JP2018043815A - ドローンを活用した倉庫内の荷物監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】多段ラック倉庫や平置き倉庫における荷物の状態を監視できる荷物監視システムを提供する。【解決手段】本発明は、荷物が載置された状態のパレットが収容される倉庫におけるドローンを活用した倉庫内の荷物監視システムであり、ドローンは、倉庫内の障害物との衝突を回避するための衝突回避手段と、荷物が載置されたパレットを含む画像情報を取得する撮像手段と、画像情報を送信する送信手段を備え、ドローンは、衝突回避手段により倉庫内の障害物との衝突を回避しながら倉庫内を飛行して、撮像手段により画像情報を取得し、取得された画像情報を用いて、荷物の状態を監視する。【選択図】図１

Description

本発明は、多段ラック倉庫や平置き倉庫における荷物の状態を監視する技術に関する。

物流においては、荷物をパレットに載せて運搬し、荷物をこのパレットに載せたまま倉庫等に保管することが行われており、倉庫における物品を管理するシステムとしてパレットやラックに無線タグを備えて、この無線タグが送信する識別信号をフォークリフト等に設置した無線タグリーダを用いて読み取ることにより、荷物の位置を管理する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２）。

例えば、特許文献１では、多段ラックの最下段のラックや平置き倉庫の床下等にラックや積載物の位置に対応した識別情報を有する無線タグを設置し、フォークリフトに設置した無線タグリーダが、無線タグが送信する識別情報を受信することにより、多段ラックに収納する荷物や平置きする荷物の位置の管理を行う。

また、特許文献２では、多段ラックの保管エリア毎に無線タグを設置するとともに、荷物が載せられたパレットに無線タグを設置しておき、パレットを各保管エリアに収納する際に、パレットの無線タグの識別情報と保管エリアの無線タグの識別情報を読み取り、両者を関連づけて保存することにより、多段ラックに収納する荷物の位置を管理している。

しかしながら、特許文献１、２の管理システムでは、荷物の位置を管理することはできるが、地震やその他の要因により、多段ラック上で荷物がずれて傾いている場合や、平置き倉庫において多段に積載された荷物が傾いたような場合のような荷物の異常状態を検知することができない。特に、膨大な数の荷物が多段に積載されるような多段ラック倉庫や平置き倉庫では、全ての荷物の状態を常時監視することは困難な場合が多い。

特開２００７−１１２５２３号公報 特開２０１４−１３１９３３号公報

本発明は、以上のような問題を解消するためになされたものであり、多段ラック倉庫や平置き倉庫における荷物の状態を監視できるシステムを提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明は、荷物が載置された状態のパレットが収容される倉庫におけるドローンを活用した倉庫内の荷物監視システムであって、前記ドローンは、前記倉庫内の障害物との衝突を回避するための衝突回避手段と、前記荷物が載置されたパレットを含む画像情報を取得する撮像手段と、前記画像情報を送信する送信手段を備え、前記ドローンは、前記衝突回避手段により前記倉庫内の障害物との衝突を回避しながら前記倉庫内を飛行して、前記撮像手段により前記画像情報を取得し、前記撮像手段により取得された前記画像情報を用いて、前記荷物の状態を監視する。

また、前記ドローンは、前記倉庫内の障害物と衝突した際の衝撃を緩和する衝撃緩和構造を備えてもよい。

また、前記ドローンは、予め定めた時間に、前記倉庫内の予め定めた経路に沿って飛行することによって複数の画像情報を取得し、前記複数の画像情報を比較することにより、前記荷物の異常状態を検知してもよい。

また、前記パレットに設置され、固有の識別情報を含むビーコン信号を接続している無線タグリーダに送信する無線タグと、その配下に接続されている前記無線タグが送信するビーコン信号を受信する無線タグリーダと、前記無線タグリーダから前記無線タグの情報を受信し、前記倉庫内における無線タグを管理する無線タグ管理装置と、をさらに備え、前記無線タグは、前記ビーコン信号を送信する無線送信手段と、前記無線タグの傾斜を検知する傾斜検知手段とを備え、前記無線タグの傾斜を検知した際に、前記無線タグの傾斜情報を含む前記ビーコン信号を前記無線タグリーダに送信し、前記無線タグリーダは、前記無線タグの識別情報と前記傾斜情報とを関連付けて無線タグ管理装置に送信し、前記無線タグ管理装置は、前記無線タグの識別情報と前記傾斜情報とを関連付けて管理し、前記画像情報に基づいて、傾斜している荷物の位置を特定してもよい。

また、前記ドローンは、前記無線タグを起動する起動信号を送信する起動信号送信手段を備え、前記倉庫内を飛行した際に、所定のタイミングで前記起動信号の送信、前記画像情報の取得および前記画像情報の前記無線タグリーダへの送信を行い、前記無線タグは、近傍に存在する前記ドローンの前記起動信号送信手段から送信された前記起動信号を検知する起動信号検知手段を備え、前記起動信号を検知した際に、前記固有の識別情報を含む起動応答信号を前記無線タグリーダに送信し、前記無線タグリーダは、受信した前記起動応答信号に含まれる前記無線タグの識別情報と受信した前記画像情報を無線タグ管理装置に送信し、前記無線タグ管理装置は、前記無線タグの識別情報と前記傾斜情報と前記起動応答信号の情報と前記画像情報とを関連付けて管理し、前記起動応答信号に対応する前記倉庫内の前記ドローンの位置と前記画像情報に基づいて、傾斜している無線タグの位置を特定してもよい。

前記ドローンは、所定の時間における前記倉庫内の位置が特定できるように前記倉庫内の予め定めた経路に沿って飛行し、前記無線タグリーダにおける前記起動応答信号の受信時間情報に基づいて、前記倉庫内の前記ドローンの位置を特定してもよい。

本発明によれば、多段ラック倉庫や平置き倉庫における荷物の状態を監視できるシステムを提供することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施の形態における荷物監視システムの構成図の一例である。 図２は、本発明の第１の実施の形態におけるドローンの機能ブロック図の一例である。 図３は、本発明の第１の実施の形態のドローンにおける衝撃緩和構造の一例である。 図４は、本発明の第１の実施の形態におけるドローンによる荷物の状態の監視動作を説明するための図である。 図５は、本発明の第２の実施の形態における荷物監視システムの構成図の一例である。 図６は、本発明の第２の実施の形態における荷物監視システムを構成する無線タグ、無線タグリーダおよびエクサイタの機能ブロック図の一例である。 図７は、本発明の第２の実施の形態における無線タグの動作モードの一例である。 図８は、本発明の第２の実施の形態におけるドローンによる無線タグの起動動作を説明するための図である。 図９は、本発明の第２の実施の形態における無線タグの動作を説明するための図である。 図１０は、本発明の第２の実施の形態における無線タグの動作状態管理データの一例である。 図１１は、本発明の第２の実施の形態における荷物監視システムにおける動作シーケンスの一例である。 図１２は、本発明の第２の実施の形態における無線タグにおける動作フローチャートの一例である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

＜第１の実施の形態＞
＜荷物監視システムの構成＞
図１は、本発明の第１の実施の形態における荷物監視システムの構成図の一例である。
図１の荷物監視システムでは、フォークリフト２により倉庫１内に搬入された荷物５が載置されたパレット３が、平置き倉庫１内に複数段積載されている。

荷物監視システムは、さらに倉庫１内を飛行する無人飛行体（ドローン）を備える。このドローン４は、倉庫内の障害物との衝突を回避するための衝突回避手段であるセンサと、荷物５が載置されたパレット３を含む画像情報を取得するための撮像手段であるカメラ４１とを備える。ドローンは、センサにより倉庫内の障害物との衝突を回避しながら倉庫内を飛行し、撮像手段により画像情報を取得する。取得した画像情報を外部装置７０に送信することにより倉庫内の荷物の状態を監視することができる。

なお、図１では、荷物５が載置されたパレット３が複数段積載されている平置き倉庫を例として荷物監視システムを説明するが、荷物５が載置されたパレット３が多段ラックに収容されている多段ラック倉庫に対しても本システムを適用することができる。

＜ドローン＞
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるドローンの機能ブロック図の一例である。ドローン４は、ドローン本体４０と、倉庫１内の障害物との衝突を回避するための衝突回避手段であるセンサ４８、および荷物５が載置されたパレット３を含む画像情報を取得するための撮像手段であるカメラ４１から構成される。

倉庫１内の障害物との衝突を回避するためのセンサ４８としては、超音波やレーザを用いて障害物との距離を測定する超音波センサやレーザセンサを用いることができるが、それらに限られず、複数のカメラを用いて障害物との距離を測定する画像センサ等を用いてもよい。また、このセンサ４８は、少なくともドローン４の上下、左右および前後の障害物との距離を検出できるように設置される。

ドローン本体４０は、飛行するためのプロペラ（図示しない）、プロペラを回転するためのモータ４２、モータ４２を駆動等するための電池４３、カメラ４１から画像情報を受信するためのＩ／Ｆ部４４、外部端末７０に画像情報を送信するための無線部４５、モータ４２の制御や画像情報の送受信等の処理を行うための中央処理部４６および画像情報等を保存するためのメモリ４７を備える。このドローン本体４０は、外部端末７０からの制御信号を用いた人間による遠隔操作の他、予め定めた時間、経路に沿って飛行するようにプログラムしておくことも可能である。

カメラ４１では、ドローン４を飛行させながら荷物５が載置されたパレット３を含む画像情報を取得することができる。取得した画像情報はドローン本体４０のメモリ４７に保存するとともに、無線部４５を経由して外部端末７０に送信して、外部端末７０でモニタすることができる。

ドローン４は、搭載したセンサにより倉庫内における障害物を避けながら飛行することができるが、障害物と衝突した場合に備えて、倉庫内の障害物と衝突した際の衝撃を緩和する衝撃緩和構造を備えてもよい。図３は、本発明の第１の実施の形態のドローンにおける衝撃緩和構造の一例である。

図３（ａ）、（ｂ）に示した例は、複数の円形フレームを立体的に組み合わせた立体構造により、障害物と衝突した際の衝撃を緩和するものである。この衝撃緩和構造により、周囲の障害物にドローンが直接接触しないようにすることができ、障害物に接触した場合でも、ドローンの破損や荷物を傷つけることを避けることができる。衝撃緩和構造は、図示したものに限られず、ドローンの周囲方向における障害物に対してドローンが直接接触しないような構造であればよい。

＜ドローンによる荷物の監視動作＞
図４を用いて、本発明の第１の実施の形態におけるドローンによる荷物の状態の監視動作を説明する。図４では、荷物５が載置されたパレット３が複数段積載された状態で収容されている平置き倉庫１において、複数段積載された荷物５の一部が傾いた場合を例として、ドローンによる荷物の状態の監視動作を説明するが、多段ラックに収容されたパレット３が傾いた場合にも本監視動作を適用することができる。

ドローン４は、倉庫１内を障害物を避けながら飛行し、荷物の状態を監視するため画像情報の取得を行う。図４では、荷物＃１から荷物＃３に向かう方向にドローン４が飛行する場合を例示している。図４では、荷物＃３の荷物５およびパレット３が傾いており、ドローン４が荷物＃３に接近した際に、ドローン４に搭載されたカメラが画像情報を取得することにより、傾いている荷物＃３の荷物５を発見することができる。

ドローンを倉庫１のような屋内を飛行させる場合には、屋外を飛行させる場合と比較して障害物へ衝突する危険性が高まる。特に、荷物５が収容された倉庫１内をドローン４が飛行する場合には、ドローン４が倉庫１内の障害物、例えば、天井、壁、荷物等に衝突すると、ドローン４が墜落したり、ドローン４のプロペラ等の部品により荷物５を傷つけるおそれがある。そこで、それを避けるため、ドローン４は、センサ４８によって倉庫１内の障害物との距離を測定し、測定した距離に基づき障害物と衝突を自律的に回避しながら倉庫内を飛行する。

ドローン４が荷物＃１の上に接近すると、センサ４８により荷物＃１の荷物５および隣接する荷物＃２の荷物５と接近したことを検知し、荷物＃１の荷物５および荷物＃２の荷物５との衝突を避けながら飛行し、荷物＃１の画像情報を取得する。ドローン４がさらに移動して、荷物＃２の上に接近すると、センサ４８は倉庫１の天井と接近したことを検知し、天井および荷物＃２の荷物５との衝突を避けながら飛行し、荷物＃２の画像情報を取得する。ドローン４がさらに移動して、荷物＃３の上に接近すると、ドローン４は、荷物＃２の荷物５および荷物＃３の荷物５との衝突を避けながら飛行し、荷物＃３の画像情報を取得する。この荷物＃３の画像情報により、荷物＃３の荷物５が傾いていることを発見することができる。

また、倉庫１内におけるドローンの操作は、外部端末７０からの制御信号により人間が遠隔操作してもよいが、予め定めた時間に、倉庫１内の予め定めた経路に沿って飛行するようにドローンの制御をプログラムしておいてもよい。また、ドローンを倉庫１内の予め定めた経路に沿って定期的に飛行するようにプログラムしておき、各飛行の際に取得した複数の画像情報を比較することにより、荷物の傾き等の異常状態を検知するようにしてもよい。

このように、本発明の第１の実施の形態によれば、ドローンは搭載したセンサにより倉庫内における障害物を避けながら飛行し、画像情報を取得することができるので、倉庫内における荷物を傷つけることなく荷物の異常状態を発見することができる。

＜第２の実施の形態＞
＜荷物監視システムの構成＞
図５は、本発明の第２の実施の形態における荷物監視システムの構成図の一例である。図５の荷物監視システムでは、フォークリフト２により搬入された荷物５が載置されたパレット３が、平置き倉庫１内に複数段積載されており、パレット３に設置された無線タグ１０、無線タグ１０が送信するビーコン信号を受信する無線タグリーダ３０と、無線タグリーダ３０とネットワーク６０を経由して接続され、倉庫１内における無線タグ１０の状態を管理する無線タグ管理装置５０とを備えている。荷物５が載置されたパレット３が多段ラックに収容されている多段ラック倉庫に対しても本システムを適用することができることは、図１と同様である。

第２の実施の形態の荷物監視システムおけるドローン４は、カメラ４１、センサ４８に加えて、パレット３に設置された無線タグ１０を起動するための起動信号を送信する起動信号送信手段であるエクサイタ２０を搭載している。

パレット３に設置された無線タグ１０は、無線タグ１０を識別するための固有の識別情報を含むビーコン信号を送信し、無線タグリーダ３０は、無線タグ１０からビーコン信号を受信すると応答信号を送信することにより、無線タグ１０をその配下に接続することができる。また、無線タグリーダ３０は、ビーコン信号に含まれる無線タグ１０に備えられたセンサのセンサ情報を受信することにより、無線タグ１０の状態を把握することができる。この無線タグ１０は、内蔵した電池により動作するアクティブタグであり、ビーコン信号の送信と無線タグリーダ３０からの応答信号の受信を行うために、所定の間隔で間欠的に起動される。

パレット３に設置された無線タグ１０は、ビーコン信号を送信するために間欠的に起動する機能に加えて、外部装置からの起動信号により強制的に起動することができる。この強制的な起動は、無線タグ１０に内蔵されたパッシブ素子が起動信号を受信することにより行われる。このパッシブ素子は、外部装置が送信する電波によって動作する素子であり、その動作に電源から供給される電力を必要としないが、電波の受信範囲はパッシブ素子の近傍に限られる。そのため、遠方に設置されている外部装置から起動することはできないが、近傍に存在する外部装置から起動信号を送信することにより起動することができる。

エクサイタ２０を搭載したドローン４が無線タグ１０に接近し、無線タグ１０のパッシブ素子が、エクサイタ２０からの起動信号を受信するとこの起動信号に応答して起動応答信号を送信する。無線タグ１０のパッシブ素子は、近傍に存在するエクサイタ２０が送信した起動信号のみを検知するので、エクサイタ２０を搭載したドローン４を飛行させながら、起動信号を送信し、パッシブ素子が起動信号を検知し、起動応答信号が送信された際のドローン４の位置に基づいて、起動応答信号を送信した無線タグ１０の位置を特定することができる。また、ドローン４に搭載したカメラ４１により画像情報を取得し、この画像情報に基づいて傾いている荷物５およびパレット３の位置をより詳細に特定することができる。

無線タグリーダ３０は、無線タグ１０が送信したビーコン信号を受信することにより無線タグ１０のセンサ情報を取得して、無線タグ１０が傾いたことを把握するとともに、無線タグ１０からの起動応答信号を受信することにより、無線タグ１０の近傍に存在するドローン４により無線タグ１０が起動されたことを把握することができる。また、無線タグリーダ３０は、ドローン４に搭載したカメラ４１により取得された画像情報を受信してもよい。

無線タグリーダ３０は、接続している無線タグ１０のセンサ情報や無線タグ１０が起動されたことを示す情報、受信した画像情報をネットワーク６０を経由して無線タグ管理装置５０に送信し、無線タグ管理装置５０は、無線タグ１０毎にセンサ情報や起動情報、画像情報等を管理する。

＜無線タグ、無線タグリーダおよびエクサイタ＞
図６は、本発明の第２の実施の形態における荷物監視システムを構成する無線タグ、無線タグリーダおよびエクサイタの機能ブロック図の一例である。

無線タグ１０は、内蔵した電池１５により動作するアクティブタグであり、固有の識別情報やセンサ情報を含むビーコン信号を送信し、無線タグリーダ３０からの応答等を受信するためのアンテナ１１と無線部１２、無線タグ１０の振動や傾斜を検出するための振動・傾斜センサ１３、起動信号を検知するためのパッシブ素子１４、各部の制御を行うための中央処理部１６およびメモリ１７を含んで構成されている。

無線タグ１０の中央処理部１６は、ビーコン信号を送信するために所定の間隔で無線タグを起動する間欠動作を行うとともに、外部装置から起動信号を受信した際には、強制的に起動され起動応答信号の送信処理を行う。パッシブ素子１４は、ドローン４に搭載されたエクサイタ２０が送信する起動信号を検知するためのものである。

無線タグリーダ３０は、無線タグ１０をその配下に接続し、無線タグ１０が送信するビーコン信号や起動応答信号を受信する装置である。無線タグ１０からのビーコン信号や起動応答信号を受信し、無線タグ１０に応答等を送信するためのアンテナ３１と無線部３２、無線タグ管理装置５０とネットワーク６０を経由して信号を送受信するためのＩ／Ｆ部３３、各信号の送受信制御等を行うための中央処理部３４およびメモリ３５を含んで構成されている。また、無線タグリーダ３０は、ドローン４に搭載したカメラ４１により取得された画像情報を受信する構成としてもよい。

ドローン４は、図２の構成に加えて、無線タグ１０を起動するためのエクサイタ２０を搭載している。エクサイタ２０は、起動信号を送信するためのアンテナ２１と無線部２２、カメラ４１と信号を送受信するためのＩ／Ｆ部２３、各信号の送受信制御等を行うための中央処理部２４およびメモリ２５を含んで構成されている。また、アンテナ２１と無線部２２により、カメラ４１で取得した画像情報を無線タグリーダ３０に送信できるようにしてもよい。

ドローン本体４０の構成は、図２の構成と同じである。エクサイタ２０を駆動するための電力をドローン４の本体４０の電池４３から供給するようにしてもよい。

カメラ４１では、図２と同様に、ドローン４を飛行させながら荷物５が載置されたパレット３を含む画像情報を取得する。エクサイタ２０から送信される起動信号と連動して、カメラ４１を動作させて荷物５が載置されたパレット３を含む画像情報を取得し、取得した画像情報をエクサイタ２０を経由して無線タグリーダ３０に送信するようにしてもよい。

＜無線タグの動作モード＞
図７を用いて、無線タグにおけるビーコン信号の送信動作について説明する。本発明の第２の実施の形態においては、ビーコン信号の送信間隔および送信周波数は予め定めた動作モード毎に設定されている。無線タグは、無線タグリーダからの応答や無線タグに備えられたセンサからの情報に基づき動作モードを変更し、動作モード毎に設定された送信間隔および送信周波数でビーコン信号を送信する。ビーコン信号の送信動作と応答信号の受信スタンバイ動作を行うための無線タグの起動を、間欠的に行うことにより、低消費電力化を図っている。

図７の例では、無線タグは、パレットが倉庫内で接続する無線タグリーダを探索しているモード（「アソシエーションモード」）、パレットが倉庫内で無線タグリーダに接続しているモード（「デポモード」）、パレットが上下動しているモード（「振動モード」）、パレットの上下動が長期間継続し、移動しているモード（「移動モード」）を有しており、それぞれのモードにおいてビーコン信号の送信間隔および送信周波数が設定されている。

＜無線タグの起動動作＞
図８を用いて、本発明の第２の実施の形態におけるドローン４による無線タグ１０の起動動作を説明する。図８は、荷物５が載置されたパレット３が複数段積載された状態で収容されている平置き倉庫１の例であるが、多段ラックに収容されたパレット３が傾いた場合にも本起動動作を適用することができることとは、図４と同様である。

エクサイタ２０とカメラ４１を搭載したドローン４は、倉庫１内を飛行しながら、所定のタイミングで起動信号の送信と画像情報の取得を行う。図８では、荷物＃１から荷物＃３に向かう方向にドローン４が飛行する場合を例示している。図８では、荷物＃２のパレット３が傾いており、パレット３に設置された無線タグ１０の振動・傾斜センサ１３が無線タグ１０の傾きを検出して、センサ情報を含むビーコン信号を無線タグリーダ３０に送信している。

無線タグリーダ３０は、センサ情報を受信することにより倉庫１内に傾いている無線タグ１０が存在することは把握できるが、このセンサ情報のみでは、傾いている無線タグ１０の倉庫１内における位置を特定することはできない。そこで、本発明の第２の実施の形態では、倉庫１内を飛行させたドローン４の位置に基づいて、傾いている無線タグ１０の位置を特定する。

ドローン４が荷物＃１の上に接近すると、荷物＃１の無線タグ１０は起動信号を受信して、起動応答信号を無線タグリーダ３０に送信するが、隣接する荷物＃２の無線タグ１０は、ドローン４から離れているため起動信号を受信することができない。

次に、ドローン４がさらに移動して、荷物＃２の上に接近すると荷物＃２の無線タグ１０は起動信号を受信することが可能となり、強制的に起動され起動応答信号を送信する。他方、隣接する荷物＃１、＃３の無線タグ１０は、エクサイタ２０から離れているため起動信号を受信することができない。そのため、荷物＃２の近傍にドローン４が位置する場合には、荷物＃２の無線タグ１０のみが起動信号を検知し、起動応答信号を送信することができる。

このように、無線タグ１０はパッシブ素子１４により、近傍に存在するドローン４からの起動信号のみを受信するので、起動応答信号を送信した無線タグ１０の近傍にドローン４が存在すると判断することができ、その際のドローン４の位置が分かれば、起動応答信号を送信した無線タグ１０の位置を特定することができる。さらに、起動信号の送信と連動して、荷物５が載置されたパレット３を含む画像情報を取得すれば、その画像情報を用いて傾いている無線タグ１０の位置をより詳細に特定することができる。

無線タグ１０が起動応答信号を送信した際のドローン４の位置を把握するには、起動応答信号をリアルタイムでモニタしながらドローン４を飛行させることにより、起動応答信号を受信した際のドローン４の位置を確認してもよいし、ドローン４を所定の時間における倉庫１内の位置が特定できるように倉庫１内の予め定めた経路に沿って飛行させながら、起動信号を送信し、起動応答信号の受信時間の情報に基づいてドローン４の倉庫１内の位置を特定するようにしてもよい。さらに、起動信号に対応して取得した画像情報を用いて傾いている無線タグ１０の位置をより詳細に特定することができる。

＜無線タグの動作＞
次に、図９を用いて、本発明の第２の実施の形態における無線タグの動作について説明する。無線タグは、前述したように、動作モード毎に定められた送信間隔、送信周波数で固有の識別情報（ＩＤ１）を含むビーコン信号を送信する。図９は、無線タグが無線タグリーダの配下に接続され、デポモードで動作している場合である。無線タグリーダは、無線タグが送信したビーコン信号に含まれるセンサ情報を受信する。

無線タグは、振動・傾斜センサが無線タグの傾きを検知するとセンサ情報を含むビーコン信号を送信し、ビーコン信号を受信した無線タグリーダは、ビーコン信号に含まれるセンサ情報を受信することにより無線タグが傾いていることを把握することができる。

次に、センサ情報を送信している無線タグの位置を特定するために、ドローンを飛行させながら起動信号を送信することにより、無線タグの起動を行う。ドローンは、倉庫内を飛行しながら、エクサイタによる起動信号の送信とカメラによる画像情報の取得を行う。

無線タグは、エクサイタから起動信号を受信すると識別情報が含まれる起動応答信号を無線タグリーダに送信する。無線タグリーダは、無線タグから起動応答信号を受信することにより、無線タグが起動されたことを把握することができる。ここで、無線タグの近傍に存在するドローンのエクサイタによる起動信号により無線タグは起動されるので、起動応答信号を受信した際のドローンの位置と起動信号を送信した際に取得した画像情報に基づき、無線タグの位置を特定することができる。尚、起動応答信号の送信には、デポモードにおけるビーコン信号の送信周波数（Ｆ２）と異なる送信周波数（Ｆ１）を用いて、起動応答信号を識別してもよい。

＜動作状態管理データ＞
図１０は、本発明の第２の実施の形態における無線タグの動作状態管理データの一例である。この動作状態管理データは、無線タグ管理装置に記録されている。

無線タグ管理装置では、無線タグが送信するビーコン信号に含まれる情報に基づき、無線タグの動作モードやセンサ情報を管理する。この動作状態管理データでは、無線タグが送信するビーコン信号に含まれる動作モード、センサ情報を無線タグの識別情報毎に管理している。無線タグから起動応答信号を受信した場合には、起動応答信号を受信したことを示す情報、例えば、起動応答信号の受信の有無や受信時間情報を識別情報やセンサ情報に関連づけて管理する。

また、動作状態管理データは、ドローンに搭載したカメラにより取得した画像情報を含んでもよい。画像情報はその取得時間に基づき起動応答信号との対応付けが可能である。ドローンを所定の時間における倉庫内の位置が特定できるように倉庫内の予め定めた経路に沿って飛行させることにより、起動応答信号の受信時間の情報に基づき、対応するドローンの位置およびその近傍に存在する無線タグの位置を特定することができ、さらに、対応する画像情報により起動応答信号を送信した無線タグの位置をより詳細に特定することができる。

＜動作シーケンス＞
図１１は、本発明の第２の実施の形態における荷物監視システムにおける動作シーケンスの一例である。

荷物が載置されたパレットが倉庫内に搬入されると、パレットに設置された無線タグの動作モードが変更され、識別情報（ＩＤ１）を含むビーコン信号が動作モード毎に定められた所定の送信間隔で送信される。倉庫内に設置された無線タグリーダがビーコン信号を受信し、無線タグリーダが送信した応答信号を無線タグが受信すると、さらに動作モードが変更される。無線タグリーダが受信した無線タグの識別情報が無線タグ管理装置に送信されると、無線タグが倉庫内に設置されたことを確認することができる。

無線タグは、内蔵した振動・傾斜センサにより無線タグの傾きを検出するとセンサ情報が含まれるビーコン信号を無線タグリーダに送信する。無線タグリーダは、センサ情報が含まれるビーコン信号を受信すると、無線タグ管理装置に、無線タグの識別情報と関連づけてセンサ情報を送信し、無線タグ管理装置は、無線タグの識別情報と関連づけてセンサ情報を管理する。無線タグ管理装置は、センサ情報を受信することにより、識別情報により特定される無線タグが傾いていることを把握することができる。

＜無線タグの位置の特定＞
無線タグの位置の特定の方法はいくつか考えられる。まず、倉庫内において傾いている無線タグが存在することを認識したタイミングで、倉庫内にカメラを搭載したドローンを飛行させ、ドローンに搭載したエクサイタが送信する起動信号を用いて無線タグを起動することにより、傾いた無線タグの位置を特定することができる。

起動された無線タグが送信する起動応答信号をリアルタイムでモニタしながら、ドローンを飛行させることにより、起動応答信号を受信した際のドローンの位置に基づいて傾いた無線タグの位置を特定することができる。無線タグが送信するセンサ情報に基づいて、傾いている無線タグの識別情報は把握しているので、傾いている無線タグの識別情報と同じ識別情報をもつ無線タグから起動応答信号を受信することができれば、起動応答信号を受信した無線タグの位置が傾いている無線タグの位置となる。

また、ドローンを所定の時間における倉庫内の位置が特定できるように倉庫内の予め定めた経路に沿って飛行させてもよい。ドローンの倉庫内における飛行経路と時間を予め決めておけば、起動応答信号の受信時間に基づいて倉庫内の予め定めた経路におけるドローンの位置を特定できるので、特定されたドローンの位置に基づいて傾いている無線タグの位置を特定することができる。さらに、起動信号の送信と連動して取得した画像情報に基づいて傾いている荷物のより詳細な位置を特定することができる。

＜無線タグの動作フロー＞
図１２は、本発明の第２の実施の形態における無線タグにおける動作フローチャートの一例である。なお、図１２は、起動信号により無線タグを起動する実施形態における無線タグの動作フローチャートである。

無線タグが設置されたパレットが移動し（Ｓ１−１）、倉庫に設置されると（Ｓ１−２）、動作モードが移動モードからアソシエーションモードに変更される（Ｓ１−３）。さらに、無線タグが無線タグリーダに接続することにより（Ｓ１−４）、動作モードがアソシエーションモードからデポモードに変更され（Ｓ１−５）、デポモードで定められた送信間隔と送信周波数で、ビーコン信号が送信される（Ｓ１−６）。

その後、無線タグの振動・傾斜センサにより無線タグの傾斜が検知されると（Ｓ１−７）、センサ情報が含まれるビーコン信号が送信される（Ｓ１−８）。傾斜が検出されている状態で、パッシブ素子により起動信号を受信した場合には（Ｓ１−９）、起動応答信号を送信する（Ｓ１−１０）。ここで、起動応答信号の送信には、デポモードと異なる周波数ｃｈ（Ｆ１）を用いてもよい。一方、傾斜が検出されてない状態で、パッシブ素子により起動信号を受信した場合にも（Ｓ１−１１）、起動応答信号を送信する（Ｓ１−１２）。

このように、本発明の第２の実施の形態によれば、パレットに設置した無線タグのセンサにより無線タグの傾きを検知し、ドローンに搭載したエクサイタが送信する起動信号を用いて無線タグを起動することにより、傾いた無線タグの位置を特定することができる。

＜その他の実施の形態＞
第２の実施の形態では、パレットに設置した無線タグのセンサにより無線タグの傾きを検知し、さらに、ドローンに搭載したエクサイタが送信する起動信号を用いて無線タグを起動することにより、傾いた無線タグの位置を特定しているが、傾いている無線タグの位置の特定を第１の実施の形態と同様に、カメラを搭載したドローンによって取得された画像情報のみを用いて行うようにしてもよい。この場合には、パレットに設置した無線タグのセンサにより無線タグの傾きを検知した際に、カメラにより倉庫内の画像をリアルタイムでモニタしながら、ドローンを飛行させることにより、傾いた荷物の位置を特定することができる。

１…倉庫、２…フォークリフト、３…パレット、４…ドローン、５…荷物、１０…無線タグ、１１…アンテナ、１２…無線部、１３…振動・傾斜センサ、１４…パッシブ素子、１５…電池、１６…中央処理部、１７…メモリ、２０…エクサイタ、２１…アンテナ、２２…無線部、２３…Ｉ／Ｆ部、２４…中央処理部、２５…メモリ、３０…無線タグリーダ、３１…アンテナ、３２…無線部、３３…Ｉ／Ｆ部、３４…中央処理部、３５…メモリ、４０…ドローン本体、４１…カメラ、４２…モータ、４３…電池、４４…Ｉ／Ｆ部、４５…無線部、４６…中央処理部、４７…メモリ、４８…センサ、５０…無線タグ管理装置、６０…ネットワーク、７０…外部端末。

図１は、本発明の参考の形態における荷物監視システムの構成図の一例である。 図２は、本発明の参考の形態におけるドローンの機能ブロック図の一例である。 図３は、本発明の参考の形態のドローンにおける衝撃緩和構造の一例である。 図４は、本発明の参考の形態におけるドローンによる荷物の状態の監視動作を説明するための図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態における荷物監視システムの構成図の一例である。 図６は、本発明の第１の実施の形態における荷物監視システムを構成する無線タグ、無線タグリーダおよびエクサイタの機能ブロック図の一例である。 図７は、本発明の第１の実施の形態における無線タグの動作モードの一例である。 図８は、本発明の第１の実施の形態におけるドローンによる無線タグの起動動作を説明するための図である。 図９は、本発明の第１の実施の形態における無線タグの動作を説明するための図である。 図１０は、本発明の第１の実施の形態における無線タグの動作状態管理データの一例である。 図１１は、本発明の第１の実施の形態における荷物監視システムにおける動作シーケンスの一例である。 図１２は、本発明の第１の実施の形態における無線タグにおける動作フローチャートの一例である。

＜参考の形態＞
＜荷物監視システムの構成＞
図１は、本発明の参考の形態における荷物監視システムの構成図の一例である。
図１の荷物監視システムでは、フォークリフト２により倉庫１内に搬入された荷物５が載置されたパレット３が、平置き倉庫１内に複数段積載されている。

＜ドローン＞
図２は、本発明の参考の形態におけるドローンの機能ブロック図の一例である。ドローン４は、ドローン本体４０と、倉庫１内の障害物との衝突を回避するための衝突回避手段であるセンサ４８、および荷物５が載置されたパレット３を含む画像情報を取得するための撮像手段であるカメラ４１から構成される。

ドローン４は、搭載したセンサにより倉庫内における障害物を避けながら飛行することができるが、障害物と衝突した場合に備えて、倉庫内の障害物と衝突した際の衝撃を緩和する衝撃緩和構造を備えてもよい。図３は、本発明の参考の形態のドローンにおける衝撃緩和構造の一例である。

＜ドローンによる荷物の監視動作＞
図４を用いて、本発明の参考の形態におけるドローンによる荷物の状態の監視動作を説明する。図４では、荷物５が載置されたパレット３が複数段積載された状態で収容されている平置き倉庫１において、複数段積載された荷物５の一部が傾いた場合を例として、ドローンによる荷物の状態の監視動作を説明するが、多段ラックに収容されたパレット３が傾いた場合にも本監視動作を適用することができる。

このように、本発明の参考の形態によれば、ドローンは搭載したセンサにより倉庫内における障害物を避けながら飛行し、画像情報を取得することができるので、倉庫内における荷物を傷つけることなく荷物の異常状態を発見することができる。

＜第１の実施の形態＞
＜荷物監視システムの構成＞
図５は、本発明の第１の実施の形態における荷物監視システムの構成図の一例である。図５の荷物監視システムでは、フォークリフト２により搬入された荷物５が載置されたパレット３が、平置き倉庫１内に複数段積載されており、パレット３に設置された無線タグ１０、無線タグ１０が送信するビーコン信号を受信する無線タグリーダ３０と、無線タグリーダ３０とネットワーク６０を経由して接続され、倉庫１内における無線タグ１０の状態を管理する無線タグ管理装置５０とを備えている。荷物５が載置されたパレット３が多段ラックに収容されている多段ラック倉庫に対しても本システムを適用することができることは、図１と同様である。

第１の実施の形態の荷物監視システムおけるドローン４は、カメラ４１、センサ４８に加えて、パレット３に設置された無線タグ１０を起動するための起動信号を送信する起動信号送信手段であるエクサイタ２０を搭載している。

＜無線タグ、無線タグリーダおよびエクサイタ＞
図６は、本発明の第１の実施の形態における荷物監視システムを構成する無線タグ、無線タグリーダおよびエクサイタの機能ブロック図の一例である。

＜無線タグの動作モード＞
図７を用いて、無線タグにおけるビーコン信号の送信動作について説明する。本発明の第１の実施の形態においては、ビーコン信号の送信間隔および送信周波数は予め定めた動作モード毎に設定されている。無線タグは、無線タグリーダからの応答や無線タグに備えられたセンサからの情報に基づき動作モードを変更し、動作モード毎に設定された送信間隔および送信周波数でビーコン信号を送信する。ビーコン信号の送信動作と応答信号の受信スタンバイ動作を行うための無線タグの起動を、間欠的に行うことにより、低消費電力化を図っている。

＜無線タグの起動動作＞
図８を用いて、本発明の第１の実施の形態におけるドローン４による無線タグ１０の起動動作を説明する。図８は、荷物５が載置されたパレット３が複数段積載された状態で収容されている平置き倉庫１の例であるが、多段ラックに収容されたパレット３が傾いた場合にも本起動動作を適用することができることとは、図４と同様である。

無線タグリーダ３０は、センサ情報を受信することにより倉庫１内に傾いている無線タグ１０が存在することは把握できるが、このセンサ情報のみでは、傾いている無線タグ１０の倉庫１内における位置を特定することはできない。そこで、本発明の第１の実施の形態では、倉庫１内を飛行させたドローン４の位置に基づいて、傾いている無線タグ１０の位置を特定する。

＜無線タグの動作＞
次に、図９を用いて、本発明の第１の実施の形態における無線タグの動作について説明する。無線タグは、前述したように、動作モード毎に定められた送信間隔、送信周波数で固有の識別情報（ＩＤ１）を含むビーコン信号を送信する。図９は、無線タグが無線タグリーダの配下に接続され、デポモードで動作している場合である。無線タグリーダは、無線タグが送信したビーコン信号に含まれるセンサ情報を受信する。

＜動作状態管理データ＞
図１０は、本発明の第１の実施の形態における無線タグの動作状態管理データの一例である。この動作状態管理データは、無線タグ管理装置に記録されている。

＜動作シーケンス＞
図１１は、本発明の第１の実施の形態における荷物監視システムにおける動作シーケンスの一例である。

＜無線タグの動作フロー＞
図１２は、本発明の第１の実施の形態における無線タグにおける動作フローチャートの一例である。なお、図１２は、起動信号により無線タグを起動する実施形態における無線タグの動作フローチャートである。

このように、本発明の第１の実施の形態によれば、パレットに設置した無線タグのセンサにより無線タグの傾きを検知し、ドローンに搭載したエクサイタが送信する起動信号を用いて無線タグを起動することにより、傾いた無線タグの位置を特定することができる。

＜その他の実施の形態＞
第１の実施の形態では、パレットに設置した無線タグのセンサにより無線タグの傾きを検知し、さらに、ドローンに搭載したエクサイタが送信する起動信号を用いて無線タグを起動することにより、傾いた無線タグの位置を特定しているが、傾いている無線タグの位置の特定を参考の形態と同様に、カメラを搭載したドローンによって取得された画像情報のみを用いて行うようにしてもよい。この場合には、パレットに設置した無線タグのセンサにより無線タグの傾きを検知した際に、カメラにより倉庫内の画像をリアルタイムでモニタしながら、ドローンを飛行させることにより、傾いた荷物の位置を特定することができる。

Claims (6)

1. 荷物が載置された状態のパレットが収容される倉庫におけるドローンを活用した倉庫内の荷物監視システムであって、
   前記ドローンは、前記倉庫内の障害物との衝突を回避するための衝突回避手段と、前記荷物が載置されたパレットを含む画像情報を取得する撮像手段と、前記画像情報を送信する送信手段を備え、
   前記ドローンは、前記衝突回避手段により前記倉庫内の障害物との衝突を回避しながら前記倉庫内を飛行して、前記撮像手段により前記画像情報を取得し、
   前記撮像手段により取得された前記画像情報を用いて、前記荷物の状態を監視する
   ドローンを活用した倉庫内の荷物監視システム。
2. 前記ドローンは、前記倉庫内の障害物と衝突した際の衝撃を緩和する衝撃緩和構造を備えること
   を特徴とする請求項１記載のドローンを活用した倉庫内の荷物監視システム。
3. 前記ドローンは、予め定めた時間に、前記倉庫内の予め定めた経路に沿って飛行することによって複数の画像情報を取得し、
   前記複数の画像情報を比較することにより、前記荷物の異常状態を検知すること
   を特徴とする請求項１または２記載のドローンを活用した倉庫内の荷物監視システム。
4. 前記パレットに設置され、固有の識別情報を含むビーコン信号を接続している無線タグリーダに送信する無線タグと、
   その配下に接続されている前記無線タグが送信するビーコン信号を受信する無線タグリーダと、
   前記無線タグリーダから前記無線タグの情報を受信し、前記倉庫内における無線タグを管理する無線タグ管理装置と、
   をさらに備え、
   前記無線タグは、前記ビーコン信号を送信する無線送信手段と、前記無線タグの傾斜を検知する傾斜検知手段とを備え、前記無線タグの傾斜を検知した際に、前記無線タグの傾斜情報を含む前記ビーコン信号を前記無線タグリーダに送信し、
   前記無線タグリーダは、前記無線タグの識別情報と前記傾斜情報とを関連付けて無線タグ管理装置に送信し、
   前記無線タグ管理装置は、前記無線タグの識別情報と前記傾斜情報とを関連付けて管理し、
   前記画像情報に基づいて、傾斜している荷物の位置を特定すること
   を特徴とする請求項１記載のドローンを活用した倉庫内の荷物監視システム。
5. 前記ドローンは、前記無線タグを起動する起動信号を送信する起動信号送信手段を備え、前記倉庫内を飛行した際に、所定のタイミングで前記起動信号の送信、前記画像情報の取得および前記画像情報の前記無線タグリーダへの送信を行い、
   前記無線タグは、近傍に存在する前記ドローンの前記起動信号送信手段から送信された前記起動信号を検知する起動信号検知手段を備え、前記起動信号を検知した際に、前記固有の識別情報を含む起動応答信号を前記無線タグリーダに送信し、
   前記無線タグリーダは、受信した前記起動応答信号に含まれる前記無線タグの識別情報と受信した前記画像情報を無線タグ管理装置に送信し、
   前記無線タグ管理装置は、前記無線タグの識別情報と前記傾斜情報と前記起動応答信号の情報と前記画像情報とを関連付けて管理し、
   前記起動応答信号に対応する前記倉庫内の前記ドローンの位置と前記画像情報に基づいて、傾斜している無線タグの位置を特定すること
   を特徴とする請求項４記載のドローンを活用した倉庫内の荷物監視システム。
6. 前記ドローンは、所定の時間における前記倉庫内の位置が特定できるように前記倉庫内の予め定めた経路に沿って飛行し、前記無線タグリーダにおける前記起動応答信号の受信時間情報に基づいて、前記倉庫内の前記ドローンの位置を特定すること
   を特徴とする請求項５記載のドローンを活用した倉庫内の荷物監視システム。

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