CN109581357B - 无线标签移动检测装置及无线标签移动检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供如下的结构：对于利用来自无线标签的响应波的相位差对无线标签的移动状态进行的检测，通过抑制不必要的校正，能够提高检测精度。利用通信处理部测量出的来自无线标签的响应波的相位、以及测量时刻被依次存储于存储部。而且，针对存储于存储部的各相位，计算与上次的相位之差以及与上次的测量时刻之差，作为相位差及时间差，对计算出的多个相位差中的、相对应的时间差超过时间阈值的相位差进行校正，计算对多个相位差进行累加计算得到的相位累加值，并基于计算出的相位累加值检测无线标签的移动状态。而且，根据无线标签的移动距离和移动平均速度求出相位变化π时所需的时间，上述时间阈值被设定为该所需的时间的一半。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测无线标签的移动状态的无线标签移动检测装置及无线标签移动检测方法。
背景技术
当前，作为检测无线标签的移动状态的无线标签移动检测装置的相关技术，例如，已知在下述专利文献中1中公开的标签读取器。在该标签读取器中，将成为标签检测界限的电波输出强度作为界限电波强度，并且预先准备根据标签的类型使该界限电波强度与检测距离相互对应的标签类型表，当检测到标签的情况下，根据所检测到的标签的类型，参照标签类型表，基于与界限电波强度相对应的距离，计算到标签为止的距离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-170046号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，在如上所述利用电波强度来检测无线标签的移动状态的结构中，例如，存在着在无线标签低速移动等的情况下无法准确地检测该无线标签的移动的情况。由此，为了对低速移动的无线标签的移动状态也高精度地进行检测，可以采用以下方法：计算来自无线标签的响应波的相位差，并基于对该相位差进行累加计算获得的相位累加值，来检测该无线标签的移动状态。
以这种方式利用来自无线标签的响应波的相位差来检测无线标签的移动状态时，由于周围环境的影响等，可能会产生无法接收响应波的时间段。这种情况下，由于相位的旋转(混叠)，下一次测量的相位可能会偏移±π(180°)，如果利用对根据这样产生了偏移的相位计算出的相位差进行累加计算得到的相位累加值，则无线标签的移动状态被错误地检测。因此，需要校正产生了偏移的相位，但是因为无法准确把握哪个相位如何偏移，所以如果正确的相位也被校正，则存在由于该校正使无线标签的移动状态被错误地检测的问题。
本发明是为解决上述技术问题而做出的，其目的在于提供一种结构，对于利用来自无线标签的响应波的相位差对无线标签的移动状态进行的检测，通过抑制不必要的校正，能够提高检测精度。
用于解决技术问题的技术手段
为了实现上述目的，第一技术方案的发明是一种无线标签移动检测装置(10)，检测无线标签(30)的移动状态，其特征在于，具备：相位测量部(11、13)，测量来自所述无线标签的响应波的相位
存储部(12)，通过所述相位测量部测量出的相位与测量到该相位的测量时刻(t)一起被依次存储于所述存储部中；第一计算部(11)，针对存储于所述存储部的各相位，计算与上次的相位之差以及与上次的测量时刻之差，作为相位差/>
及时间差(Δt)；第二计算部(11)，对通过所述第一计算部计算出的多个所述相位差中的、相对应的所述时间差超过规定阈值(tsa)的相位差进行校正，计算对所述多个所述相位差进行累加计算得到的相位累加值/>
以及检测部(11)，基于通过所述第二计算部计算出的所述相位累加值，检测所述无线标签的移动状态；根据所述无线标签的移动距离和移动平均速度，求出通过所述相位测量部测量的相位变化π时所需的时间，所述规定阈值被设定为所述所需的时间的一半以下。
此外，上述括号内的附图标记用于表示与后述实施方式中描述的具体的单元的对应关系。
另外，与第一技术方案同样地，根据第七技术方案，提供一种无线标签移动检测方法，在具备测量来自无线标签的响应波的相位的相位测量部、以及存储部的装置中，检测所述无线标签的移动状态，通过所述相位测量部测量出的相位与测量到该相位的测量时刻一起被依次存储于所述存储部中，其特征在于，具有：第一计算步骤，针对存储于所述存储部的各相位，计算与上次的相位之差以及与上次的测量时刻之差，作为相位差及时间差；第二计算步骤，对通过所述第一计算步骤计算出的多个所述相位差中的、相对应的所述时间差超过规定阈值的相位差进行校正，计算对所述多个所述相位差进行累加计算得到的相位累加值；以及检测步骤，基于通过所述第二计算步骤计算出的所述相位累加值，检测所述无线标签的移动状态；根据所述无线标签的移动距离和移动平均速度，求出通过所述相位测量部测量的相位变化π时所需的时间，所述规定阈值被设定为所述所需的时间的一半以下。
发明效果
在第一技术方案的发明中，通过相位测量部测量出的来自无线标签的响应波的相位以及测量时刻被依次存储于存储部中。而且，针对存储于存储部的各相位，通过第一计算部计算与上次的相位之差以及与上次的测量时刻之差，作为相位差及时间差，对计算出的多个相位差中的、相对应的时间差超过规定阈值的相位差进行校正，通过第二计算部计算对多个相位差进行累加计算得到的相位累加值，并且通过检测部基于计算出的相位累加值检测无线标签的移动状态。而且，根据无线标签的移动距离和移动平均速度，求出通过相位测量部测量的相位变化π时所需的时间，所述规定阈值被设定为该所需的时间的一半以下。
该功能在第七技术方案的发明中也是相同的。
根据采样定理，如果能够以成为上述所需的时间的一半周期以下的时间差来计测相位，则可以判断为没有产生相位旋转(混叠)。即，时间差为规定阈值以下的相位差能够被判断为没有产生相位旋转并且没有相位偏移，其中该规定阈值被设定为上述所需的时间的一半周期以下，因此，通过将能够以这种方式判断为没有相位偏移的相位差设为非校正对象，能够抑制不必要的校正。因此，对于利用来自无线标签的响应波的相位差对无线标签的移动状态进行的检测，通过抑制不必要的校正，能够提高检测精度。
在第二技术方案的发明中，在第二计算部中，能够根据时间差为规定阈值以下的相位差以及相对应的时间差来计算速度，通过第一计算部计算出的多个相位差中的、相对应的时间差超过上述规定阈值、但根据时刻接近的两个以上的相位差计算出的速度的平均值为规定速度阈值以下的相位差，成为非校正对象。
根据时间差为上述规定阈值以下的相位差计算出的速度可以被判断为是可靠的数值，在这种可靠的多个速度的平均值较低的情况下，可以判断为无线标签低速移动或停止。因此，通过根据无线标签低速移动时的速度来设定上述规定速度阈值，由此，根据时刻接近的两个以上的相位差计算出的速度的平均值为上述规定速度阈值以下的相位差也视为无线标签低速移动或停止，可判断为没有产生相位偏移，将其设为非校正对象，由此抑制不必要的校正，能够进一步提高检测精度。
在第三技术方案的发明中，在第二计算部中，能够根据时间差为规定阈值以下的相位差以及相对应的时间差来计算速度，通过第一计算部计算出的多个相位差中的、相对应的时间差超过上述规定阈值、但根据先前测量并且时刻最接近的相位差计算出的速度的符号与根据之后测量并且时刻最接近的相位差计算出的速度的符号互不相同的相位差，成为非校正对象。
根据时间差为上述规定阈值以下的相位差计算出的速度可以被判断为是可靠的数值，在这种可靠的速度的符号不同的情况下，是无线标签即将转换方向前或刚刚转换方向后，可以判断为是即将停止前或刚刚停止后。因此，对于根据先前测量并且时刻最接近的相位差计算出的速度的符号、与根据之后测量并且时刻最接近的相位差计算出的速度的符号互不相同的相位差，也可以判断为是无线标签即将停止前或刚刚停止后，所以速度低，没有产生相位偏移，将其设为非校正对象来抑制不必要的校正，能够进一步提高检测精度。
如第四技术方案、第六技术方案的发明所示，第二计算部可以对成为校正对象的相位差进行如下校正，并计算相位累加值，即，使基于相位差以及相对应的时间差计算出的速度接近基于上次的相位差以及相对应的时间差计算出的上次的速度。
在第五技术方案的发明中，在第二计算部中，通过第一计算部计算出的多个相位差中的、相对应的时间差超过上述规定阈值但相对应的时间差为第二阈值以上的相位差成为非校正对象，其中所述第二阈值被设定为大于上述规定阈值。
如果时间差稍微超过上述规定阈值，则根据上次的相位差计算出的速度与根据本次的相位差计算出的速度之差较小，能够基于速度进行校正，但是，当时间差为第二阈值以上而大幅超过上述规定阈值时，根据上次的相位差计算出的上次的速度与根据本次的相位差计算出的本次的速度之差变大，有可能基于速度的校正精度变差。因此，通过将相对应的时间差为上述第二阈值以上的相位差设为非校正对象，能够防止基于可靠性低的速度进行校正，抑制检测精度的降低。
附图说明
图1是示出第一实施方式的搬运管理系统的概略结构的说明图。
图2是例示标签读取器的电气结构的框图。
图3是例示无线标签的电气结构的框图。
图4是例示管理装置的电气结构的框图。
图5的(A)是对基于未校正的相位差测量的无线标签的移动状态与无线标签的实际移动状态进行比较的说明图，图5的(B)是对基于利用速度进行校正后的相位差测量的无线标签的移动状态与无线标签的实际移动状态进行比较的说明图。
图6的(A)是说明根据密集的相位差计算出的距离与根据校正前的稀疏的相位差计算出的距离的分布状态的说明图，图6的(B)是说明根据密集的相位差计算出的速度与根据校正前的稀疏的相位差计算出的速度的分布状态的说明图，图6的(C)是示出根据图6的(B)中成为非校正对象的稀疏的相位差计算出的速度的说明图。
图7的(A)是说明检测到正在移动的无线标签时，根据密集的相位差计算出的速度与根据校正前的稀疏的相位差计算出的速度的分布状态的说明图，图7的(B)是示出根据图7的(A)中成为非校正对象的稀疏的相位差计算出的速度的说明图。
图8的(A)是说明检测到停止的无线标签时，根据密集的相位差计算出的速度与根据校正前的稀疏的相位差计算出的速度的分布状态的说明图，图8的(B)是示出根据图8的(A)中成为非校正对象的稀疏的相位差计算出的速度的说明图。
图9是例示由标签读取器的控制部执行的标签检测处理流程的流程图。
图10是说明校正前的相位累加值的时间变化的说明图。
附图标记说明
1…搬运管理系统
10…标签读取器(无线标签移动检测装置)
11…控制部(相位测量部、第一计算部、第二计算部、检测部)
12…存储部
13…通信处理部(相位测量部)
30…无线标签
t…测量时间
tsa…时间阈值(规定阈值)
tlim…时间阈值(第二阈值)
v…速度
vmin…速度阈值(规定速度阈值)
Δt…时间差
具体实施方式
[第一实施方式]
下面，参照附图，对实现具备本发明的标签读取器的搬运管理系统的第一实施方式进行说明。
图1所示的搬运管理系统1被构成为以下系统：通过发挥作为无线标签移动检测装置的功能的标签读取器10进行检测，对附着有无线标签30的搬运品P的移动状态等进行管理，其中该无线标签移动检测装置检测附着在产品等搬运品P上的RF标签等的无线标签30的移动状态。如图1所示，该搬运管理系统1具备：标签读取器10，配置在附着有无线标签30的搬运品P被搬运的搬运路径中，并读取无线标签30；以及管理装置20，利用该标签读取器10的读取结果等进行与搬运品P有关的管理。
标签读取器10例如由公知的RF标签读取器构成，如图1例示，设置在设于搬运路径中的闸门上，并且被构成为将从无线标签30读取的信息以及与无线标签30的移动状态相关的信息等输出到管理装置20。
如图2所示，标签读取器10的硬件结构具备控制部11、存储部12、通信处理部13、天线14及外部接口15等。作为一例，控制部11是以公知的微型计算机为主体构成的计算机，并具有CPU、系统总线、输入输出接口等，并且与由半导体存储器等构成的存储部12一起构成信息处理装置。
另外，如图2所示，通信处理部13具备发送电路13b、接收电路13c等。发送电路13b例如由载波振荡器、编码部、调制部及放大器等构成。载波振荡器输出规定频率的载波(carrier)，编码部连接到控制部11，对由控制部11输出的发送数据进行编码并将其输出到调制部。来自载波振荡器的载波(carrier)以及来自编码部的发送数据被输入到调制部，该调制部对于由载波振荡器输出的载波(carrier)，生成在向通信对象发送指令时通过由编码部输出的编码后的发送编码(调制信号)进行ASK(Amplitude Shift Keying：移幅键控)调制后的被调制信号，并且输出到放大器。另外，放大器以设定的放大率放大输入信号(被调制部调制后的被调制信号)，并且该放大信号被作为发送信号输出到天线14。
另外，接收电路13c的输入端子连接到天线14，由天线14接收的相当于来自无线标签30的响应波的电波信号(接收信号)被输入到接收电路13c。接收电路13c例如由放大器、解调部等构成，并通过放大器放大由天线14接收的接收信号，并且通过解调部解调该放大信号。进而，将与该解调后的信号波形相当的信号作为接收数据输出到控制部11。以这种方式接收到的无线标签30的响应波的相位通过控制部11与其测量时刻(接收时刻)建立关联，并且依次存储于存储部12。此外，控制部11及通信处理部13可以相当于“相位测量部”的一例。
另外，外部接口15被构成为用于与管理装置20等外部设备之间进行数据通信的接口，并且构成为与控制部11协作进行通信处理。
这里，参照图3，对成为标签读取器10的读取对象的无线标签30的电气结构进行说明。
如图3所示，无线标签30由天线31、电源电路32、解调电路33、控制电路34、存储器35、调制电路36等构成。电源电路32对经由天线31接收的来自标签读取器10的发送信号(载波信号)进行整流、平滑化以生成动作用电源，并且将该动作用电源供给到以控制电路34为首的各构成要素。
另外，解调电路33对叠加于发送信号(载波信号)的数据进行解调，并将其输出到控制电路34。存储器35由ROM(Read-Only Memory：只读存储器)、EPROM(ErasableProgrammable Read Only Memory：可擦除可编程只读存储器)等各种半导体存储器构成，并且存储有控制程序、用于识别无线标签30的识别信息(标签ID)或者与无线标签30的用途相对应的数据等。控制电路34被构成为从存储器35中读出上述信息和数据，并将其作为发送数据输出到调制电路36，调制电路36被构成为利用该发送数据对响应信号(载波信号)进行负载调制，并将其作为响应波从天线31发送出去。作为一例，也可以构成为，在该控制电路34中也集成有以CPU为中心的公知的计算机，并且在功能上执行上述输入输出处理。此外，在图2和图3中，列举了标签读取器10和无线标签30的电气结构的一例，但只要是能够以电磁波为介质进行无线通信的结构，则也可以使用其他的公知的电气结构。
接着，对管理装置20的结构进行说明。
管理装置20作为利用从标签读取器10获取的各无线标签30的读取结果以及从外部获取的信息对搬运品P的搬运状态等进行管理的装置发挥其功能。该管理装置20例如被构成为计算机，如图4所示，具备：具有CPU等的控制部21；被构成为液晶显示器等的显示部22；由ROM、RAM、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等构成的存储部23；被构成为鼠标或键盘等的操作部24；构成为用于与标签读取器10或上位设备等外部设备之间进行数据通信的通信接口的通信部25等。
接着，对使用标签读取器10检测无线标签30的移动状态时由控制部11进行的标签检测处理进行详细说明。
本实施方式的标签读取器10为了对正在以低速移动的无线标签30也准确地检测该无线标签30的移动状态，利用来自无线标签30的响应波的相位差，检测无线标签30的移动状态。具体地，通过由控制部11另外进行的测量处理，将利用通信处理部13在规定时间内测量出的来自无线标签30的响应波的相位
与其测量时刻(接收时刻)t建立关联，并存储于存储部12。而且，在由控制部11进行的标签检测处理中，读出存储于存储部12的响应波的相位/>
以及其测量时刻t，根据对基于这些相位/>
计算出的相位差/>
进行累加计算得到的相位累加值/>
来测量到无线标签30为止的距离，由此，检测该无线标签30的移动状态。
如上所述，当从无线标签30接收响应波时，由于搬运路径周围的反射物等的周围环境，有可能产生不能再从原先可连续进行接收的无线标签30接收响应波的时间段。如果产生这样的时间段，则由于相位旋转(混叠)，下一次测量的相位有可能偏移±π(180°)，需要校正该相位偏移并对相位差进行累加计算。这是因为，例如，即使是无线标签30实际上正在移动的情况，如果由于相位旋转产生的相位偏移导致相位差变小，则有可能也错误地检测为无线标签30已停止。
如果在不校正由相位旋转产生的相位偏移的情况下，基于对该相位差进行累加计算而获得的相位累加值来计算到无线标签30为止的距离，则例如如图5的(A)所示，相对于无线标签30的实际移动状态(参照图5的附图标记Sa1)，在产生了相位偏移的时刻ta1、ta2，所测量的无线标签30的移动状态(参照图5的附图标记Sa2)从上次的测量时刻急剧变化。
因此，将以微小时间对相位进行测量，因而无线标签30的移动速度没有大幅变化作为前提，考虑到相位偏移±π(rad)的可能性，校正为相位未偏移的情况下的速度、相位偏移+π的情况下的速度以及相位偏移-π的情况下的速度这三个速度中的、与上次测量到的相位处的速度最接近的相位。即，第i个相位累加值
可以基于相位差/>
通过下式(1)计算。此外，a[i]作为混叠判定系数，在无需进行后述校正的情况下设定为0，在以相位偏移+π为前提需要进行校正的情况下设定为+1，在以相位偏移-π为前提需要进行校正的情况下设定为-1。
而且，第i个速度v[i]可以基于根据相位差
和传播常数β计算出的距离变位Δl[i]以及时间差Δt[i]，通过下式(2)计算。/>
此外，传播常数β可以基于根据电磁波的通信频率f和光速c计算出的波长λ(＝c/f)，通过下式(3)计算。
β＝2π/λ…(3)
由此，对图5的(A)的时刻ta1处的相位偏移进行校正，并且对相位差进行累加计算，进一步，对时刻ta2处的相位偏移进行校正并且对相位差进行累加计算，由此，校正为如图5的(B)所例示的那样，并且校正为使测量出的无线标签30的移动状态Sa2接近无线标签30的实际移动状态Sa1。
对此，在对所有的相位如上所述那样进行校正的处理中，例如，在无线标签30停止的情况下或多或少产生相位的时间变化时，有可能以正确的相位差被错误地校正的方式计算出相位累加值。
由此，在本实施方式的标签检测处理中，判断校正必要性，从而不以所有的相位为校正对象，不校正可靠的相位，由此提高关于无线标签30的检测精度。具体地，作为第一校正必要性判断方法，根据可判断为没有产生相位旋转(混叠)的时间差来计算规定阈值，并且将与该规定阈值以下的时间差相对应的相位差设为非校正对象。此外，在本实施方式中，将与上述规定阈值以下的时间差相对应的相位差作为密集的相位差，将与超过上述规定阈值的时间差相对应的相位差作为稀疏的相位差进行说明。
具体地，在本实施方式中，上述规定阈值(以下也称作时间阈值tsa[i])以如下方式设定。
假设无线标签30的第i个附近的平均速度v(ave)，关于无线标签30，将横轴是无线标签30的移动距离而纵轴是相位的波形的伪频率设为f(＝1/(λ/v))，由于是往返通信，因此，以平均速度v(ave)/2移动相位变化π(180°)时的无线标签30的移动距离λ/4时，所需的时间为λ/{2×v(ave)}。此外，可以根据基于时刻接近的密集的相位差计算出的速度、以及基于时刻接近的稀疏的相位差计算并且可靠性高的速度的平均值，来计算平均速度v(ave)，作为无线标签30的移动平均速度。
而且，根据采样定理，如果能够以上述所需的时间的一半周期以下的时间差计测相位，则由于所测量的相位相对于上次测量的相位也不会偏移±π(rad)，因此可以判断为没有产生相位旋转。因此，可以通过下式(4)，求出可判断为没有产生相位旋转的时间差、即时间阈值tsa[i]，并将与该时间阈值tsa[i]以下的时间差Δt[i]相对应的相位差
设为非校正对象。
tsa[i]＝λ/{2×v(ave)}/2
＝λ/{4×v(ave)}…(4)
但是，时间阈值tsa[i]的初始值需要设定为预先设想的最高速度，如上所述，对于附着在搬运品P上的无线标签30，其被设定为搬运品P的搬运限制速度。例如，对搬运品P进行搬运的叉车的搬运限制速度为6km/h(1.67m/s)，通信频率f为920MHz，波长λ为0.32m时，时间阈值tsa[i]的初始值如下式(5)所示进行设定。
tsa[i]＝0.32/{4×(2×1.67)}
＝24ms…(5)
另外，作为第二校正必要性判断方法，即使是上述稀疏的相位差，将根据相对于该稀疏的相位差时刻接近的密集的相位差计算出的平均速度v(ave)为规定速度阈值vmin以下的稀疏的相位差，设为非校正对象。这是因为，根据密集的相位差计算出的速度可以判断为是可靠的数值，在这种可靠的多个速度的平均值较低的情况下，可以判断为无线标签30低速移动或者停止。
因此，在本实施方式中，根据无线标签30低速移动时的速度来设定上述规定速度阈值vmin，由此，对于根据时刻接近的两个以上的密集的相位差计算出的、平均速度v(ave)为上述规定速度阈值vmin以下的稀疏的相位差，也判断为由于无线标签30低速移动或停止而不存在相位偏移，可靠性高，并将其设为非校正对象。
例如，在根据密集的相位差计算出的距离(参照图6的黑圈)与根据校正前的稀疏的相位差计算出的距离(参照图6的白圈)被计算为图6的(A)所例示的那样的情况下，根据各相位差计算出的速度被计算为如图6的(B)所例示的那样。这种情况下，在根据稀疏的相位差计算速度的时刻tb2、tb3、tb4之前和之后的时刻tb1、tb5，根据密集的相位差分别计算出的速度vb1、vb5的平均值、即平均速度v(ave)为上述规定速度阈值vmin以下，由此，判断为由于无线标签30低速移动或停止而没有产生相位偏移，时刻tb2、tb3、tb4的稀疏的相位差也成为非校正对象(参照图6的(C)的标出有阴影的圈)。此外，图6的(A)的虚线Sb1示出了无线标签30的实际移动状态，图6的(B)及图6的(C)的虚线Sb2示出了无线标签30的实际的速度的变化状态。
再有，作为第三校正必要性判断方法，即使是上述稀疏的相位差，将根据先前测量并且时刻最接近的密集的相位差计算出的速度的符号、与根据之后测量并且时刻最接近的密集的相位差计算出的速度的符号互不相同的稀疏的相位差，设为非校正对象。在根据可靠的密集的相位差计算出的速度的符号不同的情况下，是无线标签30即将转换方向前或刚刚方向转换后，可以判断为是即将停止前或刚刚停止后。
因此，在本实施方式中，对于根据先前测量并且时刻最接近的密集的相位差计算出的速度的符号、与根据之后测量并且时刻最接近的密集的相位差计算出的速度的符号互不相同的稀疏的相位差，也判断为是无线标签30即将停止前或刚刚停止后，所以速度低，没有产生相位偏移，可靠性高，将其设为非校正对象。
例如，设想如下的情况：当检测到正在移动的无线标签30时，根据密集的相位差计算出的速度(参照图7的黑圈)与根据校正前的稀疏的相位差计算出的速度(参照图7的白圈)被计算为如图7的(A)所例示的那样。这种情况下，在根据稀疏的相位差计算速度的时刻tc2、tc3、tc4之前和之后的时刻tc1、tc5，根据密集的相位差分别计算出的速度vc1的符号与速度vc5的符号互不相同，由此，判断为是无线标签30即将停止前或刚刚停止后，所以速度低，没有产生相位偏移，时刻tc2、tc3、tc4的稀疏的相位差也成为非校正对象(参照图7的(B)的标出有阴影的圈)。此外，图7的(A)及图7的(B)的虚线Sc示出了无线标签30的实际的速度的变化状态。
另外，例如，设想如下的情况：当检测到停止的无线标签30时，根据密集的相位差计算出的速度(参照图8的黑圈)和根据校正前的稀疏的相位差计算出的速度(参照图8的白圈)被计算为如图8的(A)所例示的那样。这种情况下，即使根据基于稀疏的相位差计算速度的时刻td1～td7的各时刻之前和之后的时刻处的、密集的相位差分别计算出的速度的符号互不相同，时刻td1～td7的稀疏的相位差也同样地成为非校正对象(参照图8的(B)的标出有阴影的圈)。
再有，作为第四校正必要性判断方法，将多个稀疏的相位差中的、相对应的时间差为第二阈值以上的相位差设为非校正对象，该第二阈值被设定为大于上述规定阈值。这是因为，如果时间差稍微超过上述规定阈值，则根据上次的密集的相位差计算出的速度与根据本次的稀疏的相位差计算出的速度之差较小，能够基于速度进行校正，但是，当时间差为第二阈值以上而大幅超过上述规定阈值时，根据上次的密集的相位差计算出的上次的速度与根据本次的稀疏的相位差计算出的本次的速度之差变大，有可能基于速度的校正精度变差。
因此，在本实施方式中，通过将相对应的时间差为上述第二阈值以上的稀疏的相位差设为非校正对象，来防止基于可靠性低的速度进行校正。在本实施方式中，通过将上述第二阈值设为时间阈值tlim[i]，例如设定为时间阈值tsa[i]的2倍，由此将时间差Δt[i]超过1个周期的稀疏的相位差设为非校正对象。
接着，参照图9的流程图，对采用了上述各校正必要性判断方法的标签检测处理进行详细说明。在以下的说明中，将详细说明通过由控制部11另外进行的上述测量处理，在校正前计算如图10所例示的相位累加值的情况。此外，在图10中，密集的相位差也用黑圈表示，稀疏的相位差也用白圈表示。
当通过控制部11开始标签检测处理时，从存储部12中读出第i个相位
以及其测量时刻t[i](图9的步骤S101)，并且计算出相位差/>
和时间差Δt[i](步骤S103)。尤其是，转换(校正)相位差/>
使其变为-π/2至+π/2之间的值。此外，计算相位差
和时间差Δt[i]的控制部11可以相当于“第一计算部”的一例。
然后，执行步骤S105的判定处理，判定时间差Δt[i]是否为如上所述那样计算出的时间阈值tsa[i]以下。在此，由于如图10的时刻t1～t6所示，没有产生不能接收来自无线标签30的响应波的时间段，连续地测量了相位，因此，当时间差Δt[i]为时间阈值tsa[i]以下时(步骤S105，“是”)，视为计算出密集的相位差，基于通过上式(2)如上所述那样计算出的相位差
[i]及时间差Δt[i]等，计算速度v[i](步骤S107)。然后，混叠判定系数a[i]设定为0，基于上式(1)计算出相位累加值/>
时(步骤S109)，将这些相位累加值
速度v[i]及混叠判定系数a[i]存储于存储部12(步骤S111)。
然后，在步骤S113的判定处理中，判定上次的时间差Δt[i-1]是否为时间阈值tsa[i]以下。在此，由于如图10的时刻t1～t6那样分别计算出密集的相位差，因此，当上次的时间差Δt[i-1]为时间阈值tsa[i]以下时(步骤S113，“是”)，视为连续地计算出密集的相位差，相位差
为可靠的值，被设为非校正对象。而且，将根据在上述规定时间内测量出的相位/>
计算出的所有相位差的测量个数设为n时，在尚未对第n个计算相位累加值
等的情况下(步骤S143，“否”)，使i递增(i＝i+1)(步骤S145)，从上述步骤S101起执行处理。
然后，从存储部12中读出图10中第7个(i＝7)相位
以及其时刻t[i]时(步骤S101)，计算相位差/>
与时间差Δt[i](步骤S103)，时间差Δt[i]超过时间阈值tsa[i](步骤S105，“否”)，判断为计算出稀疏的相位差。然后，在步骤S115的判定处理中，判定上次的时间差Δt[i-1]是否超过时间阈值tsa[i]。在此，由于上次的时刻t6处的时间差Δt[i-1]为时间阈值tsa[i]以下(步骤S115，“否”)，判断为是稀疏的相位差的起始时，使j递增(j＝j+1)(步骤S117)，j表示划分出了稀疏的相位差被计算出的区间与密集的相位差被计算出的区间时的、稀疏的相位差被计算出的区间。而且，该开始时刻te[j]设定为与时刻t[i](在本例中i＝7)相等，并存储于存储部12(步骤S119)。
然后，在步骤S121的判定处理中，对平均速度v(ave)是否为上述规定速度阈值vmin以下进行判定，平均速度v(ave)是根据时刻接近的两个以上的密集的相位差
计算出的速度的平均值。在本实施方式中，平均速度v(ave)被计算为判断出是稀疏的相位差的起始时根据一个之前密集的相位差/>
计算出的速度、与根据两个之前的密集的相位差/>
计算出的速度之平均值。在如上述那样判断为时刻t7处的相位差
是稀疏的相位差的起始的情况下，平均速度v(ave)被计算为上次的时刻t6处的速度v[i-1]与两个之前的时刻t5处的速度v[i-2]之平均值。而且，如果以这种方式计算出的平均速度v(ave)为上述规定速度阈值vmin以下时(步骤S121，“是”)，则判断为由于无线标签30低速移动或停止而没有产生相位偏移，可靠性高，将其设为非校正对象。此外，如果平均速度v(ave)超过上述规定速度阈值vmin(步骤S121，“否”)，则执行后述的步骤S129之后的处理。
以这种方式设为非校正对象时，基于相位差
和时间差Δt[i]等计算速度v[i](步骤S123)，混叠判定系数a[i]设定为0，基于上式(1)计算出相位累加值/>
时(步骤S125)，将这些相位累加值/>
速度v[i]及混叠判定系数a[i]存储于存储部12(步骤S127)。而且，由于尚未对第n个计算相位累加值/>
等(步骤S143，“否”)，因此使i递增(i＝i+1)(步骤S145)，从上述步骤S101起执行处理。
然后，从存储部12中读出图10中第8个(i＝8)相位
及其时刻t[i]时(步骤S101)，计算出相位差/>
与时间差Δt[i](步骤S103)，时间差Δt[i]超过时间阈值tsa[i](步骤S105，“否”)，判断为计算出稀疏的相位差。而且，上次的时刻t7处的时间差Δt[i-1]也超过时间阈值tsa[i](步骤S115，“是”)，判断为稀疏的相位差是连续的时，执行步骤S129的判定处理，判定时间差Δt[i]是否为如上述那样计算出的时间阈值tlim[i]以上。
在此，如果时间差Δt[i]小于时间阈值tlim[i](步骤S129，“否”)，则判断为能够利用速度进行校正，计算出速度v[i]后(步骤S131)，执行步骤S133的处理。在该处理中，如使用图5所说明的那样，考虑到相位偏移±π的可能性，校正为相位未偏移的情况下的速度、相位偏移+π的情况下的速度以及相位偏移-π的情况下的速度这三个速度中的、与上次测量的相位处的速度最接近的相位。而且，基于上式(1)，以根据该校正来校正相位差的方式，计算相位累加值
此外，在上述步骤S133和上述步骤S109等中，计算相位累加值
的控制部11可以相当于“第二计算部”的一例。
此时，混叠判定系数a[i]在相位未偏移的情况下设定为a[i]＝0，在以相位偏移+π为前提需要进行校正的情况下设定为a[i]＝+1，在以相位偏移-π为前提需要进行校正的情况下设定为a[i]＝-1。而且，这些相位累加值
速度v[i]及混叠判定系数a[i]存储于存储部12(步骤S135)。而且，由于尚未对第n个计算相位累加值/>
等(步骤S143，“否”)，因此使i递增(i＝i+1)(步骤S145)，从上述步骤S101起执行处理。
然后，对于图10中第9个(i＝9)相位差
与作为相同的稀疏的相位差的第8个相位差同样地，计算并存储相位累加值/>
等。
然后，从存储部12中读出图10中第10个(i＝10)相位
及其时刻t[i]时(步骤S101)，计算相位差/>
与时间差Δt[i](步骤S103)，时间差Δt[i]为时间阈值tsa[i]以下(步骤S105，“是”)，判断为计算出密集的相位差。然后，混叠判定系数设定为a[i]＝0，计算速度v[i]及相位累加值/>
(步骤S107、S109)，并且存储于存储部12(步骤S111)。
然后，在步骤S113的判定处理中，判定上次的时间差Δt[i-1]是否为时间阈值tsa[i]以下，由于上次的时刻t9处的时间差Δt[i-1]超过了时间阈值tsa[i]，因而判定为“否”。
这种情况下，判断为是密集的相位差的起始，在步骤S137的判定处理中，判定平均速度v(ave)是否为上述规定速度阈值vmin以下，平均速度v(ave)是如上述那样计算出的速度v[i]与先前根据时刻接近的密集的相位差计算出的速度之平均值。在图10的例子中，以i＝10为前提，将平均速度v(ave)计算为速度v[i]与速度v[i-4]之平均值。而且，如果以这种方式计算出的平均速度v(ave)为上述规定速度阈值vmin以下(步骤S137，“是”)，则判断为由于无线标签30低速移动或停止，因而不产生相位偏移，可靠性高，执行步骤S141所示的校正无效化处理。
在该处理中，使得先前对直至时刻接近的密集的相位差为止的稀疏的相位差执行的校正处理无效化，变为代替上述步骤S131之后的处理而执行了上述步骤S123之后的处理的状态。在图10的例子中，如果针对i＝7～9校正了相位累加值
等，则使这些校正无效化，并执行上述步骤S123之后的处理。
另外，即使在平均速度v(ave)超过上述规定速度阈值vmin的情况下(步骤S137，“否”)，也在步骤S139的判定处理中，判定如上述那样计算出的速度v[i]的符号与先前根据时刻接近的密集的相位差计算出的速度的符号是否互不相同。在图10的例子中，以i＝10为前提，判定速度v[i]的符号与速度v[i-4]的符号是否不同。在此，如图7及图8所示，如果两个速度的符号不同(步骤S139，“是”)，则是无线标签30即将转换方向前或刚刚转换方向后，判断为是即将停止前或刚刚停止后，因而没有产生相位偏移，可靠性高，执行上述步骤S141的处理。
另一方面，如果如上述那样计算出的速度v[i]与先前根据时刻接近的密集的相位差计算出的速度的平均值、即平均速度v(ave)超过上述规定速度阈值vmin(步骤S137，“否”)，并且两个速度的符号一致(步骤S139，“否”)，则设为校正对象，执行上述步骤S143之后的处理，而不执行上述校正无效化处理。
然后，对于图10中的第11个(i＝11)相位差
与作为相同的密集的相位差的第10个相位差同样地，计算并存储相位累加值/>
等。另外，对于图10中的第12个(i＝12)相位差/>
与作为相同的稀疏的相位差的起始的第7个相位差同样地，计算并存储相位累加值/>
等。
然后，从存储部12中读出图10中第13个(i＝13)相位
及其时刻t[i]时(步骤S101)，计算相位差/>
与时间差Δt[i](步骤S103)，时间差Δt[i]超过时间阈值tsa[i](步骤S105，“否”)，判断为计算出稀疏的相位差。然后，在步骤S115的判定处理中，由于上次的时刻t11处的时间差Δt[i-1]超过了时间阈值tsa[i](步骤S115，“是”)，所以在步骤S129的判定处理中判定时间差Δt[i]是否为如上述那样计算出的时间阈值tlim[i]以上。
在此，如果时间差Δt[i]为时间阈值tlim[i]以上(步骤S129，“是”)，则根据上次的密集的相位差计算出的上次的速度与根据本次的稀疏的相位差计算出的本次的速度之差变大。在这种情况下，为了防止基于可靠性低的速度进行校正，将其设为非校正对象，执行上述步骤S123之后的处理，而不执行上述步骤S131之后的处理。
而且，如果直至最后测量的第n个为止计算出相位累加值
等(步骤S143，“是”)，则执行步骤S147所示的检测处理，并基于以这种方式计算出的相位累加值
检测无线标签30的移动状态。以这种方式检测到的与无线标签30的移动状态相关的检测数据经由外部接口15发送到管理装置20。此外，执行上述检测处理的控制部11可以相当于“检测部”的一例。
如上所述，在本实施方式的标签读取器10中，利用通信处理部13测量出的来自无线标签30的响应波的相位
及测量时刻t[i]被依次存储于存储部12。而且，针对存储于存储部12的各相位/>
计算与上次的相位之差以及与上次的测量时刻之差，作为相位差/>
及时间差Δt[i](步骤S103)，校正计算出的多个相位差/>
中的、相对应的时间差Δt[i]超过时间阈值tsa[i]的相位差(步骤S115，“是”)，计算对多个相位差
进行累加计算得到的相位累加值/>
(步骤S133等)，并基于计算出的相位累加值/>
检测无线标签30的移动状态(步骤S147)。而且，根据无线标签30的移动距离λ/4和移动平均速度v(ave)/2求出相位变化π时所需的时间，上述时间阈值tsa[i]设定为该所需的时间的一半、即λ/{4×v(ave)}。
根据采样定理，如果能够以上述所需的时间的一半周期以下的时间差来计测相位，则可以判断为没有产生相位旋转(混叠)。即，对于时间差Δt[i]为时间阈值tsa[i]以下的相位差
可判断为没有产生相位旋转，也没有相位偏移，因此，将能够以这种方式判断为没有相位偏移的相位差/>
设为非校正对象，从而能够抑制不必要的校正，其中时间阈值tsa[i]设定为上述所需的时间的一半的周期以下。因此，对于利用来自无线标签30的响应波的相位差/>
对无线标签30的移动状态进行的检测，通过抑制不必要的校正，能够提高检测精度。此外，时间阈值tsa[i]不限于设定为上述所需的时间的一半、即λ/{4×v(ave)}，也可以根据周围环境等设定为小于λ/{4×v(ave)}。
另外，如上述的第二校正必要性判断方法那样，能够基于时间差Δt[i]为时间阈值tsa[i]以下的相位差
以及相对应的时间差Δt[i]来计算速度v[i]，在上述步骤S103中计算出的多个相位差/>
中的、相对应的时间差Δt[i]超过上述时间阈值tsa[i]、但根据时刻接近的两个以上的相位差计算出的平均速度v(ave)为规定速度阈值vmin以下的相位差，成为非校正对象。
因此，通过根据无线标签30低速移动时的速度设定上述规定速度阈值vmin，对于根据时刻接近的两个以上的相位差计算出的平均速度v(ave)为上述规定速度阈值vmin以下的相位差
也视为无线标签30低速移动或停止，可判断为没有产生相位偏移，通过将其设为非校正对象来抑制不必要的校正，能够进一步提高检测精度。
再有，如上述的第三校正必要性判断方法那样，能够基于时间差Δt[i]为时间阈值tsa[i]以下的相位差
以及相对应的时间差Δt[i]来计算速度v[i]，在上述步骤S103中计算出的多个相位差/>
中的、相对应的时间差Δt[i]超过上述时间阈值tsa[i]、但根据先前测量并且时刻最接近的相位差计算出的速度的符号与根据之后测量并且时刻最接近的相位差计算出的速度的符号互不相同的相位差，成为非校正对象。
因此，对于根据先前测量并且时刻最接近的相位差计算出的速度的符号、与根据之后测量并且时刻最接近的相位差计算出的速度的符号互不相同的相位差
也可以判断为是无线标签30即将停止前或刚刚停止后，所以速度低，没有产生相位偏移，通过将其设为非校正对象来抑制不必要的校正，能够进一步提高检测精度。
另外，如上述的第四校正必要性判断方法那样，在上述步骤S103中计算出的多个相位差
中的、相对应的时间差Δt[i]超过上述时间阈值tsa[i]、但相对应的时间差Δt[i]为时间阈值tlim[i](第二阈值)以上的相位差，成为非校正对象，时间阈值tlim[i]被设定为大于上述时间阈值tsa[i]。
这样，通过将相对应的时间差Δt[i]为上述时间阈值tlim[i]以上的相位差设为非校正对象，能够防止基于可靠性低的速度进行校正，从而抑制检测精度的下降。此外，上述时间阈值tlim[i]不限于设定为时间阈值tsa[i]的2倍，也可以根据周围环境，例如，以大于时间阈值tsa[i]为前提，设定为小于时间阈值tsa[i]的2倍，也可以如时间阈值tsa[i]的4倍或8倍那样设定为超过2倍。
此外，本发明不限于上述实施方式及其变形例等，例如，也可以通过以下方式实现。
(1)不限于对规定时间内测量出的来自无线标签30的响应波的相位等执行标签检测处理，也可以是，每当重新测量相位就依次读出至此为止测量并存储于存储部12中的相位及其测量时刻来执行标签检测处理。
(2)标签检测处理不限于由标签读取器10来执行，也可以通过接收来自标签读取器10的检测结果的管理装置20等来执行。在该结构中，标签读取器10及管理装置20等作为“无线标签移动检测装置”发挥功能。
Claims (5)
1.一种无线标签移动检测装置，检测无线标签的移动状态，其特征在于，具备：
相位测量部，测量来自所述无线标签的响应波的相位；
存储部，通过所述相位测量部测量出的相位与测量到该相位的测量时刻一起被依次存储于所述存储部中；
第一计算部，针对存储于所述存储部的各相位，计算与上次的相位之差以及与上次的测量时刻之差，作为相位差及时间差；
第二计算部，对通过所述第一计算部计算出的多个所述相位差中的、相对应的所述时间差超过规定阈值的相位差进行校正，计算对所述多个所述相位差进行累加计算得到的相位累加值；以及
检测部，基于通过所述第二计算部计算出的所述相位累加值，检测所述无线标签的移动状态，
根据所述无线标签的移动距离和移动平均速度，求出通过所述相位测量部测量的相位变化π时所需的时间，所述规定阈值被设定为所述所需的时间的一半以下，
所述第二计算部将成为校正对象的所述相位差校正为如下的相位而计算所述相位累加值，即，该相位使得基于所述相位差以及相对应的所述时间差计算出的速度，为相位未偏移的情况下的速度、相位偏移+π的情况下的速度以及相位偏移-π的情况下的速度这三个速度中的、与基于上次的所述相位差以及相对应的所述时间差计算出的上次的速度最接近的速度。
2.根据权利要求1所述的无线标签移动检测装置，其特征在于，
所述第二计算部能够根据所述时间差为所述规定阈值以下的所述相位差以及相对应的所述时间差来计算速度，将通过所述第一计算部计算出的多个所述相位差中的、相对应的所述时间差超过所述规定阈值、但根据所述时刻接近的两个以上的所述相位差计算出的所述速度的平均值为规定速度阈值以下的相位差，设为非校正对象。
3.根据权利要求1或2所述的无线标签移动检测装置，其特征在于，
所述第二计算部能够根据所述时间差为所述规定阈值以下的所述相位差以及相对应的所述时间差来计算速度，将通过所述第一计算部计算出的多个所述相位差中的、相对应的所述时间差超过所述规定阈值、但根据先前测量并且所述时刻最接近的所述相位差计算出的所述速度的符号与根据之后测量并且所述时刻最接近的所述相位差计算出的所述速度的符号互不相同的相位差，设为非校正对象。
4.根据权利要求1或2所述的无线标签移动检测装置，其特征在于，
所述第二计算部将通过所述第一计算部计算出的多个所述相位差中的、相对应的所述时间差超过所述规定阈值、但相对应的所述时间差为第二阈值以上的相位差，设为非校正对象，其中所述第二阈值被设定为大于所述规定阈值。
5.一种无线标签移动检测方法，在具备测量来自无线标签的响应波的相位的相位测量部、以及存储部的装置中，检测所述无线标签的移动状态，通过所述相位测量部测量出的相位与测量到该相位的测量时刻一起被依次存储于所述存储部中，其特征在于，具有：
第一计算步骤，针对存储于所述存储部的各相位，计算与上次的相位之差以及与上次的测量时刻之差，作为相位差及时间差；
第二计算步骤，对通过所述第一计算步骤计算出的多个所述相位差中的、相对应的所述时间差超过规定阈值的相位差进行校正，计算对所述多个所述相位差进行累加计算得到的相位累加值；以及
检测步骤，基于通过所述第二计算步骤计算出的所述相位累加值，检测所述无线标签的移动状态，
根据所述无线标签的移动距离和移动平均速度，求出通过所述相位测量部测量的相位变化π时所需的时间，所述规定阈值被设定为所述所需的时间的一半以下，
所述第二计算步骤中，将成为校正对象的所述相位差校正为如下的相位而计算所述相位累加值，即，该相位使得基于所述相位差以及相对应的所述时间差计算出的速度，为相位未偏移的情况下的速度、相位偏移+π的情况下的速度以及相位偏移-π的情况下的速度这三个速度中的、与基于上次的所述相位差以及相对应的所述时间差计算出的上次的速度最接近的速度。
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