JP3082440B2 - 移動体識別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信エリア内に存在す
る移動体に付された応答ユニットに対してアンテナユニ
ットから質問信号を送信すると共に、その応答ユニット
からの応答信号を受信することによりその応答ユニット
を識別するようにした移動体識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の移動体識別装置としては、例え
ば、工場内で使用する無人搬送車等に適用したものがあ
る。即ち、無人搬送車側には応答ユニットとしてのタグ
ユニットを付設し、その無人搬送車の走行路にはタグユ
ニットと通信可能となるようにアンテナユニットの通信
エリアを設定する構成としたものである。この場合、タ
グユニットには例えば無人搬送車により搬送する物品等
の識別コードや個数，行先等の各種データが記憶されて
おり、必要に応じて読出し或は新しいデータの書込みが
可能となっている。

【０００３】また、アンテナユニットは、所定周波数の
搬送電波を質問信号で変調して通信エリアに向けて送信
し、これに続いて無変調の搬送電波を送信するように構
成されている。無人搬送車が通信エリア内に侵入して付
設されているタグユニットが質問信号を受信すると、こ
れに対応する識別データ等の各種データを応答信号とし
て発生し、引き続き受信している無変調の搬送電波をそ
の応答信号で変調することにより送信する。

【０００４】アンテナユニット側においては、その応答
信号を受信することで通信エリアを通過する無人搬送車
のタグユニットを識別することができ、搭載されている
物品の内容を判別したり新たなデータを記憶させたり、
或は、無人搬送車の走行を制御することができるもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の構成
において、例えば、無人搬送車の走行可能な領域の幅が
広い場合には、これに対応してその領域をカバーできる
広い通信エリアを設定する必要があるが、このために、
複数のアンテナユニットを配設して各通信エリアを割当
てて設定することにより広い領域をカバーすることが行
なわれている。

【０００６】しかしながら、この場合には、例えば、図
８に示すように、２つのアンテナユニット１０，１２の
通信エリア１４，１６が部分的に重なるように設定する
と、その重なった通信エリア１８内に無人搬送車２０に
付されたタグユニット２２が侵入すると（図中矢印方向
に侵入）、同時に２つのアンテナユニット１０，１２か
ら質問信号を受信することになる。一般に、このような
状況においては、電波の干渉等があるためタグユニット
２２においては混信してしまい、通信不能となることが
多い。

【０００７】このような不具合を避けるために、例えば
図９に示すように、各アンテナユニット１０，１２の通
信エリア１４，１６が互いに重ならないように配設する
場合には、逆に、両通信エリア１４，１６の間の部分に
通信不能な死角領域ができるため、いずれのアンテナユ
ニット１０，１２によっても無人搬送車２０に付したタ
グユニット２２と交信できなくなる場合が生ずる不具合
がある。

【０００８】そこで、従来では、例えば特開平２−９３
３９０号公報に示されるようなものが考えられている。
即ち、複数のアンテナユニットを用いて広い通信エリア
を構成する場合に、それら複数のアンテナユニットの各
通信期間を順次割当てて行なわせることにより、通信エ
リアが重なるようにアンテナユニットが配設されていて
も、混信をおこすことなく通信が行なえるようにしたも
のである。

【０００９】ところが、このように複数のアンテナユニ
ットを設けてそれらの通信期間を順次割当てるというい
わゆる時分割制御を行なう場合には、その割当て時間内
でのみ通信が可能となるので、アンテナユニットの配設
個数が多い場合には通信可能な期間の繰り返し周期が長
くなってしまう。このため、無人搬送車のタグユニット
が通信エリアを通過する間にアンテナユニットとの間で
確実に通信が実施できるようにするために、例えば、１
回当たりの通信時間を短くするか、或は、無人搬送車の
移動速度を制限する等の制約条件が出てくる不具合があ
る。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、通信エリアを重なるように設定する場
合でも、混信を防止して応答ユニットが対応するアンテ
ナユニットと確実且つ迅速に通信を行なうことができる
移動体識別装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の移動体識別装置
は、移動体に付され所定周波数領域の質問信号を受信す
ると、これに続いて応答信号を送信する応答ユニット
と、複数の通信エリアのそれぞれに対応して前記所定周
波数領域内で割当てた周波数の搬送電波を質問信号で変
調して各通信エリア内に送信すると共に、これに続いて
各通信エリア内に存在する前記応答ユニットからの応答
信号を受信する複数のアンテナユニットと、前記複数の
アンテナユニットを制御する制御手段とを具備し、 前記
複数のアンテナユニットは前記複数の通信エリアの一部
が互いに重なるように設置され、前記所定周波数内で割
り当てた搬送電波の周波数はアンテナ毎にそれぞれ異な
る周波数に設定され、前記制御手段は前記隣接するアン
テナユニット同士間の前記質問信号の送信タイミングを
異なるように制御すると共に、前記質問信号または前記
応答信号には前記複数のアンテナユニット及び前記応答
ユニットのそれぞれに対応する識別コードが付加されて
いる構成としたところに特徴を有する。

【００１２】

【作用】本発明の移動体識別装置によれば、移動体に付
された応答ユニットは、複数のアンテナユニットにより
設定された複数の通信エリアのうちの任意の通信エリア
内に存在する状態では、その通信エリアを設定している
アンテナユニットから識別コードが付加された質問信号
が送信されるとこれを受信して識別コードを付加した応
答信号を発生する。

【００１３】そして、アンテナユニットにより設定され
る通信エリアが重なる領域においては、制御手段により
それぞれのアンテナユニットから異なる周波数で且つ異
なるタイミングで識別コードが付加された質問信号が送
信されているので、応答ユニットには、それらのアンテ
ナユニットのうちいずれか一方から送信された質問信号
が受信されるようになる。従って、応答ユニットにおい
ては、先に受信した質問信号を受け付けてこれに対応し
て識別コードを付加した応答信号を発生する。

【００１４】このとき、送信した応答信号の電波は、通
信エリアが重なっている他のアンテナユニットに受信さ
れても、それぞれのアンテナユニットにおいて識別コー
ドを参照することで自身に宛てられた信号であるか否か
を識別することができ、応答ユニットは先に受信したア
ンテナユニットからの質問信号のみに応答して通信を実
行することができるようになるので、迅速且つ確実に通
信が行なえる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を無人搬送車の識別システムに
適用した場合の一実施例について、図１ないし図７を参
照して説明する。まず、全体構成の外観を示す図２にお
いて、移動体としての無人搬送車３０は所定の走行路３
２を移動制御されるもので、この走行路３２の所定位置
には、無人搬送車３０を識別するためのゲート３４が配
設されている。

【００１６】ゲート３４は走行路３２を跨ぐようにして
配設されており、走行路３２の上方に位置して複数のア
ンテナユニットとして例えば５個のアンテナユニット３
６ａないし３６ｅが配設されている。これら５個のアン
テナユニット３６ａないし３６ｅのそれぞれは、通信エ
リア３８ａないし３８ｅを走行路３２面に向けて斜め下
方に設定されている。また、これらの通信エリア３８ａ
ないし３８ｅは、図１に示すように、隣接するもの同士
が一部互いに重なるように設定されており、その領域を
それぞれ重複通信エリア４０ａ，４０ｂ，４０ｃおよび
４０ｄとしている。

【００１７】図１は全体の概略構成を模式的に示したも
ので、アンテナユニット３６ａないし３６ｅは制御手段
としてのコントローラ４２に接続されている。コントロ
ーラ４２は、これらアンテナユニット３６ａないし３６
ｅの送受信の制御を行なうと共に、ホストコンピュータ
等の信号処理装置４４と通信データの授受を行なうよう
になっている。また、各無人搬送車３０には、種々のデ
ータが記憶された応答ユニットとしてのタグユニット４
６が付設されており、ゲート３４を通過する際には、後
述するように、このタグユニット４６がアンテナユニッ
ト３６ａないし３６ｅのいずれかと交信を行なうように
なっている。

【００１８】図３は電気的構成を示すもので、まず、ア
ンテナユニット３６ａの構成について述べる。送受信用
のアンテナ４８は、例えば、プリント基板上に作られた
マイクロストリップラインによるバッチアンテナ等を用
いたもので、指向性の向上および遠距離通信対応のため
にそのバッチアンテナを複数個配列したアレーアンテナ
として構成されているものである。

【００１９】変調回路５０は、発振器５２から与えられ
る周波数ｆ１の発振出力を搬送電波としてこれに前記コ
ントローラ４２から与えられる質問信号で変調し、サー
キュレータ５４を介してアンテナ４８に出力するもので
ある。この場合、発振器５２は、所定周波数領域として
割当てられた例えば２．４５ＧＨｚ帯の準マイクロ波を
搬送電波として出力するために、その周波数帯域のうち
の周波数ｆ１で発振出力を発生する。尚、アンテナ４８
は、発振器５２により設定された周波数ｆ１の狭い範囲
の電波のみを選択的に受信するように構成されている。

【００２０】復調等の信号処理を行なう受信回路５６は
混合器５８に接続されており、混合器５８には発振器５
２から搬送電波が与えられると共に、サーキュレータ５
４を介してアンテナ４８から応答信号に応じた電波信号
が与えられるようになっている。搬送電波と応答信号に
応じた電波信号とは混合器５８にて合成された後、受信
回路５６に与えられる。受信回路５６は、与えられた合
成信号を復調して応答信号を得ると共に、コントローラ
４２に出力するようになっている。

【００２１】アンテナユニット３６ｂないし３６ｅにお
いては、発振器５２の発振周波数が異なる点を除いてア
ンテナユニット３６ａと同様の構成となっている。即
ち、アンテナユニット３６ａにおける発振器５２の発振
周波数がｆ１に設定されているのに対して、図４に示す
ように、アンテナユニット３６ｂないし３６ｅにおける
各発振器５２の発振周波数ｆ２ないしｆ５は、互いに重
ならないような狭い帯域の周波数に設定されている。
尚、これらの発振周波数ｆ１ないしｆ５は、前述の所定
周波数帯域内で割当てられたものであり、また、隣接す
るアンテナユニット同士間では周波数がなるべく離れた
値となるように設定されている。

【００２２】次に、コントローラ４２において、ユニッ
ト制御回路６０は、アンテナユニット３６ａないし３６
ｅの各変調回路５０および受信回路５６に接続されてお
り、質問信号を後述する所定タイミングで出力すると共
に、応答信号を受付けるものである。また、このユニッ
ト制御回路６０は、インターフェース回路６２を介して
前述の信号処理装置４４に接続されている。そして、電
源回路６４は図示しない交流電源から給電されると、所
定の直流電圧に変換してユニット制御回路６０，インタ
ーフェース回路６２に給電すると共に、各アンテナユニ
ット３６ａないし３６ｅに給電するようになっている。

【００２３】さて、応答ユニットとしてのタグユニット
４６において、アンテナ６６は、プリント基板上に形成
されたマイクロストリップアンテナであり、受信可能な
周波数帯域が図４の破線で示すような広い領域に設定さ
れている。即ち、各アンテナユニット３６ａないし３６
ｅから出力される質問信号の周波数ｆ１ないしｆ５の全
てを受信可能とするように設定されている。

【００２４】制御回路６８は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲ
ＡＭ等を含んで構成されるもので、予め記憶されたプロ
グラムに従って質問信号を受けるとこれに応じて識別コ
ード等の各種データを応答信号として出力するように構
成されている。この制御回路６８は、送信回路７０を介
してアンテナ６６に接続されると共に、受信回路７２を
介してアンテナ６６に接続されている。

【００２５】尚、送信回路７０は応答信号に応じた変調
処理を行なってアンテナ６６がうける無変調の搬送電波
を変調して送信させる。受信回路７２はアンテナ６６に
より受信した電波を復調して質問信号として制御回路６
８に与える。また、制御回路６８には書込みおよび読出
し可能な不揮発性メモリとしてのデータメモリ７４が接
続されている。バッテリ７６は、タグユニット４６内の
各回路に給電するようになっている。

【００２６】次に本実施例の作用について図５ないし図
７をも参照して説明する。まず、コントローラ４２のユ
ニット制御回路６０は、図５に示すタイミングで各アン
テナユニット３６ａないし３６ｅに質問信号を出力して
いる。即ち、ユニット制御回路６０は、奇数番目のアン
テナユニット３６ａ，３６ｃおよび３６ｅに対しては同
じタイミングで周期Ｔ１で質問信号を繰り返し出力し、
偶数番目のアンテナユニット３６ｂおよび３６ｄに対し
てはそれらと時間Ｔ２だけ遅れたタイミングで質問信号
を周期Ｔ１で繰り返し出力している。

【００２７】各アンテナユニット３６ａないし３６ｅに
おいては、変調回路５０により、発振器５２から与えら
れている搬送電波をコントローラ４２から与えられた質
問信号で変調し、マイクロ波の信号としてアンテナ４８
から各通信エリア３８ａないし３８ｅに向けて出力す
る。

【００２８】この場合、質問信号は、繰り返し出力周期
Ｔ１のうちの時間ｔａが出力期間として設定されてお
り、残りの時間ｔｂが応答信号の受信期間として設定さ
れている。そして、質問信号の出力期間ｔａは、例え
ば、隣接するアンテナユニット３６ａ，３６ｂ間で重複
しないように設定されている。また、各アンテナユニッ
ト３６ａないし３６ｅは、コントローラ４２から質問信
号が与えられていない期間ｔｂの間は、変調回路５０に
て変調が行なわれない状態であるが、発振器５２からの
搬送電波は無変調のままアンテナ４８から各通信エリア
３８ａないし３８ｅに出力されるようになっている。つ
まり、各アンテナユニット３６ａないし３６ｅのそれぞ
れは、常に電波を出力している状態であり、そのうち周
期Ｔ１で時間ｔａの期間だけ質問信号の電波を出力して
いるのである。

【００２９】さて、このように質問信号が各通信エリア
３８ａないし３８ｅに出力されている状態で、無人搬送
車３０が走行路３２を移動するうちに、タグユニット４
６がゲート３４に近付いて、例えば通信エリア３８ａに
侵入した場合には、次のようにして交信が行なわれる。
即ち、タグユニット４６において、アンテナ６６により
電波が受信されると、受信回路７２により質問信号に復
調されて制御回路６８に入力される。制御回路６８にお
いては、質問信号がアンテナユニット３６ａから出力さ
れたものであることを判断して識別コードに対応する応
答信号を送信回路７０に出力する。このとき、アンテナ
６６にはアンテナユニット３６ａから無変調の搬送電波
が与えられており、送信回路７０においては受信してい
る搬送電波を応答信号で変調して反射することにより送
信するようになる。

【００３０】これにより、アンテナユニット３６ａにお
いては、アンテナ４８に入射する応答信号の電波を受信
してそのタグユニット４６の識別を行なうことができ
る。即ち、アンテナ４８により受信した電波はサーキュ
レータ５４および混合器５８を介して受信回路５６に入
力され、ここで応答信号に復調されてコントローラ４２
に送られる。コントローラ４２のユニット制御回路６０
は、インターフェース回路６２を介して信号処理装置４
４に、通信したタグユニット４６の識別コードをデータ
として与えるようになる。

【００３１】尚、続けて通信を行なう場合には、コント
ローラ４２により、次の質問信号の出力タイミングで質
問信号を出力してタグユニット４６と上述同様にして交
信を行なう。この場合、タグユニット４６においては、
質問信号の内容に応じて記憶すべきデータがある場合に
は、制御回路６８により書込み処理を実行してデータメ
モリ７４にデータを書込み、読出すべきデータがある場
合には読み出し処理を実行してデータメモリ７４からデ
ータを読み出して通信を行なう。

【００３２】次に、無人搬送車３０のタグユニット４６
が、例えば図６に示すように、アンテナユニット３６ｃ
および３６ｄの各通信エリア３８ｃおよび３８ｄの重複
通信エリア４０ｃを通過する場合について説明する。即
ち、この場合には、タグユニット４６が重複通信エリア
４０ｃに侵入すると、アンテナユニット３６ｃおよび３
６ｄのそれぞれは、前述したように質問信号の出力タイ
ミングがＴ２だけずれているので、タグユニット４６
は、アンテナユニット３６ｃ，３６ｄのいずれか一方か
ら質問信号の電波を受信する。

【００３３】いま、例えば、タグユニット４６がアンテ
ナユニット３６ｃからの質問信号の電波を最初に受信し
た場合について述べると、タグユニット４６において
は、前述同様にして質問信号を受付けてこれに対応する
応答信号を出力する。送信回路７０は、アンテナ６６が
アンテナユニット３６ｃから受信している無変調の搬送
電波をこの応答信号に対応して反射することにより変調
して電波を送信する。このとき、タグユニット４６は重
複通信エリア４０ｃ内に位置しているので、アンテナ６
６には応答信号の送信タイミングにおいてはアンテナユ
ニット３６ｄからの質問信号の電波が送信される場合が
ある。

【００３４】従って、この場合には、アンテナ６６から
反射によりアンテナユニット３６ｃに応答信号を送信し
ている電波がアンテナユニット３６ｄにも送信されると
共に、アンテナユニット３６ｄからの質問信号の電波も
応答信号で変調して送信することになる。しかし、アン
テナユニット３６ｃおよび３６ｄから送信される電波の
周波数はそれぞれｆ３およびｆ４に設定されているの
で、アンテナユニット３６ｃにおいては、周波数ｆ３の
搬送電波を応答信号で変調した電波のみを受信して識別
することができる。さらに、質問信号或は応答信号に、
アンテナユニット３６ａないし３６ｅ或はタグユニット
４６のそれぞれに対応する識別コードを付加しておくこ
とにより、信号を受信したユニットにおいてはそれぞれ
自身に宛てられた信号であるか否かを識別することがで
きる。

【００３５】この結果、タグユニット４６は、先に受信
したアンテナユニット３６ｃからの質問信号のみに応答
して通信を実行することができるのである。そして、タ
グユニット４６がさらに重複通信エリア４０ｃ内に存在
する場合には、アンテナユニット３６ｃとの通信が終了
した後にアンテナユニット３６ｄからの質問信号を受付
けて通信を行なうようになるので、両者の間で混信する
ことなく確実に通信が行なえる。

【００３６】また、この場合に、アンテナユニット３６
ｃとアンテナユニット３６ｄとが通信可能な時間を分割
していないので、通常の時分割による通信と異なり通信
時間が制限されることがなくなるので、無人搬送車３０
が例えば高速度で移動している場合でも、通信時間が確
保されるようになり、アンテナユニット３６ｃ或は３６
ｄと確実に通信できて識別されるようになる。

【００３７】尚、タグユニット４６は、重複通信エリア
４０ｃ内にある場合、アンテナユニット３６ｃおよびア
ンテナユニット３６ｄの両者と通信を行なう。そして、
どちらか一方との通信が完結した時点で他方との通信を
打ち切るようになっている。そこで、例えば次のような
場合、即ち、無人搬送車３０が図７に示すような経路
（図中矢印で示した経路）で走行路３２を進行し、タグ
ユニット４６が通信エリア３８ｃ，重複通信エリア４０
ｃ，通信エリア３８ｄを順次通過してゆく場合には、タ
グユニット４６は、通信を一方のアンテナユニット３６
ｃ或は３６ｄに限定しないので、途中で通信エリアが替
わることにより通信が中断することがなくなり、両方の
アンテナユニット３６ｃ，３６ｄと通信していればどち
らか一方のアンテナユニット３６ｃ，３６ｄとの通信が
継続されるので、通信を完結することができる。このと
き、前述した他方の通信を途中で打ち切るのは、多重デ
ータ書込みを防止するためのもので、このような不都合
が生じない場合には通信を打ち切る必要がないものであ
る。

【００３８】このような本実施例によれば、５個のアン
テナユニット３６ａないし３６ｅを隣接するもの同士の
通信エリア３８ａないし３８ｅが重なるように設定した
場合でも、各アンテナユニット３６ａないし３６ｅの発
振器５２の発振周波数をｆ１ないしｆ５のように狭い周
波数領域に割り当てると共に、コントローラ４２によ
り、アンテナユニット３６ａないし３６ｅの重複通信エ
リア４０ａないし４０ｄを構成しているもの同士の質問
信号の出力タイミングを時間Ｔ２だけずらすように制御
しているので、各アンテナユニット３６ａないし３６ｅ
は、通過する無人搬送車３０のタグユニット４６と混信
することなく、確実且つ迅速に通信することができる。

【００３９】尚、上記実施例においてはアンテナユニッ
ト３６ａないし３６ｅの各通信エリア３８ａないし３８
ｅの重なる領域が隣接するアンテナユニット間の場合に
ついて説明したが、例えば、３個以上の通信エリアが重
なるように設定する場合には、その各アンテナユニット
の質問信号の出力タイミングを異なるように設定すれば
混信を防止して確実に通信を行なうことができる。

【００４０】また、上記実施例においては、本発明を無
人搬送車に適用した場合について説明したが、これに限
らず、例えば、工場内のラインを流れる製品に付して工
程管理を行なうシステムに適用したり、或は室内への人
の入退室等の管理を行なうシステムに適用するなど、移
動体の識別をするためのシステム全般に適用できるもの
である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の移動体識
別装置によれば、制御手段により、複数のアンテナユニ
ットのうち少なくともその通信エリアが互いに重なるア
ンテナユニットにおける搬送電波の周波数および前記質
問信号の送信タイミングを異ならせて制御するようにし
たので、アンテナユニットの通信エリアが重なる領域に
おいても、アンテナユニットからの交信時間を時分割す
ることなく出力でき、且つ応答ユニットが同時に質問信
号を受けることがなくなり、混信を防止できると共に、
応答ユニットが高速度で通過する場合でも確実且つ迅速
に通信を行なうことができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体の概略構成図

【図２】全体の外観斜視図

【図３】電気的構成図

【図４】アンテナユニットおよびタグユニットの周波数
特性図

【図５】質問信号出力のタイミングチャート

【図６】作用説明図

【図７】作用説明図

【図８】従来例の不具合説明図

【図９】従来例の不具合説明図

【符号の説明】

３０は無人搬送車（移動体）、３２は走行路、３４はゲ
ート、３６ａないし３６ｅはアンテナユニット、３８ａ
ないし３８ｅは通信エリア、４０ａないし４０ｄは重複
通信エリア、４２はコントローラ（制御手段）、４４は
信号処理装置、４６はタグユニット（応答ユニット）、
４８はアンテナ、５０は変調回路、５２は発振器、５６
は受信回路、６０はユニット制御回路、６６はアンテ
ナ、６８は制御回路、７０は送信回路、７２は受信回
路、７４はデータメモリである。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−39220（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 1/59 H04B 7/26 H04B 5/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に付され所定周波数領域の質問信
   号を受信すると、これに続いて応答信号を送信する応答
   ユニットと、 複数の通信エリアのそれぞれに対応して前記所定周波数
   領域内で割当てた周波数の搬送電波を質問信号で変調し
   て各通信エリア内に送信すると共に、これに続いて各通
   信エリア内に存在する前記応答ユニットからの応答信号
   を受信する複数のアンテナユニットと、前記複数のアンテナユニットを制御する制御手段とを具
   備し、 前記複数のアンテナユニットは前記複数の通信エリアの
   一部が互いに重なるように設置され、前記所定周波数内
   で割り当てた搬送電波の周波数はアンテナ毎にそれぞれ
   異なる周波数に設定され、前記制御手段は前記隣接する
   アンテナユニット同士間の前記質問信号の送信タイミン
   グを異なるように制御すると共に、前記質問信号または
   前記応答信号には前記複数のアンテナユニット及び前記
   応答ユニットのそれぞれに対応する識別コードが付加さ
   れている ことを特徴とする移動体識別装置。