute a transmission unit that transmits a transmission signal to the RFID tag 1. This transmission means may include the transmission antenna 3. Further, the communication control unit 7 may not be included in this transmission means.
The reception processing unit 6 and the part that performs processing related to reception by the communication control unit 7 constitute reception means for receiving a signal transmitted from the RFID tag 1, for example, a reflected signal. This receiving means may include the receiving antenna 4. Further, the communication control unit 7 may not be included in this transmission means.

位置測定部8は、RFIDタグ1から受信した受信信号に基づいて、該RFIDタグlの位置を測定する。詳細は後述するが、RFIDタグ1の位置の測定としては、リーダライタ2とRFIDタグ1との距離の測定、リーダライタ2から見た際のRFIDタグ1の方向の測定、および、RFIDタグ1の空間的な位置の測定などが挙げられる。なお、リーダライタ2とRFIDタグ1との距離とは、厳密には、リーダライタ2における送信アンテナ3とRFIDタグ1との距離と、RFIDタグ1と受信アンテナ4との距離の加算平均に相当する。なお、RFIDタグ1がアクティブタイプの場合には、受信アンテナ4とRFIDタグ1との距離に相当する。   The position measuring unit 8 measures the position of the RFID tag 1 based on the received signal received from the RFID tag 1. Although details will be described later, the position of the RFID tag 1 is measured by measuring the distance between the reader / writer 2 and the RFID tag 1, measuring the direction of the RFID tag 1 when viewed from the reader / writer 2, and the RFID tag 1. Measurement of the spatial position. Strictly speaking, the distance between the reader / writer 2 and the RFID tag 1 corresponds to an average of the distance between the transmission antenna 3 and the RFID tag 1 and the distance between the RFID tag 1 and the reception antenna 4 in the reader / writer 2. To do. When the RFID tag 1 is an active type, this corresponds to the distance between the receiving antenna 4 and the RFID tag 1.

エリア判定部10は、位置測定部8において測定された位置に基づいて、該RFIDタグ1が所定の空間領域(通信エリア)内に位置しているか否かを判定する。通信エリアがどのような空間領域であるかについてのエリア情報は、エリア情報記憶部11に記憶されている。エリア判定部10は、位置測定部8において測定された位置が、上記エリア情報で規定される通信エリア内に存在するか否かを判定することによって、該RFIDタグ1が通信エリア内に存在しているかを判定する。   The area determination unit 10 determines whether the RFID tag 1 is located within a predetermined space area (communication area) based on the position measured by the position measurement unit 8. Area information about what kind of spatial area the communication area is stored in the area information storage unit 11. The area determination unit 10 determines whether or not the position measured by the position measurement unit 8 exists in the communication area defined by the area information, so that the RFID tag 1 exists in the communication area. Judge whether it is.

外部通信部9は、リーダライタ2において読み出されたRFIDタグ1の情報を外部装置に送信したり、外部装置からのRFIDタグ1に対する書き込み情報を受信したりする。外部装置と外部通信部9との間は、有線または無線によって通信接続されている。ここで、リーダライタ2によるRFIDタグ1に対する読み書き処理に基づいて動作する外部装置が、該リーダライタ2を内蔵する構成であっても構わない。   The external communication unit 9 transmits information on the RFID tag 1 read by the reader / writer 2 to an external device, and receives write information on the RFID tag 1 from the external device. Communication between the external device and the external communication unit 9 is established by wired or wireless communication. Here, the external device that operates based on the read / write processing on the RFID tag 1 by the reader / writer 2 may be configured to incorporate the reader / writer 2.

なお、エリア情報記憶部11に記憶されているエリア情報は、リーダライタ2が設置される環境に応じて設定されることになる。このエリア情報の設定は、例えば外部通信部9を介して外部装置から行われるようになっていてもよいし、リーダライタ2に、エリア情報を入力するためのユーザインターフェースが備えられていてもよい。   The area information stored in the area information storage unit 11 is set according to the environment in which the reader / writer 2 is installed. The setting of the area information may be performed from an external device, for example, via the external communication unit 9, or the reader / writer 2 may be provided with a user interface for inputting area information. .

なお、上記リーダライタ2が備える通信制御部7、位置測定部8、エリア判定部10、および外部通信部9は、ハードウェアロジックによって構成されていてもよいし、CPUなどの演算手段が、ROM(Read Only Memory)やRAMなどの記憶手段に記憶されたプログラムを実行することにより実現する構成となっていてもよい。   Note that the communication control unit 7, the position measurement unit 8, the area determination unit 10, and the external communication unit 9 included in the reader / writer 2 may be configured by hardware logic. (Read Only Memory) or a configuration realized by executing a program stored in a storage unit such as a RAM.

CPUなどの演算手段および記憶手段によって上記の各構成を構成する場合、これらの手段を有するコンピュータが、上記プログラムを記録した記録媒体を読み取り、当該プログラムを実行することによって、通信制御部7、位置測定部8、エリア判定部10、および外部通信部9の各種機能および各種処理を実現することができる。また、上記プログラムをリムーバブルな記録媒体に記録することにより、任意のコンピュータ上で上記の各種機能および各種処理を実現することができる。   When each of the above-described configurations is configured by calculation means such as a CPU and storage means, a computer having these means reads the recording medium on which the program is recorded, and executes the program, whereby the communication control unit 7, position Various functions and various processes of the measurement unit 8, the area determination unit 10, and the external communication unit 9 can be realized. In addition, by recording the program on a removable recording medium, the various functions and various processes described above can be realized on an arbitrary computer.

この記録媒体としては、コンピュータで処理を行うために図示しないメモリ、例えばROMのようなものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することにより読取り可能なプログラムメディアであっても良い。   As this recording medium, a program medium such as a memory (not shown) such as ROM may be used for processing by a computer, and a program reader is provided as an external storage device (not shown). The program medium may be readable by inserting a recording medium therein.

また、何れの場合でも、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行される構成であることが好ましい。さらに、プログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であることが好ましい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。   In any case, the stored program is preferably configured to be accessed and executed by the microprocessor. Furthermore, it is preferable that the program is read out, and the read program is downloaded to a program storage area of the microcomputer and the program is executed. It is assumed that this download program is stored in advance in the main unit.

また、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する記録媒体であることが好ましい。   In addition, if the system configuration is capable of connecting to a communication network including the Internet, the recording medium is preferably a recording medium that fluidly carries the program so as to download the program from the communication network.

さらに、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別の記録媒体からインストールされるものであることが好ましい。   Further, when the program is downloaded from the communication network as described above, it is preferable that the download program is stored in the main device in advance or installed from another recording medium.

(距離測定に関する構成)
次に、リーダライタ2において、RFIDタグ1と当該リーダライタ2との距離を測定するための構成について図1を参照しながら説明する。同図に示すように、送信処理部5は、周波数調整部としてのPLL(Phase Locked Loop)部5A、変調部5B、電力増幅部5C、および発信器5Dを備えている。また、受信処理部6は、増幅部6A、および周波数変換部6Bを備えている。また、位置測定部8は、位相情報取得部8A、および距離算出部8Bを備えている。また、通信制御部7は、周波数制御部7A、送信制御部7B、および受信制御部7Cを備えている。
(Configuration for distance measurement)
Next, a configuration for measuring the distance between the RFID tag 1 and the reader / writer 2 in the reader / writer 2 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the transmission processing unit 5 includes a PLL (Phase Locked Loop) unit 5A as a frequency adjustment unit, a modulation unit 5B, a power amplification unit 5C, and a transmitter 5D. The reception processing unit 6 includes an amplification unit 6A and a frequency conversion unit 6B. The position measurement unit 8 includes a phase information acquisition unit 8A and a distance calculation unit 8B. The communication control unit 7 includes a frequency control unit 7A, a transmission control unit 7B, and a reception control unit 7C.

送信処理部5において、PLL部5Aは、送信アンテナ3から送信される送信信号の搬送周波数を設定するものであり、PLL回路によって構成される。変調部5Bは、PLL部5Aおよび発信器5Dによって生成された搬送信号に変調を加えて送信信号にデータを重畳させる処理を行う。本実施形態においては、変調部5Bは、ASK(Amplitude Shift Keying)変調によって送信信号を生成する。なお、送信信号の変調方式としては、上記のASK変調に限定されるものではなく、FSK(Frequency Shift Keying)変調、PSK(Phase Shift Keying)変調など、その他のデジタル変調方式を採用してもよい。電力増幅部5Cは、送信信号の増幅を行う。   In the transmission processing unit 5, the PLL unit 5A sets a carrier frequency of a transmission signal transmitted from the transmission antenna 3, and is configured by a PLL circuit. The modulation unit 5B performs a process of modulating the carrier signal generated by the PLL unit 5A and the transmitter 5D and superimposing data on the transmission signal. In the present embodiment, the modulation unit 5B generates a transmission signal by ASK (Amplitude Shift Keying) modulation. Note that the transmission signal modulation method is not limited to the above-described ASK modulation, and other digital modulation methods such as FSK (Frequency Shift Keying) modulation and PSK (Phase Shift Keying) modulation may be adopted. . The power amplifier 5C amplifies the transmission signal.

受信処理部6において、増幅部6Aは、受信アンテナ4において受信された受信信号の増幅を行う。周波数変換部6Bは、増幅部6Aにおいて増幅された受信信号の周波数を変換して、より低周波の信号に変換する処理を行う。   In the reception processing unit 6, the amplification unit 6 </ b> A amplifies the reception signal received by the reception antenna 4. The frequency conversion unit 6B performs a process of converting the frequency of the reception signal amplified by the amplification unit 6A and converting it to a lower frequency signal.

位置測定部8において、位相情報取得部8Aは、周波数変換部6Bによって周波数変換された受信信号の位相の変化量を検出し、これを位相情報として取得する。なお、受信信号の位相の変化量とは、該受信信号が所定の距離を伝播することによって生じる位相の変化量を示している。   In the position measurement unit 8, the phase information acquisition unit 8A detects the amount of change in the phase of the reception signal frequency-converted by the frequency conversion unit 6B, and acquires this as phase information. Note that the amount of change in phase of the received signal indicates the amount of change in phase that occurs when the received signal propagates a predetermined distance.

より詳しくは、PLL部5Aから出力される搬送信号をsin2πf1tとすると、周波数変換部6Bはこの搬送信号sin2πf1tと増幅部6Aから入力された受信信号D(t)Asin(2πf1t+φ)とを掛け合わせて求めた値(D(t)Acosφ)を位相情報取得部8Aに送出する。位相情報取得部8Aは、周波数変換部6Bから送出された値に基づいて位相の変化量φを算出する。ここで、tは時間、D(t)は変調部5BにおいてASK変調が行われた場合のベースバンド信号、Aは搬送信号自体の振幅、φは往復2rの距離を伝搬することによる位相の変化量をそれぞれ示している。 More specifically, assuming that the carrier signal output from the PLL unit 5A is sin2πf 1 t, the frequency converter 6B receives the carrier signal sin2πf 1 t and the received signal D (t) Asin (2πf 1 t input from the amplifier 6A. The value (D (t) Acosφ) obtained by multiplying + φ) is sent to the phase information acquisition unit 8A. The phase information acquisition unit 8A calculates the phase change amount φ based on the value sent from the frequency conversion unit 6B. Here, t is time, D (t) is a baseband signal when ASK modulation is performed in the modulation unit 5B, A is the amplitude of the carrier signal itself, and φ is a phase change caused by propagating a distance of 2r round-trip. Each amount is shown.

距離算出部8Bは、位相情報取得部8Aによって取得された位相の変化量情報に基づいて、該当RFIDタグ1とリーダライタ2との距離を算出する。この距離の算出方法の詳細については後述する。   The distance calculation unit 8B calculates the distance between the corresponding RFID tag 1 and the reader / writer 2 based on the phase change amount information acquired by the phase information acquisition unit 8A. Details of this distance calculation method will be described later.

通信制御部7において、周波数制御部7Aは、PLL部5Aによって設定される搬送信号の周波数を制御する。送信制御部7Bは、変調部5Bに対して、送信信号を変調すべきデータを入力する。受信制御部7Cは、距離算出部8Bによって算出された距離情報を通信制御部7が受信する処理を行う。   In the communication control unit 7, the frequency control unit 7A controls the frequency of the carrier signal set by the PLL unit 5A. The transmission control unit 7B inputs data for modulating the transmission signal to the modulation unit 5B. The reception control unit 7C performs processing in which the communication control unit 7 receives the distance information calculated by the distance calculation unit 8B.

(距離測定の詳細)
次に、距離測定処理の詳細について説明する。本実施形態においては、リーダライタ2がRFIDタグ1に対してR/W要求信号(要求信号)を送信し、RFIDタグ1がこれに応じて応答信号(反射信号)を返信するようになっている。この様子を図3(a)〜図3(c)に示す。図3(a)は、リーダライタとRFIDタグとの間でR/W要求信号および応答信号の送受信が行われる状態を示す図である。図3(b)は、リーダライタからRFIDタグへ送信される信号及びその搬送周波数を時間軸で示した図である。図3(c)は、RFIDタグからリーダライタへ送信される信号およびその搬送周波数を時間軸で示した図である。
(Details of distance measurement)
Next, details of the distance measurement process will be described. In the present embodiment, the reader / writer 2 transmits an R / W request signal (request signal) to the RFID tag 1, and the RFID tag 1 returns a response signal (reflection signal) accordingly. Yes. This is shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c). FIG. 3A is a diagram illustrating a state in which an R / W request signal and a response signal are transmitted and received between the reader / writer and the RFID tag. FIG. 3B shows a signal transmitted from the reader / writer to the RFID tag and its carrier frequency on the time axis. FIG. 3C is a diagram showing a signal transmitted from the RFID tag to the reader / writer and its carrier frequency on a time axis.

リーダライタ2は、常に特定の信号(RFIDタグ1への電力供給を行うための信号)を送信している一方、RFIDタグ1に対して応答信号(以下、タグ応答信号とする)を送信することを要求する時に、図3(b)に示すように、タグ応答信号の返信を要求するR/W要求信号を送信する。すなわち、リーダライタ2における送信制御部7Bは、定常状態では定常状態を示すデータを送信するように変調部5Bを制御し、タグ応答信号を要求する際には、R/W要求信号を構成するデータを送信するように変調部5Bを制御する。RFIDタグ1は、常にリーダライタ2から送られてくる信号を監視し、R/W要求信号を受信したことを検知すると、それに応答する形でタグ応答信号を送信する。   The reader / writer 2 always transmits a specific signal (a signal for supplying power to the RFID tag 1), while transmitting a response signal (hereinafter referred to as a tag response signal) to the RFID tag 1. When requesting this, as shown in FIG. 3B, an R / W request signal for requesting a reply of the tag response signal is transmitted. That is, the transmission control unit 7B in the reader / writer 2 controls the modulation unit 5B to transmit data indicating the steady state in the steady state, and configures the R / W request signal when requesting the tag response signal. The modulation unit 5B is controlled to transmit data. The RFID tag 1 constantly monitors the signal sent from the reader / writer 2 and, when detecting that the R / W request signal has been received, transmits the tag response signal in response to the signal.

より詳しくは、リーダライタ2は、R/W要求信号およびCW(連続搬送波)からなる1フレームの信号を送信する。RFIDタグ1は、リーダライタ2からR/W要求信号およびCW(連続搬送波)を受け取ると、CW(連続搬送波)の周波数に応じた搬送周波数fからなるタグ応答信号をリーダライタ2へ送信する。図3(b)および(c)では、R/W要求信号およびCW(連続搬送波)は搬送周波数fによって送信され、また、これに応じてタグ応答信号は搬送周波数fによって送信されている。 More specifically, the reader / writer 2 transmits a signal of one frame composed of an R / W request signal and CW (continuous carrier wave). RFID tag 1 transmits from the reader-writer 2 receives the R / W request signal and CW (continuous carrier wave), CW a tag response signal consisting of a carrier frequency f 1 corresponding to the frequency (continuous carrier wave) to the reader writer 2 . 3B and 3C, the R / W request signal and the CW (continuous carrier wave) are transmitted by the carrier frequency f 1 , and the tag response signal is transmitted by the carrier frequency f 1 accordingly. .

タグ応答信号は、図3(c)に示すように、プリアンブル部とデータ部とを有するフレームによって構成されている。プリアンブル部は、タグ応答信号の始まりを示すデータを示しており、同一規格(例えばEPC)内であれば、全てのRFIDタグ1に共通の所定のデータとなっている。データ部は、プリアンブル部に引き続いて送信されるものであり、RFIDタグ1から送信される実質的な情報を示すデータを示している。このデータ部に含まれる情報としては、例えば各RFIDタグ1に固有のID情報などが挙げられるが、RFIDタグ1から送信すべき情報、例えばRFIDタグ1内の記憶部に格納されている各種情報などを含んでいてもよい。   As shown in FIG. 3C, the tag response signal is composed of a frame having a preamble part and a data part. The preamble portion indicates data indicating the start of a tag response signal, and is predetermined data common to all RFID tags 1 within the same standard (for example, EPC). The data part is transmitted subsequent to the preamble part, and indicates data indicating substantial information transmitted from the RFID tag 1. Examples of the information included in the data part include ID information unique to each RFID tag 1. Information to be transmitted from the RFID tag 1, for example, various information stored in the storage part in the RFID tag 1. Etc. may be included.

そして、リーダライタ2は、R/W要求信号を2回送信するとともに、各R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))の送信における搬送周波数を互いに異ならせている。すなわち、リーダライタ2における周波数制御部7Aは、1回目のR/W要求信号の送信時には、第1の周波数fで搬送信号を出力するようにPLL部5Aを制御し、2回目のR/W要求信号の送信時には、第1の周波数fとは異なる第2の周波数fで搬送信号を出力するようにPLL部5Aを制御する。 The reader / writer 2 transmits the R / W request signal twice and sets the carrier frequencies in the transmission of each R / W request signal (more specifically, CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal) to each other. It is different. That is, the frequency controller 7A of the reader writer 2, when transmitting the first R / W request signal, and controls the PLL section 5A to output the carrier signal at a first frequency f 1, 2 nd R / When transmitting the W request signal, the PLL unit 5A is controlled so as to output the carrier signal at the second frequency f 2 different from the first frequency f 1 .

図1および図3に示すように、第1の周波数fで送信されたR/W要求信号をRFIDタグ1が受信すると、同じく第1の周波数fでタグ応答信号が返信される。そして、リーダライタ2では、位相情報取得部8Aが受信したタグ応答信号のプリアンブル部を解析することによって、タグ応答信号の位相の変化量を示すφを検出する。同様に、第2の周波数fで送信されたR/W要求信号をRFIDタグ1が受信すると、同じく第2の周波数fでタグ応答信号が返信される。そして、リーダライタ2では、位相情報取得部8Aが受信したタグ応答信号のプリアンブル部を解析することによって、タグ応答信号の位相の変化量を示すφを検出する。ここで述べる解析とは、タグ応答信号の位相の変化量を検出する処理のことである。 As shown in FIGS. 1 and 3, when the first R / W request signal transmitted at the frequency f 1 RFID tag 1 receives the tag response signal is returned again in the first frequency f 1. Then, the reader-writer 2, by analyzing the preamble portion of the tag response signal phase information acquiring section 8A receives, detects the phi 1 that indicates the phase change amount of the tag response signal. Similarly, when the second R / W request signal transmitted at the frequency f 2 RFID tag 1 receives the tag response signal is returned again at the second frequency f 2. Then, the reader-writer 2, by analyzing the preamble portion of the tag response signal phase information acquiring section 8A receives, detects the phi 2 showing the phase change amount of the tag response signal. The analysis described here is processing for detecting the amount of change in the phase of the tag response signal.

なお、上記の例では、タグ応答信号の位相の変化量は、プリアンブル部を解析することによって検出するようになっているが、これに限定されるものではなく、データ部をも含めて位相の変化量を検出してもよいし、データ部において位相の変化量を検出してもよい。ただし、変調方式がPSKである場合には、内容が変化しうるデータ部に基づいて、距離に伴う位相の変化量を検出することは困難となるので、内容が固定であるプリアンブル部において位相の変化量を検出することが好ましい。なお、プリアンブル部あるいはデータ部を解析する具体例については後述する。   In the above example, the amount of change in the phase of the tag response signal is detected by analyzing the preamble part. However, the present invention is not limited to this, and the phase change including the data part is also included. The amount of change may be detected, or the amount of phase change may be detected in the data portion. However, when the modulation method is PSK, it is difficult to detect the amount of change in phase with distance based on the data part whose contents can change. Therefore, in the preamble part whose contents are fixed, It is preferable to detect the amount of change. A specific example of analyzing the preamble part or the data part will be described later.

以上のようにして、位相情報取得部8Aが位相の変化量φおよびφを検出すると、この位相の変化量の情報が距離算出部8Bに伝送される。距離算出部8Bは、φおよびφに基づいて、RFIDタグ1とリーダライタ2との距離を以下のように算出する。 As described above, when the phase information acquiring unit 8A detects a change amount phi 1 and phi 2 of the phase information of the amount of change in the phase is transmitted to the distance calculation section 8B. Distance calculator 8B based on the phi 1 and phi 2, is calculated as follows distance between the RFID tag 1 and the reader-writer 2.

まず、送信アンテナ3からRFIDタグlまでの距離、および、受信アンテナ4からRFIDタグ1までの距離を等しいものと仮定し、これを距離rとする。第1の周波数fおよび第2の周波数fによって搬送される信号が往復2rの距離を伝搬することによって生じる位相の変化量φおよびφ2は、次の式で表される。

Figure 0005440893
First, it is assumed that the distance from the transmitting antenna 3 to the RFID tag 1 and the distance from the receiving antenna 4 to the RFID tag 1 are equal, and this is set as a distance r. Phase change amounts φ 1 and φ 2 caused by propagation of a signal carried by the first frequency f 1 and the second frequency f 2 through the distance of the round trip 2r are expressed by the following equations.
Figure 0005440893

上式において、cは光速を表している。上記の2つの式に基づいて、距離rは、次の式で求められる。

Figure 0005440893
In the above formula, c represents the speed of light. Based on the above two formulas, the distance r is obtained by the following formula.
Figure 0005440893

以上のようにして、位相の変化量φおよびφに基づいて、送信アンテナ3からRFIDタグ1までの距離rを求めることができる。なお、RFIDタグlにおいて、R/W要求信号を受信してからタグ応答信号を送信する間に、位相のずれが生じることが予想されるが、この位相のずれは、第1の周波数fおよび第2の周波数fによって搬送される信号のどちらにおいても同じ量となる。よって、RFIDタグlにおける信号の送受信時に生じる位相のずれは、上記の距離の算出に影響を与えることばない。 As described above, the distance r from the transmission antenna 3 to the RFID tag 1 can be obtained based on the phase change amounts φ 1 and φ 2 . Note that, in the RFID tag 1, it is expected that a phase shift will occur between the reception of the R / W request signal and the transmission of the tag response signal. This phase shift is caused by the first frequency f 1. and it becomes even the same amount in both of the signal carried by the second frequency f 2. Therefore, a phase shift that occurs during signal transmission / reception in the RFID tag 1 does not affect the calculation of the distance.

なお、数2において、φが2π以上となっている場合には、距離rを的確に算出することができない。すなわち、測定可能な距離rの最大値rmaxは、Δφ=2πの時であり、次の式で表される。

Figure 0005440893
In Equation 2, when φ 2 is 2π or more, the distance r cannot be calculated accurately. That is, the maximum value rmax of the distance r that can be measured is when Δφ = 2π, and is represented by the following equation.
Figure 0005440893

ここで、例えば第1の周波数fと第2の周波数fとの差を5MHzとした場合、数3より最大距離rmaxは30mとなる。また、同様に、第1の周波数fと第2の周波数fとの差を2MHzとした場合、数3より最大距離rmaxは75mとなる。UHF帯を利用したRFID通信システムにおいて、想定される最大通信距離は10m程度であるので、上記のような測定は実用上問題がないことがわかる。 Here, for example, when the difference between the first frequency f 1 and the second frequency f 2 is 5 MHz, the maximum distance rmax is 30 m from Equation 3. Similarly, when the difference between the first frequency f 1 and the second frequency f 2 is 2 MHz, the maximum distance rmax is 75 m from Equation 3. In the RFID communication system using the UHF band, since the assumed maximum communication distance is about 10 m, it can be understood that the above measurement has no practical problem.

なお、上記の最大距離rmax以上の測定が必要となる場合であっても、例えば受信信号の受信強度の測定を併用することによって、距離rの測定を行うことが可能である。具体的には、Δφが2π以上となる可能性がある場合、距離rの候補r'は、r'=r+n・rmax(nは0以上の整数)となる。よって、受信信号の受信強度は、距離rが長くなる程小さくなることを利用することによって、上記のnの値を特定することが可能となる。   Even when the measurement of the maximum distance rmax or more is necessary, it is possible to measure the distance r by using, for example, measurement of the reception intensity of the received signal. Specifically, when Δφ may be 2π or more, the candidate r ′ for the distance r is r ′ = r + n · rmax (n is an integer of 0 or more). Therefore, it is possible to specify the value of n by using the fact that the reception intensity of the reception signal decreases as the distance r increases.

なお、アクティブタイプのRFIDタグを用いる場合には、リーダライタ2側からR/W要求信号を送信せずに、RFIDタグ側から能動的に送られるタグ応答信号に基づいて、距離の測定を行うようになっていてもよい。   When an active type RFID tag is used, the distance is measured based on the tag response signal actively sent from the RFID tag side without sending the R / W request signal from the reader / writer 2 side. It may be like this.

(受信処理部の具体例)
以上の距離測定においては、受信信号の位相の変化量を検出する処理が行われているが、この位相の変化量の検出を行うことを可能とする受信処理部6の具体的な構成について、図4を参照しながら以下に説明する。この具体例では、受信処理部6は、受信信号をI信号とQ信号とに分離して位置測定部8に入力することによって、位置測定部8における位相の変化量の検出処理を可能とさせるものとなっている。同図に示すように、受信処理部6は、増幅部6Aとしての2つの増幅部6A1・6A2、周波数変換部6Bとしてのミキサ6B1・6B2および90°移相部6B3を備えている。
(Specific example of the reception processing unit)
In the distance measurement described above, processing for detecting the amount of change in the phase of the received signal is performed. Regarding the specific configuration of the reception processing unit 6 that enables detection of the amount of change in phase, This will be described below with reference to FIG. In this specific example, the reception processing unit 6 separates the received signal into an I signal and a Q signal and inputs the signals to the position measurement unit 8, thereby enabling the phase measurement amount detection processing in the position measurement unit 8. It has become a thing. As shown in the figure, the reception processing unit 6 includes two amplification units 6A1 and 6A2 as amplification units 6A, mixers 6B1 and 6B2 as frequency conversion units 6B, and a 90 ° phase shift unit 6B3.

受信アンテナ4で受信された受信信号は、2つの経路に分岐し、一方は増幅部6A1に入力され、他方は増幅部6A2に入力される。増幅部6A1は、入力された受信信号を増幅してミキサ6B1に入力する。増幅部6A2は、入力された受信信号を増幅してミキサ6B2に入力する。   A reception signal received by the reception antenna 4 is branched into two paths, one of which is input to the amplification unit 6A1 and the other is input to the amplification unit 6A2. The amplifying unit 6A1 amplifies the input received signal and inputs it to the mixer 6B1. The amplifying unit 6A2 amplifies the input received signal and inputs it to the mixer 6B2.

ミキサ6B1は、増幅部6A1から入力された受信信号と、PLL部5Aから出力された搬送信号とを掛け合わせることによってI信号を出力し、このI信号を位相情報取得部8Aに入力する。ミキサ6B2は、増幅部6A2から入力された受信信号と、PLL部5Aから出力され、90°移相部6B3を介して位相が90°変化させられた搬送信号とを掛け合わせることによってQ信号を出力し、このQ信号を位相情報取得部8Aに入力する。   The mixer 6B1 outputs an I signal by multiplying the reception signal input from the amplification unit 6A1 and the carrier signal output from the PLL unit 5A, and inputs this I signal to the phase information acquisition unit 8A. The mixer 6B2 multiplies the reception signal input from the amplification unit 6A2 and the carrier signal output from the PLL unit 5A and whose phase has been changed by 90 ° through the 90 ° phase shift unit 6B3, thereby multiplying the Q signal. The Q signal is output to the phase information acquisition unit 8A.

以上の構成において行われる受信処理および距離rの算出処理の詳細について以下に説明する。   Details of the reception process and the distance r calculation process performed in the above configuration will be described below.

往復2rの距離を伝搬してリーダライタ2において受信される信号は、搬送信号の周波数をfとすると、次の式で表される。

Figure 0005440893
Signal received distance propagated in the reader writer 2 of reciprocating 2r, when the frequency of the carrier signal f 1, is expressed by the following equation.
Figure 0005440893

上式において、tは時間、s(t)は周波数fの搬送信号によって伝送される信号の状態、D(t)は変調部5BにおいてASK変調が行われた場合のベースバンド信号、Aは搬送信号自体の振幅、φは往復2rの距離を伝搬することによる位相の変化量をそれぞれ示している。この場合、ミキサ6B1によって出力されるI信号の状態を示すI(t)、および、ミキサ6Blによって出力されるQ信号の状態を示すQ(t)は、次の式で表される。

Figure 0005440893
Figure 0005440893
In the above equation, t is time, s 1 (t) is the state of the signal transmitted by the carrier signal of frequency f 1 , D (t) is the baseband signal when ASK modulation is performed in the modulator 5B, A Represents the amplitude of the carrier signal itself, and φ 1 represents the amount of change in phase due to propagation through the distance of 2r round-trip. In this case, I 1 (t) indicating the state of the I signal output by the mixer 6B1 and Q 1 (t) indicating the state of the Q signal output by the mixer 6Bl are expressed by the following equations.
Figure 0005440893
Figure 0005440893

以上より、I信号およびQ信号に基づいて、周波数fの搬送信号による信号の位相の変化量φは、次の式で求められる。

Figure 0005440893
From the above, based on the I signal and the Q signal, the signal phase change φ 1 due to the carrier signal having the frequency f 1 can be obtained by the following equation.
Figure 0005440893

同様に、周波数fの搬送信号による信号の位相の変化量φは、次の式で求められる。

Figure 0005440893
Similarly, the amount of signal phase change φ 2 due to the carrier signal of frequency f 2 can be obtained by the following equation.
Figure 0005440893

以上のようにして、位相情報取得部8Aは、入力されたI信号およびQ信号に基づいて、位相の変化量φおよびφを取得する。そして、距離算出部8Bは、距離rを次の式によって算出する。

Figure 0005440893
As described above, the phase information acquiring section 8A based on the input I and Q signals, to obtain the change amounts phi 1 and phi 2 phases. Then, the distance calculation unit 8B calculates the distance r by the following formula.
Figure 0005440893

(距離測定処理の流れ)
次に、図5に示すフローチャートを参照しながら、リーダライタ2における上記の距離測定処理の流れについて説明する。
(Distance measurement process flow)
Next, the flow of the distance measurement process in the reader / writer 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、距離測定処理が開始されると、ステップ1(以降、Slのように称する)において、周波数制御部7Aが、R/W要求信号を送信する際の搬送信号の周波数を第1の周波数fとなるようにPLL部5Aを制御する。 First, when the distance measurement process is started, in step 1 (hereinafter referred to as S1), the frequency controller 7A sets the frequency of the carrier signal when transmitting the R / W request signal to the first frequency f. The PLL unit 5A is controlled to be 1 .

次に、送信制御部7Bが、R/W要求信号を示すデータを搬送信号に重畳させるように変調部5Bを制御する。そして、変調部5Bによって変調された送信信号が、電力増幅部5Cによって増幅された後に送信アンテナ3から出力される(S2)。R/W要求信号が送信されると続いてCW(連続搬送波)が第1の周波数fで送信される(S3)。 Next, the transmission control unit 7B controls the modulation unit 5B so as to superimpose data indicating the R / W request signal on the carrier signal. Then, the transmission signal modulated by the modulation unit 5B is amplified by the power amplification unit 5C and then output from the transmission antenna 3 (S2). When the R / W request signal is transmitted, CW (continuous carrier wave) is subsequently transmitted at the first frequency f 1 (S3).

RFIDタグ1はR/W要求信号を検出すると、続いて検出したCW(連続搬送波)の第1の周波数fに応じた搬送周波数からなるタグ応答信号を返信する。このタグ応答信号を受信アンテナ4が受信し、受信処理部6が受信処理を行い(S4)、そして位相情報取得部8Aが位相情報取得処理を行う(S5)。 When the RFID tag 1 detects the R / W request signal, it subsequently returns a tag response signal having a carrier frequency corresponding to the first frequency f 1 of the detected CW (continuous carrier wave). The reception antenna 4 receives this tag response signal, the reception processing unit 6 performs reception processing (S4), and the phase information acquisition unit 8A performs phase information acquisition processing (S5).

すなわち、受信処理部6において、周波数変換部6Bは、上述の数4から6の数式に基づいて増幅部6Aから入力された受信信号と、PLL部5Aから出力された搬送信号とを掛け合わせることによりI信号およびQ信号を求める。位相情報取得部8Aは、周波数変換部6BからI信号およびQ信号を受け取ると、上述の数7の数式に基づいて、第1の周波数fの位相の変化量φを算出し、搬送信号として使用された周波数(第1の周波数f)に対応させてテーブルに記憶する。 That is, in the reception processing unit 6, the frequency conversion unit 6B multiplies the reception signal input from the amplification unit 6A and the carrier signal output from the PLL unit 5A based on the mathematical formulas 4 to 6 described above. To obtain the I signal and the Q signal. When the phase information acquisition unit 8A receives the I signal and the Q signal from the frequency conversion unit 6B, the phase information acquisition unit 8A calculates the phase change amount φ 1 of the first frequency f 1 on the basis of the mathematical expression 7 described above, and the carrier signal Is stored in the table in correspondence with the frequency used as (first frequency f 1 ).

受信処理部6においてRFIDタグ1からのタグ応答信号の受信が終了すると(S6)、位相情報取得部8Aは位相情報取得処理を終了する(S7)。その後、送信処理部5はCW(連続搬送波)の送信、すなわち1フレームからなる信号の送信を終了する(S8)。受信制御部7Cは、受信すべき全ての周波数の受信信号を受信したか否かを判定し、全て受信していないと判定された場合(S9においてNO)には、S1からの処理に戻る。ここで、上記の例では、受信信号の周波数としては、第1の周波数fおよび第2の周波数fが想定されているので、受信制御部7Cは、第1の周波数fおよび第2の周波数fの受信信号をともに受信したか否かを判定することになる。 When the reception processing unit 6 finishes receiving the tag response signal from the RFID tag 1 (S6), the phase information acquisition unit 8A ends the phase information acquisition process (S7). Thereafter, the transmission processing unit 5 ends the transmission of CW (continuous carrier wave), that is, the transmission of a signal consisting of one frame (S8). The reception control unit 7C determines whether or not reception signals of all frequencies to be received have been received. If it is determined that all reception signals have not been received (NO in S9), the process returns to the process from S1. Here, in the above example, since the first frequency f 1 and the second frequency f 2 are assumed as the frequencies of the reception signal, the reception control unit 7C has the first frequency f 1 and the second frequency f 2. It is determined whether or not both received signals of the frequency f 2 are received.

この時点では、第1の周波数fの受信信号のみを受信しているので、Slからの処理が行われることになる。そして、2回目のS1の処理において、周波数制御部7Aが、R/W要求信号を送信する際の搬送信号(およびCW(連続搬送波))の周波数を第2の周波数fとなるようにPLL部5Aを制御する。その後、第2の周波数fについて、第一の周波数fに対してと同様に、S2〜S8の処理が行われ、受信すべき全ての周波数の受信信号を受信したと判定され(S9においてYES)、S10の処理に移行する。 Since this point has received only the first reception signal of the frequency f 1, so that the processing from Sl is performed. Then, in the processing of the second S1, so that the frequency controller 7A becomes a carrier signal (and CW (continuous carrier wave)) frequency f 2 to the frequency of the second of the occasion of transmitting the R / W request signal PLL Control part 5A. Then, the second frequency f 2, as well as with respect to the first frequency f 1, the process of S2~S8 is performed, it is determined that it has received the reception signals of all frequencies to be received at (S9 YES), the process proceeds to S10.

S10では、取得された位相情報に基づいて、距離算出部8BがRFIDタグ1とリーダライタ2との距離を上記した手法によって算出する。より詳しくは、距離算出部8Bは、前記テーブルから周波数毎の位相の変化量を取り出して、上述の数9の数式に基づいて距離rを算出する。算出された距離情報は、受信制御部7Cに伝送される。以上により、距離測定処理が完了する。   In S10, based on the acquired phase information, the distance calculation unit 8B calculates the distance between the RFID tag 1 and the reader / writer 2 by the method described above. More specifically, the distance calculation unit 8B extracts the amount of phase change for each frequency from the table, and calculates the distance r based on the above mathematical formula 9. The calculated distance information is transmitted to the reception control unit 7C. Thus, the distance measurement process is completed.

ここで、ステップS5における位相情報取得部8Aが行なう位相情報を解析する処理について、I信号およびQ信号を求めた後の具体的な処理を例に挙げて説明する。まず、タグ応答信号が、「0」と「1」により構成されるデジタル信号を伝送する信号であるとする。また、タグ応答信号内の「0」と「1」との周波数が異なるもの、すなわち各「0」と「1」との期間が異なるもの、であるとする。位相情報取得部8Aは、周波数変換部6Bから受け取ったI信号に対して、フーリエ変換を行なう。このフーリエ変換を行なうことにより、例えば、タグ応答信号を構成する「0」の周波数と「1」の周波数のそれぞれの位置に、ピークが現れる。同様に、位相情報取得部8Aは、周波数変換部6Bから受け取ったQ信号に対して、フーリエ変換を行なうと、「0」および「1」のそれぞれの周波数の位置に、ピークが現れる。「0」の周波数の位置に現れるピークの高さは、タグ応答信号内の「0」の数に比例し、「1」の周波数の位置に現れるピークの高さは、タグ応答信号内の「1」の数に比例する。そして、I信号から得られた「1」(および「0」)のピークの高さは、I(t)に比例するものとなり、Q信号から得られた「1」(および「0」)のピークの高さは、Q(t)に比例するものとなる。このため、位相情報取得部8Aは、I信号から得られた「1」のピークの高さと、Q信号から得られた「1」のピークの高さを、それぞれ、上述した数7のI(t)およびQ(t)の代わりに代入することにより、φを算出することができる。そして、算出したφを、搬送信号として使用された周波数(第1の周波数f)に対応させてテーブルに記憶する。このとき、「1」のピークの高さの代わりに、I信号から得られた「0」のピークの高さと、Q信号から得られた「0」のピークの高さを用いるようにしてもよい。なお、タグ応答信号の伝送される状態等による、「0」や「1」の周波数の変動や、誤差等の発生により、フーリエ変換により得られる「0」や「1」のピークは、「0」や「1」の周波数の近傍にばらついて発生することが多いことから、通常は、フーリエ変換して得られた結果から、「0」や「1」の周波数の近傍のピークを検出して、得られたピークを、フーリエ変換して得られた「0」や「1」のピークとする。 Here, the process of analyzing the phase information performed by the phase information acquisition unit 8A in step S5 will be described by taking a specific process after obtaining the I signal and the Q signal as an example. First, it is assumed that the tag response signal is a signal for transmitting a digital signal composed of “0” and “1”. Further, it is assumed that the frequencies of “0” and “1” in the tag response signal are different, that is, the periods of “0” and “1” are different. The phase information acquisition unit 8A performs Fourier transform on the I signal received from the frequency conversion unit 6B. By performing the Fourier transform, for example, peaks appear at the positions of the frequency of “0” and the frequency of “1” constituting the tag response signal. Similarly, when the phase information acquisition unit 8A performs Fourier transform on the Q signal received from the frequency conversion unit 6B, peaks appear at the respective frequency positions of “0” and “1”. The height of the peak appearing at the frequency position of “0” is proportional to the number of “0” in the tag response signal, and the height of the peak appearing at the frequency position of “1” is “ It is proportional to the number of “1”. The peak height of “1” (and “0”) obtained from the I signal is proportional to I 1 (t), and “1” (and “0”) obtained from the Q signal. The height of the peak is proportional to Q 1 (t). Therefore, the phase information acquiring section 8A is the height of the peak of the "1" obtained from the I signal, the height of the peak of the "1" obtained from the Q signal, respectively, I 1 number 7 described above By substituting for (t) and Q 1 (t), φ 1 can be calculated. Then, the calculated φ 1 is stored in a table in correspondence with the frequency (first frequency f 1 ) used as the carrier signal. At this time, instead of the height of the peak of “1”, the height of the peak of “0” obtained from the I signal and the height of the peak of “0” obtained from the Q signal may be used. Good. Note that the peak of “0” or “1” obtained by the Fourier transform due to the fluctuation of the frequency of “0” or “1” or the occurrence of an error due to the transmission state of the tag response signal or the like is “0”. ”And“ 1 ”are often scattered in the vicinity of the frequency, and usually, a peak in the vicinity of the frequency of“ 0 ”and“ 1 ”is detected from the result obtained by Fourier transform. The obtained peak is defined as a peak of “0” or “1” obtained by Fourier transform.

ここで、上述したようにタグ応答信号内の「0」と「1」との周波数が異なるものである場合、フーリエ変換して得られた結果から、「0」と「1」のいずれかのピークを検出する必要があるが、タグ応答信号のデータ部に含まれるデータは、内容が変化するため、「0」または「1」の一方の数が極端に少なくなったりして、ピークが十分に検出できない可能性がある。このため、データ部をフーリエ変換して得られた結果からピークの高さを求める場合、まず、「0」の周波数付近と「1」の周波数付近の両方でピークを検出する必要があり、検出に時間がかかり、リアルタイムに近い処理を行なう場合に不都合が生じる恐れがある。これに対し、フレーム内のプリアンブル部は、同一規格内であればデータの内容が固定であるため、「0」と「1」との数を予め知ることができる。このため、フーリエ変換して得られるピークのうち、「0」と「1」との数の多い方のピークを検出することを予め決定しておけば、その決定した「0」あるいは「1」の周波数の近傍のみでピークを検出すればよく、データ部をフーリエ変換して得られる結果からピークを検出する場合よりも、ピーク検出の処理を短縮することが可能となる。このため、プリアンブル部を上記のように解析してφを算出することが、位相情報取得処理を高速に行なう上では好ましい。 Here, when the frequencies of “0” and “1” in the tag response signal are different as described above, either one of “0” and “1” is obtained from the result obtained by Fourier transform. Although it is necessary to detect the peak, the content of the data included in the data part of the tag response signal changes, so the number of either “0” or “1” is extremely small, and the peak is sufficient. May not be detected. For this reason, when obtaining the peak height from the result obtained by Fourier transform of the data portion, it is necessary to first detect the peak near both the frequency of “0” and the frequency of “1”. It takes a long time, and there is a risk of inconvenience when processing close to real time is performed. On the other hand, if the preamble part in the frame is within the same standard, the content of the data is fixed, so the number of “0” and “1” can be known in advance. For this reason, if it is determined in advance that a peak having a larger number of “0” and “1” among peaks obtained by Fourier transform is to be detected, the determined “0” or “1” is determined. It is only necessary to detect a peak only in the vicinity of the frequency, and the peak detection process can be shortened compared to the case of detecting the peak from the result obtained by Fourier transforming the data portion. For this reason, it is preferable to calculate φ 1 by analyzing the preamble portion as described above in order to perform the phase information acquisition process at high speed.

なお、タグ応答信号を構成する「0」の周波数と「1」の周波数とが同じであれば、フーリエ変換を行なって得られるピークは1つとなり、その高さは、タグ応答信号内の「0」と「1」の数の和に比例したものとなり、位相情報取得部8Aは、I信号から得られた「0」および「1」のピークの高さと、Q信号から得られた「0」および「1」のピークの高さを、上述した数7のI(t)およびQ(t)の代わりに代入することにより、φを求めることができる。 If the frequency of “0” and the frequency of “1” constituting the tag response signal are the same, the peak obtained by performing the Fourier transform is one, and the height is “ The phase information acquisition unit 8A has a peak height of “0” and “1” obtained from the I signal and “0” obtained from the Q signal. ”And“ 1 ”peaks can be substituted for I 1 (t) and Q 1 (t) in Equation 7 to obtain φ 1 .

なお、このような処理は、φを求める場合においても同様である。 Such processing is the same when obtaining φ 2 .

また、位相情報取得部8Aが行なう位相情報取得処理は、上記以外の処理であってもよい。   Further, the phase information acquisition process performed by the phase information acquisition unit 8A may be a process other than the above.

(多周波を用いた距離測定)
上記の例では、互いに異なる2つの周波数の受信信号を受信することによって距離を測定するようになっていたが、以下に示すように、互いに異なる3つ以上の周波数の受信信号を受信する構成としてもよい。
(Distance measurement using multiple frequencies)
In the above example, the distance is measured by receiving reception signals of two different frequencies. However, as shown below, the configuration is such that reception signals of three or more different frequencies are received. Also good.

リーダライタ2とRFIDタグ1との間で信号が送受信される場合、基本的には、リーダライタ2から送信された信号が直接RFIDタグ1に到達し、RFIDタグ1から送信された信号が直接リーダライタ2に到達することになる。しかしながら、リーダライタ2とRFIDタグ1上の間で信号が直接到達するのではなく、周囲の何らかの物体に反射した上で到達する(マルチパス)ことが考えられる。この場合、リーダライタ2で受信される受信信号は、マルチパスによる影響を受けることによって、本来の位相の状態に対してノイズが混じり、S/Nが劣化することが考えられる。すなわち、位相に基づいて距離を算出する方法において、取得される位相情報の精度が悪くなることによって、算出される距離の精度も劣化することになる。   When signals are transmitted and received between the reader / writer 2 and the RFID tag 1, basically, the signal transmitted from the reader / writer 2 directly reaches the RFID tag 1, and the signal transmitted from the RFID tag 1 directly The reader / writer 2 is reached. However, it is conceivable that a signal does not directly reach between the reader / writer 2 and the RFID tag 1 but arrives after being reflected by some surrounding object (multipath). In this case, the received signal received by the reader / writer 2 may be affected by multipath, and noise may be mixed with the original phase state, resulting in degradation of S / N. That is, in the method for calculating the distance based on the phase, the accuracy of the obtained phase information is deteriorated, so that the accuracy of the calculated distance is also deteriorated.

また、上記の例において、受信信号をI信号とQ信号とに分離し、これらに基づいて位相の変化量を検出する手法を示したが、位相の状態によっては、I信号およびQ信号のいずれかが著しく小さくなることがありうる。この場合、著しく小さくなっている方の信号の測定誤差の影響が、位相の算出に大きな影響を与えることになる。すなわち、I信号およびQ信号のいずれかが著しく小さくなっている場合には、測定される位相の誤差が大きくなり、算出される距離の精度も劣化することになる。   Also, in the above example, the method of separating the received signal into the I signal and the Q signal and detecting the amount of phase change based on these is shown. However, depending on the phase state, either the I signal or the Q signal is shown. Can be significantly smaller. In this case, the influence of the measurement error of the signal that is remarkably small greatly affects the calculation of the phase. That is, when either the I signal or the Q signal is remarkably small, the error in the measured phase increases and the accuracy of the calculated distance also deteriorates.

そこで、次のような処理を行うことによって、上記の問題を解決することが可能である。すなわち、まず、リーダライタ2が、互いに異なる周波数からなる3つ以上のR/W要求信号を送信し、それぞれに対するタグ応答信号を受信する。そして、受信信号のうちで、S/Nがより高く、かつ、I信号・Q信号のレベルがより高い受信信号を2つ選択し、この選択した2つの受信信号に基づいて位相の変化量検出および位置算出を行う。   Therefore, the above-described problem can be solved by performing the following processing. That is, first, the reader / writer 2 transmits three or more R / W request signals having different frequencies and receives a tag response signal for each. Then, two received signals having higher S / N and higher I / Q signal levels are selected from the received signals, and the phase change amount is detected based on the two received signals selected. And position calculation.

(多周波を用いた距離測定処理の流れ)
次に、図6に示すフローチャートを参照しながら、リーダライタ2における上記の多周波を用いた距離測定処理の流れについて説明する。
(Flow of distance measurement processing using multiple frequencies)
Next, the flow of the distance measurement process using the multiple frequencies in the reader / writer 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、距離測定処理が開始されると、S11において、周波数制御部7Aが、R/W要求信号を送信する際の搬送信号の周波数を第1の周波数fとなるようにPLL部5Aを制御する。 First, when the distance measurement processing is started, in S11, the frequency controller 7A is controlled PLL section 5A so that frequency of the carrier signal as a first frequency f 1 at the time of transmitting the R / W request signal To do.

次に、送信制御部7Bが、R/W要求信号を示すデータを搬送信号に重畳させるように変調部5Bを制御する。そして、変調部5Bによって変調された送信信号が、電力増幅部5Cによって増幅された後に送信アンテナ3から出力される(S12)。R/W要求信号が送信されると続いてCW(連続搬送波)が第1の周波数fで送信される(S13)。 Next, the transmission control unit 7B controls the modulation unit 5B so as to superimpose data indicating the R / W request signal on the carrier signal. Then, the transmission signal modulated by the modulation unit 5B is amplified by the power amplification unit 5C and then output from the transmission antenna 3 (S12). When the R / W request signal is transmitted, CW (continuous carrier wave) is then transmitted at the first frequency f 1 (S13).

RFIDタグ1がR/W要求信号を検出すると、続いて検出したCW(連続搬送波)の第1の周波数f1に応じた搬送周波数からなるタグ応答信号を返信する。このタグ応答信号を受信アンテナ4が受信し、受信処理部6が受信処理を行い(Sl4)、そして位相情報取得部8Aが位相情報取得処理を行う(S15)。   When the RFID tag 1 detects the R / W request signal, it subsequently returns a tag response signal having a carrier frequency corresponding to the first frequency f1 of the detected CW (continuous carrier wave). The tag response signal is received by the reception antenna 4, the reception processing unit 6 performs reception processing (Sl4), and the phase information acquisition unit 8A performs phase information acquisition processing (S15).

すなわち、受信処理部6において、周波数変換部6Bは、上述の数4から6の数式に基づいて、増幅部6Aから入力された受信信号と、PLL部5Aから出力された搬送信号とを掛け合わせることによりI信号およびQ信号を求める。位相情報取得部8Aは、周波数変換部6BからI信号およびQ信号を受け取ると、上述の数7から8の数式に基づいて、第1の周波数fの位相の変化量φおよびφを算出すると共に、下記の数10の数式に基づき、信号レベルs(t)を求める。そして、位相情報取得部8Aは、求めた位相の変化量および信号レベルを、搬送信号として使用された周波数(第1の周波数f)に対応させてテーブルに記憶する。

Figure 0005440893
That is, in the reception processing unit 6, the frequency conversion unit 6B multiplies the reception signal input from the amplification unit 6A and the carrier signal output from the PLL unit 5A based on the above mathematical expressions 4 to 6. Thus, the I signal and the Q signal are obtained. When the phase information acquisition unit 8A receives the I signal and the Q signal from the frequency conversion unit 6B, the phase information acquisition unit 8A calculates the phase change amounts φ 1 and φ 2 of the first frequency f 1 based on the mathematical expressions 7 to 8 described above. In addition to the calculation, the signal level s (t) is obtained based on the following equation (10). Then, the phase information acquisition unit 8A stores the obtained phase change amount and signal level in a table in association with the frequency (first frequency f 1 ) used as the carrier signal.
Figure 0005440893

受信処理部6においてRFIDタグ1からのタグ応答信号の受信が終了すると(S16)、位相情報取得部8Aは位相情報取得処理を終了する(S17)。その後、送信処理部5はCW(連続搬送波)の送信、すなわち、1フレームからなる信号の送信を終了する(S18)。その後、受信制御部7Cは、受信すべき全ての周波数の受信信号を受信したか否かを判定し(S19)、全て受信していないと判定された場合には、S11からの処理に戻る。ここで、受信信号の周波数としては、第1〜第4の周波数を設定しているものとすると、受信制御部7Cは、第1〜第4の周波数の受信信号を全て受信したか否かを判定することになる。   When the reception processing unit 6 finishes receiving the tag response signal from the RFID tag 1 (S16), the phase information acquisition unit 8A ends the phase information acquisition process (S17). Thereafter, the transmission processing unit 5 ends the transmission of CW (continuous carrier wave), that is, the transmission of a signal consisting of one frame (S18). Thereafter, the reception control unit 7C determines whether or not reception signals of all frequencies to be received have been received (S19), and if it is determined that all signals have not been received, the process returns to the process from S11. Here, assuming that the first to fourth frequencies are set as the frequencies of the reception signals, the reception control unit 7C determines whether or not all the reception signals of the first to fourth frequencies have been received. It will be judged.

S20では、位相情報取得部8Aによる周波数選択処理、および距離算出部8Bによる距離算出処理が行われ、距離測定処理が終了する。   In S20, a frequency selection process by the phase information acquisition unit 8A and a distance calculation process by the distance calculation unit 8B are performed, and the distance measurement process ends.

次に、図7に示すフローチャートを参照しながら、上記のS20における位相情報取得部8Aによる周波数選択処理、および距離算出部8Bによる距離算出処理の流れについて説明する。   Next, the flow of the frequency selection process by the phase information acquisition unit 8A and the distance calculation process by the distance calculation unit 8B in S20 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、S21において、位相情報取得部8Aは、前記テーブルから受信した全ての周波数の受信信号の信号レベルを取得する。   First, in S21, the phase information acquisition unit 8A acquires signal levels of received signals of all frequencies received from the table.

次に、S22において、位相情報取得部8Aは、各周波数の受信信号の信号レベルが所定のしきい値を超えているか否かを判定する。この所定のしきい値は、距離算出において十分な精度を得ることが可能な最低限度の値として予め設定される。そして、位相情報取得部8Aは、上記所定のしきい値を超えている受信信号の周波数の数が2未満であるか、2より大きいか、2であるかを判定する。   Next, in S22, the phase information acquisition unit 8A determines whether or not the signal level of the reception signal at each frequency exceeds a predetermined threshold value. This predetermined threshold value is set in advance as a minimum value at which sufficient accuracy can be obtained in distance calculation. Then, the phase information acquisition unit 8A determines whether the number of frequencies of the received signal that exceeds the predetermined threshold is less than 2, greater than 2, or 2.

所定のしきい値を超えている受信信号の周波数の数が2未満であると判定された場合、S23において、位相情報取得部8Aは、他の周波数による受信信号を再取込するように、通信制御部7に対して他の周波数にてR/W要求信号を送信することを指示する。   If it is determined that the number of frequencies of the received signal exceeding the predetermined threshold is less than 2, in S23, the phase information acquisition unit 8A re-acquires the received signal with other frequencies. Instructs the communication control unit 7 to transmit an R / W request signal at another frequency.

一方、所定のしきい値を超えている受信信号の周波数の数が2より大きいと判定された場合、まずS24において、位相情報取得部8Aは、所定のしきい値を超えない受信信号の周波数を選択候補から削除する。そして、S25において、位相情報取得部8Aは、選択候補として残った受信信号の周波数のそれぞれについて、I信号およびQ信号のうち、信号レベルが小さい方の成分を最小成分として抽出する。その後、S25において、位相情報取得部8Aは、各周波数の最小成分のうち、信号レベルが大きい方から2つ選択する。選択された2つの最小成分に対応する周波数の受信信号に関して、位相情報取得部8Aは、前記テーブルから位相情報を取得し、これを距離算出部8Bに伝送する。そして、S27において、距離算出部8Bが、受信した位相情報に基づいて距離算出処理を行う。   On the other hand, if it is determined that the number of frequencies of the received signal exceeding the predetermined threshold is greater than 2, first, in S24, the phase information acquisition unit 8A determines that the frequency of the received signal does not exceed the predetermined threshold. Is removed from the selection candidates. Then, in S25, the phase information acquisition unit 8A extracts, as a minimum component, a component having a smaller signal level from among the I signal and the Q signal for each of the frequencies of the reception signal remaining as selection candidates. Thereafter, in S25, the phase information acquisition unit 8A selects two of the minimum components of each frequency from the one with the higher signal level. For a received signal having a frequency corresponding to the two selected minimum components, the phase information acquisition unit 8A acquires phase information from the table and transmits it to the distance calculation unit 8B. In S27, the distance calculation unit 8B performs a distance calculation process based on the received phase information.

さらに一方、所定のしきい値を超えている受信信号の数が2であると判定された場合、位相情報取得部8Aは、この2つの受信信号に関して位相情報を取得し、これを距離算出部8Bに伝送する。そして、S27において、距離算出部8Bが、受信した位相情報に基づいて距離算出処理を行う。   On the other hand, when it is determined that the number of received signals exceeding the predetermined threshold is 2, the phase information acquiring unit 8A acquires phase information regarding the two received signals, and this is calculated as a distance calculating unit. Transmit to 8B. In S27, the distance calculation unit 8B performs a distance calculation process based on the received phase information.

図8は、上記の周波数選択処理の一例を模式的に示している。この例では、f〜fの周波数による受信信号を受信した場合を想定している。周波数fの受信信号におけるI信号成分をI,Q信号成分をQ、および受信信号レベルをS1とし、周波数fの受信信号におけるI信号成分をI、Q信号成分をQ、および受信信号レベルをSとし、周波数f3の受信信号におけるI信号成分をI,Q信号成分をQ、および受信信号レベルをSとし、周波数fの受信信号におけるI信号成分をI,Q信号成分をQ、および受信信号レベルをS4としている。 FIG. 8 schematically shows an example of the frequency selection process. In this example, it is assumed that a reception signal having a frequency of f 1 to f 4 is received. The I signal component in the received signal at frequency f 1 is I 1 , the Q signal component is Q 1 , and the received signal level is S 1 , the I signal component in the received signal at frequency f 2 is I 2 , the Q signal component is Q 2 , and the received signal level and S 2, the I signal component in the received signal frequency f3 I 3, Q signal component Q 3, and the received signal level and S 3, the I signal component in the received signal frequency f 4 I 4 , the Q signal component is Q 4 , and the received signal level is S 4.

まず、上記のS22において、S1〜S4の信号レベルのうち、S2が所定のしきい値以下であると判定され、S24の処理により、周波数fの受信信号が選択候補から削除されている。次に、S25の処理により、最小成分として、周波数fはQ、周波数fはI、周波数fはQが選択されている。そして、S25の処理により、Q,I,Qのうち、信号レベルがより大きいQ,Iが選択されることによって、周波数fおよび周波数fの受信信号が選択されている。 First, in S22 in the above, among the S1~S4 signal level, S2 is equal to or less than a predetermined threshold value, the processing of S24, the received signal of frequency f 2 is removed from the selection candidates. Next, as a minimum component, the frequency f 1 is selected as Q 1 , the frequency f 3 is selected as I 3 , and the frequency f 4 is selected as Q 4 by the processing of S 25. Then, by the processing of S25, Q, of the I 3, Q 4, by which the signal level is selected is greater than Q 1, I 3, the received signal of frequency f 1 and frequency f 3 is selected.

以上の処理によって、距離算出に用いられる2つの周波数の受信信号を、マルチパスによる影響を受けることによってS/Nが劣化している受信信号や、I信号およびQ信号のいずれかが著しく小さくなっている受信信号を排除して選択することが可能となる。これにより、距離算出の精度をどのような状況でも高い状態に保つことが可能となる。   As a result of the above processing, one of the received signals having the S / N deteriorated due to the influence of the multipath, the I signal and the Q signal is remarkably reduced. It is possible to select the received signal by eliminating the received signal. As a result, the accuracy of distance calculation can be kept high in any situation.

(MUSIC法を応用した距離算出方法)
次に、距離算出方法の他の例について説明する。上記の例では、2つの周波数における受信信号の位相の変化量を検出し、これらに基づいて上記数9の式によって距離rを算出している。これに対して、以下に示すように、高分解能スペクトラム解析法の1つであるMUSIC(Multiple Signal Classification)法の考え方を応用することによって距離rを算出することが可能となる。
(Distance calculation method using MUSIC method)
Next, another example of the distance calculation method will be described. In the above example, the amount of change in the phase of the received signal at two frequencies is detected, and based on these, the distance r is calculated by the above equation (9). On the other hand, as shown below, the distance r can be calculated by applying the concept of the MUSIC (Multiple Signal Classification) method, which is one of the high resolution spectrum analysis methods.

MUSIC法とは、従来、電波の到来方向を推定する手法として広く知られている。このMUSIC法では、複数のアンテナ素子によって受信された受信信号を解析することによって、電波の到来方向を推定するようになっている。このMUSIC法において、到来方向推定における各アンテナ素子からの受信信号を、上記の各周波数の受信信号に置き換え、MUSIC法における適用モデル(到来方向推定で用いられるモードベクトルa(θi))(以下の数11)を距離推定で用いられるモードベクトルa(ri)(以下の数12)に変えることによって、距離rの推定を行うことが可能となる。このように距離rの推定においてMUSIC法を応用することによって、以下に示すように、マルチパスの発生等のある実環境下において、マルチパスの影響をさらに低減することが可能となり、さらに精度を高めることができる。 Conventionally, the MUSIC method is widely known as a method for estimating the arrival direction of radio waves. In this MUSIC method, the direction of arrival of radio waves is estimated by analyzing received signals received by a plurality of antenna elements. In this MUSIC method, the received signal from each antenna element in the direction of arrival estimation is replaced with the received signal of each frequency described above, and an applied model in MUSIC method (mode vector a (θ i ) used in direction of arrival estimation) The distance r can be estimated by changing the equation 11) to the mode vector a (r i ) (the following equation 12) used in the distance estimation. In this way, by applying the MUSIC method in the estimation of the distance r, as shown below, it becomes possible to further reduce the influence of multipath under a certain real environment such as the occurrence of multipath, and further improve the accuracy. Can be increased.

すなわち、アレーアンテナの素子数をK、到来波の波長をλ、到来波数をL、第i到来波の到来角をθi(i =1…L)とすると、第i到来波に対するアレーレスポンス・ベクトルa(θi)はa(θi)=[exp{jΦ1i)}, …, exp{jΦKi)}]TNi )=-(2π/λ)dNsin(θi)(ΦNi)は第N番目のアンテナ素子における第i波の受信位相、は転置、dNはN番目のアンテナ素子位置)となる(数11)。 That is, if the number of elements of the array antenna is K, the wavelength of the incoming wave is λ, the number of incoming waves is L, and the arrival angle of the i-th incoming wave is θ i (i = 1... L), The vector a (θi) is a (θ i ) = [exp {jΦ 1i )}, ..., exp {jΦ Ki )}] T ; Φ Ni ) =-(2π / λ) d N sin (θ i ) (Φ Ni ) is the reception phase of the i-th wave in the N-th antenna element, T is transposed, and d N is the N-th antenna element position) (Equation 11).

そして、数11において、K:アレーアンテナの素子数を使用する周波数の数(f1、f2、f3…fK)に、第i到来波の到来角θを第i番目のタグまでの距離r(r1…rL)に、第i到来波に対するアレーレスポンス・ベクトルa(θ)を第i番目のタグに対するアレーレスポンスベクトルa(r)に、第N番目のアンテナ素子における第i波の受信位相ΦN(θ)を第N番目の周波数における第i番目のタグからの信号の受信位相ΦN(r)(ΦN(ri)=-2πfN・2ri/c、(c:光速(3x108)))にそれぞれ置き換えることにより、モードベクトルa(ri)(数12)が導かれる(図9(c)参照)。

Figure 0005440893
Figure 0005440893
In Equation 11, K: The number of frequencies using the number of elements of the array antenna (f 1 , f 2 , f 3 ... F K ), and the arrival angle θ i of the i-th incoming wave up to the i-th tag the distance r i (r 1 ... r L ), the array response vector a (r i) for array response vector a with respect to the i-th arrival wave (theta i) the i-th tag, the N-th antenna element reception phase ΦN of the signal reception phase ΦN of the i wave (theta i) from the i-th tag in the N-th frequency in the (r i) (Φ N ( r i) = - 2πf N · 2r i / c and (c: speed of light (3 × 108))) are respectively substituted, and the mode vector a (r i ) (Equation 12) is derived (see FIG. 9C).
Figure 0005440893
Figure 0005440893

以下に、MUSIC法を応用した距離測定処理(距離推定MUSIC法と称する)の詳細について説明する。なお、以下で示す距離測定処理は、位置測定部8において行われる。   Details of distance measurement processing (referred to as distance estimation MUSIC method) applying the MUSIC method will be described below. The distance measurement process described below is performed in the position measurement unit 8.

周波数fの受信信号において、I信号の状態を示すI(t)、および、Q信号の状態を示すQ(t)は、前記した数5および数6のように表される。ここで、周波数fの受信信号を複素表現で表したx(t)は、次の式で表される。

Figure 0005440893
In the received signal of frequency f 1 , I 1 (t) indicating the state of the I signal and Q 1 (t) indicating the state of the Q signal are expressed by the above-described Expression 5 and Expression 6. Here, x 1 (t) representing the received signal of frequency f 1 in a complex expression is represented by the following equation.
Figure 0005440893

同様に、周波数fNの受信信号を複素表現で表したxN(t)は、次の式で表される。

Figure 0005440893
Similarly, x N (t) representing the reception signal of frequency f N in a complex expression is represented by the following expression.
Figure 0005440893

ここで、受信信号をK通りの周波数で受信した場合を考えると、周波数f〜fの受信信号に基づいて、以下に示される相関行列Rxxが生成される。

Figure 0005440893
Here, considering the case where received signals are received at K frequencies, a correlation matrix R xx shown below is generated based on received signals of frequencies f 1 to f K.
Figure 0005440893

上式において、Hは複素共役転置、E[]は時間平均を示している。次に、上記で求められた相関行列Rxxの固有値分解を次式のように行う。

Figure 0005440893
In the above formula, H represents a complex conjugate transpose, and E [] represents a time average. Next, eigenvalue decomposition of the correlation matrix R xx obtained above is performed as follows.
Figure 0005440893

上式において、eはRxxの固有ベクトル、μは固有値、σは雑音電力を示している。これらより以下の関係が成り立つ。

Figure 0005440893
Figure 0005440893
In the above equation, e i is an eigenvector of R xx , μ i is an eigenvalue, and σ 2 is noise power. From these, the following relationship holds.
Figure 0005440893
Figure 0005440893

上記より、距離推定MUSIC法におけるモードベクトルおよびMUSIC評価関数PMUSICは以下のように与えられる。

Figure 0005440893
From the above, the mode vector and the MUSIC evaluation function P MUSIC in the distance estimation MUSIC method are given as follows.
Figure 0005440893

上式において、rを変化させることによって、図9(b)に示すようなグラフが得られる。このグラフにおいて、横軸をr、縦軸をPMUSlCとしている。このグラフに示すように、評価関数PMUSICにはピークが生じており、このピークが生じているrの値が、算出すべき距離rに相当することになる。 In the above equation, a graph as shown in FIG. 9B is obtained by changing r. In this graph, the horizontal axis is r, and the vertical axis is PMUSIC . As shown in this graph, a peak occurs in the evaluation function P MUSIC , and the value of r where the peak occurs corresponds to the distance r to be calculated.

なお、図9(b)に示すグラフでは、評価関数PMUSICのピークは一箇所にのみ表れているが、他の箇所にもピークが表れることもある。これは、図9(a)に示すように、マルチパスの影響を受けた場合に、そのマルチパスに相当する距離の部分でピークが表れるからである。しかしながら、マルチパスに相当する距離は、算出すべき距離rよりも長くなるので、ピークが生じている距離のうち、最も小さいrを算出すべき距離rとすることによって、マルチパスが生じていても、的確に距離rを算出することが可能となる。 In the graph shown in FIG. 9B, the peak of the evaluation function P MUSIC appears only at one place, but the peak may appear at other places. This is because, as shown in FIG. 9A, when affected by a multipath, a peak appears at a distance corresponding to the multipath. However, since the distance corresponding to the multipath is longer than the distance r to be calculated, the multipath is generated by setting the smallest r among the distances where the peaks are generated as the distance r to be calculated. Also, the distance r can be accurately calculated.

なお、上記の例では、高分解能スペクトラム解析法としてのMUSIC法を距離測定に応用しているが、他の高分解能スペクトラム解析法、例えば、Beamformer法、Capon法、LP(Linear Prediction)法、Min−Norm法、およびESPRIT法などを距離測定に応用してもよい。   In the above example, the MUSIC method as a high-resolution spectrum analysis method is applied to distance measurement, but other high-resolution spectrum analysis methods such as Beamformer method, Capon method, LP (Linear Prediction) method, Min -Norm method and ESPRIT method may be applied to distance measurement.

(MUSIC法を応用した距離測定処理の流れ)
次に、図10および図11に示すフローチャートを参照しながら、リーダライタ2における上記のMUSIC法を応用した距離測定処理の流れについて説明する。
(Flow of distance measurement process using MUSIC method)
Next, the flow of distance measurement processing using the above MUSIC method in the reader / writer 2 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 10 and 11.

まず、距離測定処理が開始されると、S31において、周波数制御部7Aが、R/W要求信号を送信する際の搬送信号の周波数を第1の周波数fとなるようにPLL部5Aを制御する。 First, when the distance measurement processing is started, in S31, the frequency controller 7A is controlled PLL section 5A so that frequency of the carrier signal as a first frequency f 1 at the time of transmitting the R / W request signal To do.

次に、送信制御部7Bが、R/W要求信号を示すデータを搬送信号に重畳させるように変調部5Bを制御する。そして、変調部5Bによって変調された送信信号が、電力増幅部5Cによって増幅された後に送信アンテナ3から出力される(S32)。R/W要求信号が送信されると続いてCW(連続搬送波)が第1の周波数fで送信される(S33)。 Next, the transmission control unit 7B controls the modulation unit 5B so as to superimpose data indicating the R / W request signal on the carrier signal. The transmission signal modulated by the modulation unit 5B is amplified by the power amplification unit 5C and then output from the transmission antenna 3 (S32). When the R / W request signal is transmitted, CW (continuous carrier wave) is then transmitted at the first frequency f 1 (S33).

RFIDタグ1がR/W要求信号を検出すると、続いて検出したCW(連続搬送波)の第1の周波数fに応じた搬送周波数からなるタグ応答信号を返信する。このタグ応答信号を受信アンテナ4が受信し、受信処理部6が受信処理を行い(S34)、そして位相情報取得部8Aが位相情報取得処理を行う(S35)。 When the RFID tag 1 detects the R / W request signal, it subsequently returns a tag response signal having a carrier frequency corresponding to the first frequency f 1 of the detected CW (continuous carrier wave). The reception antenna 4 receives this tag response signal, the reception processing unit 6 performs reception processing (S34), and the phase information acquisition unit 8A performs phase information acquisition processing (S35).

すなわち、受信処理部6において、周波数変換部6Bは、上述の数4から6の数式に基づいて、増幅部6Aから入力された受信信号と、PLL部5Aから出力された搬送信号とを掛け合わせることによりI信号およびQ信号を求める。位相情報取得部8Aは、周波数変換部6BからI信号およびQ信号を受け取ると、上述の数13から14の数式に基づいて、第1の周波数fの受信信号を複素表現で表したx(t)を算出し、搬送信号として使用された周波数(第1の周波数f)に対応させてテーブルに記憶する。 That is, in the reception processing unit 6, the frequency conversion unit 6B multiplies the reception signal input from the amplification unit 6A and the carrier signal output from the PLL unit 5A based on the above mathematical expressions 4 to 6. Thus, the I signal and the Q signal are obtained. When the phase information acquisition unit 8A receives the I signal and the Q signal from the frequency conversion unit 6B, the phase information acquisition unit 8A x 1 that represents the reception signal of the first frequency f 1 in a complex expression based on the above mathematical expressions 13 to 14. (T) is calculated and stored in the table in correspondence with the frequency (first frequency f 1 ) used as the carrier signal.

受信処理部6においてRFIDタグ1からのタグ応答信号の受信が終了すると(S36)、位相情報取得部8Aは位相情報取得処理を終了する(S37)。その後、送信処理部5はCW(連続搬送波)の送信、すなわち、1フレームからなる信号の送信を終了する(S38)。その後、受信制御部7Cは、受信すべき全ての周波数の受信信号を受信したか否かを判定し、全て受信していないと判定された場合には、S31からの処理に戻る。ここで、受信信号の周波数としては、第1〜第Nの周波数を設定しているものとすると、受信制御部7Cは、第1〜第Nの周波数の受信信号を全て受信したか否かを判定することになる。   When the reception processing unit 6 finishes receiving the tag response signal from the RFID tag 1 (S36), the phase information acquisition unit 8A ends the phase information acquisition process (S37). Thereafter, the transmission processing unit 5 ends the transmission of CW (continuous carrier wave), that is, the transmission of a signal consisting of one frame (S38). Thereafter, the reception control unit 7C determines whether or not reception signals of all frequencies to be received have been received. If it is determined that all signals have not been received, the process returns to S31. Here, if the first to Nth frequencies are set as the frequencies of the reception signals, the reception control unit 7C determines whether or not all the reception signals of the first to Nth frequencies have been received. It will be judged.

この時点では、第1の周波数fの受信信号のみを受信しているので、S31からの処理が行われることになる。そして、2回目のS31の処理において、周波数制御部7Aが、R/W要求信号を送信する際の搬送信号(およびCW(連続搬送波))の周波数を第2の周波数fとなるようにPLL部5Aを制御する。その後、S32〜S38の処理が行われ、これが第Nの周波数の受信信号の受信が全て確認されるまで繰り返される。そして、S39において、受信すべき全ての周波数の受信信号を受信したと判定された場合には、S40の処理に移行する。 At this point, since the received only the first reception signal of the frequency f 1, so that the processing from S31 is performed. Then, in the processing of S31 in the second, so that the frequency controller 7A becomes a carrier signal (and CW (continuous carrier wave)) frequency f 2 to the frequency of the second of the occasion of transmitting the R / W request signal PLL Control part 5A. Thereafter, the processing of S32 to S38 is performed, and this is repeated until reception of all the received signals of the Nth frequency is confirmed. If it is determined in S39 that reception signals of all frequencies to be received have been received, the process proceeds to S40.

S40では、位置測定部8が、前記テーブルから各周波数の受信信号x(t)を読み出し、各周波数の受信信号に基づいて相関行列Rxxを作成する。次に、位置測定部8が、相関行列Rxxの固有値分解を行い、雑音成分を分解し(S41)、MUSIC評価関数PMUSICのスペクトラムを作成することによって、ピーク値の探索を行う(S42)。これにより、S43において距離rが算出される。 In S40, the position measurement unit 8 reads the reception signal x n (t) of each frequency from the table, and creates a correlation matrix R xx based on the reception signal of each frequency. Next, the position measurement unit 8 performs eigenvalue decomposition of the correlation matrix Rxx , decomposes noise components (S41), and creates a spectrum of the MUSIC evaluation function P MUSIC , thereby searching for a peak value (S42). . Thereby, the distance r is calculated in S43.

(1フレーム内での周波数切り替え)
上記では、リーダライタ2は、R/W要求信号を複数回数送信し、各送信において搬送周波数を変化させることによって、それぞれ搬送信号の周波数が異なるタグ応答信号を受信するようになっている。これに対して、1フレームからなるR/W要求信号およびCW(連続搬送波)を送信する途中で搬送周波数を1回以上変化させることによって、途中で搬送周波数が1回以上変化する1フレームからなるタグ応答信号を受信し、これに基づいて距離測定を行う構成とすることが可能である。
(Frequency switching within one frame)
In the above, the reader / writer 2 transmits the R / W request signal a plurality of times, and changes the carrier frequency in each transmission, thereby receiving tag response signals having different carrier signal frequencies. On the other hand, by changing the carrier frequency at least once in the middle of transmitting the R / W request signal and CW (continuous carrier wave) consisting of one frame, it consists of one frame in which the carrier frequency changes at least once in the middle. The tag response signal can be received and the distance can be measured based on the tag response signal.

図12(a)に示すように、リーダライタ2は、常に特定の信号を送信している一方、RFIDタグ1に対してタグ応答信号を送信することを要求する時に、タグ応答信号の返信を要求するR/W要求信号を送信する。ここで、周波数制御部7Aは、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))を送信する期間内に複数の分割期間を設定し、各分割期間において互いに異なる搬送周波数となるように、PLL部5Aを制御する。図12(a)に示す例では、3つの分割期間を設定し、第1の分割期間において周波数f、第2の分割期間において周波数f、第3の分割期間において周波数fとなるように制御が行われている。 As shown in FIG. 12 (a), the reader / writer 2 always transmits a specific signal, while returning a tag response signal when requesting the RFID tag 1 to transmit a tag response signal. The requested R / W request signal is transmitted. Here, the frequency control unit 7A sets a plurality of divided periods within a period in which an R / W request signal (more specifically, a CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal) is transmitted, and in each divided period, The PLL unit 5A is controlled so that the carrier frequencies are different from each other. In the example shown in FIG. 12A, three division periods are set, and the frequency f 1 is set in the first division period, the frequency f 2 is set in the second division period, and the frequency f 3 is set in the third division period. Control is done.

RFIDタグ1は、常にリーダライタ2から送られてくる信号を監視し、R/W要求信号を受信したことを検知すると、それに応答する形でタグ応答信号を送信する。ここで、タグ応答信号は、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))における搬送周波数の時間変化に応じて、搬送周波数が変化する。図12(b)に示す例では、タグ応答信号における第1の期間では周波数f、第2の期問では周波数f、第3の期間では周波数fとなっている。 The RFID tag 1 constantly monitors the signal sent from the reader / writer 2 and, when detecting that the R / W request signal has been received, transmits the tag response signal in response to the signal. Here, the carrier frequency of the tag response signal changes according to the time change of the carrier frequency in the R / W request signal (more specifically, CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal). In the example shown in FIG. 12B, the frequency f 1 is in the first period of the tag response signal, the frequency f 2 is in the second period, and the frequency f 3 is in the third period.

このようなタグ応答信号を受信することによって、位置測定部8は、互いに異なる複数の周波数における受信信号の状態を検知することが可能となる。なお、受信処理部6におけるタグ応答信号の周波数変換処理のタイミングは、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))送信時における周波数切り替えタイミングに基づいて設定される。   By receiving such a tag response signal, the position measuring unit 8 can detect the state of the received signal at a plurality of different frequencies. The timing of the frequency conversion process of the tag response signal in the reception processing unit 6 is based on the frequency switching timing at the time of transmitting the R / W request signal (more specifically, CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal). Is set.

ここで、タグ応答信号において、搬送周波数が切り替えられている期間は、プリアンブル部の期間内とすることが好ましい。これは、タグ応答信号において、データ部の長さは変動する一方、プリアンブル部の長さは固定であるので、搬送周波数が切り替えられている期間を確実に確保できるからである。   Here, in the tag response signal, the period during which the carrier frequency is switched is preferably within the period of the preamble portion. This is because, in the tag response signal, the length of the data portion varies while the length of the preamble portion is fixed, so that a period during which the carrier frequency is switched can be ensured.

(1フレーム内での周波数切り替えを伴う距離測定処理の流れ)
次に、図13に示すフローチャートを参照しながら、リーダライタ2における上記の1フレーム内での周波数切り替えを伴う距離測定処理の流れについて説明する。
(Distance measurement process flow with frequency switching within one frame)
Next, the flow of distance measurement processing that involves frequency switching in the above-described one frame in the reader / writer 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、距離測定処理が開始されると、周波数制御部7Aが、R/W要求信号を送信する際の搬送信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))の周波数を上記複数の分割期間ごとに切り替えるようにPLL部5Aを制御する。そして、送信制御部7Bが、R/W要求信号を示すデータを搬送信号に重畳させるように変調部5Bを制御する。そして、変調部5Bによって変調された送信信号が、電力増幅部5Cによって増幅された後に送信アンテナ3から出力される(S51)。R/W要求信号が送信されると続いてCW(連続搬送波)が上記複数の分割期間ごとに異なる周波数で送信される(S53、S55、S58)。これにより、各分割期間ごとに周波数が切り替えられたR/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))が送信される。   First, when the distance measurement process is started, the frequency control unit 7A sets the frequency of the carrier signal (more specifically, the CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal) when transmitting the R / W request signal. The PLL unit 5A is controlled so as to be switched for each of the plurality of divided periods. Then, the transmission control unit 7B controls the modulation unit 5B so as to superimpose data indicating the R / W request signal on the carrier signal. Then, the transmission signal modulated by the modulation unit 5B is amplified by the power amplification unit 5C and then output from the transmission antenna 3 (S51). When the R / W request signal is transmitted, CW (continuous carrier wave) is transmitted at a different frequency for each of the plurality of divided periods (S53, S55, S58). Thereby, the R / W request signal (more specifically, CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal) whose frequency is switched for each divided period is transmitted.

RFIDタグ1がR/W要求信号を検出すると、続いて検出したCW(連続搬送波)の搬送周波数(周波数f,f,f)の時間変化に応じて変化した搬送周波数(周波数f,f,f)からなるタグ応答信号を返信する。このタグ応答信号を受信アンテナ4が受信し、受信処理部6が受信処理を行い(S53、S56、S59)、そして位相情報取得部8Aが位相情報取得処理を行う(S54、S57、S60)。ここで受信されるタグ応答信号は、R/W要求信号後のCW(連続搬送波)における搬送周波数の時間変化に応じて、搬送周波数が変化していることになる。 When the RFID tag 1 detects the R / W request signal, followed by detecting CW carrier frequency (continuous carrier wave) (frequency f 1, f 2, f 3) of the carrier frequency changes according to the time variation (frequency f 1 , F 2 , f 3 ) is returned. The reception antenna 4 receives this tag response signal, the reception processing unit 6 performs reception processing (S53, S56, S59), and the phase information acquisition unit 8A performs phase information acquisition processing (S54, S57, S60). In the tag response signal received here, the carrier frequency changes according to the time change of the carrier frequency in the CW (continuous carrier wave) after the R / W request signal.

すなわち、受信処理部6において、周波数変換部6Bは、タグ応答信号におけるプリアンブル部を認識し、上述の数4から6の数式に基づいて、このプリアンブル部における各分割期間の周波数に対するI信号およびQ信号を求める。位相情報取得部8Aは、周波数変換部6Bから各周波数のI信号およびQ信号を受け取ると、上述の数7から8の数式に基づいて、各周波数の位相の変化量φおよびφを算出し、搬送信号として使用された周波数に対応させてテーブルに記憶する。ここで、各分割期間の切り替えタイミングは、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))送信時における周波数切り替えタイミングに基づいて設定される。 That is, in the reception processing unit 6, the frequency conversion unit 6B recognizes the preamble part in the tag response signal, and based on the above equations 4 to 6, the I signal and Q for the frequency of each divided period in the preamble part Find the signal. When the phase information acquisition unit 8A receives the I signal and the Q signal of each frequency from the frequency conversion unit 6B, the phase information acquisition unit 8A calculates the phase change amounts φ 1 and φ 2 of each frequency based on the above formulas 7 to 8. And stored in a table corresponding to the frequency used as the carrier signal. Here, the switching timing of each divided period is set based on the frequency switching timing at the time of transmitting the R / W request signal (more specifically, CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal).

受信処理部6および位相情報取得部8Aにおけるタグ応答信号のプレアンブル部における各分割期間の各周波数(周波数f,f,f)に対する周波数変換および位相情報取得処理は、送信処理部5にて対応する周波数のCW(連続搬送波)が送信されている間に行なわれる。例えば、送信処理部5が第1の周波数fにてCW(連続搬送波)の送信を開始すると(S52)、RFIDタグ1はタグ応答信号のプリアンブル部における最初の分割期間の信号を第1の周波数fにて返信する。受信処理部6は該周波数fのタグ応答信号を受信し(S53)、そして位相情報取得部8Aは周波数fの位相情報を取得する(S54)。一定時間が経過すると、送信処理部5は第2の周波数fにてCW(連続搬送波)の送信を開始する(S55)。RFIDタグ1はこの第2の周波数fのCW(連続搬送波)を受信すると、タグ応答信号のプリアンブル部における次の分割期間の信号を第2の周波数fにて送信する。受信処理部6は、該周波数fのタグ応答信号を受信し(S56)、そして位相情報取得部8Aは、周波数fの位相情報を取得する(S57)。一定時間が経過すると、次に、第3の周波数fに対して送信処理部5、受信処理部6および位相情報取得部8Aは同じ動作を繰り返す(S58からS60)。 The frequency conversion and phase information acquisition processing for each frequency (frequency f 1 , f 2 , f 3 ) in each divided period in the preamble portion of the tag response signal in the reception processing unit 6 and the phase information acquisition unit 8 A is performed in the transmission processing unit 5. This is performed while a CW (continuous carrier wave) having a corresponding frequency is being transmitted. For example, when the transmission processing unit 5 starts transmission of CW (continuous carrier wave) at the first frequency f 1 (S52), the RFID tag 1 transmits the signal of the first division period in the preamble portion of the tag response signal to the first frequency to reply at a frequency f 1. The reception processing unit 6 receives the tag response signal of the frequency f 1 (S53), and the phase information acquisition unit 8A acquires the phase information of the frequency f 1 (S54). After a certain period of time, the transmission processor 5 starts transmission of CW (continuous carrier wave) at the second frequency f 2 (S55). When receiving the CW (continuous carrier wave) of the second frequency f 2 , the RFID tag 1 transmits a signal of the next divided period in the preamble portion of the tag response signal at the second frequency f 2 . The reception processing unit 6 receives the tag response signal of the frequency f 2 (S56), and the phase information acquisition unit 8A acquires the phase information of the frequency f 2 (S57). After a certain period of time, then the transmission processing unit 5 with respect to the third frequency f 3, the reception processing section 6 and phase information acquiring section 8A repeats the same operation (S58 from S60).

受信処理部6においてRFIDタグ1からのタグ応答信号の受信が終了すると(S61)、送信処理部5はCW(連続搬送波)の送信、すなわち、1フレームからなる信号の送信を終了する(62)。その後、上記テーブルに記憶された互いに異なる複数の周波数における位相情報に基づいて、距離算出部8Bが距離rを算出することにより処理が終了する(S63)。   When the reception processing unit 6 finishes receiving the tag response signal from the RFID tag 1 (S61), the transmission processing unit 5 finishes transmission of CW (continuous carrier wave), that is, transmission of a signal consisting of one frame (62). . Thereafter, the distance calculation unit 8B calculates the distance r based on the phase information at a plurality of different frequencies stored in the table, and the process ends (S63).

なお、上記の例では、位相に基づいて距離rを算出するようになっているが、上記したMUSIC法を応用した距離測定処理であっても、同様に適用することが可能である。また、I信号・Q信号のレベルがより高い受信信号を2つ選択し、この選択した2つの受信信号に基づいて位相の変化量検出および位置算出を行うことも可能である。   In the above example, the distance r is calculated based on the phase. However, the distance measurement process using the MUSIC method described above can be similarly applied. It is also possible to select two reception signals having higher I signal / Q signal levels and perform phase change detection and position calculation based on the two selected reception signals.

(各RFIDタグの距離の認識)
上記のように、タグ応答信号にはデータ部が含まれている。このデータ部に各RFIDタグ1に固有のID情報が含まれている場合、タグ応答信号によって上記のように測定した距離を、該タグ応答信号を送信したRFIDタグ1と結びつけて認識することが可能となる。以下にこれを実現する構成について図14を参照しながら説明する。
(Recognize the distance of each RFID tag)
As described above, the tag response signal includes the data portion. When the ID information unique to each RFID tag 1 is included in this data portion, the distance measured as described above by the tag response signal can be recognized in association with the RFID tag 1 that transmitted the tag response signal. It becomes possible. A configuration for realizing this will be described below with reference to FIG.

同図に示す構成は、前記した図4に示す構成において、受信処理部6にプリアンブル抽出部6Cが設けられている点で異なっている。その他の構成については図4に示す構成と同様であるのでここではその説明を省略する。   The configuration shown in the figure is different from the configuration shown in FIG. 4 in that the reception processing unit 6 is provided with a preamble extraction unit 6C. The other configuration is the same as the configuration shown in FIG.

プリアンブル抽出部6Cは、ミキサ6B1およびミキサ6B2から出力されるI信号およびQ信号を入力し、タグ応答信号におけるプリアンブル部を抽出してこれを位置測定部8に伝送するとともに、タグ応答信号におけるデータ部を受信フレームとして通信制御部7における受信制御部7Cに伝送する。位置測定部8は、プリアンブル部を解析することによって上記のように距離を測定し、測定した情報を上記受信制御部7Cに伝送する。   The preamble extraction unit 6C receives the I signal and the Q signal output from the mixer 6B1 and the mixer 6B2, extracts the preamble portion in the tag response signal, transmits this to the position measurement unit 8, and transmits data in the tag response signal. Are transmitted as reception frames to the reception control unit 7C in the communication control unit 7. The position measuring unit 8 measures the distance as described above by analyzing the preamble part, and transmits the measured information to the reception control unit 7C.

通信制御部7における受信制御部7Cは、プリアンブル抽出部6Cから受信したデータ部を解析することによって、該タグ応答信号を送信したRFIDタグ1のID情報を認識する。また、受信制御部7Cは、位置測定部8によって測定された該RFIDタグ1の距離測定結果と、上記ID情報とを結びつけてこれを認識する。これにより、RFIDタグ通信システムにおいて複数のRFIDタグ1が存在した場合でも、各RFIDタグ1の距離を区別して認識することが可能となる。   The reception controller 7C in the communication controller 7 recognizes the ID information of the RFID tag 1 that transmitted the tag response signal by analyzing the data part received from the preamble extractor 6C. In addition, the reception control unit 7C recognizes the distance measurement result of the RFID tag 1 measured by the position measurement unit 8 and the ID information. Thereby, even when there are a plurality of RFID tags 1 in the RFID tag communication system, the distances between the RFID tags 1 can be distinguished and recognized.

なお、上記の距離の情報と結びつけて認識する情報としては、各RFIDタグ1に固有のID情報に限定されるものではなく、タグ応答信号に含まれるデータ部によって示されている情報であれば、どのような情報であってもよい。   Note that the information recognized in connection with the distance information is not limited to the ID information unique to each RFID tag 1, but may be any information as long as it is indicated by the data portion included in the tag response signal. Any information may be used.

(各RFIDタグを識別した距離測定処理の流れ)
次に、図15に示すフローチャートを参照しながら、リーダライタ2における上記の各RFIDタグを識別した距離測定処理の流れについて説明する。
(Flow of distance measurement processing that identifies each RFID tag)
Next, the flow of distance measurement processing for identifying each RFID tag in the reader / writer 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、距離測定処理が開始されると、S71において、周波数制御部7Aが、R/W要求信号を送信する際の搬送信号の周波数を第1の周波数fとなるようにPLL部5Aを制御する。 First, when the distance measurement processing is started, in S71, the frequency controller 7A is controlled PLL section 5A so that frequency of the carrier signal as a first frequency f 1 at the time of transmitting the R / W request signal To do.

次に、送信制御部7Bが、R/W要求信号を示すデータを搬送信号に重畳させるように変調部5Bを制御する。そして、変調部5Bによって変調された送信信号が、電力増幅部5Cによって増幅された後に送信アンテナ3から出力される(S72)。R/W要求信号が送信されると続いてCW(連続搬送波)が第1の周波数fで送信される(S73)。 Next, the transmission control unit 7B controls the modulation unit 5B so as to superimpose data indicating the R / W request signal on the carrier signal. Then, the transmission signal modulated by the modulation unit 5B is amplified by the power amplification unit 5C and then output from the transmission antenna 3 (S72). When the R / W request signal is transmitted, CW (continuous carrier wave) is then transmitted at the first frequency f 1 (S73).

RFIDタグ1がR/W要求信号を検出すると、続いて検出したCW(連続搬送波)の第1の周波数fに応じた搬送周波数からなるタグ応答信号を返信する。このタグ応答信号を受信アンテナ4が受信し、受信処理部6が受信処理を行い(S74)、そして位相情報取得部8Aが位相情報取得処理を行う(S75)。 When the RFID tag 1 detects the R / W request signal, it subsequently returns a tag response signal having a carrier frequency corresponding to the first frequency f 1 of the detected CW (continuous carrier wave). The reception antenna 4 receives this tag response signal, the reception processing unit 6 performs reception processing (S74), and the phase information acquisition unit 8A performs phase information acquisition processing (S75).

すなわち、受信処理部6において、周波数変換部6Bは、上述の数4から6の数式に基づいて、増幅部6Aから入力された受信信号と、PLL部5Aから出力された搬送信号とを掛け合わせることによりI信号およびQ信号を求める。プリアンブル抽出部6Cは、受信したタグ応答信号(I信号およびQ信号)におけるプリアンブル部を抽出してこれを位置測定部8に伝送するとともに、タグ応答信号におけるデータ部を受信制御部7Cに伝送する。位置測定部8は、プリアンブル抽出部6Cからプリアンブル部を受信すると、上述の数7から8の数式に基づいて、第1の周波数fの位相の変化量φおよびφを算出し、搬送信号として使用された周波数(第1の周波数f)に対応させてテーブルに記憶する(S75)。 That is, in the reception processing unit 6, the frequency conversion unit 6B multiplies the reception signal input from the amplification unit 6A and the carrier signal output from the PLL unit 5A based on the above mathematical expressions 4 to 6. Thus, the I signal and the Q signal are obtained. The preamble extraction unit 6C extracts the preamble part in the received tag response signal (I signal and Q signal) and transmits it to the position measurement unit 8, and transmits the data part in the tag response signal to the reception control unit 7C. . When the position measurement unit 8 receives the preamble from the preamble extraction unit 6C, the position measurement unit 8 calculates the phase change amounts φ 1 and φ 2 of the first frequency f 1 based on the mathematical formulas 7 to 8 described above, The frequency is used as a signal (first frequency f 1 ) and stored in a table (S75).

受信処理部6においてRFIDタグ1からのタグ応答信号の受信が終了すると(S76)、位置測定8は位相情報取得処理を終了する(S77)。その後、送信処理部5はCW(連続搬送波)の送信を終了する(S78)。受信制御部7Cは、受信すべき全ての周波数の受信信号を受信したか否かを判定し、全て受信していないと判定された場合(S79においてNO)には、S71からの処理に戻る。一方、受信すべき全ての周波数の受信信号を受信したと判定された場合(S79においてYES)、S80の処理に移行する。   When the reception processing unit 6 finishes receiving the tag response signal from the RFID tag 1 (S76), the position measurement 8 finishes the phase information acquisition process (S77). Thereafter, the transmission processing unit 5 ends the transmission of CW (continuous carrier wave) (S78). The reception control unit 7C determines whether or not reception signals of all frequencies to be received have been received, and when it is determined that all signals have not been received (NO in S79), the process returns to S71. On the other hand, when it is determined that reception signals of all frequencies to be received have been received (YES in S79), the process proceeds to S80.

一方、受信制御部7Cは、プリアンブル抽出部6Cからデータ部を受信すると、これに基づいて該タグ応答信号を送信したRFIDタグ1のID情報を確認する(S81)。そして、受信制御部7Cは、位置測定部8から受信した距離情報とRFIDタグ1のID情報とを結びつけて登録する(S82)。なお、RFIDタグ1のID情報と距離とを組み合わせた情報は、通信制御部7内に設けられる図示しない記録部に登録した後に、図2に示す外部通信部9を介して外部装置に送信される。以上により、距離測定処理が完了する。   On the other hand, when receiving the data part from the preamble extraction part 6C, the reception control part 7C confirms the ID information of the RFID tag 1 that has transmitted the tag response signal based on the data part (S81). Then, the reception control unit 7C associates and registers the distance information received from the position measurement unit 8 and the ID information of the RFID tag 1 (S82). Note that the information obtained by combining the ID information of the RFID tag 1 and the distance is registered in a recording unit (not shown) provided in the communication control unit 7, and then transmitted to the external device via the external communication unit 9 shown in FIG. The Thus, the distance measurement process is completed.

(位置推定処理)
上記では、各RFIDタグ1の距離を測定することについて説明したが、さらに、リーダライタ2から見た際の各RFIDタグ1の存在位置方向も測定するようにしてもよい。これを行うことによって、各RFlDタグ1の距離と方向とを特定することができるので、各RFIDタグ1の存在位置を特定することが可能となる。RFIDタグ1の存在位置方固を推定する方法としては、受信アンテナ4のアンテナ素子を複数アレー状に並べて、各アンテナ素子で受信される信号の位相の差異を検出する方法がある。以下に、このRFIDタグ1の存在位置方向の推定処理について説明する。
(Position estimation process)
In the above description, the distance between the RFID tags 1 is measured. However, the direction of the position of each RFID tag 1 when viewed from the reader / writer 2 may also be measured. By doing this, the distance and direction of each RF ID tag 1 can be specified, and therefore the location of each RFID tag 1 can be specified. As a method for estimating the position of the RFID tag 1, there is a method in which a plurality of antenna elements of the receiving antenna 4 are arranged in an array and a difference in phase of a signal received by each antenna element is detected. Below, the estimation process of the presence position direction of this RFID tag 1 is demonstrated.

図16は、RFIDタグ1の存在位置方向の推定処理を模式的に示す図である。同図において、受信アンテナ4は、第1アンテナ素子4A、および第2アンテナ素子4Bの2つのアンテナ素子によって構成されている。また、θは、RFIDタグ1の存在位置方向を示す角度である。このθは、第1アンテナ素子4A、および第2アンテナ素子4Bにおける電波受信ポイントをともに含む平面の法線方向を0°とした場合の角度となっている。   FIG. 16 is a diagram schematically illustrating an estimation process of the existence position direction of the RFID tag 1. In the figure, the receiving antenna 4 is composed of two antenna elements, a first antenna element 4A and a second antenna element 4B. Further, θ is an angle indicating the direction in which the RFID tag 1 is present. This θ is an angle when the normal direction of the plane including both radio wave reception points in the first antenna element 4A and the second antenna element 4B is 0 °.

第1アンテナ素子4A、および第2アンテナ素子4Bにおける電波受信ポイント同士の間隔をdとすると、第1アンテナ素子4A、および第2アンテナ素子4Bで受信される信号の位相差△φは次の式で表される。

Figure 0005440893
When the interval between the radio wave reception points in the first antenna element 4A and the second antenna element 4B is d, the phase difference Δφ of the signals received by the first antenna element 4A and the second antenna element 4B is expressed by the following equation: It is represented by
Figure 0005440893

ここで、d=λ/2とすれば、位相差△φは次の式で表される。

Figure 0005440893
よって、位相差△φに基づいて、存在位置方向θは次の式で表される。
Figure 0005440893
すなわち、位相差△φを求めることによって、存在位置方向θを求めることができる。 Here, if d = λ / 2, the phase difference Δφ is expressed by the following equation.
Figure 0005440893
Therefore, the existence position direction θ is expressed by the following expression based on the phase difference Δφ.
Figure 0005440893
That is, the existence position direction θ can be obtained by obtaining the phase difference Δφ.

図17は、方向算出を行う場合のリーダライタ2の構成を示している。同図に示す構成は、前記した図4に示す構成において、位置測定部8に方向算出部8Cが設けられている点、および、受信処理部5にセレクタ6Dが設けられている点で異なっている。その他の構成については図4に示す構成と同様であるのでここではその説明を省略する。   FIG. 17 shows the configuration of the reader / writer 2 when the direction is calculated. 4 differs from the configuration shown in FIG. 4 in that the position measurement unit 8 is provided with a direction calculation unit 8C and the reception processing unit 5 is provided with a selector 6D. Yes. The other configuration is the same as the configuration shown in FIG.

セレクタ6Dは、受信アンテナ4における第1アンテナ素子4Aにおいて受信された信号と第2アンテナ素子4Bにおいて受信された信号とを選択的に切り替えて増幅部6A1および増幅部6A2に伝送する。このセレクタ6Dの選択の制御は、受信制御部7Cによって行われる。   The selector 6D selectively switches between a signal received by the first antenna element 4A and a signal received by the second antenna element 4B in the receiving antenna 4 and transmits the signals to the amplifying unit 6A1 and the amplifying unit 6A2. The selection control of the selector 6D is performed by the reception control unit 7C.

方向算出部8Cは、第1アンテナ素子4Aにおいて受信された信号と、第2アンテナ素子4Bにおいて受信された信号との位相差についての情報を位相情報取得部8Aから取得し、これに基づいて上記の処理によってRFIDタグ1の存在位置方向θを算出する。そして、受信制御部7Cは、距離算出部8Bによって算出された距離情報、および方向算出部8Cによって算出された存在位置方向情報を取得し、この情報を図2に示したエリア判定部10に伝送する。   The direction calculation unit 8C acquires information on the phase difference between the signal received by the first antenna element 4A and the signal received by the second antenna element 4B from the phase information acquisition unit 8A, and based on the information, the direction calculation unit 8C Thus, the existence position direction θ of the RFID tag 1 is calculated. Then, the reception control unit 7C acquires the distance information calculated by the distance calculation unit 8B and the existing position / direction information calculated by the direction calculation unit 8C, and transmits this information to the area determination unit 10 shown in FIG. To do.

エリア判定部10は、位置情報としての上記距離情報および存在位置方向情報に基づいて、該RFIDタグ1が所定の空問領域(通信エリア)内に位置しているか否かを判定する。この際に、エリア判定部10は、エリア情報記憶部11に記憶されているエリア情報に基づいて、RFIDタグ1が通信エリア内に存在しているかを判定する。   The area determination unit 10 determines whether or not the RFID tag 1 is located within a predetermined question area (communication area) based on the distance information and the existing position / direction information as position information. At this time, the area determination unit 10 determines whether the RFID tag 1 is present in the communication area based on the area information stored in the area information storage unit 11.

なお、RFIDタグ1の存在位置方向θを求める手法としては、上記の手法に限定されるものではなく、公知の様々な手法を用いることができる。例えば、電波の到来方向(DOA(Direction Of Arrival)を推定する技術としては、Beamformer法、Capon法、LP(Linear Prediction)法、Min−Norm法、MUSIC法、およびESPRIT法などが挙げられる。   Note that the method for obtaining the existence position direction θ of the RFID tag 1 is not limited to the above method, and various known methods can be used. For example, techniques for estimating a direction of arrival (DOA) include a beamformer method, a capon method, an LP (linear prediction) method, a min-norm method, a MUSIC method, and an ESPRIT method.

(位置推定処理の流れ)
次に、図18および図19に示すフローチャートを参照しながら、リーダライタ2における上記の位置推定処理の流れについて説明する。
(Flow of position estimation processing)
Next, the flow of the position estimation process in the reader / writer 2 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

まず、位置推定処理が開始されると、S91において、周波数制御部7Aが、R/W要求信号を送信する際の搬送信号の周波数を第1の周波数fとなるようにPLL部5Aを制御する。 First, the control when the position estimation process is started, in S91, the frequency controller 7A is a PLL section 5A so that frequency of the carrier signal as a first frequency f 1 at the time of transmitting the R / W request signal To do.

次に、送信制御部7Bが、R/W要求信号を示すデータを搬送信号に重畳させるように変調部5Bを制御する。そして、変調部5Bによって変調された送信信号が、電力増幅部5Cによって増幅された後に送信アンテナ3から出力される(S92)。R/W要求信号が送信されると続いてCW(連続搬送波)が第1の周波数fで送信される(S93)。 Next, the transmission control unit 7B controls the modulation unit 5B so as to superimpose data indicating the R / W request signal on the carrier signal. The transmission signal modulated by the modulation unit 5B is amplified by the power amplification unit 5C and then output from the transmission antenna 3 (S92). When the R / W request signal is transmitted, CW (continuous carrier wave) is subsequently transmitted at the first frequency f 1 (S93).

その後、RFIDタグ1がR/W要求信号を検出すると、続いて検出したCW(連続搬送波)の第1の周波数fに応じた搬送周波数からなるタグ応答信号を返信する。このタグ応答信号を受信アンテナ4が受信する。この時点では、セレクタ6Dは、第1アンテナ素子4Aを選択しており、第1アンテナ素子4Aで受信された信号に基づいて、受信処理部6が受信処理を行い(S94)、そして位相情報取得部8Aは位相情報取得処理を行う(S95)。 After that, when the RFID tag 1 detects the R / W request signal, it subsequently returns a tag response signal having a carrier frequency corresponding to the first frequency f 1 of the detected CW (continuous carrier wave). The reception antenna 4 receives this tag response signal. At this time, the selector 6D has selected the first antenna element 4A, the reception processing unit 6 performs reception processing based on the signal received by the first antenna element 4A (S94), and phase information acquisition The unit 8A performs a phase information acquisition process (S95).

すなわち、受信処理部6において、周波数変換部6Bは、上述の数4から6の数式に基づいて、増幅部6Aから入力された受信信号と、PLL部5Aから出力された搬送信号とを掛け合わせることによりI信号およびQ信号を求める。位相情報取得部8Aは、周波数変換部6BからI信号およびQ信号を受け取ると、上述の数7から8の数式に基づいて、第1の周波数fの位相の変化量φおよびφを算出し、搬送信号として使用された周波数(第1の周波数f)に対応させてテーブルに記憶する(S95)。 That is, in the reception processing unit 6, the frequency conversion unit 6B multiplies the reception signal input from the amplification unit 6A and the carrier signal output from the PLL unit 5A based on the above mathematical expressions 4 to 6. Thus, the I signal and the Q signal are obtained. When the phase information acquisition unit 8A receives the I signal and the Q signal from the frequency conversion unit 6B, the phase information acquisition unit 8A calculates the phase change amounts φ 1 and φ 2 of the first frequency f 1 based on the mathematical expressions 7 to 8 described above. The calculated frequency is stored in the table in correspondence with the frequency (first frequency f 1 ) used as the carrier signal (S95).

受信処理部6においてRFIDタグ1からのタグ応答信号の受信が終了すると(S96)、位相情報取得部8Aは位相情報取得処理を終了する(S97)。その後、送信処理部5はCW(連続搬送波)の送信、すなわち、1フレームからなる信号の送信を終了する(S98)。受信制御部7Cは、受信すべき全ての周波数の受信信号を受信したか否かを判定し、全て受信していないと判定された場合(S99においてNO)には、S91からの処理に戻る。一方、受信すべき全ての周波数の受信信号を受信したと判定された場合(S99においてYES)、距離算出部8Bにて距離演算が行なわれて(S100)、S101の処理に移行する。なお、位置測定部8は、距離の算出を位相情報に基づいて行うだけでなく、上記したようにMUSIC法を応用した手法によって距離を算出してもよい。また、距離演算は、後述するS111、S112の前後に行なわれても良い。   When the reception processing unit 6 finishes receiving the tag response signal from the RFID tag 1 (S96), the phase information acquisition unit 8A ends the phase information acquisition process (S97). Thereafter, the transmission processing unit 5 ends the transmission of CW (continuous carrier wave), that is, the transmission of a signal consisting of one frame (S98). The reception control unit 7C determines whether or not reception signals of all frequencies to be received have been received. If it is determined that all reception signals have not been received (NO in S99), the process returns to S91. On the other hand, when it is determined that reception signals of all frequencies to be received have been received (YES in S99), distance calculation is performed in distance calculation unit 8B (S100), and the process proceeds to S101. Note that the position measurement unit 8 may calculate the distance not only by calculating the distance based on the phase information, but also by a method applying the MUSIC method as described above. The distance calculation may be performed before and after S111 and S112, which will be described later.

S101では、セレクタ6Dが、第2アンテナ素子4Bを選択するように切り替えられる。そして、送信制御部7Bの制御に基づいて第1の周波数fによりR/W要求信号およびCW(連続搬送波)が送信される(S102からS104)。RFIDタグ1がR/W要求信号を検出すると、続いて検出したCW(連続搬送波)の第1の周波数fに応じた搬送周波数からなるタグ応答信号を返信する。このタグ応答信号を受信アンテナ4が受信する。この時点では、セレクタ6Dは、第2アンテナ素子4Bを選択しており、第2アンテナ素子4Bで受信された信号に基づいて、受信処理部6が受信処理を行う(S105)。 In S101, the selector 6D is switched to select the second antenna element 4B. Then, R / W request signal and CW (continuous carrier wave) is transmitted by the first frequency f 1 based on the control of the transmission controller 7B (S102 from S104). When the RFID tag 1 detects the R / W request signal, it subsequently returns a tag response signal having a carrier frequency corresponding to the first frequency f 1 of the detected CW (continuous carrier wave). The reception antenna 4 receives this tag response signal. At this time, the selector 6D has selected the second antenna element 4B, and the reception processing unit 6 performs reception processing based on the signal received by the second antenna element 4B (S105).

すなわち、受信処理部6において、周波数変換部6Bは、上述の数4から6の数式に基づいて、増幅部6Aから入力された受信信号と、PLL部5Aから出力された搬送信号とを掛け合わせることによりI信号およびQ信号を求めて位相情報取得部8Aに出力する。受信処理部6においてRFIDタグ1からのタグ応答信号の受信が終了すると(S106)、送信処理部5はCW(連続搬送波)の送信、すなわち、1フレームからなる信号の送信を終了する(S107)。   That is, in the reception processing unit 6, the frequency conversion unit 6B multiplies the reception signal input from the amplification unit 6A and the carrier signal output from the PLL unit 5A based on the above mathematical expressions 4 to 6. Thus, the I signal and the Q signal are obtained and output to the phase information acquisition unit 8A. When reception of the tag response signal from the RFID tag 1 is completed in the reception processing unit 6 (S106), the transmission processing unit 5 ends transmission of CW (continuous carrier wave), that is, transmission of a signal consisting of one frame (S107). .

次に、方向算出処理に関してS108からS109の処理が行われる。   Next, the processing from S108 to S109 is performed regarding the direction calculation processing.

S108では、位相情報取得部8Aが、第1アンテナ素子4Aによって受信された信号と、第2アンテナ素子4Bによって受信された信号との位相差を検出し、これに基づいて方向算出部8CがRFIDタグ1の存在位置方向(存在方向)を算出する(S109)。なお、上記のようにアンテナ素子間の位相差に基づいて方向推定を行う際には、ある(同一の)周波数での位相差を比較することが必要である。   In S108, the phase information acquisition unit 8A detects the phase difference between the signal received by the first antenna element 4A and the signal received by the second antenna element 4B, and based on this, the direction calculation unit 8C The existence position direction (existence direction) of the tag 1 is calculated (S109). Note that when direction estimation is performed based on the phase difference between the antenna elements as described above, it is necessary to compare the phase difference at a certain (same) frequency.

その後、受信制御部7Cは、距離算出部8Bによって算出された距離情報、および方向算出部8Cによって算出された存在位置方向情報を取得し、この情報をエリア判定部10に伝送する。エリア判定部10は、上記距離情報および存在位置方向情報に基づいて、該RFIDタグlの位置を算出する(S110)。以上により、位置測定処理が完了する。
(1フレーム内での複数周波数同時送信)
Thereafter, the reception control unit 7C acquires the distance information calculated by the distance calculation unit 8B and the existing position / direction information calculated by the direction calculation unit 8C, and transmits this information to the area determination unit 10. The area determination unit 10 calculates the position of the RFID tag 1 based on the distance information and the existing position / direction information (S110). Thus, the position measurement process is completed.
(Simultaneous transmission of multiple frequencies within one frame)

上記では、リーダライタ2は、1フレームからなるR/W要求信号およびCW(連続搬送波)を送信する途中で搬送周波数を1回以上変化させることによって、途中で搬送周波数が1回以上変化する1フレームからなるタグ応答信号を受信し、これに基づいて距離測定を行うようになっている。これに対して、1フレームからなるR/W要求信号およびCW(連続搬送波)を送信する搬送周波数を複数の周波数成分から構成することによって、複数の周波数成分を持った搬送周波数の1フレームからなるタグ応答信号を受信し、これに基づいて距離測定を行う構成とすることが可能である。   In the above, the reader / writer 2 changes the carrier frequency one or more times during the transmission of the R / W request signal and CW (continuous carrier wave) consisting of one frame, so that the carrier frequency changes one or more times during the transmission. A tag response signal composed of a frame is received, and a distance measurement is performed based on the received tag response signal. On the other hand, the carrier frequency for transmitting the R / W request signal consisting of one frame and CW (continuous carrier wave) is composed of a plurality of frequency components, thereby comprising one frame of a carrier frequency having a plurality of frequency components. The tag response signal can be received and the distance can be measured based on the tag response signal.

図20(a)に示すように、リーダライタ2は、常に特定の信号を送信している一方、RFIDタグ1に対してタグ応答信号を送信することを要求する時に、タグ応答信号の返信を要求するR/W要求信号を送信する。ここで、周波数制御部7Aは、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))の搬送周波数が、複数の周波数成分から構成されるようにPLL部5Aを制御する。図20(a)に示す例では、搬送周波数が第1の周波数f、第2の周波数f、第3の周波数fから構成するように制御が行われている。 As shown in FIG. 20 (a), the reader / writer 2 always transmits a specific signal, while returning a tag response signal when requesting the RFID tag 1 to transmit a tag response signal. The requested R / W request signal is transmitted. Here, the frequency control unit 7A includes a PLL unit 5A so that the carrier frequency of the R / W request signal (more specifically, the CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal) is composed of a plurality of frequency components. To control. In the example shown in FIG. 20A, the control is performed so that the carrier frequency is composed of the first frequency f 1 , the second frequency f 2 , and the third frequency f 3 .

RFIDタグ1は、常にリーダライタ2から送られてくる信号を監視し、R/W要求信号を受信したことを検知すると、それに応答する形でタグ応答信号を送信する。ここで、タグ応答信号は、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))における複数の周波数成分からなる搬送周波数に応じた搬送周波数により送信される。図20(b)に示す例では、タグ応答信号における第1の期間では周波数f、第2の期問では周波数f、第3の期間では周波数fとなっている。 The RFID tag 1 constantly monitors the signal sent from the reader / writer 2 and, when detecting that the R / W request signal has been received, transmits the tag response signal in response to the signal. Here, the tag response signal is transmitted at a carrier frequency corresponding to a carrier frequency composed of a plurality of frequency components in the R / W request signal (more specifically, CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal). In the example shown in FIG. 20B, the tag response signal has a frequency f 1 in the first period, a frequency f 2 in the second period, and a frequency f 3 in the third period.

このようなタグ応答信号を受信することによって、位置測定部8は、互いに異なる複数の周波数における受信信号の状態を検知することが可能となる。   By receiving such a tag response signal, the position measuring unit 8 can detect the state of the received signal at a plurality of different frequencies.

以下にこれを実現する構成について図21を参照しながら説明する。   A configuration for realizing this will be described below with reference to FIG.

同図に示す構成は、前記した図4に示す構成において、送信処理部5に各周波数に対応する発信器5D1・5D2・5D3および合成器5Eが設けられていると共に、受信処理部6に帯域通過フィルタ6C1・6C2・6C3および周波数変換部6Bとしてのミキサ6B3・6B4・6B5が設けられている点で異なっている。その他の構成については図4に示す構成と同様であるのでここではその説明を省略する。   In the configuration shown in FIG. 4, in the configuration shown in FIG. 4, the transmission processing unit 5 is provided with transmitters 5D1, 5D2, and 5D3 and a synthesizer 5E corresponding to each frequency, and the reception processing unit 6 has a bandwidth. The difference is that pass filters 6C1, 6C2, 6C3 and mixers 6B3, 6B4, 6B5 as frequency converters 6B are provided. The other configuration is the same as the configuration shown in FIG.

通信制御部7において、周波数制御部7Aは、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))の搬送周波数が、複数の周波数成分から構成されるようにPLL部5Aを制御する。PLL部5Aおよび発信器5D1・5D2・5Dによって生成された搬送信号は合成器5Eにて合成された後、変調部5Bおよび電力増幅部5Cを介して送信される。   In the communication control unit 7, the frequency control unit 7A is configured so that the carrier frequency of the R / W request signal (more specifically, the CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal) is composed of a plurality of frequency components. The PLL unit 5A is controlled. The carrier signals generated by the PLL unit 5A and the transmitters 5D1, 5D2, and 5D are combined by the combiner 5E, and then transmitted through the modulation unit 5B and the power amplification unit 5C.

受信アンテナ4で受信された受信信号は、増幅部6Aを経由して、3つの経路に分岐し、帯域通過フィルタ6C1・6C2・6C3にそれぞれ入力される。各帯域通過フィルタ6C1・6C2・6C3は入力された受信信号から特定の周波数成分の信号を取り出し、ミキサ6B3・6B4・6B5に入力する。   A reception signal received by the reception antenna 4 is branched into three paths via the amplification unit 6A and input to the bandpass filters 6C1, 6C2, and 6C3, respectively. Each of the band pass filters 6C1, 6C2, and 6C3 takes out a signal having a specific frequency component from the input reception signal and inputs the signal to the mixers 6B3, 6B4, and 6B5.

ミキサ6B3・6B4・6B5にて求められた各周波数成分のI信号およびQ信号は位相情報取得部8Aに入力されて各周波数成分の位相の変化量およびそれに基づく距離算出が行なわれる。   The I signal and Q signal of each frequency component obtained by the mixers 6B3, 6B4, and 6B5 are input to the phase information acquisition unit 8A, and the amount of phase change of each frequency component and the distance calculation based thereon are performed.

上記図4および図13の実施形態と同様に、受信処理部6は、送信処理部5がCW(連続搬送波)を送信している間に、各周波数成分の位相の変化量の算出を行う。   4 and 13, the reception processing unit 6 calculates the amount of change in phase of each frequency component while the transmission processing unit 5 is transmitting CW (continuous carrier wave).

なお、上記の例では、位相に基づいて距離rを算出するようになっているが、上記したMUSIC法を応用した距離測定処理であっても、同様に適用することが可能である。また、I信号・Q信号のレベルがより高い受信信号を2つ選択し、この選択した2つの受信信号に基づいて位相の変化量検出および位置算出を行うことも可能である。   In the above example, the distance r is calculated based on the phase. However, the distance measurement process using the MUSIC method described above can be similarly applied. It is also possible to select two reception signals having higher I signal / Q signal levels and perform phase change detection and position calculation based on the two selected reception signals.

(アクティブタイプのRFIDタグ)
上記では、RFIDタグ1がパッシブタイプである構成について説明したが、前記したように、RFIDタグ1がアクティブタイプである構成であってもよい。この場合、RFIDタグ1は、電源部を備えるとともに、タグ応答信号を生成する信号生成部と、上記信号生成部によって生成されたタグ応答信号を、互いに異なる複数の搬送周波数によって送信されるように制御する周波数制御部とを備えた構成とすることが考えられる。この場合、リーダライタ2において、R/W要求信号を送信する必要性をなくすことができる。
(Active type RFID tag)
In the above description, the configuration in which the RFID tag 1 is a passive type has been described. However, as described above, the RFID tag 1 may be an active type. In this case, the RFID tag 1 includes a power supply unit so that the signal generation unit that generates the tag response signal and the tag response signal generated by the signal generation unit are transmitted using a plurality of different carrier frequencies. A configuration including a frequency control unit to be controlled is conceivable. In this case, the reader / writer 2 can eliminate the need to transmit the R / W request signal.

また、RFIDタグ1における上記周波数制御部が、前記した周波数制御部7Aと同様に、1つのタグ応答信号を送信する期間内に複数の分割期間を設定し、各分割期間において互いに異なる搬送周波数となるように制御するようにすることも可能であり、上記タグ応答信号の送信の回数毎にそれぞれ互いに異なる搬送周波数となるように制御するようにすることも可能である。また、搬送周波数が、複数の周波数成分から構成されるように制御することも可能である。   Similarly to the frequency control unit 7A described above, the frequency control unit in the RFID tag 1 sets a plurality of divided periods within a period in which one tag response signal is transmitted, and carrier frequencies different from each other in each divided period. It is also possible to perform control so that the carrier frequencies differ from each other every time the tag response signal is transmitted. It is also possible to control the carrier frequency so as to be composed of a plurality of frequency components.

(RFIDタグを用いた通信システムの適用例)
次に、本実施形態に係るRFIDタグを用いた通信システムを具体的なシステムに適用する例について説明する。図22は、物品の流通が行われるシステムにおいて、流通される物品の検査確認などを行うシステムに本RFIDタグを用いた通信システムを適用した場合の例を示している。同図に示す例では、複数のベルトコンベアによって、RFIDタグ1が取り付けられた物品が搬送されている。また、ベルトコンベアから離れた場所にも、RFIDタグ1が貼り付けられた物品が積み上げられている。そして、ベルトコンベアによって搬送された物品を検査するために、リーダライタ2が各RFIDタグ1と通信を行う。これにより、各物品の流通を管理することが可能となる。
(Application example of communication system using RFID tag)
Next, an example in which the communication system using the RFID tag according to the present embodiment is applied to a specific system will be described. FIG. 22 shows an example in which a communication system using the RFID tag is applied to a system that performs inspection and confirmation of a distributed article in a system in which the article is distributed. In the example shown in the figure, an article to which the RFID tag 1 is attached is conveyed by a plurality of belt conveyors. In addition, articles with the RFID tag 1 attached are stacked at a place away from the belt conveyor. The reader / writer 2 communicates with each RFID tag 1 in order to inspect the article conveyed by the belt conveyor. Thereby, distribution of each article can be managed.

なお、このようなRFIDタグを用いた通信システムでは、リーダライタ2と通信を行う上記外部装置として、流通物品の管理を行う管理装置が備えられることになる。   Note that, in such a communication system using an RFID tag, a management device that manages distribution items is provided as the external device that communicates with the reader / writer 2.

このようなシステムの場合、通信エリアが明確に設定されないRFIDタグ通信システムであると、通信を行う必要のない、ベルトコンベアから離れた位置にあるRFIDタグ1とも通信を行ってしまうことになる。これに対して、本実施形態に係るRFIDタグ通信システムによれば、リーダライタ2における処理によって名RFlDタグ1の距離(もしくは位置)を検知することができるので、通信すべきRFIDタグ1とのみ通信を行うことが可能となる。   In the case of such a system, if the communication system is an RFID tag communication system in which the communication area is not clearly set, communication is also performed with the RFID tag 1 at a position away from the belt conveyor, which does not require communication. On the other hand, according to the RFID tag communication system according to the present embodiment, the distance (or position) of the name RF ID tag 1 can be detected by the processing in the reader / writer 2, and therefore only with the RFID tag 1 to be communicated with. Communication can be performed.

また、本実施形態に係るRFIDタグを用いた通信システムによれば、比較的高精度に各RFIDタグ1の距離(もしくは位置)を検知できるので、どのベルトコンベアのラインに搬送されているRFIDタグ1であるかについても、リーダライタ2側で認識することが可能となる。   Moreover, according to the communication system using the RFID tag according to the present embodiment, the distance (or position) of each RFID tag 1 can be detected with relatively high accuracy, so that the RFID tag being conveyed to which belt conveyor line Whether it is 1 or not can be recognized on the reader / writer 2 side.

また、このような機能を有するRFIDタグを用いた通信システムを構築するためには、リーダライタ2を1台設置するだけでよいことになる。すなわち、例えば電波の届く範囲を制限するための部材を設ける必要性や、リーダライタ2を複数台設置する必要性などをなくすことができる。よって、本実施形態に係るRFIDタグを用いた通信システムによれば、設置環境によらずに容易にセッティングを行うことが可能となる。   In order to construct a communication system using an RFID tag having such a function, it is only necessary to install one reader / writer 2. That is, for example, it is possible to eliminate the necessity of providing a member for limiting the range in which radio waves reach or the need to install a plurality of reader / writers 2. Therefore, according to the communication system using the RFID tag according to the present embodiment, setting can be easily performed regardless of the installation environment.

図23(a)は、店舗などにおいて、商品や在庫物品などの盗難監視などを行うシステムに本RFIDタグを用いた通信システムを適用した場合の例を示している。この例では、通信エリアを、対象となるRFIDタグ1が取り付けられた物品が本来存在しうる範囲に設定するとともに、この通信エリアから物品がなくなったことを検知することによって、該当物品の盗難が行われた可能性があると判定する。また、図23(b)は、窓やドアなどにRFIDタグ1を取り付け、このRFIDタグ1の位置を監視することによって、該窓やドアが開けられたことを検知する防犯システム適用例を示している。以上のような防犯システムを構築する際にも、対象物に従来から用いられているRFIDタグ1を取り付けるという簡単なセッティングを行うだけでよいことになる。また、様々な環境において柔軟にRFIDタグを用いた通信システムを構築することが可能となる。   FIG. 23A shows an example of a case where a communication system using the RFID tag is applied to a system that monitors theft of merchandise and stocked goods in a store or the like. In this example, the communication area is set to a range in which an article to which the target RFID tag 1 is attached can originally exist, and by detecting that the article has disappeared from the communication area, the corresponding article is stolen. Determine that it may have been done. FIG. 23B shows an application example of a security system in which the RFID tag 1 is attached to a window or door and the position of the RFID tag 1 is monitored to detect that the window or door has been opened. ing. When constructing the crime prevention system as described above, it is only necessary to perform a simple setting of attaching the RFID tag 1 conventionally used to an object. In addition, a communication system using an RFID tag can be constructed flexibly in various environments.

なお、この例においても、RFIDタグを用いた通信システムに、リーダライタ2と通信を行う上記外部装置として、防犯管理を行う管理装置が備えられることになる。   In this example as well, the communication system using the RFID tag is provided with a management device that performs crime prevention management as the external device that communicates with the reader / writer 2.

図24は、例えば駅や映画館などの改札が必要となる場所に本RFIDタグ通信システムを適用した場合の例を示している。昨今では、例えば駅の改札において、RFIDタグを用いた改札を行うシステムが普及しているが、このシステムでは、ゲートにリーダライタを設けることによって改札を行っている。これに対して、本実施形態に係るRFIDタグ通信システムによれば、改札が行われる通路の全体を通信エリアに設定することによって、ゲートを設けることなく改札を行うことが可能となる。なお、この場合には、RFIDタグ1を利用者が所持する携帯電話機に内蔵させた構成としてもよい。   FIG. 24 shows an example in which this RFID tag communication system is applied to a place where a ticket gate such as a station or a movie theater is required. In recent years, for example, a ticket gate using an RFID tag is widely used in a ticket gate of a station. In this system, a ticket gate is provided by providing a reader / writer at a gate. On the other hand, according to the RFID tag communication system according to the present embodiment, it is possible to perform a ticket gate without providing a gate by setting the entire passage where the ticket gate is performed as a communication area. In this case, the RFID tag 1 may be built in a mobile phone possessed by the user.

なお、この図24に示すシステム適用例において、RFIDタグ1との通信結果により、通過を許可できない利用者が存在した場合、その不許可利用者を特定する必要が生じることが考えられる。この場合、リーダライタ2によって特定された不許可利用者の位置に向けて監視カメラによる撮影を行うことによって、不許可利用者の特定およびその証拠を残すことが可能となる。   In the system application example shown in FIG. 24, if there is a user who cannot be allowed to pass due to the result of communication with the RFID tag 1, it may be necessary to identify the unauthorized user. In this case, it is possible to leave the proof of the unauthorized user and the evidence by photographing with the monitoring camera toward the position of the unauthorized user specified by the reader / writer 2.

また、この例においても、RFIDタグを用いた通信システムに、リーダライタ2と通信を行う上記外部装置として、通行許可管理を行う管理装置が備えられることになる。そして、この管理装置が、上記監視カメラの撮影制御を行うことになる。   Also in this example, a management device that performs traffic permission management is provided in the communication system using the RFID tag as the external device that communicates with the reader / writer 2. And this management apparatus will perform imaging | photography control of the said monitoring camera.

図25は、自動車などのキーレスエントリシステムに、本RFIDタグを用いた通信システムを適用した場合の例を示している。自動車の内部にリーダライタ2が設けられているとともに、利用者がRFIDタグ1を内蔵したキーを所持している。リーダライタ2は、利用者に所持されているキーに内蔵されているRFIDタグ1が自動車の周囲の所定範囲に入ったことを検知すると、キーのロックを解除するように指示を行う。これにより、利用者は、キーを所持した状態で自動車に近づくことのみによってロックを解除させることが可能となる。   FIG. 25 shows an example in which a communication system using this RFID tag is applied to a keyless entry system such as an automobile. A reader / writer 2 is provided inside the automobile, and a user has a key with a built-in RFID tag 1. When the reader / writer 2 detects that the RFID tag 1 built in the key possessed by the user has entered a predetermined range around the automobile, the reader / writer 2 instructs the lock of the key to be released. As a result, the user can release the lock only by approaching the automobile while holding the key.

なお、この例においても、RFIDタグを用いた通信システムに、リーダライタ2と通信を行う上記外部装置として、キーの施錠状態を制御管理する管理装置が備えられることになる。   Also in this example, a management device that controls and manages the lock state of the key is provided as the external device that communicates with the reader / writer 2 in the communication system using the RFID tag.

(実施の形態2)
本実施の形態2にかかる通信システムは、上記実施の形態1において説明した通信システムのうちの、1フレーム内において周波数切り替えを伴う距離測定処理を行なう構成を用いて反射体の位置情報を取得し、その取得した位置情報から、反射体が、所定の位置に位置するか否かを判定して、その判定結果に基づいて異なる処理を行うようにしたものである。
(Embodiment 2)
The communication system according to the second embodiment acquires the position information of the reflector using the configuration of performing the distance measurement process with frequency switching in one frame of the communication system described in the first embodiment. From the obtained position information, it is determined whether or not the reflector is located at a predetermined position, and different processing is performed based on the determination result.

以下、反射体がRFIDタグである場合を例に挙げて説明する。   Hereinafter, a case where the reflector is an RFID tag will be described as an example.

図26は、本実施の形態2に係るRFIDタグとリーダライタとからなる通信システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、通信システムは、1つ以上のRFIDタグl(反射体)…およびリーダライタ(情報処理装置)200を備えた構成となっている。RFIDタグ1と、リーダライタ200とは無線による情報の送受信が可能である。なお、ここでは、RFIDタグ1として複数のRFIDタグ1を備えている場合について説明するが、RFIDタグは1つであっても良い。   FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration of a communication system including the RFID tag and the reader / writer according to the second embodiment. As shown in the figure, the communication system includes one or more RFID tags l (reflectors)... And a reader / writer (information processing apparatus) 200. The RFID tag 1 and the reader / writer 200 can transmit and receive information wirelessly. Although a case where a plurality of RFID tags 1 are provided as the RFID tag 1 will be described here, the number of RFID tags may be one.

RFIDタグ1の構成は、上記実施の形態1と同様の構成を備えている。ここでは特に、RFIDタグ1は、常にリーダライタ2から送られてくる信号を監視し、R/W要求信号を受信したことを検知すると、それに応答する形で図12(b)に示すような、タグ応答信号を送信する。ここで、タグ応答信号は、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))における搬送周波数の時間変化に応じて、搬送周波数が変化する。タグ応答信号における第1の期間では周波数f、第2の期問では周波数f、第3の期間では周波数fとなっている。なお、各RFIDタグは、図示しない記憶部に、それぞれを他のRFIDタグと識別するための情報である識別情報(ID情報)等の情報を格納していてもよい。 The configuration of the RFID tag 1 is the same as that of the first embodiment. Here, in particular, the RFID tag 1 constantly monitors the signal sent from the reader / writer 2 and detects that the R / W request signal has been received, and responds to it as shown in FIG. The tag response signal is transmitted. Here, the carrier frequency of the tag response signal changes according to the time change of the carrier frequency in the R / W request signal (more specifically, CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal). The tag response signal has a frequency f 1 in the first period, a frequency f 2 in the second period, and a frequency f 3 in the third period. Each RFID tag may store information such as identification information (ID information) that is information for identifying each RFID tag from other RFID tags in a storage unit (not shown).

リーダライタ200は、各RFIDタグ1との間で無線通信を行い、RFIDタグ1に記憶されている情報の読み書きを行う装置である。なお、本実施形態では、リーダライタ200は、RFIDタグ1に記憶されている情報の読み書きを行うものとしているが、これに限定されるものではなく、RFIDタグ1に記憶されている情報の読み出しのみを行うRFIDリーダであってもよい。   The reader / writer 200 is a device that performs wireless communication with each RFID tag 1 and reads / writes information stored in the RFID tag 1. In the present embodiment, the reader / writer 200 reads and writes information stored in the RFID tag 1, but the present invention is not limited to this, and the information stored in the RFID tag 1 is read. It may be an RFID reader that performs only the above.

本実施形態では、リーダライタ200が送受信する電波の周波数帯域は、800MHz〜960MHz前後のいわゆるUHF帯としている。このような周波数帯域の電波を用いることにより、リーダライタ200は、数m〜数10m程度の距離範囲内に位置するRFIDタグ1と通信可能となる。なお、本実施形態においては、UHF帯を用いた通信を想定しているが、これに限定されるものではなく、RFIDタグ向けの周波数帯域としての、13.56MHz帯、2.45GHz帯などの周波数帯域を用いてもよく、さらには、無線による通信を行うことが可能なその他の周波数帯による通信が行われても構わない。   In the present embodiment, the frequency band of radio waves transmitted and received by the reader / writer 200 is a so-called UHF band of about 800 MHz to 960 MHz. By using radio waves in such a frequency band, the reader / writer 200 can communicate with the RFID tag 1 located within a distance range of about several meters to several tens of meters. In the present embodiment, communication using the UHF band is assumed. However, the present invention is not limited to this, and the 13.56 MHz band, 2.45 GHz band, and the like as frequency bands for RFID tags are used. A frequency band may be used, and further, communication using another frequency band capable of performing wireless communication may be performed.

リーダライタ200は、送信アンテナ3、受信アンテナ4、送信処理部5、受信処理部6、通信制御部7、位置測定部208、外部通信部9,位置判定部210、エリア情報記憶部211、および処理部212を具備する。   The reader / writer 200 includes a transmission antenna 3, a reception antenna 4, a transmission processing unit 5, a reception processing unit 6, a communication control unit 7, a position measurement unit 208, an external communication unit 9, a position determination unit 210, an area information storage unit 211, and A processing unit 212 is provided.

位置測定部208は、さらに、位相情報取得部8A、距離算出部8B、位置情報取得部208Cを備えている。   The position measurement unit 208 further includes a phase information acquisition unit 8A, a distance calculation unit 8B, and a position information acquisition unit 208C.

送信アンテナ3、受信アンテナ4、送信処理部5、受信処理部6、通信制御部7、および外部通信部9の構成については、上述した実施の形態1と同様であるので説明は省略する。なお、リーダライタ200は、受信アンテナ4を、1つだけ備えていても複数備えていても良い。また、複数の受信アンテナ4を介してそれぞれ受信される信号の受信処理を行う複数の受信処理部6等を有していてもよいし、複数の受信アンテナ4を介してそれぞれ受信される信号の受信処理を一つの受信処理部6により行うようにしてもよい。アンテナ3および4は、リーダライタ2の外部に設けられていてもよい。また、アンテナ3および4は、リーダライタ2とは異なる位置に配置されていてもよい。   The configurations of the transmission antenna 3, the reception antenna 4, the transmission processing unit 5, the reception processing unit 6, the communication control unit 7, and the external communication unit 9 are the same as those in the above-described first embodiment, and thus description thereof is omitted. Note that the reader / writer 200 may include only one reception antenna 4 or a plurality of reception antennas 4. In addition, a plurality of reception processing units 6 that perform reception processing of signals respectively received via the plurality of reception antennas 4 may be included, and signals received respectively via the plurality of reception antennas 4 may be included. The reception process may be performed by one reception processing unit 6. The antennas 3 and 4 may be provided outside the reader / writer 2. Further, the antennas 3 and 4 may be arranged at positions different from the reader / writer 2.

リーダライタ2は、ここでは、常に特定の信号を送信している一方、RFIDタグ1に対してタグ応答信号を送信することを要求する時に、図12(a)に示すようなタグ応答信号の返信を要求するR/W要求信号を送信するものとする。このため、上記実施の形態1において説明したように、周波数制御部7Aは、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))を送信する期間内に複数の分割期間を設定し、各分割期間において互いに異なる搬送周波数となるように、PLL部5Aを制御する。図12(a)に示す例では、3つの分割期間を設定し、第1の分割期間において周波数f、第2の分割期間において周波数f、第3の分割期間において周波数fとなるように制御が行われている。 Here, the reader / writer 2 always transmits a specific signal, but when requesting the RFID tag 1 to transmit a tag response signal, the reader / writer 2 transmits a tag response signal as shown in FIG. It is assumed that an R / W request signal for requesting a reply is transmitted. For this reason, as described in the first embodiment, the frequency control unit 7A includes a plurality of R / W request signals (more specifically, CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal) within a period. And the PLL unit 5A is controlled so that the carrier frequencies are different from each other in each divided period. In the example shown in FIG. 12A, three division periods are set, and the frequency f 1 is set in the first division period, the frequency f 2 is set in the second division period, and the frequency f 3 is set in the third division period. Control is done.

なお、上記実施の形態1において説明したように、受信処理部6におけるタグ応答信号の周波数変換処理のタイミングは、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))送信時における周波数切り替えタイミングに基づいて設定されているものとする。   As described in the first embodiment, the timing of the frequency conversion processing of the tag response signal in the reception processing unit 6 is the R / W request signal (more specifically, CW (continuous carrier wave following the R / W request signal). )) It shall be set based on the frequency switching timing at the time of transmission.

また、上記実施の形態1において説明したように、タグ応答信号において、搬送周波数が切り替えられている期間は、プリアンブル部の期間内とすることが好ましい。これは、タグ応答信号において、データ部の長さは変動する一方、プリアンブル部の長さは固定であるので、搬送周波数が切り替えられている期間を確実に確保できるからである。   Further, as described in the first embodiment, in the tag response signal, the period during which the carrier frequency is switched is preferably within the period of the preamble portion. This is because, in the tag response signal, the length of the data portion varies while the length of the preamble portion is fixed, so that a period during which the carrier frequency is switched can be ensured.

位置測定部208は、RFIDタグ1から受信した受信信号に基づいて、該RFIDタグ1の位置を測定し、RFIDタグ1の位置に関する情報である位置情報を取得する。「位置情報」とは、RFIDタグ1の位置を示すことのできる情報であれば、どのような情報であってもよく、例えば、RFIDタグの座標情報である。この座標情報は、緯度、経度等の絶対的な座標情報であっても良いし、所定の位置、例えば情報処理装置200や受信アンテナ4の位置等を基準とした相対的な座標情報であってもよい。また、「位置情報」は、基準となる軸に対する角度等の情報を含んでいても良い。また、「位置情報」は、通常、3次元の情報であるが、1次元の情報であっても、2次元の情報であっても良い。例えば、RFIDタグ1の存在する位置のx軸とy軸とz軸とを指定する情報であっても良いし、x軸とy軸とのみを指定する情報であっても良いし、x軸の値だけを指定する情報であっても良い。詳細は後述するが、位置測定部208によるRFIDタグ1の位置の測定は、リーダライタ2とRFIDタグ1との距離の測定、リーダライタ2から見た際のRFIDタグ1の方向の測定などを用いて行なわれる。なお、リーダライタ2とRFIDタグ1との距離とは、厳密には、リーダライタ2における送信アンテナ3とRFIDタグ1との距離と、RFIDタグ1と受信アンテナ4との距離の加算平均に相当する。なお、RFIDタグ1がアクティブタイプの場合には、受信アンテナ4とRFIDタグ1との距離に相当する。なお、本実施の形態においては、便宜上、各受信アンテナ4が受信したタグ応答信号に基づいて得られたリーダライタ2とRFIDタグ1との距離を、特に、受信アンテナ4とRFIDタグ1の距離と称す。ここでは、位置測定部208が、上記実施の形態において説明したように、1フレーム内において周波数切り替えされたタグ応答情報に基づいて、距離測定処理を行なう場合について説明する。位置測定部208は、図12(b)に示したようなタグ応答信号を受信することによって、互いに異なる複数の周波数における受信信号の状態を検知する。位置測定部208は、通常、MPUやメモリ等から実現され得る。位置測定部208の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはROM等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア(専用回路)で実現しても良い。   The position measurement unit 208 measures the position of the RFID tag 1 based on the received signal received from the RFID tag 1 and acquires position information that is information related to the position of the RFID tag 1. The “position information” may be any information as long as it can indicate the position of the RFID tag 1, for example, coordinate information of the RFID tag. The coordinate information may be absolute coordinate information such as latitude and longitude, or relative coordinate information based on a predetermined position, for example, the position of the information processing apparatus 200 or the receiving antenna 4. Also good. The “position information” may include information such as an angle with respect to the reference axis. “Position information” is usually three-dimensional information, but may be one-dimensional information or two-dimensional information. For example, information specifying the x-axis, y-axis, and z-axis at the position where the RFID tag 1 exists may be used, or information specifying only the x-axis and y-axis may be used. It may be information specifying only the value of. Although details will be described later, the position measurement unit 208 measures the position of the RFID tag 1 by measuring the distance between the reader / writer 2 and the RFID tag 1, measuring the direction of the RFID tag 1 when viewed from the reader / writer 2, and the like. Done with. Strictly speaking, the distance between the reader / writer 2 and the RFID tag 1 corresponds to an average of the distance between the transmission antenna 3 and the RFID tag 1 and the distance between the RFID tag 1 and the reception antenna 4 in the reader / writer 2. To do. When the RFID tag 1 is an active type, this corresponds to the distance between the receiving antenna 4 and the RFID tag 1. In this embodiment, for the sake of convenience, the distance between the reader / writer 2 and the RFID tag 1 obtained based on the tag response signal received by each receiving antenna 4, particularly the distance between the receiving antenna 4 and the RFID tag 1. Called. Here, a case will be described in which position measurement section 208 performs distance measurement processing based on tag response information whose frequency is switched within one frame, as described in the above embodiment. The position measuring unit 208 detects the states of received signals at a plurality of different frequencies by receiving a tag response signal as shown in FIG. The position measurement unit 208 can usually be realized by an MPU, a memory, or the like. The processing procedure of the position measurement unit 208 is usually realized by software, and the software is recorded in a recording medium such as a ROM. However, it may be realized by hardware (dedicated circuit).

位置測定部208内の位相情報取得部8A、および距離算出部8Bの構成については、図1と同様であるので説明は省略する。   The configurations of the phase information acquisition unit 8A and the distance calculation unit 8B in the position measurement unit 208 are the same as those in FIG.

位置測定部208内の位置情報取得部208Cは、距離算出部8Bによって算出された距離に基づいて、RFIDタグ1の存在する位置を特定する。例えば、RFIDタグ1がパッシブ型であり、受信アンテナ4が複数設けられている場合、各受信アンテナ4が受信するタグ応答信号に基づき、距離算出部8Bによって受信アンテナ4とRFIDタグ1との距離と、送信アンテナ3とRFIDタグ1との距離との和が、各受信アンテナ4それぞれについて算出されることとなる。そして、各受信アンテナ4と送信アンテナ3との位置情報(例えば座標情報)が既知であるとすると、位置情報取得部208Cは、複数の距離情報と、各受信アンテナ4の位置情報に基づいて、RFIDタグ1の位置を2次元座標(例えば、受信アンテナが3つで、得られた距離が3種類の場合に、各受信アンテナ4の座標と送信アンテナ3の座標とからの距離の和が、前記距離算出部8Bにより得られた距離と等しい点の集合である3つの楕円の交点として求めた2次元座標)または3次元座標(例えば、受信アンテナが4つで、得られた距離が4種類の場合に、各受信アンテナ4の座標と送信アンテナ3の座標とからの距離の和が、前記距離算出部8Bにより得られた距離と等しい点の集合である4つの楕円の回転体の交点として求めた3次元座標)等として特定することができる。この特定されたRFIDタグ1の座標情報が、RFIDタグ1の位置情報である。   The position information acquisition unit 208C in the position measurement unit 208 specifies the position where the RFID tag 1 exists based on the distance calculated by the distance calculation unit 8B. For example, when the RFID tag 1 is a passive type and a plurality of receiving antennas 4 are provided, the distance between the receiving antenna 4 and the RFID tag 1 by the distance calculation unit 8B based on the tag response signal received by each receiving antenna 4. And the sum of the distance between the transmitting antenna 3 and the RFID tag 1 is calculated for each receiving antenna 4. And if the positional information (for example, coordinate information) of each receiving antenna 4 and the transmitting antenna 3 is known, the positional information acquisition unit 208C is based on the plurality of distance information and the positional information of each receiving antenna 4. The position of the RFID tag 1 is a two-dimensional coordinate (for example, when there are three receiving antennas and three types of distances are obtained, the sum of the distances from the coordinates of each receiving antenna 4 and the coordinates of the transmitting antenna 3 is Two-dimensional coordinates obtained as intersections of three ellipses that are a set of points equal to the distance obtained by the distance calculation unit 8B) or three-dimensional coordinates (for example, four receiving antennas and four types of obtained distances) In this case, the sum of the distances from the coordinates of each receiving antenna 4 and the coordinates of the transmitting antenna 3 is an intersection of four elliptical rotators that is a set of points equal to the distance obtained by the distance calculation unit 8B. Sought It can be specified as a dimension coordinates) and the like. The coordinate information of the identified RFID tag 1 is the position information of the RFID tag 1.

位置判定部210は、位置測定部208が取得した位置情報に基づいて、RFIDタグ1が、所定の位置に存在するか否かを判定し、判定結果を取得する。「所定の位置」とは、緯度や経度等で表される絶対的な位置であっても、リーダライタ200等の位置に対する相対的な位置であっても良い。また、「所定の位置」とは、例えば、「所定の領域内の任意の位置」であり、具体的には、「所定の空間領域(通信エリア)内の任意の位置」である。位置判定部210は、例えば、RFIDタグ1が、予め設定された座標系内の所定の通信エリア内に存在するか否か等を判定することにより、RFIDタグ1が、所定の位置に存在するか否かを判定する。通信エリアがどのような空間領域であるかについて設定する情報であるエリア情報は、例えば、エリア情報記憶部211に記憶されている。ここでは、位置判定部210が、位置測定部208において測定された位置が、上記エリア情報で設定される通信エリア内に存在するか否かを判定することによって、該RFIDタグ1が所定の位置に存在するか否かを判定する場合について説明する。この判定処理の詳細については、後述する。位置判定部210は、通常、MPUやメモリ等から実現され得る。位置判定部210の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはROM等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア(専用回路)で実現しても良い。   The position determination unit 210 determines whether the RFID tag 1 is present at a predetermined position based on the position information acquired by the position measurement unit 208, and acquires the determination result. The “predetermined position” may be an absolute position represented by latitude, longitude, or the like, or a relative position with respect to the position of the reader / writer 200 or the like. The “predetermined position” is, for example, “an arbitrary position in the predetermined area”, and specifically, “an arbitrary position in the predetermined space area (communication area)”. The position determination unit 210 determines whether the RFID tag 1 exists in a predetermined position by determining whether the RFID tag 1 exists in a predetermined communication area within a preset coordinate system, for example. It is determined whether or not. Area information, which is information that is set as to what spatial area the communication area is, is stored in the area information storage unit 211, for example. Here, the position determination unit 210 determines whether the position measured by the position measurement unit 208 exists in the communication area set by the area information, so that the RFID tag 1 has a predetermined position. A case will be described in which it is determined whether or not it exists. Details of this determination processing will be described later. The position determination unit 210 can usually be realized by an MPU, a memory, or the like. The processing procedure of the position determination unit 210 is usually realized by software, and the software is recorded in a recording medium such as a ROM. However, it may be realized by hardware (dedicated circuit).

エリア情報記憶部211は、所定のエリア(領域)についての情報であるエリア情報を記憶する。ここで述べる「エリア」とは、空間内の領域、面内の領域、線上の領域、または点上の領域のうちのいずれであってもよい。「エリア情報」とは、所定の領域を特定するための情報である。「エリア情報」は、例えば、1以上の1次元の情報、2次元の情報、3次元の情報等で構成される。例えば、エリア情報は、x=0で定義される面上の全ての領域を指定する情報であってもよい。また、エリア情報は、(x,y)=(10,20)、(x,y)=(60,50)という2点を両端とする線分上の領域を指定する情報であってもよい。エリア情報が指定する領域の形状は問わない。例えば、エリア情報が指定する領域の形状は、領域が3次元の空間の領域であれば、球状の領域であっても良いし、直方体の形状であってもよい。エリア情報記憶部211に記憶されているエリア情報は、リーダライタ200が設置される環境等に応じて設定されることになる。このエリア情報の設定は、例えば外部通信部9を介して外部装置から行われるようになっていてもよいし、リーダライタ2に、エリア情報を入力するためのユーザインターフェースが備えられていてもよい。エリア情報記憶部211は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。   The area information storage unit 211 stores area information that is information about a predetermined area (region). The “area” described here may be any of a region in space, a region in a plane, a region on a line, or a region on a point. “Area information” is information for specifying a predetermined area. “Area information” includes, for example, one or more one-dimensional information, two-dimensional information, three-dimensional information, and the like. For example, the area information may be information that specifies all areas on the surface defined by x = 0. In addition, the area information may be information that designates an area on a line segment that has two points, (x, y) = (10, 20) and (x, y) = (60, 50). . The shape of the area specified by the area information does not matter. For example, the shape of the region specified by the area information may be a spherical region or a rectangular parallelepiped shape as long as the region is a three-dimensional space region. The area information stored in the area information storage unit 211 is set according to the environment where the reader / writer 200 is installed. The setting of the area information may be performed from an external device, for example, via the external communication unit 9, or the reader / writer 2 may be provided with a user interface for inputting area information. . The area information storage unit 211 is preferably a non-volatile recording medium, but can also be realized by a volatile recording medium.

処理部212は、位置判定部210の判定結果に基づいて所定の処理を行なう。「判定結果に基づいて所定の処理を行なう」とは、具体的には、判定結果が、RFIDタグが所定の位置に存在することを示す場合にのみ所定の処理を行ない、RFIDタグが所定の位置に存在しないことを示す場合には所定の処理を行なわないということや、判定結果が、RFIDタグが所定の位置に存在しないことを示す場合にのみ所定の処理を行ない、RFIDタグが所定の位置に存在することを示す場合には所定の処理を行なわないということや、判定結果が、RFIDタグが所定の位置に存在することを示す場合と、RFIDタグが所定の位置に存在しないことを示す場合とで、互いに異なる所定の処理を行なうということを含む概念である。「所定の処理」とはどのような動作であっても良く、例えば、RFIDタグ1に関連した処理である。具体的には、RFIDタグ1が所定の位置に存在していること、あるいは存在していないことを示す情報を、外部通信部9等を通じて外部に出力する処理や、RFIDタグ1から送信された情報を外部通信部9等を通じて出力したりする処理や、RFIDタグ1に対して、所定の情報を送信する処理等である。例えば、判定結果が、複数のRFIDタグ1のうちの1以上のRFIDタグ1が所定の位置に配置されていることを示す場合に、処理部212は、この所定の位置に配置されているRFIDタグ1から受信処理部6が受信した識別情報等の情報を、外部通信部9等を通じて図示しない外部装置等に出力する。ここで述べる出力とは、ディスプレイへの表示、他の装置への送信、プリンタへの出力、メモリ等の記憶媒体への一時記憶を含む概念である。処理部212はディスプレイ等の出力デバイスを含むと考えても、考えなくても良い。また、判定結果が、RFIDタグ1のうちの1以上のRFIDタグ1が所定の位置に配置されていることを示す場合に、処理部212は、この所定の位置に配置されているRFIDタグ1に対して、送信処理部5を通じて所定の情報を送信する。この所定の情報は、例えば、RFIDタグ1に対する、タグ内の情報の読み出しを要求する要求信号や、タグ内の情報の書き換えや所定の情報の送信等の処理を指示するコマンド等である。また、この所定の情報には、処理部212が送信するコマンド等により動作するRFIDタグを指定するための情報として、受信処理部6が受信した識別情報等を含むようにしてもよい。また、処理部212の行なう処理は、図示しない受付部等を介してユーザから受け付けた指示に応じて、設定されるようにしても良い。処理部212は、通常、MPUやメモリ等から実現され得る。処理部212の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはROM等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア(専用回路)で実現しても良い。   The processing unit 212 performs predetermined processing based on the determination result of the position determination unit 210. Specifically, “perform a predetermined process based on the determination result” means that the predetermined process is performed only when the determination result indicates that the RFID tag is present at a predetermined position. If the RFID tag indicates that the RFID tag does not exist at the position, the predetermined processing is not performed, or if the determination result indicates that the RFID tag does not exist at the predetermined position, the predetermined processing is performed. When it indicates that the RFID tag is present at the position, the predetermined processing is not performed, when the determination result indicates that the RFID tag is present at the predetermined position, and when the RFID tag is not present at the predetermined position. This is a concept including performing predetermined processes different from each other. The “predetermined process” may be any operation, for example, a process related to the RFID tag 1. Specifically, information indicating that the RFID tag 1 exists or does not exist at a predetermined position is output through the external communication unit 9 or the like, or transmitted from the RFID tag 1 For example, a process of outputting information through the external communication unit 9 or the like, a process of transmitting predetermined information to the RFID tag 1, or the like. For example, when the determination result indicates that one or more RFID tags 1 of the plurality of RFID tags 1 are arranged at a predetermined position, the processing unit 212 uses the RFID arranged at the predetermined position. Information such as identification information received by the reception processing unit 6 from the tag 1 is output to an external device (not shown) through the external communication unit 9 or the like. The output described here is a concept including display on a display, transmission to another device, output to a printer, and temporary storage in a storage medium such as a memory. The processing unit 212 may or may not include an output device such as a display. In addition, when the determination result indicates that one or more RFID tags 1 among the RFID tags 1 are disposed at a predetermined position, the processing unit 212 detects that the RFID tag 1 is disposed at the predetermined position. In response to this, predetermined information is transmitted through the transmission processing unit 5. The predetermined information is, for example, a request signal requesting the RFID tag 1 to read information in the tag, a command for instructing processing such as rewriting of information in the tag or transmission of predetermined information. In addition, the predetermined information may include identification information received by the reception processing unit 6 as information for designating an RFID tag that operates according to a command transmitted by the processing unit 212 or the like. Further, the processing performed by the processing unit 212 may be set in accordance with an instruction received from the user via a receiving unit (not shown) or the like. The processing unit 212 can usually be realized by an MPU, a memory, or the like. The processing procedure of the processing unit 212 is usually realized by software, and the software is recorded on a recording medium such as a ROM. However, it may be realized by hardware (dedicated circuit).

次に、本実施の形態の通信システムの動作について説明する。   Next, the operation of the communication system according to the present embodiment will be described.

まず、RFIDタグ1の複数の周波数を有する一フレームからなるタグ応答信号を出力する動作については、上記実施の形態1と同様であるので、説明は省略する。   First, the operation of outputting a tag response signal consisting of one frame having a plurality of frequencies of the RFID tag 1 is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

次に、情報処理装置200の動作について、図27のフローチャートを用いて説明する。なお、図において、図13と同一符号は、同一または相当する処理ステップを示している。   Next, the operation of the information processing apparatus 200 will be described using the flowchart of FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 13 indicate the same or corresponding processing steps.

まず、距離測定処理が開始されると、周波数制御部7Aが、R/W要求信号を送信する際の搬送信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))の周波数を上記複数の分割期間ごとに切り替えるようにPLL部5Aを制御する。そして、送信制御部7Bが、R/W要求信号を示すデータを搬送信号に重畳させるように変調部5Bを制御する。そして、変調部5Bによって変調された送信信号が、電力増幅部5Cによって増幅された後に送信アンテナ3から出力される(S51)。R/W要求信号が送信されると続いてCW(連続搬送波)が上記複数の分割期間ごとに異なる周波数で送信される(S53、S55、S58)。これにより、各分割期間ごとに周波数が切り替えられたR/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))が送信される。   First, when the distance measurement process is started, the frequency control unit 7A sets the frequency of the carrier signal (more specifically, the CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal) when transmitting the R / W request signal. The PLL unit 5A is controlled so as to be switched for each of the plurality of divided periods. Then, the transmission control unit 7B controls the modulation unit 5B so as to superimpose data indicating the R / W request signal on the carrier signal. Then, the transmission signal modulated by the modulation unit 5B is amplified by the power amplification unit 5C and then output from the transmission antenna 3 (S51). When the R / W request signal is transmitted, CW (continuous carrier wave) is transmitted at a different frequency for each of the plurality of divided periods (S53, S55, S58). Thereby, the R / W request signal (more specifically, CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal) whose frequency is switched for each divided period is transmitted.

RFIDタグ1がR/W要求信号を検出すると、続いて検出したCW(連続搬送波)の搬送周波数(周波数f,f,f)の時間変化に応じて変化した搬送周波数(周波数f,f,f)からなるタグ応答信号を返信する。このタグ応答信号を受信アンテナ4が受信し、受信処理部6が受信処理を行い(S53、S56、S59)、そして位相情報取得部8Aが位相情報取得処理を行う(S54、S57、S60)。ここで受信されるタグ応答信号は、R/W要求信号後のCW(連続搬送波)における搬送周波数の時間変化に応じて、搬送周波数が変化していることになる。 When the RFID tag 1 detects the R / W request signal, followed by detecting CW carrier frequency (continuous carrier wave) (frequency f 1, f 2, f 3) of the carrier frequency changes according to the time variation (frequency f 1 , F 2 , f 3 ) is returned. The reception antenna 4 receives this tag response signal, the reception processing unit 6 performs reception processing (S53, S56, S59), and the phase information acquisition unit 8A performs phase information acquisition processing (S54, S57, S60). In the tag response signal received here, the carrier frequency changes according to the time change of the carrier frequency in the CW (continuous carrier wave) after the R / W request signal.

すなわち、受信処理部6において、周波数変換部6Bは、タグ応答信号におけるプリアンブル部を認識し、上述の数4から6の数式に基づいて、このプリアンブル部における各分割期間の周波数に対するI信号およびQ信号を求める。位相情報取得部8Aは、周波数変換部6Bから各周波数のI信号およびQ信号を受け取ると、上述の数7から8の数式に基づいて、各周波数の位相の変化量φおよびφを算出し、搬送信号として使用された周波数に対応させてテーブルに記憶する。ここで、各分割期間の切り替えタイミングは、R/W要求信号(より詳しくは、R/W要求信号に続くCW(連続搬送波))送信時における周波数切り替えタイミングに基づいて設定される。 That is, in the reception processing unit 6, the frequency conversion unit 6B recognizes the preamble part in the tag response signal, and based on the above equations 4 to 6, the I signal and Q for the frequency of each divided period in the preamble part Find the signal. When the phase information acquisition unit 8A receives the I signal and the Q signal of each frequency from the frequency conversion unit 6B, the phase information acquisition unit 8A calculates the phase change amounts φ 1 and φ 2 of each frequency based on the above formulas 7 to 8. And stored in a table corresponding to the frequency used as the carrier signal. Here, the switching timing of each divided period is set based on the frequency switching timing at the time of transmitting the R / W request signal (more specifically, CW (continuous carrier wave) following the R / W request signal).

受信処理部6および位相情報取得部8Aにおけるタグ応答信号のプレアンブル部における各分割期間の各周波数(周波数f,f,f)に対する周波数変換および位相情報取得処理は、送信処理部5にて対応する周波数のCW(連続搬送波)が送信されている間に行なわれる。例えば、送信処理部5が第1の周波数fにてCW(連続搬送波)の送信を開始すると(S52)、RFIDタグ1はタグ応答信号のプリアンブル部における最初の分割期間の信号を第1の周波数fにて返信する。受信処理部6は該周波数fのタグ応答信号を受信し(S53)、そして位相情報取得部8Aは周波数fの位相情報を取得する(S54)。一定時間が経過すると、送信処理部5は第2の周波数fにてCW(連続搬送波)の送信を開始する(S55)。RFIDタグ1はこの第2の周波数fのCW(連続搬送波)を受信すると、タグ応答信号のプリアンブル部における次の分割期間の信号を第2の周波数fにて送信する。受信処理部6は、該周波数fのタグ応答信号を受信し(S56)、そして位相情報取得部8Aは、周波数fの位相情報を取得する(S57)。一定時間が経過すると、次に、第3の周波数fに対して送信処理部5、受信処理部6および位相情報取得部8Aは同じ動作を繰り返す(S58からS60)。 The frequency conversion and phase information acquisition processing for each frequency (frequency f 1 , f 2 , f 3 ) in each divided period in the preamble portion of the tag response signal in the reception processing unit 6 and the phase information acquisition unit 8 A is performed in the transmission processing unit 5. This is performed while a CW (continuous carrier wave) having a corresponding frequency is being transmitted. For example, when the transmission processing unit 5 starts transmission of CW (continuous carrier wave) at the first frequency f 1 (S52), the RFID tag 1 transmits the signal of the first division period in the preamble portion of the tag response signal to the first frequency to reply at a frequency f 1. The reception processing unit 6 receives the tag response signal of the frequency f 1 (S53), and the phase information acquisition unit 8A acquires the phase information of the frequency f 1 (S54). After a certain period of time, the transmission processor 5 starts transmission of CW (continuous carrier wave) at the second frequency f 2 (S55). When receiving the CW (continuous carrier wave) of the second frequency f 2 , the RFID tag 1 transmits a signal of the next divided period in the preamble portion of the tag response signal at the second frequency f 2 . The reception processing unit 6 receives the tag response signal of the frequency f 2 (S56), and the phase information acquisition unit 8A acquires the phase information of the frequency f 2 (S57). After a certain period of time, then the transmission processing unit 5 with respect to the third frequency f 3, the reception processing section 6 and phase information acquiring section 8A repeats the same operation (S58 from S60).

受信処理部6においてRFIDタグ1からのタグ応答信号の受信が終了すると(S61)、送信処理部5はCW(連続搬送波)の送信、すなわち、1フレームからなる信号の送信を終了する(S62)。その後、上記テーブルに記憶された互いに異なる複数の周波数における位相情報に基づいて、距離算出部8Bが距離rを算出する(S63)。   When reception of the tag response signal from the RFID tag 1 is completed in the reception processing unit 6 (S61), the transmission processing unit 5 terminates transmission of CW (continuous carrier wave), that is, transmission of a signal consisting of one frame (S62). . Thereafter, the distance calculation unit 8B calculates the distance r based on the phase information at a plurality of different frequencies stored in the table (S63).

ここで、受信アンテナ4が2以上であれば、上記のステップS53、S54、S56、S57、S59、S60、S61、S63等の処理を、各受信アンテナごとに、順番に、あるいは並列に処理して、各受信アンテナについて、距離rを求めるようにする。   Here, if the number of the receiving antennas 4 is two or more, the processes of steps S53, S54, S56, S57, S59, S60, S61, S63 and the like are processed in order or in parallel for each receiving antenna. Thus, the distance r is obtained for each receiving antenna.

位置測定部208は、ステップS63において算出した距離rに基づいて位置情報を取得する(S2701)。例えば、位置測定部8は、受信アンテナ4が一つであれば、送信アンテナ3からRFIDタグ1を経て受信アンテナ4に至る経路の距離が、2rとなる位置の情報を位置情報として取得する。また、位置測定部8は、受信アンテナ4が複数であれば、送信アンテナ3からRFIDタグ1を経て各受信アンテナ4に至る経路の距離が2r(ただし、rはそれぞれの受信アンテナ4が受信したタグ応答信号に基づいて算出された距離)となる条件を満たす位置の情報を位置情報として取得する。また、厳密な位置情報が不要であれば、各受信アンテナ4等を中心とした半径r(ただし、rはそれぞれの受信アンテナ4が受信したタグ応答信号に基づいて算出された距離)となる円や球の交点の位置情報をRFIDタグ1の位置情報として取得してもよい。ただし、受信アンテナ4と送信アンテナ3の位置情報はあらかじめ設定されているものとする。   The position measurement unit 208 acquires position information based on the distance r calculated in step S63 (S2701). For example, if there is only one reception antenna 4, the position measurement unit 8 acquires, as position information, information on a position where the distance of the path from the transmission antenna 3 through the RFID tag 1 to the reception antenna 4 is 2r. Further, if there are a plurality of receiving antennas 4, the position measuring unit 8 has a distance of 2r from the transmitting antenna 3 through the RFID tag 1 to each receiving antenna 4 (where r is received by each receiving antenna 4). Information on a position that satisfies the condition (distance calculated based on the tag response signal) is acquired as position information. If strict position information is not required, a circle having a radius r (where r is a distance calculated based on a tag response signal received by each receiving antenna 4) centered on each receiving antenna 4 or the like is used. Alternatively, the position information of the intersection of the spheres may be acquired as the position information of the RFID tag 1. However, it is assumed that the position information of the reception antenna 4 and the transmission antenna 3 is set in advance.

位置判定部210は、ステップS2701において取得した位置情報と、エリア情報記憶部211に格納されているエリア情報とを取得し、RFIDタグ1が、所定の位置に存在するか否かを判定する(S2702)。位置判定部210は、例えば、エリア情報が指定する領域内に、ステップS2701において取得した位置情報(座標情報)が存在する場合、RFIDタグ1が、所定の位置に存在すると判定し、エリア情報が指定する領域内に、ステップS2705において取得した位置情報が存在しない場合、RFIDタグ1が、所定の位置に存在しないと判定する。RFIDタグ1が、所定の位置に存在する場合、ステップS2703に進み、存在しない場合、ステップS2704に進む。   The position determination unit 210 acquires the position information acquired in step S2701 and the area information stored in the area information storage unit 211, and determines whether or not the RFID tag 1 exists at a predetermined position ( S2702). For example, when the position information (coordinate information) acquired in step S2701 exists in the area specified by the area information, the position determination unit 210 determines that the RFID tag 1 exists at a predetermined position, and the area information is When the position information acquired in step S2705 does not exist in the designated area, it is determined that the RFID tag 1 does not exist at a predetermined position. If the RFID tag 1 is present at the predetermined position, the process proceeds to step S2703, and if not, the process proceeds to step S2704.

処理部212は、第一の所定の処理を行なう(S2703)。例えば、図示しない受付部等を介して、ユーザから、RFIDタグ1の識別情報をリーダライタ200の外部に出力する指示を受け付けていた場合、処理部212は、所定の位置に存在すると判定したRFIDタグ1の識別情報を、受信したタグ応答信号に基づいて取得し、外部通信部9等を介して外部に出力する。また、処理部212が、RFIDタグ1に対して所定の要求信号、例えば、所定の情報を書き込む要求信号(例えばwriteコマンド)や、情報の変更を不可に設定する要求信号(例えばlockコマンド)や、RFIDタグ1を不活性化したり、動作不能にするための要求信号(例えばkillコマンド)等、を送信するよう設定されていた場合、処理部212は、通信制御部7に、これらの要求信号を、所定の位置に存在すると判定したRFIDタグ1の識別情報とともに送信させる指示を出す。通信制御部7は、この指示に基づいて、送信処理部5を制御して送信アンテナ3を介してRFIDタグ1の識別情報と要求信号とを出力させる。第一の所定の処理は、ここでは、何も処理を行わないことであってもよい。そして、処理を終了する。   The processing unit 212 performs a first predetermined process (S2703). For example, when an instruction to output the identification information of the RFID tag 1 to the outside of the reader / writer 200 is received from a user via a reception unit (not shown), the processing unit 212 determines that the RFID is present at a predetermined position. The identification information of the tag 1 is acquired based on the received tag response signal and output to the outside via the external communication unit 9 or the like. In addition, the processing unit 212 has a predetermined request signal for the RFID tag 1, for example, a request signal for writing predetermined information (for example, a write command), a request signal for setting the information to be unchangeable (for example, a lock command), When the request signal (for example, the kill command) for inactivating or disabling the RFID tag 1 is set to be transmitted, the processing unit 212 sends these request signals to the communication control unit 7. Is transmitted together with the identification information of the RFID tag 1 determined to be present at a predetermined position. Based on this instruction, the communication control unit 7 controls the transmission processing unit 5 to output the identification information of the RFID tag 1 and the request signal via the transmission antenna 3. Here, the first predetermined process may be that no process is performed. Then, the process ends.

処理部212は、第二の所定の処理を行なう(S2704)。第二の所定の処理は、第一の所定の処理とは異なる処理とする。ただし、第二の所定の処理は、第一の所定の処理と異なる処理であれば、上述した第一の所定の処理の例として述べた処理と同様の処理であってもよい。そして、処理を終了する。   The processing unit 212 performs a second predetermined process (S2704). The second predetermined process is different from the first predetermined process. However, as long as the second predetermined process is different from the first predetermined process, the same process as the process described as the example of the first predetermined process described above may be used. Then, the process ends.

また、図27のフローチャートにおいては、受信処理部6がステップS53、S56、S59等で受信するタグ応答信号は、一つのRFIDタグ1から送信されるタグ応答信号だけであってもよいし、複数のRFIDタグ1から送信される複数のタグ応答信号であってもよい。RFIDタグ1の数が予めわかっている場合、タグ応答信号を受信する処理(S53、S56、S59)等の後に、受信処理部6が所定の回数だけ信号を受信したか否かを判定するステップ等を設け、所定の回数だけ信号を受信していない場合、所定数に達するまで、ステップS53、S56、S59等の処理を繰り返すようにしてもよい。また、ステップS53、S56、S59等の処理の後に、送信処理部5が送信処理を行なった後、所定時間経過したか否かを判定するステップ等を設け、所定時間を経過していない場合、所定時間に達するまで、ステップS53、S56、S59等の処理を繰り返すようにしてもよい。   In the flowchart of FIG. 27, the tag response signal received by the reception processing unit 6 in steps S53, S56, S59, etc. may be only a tag response signal transmitted from one RFID tag 1, or a plurality of tag response signals may be received. A plurality of tag response signals transmitted from the RFID tag 1 may be used. A step of determining whether or not the reception processing unit 6 has received a signal a predetermined number of times after processing (S53, S56, S59) for receiving a tag response signal when the number of RFID tags 1 is known in advance. If the signal has not been received a predetermined number of times, the processes of steps S53, S56, S59, etc. may be repeated until the predetermined number is reached. In addition, after the processing of steps S53, S56, S59, etc., there is a step of determining whether or not a predetermined time has elapsed after the transmission processing unit 5 performs the transmission processing, and when the predetermined time has not elapsed, Until the predetermined time is reached, the processes in steps S53, S56, S59, etc. may be repeated.

なお、図27のフローチャートにおいて、RFIDタグ1が自発的に信号を送信するアクティブタイプのタグである場合、要求信号やCW(連続搬送波)を送信する処理等は省略してもよい。   In the flowchart of FIG. 27, when the RFID tag 1 is an active type tag that spontaneously transmits a signal, processing for transmitting a request signal, CW (continuous carrier wave), and the like may be omitted.

次に、通信システムの具体的な動作について説明する。   Next, a specific operation of the communication system will be described.

ここでは、情報処理装置200は、座標が既知である受信アンテナ4を4つ以上備えているものとする。また、ここでは、各受信アンテナ4により受信したタグ応答信号により求めた距離rは、各受信アンテナ4の座標からの距離とみなすものとする。また、1つのRFIDタグ1についての位置情報が複数得られた場合、それらの位置情報間の中心となる位置情報等を、位置情報に設定するものとする。   Here, it is assumed that the information processing apparatus 200 includes four or more receiving antennas 4 whose coordinates are known. Here, the distance r obtained from the tag response signal received by each receiving antenna 4 is assumed to be a distance from the coordinates of each receiving antenna 4. In addition, when a plurality of pieces of position information about one RFID tag 1 are obtained, position information that is the center between these pieces of position information is set as the position information.

まず、各受信アンテナ4により受信したタグ応答信号に基づいて、位置測定部208が、それぞれ距離rを算出する処理については、上記実施の形態1と同様であるので、説明は省略する。   First, the process of calculating the distance r by the position measurement unit 208 based on the tag response signal received by each receiving antenna 4 is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

次に、位置測定部208が、各受信アンテナ4から、距離r(ただし、ここでのrはそれぞれの受信アンテナ4が受信したタグ応答信号に基づいて算出された距離)となる条件を満たす位置の座標を求める。なお、このような条件を満たす位置の座標が複数得られた場合、ここでは、得られた複数の座標間の中心となる座標を求める。この座標を、RFIDタグ1の位置情報(ここでは、座標情報)とする。   Next, the position measurement unit 208 satisfies a condition that satisfies the distance r from each receiving antenna 4 (where r is a distance calculated based on the tag response signal received by each receiving antenna 4). Find the coordinates of. When a plurality of coordinates of a position satisfying such a condition are obtained, here, a coordinate serving as a center between the obtained plurality of coordinates is obtained. These coordinates are used as position information (here, coordinate information) of the RFID tag 1.

ここで、例えば、エリア情報記憶部11が格納しているエリア情報が、図28に示すように、直方体状の空間の領域60を指定する情報であり、このエリア情報が、x軸方向の最小値をx1、最大値をx2、y軸方向の最小値y1、最大値をy2、z軸方向の最小値をz1、最大値をz2に指定する情報であったとする。そして、位置情報取得部208Cが取得した位置情報が、(x3,y3,z3)であったとすると、次の3つの条件式を全て満たせば、RFIDタグ1が、エリア情報が指定する領域内に存在すると考えられる。

Figure 0005440893
Here, for example, the area information stored in the area information storage unit 11 is information for designating a rectangular parallelepiped space region 60 as shown in FIG. 28, and this area information is the minimum in the x-axis direction. It is assumed that the value is x1, the maximum value is x2, the minimum value y1 in the y-axis direction, the maximum value is y2, the minimum value in the z-axis direction is z1, and the maximum value is z2. Assuming that the position information acquired by the position information acquisition unit 208C is (x3, y3, z3), the RFID tag 1 falls within the area specified by the area information if all of the following three conditional expressions are satisfied. Presumed to exist.
Figure 0005440893

したがって、位置判定部210は、RFIDタグ1の位置情報が、上記の3つの条件式を満たす場合には、図28に示すようにRFIDタグ1が所定の位置に存在すると判定する。また、一つでも条件式を満たさない場合、RFIDタグ1が所定の位置に存在しないと判定する。   Therefore, when the position information of the RFID tag 1 satisfies the above three conditional expressions, the position determination unit 210 determines that the RFID tag 1 exists at a predetermined position as shown in FIG. If even one conditional expression is not satisfied, it is determined that the RFID tag 1 does not exist at a predetermined position.

ここでは、位置判定部210により、RFIDタグ1が、所定の位置に存在しないと判定された場合、所定の処理として、何も処理を行なわない、という処理を選択して、このRFIDタグ1についての処理は終了する。   Here, when the RFID tag 1 is determined not to exist at a predetermined position by the position determination unit 210, a process of performing no process is selected as the predetermined process. This process ends.

位置判定部210により、RFIDタグ1が、所定の位置に存在すると判定された場合、処理部212は、RFIDタグ1から取得した識別情報を用いて、予め設定されていた所定の動作や、ユーザから指示を受けた動作等を行なう。   When the position determination unit 210 determines that the RFID tag 1 is present at a predetermined position, the processing unit 212 uses the identification information acquired from the RFID tag 1 to perform a predetermined operation or user The operation etc. which received the instruction from is performed.

例えば、所定の位置に存在するRFIDタグ1に格納されている情報を所定の情報に書き換える指示を、図示しない受付部等を介して予めユーザから受け付けていた場合、処理部212は、上述した要求信号をRFIDタグ1に送信した処理と同様に、RFIDタグ1に格納されている情報を所定の情報に書き換える要求情報を送信する。ただし、ここでは、所定の位置にあると判定されたRFIDタグ1を要求情報の送信先に限定するための情報、具体的には、受信処理部6が受信したRFIDタグ1の識別情報を含む情報も要求情報とともに、あるいは要求情報内に含めて送信する。   For example, when an instruction to rewrite information stored in the RFID tag 1 existing at a predetermined position with predetermined information has been received from a user in advance via a reception unit (not shown), the processing unit 212 receives the request described above. Similar to the process of transmitting the signal to the RFID tag 1, request information for rewriting the information stored in the RFID tag 1 with predetermined information is transmitted. However, here, information for limiting the RFID tag 1 determined to be in a predetermined position to the transmission destination of the request information, specifically, identification information of the RFID tag 1 received by the reception processing unit 6 is included. The information is transmitted together with the request information or included in the request information.

この要求情報を受信した各RFIDタグ1は、それぞれが図示しない記憶部等に格納している識別情報が、要求情報とともに送信された識別情報と一致するか否か判定し、一致する場合のみ、受信した要求情報により指示される処理を実行する。この場合には、識別情報が一致するRFIDタグ1は、要求情報により指示される処理を実行して、記憶部に記憶している情報の一部、または全部を、所定の情報に書き換える。   Each RFID tag 1 that has received the request information determines whether or not the identification information stored in the storage unit (not shown) matches the identification information transmitted together with the request information. The process indicated by the received request information is executed. In this case, the RFID tag 1 with the matching identification information executes a process instructed by the request information, and rewrites part or all of the information stored in the storage unit to predetermined information.

また、所定の位置に存在するRFIDタグ1の識別情報を、図示しない他の装置に送信することが、予め設定されていた場合、処理部212は、受信処理部6が受信したRFIDタグ1の識別情報を、他の装置に対して、有線や無線の通信により送信する。   In addition, when it is set in advance that the identification information of the RFID tag 1 existing at a predetermined position is transmitted to another device (not shown), the processing unit 212 receives the RFID tag 1 received by the reception processing unit 6. The identification information is transmitted to other devices by wired or wireless communication.

なお、上記の具体例においては、図28に示すように、エリア情報が指定する領域が直方体状である場合について説明したが、本発明においては、上述したように領域の形状は問わない。例えば、エリア情報が指定する領域は、球形状であってもよいし、空間内の1点であってもよい。また、エリア情報が指定する領域は、空間内の直線や線分内の領域であってもよい。   In the above specific example, as shown in FIG. 28, the case where the area specified by the area information has a rectangular parallelepiped shape has been described. However, in the present invention, the shape of the area does not matter as described above. For example, the area specified by the area information may be spherical or one point in the space. The area specified by the area information may be a straight line or a line segment in the space.

以下、エリア情報が指定する領域が球形状である場合の位置判定部210の処理の例について図28(b)に基づいて説明する。   Hereinafter, an example of processing of the position determination unit 210 when the area specified by the area information has a spherical shape will be described with reference to FIG.

例えば、エリア情報記憶部211が格納しているエリア情報が、図29に示すように、球形状の空間の領域61を指定する情報であり、このエリア情報が、球の中心点の座標A(x1,y1,z1)と、球の半径rを指定する情報であったとする。そして、位置情報取得部208Cが取得した位置情報が、座標B(x2,y2,z2)であったとする。この場合、中心点の座標Aと位置情報である座標Bとの距離Lを求め、L≦rが成り立てば、RFIDタグ1は、エリア情報が示す領域内に存在すると考えられる。距離Lは、次の式で求められる。

Figure 0005440893
For example, as shown in FIG. 29, the area information stored in the area information storage unit 211 is information specifying a spherical space area 61, and this area information is the coordinate A ( x1, y1, z1) and information specifying the radius r of the sphere. The position information acquired by the position information acquisition unit 208C is assumed to be coordinates B (x2, y2, z2). In this case, if the distance L between the coordinate A of the center point and the coordinate B as the position information is obtained and L ≦ r holds, it is considered that the RFID tag 1 exists in the area indicated by the area information. The distance L is obtained by the following formula.
Figure 0005440893

したがって、位置判定部210は、距離Lをこの式を用いて算出し、L≦rであれば、RFIDタグ1が所定の位置に存在すると判定し、L>rであれば、RFIDタグ1が所定の位置に存在しないと判定する。   Therefore, the position determination unit 210 calculates the distance L using this equation. If L ≦ r, the position determination unit 210 determines that the RFID tag 1 exists at a predetermined position, and if L> r, the RFID tag 1 It determines with not existing in a predetermined position.

また、本実施の形態においては、エリア情報が、2次元の領域や1次元の領域を指定する情報であってもよい。例えば、エリア情報が、2次元の領域を指定する情報、例えば領域のx軸の範囲とy軸の範囲等だけを指定する情報である場合には、RFIDタグ1の位置情報のうちの2次元の情報、例えばx座標の値とy座標の値とが、エリア情報の指定する範囲内に含まれるか否かを判定することで、RFIDタグ1が所定の位置に存在するか否かを判定することができる。   In the present embodiment, the area information may be information specifying a two-dimensional area or a one-dimensional area. For example, when the area information is information specifying a two-dimensional area, for example, information specifying only the x-axis range and y-axis range of the area, the two-dimensional position information of the RFID tag 1 It is determined whether or not the RFID tag 1 exists at a predetermined position by determining whether or not the information of x, for example, the value of the x coordinate and the value of the y coordinate are included in the range specified by the area information can do.

同様に、エリア情報が1次元の領域を指定する情報、例えば領域のx軸の値の範囲だけを指定する情報である場合には、RFIDタグ1の位置情報のうちの1次元の情報、例えばx座標の値が、エリア情報の指定する範囲内に含まれるか否かを判定することで、RFIDタグ1が所定の位置に存在するか否かを判定することができる。   Similarly, when the area information is information specifying a one-dimensional region, for example, information specifying only the range of the x-axis value of the region, one-dimensional information of the position information of the RFID tag 1, for example, By determining whether or not the value of the x coordinate is included within the range specified by the area information, it is possible to determine whether or not the RFID tag 1 is present at a predetermined position.

図30は、この情報処理装置200を用いた荷物分別システム70の例を示す図である。この荷物分別システム70は、情報処理装置200がベルトコンベア71上を流れる複数の荷物72〜74に取り付けられたRFIDタグ1の情報を読み出して各荷物の配送先の情報を取得し、荷物を分別するための装置である分別装置77が、この取得した情報に基づいて、ベルトコンベア71上の荷物72〜74を、それぞれの配送先に対応したベルトコンベア71a、71b等に載せることで、荷物72〜74を配送先別に分別できるようにしたものである。分別装置77は、例えば、その上部に配置された荷物を、ベルトコンベア71aまたはベルトコンベア71bに移動させる機構を有しているものとする。   FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a package sorting system 70 using the information processing apparatus 200. In this parcel sorting system 70, the information processing apparatus 200 reads information on the RFID tags 1 attached to a plurality of parcels 72 to 74 flowing on the belt conveyor 71, acquires information on the delivery destination of each parcel, and sorts parcels. Based on the acquired information, the sorting device 77, which is a device for performing the processing, places the packages 72 to 74 on the belt conveyor 71 on the belt conveyors 71a and 71b corresponding to the respective delivery destinations. ˜74 can be sorted by delivery destination. The sorting device 77 has, for example, a mechanism for moving the cargo arranged on the upper part thereof to the belt conveyor 71a or the belt conveyor 71b.

ここでは、エリア情報記憶部211が格納しているエリア情報は、分別装置77上方に位置する領域79を設定している。情報処理装置200は、RFIDタグ1の位置情報を取得し、このRFIDタグ1が、領域79内に位置すると判定された場合、そのRFIDタグの識別情報を、有線または無線の通信により、分別装置77に送信する。分別装置77は、RFIDタグ1内の識別情報と、各荷物の送付先の情報とが対応付けられた情報を格納しているデータベース(図示せず)を有しており、RFIDタグ1の識別情報を情報処理装置200から受信すると、その識別情報に基づいて、データベースからRFIDタグ1が貼り付けられた荷物の送付先の情報を取得し、その送付先の情報に応じて、分別装置77上の荷物、ここでは、領域79内の荷物73を、ベルトコンベア71aまたはベルトコンベア71bのいずれかに載置する。なお、ベルトコンベア71、71a、71b等の構成や分別装置77が荷物を所定のベルトコンベア71a、71bに載置する構成等については、公知技術であるので説明は省略する。   Here, the area information stored in the area information storage unit 211 sets an area 79 located above the sorting device 77. The information processing apparatus 200 acquires the position information of the RFID tag 1, and when it is determined that the RFID tag 1 is located in the area 79, the identification information of the RFID tag is separated by wired or wireless communication. 77. The sorting device 77 has a database (not shown) that stores information in which identification information in the RFID tag 1 is associated with information on the destination of each package. When the information is received from the information processing apparatus 200, information on the delivery destination of the package to which the RFID tag 1 is attached is acquired from the database based on the identification information, and on the sorting device 77 according to the information on the delivery destination. , In this case, the luggage 73 in the region 79 is placed on either the belt conveyor 71a or the belt conveyor 71b. Note that the configuration of the belt conveyors 71, 71a, 71b and the like and the configuration in which the sorting device 77 places the packages on the predetermined belt conveyors 71a, 71b are well-known techniques, and thus the description thereof is omitted.

この荷物分別システム70においては、情報処理装置200は、分別装置77上の領域79内の荷物73に貼り付けられているRFIDタグ1のみを所定の位置に存在するRFIDタグ1であると判定して、このRFIDタグ1の識別情報だけを分別装置77に送信する。また、ベルトコンベア71上を移動する荷物74に貼り付けられているRFIDタグ1や、ベルトコンベア71a上の荷物72に貼り付けられているRFIDタグ1等の、現時点では、読み取りが不要なRFIDタグ、すなわち領域79内にないRFIDタグについては、タグ内の情報を読み取らないようにすることができる。このため、情報処理装置200から送信される識別情報が、分別装置77上の荷物に貼り付けられたRFIDタグ1の識別情報であるため、分別装置77は、この識別情報に基づいて分別装置77上の荷物についての配送先を判断することができ、荷物を配送先に応じて分別することができる。   In the package sorting system 70, the information processing apparatus 200 determines that only the RFID tag 1 attached to the package 73 in the region 79 on the sorting apparatus 77 is the RFID tag 1 existing at a predetermined position. Only the identification information of the RFID tag 1 is transmitted to the sorting device 77. Also, RFID tags that do not need to be read at the present time, such as the RFID tag 1 attached to the luggage 74 moving on the belt conveyor 71 and the RFID tag 1 attached to the luggage 72 on the belt conveyor 71a. That is, for the RFID tag that is not in the region 79, the information in the tag can be prevented from being read. For this reason, since the identification information transmitted from the information processing device 200 is the identification information of the RFID tag 1 attached to the package on the sorting device 77, the sorting device 77 uses the sorting information 77 based on this identification information. The delivery destination for the above package can be determined, and the package can be sorted according to the delivery destination.

このようなシステムに、従来のRFIDタグを読み出す装置、いわゆるタグリーダ等を利用した場合、分別装置77の上方に、通信距離の短いタグリーダを配置することで、分別装置77の情報に移動してきた荷物のRFIDタグのみをタグリーダで読み出せるようにしたり、電波遮断構造等を設けて、通信可能領域を限定させたりする必要がある。しかし、通信距離の短いタグリーダを用いた場合、常にタグリーダを、分別装置77の近傍に設ける必要があるが、場所によっては、タグリーダの配置が困難であり、タグリーダが配置できない、という問題が生じる。さらに、現場の運用が変更になり、分別装置77の位置等を変更する場合や、荷物のRFIDタグを読み出す位置を変更する際には、その変更にあわせて、タグリーダを設ける位置も変更する必要があり、作業を容易に行うことができない。また、電波遮断構造等を用いた場合においても、電波遮断構造等の配置や設定を、分別装置77の配置の変更等にあわせて変更する必要があり、通信距離の短いタグリーダを用いた場合と同様の問題が生じる。   When a conventional RFID tag reading device, such as a so-called tag reader, is used in such a system, a tag reader having a short communication distance is arranged above the sorting device 77, and the package has moved to the information of the sorting device 77. For example, it is necessary to limit the communicable area by making it possible to read out only the RFID tag with a tag reader or providing a radio wave blocking structure or the like. However, when a tag reader with a short communication distance is used, it is necessary to always provide the tag reader in the vicinity of the sorting device 77. However, depending on the location, it is difficult to arrange the tag reader, and there is a problem that the tag reader cannot be arranged. Furthermore, when the site operation is changed and the position of the sorting device 77 is changed, or when the position for reading the RFID tag of the package is changed, the position where the tag reader is provided needs to be changed in accordance with the change. The work is not easy. Even when a radio wave blocking structure or the like is used, it is necessary to change the arrangement or setting of the radio wave blocking structure or the like in accordance with the change of the arrangement of the sorting device 77, and the case where a tag reader with a short communication distance is used. Similar problems arise.

これに対し、本実施の形態に係る情報処理装置200を用いれば、エリア情報を、分別装置77上の空間の領域に設定すればよいため、情報処理装置200自身の配置は自由であり、情報処理装置200の配置場所がない、という問題等が生じない。また、分別装置77の位置や、RFIDタグの読み出し位置等を変更する場合においても、エリア情報を変更して、エリア情報が指定する領域を変更すればよいため、取り扱いが非常に容易であり、システム運用上の利便性も高い。   On the other hand, if the information processing apparatus 200 according to the present embodiment is used, the area information may be set in the area of the space on the sorting apparatus 77, and therefore the information processing apparatus 200 itself can be arranged freely. The problem that the processing device 200 is not disposed does not occur. In addition, when changing the position of the sorting device 77, the reading position of the RFID tag, etc., it is only necessary to change the area specified by the area information, so that handling is very easy. Convenience in system operation is also high.

以上、本実施の形態によれば、RFIDタグ1の位置情報を取得し、この位置情報に基づいてRFIDタグ1が所定の位置に存在するか否かを判定するようにしたので、RFIDタグの存在する位置に応じて、異なる所定の動作を行なうことができる。例えば、情報処理装置は、所定の位置、例えば領域、に存在するRFIDタグの識別情報等の情報を選択的に取得し、その他の位置に存在するRFIDタグの情報を取得しないようにすることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the position information of the RFID tag 1 is acquired, and it is determined whether the RFID tag 1 is present at a predetermined position based on the position information. Different predetermined operations can be performed depending on the existing position. For example, the information processing apparatus may selectively acquire information such as identification information of an RFID tag that exists at a predetermined position, for example, an area, and may not acquire information about an RFID tag that exists at another position. It becomes possible.

また、1フレーム内において複数の分割期間が設定されているとともに、各分割期間が異なる搬送周波数によって送信される、タグ応答信号を用いて、受信アンテナ4等と、RFIDタグ1との距離を算出し、位置情報を取得するようにしたので、位置測定部208は、一つのタグ応答信号における各分割期間における信号の状態を解析することによって、距離の算出を行なうことが可能となる。この結果、搬送周波数の異なる複数フレームのタグ応答信号に基づいて、距離を算出する必要がなく、RFIDタグ1が移動中であっても、複数フレームのタグ応答信号を受信する場合のように、タグ応答信号とタグ応答信号との送信間隔におけるRFIDタグ1の移動による位置検出の誤差を減少させることができる。この結果、位置測定部208が取得するRFIDタグ1の位置情報の精度を向上させることができる。また、一つの要求信号および一つの反射信号の送受信を行なうのみによって距離の算出を行なうことができ、距離の算出を行なうために必要とされる信号の送受信を低減することが可能となり、これにより、通信効率を落とさずに、距離算出を行なうことができる。   Also, the distance between the receiving antenna 4 and the RFID tag 1 is calculated using a tag response signal in which a plurality of divided periods are set in one frame and each divided period is transmitted by a different carrier frequency. Since the position information is acquired, the position measuring unit 208 can calculate the distance by analyzing the signal state in each divided period in one tag response signal. As a result, there is no need to calculate the distance based on tag response signals of a plurality of frames having different carrier frequencies, and even when the RFID tag 1 is moving, a tag response signal of a plurality of frames is received. An error in position detection due to movement of the RFID tag 1 in the transmission interval between the tag response signal and the tag response signal can be reduced. As a result, the accuracy of the position information of the RFID tag 1 acquired by the position measuring unit 208 can be improved. In addition, the distance can be calculated only by transmitting / receiving one request signal and one reflected signal, thereby reducing the transmission / reception of signals required for calculating the distance. The distance can be calculated without reducing the communication efficiency.

また、エリア情報が指定する領域内に、RFIDタグ1の位置情報が存在するか否かを判定することで、RFIDタグ1が所定の位置に存在するか否かを判定するようにしたので、エリア情報を変更するだけで、RFIDタグの存在する位置を判定するために利用されるエリアを情報処理装置の移動等を行なうことなく容易に変更することができる。   In addition, since it is determined whether or not the RFID tag 1 exists in a predetermined position by determining whether or not the position information of the RFID tag 1 exists in the area specified by the area information. By simply changing the area information, the area used for determining the position where the RFID tag exists can be easily changed without moving the information processing apparatus.

なお、本実施の形態では、上記実施の形態1における1フレーム内において周波数が異なるタグ応答情報を利用して情報処理装置200とRFIDタグ1までの距離rを算出する構成を用いて、RFIDタグ1の位置情報を取得するようにしたが、本発明においては、上記実施の形態1において説明した他の距離測定処理を行なう構成(例えば、図1、図4、図14、図17、図21等に示した構成等)等を用いてRFIDタグ1の位置情報を取得してもよいし、また、上記実施の形態1において説明した構成を、どのように組み合わせて、RFIDタグ1の位置情報を取得するようにしてもよい。例えば、上記実施の形態1において説明したMUSIC法を応用した距離測定処理であっても、同様に適用することが可能である。また、I信号・Q信号のレベルがより高い受信信号を2つ選択し、この選択した2つの受信信号に基づいて位相の変化量検出および位置算出を行うことも可能である。   In the present embodiment, the RFID tag using the configuration in which the distance r between the information processing apparatus 200 and the RFID tag 1 is calculated using tag response information having different frequencies in one frame in the first embodiment. In the present invention, the other distance measurement processing described in the first embodiment is performed (for example, FIG. 1, FIG. 4, FIG. 14, FIG. 17, FIG. 21). The position information of the RFID tag 1 may be acquired by using the above-described structure etc., and the position information of the RFID tag 1 may be combined by any combination of the structures described in the first embodiment. May be obtained. For example, the distance measurement process using the MUSIC method described in the first embodiment can be similarly applied. It is also possible to select two reception signals having higher I signal / Q signal levels and perform phase change detection and position calculation based on the two selected reception signals.

また、上記の例においては、一以上の受信アンテナ4等の位置情報と、受信アンテナ4が受信したタグ応答情報から算出した距離情報とに基づいてRFIDタグ1の位置情報を特定しているが、本発明においては、このような構成に特定されるものではない。例えば、本実施の形態の位置測定部208を、図17を用いて説明したような方向算出部8Cを有する位置算出部8に、位置情報取得部208Cを設けた構成とし、受信アンテナ4等からみた際のRFIDタグ1の方向を検出することによって、この方向の情報と、距離情報と、受信アンテナ4等の位置情報等を適宜組み合わせてRFIDタグ1の位置情報を特定するようにしてもよい。   In the above example, the position information of the RFID tag 1 is specified based on the position information of one or more receiving antennas 4 and the like and the distance information calculated from the tag response information received by the receiving antenna 4. The present invention is not limited to such a configuration. For example, the position measurement unit 208 of the present embodiment is configured such that the position calculation unit 8 having the direction calculation unit 8C as described with reference to FIG. By detecting the direction of the RFID tag 1 when viewed, the position information of the RFID tag 1 may be specified by appropriately combining information on this direction, distance information, position information of the receiving antenna 4 and the like. .

なお、本実施の形態において、RFIDタグ1が所定の位置に存在するか否かを検出する装置と、RFIDタグ1の格納している情報を読み出したり、RFIDタグに対して情報を書き込んだり、要求情報を出力したりする装置とを、異なる装置としてもよい。かかることは他の実施の形態においても同様である。   In the present embodiment, the device that detects whether or not the RFID tag 1 is present at a predetermined position, the information stored in the RFID tag 1 is read, the information is written to the RFID tag, The device that outputs the request information may be a different device. The same applies to other embodiments.

なお、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをCPU等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。かかることは他の実施の形態においても同様である。なお、上記実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータに、異なる複数の搬送周波数の電波により1つのフレームからなる信号である要求信号を外部に送信する送信ステップと、前記送信ステップで送信された前記要求信号が、反射体によって所定の変調を受けながら反射されて発生した、1つのフレームからなる信号である反射信号を、アンテナを介して受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信した反射信号と前記要求信号との間の位相の変化量を、前記送信手段が送信した搬送周波数ごとに算出する位相情報取得ステップと、前記位相情報取得ステップによって取得された搬送周波数ごとの位相の変化量と搬送周波数とに基づいて、前記アンテナと前記反射体との間の距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップで算出した距離に基づいて、前記反射体の位置に関する情報である位置情報を取得する位置情報取得ステップと、前記位置情報取得ステップで取得した位置情報に基づいて、前記反射体が、所定の位置に存在するか否かを判定し、判定結果を出力する位置判定ステップと、前記判定結果に基づいて所定の処理を行う処理ステップと、を実行させるためのプログラムである。   In the above embodiment, each component may be configured by dedicated hardware, or a component that can be realized by software may be realized by executing a program. For example, each component can be realized by a program execution unit such as a CPU reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. The same applies to other embodiments. Note that the software that realizes the information processing apparatus in the above embodiment is the following program. That is, the program includes a transmission step of transmitting a request signal, which is a signal consisting of one frame, using radio waves having different carrier frequencies to a computer, and the request signal transmitted in the transmission step is reflected by a reflector. And receiving a reflected signal, which is a signal composed of one frame generated by being reflected while receiving a predetermined modulation by the antenna, between the reflected signal received in the receiving step and the request signal. Phase information acquisition step for calculating the phase change amount for each carrier frequency transmitted by the transmission means, and the phase change amount and carrier frequency for each carrier frequency acquired by the phase information acquisition step, Calculated by a distance calculating step for calculating a distance between the antenna and the reflector, and the distance calculating step The position information acquisition step of acquiring position information that is information related to the position of the reflector based on the separation, and the position of the reflector is present based on the position information acquired in the position information acquisition step. It is a program for executing a position determination step for determining whether or not, and outputting a determination result, and a processing step for performing a predetermined process based on the determination result.

なお、上記プログラムにおいて、情報を送信する送信ステップや、情報を受信する受信ステップなどでは、ハードウェアによって行われる処理、例えば、送信ステップにおけるモデムやインターフェースカードなどで行われる処理(ハードウェアでしか行われない処理)は含まれない。かかることは他の実施の形態においても同様である。   In the above program, in a transmission step for transmitting information, a reception step for receiving information, etc., processing performed by hardware, for example, processing performed by a modem or an interface card in the transmission step (only performed by hardware). Not included) is not included. The same applies to other embodiments.

また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体(例えば、CD−ROMなどの光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど)に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。   Further, this program may be executed by being downloaded from a server or the like, and a program recorded on a predetermined recording medium (for example, an optical disk such as a CD-ROM, a magnetic disk, a semiconductor memory, or the like) is read out. May be executed by

また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。かかることは他の実施の形態においても同様である。   Further, the computer that executes this program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed. The same applies to other embodiments.

(実施の形態3)
本実施の形態に係る情報処理装置は、上述した情報処理装置において、反射体が、所定の領域内に存在するか否かを判定して、反射体が所定の位置に存在するか否かを判定する代わりに、反射体の位置と、情報処理装置の位置との相対的な位置関係が、所定の関係を満たすか否かにより、反射体が所定の位置に存在するか否かを判定するようにしたものである。
(Embodiment 3)
The information processing apparatus according to the present embodiment determines whether or not the reflector is present in a predetermined region and determines whether or not the reflector is present at a predetermined position in the information processing apparatus described above. Instead of determining, whether or not the reflector exists at a predetermined position is determined based on whether or not the relative positional relationship between the position of the reflector and the position of the information processing device satisfies the predetermined relationship. It is what I did.

以下、反射体が、RFIDタグである場合を例に挙げて説明する。   Hereinafter, a case where the reflector is an RFID tag will be described as an example.

図31は、本実施の形態に係るリーダライタ(情報処理装置)202を備えた通信システムの構成を示すブロック図である。RFIDタグ1の構成については、図26と同様であるので説明は省略する。   FIG. 31 is a block diagram showing a configuration of a communication system including a reader / writer (information processing apparatus) 202 according to the present embodiment. The configuration of the RFID tag 1 is the same as that shown in FIG.

リーダライタ202は、送信アンテナ3、受信アンテナ4、送信処理部5、受信処理部6、通信制御部7、位置測定部208、外部通信部9、処理部212、自位置情報取得部410、および位置判定部411を具備する。送信アンテナ3、受信アンテナ4、送信処理部5、受信処理部6、通信制御部7、位置測定部208、外部通信部9、および処理部212の構成については、図26と同様であるので説明は省略する。   The reader / writer 202 includes a transmission antenna 3, a reception antenna 4, a transmission processing unit 5, a reception processing unit 6, a communication control unit 7, a position measurement unit 208, an external communication unit 9, a processing unit 212, a local position information acquisition unit 410, and A position determination unit 411 is provided. The configurations of the transmission antenna 3, the reception antenna 4, the transmission processing unit 5, the reception processing unit 6, the communication control unit 7, the position measurement unit 208, the external communication unit 9, and the processing unit 212 are the same as in FIG. Is omitted.

自位置情報取得部410は、自機器の位置に関する情報である自位置情報を取得する。ここで述べる自機器とは、具体的には、リーダライタ202のことである。自位置情報とは、RFIDタグではなくリーダライタ202の位置に関する情報であることを除けば、RFIDタグの位置情報と同様である。受信アンテナ4がリーダライタ202本体から離れて配置されている場合、この受信アンテナ4の一つの位置を自位置情報としてもよい。自位置情報取得部410は、リーダライタ202のどの部分の位置に関する情報を自位置情報としてもよい。自位置情報を、位置情報を取得する処理を行う位置に関する情報としてもよい。また、自位置情報取得部410は、どのように自位置情報を取得してもよい。例えば、あらかじめ設定されたリーダライタ202の座標情報が、自位置情報として、図示しないメモリ等の記憶媒体に記憶されていてもよい。また、必要に応じて、他の機器等から送信される自位置情報を、図示しない受信部等を介して受信して取得してもよい。また、自位置情報が緯度や経度等の絶対座標である場合、リーダライタ202や受信アンテナ4が絶対座標を取得するための手段としてGPS(global positioning system)受信機(図示せず)を備えるようにし、このGPS受信機が取得した絶対座標の情報をリーダライタ202および受信アンテナ4のそれぞれの自位置情報としてよい。また、PHS等の位置を測定するシステムの原理を利用してもよい。また、リーダライタ202にRFIDタグ1と同様のRFIDタグを設けておき、このRFIDタグの位置情報を、位置測定部208と同様の処理によって取得するようにし、この取得した位置情報をリーダライタ202の位置情報としてもよい。なお、リーダライタ202本体と同じ位置にない受信アンテナ4の位置の情報については、RFIDタグ1の位置情報を取得する際等に必要となるため、予め設定しておくか、何らかの手段により取得しておく必要がある。例えば受信アンテナ4の位置情報については、予め位置情報が既知である位置決め用のRFIDタグを1以上設けておき、このRFIDタグの位置を、受信アンテナ4を用いて検出することにより受信アンテナ4の位置を求めるようにしてもよい。また、GPS受信機等を受信アンテナ4に設けて、このGPS受信機を用いて受信アンテナ4の位置の情報を取得してもよい。自位置情報取得部410は、通常、MPUやメモリ等から実現され得る。自位置情報取得部410の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはROM等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア(専用回路)で実現しても良い。   The own position information acquisition unit 410 acquires own position information that is information related to the position of the own device. The own device described here is specifically the reader / writer 202. The self position information is the same as the position information of the RFID tag except that it is information related to the position of the reader / writer 202 instead of the RFID tag. When the receiving antenna 4 is disposed away from the reader / writer 202 main body, one position of the receiving antenna 4 may be used as the own position information. The own position information acquisition unit 410 may use information regarding the position of any part of the reader / writer 202 as own position information. The self-location information may be information related to the position where the processing for acquiring the position information is performed. In addition, the own position information acquisition unit 410 may acquire the own position information in any way. For example, the preset coordinate information of the reader / writer 202 may be stored as self-location information in a storage medium such as a memory (not shown). Moreover, you may receive and acquire the own position information transmitted from another apparatus etc. as needed via the receiving part etc. which are not shown in figure. Further, when the position information is absolute coordinates such as latitude and longitude, the reader / writer 202 and the receiving antenna 4 are provided with a GPS (global positioning system) receiver (not shown) as a means for acquiring the absolute coordinates. The absolute coordinate information acquired by the GPS receiver may be used as the own position information of the reader / writer 202 and the receiving antenna 4. Further, the principle of a system for measuring a position such as PHS may be used. Further, the RFID tag similar to the RFID tag 1 is provided in the reader / writer 202, and the positional information of the RFID tag is acquired by the same processing as that of the position measuring unit 208. The acquired positional information is the reader / writer 202. It is good also as position information. Note that the information on the position of the receiving antenna 4 that is not at the same position as the main body of the reader / writer 202 is necessary when acquiring the position information of the RFID tag 1, so that it may be set in advance or acquired by some means. It is necessary to keep. For example, regarding the position information of the receiving antenna 4, one or more positioning RFID tags whose position information is known are provided in advance, and the position of the RFID tag is detected by using the receiving antenna 4. The position may be obtained. Further, a GPS receiver or the like may be provided on the reception antenna 4 and information on the position of the reception antenna 4 may be acquired using this GPS receiver. The self-location information acquisition unit 410 can be usually realized by an MPU, a memory, or the like. The processing procedure of the own position information acquisition unit 410 is usually realized by software, and the software is recorded on a recording medium such as a ROM. However, it may be realized by hardware (dedicated circuit).

位置判定部411は、位置測定部208が取得した位置情報に基づいて、RFIDタグ1が、所定の位置に存在するか否かを判定する。具体的には、RFIDタグ1の位置情報と、リーダライタ202(または受信アンテナ4)の自位置情報とが、所定の関係を満たすか否かを判定することにより、RFIDタグ1が、所定の位置に存在するか否かを判定する。ここで述べる「所定の関係」とは、リーダライタ202(または受信アンテナ4)の位置と、RFIDタグ1位置との位置関係を特定できる関係であれば、どのような関係であってもよい。位置判定部411は、例えば、リーダライタ202の位置と、RFIDタグ1の位置との間の距離が、所定の範囲内にあれば、所定の関係を満たすと判断してもよい。また、リーダライタ202に対して、RFIDタグ1の位置する方向が、所定の方向であれば、所定の関係を満たすと判断してもよい。あるいは、リーダライタ202とRFIDタグ1とのx、y、z座標のそれぞれの値の差が、全て所定の範囲内にあれば、所定の関係を満たすと判定してもよい。RFIDタグ1の位置情報と、情報処理装置202の自位置情報とが、所定の関係を満たすか否かの判定は、例えば、図示しないメモリ等に格納されている判定条件を設定する情報である判定情報に基づいて行なわれる。この判定情報は、位置判定部411が有していてもよい。位置判定部411は、通常、MPUやメモリ等から実現され得る。位置判定部411の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはROM等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア(専用回路)で実現しても良い。   The position determination unit 411 determines whether the RFID tag 1 is present at a predetermined position based on the position information acquired by the position measurement unit 208. Specifically, by determining whether or not the position information of the RFID tag 1 and the own position information of the reader / writer 202 (or the receiving antenna 4) satisfy a predetermined relationship, the RFID tag 1 It is determined whether or not it exists at the position. The “predetermined relationship” described here may be any relationship as long as the positional relationship between the position of the reader / writer 202 (or the receiving antenna 4) and the position of the RFID tag 1 can be specified. For example, the position determination unit 411 may determine that the predetermined relationship is satisfied if the distance between the position of the reader / writer 202 and the position of the RFID tag 1 is within a predetermined range. If the direction in which the RFID tag 1 is located with respect to the reader / writer 202 is a predetermined direction, it may be determined that a predetermined relationship is satisfied. Alternatively, it may be determined that the predetermined relationship is satisfied if the difference between the values of the x, y, and z coordinates of the reader / writer 202 and the RFID tag 1 are all within a predetermined range. The determination as to whether or not the position information of the RFID tag 1 and the own position information of the information processing apparatus 202 satisfy a predetermined relationship is information for setting a determination condition stored in a memory or the like (not shown), for example. This is performed based on the determination information. The position determination unit 411 may have this determination information. The position determination unit 411 can usually be realized by an MPU, a memory, or the like. The processing procedure of the position determination unit 411 is usually realized by software, and the software is recorded on a recording medium such as a ROM. However, it may be realized by hardware (dedicated circuit).

次に、リーダライタ202の動作について、図32のフローチャートを用いて説明する。なお、図32において、図27と同一符号は、同一または相当する処理ステップを示しており、その説明は省略する。   Next, the operation of the reader / writer 202 will be described using the flowchart of FIG. 32, the same reference numerals as those in FIG. 27 indicate the same or corresponding processing steps, and the description thereof will be omitted.

(ステップS3201)自位置情報取得部410は、自位置情報を取得する。自位置情報取得部410は、例えば予めメモリ等に格納されている自位置情報を取得してもよい。また、予めリーダライタ202にRFIDタグを設けておき、このRFIDタグから送信されるタグ応答情報に基づいて、ステップS51〜ステップS63およびステップS2701の処理と同様の処理等により当該RFIDタグの位置情報を取得し、この位置情報を自位置情報としてもよい。なお、ステップS3201の処理は、ステップS51の前の処理としても実行してもよい。   (Step S3201) The own position information acquisition unit 410 acquires own position information. The own position information acquisition unit 410 may acquire the own position information stored in advance in a memory or the like, for example. In addition, an RFID tag is provided in the reader / writer 202 in advance, and based on tag response information transmitted from the RFID tag, position information of the RFID tag is obtained by the same processing as the processing in steps S51 to S63 and step S2701. And the position information may be used as the own position information. Note that the processing in step S3201 may be executed as processing prior to step S51.

(ステップS3202)位置判定部411は、ステップS3201において取得した自位置情報と、ステップS2701において取得したRFIDタグ1の位置情報とが所定の関係を満たすか否かを判定する。所定の関係を満たす場合、ステップS2703に進み、所定の関係を満たさない場合、ステップS2704に戻る。   (Step S3202) The position determination unit 411 determines whether or not the own position information acquired in step S3201 and the position information of the RFID tag 1 acquired in step S2701 satisfy a predetermined relationship. If the predetermined relationship is satisfied, the process proceeds to step S2703. If the predetermined relationship is not satisfied, the process returns to step S2704.

なお、図32のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。   Note that the processing is ended by powering off or interruption for aborting the processing in the flowchart in FIG.

次に具体例について説明する。図33は、駅の自動改札システムとして、本実施の形態のリーダライタ202を用いた場合の例を示す概略図である。図43に示すように、リーダライタ202は、駅の改札口に設置されている。ここで、リーダライタ202の自位置情報は、予め(x1,y1,z1)に設定されており、位置判定部411が判定の条件として利用する判定情報としては、リーダライタ202から、改札口の最も離れた位置までの距離の値Rが設定されているものとする。   Next, a specific example will be described. FIG. 33 is a schematic diagram showing an example in which the reader / writer 202 of the present embodiment is used as an automatic ticket gate system at a station. As shown in FIG. 43, the reader / writer 202 is installed at the ticket gate of the station. Here, the own position information of the reader / writer 202 is set to (x1, y1, z1) in advance, and the determination information used by the position determination unit 411 as a determination condition is from the reader / writer 202 to the ticket gate. It is assumed that a distance value R to the farthest position is set.

まず、リーダライタ202は定期的に、RFIDタグ1の情報を読み出すためのコマンド(R/W要求信号)を送信しているとする。   First, it is assumed that the reader / writer 202 periodically transmits a command (R / W request signal) for reading information of the RFID tag 1.

いま、RFIDタグ1を内蔵した定期券を持ったユーザ2001aが、改札口から駅構内に入ろうとした場合(入場方向)、ユーザの定期券内のRFIDタグ1が、RFIDタグ1内に格納している識別情報等を応答信号(反射信号)として送信する。リーダライタ202が受信アンテナ4を介してこのRFIDタグ1からの信号を受信すると、位置測定部208がRFIDタグ1の位置情報である座標情報を取得する。この座標情報は、(x2,y2,z2)であったとする。また、自位置情報取得部410はメモリ等に格納されている自位置情報である座標情報(x1,y1,z1)を取得する。   Now, when a user 2001a having a commuter pass with a built-in RFID tag 1 tries to enter the station from the ticket gate (entrance direction), the RFID tag 1 in the user's commuter pass is stored in the RFID tag 1. Identification information and the like are transmitted as a response signal (reflected signal). When the reader / writer 202 receives a signal from the RFID tag 1 via the receiving antenna 4, the position measurement unit 208 acquires coordinate information that is position information of the RFID tag 1. It is assumed that this coordinate information is (x2, y2, z2). In addition, the own position information acquisition unit 410 acquires coordinate information (x1, y1, z1) that is own position information stored in a memory or the like.

次に、位置判定部411は、自位置情報とRFIDタグ1の位置情報とが、判定情報により設定される所定の条件を満たすか否かを判定する。具体的には、自位置情報が示す位置とRFIDタグ1の位置情報が示す位置との距離が、R以下であるか否かを判定する。すなわち、以下の式を満たすか否かを判定する。

Figure 0005440893
Next, the position determination unit 411 determines whether or not the own position information and the position information of the RFID tag 1 satisfy a predetermined condition set by the determination information. Specifically, it is determined whether the distance between the position indicated by the own position information and the position indicated by the position information of the RFID tag 1 is R or less. That is, it is determined whether or not the following expression is satisfied.
Figure 0005440893

上記の式を満たす場合、RFIDタグ1が改札エリア内(または改札通路内)に存在すると判断して、リーダライタ202がRFIDタグ1内の情報を読み取り、ユーザ2001aが改札を通過してよいか否かを判定する。すなわち、改札口を含む領域2000内にRFIDタグ1があれば、そのRFIDタグ1の情報は読み出される。   If the above formula is satisfied, it is determined that the RFID tag 1 is present in the ticket gate area (or in the ticket gate passage), and the reader / writer 202 reads the information in the RFID tag 1, and can the user 2001a pass the ticket gate? Determine whether or not. That is, if there is an RFID tag 1 in the area 2000 including the ticket gate, information on the RFID tag 1 is read out.

また、RFIDタグ1を持つユーザ2001bが、改札口から離れていた場合、リーダライタ202は、同様に、RFIDタグ1の位置情報を取得するが、この位置情報は、上述した式を満たさず、自位置情報と所定の関係を満たさないと判断され、このRFIDタグ1の情報は読み出されない。すなわち、リーダライタ202は、改札口から離れているユーザ2001bの定期券内のRFIDタグ1については、情報を読み取らない。   In addition, when the user 2001b having the RFID tag 1 is away from the ticket gate, the reader / writer 202 similarly acquires the position information of the RFID tag 1, but this position information does not satisfy the above-described formula, It is determined that the predetermined relationship with the self-location information is not satisfied, and the information of the RFID tag 1 is not read out. That is, the reader / writer 202 does not read information about the RFID tag 1 in the commuter pass of the user 2001b away from the ticket gate.

以上のように、本実施の形態によれば、RFIDタグ1の位置情報とリーダライタ202の自位置情報とを取得し、この位置情報と自位置情報とが所定の関係を満たすか否かを判定し、判定結果を出力するようにし、この判定結果を利用して、RFIDタグ1に対して所定の動作を行うか否かを判定するようにした。この結果、RFIDタグ1と、リーダライタ202との相対的な位置関係に基づいて、リーダライタ202の動作を決定することができる。例えば、情報処理装置は、所定の相対的な位置関係にあるRFIDタグの識別情報等の情報を選択的に取得することができる。   As described above, according to the present embodiment, the position information of the RFID tag 1 and the own position information of the reader / writer 202 are acquired, and whether or not the position information and the own position information satisfy a predetermined relationship is determined. The determination result is output and the determination result is output, and the determination result is used to determine whether or not to perform a predetermined operation on the RFID tag 1. As a result, the operation of the reader / writer 202 can be determined based on the relative positional relationship between the RFID tag 1 and the reader / writer 202. For example, the information processing apparatus can selectively acquire information such as identification information of RFID tags having a predetermined relative positional relationship.

また、所定の関係を満たすかないかの判断の条件等を変更するだけで、リーダライタ202に所定の動作を実行させるための、リーダライタ202の位置に対するRFIDタグ1が配置される相対的なエリアを情報処理装置の移動等を行なうことなく容易に変更することができる。   In addition, a relative area where the RFID tag 1 is disposed with respect to the position of the reader / writer 202 for causing the reader / writer 202 to perform a predetermined operation only by changing conditions for determining whether or not the predetermined relationship is satisfied. Can be easily changed without moving the information processing apparatus.

また、上記のような自動改札システムにおいて、上記実施の形態2において説明した情報処理装置200を適用するようにしてもよい。この場合、領域2000をエリア情報により設定するようにすればよい。   In the automatic ticket gate system as described above, the information processing apparatus 200 described in the second embodiment may be applied. In this case, the area 2000 may be set by area information.

なお、入場出場(乗車降車)兼用タイプの自動改札機(自動改札通路)システムに適用した場合、リーダライタ202が処理部212等において、RFIDタグ1の位置情報とリーダライタ202の自位置情報との位置関係の経時的変化から、RFIDタグ1がどの方向から改札口(改札通路)に接近してきているのか否かを判断するようにし、RFIDタグ1を所持した乗降客が、どの方向から改札口(改札通路)へ接近(あるいは改札口を含む領域2000内への進入)するかに応じて、自動改札システムの処理方向(具体的には通過許可方向)を、入場方向または出場方向に、動的に切替えるようにしても良い。さらに、自動改札システムが複数台設置(例えば5台)されている場合、リーダライタ202が処理部212等において、改札口への方向別の乗降客の接近人数(接近するRFIDタグの数)あるいは人数比を算出し、算出した方向別の乗降客の接近人数(接近するRFIDタグの数)あるいは人数比に応じて、複数台の自働改札システムの処理方向(通過許可方向)の割合を、例えば2対3や3対2に、動的に切替えれば良い。例えば、リーダライタ202の判断の結果、改札口(改札通路)に対して、駅構内に入ろうとする客と、駅構内から出ようとする客との比が、1対4であった場合、5台の自動改札システムのうち、1台だけを駅構内に入る方向にのみ通過できるように通過許可方向を制御し、残りの4台を駅構内から出る方向にのみ通過できるように通過許可方向を制御する。自動改札システムの通過許可方向の制御は、例えば、通過を許可しない方向からの通過を不許可とするためのゲートをおろしたり、通過ができない旨の表示を行なったりすることで行なわれる。   When applied to an entrance / exit (getting off) combined type automatic ticket gate (automatic ticket gate) system, the reader / writer 202 uses the processing unit 212 or the like to detect the position information of the RFID tag 1 and the own position information of the reader / writer 202. From which time the RFID tag 1 is approaching the ticket gate (ticket gate passage) from the time-dependent change in the positional relationship, the passenger who owns the RFID tag 1 checks the ticket gate from which direction. Depending on whether you approach the entrance (the ticket gate passage) (or enter the area 2000 including the ticket gate), the processing direction of the automatic ticket gate system (specifically, the passage permission direction) is set to the entrance direction or the exit direction. You may make it switch dynamically. Furthermore, when a plurality of automatic ticket gate systems are installed (for example, five), the reader / writer 202 uses the processing unit 212 or the like to approach the number of passengers (number of RFID tags approaching) according to the direction to the ticket gate or Calculate the ratio of the number of passengers, and the number of approaching passengers by the calculated direction (number of approaching RFID tags) or the ratio of the processing direction (passing permission direction) of multiple automatic ticket gate systems according to the number ratio, For example, it may be switched dynamically to 2 to 3 or 3 to 2. For example, as a result of the judgment of the reader / writer 202, when the ratio of the customer who intends to enter the station premises and the customer who intends to exit the station is 1 to 4 with respect to the ticket gate (ticket gate passage) Of the five automatic ticket gate systems, the passage permission direction is controlled so that only one can pass only in the direction entering the station, and the remaining four are allowed only in the direction leaving the station. To control. Control of the passage permission direction of the automatic ticket gate system is performed, for example, by lowering a gate for disallowing passage from a direction that does not permit passage, or by displaying that the passage is impossible.

従来は、複数の自動改札システムを備えていても、自動改札システムに向かう詳細な人数に基づいて、自動改札システムの処理方向(通過許可方向)が動的に制御されていなかった。このため、改札口を通って駅構内に入る客と出る客との構成比が変化しても、通過許可方向が駅構内に入る方向である自動改札システムと、通過許可方向が駅構内から出る方向である自動改札システムとの構成比が、動的に制御されていなかった。この結果、通過方向別の客の構成比と、通過許可方向別の自動改札システムの構成比とが、大きく異なる場合が発生し、改札口が混雑してしまうことが多かった。しかしながら、上記のような構成とすることで、自動改札システムに向かう客の方向と、人数とに基づいて、動的に複数の自動改札システムの通過許可方向を制御して、通過方向別の客の構成比と、通過許可方向別の自動改札システムの構成比とが、ほぼ同じ比率となるようにすることができ、改札口の混雑を解消することが可能である。   Conventionally, even if a plurality of automatic ticket gate systems are provided, the processing direction (passing permission direction) of the automatic ticket gate system has not been dynamically controlled based on the detailed number of people going to the automatic ticket gate system. For this reason, even if the composition ratio of customers entering and exiting the station through the ticket gate changes, the automatic ticket gate system in which the passage permission direction enters the station, and the passage permission direction exits from the station The composition ratio with the automatic ticket gate system which is the direction was not dynamically controlled. As a result, there are cases where the composition ratio of customers by passing direction and the composition ratio of the automatic ticket gate system by passing permission direction are greatly different, and the ticket gate is often congested. However, with the configuration as described above, the pass permission direction of a plurality of automatic ticket gate systems is dynamically controlled based on the direction of the customers heading to the automatic ticket gate system and the number of passengers, so And the composition ratio of the automatic ticket gate system according to the passage permission direction can be made substantially the same ratio, and congestion of the ticket gate can be eliminated.

また、従来の、RFIDタグを内蔵した乗車券を用いた非接触のカードタッチの判定により改札を行なうシステムにおいては、乗車客と降車客とが同時にカードタッチして自動改札機(自動改札通路)に進入した場合、どちらの客を優先して通過させればよいか判定できず、客同士が改札通路内で立ち往生することがあったが、本件を適用すれば、改札口の混雑が解消できる。   In addition, in a conventional system that performs ticket check by contactless card touch determination using a ticket with a built-in RFID tag, an automatic ticket checker (automatic ticket check passage) with a card touch by a passenger and a passenger getting off at the same time When entering the station, it may not be possible to determine which customer should be given priority, and customers may get stuck in the ticket gate, but if this is applied, congestion at the ticket gate can be eliminated. .

なお、上記のような自動改札システムに用いる情報処理装置として、リーダライタ202の代わりに、上記実施の形態2において説明した情報処理装置200等を用いるようにしてもよい。この場合、例えば、改札口の付近に複数のエリアを設定し、情報処理装置200の動作部206等により、RFIDタグ1が経時にどのエリアからどのエリアに移動したかを判断することで、客がどの方向から、改札口に接近しているかを判断するようにすればよい。   Note that the information processing apparatus 200 described in the second embodiment may be used instead of the reader / writer 202 as the information processing apparatus used in the automatic ticket gate system as described above. In this case, for example, a plurality of areas are set in the vicinity of the ticket gates, and the operation unit 206 or the like of the information processing apparatus 200 determines which area the RFID tag 1 has moved from to which area over time. It may be determined from which direction is approaching the ticket gate.

なお、ここで、1つの受信アンテナ4の位置を、予め位置情報が設定されているRFIDタグである位置決め用のRFIDタグを用いて求める処理について説明する。ここでは、例として位置決め用のパッシブ型のRFIDタグの位置情報と、このRFIDタグから送信される信号に基づいて取得されたRFIDタグから受信アンテナ4までの距離とから、受信アンテナ4の座標を取得する処理について説明する。   Here, processing for obtaining the position of one receiving antenna 4 using a positioning RFID tag, which is an RFID tag in which position information is set in advance, will be described. Here, as an example, the coordinates of the reception antenna 4 are obtained from the position information of the passive RFID tag for positioning and the distance from the RFID tag acquired from the signal transmitted from the RFID tag to the reception antenna 4. The process to acquire is demonstrated.

図34(a)、および図34(b)は、受信アンテナ4の位置を検出する処理を説明するための概略図である。ここでは、位置検出用のRFIDタグとして、位置情報が予め設定されているアクティブ型の2つのRFIDタグ1aおよびRFID1bを用いた場合について説明する。RFIDタグ1aの位置情報は、座標A(xa,ya,za)とし、RFID1bの位置情報は、座標B(xb、yb、zb)とする。なお、リーダライタ202の受信アンテナ4以外の構成についてはここでは省略する。また、ここでは、受信アンテナ4と送信アンテナとを兼用しているものとする。   FIG. 34A and FIG. 34B are schematic diagrams for explaining the process of detecting the position of the receiving antenna 4. Here, a case will be described in which two active RFID tags 1a and RFID1b in which position information is preset are used as position detection RFID tags. The position information of the RFID tag 1a is coordinates A (xa, ya, za), and the position information of the RFID 1b is coordinates B (xb, yb, zb). Note that the configuration of the reader / writer 202 other than the receiving antenna 4 is omitted here. Here, it is assumed that the reception antenna 4 and the transmission antenna are also used.

まず、図44(a)に示すように、上記実施の形態2等と同様の処理により、受信アンテナ4とRFIDタグ1aおよびRFIDタグ1bとの距離をそれぞれ求める。すなわち、送信アンテナ(ここでは受信アンテナ4を利用)から要求信号を送信し、これに対応してRFIDタグ1aから送信される1フレームのタグ応答信号とRFIDタグ1bから送信される1フレームのタグ応答信号とを1つの受信アンテナ4において受信する。そして、これらのタグ応答信号に基づいて、上記実施の形態2において説明した処理と同様の処理により、受信アンテナ4とRFIDタグ1aとの距離Raを求める。同様にして、受信アンテナ4とRFIDタグ1bとの距離Rbを求める。   First, as shown in FIG. 44 (a), distances between the receiving antenna 4, the RFID tag 1a, and the RFID tag 1b are obtained by the same processing as in the second embodiment. That is, a request signal is transmitted from the transmitting antenna (in this case, the receiving antenna 4 is used), and in response to this, a one-frame tag response signal transmitted from the RFID tag 1a and a one-frame tag transmitted from the RFID tag 1b. The response signal is received by one receiving antenna 4. Then, based on these tag response signals, the distance Ra between the receiving antenna 4 and the RFID tag 1a is obtained by the same processing as that described in the second embodiment. Similarly, the distance Rb between the receiving antenna 4 and the RFID tag 1b is obtained.

次に、RFIDタグ1aの座標A(xa,ya,za)と、RFIDタグ1bの座標B(xb、yb、zb)とに基づいて、RFIDタグ1aからの距離が距離Raで、RFIDタグ1bからの距離が距離Rbである位置の座標Cを求める。この座標C(xc、yc、zc)が、アンテナ201の座標となる。この座標Cは、図34(b)に示すように、座標Aを中心とした距離Raの円の円周と、座標Bを中心とした距離Rbの円の円周との交点の座標で表すことができる。   Next, based on the coordinates A (xa, ya, za) of the RFID tag 1a and the coordinates B (xb, yb, zb) of the RFID tag 1b, the distance from the RFID tag 1a is a distance Ra, and the RFID tag 1b The coordinate C of the position where the distance from is the distance Rb is obtained. The coordinates C (xc, yc, zc) are the coordinates of the antenna 201. As shown in FIG. 34B, this coordinate C is represented by the coordinates of the intersection of the circumference of the circle with the distance Ra centered on the coordinate A and the circumference of the circle with the distance Rb centered on the coordinate B. be able to.

なお、2つのRFIDタグを用いた場合、座標Aからの距離が距離Raであって、座標Bからの距離が距離Rbである座標は、通常2つ算出される。このため、この交点の座標のうちのいずれか一方は、リーダライタ202の配置されている部屋等の条件等に基づいて除外する。例えば、得られた座標の一方が、リーダライタ202が配置されている部屋の外の座標となる場合等には、この座標はリーダライタ202の位置情報である座標Cではあり得ないことから、除外すればよい。   When two RFID tags are used, two coordinates are normally calculated as the distance Ra from the coordinate A and the distance Rb from the coordinate B. For this reason, one of the coordinates of the intersection is excluded based on conditions such as a room where the reader / writer 202 is arranged. For example, when one of the obtained coordinates is a coordinate outside the room where the reader / writer 202 is arranged, this coordinate cannot be the coordinate C which is the position information of the reader / writer 202. Exclude it.

また、ここでは、位置情報が予め設定されている2つのRFIDタグを用いた場合について説明したが、本発明においては、位置情報が予め設定されている3以上のRFIDタグを用いて受信アンテナ4の位置を算出してもよい。3以上のRFIDタグを用いることで、受信アンテナ4の位置情報を取得する精度を向上させることができる。   Further, here, the case where two RFID tags whose position information is set in advance has been described, but in the present invention, the receiving antenna 4 is used using three or more RFID tags whose position information is set in advance. May be calculated. By using three or more RFID tags, the accuracy of acquiring the position information of the receiving antenna 4 can be improved.

また、各RFIDタグ1a、1bの位置情報は、各RFIDタグ1a、1bから送信されてもよいし、各RFIDタグ1a、1bの識別情報と対応付けられた状態で、情報処理装置内の記憶媒体等に予め格納されているようにして、各RFIDタグから識別情報を受信した場合に、受信した識別情報に対応する位置情報を記憶媒体から取得してもよい。   The position information of each RFID tag 1a, 1b may be transmitted from each RFID tag 1a, 1b, or stored in the information processing apparatus in a state associated with the identification information of each RFID tag 1a, 1b. When the identification information is received from each RFID tag as stored in a medium or the like in advance, the position information corresponding to the received identification information may be acquired from the storage medium.

(実施の形態4)
本実施の形態に係る情報処理装置は、上記実施の形態に係る情報処理装置において、通信可能なエリア内に障害物が存在する場合においても、反射体の位置情報を正確に取得できるようにしたものである。
(Embodiment 4)
The information processing apparatus according to the present embodiment can accurately acquire the position information of the reflector in the information processing apparatus according to the above-described embodiment even when an obstacle exists in the communicable area. Is.

以下、反射体がRFIDタグである場合を例に挙げて説明する。   Hereinafter, a case where the reflector is an RFID tag will be described as an example.

図35は、本実施の形態に係るリーダライタ(情報処理装置)203を備えた通信システムの構成を示すブロック図である。RFIDタグ1の構成については、図26と同様であるので説明は省略する。   FIG. 35 is a block diagram showing a configuration of a communication system provided with a reader / writer (information processing apparatus) 203 according to the present embodiment. The configuration of the RFID tag 1 is the same as that shown in FIG.

リーダライタ203は、送信アンテナ3、受信アンテナ4、送信処理部5、受信処理部6、通信制御部7、位置測定部208、外部通信部9,位置判定部210、エリア情報記憶部211、処理部212、障害情報格納部451、および補正部452を具備する。送信アンテナ3、受信アンテナ4、送信処理部5、受信処理部6、通信制御部7、位置測定部208、外部通信部9,位置判定部210、エリア情報記憶部211、および処理部212の構成については、図26と同様であるので説明は省略する。   The reader / writer 203 includes a transmission antenna 3, a reception antenna 4, a transmission processing unit 5, a reception processing unit 6, a communication control unit 7, a position measurement unit 208, an external communication unit 9, a position determination unit 210, an area information storage unit 211, and a process. Unit 212, failure information storage unit 451, and correction unit 452. Configuration of transmission antenna 3, reception antenna 4, transmission processing unit 5, reception processing unit 6, communication control unit 7, position measurement unit 208, external communication unit 9, position determination unit 210, area information storage unit 211, and processing unit 212 Since this is the same as FIG. 26, the description thereof is omitted.

障害情報格納部451は、RFIDタグ1とリーダライタ203の受信アンテナ4との間の通信路に配置されている障害物の情報である障害物情報が格納可能である。障害情報格納部451は、具体的には、通信が可能なエリア内に配置されている障害物の情報を格納している。障害物とは、ここでは、電波の通信を妨げるものであり、具体的には、電波を反射させるものや、電波を吸収したり増幅したりするもの、不要な電波を出力するもの等である。たとえば、部屋の壁や天井、床なども、障害物と考えてもよい。障害物情報は、例えば、障害物の座標等の位置や、形状、大きさ、反射率、電波の吸収率等の障害物が通信に影響を与える要素についての情報を格納している。障害物情報は、例えば、図示しない受付部を介して障害情報格納部451に蓄積される。障害情報格納部451は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。   The obstacle information storage unit 451 can store obstacle information that is information on obstacles arranged on the communication path between the RFID tag 1 and the receiving antenna 4 of the reader / writer 203. Specifically, the obstacle information storage unit 451 stores information on obstacles arranged in an area where communication is possible. Obstacles here are those that interfere with radio wave communication, specifically those that reflect radio waves, those that absorb or amplify radio waves, and those that output unwanted radio waves. . For example, a wall, ceiling, or floor of a room may be considered as an obstacle. The obstacle information stores, for example, information on elements that affect communication such as the position of the coordinates of the obstacle, the shape, the size, the reflectance, the radio wave absorption rate, and the like. The obstacle information is accumulated in the obstacle information storage unit 451 through a reception unit (not shown), for example. The failure information storage unit 451 is preferably a non-volatile recording medium, but can also be realized by a volatile recording medium.

補正部452は、障害情報格納部451が格納している障害物情報に基づいて位置測定部208が取得した位置情報を補正する。具体的には、補正部452は、補正が必要であるか否かを判定し、必要であると考えられる場合には、補正を行ない、不要であると考えられる場合には、補正を行なわない。補正部452は、例えば、RFIDタグと受信処理部6との通信路、具体的には、位置測定部208が取得した位置情報が示す位置と受信アンテナ4の位置とを結んだ経路上に障害物が存在する場合に、補正が必要であると判定する。あるいは、補正部452は、例えば、通信路の障害物により受けたと推定される変更内容を打ち消すような補正を行なう。例えば、補正部452は、位置測定部208が取得したRFIDタグ1の位置を示す位置情報が示す位置と受信アンテナ4の位置とを結んだ経路上に、電波を反射する障害物があると判定した場合、障害物上の反射面に対称に、位置測定部208が取得した位置情報を移動させて得られる位置情報を、補正したRFIDタグ1の位置情報として出力する。補正部452は、通常、MPUやメモリ等から実現され得る。補正部452の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはROM等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア(専用回路)で実現しても良い。   The correction unit 452 corrects the position information acquired by the position measurement unit 208 based on the obstacle information stored in the obstacle information storage unit 451. Specifically, the correction unit 452 determines whether or not correction is necessary, and performs correction when it is deemed necessary, and does not perform correction when it is deemed unnecessary. . The correction unit 452 is, for example, an obstacle on a communication path between the RFID tag and the reception processing unit 6, specifically, a path connecting the position indicated by the position information acquired by the position measurement unit 208 and the position of the reception antenna 4. If an object exists, it is determined that correction is necessary. Or the correction | amendment part 452 performs correction | amendment which cancels the content of a change estimated to be received by the obstruction of a communication path, for example. For example, the correction unit 452 determines that there is an obstacle that reflects radio waves on a path connecting the position indicated by the position information indicating the position of the RFID tag 1 acquired by the position measurement unit 208 and the position of the reception antenna 4. In this case, the position information obtained by moving the position information acquired by the position measuring unit 208 symmetrically with the reflecting surface on the obstacle is output as the corrected position information of the RFID tag 1. The correction unit 452 can usually be realized by an MPU, a memory, or the like. The processing procedure of the correction unit 452 is usually realized by software, and the software is recorded in a recording medium such as a ROM. However, it may be realized by hardware (dedicated circuit).

次に、リーダライタ203の動作について、図36のフローチャートを用いて説明する。なお、図36において、図27と同一符号は、同一または相当する処理ステップを示しており、その説明は省略する。   Next, the operation of the reader / writer 203 will be described using the flowchart of FIG. 36, the same reference numerals as those in FIG. 27 denote the same or corresponding processing steps, and a description thereof will be omitted.

(ステップS3601)補正部452は、障害情報格納部451から障害物情報を取得し、ステップS2701において、取得した位置情報について、補正が必要か否かを判定する。例えば、位置測定部208が取得した位置情報が示す位置と受信アンテナ4の位置とを結んだ経路上に障害物が存在する場合に、補正部452は、補正が必要であると判定する。例えば、受信アンテナ4からみて、本来、電波が通過しない障害物内や、障害物を越えた位置にRFIDタグ1が存在することを、位置情報が示しているということは、電波が障害物の表面等で反射されて、当該位置情報が示す位置の方向から受信アンテナ4に入射していると考えられるからである。例えば、位置測定部208が取得した位置情報が示す位置と受信アンテナ4の位置とを結んだ経路は、それぞれの座標情報に基づいて算出可能である。また、経路上に障害物が存在するか否かは、障害物情報から、各障害物の座標情報等を取得し、補正部452が算出した上記の経路上にいずれかの障害物が存在するか否かを判定することで検出可能である。補正が必要と判定された場合、ステップS3602へ進み、補正が不要である場合、ステップS32702に進む。   (Step S3601) The correction unit 452 acquires obstacle information from the obstacle information storage unit 451, and determines whether correction is necessary for the acquired position information in step S2701. For example, when there is an obstacle on the route connecting the position indicated by the position information acquired by the position measurement unit 208 and the position of the receiving antenna 4, the correction unit 452 determines that correction is necessary. For example, as viewed from the receiving antenna 4, the location information indicates that the RFID tag 1 is present in an obstacle that does not normally pass radio waves or in a position beyond the obstacle. This is because it is considered that the light is reflected on the surface or the like and is incident on the receiving antenna 4 from the direction indicated by the position information. For example, the path connecting the position indicated by the position information acquired by the position measurement unit 208 and the position of the receiving antenna 4 can be calculated based on the respective coordinate information. Whether there is an obstacle on the route is obtained by acquiring coordinate information of each obstacle from the obstacle information, and any obstacle exists on the route calculated by the correction unit 452. It can be detected by determining whether or not. If it is determined that correction is necessary, the process proceeds to step S3602, and if correction is not necessary, the process proceeds to step S32702.

(ステップS3602)補正部452は、障害物情報に基づいて、ステップS2701において取得した位置情報を補正する。例えば、経路上に存在する障害物の表面で、電波が反射されたと仮定した場合の位置情報を算出する。そして、ステップS2702に進む。   (Step S3602) The correction unit 452 corrects the position information acquired in step S2701 based on the obstacle information. For example, position information when the radio wave is assumed to be reflected on the surface of an obstacle present on the route is calculated. Then, the process proceeds to step S2702.

なお、図36のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。   Note that the processing is ended by powering off or interruption for aborting the processing in the flowchart in FIG.

次に、具体例について説明する。リーダライタ203が、RFIDタグ1から電波を受け付け、RFIDタグ1から受信した信号に基づいて位置情報を取得する処理については、上記実施の形態2と同様であるので、説明は省略する。   Next, a specific example will be described. The process in which the reader / writer 203 receives a radio wave from the RFID tag 1 and acquires the position information based on the signal received from the RFID tag 1 is the same as in the second embodiment, and thus the description thereof is omitted.

図37は本実施の形態に係るリーダライタ203によるRFIDタグの位置情報の補正の処理を説明するための図である。例えば、図37に示すように、リーダライタ203の受信アンテナ4とRFIDタグ1との間に、障害物2300と、障害物である床2401が設けられていたとする。ここでは、障害物2300と床2401の配置等を示す座標情報等の情報や、障害物2300と床2401の電波を反射する性質の有無等の情報が、障害物情報として、予め、障害情報格納部451に格納されているものとする。また、現在のRFIDタグ1の位置は、エリア情報記憶部211が格納しているエリア情報が指定する領域2310内に存在しているものとする。   FIG. 37 is a diagram for explaining the correction processing of the RFID tag position information by the reader / writer 203 according to this embodiment. For example, as shown in FIG. 37, it is assumed that an obstacle 2300 and a floor 2401 that is an obstacle are provided between the receiving antenna 4 of the reader / writer 203 and the RFID tag 1. Here, information such as coordinate information indicating the arrangement of the obstacle 2300 and the floor 2401 and information such as the presence or absence of the property of reflecting the radio waves of the obstacle 2300 and the floor 2401 are stored in advance as obstacle information. Assume that the data is stored in the unit 451. Further, it is assumed that the current position of the RFID tag 1 is present in the area 2310 designated by the area information stored in the area information storage unit 211.

ここで、RFIDタグ1から受信した信号に基づいて取得した位置情報が位置A(x1,y1,z1)であったとし、障害情報から位置情報が指定する位置Aが床内に位置していたとする。   Here, it is assumed that the position information acquired based on the signal received from the RFID tag 1 is the position A (x1, y1, z1), and the position A specified by the position information from the obstacle information is located in the floor. To do.

この場合、補正部452は、障害情報に基づいて、位置情報が指定する位置Aと受信アンテナ4の位置とを結んだ経路上に電波を反射する床2401が存在することを認識し、補正が必要であることを判定する。   In this case, the correction unit 452 recognizes that the floor 2401 that reflects radio waves exists on the path connecting the position A specified by the position information and the position of the receiving antenna 4 based on the failure information, and the correction is performed. Determine that it is necessary.

そして、補正部452は、床2401の表面に対して、点Aに対称な位置の座標を算出する。例えば床に対する高さ方向がy軸方向であり、床の表面がy=0であったとすると、算出される位置の座標は、(x1,−y1,z1)となる。そしてこの座標の値を補正したRFIDタグ1の位置情報として、位置判定部210に出力する。   Then, the correction unit 452 calculates the coordinates of a position symmetrical to the point A with respect to the surface of the floor 2401. For example, if the height direction with respect to the floor is the y-axis direction and the floor surface is y = 0, the coordinates of the calculated position are (x1, -y1, z1). And it outputs to the position determination part 210 as the positional information on the RFID tag 1 which correct | amended the value of this coordinate.

位置判定部210においては、エリア情報と補正した位置情報とに基づいて、RFIDタグ1が所定の位置に存在すると判定する。その他の処理については、上記実施の形態1と同様であるので省略する。   The position determination unit 210 determines that the RFID tag 1 is present at a predetermined position based on the area information and the corrected position information. Other processes are the same as those in the first embodiment, and will not be described.

以上、本実施の形態によれば、位置測定部208が取得した位置情報を障害物の情報により補正するようにしたので、RFIDタグの位置検出の精度を向上させて、RFIDタグのより正確な位置に応じて、異なる行動を行なうことが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the position information acquired by the position measurement unit 208 is corrected by the information on the obstacle, so that the accuracy of the position detection of the RFID tag is improved and the RFID tag is more accurate. Different actions can be performed depending on the position.

なお、本実施の形態において説明した障害情報に基づいてRFIDタグの位置情報を補正する構成を、上記実施の形態3に係る情報処理装置に適用しても良い。   Note that the configuration for correcting the position information of the RFID tag based on the failure information described in the present embodiment may be applied to the information processing apparatus according to the third embodiment.

また、本実施の形態においては、RFIDタグと受信処理部6との通信路、具体的には、位置測定部208が取得した位置情報が示す位置とアンテナ201の位置とを結んだ経路上に障害物が存在する場合に、補正が必要であると判定し、補正を行なうようにしたが、必要に応じて、補正を行なわずに、誤検出が行なわれたことを示すエラー出力等を行なったり、このような位置情報を使用しないようにしてもよい。   Further, in the present embodiment, on the communication path between the RFID tag and the reception processing unit 6, specifically, on the path connecting the position indicated by the position information acquired by the position measuring unit 208 and the position of the antenna 201. When there is an obstacle, it is determined that correction is necessary and correction is performed. However, if necessary, error correction is performed to indicate that a false detection has been performed without correction. Alternatively, such position information may not be used.

また、本実施の形態において、通信路上に障害物があるか否かを判断することで、補正の要否を判断したが、本発明においては、障害情報として、予めRFIDタグが存在し得ない領域を設定する情報を用意しておき、検出されたRFIDタグの位置が、本来存在し得ない領域内に位置するか否かを判断して、本来存在し得ない位置に位置すると判断された場合に、補正が必要であると判断するようにしてもよい。   In the present embodiment, whether or not correction is necessary is determined by determining whether or not there is an obstacle on the communication path. However, in the present invention, an RFID tag cannot exist in advance as failure information. Information for setting the area is prepared, and it is determined whether or not the position of the detected RFID tag is located in an area where it cannot originally exist, and is determined to be located at a position where it cannot originally exist In some cases, it may be determined that correction is necessary.

なお、上記各実施の形態において、各処理(各機能)は、単一の装置(システム)によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。   In each of the above embodiments, each process (each function) may be realized by centralized processing by a single device (system), or by distributed processing by a plurality of devices. May be.

また、上記各実施の形態において、一の装置に存在する2以上の通信手段(送信部など)は、物理的に一の媒体で実現されても良いことは言うまでもない。   Further, in each of the above embodiments, it goes without saying that two or more communication means (such as a transmission unit) existing in one apparatus may be physically realized by one medium.

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention.

また、本発明は請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention can be modified in various ways within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。   Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

本発明に係る情報処理装置およびこれを備えた通信システム等は、例えば上述した流通される物品の検査・確認などを行うシステム、店舗などにおいて、商品の盗難監視などを行うシステム、駅や映画館などの改札が必要となる場所に設置される改札システム、キーレスエントリシステムなどの用途に適用可能である。   An information processing apparatus according to the present invention, a communication system including the information processing apparatus, and the like include, for example, a system for inspecting / confirming the above-described goods, a system for monitoring theft of goods in a store, a station, a movie theater, etc. It is applicable to uses such as a ticket gate system and a keyless entry system installed in a place where a ticket gate is required.

本実施形態に係るRFIDタグを用いた通信システムが備えるリーダライタにおいて、RFIDタグと当該リーダライタとの距離を測定するための構成の概略を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an outline of a configuration for measuring a distance between an RFID tag and the reader / writer in a reader / writer included in a communication system using the RFID tag according to the present embodiment. 上記RFIDタグを用いた通信システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the communication system using the said RFID tag. リーダライタとRFIDタグとの間でR/W要求信号およびタグ応答信号の送受信が行われる状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which transmission / reception of a R / W request signal and a tag response signal is performed between a reader / writer and an RFID tag. リーダライタからRFIDタグへ送信される信号及びその搬送周波数を時間軸で示した図である。It is the figure which showed the signal transmitted to a RFID tag from a reader / writer, and its carrier frequency on the time axis. RFIDタグからリーダライタへ送信される信号およびその搬送周波数を時間軸で示した図である。It is the figure which showed the signal transmitted to a reader / writer from an RFID tag, and its carrier frequency on the time axis. 位相の検出を行うことを可能とする受信処理部の具体的な構成を含むリーダライタの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the reader / writer including the specific structure of the reception process part which makes it possible to detect a phase. 距離測定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a distance measurement process. 多周波を用いた距離測定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the distance measurement process using multiple frequencies. 周波数選択処理、および距離算出処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a frequency selection process and a distance calculation process. 周波数選択処理の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows an example of a frequency selection process typically. リーダライタとRFIDタグとの通信においてマルチパスが生じている状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which multipath has arisen in communication with a reader / writer and an RFID tag. 距離に対するMUSIC評価関数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the MUSIC evaluation function with respect to distance. 到来方向推定処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an arrival direction estimation process. MUSIC法を応用した距離測定処理の流れの前半を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the first half of the flow of the distance measurement process which applied the MUSIC method. MUSIC法を応用した距離測定処理の流れの後半を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the second half of the flow of the distance measurement process which applied the MUSIC method. 1フレーム内での周波数を切り替える場合における、リーダライタからRFIDタグへ送信される信号及びその搬送周波数を時間軸で示した図である。It is the figure which showed the signal transmitted from the reader / writer to the RFID tag and the carrier frequency on the time axis when switching the frequency within one frame. 1フレーム内での周波数を切り替える場合における、RFIDタグからリーダライタへ送信される信号およびその搬送周波数を時間軸で示した図である。It is the figure which showed on the time-axis the signal transmitted to the reader / writer from the RFID tag, and its carrier frequency in the case of switching the frequency within one frame. 1フレーム内での周波数切り替えを伴う距離測定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the distance measurement process accompanied by the frequency switch within 1 frame. 各RFIDタグとその距離とを結びつけて認識することを可能とするリーダライタの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the reader / writer which makes it possible to recognize and recognize each RFID tag and its distance. 各RFIDタグを識別した距離測定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the distance measurement process which identified each RFID tag. RFIDタグの存在位置方向の推定処理を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the estimation process of the existing position direction of a RFID tag. 方向算出を行う場合のリーダライタの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the reader / writer in the case of performing direction calculation. 位置推定処理の流れの前半を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the first half of the flow of a position estimation process. 位置推定処理の流れの後半を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the second half of the flow of a position estimation process. 1フレーム内での複数周波数を同時送信する場合における、リーダライタからRFIDタグへ送信される信号及びその搬送周波数を時間軸で示した図である。It is the figure which showed on the time-axis the signal transmitted to the RFID tag from the reader / writer, and its carrier frequency in the case of simultaneously transmitting a plurality of frequencies within one frame. 1フレーム内での複数周波数を同時送信する場合における、RFIDタグからリーダライタへ送信される信号およびその搬送周波数を時間軸で示した図である。It is the figure which showed on the time-axis the signal transmitted to the reader / writer from the RFID tag, and its carrier frequency in the case of simultaneously transmitting a plurality of frequencies within one frame. 1フレーム内での複数周波数を同時送信する場合における、リーダライタの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of a reader / writer in the case of simultaneously transmitting a plurality of frequencies within one frame. 流通される物品の検査・確認などを行うシステムに本RFIDタグを用いた通信システムを適用した場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example at the time of applying the communication system using this RFID tag to the system which test | inspects and confirms the articles | goods distributed. 商品や在庫物品などの盗難監視などを行うシステムに本RFIDタグを用いた通信システムを適用した場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example at the time of applying the communication system using this RFID tag to the system which performs theft monitoring of goods, inventory goods, etc. 窓やドアなどにRFIDタグlを取り付け、このRFIDタグ1の位置を監視することによって、該窓やドアが開けられたことを検知する防犯システム適用例を示す図である。It is a figure which shows the example of a crime prevention system application which attaches the RFID tag 1 to a window, a door, etc., and detects that this window or door is opened by monitoring the position of this RFID tag 1. 例えば駅や映画館などの改札が必要となる場所に本RFIDタグ通信システムを適用した場合の例を示す図である。For example, it is a figure which shows the example at the time of applying this RFID tag communication system to the place where a ticket gate, such as a station or a movie theater, is required. 自動車などのキーレスエントリシステムに、本RFIDタグを用いた通信システムを適用した場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example at the time of applying the communication system using this RFID tag to keyless entry systems, such as a motor vehicle. 本発明の実施の形態2に係るRFIDタグを用いた通信システムが備えるリーダライタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the reader / writer with which the communication system using the RFID tag which concerns on Embodiment 2 of this invention is provided. 同リーダライタの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the reader / writer. 同リーダライタの位置判定の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement of the position determination of the reader / writer. 同リーダライタの位置判定の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement of the position determination of the reader / writer. 同具体例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific example. 本発明の実施の形態3に係るRFIDタグを用いた通信システムが備えるリーダライタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the reader / writer with which the communication system using the RFID tag which concerns on Embodiment 3 of this invention is provided. 同リーダライタの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the reader / writer. 同具体例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific example. (a)同受信アンテナと、位置情報が既知であるタグとの距離を測定する処理を説明するための図、(b)同受信アンテナの位置を検出する処理を説明するための図である。(A) The figure for demonstrating the process which measures the distance of the receiving antenna and the tag whose position information is known, (b) The figure for demonstrating the process which detects the position of the receiving antenna. 本発明の実施の形態4に係るRFIDタグを用いた通信システムが備えるリーダライタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the reader / writer with which the communication system using the RFID tag which concerns on Embodiment 4 of this invention is provided. 同リーダライタの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the reader / writer. 同具体例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific example. 従来技術のRF通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the RF communication system of a prior art. 従来技術のRFIDタグと無線通信を行なう通信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication apparatus which performs radio | wireless communication with the RFID tag of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1、1a、1b RFIDタグ
2 リーダライタ
3 送信アンテナ
4 受信アンテナ
4A 第1アンテナ素子
4B 第2アンテナ素子
5 送信処理部
5A PLL部
5B 変調部
5C 電力増幅部
6 受信処理部
6A・6A1・6A2 増幅部
6B 周波数変換部
6B1・6B2 ミキサ
6B3 90°移相部
6C プリアンブル抽出部
6D セレクタ
7 通信制御部
7A 周波数制御部
7B 送信制御部
7C 受信制御部
8、208 位置測定部
8A 位相情報取得部
8B 距離算出部
8C 方向算出部
9 外部通信部
10 エリア判定部
11、211 エリア情報記憶部
70 荷物分別システム
77 分別装置
200、202 情報処理装置(リーダライタ)
208C 位置情報取得部
210、411 位置判定部
212 処理部
410 自位置情報取得部
451 障害情報格納部
452 補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b RFID tag 2 Reader / writer 3 Transmitting antenna 4 Receiving antenna 4A 1st antenna element 4B 2nd antenna element 5 Transmission processing part 5A PLL part 5B Modulation part 5C Power amplification part 6 Reception processing part 6A, 6A1, 6A2 Amplification Unit 6B frequency conversion unit 6B1 and 6B2 mixer 6B3 90 ° phase shift unit 6C preamble extraction unit 6D selector 7 communication control unit 7A frequency control unit 7B transmission control unit 7C reception control unit 8, 208 position measurement unit 8A phase information acquisition unit 8B distance Calculation unit 8C Direction calculation unit 9 External communication unit 10 Area determination unit 11, 211 Area information storage unit 70 Luggage sorting system 77 Sorting device 200, 202 Information processing device (reader / writer)
208C Position information acquisition unit 210, 411 Position determination unit 212 Processing unit 410 Local position information acquisition unit 451 Fault information storage unit 452 Correction unit

Claims (36)

異なる複数の搬送周波数成分を持った1つの搬送周波数の電波により1つのフレームからなる信号である要求信号を外部に送信する送信手段と、
前記送信手段で送信された前記要求信号が、反射体によって所定の変調を受けながら反射されて発生した、1つのフレームからなる信号である反射信号を、アンテナを介して受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した反射信号と前記要求信号との間の位相の変化量を、前記送信手段が送信した搬送周波数成分ごとに算出する位相情報取得部と、
前記位相情報取得部によって取得された搬送周波数成分ごとの位相の変化量と搬送周波数成分とに基づいて、前記アンテナと前記反射体との間の距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部が算出した距離に基づいて、前記反射体の位置に関する情報である位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した位置情報に基づいて、前記反射体が、所定の位置に存在するか否かを判定し、判定結果を出力する位置判定部と、
前記判定結果に基づいて所定の処理を行う処理部と、を備えている情報処理装置。
Transmitting means for transmitting a request signal, which is a signal composed of one frame, by radio waves of one carrier frequency having a plurality of different carrier frequency components;
Receiving means for receiving, via an antenna, a reflected signal, which is a signal consisting of one frame, generated by the request signal transmitted by the transmitting means being reflected while being subjected to predetermined modulation by a reflector;
A phase information acquisition unit that calculates the amount of change in phase between the reflected signal received by the receiving unit and the request signal for each carrier frequency component transmitted by the transmitting unit;
A distance calculation unit that calculates a distance between the antenna and the reflector based on a phase change amount and a carrier frequency component for each carrier frequency component acquired by the phase information acquisition unit;
A position information acquisition unit that acquires position information that is information related to the position of the reflector, based on the distance calculated by the distance calculation unit;
A position determination unit that determines whether or not the reflector exists at a predetermined position based on the position information acquired by the position information acquisition unit, and outputs a determination result;
An information processing apparatus comprising: a processing unit that performs predetermined processing based on the determination result.
前記受信手段は、複数のアンテナを介して、それぞれ前記反射信号を受信し、
前記位相情報取得部は、前記複数のアンテナを介してそれぞれ受信された反射信号ごとに、前記位相の変化量を算出し、
前記距離算出部は、前記複数のアンテナを介してそれぞれ受信された反射信号ごとに算出された前記位相の変化量に基づいて、前記複数のアンテナと前記反射体との間の距離をそれぞれ算出し、
前記位置情報取得部は、前記複数のアンテナと前記反射体との間の距離に基づいて、前記反射体の位置情報を取得する請求項1記載の情報処理装置。
The receiving means receives the reflected signal through a plurality of antennas, respectively.
The phase information acquisition unit calculates the amount of change in phase for each reflected signal received via the plurality of antennas,
The distance calculating unit calculates distances between the plurality of antennas and the reflectors based on the amount of change in the phase calculated for each reflected signal respectively received through the plurality of antennas. ,
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the position information acquisition unit acquires position information of the reflector based on distances between the plurality of antennas and the reflector.
所定の領域についての情報であるエリア情報を記憶するエリア情報記憶部をさらに備え、
前記位置判定部は、前記位置情報取得部が取得した位置情報と、前記エリア情報とを比較することで、前記反射体が、前記所定の位置に配置されているか否かを判定し、判定結果を取得する請求項1記載の情報処理装置。
An area information storage unit that stores area information that is information about the predetermined area;
The position determination unit determines whether or not the reflector is arranged at the predetermined position by comparing the position information acquired by the position information acquisition unit and the area information. The information processing apparatus according to claim 1, wherein
前記情報処理装置は、自機器の位置に関する情報である自位置情報を取得する自位置情報取得部を、さらに備え、
前記位置判定部は、前記位置情報取得部が取得した位置情報と、前記自位置情報とが所定の関係を満たすか否かを判定することで、前記反射体が、前記所定の位置に配置されているか否かを判定し、判定結果を取得する請求項1記載の情報処理装置。
The information processing apparatus further includes a self-location information acquisition unit that acquires self-location information that is information related to a position of the device.
The position determination unit determines whether the position information acquired by the position information acquisition unit and the own position information satisfy a predetermined relationship, so that the reflector is arranged at the predetermined position. The information processing apparatus according to claim 1, wherein a determination result is acquired by determining whether or not the information is present.
前記処理部は、前記判定結果が、前記反射体が前記所定の位置に存在することを示す場合に、前記受信手段が受信した反射信号を出力する請求項1記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 1, wherein the processing unit outputs a reflected signal received by the receiving unit when the determination result indicates that the reflector is present at the predetermined position. 前記処理部は、前記判定結果が、前記反射体が前記所定の位置に存在することを示す場合に、前記反射体に対して所定の情報を送信する請求項1記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 1, wherein the processing unit transmits predetermined information to the reflector when the determination result indicates that the reflector is present at the predetermined position. 前記処理部は、前記判定結果に基づいて、前記反射体との通信を制御する制御信号を出力する請求項1記載の情報処理装置。 The information processing apparatus according to claim 1, wherein the processing unit outputs a control signal for controlling communication with the reflector based on the determination result. 前記反射体と前記アンテナとの間の通信路に配置されている障害物の情報である障害物情報が格納され得る障害情報格納部と、
前記障害物情報に基づいて前記反射体の位置情報を補正する補正部とをさらに具備し、
前記位置判定部は、前記補正部が補正した位置情報に基づいて、前記反射体が、所定の位置に存在するか否かを判定し、判定結果を取得する請求項1記載の情報処理装置。
An obstacle information storage unit capable of storing obstacle information, which is information of an obstacle arranged in a communication path between the reflector and the antenna;
A correction unit that corrects the position information of the reflector based on the obstacle information;
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the position determination unit determines whether the reflector is present at a predetermined position based on the position information corrected by the correction unit, and acquires a determination result.
前記送信手段が、1つの要求信号を送信する期間内に複数の分割期間を設定し、各分割期間において互いに異なる搬送周波数となるように制御する請求項1記載の情報処理装置。   The information processing apparatus according to claim 1, wherein the transmission unit sets a plurality of divided periods within a period in which one request signal is transmitted, and controls the carrier frequencies to be different from each other in each divided period. 前記反射体から、互いに異なる3つ以上の搬送周波数成分を持った搬送周波数の電波によって反射信号が送信されるとともに、
前記位相情報取得部が、各搬送周波数成分の信号のうち、信号の状態が距離を算出する上で所定の基準を満たしている2つの搬送周波数成分の信号を選択して、位相変化量を取得する請求項1記載の情報処理装置。
A reflected signal is transmitted from the reflector by radio waves of carrier frequencies having three or more carrier frequency components different from each other,
The phase information acquisition unit acquires a phase change amount by selecting two carrier frequency component signals that satisfy a predetermined criterion in calculating the distance from the signal of each carrier frequency component. The information processing apparatus according to claim 1.
前記受信手段は、
受信された反射信号の周波数変換処理を行う周波数変換部を備え、
前記周波数変換部が、前記反射信号をI信号とQ信号とに変換する請求項1記載の情報処理装置。
The receiving means includes
A frequency conversion unit that performs frequency conversion processing of the received reflected signal is provided.
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the frequency conversion unit converts the reflected signal into an I signal and a Q signal.
前記距離算出部が、高分解能スペクトラム解析法を用いて前記距離を算出する請求項1記載の情報処理装置。   The information processing apparatus according to claim 1, wherein the distance calculation unit calculates the distance using a high resolution spectrum analysis method. 前記距離算出部が、前記高分解能スペクトラム解析法としてMUSIC(Multiple Signal Classification)法を用い、該MUSIC法の入力として、互いに異なる複数の搬送周波数によって受信された反射信号を用い、モードベクトルを前記距離の関数としてMUSIC評価関数を求め、該MUSIC評価関数のピーク値を求めることによって前記距離を算出する請求項12記載の情報処理装置。   The distance calculation unit uses a MUSIC (Multiple Signal Classification) method as the high-resolution spectrum analysis method, uses reflection signals received at a plurality of different carrier frequencies as an input of the MUSIC method, and uses a mode vector as the distance The information processing apparatus according to claim 12, wherein a MUSIC evaluation function is obtained as a function of and the distance is calculated by obtaining a peak value of the MUSIC evaluation function. 前記距離算出部が、受信された反射信号の受信強度を併用して前記距離を算出する請求項1記載の情報処理装置。   The information processing apparatus according to claim 1, wherein the distance calculation unit calculates the distance by using reception intensity of the received reflected signal together. 前記反射信号に含まれるデータ部の情報を取得するとともに、前記距離算出部によって算出された前記距離情報と前記データ部の情報とを結びつけて外部に出力する受信制御部を備える請求項1記載の情報処理装置。   2. The reception control unit according to claim 1, further comprising: a reception control unit that acquires information on the data part included in the reflected signal and outputs the distance information calculated by the distance calculation unit and the information on the data unit in an external manner. Information processing device. 前記距離算出部が、前記反射信号に基づいて、該反射信号を送信した反射体の位置する方向を測定する請求項1記載の情報処理装置。   The information processing apparatus according to claim 1, wherein the distance calculation unit measures a direction in which a reflector that has transmitted the reflection signal is located based on the reflection signal. 前記距離算出部が、前記反射信号のプリアンブル部における信号を解析することによって前記距離を算出する請求項1記載の情報処理装置。   The information processing apparatus according to claim 1, wherein the distance calculation unit calculates the distance by analyzing a signal in a preamble part of the reflected signal. 請求項1ないし17のいずれか一項に記載の情報処理装置と、
前記情報処理装置と無線通信を行う少なくとも1つの反射体とを備える通信システム。
An information processing apparatus according to any one of claims 1 to 17,
A communication system comprising: at least one reflector that performs wireless communication with the information processing apparatus.
請求項1ないし17のいずれか一項に記載の情報処理装置と、
前記情報処理装置によって前記反射体と通信が行われた結果に基づいて、該反射体と関連付けられている物品、人、および生物のうち少なくともいずれか1つを管理する管理装置とを備える通信システム。
An information processing apparatus according to any one of claims 1 to 17,
A communication system comprising: a management device that manages at least one of an article, a person, and a living thing associated with the reflector based on a result of communication with the reflector performed by the information processing device .
異なる複数の搬送周波数成分を持った1つの搬送周波数の電波により1つのフレームからなる信号である要求信号を外部に送信する送信ステップと、
前記送信ステップで送信された前記要求信号が、反射体によって所定の変調を受けながら反射されて発生した、1つのフレームからなる信号である反射信号を、アンテナを介して受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信した反射信号と前記要求信号との間の位相の変化量を、前記送信手段が送信した搬送周波数成分ごとに算出する位相情報取得ステップと、
前記位相情報取得ステップによって取得された搬送周波数成分ごとの位相の変化量と搬送周波数成分とに基づいて、前記アンテナと前記反射体との間の距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで算出した距離に基づいて、前記反射体の位置に関する情報である位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得ステップで取得した位置情報に基づいて、前記反射体が、所定の位置に存在するか否かを判定し、判定結果を出力する位置判定ステップと、
前記判定結果に基づいて所定の処理を行う処理ステップと、を備えている情報処理方法。
A transmission step of transmitting a request signal, which is a signal composed of one frame, by radio waves of one carrier frequency having a plurality of different carrier frequency components;
A receiving step of receiving, via an antenna, a reflected signal, which is a signal composed of one frame, generated by the request signal transmitted in the transmitting step being reflected while being subjected to predetermined modulation by a reflector;
A phase information acquisition step of calculating, for each carrier frequency component transmitted by the transmission unit, a phase change amount between the reflected signal received in the reception step and the request signal;
A distance calculating step of calculating a distance between the antenna and the reflector based on a phase change amount and a carrier frequency component for each carrier frequency component acquired by the phase information acquiring step;
Based on the distance calculated in the distance calculation step, a position information acquisition step for acquiring position information that is information related to the position of the reflector;
A position determination step of determining whether or not the reflector is present at a predetermined position based on the position information acquired in the position information acquisition step, and outputting a determination result;
A processing step of performing predetermined processing based on the determination result.
前記受信ステップは、複数のアンテナを介して、それぞれ前記反射信号を受信し、
前記位相情報取得ステップは、前記複数のアンテナを介してそれぞれ受信された反射信号ごとに、前記位相の変化量を算出し、
前記距離算出ステップは、前記複数のアンテナを介してそれぞれ受信された反射信号ごとに算出された前記位相の変化量に基づいて、前記複数のアンテナと前記反射体との間の距離をそれぞれ算出し、
前記位置情報取得ステップは、前記複数のアンテナと前記反射体との間の距離に基づいて、前記反射体の位置情報を取得する請求項20記載の情報処理方法。
The receiving step receives the reflected signals through a plurality of antennas, respectively.
The phase information acquisition step calculates the amount of change of the phase for each reflected signal received via the plurality of antennas,
The distance calculating step calculates distances between the plurality of antennas and the reflectors based on a change amount of the phase calculated for each reflected signal respectively received through the plurality of antennas. ,
The information processing method according to claim 20, wherein the position information acquisition step acquires position information of the reflector based on a distance between the plurality of antennas and the reflector.
前記位置判定ステップは、前記位置情報取得ステップで取得した位置情報と、記憶されている所定の領域についての情報であるエリア情報とを比較することで、前記反射体が、前記所定の位置に配置されているか否かを判定し、判定結果を取得する請求項20記載の情報処理方法。 The position determination step compares the position information acquired in the position information acquisition step with area information that is information about a predetermined area stored, so that the reflector is arranged at the predetermined position. The information processing method according to claim 20, wherein it is determined whether the determination is made and a determination result is obtained. 前記位置情報を取得する処理を行う位置に関する情報である自位置情報を取得する自位置情報取得ステップを、さらに備え、
前記位置判定ステップは、前記位置情報取得ステップで取得した位置情報と、前記自位置情報とが所定の関係を満たすか否かを判定することで、前記反射体が、前記所定の位置に配置されているか否かを判定し、判定結果を取得する請求項20記載の情報処理方法。
A self-location information acquisition step of acquiring self-location information, which is information relating to a position for performing the process of acquiring the location information,
The position determination step determines whether or not the position information acquired in the position information acquisition step and the own position information satisfy a predetermined relationship, whereby the reflector is arranged at the predetermined position. 21. The information processing method according to claim 20, wherein a determination result is obtained by determining whether or not the information is present.
前記処理ステップは、前記判定結果が、前記反射体が前記所定の位置に存在することを示す場合に、前記受信ステップで受信した反射信号を出力する請求項20記載の情報処理方法。 21. The information processing method according to claim 20, wherein the processing step outputs the reflected signal received in the receiving step when the determination result indicates that the reflector is present at the predetermined position. 前記処理ステップは、前記判定結果が、前記反射体が前記所定の位置に存在することを示す場合に、前記反射体に対して所定の情報を送信する請求項20記載の情報処理方法。 21. The information processing method according to claim 20, wherein the processing step transmits predetermined information to the reflector when the determination result indicates that the reflector is present at the predetermined position. 前記処理ステップは、前記判定結果に基づいて、前記反射体との通信を制御する制御信号を出力する請求項20記載の情報処理方法。 The information processing method according to claim 20, wherein the processing step outputs a control signal for controlling communication with the reflector based on the determination result. 前前記反射体と前記アンテナとの間の通信路に配置されている障害物の情報である障害物情報に基づいて前記反射体の位置情報を補正する補正ステップをさらに具備し、
前記位置判定ステップは、前記補正ステップで補正した位置情報に基づいて、前記反射体が、所定の位置に存在するか否かを判定し、判定結果を取得する請求項20記載の情報処理方法。
A correction step of correcting position information of the reflector based on obstacle information that is information of an obstacle arranged in a communication path between the reflector and the antenna before;
The information processing method according to claim 20, wherein the position determination step determines whether or not the reflector is present at a predetermined position based on the position information corrected in the correction step, and acquires a determination result.
前記送信ステップが、1つの要求信号を送信する期間内に複数の分割期間を設定し、各分割期間において互いに異なる搬送周波数となるように制御する請求項20記載の情報処理方法。   21. The information processing method according to claim 20, wherein the transmission step sets a plurality of divided periods within a period in which one request signal is transmitted, and controls the carrier frequencies to be different from each other in each divided period. 前記反射体から、互いに異なる3つ以上の搬送周波数成分を持った搬送周波数の電波によって反射信号が送信されるとともに、
前記位相情報取得ステップが、各搬送周波数成分の信号のうち、信号の状態が距離を算出する上で
所定の基準を満たしている2つの搬送周波数成分の信号を選択して、位相変化量を取得する請求項20記載の情報処理方法。
A reflected signal is transmitted from the reflector by radio waves of carrier frequencies having three or more carrier frequency components different from each other,
The phase information acquisition step selects two carrier frequency component signals that satisfy a predetermined criterion in calculating the distance from the signals of the respective carrier frequency components, and acquires a phase change amount. The information processing method according to claim 20.
前記受信ステップは、
受信された反射信号の周波数変換処理を行う周波数変換ステップを備え、
前記周波数変換ステップにおいて、前記反射信号をI信号とQ信号とに変換する請求項20記載の情報処理方法。
The receiving step includes
A frequency conversion step for performing frequency conversion processing of the received reflected signal;
The information processing method according to claim 20, wherein in the frequency conversion step, the reflected signal is converted into an I signal and a Q signal.
前記距離算出ステップは、高分解能スペクトラム解析法を用いて前記距離を算出する請求項20記載の情報処理方法。   21. The information processing method according to claim 20, wherein the distance calculating step calculates the distance using a high resolution spectrum analysis method. 前記距離算出ステップは、前記高分解能スペクトラム解析法としてMUSIC法を用い、該MUSIC法の入力として、互いに異なる複数の搬送周波数によって受信された反射信号を用い、モードベクトルを前記距離の関数としてMUSIC評価関数を求め、該MUSIC評価関数のピーク値を求めることによって前記距離を算出する請求項31記載の情報処理方法。   The distance calculating step uses a MUSIC method as the high resolution spectrum analysis method, uses reflected signals received at a plurality of different carrier frequencies as inputs of the MUSIC method, and uses a mode vector as a function of the distance to evaluate MUSIC 32. The information processing method according to claim 31, wherein the distance is calculated by obtaining a function and obtaining a peak value of the MUSIC evaluation function. 前記距離算出ステップは、受信された反射信号の受信強度を併用して前記距離を算出する請求項20記載の情報処理方法。   21. The information processing method according to claim 20, wherein the distance calculating step calculates the distance by using the received intensity of the received reflected signal together. 前記反射信号に含まれるデータ部の情報を取得するとともに、前記距離算出ステップによって算出された前記距離情報と前記データ部の情報とを結びつけて外部に出力する受信制御ステップを備える請求項20記載の情報処理方法。   21. The reception control step according to claim 20, further comprising: obtaining a data portion information included in the reflected signal, and combining the distance information calculated in the distance calculation step with the data portion information and outputting the information to the outside. Information processing method. 前記距離算出ステップは、前記反射信号に基づいて、該反射信号を送信した反射体の位置する方向を測定する請求項20記載の情報処理方法。   21. The information processing method according to claim 20, wherein the distance calculating step measures a direction in which a reflector that has transmitted the reflection signal is located based on the reflection signal. 前記距離算出ステップは、前記反射信号のプリアンブル部における信号を解析することによって前記距離を算出する請求項20記載の情報処理方法。   The information processing method according to claim 20, wherein the distance calculating step calculates the distance by analyzing a signal in a preamble portion of the reflected signal.
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