JP2018041365A

JP2018041365A - タグｉｄ識別システム

Info

Publication number: JP2018041365A
Application number: JP2016176273A
Authority: JP
Inventors: 喜朗黒田; Yoshiro Kuroda
Original assignee: Hokusho Co Ltd
Current assignee: Hokusho Co Ltd
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2036-09-09
Also published as: JP6474370B2

Abstract

【課題】ＲＦＩＤを用いる物品の管理システムにおいて、移動中の物品のＲＦタグのＩＤを、正確に高速で処理することが可能なタグＩＤ識別システムを提供する。【解決手段】一定周期で探索電波を発信するとともに、受信した応答電波からタグＩＤ及び電波強度を読み取るＲＦＩＤリーダ１１と、受信したタグＩＤのそれぞれについて、電波強度の時間的変化を調べることにより通過した物品５０のタグＩＤを特定する解析処理部１２とを備える。物品５０の通過を検知する通過検知部１５を備え、電波強度の最大値と通過検知部１５の検出値とから、通過した物品５０のタグＩＤを特定する。最大値の後又は前における、電波強度の変化量又は変化速度を用いて識別する。仕分け装置２０における物品５０の受入部２１などに設けることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、搬送機に載置されて移動中の物品に取り付けられたタグＩＤを読み取るとともに解析し、仕分け装置などにおける制御用データ、又は物品管理用のデータとして出力するタグＩＤ識別システムに関する。

ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）を用いる物品の管理システムは、在庫管理などの分野で広く用いられている。
すなわち、管理対象物品に、これを特定するＩＤが記載されたＲＦタグを取り付けて、通過地点で読み込んだＩＤ情報から、その後における入荷管理、在庫管理及び出荷管理を行うことができる。多くの場合、搬送機に載置され順次移動している状態で、タグＩＤを識別している。

しかし、電波方式のタグＩＤ識別システムでは、近くに保管中の物品に取り付けられたタグＩＤを読み取ることがある。また、たまたま近くを通過した物品のタグＩＤを読み取ることがある。さらに、物品が相互に近接して搬送されている場合には、搬送順序を間違えることがある。

特許文献１には、搬送システムにおけるタグＩＤ読み取りシステムが記載されている。そして、所定の通信位置にある荷物のみと通信可能な第一アンテナと、複数の荷物に対して通信可能な第二アンテナを用いることによって正確な読み取りが可能となることが記載されている。また、搬送中の荷物の間隔を所定の間隔以上に保持することによって、第一アンテナが複数の荷物と通信しないようにしている。

しかしながら、このようなタグＩＤ識別システムにおいては、出力するＩＤの正確さとともに、出力スピードが重要となっている。特に、タグＩＤで特定した物品を仕分け装置で処理するような場合には、正確さとスピードが要求されることになる。
特許文献２には、仕分け装置の一例が記載されている。

特開２０１６−３０９１号公報特開２０００−１１８６８９号公報

本発明の目的は、ＲＦＩＤを用いる物品の管理システムにおいて、搬送機に載置されて移動中の物品に取り付けられたＲＦタグのＩＤを、正確に読み取るタグＩＤ識別システムを提供することにある。そして、仕分け装置等の制御に使用するデータや、在庫管理等の管理業務に必要なデータを、正確に高速で出力することが可能なタグＩＤ識別システムを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のタグＩＤ識別システムは、ＲＦタグが取り付けられた物品が搬送されているときに、そのタグＩＤを読み取ることにより、通過した前記物品を特定するタグＩＤ識別システムであって、一定周期で探索電波を発信するとともに、受信した応答電波から前記タグＩＤ及び電波強度を読み取るＲＦＩＤリーダと、受信した前記タグＩＤのそれぞれについて、前記電波強度の時間的変化を調べることにより通過した前記物品の前記タグＩＤを特定する解析処理部とを備えたことを特徴としている。

ここで、前記物品の通過を検知する通過検知部を備えて、前記電波強度の最大値と前記通過検知部の検出値とから、通過した前記物品の前記タグＩＤを特定する構成とすることができる。

また、前記最大値の後又は前における前記電波強度の変化量又は変化速度を用いて識別する構成とすることができる。

そして、前記電波強度の時間的変化をグラフとして画面表示する表示部を備えた構成とすることができる。

例えば、前記ＲＦＩＤリーダが、仕分け装置における前記物品の受入部に設けられて、前記解析処理部で特定された前記物品の前記タグＩＤが、前記仕分け装置の制御部に出力される構成とすることができる。

本発明のタグＩＤ識別システムは、受信した全てのタグＩＤについて、その電波強度の時間的変化を調べるので、そのＲＦタグが移動しているか静止しているかを判定することができる。
そして、正規に搬送されている物品が、測定点を通過するときに電波強度が最大となることを利用することができる。通過検知部による物品の検知区間に最大値があれば、そのタグＩＤが通過したと判定することができる。
また、最大値の前後における電波強度の変化量、又は変化速度を用いて識別することにより、識別精度を一層高めることができる。
また、物品相互間の間隔が接近して搬送されている場合でも、全ての物品を確実に識別することが可能であるために、高速での処理を可能とすることができる。

本発明のタグＩＤ識別システムの概要を、仕分け装置における使用例により示す構成図である。ＲＦＩＤリーダが受信した電波強度の時間的変化を例示する説明図である。解析処理部における処理を例示する説明図である。表示部における表示例を示す説明図である。

図１は、本発明の一例であるタグＩＤ識別システム１０が、仕分け装置２０に用いられた具体例を模式的に示している。
仕分け装置２０は、直線状の搬送路により物品５０が搬入される受入部２１と、複数の搬送路に分岐して複数の排出口２３に物品５０を振り分ける仕分け部２２を備えている。
また、受入部２１及び仕分け部２２に操作指令を出す制御部２５及び全体の管理を行う統括処理部２６を備えている。

搬入される物品５０にはＲＦタグ５１が取り付けられている。
タグＩＤ識別システム１０は、物品５０が受入部２１を通過している間にそのタグＩＤを読み取り、データとして制御部２５に送る。
制御部２５は、そのタグＩＤを統括処理部２６に送って、物品５０の排出口２３を問い合わせる。
統括処理部２６では、そのタグＩＤを出荷予定データ等と照合して物品５０の行き先を判断し、排出口２３を特定して制御部２５に指示する。
制御部２５は、物品５０が受入部２１を通過した時点からタイミングを計って仕分け部２２を操作し、仕分け部２２は、指定された排出口２３から物品５０を排出する。

タグＩＤ識別システム１０の役割は、受入部２１を通過する物品５０に取り付けられたＲＦタグ５１のタグＩＤを読み取って、データを制御部２５に送ることである。そして、高速かつ正確に読み取ることが重要である。

タグＩＤ識別システム１０は、一定周期で探索電波を発信するとともに応答電波を受信してタグＩＤ及び電波強度を読み取るＲＦＩＤリーダ１１と、電波強度の時間的変化から通過した物品５０のタグＩＤを特定する解析処理部１２を備えている。
また、物品５０が受入部２１を通過していることを検知する通過検知部１５と、各タグＩＤについて電波強度の時間的変化を画面表示する表示部１３を備えている。

ＲＦタグ５１は、アンテナとＩＣチップを備えて形成されている。アンテナによって、探索電波の受信と応答電波の発信を行うことができる。
ＩＣチップは、一般に、受信した探索電波により電力を発生する電源回路、タグＩＤを書き込むための記憶回路、応答電波を発信するための無線処理回路、タグＩＤをデータとして取り扱う制御回路等を備えている。

ＲＦＩＤリーダ１１が探索電波を発信すると、これを受信したＲＦタグ５１は、直ちにタグＩＤを載せた応答電波を発信する。ＲＦＩＤリーダ１１は、この応答電波を受信してタグＩＤを読み取ることができる。
しかしながら、探索電波に対して、通過している物品５０のＲＦタグ５１以外からも、応答電波が発信されることになる。例えば、近くに保管中の物品５０があったり、たまたま近くを通過した物品５０があったりした場合である。

タグＩＤ識別システム１０では、これら複数の応答電波の中から受入部２１を通過した物品５０のタグＩＤを特定するために、解析処理部１２において電波強度の時間的変化を解析する。
また、この解析処理を確実にするために、通過検知部１５によって受入部２１における物品５０の通過を検知している。

本発明の一例であるタグＩＤ識別システム１０は、ＲＦＩＤリーダ１１が、一定周期で連続的に探索電波の発信と応答電波の受信を行うことを特徴としている。
探索電波を発信する周期は、通過する物品５０の速度によって違ってくるが、例えば、速度が毎秒１ｍ以上である場合には、その周期が、少なくとも０．２秒以下が好ましく、０．１秒以下であることがより好ましい。

また、タグＩＤ識別システム１０は、受信した応答電波からタグＩＤを読み取るとともに電波強度を読み取ることを特徴としている。
そして、全てのタグＩＤについて電波強度の時間的変化を解析することによって、通過した物品５０のタグＩＤを特定している。
すなわち、受入部２１を通過する物品５０の電波強度は、ＲＦＩＤリーダ１１に接近しているときに次第に大きくなり、ＲＦＩＤリーダ１１から遠ざかるときに次第に小さくなるために、典型的なパターンを形成するのである。

例えば、近くに保管されている物品５０から発信された応答電波の電波強度は、時間的な変化が少ないので、除外することができる。
また、強度の低い応答電波や検知時間の短い応答電波は、除外することができる。
さらに、電波強度の最大値が、通過検知部１５の検知区間内にない場合には、除外することができる。

図２は、タグＩＤ識別システム１０が受信した、複数の応答電波を例示している。図２において、縦軸は電波強度を示し、横軸は時間の経過をシフト方向として示している。
記載されたグラフは、時間とともに全体が右方向に移動して、左端が最新情報を示している。これは、記録紙が右方向に移動し、左端でペンが記入している場合と同じである。そして、４つのＩＤ（ＩＤ０１〜ＩＤ０４）について、その時間的変化を表している。

また、図２には、受入部２１において通過検知部１５が物品５０の通過を検知した区間を、検知区間Ｔとして記載している。
通過検知部１５としては、投光器と受光器を備えて、通過物品５０により光が遮られることを検知する非接触の光電センサや、ヒンジレバーによって、通過物品５０に接触して検知するリミットスイッチ等を用いることができる。

タグＩＤ識別システム１０は、検知区間Ｔが現れる度に、その区間に受信された電波について、電波強度の時間的変化を解析して、最大値の有無を判定する。
ＩＤ０１は、検知区間Ｔ内で、電波強度が時間とともに増加する状態で終わっているので、区間内に最大値はないと判定する。
ＩＤ０２は、検知区間Ｔ内で、電波強度が時間とともに増加して最大値となり、その後減少しているので、最大値を備えていると判定する。

ＩＤ０３は、検知区間Ｔ内に最大値を備えるが、直前の検知区間Ｔで既に最大値を備えていると判定済みであり、この区間内に最大値はないと判定する。
ＩＤ０４は、検知区間Ｔ内に最大値を備えるが、最大値の直前における増加量、直後における減少量が少ないので、最大値を備えているとは認められない。そして、以前の検知区間Ｔにおいて、既に判定済みである。

ＩＤ０４のように、受入部２１を通過した物品５０ではないとする判定に、電波強度の時間的変化における、最大値の直前の増加量、又は直後の減少量を用いている。同様に、最大値の直前の増加速度、又は直後の減少速度を用いることもできる。または、これらを併用することもできる。
このような判定によって、受入部２１を通過した物品５０かどうかを、正確に判定することができる。

その他、最大値における電波強度が所定の値よりも低いときは、通過した物品５０ではないと判定することができる。たまたま、近くを物品５０が通過した場合等である。
また、電波を検知した時間が、検知区間Ｔよりも短い場合には、通過した物品５０ではないと判定することができる。電波の反射などによる外乱等である。
なお、検知区間Ｔにおいて、最大値を備えるタグＩＤが全く存在しなかった場合には、タグの付け忘れと考えることができる。

図３は、解析処理部１２における処理の一例であって、検知区間ＴについてタグＩＤを判定するフローを示している。
検知区間Ｔは、通過した一つの物品５０に対して一つの検知区間Ｔが存在するが、ここでは、最新の検知区間Ｔについて考える。

ＲＦＩＤリーダ１１で読み込まれたタグＩＤ及び電波強度は、解析処理部１２にデータとして一定期間蓄積されている。そして、検知区間Ｔに対応するタグＩＤ及び電波強度を選び出すことができる。
また、既に処理が終わったタグＩＤは、一定期間保存されている。

ステップＳ０１では、検知区間Ｔで受信したタグＩＤの数を調べて、数Ｎとする。この数Ｎに対してｎ＝１からｎ＝ＮまでのタグＩＤ（ｎ）について解析を行う。

ステップＳ０２で、ｎ＝１とする。
ステップＳ０３で、既に処理済みのタグＩＤかどうかを判定する。
ＹＥＳ：すでに処理済みであれば、ステップＳ０８でタグなしとしてステップＳ０９に進む。
ＮＯ：まだ処理されていないならば、ステップＳ０４に進む。

ステップＳ０４では、最大値があるかどうかを判定する。
すなわち、検知区間Ｔにおいて電波強度が増加した後減少する点があるかどうかを判定する。
ＮＯ：最大値を備えていないならば、ステップＳ０８でタグなしとしてステップＳ０９に進む。
ＹＥＳ：最大値を備えていれば、ステップＳ０５に進む。

ステップＳ０５では、最大値直後の減少量を調べ、規定値以上の減少量であるかどうかを判定する。
ＮＯ：減少量が規定値よりも少ない場合は、ステップＳ０８でタグなしとしてステップＳ０９に進む。
ＹＥＳ：規定値以上であれば、ステップＳ０６に進む。

ステップＳ０６では、最大値直前の増加量を調べ、規定値以上の増加量であるかどうかを判定する。
ＮＯ：増加量が規定値よりも少ない場合は、ステップＳ０８でタグなしとしてステップＳ０９に進む。
ＹＥＳ：規定値以上であれば、ステップＳ０７に進む。

ステップＳ０７では、このタグＩＤ（ｎ）が、検知区間Ｔに、受入部２１を通過した物品５０に取り付けられたＲＦタグ５１に記載されたタグＩＤであると判定する。
そして、これを制御部２５に報告して、ステップＳ０９に進む。

ステップＳ０７及びステップＳ０８から、ステップＳ０９に進むと、ｎ＝Ｎかどうかを判定する。
ＮＯ：ｎがＮでなければ、次のタグＩＤに移るために、ステップＳ１０でｎ＝ｎ＋１としてステップＳ０３に戻る。
ＹＥＳ：ｎがＮであれば、この検知区間Ｔにおける解析を終了する。

解析処理部１２においてタグＩＤが確定すると、これを制御部２５に送る。
制御部２５は、タグＩＤを統括処理部２６に送って、物品５０の排出口２３を問い合わせる。そして、物品５０が指示された排出口２３から排出されるように、仕分け部２２を操作する。

また、解析処理部１２は、電波強度の時間的変化を表示部１３に送って、グラフとして画面表示することができる。
図４は、表示画面の一例であって、受入部２１を通過した物品５０を特定するＩＤ表示３１と、その電波強度のグラフ表示３３を示している。時間の経過とともにグラフ全体が右方向に移動することになる。
通過検知部１５による検知区間Ｔの区間表示３５を併せて表示することにより、検知区間Ｔに電波強度の最大値が、ピークとなって表示される。

画面の右側に識別したタグＩＤの履歴表示３２を示している。
このような表示によって、作業員は、受入部２１を通過する物品５０の移動と、表示部１３におけるグラフ表示３３の移動を併せて目視することが可能であり、作業が正常に行われていることを確認することができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は本発明に含まれる。

例えば、本発明のタグＩＤ識別システムは、機械装置の制御に限らず様々な物品の管理に利用することができる。
例えば、空港における手荷物の管理に使用して、出発空港で検知された手荷物と、到着空港で検知された手荷物が一致していることを、機械的に確認することができる。

１０：タグＩＤ識別システム
１１：ＲＦＩＤリーダ
１２：解析処理部
１３：表示部
１５：通過検知部
２０：仕分け装置
２１：受入部
２５：制御部

Claims

ＲＦタグが取り付けられた物品が搬送されているときに、そのタグＩＤを読み取ることにより、通過した前記物品を特定するタグＩＤ識別システムであって、
一定周期で探索電波を発信するとともに、受信した応答電波から前記タグＩＤ及び電波強度を読み取るＲＦＩＤリーダと、
受信した前記タグＩＤのそれぞれについて、前記電波強度の時間的変化を調べることにより通過した前記物品の前記タグＩＤを特定する解析処理部とを備えたことを特徴とするタグＩＤ識別システム。
前記物品の通過を検知する通過検知部を備え、
前記電波強度の最大値と前記通過検知部の検出値とから、通過した前記物品の前記タグＩＤを特定することを特徴とする請求項１に記載のタグＩＤ識別システム。
前記最大値の後又は前における、前記電波強度の変化量又は変化速度を用いて識別することを特徴とする請求項１又は２に記載のタグＩＤ識別システム。
前記電波強度の時間的変化をグラフとして画面表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のタグＩＤ識別システム。
前記ＲＦＩＤリーダが、仕分け装置における前記物品の受入部に設けられ、
前記解析処理部で特定された前記物品の前記タグＩＤが、前記仕分け装置の制御部に出力されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のタグＩＤ識別システム。