JP2021127213A - 荷物管理システム - 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管理を簡易に行うことのできる荷物管理システムを提供する。【解決手段】本発明の荷物管理システムは、倉庫内に載置された複数の荷物のそれぞれに設置された無線タグと、無線タグが配下に接続された無線タグリーダと、無線タグを起動する起動信号を送信する起動装置と、複数の荷物を管理する荷物管理装置と、倉庫内を移動する移動体と、移動体の上をホバリングしながら飛行し、起動装置を搭載する飛行体とを備え、起動装置は、所定のタイミングで起動信号の送信を行い、無線タグは、起動信号を受信した際に、無線タグに固有の識別情報と起動信号の受信電力強度情報を含む起動応答信号を無線タグリーダに送信し、無線タグリーダは、固有の識別情報、及び受信電力強度情報を関連付けて荷物管理装置に送信し、荷物管理装置は、倉庫内の移動体の位置、及び受信電力強度情報に基づいて、倉庫内の荷物の位置を特定するように構成されている。【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管理する荷物管理技術に関する。

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いる。倉庫における荷物を管理する技術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。

特開２００７−１１２５２３号公報 特開２０１４−１３１９３３号公報

しかしながら、特許文献１、２の技術では、ラックやラックの設置エリアに無線タグを設置する必要があるため、管理システムの構築や更新を行う際の稼働やそのためのコストが増大するという問題がある。

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管理を簡易に行うことのできる荷物管理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、本発明の荷物管理システムは、倉庫内に載置された複数の荷物のそれぞれに設置された無線タグと、前記無線タグが配下に接続された無線タグリーダと、前記無線タグを起動する起動信号を送信する起動装置と、前記複数の荷物を管理する荷物管理装置と、前記倉庫内を移動する移動体と、前記移動体の上をホバリングしながら飛行し、前記起動装置を搭載する飛行体とを備えた荷物管理システムであって、前記起動装置は、所定のタイミングで前記起動信号の送信を行い、前記無線タグは、前記起動信号を受信した際に、無線タグに固有の識別情報と前記起動信号の受信電力強度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、前記固有の識別情報、及び前記受信電力強度情報を関連付けて前記荷物管理装置に送信し、前記荷物管理装置は、前記倉庫内の前記移動体の位置、及び前記受信電力強度情報に基づいて、前記倉庫内の前記荷物の位置を特定するように構成されている。

また、前記移動体は、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移動し、前記無線タグリーダは、前記固有の識別情報、前記受信電力強度情報、及び前記起動応答信号の受信時間情報とを関連付けて前記荷物管理装置に送信し、前記荷物管理装置は、前記倉庫内の前記経路における前記移動体の位置、前記受信電力強度情報、及び前記受信時間情報とに基づいて、前記倉庫内の前記荷物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管理を簡易に行うことができ、管理管理システムの構築や更新を行う際の稼働やそのためのコストを削減することが可能な荷物システムを提供することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態における荷物管理システムの構成の一例である。 図２は、本発明の実施の形態における荷物管理システムを構成する無線タグ、無線タグリーダ、飛行体、及び移動体の機能ブロックの一例である。 図３は、本発明の実施の形態における飛行体及び移動体の移動を説明するための図である。 図４は、本発明の実施の形態における飛行体及び移動体の移動を説明するための図である。 図５は、本発明の実施の形態における移動体の移動を説明するための図である。 図６は、本発明の実施の形態における飛行体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７は、本発明の実施の形態における荷物管理システムの動作シーケンスの一例である。 図８は、本発明の実施の形態における荷物管理データの一例である。

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。尚、本発明は、様々な実施の形態で実施可能であり、以下に説明する発明の実施の形態に限定されるものではない。

＜荷物管理システムの構成＞
図１は、本発明の実施の形態における荷物管理システムの構成の一例である。図１の荷物管理システム３では、倉庫１内に搬入された荷物６が多段ラックに複数段積載されている。

荷物６には、それぞれ固有の識別情報（無線タグＩＤ）を有する無線タグ１０と無線タグ１０を管理する無線タグリーダ２０が設置されており、無線タグ１０が送信する信号に含まれる無線タグＩＤにより各荷物６が識別できるように構成されている。荷物管理システム３では、倉庫１内を移動する飛行体４０に搭載された起動装置３０が送信する起動信号に応じて、各荷物６に設置された無線タグから送信される起動応答信号に含まれる無線タグＩＤを受信することにより、倉庫１内の荷物６の管理を行う。

移動体５０は、照明部２に向かって倉庫１内を移動し、飛行体４０は、移動体５０の上をホバリングしながら倉庫１内を飛行する。飛行体４０は、移動体５０に設置された照明部５の光を含む画像情報を受信することにより、移動体５０の上をホバリングすることができ、移動体５０の移動に追随しながら倉庫１内を飛行することができる。

飛行体４０に搭載された起動装置３０が起動信号を送信し、この起動信号に応答して無線タグ１０から送信された起動応答信号を、無線タグリーダ２０が受信することにより、倉庫１内の荷物６の位置を管理する。荷物６の位置は、無線タグリーダ２０が受信した情報を用いて荷物管理装置６０で管理される。尚、図１の構成例では、無線タグリーダ２０が倉庫１に設置されているが、この無線タグリーダ２０は、移動体５０に設置してもよい。

また、図１の荷物管理システム３は、荷物６が多段ラック４に収容されている多段ラック倉庫を対象としているが、これに限定されず、本発明は、荷物６が複数段積載されている平置き倉庫に対しても適用することができる。

＜無線タグ、無線タグリーダ、飛行体、及び移動体＞
図２は、本発明の実施の形態における荷物管理システムを構成する無線タグ、無線タグリーダ、起動装置、飛行体、及び移動体の機能ブロックの一例である。

荷物６に設置された無線タグ１０は、内蔵した電池により動作するアクティブタグである。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２０は、無線タグ１０からのビーコン信号を受信し、それに対する応答信号を返信することにより、無線タグ１０をその配下に接続することができる。

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応答して起動応答信号を送信することができる。起動装置３０を搭載した飛行体４０が無線タグ１０に接近して、起動装置３０が起動信号を送信すると、無線タグ１０が、起動信号を受信し、起動信号に応答して起動応答信号を送信する。この起動応答信号は、その無線タグ１０が接続されている無線タグリーダ２０が受信することができる。

荷物６に設置された無線タグ１０は、内蔵した電池１６により動作するアクティブタグである。固有の識別情報（無線タグＩＤ）等を含むビーコン信号を送信し、無線タグリーダ２０からの応答や起動装置３０からの起動信号を受信するためのアンテナ１１と無線部１２、各部の制御を行うための中央処理部１３、メモリ１４、センサ等を接続するＩ／Ｆ部１５を含んで構成されている。

無線タグ１０の中央処理部１３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、起動装置３０から起動信号を受信した際には、それに応答して、起動応答信号の送信処理を行う。起動信号の受信動作についても、所定の間隔で間欠的に行うことにより、無線タグ１０の消費電力を削減することができる。

移動体５０は、倉庫１内を自走するための走行機能を備え、飛行体４０の制御信号等を送受信するための無線部５１、倉庫１内を走行するための駆動部５３、照明部２の画像情報を取得するためのカメラ部５４、駆動部５３の制御や情報の送受信等の処理を行うための中央処理部５２および各種情報等を保存するためのメモリ５５、各部を動作させるための電池５６を備える。移動体５０は、搭載されたカメラ部５４により取得した照明部２の画像情報に基づいて倉庫１内を自走することができる。移動体５０には、飛行体４０が移動体５０上をホバリングするための４つの照明部５が搭載されている。

飛行体４０は、飛行するためのプロペラ（図示しない）、飛行体４０の高度等を設定するための無線部４１、プロペラを回転するための駆動部４３、ホバリングするための照明部５の画像情報を取得するためのカメラ部４４、駆動部４３の制御や情報の送受信等の処理を行うための中央処理部４２および各種情報等を保存するためのメモリ４５、各部を動作させるための電池４６を備える。飛行体４０は、搭載されたカメラ部４４により取得した照明部の画像情報に基づいて移動体５０上をホバリングすることができる。

飛行体４０に搭載されている起動装置３０は、起動信号を送信するためのアンテナ３１と無線部３２、各信号の送受信制御等を行うための中央処理部３３および各種情報等を保存するためのメモリ３４、各部を動作させるための電池３６を含んで構成されている。

無線タグリーダ２０は、無線タグ１０からビーコン信号や起動応答信号を受信し、ビーコン信号に対する応答信号を送信するためのアンテナ２１と無線部２２、各部の制御を行うための中央処理部２３、メモリ２４、ネットワークに接続するためのＩ／Ｆ部２５を含んで構成されている。

無線タグリーダ２０は、起動応答信号に含まれる無線タグＩＤ情報、受信電力強度情報を荷物管理装置６０に送信する。荷物管理装置６０は、荷物毎に、無線タグＩＤ情報と受信電力強度情報を管理する。荷物管理装置６０は、倉庫内の前記移動体の位置、及び受信電力強度情報に基づいて、倉庫内の荷物の位置を特定する。

＜飛行体及び移動体の移動＞
図３、４は、本発明の実施の形態における飛行体及び移動体の移動を説明するための図である。図３、４に示すように、移動体５０は、倉庫１内を照明部２に向けて移動し、飛行体４０は、移動体５０の上をホバリングしながら飛行する。飛行体４０は、照明部５が照射する光に基づいて、移動体５０の上をホバリングするように制御され、移動体５０の移動に追随して倉庫１内を移動する。

＜飛行体のホバリング＞
本実施の形態では、飛行体４０は、移動体５０に搭載された４つの照明部５が照射する光に基づいて、移動体５０の上をホバリングするように制御される。飛行体４０のカメラ部４４は、４つの照明部５が照射する光の画像を取得し、飛行体４０が４つの照明部５の中心に存在するように飛行体４０の駆動部４３を制御する。

本実施の形態では、飛行体４０を移動体５０の上をホバリングするように制御するために、４つの照明部５を移動体５０に搭載したが、ホバリングするための構成は、これに限定されない。例えば、照明部の数を換えてもよいし、飛行体４０が一定の位置にホバリングできる他の画像を用いることもできる。

移動体５０を倉庫１内を所定の移動経路に沿って移動させるようにすれば、飛行体４０を移動体５０の移動経路に沿って移動させることができる。飛行体４０の高さは、予め設定してもよいし、荷物管理装置６０等の外部装置から適宜設定することもできる。

＜移動体の移動＞
図５は、本発明の実施の形態における移動体の移動を説明するための図である。図５では、出発点に静止した状態から照明部２に向けて移動し、照明部２に到着するまでの移動体の動作を説明する。尚、図５では、移動体５０に追随して移動する飛行体４０の移動については省略する。

（１）の段階では、カメラ部５４により周囲の画像を取得して、取得された画像を用いて照明部２を探索する。

（２）の段階では、点灯している照明部２を捕捉できたので、移動体５０は、照明部２に向けて移動を開始する。照明部２に接近するにつれて、照明部２の画像が大きくなるので、移動体５０は、照明部２に向けて移動していることを確認することができる。

（３）の段階では、照明部２の大きさが所定の大きさを超えたので、移動体５０は、照明部２の付近に到達したと判断し移動を停止する。

尚、図５では、照明部が照射する照明の画像を用いて、移動体５０を移動させたが、移動体５０を移動させる方法は、これに限定されない。照明部の代わりにバーコード情報を用いてもよいし、倉庫１の床に配置された線の画像を取得し、その画像に沿って移動体５０を移動させてもよい。

＜無線タグの起動と位置の特定＞
図６を用いて、本発明の実施の形態における飛行体による無線タグ１０の起動動作を説明する。起動装置３０を搭載した飛行体４０は、倉庫１内を移動しながら、所定のタイミングで起動信号を送信し、無線タグリーダ２０は、起動信号に応答して送信された起動応答信号の受信を行う。

無線タグリーダ２０は、起動応答信号に含まれる無線タグＩＤ情報を取得することにより、無線タグ１０及び対応する荷物６の存在を把握できるが、この無線タグＩＤ情報のみでは、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。本発明の実施の形態では、無線タグ１０における起動信号の受信電力情報に基づいて無線タグ１０の位置を特定する。

起動装置３０を搭載した飛行体４０がラック＃２に接近し、ラック＃２に設置された荷物６の無線タグ１０が起動信号を受信すると、無線タグ１０は、無線タグＩＤ情報を含む起動応答信号を無線タグリーダ２０に送信する。本実施の形態では、この起動応答信号に起動信号を受信した際の受信電力強度情報を含める。この受信電力強度は、無線タグリーダと無線タグの間の距離の３乗に反比例して変動するので、飛行体４０に近い無線タグほど起動信号を受信した際の受信電力強度が強くなるという特性を有する。

図６に示すように、飛行体４０がラック＃２に接近した状態において、ラック＃１、ラック＃３の無線タグ１０が起動信号を受信し、起動応答信号を送信した場合でも、ラック＃２の無線タグ１０から送信された受信電力強度は、ラック＃１、ラック＃３の無線タグ１０から送信された受信電力強度と比較してかなり大きい値となるので、強い受信電力強度情報を送信したラック＃２の無線タグ１０が飛行体４０の近傍に存在すると判断することができる。

このように、受信電力強度信号の特性を利用して、強い受信電力強度情報を送信した無線タグ１０が飛行体４０の近傍に存在すると判断することができるので、その際の飛行体４０の位置を利用することで、強い受信電力強度情報を送信した無線タグ１０の位置、すなわち荷物６の位置を特定することができる。

ここで、起動応答信号の受信電力強度情報をモニタしながら、予め定めた移動経路に沿って移動体５０を移動させることにより、強い受信電力強度情報を含む起動応答信号を受信した際の移動経路における移動体５０すなわち飛行体４０の位置に基づいて、強い受信電力強度情報を含む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。

別の方法としては、移動体５０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内の予め定めた移動経路に沿って移動させ、無線タグリーダ２０における起動応答信号の受信時間の情報に基づいて、その受信時間における移動体５０すなわち飛行体４０の倉庫１内の位置を特定し、その特定された飛行体４０の位置に基づいて無線タグ１０の位置を特定することもできる。

＜動作シーケンス＞
図７を用いて、荷物管理システムにおける動作シーケンスを説明する。図７は、本発明の実施の形態における荷物管理システムの動作シーケンスの一例である。

無線タグが設置された荷物が倉庫内に搬入され、所定の位置に載置されると、飛行体に搭載された起動装置から送信された起動信号を受信し、起動信号に応答して、無線タグＩＤ情報と起動信号の受信電力強度の情報を含む起動応答信号を送信する。飛行体は、倉庫内を所定の移動経路に沿って飛行しながら、起動信号を送信する。

無線タグリーダは、無線タグＩＤ情報と起動信号の受信電力強度の情報を含む起動応答信号を受信すると、起動応答信号に含まれる無線タグＩＤ情報と起動信号の受信電力強度とともに、起動応答信号の受信時間情報を保存する。

無線タグリーダは、無線タグから起動応答信号を受信しながら、無線タグＩＤ情報、起動信号の受信電力強度情報、および起動応答信号の受信時間情報を収集、飛行体の移動終了後に、無線タグＩＤ情報、起動信号の受信電力強度情報、および起動応答信号の受信時間情報を関連付けて、荷物管理装置に送信する。

荷物管理装置には、荷物と対応する無線タグＩＤ情報が登録されており、無線タグリーダから受信した情報を用いて、荷物毎に、無線タグＩＤ情報、起動信号の受信電力強度情報、および起動応答信号の受信時間情報を管理する荷物管理データを構成する。

荷物管理装置は、倉庫内の飛行体の位置、及び受信電力強度情報に基づいて、倉庫内の荷物の位置を特定する。受信電力強度信号の特性を利用して、強い受信電力強度情報を送信した無線タグ１０が飛行体４０の近傍に存在すると判断することができるので、その際の飛行体４０の位置を利用することで、強い受信電力強度情報を送信した無線タグ１０の位置、すなわち荷物６の位置を特定することができる。

ここで、起動応答信号の受信電力強度情報をモニタしながら、予め定めた移動経路に沿って移動体５０を移動させることにより、強い受信電力強度情報を含む起動応答信号を受信した際の移動経路における移動体５０すなわち飛行体４０の位置に基づいて、強い受信電力強度情報を含む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、移動体５０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内の予め定めた移動経路に沿って移動させ、無線タグリーダ２０における起動応答信号の受信時間の情報に基づいて、その受信時間における移動体５０すなわち飛行体４０の倉庫１内の位置を特定し、その特定された飛行体４０の位置に基づいて無線タグ１０の位置を特定することもできる。

＜荷物管理データ＞
図８は、本発明の実施の形態における荷物管理データの一例である。この荷物管理データは、荷物管理装置に保存されている。

荷物管理装置では、無線タグが送信する起動応答信号に含まれる情報に基づき、無線タグを搭載した荷物を管理する。この荷物管理データでは、荷物毎に、無線タグＩＤ情報と受信電力強度情報、及び起動応答信号の受信時間情報を管理している。

このように、本実施の形態によれば、多段ラック倉庫や平置き倉庫における荷物の状態を簡易に管理することができ、管理システムの構築や更新を行う際の作業やそのためのコストを低減することが可能な荷物システムを提供することが可能となる。

１…倉庫、２…照明部、３…荷物管理システム、４…ラック、５…照明部、１０…無線タグ、１１…アンテナ、１２…無線部、１３…中央処理部、１４…メモリ、１５…Ｉ／Ｆ部、１６…電池、２０…無線タグリーダ、２１…アンテナ、２２…無線部、２３…中央処理部、２４…メモリ、２５…Ｉ／Ｆ部、３０…起動装置、３１…アンテナ、３２…無線部、３３…中央処理部、３４…メモリ、３５…Ｉ／Ｆ部、４０…飛行体、４１…無線部、４２…中央処理部、４３…駆動部、４４…カメラ部、４５…メモリ、４６…電池、５０…移動体、５１…無線部、５２…中央処理部、５３…駆動部、５４…カメラ部、５５…メモリ、５６…電池、６０…荷物管理装置。

Claims (2)

1. 倉庫内に載置された複数の荷物のそれぞれに設置された無線タグと、前記無線タグが配下に接続された無線タグリーダと、前記無線タグを起動する起動信号を送信する起動装置と、前記複数の荷物を管理する荷物管理装置と、前記倉庫内を移動する移動体と、前記移動体の上をホバリングしながら飛行し、前記起動装置を搭載する飛行体と
   を備えた荷物管理システムであって、
   前記起動装置は、
   所定のタイミングで前記起動信号の送信を行い、
   前記無線タグは、
   前記起動信号を受信した際に、無線タグに固有の識別情報と前記起動信号の受信電力強度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、
   前記固有の識別情報、及び前記受信電力強度情報を関連付けて前記荷物管理装置に送信し、
   前記荷物管理装置は、
   前記倉庫内の前記移動体の位置、及び前記受信電力強度情報に基づいて、前記倉庫内の前記荷物の位置を特定するように構成されている
   荷物管理システム。
2. 前記移動体は、
   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移動し、
   前記無線タグリーダは、
   前記固有の識別情報、前記受信電力強度情報、及び前記起動応答信号の受信時間情報とを関連付けて前記荷物管理装置に送信し、
   前記荷物管理装置は、
   前記倉庫内の前記経路における前記移動体の位置、前記受信電力強度情報、及び前記受信時間情報とに基づいて、前記倉庫内の前記荷物の位置を特定すること
   を特徴とする請求項１記載の荷物管理システム。

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