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JP6907545B2 - 測定装置、測定方法、プログラム - Google Patents
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測定装置、測定方法、プログラム Download PDF

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Description

本発明は、測定装置、測定方法、プログラムに関する。
近年な多様な管理対象にICタグなどの発信装置が取り付けられている。発信装置は信号を発信し当該信号には発信装置を一意に識別するIDが含まれている。発信装置の発信した信号を受信する読取装置では信号を受信してIDを検出することにより、発信装置の取り付けられている管理対象のIDなどの情報を取得でき、この位置情報等を用いて管理対象を管理することができる。
ところで発信装置の経年劣化により、劣化した古い発信装置(旧発信装置)と共に新しい発信装置(新発信装置)を管理対象に取り付けて管理対象を管理することが考えられる。このような際に、旧発信装置や新発信装置からの信号の読取装置における受信強度の違いや、それら発信装置からの距離に応じた読取装置における受信強度を容易に把握する技術が求められていた。また旧発信装置から新発信装置に取り換える場合や、旧発信装置に加えて新発信装置を取り付けた場合の効果を把握できる技術が求められていた。関連する技術が特許文献1〜3に開示されている。
特開2005−331434号公報 特開2009−065296号公報 特開2012−134656号公報
そこでこの発明は、上述の課題を解決する測定装置、測定方法、プログラムを提供することを目的としている。
本発明の第1の態様によれば、測定装置は、異なる複数の発信装置から発信される異なる周波数の無線信号の受信強度を計測する受信強度計測部と、前記発信装置までの距離を計測する測距計と、前記発信装置までの方向を計測する方向計測部と、前記複数の発信装置毎に前記受信強度と、それら発信装置までの距離と、それら発信装置までの方向とを順次記録する記録部と、を備える
本発明の第2の態様によれば、測定方法は、異なる複数の発信装置から発信される異なる周波数の無線信号の受信強度を計測し、前記発信装置までの距離を計測し、前記発信装置までの方向を計測し、前記複数の発信装置毎に前記受信強度と、それら発信装置までの距離と、それら発信装置までの方向とを順次記録する
本発明の第3の態様によれば、プログラムは、測定装置のコンピュータを、異なる複数の発信装置から発信される異なる周波数の無線信号の受信強度を計測する受信強度計測手段、前記発信装置までの距離を計測する測距手段、前記発信装置までの方向を計測する方向計測手段、前記複数の発信装置毎に前記受信強度と、それら発信装置までの距離と、それら発信装置までの方向とを順次記録する記録手段、として機能させる
本発明によれば、管理対象に取り付けられた旧発信装置や新発信装置からの信号の読取装置における受信強度の違いや、それら発信装置からの距離に応じた読取装置における受信強度を容易に把握することができる。また旧発信装置から新発信装置に取り換える場合や、旧発信装置に加えて新発信装置を取り付けた場合の効果を容易に把握することができる。
第一の実施形態による測定装置と発信装置とからなる測定システムの概要を示す図である。 第一の実施形態による測定装置のハードウェア構成例を示す図である。 第一の実施形態による測定装置の機能ブロック図である。 第一の実施形態による測定装置の処理フローを示す図である。 第二の実施形態による測定装置と発信装置とからなる測定システムの概要を示す図である。 測定装置の他の例を示す図である。 第三の実施形態による測定装置のハードウェア構成例を示す図である。 第四の実施形態による測定装置の機能ブロック図である。 記録部の作成した計測結果テーブルを示している。 計測結果に基づいて作成した受信強度分布を示す図である。 測定装置の最少構成を示す図である。
(第一の実施形態)
以下、本発明の第一の実施形態による測定装置を図面を参照して説明する。
図1は第一の実施形態による測定装置と発信装置とからなる測定システムの概要を示す図である。
この図で示すように測定装置1は第一アンテナ101、第二アンテナ102を備えている。測定装置1は管理対象に取り付けられた複数の発信装置それぞれから異なる周波数の発信信号を受信して、その受信強度をそれぞれ測定して記録する装置である。管理対象には第一発信装置21が元々取り付けられており、第一発信装置21が経年劣化することにより、さらに新しい第二発信装置22が管理者によって取り付けられる。管理対象は例えばコンテナやトラック、荷台などであってよい。第一発信装置21や第二発信装置22は、一例としてはRFIDタグと呼ばれる発信装置を想定している。第一アンテナ101は第一発信装置21の発信する信号を受信するよう設計されている。第二アンテナ102は第二発信装置22の発信する信号を受信するよう設計されている。
測定装置1はユーザから指示されると、第一アンテナ101から第一発信要求信号を発信し、次に第二アンテナ102から第二発信要求信号を発信する。第一発信要求信号は第一発信装置21が受信できる第一周波数の信号である。第二発信要求信号は第二発信装置22が受信できる第二周波数の信号である。第一発信要求信号の第一周波数と第二発信要求信号の第二周波数はそれらの信号に含まれる情報に基づいて区別できる場合には同じ周波数であってもよい。第一発信装置21は第一発信要求信号を受信すると、RFIDの技術により起電力を発生してその起電力に基づいて第一周波数の第一の無線信号を発信する。第二発信装置22は第二発信要求信号を受信すると、RFIDの技術により起電力を発生してその起電力に基づいて第二周波数の第二の無線信号を発信する。上記同様に第一無線信号の第一周波数と、第二無線信号の第二周波数とは、それらの信号に含まれる情報に基づいて区別できる場合には同じ周波数であってもよい。
第一アンテナ101は第一の無線信号を受信する。また第二アンテナ102は第二の無線信号を受信する。測定装置1は順次受信した第一の無線信号の第一受信強度と第二の無線信号の第二受信強度を計測する。測定装置1は第一受信強度を第一の無線信号に含まれる第一発信装置21のIDに対応付けて記録する。測定装置1は第二受信強度を第二の無線信号に含まれる第二発信装置22のIDに対応付けて記録する。なお第一周波数と第二周波数が同じ周波数である場合には、一つのアンテナのみを測定装置1が備えるようにしてもよい。測定装置1は信号に含まれる情報を区別してそれぞれの信号の受信強度を計測すればよい。以下、第一周波数と第二周波数とが異なる周波数である場合の例について説明する。
図2は第一の実施形態による測定装置のハードウェア構成例を示す図である。
図2に示すように測定装置1は、第一アンテナ101、第二アンテナ102、CPU(Central Processing Unit)103、ROM(Read Only Memory)104、RAM(Random Access Memory)105、SSD(Solid State Drive)106、インタフェース107の各ハードウェア構成を一例として備えてよい。インタフェース107は例えば液晶タッチパネルやボタンなどである。測定装置1はその他のハードウェアをさらに備えて構成されてよい。
図3は第一の実施形態による測定装置の機能ブロック図である。
一例として測定装置1のCPU103は、予め記憶された測定プログラムを実行する。これにより測定装置1には制御部111、発信部112、受信強度計測部113、信号解析部114、記録部115の各機能が備わる。これらの機能のうちの一部は電子回路によって測定装置1内部に実現されるようにしてもよい。
制御部111は他の機能部を制御する。
発信部112はインタフェース107から得た信号に基づいて計測開始を検知したのちに、第一アンテナ101から第一発信装置21に対する発信要求信号を出力させ、第二アンテナ102から第二発信装置22に対する発信要求信号を出力させる制御を行う。
受信強度計測部113は、複数の発信装置から発信された無線信号のRSSI(Received Signal Strength Indicator)などの受信強度を発信装置毎に計測する。
信号解析部114は発信装置から発信された無線信号に含まれる情報を解析する。信号解析部114は例えば無線信号に含まれる発信装置のIDを解析する。
記録部115は、受信強度計測部113が計測した受信強度と、信号解析部114における解析結果である情報とを対応付けてSSD106などの記憶部に順次記録する。
図4は第一の実施形態による測定装置の処理フローを示す図である。
次に第一の実施形態による測定装置1の処理を順を追って説明する。
まず測定装置1に設けられたインタフェース107をユーザが操作することにより、測定装置1の制御部111は計測開始の入力を受け付ける(ステップS101)。制御部111は計測開始の信号を発信部112に出力する。発信部112は計測開始を検知すると、第一アンテナ101から第一の周波数の発信要求信号を発信させる(ステップS102)。
第一発信装置21は第一の周波数の発信要求信号を受信する。第一発信装置21はその信号の受信に基づく起電力を用いて第一RFID信号を出力する。当該第一RFID信号には第一発信装置21のIDなどの情報が含まれている。
第一アンテナ101は第一RFID信号を受信する(ステップS103)。
受信強度計測部113は、第一アンテナ101で第一RFID信号を受信した際の受信強度を計測する(ステップS104)。受信強度の計測は公知のRSSIの計測手法を用いてよい。受信強度計測部113は第一RFID信号を受信した際の受信強度を記録部115へ出力する。
信号解析部114は第一アンテナ101で受信した第一RFID信号に含まれる情報を解析する(ステップS105)。信号解析部114は受信した第一RFID信号に含まれる情報を記録部115へ出力する。
記録部115は、受信強度計測部113で計測された受信強度と、第一RFID信号に含まれる情報の一例である第一発信装置21のIDとを対応付けて、SSD106などの記憶部に記録する(ステップS106)。
第一発信装置21についての処理が終了すると制御部111は、第二アンテナ102からの信号発信を指示する。発信部112は当該指示を検知すると、第二アンテナ102から第二の周波数の発信要求信号を発信させる(ステップS107)。
第二発信装置22は第二の周波数の発信要求信号を受信する。第二発信装置22はその信号の受信に基づく起電力を用いて第二RFID信号を出力する。当該第二RFID信号には第二発信装置22のIDなどの情報が含まれている。
第二アンテナ102は第二RFID信号を受信する(ステップS108)。
受信強度計測部113は、第二アンテナ102で第二RFID信号を受信した際の受信強度を計測する(ステップS109)。受信強度の計測は公知のRSSIの計測手法を用いてよい。受信強度計測部113は第二RFID信号を受信した際の受信強度を記録部115へ出力する。
信号解析部114は第二アンテナ102で受信した第二RFID信号に含まれる情報を解析する(ステップS110)。信号解析部114は受信した第二RFID信号に含まれる情報を記録部115へ出力する。
記録部115は、受信強度計測部113で計測された受信強度と、第二RFID信号に含まれる情報の一例である第二発信装置22のIDとを対応付けて、SSD106などの記憶部に記録する(ステップS111)。
制御部111は第一アンテナ101についての処理と第二アンテナ102についての処理を終了すると、次の場所に移動する指示画像をインタフェース107である液晶タッチパネル等に出力する(ステップS112)。ユーザは他の位置に移動する。そして管理対象に取り付けられている同じ第一発信装置21と第二発信装置22についての計測開始を、インタフェース107を操作して行う。測定装置1の制御部111は次の計測開始の指示を入力するかを判定する(ステップS113)。制御部111は計測開始の指示を入力すると、ステップS102から繰り返して処理を行う。制御部111は計測終了の指示を入力すると処理を終了する。
ユーザは管理対象のほぼ同じ位置に取り付けられた同じ第一発信装置21と第二発信装置22についての計測開始の操作を移動を繰り返すたびに入力することにより、複数の離れた位置での第一発信装置21と第二発信装置22についての受信強度の計測を行うことができる。そしてユーザは移動を繰り返して計測開始の指示を入力するだけで、第一発信装置21や第二発信装置22が管理対象に取り付けられた位置から離れた複数の位置における受信強度を計測することができる。SSD106に記録された情報を用いて第一発信装置21と第二発信装置22からの相対位置に応じた受信強度の分布を測定することができる。
第一の実施形態では、第一発信装置21や第二発信装置22の位置からユーザが計測開始を指示した位置までの距離を、計測開始を指示する度にユーザがインタフェース107へ入力するようにしてもよい。その場合、測定装置1の記録部115は、例えば第一の実施形態のステップS106やステップS111において、第一発信装置や第二発信装置のIDに対応付けて、さらに入力を受け付けた距離の情報を記録する。
(第二の実施形態)
図5は第二の実施形態による測定装置と発信装置とからなる測定システムの概要を示す図である。
この図で示すように測定装置1は第一発信装置21や第二発信装置22の位置までの距離と方向とを計測することのできる測距計108を備えていてもよい。つまり測距計108は方向計測の機能を有する。第一発信装置21や第二発信装置22の方向は、測定装置1に設けられた第一アンテナ101や第二アンテナ102の軸方向と測距計108の軸方向とが成す水平角度θ1により表される。その他の測定装置1のハードウェア構成は図2で示したハードウェア構成と同様である。測距計108は、例えばレーザダイオードを備え、レーザダイオードから発信したレーザ光の反射光を受光する。測距計108はレーザ光の発信時刻と反射光の受信時刻の差や、位相差を用いて、レーザ光が反射した反射点までの距離を計測する。測距計108による距離の計測手法は公知の技術を用いてよい。また測距計108は測距計108自身の回転機構の所定位置からの回転角度を検出して水平角度θ1を計測する。測距計108は距離の情報と水平角度θ1の情報とを測定装置1の記録部115へ出力する。
ユーザは計測開始の指示を行う際に、測距計108を第一発信装置21や第二発信装置22の方向へ向ける。そして第一の実施形態と同様にステップS101で制御部111が計測開始の入力を受け付けると、制御部111は測距計108へ計測指示を出力する。測距計108は第一発信装置21や第二発信装置22までの距離と水平角度θ1を計測する。測距計108は計測した距離と水平角度θ1との情報を測定装置1の記録部115へ出力する。測定装置1の記録部115は、例えば第一の実施形態のステップS106やステップS111において、第一発信装置や第二発信装置のIDに対応付けて、さらに距離と水平角度θ1の情報を記録する。
なお、ユーザは計測時において測定装置1のアンテナの軸方向の向きが、第一発信装置21と第二発信装置22の取り付けられている管理対象の面に垂直となるよう把持する。つまりユーザは第一発信装置21や第二発信装置22との相対位置を変更して計測した場合であっても、測定装置1に備わる第一アンテナ101や第二アンテナ102の軸方向の向きを変えないで各発信装置からの無線信号の受信強度を計測する。この時、測距計108が水平角度θ1と距離を自動で判定することにより、後の受信強度分布図の作成時に、記録した受信強度の情報が、角度と距離の情報を用いて各発信装置からのどの相対位置で計測した場合の受信強度であるかを判定することができる。
図6は測定装置の他の例を示す図である。
図6で示した測定装置1の測距計108は、測定装置1に設けられた第一アンテナ101や第二アンテナ102の軸方向と測距計108の軸方向とが成す垂直角度θ2をさらに計測することができる。つまり測定装置1は水平角度θ1と垂直角度θ2の両方を計測できる。図5で示した場合と同様に、ステップS101で制御部111が計測開始の入力を受け付けると、制御部111は測距計108へ計測指示を出力する。測距計108は第一発信装置21や第二発信装置22までの距離と水平角度θ1と垂直角度θ2を計測する。測距計108は計測した距離と水平角度θ1と垂直角度θ2の情報を測定装置1の記録部115へ出力する。測定装置1の記録部115は、例えば第一の実施形態のステップS106やステップS111において、第一発信装置や第二発信装置のIDに対応付けて、さらに距離と水平角度θ1と垂直角度θ2の情報を記録する。
(第三の実施形態)
図7は第三の実施形態による測定装置のハードウェア構成例を示す図である。
図7に示すように測定装置1は、図3で説明した各ハードウェア構成に加え、温度計測部121、湿度計測部122、計時部123を備えている。なお第三の実施形態においても第二の実施形態に示した測距計108の構成を備えていてもよい。
第一の実施形態と同様にステップS101で制御部111が計測開始の入力を受け付けると、制御部111は温度計測部121、湿度計測部122、計時部123へ計測指示を出力する。温度計測部121測定装置1の周囲環境度の温度を計測する。湿度計測部122は測定装置1の周囲環境の湿度を計測する。計時部123は時刻を計時している。温度計測部121は測定した温度を記録部115へ出力する。湿度計12は測定した湿度を記録部115へ出力する。計時部123は計測開始を指示された日付や時刻を記録部115へ出力する。測定装置1の記録部115は、例えば第一の実施形態のステップS106やステップS111において、第一発信装置21や第二発信装置22のIDに対応付けて、さらに、温度、湿度、日付や時刻などの情報を記録する。
このように温度や湿度や日付、時刻などの情報を第一発信装置21や第二発信装置22から発信された無線信号の受信強度に対応付けて記録する。したがって、計測時における受信強度を計測した周囲環境である温度や湿度や時刻などの情報を記録することができる。
(第四の実施形態)
図8は第四の実施形態による測定装置の機能ブロック図である。
図8に示すように測定装置1は、図3で説明した各機能構成に加え、さらに表示部116の機能を備えている。
表示部116は記録部115がSSD106に記録した情報を表示する処理を行う。なお測定装置1は、第二の実施形態や第三の実施形態で示した各機能に加え、さらに表示部116の機能を備えてもよい。
図9は記録部の作成した計測結果テーブルを示している。
一例として測定装置1の記録部115が上述の記録処理を行うことにより、図9で示すような計測結果テーブルが作成できる。図9で示す計測結果テーブルは、計測回数、第一発信装置のID、第一発信装置21から発信された無線信号を第一アンテナ101で受信した際の第一受信強度、第二発信装置のID、第二発信装置22から発信された無線信号を第二アンテナ102で受信した際の第二受信強度、水平角度θ1、垂直角度θ2、発信装置までの距離、温度、湿度、時刻を対応付けて記憶している。
測定装置1の表示部116はSSD106で記憶する計測結果テーブルを取得して、インタフェース107の液晶画面に表示する。例えばユーザからの指示に基づいて計測結果テーブルの表示処理を行う。
図10は計測結果に基づいて作成した受信強度分布を示す図である。
測定装置1の表示部116は、計測結果テーブルに記録されている情報を用いて、図10で示すような発信装置ごとの受信強度分布を作成してインタフェース107の液晶画面に表示するようにしてもよい。
表示部116はまず、第一発信装置21から発信された無線信号の受信強度分布を作成する。この時、表示部116は、記録された各計測回数それぞれについて、第一発信装置21から発信された無線信号の受信強度である第一受信強度と、そのθ1、距離を少なくとも取得する。表示部116はθ1と距離とに基づいて、測定装置1からの相対位置を算出する。表示部116は算出した相対位置とその位置における受信強度の組み合わせ複数に基づいて、補間計算などにより、同じ受信強度と推定される異なる複数の相対位置を算出する。表示部116は同じ受信強度と推定される複数の相対位置を楕円の弧で結び、図10で示されるような第一発信装置21についての受信強度分布を作成する。表示部116はまた図10で示されるような第二発信装置22についての受信強度分布を作成する。表示部116は第一発信装置21についての受信強度分布と第二発信装置22についての受信強度分布を示す画像をインタフェース107の液晶画面に表示する。
このような処理を行うことにより、管理対象に取り付けられた二つの発信装置の発信する無線信号の受信強度分布を表示することができる。
ユーザは図10で示すような受信強度分布を測定装置1以外の装置で作成するようにしてもよい。この場合ユーザは測定装置1を操作して計測結果テーブルの情報を所定の装置へ送信するよう指示する。すると測定装置1は計測結果テーブルの情報を指示された所定の装置へ送信する。計測結果テーブルを受信した装置における受信強度分布の生成は、上記した処理と同様であってよい。
(第五の実施形態)
上述の各実施形態において受信強度計測部113は第一アンテナ101で受信した第一RFID信号の受信強度と、第二アンテナ102で受信した第二RFID信号の受信強度を検出している。この検出において受信強度計測部113は、一回の計測において各発信装置から複数回の無線信号であるRFID信号を受信し、それらRFID信号の複数回の受信による各受信強度に基づいて統計値を算出してその統計値を受信強度として記録部115に出力するようにしてもよい。統計値は例えば平均値、中央値、などであってよい。記録部115は取得した各発信装置についての受信強度の統計値を、各発信装置のIDにそれぞれ対応付けて記録する。
上記プログラムは、前述した各処理部の機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
図11は測定装置の最少構成を示す図である。
図11で示すように、測定装装置1は少なくとも、異なる複数の発信装置から発信される異なる周波数の無線信号の受信強度を計測する受信強度計測部と、複数の発信装置毎に受信強度を順次記録する記録部と、を備える。測定装置1は測定回路であってもよい。
1・・・測定装置
21・・・第一発信装置
22・・・第二発信装置
101・・・第一アンテナ
102・・・第二アンテナ
103・・・CPU
104・・・ROM
105・・・RAM
106・・・SSD
107・・・インタフェース
108・・・測距計
111・・・制御部
112・・・発信部
113・・・受信強度計測部
114・・・信号解析部
115・・・記録部
116・・・表示部
121・・・温度計測部
122・・・湿度計測部
123・・・計時部

Claims (12)

  1. 異なる複数の発信装置から発信される異なる周波数の無線信号の受信強度を計測する受信強度計測部と、
    前記発信装置までの距離を計測する測距計と、
    前記発信装置までの方向を計測する方向計測部と、
    前記複数の発信装置毎に前記受信強度と、それら発信装置までの距離と、それら発信装置までの方向とを順次記録する記録部と、
    を備える測定装置。
  2. 前記周波数の異なる無線信号を発信する複数の発信装置それぞれと無線通信を行う複数のアンテナを備える
    請求項1に記載の測定装置。
  3. 計測開始を検知したのちに、前記複数のアンテナから順次前記発信装置に対する発信要求信号を出力する発信部と、
    を備える請求項に記載の測定装置。
  4. 前記記録部は、前記複数の発信装置毎に複数回受信した無線信号に基づく前記受信強度の統計値を前記複数の発信装置毎に記録する
    請求項1から請求項3の何れか一項に記載の測定装置。
  5. 前記方向計測部は、前記発信装置までの水平角度と垂直角度の少なくとも一方の方向を示す情報を計測する
    請求項1から請求項4の何れか一項に記載の測定装置。
  6. 周囲の温度を計測する温度計測部を備え、
    前記記録部は前記発信装置それぞれについて周囲の温度を前記受信強度に対応付けてさらに記録する
    請求項1から請求項の何れか一項に記載の測定装置。
  7. 周囲の湿度を計測する湿度計測部を備え、
    前記記録部は前記発信装置それぞれについて周囲の湿度を前記受信強度に対応付けてさらに記録する
    請求項1から請求項の何れか一項に記載の測定装置。
  8. 時刻を計時する計時部を備え、
    前記記録部は前記発信装置それぞれについて前記受信強度を計測した時刻を前記受信強度に対応付けてさらに記録する
    請求項1から請求項の何れか一項に記載の測定装置。
  9. 前記記録部の記録した情報を表示する表示部とを備え
    前記表示部は、前記複数の発信装置毎の前記受信強度と前記発信装置までの距離と前記発信装置までの方向とに基づいて、前記複数の発信装置それぞれの受信強度分布を示す画像を生成して表示する
    請求項1から請求項の何れか一項に記載の測定装置。
  10. 前記受信強度計測部は、管理対象に取り付けられた異なる複数の発信装置から発信される異なる周波数の無線信号の受信強度を計測し、
    前記記録部は、前記管理対象に取り付けられた前記複数の発信装置毎に前記受信強度を順次記録し、
    前記管理対象に取り付けられた前記複数の発信装置の受信強度を順次記録した後に、次の場所に移動する指示画像を出力する指示部と、を備える
    請求項1から請求項9の何れか一項に記載の測定装置。
  11. 異なる複数の発信装置から発信される異なる周波数の無線信号の受信強度を計測し、
    前記発信装置までの距離を計測し、
    前記発信装置までの方向を計測し、
    前記複数の発信装置毎に前記受信強度と、それら発信装置までの距離と、それら発信装置までの方向とを順次記録する
    測定方法。
  12. 測定装置のコンピュータを、
    異なる複数の発信装置から発信される異なる周波数の無線信号の受信強度を計測する受信強度計測手段、
    前記発信装置までの距離を計測する測距手段、
    前記発信装置までの方向を計測する方向計測手段、
    前記複数の発信装置毎に前記受信強度と、それら発信装置までの距離と、それら発信装置までの方向とを順次記録する記録手段、
    として機能させるプログラム。
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