JP2010030712A - Ｒｆｉｄを利用した棚卸方法及び棚卸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】棚番毎の棚卸作業をＲＦＩＤを利用することによって無人で正確かつ効率良く棚卸をする方法及び棚卸装置を提供する。
【解決手段】棚卸をする対象である各棚番の棚板上には、予め在庫品毎に、ユニークな番号が割り当てられたＲＦタグを添付した在庫品が収納されており、そのＲＦタグを読取るためのＲＦＩＤリーダー／ライターに接続されたアンテナを棚の前方に用意し、アンテナの位置座標、即ち、対象とする棚の横方向の位置座標（Ｘ座標）、棚前面とアンテナとの距離を示す位置座標（Ｙ座標）及び高さ方向の位置座標（Ｚ座標）をそれぞれ決定する位置測定機能をアンテナ駆動部に持たせ、棚卸を実施する対象の棚の前面をＸ軸方向及びＺ軸方向にアンテナを走査して得られたＲＦタグの読取り結果データを保存する機構を有し、保存されたデータを解析する機構を設け、読取られたＲＦタグデータから棚番毎の棚卸データに変換する。
【選択図】図１

Description

本発明は、帳簿上記載の在庫の数量と実際の在庫の数量との差異を把握するために、実際の在庫数量を定期的に確認する作業、即ち棚卸作業においてＲＦＩＤを利用することによって無人化・作業の効率化・品質向上を狙った棚卸方法及び棚卸装置に関する。

棚卸作業の基本は、実際に棚に収納されている在庫品を棚番毎に担当者が数えることである。その棚卸精度及び棚卸作業効率をあげるための従来技術の一つとしては、在庫品毎にバーコードを添付する事によって、棚卸時にそのバーコードを棚番毎に逐一読むことである。しかし、バーコードによる棚卸方法では、在庫品に添付されているバーコードを逐一読む必要があり、かつその際に人の作業のために在庫品の存在の見過ごしや読み忘れたり、誤って二重読み込みをしてしまう等の人的ミスは不可避であった。またＲＦＩＤ技術を使って棚の前面からＲＦＩＤのアンテナをかざして棚にある在庫品を読取る事によって棚卸作業の支援をすることは、例えば、特開２００３−２１６７４４公報「図書館・ライブラリ自動化システム」で提案されているように既に実用化されているが、この方法では棚番毎の在庫数を特定することは不可能である。アンテナを単にかざす方法ではＲＦＩＤリーダーの性能で決まる読取り領域に入った在庫数を把握することは可能であるが、棚番毎の在庫数を把握することは不可能である。

このように、従来の技術では、無人で正確かつ効率良く棚卸をする技術は存在しなかった。
特開２００３−２１６７４４公報

本発明が解決しようとする課題は、従来の技術では不可能であった棚番毎の棚卸作業を
ＲＦＩＤを利用することによって無人で正確かつ効率良く棚卸をする方法及び棚卸装置を提供しようとするするものである。

本発明は、上記の如き課題を解決する為になされたものであって、棚卸をする対象であ
る各棚番の棚板上には、予め在庫品毎に、ユニークな番号が割り当てられたＲＦタグを添付した在庫品が収納されており、そのＲＦタグを読取るためのＲＦＩＤリーダー／ライターに接続されたアンテナを棚の前方に用意し、アンテナの位置座標、即ち、対象とする棚の横方向の位置座標（以下Ｘ座標と呼称する）、棚前面とアンテナとの距離を示す位置座標（以下Ｙ座標と呼称する）及び高さ方向の位置座標（以下Ｚ座標と呼称する）をそれぞれ決定する位置測定機能をアンテナ駆動部に持たせて、棚卸を実施する対象の棚の前面をＸ軸方向及びＺ軸方向にアンテナを走査して時々刻々のＲＦタグの読取り結果データ（読取られたＲＦタグ番号、必要により読取られた受信強度値、及び、アンテナの位置座標）を保存する機構を有し、次に、対象の棚をアンテナで全領域走査した時に保存されたデータを解析する機構を設け、読取られたＲＦタグデータから棚番毎の棚卸データに変換することによって無人で棚番毎の棚卸を可能となるように構成したＲＦＩＤを利用した棚卸方法及び棚卸装置を提供しようとするものである。

本発明のＲＦＩＤを利用した棚卸方法及び棚卸装置は、在庫品毎にＲＦタグを添付して
おけば、人が介在しなくても無人で棚番毎の棚卸を正確かつ効率良く棚卸が可能となり棚卸費用の削減ができる。更に、無人で作業が可能であるので倉庫が稼動していない夜間時に無点灯状態で棚卸作業が可能となり、省電力効果も期待できる。

次に、本発明の一実施例について図面を参照しながら、本発明に係るＲＦタグ読取りデ
ータ（読取られたＲＦタグ番号、必要により読取られた受信強度値、及び、アンテナ位置座標）から棚番毎の棚卸データに変換する２つの方法について詳細に説明する。

最初に、ＲＦ読取り結果データの内、ＲＦタグ受信強度値を利用する第一の方法について
説明する。
棚番の横方向（Ｘ軸方向）の区分を識別する方法について、図１を参照しながら説明する。ＲＦ読取り結果データ項目の一つであるＲＦタグ受信強度値は、原理的には、ＲＦタグ１が貼られた位置とアンテナ２の位置が最も接近した時に最大値を示すので、例えば、在庫品Ｐに添付されている対象ＲＦタグＡ、Ｂの左横方向からかつ棚Ｓの前面から一定の距離で（即ちＹ軸位置を一定にして）アンテナ２をアンテナ移動用走行台車３を駆動させて右方向へスライドさせた時のＲＦ読取り結果データは、図４、図５に示すように、受信範囲にない場合には対象の記録データは存在せず、受信範囲に入って来ると受信データが存在し始め、受信電波強度は対象ＲＦタグＡ、Ｂに近づくにつれて電波受信強度を強め、
更に右方向へアンテナ２をスライドすると伴に、即ち対象ＲＦタグＡ、Ｂから離れると伴に電波受信強度は弱まりアンテナ２の受信範囲から離れると受信データ記録は存在しなくなる。この間、アンテナ２の姿勢は棚Ｓの前縁と常に平行に保つことを前提とする。従って、受信電波強度が最大値を記録したＸ軸座標近辺に対象ＲＦタグＡ、Ｂのそれぞれの存在する区分位置をそれぞれに識別して推定することが出来る。

この原理を用いて、アンテナ２を縦方向に移動させるアンテナ昇降機構４を使用して、アンテナ２を縦方向、即ちＺ軸方向についても適用することによって対象ＲＦタグＡ、Ｂの存在するＺ軸座標近辺の区分位置をそれぞれに識別して推定することが出来る。

以上のデータ解析方法によって対象ＲＦタグＡ、ＢのＸ軸方向、及び、Ｚ軸方向の位置を特定できるので、その在庫品Ｐの棚番を特定出来ることになる。

以上のデータ解析をすべてのＲＦ読取りデータに対して実行することによって棚番毎の在庫品Ｐの把握が可能となる。

次に、ＲＦ読取り結果データの内、読取られたＲＦタグ番号とその読取られたアンテナ
の位置座標を使って棚番を特定する第二の方法について説明する。
最初に、棚番の横方向（Ｘ軸方向）の区分を識別する方法について説明する。アンテナ２の受信可能領域は、アンテナ２を棚Ｓの前縁に平行に向けた場合にはアンテナ２の前面の中心からの垂直線（Ｙ軸方向）を中心とした左右、上下方向に対称的に広がっている。従って、例えば在庫品Ｐに添付されている対象ＲＦタグＡ、Ｂの左横方向からかつ棚Ｓの前面から一定の距離で（即ちＹ軸位置を一定にして）アンテナ２を右方向へスライドさせた時のＲＦ読取り結果データは、図６、図７に示すように、受信範囲にない場合には対象の記録データは存在せず、受信範囲に入って来ると受信データが存在し始め、更に右方向へアンテナ２をスライドすると伴に、アンテナ２の受信範囲から離れると受信データ記録は存在しなくなる。アンテナ２の受信範囲は原理的には左右対称であるので、アンテナ２を上記の通り移動させた時の受信範囲に入って来た時のＸ座標位置と受信範囲から離れた時のＸ座標位置の中点の位置に対象タグＡ、Ｂがそれぞれ存在すると推定できる。この原理を縦方向、即ち、Ｚ軸方向についても適用することによって対象ＲＦタグのＺ軸座標を推定することが出来る。

以上のデータ解析方法によって対象ＲＦタグの位置を特定できるのでその在庫品の棚番も特定出来る訳である。以上のデータ解析をすべてのＲＦ読取りデータに対して実行することによって棚番毎の在庫品の把握が可能となる。

以下、本発明を具体的な実施例に沿って更に詳述する。
図１は本発明一実施例の棚卸装置の概略を示した構成図であって、ＲＦタグ１が添付さ
れた在庫品Ｐが収納された棚Ｓと、その棚Ｓの前面通路にＲＦリーダー／ライター（図示されていない）、アンテナ２、及び、アンテナ２を左右方向に移動するためのアンテナ移動用走行台車３、アンテナ２を上下方向に移動するためのアンテナ昇降機構４をアンテナ移動用走行台車３に搭載した状態をそれぞれ示している。

以後、説明の便宜のために、棚Ｓに平行な方向をＸ軸、棚Ｓに直角な前方方向をＹ軸、
高さ方向をＺ軸とする。アンテナ２のスキャン方法の一例としては、棚Ｓの前面左下から右方向へ移動し、右端でアンテナ２を所定のピッチだけ上げ、その位置から左方向へ移動し、左端でまたアンテナ２を所定のピッチだけ上げて右方向へ移動する。以後、以上の動作を繰り返すことによって棚Ｓの最上段の高さに達するまでアンテナをスキャンして、棚Ｓ全面のＲＦタグ読取りデータを収集する。

図２は、本発明一実施例の棚卸装置の駆動システムの一例を示す構成図である。
本装置の基本構成は大きく４つの部分から構成されている。即ち、ＲＦタグを読取るた
めのＲＦリーダー／ライター及びアンテナで構成されるＲＦＩＤコントローラ、次にアンテナを上下に昇降させるアンテナコントローラ、及びアンテナを左右及び前後に移動させるための台車走行コントローラ、そして全体をコントロールするための中央コトローラから構成される。

前記中央コントローラは、アンテナコントローラ用のＺ軸位置センサーであるＺ軸アブソリュートエンコーダーと台車走行コントローラ用のＸ、Ｙ軸位置センサーであるＸ、Ｙ軸アブソリュートエンコーダーの３センサーとの入力によりアンテナの位置座標を測定判断する位置座標測定処理部と、時々刻々ＲＦタグ読取りデータ（ＲＦタグＮｏと受信強度値）とその読取られた位置座標がセットになってデータが保存されるデータ保存部、そして保存された測定データを解析するデータ解析部から構成されている。

図３は、棚卸装置の概略を示した図１におけるＲＦタグＡとＲＦタグＢとを具体的に抽
出してＲＦタグＡ及びＲＦタグＢの高さにアンテナ２を設定して左方向から右方向へ１０ｃｍピッチで測定する様子を示した平面図である。

上記の棚卸装置を使用してＲＦ読取り結果データの内、ＲＦタグ受信強度値を利用する
第一の方法について、図４及び図５を使って説明する。
図４は、図３で示した状況で測定した時の受信強度実測値を記録した例の表である。Ｒ
ＦタグＡ及びＲＦタグＢは棚番の境界（この位置をＸ軸の原点ゼロとして計測）から測定してそれぞれ−２０ｃｍ、＋４０ｃｍの位置に配置してあり、それぞれのＲＦタグを読取るためのアンテナを棚Ｓからそれぞれ２５ｃｍ、４０ｃｍ及び６０ｃｍ離れたＹ軸座標の位置でかつＸ軸上を１０ｃｍピッチで移動した時の各座標位置での受信強度を記録した表であり、空欄はＲＦタグを読めなかった位置を示している。この記録の結果を図式化して折れ線グラフにしたのが図５である。

図５の折れ線グラフから分かることは、棚Ｓとアンテナ２との間の距離を変えても、Ｒ
ＦタグＡ又はＲＦタグＢに一番近く位置するＸ座標の時の受信強度が最大になることである。この特性を利用することによって逆に受信強度が最大値を示すときのＸ座標位置にタグがあることになる。同じ方法によってＺ座標位置も特定できるので、タグの２次元的位置座標の特定が可能となる。読取った全タグについて、この第一の方法で処理することによって全タグの座標を決定できる。即ち、全在庫品の棚番上の位置を特定できるので棚番毎の棚卸が実現出来たことになる。

次に、上記の棚卸装置を使用してＲＦ読取り結果データの内、読取られたＲＦタグ番号
とその読取られたアンテナの位置座標を使って棚番を特定する第二の方法について図６及び図７を使って説明する。
図６は、図３で示した状況で測定した時の実測値を記録した例の表である。ＲＦタグＡ及びＲＦタグＢは棚番の境界（この位置をＸ軸の原点ゼロとして計測）から測定してそれぞれ−２０ｃｍ、＋４０ｃｍの位置に配置してあり、それぞれのタグを読取るためのアンテナ２を棚Ｓからそれぞれ２５ｃｍ、４０ｃｍ及び６０ｃｍ離れたＹ軸座標の位置でかつＸ軸上を１０ｃｍピッチで移動した時の各座標位置でのタグが読めたか読めなかったかを記録した表であり、空欄はタグを読めなかった位置を示している。この結果をグラフにしたのが図７である。

図７は、ＲＦタグＡ及びＲＦタグＢをそれぞれＹ軸の２５ｃｍ、４０ｃｍ、６０ｃｍの距離で移動させた時の合計６個の測定結果を示すものであって、読めたＸ軸位置にＲＦタグＡについては●印で、ＲＦタグＢについては◆印でプロットしたものである。▲印の位置は測定できた範囲の中点を示しており、この位置がアンテナの読取りデータから推定したＲＦタグＡ及びＲＦタグＢの推定位置である。ＲＦタグＡの実際の位置は−２０ｃｍであるので、Ｙ軸４０ｃｍの位置で測定した推定位置の結果は実際位置と同じであるが、その他の２５ｃｍと６０ｃｍで推定した位置は１０ｃｍと２０ｃｍの誤差がある。他方、ＲＦタグＢの推定値についても実際位置とは１０ｃｍと２０ｃｍの誤差がある。しかし、ＲＦタグＡは左の棚番にあり、ＲＦタグＢは右の棚番にあることは特定できている。

上記の方法は棚の境界領域にある在庫品に対しては、識別の誤差が生じる可能性があるが、棚の中央部にあるものに対しては充分棚番分離可能な方法である。同じ方法によってＺ座標位置も特定できるので、ＲＦタグの２次元的位置座標の特定が可能となる。

上記の方法を読取った全タグについて処理することによって全タグの座標位置を決定できる。即ち、全在庫品の棚番上の位置を特定できるので棚番毎の棚卸が実現出来たことになる。

本発明一実施例の棚卸装置の概略を示した構成図である。 本発明一実施例の棚卸装置の駆動システムの一例を示す構成図である。 図１におけるＲＦタグＡとＲＦタグＢとを具体的に抽出してＲＦタグＡ及びＲＦタグＢの高さにアンテナ２を設定して左方向から右方向へ１０ｃｍピッチで測定する様子を示した平面図である。 図３で示した状況で測定した時の受信強度実測値を記録した例の表である。 図４の記録の結果を図式化した折れ線グラフである。 図３で示した状況で測定した時の実測値を記録した例の表である。 図６に示す結果を図式化したグラフである。

Claims (3)

1. 棚卸対象である棚番の棚板上に予め収納された在庫品毎にユニークな番号を割り当てて
   添付したＲＦタグ手段、前記ＲＦタグ手段を読取るためのＲＦＩＤリーダー／ライターに接続されたアンテナ手段、前記アンテナ手段を棚の前方に用意し、該アンテナ手段の位置座標即ち対象とする棚の横方向の位置座標（Ｘ座標）、棚前面とアンテナとの距離を示す位置座標（Ｙ座標）及び高さ方向の位置座標（Ｚ座標）をそれぞれ決定する位置測定機能を持たせたアンテナ駆動手段、棚卸を実施する対象の棚の前面をＸ軸方向及びＺ軸方向に前記アンテナ手段を走査してＲＦタグの読取られたＲＦタグ番号、読取られた受信強度値及びアンテナの位置座標の読取り結果データを保存するデータ保存手段が設けられ、前記アンテナ手段がＹ座標を一定にしてＸ軸方向に沿って移動したときに受信した電波強度が最大値を記録したＸ座標に対応する棚位置の近辺に対象ＲＦタグ手段を貼付した在庫品が存在すると識別し、同じく前記アンテナ手段がＹ座標を一定にしてＺ軸方向に沿って移動したときに受信した電波強度が最大値を記録したＺ座標に対応する棚位置の近辺に対象ＲＦタグ手段を貼付した在庫品が存在すると識別することによって対象在庫品の位置（Ｘ座標、Ｚ座標）を特定することを特徴とするＲＦＩＤを利用した棚卸方法。
   
2. 棚卸対象である棚番の棚板上に予め収納された在庫品毎にユニークな番号を割り当てて
   添付したＲＦタグ手段、前記ＲＦタグ手段を読取るためのＲＦＩＤリーダー／ライターに接続されたアンテナ手段、前記アンテナ手段を棚の前方に用意し、該アンテナ手段の位置座標即ち対象とする棚の横方向の位置座標（Ｘ座標）、棚前面とアンテナとの距離を示す位置座標（Ｙ座標）及び高さ方向の位置座標（Ｚ座標）をそれぞれ決定する位置測定機能を持たせたアンテナ駆動手段、棚卸を実施する対象の棚の前面をＸ軸方向及びＺ軸方向に前記アンテナ手段を走査してＲＦタグの読取られたＲＦタグ番号、読取られた受信強度値及びアンテナの位置座標の読取り結果データを保存するデータ保存手段が設けられ、前記アンテナ手段がＹ座標を一定にしてＸ軸方向に沿って移動したときに受信したデータ記録が存在する範囲の中点のＸ座標に対応する棚位置の近辺に対象ＲＦタグ手段を貼付した在庫品が存在すると識別し、同じく前記アンテナ手段がＹ座標を一定にしてＺ軸方向に沿って移動したときに受信したデータ記録が存在する範囲の中点のＺ座標に対応する棚位置の近辺に対象ＲＦタグ手段を貼付した在庫品が存在すると識別することによって対象在庫品の位置（Ｘ座標、Ｚ座標）を特定することを特徴とするＲＦＩＤを利用した棚卸方法。
   
3. 棚卸対象である棚番の棚板上に予め収納された在庫品毎にユニークな番号を割り当てて
   添付したＲＦタグ、前記ＲＦタグを読取るためのＲＦＩＤリーダー/ライターに接続されたアンテナ、前記アンテナを棚の前方に用意し、該アンテナの位置座標即ち対象とする棚の横方向の位置座標（Ｘ座標）、棚前面と該アンテナとの距離を示す位置座標（Ｙ座標）及び高さ方向の位置座標（Ｚ座標）をそれぞれ決定する位置測定機能を持たせたアンテナ駆動部、棚卸を実施する対象の棚の前面をＸ軸方向及びＺ軸方向に前記アンテナを走査してＲＦタグの読取られたＲＦタグ番号、必要により読取られた受信強度値及びアンテナの位置座標の読取り結果データを保存する機構、及び対象の棚を前記アンテナで全領域走査した時に保存されたデータを解析する機構とを設けてなることを特徴とするＲＦＩＤを利用した棚卸装置。

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