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JP5987187B1 - 記憶媒体位置検出システム及びプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】高い精度で記憶媒体の距離を検出できる記憶媒体位置検出システム及びプログラムを提供する。【解決手段】記憶媒体と通信を行う記憶媒体対応通信部と、記憶媒体から受信される信号の位相を検出する位相検出部と、アンテナの位置範囲において記憶媒体との距離が最短となるアンテナの位置である第１位置から記憶媒体までの記憶媒体距離の検出に利用する距離検出パラメータとして、第１位置と、第１位置と異なるアンテナの位置である第２位置との位置関係に応じて定まる所定値を取得するパラメータ取得部と、第１位置にて位相検出部により検出される第１位相と、第２位置にて位相検出部により検出される第２位相と、距離検出パラメータとを利用して、記憶媒体距離を検出する位置検出部とを備えて記憶媒体位置検出システムを構成する。【選択図】図２

Description

本発明は、記憶媒体位置検出システム及びプログラムに関する。
ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグの位置検出に関連して、ユーザがＲＦＩＤタグ対応のリーダを移動させることに応じて得られる複数のタグ信号の位相を使用して、ＲＦＩＤタグが位置する方位を決定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記の技術では、ＲＦＩＤタグの位置する方位については検出が可能であるが、ＲＦＩＤタグまでの距離についての検出は行っていない。
そこで、以下のようにＲＩＦＤタグまでの距離を検出する技術が知られている。リーダは、異なる基本周波数を有する複数の信号を用いてＲＦＩＤタグに複数の信号を送信する。ＲＦＩＤタグは、上記の信号の送信に応答して、複数の信号を後方散乱変調する。リーダは、ＲＦＩＤタグから受信した後方散乱変調信号の複数の位相を決定し、送信した信号の基本周波数の変化率に対する後方散乱変調信号の位相の変化率を決定する。そして、リーダは、決定された位相の変化率の情報を利用してＲＦＩＤタグまでの距離を算出する（例えば、特許文献２参照）。
欧州特許出願公開第２７７９０２０号明細書 米国特許第７１１９７３８号明細書
しかしながら、特許文献２に記載の技術では、距離についての高い検出精度を得るために、リーダとＲＦＩＤタグとの間で送受信される複数の信号について十分な周波数差を確保する必要がある。しかしながら、ＲＦＩＤタグの通信において定められる周波数帯域には制限がある。このため、現実においてリーダとＲＦＩＤタグとの間で送受信される複数の信号について十分な周波数差を確保することが困難であり、距離の検出精度も高めることが難しい。
また、リーダにて受信されるＲＦＩＤタグからの信号の強度に応じて距離を検出する手法も知られているが、この手法により検出される距離の精度も十分に高いとはいえない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高い精度で記憶媒体の距離を検出できる記憶媒体位置検出システム及びプログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決するための本発明の一態様は、所定の周波数による電波を用いた無線による通信を記憶媒体と行う記憶媒体対応通信部と、前記記憶媒体から受信される信号の位相を検出する位相検出部と、アンテナの位置範囲において前記記憶媒体との距離が最短となるアンテナの位置である第１位置から前記記憶媒体までの記憶媒体距離の検出に利用する距離検出パラメータとして、前記第１位置と前記アンテナの位置範囲において前記第１位置と異なるアンテナの位置である第２位置との位置関係に応じて定まる所定値を取得するパラメータ取得部と、前記第１位置にて前記位相検出部により検出される第１位相と、前記第２位置にて前記位相検出部により検出される第２位相と、前記パラメータ取得部により取得された距離検出パラメータとを利用して、前記記憶媒体距離を検出する位置検出部とを備える記憶媒体位置検出システムである。
以上説明したように、本発明によれば、高い精度で記憶媒体の距離を検出できる記憶媒体位置検出システム及びプログラムを提供可能になるという効果が得られる。
本実施形態におけるタグ位置検出システムの外観例を示す図である。 本実施形態におけるＲＦＩＤタグの位置についての検出手法例について説明する図である。 本実施形態においてタグリーダにより検出される位相の時間経過に応じた変化例を示す図である。 本実施形態におけるＲＦＩＤタグの位置についての検出手法の他の例について説明する図である。 本実施形態におけるタグ位置指示画面の態様例を示す図である。 本実施形態における水平方向対応タグ位置指示画像の表示過程の例を示す図である。 本実施形態におけるタグリーダと携帯端末装置の構成例を示す図である。 本実施形態における携帯端末装置がタグ位置検出と、検出したタグ位置についての表示出力のために実行する処理手順例を示すフローチャートである。
以下、本発明の一実施形態による記憶媒体位置検出システムについて図面を参照して説明する。本実施形態において位置検出の対象となる記憶媒体は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグである。以下の説明にあたり、ＲＦＩＤタグについては、単にタグと呼ぶ場合がある。
図１は、本実施形態におけるタグ位置検出システムの外観例を示している。同図のタグ位置検出システムは、タグリーダ１００と携帯端末装置２００とを備える。タグリーダ１００は、ＲＦＩＤタグ３００と電波を用いた無線通信を行う。本実施形態において、タグリーダ１００とＲＦＩＤタグ３００とは、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯における所定の周波数帯域を用いて通信を行う。ただし、本実施形態においてタグリーダ１００とＲＦＩＤタグ３００とが通信に使用する周波数帯域については特に限定されない。
タグリーダ１００は、グリップ部１１１とグリップ部１１１の先端部に設けられたアンテナ１０１とを備える。同図において矢印Ｙで示す方向は、例えばアンテナ１０１の指向性が最も強い方向（以下、アンテナ指向方向ともいう）である。ユーザがタグリーダ１００を利用する際には、片手でグリップ部１１１を握り、通信先のＲＦＩＤタグ３００にアンテナ１０１を向けるようにするとよい。
携帯端末装置２００は、タグリーダ１００がＲＦＩＤタグ３００から受信した信号の位相の情報を利用して、ＲＦＩＤタグ３００の位置（タグ位置）を検出する。本実施形態において、携帯端末装置２００は、タグ位置として、ＲＦＩＤタグまでの距離と、ＲＦＩＤタグの方向とを検出することができる。
そして、携帯端末装置２００は、検出したタグ位置を出力するにあたり、タグ位置を表すタグ位置画像を表示部２０５に表示させる。
携帯端末装置２００は、タグリーダ１００に対してアダプタＡＤＰにより固定されている。携帯端末装置２００は、アダプタＡＤＰにより固定された状態において、タグリーダ１００を持つユーザに表示部２０５の画面が向くように配置される。これにより、ユーザは、タグリーダ１００を持ちながら、常にタグリーダ１００に固定された携帯端末装置２００の画面を見ることができる。
本実施形態の携帯端末装置２００は、専用の端末であってもよいが、例えばタグ位置検出と検出したタグ位置の表示に関する機能のアプリケーションがインストールされたスマートフォンなどの汎用的な端末であってもよい。
本実施形態におけるＲＦＩＤタグ３００は、例えば店舗に陳列された商品の管理に用いられる。このため、ＲＦＩＤタグ３００は、店舗に陳列された商品ごとに取り付けが行われる。例えば商品の販売に際しては、レジスタのタグリーダにより、客が購入対象とする商品に取り付けられたＲＦＩＤタグに記憶された商品コード（例えばＪＡＮコード、価格など）の情報を読み込むことで精算処理と、販売実績管理とを行うことができる。
このような環境において、店舗に陳列されている商品のうちから特定の商品を探し出したいような場合がある。このような場合において、商品に取り付けられていたタグの位置が特定できるようにすれば、店員の記憶などを頼りにすることなく、的確かつ迅速に目的の商品を見つけ出すことが可能になる。また、検出される位置の精度については、できるだけ高いことが好ましい。
そこで、本実施形態においては、図１に示されるようにタグリーダ１００と携帯端末装置２００とを含むタグ位置検出システムは、タグ位置を高い精度で検出するように構成される。以下、このための構成について説明する。
本実施形態のタグ位置検出システムによりタグ位置を検出させるにあたり、ユーザは、携帯端末装置２００が固定されたタグリーダ１００を持ち、目的のＲＦＩＤタグ３００が在りそうな方向にあたりを付けて、図１の矢印Ｙで示すアンテナ指向方向を上下左右における任意の方向に振るようにタグリーダ１００を移動させてみる。このようなタグリーダ１００の移動は、図１において示される水平方向Ｈの移動成分と垂直方向Ｖの移動成分とに分解することができる。そして、上記のようにタグリーダ１００を移動させている状態のもとで目的のＲＦＩＤタグ３００との通信が行われると、携帯端末装置２００によりタグ位置が検出され、検出された位置が携帯端末装置２００の表示部２０５において表示される。
図２を参照して、本実施形態におけるタグ位置についての検出手法例について説明する。ここでは、タグ位置検出にあたり、タグリーダ１００のアンテナ１０１を水平方向において直線的に移動させる場合を例に挙げる。
同図において、位置Ｐｔａｇは、ＲＦＩＤタグ３００の水平方向（平面方向）における位置を示す。位置Ｐ０、位置Ｐ１は、それぞれ、タグリーダ１００の水平方向における直線的な移動の過程において得られた互いに異なるアンテナ１０１の位置（アンテナ位置）である。
ここでは、位置Ｐ１がタグリーダ１００の移動開始時に対応しており、位置Ｐ０がタグリーダ１００の移動後における或る時点で得られたものである場合を例に挙げる。ここでの位置Ｐ０は、アンテナ１０１の移動軌跡においてＲＦＩＤタグ３００との距離が最短となるアンテナ位置である。
同図に示されるように、位置Ｐｔａｇ、位置Ｐ０、位置Ｐ１によっては三角形が形成される。位置Ｐｔａｇ、位置Ｐ０、位置Ｐ１を頂点とする三角形において、位置Ｐ０が頂点となる角は９０度となる。従って、位置Ｐｔａｇ、位置Ｐ０、位置Ｐ１を頂点として形成される三角形は直角三角形である。
ここで、同図に示される位置Ｐｔａｇと位置Ｐ０との間の往復距離２Ｄ０は、以下の式１により表される。
Figure 0005987187
式１において、λはタグリーダ１００とＲＦＩＤタグ３００との間で送受信される搬送波の１周期の波長を示す。ｎは、搬送波の周期数を示す。Φ０は、位置Ｐ０においてＲＦＩＤタグ３００から受信した信号についてタグリーダ１００により検出される位相を示す。
また、位置Ｐｔａｇと位置Ｐ１との間の往復距離２Ｄ１は、以下の式２により表される。
Figure 0005987187
式２において、ΔΦは、位置Ｐ１においてＲＦＩＤタグ３００から受信した信号についてタグリーダ１００により検出される位相と、位相Φ０との差分（位相差）である。位相差ΔΦは、以下の式３により表される。
ΔΦ＝Φ１−Φ０・・・式３
また、位置Ｐｔａｇ、位置Ｐ０、位置Ｐ１を頂点とする三角形が直角三角形であることから、タグ距離Ｄ０、距離Ｄ１、距離ｂについては以下の式４の関係が成立する。
Figure 0005987187
そして、式１、式２、式４に基づいて、タグ距離Ｄ０は、以下の式５により求めることができる。タグ距離Ｄ０は、本実施形態のタグ位置検出システムがＲＦＩＤタグ３００の位置として検出すべき、ＲＦＩＤタグ３００までの距離である。
Figure 0005987187
なお、式５によるタグ距離Ｄ０は、ΔΦ＞２πの場合も算出できる。従って、式５によるタグ距離Ｄ０の算出にあたり、距離ｂの長さについての制約は無い。
式５において、波長λは既知である。従って、アンテナ１０１からＲＦＩＤタグ３００までのタグ距離Ｄ０を求めるにあたっては、位相差ΔΦと、距離ｂとを取得する必要がある。
式５における位相差ΔΦは、式３により示したように、位相Φ０と位相Φ１との差分である。従って、位相差ΔΦの取得にあたっては、位置Ｐ０において検出される位相Φ０と、位置Ｐ１において検出される位相Φ１とを取得すればよい。本実施形態においては、タグリーダ１００がＲＦＩＤタグから受信した信号の位相を検出可能に構成される。
また、式５によりタグ距離Ｄ０を求めるにあたっては、位置Ｐ１から移動を開始したアンテナ１０１が、その際のアンテナ１０１の移動範囲（位置範囲）においてＲＦＩＤタグ３００に対して最短の距離となる位置Ｐ０が特定される必要がある。
距離ｂの取得の態様についてはいくつか考えられる。ここでは、距離ｂの取得の態様として代表的な例を２つ挙げる。
１つには、予め固定値としての距離ｂの算出のためのタグリーダ１００の移動速度（リーダ移動速度）ｖの値を携帯端末装置２００が記憶しておき、式５によるタグ距離Ｄ０の算出にあたって、記憶されているリーダ移動速度ｖと移動時間ｔとを掛け合わせることにより距離ｂを算出するというものである。ユーザがタグ位置の検出のためにタグリーダ１００を手に持って移動させた場合のアンテナ１０１の移動速度はおおよそ決まっている。そこで、タグリーダ１００を手に持って移動させた場合における一般的なアンテナ１０１の移動速度に基づいてリーダ移動速度ｖとしての値を１つ定め、携帯端末装置２００に記憶させておくようにする。
また、もう１つには、携帯端末装置２００に加速度センサを設ける。そして、携帯端末装置２００は、タグリーダ１００の移動に伴って位置Ｐ１から位置Ｐ０まで移動した距離を加速度センサの検出出力を利用して求める。例えば、加速度センサの検出出力に基づいては位置Ｐ１から位置Ｐ０まで移動した際の速度が求められる。そこで、位置Ｐ１から位置Ｐ０までの移動に要した時間と速度とにより位置Ｐ１から位置Ｐ０までの移動距離が求められる。携帯端末装置２００は、このように求められた移動距離を距離ｂとして取得することができる。
本実施形態において、位置Ｐ０については、携帯端末装置２００により以下のように特定することができる。
図３は、ユーザがタグリーダ１００を位置Ｐ１から水平方向に距離ｂ（１．２５ｍ）移動させていった場合において、タグリーダ１００により検出されるＰｔａｇ（１ｍ）に位置するタグの位相の時間経過に応じた変化例を示している。同図においては横軸が時間を示し、縦軸が位相の角度を示している。
ここで、アンテナ１０１の移動が開始された−３．０秒からほぼ１．２５秒を経過した−１．７５秒程度までの期間においては、アンテナ１０１からＲＦＩＤタグ３００までの距離が最短距離よりも長いことで、位相は２π〜０の範囲での負の傾きによる変化が繰り返されている。この−３．０秒から約−１．７５秒までにおける位相差ΔΦは約７πである。ここから、さらにアンテナ１０１が移動して、ＲＦＩＤタグ３００までの距離が最短距離から離れていくと、時刻ｔ０において、位相は減少傾向から増加傾向に反転する。つまり、位相の変化の傾き（より具体的には、時間経過に従った位相の変化に対応する傾向線の傾き）が反転する現象が生じる。このような現象が生じるのは、先に示した式１から理解されるように、時刻ｔ０まではアンテナ１０１がＲＦＩＤタグ３００に近づいていくことでタグ距離Ｄ０は減少し、時刻ｔ０が経過するとタグ距離Ｄ０が増加していくことによる。そして、上記の現象が生じる時刻ｔ０におけるアンテナ１０１の位置が、図２に示した位置Ｐ０である。以降、引き続いてアンテナ１０１が同じ方向に移動していくことで、アンテナ１０１は、再び、ＲＦＩＤタグ３００から離れていくが、この際には、位相の変化は、０〜２πの範囲での正の傾きによる変化が繰り返される。
このように、携帯端末装置２００は、アンテナ１０１の移動に応じてタグリーダ１００により検出される受信信号の位相を監視し、位相の変化の傾きが反転するタイミングを判定する。このようなタイミングを判定することにより、位置Ｐ０が特定される。
上記の説明から、アンテナ１０１の移動方向がＲＦＩＤタグ３００に近づいている状態では、位相の変化は負の傾きによるものとなり、アンテナ１０１の移動方向がＲＦＩＤタグ３００から離れている状態では、位相の変化は正の傾きによるものとなることが分かる。即ち、時間経過に応じた位相の変化の傾きにより、アンテナ１０１とＲＦＩＤタグ３０３とが近づいているのか、あるいは離れているのかを特定することができる。
また、アンテナ１０１とＲＦＩＤタグ３００との間に複数の電波経路が存在することによる波の重なり合い（マルチパス）により、ＲＦＩＤタグ３００からのデータの読み取りができなくなる地点（ヌルポイント）が発生したり、一時的に位相データが振れたりする（ノイズが発生する）ことがある。アンテナ１０１の移動過程で多数の位相差ΔΦの値を取得することが可能であり、その傾向線を最小二乗法等により計算することにより、通常の屋内環境でのマルチパス影響を除去することが可能である。
また、位置Ｐ０が特定され、アンテナ１０１からＲＦＩＤタグ３００までの距離がアンテナ１０１の移動範囲において最短距離になったということは、図１にて矢印Ｙで示したアンテナ指向方向がちょうどＲＦＩＤタグ３００に向いているということになる。つまり、位置Ｐ０が特定されることによっては、ＲＦＩＤタグ３００が位置する方向も特定されることになる。
そこで、携帯端末装置２００に方向（方位角、仰角）を検出するセンサ（磁気センサ、加速度センサ、角加速度センサ等）を設けておく。そして、携帯端末装置２００は、位置Ｐ０が特定された時刻ｔ０においてセンサが検出している方向を取得する。これにより、携帯端末装置２００は、水平方向（平面方向）においてＲＦＩＤタグ３００が位置する方向を検出することができる。
また、本実施形態の携帯端末装置２００は、タグリーダ１００のアンテナ１０１の垂直方向（側面方向）における移動に応じて、図２及び図３により説明したのと同様の手法により、垂直方向における位置Ｐ０を特定する。これにより、本実施形態の携帯端末装置２００は、タグ位置に関して、水平方向における方向及び距離とともに、垂直方向における方向及び距離についても求めることができる。
上記のような検出手法により、本実施形態においては、タグリーダ１００とＲＦＩＤタグ３００との間で単一の周波数による信号の送受信を行いながらも、水平方向と垂直方向とのそれぞれに対応して、高い精度でタグ距離を検出できる。また、距離を算出する過程において、ＲＦＩＤタグ３００の位置する方向についても高い精度で検出することができる。つまり、本実施形態においては、ＲＦＩＤタグ３００とタグリーダ１００との通信に割り当てられた周波数帯域の範囲内のもとで高い精度でタグ位置を検出することが可能となる。
ただし、アンテナ１０１を基点とするＲＦＩＤタグ３００の実際の位置は、３次元空間内に存在する。従って、水平方向におけるＲＦＩＤタグ３００の方向についての検出結果と垂直方向におけるＲＦＩＤタグ３００の方向についての検出結果とのいずれか一方のみでは、３次元空間におけるＲＦＩＤタグ３００の実際の位置に応じた正確なＲＦＩＤタグ３００の方向を特定することが難しい。これに伴って、水平方向におけるＲＦＩＤタグ３００の距離についての検出結果と垂直方向におけるＲＦＩＤタグ３００の距離についての検出結果とのいずれか一方のみでは、３次元空間におけるＲＦＩＤタグ３００の実際の位置を適切に示すことも難しい。
そこで、本実施形態においては、水平方向におけるタグ位置の検出結果と、垂直方向におけるタグ位置の検出結果とを組み合わせることにより、３次元空間において位置するタグ位置を特定するようにされる。
具体的には、携帯端末装置２００は、アンテナ１０１が移動される過程において、水平方向と垂直方向とのうちで先に位置Ｐ０が特定された面方向についてのＲＦＩＤタグ３００の方向を検出する。そして、先に検出されたＲＦＩＤタグ３００の方向のもとで、これに対して直交するもう１つの面方向において位置Ｐ０が特定されたタイミングで、もう１つの面方向における距離と方向とを検出する。このように最終的に検出された距離と方向とが、３次元空間におけるＲＦＩＤタグ３００の実際の位置に応じた距離及び方向を高い精度で表したものとなる。
続いて、図４を参照して、本実施形態におけるタグ位置についての検出手法の他の例について説明する。ここでは、まず、水平方向におけるタグ位置（距離、方向）を検出する場合について説明する。
先の図２によるタグ位置検出手法例では、アンテナ１０１の移動について直線に単純化していた。しかしながら、ユーザがタグ位置検出に際して、ＲＦＩＤタグ３００の位置を探るようにユーザが手に持ったタグリーダ１００を動かした際のアンテナ１０１の移動軌跡は、例えばユーザの肘を中心として円弧を形成するものと捉えることができる。
上記のようにアンテナ１０１の移動軌跡がユーザの肘を中心として円弧を形成するものであると捉えた場合、水平方向における位置Ｐ０と位置Ｐ１は、同図に示されるように、肘の位置に対応する中心０と肘の長さに対応する半径ｒによる円周の線上に位置する。
この場合においては、同図に示されるように、位置Ｐ１から位置Ｐ０と中心０とを結ぶ半径ｒの線分に対して垂直な線分をｃとし、位置Ｐ０と中心０とを結ぶ半径ｒの線分において線分ｃの端点が位置する点をＡとし、位置Ｐ０から点Ａまでの線分をａとする。また、円周上の位置Ｐ０を通過する半径と円周上の位置Ｐ１を通過する半径とにより形成される中心角（即ち、位置Ｐ０と位置Ｐ１とを弧の両端とした場合の中心角）をθとする。この場合、線分ｃの長さについては以下の式６により表される。
ｃ＝ｒ・ｓｉｎθ・・・（式６）
そして、タグ距離Ｄ０と距離Ｄ１については、以下の式７により示される関係が成立する。
Figure 0005987187
また、線分ａの長さについては以下の式８により表すことができる。
ａ＝ｒ−ｒ・ｃｏｓθ＝ｒ（１−ｃｏｓθ）・・・（式８）
従って、水平方向におけるタグ距離Ｄ０は、位相差ΔΦを求めたうえで、式７と式８に基づいて、以下の式９によって算出される。
Figure 0005987187
また、図４の例の場合における位置Ｐ０の特定手法については、図３による説明と同様でよい。従って、図４の例の場合においても、位相の変化に基づいて位置Ｐ０が特定されたタイミングでセンサにより検出されている方向を取得し、取得された方向を、水平方向におけるＲＦＩＤタグ３００の方向の検出結果とすることができる。
式９によれば、半径ｒと中心角θとの各値が取得されれば、タグ距離Ｄ０を求めることが可能である。
半径ｒは、前述のようにタグリーダ１００を所持するユーザの肘の長さに対応する。ユーザの肘の長さはユーザごとに異なるものの、人としての肘の長さは或る程度の範囲に収まるものであり、個人差としては数センチから十数センチ程度である。そこで、人の肘の平均的な長さに基づいて半径ｒとしての値を固定的に定めて、携帯端末装置２００に記憶させておく。そして、携帯端末装置２００は、式９に基づくタグ距離Ｄ０の算出にあたり、記憶されていた半径ｒの値を取得すればよい。
あるいは、タグリーダ１００を操作するユーザの肘の長さを測定したうえで、測定した長さの値を、ユーザの操作によって、半径ｒとして携帯端末装置２００に記憶させるようにしてもよい。
また、中心角θの取得のためには、例えば携帯端末装置２００に方向センサデバイスを設ける。そして、水平方向のアンテナ１０１の移動に関しては、位置Ｐ１から水平方向における移動が開始されたタイミングでセンサデバイスにより検出される角度から、位置Ｐ０が特定されたタイミングでセンサデバイスにより検出される角度までの差分を算出する。携帯端末装置２００は、このように求められる差分を中心角θとして取得することができる。
以上のように、携帯端末装置２００は、半径ｒと、水平方向におけるアンテナ１０１の移動に応じた中心角θとを取得し、式９を利用して水平方向におけるタグ距離Ｄ０を算出することができる。
また、携帯端末装置２００は、同様にして、半径ｒと、垂直方向におけるアンテナ１０１の移動に応じた中心角θとを取得し、式９を利用してタグ距離Ｄ０を算出することができる。
そして、この場合においても、水平方向におけるＲＦＩＤタグ３００の方向の検出結果と、垂直方向におけるＲＦＩＤタグ３００の方向の検出結果とを組み合わせることで、３次元空間において位置するＲＦＩＤタグ３００の方向を高い精度で検出することができる。また、このように検出された方向に応じて距離を算出することで、３次元空間において位置するタグ距離を高い精度で検出することができる。
そして、携帯端末装置２００は、上記のように検出したタグ位置を表示により出力する。
図５は、携帯端末装置２００の表示部２０５において表示されるタグ位置指示画面の態様例を示している。タグ位置指示画面は、ＲＦＩＤタグ３００について検出された位置を示す画面である。
同図のタグ位置指示画面においては、タグ名エリアＡＲ１が配置されている。タグ名エリアＡＲ１においては、位置検出対象とされたＲＦＩＤタグ３００の名称に相当する情報が表示される。同図においては、タグ名エリアＡＲ１において、タグに付された番号を表示させた例が示されている。
また、タグ位置指示画面においては、水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈと、垂直方向対応タグ位置指示画像Ｇｖとが配置されている。
水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈは、水平方向において検出されたタグ位置を示す画像である。垂直方向対応タグ位置指示画像Ｇｖは、垂直方向において検出されたタグ位置を示す画像である。
水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈとしては、水平方向（平面方向）に対応する３６０°の円形平面が背景として配置される。
そのうえで、円形平面の中心において、タグリーダ１００のアンテナ１０１を示すアンテナオブジェクトＯＢＪ１が配置される。アンテナオブジェクトＯＢＪ１は、円形平面の中心において、水平方向における現在のアンテナ指向方向を示すように回転する。
また、水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈの円形平面には、探索範囲画像ＺＮｈが扇形状に重畳して配置される。探索範囲画像ＺＮｈは、水平方向においてタグリーダ１００によりタグ位置検出のためにアンテナ１０１のアンテナ指向方向を移動させた角度範囲を示す。
また、水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈの円形平面には、タグオブジェクトＯＢＪ２が配置される。タグオブジェクトＯＢＪ２は、水平方向において検出されたタグ位置を示すように円形平面上に配置される画像である。
図６は、ユーザがタグリーダ１００の移動（即ち、アンテナ１０１の移動）を開始させてから図５の水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈが表示されるまでの過程の例を示している。
ユーザは、タグリーダ１００の移動を開始させるにあたり、まず、一定時間（例えば５秒程度）にわたってタグリーダ１００を静止させた状態とする。携帯端末装置２００は、このようにタグリーダ１００が一定時間にわたって静止した状態であることを検出すると、この静止しているときの状態を初期状態として設定する。
初期状態において、水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈは、図６（Ａ）に示される態様による表示が行われる。つまり、水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈにおいて、アンテナオブジェクトＯＢＪは、基準方向である真上を向いた状態で表示される。つまり、初期状態においては、この際に検出されるアンテナ指向方向が向いている角度が基準方向として設定される。
ここでは、ユーザはが上記の初期状態から、肘を中心として左方向にアンテナ指向方向を向けていくようにタグリーダ１００の移動を開始させた場合を例に挙げる。
このようなタグリーダ１００の移動に伴って、図６（Ｂ）に示されるように、アンテナオブジェクトＯＢＪも真上を向いた状態から反時計回り方向に回転していくように方向を変化させていく。また、アンテナオブジェクトＯＢＪ１が上記のように回転して方向を変化させていくのに応じて、基準方向から反時計回り方向に探索範囲画像ＺＮｈも拡大していくように変化していく。
また、タグリーダ１００の移動、即ちアンテナ１０１の移動に伴って、図３にて説明したように、受信される信号の位相が変化し、位相の変化の傾きが正、負のいずれであるのかが特定される。そして、位相の変化の傾きに基づいて、現在のアンテナ１０１の移動方向に対してＲＦＩＤタグ３００の位置が近づいている状態と離れていく状態とのいずれであるのかが判定される。そこで、このような判定結果に基づいて、水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈにおいては、ＲＦＩＤタグ３００の方向を示す矢印形状のタグ方向指示画像Ａｒｒがさらに表示される。同図の場合には、現在のアンテナ１０１の移動に応じてＲＦＩＤタグ３００が近づく状態にあることから、アンテナオブジェクトＯＢＪ１が回転する方向と同じ方向を指し示すタグ方向指示画像Ａｒｒが表示された例が示されている。このような表示を見ることで、ユーザは、現在においてタグリーダ１００を移動させている方向にＲＦＩＤタグ３００が位置することを認識できる。
一方、同図の例とは逆に、右方向にアンテナ指向方向を向けていくようにタグリーダ１００の移動を開始させていた場合には、この際の位相の変化が正の傾きとなって、アンテナ１０１に対してＲＦＩＤタグ３００が離れていくことが判定される。この場合には、アンテナオブジェクトＯＢＪ１については時計回り方向に回転していくように表示される一方で、タグ方向指示画像Ａｒｒについては、アンテナオブジェクトＯＢＪ１の回転方向とは反対の反時計回り方向を指し示すように表示される。このような表示を見ることで、ユーザは、現在においてタグリーダ１００を移動させている方向は、ＲＦＩＤタグ３００が在る方向ではないことを認識できる。
そして、図６（Ｂ）からさらに反時計回り方向にアンテナ指向方向が向けられていくようにしてタグリーダ１００が移動されていく過程において、或るタイミングで位相の変化の傾きの反転が発生する。
このとき、水平方向におけるアンテナ指向方向がＲＦＩＤタグ３００の位置に対応した状態（水平方向におけるＲＦＩＤタグ３００とアンテナ１０１との距離がアンテナ１０１の移動軌跡において最短となる状態）となる。そこで、携帯端末装置２００は、前述のようにして、水平方向におけるタグ位置（距離、方向）を検出する。そして、携帯端末装置２００は、検出された方向と距離とに応じて、図６（Ｃ）に示すように、円形平面上に、タグオブジェクトＯＢＪ２を配置する。
例えば、この後においてさらに左方向にアンテナ指向方向が向けられていくと、同図のように表示が進行していく。つまり、タグオブジェクトＯＢＪ２は円形平面上の同じ位置にて配置されたままの状態で、アンテナ指向方向の移動に応じて、アンテナオブジェクトＯＢＪ１が反時計回り方向に更に回転していき、探索範囲画像ＺＮｈが反時計回り方向にさらに拡大していく。
また、図６（Ｃ）に示されるアンテナオブジェクトＯＢＪ１の方向の状態のもとで、ユーザが、時計回り方向にアンテナ１０１の移動する方向を変えた場合には、このアンテナ１０１の移動する方向に追従してアンテナオブジェクトＯＢＪ１も時計回り方向に回転していく。しかし、探索範囲画像ＺＮｈは、時計回り方向へのアンテナ１０１の移動に追従することなく、同図における状態を維持する。つまり、探索範囲画像ＺＮｈは、アンテナ１０１の移動の開始から現在までにおいて探索された最も広い範囲を示す。
説明を図５に戻す。一方、垂直方向対応タグ位置指示画像Ｇｖとしては、垂直方向（側面方向）に対応する１８０°の半円形平面が背景として配置される。
そのうえで、半円形平面としての半円の中心において、タグリーダ１００のアンテナ１０１を示すアンテナオブジェクトＯＢＪ１１が配置される。アンテナオブジェクトＯＢＪ１１は、半円形平面としての半円の中心において、垂直方向における現在のアンテナ指向方向の角度を示すように回転する。
また、垂直方向対応タグ位置指示画像Ｇｖの半円形平面には、探索範囲画像ＺＮｖが扇形状に重畳して配置される。探索範囲画像ＺＮｖは、垂直方向におけるタグ位置を検出するためにアンテナ１０１のアンテナ指向方向を移動させた角度範囲を示す。
また、垂直方向対応タグ位置指示画像Ｇｖの半円形平面には、タグオブジェクトＯＢＪ１２が配置される。タグオブジェクトＯＢＪ１２は、垂直方向において検出されたタグ位置を示すように半円形平面上に配置される画像である。
垂直方向対応タグ位置指示画像Ｇｖにおいても、図６の説明に準じた過程で表示が行われる。つまり、移動開始時において検出された仰俯角を垂直方向における基準方向とし、垂直方向におけるアンテナ１０１の移動に応じて、アンテナオブジェクトＯＢＪ１１の回転、探索範囲画像ＺＮｖの拡大、タグ方向指示画像Ａｒｒの表示が半円形平面上で行われる。
そして、アンテナ指向方向がタグ位置に対応した状態（垂直方向におけるＲＦＩＤタグ３００とアンテナ１０１との距離がアンテナ１０１の移動軌跡において最短となる状態）となると、携帯端末装置２００は、垂直方向におけるＲＦＩＤタグ３００の位置（距離、方向）を検出する。そして、携帯端末装置２００は、検出された方向と距離とに応じて、半円形平面上に、タグオブジェクトＯＢＪ１２を配置する。
また、タグ位置指示画面においては、距離指示エリアＡＲ２が配置されている。距離指示エリアＡＲ２は、現在のタグ距離を数値により表すエリアである。
ユーザは、タグ位置指示画面における水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈと垂直方向対応タグ位置指示画像Ｇｖとを見ることにより、３次元空間におけるＲＦＩＤタグ３００の位置（方向、距離）を感覚的でありながらも的確に把握できる。また、距離については、具体的な数値が距離指示エリアＡＲ２において示されることで、より正確に３次元空間におけるＲＦＩＤタグ３００の位置を把握することが可能になる。その後、ユーザが歩行しＲＦＩＤタグ３００に近づくにつれて位相も変化する。そして、距離Ｄ０も位相変化分を２πで除し波長λを掛け合わせることにより求められる距離分により減少していくことになる。これにより、距離指示エリアＡＲ２において表示される距離の数値について、ユーザの移動に応じて減少させていくように表示することが可能である。
図７は、本実施形態におけるタグリーダ１００と携帯端末装置２００の構成例を示している。
まず、同図を参照してタグリーダ１００の構成について説明する。タグリーダ１００は、アンテナ１０１、タグ対応通信部１０２、位相検出部１０３及び携帯端末装置対応通信部１０４を備える。
アンテナ１０１は、ＲＦＩＤタグ３００（図１）との間で電波の送受信を行う。
タグ対応通信部１０２は、所定の周波数による電波を用いた無線による通信をＲＦＩＤタグ３００と行う。本実施形態におけるタグ対応通信部１０２は、前述のようにＵＨＦ帯における所定の周波数を用いて通信を行うことができる。
位相検出部１０３は、ＲＦＩＤタグ３００から受信される信号の位相を検出する。
携帯端末装置対応通信部１０４は、携帯端末装置２００と通信を行う。なお、携帯端末装置対応通信部１０４による携帯端末装置２００との通信方式については特に限定されるものではないが、以下の例を挙げることができる。つまり、携帯端末装置対応通信部１０４は、例えば有線であればＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ：登録商標）、有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などにより通信を行うことができる。また、無線であれば、Ｂｌｕｅｒｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮなどにより通信を行うことができる。ユーザにとっての取り扱いやすさを考慮すると、無線による通信のほうが好ましい。
本実施形態において、携帯端末装置対応通信部１０４は、位相検出部１０３により検出された位相を示す位相情報を携帯端末装置２００に送信する。
続いて、同図を参照して携帯端末装置２００の構成について説明する。携帯端末装置２００は、タグリーダ対応通信部２０１、センサ部２０２、制御部２０３、記憶部２０４、表示部２０５及び操作部２０６を備える。
タグリーダ対応通信部２０１は、タグリーダ１００と通信を行う。タグリーダ対応通信部２０１の通信方式は、携帯端末装置対応通信部１０４の通信方式に対応する。
センサ部２０２は、タグ位置検出に利用される１以上のセンサを含む部位である。前述の説明との対応では、センサ部２０２には、磁気センサ、加速度センサ、角加速度センサなどが含まれる。
制御部２０３は、携帯端末装置２００におけるタグ位置検出と検出結果の出力に関する制御を行う。制御部２０３としての機能は、携帯端末装置２００が備えるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）がプログラムを実行することにより実現される。制御部２０３は、パラメータ取得部２３１、位置検出部２３２及び出力部２３３の各機能部を備える。
パラメータ取得部２３１は、位置Ｐ０（第１位置の一例）からＲＦＩＤタグ３００までのタグ距離Ｄ０（記憶媒体距離の一例）の検出に利用する距離検出パラメータとして、位置Ｐ０と異なるアンテナの位置である位置Ｐ１（第２位置の一例）との位置関係に応じて定まる所定値を取得する。
距離検出パラメータは、図２により説明した手法による場合には、位置Ｐ０と位置Ｐ１との間の距離ｂの算出に使用されるリーダ移動速度ｖである。この場合、パラメータ取得部２３１は、前述のように、固定値として記憶部２０４に記憶された距離ｂの値を取得してもよい。あるいは、パラメータ取得部２３１は、センサ部２０２が備える加速度センサの検出出力に基づいて位置Ｐ１から位置Ｐ０までの移動量を求め、求められた移動量を距離ｂとして取得できる。
また、距離検出パラメータは、図４により説明した手法による場合には、位置Ｐ０と位置Ｐ１とが位置する円周の半径ｒである。
この場合、パラメータ取得部２３１は、半径ｒについては、前述のように、固定値またはユーザの肘の長さに応じて定められ、記憶部２０４に記憶された半径ｒとしての所定値を取得することができる。
また、パラメータ取得部２３１は、中心角θについては、前述のようにセンサ部２０２が備える方向センサにより検出された位置Ｐ１と位置Ｐ０とのそれぞれにおける角度を利用して算出することができる。
位置検出部２３２は、位置Ｐ０にて位相検出部１０３により検出される位相Φ０（第１位相の一例）と、位置Ｐ１にて位相検出部１０３により検出される位相Φ１（第２位相の一例）と、パラメータ取得部２３１により取得された距離検出パラメータとを利用して、記憶媒体距離（タグ距離Ｄ０）を検出する。
つまり、位置検出部２３２は、図２により説明した手法による場合には、パラメータ取得部２３１により距離検出パラメータとして取得された距離ｂの値を利用して、式５によりタグ距離Ｄ０を算出する。
また、位置検出部２３２は、図４により説明した手法による場合には、パラメータ取得部２３１により距離検出パラメータとして取得された中心角θと半径ｒの値を利用して、式９によりタグ距離Ｄ０を算出する。
また、位置検出部２３２は、図３により説明したように、位置Ｐ０として特定したタイミングにおいて検出したアンテナ１０１の方向を、位置Ｐ０を起点としてＲＦＩＤタグ３００が位置している方向（記憶媒体方向）として検出する。
出力部２３３は、位置検出部２３２により算出されたＲＦＩＤタグ３００の距離とＲＦＩＤタグ３００の方向とを表示により出力する。つまり、出力部２３３は、位置検出部２３２により得られたＲＦＩＤタグ３００についての距離と方向とを利用して、例えば図５及び図６に示した態様によりタグ位置を示すタグ位置指示画面を表示する。
記憶部２０４は、制御部２０３が利用する各種の情報を記憶する。前述のように、記憶部２０４は、距離検出パラメータとして固定的に定められたタグ移動速度ｖ、半径ｒなどを記憶することができる。
表示部２０５は、制御部２０３の制御に応じて画像を表示する部位である。
操作部２０６は、携帯端末装置２００において備えられる操作子（キー、ボタンなど）や入力デバイス（例えばタッチパネルなど）を一括して示している。制御部２０３は、操作部２０６に含まれる操作子や入力デバイスに対して行われた操作に応じて所定の処理を実行する。
続いて、図８のフローチャートを参照して、本実施形態における携帯端末装置２００がタグ位置検出と、検出したタグ位置についての表示出力のために実行する処理手順例について説明する。
携帯端末装置２００における制御部２０３は、タグ位置の検出を開始するタイミングとなるのを待機する（ステップＳ１０１−ＮＯ）。
前述のように、ユーザは、タグ位置の検出を開始させるにあたり、図１に示したように携帯端末装置２００が固定されたタグリーダ１００を手に持ったうえで、所定時間（例えば５秒程度）にわたってタグリーダ１００を静止状態とする。携帯端末装置２００は、例えばセンサ部２０２が備える加速度センサの検出出力に基づいて所定時間にわたって静止状態が継続したことを判定すると、タグ位置の検出を開始するタイミングであると判定する（ステップＳ１０１−ＹＥＳ）。
タグ位置の検出を開始するタイミングとなったことに応じて、出力部２３３は、タグ位置指示画面の初期表示を行う（ステップＳ１０２）。
タグ位置指示画面の初期状態のもとでは、水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈにおいて、アンテナオブジェクトＯＢＪ１は基準方向である真上を向いた状態で配置される。また、探索範囲画像ＺＮｈはまだ表示されておらず、タグオブジェクトＯＢＪ２もまだ表示されていない状態である。
同様に、タグ位置指示画面の初期状態のもとでの垂直方向対応タグ位置指示画像Ｇｖにおいて、アンテナオブジェクトＯＢＪ１１は、基準方向である水平（真横）を向いた状態で配置され、探索範囲画像ＺＮｖとタグオブジェクトＯＢＪ１２とはまだ表示されていない状態である。
また、距離指示エリアＡＲ２においては、距離を示す有意な値は表示されていない。
また、制御部２０３におけるパラメータ取得部２３１は、タグ位置の検出を開始するタイミングとなったことに応じて、タグ位置検出とタグ位置指示画面の表示に用いるパラメータについて初期設定を行う（ステップＳ１０３）。
具体例として、パラメータ取得部２３１は、ステップＳ１０３において、アンテナ初期方向（ｉｎｔｉａｌ＿ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）、アンテナ方向差分（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｄｉｆｆ）、アンテナ方向最大差分（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｄｉｆｆ＿ｍａｘ）、位相・方向履歴（ｌｉｓｔ＿ｐｈａｓｅ＿ｔｉｍｅ）の各パラメータの初期化を行う。
アンテナ初期方向は、初期状態におけるアンテナ方向を示すパラメータである。アンテナ初期方向は、アンテナ水平角度とアンテナ垂直角度とを含む。アンテナ初期方向は例えば以下のように表される。
ｉｎｔｉａｌ＿ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＝［Ａｚｉｍｕｔｈ］，［Ｐｉｔｃｈ］
上記のアンテナ水平角度（［Ａｚｉｍｕｔｈ］）とアンテナ垂直角度（［Ｐｉｔｃｈ］）には、それぞれ、位置検出の開始タイミングにおけるアンテナ方向の水平角度と垂直角度が代入される。アンテナ方向の水平角度と垂直角度は、例えばパラメータ取得部２３１が、センサ部２０２が備えるセンサにより示される方向を利用して算出することができる。
アンテナ方向差分は、現在のアンテナ水平角度とアンテナ垂直角度とについてのアンテナ初期方向に対する差分値を示すパラメータである。アンテナ方向差分におけるアンテナ水平角度とアンテナ垂直角度との各差分値については、初期値として「０」が代入される。従って、アンテナ方向差分の初期値は例えば以下のように表される。
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｄｉｆｆ＝［０，０］
アンテナ方向差分範囲は、位置検出開始から現在までにおいて検出されたアンテナ水平角度とアンテナ垂直角度との差分値についての範囲を示すパラメータである。範囲に関しては、アンテナ初期方向が示す角度に対して最小、最大２つの角度差により表される。従って、アンテナ方向差分範囲は、アンテナ水平角度に対応して範囲を示す２つの角度値と、アンテナ垂直角度に対応して範囲を示す２つの角度値とを含む。そのうえで、初期状態においては、アンテナ方向差分範囲としてのこれらの角度値はいずれも「０」である。従って、アンテナ方向差分範囲の初期値は例えば以下のように表される。
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｄｉｆｆ＿ｍａｘ＝［０，０，０，０］
位相・方向履歴は、位置検出開始から現在までにおいて検出された位相とアンテナ方向とを示すパラメータであり、時間（ｔｉｍｅ）ごとに検出された位相（Ｐｈａｓｅ）とアンテナ方向（アンテナ水平角度（Ａｚｉｍｕｔｈ）、アンテナ垂直角度（Ｐｉｔｃｈ））とを示す。
初期状態においては、時間、位相、アンテナ方向のいずれも有意な値は取得されていない。従って、位相・方向履歴の初期値は例えば以下のように表される。
ｌｉｓｔ＿ｐｈａｓｅ＿ｔｉｍｅ＜ｔｉｍｅ，ｐｈａｓｅ，Ａｚｉｍｕｔｈ，Ｐｉｔｃｈ＞＝ｎｕｌｌ
上記のようにタグ位置指示画面の初期表示（ステップＳ１０２）とパラメータの初期設定（ステップＳ１０３）とを行った後は、例えば、タグ位置検出が終了されるまで、タグ位置の検出と、検出結果が反映されたタグ位置指示画面の表示のためのループ処理が一定時間ごとに実行される。
ループ処理において、まず、パラメータ取得部２３１は、現時刻における位相を取得する（ステップＳ１０４）。
タグリーダ１００は、位相検出部１０３により検出された位相を示す位相情報を送信する。パラメータ取得部２３１は、ステップＳ１０４の処理として、タグリーダ１００から送信された位相情報が示す位相を取得する。
また、パラメータ取得部２３１は、現時刻におけるアンテナ方向を取得する（ステップＳ１０５）。このため、パラメータ取得部２３１は、現在においてセンサ部２０２が検出する水平角度と垂直角度とを入力する。パラメータ取得部２３１は、入力した水平角度を利用してアンテナ水平角度を算出し、入力した垂直角度を利用してアンテナ垂直角度を算出する。このようにアンテナ水平角度とアンテナ垂直角度とを算出することによってアンテナ方向が取得される。
次に、パラメータ取得部２３１は、ステップＳ１０５により取得されたアンテナ方向と、ステップＳ１０３により設定されたアンテナ初期方向とを利用して、アンテナ方向差分のパラメータを更新する（ステップＳ１０６）。
また、パラメータ取得部２３１は、ステップＳ１０５により取得されたアンテナ方向と、ステップＳ１０３により設定されたアンテナ初期方向とを利用して、アンテナ方向差分範囲のパラメータを更新する（ステップＳ１０７）。なお、ステップＳ１０５により取得されたアンテナ方向としてのアンテナ水平角度とアンテナ垂直角度とのいずれもが、これまでにおけるアンテナ方向差分範囲内である場合には、ステップＳ１０７においてアンテナ方向差分範囲を更新する必要はない。
また、パラメータ取得部２３１は、位相・方向履歴のパラメータを更新する（ステップＳ１０８）。ここでの位相・方向履歴の更新とは、今回のステップＳ１０４により取得された位相と、ステップＳ１０５により取得されたアンテナ方向とを、現時刻に対応付けて位相・方向履歴に追加する処理である。
次に、出力部２３３は、ステップＳ１０６により更新されたアンテナ方向差分が予め定められた閾値を越えたか否かについて判定する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９における判定は、アンテナ方向差分におけるアンテナ水平角度とアンテナ垂直角度との各差分値を対象として行われる。
ここでの閾値は、アンテナオブジェクトＯＢＪ１、ＯＢＪ１１の方向の変化と探索範囲画像の表示変化とを視覚的に認知することのできる最小限の角度を考慮して設定することができる。また、一般的なアンテナ１０１の移動速度のもとでＲＦＩＤタグ３００が近づいているか離れているかを特定できるだけの位相の履歴が得られる最小限の角度を考慮して設定することができる。一具体例として、閾値は例えば角度範囲の１０％程度とすることが考えられる。アンテナ水平角度の場合、角度範囲は３６０°であるため、例えば３６°の閾値を設定することができる。アンテナ垂直角度の場合、角度範囲は１８０°であるため、例えば１８°の閾値を設定することができる。
アンテナ方向差分におけるアンテナ水平角度の差分値とアンテナ垂直角度の差分値との少なくともいずれかが閾値を越えていた場合（ステップＳ１０９−ＹＥＳ）、出力部２３３は、ステップＳ１０６により更新されたアンテナ方向差分に基づいて、タグ位置指示画面におけるアンテナオブジェクトＯＢＪ１、ＯＢＪ１１の方向を変更する（ステップＳ１１０）。出力部２３３は，アンテナオブジェクトＯＢＪ１の方向については、アンテナ方向差分において示されるアンテナ水平角度の差分値に基づいて変更を行う。また、出力部２３３は、アンテナオブジェクトＯＢＪ１１の方向については、アンテナ方向差分において示されるアンテナ垂直角度の差分値に基づいて変更を行う。
また、出力部２３３は、ステップＳ１０７により更新されたアンテナ方向差分範囲に基づいて、探索範囲画像ＺＮｈと探索範囲画像ＺＮｖとの少なくともいずれか一方を表示する（ステップＳ１１１）。
つまり、出力部２３３は、ステップＳ１０９によりアンテナ方向差分におけるアンテナ水平角度の差分値が閾値を越えていたことが判定されたのであれば、ステップＳ１１１によりアンテナ方向差分範囲におけるアンテナ水平角度についての２つの差分値に応じた範囲を示すように探索範囲画像ＺＮｈを表示する。
また、出力部２３３は、ステップＳ１０９によりアンテナ方向差分におけるアンテナ垂直角度の差分値が閾値を越えていたことが判定されたのであれば、ステップＳ１１１によりアンテナ方向差分範囲におけるアンテナ垂直角度についての２つの差分値に応じた範囲を示すように探索範囲画像ＺＮｖを表示する。
また、出力部２３３は、タグ方向指示画像Ａｒｒを表示する（ステップＳ１１２）。
出力部２３３は、ステップＳ１０９によりアンテナ方向差分におけるアンテナ水平角度の差分値が閾値を越えていたことが判定されたのであれば、ステップＳ１１２において、水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈにタグ方向指示画像Ａｒｒを表示する。
水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈにタグ方向指示画像Ａｒｒを表示するにあたり、出力部２３３は、ステップＳ１０８にて更新された位相・方向履歴において示されるアンテナ水平角度の履歴に基づいて、水平方向におけるアンテナ１０１の移動方向を特定する。また、出力部２３３は、ステップＳ１０８にて更新された位相・方向履歴において示される位相の変化に応じた傾きが正負のいずれであるのかを特定することにより、現在のアンテナ１０１の移動方向に対応してＲＦＩＤタグ３００が近づいているか離れているのかを判定する。
ＲＦＩＤタグ３００が近づいていることを判定した場合、出力部２３４は、水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈにおいて、特定されたアンテナ１０１の移動方向と同じ方向を指し示すようにタグ方向指示画像Ａｒｒを表示する。一方、ＲＦＩＤタグ３００が離れていることを判定した場合、出力部２３４は、水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈにおいて、現在のアンテナ１０１の移動方向に対して逆の方向を指し示すようにタグ方向指示画像Ａｒｒを表示する。
また、ステップＳ１０９の判定に際してアンテナ方向差分におけるアンテナ垂直角度の差分値が閾値を越えていたのであれば、出力部２３３は、ステップＳ１１２において、垂直方向対応タグ位置指示画像Ｇｖに、上記と同様にタグ方向指示画像Ａｒｒを表示する。
アンテナ方向差分におけるアンテナ水平角度の差分値とアンテナ垂直角度の差分値とのいずれもが閾値を越えていなかった場合（ステップＳ１０９−ＮＯ）、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２の処理はスキップされる。
次に、位置検出部２３２は、位相・方向履歴における位相の履歴を参照することで、方向特定点が得られたか否かについて判定する（ステップＳ１１３）。ここでの方向特定点は、図３における時刻ｔ０として示したように、アンテナ１０１からＲＦＩＤタグ３００までの距離が最短となったことに応じて、位相の変化の傾きが反転した時点である。
方向特定点が得られた場合（ステップＳ１１３−ＹＥＳ）、位置検出部２３２は、ＲＦＩＤタグ３００の方向（タグ方向）を特定（検出）する（ステップＳ１１４）。このために、位置検出部２３２は、ステップＳ１１３にて得られた方向特定点としての時点におけるアンテナ方向を、位相・方向履歴から取得する。このように取得されたアンテナ方向が、即ち、タグ方向である。
また、この際、位置検出部２３２は、特定したタグ方向が、水平方向と垂直方向とのいずれに対応するのかについて判定する。このために、位置検出部２３２は、位相・方向履歴を参照して、例えば方向特定点を基準とする前後の一定時間におけるアンテナ水平角度の変化量とアンテナ垂直角度の変化量とを比較する。比較の結果、アンテナ水平角度の変化量のほうが大きければ、特定されたタグ方向は水平方向に対応し、アンテナ垂直角度の変化量のほうが大きければ、特定されたタグ方向は垂直方向に対応する。
ステップＳ１１４によりＲＦＩＤタグ３００の方向が特定された時刻におけるアンテナ１０１の位置が、図２または図４に示される位置Ｐ０であることになる。つまり、ステップＳ１１４によりＲＦＩＤタグ３００の方向が特定されたことに応じて、位置Ｐ０が特定されたことになる。ステップＳ１１４により、水平方向におけるＲＦＩＤタグ３００の方向が特定された場合には、水平方向における位置Ｐ０が特定され、垂直方向におけるＲＦＩＤタグ３００の方向が特定された場合には、垂直方向における位置Ｐ０が特定されたことになる。
そこで、位置検出部２３２は、位置Ｐ０が特定されたことに応じて、タグ距離Ｄ０を算出（検出）する（ステップＳ１１５）。ここで、位置検出部２３２は、ステップＳ１１４により水平方向における位置Ｐ０が特定された場合には、水平方向におけるタグ距離Ｄ０を算出し、垂直方向における位置Ｐ０が特定された場合には、垂直方向におけるタグ距離Ｄ０を算出する。
位置検出部２３２は、図２の手法の場合には、式５によりタグ距離Ｄ０を算出し、図４の手法の場合には、式１０によりタグ距離Ｄ０を算出する。
図２の手法に従って式５によりタグ距離を算出する場合、ステップＳ１１５においてパラメータ取得部２３１は、前述した態様により距離ｂを取得する。位置検出部２３２は、取得された距離ｂを利用して式５によりタグ距離Ｄ０を算出する。
また、図４の手法に従って式１０によりタグ距離を算出する場合、ステップＳ１１５においてパラメータ取得部２３１は、前述した態様により半径ｒと中心角θとを取得する。位置検出部２３２は、取得された半径ｒと中心角θとを利用して式１０によりタグ距離Ｄ０を算出する。
次に、出力部２３３は、ステップＳ１１４により特定されたタグ方向とステップＳ１１５により算出された距離に応じて、タグオブジェクトの表示と距離指示エリアＡＲ２におけるタグ距離の表示とを行う（ステップＳ１１６）。
ここで、タグ位置の検出が開始されてから最初のステップＳ１１６である場合には、ステップＳ１１３にて特定された方向特定点に対応する平面方向（水平方向または垂直方向）に対応するタグ位置指示画像（水平方向対応タグ位置指示画像Ｇｈまたは垂直方向対応タグ位置指示画像Ｇｖ）において、タグオブジェクトＯＢＪ２またはタグオブジェクトＯＢＪ１２）の表示を開始させ、距離指示エリアＡＲ２において、距離を示す数値の表示が開始されることになる。
また、タグ位置の検出が開始されてから２回目以降のステップＳ１１６においては、最後のステップＳ１１３にて特定された方向特定点に対応する平面方向（水平方向または垂直方向）に対応するタグ位置指示画像において表示されるタグオブジェクトの表示が更新される。タグオブジェクトの更新は、ステップＳ１１４により特定されたタグ方向とステップＳ１１５により算出された距離に応じて行われる。
また、タグ位置の検出が開始されてから最初のステップＳ１１５にて算出されるタグ距離は、水平方向と垂直方向とのうち一方の平面方向のみに対応して求められたものである。しかし、その後において、ステップＳ１０４〜Ｓ１１７のループ処理が繰り返される過程で、他方の平面方向に対応するタグ距離が算出される。この段階で算出されるタグ距離は、一方の平面方向に対応して既に決定されたタグ方向に沿った距離Ｄ１を利用して算出されるものとなるため、実際のＲＦＩＤタグ３００の位置に対応する高い精度を有することになる。
そこで、出力部２３４は、位置検出が開始されて当初において距離指示エリアＡＲ２に一方の平面方向のみに対応して求められたタグ距離が表示されている場合には、表示されている距離についての精度が、双方の平面方向に対応して算出されるタグ距離よりも相対的に低い可能性があることを表す表示を距離指示エリアＡＲ２に配置してもよい。
ステップＳ１１６の処理の後、あるいは方向特定点が得られなかったことが判定された場合（ステップＳ１１３−ＮＯ）、位置検出部２３２は、これまでのタグ位置検出が終了されたか否かについて判定する（ステップＳ１１７）。
タグ位置検出が終了されていないことが判定された場合（ステップＳ１１７−ＮＯ）、ステップＳ１０４に処理が戻される。一方、例えば、タグ位置検出の終了を指示する操作などが行われたことにより、タグ位置検出が終了であることを判定した場合（ステップＳ１１７−ＹＥＳ）、これまでの位置検出処理が終了される。
なお、図２の手法によりタグ距離Ｄ０を算出する場合において、距離ｂを取得する態様は、前述の例に限定されない。
例えば、タグリーダ１００がエンコーダーを備えたＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ：自動搬送機）により移動されるようにしたうえで、エンコーダーの検出出力に基づいて距離ｂを算出するようにしてもよい。
また、例えばアンテナ方向と一致させた撮像方向により撮像した画像を携帯端末装置２００が入力する。携帯端末装置２００は、入力した画像についてのタグリーダ１００の移動に伴う変化から移動量を算出する画像処理を行い、算出された移動量距離ｂとして取得してもよい。
また、タグリーダ１００について、予め固定値として定めた距離ｂにより離間させた２つのアンテナ１０１を設け、２つのアンテナ１０１のそれぞれにより受信された信号の位相を利用してタグ距離Ｄ０を算出するように構成してもよい。この場合にも距離ｂは、固定値として携帯端末装置２００に記憶させておくことができる。
また、図１においては、タグリーダ１００に携帯端末装置２００をアダプタＡＤＰで固定した態様によりタグ位置検出システムを構成しているが、タグリーダ１００に携帯端末装置２００としての機能を付加して一体化させた構成としてもよい。
また、これまでの説明においては、水平方向と垂直方向とのそれぞれに対応してタグ位置を検出するようにされている。しかしながら、水平方向と垂直方向とのいずれか一方のタグ位置を検出する構成とされてもよい。このように一方の平面方向に対応するタグ位置の検出であっても、例えば特許文献２のように複数の周波数の異なる信号を使用する場合と比較すれば、単一の周波数を利用して高い精度でタグ位置を検出できる。
また、これまでの説明においては、タグ位置としてＲＦＩＤタグ３００までの距離とＲＦＩＤタグ３００の方向とを検出するようにされていた。しかし、タグ位置としてＲＦＩＤタグ３００までの距離を検出し、ＲＦＩＤタグ３００の方向については検出しないように構成してもよい。逆に、タグ位置としてＲＦＩＤタグ３００の方向について検出し、ＲＦＩＤタグ３００までの距離については検出しないように構成することも可能である。
また、これまでの説明においては表示部２０５にタグ位置を表示している。しかしながら、ＲＦＩＤタグ３００に近づいているあるいは離れている等のＲＦＩＤタグ３００の位置に関する情報を、ユーザに音声等により通知するように構成することも可能である。
また、タグリーダ１００をドローンなどの自動機に搭載し、自動機を移動させながらタグリーダ１００により検出される位相に基づいてＲＦＩＤタグ３００の位置特定を行うように構成することも可能である。この場合、タグリーダ１００は、図１のような形状ではなく、例えば自動機への搭載に適した形状とされればよく、例えばアンテナとリーダの部分とが物理的に分離した構成とされてもよい。
また、これまでの説明においてはアンテナ１０１を移動させる例を挙げた。しかしながら、アンテナ１０１については所定の位置に固定したうえで、ベルトコンベアなどによりＲＦＩＤタグ３００側が移動するようにされた場合でも、これまでの説明と同様の手法でＲＦＩＤタグ３００の位置特定が可能である。
また、これまでの説明においては１つのＲＦＩＤタグ３００の位置を検出する場合を例に挙げている。しかしながら、これまでの説明と同様の手法を用いて、複数のＲＦＩＤタグ３００の３次元空間での位置を同時あるいは順次特定していき、特定された複数のＲＦＩＤタグ３００の位置を３次元空間のマップ上に示すように表示することも可能である。
なお、上述した実施形態におけるタグリーダ１００、携帯端末装置２００などをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータ部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムに既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であってもよく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
１００ タグリーダ、１０１ アンテナ、１０２ タグ対応通信部、１０３ 位相検出部、１０４ 携帯端末装置対応通信部、１１１ グリップ部、２００ 携帯端末装置、２０１ タグリーダ対応通信部、２０２ センサ部、２０３ 制御部、２０４ 記憶部、２０５ 表示部、２０６ 操作部、２３１ パラメータ取得部、２３２ 位置検出部、２３３ 出力部、２３４ 出力部、３００ ＲＦＩＤタグ

Claims (8)

  1. 所定の周波数による電波を用いた無線による通信を記憶媒体と行う記憶媒体対応通信部と、
    前記記憶媒体から受信される信号の位相を検出する位相検出部と、
    アンテナの位置範囲において前記記憶媒体との距離が最短となるアンテナの位置である第１位置から前記記憶媒体までの記憶媒体距離の検出に利用する距離検出パラメータとして、前記第１位置と前記アンテナの位置範囲において前記第１位置と異なるアンテナの位置である第２位置との位置関係に応じて定まる所定値を取得するパラメータ取得部と、
    前記第１位置にて前記位相検出部により検出される第１位相と、前記第２位置にて前記位相検出部により検出される第２位相と、前記パラメータ取得部により取得された距離検出パラメータとを利用して、前記記憶媒体距離を検出する位置検出部とを備え、
    前記位置検出部は、
    アンテナの移動に応じて前記位相検出部により検出される位相の変化の傾きが反転したタイミングを前記第１位置として特定する
    記憶媒体位置検出システム。
  2. 前記パラメータ取得部は、
    前記記憶媒体の位置と、前記第１位置と、前記第２位置とを頂点として、前記第１位置に対応する角が直角となる直角三角形を形成した場合の前記第１位置と前記第２位置との距離を取得する
    請求項１に記載の記憶媒体位置検出システム。
  3. 前記パラメータ取得部は、
    同じ円周の線上に位置する前記第１位置と前記第２位置とを弧の両端とした場合の中心角と、前記円周の半径とを、前記距離検出パラメータとして取得する
    請求項１に記載の記憶媒体位置検出システム。
  4. 前記位置検出部は、
    前記第１位置として特定したタイミングにおいて検出されるアンテナの方向を、前記第１位置を起点として前記記憶媒体が位置している記憶媒体方向として検出する
    請求項１から３のいずれか一項に記載の記憶媒体位置検出システム。
  5. 前記位置検出部は、
    水平方向に対応する記憶媒体方向と記憶媒体距離との検出と、垂直方向に対応する記憶媒体方向と記憶媒体距離の検出とを行う
    請求項４に記載の記憶媒体位置検出システム。
  6. 前記位置検出部により検出された記憶媒体距離と記憶媒体方向とを表示により出力する出力部をさらに備える
    請求項４または５に記載の記憶媒体位置検出システム。
  7. 前記出力部は、
    前記位置検出部が検出した、水平方向に対応する記憶媒体方向及び記憶媒体距離と、垂直方向に対応する記憶媒体方向及び記憶媒体距離とを表示により出力する
    請求項６に記載の記憶媒体位置検出システム。
  8. コンピュータを、
    所定の周波数による電波を用いた無線により記憶媒体と通信を行うアンテナの位置範囲において前記記憶媒体との距離が最短となるアンテナの位置である第１位置から前記記憶媒体までの記憶媒体距離の検出に利用する距離検出パラメータとして、前記第１位置と前記アンテナの位置範囲において前記第１位置と異なるアンテナの位置である第２位置との位置関係に応じて定まる所定値を取得するパラメータ取得部、
    前記記憶媒体から受信される信号の位相を示す情報を取得し、アンテナの移動に応じて検出される位相の変化の傾きが反転したタイミングとして特定される前記第１位置にて検出される第１位相と、前記第２位置にて検出される第２位相と、前記パラメータ取得部により取得された距離検出パラメータとを利用して、前記記憶媒体距離を検出する位置検出部、
    として機能させるためのプログラム。
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