JP2007302391A - Rfidタグ認識装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数のRFIDタグを認識する際の認識漏れの有無を自動的に判定できるようにする。
【解決手段】アンテナの交信領域内に存在する複数の物品にそれぞれ取り付けられた各RFIDタグのデータを非接触で読取る。読取られたタグデータの件数を計数する。撮像手段により複数の物品を撮影する。撮影された画像からRFIDタグを検出する。検出されたRFIDタグの個数を計数する。計数されたRFIDタグの個数とタグデータの件数とを比較してその結果を報知する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、無線通信を利用してRFID(Radio Frequency Identification)タグに記憶された情報を認識する装置及び方法に関する。
近年、RFIDタグが注目されている。RFIDタグは、電磁界または電波を利用して、リーダ・ライタとの間で非接触によりメモリ内のデータを送受信するタイプのデータキャリアである。そして、そのメモリ内には、例えばタグ製造時に設定されるシリアルナンバー等のタグ固有のIDコードが記憶されている。したがって、リーダ・ライタでRFIDタグのIDコードを読取ることによって、当該RFIDタグが付された物品の個別認識が可能となる。
そこで、例えば流通業界においては、各商品にそれぞれRFIDタグを付し、商品の製造から販売に至るまでの各拠点において、各商品のRFIDタグからデータを読み込んだり書き込んだりすることによって、商品一つ一つを管理する手法が種々提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
ところで一般に、RFIDタグとリーダ・ライタとの交信制御にはアンチコリジョンと呼ばれる衝突防止機能が用いられている。この機能により、リーダ・ライタのアンテナ交信可能範囲内に複数のRFIDタグが存在しても、各RFIDタグのメモリ内データの読出し及び書込みが可能である。しかし実際には、リーダ・ライタのアンテナ指向性とRFIDタグの向きとの関係や、RFIDタグ同士が重なっているために相互干渉が生じる等の原因により、リーダ・ライタがRFIDタグを認識できない場合がある。
特開平11−144012号公報 特開2004−292147号公報
従来のRFIDタグ認識技術においては、同時に複数のRFIDタグを認識しようとした場合に認識漏れが発生するおそれがあるにも係らず、認識漏れの有無を自動的に判定することができなかった。
本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、複数のRFIDタグを認識する際の認識漏れの有無を自動的に判定でき、RFIDタグ認識技術の実用性を高めることができるRFIDタグ認識装置及びその認識方法を提供しようとするものである。
本発明のRFIDタグ認識装置は、RFIDタグと無線通信を行うためのアンテナと、このアンテナの交信領域内に存在する複数の物品にそれぞれ取り付けられた各RFIDタグのデータを非接触で読取るタグ情報読取り手段と、このタグ情報読取り手段により読取られたタグデータを記憶するタグデータ記憶手段と、このタグデータ記憶手段により記憶されたタグデータの件数を計数するデータ件数計数手段と、複数の物品を撮影する撮像手段と、この撮像手段により撮影された画像からRFIDタグを検出するタグ画像検出手段と、このタグ画像検出手段により検出されたRFIDタグの個数を計数するタグ個数計数手段と、このタグ個数計数手段により計数されたRFIDタグの個数とデータ件数計数手段により計数されたタグデータの件数とを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果を報知する報知手段とを備えたものである。
本発明のRFIDタグ認識方法は、RFIDタグ認識装置が、アンテナの交信領域内に存在する複数の物品にそれぞれ取り付けられた各RFIDタグのデータを非接触で読取るステップと、読取られたタグデータの件数を計数するステップと、撮像手段により複数の物品を撮影するステップと、撮影された画像からRFIDタグを検出するステップと、検出されたRFIDタグの個数を計数するステップと、計数されたRFIDタグの個数とタグデータの件数とを比較してその結果を報知するステップとを備えたものである。
かかる手段を講じた本発明によれば、複数のRFIDタグを認識する際の認識漏れの有無を自動的に判定でき、RFIDタグ認識技術の実用性を高め得る効果を奏する。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。はじめに、本実施の形態の概略構成について、図1を用いて説明する。
図1において、符号1は物品2の搬送路である。この搬送路1上を、積み重ねられて塊になった物品群2(物品2A,物品2B,物品2C,物品2D,物品2E)が搬送される。例えばベルトコンベアが搬送路1として用いられる。各物品2A〜2Eを収容したカートを自動でまたは人力で動かすことにより、物品群2が搬送されるようにしてもよい。各物品2A〜2Eの外面には、それぞれラベル状のRFIDタグ3が1枚ずつ貼り付けられている。因みに、物品2Dには図示されない裏面側にRFIDタグ3が貼り付けられている。RFIDタグ3の詳細については後述する。
搬送路1の両側部には、一対のアンテナゲート4A,4Bが搬送路1を挟んで立設されている。各アンテナゲート4A,4Bには、RFIDタグ3と無線通信を行うためのアンテナ5A,5Bが埋設されている。各アンテナ5A,5Bは、それぞれ搬送路1の物品搬送面上に通信の指向性が強くなるように配設されている。なお、各アンテナ5A,5Bからそれぞれ放射される電波が干渉し合わないように、一方のアンテナ4Aに対して他方のアンテナ4Bを物品搬送方向にずらして配置することが好ましい。
また、各アンテナゲート4A,4Bには、撮像手段としてのCCDカメラ6A,6Bが取り付けられている。一方のCCDカメラ6Aは、アンテナ5Aの交信可能範囲内に存在する搬送路1上の物品群2を一度に撮像可能なようにアンテナゲート4Aに取り付けられている。同様に、他方のCCDカメラ6Bは、アンテナ5Bの交信可能範囲内に存在する搬送路1上の物品群2を一度に撮像可能なようにアンテナゲート4Bに取り付けられている。
各アンテナゲート4A,4Bのアンテナ5A,5B及びCCDカメラ6A,6Bは、それぞれ信号線7A,7Bを介してRFIDタグ認識装置本体8に接続されている。RFIDタグ認識装置本体8には、その制御装置としてパーソナルコンピュータ等のホスト装置9が接続されている。信号線7A,7Bは、有線であっても無線であってもよい。
図2はRFIDタグ3の構成を説明するための模式図であり、同図(b)は同図(a)のP−P矢視断面を示している。RFIDタグ3は、ラベルシート11の裏面側(物品との接着面側)に、ICチップ12とタグアンテナ13とを薄いフィルムに内蔵してなるRFIDインレット14を貼り付けた構造となっている。また、ラベルシート11の表面である印刷面15の周縁に、蛍光塗料16が塗布されている。蛍光塗料16としては、例えば赤色や緑色のように、外乱光の影響が小さい塗料を用いることが好ましい。
RFIDインレット14のICチップ12には、電源生成部,復調部,変調部,メモリ部及びこれらを制御する制御部等が設けられている。電源生成部は、アンテナ13で受信した変調電波の整流と安定化を行なうことによりICチップ12の各部に電源を供給する。復調部は、アンテナ13で受信した変調電波を復調して制御部へ送出する。変調部は、制御部から送出されたデータを変調してアンテナ13から発信させる。制御部は、復調部で復調されたデータのメモリ部への書込みや、メモリ部からデータを読み出して変調部へ送出する。
メモリ部は、データを書換え不能に記憶保持する設定エリアと、任意のデータを書き込み可能なユーザエリアとから構成されている。そして、設定エリアには、各RFIDインレット14を個々に識別するために予め設定されたIDコードが記憶されている。
図3はRFIDタグ認識装置本体8の要部構成を示すブロック図である。RFIDタグ認識装置本体8は、CPUを主体とした主制御部21、ROM,RAM等の記憶部22、前記ホスト装置9との通信インターフェイス部23、表示,ブザー等を用いた報知部24の他、RFIDリーダ・ライタ25、アンテナ切換部26、画像処理部27等で構成されている。
RFIDリーダ・ライタ25は、アンテナ切換部26を介して接続されるアンテナ5A,5Bの交信領域内に存在する複数の物品にそれぞれ取り付けられた各RFIDタグ3のデータ、すなわち当該RFIDタグ3に取り付けられたRFIDインレット14のICチップメモリに記憶されているデータを非接触で読取るタグ情報読取り手段として機能する。
アンテナ切換部26は、RFIDリーダ・ライタ25と各アンテナ5A,5Bとの接続を一定の周期で交互に切り換える。
画像処理部27は、各CCDカメラ6A,6Bで撮影された画像を解析して、RFIDタグ3を検出し、検出されたRFIDタグ3の数を計数するものである。画像処理部27は、CCDカメラ6A,6B毎に色識別部28A,28B、タグ検出部29A,29B及びタグ計数部30A,30Bで構成されている。
色識別部28A,28Bは、対応するCCDカメラ6A,6Bで撮影された画像から前記RFIDタグ3に塗布されている蛍光塗料16の色画素データを識別する。タグ検出部29A,29Bは、対応する色識別部28A,28Bで識別された色画素データに基づいて蛍光塗料16が塗布されたRFIDタグ3を検出する。本実施の形態では、RFIDタグ3の表面(印刷面)の周縁に蛍光塗料16を塗布しているので、口字状につながった色画素データの塊を認識する毎に、RFIDタグ3を1個検出したものとみなす。タグ計数部30A,30Bは、対応するタグ検出部29A,29Bで検出されたRFIDタグ3の個数を計数する。
記憶部22には、特にそのRAM領域に、タグデータメモリ31と、カウンタ32と、加算器33とが形成されている。タグデータメモリ31には、RFIDリーダ・ライタ25を介して読取られたRFIDタグ3のデータが格納される。カウンタ32では、上記RFIDリーダ・ライタ25に格納されたタグデータの件数Aが計数される。加算器33では、前記各タグ計数部30A,30Bでそれぞれ計数されたRFIDタグ3の個数が加算される。この加算値をBとする。
ここに、タグデータメモリ31はタグデータ記憶手段を構成する。カウンタ32は、データ件数計数手段を構成する。色識別部28A,28B及びタグ検出部29A,29Bは、タグ画像検出手段を構成する。タグ計数部30A,30B及び加算器33は、タグ個数計数手段を構成する。
しかして、通信インターフェイス部23を介して接続されたホスト装置9からRFIDタグの認識開始コマンドが入力されると、主制御部21は、図4の流れ図に示す手順で各部を制御するようにプログラム構成されている。
先ず、主制御部21は、ST(ステップ)1としてタグデータメモリ31をクリアする。また、カウンタ32と加算器33の各値A,Bをそれぞれ“0”にリセットする。
次に、主制御部21は、ST2として質問電波送信コマンドをRFIDリーダ・ライタ25に出力する。この質問電波送信コマンドを受け取ったRFIDリーダ・ライタ25では、質問電波が変調され増幅されて、アンテナ切換部26を介して交互に接続されるアンテナ5A,5Bから連続的に放射される。このとき、アンテナ5A,5Bの交信領域内にRFIDタグ3が存在すると、このRFIDタグ3が活性化される。そして、この活性化されたRFIDタグ3からIDを含む応答電波が発信される。RFIDタグ3から発信された応答電波が質問電波発信元のアンテナ5A,5Bで受信され、RFIDリーダ・ライタ25で増幅,復調されると、このRFIDタグ3がRFIDリーダ・ライタ25と通信可能状態となる。そして、当該RFIDタグ3に設けられたRFIDインレット14のICチップメモリに記憶されているタグデータが、RFIDリーダ・ライタ25によって読取られる。ここで、RFIDリーダ・ライタ25とRFIDタグ3との交信制御には、アンチコリジョンと呼ばれる衝突防止機能が用いられている。これにより、各アンテナ5A,5Bの交信領域内に複数のRFIDタグ3が存在する場合には、各RFIDタグ3のデータが一括してRFIDリーダ・ライタ25によって読取られる。
そこで主制御部21は、質問電波送信コマンドを送信した後、ST3としてRFIDタグ3からの応答有無を監視する。そして、最初の応答を検知すると、主制御部21は、ST4として各CCDカメラ6A,6Bの撮影動作を制御する。すなわち、本実施の形態では、CCDカメラ6Aに関しては、アンテナ5Aの交信可能領域内に搬入された搬送路1上の物品のアンテナゲート4A側の面の画像を撮像するように、撮影タイミングやアングルを制御する。CCDカメラ6Bに関しては、アンテナ5Bの交信可能領域内に搬入された搬送路1上の物品のアンテナゲート4B側の面の画像を撮像するように撮影タイミングやアングルを制御する。
しかる後、主制御部21は、ST5としてRFIDリーダ・ライタ25で読取られたタグデータを順次受信する。そして、タグデータを受信する毎に、ST6としてそのタグデータがタグデータメモリ31に記憶されていない新規のデータか否かを判断する。ここで、新規のデータでなかった場合には、データの重複を防止するために、ST7としてそのタグデータを破棄する。これに対し、新規のデータであった場合には、ST8としてそのタグデータをタグデータメモリ31に格納する。また、ST9としてカウンタ32のカウント値Aを“1”だけカウントアップする。
主制御部21は、RFIDリーダ・ライタ25からタグデータを受信する毎に、上記処理を繰り返す。そして、ST10としてRFIDリーダ・ライタ25で読取られたタグデータの受信終了を確認すると、主制御部21は、ST11として第1のタグ計数部30Aで計数されているタグ数を読込み、加算器33に加算する。また、ST12として第2のタグ計数部30Bで計数されているタグ数を読込み、加算器33に加算する。
しかる後、主制御部21は、ST13としてカウンタ32の値Aと加算器33の値Bとを比較する。すなわち、一対のアンテナ5A,5BとRFIDリーダ・ライタ25とによって読取られ、重複することなくタグデータメモリ31に記憶されたタグデータの件数Aと、一対のCCDカメラ6A,6Bによってそれぞれ撮影された画像の解析により検出されたRFIDタグ3の個数Bとを比較する(比較手段)。
ここで、タグデータの件数AとRFIDタグ3の個数Bとが一致しない場合には、主制御部21は、ST14として報知部24を動作させて、エラー終了を報知する(報知手段)。
これに対し、タグデータの件数AとRFIDタグ3の個数Bとが一致する場合には、主制御部21は、ST15として報知部24を動作させて、正常終了を報知する(報知手段)。また、ST16としてタグデータメモリ31内のタグデータを確定データとして、通信インターフェイス部23を介して接続されたホスト装置9に送信処理する(タグデータ処理手段)。以上で、今回の認識開始コマンドに対する制御を終了する。
このように構成された本実施の形態においては、ユーザは、認識対象のRFIDタグ3がそれぞれ付された複数の物品2A〜2Eを一塊に積み重ねる。そして、搬送路1を利用して、この物品群2を一対のアンテナゲート4A,4Bの間に搬入する。このとき、各物品2A〜2Eにそれぞれ設けられているRFIDタグ3がいずれか一方のアンテナゲート4A,4Bの面と対向する側を向くように積み重ねて搬入する。各RFIDタグ3の表面である印刷面15の周縁には、蛍光塗料16が塗布されている。
しかる後、ユーザは、ホスト装置9を操作してRFIDタグ3の認識開始を指令する。これにより、各アンテナ5A,5Bから交互に質問電波が放射される。そして、この質問電波に応答したRFIDタグ3のタグデータがタグデータメモリ31に順次記憶される。そして、このタグデータの件数Aがカウンタ32によって計数される。
また、各CCDカメラ6A,6Bが物品群2を撮影する。そして、この画像が解析されてRFIDタグ3が検出され、その個数が計数される。例えば図1の場合は、一方のCCDカメラ6Aによって撮影された画像からは、物品2A,2B,2C,2Eにそれぞれ貼り付けられたRFIDタグ3が検出される。すなわちタグ計数部30Aで計数されるタグ数は“4”となる。他方のCCDカメラ6Bによって撮影された画像からは、物品2Dに貼り付けられたRFIDタグ3が検出される。すなわちタグ計数部30Bで計数されるタグ数は“1”がとなる。かくして、加算器33では、RFIDタグ3の個数Bとして“5”が計数される。
その後、RFIDタグ認識装置本体8では、カウンタ32のタグデータの件数Aと、加算器33のRFIDタグ3の個数Bとが比較される。そして一致した場合には、報知部24から正常終了が報知される。また、タグデータメモリ31内のタグデータが確定されて、ホスト装置9に送られる。一方、一致しなかった場合には、報知部24からエラーが報知される。このとき、タグデータメモリ31内のタグデータは確定せず、次の認識開始指令に応じてクリアされる。
このように本実施の形態によれば、RFIDリーダ・ライタ25によって読取られたRFIDタグ3のデータ件数Aと、CCDカメラ6A,6Bによって撮影された画像が解析されて計数されたRFIDタグ3の個数Bとを比較し、一致しない場合にはエラーを報知するようにしている。したがって、例えば各物品5A〜5Eにそれぞれ貼り付けられているRFIDタグ3の中にデータの読取り不能なものが存在した場合には、個数Bに対して件数Aが少ないためにエラーが報知されるので、ユーザは、読取り不能なRFIDタグ3が存在することを容易に知ることができる。
なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
例えば、各CCDカメラ6A,6Bは、必ずしもアンテナゲート4A,4Bに設けられている必要はなく、それぞれ対応するアンテナ5A,5Bの交信可能範囲内に存在する搬送路1上の物品群2を一度に撮像可能な位置であればよい。あるいは、一対のアンテナゲート4A,4Bの間に搬入される前やその間から搬出された後の物品群2を撮像可能な位置であってもよい。
また、前記実施の形態では、ゲート式のアンテナ5A,5Bを、アンテナの形状や数は特に限定されるものではない。同様に、CCDカメラ6A,6Bの種類や数も特に限定されるものではない。また、CCDカメラの数がアンテナの数と必ずしも一致している必要はない。いずれにしても、CCDカメラが複数の場合には、各々のカメラで撮影された画像を解析してRFIDタグを検出し、その数を計数し、各タグ数を合計して、カウンタ32のタグデータ件数Aと比較すればよい。
また、前記実施の形態では、RFIDタグ3の表面周縁を蛍光塗料で塗布したが、表面全体を蛍光塗料で塗布してもよい。あるいは、表面の一部に蛍光塗料によるマーク,例えば丸型を塗布し、画像処理部27では、このマークの数を計数することによってRFIDタグ3の個数を計数してもよい。
また、前記実施の形態では、箱型の物品2A〜2EにRFIDタグ3が貼り付けられている場合を示したが、物品の形状は特に限定されるものではない。また、RFIDタグ3の形状も前記実施の形態のものには限定されない。例えば、ハンガーにつるされた衣料品のRFIDタグが認識対象の場合には、蛍光塗料が塗布されたRFIDタグをハンガーの首の部分に貼り付けることで、本発明を実施することができる。
この他、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。
本発明の一実施の形態におけるシステム構成を示す模式図。 同実施の形態で使用するRFIDタグの構成を説明するための図。 同実施の形態におけるRFIDタグ認識装置の要部構成を示すブロック図。 同RFIDタグ認識装置の主制御部が実行するメイン処理の主要な手順を示す流れ図。
符号の説明
3…RFIDタグ、5A,5B…アンテナ、6A,6B…CCDカメラ、8…RFIDタグ認識装置本体、9…ホスト装置、14…RFIDインレット、16…蛍光塗料、21…主制御部、22…記憶部、24…報知部、25…RFIDリーダ・ライタ、26…アンテナ切換部、27…画像処理部、28A,28B…色識別部、29A,29B…タグ検出部、30A,30B…タグ計数部、31…タグデータメモリ、32…カウンタ、33…加算器。

Claims (5)

  1. RFID(Radio Frequency Identification)タグと無線通信を行うためのアンテナと、
    このアンテナの交信領域内に存在する複数の物品にそれぞれ取り付けられた各RFIDタグのデータを非接触で読取るタグ情報読取り手段と、
    このタグ情報読取り手段により読取られたタグデータを記憶するタグデータ記憶手段と、
    このタグデータ記憶手段により記憶されたタグデータの件数を計数するデータ件数計数手段と、
    前記複数の物品を撮影する撮像手段と、
    この撮像手段により撮影された画像から前記RFIDタグを検出するタグ画像検出手段と、
    このタグ画像検出手段により検出された前記RFIDタグの個数を計数するタグ個数計数手段と、
    このタグ個数計数手段により計数された前記RFIDタグの個数と前記データ件数計数手段により計数された前記タグデータの件数とを比較する比較手段と、
    この比較手段による比較結果を報知する報知手段と、
    を具備したことを特徴とするRFIDタグ認識装置。
  2. 前記比較手段により前記RFIDタグの個数と前記タグデータの件数とが一致するとき、前記タグデータ記憶手段により記憶されたタグデータを確定データとして処理するタグデータ処理手段、をさらに具備したことを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ認識装置。
  3. 前記RFIDタグの表面に蛍光塗料が塗布されていることを特徴とする請求項1または2記載のRFIDタグ認識装置。
  4. RFIDタグと無線通信を行うためのアンテナを備えたRFIDタグ認識装置のRFIDタグ認識方法であって、
    前記RFIDタグ認識装置が、
    前記アンテナの交信領域内に存在する複数の物品にそれぞれ取り付けられた各RFIDタグのデータを非接触で読取るステップと、
    読取られたタグデータの件数を計数するステップと、
    撮像手段により前記複数の物品を撮影するステップと、
    撮影された画像から前記RFIDタグを検出するステップと、
    検出された前記RFIDタグの個数を計数するステップと、
    計数された前記RFIDタグの個数と前記タグデータの件数とを比較して、その結果を報知するステップと、
    を備えたことを特徴とするRFIDタグ認識方法。
  5. 前記RFIDタグの表面に蛍光塗料を塗布したことを特徴とする請求項4記載のRFIDタグ認識方法。
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