JP2018181283A - Ｒｆｉｄタグ、ｒｆｉｄセンサ、及び建設現場管理支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】遠距離からＲＦＩＤタグのタグＩＤ及び位置を正確に確認することが可能なＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤセンサ、及びそれを用いた建設現場管理支援システムを提供。
【解決手段】ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップ部と、アンテナ部と、外部から照射される光を散乱反射する反射板を備え、ＲＦＩＤセンサは、アンテナ部と、通信制御部と、アンテナ部の電波の照射方向に向けて光線を照射する照光部とを備え、通信制御部は、アンテナ部を介して前記ＩＤ情報を受信した場合、照光部により、アンテナ部の電波の照射方向に向けて光線を発射する制御を行う射光制御手段を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラント等の建設現場に於いて、資材の配置及び接続を設計通りにミス無く行うことが出来るよう支援するための建設現場管理支援システムに関する。

大規模なプラントやビル等の建設現場では、鉄骨、配管等の資材の種類が極めて多く、類似した資材を現場で正確に見分けることが屡々生じる。そのため、間違った資材を配置・接続するような建設時のミスが生じる可能性が常に高い状態にある。そこで、斯かる建設時のミスが生じることを防止するための建設現場管理支援システムが求められている。このような建設現場管理支援システムに関連する技術としては、特許文献１〜４に記載のものが公知である。

特許文献１記載の建設資材の設置位置決め支援システムは、建設資材に対し取り付けられ、該建設資材の現在位置を特定する位置検知信号及び該建設資材の識別ＩＤの送受信を行うＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグと、建設現場内に設けられ、ＲＦＩＤタグが発信する位置検知信号及び識別ＩＤを受信する位置特定基地局と、各建設資材の設置位置を示した設計図面のデータが記録されており、位置検知信号により特定された建設資材の現在位置のデータと、設計図面に示された該建設資材の設置位置のデータとを比較し、該建設資材の移動距離及び移動方向を演算する電子計算機を備えたものである。電子計算機は、建設資材の設置位置までの移動距離及び移動方向を表示し、作業者は表示された移動距離及び移動方向に従って建設資材を設置位置まで移動させた後、建設資材の設置が完了したことを記録する。これにより、建設資材の移動・設置・確認を速やかに行うことが出来る。

特許文献２記載の建設現場管理システムは、製品に取り付けるＲＦＩＤタグを備えており、このＲＦＩＤタグは、ＩＣチップ及びループ状の長いアンテナを有する長距離通信用ＲＦＩＤと、ループ状アンテナ内の領域に複数形成されＩＣチップ及び短いアンテナを有する短距離通信用ＲＦＩＤを備えている。また、ＲＦＩＤタグには破断線が形成され、タグ全体から短距離通信用ＲＦＩＤを切り離すことが出来る。切り離しの際には、長距離通信用ＲＦＩＤのループ状アンテナも切り離される。また、切り離し前のタグ識別コードと切り離し後のタグ識別コードを有する。また、タグ読み取り手段として、長距離通信用ＲＦＩＤを読み取る第１のリーダ・ライタと短距離通信用ＲＦＩＤを読み取る第２のリーダ・ライタを備え、さらに管理情報の管理をするデータベースを備えた管理サーバ、通信ネットワーク、複数のアクセスポイントを備える。これにより、工場から建設現場への搬入までは長距離通信用ＲＦＩＤを使ってデータベースで管理し、現場では破断線で切り離して短距離通信用ＲＦＩＤを使ってデータベースで管理する。これにより段階毎の資材管理が可能となる。

特許文献３記載のＲＦＩＤシステムは、データ記憶手段を有するＩＣチップと、無線によりテータ情報の授受を行う制御部と、送受信用のアンテナを備えたＲＦＩＤタグを用いたＲＦＩＤシステムであって、複数のＲＦＩＤタグのＩＤを個々に読み取り、ペアタグデータベースに照会する読み取り手段と、読み取り手段により照会された複数のＲＦＩＤタグのＩＤの組み合わせ可否を判定する判定手段とを備えたペアタグシステムである。ペアタグデータベースには、ＲＦＩＤタグのＩＤのペア情報が保持されている。また、組となったＲＦＩＤタグをペアタグ台紙に収納してペアタグとして用いる。例えば、リボン状のペアタグ台紙にペアタグを横並びに担持し収納する（同文献図５参照）。配管解体・組立作業においては、配管Ａとそれに配管Ｂの接続端にペアタグを片方ずつ貼附した後、配管を解体する（同文献図６参照）。その後の配管組み立て作業で配管Ａから配管Ｂを識別する際には、配管Ａ，ＢのＲＦＩＤタグのＩＤを読み取り、ペアタグデータベースで照会し、配管の正誤を確認する。これにより配管接続の誤りを防止できる。

特許文献４記載の施工確認装置は、ＧＰＳにより自身の位置情報（第１位置情報）を取得する第１位置取得手段と、建設現場に於いて施工される構造物の所定位置の基準点に対する位置情報（第２位置情報）を記憶するＲＦＩＤタグと無線通信し、第２位置情報を取得するタグ情報取得手段と、第１位置情報取得手段で取得した第１位置情報を基準点に対する計測位置情報に換算する位置情報換算手段と、第２位置情報と計測位置情報とを比較する位置情報比較手段と、両者の位置情報差により施工適否を判定する判定手段を備えたものである。ＲＦＩＤタグを配管等の各部品に貼り付け各ＲＦＩＤタグに設計位置情報（第２位置情報）を記録し、組立後に計測位置情報と対比することで、配管等の位置の正誤を確認するものである。

特開２００６−２０７１８３号公報 特開２００８−１５８５６９号公報 特開２００９−０６４２８２号公報 特開２００９−２１１４５４号公報

実際のプラント等の大規模構造物の建設現場では、建設工程の進捗によっては、配管の組立作業は高所で行われる。斯かる場合、地上に仮置きされた配管等の建設資材をクレーン等の扛重機により高所の組立現場まで扛上した後に、組立現場に待機した作業員によって接続等の組立作業が行われる。この際、上述した従来の建設現場管理支援システムでは、現場の作業員がＲＦＩＤタグのタグＩＤをセンサで読み取り確認作業を行うことになる。

然し乍ら、高所作業では作業員が現場で所持できる装備は大きく制限される。作業員は種々の工具を所持する必要があり、作業性や安全性の観点から、可能な限り作業員が所持する装備を減らすほうが好ましい。従って、配管の適否を検査・判定する作業は、高所の組立現場の作業員が行うよりは、寧ろ地上にいる作業員が行うようにできることが好ましい。この場合、遠方から組立現場の建設資材に附されたＲＦＩＤタグのタグＩＤをセンサで正確に読み取ることが必要となる。

上述した従来の建設現場管理支援システムは、何れも、ＲＦＩＤタグのタグＩＤをセンサで読み取る作業は、ＲＦＩＤタグの近傍（数センチ〜数メートル）で行うことを前提としており、地上から高所の組立現場のＲＦＩＤタグのタグＩＤを読み取る場合のように、数十メートルの距離でタグＩＤを精度良く読み取ることは想定されておらず、また技術的にも実現されていない。

そこで、本発明の目的は、地上から高所の組立現場のＲＦＩＤタグのタグＩＤを読み取る場合のように、遠距離からＲＦＩＤタグのタグＩＤ及び位置を正確に確認することが可能なＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤセンサ、及びそれを用いた建設現場管理支援システムを提供することにある。

本発明に係るＲＦＩＤタグは、ＩＤ情報を記憶するデータ記憶手段、及び外部との無線通信により、ＩＤ情報の送信を含むデータの授受を行う通信制御部が実装されたＩＣチップ部と、
外部と無線通信を行うための電波の送受信を行うアンテナ部と、
外部から照射される光を散乱反射する反射板と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、ＲＦＩＤセンサとの無線通信によりＩＤ情報の送信を行うことが出来ると共に、ＲＦＩＤセンサから光照射が行われると反射板により照射光を散乱反射することで、遠方からでも当該ＲＦＩＤタグの位置を確認することが可能となる。

本発明に係るＲＦＩＤセンサは、上記ＲＦＩＤタグに対し、該ＲＦＩＤタグと通信を行いＩＤ情報の読み取りを行うＲＦＩＤセンサであって、
ＲＦＩＤタグに対し電波の送受信を行うアンテナ部と、
前記アンテナ部を介して前記ＲＦＩＤタグとの通信の制御を行うことで、前記ＲＦＩＤタグから送信されるＩＤ情報を受信する通信制御部と、
前記アンテナ部の電波の照射方向に向けて光線を照射する照光部と、
前記通信制御部が前記アンテナ部を介して前記ＩＤ情報を受信した場合、前記照光部により、前記アンテナ部の電波の照射方向に向けて光線を発射する制御を行う射光制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、通信制御部は、まずアンテナ部が向けられた方向に電波を発信し、該方向にＲＦＩＤタグが存在すれば、該ＲＦＩＤタグとの通信を行い、ＩＤ情報を受信する。ＩＤ情報を受信すると、通信制御部の射光制御手段は、照光部により、アンテナ部の電波の照射方向に向けてパルス状の光線を発射する。これにより、アンテナ部の電波の照射方向にあるＲＦＩＤタグに光線が照射される。ＲＦＩＤタグは、反射板を備えているため照射された光線を反射するので、この反射光によってＲＦＩＤタグの位置を遠方からでも確認することが可能となる。

本発明に係る建設現場管理支援システムは、上記ＲＦＩＤタグと、
上記ＲＦＩＤセンサと、
前記ＲＦＩＤタグに記憶されるＩＤ情報を、該ＲＦＩＤタグが附された建設資材の特定情報と関連させて管理するＩＤ管理データベースと、を備えたことを特徴とする。

これにより、遠方からでもＲＦＩＤセンサによりＲＦＩＤタグとの通信によりＩＤ情報を取得することができるとともに、ＲＦＩＤセンサで光線をＲＦＩＤタグに照射してその反射光を確認することで、遠方からでも通信を行ったＲＦＩＤタグの位置確認を行うことか可能となる。そして、受信したＩＤ情報に基づき、ＩＤ管理データベースで当該ＩＤ情報に対応する建設資材の特定情報を照会することで、遠方からでも配管等の建設資材の配置の正誤を確認することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、地上から高所の組立現場のＲＦＩＤタグのタグＩＤを読み取る場合のように、遠距離からＲＦＩＤタグのタグＩＤを読み取る場合、まず、電波でＩＤ情報を読み取り、読み取りがされた直後にＲＦＩＤセンサの照光部からＲＦＩＤタグへ光線を照射し、ＲＦＩＤタグにおいて光線が散乱反射されたことを目視で確認することで、ＲＦＩＤタグの位置を目視で確認することができる。そして、その位置を設計図面で照会することにより、建設資材の誤配置の発生の有無を確認できる。

本発明の実施例１に係るＲＦＩＤタグの構成を示す図である。 本発明の実施例１に係るＲＦＩＤタグの他の構成を示す図である。 本発明の実施例２に係るＲＦＩＤセンサの構成を表す図である。 図３のＲＦＩＤセンサ１０の機能構成を表す図である。 実施例２のＲＦＩＤセンサ１０を用いて遠方のＲＦＩＤタグ１からの情報の読み取りを行う状態を示す図である。 本発明の実施例３に係る建設現場管理支援システムのハードウェア構成を表す図である。 実施例３に係る建設現場管理支援システムの機能構成を表す図である。 データベース記憶部３０に記憶されたタグＩＤ関連情報を格納するデータベースの構造の一例を示す図である。 本実施例の建設現場管理支援システムの動作を表すフローチャートである。 タブレット端末１７のディスプレイ３６上において、ＲＤＩＤタグの位置を示すマークが挿入された図面を表示した例を示す図である。 実施例４に係るＲＦＩＤセンサ１０の構成を表す図である。 半導体レーザユニット５０の内部構成を表す図である。 図１２のＲＦＩＤセンサ１０の機能構成を表す図である。 実施例４に係るＲＦＩＤセンサ１０の使用方法を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るＲＦＩＤタグの構成を示す図である。図１において、背景の方眼線は、ＲＦＩＤタグ表面の反射部分を分かりやすく表示するために記された参考線である。本実施例のＲＦＩＤタグ１は、反射板２、アンテナ部３、ＩＣチップ部４、及びベース材５を備えている。

ベース材５は、長方形の可撓性樹脂で形成されており、裏面に粘着剤が塗布されている。反射板２は、長方形のベース材５の表面に可視光反射率の高いシートを貼着し又は塗料を塗布したものであり、外部から照射される光を反射する。反射板２には、蛍光塗料のように照射された光を一定期間蓄光し、照射終了後も一定期間発光するような蓄光機能を持ったものとすることもできる。反射板２としては、例えば、反射／蓄光テープや、プラスチックフィルムの表面に微小ガラスビーズ反射材を混合した塗料を塗布した反射材等を使用することが出来る。尚、反射板２は、ＲＦＩＤタグの電波通信帯域での通信を妨げとならないものを使用する。

アンテナ部３は、導体薄板をループ状アンテナに打抜加工して形成されたものであり、外部と無線通信を行うための電波の送受信を行う。このアンテナ部３は、反射板２の表面に貼着して設けられている。ＩＣチップ部４は、ＩＤ情報を記憶するデータ記憶手段、及び外部との無線通信により、ＩＤ情報の送信を含むデータの授受を行う通信制御部とが実装されている。

図２は、本発明の実施例１に係るＲＦＩＤタグの他の構成を示す図である。図２において、背景の方眼線は、ＲＦＩＤタグ表面の反射部分を分かりやすく表示するために記された参考線である。図２において、図１に対応する構成部分には同符号を附している。

図２のＲＦＩＤタグ１は、図１のものと比較して、反射板２の面積が異なる。図２の例では、反射板は、長方形のベース材５の表面の周縁部に、アンテナ部３を囲繞するように設けられている。

本実施例のＲＦＩＤタグ１は、一般的なＲＦＩＤタグと同様、ＲＦＩＤセンサとの間で、アンテナ部３を介して、無線通信するものであり、ＲＦＩＤセンサからの要求信号がアンテナ部３を介してＩＣチップ部４に入力されると、ＩＣチップ部４は、内部に記憶されたＩＤ情報を、アンテナ部３を介してＲＦＩＤセンサへ無線送信する。本実施例のＲＦＩＤタグ１の特徴は、この無線送信以外に、外部から光線が照射された場合に、反射板２によって光線を散乱反射することにある。これにより、ＲＦＩＤセンサから光線が照射された場合に、その光線を散乱反射することによって、遠方からでもＲＦＩＤセンサの位置を確認することが容易となる。

図３は、本発明の実施例２に係るＲＦＩＤセンサの構成を表す図である。図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は平面図である。本実施例のＲＦＩＤセンサ１０は、センサ本体１１、アンテナケース１２、八木・宇田アンテナ１３、スイッチ１４、グリップ１４ａ、照準器１５、半導体レーザ１６、及びタブレット端末１７を備えている。

センサ本体１１は、一般のＲＦＩＤセンサと同様、ＲＦＩＤタグとの通信の制御を行うことで、ＲＦＩＤタグ１から送信されるＩＤ情報を受信する通信制御装置が内蔵されている。アンテナケース１２は、センサ本体１１の全部に装着された偏平縦長直方体の中空ケースである。アンテナケース１２の内部には、アンテナケース１２の先端に放射・受信方向を向けた状態で八木・宇田アンテナ１３が内蔵されている。センサ本体１１の通信制御装置は、この八木・宇田アンテナ１３を介して、ＲＦＩＤタグとの無線通信の制御を行う。

本実施例のＲＦＩＤセンサ１０は、数メートルから数十メートル程度離れた位置にあるＲＦＩＤタグ１との間で通信を行うことを想定している。従って、通信に用いるアンテナは指向性の高いものである必要がある。指向性が低ければ、放射される電波の距離減衰率が大きくなり遠方まで十分なパワーで電磁波を送信することが出来ない。また、指向性が低いと、広範囲の領域に存在するＲＦＩＤタグ１に対して通信が行われるため、目標とするＲＦＩＤタグ１以外のＲＦＩＤタグ１からの電波が受信され、現在どのＲＦＩＤタグ１との通信を行っているのか判別することが困難となるからである。そこで、本実施例のＲＦＩＤセンサ１０では、指向性の高いアンテナとして八木・宇田アンテナ１３を採用している。

センサ本体１１の下部には、スイッチ１４及びグリップ１４ａが設けられている。スイッチ１４は、ユーザがセンサ本体１１内の通信制御装置に対して、通信開始指示を入力するスイッチである。グリップ１４ａは、ＲＦＩＤセンサ１０を持ち易くするために設けられている。照準器１５は、センサ本体１１の上部に装着されており、八木・宇田アンテナ１３の方向を、遠方にあるＲＦＩＤタグ１に対して合わせる際に使用される。半導体レーザ１６（照光部）は、アンテナケース１２の先端部に装着されている。この半導体レーザ１６は、その照射方向が、八木・宇田アンテナ１３の電波照射方向と同方向となるように向きが調整されている。また、半導体レーザ１６は、先端にビーム径を広げるコリメーション・レンズ系を備えている。半導体レーザ１６が発射するビームは、コリメーション・レンズ系によってスポット系が拡大された平行光線として、光線照射が行われる。

タブレット端末１７は、アンテナケース１２の基端の一側部に、脱着自在に装着されている。タブレット端末１７は、センサ本体１１と接続され、センサ本体１１との間で情報の授受を行うと共に、無線通信回線を介して、インターネット等の外部の通信回線網と接続することができる。タブレット端末１７には、建設対象の設計図面、ＲＦＩＤタグ１を貼附された建設資材の配置位置の情報などを、通信回線網を通じて外部サーバから受信し、画面上に表示することができる。

図４は、図３のＲＦＩＤセンサ１０の機能構成を表す図である。図４において、図３の対応する部分については同符号が附されている。また、センサ本体１１は、通信制御部１８、タグ有効情報照会部１９、及び射光制御部２０を備えている。タブレット端末１７は、有効タグ設定部２１、及びデータベース記憶部３０を備えている。

通信制御部１８は、八木・宇田アンテナ１３（アンテナ部）を介してＲＦＩＤタグ１との通信の制御を行うことで、ＲＦＩＤタグ１から送信されるＩＤ情報（以下「タグＩＤ」という。）を受信する。タグ有効情報照会部１９は、通信制御部１８において受信されたタグＩＤが、探索対象であるタグＩＤであるか否かを照会・判定する。射光制御部２０は、タグ有効情報照会部１９で受信されたタグＩＤが探索対象であるタグＩＤであると判定された場合には、半導体レーザ１６（照光部）により、八木・宇田アンテナ１３（アンテナ部）の電波の照射方向に向けて光線を発射する制御を行う。

有効タグ設定部２１は、タグ有効情報照会部１９に対して、探索対象であるタグＩＤを設定する。データベース記憶部３０は、設計図面及びタグＩＤ関連情報を記憶保持する。ここで、「タグＩＤ関連情報」とは、それぞれのタグＩＤに関連づけられた情報をいい、各建設資材に貼附されたＲＤＩＤタグ１のＩＤ情報、当該建設資材の特定情報、関係する設計図面の特定情報、及び設計図面内の位置情報等である。具体的には、本実施例では、（タグＩＤ，資材番号，タグ貼附位置，図面番号，図面内位置，進捗情報）がタグＩＤ関連情報としてデータベース記憶部３０に保存される。ここで、「タグＩＤ」はＲＤＩＤタグ１のＩＤ情報、「資材番号」はＲＤＩＤタグ１が貼附された建設資材の識別番号、「タグ貼附位置」は当該建設資材に於いてＲＤＩＤタグ１が貼附された位置の情報、「図面番号」は当該建設資材が属する設計図面を特定する図面番号、「図面内位置」は当該設計図面内における当該ＲＤＩＤタグ１の位置を示す情報である。「進捗情報」は、ＲＤＩＤタグ１が貼附された建設資材が現在その工程にあるかを表す進捗情報である。進捗情報は、例えば、「０」が倉庫内保管中、「１」は仮資材置き場保管中、「２」がプラント組付済、「３」が第１回検査済、…のように、進捗工程を番号で表して特定されている。

有効タグ設定部２１は、データベース記憶部３０を検索して、“進捗情報”から探索対象であるタグＩＤを抽出する。具体的には、“進捗情報”がプラント組付済（２）よりも前のタグＩＤ（“進捗情報”が１以下のタグＩＤ）を探索対象であるタグＩＤとして抽出する。そして、有効タグ設定部２１は、抽出した探索対象であるタグＩＤを、タグ有効情報照会部１９に設定する。タグ有効情報照会部１９は、設定されたタグＩＤを内部に記憶保持する。

尚、タグ有効情報照会部１９は、すべてのタグＩＤを探索対象であるタグＩＤとする（即ち、タグ有効情報の照会を行わない）ように設定することもできる。

次に、本実施例のＲＦＩＤセンサ１０について、以下その動作を説明する。図５は、実施例２のＲＦＩＤセンサ１０を用いて遠方のＲＦＩＤタグ１からの情報の読み取りを行う状態を示す図である。遠方高所にある建設資材Ｔには、各所にＲＦＩＤタグ１が貼附されている。各ＲＦＩＤタグ１は、実施例１に示した、反射板２を備えたＲＦＩＤタグである。このうちの一つのＲＦＩＤタグ１に対して、ＲＦＩＤセンサ１０によりＩＤ情報の読み取りを行う。この場合、地上の作業員Ｐは、照準器１５を用いて八木・宇田アンテナ１３の先端を、読み取りを行うＲＦＩＤタグ１の方向に向け、スイッチ１４をオンとする。これにより、通信制御部１８は、八木・宇田アンテナ１３から目標のＲＦＩＤタグ１に対して、情報要求信号を送信し、該情報要求信号を受信した目標のＲＦＩＤタグ１は、自身のＩＤ情報（タグＩＤ）をＲＦＩＤセンサ１０に無線送信する。通信制御部１８は、八木・宇田アンテナ１３で受信されるＲＦＩＤタグ１からの電波から、当該ＲＦＩＤタグ１のＩＤ情報（タグＩＤ）を読み出す。

通信制御部１８がＩＤ情報（タグＩＤ）受信すると、タグ有効情報照会部１９は、直ちに、当該タグＩＤが、探索対象であるタグＩＤに含まれているか否かを照会・判定する。尚、タグ有効情報照会部１９がすべてのタグＩＤを探索対象であるタグＩＤとする（即ち、タグ有効情報の照会を行わない）ように設定されている場合には、この照会・判定動作は省略される。

タグ有効情報照会部１９が、受信した当該タグＩＤが探索対象であるタグＩＤに含まれると判定した場合（又は、上記照会・判定動作が省略された場合）、射光制御部２０は、直ちに半導体レーザ１６により目標のＲＦＩＤタグ１に対して光線を照射する。ＲＦＩＤタグ１に、半導体レーザ１６の光線が照射されると、反射板２により光線は散乱反射され、地上の作業員ＰはＲＦＩＤタグ１が光るのが確認される。これにより、目標のＲＦＩＤタグ１の読み取りが成功したことが確認できる。

このように、本実施例のＲＦＩＤセンサ１０は、八木・宇田アンテナ１３（アンテナ部）の電波の照射方向に向けて光線を照射する半導体レーザ１６（照光部）を備え、センサ本体１１内の通信制御部は、アンテナ部を介してＩＤ情報を受信した場合、照光部により、アンテナ部の電波の照射方向に向けて光線を発射する制御を行うことで、遠方からＲＦＩＤタグ１のＩＤ情報の読み取りを行う場合でも、ＲＦＩＤタグ１の反射板２により散乱反射される照光部の照射光を確認することで、情報の読み取りを行ったＲＦＩＤタグ１の位置が把握できると共に、ＩＤ情報の読み取りが成功したことを確認することが可能となる。

また、タグ有効情報照会部１９により、探索対象であるタグＩＤの場合に限り半導体レーザ１６（照光部）による光線照射を行うように制御することで、目標のＲＦＩＤタグ１以外のＲＦＩＤタグ１に対しては光線照射が行われないので、これによりＲＦＩＤタグ１の選別を行うことが出来る。例えば、プラントへの組み付け作業が完了した建設資材に貼附されたＲＦＩＤタグ１は、探索対象であるタグＩＤから除外しておけば、現在組み付け作業中の建設資材のみを選択的に検出し光線照射が行われるようにすることができる。

図６は、本発明の実施例３に係る建設現場管理支援システムのハードウェア構成を表す図である。本実施例の建設現場管理支援システムは、サーバ２６、実施例１のＲＦＩＤタグ１、及び実施例２のＲＦＩＤセンサ１０を備えており、ＲＦＩＤセンサ１０のタブレット端末１７とサーバ２６とは、インターネット等の通信回線２５を介して接続されている。図７は、実施例３に係る建設現場管理支援システムの機能構成を表す図である。

サーバ２６は、設計図面データベース４１、タグＩＤデータベース４２、及びサーバ側送受信手段４３を備えている。設計図面データベース４１は、建設する建造物の設計図面が格納されたデータベースである。タグＩＤデータベース４２は、各建設資材に貼附されたＲＤＩＤタグ１のＩＤ情報が、当該建設資材の特定情報、関係する設計図面の特定情報、及び設計図面内の位置情報等と関連づけて記憶されている。以下、タグＩＤデータベース４２に格納された情報を「タグＩＤ関連情報」と呼ぶ。

タブレット端末１７は、データベース記憶部３０、端末側送受信部３１、ＩＤ情報送受部３２、検索部３３、無効タグ判定部３４、位置表示部３５、及びディスプレイ３６を備えている。端末側送受信部３１は、通信回線２５を介して、サーバ２６から、現在の建設現場に関連する設計図面、及び当該設計図面に関連するタグＩＤ関連情報を受信し、データベース記憶手段３２に格納する。データベース記憶部３０は、端末側送受信部３１で受信される設計図面及びタグＩＤ関連情報を記憶保持する。ＩＤ情報送受手段３３は、センサ本体１１内の通信制御部と連携して、ＲＦＩＤタグ１に対し情報要求信号を送信した際に、ＲＦＩＤタグ１から送信されるＲＤＩＤタグ１のＩＤ情報を受信する。検索部３３は、ＩＤ情報送受手段３３にＲＤＩＤタグ１から受信したＩＤ情報が入力されると、データベース記憶部３０に保存されたタグＩＤ関連情報の中から、当該ＩＤ情報に対応するタグＩＤ関連情報を抽出するとともに、当該ＩＤ情報が属する設計図面を抽出する。無効タグ判定部３４は、検索部３３により索出されたタグＩＤ関連情報の中の“進捗情報”レコードを参照し、当該タグＩＤ関連情報に対応する“進捗情報”が所定の値の場合を有効タグ、それ以外を無効タグと判定する。位置表示部３５は、検索部３３が抽出した設計図面内に、検索部３３が抽出したタグＩＤ関連情報に基づき、ＲＤＩＤタグの位置を表示し、ディスプレイ３６に出力する。

図８は、データベース記憶部３０に記憶されたタグＩＤ関連情報を格納するデータベースの構造の一例を示す図である。タグＩＤ関連情報は、（タグＩＤ，資材番号，タグ貼附位置，図面番号，図面内位置，進捗情報）を１レコードとして、各ＲＤＩＤタグ１のＩＤ情報に対応したレコードが格納されている。ここで、「タグＩＤ」はＲＤＩＤタグ１のＩＤ情報、「資材番号」はＲＤＩＤタグ１が貼附された建設資材の識別番号、「タグ貼附位置」は当該建設資材に於いてＲＤＩＤタグ１が貼附された位置の情報、「図面番号」は当該建設資材が属する設計図面を特定する図面番号、「図面内位置」は当該設計図面内における当該ＲＤＩＤタグ１の位置を示す情報である。「進捗情報」は、ＲＤＩＤタグ１が貼附された建設資材が現在その工程にあるかを表す進捗情報である。進捗情報は、例えば、“０”が倉庫内保管中、“１”は仮資材置き場保管中、“２”がプラント組付済、“３”が第１回検査済、…のように、進捗工程を番号で表して特定されている。

以上のように構成された本実施例の建設現場管理支援システムにおいて、以下その動作を説明する。図９は、本実施例の建設現場管理支援システムの動作を表すフローチャートである。まず、事前準備として、タブレット端末１７において、端末側送受信部３１は、現在の建設現場の設計図面と、それら設計図面に関連するタグＩＤ関連情報を、サーバ２６からダウンロードし、データベース記憶部３０に格納しておく。

この状態に於いて、ＩＤ情報送受部３２は、センサ本体１１内の通信制御部と連携して、ＲＦＩＤタグ１に対し情報要求信号を送信した際に、ＲＦＩＤタグ１から送信されるＲＤＩＤタグ１のＩＤ情報を受信する（ステップＳ１）。ＲＦＩＤタグ１からのＩＤ情報の読み取り動作は、実施例２で説明した通りである。この読み取りの際に、半導体レーザ１６から照射される光線がＲＦＩＤタグ１で散乱反射されることにより、ユーザは目標のＲＦＩＤタグ１の位置を目視で確認する。

次に、ＩＤ情報送受手段３３にＲＤＩＤタグ１から受信したＩＤ情報が入力されると、検索部３３は、データベース記憶部３０に保存されたタグＩＤ関連情報の中から、当該ＩＤ情報に対応するタグＩＤ関連情報を抽出する（ステップＳ２）。

ここで、当該ＩＤ情報に対応するタグＩＤ関連情報が索出されなかった場合には、建設資材の誤配置であると判断し、検索部３３はタブレット端末１７のスピーカ（図示せず）から警報音を発報したり、ディスプレイ３６にエラー表示を表示させたりすることにより、誤配置であるとことを作業員に報知する（ステップＳ７）。これにより作業員は、建設資材の誤配置が発生したことを認知できる。

ステップＳ２で、タグＩＤ関連情報が抽出された場合、無効タグ判定部３４は、検索部３３により索出されたタグＩＤ関連情報の中の“進捗情報”レコード（図８参照）を参照し、当該タグＩＤ関連情報に対応する“進捗情報”が所定の値の場合を有効タグ、それ以外を無効タグと判定する。ここでは、“進捗情報”が“１”（仮資材置き場保管中）以下の場合が有効タグ、“２”（プラント組付済）以上の場合が無効タグと判定する。すべてのタグＩＤ関連情報のタグＩＤが無効タグの場合には、上述のステップＳ７へ移行する。タグＩＤ関連情報のタグＩＤが有効タグの場合、当該ＩＤ情報が属する設計図面（図８の「図面番号」フィールドを参照する）を抽出する（ステップＳ４）。

図面が抽出されると、次に、位置表示部３５は、検索部３３が抽出した設計図面内に、検索部３３が抽出したタグＩＤ関連情報に基づき、ＲＤＩＤタグの位置を示すマークを挿入する（ステップＳ５）。この挿入位置は、図８の「図面内位置」フィールドを参照することで決定することが出来る。

最後に、位置表示部３５は、ＲＤＩＤタグの位置を示すマークが挿入された図面を、タブレット端末１７のディスプレイ３６に出力する（ステップＳ６）。

図１０は、タブレット端末１７のディスプレイ３６上において、ＲＤＩＤタグの位置を示すマークが挿入された図面を表示した例を示す図である。図１０の例では、ＲＤＩＤタグの位置は円のマークで表示されている。作業員は、この図面上のマークの位置と、半導体レーザ１６の光線の散乱反射により目視で確認したＲＤＩＤタグ１の位置とを照合し、建設資材の配置が正確であるか否かを確認することができる。

本実施例では、ＲＦＩＤセンサ１０の他の例を示す。図１１は、実施例４に係るＲＦＩＤセンサ１０の構成を表す図である。図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は平面図である。図１１において、図３と同様の構成部分については、同符号を附して説明は省略する。本実施例の本実施例のＲＦＩＤセンサ１０は、センサ本体１１、アンテナケース１２、八木・宇田アンテナ１３（図３と同様、アンテナケース１２内に配設。図示せず。）、スイッチ１４、グリップ１４ａ、半導体レーザ１６、半導体レーザユニット５０、及びタブレット端末１７を備えている。本実施例では、タブレット端末１７はアンテナケース１２の上面に着脱自在に装着されている。また、センサ本体１１は、スピーカ−１１ａを備えている。尚、本実施例では照準器１５は省略しているが、図３の場合と同様に、照準器１５を備えた構成としてもよい。

図１２は、半導体レーザユニット５０の内部構成を表す図である。半導体レーザユニット５０は、半導体レーザ１６、ケーシング５０ａ、射光口５０ｂ、絞り５０ｃ、コリメーション・レンズ系５１、回転プリズム５２、及びモータ５３を備えている。射光口５０ｂは、ケーシング５０ａの先端側（八木・宇田アンテナ１３の電波照射方向の側）の側面に開口形成されている。射光口５０ｂには、絞り５０ｃが設けられており、射光口５０ｂの開口幅を調節可能とされている。コリメーション・レンズ系５１は、半導体レーザ１６のスポット径を拡大した平行光線を生成する光学系であり、凹レンズと凸レンズの組み合わせからなる。回転プリズム５２は、断面が縦長三角形の柱状の透光体により形成されたプリズムであり、コリメーション・レンズ系５１から射出されるビームの方向を変更するためのものである。モータ５３は、ケーシング５０ａ内の回転プリズム５２の底部に配設されている。回転プリズム５２の底面は、モータ５３の回転軸に軸設されている。

回転プリズム５２は、モータ５２により回転駆動される。半導体レーザ１６から射出されコリメーション・レンズ系５１によって拡幅された光線は、回転プリズム５２によりその方向が変更されるが、回転プリズム５２をモータ５２で高速回転させることで、光線は、図１２に示した半直線Ａ，Ｂで挟まれた領域の間で周期的に方向が振れる。この振れ幅は、絞り５０ｃによって調整される。従って、一定の幅に亘って、周期的に光線が照射されることになる。

図１３は、図１２のＲＦＩＤセンサ１０の機能構成を表す図である。図１３において、実施例２の図４と同様の構成部分については、同符号を附して説明は省略する。実施例２と比べ、本実施例の本実施例のＲＦＩＤセンサ１０は、新たに音響報知部２２及びスピーカ−１１ａが追加されている。

通信制御部１８は、八木・宇田アンテナ１３（アンテナ部）を介してＲＦＩＤタグ１との通信の制御を行うことで、ＲＦＩＤタグ１から送信されるＩＤ情報（以下「タグＩＤ」という。）を受信する。タグ有効情報照会部１９は、通信制御部１８において受信されたタグＩＤが、探索対象であるタグＩＤであるか否かを照会・判定する。音響報知部２２は、タグ有効情報照会部１９で受信されたタグＩＤが探索対象であるタグＩＤであると判定された場合には、スピーカ−１１ａにより検出音を発鳴し、作業員に探索対象であるＲＦＩＤタグ１が検出されたことを報知する。射光制御部２０は、タグ有効情報照会部１９で受信されたタグＩＤが探索対象であるタグＩＤであると判定された場合には、半導体レーザ１６（照光部）により、八木・宇田アンテナ１３（アンテナ部）の電波の照射方向に向けて光線を発射する制御を行う。

このように、音響報知部２２により検出音を発鳴して作業員に探索対象のＲＦＩＤタグ１が検出されたことを報知するようにしたことで、作業員は、ある程度大雑把に、探索対象のＲＦＩＤタグ１の方向に八木・宇田アンテナ１３の電波照射方向を向けて、図１４に示したように、当該ＲＦＩＤタグ１の周辺でＲＦＩＤセンサ１０を振り動かす。振り動かしている間に、ＲＦＩＤセンサ１０のスピーカ−１１ａから検出音が鳴ると、作業員は探索対象のＲＦＩＤタグ１が検出されたことを認知することができる。

また、ＲＦＩＤセンサ１０を振り動かしている間は、八木・宇田アンテナ１３の電波照射方向はＲＦＩＤセンサ１０の角度に従って振れる。従って、探索対象のＲＦＩＤタグ１のタグＩＤが受信され、タグ有効情報照会部１９により受信されたタグＩＤが探索対象であるタグＩＤであると判定されたとしても、その僅かな処理時間の間にＲＦＩＤセンサ１０の角度が変化し、遠方にある照射スポットは比較的大きな距離移動する。従って、射光制御部２０が半導体レーザ１６によって光線を発射しても、僅かな時間に光線の角度が多少変化しており、光線が探索対象のＲＦＩＤタグ１から外れる場合が生じる。そこで、本実施例では、半導体レーザユニット５０において、半導体レーザ１６から射出された光線を、コリメーション・レンズ系５１によって拡幅するとともに、回転プリズム５２によって一定の幅で周期的に振っている。これにより、照射スポットの範囲が拡大し、光線の振り幅の面上に探索対象のＲＦＩＤタグ１が触れれば、光線が探索対象のＲＦＩＤタグ１に周期的に当たるため、散乱反射光によって探索対象のＲＦＩＤタグ１が明輝し、作業員は探索対象のＲＦＩＤタグ１の位置を遠方からでも確認することが出来る。

ＲＦＩＤタグ１
反射板２
アンテナ部３
ＩＣチップ部４
ベース材５
ＲＦＩＤセンサ１０
センサ本体１１
スピーカ−１１ａ
アンテナケース１２
八木・宇田アンテナ１３
スイッチ１４
グリップ１４ａ
照準器１５
半導体レーザ１６
タブレット端末１７
通信制御部１８
タグ有効情報照会部１９
射光制御部２０
有効タグ設定部２１
音響報知部２２
通信回線２５
サーバ２６
データベース記憶部３０
端末側送受信部３１
ＩＤ情報送受部３２
検索部３３
位置表示部３５
ディスプレイ３６
無効タグ判定手段３６
設計図面データベース４１
タグＩＤデータベース４２
サーバ側送受信手段４３
半導体レーザユニット５０
ケーシング５０ａ
射光口５０ｂ
絞り５０ｃ
コリメーション・レンズ系５１
回転プリズム５２
モータ５３

Claims (3)

1. ＩＤ情報を記憶するデータ記憶手段、及び外部との無線通信により、ＩＤ情報の送信を含むデータの授受を行う通信制御部が実装されたＩＣチップ部と、
   外部と無線通信を行うための電波の送受信を行うアンテナ部と、
   外部から照射される光を散乱反射する反射板と、を備えたＲＦＩＤタグ。
2. 請求項１記載のＲＦＩＤタグに対し、該ＲＦＩＤタグと通信を行いＩＤ情報の読み取りを行うＲＦＩＤセンサであって、
   ＲＦＩＤタグに対し電波の送受信を行うアンテナ部と、
   前記アンテナ部を介して前記ＲＦＩＤタグとの通信の制御を行うことで、前記ＲＦＩＤタグから送信されるＩＤ情報を受信する通信制御部と、
   前記アンテナ部の電波の照射方向に向けて光線を照射する照光部と、
   前記通信制御部が前記アンテナ部を介して前記ＩＤ情報を受信した場合、前記照光部により、前記アンテナ部の電波の照射方向に向けて光線を発射する制御を行う射光制御部と、を備えたことを特徴とするＲＦＩＤセンサ。
3. 請求項１記載のＲＦＩＤタグと、
   請求項２記載のＲＦＩＤセンサと、
   前記ＲＦＩＤタグに記憶されるＩＤ情報を、該ＲＦＩＤタグが附された建設資材の特定情報と関連させて管理するＩＤ管理データベースと、
   を備えた建設現場管理支援システム。