JP2017062130A - 蔵書管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蔵書が書架のどこに収容されているのか判別できる蔵書管理装置を得る。【解決手段】書架の間口を規定し各棚板の高さ位置に対応する間口ＩＣタグ７、蔵書に付される蔵書ＩＣタグ８、書架の高さ方向全体にわたって収容される蔵書の蔵書ＩＣタグ８を読み取るために上下に並ぶ複数のアンテナ３、各ＩＣタグからの信号を読み取るリーダー、読み取り信号が入力される信号処理部、アンテナを移動させる移動体２を有する。信号処理部は、間口ＩＣタグ７からの信号強度が最大となるアンテナを選択し、選択したアンテナによる間口ＩＣタグ７からの信号のピーク値で間口を判別し、選択したアンテナで判別した間口の蔵書ＩＣタグ８の読み取り信号により蔵書の位置、配列順を推定。【選択図】図１

Description

本発明は、図書館などで使用するのに便利な蔵書管理装置に関するものである。

図書館などにおいて、蔵書や保管資料などを管理するために、情報信号を読み書き可能なＩＣタグを用いたものがある。ＩＣタグは、ＲＦＩＤとも称されていて、個別の識別情報を記憶するＩＣチップと、電波を送受信するアンテナを内蔵している。図書館などでは、個々の蔵書などにＩＣタグを張り付け、蔵書などの個別情報をＩＣタグのＩＣチップに記憶させている。

ＩＣタグは、リーダーとの間で、それぞれが有しているアンテナを介して電波によって情報信号を送受信することができる。送受信にＵＨＦ帯の電波を用いると、ＩＣタグとリーダーのアンテナが数メートル離れていてもＩＣタグの識別情報を非接触で読み取ることができる。したがって、ＩＣタグが張り付けられている蔵書を棚に保管し、この棚の前方においてアンテナを移動させると、アンテナを介してリーダーがＩＣタグの識別情報を読み取り、個々の蔵書に関する情報を得ることができる。

特許文献１に記載されている蔵書管理システムは、本発明に関連のある従来技術の一つで、リーダーを書架の前方において水平方向および垂直方向に移動可能としたものである。

特許文献２に記載されている図書管理装置は、個々の図書に貼り付けた図書ＩＣタグと、図書の収容範囲を規定する第１基準ＩＣタグと、図書の配列方向に所定間隔で取り付けられた第２基準ＩＣタグを有する。この図書管理装置は、ＩＣタグとリーダーのアンテナを相対移動させながら各ＩＣタグからの電波を連続的に受信して電波の経時的変化情報を取得し、経時的変化情報から、図書ＩＣタグの配列順を推定するものである。

特開２００１−１６３４１７号公報 特許第５７３９５６８号公報

特許文献１、特許文献２に記載されているような従来の蔵書管理装置によれば、リーダー側のアンテナを図書の収容位置高さに合わせて移動させることにより図書の有無および図書の個別情報を読み取ることができる。しかし、従来の蔵書管理装置は、棚に配架した図書のＩＣタグを読み取るとき、アンテナから放射される電波が読み取りたい図書およびその周辺に広がってしまう。そのため、読み取りたい図書以外の、例えば上下段の図書までも読み取ってしまい、読み取り対象としたい段に配架されている図書を正確に読み取ることができない。

本発明は、リーダー側のアンテナを蔵書の収容位置高さに合わせなくても、蔵書が書架のどこに収容されているのか判別することができる蔵書管理装置を提供することを目的とする。

本発明は、
複数段の棚板を有する書架の間口を規定するとともに前記書架の前記各棚板の高さ位置に対応して配置される間口ＩＣタグと、
前記書架に収容される蔵書ごとに付される蔵書ＩＣタグと、
前記書架の高さ方向全体にわたって収容される蔵書の前記蔵書ＩＣタグを読み取ることができる範囲で上下方向に並んでいる複数のアンテナと、
前記複数のアンテナによる前記各ＩＣタグからの信号を読み取るリーダーと、
前記リーダーによる読み取り信号が入力される信号処理部と、
前記アンテナを前記書架の間口面と平行に連続的に移動させる移動体と、を有し、
前記信号処理部は、前記移動体とともに移動する前記複数のアンテナのうち前記間口ＩＣタグからの信号強度が最大となるアンテナを選択し、選択した前記アンテナによる前記間口ＩＣタグからの信号のピーク値で前記間口を判別し、前記選択したアンテナによる前記判別した間口の蔵書ＩＣタグの読み取り信号により蔵書の位置および配列順を推定する
ことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、リーダー側のアンテナを蔵書の収容位置高さに合わせなくても、蔵書が書架のどこに収容されているのかまで判別することができる蔵書管理装置を得ることができる。

本発明に係る蔵書管理装置の実施例を模式的に示す斜視図である。 前記実施例の信号処理系統の例を示すブロック図である。 前記実施例中の各ＩＣタグとリーダーの関係を示す斜視図である。 前記実施例中のアンテナの受信信号を示すもので、（ａ）はＩＣタグよりアンテナが高い位置にある場合、（ｂ）はＩＣタグとアンテナがほぼ同じ高さ位置にある場合、（ｃ）はＩＣタグよりアンテナが低い位置にある場合を示す波形図である。 前記実施例における書架の前面側と背面側にある蔵書とリーダーとの関係を模式的に示す側面図である。 前記書架の前面側にある蔵書と背面側にある蔵書を判別する原理を示す波形図であって、（ａ）は送信波形を、（ｂ）は前面側間口ＩＣタグからの信号の受信波を、（ｃ）は蔵書ＩＣタグからの受信波をそれぞれ示す。 前記書架の各収容区画において蔵書数が正常であるか過不足があるかの表示例を示す図である。 前記各収容区画における蔵書の表示例を示す図である。 前記実施例中の制御部が備える機能を示す機能ブロック図である。 前記実施例中の管理ＰＣおよび記憶部が備える機能を示す機能ブロック図である。 前記実施例中のアンテナ相対位置算出部が備える機能を示す機能ブロック図である。 前記実施例中のタグ相対位置算出部が備える機能を示す機能ブロック図である。 前記実施例の動作を示すフローチャートである。 前記実施例における蔵書ＩＣタグの読み取り信号の例を示す波形図で、（ａ）は位相反転による場合、（ｂ）はドップラー周波数のゼロクロスによる場合を示す。

以下、本発明に係る蔵書管理装置の実施例を、図面を参照しながら説明する。

［全体の構成］
図１において、書架１は開架型の書架であって、前面側および背面側に蔵書の収容空間がある。書架１は、前面側の左右方向に連続して並んだＡ棚、Ｂ棚、Ｃ棚の３つの棚と、背面側の左右方向に連続して並んだＡ´棚、Ｂ´棚、Ｃ´棚の３つの棚とを有してなる。各棚単位において、左右方向への区切りを間口という。書架１は、間口が３つあり、それぞれの間口において上下に５段の棚板が設置されている。個々の間口と棚板で区切られた各空間が蔵書６の収容空間となっている。書架１は、間口面が３連で、前面側と背面側に背中合わせ状に一体に結合された一つの書架であってもよい。

書架１の前記各間口を規定する側板あるいは支柱の前面には、前記棚板の高さとほぼ同じ高さ位置に間口ＩＣタグ７が設置されている。間口ＩＣタグ７は、前に説明したＲＦＩＤとも称されているものである。図示の例では、書架１の間口間隔および棚板の高さ間隔が等間隔になっている。これに応じて、各間口ＩＣタグ７は、書架１の各間口を規定する部材ごとに、かつ、棚板の高さとほぼ同じ高さ位置ごとに、垂直面内においてマトリクス状に配置されている。各間口ＩＣタグ７は、書架１の高さ方向にも配置されていることにより、高さＩＣタグも兼ねている。書架１に収容される個々の蔵書６には、個々の蔵書６を区別することができるとともに、蔵書６の個別情報が記録されている蔵書ＩＣタグ８が付されている。

図１において、書架１の左端の側板等に配置されている間口ＩＣタグ７を下から順にＡ１，Ａ２，・・・Ａ５とする。書架１の左から２番目の側板等に配置されている間口ＩＣタグ７を下から順にＢ１，Ｂ２，・・・Ｂ５とする。以下順に、次の側板等に配置されている間口ＩＣタグ７をＣ１，Ｃ２，・・・Ｃ５、次の側板等に配置されている間口ＩＣタグ７をＤ１，Ｄ２，・・・Ｄ５とする。

図１に示すように、書架１の間口面前方において間口面から一定距離Ｓをおいて水平方向に移動体としての台車２がある。台車２には垂直方向に支柱２１が立てられ、支柱２１の右側において８個のアンテナ３が、上下方向に等間隔に並んで支持されている。支柱２１の左側においても８個のアンテナ４が上下方向に等間隔に並んで支持されている。アンテナ３は垂直方向すなわちｙ方向の直線偏波アンテナ、アンテナ４は水平方向すなわちx方向の直線偏波アンテナである。アンテナ３，４はＲＦＩＤアンテナであって、前記各ＩＣタグとの間で交信できる。本実施例ではアンテナ３を用いるので、アンテナ４に関する詳細な説明は省略する。

間口ＩＣタグ７は、複数段の棚板を有する書架１の間口を規定するものであるが、書架１の前記各棚板の高さ位置に対応して配置される高さＩＣタグも兼ねている。アンテナ３は、台車２とともに移動することによって、すべての間口ＩＣタグ７および蔵書ＩＣタグ８を読み取り可能である。したがって、アンテナ３は、書架１の高さ方向全体にわたって収容される蔵書６の蔵書ＩＣタグ８を読み取ることができる範囲で上下方向に並んでいる。アンテナ３の高さ方向の配置ピッチは、棚板の高さ方向の配置ピッチよりも小さく、アンテナ３の数は棚板の段数より多い。ただし、後で説明する動作原理からもわかるように、アンテナ３の上下方向の数は複数であればよく、棚板の段数と同じでも、棚板の段数より少なくてもよい。

台車２にはリーダー５が搭載され、リーダー５からの送信信号がアンテナ３から上記各ＩＣタグに向けて送信される。各ＩＣタグはそれぞれの内蔵アンテナで前記送信信号を受信して動作し、それぞれの識別信号を前記内蔵アンテナから送信する。各ＩＣタグからの信号はアンテナ３を介してリーダー５で受信され、リーダー５は各ＩＣタグからの信号を識別できるように復調して管理ＰＣ９に入力する。管理ＰＣ９は信号処理部であって、その具体的な機能は後で説明する。管理ＰＣ９には表示部１０が接続されている。

［電気的制御系統の例］
前記実施例の電気的制御系統の例を図２に示す。図２において、台車２には、前述の通り、複数のアンテナ３，４、複数のリーダー５が搭載されている。複数のアンテナ３，４、複数のリーダー５で、各ＩＣタグの検出部２０が構成されている。図２では、検出部２０が蔵書６と交信するように描かれているが、検出部２０は全てのＩＣタグと交信可能である。

台車２には、制御部３０が搭載されている。制御部３０は各リーダー５による読み取り信号が入力され、かつ、各リーダー５の動作を制御する。台車２は駆動源として走行モータ２２を内蔵している。走行モータ２２はモータコントローラ２３を介して制御部３０によって動作が制御される。走行モータ２２が駆動されることにより、台車２は書架１の前方において間口面と平行に連続的に移動することができる。

制御部３０は前記管理ＰＣ９との間で無線による信号の交信が可能である。管理ＰＣ９には、蔵書管理データほか各種データを記録しておく記憶部４０が接続されている。

[制御部の構成]
制御部３０は、図９に示すように、アンテナ相対位置算出部５０、タグ相対位置算出部６０、配列推定部３１、位置分割部３２、台車駆動部３３、計測及び台車走行同期部３４、を有する。

アンテナ相対位置算出部５０は、間口ＩＣタグ７および蔵書ＩＣタグ８からの信号の受信強度（ＲＳＳＩ）の最大値を測定したアンテナを特定する部分である。

タグ相対位置算出部６０は、間口ＩＣタグ７および蔵書ＩＣタグ８の読み取り信号の位相差によって、特定の蔵書が書架１の手前側と背面側のどちらに収容されているかを特定する部分である。

配列推定部３１は、読み取られた蔵書ＩＣタグ８からの信号の受信強度（ＲＳＳＩ）の最大値から、蔵書の配列を推定する部分である。

位置分割部３２は、間口ＩＣタグ７および蔵書ＩＣタグ８からの信号の受信強度（ＲＳＳＩ）の最大値から、読み取りの対象となる間口を規定する部分である。

台車駆動部３３は、台車走行指令に伴って台車を走行させ、停止指令に伴う台車の停止および台車の自動停止を行わせる部分である。図２に示す走行モータ２２が台車駆動部３３に該当する。

計測及び台車走行同期部３４は、各ＩＣタグの計測機能と、台車２を計測に同期させて走行させる機能および同期の有無を決定することができる部分である。図２に示すモータコントローラ２３が計測及び台車走行同期部３４に該当する。

[管理ＰＣおよび記憶部の構成]
図１０に示すように、管理ＰＣ９は、データ照合部９１、不一致データ抽出部９２、不一致棚表示部９３、配架位置表示部９４を有する。不一致棚表示部９３、配架位置表示部９４は、前記表示部１０に、必要に応じて表示エリアが確保される。管理ＰＣ９には記憶部４０が接続されている。

データ照合部９１は、制御部３０から転送される蔵書の推定位置と、記憶部４０の蔵書配架位置情報を参照して得られる蔵書の位置情報とを比較する部分である。

不一致データ抽出部９２は、データ照合部９１による蔵書位置の比較で不一致が生じた場合、不一致が生じた蔵書をすべて抽出する部分である。

不一致棚表示部９３は、不一致データ抽出部９２により不一致データが存在する書架１あるいは棚板が抽出された場合、抽出された書架１あるいは棚板を表示する部分である。

配架位置表示部９４は、制御部３０から転送される蔵書の推定配架順番を、記憶部４０に記憶されている蔵書画像の中から、該当する蔵書画像のデータを読み出して表示する部分である。

記憶部４０は、蔵書配架位置情報４１と蔵書画像情報４２を記憶している。蔵書配架位置情報４１は該当する蔵書が配架されている位置情報、すなわち、列、連、段（高さ）などの情報である。蔵書画像情報４２は該当する蔵書の背表紙の画像情報である。

［アンテナ相対位置算出部の構成］
前記アンテナ相対位置算出部５０はさらに、図１１に示すように、全アンテナ計測データ（受信信号強度）記録部５１、アンテナ計測データ最大値抽出部５２、アンテナ特定部５３を有している。アンテナ相対位置算出部５０は、上下方向に並ぶ複数のアンテナ３のうち、最大の受信信号強度を得ることができるアンテナ３を特定する。特定したアンテナ３の高さ位置に対応する高さの棚板を特定することにより、上下の蔵書収容空間を特定することができる。

全アンテナ計測データ（受信信号強度）記録部５１は、全アンテナにより読み取られる各ＩＣタグの情報と各ＩＣタグからの受信信号強度データを記録する部分である。

アンテナ計測データ最大値抽出部５２は、全アンテナ計測データ（受信信号強度）記録部５１に記録されているデータから、特定のＩＣタグからの受信信号強度の最大値を抽出する部分である。

アンテナ特定部５３は、アンテナ計測データ最大値抽出部５２で抽出されたデータからアンテナを特定する部分である。

［タグ相対位置算出部の構成］
前記タグ相対位置算出部６０はさらに、図１２に示すように、位相データ抽出部６１、位相差算出部６２、アンテナ特定部６３を有している。

位相データ抽出部６１は、アンテナ３からの送信信号の位相データ、間口ＩＣタグ７からの信号の位相データおよび蔵書ＩＣタグ８からの信号の位相データを抽出する部分である。

位相差算出部６２は、位相データ抽出部６１で抽出される各位相データの、アンテナ３からの送信信号に対する位相差を算出する部分である。より詳細には、アンテナ３からの送信信号に対する間口ＩＣタグ７からの信号の位相差（これを「第１位相差」という）を算出する。また、アンテナ３からの送信信号に対する蔵書ＩＣタグ８からの信号の位相差（これを「第２位相差」という）を算出する。

アンテナ特定部６３は、位相差算出部６２で算出されたアンテナ３からの送信信号に対する間口ＩＣタグ７と蔵書ＩＣタグ８からの各信号の位相差を比較し、特定の蔵書の収容位置が書架の手前側か背面側かを特定する部分である。

［主要な動作原理］
次に、本発明に係る蔵書管理装置の実施例の主要な動作原理について説明する。図３は、前記実施例における書架１の一つの蔵書収容区画、すなわち、一つの間口の一つの棚板上の蔵書収容区画とアンテナ３の関係を示す。一つの蔵書収容区画は、書架１の一つの間口を規定する一対の側板１２と、一対の側板１２間に支持されている棚板１３とで、左右両端と下端が区画されている。棚板１３上には複数の蔵書６が縦方向に立った姿勢で左右方向に並べて収容されている。

一対の側板１２の前面にはそれぞれ同じ高さ位置に間口ＩＣタグ７が配置されている。図１について説明したように、間口ＩＣタグ７は複数あって、各棚板１３の高さ位置に対応して棚板１３の高さとほぼ同じ高さ位置に配置されている。したがって、間口ＩＣタグ７は、各棚板１３の高さ位置に対応した高さＩＣタグを兼ねている。各蔵書６には蔵書ＩＣタグ８が付されている。棚板１３の前面には、水平方向に一定間隔で複数の位置ＩＣタグ１５が配置されている。位置ＩＣタグ１５も基本構成は間口ＩＣタグ７、蔵書ＩＣタグ８と同じである。

蔵書ＩＣタグ８の配置位置は特に限定されないが、図３に示す例では、蔵書ＩＣタグ８は蔵書の裏表紙の内面などに貼付されて、書架１の間口面に直交するとともに垂直方向の姿勢をとっている。前記複数のアンテナ３が、書架１の前方を、書架１の前面から前記一定距離Ｓをおいて水平方向に平行移動すると、アンテナ３を介して前記リーダー５が各ＩＣタグ７，８、１５を読み取る。アンテナ３の移動は、制御部３０の台車駆動部３３によって行われる。各ＩＣタグ７，８、１５の読み取りは、制御部３０の計測及び台車走行同期部３４によって行われる。

各ＩＣタグの読み取り信号は、横軸を時間軸とすると、信号強度を表すグラフが何れも山形になってピークを持つ。各ＩＣタグ７，８、１５の読み取り信号とは、各ＩＣタグに記録されている個別のデータ信号であって、もともと読み取り信号強度に影響されるものではない。本発明の実施例では、各ＩＣタグ７，８、１５の読み取信号強度のピークが時間軸上に現れる位置を、蔵書の位置および配列順の推定に利用している。

台車２とともに移動する複数のアンテナ３のすべてが間口ＩＣタグ７、蔵書ＩＣタグ８および位置ＩＣタグ１５を読み取り可能である。しかし、各アンテナ３と各ＩＣタグとの距離やＩＣタグが備えるアンテナの大きさによって読み取り信号強度が異なる。図４は、図１に示す例において、８個のアンテナ３のうち下から３番目のアンテナが、下から２番目の棚板１３に最も接近した位置を通る場合の測定データを示している。図４の（ｂ）が前記３番目のアンテナによる測定データである。図４の（ａ）は下から４番目のアンテナによる測定データ、図４の（ｃ）は下から２番目のアンテナによる測定データを示す。

各蔵書６の蔵書ＩＣタグ８は間口ＩＣタグ７よりも奥の方に位置しているため、蔵書ＩＣタグ８から出力される信号の受信信号強度よりも、間口ＩＣタグ７から出力される信号の受信信号強度が高い。位置ＩＣタグ１５は小型のＩＣタグで、このＩＣタグからの信号の受信信号強度は、図４においてａ，ｂ，ｃ，・・・ｚで示すように、他のＩＣタグからの信号の受信信号強度よりも低い。

図４の（ａ）（ｂ）（ｃ）いずれにおいても、強度の高い信号が一定の時間間隔で表れている。この強度の高い信号は間口ＩＣタグ７からの信号の受信信号で、この受信信号で分割される部分が一つの間口を規定している。かかる間口の分割は、制御部３０の位置分割部３２によって行われる。

図４に示す例では強度の高い信号でＡ棚とＢ棚を区画している。この１区画に一つの棚板１３があり、この棚板１３上に蔵書６が収容されている。間口ＩＣタグ７からの信号の受信信号よりも強度が低く、数字１，２，３、・・・が付された受信信号は、蔵書ＩＣタグ８からの信号の受信信号である。受信信号強度がさらに低く、ａ，ｂ，ｃ，・・・で示す受信信号は位置ＩＣタグ１５からの信号の受信信号である。

図４（ｂ）に示すように、下から３番目のアンテナによる受信信号強度が最も高く、受信信号のピーク値は−３０ｄＢｍである。次に受信信号強度が高いのは図４（ｃ）に示すように、下から２番目のアンテナによる受信信号強度で、受信信号のピーク値は−４０ｄＢｍである。最も受信信号強度が低いのは図４（ａ）に示す下から４番目のアンテナによる受信信号強度で、受信信号のピーク値は−５０ｄＢｍである。

［蔵書の特定］
図４に示す受信信号の例から、以下のようにして特定の書架の特定の棚板に収容されている蔵書を特定することができる。まず、アンテナ３ごとに、間口ＩＣタグ７からの信号のピーク値で書架ごとすなわち図示の例では間口ごとに分割する。図４の（ａ）（ｂ）（ｃ）は、３つのアンテナによる受信信号強度のみを示しているが、他のアンテナによっても各ＩＣタグからの信号を受信可能である。しかし、特定の書架の特定の棚板の蔵書を特定するには３つのアンテナによる受信信号強度データがあればよい。図４の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、いずれの測定データからも間口ごとに分割することができる。

次に、前記８個のアンテナ３すべてで得られる間口ＩＣタグ７からの受信信号強度（ＲＳＳＩ）を比較し、最大のピーク値を得ることができるアンテナで得られるデータを選択する。図４の例では、下から３番目のアンテナで得られるデータを選択する。下から３番目のアンテナは、前述の通り図１の例における下から２番目の棚板に最も近いアンテナである。このようなアンテナの特定は図９に示すアンテナ相対位置算出部５０で行われる。

下から３番目のアンテナによる測定データで、１番目と２番目の間口ＩＣタグ７からの受信信号で規定される領域をＡ棚と判断する。Ａ棚の領域において最大ピーク値を持つ信号を発している蔵書タグからの信号を読み取り蔵書を特定する。こうして特定された蔵書は、Ａ棚の領域で下から２番目の棚板上に収容されている蔵書である。

同様にして、２番目と３番目の間口ＩＣタグ７からの受信信号で規定される領域をＢ棚と判断し、Ｂ棚の領域において最大ピーク値を持つ信号を発している蔵書タグからの信号を読み取り、蔵書を特定する。こうして特定された蔵書は、Ｂ棚の領域にあって、下から２番目の棚板上に収容されている蔵書である。他の棚（例えばＣ棚）乃至は間口においても、間口ＩＣタグ７からの受信信号で規定される領域において最大ピーク値を持つ信号を発している蔵書タグからの信号を読み取ることにより蔵書を特定することができる。

前記位置ＩＣタグ１５は、一つの棚板１３の収容領域を左右方向に等分している。位置ＩＣタグ１５は、蔵書ＩＣタグ８とともに順に読み取られるため、上記のようにして特定された蔵書が、一つの棚板１３の上記収容領域のうちのどれに該当するかを判断する基準となる。

図３、図４で説明した蔵書の特定手法は、すべての高さ位置にある棚板１３上に収容されている蔵書の特定に用いることができる。すなわち、すべての高さ位置にある棚板１３それぞれに最も近いアンテナ３があり、このアンテナ３を介して読み取られる間口ＩＣタグ７の読み取り信号が最大ピーク値を持つことになる。そこで、読み取り信号が最大ピーク値を持つ間口ＩＣタグ７で規定される領域で読み取られる蔵書ＩＣタグ８からの信号を蔵書の特定に用いる。蔵書の特定とともに、個々の蔵書の配架位置情報も得ることができ、図１０に示す蔵書配架位置情報４１として記憶部４０に記憶される。蔵書の特定には、図９に示す配列推定部３１による蔵書の配列の推定を含む。以上説明した蔵書の特定は、図１１に示すアンテナ相対位置（該当段）算出部５０において行われる。

［書架の手前側と背面側の蔵書の判別］
図１に示す例では、書架１の手前側と背面側に蔵書を収容することができるようになっている。本発明の実施例では、以下に説明するように、書架１の手前側に収容されている蔵書であるのか、背面側に収容されている蔵書であるのかを判別することができる。

図５は、書架１の手前側に収容されている蔵書６と背面側に収容されている蔵書６を判別するためのアンテナ３と蔵書６の関係を示す。図５において、書架１の手前側と背面側の同じ高さ位置に棚板１３があり、両側の棚板１３上にそれぞれ蔵書６が収容されている。各蔵書６には、前述のとおり蔵書ＩＣタグ８が付されている。書架１は支柱によって間口が区画され、各支柱の前面には棚板１３の高さ位置ごとに間口ＩＣタグ７が配置されている。

図書館での一般的な運用において、蔵書ＩＣタグ８は蔵書６の背表紙に近い位置に付され、蔵書６は、その背表紙を棚板１３の前面に合わせて整列される。蔵書６のサイズの多くはＡ４版で、書架１の蔵書収容空間もＡ４版を基準に設定される。Ａ４版の蔵書の奥行き寸法は２１０ｍｍであり、棚板１３の奥行き寸法は少なくとも２２０ｍｍはある。以上のような寸法関係から、棚板１３上に蔵書６が通常の姿勢で普通に収容されているとすると、蔵書ＩＣタグ８は、棚板１３の前面から棚板１３の奥行き寸法の半分よりも手前側にあることになる。

以上の寸法関係にある書架１の前方をアンテナ３が移動するとき、アンテナ３から送信される信号を図６（ａ）に、間口ＩＣタグ７からの受信信号を図６（ｂ）に、蔵書ＩＣタグ８からの受信信号を図６（ｃ）に示す。図６（ａ）に示すように、アンテナ３から正弦波状の信号を送信しながら、アンテナ３を書架１の前方において書架１の間口面と平行に、水平方向に連続移動させる。

アンテナ３と間口ＩＣタグ７との間には前記間隔Ｓがあるため、アンテナ３から送信され、間口ＩＣタグ７で送り返されてアンテナ３で受信されるまでに、図６（ｂ）に示すように位相差αが生じる。なお、アンテナ３は連続移動していてアンテナ３と間口ＩＣタグ７との距離は変動している。アンテナ３と間口ＩＣタグ７の間隔が最短になったとき、間口ＩＣタグ７からの受信信号強度が最大値を示すので、そのときの上記位相差αを得る。位相差αを第１位相差とする。

同様にして、蔵書ＩＣタグ８からの受信信号強度が最大値を示したとき、すなわちアンテナ３と蔵書ＩＣタグ８の間隔が最短になったとき、図６（ｃ）に示すように蔵書ＩＣタグ８からの信号を受信する。このときのアンテナ３からの送信信号に対する蔵書ＩＣタグ８からの受信信号の位相差βを得る。位相差βを第２位相差とする。さらに、上記第１位相差αと第２位相差βとの差分Δφを
Δφ＝｜α−β｜
によって得る。

いま、間口ＩＣタグ７の前後方向の位置を起点として、間口ＩＣタグ７から検出対象とする蔵書の蔵書ＩＣタグ８までの距離を算出する場合を想定する。このときの間口ＩＣタグ７は棚板１３の前端面と同一面にあるものと想定する。

上記の想定に基づき、蔵書ＩＣタグ８が棚板１３の前端面と同一面にある場合を考察する。間口ＩＣタグ７から蔵書ＩＣタグ８までの距離をＬｍｉｎとすると、
Ｌｍｉｎ＝０（ｍｍ）
である。これを前記位相差の差分Δφに換算すると、
Δφ＝｜α−β｜＝０ （１）
となる。

次に、蔵書ＩＣタグ８が棚板１３の前端面から半分奥方にずれた位置にある場合を考察する。間口ＩＣタグ７から蔵書ＩＣタグ８までの距離をＬｍａｘとすると、
Ｌｍａｘ＝２２０／２＝１１０（ｍｍ）
である。これを前記位相差の差分Δφに換算すると、
Δφ＝｜α−β｜＝２π×１１０／３２６＝２．１ （２）
となる。ＵＨＦ帯の電波を使用することを想定しているので、周波数ｆは９２０ＭＨｚ、波長λは３２６ｍｍとして計算している。

以上より、間口ＩＣタグ７からの受信信号の位相差αと蔵書ＩＣタグ８からの受信信号の位相差βとの差分Δφによって、書架１の手前側に収容されている蔵書なのか、背面側に収容されている蔵書なのかを判断することができる。より具体的には、上記差分Δφが、
０≦Δφ≦２．１
の条件を満足する場合に、検出対象とする蔵書は手前側の棚板に収容されていると判断することができる。（２）式の値は、想定条件に応じて変動するものであり、上記Δφの値も変動して差し支えない。

以上説明した書架の手前側と背面側の蔵書の判別は、図１２に示すタグ相対位置算出部６０において行われる。

[蔵書の表示]
以上説明してきた蔵書管理装置の実施例は、書架１の高さ方向全体にわたって上下方向に並んだ複数のアンテナ３を有する。したがって、アンテナ３が書架１の前方を１回移動することにより、書架１に収容されているすべての蔵書の蔵書ＩＣタグを読み取ることができる。また、図５、図６を参照しながら説明したように、書架１の手前側すなわちアンテナ３側に収容されている蔵書も、背面側に収容されている蔵書も区別して読み取ることができる。

読み取った結果は図１に示す表示部１０に表示することができる。表示形態は任意であるが、視認性の観点から、図８に示すように、一つの棚板単位で表示するのが望ましい。図８は、一つの間口を規定する一対の側板１２と上下の棚板１３とで区画される一つの収容空間が形成されていて、この収容空間に複数の蔵書６が収容されている例を示している。

図１０に示す蔵書画像情報４２は、各蔵書６の背表紙の画像情報であって、予め撮影され保存されている写真などのデータである。上記収容空間に収容されている蔵書６が特定されるとその蔵書６の背表紙の画像が表示される。前述の通り、上記収容空間に収容されている蔵書６の位置、順番もわかるので、各蔵書につき、わかった位置、順番で表示する。

図７は、書架１の各収容区画において蔵書数が正常であるか過不足があるかの表示例を、３つの書架１について、また、同じ高さ位置にある各収容空間について示す平面図である。符号１００は、適切な数の蔵書が収容されている区画を示す。符号１０１は蔵書数が不足している区画を示す。符号１０２は蔵書が過剰に収容されている区画を示す。書架１の棚板の高さ位置ごとに図７に示すような表示を行うことにより、すべての書架１のすべての収容空間につき、蔵書数が適切か否かを知ることができる。

［実施例全体の動作の流れ］
上記実施例の全体の動作の流れは、概略的に、台車の自動移動または手動による移動、ＩＣタグを読み取る、台車の移動終了、読み取ったＩＣタグのデータを解析、表示部に表示、という流れである。台車の自動移動とは、台車を自走させることで、自走に同期してＩＣタグのデータを読み取るものである。台車の手動による移動とは、人手によって台車を移動させ、ＩＣタグのデータ読み取りスタートなどを手動的なスイッチ操作などで行うものである。

図１３は、台車が自走する場合における上記実施例の全体の動作の流れを示す。各動作ステップに、Ｓ１，Ｓ２，・・・の符号を付している。まず、台車２の自走開始（Ｓ１）によって動作を開始する。次に、台車の自走と手動読み取り機能が同期しているかどうかを確認する（Ｓ２）。同期していればＩＣタグの読み取りを開始し（Ｓ４）、非同期であれば手動で読み取り開始を実行し（Ｓ３）、ＩＣタグの読み取りを開始する（Ｓ４）。図９に示す台車駆動部３３と、計測及び台車走行同期部３４がこの動作を分担する。

次に、台車が自走終了地点に到達したら（Ｓ５）、台車の駆動を停止して台車を停止させる（Ｓ６）。再び台車の自走と手動読み取り機能が同期しているかどうかを確認し（Ｓ７）、同期していれば台車の自走を終了させ（Ｓ９）、非同期であれば手動で読み取り終了を実行して（Ｓ８）台車の自走を終了させる（Ｓ９）。以後の動作は、読み取ったＩＣタグからのデータの解析である。

ステップＳ１０で、ＩＣタグからの受信信号強度（ＲＳＳＩ）、位相のデータをアンテナの番号ごとに振り分ける。

間口ＩＣタグからの受信信号強度（ＲＳＳＩ）のピーク値ごとに間口を決定し、ＩＣタグごとに受信信号強度（ＲＳＳＩ）の最大値を取得したアンテナ番号から、個々の蔵書が配架されている高さ位置すなわち該当段を決定する（Ｓ１１）。図９に示す位置分割部３２がこの動作を分担する。

図９に示すアンテナ相対位置（該当段）算出部５０が間口ＩＣタグ７および蔵書ＩＣタグ８の受信信号強度（ＲＳＳＩ）の最大値から対象間口を分割する。そして、配列推定部３１で蔵書ＩＣタグ８の受信信号強度（ＲＳＳＩ）の最大値の発生時間順位から該当段内の蔵書配架を推定する（Ｓ１２）。

ステップＳ１３で、配架段の蔵書ＩＣタグおよび間口ＩＣタグからの信号の位相差から、配架位置が手前側の棚であるか背面側の棚であるかを判断する。かかる判断は、図１２に示すタグ相対位置（手前／奥）算出部６０において、図５、図６で説明した原理のもとに行われる。

制御部３０は、各ＩＣタグの読み取りデータと上記配架位置（棚段の位置）判断データを管理ＰＣ９（図１参照）へ転送する（Ｓ１４）。管理ＰＣ９で、制御部３０から転送される蔵書の配架推定位置情報と、記憶部４０内の蔵書配架位置情報４１を参照して得られる蔵書の位置情報とを照合する（Ｓ１５）。この動作は管理ＰＣ９において、図１０に示すデータ照合部９１が分担する。

ステップＳ１６で、台車制御部から転送される配架情報と管理ＰＣ９で参照した配架情報が一致するか否かを判断する。上記両情報が一致すればステップＳ１８に進み、一致しなければ管理ＰＣ９が表示部１０に不一致の棚を表示して（Ｓ１７）、ステップＳ１８に進む。上記両情報の不一致の抽出は、図１０に示す不一致データ抽出部９２で行われる。不一致の棚の表示は不一致棚表示部９３で行われる。

ステップＳ１７では、管理ＰＣ９で画像データを参照し、表示部１０に特定の配架位置すなわち蔵書収容領域に収容されている蔵書の画像を表示する。図８は表示の一例を示している。

［蔵書の位置および配列順の推定タイミング］
前記アンテナ３が蔵書ＩＣタグ８からの信号を受信し、リーダー５が受信信号を判別できれば、個々の蔵書のデータを読み取ることができる。しかし、特定の配架位置における蔵書の位置および配列順を推定するには、蔵書ＩＣタグ８からの信号の読み取りタイミングを一定のルールのもとに決めておく必要がある。その一つは蔵書ＩＣタグの読み取り信号強度のピークが時間軸上に現れる位置とするものである。他の一つは蔵書ＩＣタグの読み取り信号の位相が反転する位置とするものである。さらに他の一つは蔵書ＩＣタグの読み取り信号のドップラー周波数のゼロクロス位置とするものである。画像の表示は配架位置表示部９４で行われる。

蔵書ＩＣタグ８からの信号の読み取りタイミングを読み取り信号強度のピーク位置とするものについて説明する。図４に示すように、アンテナ３の移動に伴って間口ＩＣタグと蔵書ＩＣタグからの信号が順に読み取られる。各ＩＣタグの読み取り信号は、アンテナ３が各ＩＣタグに最接近したときの強度がピークとなる山形の信号になる。そこで、蔵書ＩＣタグの読み取り信号のピーク位置において読み取られるデータを蔵書のデータとして採用する。これらの蔵書データは、時間軸上において蔵書の配列順に現れるので、時間軸上に現れる蔵書データの順によって蔵書の配列順を推定することができる。

図１４（ａ）は、蔵書ＩＣタグの読み取り信号の位相が反転する位置において読み取られるデータを蔵書のデータとして採用する場合の例を示す。図６について説明したように、アンテナ３から送信される信号に対して、ＩＣタグから戻ってくる信号の位相は、アンテナ３とＩＣタグとの距離によって異なる。アンテナ３の移動によりアンテナ３がＩＣタグに近づくときは徐々に位相差が小さくなり、最接近位置を境にしてアンテナ３がＩＣタグから遠ざかるときは徐々に位相差が大きくなる。したがって、図１４（ａ）に示すように、上記位相差が反転するタイミングで蔵書ＩＣタグを読み取ればよい。ＩＣタグの読み取りによって得られる蔵書データは、時間軸上において蔵書の配列順に現れるので、上記蔵書データの読み取り順によって蔵書の配列順を推定することができる。

図１４（ｂ）は、蔵書ＩＣタグの読み取り信号のドップラー周波数のゼロクロス位置において読み取られるデータを蔵書のデータとして採用する場合の例を示す。アンテナ３がＩＣタグに近づくときはドップラー周波数が徐々に高くなり、遠ざかるときはドップラー周波数が徐々に低くなる。図１４（ｂ）はドップラー周波数の変化度合いを示しており、アンテナ３がＩＣタグに最接近した位置でドップラー周波数の変化度合いはゼロとなり、その前後では変化度合いが反転する。そこで、図１４（ｂ）においてドップラー周波数の変化度合いがゼロクロスするタイミングで蔵書ＩＣタグを読み取ればよい。ＩＣタグの読み取りによって得られる蔵書データは、時間軸上において蔵書の配列順に現れるので、上記蔵書データの読み取り順によって蔵書の配列順を推定することができる。

［実施例の効果］
本発明に係る蔵書管理装置の実施例によれば、書架１の間口面に沿ってアンテナ３を１回移動させれば、書架１の間口全体につき蔵書のＩＣタグを読み取ることができ、能率的な蔵書管理が可能になる。

書架１の間口を規定する間口ＩＣタグ７を有し、この間口ＩＣタグ７を読み取ることによって間口を規定し、規定した間口単位で蔵書の位置および配列順を推定するため、精度の高い蔵書の位置および配列順を推定することができる。

間口ＩＣタグ７は間口の高さ方向にも配置されて高さＩＣタグを兼ねているため、書架の間口面を高さ方向にも規定して、特定の高さ位置の収容空間における蔵書の位置および配列順を推定することができる。

そのほか、実施例の説明中でも述べたような作用効果を得ることができる。

１ 書架
２ 移動体としての台車
３ アンテナ
５ リーダー
６ 蔵書
７ 間口ＩＣタグ
８ 蔵書ＩＣタグ
９ 管理ＰＣ
１０ 表示部
１５ 位置タグ

Claims (7)

1. 複数段の棚板を有する書架の間口を規定するとともに前記書架の前記各棚板の高さ位置に対応して配置される間口ＩＣタグと、
   前記書架に収容される蔵書ごとに付される蔵書ＩＣタグと、
   前記書架の高さ方向全体にわたって収容される蔵書の前記蔵書ＩＣタグを読み取ることができる範囲で上下方向に並んでいる複数のアンテナと、
   前記複数のアンテナによる前記各ＩＣタグからの信号を読み取るリーダーと、
   前記リーダーによる読み取り信号が入力される信号処理部と、
   前記アンテナを前記書架の間口面と平行に連続的に移動させる移動体と、を有し、
   前記信号処理部は、前記移動体とともに移動する前記複数のアンテナのうち前記間口ＩＣタグからの信号強度が最大となるアンテナを選択し、選択した前記アンテナによる前記間口ＩＣタグからの信号のピーク値で前記間口を判別し、前記選択したアンテナによる前記判別した間口の蔵書ＩＣタグの読み取り信号により蔵書の位置および配列順を推定する蔵書管理装置。
2. 前記間口ＩＣタグは高さＩＣタグを兼用している請求項１記載の蔵書管理装置。
3. 複数の前記アンテナは上下方向に等間隔に配置されている請求項１または２記載の蔵書管理装置。
4. 前記信号処理部は、送信信号の位相に対する前記間口ＩＣタグからの信号の位相差を第１位相差とし、前記送信号の位相に対する前記蔵書ＩＣタグからの信号の位相差を第２位相差とし、前記第１位相差と前記第２位相差との差によって、前記書架の前面側に収納されている蔵書であるかまたは前記書架の背面側に収納されている蔵書であるかを判断する請求項１、２または３記載の蔵書管理装置。
5. 前記信号処理部は、前記蔵書ＩＣタグの読み取り信号強度のピークが現れる位置によって蔵書の位置および配列順を推定する請求項１乃至４のいずれかに記載の蔵書管理装置。
6. 前記信号処理部は、前記蔵書ＩＣタグの読み取り信号の位相が反転する位置によって蔵書の位置および配列順を推定する請求項１乃至４のいずれかに記載の蔵書管理装置。
7. 前記信号処理部は、前記蔵書ＩＣタグの読み取り信号のドップラー周波数のゼロクロス位置によって蔵書の位置および配列順を推定する請求項１乃至４のいずれかに記載の蔵書管理装置。