JP2021190769A - Ｒｆｉｄ通信ユニット、制御方法及びｒｆｉｄ通信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のアンテナによる複数の無線タグの検出効率を向上させる。【解決手段】ＲＦＩＤ通信ユニット（１）は、複数のアンテナ（２）のそれぞれによって検出されることが期待される無線タグ（３）の内、まだ検出できていない無線タグ（３）の数を示す未検出タグ数をアンテナ（２）ごとに推定する推定部（２１）と、未検出タグ数に基づいて、複数のアンテナ（２）の中から駆動させるアンテナ（２）を選択するアンテナ選択部（２２）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤ通信ユニット、制御方法及びＲＦＩＤ通信プログラムに関する。

特許文献１には、無線タグと交信するための信号を送受信する複数のアンテナと、アンテナの組み合わせの動作を切り替えるコントローラと、複数のアンテナで受信された信号に基づき無線タグの識別情報を読み取るリーダと、を備える読取装置が開示されている。特許文献１に開示されている読取装置では、物品に付けられた無線タグの読み損ないを低減させることができる。

特開２０１９−５２０２９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている読取装置では、無線タグの検出状況に関係なく、複数のアンテナの出力を一定間隔で切り替えて交信を行う。このため、あるアンテナの交信領域内の無線タグの検出が完了していても、アンテナの切り替えがすぐには行われず、アンテナは無駄な出力をし続ける期間が存在してしまい、無線タグの検出の効率が悪くなるという問題があった。本発明の一態様は、複数のアンテナによる複数の無線タグの検出効率を向上させることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本開示の一例に係るＲＦＩＤ通信ユニットは、複数のアンテナを介して複数の無線タグを検出するＲＦＩＤ通信ユニットにおいて、前記複数のアンテナのそれぞれによって検出されることが期待される前記無線タグの内、まだ検出できていない前記無線タグの数を示す未検出タグ数を前記アンテナごとに推定する推定部と、前記推定部によって推定された前記未検出タグ数に基づいて、前記複数のアンテナの中から駆動させるアンテナを選択する選択部と、を備える。

上記構成によれば、アンテナごとに推定した未検出タグ数に基づき、駆動させるアンテナを選択する。これにより、駆動させるアンテナの選択を最適化することができ、無線タグの検出効率を向上させることができる。

前記選択部は、前記複数のアンテナの中から、他のアンテナに比べて前記推定部によって推定された前記未検出タグ数が多いアンテナを優先して選択してもよい。上記構成によれば、未検出タグ数が多いアンテナを優先して選択することにより、無線タグの検出漏れを効率的に低減することができる。

前記ＲＦＩＤ通信ユニットは、前記複数のアンテナが前記無線タグを検出可能な検出可能圏内を、前記複数の無線タグが通過する通過期間において、前記複数のアンテナのうち１つのアンテナが前記無線タグとの１回以上の交信によって検出した前記無線タグの合計検出数を前記アンテナごとに記憶する記憶部を備え、前記推定部は、前記記憶部に記憶された、前記通過期間において前記１つのアンテナが検出した前記合計検出数に基づいて、前記通過期間において前記１つのアンテナによって検出されることが予測される前記無線タグの数を示す予測合計タグ数を前記未検出タグ数として前記アンテナごとに推定し、前記選択部は、前記複数のアンテナのうち前記予測合計タグ数が多い順に、駆動させるアンテナを選択してもよい。

上記構成によれば、記憶部に記憶された無線タグの合計検出数に基づいて推定された予測合計タグ数について、複数のアンテナのうち予測合計タグ数が多い順に、駆動させるアンテナが選択される。このため、記憶部に記憶された無線タグの合計検出数に基づいて、無線タグの検出漏れを効率的に低減することができる。

前記推定部は、前記複数のアンテナが前記無線タグを検出可能な検出可能圏内を、前記複数の無線タグが通過する通過期間中における、前記複数のアンテナのうち１つのアンテナによる前記無線タグとの１回以上の交信の結果に基づいて、前記通過期間において前記１つのアンテナによって検出可能な残りの前記無線タグの数を示す推定残存タグ数を前記未検出タグ数として前記アンテナごとに推定し、前記選択部は、駆動中の前記アンテナの前記推定残存タグ数と、該駆動中のアンテナ以外の他のアンテナの前記未検出タグ数と、に基づいて、駆動させるアンテナを、前記駆動中のアンテナから前記他のアンテナに切り替えるか否かを判断してもよい。

上記構成によれば、アンテナによる交信の結果に基づいて推定残存タグ数が推定される。また、推定残存タグ数と、駆動中のアンテナ以外の他のアンテナの未検出タグ数と、に基づいて、駆動させるアンテナが切り替えられるか否かが判断される。これにより、アンテナによる交信の結果に応じて、駆動させるアンテナを最適と推定されるアンテナに切り換えることができる。よって、無線タグの検出漏れを効率的に低減することができる。

前記選択部は、前記駆動中のアンテナの前記推定残存タグ数よりも、前記他のアンテナの前記未検出タグ数が多い場合に、駆動させるアンテナを、前記駆動中のアンテナから前記他のアンテナに切り替えると判断してもよい。

上記構成によれば、駆動中のアンテナの推定残存タグ数よりも、他のアンテナの未検出タグ数が多い場合に、駆動させるアンテナが他のアンテナに切り替えられる。よって、未検出タグ数が多い他のアンテナに切り替えられるため、無線タグの検出漏れを効率的に低減することができる。

前記選択部は、前記駆動中のアンテナの前記推定残存タグ数よりも、前記他のアンテナの前記未検出タグ数が、所定数以上多い場合に、駆動させるアンテナを、前記駆動中のアンテナから前記他のアンテナに切り替えると判断してもよい。

上記構成によれば、他のアンテナの未検出タグ数が、駆動中のアンテナの推定残存タグ数より多くなった時点で直ちに他のアンテナに切り替えるとは判断せず、その差が一定以上となるまでは、駆動中のアンテナの駆動を維持する。これにより、複数の無線タグの検出をスムーズに行うことができる。

前記ＲＦＩＤ通信ユニットは、前記選択部によって選択された前記アンテナに対して、該アンテナによる前記無線タグとの交信を分割して行うためのスロット数を決定する交信制御部を備え、前記交信の結果には、該交信にて決定された前記スロット数と、該スロット数のうち前記交信において衝突が発生した衝突発生数と、前記交信によって検出された前記無線タグの数を示す検出済タグ数と、が含まれており、前記交信制御部は、前記選択部によって、前記他のアンテナに切り替えないと判断された場合に、前記駆動中のアンテナの前記推定残存タグ数に応じて、該駆動中のアンテナによる前記無線タグとの次の交信で採用される前記スロット数を変更してもよい。

上記構成によれば、スロット数を変更することにより、無線タグの数が多い場合であっても、交信において衝突が起こりにくくすることができ、複数の無線タグを効率的に検出することができる。

本開示の一例に係る制御方法は、複数のアンテナを介して複数の無線タグを検出するＲＦＩＤ通信ユニットの制御方法であって、前記複数のアンテナのそれぞれによって検出されることが期待される前記無線タグの内、まだ検出できていない前記無線タグの数を示す未検出タグ数を前記アンテナごとに推定する推定ステップと、前記推定ステップにて推定された前記未検出タグ数に基づいて、前記複数のアンテナの中から駆動させるアンテナを選択する選択ステップと、を含む。

本開示の各一例に係るＲＦＩＤ通信ユニットは、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記ＲＦＩＤ通信ユニットが備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記ＲＦＩＤ通信ユニットをコンピュータにて実現させるＲＦＩＤ通信プログラム及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本開示の範疇に入る。

本発明の一態様によれば、複数のアンテナによる複数の無線タグの検出効率を向上させることができる。

本実施形態に係るＲＦＩＤ通信ユニットの要部構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態に係る物流管理システムの構成の一例を示す図である。 図１に示すＲＦＩＤ通信ユニットが備える４個のアンテナに関する稼動実績データの一例を示す図である。 図１に示すＲＦＩＤ通信ユニットが備える各アンテナのＮ個の通過期間分の無線タグに係る合計検出数の平均値及び最頻値と、４個のアンテナに関する推定結果と、の一例を示す図である。 図１に示すＲＦＩＤ通信ユニットが備える記憶部に記憶されているルックアップテーブルの一例を示す図である。 図１に示すＲＦＩＤ通信ユニット１が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 図１に示すＲＦＩＤ通信ユニットが備えるアンテナ選択部が実行する順序決定処理の流れを示すフローチャートである。 図１に示すＲＦＩＤ通信ユニットが備えるアンテナ選択部が実行する切替判断処理の流れを示すフローチャートである。 図１に示すＲＦＩＤ通信ユニットが実行する切替判断処理の様子を示す模式図である。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

§１．適用例
まず、図２を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図２は、本実施形態に係る物流管理システム１００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、物流管理システム１００は、ＲＦＩＤ通信ユニット１と、複数のアンテナ２と、複数の無線タグ３と、ゲート４と、パレット５と、を備える。物流管理システム１００では、部品または製品等の複数の物品が搬送されると共に各物品が無線タグ３を用いて管理される。

ＲＦＩＤ通信ユニット１は、例えばリーダライタであり、複数のアンテナ２を介して複数の無線タグ３を検出する。また、ＲＦＩＤ通信ユニット１は、複数のアンテナ２を介して、交信制御部２３の制御に基づき、無線タグ３との間で無線通信によりデータの読み出し及びデータの書き込みを行う。ＲＦＩＤ通信ユニット１は、複数のアンテナ２を介して、無線タグ３から応答データを受信する。

複数のアンテナ２は、それぞれ、ゲート４に設けられると共に、１つのＲＦＩＤ通信ユニット１に接続されている。複数のアンテナ２は無線タグ３を検出する。無線タグ３は、例えば生産現場においてトレーサビリティの向上のために、管理対象の物品に取り付けられる。無線タグ３が取り付けられた複数の物品はパレット５に積載される。複数の物品が積載されたパレット５がフォークリフトによってゲート４を通過するように搬送される。これにより、複数の無線タグ３はゲート４を通過する。

ゲート４の周辺には、複数のアンテナ２が無線タグ３を検出可能な検出可能圏が形成される。パレット５に積載された物品に取り付けられた無線タグ３の一群は、該検出可能圏内を通過する。

なお、アンテナと一体となっているリーダライタがゲート４に複数設けられてもよい。この場合、複数のリーダライタがハブを介して互いに通信可能に接続される。複数のリーダライタのうちの１台が、他のリーダライタをスレーブとするマスタリーダライタであり、該マスタリーダライタが、本開示のＲＦＩＤ通信ユニット１に該当する。

ＲＦＩＤ通信ユニット１がこのようなマスタリーダライタである場合、マスタリーダライタは、少なくとも１つのアンテナ２を備えていてもよく、他のリーダライタも、少なくとも１つのアンテナ２を備えてもよい。マスタリーダライタの内部にアンテナ選択部２２があり、自身のアンテナ２や他のスレーブリーダライタのアンテナ２が選択された際に、マスタリーダライタは、他の各リーダライタの交信制御部に指示する。

§２．構成例
図１は、本実施形態に係るＲＦＩＤ通信ユニット１の要部構成の一例を示すブロック図である。

＜ＲＦＩＤ通信ユニット１の構成＞
ＲＦＩＤ通信ユニット１は、制御部１０及び記憶部１１を備える。制御部１０は、ＲＦＩＤ通信ユニット１を制御する。制御部１０は、推定部２１と、アンテナ選択部２２と、交信制御部２３と、を有する。記憶部１１は、ＲＦＩＤ通信ユニット１の制御に用いるデータ及びプログラムを記憶する。記憶部１１は、稼動実績データ４１と、推定結果４２と、ルックアップテーブル４３と、交信結果４４と、を記憶する。

推定部２１は、複数のアンテナ２のそれぞれによって検出されることが期待される無線タグ３の内、まだ検出できていない無線タグ３の数を示す未検出タグ数をアンテナ２ごとに推定する。推定部２１は、推定した未検出タグ数を推定結果４２として記憶部１１に記憶する。アンテナ選択部２２は、推定部２１によって推定された未検出タグ数に基づいて、複数のアンテナ２の中から駆動させるアンテナ２を選択する。

交信制御部２３は、アンテナ２を介する無線タグ３との交信に関する制御を行う。交信制御部２３は、各アンテナ２を制御してアンチコリジョン処理を実施しながら、各アンテナ２を介して無線タグ３と交信する。アンチコリジョン処理は、スロットを利用して複数の無線タグ３が出力する信号の衝突を低減し、ＲＦＩＤ通信ユニット１が複数の無線タグの信号を読み取り可能とする処理である。該スロットは、信号の読み出し処理が行われるタイミングを時分割した複数の区分である。無線タグ３は、任意のスロットのタイミングをランダムに選択してアンテナ２に対し交信する。

図３は、図１に示すＲＦＩＤ通信ユニット１が備える４個のアンテナ２に関する稼動実績データ４１の一例を示す図である。図３に示すように、稼動実績データ４１は、無線タグ３の一群がゲート４を通過するＮ個の通過期間でのデータである。稼動実績データ４１は、交信制御部２３によって交信ごとに随時更新される。

稼動実績データ４１には、アンテナ２ごとに１つの通過期間での無線タグ３の合計検出数と、１つの通過期間での全てのアンテナ２における無線タグ３の合計検出数の総和と、が含まれている。なお、１つの通過期間は、無線タグ３の一群がゲート４を１回通過する期間である。稼動実績データ４１は、例えば、リングバッファによって構成されてもよい。また、稼動実績データ４１は、上書きされないよう日付及び時間の少なくとも一方と共に記憶部１１に恒久的に記憶されてもよい。

交信制御部２３は、有効な合計検出数のみを稼動実績データ４１に記憶するよう、無線タグ３の合計検出数の正しい数値を物流管理システム１００の上位の装置から受信し、受信した合計検出数のみを稼動実績データ４１に記憶してもよい。つまり、交信制御部２３は、物流管理システム１００の上位の装置から受信した合計検出数に一致する、交信結果４４に含まれる検出済タグ数のみを稼動実績データ４１に記録する。

交信制御部２３は、稼動実績データ４１において、過去の合計検出数のうち新しい合計検出数の順に重み付けしてもよい。また、交信制御部２３は、稼動実績データ４１において、過去の合計検出数を、合計検出数の総和別にグループ化してもよい。例えば、交信制御部２３は、合計検出数の総和が３２枚の場合と合計検出数の総和が６４枚の場合とでグループ分けし、合計検出数をグループ別に記憶し、グループ別に優先付けして合計検出値を選択してもよい。

図４は、各アンテナ２のＮ個の通過期間分の無線タグ３に係る合計検出数の平均値及び最頻値と、４個のアンテナ２に関する推定結果４２と、の一例を示す図である。交信制御部２３は、稼動実績データ４１から各アンテナ２のＮ個の通過期間分の無線タグ３に係る合計検出数を参照し、該合計検出数の平均値及び最頻値を統計データ４２１として記憶部１１に記憶する。また、推定結果４２は、推定部２１によって推定された後述する予測合計タグ数及び推定残存タグ数である。推定結果４２は、推定部２１によって交信ごとに随時更新される。

図５は、ルックアップテーブル４３の一例を示す図である。ルックアップテーブル４３には、Ｑ値及びスロット数に対応して、衝突発生数ビン、推定残存タグ数ビン及び推定残存タグ数の代表値が記憶されている。ビンとは、値にしたがって対象をグループ分けして一般化及び比較を行うための数値範囲である。

衝突発生数ビンは、衝突発生数の数値範囲を示すものである。推定残存タグ数ビンは、推定される推定残存タグ数の数値範囲を示すものである。推定残存タグ数の代表値は、推定残存タグ数ビンに含まれる数値のうちの代表の値を示すものである。推定残存タグ数の代表値は、例えば、推定残存タグ数ビンの中央値である。推定部２１は、衝突発生数ビンと、推定残存タグ数ビンと、推定残存タグ数の代表値と、に基づいて、推定残存タグ数を推定する。

＜無線タグ３＞
無線タグ３は、タグアンテナ部と、タグ無線通信ＩＣと、を有する。該タグアンテナ部は、アンテナ２からの電波を、該タグ無線通信ＩＣ等を動作させる電力源として受け取る。タグアンテナ部は、アンテナ２から受信した電波を無線信号に変換してタグ無線通信ＩＣに送信すると共に、タグ無線通信ＩＣからの無線信号を電波に変換してアンテナ２に送信する。タグアンテナ部は、アンテナ２への応答の際に無線タグ３の識別情報をアンテナ２に送信する。

複数の無線タグ３が同一のスロットによってアンテナ２と交信した場合、衝突が発生して交信が正常に行われない。衝突が発生することなくアンテナ２に交信できた無線タグ３は、インベントリ済みフラグ（Inventoried Flag）を立て、電力源が切れるまでアンテナ２とは交信しない。

§３．動作例
図６は、ＲＦＩＤ通信ユニット１が実行する処理の流れを示すフローチャートである。具体的には、図６に示されている一連の処理は、複数のアンテナ２を介して、ＲＦＩＤ通信ユニット１が複数の無線タグ３と交信するためのマルチアクセス処理である。マルチアクセス処理は、例えば、無線タグ３の一群がゲート４を１回通過する間の１つの通過期間につき、ＲＦＩＤ通信ユニット１によって実行される。

＜ＲＦＩＤ通信ユニット１が実行する処理＞
まず、推定部２１は、記憶部１１に記憶された稼動実績データ４１から、１つの通過期間において１つのアンテナ２が検出した無線タグ３の合計検出数を参照する。後述するＳ２０２及びＳ２０３のように、推定部２１は、該合計検出数に基づいて、予測合計タグ数を未検出タグ数としてアンテナ２ごとに推定する。推定部２１は、推定した予測合計タグ数を推定結果４２として記憶部１１に記憶する。予測合計タグ数は、１つの通過期間において１つのアンテナ２によって検出されることが予測される無線タグ３の数を示す数値範囲または数値である。

推定部２１が予測合計タグ数を推定した後、Ｓ１０１において、アンテナ選択部２２は、複数のアンテナ２の中から、交信のために駆動させるアンテナ２を選択する。一例として、アンテナ選択部２２は、予め固定されている順序にしたがって駆動させるアンテナ２を選択してもよい。他の例では、アンテナ選択部２２は、マルチアクセス処理開始時に、ゲート４に設けられている複数のアンテナ２をどの順序で駆動させるのかを決定するための順序決定処理を実行してもよい。

順序決定処理では、アンテナ選択部２２は、各アンテナ２の未検出タグ数として、推定結果４２から各アンテナ２の予測合計タグ数を読み出す。アンテナ選択部２２は、例えば、未検出タグ数が多い順にアンテナ２の駆動順序を決定する。順序決定処理については、図７を参照しながら後に詳述する。Ｓ１０２において、交信制御部２３は、アンテナ選択部２２によって選択されたアンテナ２を駆動させる。

交信制御部２３がアンテナ２を駆動させた後、Ｓ１０３において、交信制御部２３は、駆動させるアンテナ２の未検出タグ数に応じて、駆動させるアンテナ２に設定するＱ値を算出する。例えば、交信制御部２３は、アンテナ２の未検出タグ数の各数値範囲または各数値とＱ値とが対応付けられた対応付けデータからＱ値を算出する。

該対応付けデータは、記憶部１１に記憶されており、検出可能圏内にある無線タグ３の数に対して、衝突発生が抑えられると共に、交信時間が短くなる最適なＱ値がシミュレーションによって算出されたデータである。

Ｑ値は、アンチコリジョン処理が行われる際に、複数の無線タグ３の各々が選択可能なスロット数を指定するための数値である。該スロット数は、アンテナ選択部２２によって選択されたアンテナ２による無線タグ３との交信を分割して行うための数値である。交信制御部２３は、Ｑ値を算出すると共に、アンテナ選択部２２によって選択されたアンテナ２に対して、スロット数を２^Ｑに決定する。

例えば、交信制御部２３は、Ｑ値に基づいて駆動させるアンテナ２に採用されるスロット数が、該アンテナ２の未検出タグ数以上となるように、Ｑ値を算出してもよい。ここで交信制御部２３によって参照されるアンテナ２の未検出タグ数は、マルチアクセス処理の中でＳ１０４の交信が１度も実施されていない時点では、該アンテナ２につき推定された予測合計タグ数である。交信が１度以上実施された時点では、該アンテナ２につきＳ１０６で推定された推定残存タグ数が未検出タグ数として参照される。

Ｓ１０４において、交信制御部２３は、駆動させたアンテナ２を介して検出可能圏内の無線タグ３と交信する。具体的には、交信制御部２３は、Ｓ１０３で算出されたＱ値にしたがって設定されたスロットごとに、各無線タグ３と通信して、無線タグ３が保持する情報を取得したり、無線タグ３に情報を書き込んだりする。

Ｓ１０５において、交信制御部２３は、交信結果４４を生成し、記憶部１１に記憶する。具体的には、交信制御部２３は、全スロットを通じて、衝突発生数及び検出済タグ数を交信結果４４として記憶部１１に記憶する。衝突発生数は、スロット数のうち交信において衝突が発生した回数を示す数値であり、検出済タグ数は、交信によって検出された無線タグ３の数を示す数値である。交信結果４４には、交信にて決定されたスロット数と、衝突発生数と、検出済タグ数と、が含まれている。交信結果４４は、交信制御部２３によって交信ごとに随時更新される。

また、交信制御部２３は、１つの通過期間分の交信結果４４における検出済タグ数を稼動実績データ４１として記憶部１１に記憶する。なお、交信制御部２３が今回の交信であるアンテナ２を使用する場合、交信制御部２３は、該アンテナ２の前回の交信の交信結果４４に基づいて、今回の交信で該アンテナ２に採用する最適なＱ値を動的に算出してもよい。

Ｓ１０６において、推定部２１は、交信結果４４に基づいて、推定残存タグ数を推定する。推定残存タグ数は、検出可能圏内を、複数の無線タグ３が通過する通過期間中における、複数のアンテナ２のうち１つのアンテナによる無線タグ３との１回以上の交信の結果に基づいて、通過期間において１つのアンテナ２によって検出可能な残りの無線タグ３の数を示す数値である。

推定部２１は、例えば、予測合計タグ数と、１つの通過期間分の交信結果４４における検出済タグ数と、に基づいて仮のタグ数を設定する。具体的には、推定部２１は、予測合計タグ数から該検出済タグ数を差し引いた数値を仮のタグ数として設定する。推定部２１は、ルックアップテーブル４３を参照して、Ｓ１０４で実行された交信時に採用されたＱ値と衝突発生数とに対応する推定残存タグ数ビンを推定する。

推定部２１は、推定した推定残存タグ数ビンの数値範囲に上記仮のタグ数が含まれている場合、該仮のタグ数が確からしいと判断して該仮のタグ数を推定残存タグ数としてセットする。推定部２１は、推定した推定残存タグ数ビンの数値範囲に上記仮のタグ数が含まれない場合、ルックアップテーブル４３を参照して、Ｑ値と衝突発生数とに対応する推定残存タグ数の代表値を推定残存タグ数としてセットする。

Ｓ１０７において、推定部２１は、駆動しているアンテナ２の未検出タグ数を、Ｓ１０６で推定した推定残存タグ数に更新する。つまり、推定部２１は、推定残存タグ数を未検出タグ数としてセットする。推定部２１は、推定残存タグ数を推定結果４２として記憶部１１に記憶する。

Ｓ１０８において、制御部１０は、マルチアクセス処理を停止する停止条件が成立しているか否かを判断する。停止条件は、例えば、物流管理システム１００の上位の装置から送信されたマルチアクセス処理の終了指示が、ＲＦＩＤ通信ユニット１によって受信されたことによって成立してもよい。

あるいは、停止条件は、ＲＦＩＤ通信ユニット１に予め設定されているタイマによって、タイムアウトが発生したことによって成立してもよい。制御部１０は、停止条件が成立したと判断した場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、一連のマルチアクセス処理を終了する。制御部１０は、停止条件が成立していないと判断した場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、Ｓ１０９に進む。

Ｓ１０９において、アンテナ選択部２２は、駆動させるアンテナ２を切り替える切替条件が成立するか否かを判断する切替判断処理を実行する。一例として、切替判断処理では、アンテナ選択部２２は、Ｓ１０７で更新された現在駆動中のアンテナ２の最新の未検出タグ数よりも、他のアンテナの未検出タグ数が、所定数以上多い場合に、切替条件が成立すると判断してもよい。切替判断処理については、図８を参照しながら後に詳述する。

つまり、アンテナ選択部２２は、駆動中のアンテナ２の推定残存タグ数と、該駆動中のアンテナ２以外の他のアンテナの未検出タグ数と、に基づいて、駆動させるアンテナ２を、駆動中のアンテナ２から他のアンテナ２に切り替えるか否かを判断する。

上記構成によれば、アンテナ２による交信の結果に基づいて推定残存タグ数が推定される。また、推定残存タグ数と、駆動中のアンテナ２以外の他のアンテナ２の未検出タグ数と、に基づいて、駆動させるアンテナ２が切り替えられるか否かが判断される。これにより、アンテナ２による交信の結果に応じて、駆動させるアンテナ２を最適と推定されるアンテナ２に切り換えることができる。よって、無線タグ３の検出漏れを効率的に低減することができる。

アンテナ選択部２２が、切替条件が成立しないと判断した場合（Ｓ１０９にてＮＯ）には、Ｓ１０３に戻り、同じアンテナにつき、Ｓ１０３以降の処理が繰り返される。Ｓ１０９にてＮＯ、つまり、アンテナ選択部２２によって、他のアンテナ２に切り替えないと判断された場合を考える。この場合、交信制御部２３は、Ｓ１０３において、駆動中のアンテナ２の推定残存タグ数に応じて、該駆動中のアンテナ２による無線タグ３との次の交信で採用されるスロット数を変更する。

ここで、駆動中のアンテナ２の推定残存タグ数と、該駆動中のアンテナ２によって直近に実施された交信の結果としての交信結果４４における検出済タグ数と、の差が一定数未満である場合を考える。この場合、アンテナ選択部２２は、切替条件が成立しないと判断し、交信制御部２３は、該駆動中のアンテナ２による無線タグ３との次の交信で採用されるスロット数を増加させる。

上記構成によれば、スロット数を変更することにより、無線タグ３の数が多い場合であっても、交信において衝突が起こりにくくすることができ、複数の無線タグ３を効率的に検出することができる。アンテナ選択部２２が、切替条件が成立すると判断した場合（Ｓ１０９にてＹＥＳ）には、Ｓ１１０に進む。

Ｓ１１０において、交信制御部２３は、アンテナ選択部２２の判断にしたがって、現在駆動中のアンテナ２を停止する。交信制御部２３がアンテナ２を停止した後、Ｓ１１１において、アンテナ選択部２２は、複数のアンテナ２の中から、次の交信で駆動させるアンテナ２を選択する。

例えば、アンテナ選択部２２は、上述の切替条件が成立した際、未検出タグ数を有するアンテナ２のうち、最多の未検出タグ数を有するアンテナ２を選択してもよい。この後、Ｓ１０２に戻って、交信制御部２３は、Ｓ１１１におけるアンテナ選択部２２の選択にしたがって、アンテナ選択部２２によって選択されたアンテナ２を駆動させ、Ｓ１０２以降の処理を繰り返す。

以上により、ＲＦＩＤ通信ユニット１は、アンテナ２ごとに推定した未検出タグ数に基づき、駆動させるアンテナ２を選択する。これにより、駆動させるアンテナ２の選択を最適化することができ、無線タグ３の検出効率を向上させることができる。また、ゲート４を通過する無線タグ３の移動速度が速い場合や、無線タグ３の個数が多い場合に時間内に検出できずに検出漏れが発生することを低減することができる。

＜アンテナ選択部２２が実行する順序決定処理＞
図７は、アンテナ選択部２２が実行する順序決定処理の流れを示すフローチャートである。図７に示されている一連の処理は、無線タグ３の一群がゲート４を１回通過する間の１つの通過期間の開始時に、Ｓ１０１において、アンテナ選択部２２が、複数のアンテナ２の駆動順序を決定する処理である。

Ｓ２０１において、アンテナ選択部２２は、稼動実績データ４１から、過去のＮ個の通過期間において、各通過期間における無線タグ３の合計検出数をアンテナ２ごとに取得する。ここで、記憶部１１は、稼動実績データ４１として、通過期間において、複数のアンテナ２のうち１つのアンテナ２が無線タグ３との１回以上の交信によって検出した無線タグ３の合計検出数をアンテナ２ごとに記憶している。

Ｓ２０２において、アンテナ選択部２２は、アンテナ２ごとにＮ個の通過期間分の無線タグ３の合計検出数を統計処理することにより統計値を取得する。該統計値としては、アンテナ２ごとのＮ個の通過期間分の無線タグ３に係る合計検出数の平均値、中央値及び最頻値がある。例えば、平均値及び最頻値は、図４に示す統計データ４２１である。

Ｓ２０３において、アンテナ選択部２２は、各アンテナ２の統計値に基づいて、各アンテナ２の予測合計タグ数を取得する。アンテナ選択部２２は、統計データ４２１において各アンテナ２による無線タグ３の検出の平均値を予測合計タグ数として取得してもよく、統計データ４２１において各アンテナ２による無線タグ３の検出の最頻値を予測合計タグ数として取得してもよい。

図４において、推定データ４２２は、各アンテナ２による無線タグ３の検出の平均値を予測合計タグ数とした場合のデータであり、推定データ４２３は、各アンテナ２による無線タグ３の検出の最頻値を予測合計タグ数とした場合のデータである。なお、アンテナ選択部２２は、各アンテナ２による無線タグ３の検出の中央値を予測合計タグ数として取得してもよい。また、アンテナ選択部２２は、各アンテナ２による無線タグ３の検出の平均値、最頻値及び中央値のうち少なくとも２つを組み合わせて予測合計タグ数を算出することにより、予測合計タグ数を取得してもよい。

Ｓ２０４において、アンテナ選択部２２は、予測合計タグ数が多い順にアンテナ２の駆動順序を決定する。例えば、図４の推定データ４２２の場合、アンテナ選択部２２は、アンテナ＃２、アンテナ＃３、アンテナ＃４及びアンテナ＃１の順を駆動順序として決定する。一方、図４の推定データ４２３の場合、アンテナ選択部２２は、アンテナ＃２、アンテナ＃１、アンテナ＃３及びアンテナ＃４の順を駆動順序として決定する。

つまり、アンテナ選択部２２は、複数のアンテナ２の中から、他のアンテナ２に比べて推定部２１によって推定された未検出タグ数が多いアンテナ２を優先して選択する。よって、未検出タグ数が多いアンテナ２を優先して選択することにより、無線タグ３の検出漏れを効率的に低減することができる。

Ｓ２０５において、アンテナ選択部２２は、各アンテナ２の予測合計タグ数を、各アンテナ２の未検出タグ数としてセットする。Ｓ２０６において、アンテナ選択部２２は、駆動順序が１番のアンテナ２を選択する。

このように、アンテナ選択部２２は、複数のアンテナ２のうち予測合計タグ数が多い順に、駆動させるアンテナ２を選択する。つまり、記憶部１１に記憶された無線タグ３の合計検出数に基づいて推定された予測合計タグ数について、複数のアンテナ２のうち予測合計タグ数が多い順に、駆動させるアンテナ２が選択される。このため、記憶部１１に記憶された無線タグ３の合計検出数に基づいて、無線タグ３の検出漏れを効率的に低減することができる。

＜アンテナ選択部２２が実行する切替判断処理＞
図８は、アンテナ選択部２２が実行する切替判断処理の流れを示すフローチャートである。図８に示されている一連の処理は、無線タグ３の一群がゲート４を１回通過する間の１つの通過期間につき、Ｓ１０９において、アンテナ選択部２２が、駆動させるアンテナ２を切り替える切替条件が成立するか否かを判断する処理である。

Ｓ３０１において、アンテナ選択部２２は、現在駆動中のアンテナ２について、最新の未検出タグ数を取得する。つまり、Ｓ１０６にて推定部２１が推定した推定残存タグ数を未検出タグ数として取得する。Ｓ３０２において、アンテナ選択部２２は、現在駆動中のアンテナ２以外の他のアンテナ２について、最新の未検出タグ数を取得する。

つまり、他のアンテナ２についてマルチアクセス処理の中でＳ１０４の交信が１度も実施されていない場合、アンテナ選択部２２は、他のアンテナ２について、予測合計タグ数を未検出タグ数として取得する。一方、他のアンテナ２についてマルチアクセス処理の中で交信が１度以上実施されている場合、アンテナ選択部２２は、他のアンテナ２について、推定残存タグ数を未検出タグ数として取得する。

Ｓ３０３において、アンテナ選択部２２は、現在駆動中のアンテナ２の未検出タグ数と、現在駆動中のアンテナ２以外の他のアンテナ２の未検出タグ数と、を比較する。これに加えて、アンテナ選択部２２は、現在駆動中のアンテナ２の最新の未検出タグ数を超える未検出タグ数が推定された他のアンテナ２があるか否かを判断する。

アンテナ選択部２２は、現在駆動中のアンテナ２の最新の未検出タグ数を超える未検出タグ数が設定された他のアンテナ２がないと判断した場合（Ｓ３０３においてＮＯ）、Ｓ３０４に進む。Ｓ３０４において、アンテナ選択部２２は、切替条件が成立しないと判断する。

アンテナ選択部２２は、現在駆動中のアンテナ２の最新の未検出タグ数を超える未検出タグ数が設定された他のアンテナ２があると判断した場合（Ｓ３０３においてＹＥＳ）、Ｓ３０５に進む。Ｓ３０５において、アンテナ選択部２２は、現在駆動中のアンテナ２の最新の未検出タグ数と、他のアンテナ２の未検出タグ数と、の差が予め定められた所定数以上であるか否かを判断する。

アンテナ選択部２２が、現在駆動中のアンテナ２の最新の未検出タグ数と、他のアンテナ２の未検出タグ数と、の差が所定数より小さいと判断した場合（Ｓ３０５においてＮＯ）、Ｓ３０４に進む。現在駆動中のアンテナ２の最新の未検出タグ数は、上述した推定残存タグ数であり、他のアンテナ２の未検出タグ数は、予測合計タグ数または推定残存タグ数である。

一方、アンテナ選択部２２が、現在駆動中のアンテナ２の最新の未検出タグ数と、他のアンテナ２の未検出タグ数と、の差が所定数以上であると判断した場合（Ｓ３０５においてＹＥＳ）、Ｓ３０６に進む。Ｓ３０６において、アンテナ選択部２２は、切替条件が成立すると判断する。

以上により、アンテナ選択部２２は、駆動中のアンテナ２の推定残存タグ数よりも、他のアンテナ２の未検出タグ数が多い場合に、駆動させるアンテナ２を、駆動中のアンテナ２から他のアンテナ２に切り替えると判断する。よって、駆動中のアンテナ２から未検出タグ数が多い他のアンテナ２に切り替えられるため、無線タグ３の検出漏れを効率的に低減することができる。

また、アンテナ選択部２２は、駆動中のアンテナ２の推定残存タグ数よりも、他のアンテナ２の未検出タグ数が、所定数以上多い場合に、駆動させるアンテナ２を、駆動中のアンテナ２から他のアンテナ２に切り替えると判断する。

上記構成によれば、他のアンテナ２の未検出タグ数が、駆動中のアンテナ２の推定残存タグ数より多くなった時点で直ちに他のアンテナ２に切り替えるとは判断せず、その差が一定以上となるまでは、駆動中のアンテナ２の駆動を維持する。これにより、複数の無線タグ３の検出をスムーズに行うことができる。

アンテナ切替処理に伴うオーバーヘッドが発生するため、駆動中のアンテナ２の推定残存タグ数と、他のアンテナ２の未検出タグ数と、の差が小さい場合、アンテナ切替処理を行わない方が有効な場合がある。このため、Ｓ３０５の処理を行うことが好ましい。

＜切替判断処理の具体例＞
図９は、切替判断処理の様子を示す模式図である。Ｓ１０１において、図９の５２１に示すように、４つのアンテナ２の未検出タグ数のうちアンテナ＃３の未検出タグ数が最も多いときにおいて、アンテナ選択部２２がアンテナ＃３を最初に選択した場合を考える。この場合、Ｓ１０４において、交信制御部２３がアンテナ＃３を介して無線タグ３と交信した結果、交信結果４４が図９の５２２に示す結果となったとする。

図９の５２２に示すように、例えば、Ｎ個のスロットのうち０個目，２個目，Ｎ−１個目のスロットで衝突が発生し、Ｎ個のスロットのうち１個目，Ｎ個目で無線タグ３からの応答なし、Ｎ個のスロットのうちＮ−２個目で無線タグ３からの応答ありとする。この場合、Ｓ１０６において、推定部２１は、現在のＱ値及び衝突発生数から、推定残存タグ数を未検出タグ数としてセットする。推定部２１による推定結果４２が図９の５２３に示す結果になったとする。図９の５２３でのアンテナ＃３の未検出タグ数が、図９の５２１でのアンテナ＃３の未検出タグ数より減少している。

そして、アンテナ＃２の未検出タグ数が、アンテナ＃３の未検出タグ数より大きくなる。このとき、アンテナ＃２の未検出タグ数と、アンテナ＃３の未検出タグ数と、の差が所定数以上である場合、アンテナ選択部２２は、次の交信でアンテナ＃２を選択する。交信制御部２３がアンテナ＃２を介して無線タグ３と交信した結果、交信結果４４が図９の５２４に示す結果となる。

図９の５２４に示す結果では、Ｎ個のスロットのうち０個目，２個目のスロットで衝突が発生し、Ｎ個のスロットのうち１個目，Ｎ個目で無線タグ３からの応答なし、Ｎ個のスロットのうちＮ−１個目，Ｎ−２個目で無線タグ３からの応答ありとなる。よって、交信制御部２３がアンテナ＃３を介して無線タグ３と交信する際に、衝突の発生が抑えられる。アンテナ選択部２２による切換判断処理は、Ｓ１０８の停止条件が成立するまで繰り返される。

§４．変形例
Ｓ１０１において、アンテナ選択部２２が、複数のアンテナ２のうち予測合計タグ数が多い順に、駆動させるアンテナ２を選択すると共に、Ｓ１０９において、アンテナ選択部２２が、全てのアンテナ２が一巡するまでアンテナ２の切替を行わない場合を考える。この場合、交信制御部２３は、全てのアンテナ２をそれぞれ１回ずつ用いて無線タグ３と交信する。

全てのアンテナ２が一巡した場合、Ｓ１０１において、アンテナ選択部２２は、最新の推定残存タグ数が最も多いアンテナ２を動的に選択してもよい。これにより、ＲＦＩＤ通信ユニット１は、通過期間における物品の搬送状況をリアルタイムで把握することができる。この方法は、パレット５への物品の積まれ方が毎回変化する生産現場では、特に有効である。

パレット５への物品の積まれ方が毎回変化する場合であっても、推定部２１は、通過期間におけるアンテナ２ごとの推定残存タグ数を正確に推定することができる。よって、アンテナ選択部２２は、最適なアンテナ２への切り替えを正確に早く行うことができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
ＲＦＩＤ通信ユニット１の制御ブロック（特に推定部２１、アンテナ選択部２２及び交信制御部２３）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、ＲＦＩＤ通信ユニット１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる構成についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ ＲＦＩＤ通信ユニット
２ アンテナ
３ 無線タグ
１０ 制御部
１１ 記憶部
２１ 推定部
２２ アンテナ選択部
２３ 交信制御部
４１ 稼動実績データ
４２ 推定結果
４３ ルックアップテーブル
４４ 交信結果
１００ 物流管理システム

Claims (9)

1. 複数のアンテナを介して複数の無線タグを検出するＲＦＩＤ通信ユニットにおいて、
   前記複数のアンテナのそれぞれによって検出されることが期待される前記無線タグの内、まだ検出できていない前記無線タグの数を示す未検出タグ数を前記アンテナごとに推定する推定部と、
   前記推定部によって推定された前記未検出タグ数に基づいて、前記複数のアンテナの中から駆動させるアンテナを選択する選択部と、を備えるＲＦＩＤ通信ユニット。
2. 前記選択部は、前記複数のアンテナの中から、他のアンテナに比べて前記推定部によって推定された前記未検出タグ数が多いアンテナを優先して選択する請求項１に記載のＲＦＩＤ通信ユニット。
3. 前記複数のアンテナが前記無線タグを検出可能な検出可能圏内を、前記複数の無線タグが通過する通過期間において、前記複数のアンテナのうち１つのアンテナが前記無線タグとの１回以上の交信によって検出した前記無線タグの合計検出数を前記アンテナごとに記憶する記憶部を備え、
   前記推定部は、前記記憶部に記憶された、前記通過期間において前記１つのアンテナが検出した前記合計検出数に基づいて、前記通過期間において前記１つのアンテナによって検出されることが予測される前記無線タグの数を示す予測合計タグ数を前記未検出タグ数として前記アンテナごとに推定し、
   前記選択部は、前記複数のアンテナのうち前記予測合計タグ数が多い順に、駆動させるアンテナを選択する請求項１または２に記載のＲＦＩＤ通信ユニット。
4. 前記推定部は、前記複数のアンテナが前記無線タグを検出可能な検出可能圏内を、前記複数の無線タグが通過する通過期間中における、前記複数のアンテナのうち１つのアンテナによる前記無線タグとの１回以上の交信の結果に基づいて、前記通過期間において前記１つのアンテナによって検出可能な残りの前記無線タグの数を示す推定残存タグ数を前記未検出タグ数として前記アンテナごとに推定し、
   前記選択部は、駆動中の前記アンテナの前記推定残存タグ数と、該駆動中のアンテナ以外の他のアンテナの前記未検出タグ数と、に基づいて、駆動させるアンテナを、前記駆動中のアンテナから前記他のアンテナに切り替えるか否かを判断する請求項１から３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤ通信ユニット。
5. 前記選択部は、前記駆動中のアンテナの前記推定残存タグ数よりも、前記他のアンテナの前記未検出タグ数が多い場合に、駆動させるアンテナを、前記駆動中のアンテナから前記他のアンテナに切り替えると判断する請求項４に記載のＲＦＩＤ通信ユニット。
6. 前記選択部は、前記駆動中のアンテナの前記推定残存タグ数よりも、前記他のアンテナの前記未検出タグ数が、所定数以上多い場合に、駆動させるアンテナを、前記駆動中のアンテナから前記他のアンテナに切り替えると判断する請求項４に記載のＲＦＩＤ通信ユニット。
7. 前記選択部によって選択された前記アンテナに対して、該アンテナによる前記無線タグとの交信を分割して行うためのスロット数を決定する交信制御部を備え、
   前記交信の結果には、該交信にて決定された前記スロット数と、該スロット数のうち前記交信において衝突が発生した衝突発生数と、前記交信によって検出された前記無線タグの数を示す検出済タグ数と、が含まれており、
   前記交信制御部は、前記選択部によって、前記他のアンテナに切り替えないと判断された場合に、前記駆動中のアンテナの前記推定残存タグ数に応じて、該駆動中のアンテナによる前記無線タグとの次の交信で採用される前記スロット数を変更する請求項４から６のいずれか１項に記載のＲＦＩＤ通信ユニット。
8. 複数のアンテナを介して複数の無線タグを検出するＲＦＩＤ通信ユニットの制御方法であって、
   前記複数のアンテナのそれぞれによって検出されることが期待される前記無線タグの内、まだ検出できていない前記無線タグの数を示す未検出タグ数を前記アンテナごとに推定する推定ステップと、
   前記推定ステップにて推定された前記未検出タグ数に基づいて、前記複数のアンテナの中から駆動させるアンテナを選択する選択ステップと、を含む制御方法。
9. 請求項１に記載のＲＦＩＤ通信ユニットとしてコンピュータを機能させるためのＲＦＩＤ通信プログラムであって、前記推定部及び前記選択部としてコンピュータを機能させるためのＲＦＩＤ通信プログラム。

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