JP2013525915A - 画像認識を使用する無線識別スキャンのトリガ - Google Patents

Abstract

画像認識を使用して無線周波数識別、ＲＦＩＤ、スキャンをトリガするためのシステムおよび方法は、在庫のＲＦＩＤタグ付き商品の画像の特徴を、ＲＦＩＤタグ付き商品に関連する情報とともにデータベース内に格納すること（３００）、撮像装置から商品の画像を取り込むこと（３０２）、取り込んだ画像をデータベース内の格納された画像の特徴とを比較したものの特徴間に一致があり、商品がＲＦＩＤタグ付きであることを示すかどうかを判定すること（３０４）、および、一致を判定したとき（３０４）、商品のＲＦＩＤタグを読み取るように試みること（３０６）を含む。

Description

本発明は、一般に無線識別（ＲＦＩＤ）装置に関し、より詳細には、画像認識を使用する無線識別スキャンのトリガに関する。

現在、商店および倉庫は、小さな電子識別タグを含む商品をストックすることができる。そのような無線識別（radio frequency identification:ＲＦＩＤ）タグは、電源内蔵式ではないが、近くにあるＲＦＩＤスキャナによってスキャンされると、給電およびトリガされてそれらに格納された識別情報で応答する。通常、商店および倉庫は、ＲＦＩＤタグが付けられた一部の商品、およびＲＦＩＤタグが付けられていない他の商品を含む商品の在庫を有する。実際には、ＲＦＩＤスキャナは、ハンドヘルド型電池式ＲＦＩＤリーダを使用して、または自動化ＲＦＩＤスキャニング装置の使用を介して、タグ付けされた商品のタグを読み取ることができる。これらのスキャナは、ユーザによって手動でトリガすることができるか、またはＲＦＩＤスキャナのすぐ近くの商品の存在を検出するセンサを使用して自動的にトリガすることができる。

残念なことに、既存のスキャナまたはセンサは、特定の商品がＲＦＩＤタグを有するかどうか分からない。したがって、通常の手順は、例えスキャンが不要でも、すべての商品について常にＲＦＩＤタグが商品上に存在すると仮定し、ＲＦＩＤスキャンを実行することであった。しかしながら、タグ付けされていない商品のスキャンをトリガすることは、スキャナ内の電力を消耗させるだけであり、電池式スキャナにとって問題になり得る。加えて、ＲＦＩＤタグがないために必要でないときでも、あらゆる商品についてＲＦＩＤスキャンを実行することは、近くのＲＦＩＤスキャナまたは他の装置に対して局所的な無線スペクトル干渉を生じる可能性がある。

ＲＦＩＤスキャナ内の電池の消耗、およびＲＦＩＤスキャナからの無線干渉を低減させる必要がある。

本発明の一実施形態によるシステムのブロック図。 本発明の他の実施形態によるシステムのブロック図。 本発明による方法の流れ図。

添付図面は、別々の図を通じて同じ参照数字が同一のまたは機能的に同様の構成要素を表すが、下記詳細説明とともに明細書内に組み込まれてその一部を形成し、さらに、特許請求された発明を含む概念の実施形態を示し、それらの実施形態のさまざまな原理および利点を説明するのに役立つ。

当業者は、図中の構成要素が簡単で見やすいように示され、必ずしも原寸に比例して示されていないことを理解するであろう。例えば、図中の一部の構成要素の大きさは、本発明の実施形態の理解を向上させる助けとなるために、他の構成要素に比べて誇張されている場合がある。

装置および方法の構成要素は、図面内で通常の符号によって適切な場所に示され、本明細書の説明を利用できる当業者にはすぐに明らかになる詳細で開示を隠蔽しないように、本発明の実施形態の理解に関係するそれらの特定の詳細のみを示す。

本発明は、画像認識を使用して無線識別スキャンをトリガするシステムおよび方法を提供し、ＲＦＩＤスキャナ内の電池の消耗、およびＲＦＩＤスキャナからの無線干渉を低減させることができる。具体的には、本発明は撮像装置を使用して、最初に、スキャンされる商品がＲＦＩＤタグを有する可能性が高いかどうかをチェックする。ＲＦＩＤを有する可能性が低い場合スキャンは実行されず、それによって電池の寿命を節約し、不要な無線信号を削減する。動作中、本発明はＲＦＩＤタグを有する物体と有していない物体とを区別するＲＦＩＤスキャントリガ技法を提供する。具体的には、カメラまたは他の撮像装置を使用して、プロセッサが簡単または高度な画像解析を実行し、ＲＦＩＤタグが付けられている可能性が高い商品とＲＦＩＤタグを有する可能性が低い商品とを識別することができる。本発明は、個人の買い物支援、倉庫のフォークリフト・パレットのスキャン、または、無線干渉および／もしくは電池の消耗を回避するために識別力のあるＲＦＩＤスキャンを必要とする任意の他の状況などの、舞台裏のＲＦＩＤピック／プット動作のために使用することができる。

図１は、本発明による、画像認識を使用して無線識別（ＲＦＩＤ）スキャンをトリガするための、無線ＲＦＩＤスキャニング・システムのブロック図である。システムは、メモリおよび／またはデータベース１０６に結合したプロセッサ１０４、ユーザ・インタフェース１１２、ＲＦＩＤスキャナ１０８、ならびに、カメラまたは他の撮像装置１０２を含む。一般に、プロセッサ、ユーザ・インタフェース、ＲＦＩＤスキャナ、カメラ、およびメモリなどの構成部品はよく知られている。例えば、処理装置は、それだけには限らないがマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、メモリ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／または論理回路など、基本的な構成部品を含むことが知られている。通常、そのような構成部品は、高度設計の言語または記述を使用して表現されるか、コンピュータの命令語を使用して表現されるか、またはメッセージ論理フロー図を使用して表現された、アルゴリズムおよび／またはプロトコルを実装するように構成される。

したがって、アルゴリズム、論理フロー、メッセージ／信号フロー、および／またはプロトコル仕様が与えられると、当業者は、所与の論理を実行するプロセッサを実装するのに利用できる、多くの設計および開発の技法に気付く。したがって、示された構成要素はそれぞれ、本明細書における説明によって、本発明のさまざまな実施形態を実装するように構成された既知の装置を表す。さらに、当業者は、本発明の態様がさまざまな物理的な構成部品の間で実装することができ、単一プラットフォームの実装形態に必ずしも限定されないことを理解するであろう。例えば、上述の本発明の構成要素は、任意の１つまたは複数の装置内に実装することができる。本発明の動作要件がソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェア内に実装できることは発明の企図するもののうちであり、機能がソフトウェア・プロセッサ（またはデジタル・シグナル・プロセッサ）内に実装されることは好ましい選択肢であるにすぎない。

上述のシステムは、当技術分野で知られており本発明のさまざまな実施形態の実装で使用される、さまざまな異なる物理商品１００に取り付けるか、または組み込むことができる電子ＲＦＩＤタグ１１０との通信用に無線ＲＦＩＤインタフェース１１２を使用する。ＲＦＩＤスキャナおよびＲＦＩＤタグは、多種多様のビジネス電子プラットフォームを参照することが知られており、当技術分野で知られている、したがって簡単にするために示されていない他の装置および機能を含むことができる。

図１に戻ると、データベース１０６は、画像の特徴または好ましくは商品の実際の画像を提供される。例えば、倉庫の環境では、データベース１０６は、倉庫在庫内のすべての商品の写真または画像スキャンを含むことができる。何千もの異なる商品を有しても、データベースは妥当なサイズに留まることができる。データベースのサイズ、コストまたはスピードが問題である場合、画像の特徴だけを格納することができる。加えて、プロセッサ１０４は、ユーザ・インタフェース１１２の指示の下で、スチル・カメラまたはビデオ・カメラなどの撮像装置１０２を使用して、新しい在庫商品の画像をデータベース１０６に追加することができる。もはや在庫していない商品の画像は、ユーザ・インタフェース１１２の指示の下で、場合によりＲＦＩＤスキャナ１０８で商品をスキャニングするだけで、プロセッサ１０４によってデータベース１０６から削除することができる。データベース１０６は、運用上の基本設定（ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、メモリ・サイズ、コストなどに応じて、すべての在庫商品、またはＲＦＩＤタグ付きの商品だけを含むことができる。また、データベース１０６は、そのコスト、ストックされている商品の数、ＲＦＩＤタグを有するかどうか、などの商品についての関連情報を格納することができる。

動作中、プロセッサ１０４は撮像装置１０２を制御して、ＲＦＩＤスキャンされる商品１００の画像を取り込む。例えば、プロセッサ１０４は、（手動モードで）ユーザ・インタフェースによって、または（自動モードで）スキャナ１０８のすぐ近くに商品があるときに検出するセンサ（図示せず）によって指示されると、カメラに指示して商品１００の静止画像を撮影することができる。このようにして、ＲＦＩＤスキャナ１０８および／または撮像装置１０２は、必要でないとき動作しないままでいることができる。あるいは、カメラは、自動ビデオ・モードにおける活動状態のままで、スキャナ１０８のすぐ近くを通る商品の画像を連続して取り込むことができる。

プロセッサは、撮像装置１０２からこれらの画像を取得し、それらをデータベース１０６内の画像の特徴または実際の画像と比較する。画像認識アルゴリズムは当技術分野でよく知られており、ここで説明する必要はない。市販の画像認識ソフトウェアをこの場合に使用することができる。いずれにしても、プロセッサは、商品１００の画像がデータベース１０６内に格納されたいずれかの画像と一致するかどうかを判定する。

図２を参照すると、データベース内のいずれの画像とも一致しない場合、または商品２００がＲＦＩＤタグ付きでないことを示す一致がデータベース内にある場合、プロセッサ１０４は、この商品２００がＲＦＩＤタグ付きでないことをユーザに教えることができ、ユーザ・インタフェース１１２により商品２００について登録する情報を手動で入力するか、または他のデータ収集（例えばバーコード・スキャニング）を使用して前記情報を入力することをユーザに要求し、その結果、処理が終了する。このようにして、スキャナ１０８は全く動作する必要がなく、電力の消耗および干渉の可能性を減少させる。

しかしながら、図１に戻ると、商品がＲＦＩＤタグ付きであることを示す一致がデータベース内にある場合、プロセッサは、商品をスキャンしてそのＲＦＩＤタグを読み取るように試みることを、ＲＦＩＤスキャナに指示する。例えば、データベースがＲＦＩＤタグ付き商品のみを含む場合、画像が一致するだけで画像内の商品がＲＦＩＤタグ付きであることを示す。しかしながら、データベースがタグ化されている商品およびタグ化されていない商品を含む場合、画像の一致は、商品がＲＦＩＤタグ付きであるかどうかを示すデータベース内で一致した装置に関連するさらなる情報を探すように、プロセッサに指示する。

次いで、ＲＦＩＤスキャナ１０８は、ＲＦＩＤタグを読み取る試みが成功したかどうかを示す関連情報をプロセッサ１０４に通知する。例えば、その試みが成功した場合、スキャナ１０８は、商品１００の識別子をＲＦＩＤタグからプロセッサに供給する。この場合、プロセッサ１０４は、商品ＩＤおよびコスト情報を自動的に請求システムに追加したり、ストックの量を減らしたりなど、データベースから商品１００に関連する情報を登録することができる。しかしながら、ＲＦＩＤタグを読み取る試みが成功しなかった場合、スキャナ１０８はプロセッサ１０４に不成功の指示を供給するか、またはスキャナは応答を送信しない。プロセッサ１０４は、スキャナ１０８からの応答がないことが読み取りに成功しなかった不成功の指示として働くことを認識する。この場合（図２に関しては）プロセッサ１０４は、この商品２００がＲＦＩＤタグ付きでないことをユーザに促して、ユーザ・インタフェース１１２により商品２００について登録する情報を手動で入力するか、または他のデータ収集（例えばバーコード・スキャニング）を使用して前記情報を入力することをユーザに要求し、その結果、処理が終了する。

画像の一致および試みられたＲＦＩＤタグ読み取りについては、誤って検出されるか又は正しく検出されなかった（false-positive or true-negative）結果の可能性があり、本発明はこれらにも対処する。第１の例では、プロセッサが取り込んだ画像をデータベース内のＲＦＩＤタグ付き商品に誤って一致させ、画像化された商品が実際にはＲＦＩＤタグ化されていなかった場合、ＲＦＩＤタグを読み取る試みは失敗し、適切にユーザの介入を促す。第２の例では、プロセッサが取り込んだ画像をデータベース内のＲＦＩＤタグ付き商品に誤って一致させ、画像化された商品が実際には異なるＲＦＩＤタグ付き商品であった場合、ＲＦＩＤタグを読み取る試みは、それでも適切に正しい商品を識別する。第３の例では、プロセッサが取り込んだ画像をデータベース内のＲＦＩＤタグ付き商品に誤って一致させ、画像化された商品が実際には異なるＲＦＩＤタグ付き商品であり、ＲＦＩＤタグを読み取る試みが失敗した場合、これは時間を少し浪費するが、適切にユーザの介入を促す。第４の例では、プロセッサが取り込んだ画像をデータベース内のＲＦＩＤタグ付き商品に正しく一致させ、試みられたＲＦＩＤタグの読み取りに失敗した場合、これは時間を少し浪費するが、適切にユーザの介入を促す。

図３は、本発明による、画像認識を使用して無線周波数識別スキャン（ＲＦＩＤ）をトリガするための方法の流れ図を示す。
方法は、画像の特徴または好ましくは商品の実際の画像をデータベース内に格納すること（３００）によって開始される。データベースは、少なくともＲＦＩＤタグを有する在庫商品を含むが、ＲＦＩＤタグなしの商品を含むすべての在庫商品を含むことができる。好ましくは、データベースは、そのコスト、ストックされている商品の数、ＲＦＩＤタグを有するかどうか、などの商品についての関連情報も格納することができる。

方法は、スチル・カメラまたはビデオ・カメラなどの撮像装置から商品の画像を取り込むこと（３０２）を含む。
方法は、取り込んだ画像または実際の画像自体の特徴と、商品がＲＦＩＤタグ付きであることを示すデータベース内の格納された画像の特徴および／または画像と比較したものの特徴との間に一致があるかどうかを判定すること（３０４）を含む。

データベース内のいずれの画像とも一致しない場合、または商品がＲＦＩＤタグ付きでないことを示す一致がデータベース内にある場合、ユーザは商品について登録する情報を手動で入力するように要求され（３１２）、その結果、処理が終了する。このようにして、ＲＦＩＤスキャナを全く動作させる必要がなく、それによって、電力の消耗および干渉の可能性を減少させる。

しかしながら、商品がＲＦＩＤタグ付きであることを示す一致がデータベース内にある場合、ＲＦＩＤスキャナは、商品のＲＦＩＤタグを読み取るように試みる（３０６）。
ＲＦＩＤタグを読み取る試みが成功した場合（３０８）、商品ＩＤおよびコスト情報を請求システムに追加したり、ストックの量を減らしたりなど、データベースからの商品に関連する情報を自動的に登録する（３１０）ことができる。しかしながら、ＲＦＩＤタグを読み取る試みが成功しなかった場合（３０８）、ユーザは商品について登録する情報を手動で入力するか、または他のデータ収集（例えばバーコード・スキャニング）を使用して前記情報を入力するように要求される（３１２）可能性があり、その結果、処理が終了する。

好都合にも、本発明は不要なＲＦＩＤ読み取りに起因する電磁干渉の可能性を減少させ、それによって無線スペクトルを解放し、電池を消耗するＲＦＩＤ読み取りの回数を減少させる。また、本発明は、ユーザの介入を要求するよりむしろ、スキャンを自動的にトリガすることができ、呈示された物体が実際にタグをその上に有する可能性が高いかどうかを識別することができる。

前述の明細書では、特定の実施形態を記載した。しかしながら、当業者は、下記特許請求の範囲内で説明されるような本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな修正および変更を行うことができることを理解する。したがって、明細書および図面は限定的な意味よりむしろ例示的な意味を有するとみなすべきであり、すべてのそのような修正は本教示の範囲内にあるものとする。

利益、利点、問題に対する解決策、および、任意の利益、利点、または解決策をもたらすか、もしくはより明白にすることができる任意の構成要素は、任意のまたはすべての特許請求の範囲の重要な、必要な、または実質的な特徴もしくは構成要素であると解釈されるべきでない。本発明は、添付特許請求の範囲によってのみ規定され、本出願の係属中に行われる任意の補正、および発行されるそれら特許請求の範囲のすべての均等物を含む。

さらに、本書では、第１と第２、トップとボトムなどの関係語は、１つの実体または動作を別の実体または動作から区別するためだけに使用することができ、必ずしもそのような実体または動作の間のいかなる実際の関係または順序も要求または暗示することはない。用語「備える」、「備えている」、「有する」、「有している」、「含む」、「含んでいる」、「包含する」、「包含している」、またはそれらのその他の変形は、構成要素のリストを備え、有し、含み、包含する処理、方法、物品、または装置がそれらの構成要素を含むだけでなく、明確に列挙されていないか、またはそのような処理、方法、物品、または装置に固有の他の構成要素を含むことができるように、排他的でない包含をカバーするものである。「１つの．．．を備える」、「１つの．．．を有する」、「１つの．．．を含む」、「１つの．．．を包含する」に続く構成要素は、それ以上の制約なしに、その構成要素を備え、有し、含み、包含する処理、方法、物品、または装置内に追加の同一構成要素が存在することを排除しない。用語「実質的に」、「本質的に」、「近似的に」、「約」またはそれらのその他の変形は、当業者によって理解されるものに近いものとして規定され、その用語は１つの限定的でない実施形態では１０％以内、別の実施形態では５％以内、別の実施形態では１％以内、および、別の実施形態では０．５％以内であると規定される。本明細書において使用される場合、用語「結合した」は、必ずしも直接でなく、必ずしも機械的でなく接続していると規定される。ある特定の方法で「構成された」装置または構造は、少なくともその方法で構成されるが、列記されていない方法で構成される可能性もある。

一部の実施形態は、マイクロプロセッサ、デジタル・シグナル・プロセッサ、特注プロセッサおよびフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などの１つもしくは複数の汎用または専用のプロセッサ（すなわち「処理装置」）、ならびに、１つまたは複数のプロセッサを制御して、ある特定の非プロセッサ回路とともに、本明細書に記載した方法および／もしくは装置の機能のうちの一部、ほとんど、またはすべてを実装する、（ソフトウェアおよびファームウェア両方を含む）固有の内蔵プログラム命令から構成できることが理解されよう。あるいは、一部もしくはすべての機能は、内蔵プログラム命令を有していない状態機械によって、または、１つもしくは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内に実装することができ、ＡＳＩＣでは、各機能またはある特定の機能のいくつかの組合せが特注の論理回路として実装される。当然、２つの手法の組合せを使用することができる。

さらに、実施形態は、（例えばプロセッサを備える）コンピュータをプログラミングして本明細書に記載および特許請求されたような方法を実行するための、そこに格納されたコンピュータ可読コードを有するコンピュータ可読記憶媒体として実装することができる。そのようなコンピュータ可読記憶媒体の例には、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光学式記憶装置、磁気記憶装置、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブル・リード・オンリ・メモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ）およびフラッシュ・メモリが含まれるが、それらに限定されない。さらに、場合によりかなりの努力および多くの設計上の選択にもかかわらず、例えば利用可能な時間、現在の技術、および経済的な考慮事項によって動機づけられた当業者は、本明細書に開示した概念および原理によって導かれると、最低限の試みでそのようなソフトウェア命令およびプログラムおよびＩＣを容易に生成することが可能になることが期待される。

開示の要約が提供されて、読者が技術的開示の本質を迅速に確認するのが可能になる。それは、特許請求の範囲の範囲または意味を解釈または限定するためには使用されないことを理解して提出される。加えて、前述の発明を実施するための形態において、さまざまな特徴は、開示を簡素化する目的のためにさまざまな実施形態内に一緒に分類されることを理解することができる。開示のこの方法は、特許請求された実施形態が各請求項内で明確に列挙された以上の特徴を必要とする意図を反映するものとして解釈されるべきでない。むしろ、以下の特許請求の範囲の範囲が反映するように、本発明の主題は、開示した単一の実施形態のすべての特徴より少ない点にある。したがって、以下の特許請求の範囲は、これによって発明を実施するための形態に組み込まれ、各請求項は、別々に特許請求された主題としてそれ自体に依存する。

Claims (10)

1. 画像認識を使用して無線識別（ＲＦＩＤ）スキャンをトリガするための方法であって、
   在庫のＲＦＩＤタグ付き商品の画像の特徴を、該ＲＦＩＤタグ付き商品に関連する情報とともにデータベース内に格納すること（３００）、
   撮像装置から商品の画像を取り込むこと（３０２）、
   該取り込んだ画像の特徴と、該商品がＲＦＩＤタグ付きであることを示す該データベース内の該格納された画像の特徴との間に一致があるかどうかを判定すること（３０４）、
   一致を判定したとき（３０４）、該商品のＲＦＩＤタグを読み取るように試みること（３０６）を備える、方法。
2. 前記商品の前記ＲＦＩＤタグの前記読み取る試み（３０６）が成功した場合（３０８）、前記データベースからの前記商品に関連する情報を自動的に登録すること（３１０）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記商品の前記ＲＦＩＤタグの前記読み取る試み（３０６）が成功しなかった場合（３０８）、前記商品についての情報を登録するようにユーザを促すこと（３１２）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 一致が判定されなかった場合、前記商品についての情報を手動で登録すること（３１２）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記特徴が実際の画像を含み、
   一致を判定すること（３０４）が、画像認識技法を使用して該画像を解析することを含む、請求項１に記載の方法。
6. 一致を判定すること（３０４）が、一致した特徴の数が所定の閾値を超えたことを判定することを含む、請求項１に記載の方法。
7. 在庫のＲＦＩＤタグ付き商品（１００）の画像の特徴を、該ＲＦＩＤタグ付き商品（１００）に関連する情報とともに格納するように動作可能なデータベース（１０６）と、
   商品（１００）の画像を取り込むように動作可能な撮像装置（１０２）と、
   該撮像装置（１０２）に結合されたプロセッサ（１０４）であって、該取り込んだ画像の特徴と、該商品（１００）がＲＦＩＤタグ付きであることを示す該データベース（１０６）内の該格納した画像の特徴との間に一致があるかどうかを判定するように動作可能なプロセッサ（１０４）と、
   該プロセッサ（１０４）に結合されたＲＦＩＤスキャナ（１０８）であって、該プロセッサ（１０４）によって一致が判定されると、該プロセッサが該商品（１００）のＲＦＩＤタグ（１１０）の読み取り（１１２）を試みるように指示するＲＦＩＤスキャナ（１０８）とを備える、システム。
8. 前記商品の前記ＲＦＩＤタグ（１１０）の読み取り（１１２）の前記試みが成功した場合、前記ＲＦＩＤスキャナ（１０８）が前記商品（１００）の識別子を前記ＲＦＩＤタグ（１１０）から前記プロセッサ（１０４）に供給し、前記プロセッサ（１０４）が前記データベース（１０６）からの前記商品（１００）に関連する情報を自動的に登録する、請求項７に記載のシステム。
9. 前記商品の前記ＲＦＩＤタグ（１１０）の読み取り（１１２）の前記試みが成功しなかった場合、前記ＲＦＩＤスキャナ（１０８）が不成功の指示を前記プロセッサ（１０４）に供給し、前記プロセッサ（１０４）が前記商品（１００）についての情報を入力するようにユーザを促すことができる、請求項７に記載のシステム。
10. 前記特徴が実際の画像を含み、前記プロセッサ（１０４）が画像認識技法を使用して該画像を解析することによって一致があるかどうかを判定する、請求項７に記載のシステム。