JP2009163733A - Ｒｆｉｄタグ検出の方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】検出範囲外に存在するはずのＲＦＩＤタグがタグ要求やタグ応答のマルチパス効果によって誤検出されてしまうのを防止する。
【解決手段】複数回送出されたタグ要求２０６，２０８に対するＲＦＩＤタグ２０２からの応答２１２，２１４の回数と前記タグ要求の回数を比較することにより、前記ＲＦＩＤタグが所定のエリア内に位置するか否かを判断する。
【選択図】図２

Description

本発明はＲＦＩＤタグを検出することに関し、より具体的には対象となる領域外にあるＲＦＩＤの御検出を防止することに関する。

無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを用いて、これらのタグが貼付されたり埋め込まれている物品を識別することができる。ＲＦＩＤタグは、読取り装置とＲＦＩＤタグとの間の接触を伴わずに読み取ることができる。ＲＦＩＤタグに送信された電磁信号が受信され、応答電磁信号がＲＦＩＤタグから送信される。幾つか例を挙げると、多くの在庫管理システム及びセキュリティシステムが、物品に取り付けられたＲＦＩＤタグを使用するようになっている。
米国特許第５７２６６３０号 米国特許第６１５０９２１号 米国特許第６１９５００６号 米国特許第６４８３４２７号 米国特許第７０２３３４１号 米国特許第７０９１８２７号

このような読み取り装置から与えられる電磁信号が反射やアンテナからの側方への複写その他の回り込みにより思わぬ経路を通ってＲＦＩＤタグに到達してこのタグに応答電磁信号を出力させる場合がある。更に、このような回り込みには複数の経路があり得るため、電磁信号の１回の送信が複数個の応答をもたらし、これらが干渉によって互いに強めあう場合にはいっそう御検出の可能性が高くなる。

本発明の一実施例によれば、読取り装置が複数個のタグ要求を与え、これに対するタグ応答の個数をタグ要求の個数と比較する。その間の差、あるいは比の値を閾値と比較することにより、応答信号を返してきたＲＦＩＤが所定領域内に存在する、つまり検出すべきＲＦＩＤであるのか、それともそのような領域外にあって本来検出してはならいＲＦＩＤなのかを判定する。

１つまたは複数の実施形態が、限定ではなく例として添付の図面の図中に示されており、同じ参照符号を有する構成要素は、全体を通じて同様の構成要素を表す。
図１は、一実施形態による、タグ監視システム（ＴＭＳ）１００の設置及び使用の高レベル図を示す。ＴＭＳ１００は、タグ１０４、すなわち物品１０６に取り付けられている無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグと通信するように配置される送受信アンテナ１０２を備える。少なくとも幾つかの実施形態では、タグ１０４は、物品１０６内に配置され、物品の一部を成し、及び／または表面に印字若しくは刻印することができる。送受信アンテナ１０２とタグ１０４との間の通信は、アンテナとタグとの間の１つまたは複数の信号の送信を含む。少なくとも幾つかの実施形態では、信号は、電磁信号、たとえば無線周波数信号を含む。

ＲＦＩＤタグ１０４は、無線周波数に基づくタグ識別要求信号（タグ要求信号、つまりタグ要求）を受信してタグ応答信号（タグ応答）の送信によって応答するための、１つまたは複数の回路を備える。少なくとも幾つかの実施形態では、タグ１０４は受動装置、能動装置、または半受動装置とすることができる。受動タグ１０４は、入来するタグ要求の電力に基づいて電力供給され、能動装置または半受動装置は、入来するタグ要求の電力以外にタグに供給される電力、たとえばバッテリまたは他の電力源に少なくとも部分的に基づいて動作する。タグ１０４は、在庫管理、セキュリティ、及び１つまたは複数の物品を追跡することに関連する他の機能のために用いることができる。

図１に示されるように、車両１０８、たとえばフォークリフトは、表面にタグ１０４が設けられている物品１０６を、ＴＭＳ１００、より具体的には送受信アンテナ１０２に近接するエリアを通って搬送する。たとえば、フォークリフト１０８は、送受信アンテナ１０２のアンテナの正面を方向Ａへ通り過ぎるように、すなわち当該アンテナ正面に対して概ね垂直方向に、物品１０６及びタグ１０４を搬送する。少なくとも幾つかの実施形態では、アンテナ１０２は無指向性の発信源を備え、他の幾つかの実施形態では、アンテナは信号を生成するための１つまたは複数のアンテナ正面を備える。

タグ１０４がＴＭＳ１００のアンテナ１０２を通り過ぎるように動かされると、ＴＭＳはタグ要求を送信し、そのタグ要求によって、タグは、ＴＭＳに対してタグの存在を示すタグ応答によって応答する。すなわち、タグ１０４は、タグ要求信号の受信に応答して、タグ応答信号を生成して送信する。少なくとも幾つかの実施形態では、タグ１０４は、他のタグに対して一意となる識別子を含んでおり、生成されたタグ応答信号は、その一意の識別子を含む。

図２は車両１０８が物品１０６をアンテナ１０２を通り過ぎて方向Ｂに搬送すると共に、タグ２０２を有する第２の物品２００をアンテナの直ぐ近くに搬送するという、ＴＭＳ１００の設置状況を示す。方向Ｂはアンテナ１０２のアンテナ正面に対してゼロではない或る角度を成す。追跡を行うためには、ＴＭＳ１００は物品２００つまりタグ２０２に関する情報を取得しないことが望ましい。物品２００及びタグ２０２は、対象外（ＮＯＩ）と呼ばれる。公称動作状態下では、タグ２０２はアンテナ１０２から十分遠くに移動及び／または配置されているため、アンテナによって生成されるタグ要求信号はＮＯＩタグに入来せず、ＮＯＩによって送信されるタグ応答信号もアンテナに到達しない。

動作にあたっては、車両１０８は、たとえば物理的スイッチ（たとえば、負荷または接触に基づくメカニズム）または非物理的スイッチ（たとえば、光電または他の電磁現象に基づくメカニズム）を付勢することによって、ＴＭＳ１００の動作を付勢する。少なくとも幾つかの実施形態では、スイッチはＴＭＳ１００と一体部分であることができる。

車両１０８がＴＭＳ１００を付勢するのに応答して、ＴＭＳはアンテナ１０２にタグ要求（参照符号２０４、２０６、２０８によって示され、アンテナとタグとを繋ぐ線のタグ側の端点に向かう）を送信させる。タグ要求２０６は、物体、たとえば車両１０８及び／または物品１０６からの反射を経由して間接的にＮＯＩタグ２０２に到達するため、タグ要求２０６を間接タグ要求と呼ぶことができる。タグ要求２０４、２０６、２０８は所与の時刻にアンテナ１０２から送信される信号を含む。少なくとも幾つかの実施形態では、タグ要求２０４、２０６、２０８はアンテナ１０２から放射される単一の電磁波を含む。

間接タグ要求２０６は間接経路によりＮＯＩタグ２０２に入来するため、ＮＯＩタグにおける間接タグ要求の到達時刻は、アンテナ１０２からＮＯＩタグまで直接進むタグ要求２０８の到達時刻と異なる場合がある。

タグ１０４は、タグ応答２１０をアンテナ１０２に送信することによってタグ要求２０４に応答する。このようにして、タグ１０４はアンテナ１０２からのタグ要求の直接送信に応答する。

ＮＯＩタグ２０２は、タグ応答２１２をアンテナ１０２に送信することによってタグ要求２０８に応答する。ＮＯＩタグ２０２はまた、第２のタグ応答２１４をアンテナ１０２に送信することによって、間接タグ要求２０６にも応答する。第２のタグ応答２１４は間接タグ要求２０６から生じるため、タグ応答２１２の送信と第２のタグ応答２１４の送信との間に遅延が存在する場合がある。少なくとも幾つかの実施形態では、タグ応答２１２の送信と第２のタグ応答２１４の送信との間の遅延により、結合されたタグ応答信号、すなわち最初のタグ応答と第２のタグ応答とを結合させた結果が、ごくわずかなレベル（アンテナ１０２がタグ応答を受信するのに十分な信号を受信することが不可能であるレベル）から認識可能なレベル（アンテナがタグ応答を受信することが可能なレベル）までの幅を持つようになる場合がある。言い換えると、タグ応答２１２と２１４が実際に同相であって相加性であり、それによって信号をアンテナ１０２によって検出可能なレベルまで引き上げられることがある（たとえば、図７の信号表現で示される）か、あるいはこれらのタグ応答が実際に位相がずれていて減算性であり、それによって互いを相殺し、結果としてアンテナによって検出可能でないレベルの信号になることがある（たとえば、図８の信号表現で示される）。図７は、第１の信号７００（たとえば、タグ応答２１２）が第２の信号７０２（たとえば、第２のタグ応答２１４）と重畳されて、アンテナ、すなわちアンテナ１０２に入来する合成信号７０４を生成するときの、それらの信号間の相加的な性質の状況を示す。図８は、第１の信号８００（たとえば、タグ応答２１２）が第２の信号８０２（たとえば、第２のタグ応答２１４）と重畳されて、アンテナ、すなわちアンテナ１０２に入来する合成信号８０４（たとえば信号なしまたは極小信号）を生成するときの、それらの信号間の減算的な性質の状況を示す。少なくとも幾つかの実施形態では、タグ応答２１２及び第２のタグ応答２１４は、同相から逆相までの範囲にわたることができる。

上述したことにより、タグ１０４がアンテナ１０２を通り過ぎて搬送されると、車両１０８によって反射された間接タグ要求２０６により、アンテナがＮＯＩタグ２０２から少なくとも１つのタグ応答を受信するのに十分な重畳タグ応答、すなわち最初のタグ応答２１２及び第２のタグ応答２１４を、タグ２０２が送信する場合がある。少なくとも幾つかの実施形態では、上記の結果としてＮＯＩタグ２０２から受信されるタグ応答は、スプリアスタグ応答と呼ばれる。

図３は、一実施形態による、バス３０４によってプロセッサ３００及びメモリ３０２に通信可能に結合された送受信アンテナ１０２を備えるＴＭＳ１００の高レベルブロック図を示す。プロセッサ３００はメモリ３０２内に記憶されている１つまたは複数の命令セットを実行して、ＴＭＳ１００に一実施形態による方法を実行させる。少なくとも幾つかの実施形態では、ＴＭＳ１００はまた、多数の任意選択の構成要素、すなわちネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）３０６と、入出力（Ｉ／Ｏ）装置３０８と、ストレージコンポーネント３１０とを備える。

ネットワークＩ／Ｆ３０６によって、受信したタグ応答に基づく、他のネットワーク接続された装置、たとえば在庫管理情報を受信するサーバとＴＭＳ１００との間の伝送が可能になる。入出力装置３０８によって、ユーザへの情報の伝達と、ユーザからの情報及び制御信号の受信とが可能になる。ストレージコンポーネント３１０によって、情報、制御信号、及びメモリ３０２の１つまたは複数の内容の蓄積が可能になる。

メモリ３０２は、静的ストレージコンポーネントまたは動的ストレージコンポーネント、たとえば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、あるいはそこから１つ若しくは複数の命令セットをプロセッサ３００によって読み出すことができる別の媒体を備えることができる。メモリ３０２は、タグ検出システム（ＴＤＳ）３１２と、所定の差閾値３１４と、送信済カウント３１６と、受信済カウント３１８と、最低限送信カウント３２０とを含むことができる。

図４は、一実施形態による、ＴＤＳ３１２の動作の高レベル機能プロセスフロー図を示す。単純化のため且つ理解を易しくするために、以下の説明は、ＴＭＳ１００との間の単一のタグの受信及び応答に関して提供される。さらなる及び／または代替的なプロセスフロー及びデータ構造を、２つ以上のタグに関して用いることができる。

プロセスフローは、タグ要求送信機能４００から始まり、プロセッサ３００は命令セットを実行し、アンテナ１０２に１つまたは複数のタグ要求を送信させると共に、送信済カウント３１６をインクリメントする。また、プロセッサ３００によるＴＤＳ３１２の実行中、より具体的にはタグ応答受信機能４０２の実行中に、プロセッサはタグ応答の受信毎に受信済カウント３１８をインクリメントする。少なくとも幾つかの実施形態では、機能４０２はＴＤＳ３１２の他の機能と同時に実行することができる。

少なくとも１つの他の実施形態では、タグ応答受信機能４０２は、タグ要求機能４００の後に同機能４００と直列に実行することができる。

フローはタグ位置判定機能４０４、具体的には最低限要求送信判定機能４０６に進み、プロセッサ３００は命令セットを実行し、送信済カウント３１６と最低限送信カウント３２０とを比較して、所定の最低限数のタグ要求が送信されたか否かを判断する。

最低限要求送信機能４０６の判断結果がＮＯである場合、フローはタグ要求送信機能４００に戻り、プロセッサ３００はアンテナ１０２に別のタグ要求を送信させる。機能４０６の判断結果がＹＥＳである場合、フローは差閾値比較機能４０８に進み、プロセッサ３００は命令セットを実行し、送信済カウント３１６と受信済カウント３１８との差を差閾値３１４と比較する。

差閾値比較機能４０８の結果がＮＯである場合、フローはノード４１２におけるＴＤＳ３１２の実行の完了へと進む。閾値比較機能４０８の結果がＹＥＳである場合、フローは識別機能４１０へ進み、プロセッサ３００は命令セットを実行し、タグ応答を生成しているタグを所定エリア、たとえばアンテナ１０２に近接するエリア内のタグとして識別する。フローは次に完了ノード４１２へと進む。この態様において、所定の最低限回数より多く応答したタグはアンテナの近くにあると確定され、所定の最低限回数応答しないタグはＮＯＩタグであると確定される。

少なくとも幾つかの実施形態では、ＴＭＳ１００は、所定のエリア内にあると確定されたタグ１０４に対応する受信したタグ応答識別子をメモリ３０２内に格納することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、ＴＭＳ１００は、ＮＯＩタグ２０２に対応する受信したタグ応答識別子をメモリ３０２内に格納することができる。少なくとも幾つかの実施形態では、ＴＭＳ１００は、対象であると確定されたタグと、ＮＯＩタグであると確定されたタグの両方をメモリ３０２内に格納することができる。

少なくとも幾つかの実施形態では、差閾値比較機能４０８は、カウント数の絶対値の代わりにパーセントなどの比率で表現された値である差閾値３１４を用いて動作することができる。その場合には、判定機能４０８は、送信済カウントで受信済カウントを除算した結果が差閾値（この場合は比閾値と呼ぶべきであろう）３１４以上であるか否かを判定することになる。

図５は、一実施形態による、ＴＤＳ３１２と、タグ１０４と、ＮＯＩタグ２０２との間の対話５００のシーケンスフロー図を示す。同図の下へ向かう方向が時間軸の進行方向である。ＴＤＳ３１２は、タグ要求５０１をタグ１０４及びＮＯＩタグ２０２に送信する。タグ１０４はアンテナ１０２の視野を横切って動いているため、タグ１０４は返答としてタグ応答５０２をＴＤＳ３１２に送信する。ＮＯＩタグ２０２は、タグ要求５０１を受信していないか、またはタグ応答として認識可能な信号をＴＤＳ３１２に対して送信する能力がないかのいずれかの理由で、タグ応答を送信することができないか、あるいは送信してもＴＤＳ３１２に受信されない。

ＴＤＳ３１２は、タグ１０４及びＮＯＩタグ２０２に第２のタグ要求５０３を送信する。ここでもまた、タグ１０４はタグ応答５０４を送信する。他方、ＮＯＩタグ２０２については、上述した要因のうちの１つ、たとえば同相信号結合によって信号強度が大きくなったために、そのタグ応答５０５がＴＤＳ３１２で受信される。ＴＤＳ３１２は第３のタグ要求５０６をタグ１０４及びＮＯＩタグ２０２に送信する。ここでもまた、タグ１０４はタグ応答５０７を送信する。他方、ＮＯＩタグ２０２については、上述した要因のうちの１つ、たとえば同相信号結合によって信号強度が大きくなったために、そのタグ応答５０８がＴＤＳ３１２に受信される。

最後に、ＴＤＳ３１２はタグ要求５０９をタグ１０４及びＮＯＩタグ２０２に送信し、タグ１０４はＴＤＳ３１２にタグ応答を送信しないか、あるいは送信しても受信されない。結局、タグ１０４はそれぞれのタグ要求に対して毎回タグ応答を送信し、ＮＯＩタグ２０２は４つのタグ要求に対して２つのタグ応答を送信した。ここでたとえば差閾値３１４を６０％に設定してあったとすれば、応答率が４／４＝１００％であったタグ１０４は検出しようとしているタグであると判定され、それに対して応答率が２／４＝５０％であったタグ２０２は、ＮＯＩタグであると判定される。

図６は、別の実施形態によるＴＤＳ３１２の動作６００の高レベル機能プロセスフロー図を示す。ここでＴＭＳ１００は、動作を付勢するスイッチを備える。プロセスフローは付勢検出機能６０２から始まり、ＴＭＳ１００の動作は所定の付勢イベントの発生、たとえばスイッチの物理的な起動及び／または信号に基づく起動に基づいて開始する。この付勢イベントは、たとえば車両１０８が特定の領域に入ったことを何らかの方法で検出したことに応答して発生する。フローは次に、機能４０６が検出終了判定機能６０４に置き換えられることを除いて、図４と同様に進行する。機能６０４において、タグ検出は所定のタイムアウト時間の超過及び／または別のスイッチの、たとえば車両１０８が特定の領域を超えて外へ出たことによる起動のいずれかに基づいて終了する。
なお、検出終了判定機能６０４がもっぱらタイムアウトによって行われる場合には、タグ要求の送信回数はほぼ一定となるため、機能４０８は差分的動作で問題ない。しかし、車両が特定の領域に入ってから出るまで等の、その間の時間が必ずしも一定でない場合には、タグ要求が所定回数に達したところでタグ要求を打ち切るのでない限り、この間のタグ要求回数はかなり変動することが考えられる。そのような場合には、閾値を差ではなく比率に設定するとともに、機能４０８の差分動作の代わりにタグ応答カウントをタグ要求回数で除算するなどの比率的動作を行わせて比率として設定された閾値と比較すべきである。

本発明の一実施態様によるタグ監視システムの設置及び使用の高レベル図である。 本発明の別の実施態様によるタグ監視システムの設置及び使用の高レベル図である。 本発明の一実施態様によるタグ監視システムの高レベルブロック図である。 本発明の一実施態様によるタグ検出システムの動作の、高レベル機能プロセスフロー図である。 本発明の一実施態様によるシーケンスフロー図である。 本発明の別の実施態様による高レベル機能プロセスフロー図である。 多重経路信号効果を表す図である。 別の多重経路信号効果を表す図である。

符号の説明

１００ タグ監視システム
１０２ 送受信アンテナ
１０６ 物品
１０８ 車両
２００ 物品
３００ プロセッサ
３０２ メモリ
３０６ ネットワークＩ／Ｆ
３０８ 入出力装置
３１０ ストレージコンポーネント
３１４ 差閾値
３１６ 送信済カウント
３１８ 受信済カウント
３２０ 最低限送信カウント
４００ タグ要求送信機能
４０２ タグ応答受信機能
４０４ タグ位置判定機能
４０６ 最低限要求送信判定機能
４０８ 差閾値比較機能
４１０ 識別機能
５０１、５０３、５０６、５０９ タグ要求
５０２、５０４、５０７、５１０ タグ応答
５０５、５０８ ＮＯＩタグ応答
６０２ 付勢検出機能
６０４ 検出終了判定機能

Claims (11)

1. 所定のエリアにおいて、ＲＦＩＤタグ要求信号を送信すること、及び
   ＲＦＩＤタグから受信したＲＦＩＤタグ応答信号の個数と前記送信されたＲＦＩＤタグ要求信号の個数との比較に基づいて、前記ＲＦＩＤタグが前記所定のエリア内に位置するか否かを判断すること、
   を含むＲＦＩＤタグ検出方法。
2. 前記送信されたＲＦＩＤタグ要求信号に応答して前記ＲＦＩＤタグ応答信号を受信することを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記比較は、前記ＲＦＩＤタグ応答信号の個数が前記送信されたＲＦＩＤタグ要求信号の個数と異なることを、要求信号の個数と応答信号の個数の差閾値によって判断することを含む請求項１に記載の方法。
4. 前記差閾値は０である請求項３に記載の方法。
5. 前記差閾値は１以上である請求項３に記載の方法。
6. 前記比較は、前記受信された応答信号の個数と前記送信されたＲＦＩＤタグ要求信号の比率が所定を所定の閾値と比較することによって行われる請求項３に記載の方法。
7. タグ要求を送信し、またタグ応答を受信するように構成されるアンテナと、
   実行可能な命令セットを含むメモリと、
   前記メモリ及び前記アンテナと通信可能に結合されると共に、前記実行可能な命令セットのうちの１つまたは複数の命令を実行するように構成されるプロセッサであって、前記プロセッサによる前記１つまたは複数の命令の実行によって、前記プロセッサは、前記アンテナにＲＦＩＤタグ要求を送信させると共に、前記ＲＦＩＤタグから受信されたタグ応答の個数と前記送信されたＲＦＩＤタグ要求の個数との比較に基づいて、前記ＲＦＩＤタグが対象外のタグか、あるいは対象のタグのいずれであるかを判断するプロセッサと、
   を備える、ＲＦＩＤタグ検出システム。
8. 前記プロセッサは、前記１つまたは複数の命令を実行し、前記ＲＦＩＤタグから受信したタグ応答の個数が前記送信されたＲＦＩＤタグ要求の個数の所定の範囲内にある場合、前記ＲＦＩＤタグが対象のタグであると判断する、請求項７に記載のシステム。
9. 前記プロセッサは、前記１つまたは複数の命令を実行し、前記ＲＦＩＤタグが対象のタグであるという指示を前記メモリ内に格納する、請求項７に記載のシステム。
10. 前記プロセッサは、前記１つまたは複数の命令を実行し、前記アンテナに、所定のエリアにおいて前記所定の数のＲＦＩＤタグ要求を送信させる、請求項７に記載のシステム。
11. 前記プロセッサは、前記１つまたは複数の命令を実行し、前記ＲＦＩＤタグから受信したタグ応答の個数が前記送信されたＲＦＩＤタグ要求の個数の所定の範囲内にある場合、前記ＲＦＩＤタグが前記所定のエリア内にあると判断する、請求項１０に記載のシステム。

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