特許 6597918 位置検知システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6597918

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】位置検知システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 5/02 20100101AFI20191021BHJP

【ＦＩ】

   G01S5/02 Z

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-563370(P2018-563370)

(86)(22)【出願日】2018年1月17日

(86)【国際出願番号】JP2018001256

(87)【国際公開番号】WO2018135539

(87)【国際公開日】20180726

【審査請求日】2019年5月27日

(31)【優先権主張番号】特願2017-8758(P2017-8758)

(32)【優先日】2017年1月20日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100189430

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 修一

(74)【代理人】

【識別番号】100190805

【弁理士】

【氏名又は名称】傍島 正朗

(72)【発明者】

【氏名】西村 哲

(72)【発明者】

【氏名】天知 伸充

【審査官】 山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１０１２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０９２８５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１５２６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２２３８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１５１０６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−２４３９８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ５／００− ５／１４

Ｇ０１Ｓ １／００− １／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のビーコン信号を第１の強度かつ第１の頻度で発信するとともに、第２のビーコン信号を前記第１の強度より大きい第２の強度かつ前記第１の頻度より低い第２の頻度で発信する発信器と、
互いに異なる既知の位置に設置され、前記第１のビーコン信号及び前記第２のビーコン信号の信号強度を測定する複数の受信器と、
前記第１のビーコン信号の前記複数の受信器のうちの１つの受信器で測定された信号強度に基づいて前記発信器の位置を検知する第１の処理と、前記第２のビーコン信号の前記複数の受信器のうちの２つ以上の受信器で測定された信号強度に基づいて前記発信器の位置を検知する第２の処理と、を行う計算器と、
を備える位置検知システム。

【請求項2】

前記発信器は、前記第１のビーコン信号及び前記第２のビーコン信号に、ビーコン信号が第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号の何れであるかを示す種別情報を含めて発信する、
請求項１に記載の位置検知システム。

【請求項3】

前記発信器は、前記第１のビーコン信号を単一の周波数チャネルで発信し、前記第２のビーコン信号を複数の周波数チャネルで発信する、
請求項１又は２に記載の位置検知システム。

【請求項4】

前記発信器は、第１のビーコン信号を発信した後、第１の待機時間の経過後に、後続の第１のビーコン信号を発信し、第２のビーコン信号を発信した後、前記第１の待機時間より長い第２の待機時間の経過後に、後続の第１のビーコン信号を発信する、
請求項１から３の何れか１項に記載の位置検知システム。

【請求項5】

前記発信器は、移動体に取り付けられ、
前記複数の受信器のうち少なくとも１つの受信器は、前記移動体の動線上に配置されている、
請求項１から４の何れか１項に記載の位置検知システム。

【請求項6】

前記複数の受信器は、前記第２のビーコン信号の到達範囲の面積あたり３個以上の密度で設置されている、
請求項１から５の何れか１項に記載の位置検知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は位置検知システムに関し、特には、発信器から発信される信号を用いて当該発信器の位置を検知する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、発信器から発信される信号を用いて当該発信器の位置を検知する技術がある（例えば、特許文献１）。

【0003】

特許文献１に開示される位置検出システムは、位置検出すべき対象物からの第１の信号と、あらかじめ位置確認がなされた複数の位置からの第２の信号とを受信する受信器と、受信器が受信した第１の信号と第２の信号を用いて、対象物の位置を検出する位置検出手段とを具備している。

【0004】

特許文献１の位置検出システムによれば、同一の電波環境（例えば、同じ障害物の影響下）で、第１の信号の電界強度と第２の信号の電界強度とを比較するので、精度の高い位置検出が可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３５８７４４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明者らは、発信器から発せられるビーコン信号を用い、かつ位置検知の高速性に優れた位置検知システムを検討している。そのような位置検知システムは、例えば、工場フロア内での半製品に発信器を付し、半製品の各工程での管理点（例えば、投入点及び搬出点）の通過をピンポイントかつ迅速に検知するといった、工程履歴管理への応用が想定される。

【0007】

工程履歴管理への応用では、半製品が管理点を通過したことを迅速に検知する必要から、位置検知の高速化が求められる。これに対し、例えば、単純にビーコン信号の発信頻度を上げることにより位置検知を高速化することはできる。しかしながら、そうすると、発信器の平均消費電力が増大し、電池交換の頻度が増すといった不便が生じる。また、多数の発信器が高頻度でビーコン信号を発信することで、ビーコン信号の輻輳が生じ易くなる懸念もある。

【0008】

そこで、本発明は、位置検知の高速性に優れ、かつ発信器の平均消費電力の増大やビーコン信号の輻輳が生じにくい位置検知システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る位置検知システムは、第１のビーコン信号を第１の強度かつ第１の頻度で発信するとともに、第２のビーコン信号を前記第１の強度より大きい第２の強度かつ前記第１の頻度より低い第２の頻度で発信する発信器と、互いに異なる既知の位置に設置され、前記第１のビーコン信号及び前記第２のビーコン信号の信号強度を測定する複数の受信器と、前記第１のビーコン信号の前記複数の受信器のうちの１つの受信器で測定された信号強度に基づいて前記発信器の位置を検知する第１の処理と、前記第２のビーコン信号の前記複数の受信器のうちの２つ以上の受信器で測定された信号強度に基づいて前記発信器の位置を検知する第２の処理と、を行う計算器と、を備える。

【0010】

この構成によれば、第１のビーコン信号は小さい発信強度かつ高い発信頻度で発信される。そのため、単純に第１のビーコン信号の発信頻度を上げる場合と比べて、発信器の平均消費電力は抑制される。

【0011】

第１のビーコン信号は、到達範囲が狭く、発信器が受信器に近づいたときにその受信器のみで受信されるので、発信頻度が高くても輻輳が生じにくい。また、第１のビーコン信号は、発信頻度が高いので、発信器が受信器に近づくと直ちに受信される。そのため、第１のビーコン信号を用いることで、発信器が特定の受信器の近傍にあることがピンポイントでかつ迅速に検知される。

【0012】

また、第２のビーコン信号は大きい発信強度で発信されるため、到達範囲が広く、複数の受信器での受信が可能である。そのため、第１のビーコン信号が受信できない場合でも、第２のビーコン信号の２つ以上の受信器での信号強度を用いて発信器の位置を検知できる。また、第２のビーコン信号は、発信頻度が低いので、到達範囲が広くても輻輳が生じにくく、また、発信器の平均消費電力を過度に増大させることもない。

【0013】

これにより、位置検知の高速性に優れ、かつ発信器の平均消費電力の増大やビーコン信号の輻輳が生じにくい位置検知システムが得られる。

【0014】

また、前記発信器は、前記第１のビーコン信号及び前記第２のビーコン信号に、ビーコン信号が第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号の何れであるかを示す種別情報を含めて発信してもよい。

【0015】

この構成によれば、受信されたビーコン信号が、第１のビーコン信号および第２のビーコン信号のいずれであるか、種別情報により判別できるので、第１のビーコン信号と第２のビーコン信号とに異なる処理を適用するための制御が容易になる。

【0016】

また、前記発信器は、前記第１のビーコン信号を単一の周波数チャネルで発信し、前記第２のビーコン信号を複数の周波数チャネルで発信してもよい。

【0017】

この構成によれば、検知エリア内に第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号と同一の周波数チャネルを使用する他の無線信号がある場合、消費電力の増加を抑えつつ、他の無線信号からの妨害を軽減することができる。

【0018】

具体的に、到達範囲の狭い第１のビーコン信号が受信できる場合、発信器と受信器とは十分に近接していて、第１のビーコン信号と同一の周波数チャネルを使用する他の無線信号があったとしても、実質的な妨害になりにくい。そこで、第１のビーコン信号は単一の周波数チャネルで発信することで、消費電力の増加を回避する。

【0019】

他方、第２のビーコン信号は複数の周波数チャネルで発信することで、受信器において、他の無線信号が使用していない周波数チャネルで発信された第２のビーコン信号を、確実に受信できるようにする。

【0020】

また、前記発信器は、第１のビーコン信号を発信した後、第１の待機時間の経過後に、後続の第１のビーコン信号を発信し、第２のビーコン信号を発信した後、前記第１の待機時間より長い第２の待機時間の経過後に、後続の第１のビーコン信号を発信してもよい。

【0021】

この構成によれば、発信器を電池駆動する場合、大強度の第２のビーコン信号を発信すると電池電圧が一時的に大きく低下するため、長い第２の待機時間を設けて電池電圧の回復を待つことで、後続の第１のビーコン信号がより安定的に発信可能になる。

【0022】

また、前記発信器は、移動体に取り付けられ、前記複数の受信器のうち少なくとも１つの受信器は、前記移動体の動線上に配置されていてもよい。

【0023】

この構成によれば、移動体の位置が、動線上に配置された受信器の位置で、ピンポイントでかつ迅速に検出されるので、例えば、工程履歴管理などに応用できる。

【0024】

また、前記複数の受信器は、前記第２のビーコン信号の到達範囲の面積あたり３個以上の密度で設置されていてもよい。

【0025】

この構成によれば、第２のビーコン信号を用いて３辺測量を行うことができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、位置検知の高速性に優れ、かつ発信器の平均消費電力の増大やビーコン信号の輻輳が生じにくい位置検知システムが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１は、実施の形態１に係る位置検知システムの設置例を示す概念図である。

【図2】図２は、実施の形態１に係る位置検知システムに設けられる通信ネットワークの構成例を示す模式図である。

【図3】図３は、実施の形態１に係る位置検知システムの機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【図4】図４は、実施の形態１に係るビーコン信号の発信強度及び発信頻度の一例を示す図である。

【図5】図５は、実施の形態１に係るＲＳＳＩ測定用パケットのフォーマットの一例を示す図である。

【図6】図６は、実施の形態１に係るＲＳＳＩ報告用パケットのフォーマットの一例を示す図である。

【図7】図７は、実施の形態１に係る発信器位置検知処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、実施の形態２に係る位置検知システムの設置例を示す平面図である。

【図9】図９は、実施の形態３に係るビーコン信号の周波数チャネルの一例を示す図である。

【図10】図１０は、実施の形態３に係るビーコン信号の効果を説明する図である。

【図11】図１１は、実施の形態４に係るビーコン信号の発信タイミングの一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ又は大きさの比は、必ずしも厳密ではない。

【0029】

（実施の形態１）
実施の形態１に係る位置検知システムは、互いに異なる既知の位置に設置された複数の受信器で発信器から発せられるビーコン信号の信号強度を測定し、測定された信号強度に基づいて当該発信器の位置を検知するシステムである。

【0030】

図１は、位置検知システム１００の設置例を示す概念図である。図１の例では、施設内を移動する移動体１０ａ〜１０ｃに、ビーコン信号を発信する発信器が取り付けられる。また、施設内に、固定局２０ａ〜２０ｇ及びサーバ３０が設置される。固定局２０ａ〜２０ｇは、移動体１０ａ〜１０ｃから発せられたビーコン信号の信号強度を測定する受信器を有している。信号強度は、典型的には、受信信号強度指標ＲＳＳＩで表される。

【0031】

図２は、位置検知システム１００に設けられる通信ネットワークの構成例を示す模式図である。図２に示されるように、固定局２０ａ〜２０ｇは、無線メッシュネットワーク４１を構成しており、固定局２０ｇは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）やインターネットなどの通信網４２と接続するゲートウェイ装置（ルータ）を有する。ゲートウェイ装置は、固定局２０ａ〜２０ｇの何れが有していてもよく、また固定局２０ａ〜２０ｇとは別体に設けられてもよい。固定局２０ａ〜２０ｇ及びサーバ３０は、無線メッシュネットワーク４１及び通信網４２を介して、互いに通信可能に接続される。

【0032】

図３は、位置検知システム１００の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【0033】

移動体１０ａ〜１０ｃには、発信器１１が取り付けられている。

【0034】

発信器１１は、２種類のビーコン信号Ｂ１、Ｂ２を発信する。ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２については、後ほど詳しく説明する。発信器１１は、例えば、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ（以下、ＢＬＥと称する）などの省電力性に優れた近距離無線通信規格に従って動作する無線装置であってもよい。

【0035】

固定局２０ａ〜２０ｇは、受信器２１、通信器２２、及び制御器２３を有する。固定局２０ｇは、ルータ２４を、さらに有する。

【0036】

受信器２１は、発信器１１から発信されたビーコン信号Ｂ１、Ｂ２のＲＳＳＩを測定する。受信器２１は、例えば、発信器１１と同一の無線通信規格に従って動作する無線装置であってもよい。

【0037】

通信器２２は、固定局２０ａ〜２０ｆを相互に接続する無線メッシュネットワーク４１を構成する。通信器２２は、例えば、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）やＢＬＥなどの省電力性に優れた近距離無線通信規格に従って動作する無線装置であってもよい。通信器２２が、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２用の無線通信規格と同一の無線通信規格で動作する場合、通信器２２と受信器２１とは、その一部又は全部を兼用してもよい。

【0038】

制御器２３は、固定局２０ａ〜２０ｇの動作を制御する。制御器２３は、例えば、プロセッサ、メモリ、入出力ポートなどを有するワンチップマイコン（図示せず）であってもよい。制御器２３は、メモリに記録されているプログラムをプロセッサが実行することにより果たされるソフトウェア機能により、固定局２０ａ〜２０ｇの動作を制御してもよい。

【0039】

ルータ２４は、無線メッシュネットワーク４１と通信網４２との間で、データを中継する。ルータ２４は、通信網４２と接続するネットワークアダプタを含んでもよい。

【0040】

サーバ３０は、通信器３２及び計算器３３を有する。

【0041】

通信器３２は、サーバ３０と固定局２０ａ〜２０ｇとを、通信可能に接続する。通信器３２は、例えば、通信網４２と接続するネットワークアダプタであってもよい。

【0042】

計算器３３は、受信器２１で測定されたビーコン信号Ｂ１、Ｂ２のＲＳＳＩを、通信器３２を介して取得し、取得したＲＳＳＩに基づいて、発信器１１の位置を検知する。発信器１１の位置を検知することは、ある受信器２１の近くに発信器１１がいると検知すること、および複数の受信器２１で囲まれる範囲内に発信器１１がいると検知することを含む。計算器３３は、例えば、プロセッサ、メモリなどを、バスで接続してなる汎用のコンピュータ装置（図示せず）であってもよい。計算器３３は、メモリに記録されているプログラムをプロセッサが実行することにより果たされるソフトウェア機能により、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２のＲＳＳＩの取得及び発信器１１の位置の検知を行ってもよい。

【0043】

次に、発信器１１から発信されるビーコン信号Ｂ１、Ｂ２について説明する。

【0044】

図４は、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の発信強度及び発信頻度の一例を示す図である。

【0045】

発信器１１は、ビーコン信号Ｂ１を、強度ｐ１かつ頻度ｆ１で発信するとともに、ビーコン信号Ｂ２を、強度ｐ１より大きい強度ｐ２かつ頻度ｆ１より低い頻度ｆ２で発信する。ここで、ビーコン信号Ｂ１及びビーコン信号Ｂ２が、それぞれ第１のビーコン信号及び第２のビーコン信号の一例である。図４では、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の発信間隔を、発信頻度ｆ１、ｆ２の逆数１／ｆ１、１／ｆ２で概念的に表している。

【0046】

強度ｐ１、ｐ２は、特には限定されないが、一例として、受信器２１の配置と関連して次のように設定されてもよい。すなわち、強度ｐ１は、ビーコン信号Ｂ１が高々１つの受信器２１に到達できる狭い到達範囲を持つ大きさに設定される。また、強度ｐ２は、発信器１１が検知エリア内のどこにあっても、ビーコン信号Ｂ２が３つ以上の受信器２１に到達できる広い到達範囲を持つ大きさに設定される。

【0047】

頻度ｆ１、ｆ２は、位置検知システム１００の仕様に応じて、適宜設定されればよい。限定されない一例として、頻度ｆ１は１秒間隔（つまり、１／ｆ１＝１秒）、頻度ｆ２は１２秒間隔（つまり、１／ｆ２＝１２秒）としてもよい。また、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の発信タイミングが重なった場合、ビーコン信号Ｂ１の発信を省略し、ビーコン信号Ｂ２のみを発信してもよい。

【0048】

ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２は、無線メッシュネットワーク４１の通信規格で規定されるブロードキャストパケットで表された、ＲＳＳＩ測定用パケットであってもよい。

【0049】

図５は、ＲＳＳＩ測定用パケットのフォーマットの一例を示す図である。図５の例では、ＲＳＳＩ測定用パケット（つまり、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２）は、プリアンブルＰ、送信元ＩＤ、ブロードキャストフラグＢ、ビーコン種別、及びＲＳＳＩ測定用データの５つのフィールドを含むブロードキャストパケットである。

【0050】

プリアンブルＰは、通信規格で規定されたパケットの開始端を示すビット列である。

【0051】

送信元ＩＤは、ビーコン信号を発信した発信器１１のＩＤを示す情報である。

【0052】

ブロードキャストフラグＢは、パケットが特定の宛先ＩＤを含まず、すべてのノードを宛先としていることを示す情報である。

【0053】

ビーコン種別は、パケットがビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の何れであるかを示す種別情報である。ビーコン種別は、一例として、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２を、それぞれ０、１で表す１ビットの情報であってもよい。

【0054】

ＲＳＳＩ測定用データは、ＲＳＳＩの測定に用いられる任意のデータである。

【0055】

発信器１１は、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２として、図５に示されるＲＳＳＩ測定用パケットを、図４に示される発信強度及び発信頻度で発信する。

【0056】

固定局２０ａ〜２０ｇにおいて、受信器２１は、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２のＲＳＳＩを測定し、通信器２２は、測定結果を含むＲＳＳＩ報告用パケットを、サーバ３０へ送信する。

【0057】

ＲＳＳＩ報告用パケットは、無線メッシュネットワーク４１の通信規格で規定されるユニキャストパケットで表されてもよい。

【0058】

図６は、ＲＳＳＩ報告用パケットのフォーマットの一例を示す図である。図６の例では、ＲＳＳＩ報告用パケットは、プリアンブルＰ、送信元ＩＤ、宛先ＩＤ、及び測定結果の４つのフィールドを含むユニキャストパケットである。

【0059】

送信元ＩＤは、ＲＳＳＩを測定した（つまり、ＲＳＳＩ測定用パケットを受信した）受信器２１のＩＤを示す情報である。

【0060】

宛先ＩＤは、ゲートウェイ装置を有する固定局２０ｇの通信器２２のＩＤを示す情報である。

【0061】

測定結果は、ＲＳＳＩ測定用パケットに含まれる発信器ＩＤ及びビーコン種別のコピーと、ＲＳＳＩの測定値とを表すデータである。

【0062】

ＲＳＳＩ報告用パケットは、固定局２０ａ〜２０ｇの通信器２２で中継されていき、固定局２０ｇのルータ２４から通信網４２を介して、サーバ３０へ送信される。

【0063】

次に、上記のように構成される位置検知システム１００において行われる発信器位置検知処理について説明する。

【0064】

図７は、発信器位置検知処理の一例を示すフローチャートである。図７は、１つの発信器１１について位置検知を行う処理の一例であり、例えば、発信器１１を付した移動体１０ａ〜１０ｃが検知エリアに進入し、発信器１１からのビーコン信号が、固定局２０ａ〜２０ｇのいずれかの受信器２１で最初に受信されたときに起動される。図７の処理は、複数の発信器１１の各々について並行して行われてもよい。

【0065】

サーバ３０は、固定局２０ａ〜２０ｇからＲＳＳＩ報告用パケットを受信し、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２のＲＳＳＩの測定結果を収集し、収集した測定結果を、ビーコン信号Ｂ１の発信頻度ｆ１、及びビーコン信号Ｂ２の発信頻度ｆ２で集計する（Ｓ１０１）。

【0066】

ビーコン信号Ｂ１の発信頻度ｆ１で集計した測定結果の中に、ビーコン信号Ｂ１の１つの受信器２１でのＲＳＳＩがあれば（Ｓ１０２でＹＥＳ）、当該ＲＳＳＩに基づいて発信器１１の位置を検知する第１の処理を行う（Ｓ１０３）。

【0067】

第１の処理は、例えば、当該ＲＳＳＩがしきい値以上であれば、発信器１１が受信器２１の近傍にいると検知する処理である。

【0068】

また、ビーコン信号Ｂ２の発信頻度ｆ２で集計した測定結果の中にビーコン信号Ｂ２の２つ以上の受信器２１でのＲＳＳＩがあれば（Ｓ１０４でＹＥＳ）、当該ＲＳＳＩに基づいて発信器１１の位置を検知する第２の処理を行う（Ｓ１０５）。

【0069】

第２の処理は、例えば、発信器１１が、２つ以上の受信器２１のそれぞれからＲＳＳＩに応じた距離離れた地点にいると検知する処理である。

【0070】

このような発信器位置検知処理によれば、ビーコン信号Ｂ１の到達範囲が狭くかつ発信頻度ｆ１が高いという特徴を活かし、ビーコン信号Ｂ１が１つの受信器２１で受信されたときに、発信器１１がその受信器２１の近傍にあることをピンポイントでかつ迅速に検知できる。また、ビーコン信号Ｂ２の到達範囲が広いという特徴を活かし、ビーコン信号Ｂ２の２つ以上の受信器２１での信号強度から、発信器１１の推定位置を、広域的に算出できる。

【0071】

なお、ビーコン信号Ｂ１を用いて第２の処理と同様の位置検知を行ってもよい。すなわち、ビーコン信号Ｂ１の発信頻度ｆ１で集計した測定結果の中に、ビーコン信号Ｂ１の２つ以上の受信器２１でのＲＳＳＩがある場合、発信器１１が、２つ以上の受信器２１のそれぞれからＲＳＳＩに応じた距離離れた地点にいると検知してもよい。

【0072】

以上説明したように、位置検知システム１００によれば、ビーコン信号Ｂ１は小さい発信強度ｐ１かつ高い発信頻度ｆ１で発信される。そのため、位置検知の高速性を得るために単純にビーコン信号の発信頻度を上げる場合と比べて、発信器１１の平均消費電力は抑制される。

【0073】

ビーコン信号Ｂ１は、到達範囲が狭く、発信器１１が受信器２１に近づいたときにその受信器２１のみで受信されるので、発信頻度ｆ１が高くても輻輳が生じにくい。また、ビーコン信号Ｂ１は、発信頻度ｆ１が高いので、発信器１１が受信器２１に近づくと直ちに受信される。そのため、ビーコン信号Ｂ１を用いることで、発信器１１が特定の受信器２１の近傍にあることがピンポイントでかつ迅速に検知される。

【0074】

また、ビーコン信号Ｂ２は大きい発信強度ｐ２で発信されるため、到達範囲が広く、複数の受信器２１での受信が可能である。そのため、ビーコン信号Ｂ１が受信できない場合でも、ビーコン信号Ｂ２の２つ以上の受信器２１での信号強度を用いて発信器１１の位置を検知できる。また、ビーコン信号Ｂ２は、発信頻度ｆ２が低いので、到達範囲が広くても輻輳が生じにくく、また、発信器１１の平均消費電力を過度に増大させることもない。

【0075】

これにより、位置検知の高速性に優れ、かつ発信器の平均消費電力の増大やビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の輻輳が生じにくい位置検知システム１００が得られる。

【0076】

（実施の形態２）
実施の形態２では、位置検知システムの工程履歴管理への応用例について説明する。

【0077】

図８は、実施の形態２に係る位置検知システム１０１の設置例を示す平面図である。位置検知システム１０１は、工場フロア内に工程ごとの製造設備５０ａ〜５０ｇとともに設置され、製造設備５０ａ〜５０ｇによって順次処理される半製品の工程履歴管理を行う。位置検知システム１０１では、半製品が移動体の一例である。

【0078】

図８では、移動体１０ａ、１０ｂ及び固定局２０ａ〜２０ｓが示され、サーバは省略されている。移動体１０ａ、１０ｂ、及び固定局２０ａ〜２０ｓの構成は、図３と同様であるため説明を省略する。

【0079】

移動体１０ａ、１０ｂに取り付けられた発信器１１は、実施の形態１での説明と同様、２種類のビーコン信号Ｂ１、Ｂ２を発信する。図８では、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の到達範囲の半径を、それぞれｒ１、ｒ２とし、移動体１０ａ、１０ｂから、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２が、それぞれ発信されている様子が示されている。

【0080】

固定局２０ａ〜２０ｇは、移動体１０ａ、１０ｂの動線上、つまり工場フロア内での半製品の動線上に配置されている。より具体的には、半製品の工程ごとの製造設備５０ａ〜５０ｇへの投入点に配置されている。固定局２０ａ〜２０ｇは、製造設備５０ａ〜５０ｇへの投入点には限られず、製造設備５０ａ〜５０ｇからの搬出点に配置されてもよい。つまり、固定局２０ａ〜２０ｇは、各工程での管理点に設置されればよい。

【0081】

また、固定局２０ａ〜２０ｓは、ビーコン信号Ｂ２が工場フロア内のどこから発信された場合でも、固定局２０ａ〜２０ｓのうちの３つ以上の固定局の受信器２１に到達できる位置に配置されている。言い換えれば、受信器２１は、ビーコン信号Ｂ２の到達範囲の面積あたり３個以上の密度で設置されている、固定局２０ｈ〜２０ｓは、そのような密度を得るために、移動体１０ａ、１０ｂの動線上でない位置に補助的に設置されたものであってもよい。

【0082】

上述の位置検知システム１０１によれば、位置検知システム１００の効果に加えて、次のような効果が得られる。

【0083】

すなわち、ビーコン信号Ｂ１は到達範囲が狭いため、発信器１１が受信器２１の近傍に移動したときにのみ検知可能となる。また、ビーコン信号Ｂ１は送信頻度が高いため、発信器１１が受信器２１の近傍に移動すると直ちに検知される。このような特徴を活かし、工場フロア内で各工程の投入口付近に受信器２１を配置することで、半製品の工程管理点の通過を迅速に検知できる、工程履歴管理に適した位置検知システム１０１が得られる。

【0084】

半製品の工程管理点の通過は、半製品に付したバーコードの読み取りによって検知することもできるが、読み取り作業が非常に煩雑である。この点、位置検知システム１０１によれば、大幅な省力化が期待できる。

【0085】

また、ビーコン信号Ｂ２は到達範囲が広いため、発信器１１が工場フロア内のどこにあっても、複数台の受信器２１で検出可能である。そのため、例えば、工場フロア内で行方不明になった半製品の所在検知などに有用である。

【0086】

（実施の形態３）
実施の形態３では、ビーコン信号を複数の周波数チャネルで発信する位置検知システムについて説明する。

【0087】

図９は、実施の形態３に係るビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の周波数チャネルの一例を示す図である。ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２を、例えば、ＢＬＥ規格に従ってブロードキャスト発信する場合を考える。ＢＬＥではブロードキャスト用に３７ｃｈ（２４０２ＭＨｚ）、３８ｃｈ（２４２６ＭＨｚ）、３９ｃｈ（２４８０ＭＨｚ）の３つの周波数チャネルが割り当てられている。図９の例では、ビーコン信号Ｂ１を単一の周波数チャネル（３７ｃｈ）で発信し、ビーコン信号Ｂ２を３つの周波数チャネル（３７ｃｈ、３８ｃｈ、３９ｃｈ）すべてで発信している。

【0088】

図１０は、ビーコン信号Ｂ１を単一の周波数チャネルで発信し、ビーコン信号Ｂ２を複数の周波数チャネルで発信する効果を説明する図である。

【0089】

図１０の上段の平面図には、図８の位置検知システム１０１とともに、工場フロア内に設置された無線ＬＡＮ機器６０ａ、６０ｂを示している。無線ＬＡＮ機器６０ａ、６０ｂは、それぞれ無線信号Ｗ１、Ｗ２を送信する。無線信号Ｗ１、Ｗ２は、検知エリア内にあって、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２と同一の周波数チャネルを使用する他の無線信号の一例である。

【0090】

図１０の下段のグラフは、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２及び無線信号Ｗ１、Ｗ２の、固定局２０ｍを通る直線Ｘ上での電界強度を示している。

【0091】

図１０を参照して、固定局２０ｍでビーコン信号Ｂ１、Ｂ２を受信する場合について説明する。

【0092】

到達範囲の狭いビーコン信号Ｂ１が固定局２０ｍで受信できる場合、移動体１０ａと固定局２０ｍとは十分に近接している。そのため、無線信号Ｗ１、Ｗ２が、ビーコン信号Ｂ１と同じ周波数チャネルであったとしても、ビーコン信号Ｂ１に対する実質的な妨害になりにくい（電界強度Ｅ_Ｂ１≫電界強度Ｅ_Ｗ１、Ｅ_Ｗ２）。つまり、ビーコン信号Ｂ１は、狭域での位置検知に用いることを想定しているため、無線信号Ｗ１、Ｗ２との周波数チャネルの衝突を避ける必要性が小さい。

【0093】

そこで、ビーコン信号Ｂ１は単一の周波数チャネルで発信すること、すなわち発信回数を削減することで、消費電力の増加を回避する。

【0094】

他方、固定局２０ｍにおいて、ビーコン信号Ｂ２は、無線信号Ｗ１に対する余裕が小さい（電界強度Ｅ_Ｂ２＞電界強度Ｅ_Ｗ１）。つまり、ビーコン信号Ｂ２を無線信号Ｗ１と同じ周波数チャネルで発信すると、妨害を受けやすい。

【0095】

そこで、ビーコン信号Ｂ２は複数の周波数チャネルで発信することで、無線信号が使用していない周波数チャネルで発信されたビーコン信号Ｂ２を、固定局２０ｍで確実に受信できるようにする。

【0096】

このようにして、検知エリア内にビーコン信号Ｂ１、Ｂ２と同一の周波数チャネルを使用する他の無線信号がある場合、消費電力の増加を抑えつつ、他の無線信号からの妨害を軽減することができる。

【0097】

（実施の形態４）
実施の形態４では、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の発信後、後続のビーコン信号Ｂ１の発信までにそれぞれ異なる待機時間を設ける位置検知システムについて説明する。

【0098】

図１１は、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の発信タイミングの一例を示すグラフである。図１１の上段のグラフには、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の発信タイミングを示している。図１１の下段のグラフには、ビーコン信号Ｂ１、Ｂ２の発信に伴う電池電圧の変動の一例を示している。

【0099】

図１１の例では、ビーコン信号Ｂ１を発信した後は、待機時間ｔ１の経過後に、後続のビーコン信号Ｂ１を発信するのに対し、ビーコン信号Ｂ２を発信した後は、待機時間ｔ１より長い待機時間ｔ２（すなわちｔ２＞ｔ１）の経過後に、後続のビーコン信号Ｂ１を発信している。

【0100】

ビーコン信号Ｂ２は消費電力が大きいため、ビーコン信号Ｂ２の発信後には一時的に電池電圧が低下する。ビーコン信号Ｂ２の発信後に、ビーコン信号Ｂ１の発信後と比べて長い待機時間ｔ２を設けることで、電池電圧を回復させることができ、後続のビーコン信号Ｂ１を安定的に発信することができる。

【0101】

また、ビーコン信号Ｂ２の発信直後は、ビーコン信号Ｂ２を受信した多くの受信器がＲＳＳＩ報告用パケットを発信する。ＲＳＳＩ報告用パケットは無線メッシュネットワーク４１内のすべての受信器２１で転送されることから、一時的に無線メッシュネットワーク４１内のトラフィックが急増することとなる。

【0102】

そこで、ビーコン信号Ｂ２の発信後、後続のビーコン信号Ｂ１の発信までの間を空けることにより、メッシュネットワーク内のトラフィックが減少するのを待つことができ、これによりパケットの輻輳を回避することができる。

【0103】

以上、本発明の実施の形態に係る位置検知システムについて説明したが、本発明は、個々の実施の形態には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0104】

本発明は、例えば、工場フロアにおける半製品の工程履歴管理など、各種施設における物品や人の位置の検知に広く利用できる。

【符号の説明】

【0105】

１０ａ〜１０ｃ 移動体
１１ 発信器
２０ａ〜２０ｓ 固定局
２１ 受信器
２２ 通信器
２３ 制御器
２４ ルータ
３０ サーバ
３２ 通信器
３３ 計算器
４１ 無線メッシュネットワーク
４２ 通信網
５０ａ〜５０ｇ 製造設備
６０ａ、６０ｂ 無線ＬＡＮ機器
１００、１０１ 位置検知システム
Ｂ１、Ｂ２ ビーコン信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】