JP5264912B2

JP5264912B2 - 増強ｒｆｉｄ輸送デバイスセンサーネットワークのシステムと方法

Info

Publication number: JP5264912B2
Application number: JP2010523077A
Authority: JP
Inventors: ベネットウルリッチ，リチャード
Original assignee: ウォル−マートストアズ，インコーポレイティド
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-08-25
Also published as: BRPI0815901A2; JP2010537345A; CN101836242B; US20090212915A1; MX2010002202A; US8120482B2; WO2009029594A1; CA2697716A1; CA2697716C; CN101836242A

Description

関連出願に対するクロスレファレンス
本出願は、2007年８月24日に出願された米国仮特許出願番号60/957767（発明の名称“RFIDを使ったシステム、方法、装置”）に対するプライオリティを請求する。このレファレンスにより、後者の出願の全内容はここに組み込まれる。

本発明はRFID（Radio Frequency Identification）タグを使って、店の在庫を管理するシステムと方法に関する。特に、本発明は追加的非RFIDセンサー（例えば、近接センサー）を使い、店の紛失RFIDタグレコーディング（stray RFID tag recording）を検出するシステムと方法に関する。

Wal-Martストアのような店は、コーディングシステム、例えば従来型バーコードシステムを使って在庫管理が行われている。このようなシステムでは、店に品物が到着する前に又は到着した時に、製品の目録がバーコードでエンコードされ、データベースに格納される。次に、製品が顧客に売られると、その製品は、チェクアウトカウンタでバーコードスキャナーを使って、在庫目録から消去される。店において、在庫目録の製品は最初に倉庫又はbackroomに保管されてから、フロントの棚に移動される。バーコードは製品に付けられる受動的ラベルであるから、バーコードを使って、店におけるこれら製品の位置（つまり店内の場所、棚）を同定することはできない。

RFIDは、店の在庫管理のための技術として最近、出現した。例えば、Richard Ulrichにより出願された“RFID Promotional Compliance”という名称のＵＳ特許出願には、RDIFタグを使った販売促進商品ディスプレイの管理方法が記載されている。このシステムでは、ロケーション（locational）RFIDタグは、各スポット（例えば、パレット、棚、地上）に配置され、RFIDタグ識別子を使って地理的位置を一意的に識別することができる。更に、地理的位置とそれに対応するRFIDタグ識別子は、RDIDデータベースに、例えば手で、入力され、RFIDタグに関して店の図を作成する（mapout）ことができる。RFIDタグは製品に付加され、個別製品又は製品群（例えばパレットの上の製品群）を一意的に識別することができる。
製品が店の或る場所（例えば、倉庫のパレットの上またはフロントの棚）に置かれる場合、RFIDスキャナーは、製品RFIDタグ及び近くのロケーションRFIDタグを同時に読み取ることができる。“製品RFIDタグ”及び“同時に読み取られたロケーションRFIDタグ”と“RFIDタグデータベースにされている情報”とを比較することにより、店は在庫目録の商品の配置場所を簡単に特定することができる。

RFIDスキャナー、即ちGen-2スキャナーは、少し離れた所（例えば３乃至５メータ離れた所）からRFIDタグを、読み取ることができる。大量製品とスポット位置に、RFIDタグが付けられている店舗では、RFIDスキャナーは、ターゲットとしていたRFIDタグ信号以外に、多くの位置と製品RFIDタグ信号をピックアップする可能性がある。これら予定していないRFIDタグ信号の読み取りは、通常、予定していたRFIDタグの決定を困難にする読取りノイズと呼ばれている。従って、システムと方法には、RFID可能店舗においてRFID読取りノイズを効率的に検出することが要請される。

現在、RFIDタグとセンサーに加え、別のタイプのセンサーが存在し、店舗環境に関する情報を供給している。例えば、近接センサーは近くにある対象物(objects)を検出することができる。或る場合、近接センサーは積荷(load)センサーとして荷物が表面（例えば、輸送装置の平板台（flatbed)等)に置かれたかを検出するために使われる可能性がある。動きセンサー又は加速度センサーは対象物の動き、また、動き方向を検出することができる。レーザーセンサーはレンジ（range）センサーとして使用され、対象物からの距離を検出することができる。これら既存の外部センサーは独立情報を提供し、RFIDの読み取りノイズの検出をサポートする。

本発明は外部ソースから追加センサー（例えば近接センサー）を使用するシステムと方法を提供し、店舗の在庫管理のためのRFIDデータベースに記憶される対象物（target）RFIDタグを決定するために、RFIDタグ読み取りを補完する。本発明の一実施例によると、例えば店舗内で商品を移動させるフォークリフトのような輸送装置は、RFIDスキャナー及び、近接センサーのような外部センサーを具備し、フォークリフトの上の荷物を検出することができる。荷物情報は、RFID信号の読取りと組み合わせられて、対象物RFIDタグの正確な決定を行うことができる。本発明の１実施例において、荷物がフォークリフトに乗せられたか、下ろされたか？のような積荷情報は、対象物RFIDタグが引き出されるタイムウィンドウを提供する。本発明の他の実施例においては、フォークリフトの動き方向のような動き情報は方向情報を提供する。これとRFID信号との組合せにより、望ましくないRFIDFタグの読取りを除去することができる。

更に、本発明は、例えば、バーチャル（virtual）パレットRFIDタグのようなキャリッジの上の一群のRFIDタグを表す方法を提供する。一群のRFIDタグが１つのパレットに属することが決定された後に、バーチャルパレットRFIDタグは一群のRFIDタグに指定され、RFIDデータベースに記録される。バーチャルタグは、例えば、或るタイムウインドウの間に一番回数多く読まれるタグであってよい。パレットに付けられるRFIDタグ、即ち、パレットタグはいつも読み取り可能ではないから、このバーチャルパレットタグは有用である。パレットタグが読めない場合に、バーチャルパレットRFIDはパレットの位置を確認するのに役立つ。

本発明の１つの実施例に従って、RFIDリーダーを備えた輸送装置（フォークリフト）が商品を第１地点から第２地点に移動させる店舗配置の１例を示す。

本発明の１つの実施例に従って、追加的外部センサー情報を使って紛失RFID読み取り（stray RFID tag readings）を検出するRFID輸送装置センサーシステムを示す。

本発明の１つの実施例に従って、追加的外部センサー情報を使って紛失RFID読み取りを検出するRFID輸送装置センサー方法を示す。

本発明の１つの実施例に従って、パレットを表すための１群の製品RFIDタグから導かれるバーチャルパレットRFIDタグを使うRFID輸送装置センサー方法の例を示す。

本発明の１つの実施例に従う“RFIDタグ読み取りの数に関連する外部センサー情報”及び“RFID信号強さ”の１つの例である。

実施例の詳細な説明
図１は、本発明の１つの実施例に従って、RFIDリーダーを備えた輸送装置（フォークリフト）が、商品を第１地点（パレット）から第２地点（棚）に移動させる店舗配置の１例を示す。店舗100はパレット102,104のような商品を蓄えたり、及び/又は、商品をディスプレイする例えば、棚106のような(複数)ローカルスポットを含んでよい。各ローカルスポットには、少なくとも１つのローカルRFIDタグを付けることができる。同タグの識別番号はRFIDタグデータベースにおけるローカルスポットを識別するのに使われる。例えば、ロケーションRFIDタグ118,120は、それぞれパレット102,104に取り付けられる。タグ132,134は棚106に取り付けられ、棚の上部、下部のロケーション地点106を識別し、タグ140、142は、パレット又は棚を配置する地上部に付けられる。店員はロケーションRFIDタグを対応するロケーション地点に取り付け、ロケーションRFIDタグ読取り（例えば唯一のタグ識別子）をRFIDデータベースに記録する。

RFIDが取付けられた商品は、各ロケーション地点に配置されてもよい。例えば、製品RFIDタグ112,114が取けられた製品108,110はパレット102に配置することができ、製品RFIDタグ126,128,130が取付られた製品112,114,116はパレット104に配置することができる。製品RFIDタグは、店舗に出す前に商品に取り付けられる。更に、製品RFIDタグはスキャンされ、例えば、製品RFIDタグ及びロケーションタグを読み取るタイミングに基づいて、ロケーションRFIDタグと関係付けられる。製品RFIDタグとロケーションRFIDタグとの関係付けは、RFIDデータベースに記録され、前記関係付けに基づいて製品のロケーションが同定される。

通常の店の営業時間において、商品は一の地点（例えば、倉庫）から他の地点（例えば、棚）に移動されることができる。輸送装置（例えば、フォークリフト136）は、商品又は商品が載せられたパレットを１地点から他地点に移動するのに使われる。商品又はパレットが移動されると、それに対応する店内位置を変更することができる。結果、RFIDタグデータベースはアップデートされ、変更されたロケーションが反映される必要がある。製品の、この移動は、倉庫又は物流センターでも行われ、本発明はいずれの場合も実施される。

本発明の１の実施例によると、輸送装置（例えば。フォークリフト136）にはRFIDスキャナーが備え付けられており、自動的に製品RFIDタグ移動が記録される。これは、移動後の移動RFIDスキャナー138からのRFID読取りに基づいて、製品RFIDタグとロケーションRFIDタグを関連付けることにより、実現される。例えば、製品108、110を載せたパレット102は、エリア140に移動される。移動後に、RFIDスキャナー138がタグ118、122、124、140のRFID読取りを関連付けることにより、製品108、110とパレット102のロケーションは、ロケーション140であるとされ、RFIDデータベースにおいてアップデートされる。

大量のロケーションRFIDと製品RFID を有している店舗においては、いつでも移動可能RFIDスキャナー138は、ターゲットRFIDタグ以外の大量のRFID信号を受信することができる。この実施例では、フォークリフト136がパレット102を吊り上げるときに、RFIDスキャナー138はターゲットRFIDタグ118、122、124からRFID信号を受信することができる。同時に、スキャナー138は、パレット104の上の近くのRFIDタグ（例えばタグ120、112、114、116）からRF信号を受信することができる。タグ120、112、114、116からのRF信号は、本来の意図されたRFIDタグではなく、紛失RFID読み取り（stray RFID readings）を生成する。

図２は一例としてのRFID輸送装置センサーシステムで、本発明の一実施例に基づいて、追加的外部センサー情報を使って、紛失RFID読取りを検出する。この実施例において、RFIDセンサー134に加えて、輸送装置136は、少なくとも１の外部センサーを備え、RF信号以外の情報を検出している。本発明の１つの実施例において、外部センサー202は近接センサーを持っており、荷物がフォークリフト136にあるか、無いかを検出している。近接センサーは、例えば、RFIDスキャナーの上で、フォークリフトの前面に設けられ、対象物（例えば、パレット）がフォークリフトを使ってピックアップ、又は、荷下ししたかを分別することができる。更に、実施例の外部センサー202は、例えば、フォークリフトの下に設けたレーザーセンサーを含むことができる。レーザーセンサーは、荷物のピックアップ中、又は、荷下し中に、表面（例えば地面）に対するフォークの距離を測定し、パレット高さを決定することができる。更に、実施例の外部センサーは加速度センサーを持ち、動きパラメータ（即ち、フォークリフト136の速度、方向（例えば前進、後退))を測定することができる。

RFIDスキャナー134は、同時にRFIDタグ識別子214及びRFID信号強度値（signal strength）216を同時に受信することができる。更に、RFIDスキャナー136は、タグから送信されたＲＦ信号を受信した時点のタイムスタンプ220を記録することができる。これらタイムスタンプに基づいて、特定タグのＲＦ信号読み取り数218が計算される。前記外部センサーはフォークリフトに関係する種々の事象（events；例えば、パレットへの荷積み222、パレットからの荷下し224、垂直閾値を越えるフォーク226、垂直閾値以下のフォーク228、フォークリフトの前進230、フォークリフトの後退232、フォークリフトが静止しているか等の事象）を検出することができる。前記外部センサーは別の情報（例えば、フォークリフトの速度、動き方向）を検出することができる。更に、外部センサーは外部事象が前記外部センサーにより検出された時点のタイムスタンプを記録することができる。

本発明の一つの実施例においては、フォークリフトはデータレコーダー204を具備しており、RFIDスキャナー134からのRFIDタグ情報及び(複数)外部センサー202で検出された（複数）外部事象を記録することができる。RFIDタグ情報及び外部センサー事象はプロセッサー210（例えば、コンピュータ）に送信し、(複数)対象物RFIDタグを決定することができる。１の実施例では、プロセッサー202はフォークリフト上に積載され、データレコーダー204に直接接続することができる。本発明の他の実施例では、送信は、例えばデータレコーダー204に接続された無線送信機206から、プロセッサー210に接続された無線受信機208に無線接続により行うことができる。無線送信機は、データがデータレコーダー204に記録されると、即時にデータを送信することができる。本発明の別の実施例において、フォークリフトが商品の移動を終え、ドックステーション（dock station）に戻ったときに、データレコーダー204はデータをプロセッサーに送信することができる。その後、データはコンピュータ読取り可能メディア（例えばポータブルディスク等）を介して移動することができる。

プロセッサー210は、更にコンピュータソフトウェアコードを実行し、紛失RFID読取りを検出し、(複数)対象物RFIDタグの位置を決定することができる。この決定に基づいて、プロセッサー210はRFIDデータベース212のアップデートを行い、現在の商品又はパレット位置を反映することができる。

図３は、実施例のRFID輸送装置センサー方法を示す。この方法は、本発明の一つの実施例に基づいて、追加的外部センサー情報を使って、紛失RFIDタグ読取りを検出するための方法である。前記のとおり、RFIDスキャナー134は、ロケーションRFIDタグおよび製品RFIDタグからのRFIDタグ情報をスキャンすることができる（302）。また、外部センサーは外部センサー情報を取得することができる（304）。ステップ306において収集されたRFIDタグ情報及び外部センサー情報をプロセッサー210に送ることができる。

本発明の一つの実施例において、(複数)外部センサーで検出された(複数)外部センサー事象を使ってタイムウィンドウを生成することができる。そのウィンドウに亘って、対象RFIDタグを検出することができる（308）。図５(A)は、フォークリフト上の荷物が外部事象として使われる本発明の１実施例である。時点Ｔ１において、外部センサー（例えば、近接センサー等）は、外部センサー事象ウィンドウ506の開始として、“load on”（502）事象を検出することができる。時点Ｔ２において、外部センサーは, 外部センサー事象ウィンドウ506の終了として、“load off”（504）事象を検出することができる。ウィンドウ内において、RFID読み取り数、RFID信号強度値、タグ識別子および、RFID読取りと外部センサー事象との間の時間関係のような（複数）フィーチャを使い、モデル310に基づく紛失RFIDタグ読取りを行うことができる。

本発明の１の実施例において、フォークリフトがロケーションRFIDタグのラベルが付けられたパレット及び一つのロケーションから別のロケーションへ移動する製品RFIDタグが付けられた商品を持ち上げるモデルにおいて、紛失RFIDタグ読み取りが、外部センサー情報を使って検出される。図５(B）は、外部センサー事象ウィンドウ内における、１のパレットのタグＡに対する、及び、(複数)製品のタグＢ，Ｃ，Ｄに対する記録されたタグ読み取り数を表す(読取り数は各タグ毎のエリアにより示される)。この実施例において、タグＡ、Ｂは、タグＣ，Ｄと比べて、RFIDタグ読み取り数がかなり大きい。更に、図５（C）は、各RFIDタグに対する、検出されたＲＦ信号強度値を示す。この例において、タグＡ，ＢはタグＣ，Ｄと比べてＲＦ信号強度値が一貫して大きい。パレットＡと製品Ｂが移動しているとの判断はRFIDタグ読取り数とＲＦ信号強度値に基づいて行うことができる。

対象物RFIDタグが決定されると、それらは更にロケーションRFIDタグ（例えば、店舗の棚、スポットを特定するタグ等）と相互に関係づけることができる。製品タグと新しいロケーションタグとの間の関係に基づいて、RFIDタグデータベースをアップデートして店舗内の製品又はパレットの新しい位置を反映することができる。

本発明の１の実施例において、(複数)外部センサー事象を使って、RFIDスキャナー138にトリガーをかけることができる。例えば、スキャナーは近接センサーによって検出された“load on”事象の決定に基づいてRF信号に対するスキャニングを開始し、“load off”事象に基づいてスキャニングを停止することができる。このようにして、紛失RFID読取りを制限することができる。

（図３に示されているステップに加え）図４を参照すると、１のパレット上の一群の複数の製品RFIDタグが検出され、対象物RFIDタグであると判断される場合、タググループは、更に整理され、バーチャルパレットRFIDタグ402が割当てられる。これは、パレットタグが、例えば、RFIDスキャナー範囲にあって検出されないような場合に、製品位置を決めるのに役立つ。RFID製品タググループは、RFIDタグ読取りに基づいて１グループとして分類することができる。一実施例において、複数のRFIDタグ読取りがパレット“load on”事象の後で、パレット“load off”事象の前に存在する場合、これらRFIDタグは一つのグループに割当てられ、RFIDデータベースにおける関連グループ（associate group）として記録する（404）ことができる。

本発明の一実施例において、外部センサー事象ウィンドウにおいて最大の読取り数を持つRFID製品をバーチャルパレットRFIDタグとして割り当て、RFIDタグデータベースに関連RFIDタググループに対するキーとして格納することができる。続くパレット移動は、RFIDタグデータベースにおけるバーチャル RFIDパレットタグをアップデートすることができる。

バーチャルRFIDパレットタグは、ファミリーツリーとして（即ち、親から子へ）RFIDタググループと関連させることができる。例えば、もしタグ番号３が、タグ番号1-8のグループに関して、前記バーチャルRFIDパレットタグとして割り当てられた場合、タグ番号３は、タグ番号1-2、4-8の親としてデータベースに格納することができる。このように、もし、後で、他のRFIDタグ（例えばタグ番号9，10）が前記RFIDタググループと共に検出された場合、前記バーチャルパレットタググループと関係するパレットから、タグ番号9,10を取り除くことができる。それらはファミリーメンバーではないからである。また、タグ番号2、6-8が新しいロケーションRFIDタグと共に検出される場合、前記バーチャルパレットタグはアップデートされ、タグ番号2,6-8からの情報に基づいて新しいロケーションと関係付けられる。

当業者は前記説明から、本発明は種々の形で実施でき、種々の実施例が単独で又は組み合わせられて実施されることを理解できる。従って、本発明の実施例は特定の実施例に関連して説明されたが本発明の実施例及び/又は方法の真の範囲は限定されるものではない。他の変形が図面、明細書、特許請求の範囲を検討することにより、当業者に明らかであるからである。

Claims

店舗の在庫管理のための移動センサーシステムであって、
複数の無線周波数識別子（RFID）タグからの読取りを受信するための少なくとも１つのRFIDスキャナーと、
前記複数のRFIDタグからの複数のRF信号以外の少なくとも１つの外部事象を検出するための少なくとも１つの外部センサーと、
前記複数のRFIDタグからの読取りを記憶するためのRFIDデータベースをアップデートするように構成されたプロセッサとを含み、
前記アップデートは、前記複数のRFIDタグからの読取りと前記少なくとも１つの外部センサーで検出された前記少なくとも１つの外部事象との相関関数（correlation function）に基づき、
前記相関関数は前記少なくとも１つの外部センサーで検出された前記少なくとも１つの外部事象から導かれるタイムウインドウに基づくことを特徴とする移動センサーシステム。
移動センサーシステムが輸送装置の上に設けられている、請求項１に記載の移動センサーシステム。
前記RFタグからの読取りは、少なくとも１つの固有のRFIDタグ識別子及び無線周波数（RF）信号強度指標（index）を含む、請求項１に記載の移動センサーシステム。
前記複数のRFIDタグは製品を識別するための製品RFIDタグ、及び、店舗内のロケーションを識別するためのロケーションRFIDタグ含む、請求項１に記載の移動センサーシステム。
前記RFIDデータベースは製品RFIDタグとロケーションRFIDタグとの間の関係を含む、請求項４に記載の移動センサーシステム。
バーチャルパレットRFIDタグが、RFIDデータベースに格納されている製品RFIDタグに割り当てられ、前記バーチャルパレットRFIDタグが前記相関関数の値に基づいて決定される、請求項５に記載の移動センサーシステム。
店舗内のロケーションは棚、パレット及び地面エリアを含む、請求項４に記載の移動センサーシステム。
前記少なくとも１つの外部センサーは、少なくとも１つの近接センサー、レーザーセンサー及び加速度センサーを含む、請求項１に記載の移動センサーシステム。
前記少なくとも１つの外部事象は、前記少なくとも１つの外部センサーで検出される、少なくとも１つの輸送装置に積まれる荷物及び輸送装置から積下ろされる荷物を含む、請求項１に記載の移動センサーシステム。
前記少なくとも１つの外部事象は、前記少なくとも１つの外部センサーにより検出される、少なくとも１つの前進する、後退する、静止している輸送装置を含む、請求項１に記載の移動センサーシステム。
前記少なくとも１つの外部事象は、垂直閾値を越えて上に、又は、垂直閾値を越えて下にある輸送装置の荷物運搬部分を含む、請求項１に記載の移動センサーシステム。
前記タイムウィンドウの開始は、荷物が輸送装置に積載される外部事象に基づき、前記タイムウィンドウの終了は、荷物が前記輸送装置から下ろされる外部事象に基づく、請求項１に記載の移動センサーシステム。
前記相関関数は前記タイムウィンドウ内の複数のRFIDタグからの読取り数に基づく、請求項１に記載の移動センサーシステム。
更に、複数のRFIDタグからの読取り及び前記少なくとも１つの外部事象を記録するためのデータ記録装置、及び
前記データ記録装置を前記プロセッサに接続する無線データ送信リンクを有する、請求項１に記載の移動センサーシステム。
前記店舗は小売店、倉庫店、及び卸センターの内の１つを含む、請求項１に記載の移動センサーシステム。
店舗の在庫管理のための移動センサーシステムであって、
複数の無線周波数識別子（RFID）タグからの読取りを受信するための少なくとも１つのRFIDスキャナーと、
前記複数のRFIDタグからの複数のRF信号以外の少なくとも１つの外部事象を検出するための少なくとも１つの外部センサーと、を含み、
前記少なくとも１つのRFIDスキャナーは、前記少なくとも１つの外部センサーで検出される少なくとも１つの外部事象の関数として、トリガーオン又はオフされ、
前記関数は前記少なくとも１つの外部センサーで検出された前記少なくとも１つの外部事象から導かれるタイムウインドウに基づくことを特徴とする移動センサーシステム。
前記少なくとも１つの外部センサーは、近接センサー、レーザーセンサー及び加速度センサーの内少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の移動センサーシステム。
前記少なくとも１つの外部事象は、前記少なくとも１つの外部センサーで検出される、輸送装置に積まれる荷物及び輸送装置から下ろされる荷物の内少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の移動センサーシステム。
前記少なくとも１つの外部事象は、前記少なくとも１つの外部センサーで検出される、垂直閾値を越えて上に、又は、垂直閾値を越えて下にある輸送装置の荷物運搬部分を含む、請求項１６に記載の移動センサーシステム。
店舗の在庫管理のための少なくとも１つのRFIDスキャナーと、前記少なくとも１つのRFIDスキャナー以外の少なくとも１つの外部センサーを使用する方法であって、
複数のRFIDタグからの読み取りを受信するステップと、
少なくとも１つの外部事象を検出するステップと、
前記複数のRFIDタグからの読み取りを格納するためのRFIDデータベースをアップデートするステップとを含み、
前記アップデートは前記複数のＲＦＩＤタグからの読み取り、及び、前記少なくとも１つの外部センサーで検出される前記少なくとも１つの外部事象の相関関数に基づき、
前記相関関数は前記少なくとも１つの外部センサーで検出された前記少なくとも１つの外部事象から導かれるタイムウインドウに基づくことを特徴とする方法。