JP2008009567A

JP2008009567A - 電子タグリーダ装置及びそれを用いた自律移動装置

Info

Publication number: JP2008009567A
Application number: JP2006177336A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Sakai; 龍雄酒井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】取得動作に異常が発生しても検出することができ、信頼性を向上させた電子タグリーダ装置及びそれを用いて電子タグリーダ装置の異常時に走行の安全が確保できる自律移動装置を提供することにある。
【解決手段】電子タグリーダ装置１は、タグリーダ３と定期的に交信して情報をタグリーダ３に送る動作確認用タグ２と、タグリーダ３で動作確認用タグ２の情報が取得されているかをモニタして、タグリーダ３で当該情報を取得できなかった場合にタグリーダ３の動作の異常と判定する動作確認手段４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、パッシブ等のＲＦ型ＩＣタグとの間で交信して該ＲＦ型ＩＣタグに書き込まれている情報を取得する電子タグリーダ装置及びそれを用いて自律移動装置に関するものである。

設定された目的地までの走行領域に埋設したＲＦ型タグから、周囲環境等の走行に必要な情報を取得して経路を判断しながら移動し、目的地に到達する自律移動装置に関する。

近年、ＲＦ型ＩＣタグ、とりわけ電池を内蔵せず近距離での交信が可能なパッシブタグが、種々の情報を記憶させる手段として広く用いられている。このパッシブタグは、電子タグリーダ装置から電力とデータ（クロック）とが無線電波による搬送波により供給され、電力によって起動後に電子タグリーダ装置と相互通信を行い、ＩＣ素子内に記憶している情報を電子タグリーダ装置に送り出すようになっている。また電池を必要とするが長距離の通信が可能なアクティブタグも情報を記憶させる手段として広く用いられている。

このようなＲＦ型ＩＣタグを利用して自律動作型のロボットのような自律移動装置の走行制御に用いるものが提供されている（例えば、特許文献１）。

この場合、進入禁止情報や位置認識情報など走行に必要な情報を記憶しているＲＦ型ＩＣ（例えばパッシブタグ）を自律移動装置の走行環境に配設（埋設）し、このパッシングタグに記憶された情報を自律移動装置側に搭載した電子タグリーダ装置によって取得し、この取得した情報に基づいて自律移動走行制御手段が認識している位置の修正を行ったり、安全を確保するために走行手段の動作を停止させる等の制御を行い、自律移動装置の正確な走行動作や、安全を確保するのである。
特開２００４−２１９７８号公報（段落００１７、図５）

しかし、上述のような自律移動装置の走行のための情報を記憶させているパッシブタグは自律移動装置の走行環境の全域に配置されているわけではなく、自律移動装置は、パッシブタグからの情報を得ずに文字通り自律走行している時間が多い。

そのため、長期間の使用中において、万一自律移動装置側の電子タグリーダ装置を含め、自律移動走行制御手段にそのパッシブタグの情報を伝える機能に異常が発生した場合、パッシブタグからの情報が得られないことになり、自律移動走行制御手段は、異常の発生のためか、パッシブタグが配置されていない部分を走行しているためか、判断することができず、結果正確に走行できなかったり、安全な走行ができないという課題があった。

そのため、情報の取得動作に異常が発生した場合、これを検出することができる電子タグリーダ装置が希求され、また電子タグリーダ装置の異常時に確実に走行の安全が確保できる自律移動装置が希求されている。

本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、取得動作に異常が発生しても検出することができ、信頼性を向上させた電子タグリーダ装置及びそれを用いて電子タグリーダ装置の異常時に走行の安全が確保できる自律移動装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、請求項１の電子タグリーダ装置の発明では、ＲＦ型ＩＣタグに対応したタグリーダを備えた電子タグリーダ装置であって、
前記タグリーダと定期的に交信して情報をタグリーダへ送るＲＦ型ＩＣタグからなる動作確認用タグと、該動作確認用タグに書き込まれている情報が前記タグリーダで取得できなかった場合に前記タグリーダが異常と判定する動作確認手段とを備えていることを特徴とする。

請求項２の自律移動装置の発明では、移動用走行手段と、走行環境に配設されたＲＦ型ＩＣタグとの間で交信を行って該ＲＦ型ＩＣタグに格納している走行に必要な情報を取得する電子タグリーダ装置を搭載し、該電子タグリーダ装置が取得した前記情報に基づいて移動用走行手段による走行を制御する自律移動制御手段とを備えた自律移動装置において、
前記電子タグリーダ装置として請求項１の電子タグリーダ装置を用い、該電子タグリーダ装置の動作確認手段が異常と判定したときに移動用走行手段による走行を停止させることを特徴とする。

請求項１の電子タグリーダ装置の発明によれば、タグリーダが確認用タグの情報を取得できない場合に動作確認手段で異常と判定するため、タグリーダが実際の情報取得対象のＲＦ型ＩＣタグと交信を行っても情報の取得ができないような事態を未然に防ぐことが可能となり、信頼性を向上させた電子タグリーダ装置を提供できるという効果がある。

請求項２の自律移動装置の発明によれば、電子タグリーダ装置の異常が発生した場合に走行を停止させるため、電子タグリーダ装置の異常を起因とする走行トラブルの発生を未然に防ぎ、走行の安全を確保することができるという効果がある。

以下本発明を実施形態によって説明する。
（実施形態１）
図１は、電子タグリーダ装置に係る発明の実施形態の構成図を示しており、本実施形態の電子タグリーダ装置１は、パッシブタグからなる動作確認用タグ２と、情報取得用タグ５から情報を取得し、且つ動作確認用タグ２と定期的に交信して動作確認用タグ２から情報を取得するタグリーダ３と、動作確認用タグ２の情報がタグリーダ３で取得されているか否かでタグリーダ３（及び出力経路）が異常か否かを判定する動作確認手段４とで構成される。

ここでタグリーダ３は、電磁誘導方式若しくは電波方式に対応するもので、パッシブタグに対応しており、プリアンブルに続きコマンド列で変調され、更に無変調部分が続く電磁波をアンテナ（図示せず）から常時送信している。

一方、動作確認用タグ２は近傍に配置されたタグリーダ３から送信される電磁波をアンテナによって受信して整流回路（図示せず）で整流して直流を得、その直流を電源としてＩＣ素子（図示せず）が動作するようになっており、ＩＣ素子が受信したコマンド列を復調して解釈し、コマンド内容に基づいて予め記憶してある所定の情報を無変調部分（キャリア部分）で反射波に乗せて返す動作を行うようになっている。

尚情報取得対象となるパッシブタグからなる情報取得用タグ５がタグリーダ３に近接した場合、情報取得用タグ５と動作確認用タグ２とが交信範囲内に混在することになるが、これに対応するためにタグリーダ３と使用タグは、アンチコリジョン方式や、タイムスロット方式等複数のパッシブタグとの通信を確立する方式のものを採用しており、これによりタグリーダ３は動作確認用タグ２の情報と、情報取得用タグ５の情報とを夫々取得することができるようなっている。

動作確認手段４はタグリーダ３の出力をモニタし、例えばタグリーダ３が定期的に動作確認用タグ２からの情報を出力している場合には、タグリーダ３が正常に動作していると判定し、当該情報が途絶した場合にはタグリーダ３が異常であると判定し、その判定結果を出力するようになっている。またタグリーダ３からシリアル通信等で外部へ取得情報が出力される場合には、動作確認手段４が、その通信を一旦受けて時間当たりの通信量を測定し、通信量が予め設定した量より小さくなった場合、つまり定期的に動作確認用タグ２から情報を取得することができなくなった場合、異常であると判定し、判定結果を出力するようにしても良い。

而してタグリーダ３が正常に動作している場合には、定期的にタグリーダ３は動作確認用タグ２との間で交信を行って動作確認用タグ２に記憶させている情報を取得して出力することになり、動作確認手段４からは異常判定を示す判定結果は出力されない。

一方、タグリーダ３が何らかの原因で異常となって、動作確認用タグ２との間の交信ができなくなった場合や、動作確認手段４までのタグリーダ３の出力経路に異常が起きた場合には、動作確認手段４では動作確認用タグ２の情報の入力が途絶えるため、異常発生と判定し、その判定結果を出力する。

これにより本実施形態の電子タグリーダ装置を組み込む機器側ではこの判定結果を利用して動作の停止等を行うことにより、本来の情報取得対象となる情報取得用タグ５から情報が取得することができない場合にあっても、それを起因とするトラブルの発生を未然に防ぐことができることになる。

尚タグリーダ３内部に動作確認手段４を組み込んでも良く、またタグリーダ３の代わりに、タグリーダとしての機能とタグライタとしての機能を備えたタグリーダ／ライタ手段を用い、動作確認用タグ２の情報を定期的に変更し、その変更した情報が読み取れるかを確認するようにすれば、より確実に動作確認が行える。

またパッシブタグでなく、アクティブタグに対応させたものでも勿論良く、この場合動作確認用タグ５からタグリーダ３へ情報を定期に送ることになる。またタグリーダ３と定期的に交信して情報をタグリーダ３に与えるタグと同様な機能を持つ手段であっても良い。

次に、上述のように動作確認用タグ２を備えた電子タグリーダ装置を組み込み、この電子タグリーダ装置で走行環境に配設し情報取得用タグ５に記憶させている位置認識情報や進入禁止情報を取得して走行制御を行う本発明の自律移動装置を以下の実施形態２〜実施形態４で説明する。
（実施形態２）
本実施形態の自律移動装置１０は、図２（ａ）に示すように、動作確認用タグ２とタグリーダ３と、後述する制御手段１１に機能として持たせた動作確認手段４とからなる電子タグリーダ装置１を備えるとともに、目的位置や操作指令を与えるための外部インターフェース１２と、障害物や自己位置を認識するための環境情報取得手段１３と、走行環境の地図情報を記憶している記憶手段１４と、電池からなる駆動電源（図示せず）によりモータを駆動して走行を行う移動用走行手段１５と、記憶手段１４に記憶している地図情報に基づいて走行経路を生成し、また走行中に環境情報取得手段１２から得られる情報を元に地図上で自己の位置を認識しつつ、且つ、衝突回避や障害物回避を行い、更にタグリーダ３が情報取得用タグ５から取得した走行禁止領域等の情報に基づいて、目的位置まで走行手段１５を制御する機能及び電子タグリーダ装置の動作確認手段４の機能を備えているＣＰＵ等からなる制御手段１１とを備えている。

外部インターフェース１１は無線通信手段や、タッチパネル等により構成される。環境情報取得手段１２は、例えばレーザレーダや超音波センサによって構成され、走行経路前方に存在する障害物を検出する。また、走行手段１４としては車輪駆動機構、歩行脚駆動機構、無限軌道駆動機構等を備えた手段で構成される。

次に自律移動装置１０の動作を図２（ｂ）のフローチャートに基づいて説明する。まず制御手段１１は、外部インターフェース１２から目的地を含む指示を受けると、記憶手段１４に記憶されている地図情報を参照して、走行経路を生成する。その後、走行手段１５を制御し走行を開始させる（ステップＳ１）。途中、環境情報取得手段１３で得られた情報を元に、衝突回避や障害物回避を行う。更に、地図情報と環境情報取得手段１３で得られた情報を照合することで自己の位置を補正する。

さてこの走行中において電子タグリーダ装置１にあっては、タグリーダ３が走行環境に配設した情報取得用タグ５からの情報取得動作以外に、動作確認用タグ２との間で交信して動作確認用タグ２から情報を取得する動作を定期的に繰り返し、取得した情報を制御手段１１に出力する。制御手段１１の動作確認手段４の機能は定期的に動作確認用タグ２から情報が取得できるか否かをチェックしており（ステップＳ２）、このチェックにおいて情報が取得できない場合にはタグリーダ３又はその出力経路が異常であると判定するようになっている。制御手段１１の制御機能では、その判定結果に基づいて走行手段１１の駆動を制御して走行を停止させる（ステップＳ３）。

さて、動作確認用タグ２の情報が定期的に取得できている正常状態では、走行環境に配設してある情報取得用タグ５の情報がタグリーダ３により取得されて制御手段１１に入力する。制御手段１１は情報取得用タグ５の情報が入力すれば、その情報の内容をチェックし（ステップＳ４）、例えば走行禁止領域である場合には、走行手段１５を制御して走行を停止させる（ステップＳ３）。

そして制御手段１１は、目的地に到達したと判断されるまで（ステップＳ５）、上述のステップＳ２、Ｓ４のチェックを繰り返しながら、走行を継続させる制御を行うのであるこのようにして本実施形態では、上述のようにタグリーダ３やその出力経路に異常発生があった場合には走行を停止させるため、情報取得用タグ５からの情報が制御手段１１に入らなくなって走行禁止領域へ侵入するなどのトラブル発生を未然に防ぐことができるのである。
（実施形態３）
上述の実施形態２では、電子タグリーダ装置１の動作確認手段４の機能を制御手段１１に持たせてあるが、本実施形態では、図３（ａ）に示すようにシリアル通信（シリアル通信以外の通信でも良い）で取得情報を出力するタグリーダ３を用いた電子タグリーダ装置１を備え、電子タグリーダ装置１にはタグリーダ３から出力されるシリアル通信の信号を一旦受けて通信量評価を行ってタグリーダ３（及び出力経路を含め）の異常か正常かを判定する機能を備え、またシリアル通信の信号を制御手段１１に送信する動作確認手段４を備えている。

また、動作確認手段４の判定結果出力に対応して制御手段１１を介さずに走行手段１５の駆動電源を遮断して走行手段１５の走行を停止させる駆動電源遮断手段１６を備えている。

而して本実施形態では、走行を開始すると、電子タグリーダ装置１内の動作確認手段４が、タグリーダ３から出力される通信の信号をモニタして、時間当たりの通信量を測定し、通信量が予め設定した量より小さくなるか否かのチェックを行い、小さくなった場合に、タグリーダ３（及び出力経路を含め）の異常を判定してその判定結果を駆動電源遮断遮断手段１６に出力する。この判定結果が入力すると、駆動電源遮断手段１６は、走行手段１５の駆動電源を遮断して、走行を直ちに停止させる。

本実施形態にあっても、実施形態２の場合と同様に、タグリーダ３やその出力経路に異常発生があった場合には走行を停止させるため、情報取得用タグ５からの情報が制御手段１１に入らなくなって走行禁止領域へ侵入するなどのトラブル発生を未然に防ぐことができるのである。

実施形態１では制御手段１１に動作確認手段４の機能を備え、また実施形態３ではタグリーダ３とは別に動作確認手段４を設けたが、図３（ｂ）に示すようにタグリーダ３内に内蔵し、図３（ａ）のように駆動電源遮断１６で走行手段１５の駆動電源を遮断するようにしても良い。

また、タグリーダ３の代わりに、タグリーダとしての機能とタグライタとしての機能を備えたタグリーダ／ライタを用い、動作確認用タグ２の情報を定期的に変更し、その変更した情報が読み取れるかを確認する電子タグリーダ装置を用いても良い。

電子リーダ装置に係る実施形態１の回路構成図である。自律移動装置に係る実施形態２を示すもので、（ａ）は回路構成図、（ｂ）は動作説明用フローチャートである。自律移動装置に係る実施形態３を示すもので、（ａ）は一例の回路構成図、（ｂ）は別の例の回路構成図である。

符号の説明

１電子タグリーダ装置
２動作確認用タグ
３タグリーダ
４動作確認手段
５情報取得用タグ

Claims

ＲＦ型ＩＣタグに対応したタグリーダを備えた電子タグリーダ装置であって、
前記タグリーダと定期的に交信して情報をタグリーダへ送るＲＦ型ＩＣタグからなる動作確認用タグと、該動作確認用タグに書き込まれている情報が前記タグリーダで取得できなかった場合に前記タグリーダが異常と判定する動作確認手段とを備えていることを特徴とする電子タグリーダ装置。
移動用走行手段と、走行環境に配設されたＲＦ型ＩＣタグとの間で交信を行って該ＲＦ型ＩＣタグに格納している走行に必要な情報を取得する電子タグリーダ装置を搭載し、該電子タグリーダ装置が取得した前記情報に基づいて移動用走行手段による走行を制御する自律移動制御手段とを備えた自律移動装置において、
前記電子タグリーダ装置として請求項１の電子タグリーダ装置を用い、該電子タグリーダ装置の動作確認手段が異常と判定したときに移動用走行手段による走行を停止させることを特徴とする自律移動装置。