Transcript 慶應義塾大学 2003年度 卒業論文 インターネット環境下における RFID

慶應義塾大学 2003年度 卒業論文
インターネット環境下における RFID タグを
用いた位置情報取得に関する研究
慶應義塾大学 環境情報学部
金子 紘子さん 執筆
URL
https://www.sfc.wide.ad.jp/thesis/2003/
bachelor/treasure.pdf
B4 田代 賢治
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論文の要旨
• 現代の位置情報取得システム
– 検出範囲や精度、コスト等の点で一長一短あり
– 主に自動車や船等の移動体をターゲットとしてお
り、歩行者用の位置情報取得システムは少ない
• 当論文における目的
– 歩行者向けの安価で測定範囲及び移動速度の
許容性に優れたシステム ⇒ RFIDシステムの
実現
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新しいRFIDシステム
• 従来のRFIDシステム
– リーダーと呼ばれる識別装置を空間に設置し、検
出範囲内のタグの存在を確認して、タグの位置
情報を取得する
• 当論文で提案されたシステム
– RFIDタグを空間に設置し、歩行者がRFIDリー
ダーを持って移動して、検出範囲内のタグの位置
から、リーダーの位置情報を割り出す
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RFIDシステムの概要
• 従来のシステム
• 新しいシステム
RFIDリーダーを
空間に配置
タグから発信される
電波を元に、
リーダーが
タグの位置情報を
取得する
RFIDタグを
空間に配置
タグから発信される
電波を元に、
タグの位置関係から
リーダーの位置を
割り出す
歩行者が
RFIDタグを
持って移動
※RFIDタグ
※RFID
リーダー
歩行者が
RFIDリーダーを
持って移動
RFIDシステムの特徴
• GPS等の機器に比べて安価
– 必要に応じて路上や信号機、建築物等に多数のタグを設
置することも容易
– さらに、移動速度や測定範囲も容易に拡張できる
• 歩行者や自転車への応用例
– RFIDタグの配置間隔を調節し、正確な位置を検出
– 室内において一階、二階といったZ軸表現が可能
– 移動体の通る場所にRFIDタグを任意に配置して、移動
体の位置をリアルタイムに検出 (マラソン競技等に応用)
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RFIDシステムを用いた位置測位
• MBS (韓国、ROTIS社)
– 各交差点に送信機(ロケーションビーコン)を設置
– 進入した交差点の位置情報と情報取得時刻
– ビーコンは5×5×10cm程度、車載機は10×10×5cm
程度、MBSアンテナは30×30×5cm程度
• NaviGeta (日本、ソニーコンピュータサイエンス研究
所)
– 人の履物にRFIDリーダーを取り付け、床に複数貼付され
たRFIDタグを読み取ってユーザの位置を検出する (タグ
は干渉を減らすためジグザグに配置)
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位置情報取得システムの汎用性
システ
ム
汎用性
衛星
関連
公衆
基地局
RFID
関連
GPS
Pseudol 携帯電
ite
話・PHS
ROTIS
Navi
Geta
屋外
取得可
取得可
取得可
取得可
取得可
屋内
取得
不可
取得可
取得可
取得可
取得可
精度
高
高
低
低
高
コスト
高
高
低
高
低
スケーラ
ビリティ
高
高
高
高
低
位置情報
取得範囲
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RFIDシステムのタイプ
• パッシブタイプ
– RFIDリーダーから電磁誘導により供給される電力によ
り、無電源 （電池を搭載しない）で動作する ⇒ タグ検
出距離は数十cm程度と短い
• アクティブタイプ
– RFIDタグ自体に電源を持ちリーダーの給電を待たずに
自らＩＤ信号を含んだ電波を発する ⇒ タグ検出距離は
数mから数十m
• 当論文ではアクティブタイプを使用
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本研究で用いるRFIDシステム
• RF Code 社のスパイダー・システム
– RFIDタグ
•
•
•
•
•
タイプ
送信周波数
発信間隔
電源 CR2032
電池寿命
アクティブ
303.825MHz
1.0秒
リチウムバッテリー
1.9年 (25℃において)
– RFIDリーダーは同時に最大450個までのタグを
読み取り可能
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実験方法と結果
• 実験方法：30 個のRFIDタグを一定間隔で地面に配
置
⇒ 歩行者がリーダーを持って移動してタグの検出される
様子を記録
• (結果)
– 時間 : 誤差約1秒
– 距離 : 歩行時に誤差約1m
–
: 小走りで誤差約2m
– タグを１つ以上検出した確率 : タグの間隔2m ⇒ 約100%
: タグの間隔4m ⇒ 約85%
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移動速度及びタグの間隔ごとの実験結果
移動速度及び
タグの間隔
時速4km
間隔2m
時速4km
間隔4m
時速8km
間隔2m
時速8km
間隔4m
タグの平均取
得個数
2.30
1.15
1.93
1.21
移動速度及
び
タグの間隔
時速4.8km
間隔2m
時速4.8km
間隔4m
時速9.6km
間隔2m
時速9.6km
間隔4m
誤差の平均
(m)
1.01
1.21
2.53
1.50
当論文における結論
• 当論文で述べた実験結果は本研究が目指す歩行
者ナビゲーションシステムの実現のためのインフラ
ストラクチャとしては十分な精度であったといえる
• 今後の課題
– 当論文では特定のRFIDタグのみを用いた
• タグの種類・発信間隔・電波強度等を調整しながら歩
行者用に適したタグの開発も検討
– 自転車や自動車などさまざまな移動体にRFIDシ
ステムを応用する可能性について検討
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論文発表後の反省点
• 今回の発表では、
– 「論文のテーマがネットワークから遠ざかっていた」
– 「論文の内容自体がしっかりしていなかった」
– 「発表が長くなりすぎた」
などの指摘を先輩方から頂きました。
まだまだ私は未熟なようで、お恥ずかしい限りです。
今後、精進しようと思います。