JP5611511B2 - Reader / writer and article sorting system - Google Patents

Reader / writer and article sorting system Download PDF

Info

Publication number
JP5611511B2
JP5611511B2 JP2008146571A JP2008146571A JP5611511B2 JP 5611511 B2 JP5611511 B2 JP 5611511B2 JP 2008146571 A JP2008146571 A JP 2008146571A JP 2008146571 A JP2008146571 A JP 2008146571A JP 5611511 B2 JP5611511 B2 JP 5611511B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
information recording
recording medium
contact information
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008146571A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009076048A (en
Inventor
安藤 勝彦
勝彦 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Signal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Signal Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Signal Co Ltd filed Critical Nippon Signal Co Ltd
Priority to JP2008146571A priority Critical patent/JP5611511B2/en
Publication of JP2009076048A publication Critical patent/JP2009076048A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5611511B2 publication Critical patent/JP5611511B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、リーダライタ、及び物品仕分システムに関し、さらに詳しくは、マイクロ波方式により通信を行う非接触情報記録媒体への情報の読み書きを行なうリーダライタであって、縦、横に並べられた非接触情報記録媒体、及び移動する複数の非接触情報記録媒体の情報を一括して読み取る際の情報識別技術に関するものである。   The present invention relates to a reader / writer and an article sorting system. More specifically, the present invention relates to a reader / writer that reads / writes information from / to a non-contact information recording medium that communicates using a microwave method, and is arranged in a vertical and horizontal manner. The present invention relates to a contact information recording medium and an information identification technique for collectively reading information of a plurality of moving non-contact information recording media.

電波を利用したRFIDシステムは、電源を持たないパッシブ型の非接触ICタグに対しても、数十cm〜数mという長い交信可能距離を持つ。しかし、非接触ICタグとの交信可能距離は、非接触ICタグに搭載されたアンテナの特性により決定されるため、狭指向性の小型アンテナの実現が困難な帯域(1GHz以下のUHF帯など)を利用したRFIDシステムにおいては、非接触ICタグの存在する方向を精度よく検知することは困難であった。
特許文献1には、指向性の強い少数のアンテナで、通信不能部分の無い広い通信領域をカバーできるタグ通信用アンテナについて開示されている。
特開2006−20083公報
An RFID system using radio waves has a long communicable distance of several tens of centimeters to several meters even for a passive non-contact IC tag having no power source. However, since the communicable distance with the non-contact IC tag is determined by the characteristics of the antenna mounted on the non-contact IC tag, it is difficult to realize a small antenna with a narrow directivity (such as a UHF band of 1 GHz or less). In the RFID system using the ID, it is difficult to accurately detect the direction in which the non-contact IC tag exists.
Patent Document 1 discloses a tag communication antenna that can cover a wide communication area having no communication impossible portion with a small number of highly directional antennas.
JP 2006-20083 A

しかしながら、特許文献1に開示されている従来技術では、RFIDリーダ/ライタに用いられるタグ通信用アンテナは、送信する電波のビームをスキャンできるビームスキャンアンテナであること、ビームはスキャン方向に指向性の強いビームであること、ビームのスキャンはスキャン方向を含む面が最も強い反射波の生じる反射面である床面と交わるように行われること、等の制約条件が多いため、場所によっては、アンテナを最適な位置に設置できないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、複数のアンテナを備え、リーダライタから発信された電波とRFIDタグから反射された電波の遅延時間に基づいて、夫々のアンテナからRDIDタグまでの距離の差を求めることにより、RFIDタグの存在する方向を識別することができるリーダライタを提供することを目的とする。
However, in the prior art disclosed in Patent Document 1, the tag communication antenna used in the RFID reader / writer is a beam scan antenna that can scan a beam of radio waves to be transmitted, and the beam has directivity in the scan direction. Because there are many constraints such as being a strong beam, and scanning the beam so that the plane including the scan direction intersects the floor surface, which is the reflective surface where the strongest reflected wave is generated, depending on the location, the antenna may be There is a problem that it cannot be installed in an optimal position.
The present invention has been made in view of such problems, and includes a plurality of antennas, and from each antenna to the RDID tag based on the delay time of the radio wave transmitted from the reader / writer and the radio wave reflected from the RFID tag. It is an object of the present invention to provide a reader / writer that can identify the direction in which an RFID tag exists by determining the difference in distance between the RFID tags.

本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、電波を利用して非接触情報記録媒体に情報を読み書きするリーダライタであって、前記非接触情報記録媒体に電波を変調し送信する送信手段と、該電波の一部を前記非接触情報記録媒体が変調した反射波を受信し復調する受信手段と、演算手段と、複数のアンテナと、制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との間で通信を行い、その時の前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との間の後方散乱波の位相差に応じた遅延時間から前記各アンテナと前記非接触記録媒体との間の距離の差を演算する前記演算手段の演算結果を用いて前記非接触情報記録媒体の存在する方向を判定することを特徴とする。
本発明は、マイクロ波を利用して非接触情報記録媒体と通信を行うマイクロ波方式におけるリーダライタであり、リーダライタから送信した電波(マイクロ波)は、複数のアンテナから放射されて非接触情報記録媒体により変調されて反射波として夫々のアンテナにより受信される。このとき発信した電波と反射波との間には、距離に応じた遅延時間が生じる。本発明は、その時の各アンテナと非接触情報記録媒体との距離の差を演算手段により演算して求めることにより、非接触情報記録媒体の存在する方向を判定する。これにより、アンテナの指向性に依存せずに、非接触情報記録媒体の位置を特定することができる。また、ベルトコンベア上を搬送される荷物の識別や、縦・横に並べられた荷物の識別、直線的な識別エリアの実現など、従来は狭指向性のアンテナが必須とされてきた用途にも、広指向性のアンテナを用いたシステムを適用することが可能となり、狭指向性の小型アンテナの実現が困難な帯域を利用したRFIDシステムにおいても、このような用途に使用することが容易となる。また、同様の用途に狭指向性のアンテナを使用した場合と比較して、柔軟に識別する範囲を設定することが可能となる。そして、広い範囲の非接触情報記録媒体を一括で読取るという動作と、その中の特定の範囲にある非接触情報記録媒体を識別するという動作を同時に行うことも可能となる。
In order to solve this problem, the present invention provides a reader / writer that reads and writes information from and to a non-contact information recording medium using radio waves, and modulates and transmits the radio waves to the non-contact information recording medium. A transmission means ; a reception means for receiving and demodulating a reflected wave obtained by modulating a part of the radio wave by the non-contact information recording medium; an arithmetic means; a plurality of antennas; and a control means. Communicating between each antenna and the non-contact information recording medium, and each antenna from a delay time corresponding to a phase difference of a backscattered wave between the antenna and the non-contact information recording medium at that time The direction in which the non-contact information recording medium exists is determined using a calculation result of the calculating means for calculating a difference in distance between the non-contact recording medium and the non-contact recording medium.
The present invention is a reader / writer in a microwave system that communicates with a non-contact information recording medium using microwaves, and radio waves (microwaves) transmitted from the reader / writer are radiated from a plurality of antennas and contactless information. Modulated by the recording medium and received as a reflected wave by each antenna. At this time, a delay time corresponding to the distance occurs between the transmitted radio wave and the reflected wave. According to the present invention, the direction in which the non-contact information recording medium exists is determined by calculating the difference in distance between each antenna and the non-contact information recording medium at that time by calculating means. Thereby, the position of the non-contact information recording medium can be specified without depending on the directivity of the antenna. Also, for applications where narrow-directional antennas have been required in the past, such as identification of luggage transported on a belt conveyor, identification of luggage arranged vertically and horizontally, and realization of a linear identification area. Therefore, it is possible to apply a system using a wide directivity antenna, and it is easy to use it in such an application even in an RFID system using a band where it is difficult to realize a small antenna with a narrow directivity. . In addition, it is possible to set a range to be identified more flexibly than when a narrow-directional antenna is used for the same purpose. It is also possible to simultaneously perform an operation of reading a wide range of non-contact information recording media at once and an operation of identifying non-contact information recording media in a specific range.

請求項2は、前記制御手段は、2つのアンテナと前記非接触情報記録媒体との間で通信を行い、その時の前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との間の後方散乱波の位相差に応じた遅延時間から前記各アンテナと前記非接触記録媒体との間の距離の差を前記演算手段により演算し、演算された距離の差に基づいて前記2つのアンテナ間の距離の中点と前記非接触情報記録媒体とを結ぶ直線が成す角度を演算することにより、前記非接触情報記録媒体が存在する方向を判定することを特徴とする。
請求項3は、前記演算手段が前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との距離の差を演算する場合、前記非接触情報記録媒体と前記アンテナとの間の距離に比例した遅延を有する反射波を用いて測定することを特徴とする。
電波を利用したRFIDシステムでは、非接触情報記録媒体に与えた電波(CW波)の一部を、非接触情報記録媒体が変調を加えて戻す(振幅・位相を変化させて反射させる)ことにより、非接触情報記録媒体からリーダライタへの通信を行っている。リーダライタには「自ら発信した電波の反射波(後方散乱波)」が戻ることとなるが、この後方散乱波は、非接触情報記録媒体とアンテナとの間の距離に比例した遅延を持った波である。これにより、2つのアンテナと非接触情報記録媒体との距離の差を演算手段により容易に演算することができる。
According to a second aspect of the present invention, the control means performs communication between two antennas and the non-contact information recording medium, and a phase difference of backscattered waves between the antennas and the non-contact information recording medium at that time The calculation means calculates a difference in distance between each antenna and the non-contact recording medium from a delay time according to the difference between the two antennas based on the calculated difference in distance. A direction in which the non-contact information recording medium is present is determined by calculating an angle formed by a straight line connecting the non-contact information recording medium.
According to a third aspect of the present invention, when the calculation means calculates a difference in distance between each antenna and the non-contact information recording medium, the reflection has a delay proportional to the distance between the non-contact information recording medium and the antenna. It is characterized by measuring using waves.
In an RFID system using radio waves, a non-contact information recording medium modulates and returns a part of a radio wave (CW wave) applied to the non-contact information recording medium (reflects by changing the amplitude and phase). The communication from the non-contact information recording medium to the reader / writer is performed. The reflected wave (backscattered wave) of the radio wave transmitted by itself will return to the reader / writer, but this backscattered wave has a delay proportional to the distance between the non-contact information recording medium and the antenna. It is a wave. Thereby, the difference of the distance between the two antennas and the non-contact information recording medium can be easily calculated by the calculation means.

請求項4は、検出範囲内の複数の非接触情報記録媒体を衝突なく検出するアンチコリジョンプロトコルにより通信する前記複数の非接触情報記録媒体の中から、特定の非接触情報記録媒体を指定して当該非接触情報記録媒体の存在する方向を判定することを特徴とする。
アンチコリジョンプロトコルにより通信する場合、複数の非接触情報記録媒体の中から特定の非接触情報記録媒体を指定することが可能となる。そこで本発明では、複数の非接触情報記録媒体の中から特定の非接触情報記録媒体を指定して、その非接触情報記録媒体の位置を判定する。これにより、複数の非接触情報記録媒体から選択した特定の非接触情報記録媒体の存在する方向を判定することができる。
請求項5は、前記2つアンテナと前記非接触情報記録媒体との距離の差を演算する場合、前記2つアンテナ間の距離の中点と前記非接触情報記録媒体とを結ぶ直線が成す角度が±90度以下になるように前記各アンテナ間の距離を可能な限り狭めて配置したことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のリーダライタ。
非接触情報記録媒体と複数のアンテナとの距離の差の測定においては、複数のアンテナ間の距離が大きくなるほど、誤検知する確率が高くなる。そこで本発明では、各アンテナ間の距離を可能な限り狭めて配置する。これにより、誤検知の確率を低くすることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, a specific non-contact information recording medium is designated from among the plurality of non-contact information recording media communicating by an anti-collision protocol that detects a plurality of non-contact information recording media within a detection range without collision. The direction in which the non-contact information recording medium exists is determined.
When communicating using the anti-collision protocol, a specific non-contact information recording medium can be designated from a plurality of non-contact information recording media. Therefore, in the present invention, a specific non-contact information recording medium is designated from a plurality of non-contact information recording media, and the position of the non-contact information recording medium is determined. Thereby, the direction in which the specific non-contact information recording medium selected from the plurality of non-contact information recording media exists can be determined.
According to a fifth aspect of the present invention, when calculating a difference in distance between the two antennas and the non-contact information recording medium, an angle formed by a straight line connecting the midpoint of the distance between the two antennas and the non-contact information recording medium The reader / writer according to any one of claims 1 to 4 , wherein the distance between the antennas is arranged as narrow as possible so that the angle becomes ± 90 degrees or less .
In the measurement of the difference in distance between the non-contact information recording medium and the plurality of antennas, the probability of erroneous detection increases as the distance between the plurality of antennas increases. Therefore, in the present invention, the distance between the antennas is arranged as narrow as possible. Thereby, the probability of erroneous detection can be lowered.

請求項6は、前記各アンテナに所定の指向特性を持たせることにより、前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との距離差が大きくなる方向を該非接触情報記録媒体との通信範囲外とすることを特徴とする。
最も非接触情報記録媒体と2つのアンテナの距離差dが小さいときは、2つのアンテナの中点に非接触情報記録媒体が存在する場合である。そこで、無指向性のアンテナではなく、ある程度の指向性を持ったアンテナを使用し、距離差dの大きくなる方向を非接触情報記録媒体との通信範囲外とする。これにより、中点から左右何れかの方向を通信範囲外とすることができ、非接触情報記録媒体とアンテナとの位置関係に制限を設けることができる。
請求項7は、前記各アンテナが正面指向特性を有し、且つ所定の間隔に配置した条件下において、前記各アンテナの受信強度から、前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との距離差を補正することを特徴とする。
例えば、アンテナ1とアンテナ2を正面指向性を持つアンテナとし、θが−3π以下もしくは+3π以上の値とならない程度の間隔で配置する。この条件下で、アンテナ1とアンテナ2での受信強度に違いが無い場合には、θの差分は−π以上、+π以下の値であると判断できる。また、アンテナ1とアンテナ2の受信強度の差が大きい場合には、アンテナ1側の受信が大きければ+π以上+3π以下、アンテナ2側の受信が大きければ−π以下−3π以上であると判断する。これにより、受信強度から容易に各アンテナと非接触情報記録媒体との距離差を補正することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, the direction in which the distance difference between each antenna and the non-contact information recording medium increases by giving each antenna a predetermined directivity characteristic is out of the communication range with the non-contact information recording medium. It is characterized by that.
When the distance difference d between the non-contact information recording medium and the two antennas is smallest, the non-contact information recording medium exists at the midpoint between the two antennas. Therefore, an antenna having a certain degree of directivity is used instead of an omnidirectional antenna, and the direction in which the distance difference d increases is out of the communication range with the non-contact information recording medium. Thereby, either the left or right direction from the midpoint can be out of the communication range, and the positional relationship between the non-contact information recording medium and the antenna can be limited.
According to a seventh aspect of the present invention, the distance difference between each antenna and the non-contact information recording medium is calculated from the reception intensity of each antenna under the condition that each antenna has a front directivity characteristic and is arranged at a predetermined interval. It is characterized by correcting.
For example, the antenna 1 and the antenna 2 are antennas having front directivity, and the antennas are arranged at intervals such that θ does not become a value of −3π or less or + 3π or more. If there is no difference in the received intensity between the antenna 1 and the antenna 2 under these conditions, it can be determined that the difference of θ is a value between −π and + π. Further, when the difference between the reception strengths of the antenna 1 and the antenna 2 is large, it is determined that if the reception on the antenna 1 side is large, + π or more and + 3π or less, and if the reception on the antenna 2 side is large, it is −π or less and −3π or more. . Thereby, the distance difference between each antenna and the non-contact information recording medium can be easily corrected from the received intensity.

請求項8は、前記制御手段は、前記演算手段により演算された位相差の差分を測定して前記アンテナと前記非接触情報記録媒体との距離の変化を求めることにより、前記非接触情報記録媒体が前記アンテナに最接近したタイミングを識別することを特徴とする。
非接触情報記録媒体がアンテナに最接近したタイミングは、そのベクトルの向きが変化する直前である。即ち、距離と時間との関係から導かれた2次関数の極小点が、非接触情報記録媒体がアンテナに最接近した時である。これにより、非接触情報記録媒体がアンテナを通過した時間を個別に管理することができる。
請求項9は、前記非接触情報記録媒体が存在し得る範囲に、前記アンテナ間における後方散乱波の位相差が一意の方向を示すように2つのアンテナを配置し、前記制御手段は、前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との相対速度を演算する相対速度演算部を備え、該相対速度演算部による通過検出を使用して位相差を取得する共に、前記非接触情報記録媒体が前記各アンテナへ最接近する点を求めることにより、前記非接触情報記録媒体が存在する方向を取得して、該非接触情報記録媒体が前記アンテナ正面を通過したと判断することを特徴とする。
位相差が一意の方向を示すようにするには、アンテナ間隔を狭め、アンテナ間隔<波長とすれば良いが、位相取得時の誤差の影響が大きくなり、精度が低下する。そこで、本発明では、相対速度による通過検出と、方向検出を併用し、アンテナ間隔>波長の条件でも、一意の方向を得られるようにすることで、精度を改善する。それには、タグが存在しえる範囲において、アンテナ間隔における位相差が一意の方向を示すようにアンテナを設置する。そして、非接触情報記録媒体とアンテナとの相対速度による通過検出を使用して、位相差の取得と同時に非接触情報記録媒体の1つのアンテナへの最接近点α、もう1つのアンテナへの最接近点βを求める。非接触情報記録媒体がアンテナと直交するように移動する場合、αは1つのアンテナ上の点であり、また、βはもう1つのアンテナ上の点である。そして、アンテナ間隔では位相差は一意の方向を示すといえるため、α−β間では、位相差から、そのタグが存在すると考えられる方向を得ることができる。
According to an eighth aspect of the present invention, the control unit measures the difference in phase difference calculated by the calculation unit and obtains a change in the distance between the antenna and the non-contact information recording medium, whereby the non-contact information recording medium Identifies the timing at which the antenna is closest to the antenna.
The timing when the non-contact information recording medium comes closest to the antenna is immediately before the direction of the vector changes. That is, the minimum point of the quadratic function derived from the relationship between distance and time is when the non-contact information recording medium is closest to the antenna. Thereby, the time when the non-contact information recording medium passes through the antenna can be individually managed.
According to a ninth aspect of the present invention, two antennas are arranged in a range where the non-contact information recording medium can exist so that a phase difference of backscattered waves between the antennas indicates a unique direction. A relative speed calculation unit that calculates a relative speed between the antenna and the non-contact information recording medium, and obtains a phase difference by using passage detection by the relative speed calculation unit; By obtaining a point closest to the antenna, a direction in which the non-contact information recording medium exists is obtained, and it is determined that the non-contact information recording medium has passed through the front of the antenna.
In order to make the phase difference indicate a unique direction, it is sufficient to narrow the antenna interval and make the antenna interval <wavelength. However, the influence of the error at the time of phase acquisition becomes large, and the accuracy decreases. Therefore, in the present invention, the accuracy is improved by using both the passage detection based on the relative velocity and the direction detection so that a unique direction can be obtained even under the condition of antenna interval> wavelength. For this purpose, the antenna is installed so that the phase difference in the antenna interval indicates a unique direction in a range where the tag can exist. Then, by using the passage detection based on the relative velocity between the non-contact information recording medium and the antenna, the closest point α to the one antenna of the non-contact information recording medium and the other antenna at the same time as obtaining the phase difference. Find the approach point β. When the non-contact information recording medium moves so as to be orthogonal to the antenna, α is a point on one antenna, and β is a point on the other antenna. And since it can be said that the phase difference indicates a unique direction at the antenna interval, a direction in which the tag is considered to be present can be obtained from the phase difference between α and β.

請求項10は、検出範囲内の複数の非接触情報記録媒体を衝突なく検出するアンチコリジョンプロトコルにより通信する前記複数の非接触情報記録媒体の中から、特定の非接触情報記録媒体が存在し得る範囲に、前記アンテナ間における後方散乱波の位相差が一意の方向を示すように2つのアンテナを配置し、前記制御手段は、前記各アンテナと前記特定の非接触情報記録媒体との相対速度を演算する相対速度演算部を備え、該相対速度演算部による通過検出を使用して位相差を取得する共に、前記特定の非接触情報記録媒体が前記各アンテナへ最接近する点を求めることにより、前記特定の非接触情報記録媒体が存在する方向を取得して、該特定の非接触情報記録媒体が前記アンテナ正面を通過したと判断することを特徴とする。
アンチコリジョンプロトコルにより通信する場合、複数の非接触情報記録媒体の中から特定の非接触情報記録媒体を指定することが可能となる。そこで本発明では、複数の非接触情報記録媒体の中から特定の非接触情報記録媒体を指定して、その非接触情報記録媒体の位置を判定する。これにより、複数の非接触情報記録媒体から選択した特定の非接触情報記録媒体の位置を判定することができる
According to a tenth aspect of the present invention, there may be a specific non-contact information recording medium among the plurality of non-contact information recording media that communicates by an anti-collision protocol that detects a plurality of non-contact information recording media within a detection range without collision. Two antennas are arranged in a range such that the phase difference of the backscattered wave between the antennas indicates a unique direction, and the control means determines a relative velocity between each antenna and the specific non-contact information recording medium. A relative speed calculation unit for calculating, and using the detection of passage by the relative speed calculation unit to obtain a phase difference, by obtaining the point at which the specific non-contact information recording medium is closest to each antenna, A direction in which the specific non-contact information recording medium exists is acquired, and it is determined that the specific non-contact information recording medium has passed through the front of the antenna.
When communicating using the anti-collision protocol, a specific non-contact information recording medium can be designated from a plurality of non-contact information recording media. Therefore, in the present invention, a specific non-contact information recording medium is designated from a plurality of non-contact information recording media, and the position of the non-contact information recording medium is determined. Thereby, the position of a specific non-contact information recording medium selected from a plurality of non-contact information recording media can be determined .

請求項11は、請求項1乃至10の何れか一項に記載のリーダライタと、電波の送受信を仲介する複数のアンテナと、物品に係る情報を記録した非接触情報記録媒体を取り付けた物品と、該物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されてくる物品の通過を検知する検知手段と、前記搬送手段により搬送された物品を仕分けする仕分手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記演算手段により演算された遅延時間の差分を測定することにより前記各アンテナと前記物品との距離の変化を求めて、該物品の搬送順序と前記アンテナに対する移動方向を識別し、前記検知手段が該物品の通過を検知すると、先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行することを特徴とする。
移動する物品を識別して自動的に仕分する仕分システムに関するものである。即ち、本発明のリーダライタを備え、例えば、ベルトコンベアの近傍にアンテナを配置して、物品に取り付けられた非接触情報記録媒体との情報の授受を行い、その情報から物品の並び順とアンテナからの移動方向を識別する。また、それらの物品を仕分するために、物品が通過したことを検知する検知手段と、実際に物品を仕分する仕分機を備える。そして、PC等から構成される制御手段は、並び順と移動方向を記憶しておき、検知手段が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。これにより、読み取り領域内の物品が移動しても、正確にその並び順を把握して、正確に仕分けることができる。

An eleventh aspect of the present invention is an article attached with the reader / writer according to any one of the first to tenth aspects, a plurality of antennas that mediate transmission and reception of radio waves, and a non-contact information recording medium that records information on the article. A conveying means for conveying the article, a detecting means for detecting passage of the article conveyed by the conveying means, a sorting means for sorting the articles conveyed by the conveying means, and a control means, The control means obtains a change in the distance between each antenna and the article by measuring a difference in delay time computed by the computing means, and identifies a transport order of the article and a moving direction with respect to the antenna. When the detection means detects the passage of the article, it is determined that the leading article has passed, and the sorting of the article is executed.
The present invention relates to a sorting system that automatically identifies and sorts moving articles. That is, the reader / writer of the present invention is provided, for example, an antenna is arranged in the vicinity of the belt conveyor, and information is exchanged with a non-contact information recording medium attached to the article. Identifies the direction of travel from Moreover, in order to sort those articles | goods, the detection means which detects that the articles | goods passed and the sorter which actually sorts articles | goods are provided. And the control means comprised from PC etc. memorize | stores the arrangement | sequence order and a moving direction, and if a detection means detects passage of articles | goods, it will judge that the top article | item of arrangement | sequence order passed, the said articles | goods The sorting according to is executed. Thereby, even if the articles in the reading area move, the arrangement order can be accurately grasped and sorted correctly.

本発明によれば、各アンテナと非接触情報記録媒体との距離の差を演算手段により演算して求めることにより、非接触情報記録媒体が存在する方向を識別するので、アンテナの指向性に依存せずに、非接触情報記録媒体の存在する方向を特定することができる。また、ベルトコンベア上を搬送される荷物の識別や、縦・横に並べられた荷物の識別、直線的な識別エリアの実現など、従来は狭指向性のアンテナが必須とされてきた用途にも、広指向性のアンテナを用いたシステムを適用することが可能となり、狭指向性の小型アンテナの実現が困難な帯域を利用したRFIDシステムにおいても、このような用途に使用することが容易となる。また、同様の用途に狭指向性のアンテナを使用した場合と比較して、柔軟に識別する範囲を設定することが可能となる。そして、広い範囲の非接触情報記録媒体を一括で読取るという動作と、その中の特定の範囲にある非接触情報記録媒体を識別するという動作を同時に行うことも可能となる。
また、後方散乱波は、非接触情報記録媒体とアンテナとの間の距離に比例した遅延を持った波である。これにより、2つのアンテナと非接触情報記録媒体との距離の差を演算手段により容易に演算することができる。
According to the present invention, the direction in which the non-contact information recording medium is present is identified by calculating the difference in distance between each antenna and the non-contact information recording medium by calculating means, and therefore depends on the directivity of the antenna. The direction in which the non-contact information recording medium is present can be specified without the need. Also, for applications where narrow-directional antennas have been required in the past, such as identification of luggage transported on a belt conveyor, identification of luggage arranged vertically and horizontally, and realization of a linear identification area. Therefore, it is possible to apply a system using a wide directivity antenna, and it is easy to use it in such an application even in an RFID system using a band where it is difficult to realize a small antenna with a narrow directivity. . In addition, it is possible to set a range to be identified more flexibly than when a narrow-directional antenna is used for the same purpose. It is also possible to simultaneously perform an operation of reading a wide range of non-contact information recording media at once and an operation of identifying non-contact information recording media in a specific range.
Further, the backscattered wave is a wave having a delay proportional to the distance between the non-contact information recording medium and the antenna. Thereby, the difference of the distance between the two antennas and the non-contact information recording medium can be easily calculated by the calculation means.

また、複数の非接触情報記録媒体の中から特定の非接触情報記録媒体を指定して、その非接触情報記録媒体の存在する方向を識別するので、複数の非接触情報記録媒体から選択した特定の非接触情報記録媒体の存在する方向を識別することができる。
また、無指向性のアンテナではなく、ある程度の指向性を持ったアンテナを使用し、距離差dの大きくなる方向を非接触情報記録媒体との通信範囲外とするので、中点から左右何れかの方向を通信範囲外とすることができ、非接触情報記録媒体とアンテナとの位置関係に制限を設けることができる。
また、各アンテナの指向特性と受信強度から、各アンテナと非接触情報記録媒体との距離差を補正するので、受信強度から容易に各アンテナと非接触情報記録媒体との距離差を補正することができる。
In addition, since a specific non-contact information recording medium is designated from among a plurality of non-contact information recording media and the direction in which the non-contact information recording medium exists is identified, the specific selected from the plurality of non-contact information recording media The direction in which the non-contact information recording medium exists can be identified.
Also, an antenna having a certain degree of directivity is used instead of an omnidirectional antenna, and the direction in which the distance difference d increases is outside the communication range with the non-contact information recording medium. Can be out of the communication range, and the positional relationship between the non-contact information recording medium and the antenna can be limited.
In addition, since the distance difference between each antenna and the non-contact information recording medium is corrected from the directivity and reception intensity of each antenna, the distance difference between each antenna and the non-contact information recording medium can be easily corrected from the reception intensity. Can do.

また、送信アンテナを一つ、もしくは、受信アンテナを一つとし、受信・送信のいずれかのみを複数のアンテナで行うようにすることで、タグとの往復距離の差ではなく、タグから受信アンテナへの片道の距離差とすることができるため、より精度の高い識別が可能となる。
また、位相差が複数の方向を指し示す場合でも、移動するタグについてはアンテナとの相対速度から二つのアンテナに対する最接近点(α点、β点)を得る事により、一意の方向を求める事が可能である。位相取得時の誤差が一定であれば、アンテナ間隔が大きいほど精度を高める事ができるため、より高精度な方向検出及び通過検出が可能となる。
また、α点の位相差とβ点の位相差の差を求め、その中間付近では、アンテナ中間点付近の方向を指し示しているとして、一意の方向を得る事で、より精度を上げることも可能である。
さらに、タグの移動速度や、タグとの距離といった情報を与えることで、α点とβ点を基準とした、タグ移動の予測が可能となり、そこからタグがどのような方向にあるのかを推測し、その上で、一意の方向を得ることで精度を上げることも可能である。
In addition, by using one transmission antenna or one reception antenna and performing only reception / transmission with multiple antennas, the difference between the round trip distance from the tag and the reception antenna can be reduced. Since it can be a one-way distance difference between the two, it is possible to identify with higher accuracy.
Also, even when the phase difference indicates multiple directions, it is possible to obtain a unique direction for the moving tag by obtaining the closest point (α point, β point) for the two antennas from the relative speed with the antenna. Is possible. If the error at the time of phase acquisition is constant, the accuracy can be increased as the antenna interval is increased, so that more accurate direction detection and passage detection are possible.
In addition, the difference between the phase difference at the α point and the phase difference at the β point is obtained, and in the vicinity of the middle point, the direction near the antenna intermediate point is indicated. It is.
Furthermore, by providing information such as the tag moving speed and the distance to the tag, tag movement can be predicted based on the α and β points, and the direction of the tag can be estimated from there. On top of that, it is possible to improve the accuracy by obtaining a unique direction.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図1は、本発明の一実施形態に係るリーダライタのブロック図である。このリーダライタ50は、VCO2の出力信号の位相を、基準となる入力信号の位相に同期させるPLL回路1と、PLL回路1の制御電圧に基づいて所定の周波数を発振するVCO2と、VCO2から発信された信号をマイクロ波(電波)に変調する変調器3と、マイクロ波を増幅する増幅器4と、マイクロ波の方向により向きを決定するサーキュレータ5と、マイクロ波を発信して非接触ICタグ(以下、単にタグと呼ぶ)7からの反射波を受信するアンテナ6a、6bと、サーキュレータ5により合成された合成波を増幅する増幅器8と、VCO2の信号と増幅器8により増幅された信号を加算重畳してsin波を復調するミキサ9と、VCO2の信号を90°移相器10により移相した信号と増幅器8により増幅された信号を加算重畳してcos波を復調するミキサ11と、ミキサ9の信号から所定の周波数成分のみを通過するBPF12と、ミキサ11の信号から所定の周波数成分のみを通過するBPF13と、BPF12の出力信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ14と、BPF13の出力信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ16と、A/Dコンバータ14とA/Dコンバータ16から位相を演算する演算器15と、を備えて構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
FIG. 1 is a block diagram of a reader / writer according to an embodiment of the present invention. The reader / writer 50 synchronizes the phase of the output signal of the VCO 2 with the phase of the reference input signal, the VCO 2 that oscillates at a predetermined frequency based on the control voltage of the PLL circuit 1, and the transmission from the VCO 2. A modulator 3 that modulates the received signal into microwaves (radio waves), an amplifier 4 that amplifies the microwaves, a circulator 5 that determines the direction according to the direction of the microwaves, and a non-contact IC tag that transmits microwaves ( Hereinafter, antennas 6a and 6b that receive reflected waves from 7), an amplifier 8 that amplifies the synthesized wave synthesized by the circulator 5, and the VCO2 signal and the signal amplified by the amplifier 8 are added and superimposed. Then, the mixer 9 that demodulates the sin wave, the signal obtained by shifting the signal of the VCO 2 by the 90 ° phase shifter 10 and the signal amplified by the amplifier 8 are added and overlapped. Then, the mixer 11 that demodulates the cos wave, the BPF 12 that passes only a predetermined frequency component from the signal of the mixer 9, the BPF 13 that passes only the predetermined frequency component from the signal of the mixer 11, and the output signal of the BPF 12 are digital signals. An A / D converter 14 that converts the output signal of the BPF 13 into a digital signal, and an arithmetic unit 15 that calculates a phase from the A / D converter 14 and the A / D converter 16. Configured.

電波を利用したRFIDシステムでは、タグ7に与えた電波(CW波)の一部を、タグ7が変調を加えて戻す(振幅・位相を変化させて反射させる)ことにより、タグ7からリーダライタ50への通信を行っている。
リーダライタ50には「自ら発信した電波の反射波(後方散乱波)」が戻ることとなるが、この後方散乱波は、タグ7とアンテナ6a、又は6bとの間を往復した波であるため、自ら発信した電波に対しタグ7とアンテナ6a、又は6bの距離の倍に比例した遅延を持った波であると考えることができる。
本実施形態では、複数のアンテナ6a、6bを使用して、タグ7からの後方散乱波の遅延の測定を行い、それぞれのアンテナ6a、6bのタグ7までの距離の差を知ることで、タグ7の存在する方向を得る。
In an RFID system using radio waves, a part of the radio waves (CW waves) given to the tag 7 is modulated back by the tag 7 (reflected by changing the amplitude and phase), and then the reader / writer from the tag 7 is read. 50 communication.
The “reflected wave (backscattered wave) of the radio wave transmitted by itself” is returned to the reader / writer 50. This backscattered wave is a wave reciprocated between the tag 7 and the antenna 6a or 6b. It can be considered that the wave has a delay proportional to the distance between the tag 7 and the antenna 6a or 6b with respect to the radio wave transmitted by itself.
In the present embodiment, a plurality of antennas 6a and 6b are used to measure the delay of the backscattered wave from the tag 7 and the difference in distance between the antennas 6a and 6b to the tag 7 is known. Get the direction in which 7 exists.

図2は、タグ7を取り付けた物品a、物品b、物品cが横に並べられた場合のアンテナとタグの距離との関係を示す模式図である。この図では、タグ7を取り付けた物品a、物品b、物品cが所定の間隔を維持して並べられているものとする。そして、図2では、物品aのタグ7aはアンテナ6a側にある。物品bのタグ7bはアンテナ6aとアンテナ6bの中点にある。物品cのタグ7cはアンテナ6b側にある。
ここで、リーダライタ50に接続されたアンテナ6a、6bから送信されるCW波を

Figure 0005611511
・・・(1)
とした時(AとθCは回路による決まる一定値)、同じアンテナで受信されるタグ7からの後方散乱波は、以下のように表せる。
Figure 0005611511
・・・(2)
l[m]はタグ−アンテナ間の距離、cは電波の速度[m/s]、Bは空間やタグでの減衰を表す係数、θTはタグでの反射時の位相変化である。電波を利用するRFIDにおいては、タグ7からリーダライタ50への通信を行う際、タグ7で加えられる変調により、このBとθTが変化する。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the distance between the antenna and the tag when the article a, the article b, and the article c to which the tag 7 is attached are arranged side by side. In this figure, it is assumed that the article a, the article b, and the article c to which the tag 7 is attached are arranged at a predetermined interval. In FIG. 2, the tag 7a of the article a is on the antenna 6a side. The tag 7b of the article b is at the midpoint between the antenna 6a and the antenna 6b. The tag 7c of the article c is on the antenna 6b side.
Here, CW waves transmitted from the antennas 6a and 6b connected to the reader / writer 50 are
Figure 0005611511
... (1)
(A and θ C are constant values determined by the circuit), the backscattered wave from the tag 7 received by the same antenna can be expressed as follows.
Figure 0005611511
... (2)
l [m] is the distance between the tag and the antenna, c is the velocity of the radio wave [m / s], B is a coefficient representing the attenuation in the space or the tag, and θ T is the phase change upon reflection at the tag. In RFID using radio waves, when communication from the tag 7 to the reader / writer 50 is performed, B and θ T change due to modulation applied by the tag 7.

ここで、タグ7→リーダライタ50間における通信がASK変調により行われる場合には、1を表すシンボルに同期して遅延時間の測定を行うとする。これにより、θTをタグ固有のある一定の値とする事ができる。
また、BPSK変調の場合では、1または0を表すシンボルに同期して遅延時間の測定を行うとする。これにより、θTをタグ固有のある一定値θT1、もしくは、θT2(=θT1+π)のどちらかの値とする事ができる。同様に、その他の位相変調においても、あるシンボルに同期して遅延時間を測定を行うとすることで、θTをタグ固有のある一定の値とする事ができる。
このように、タグ7との通信を行う際に、そのシンボルと同期して遅延時間を測定する事により、タグ7で反射される際の位相が安定し、θTを定数値とみなすことができる。
また、変調のかけられた後方散乱波を対象として測定を行う事で、変化を持たない後方散乱波(反射波)を、BPFにより除去することが可能となり、周囲の金属物や通信状態に無いタグからの反射等の影響を排除する事ができる。
さらに、タグ7からリーダライタ50への通信を行う際に遅延時間を測定しているため、アンチコリジョン機能を持つプロトコルのもとでは、通信相手となるタグを一つに限定した条件の下で遅延時間の測定を行うことが可能となり、複数のタグが存在する環境においても、特定のタグの後方散乱波のみを選択して遅延時間を測定する事と、その通信で得られたデータ(ID)と遅延時間を関連付けて管理することが可能となる。
Here, when communication between the tag 7 and the reader / writer 50 is performed by ASK modulation, the delay time is measured in synchronization with a symbol representing 1. Thereby, θ T can be set to a certain value specific to the tag.
In the case of BPSK modulation, it is assumed that the delay time is measured in synchronization with a symbol representing 1 or 0. Thus, θ T can be set to a certain value θ T1 unique to the tag or θ T2 (= θ T1 + π). Similarly, in other phase modulations, θ T can be set to a certain value specific to the tag by measuring the delay time in synchronization with a certain symbol.
Thus, when communicating with the tag 7, the phase when reflected by the tag 7 is stabilized by measuring the delay time in synchronization with the symbol, and θ T can be regarded as a constant value. it can.
In addition, by measuring the modulated backscattered wave, it becomes possible to remove the backscattered wave (reflected wave) having no change by the BPF, and there is no surrounding metal object or communication state. The influence of reflection from the tag can be eliminated.
Further, since the delay time is measured when the communication from the tag 7 to the reader / writer 50 is performed, under the protocol having the anti-collision function, the communication partner is limited to one tag. It is possible to measure the delay time, and even in an environment where there are a plurality of tags, only the backscattered wave of a specific tag is selected to measure the delay time, and the data (ID ) And the delay time can be managed in association with each other.

後方散乱波の遅延時間の測定は、CW波と共通の信号源から作成されるローカル信号

Figure 0005611511
・・・(3)
を使用して、直交検波を行うことによって行う。
これにより、以下のIQ信号が得られる。
Figure 0005611511
・・・(4)
Figure 0005611511
・・・(5)
ここで、CとθRは、直交検波の操作により付加される変数であるが、Cは回路により決まる値であるため一定値と考える事ができる。また、ローカル信号とCW波は、同じ信号源からの信号であるため、その位相差を回路により決まる一定値とみなすことができ、これにより、θRも回路により決まる一定値とみなすことができる。 The measurement of the delay time of the backscattered wave is a local signal generated from the same signal source as the CW wave.
Figure 0005611511
... (3)
Is used to perform quadrature detection.
Thereby, the following IQ signals are obtained.
Figure 0005611511
... (4)
Figure 0005611511
... (5)
Here, C and θ R are variables added by the operation of quadrature detection, but C is a value determined by the circuit and can be considered as a constant value. Further, since the local signal and the CW wave are signals from the same signal source, the phase difference can be regarded as a constant value determined by the circuit, and thus θ R can also be regarded as a constant value determined by the circuit. .

ここで、θc・θT・θRはいずれも定数値とみなせるため、θrは以下のように表すことができる。

Figure 0005611511

Figure 0005611511
・・・(6)
ただし、θRは回路による固有値であるため、使用するアンテナによって、値が異なる場合がある。そこで、あらかじめそれぞれのアンテナを使用した際のθconstの値を得ておき、各アンテナにおいて測定されたθrから、固有のオフセット量θconstを減算することで補正を行うこととし、その補正後の値をθANTnとする。
Figure 0005611511
・・・(7) Here, since θ c · θ T · θ R can be regarded as constant values, θ r can be expressed as follows.
Figure 0005611511

Figure 0005611511
... (6)
However, since θ R is an eigenvalue by the circuit, the value may differ depending on the antenna to be used. Therefore, the value of θ const when using each antenna is obtained in advance, and correction is performed by subtracting the specific offset amount θ const from θ r measured at each antenna. Let θ ANTn be the value of.
Figure 0005611511
... (7)

タグ7への電波の送信をアンテナ6aとアンテナ6bからそれぞれ行い、その後方散乱波の遅延を同じアンテナで得たとする。この時、θANT1−θANT2により、タグ7−アンテナ6aの距離l1とタグ7−アンテナ6bの距離l2の差のd=l1−l2を得る事ができる。

Figure 0005611511
・・・(8)
このとき、θANT1とθANT2の測定を行う間にタグ7が移動すると、その移動量が誤差となるが、この場合、θANT2の測定後に、再度θANT1の測定を行い平均化することで、誤差を補正できる。 It is assumed that radio waves are transmitted to the tag 7 from the antenna 6a and the antenna 6b, respectively, and the delay of the backscattered wave is obtained by the same antenna. At this time, the difference d = l 1 −l 2 between the distance l 1 of the tag 7 and the antenna 6a and the distance l 2 of the tag 7 and the antenna 6b can be obtained by θ ANT1 −θ ANT2 .
Figure 0005611511
... (8)
At this time, if the tag 7 moves during the measurement of θ ANT1 and θ ANT2 , the amount of movement becomes an error. In this case, after the measurement of θ ANT2 , the measurement of θ ANT1 is performed again and averaged. The error can be corrected.

また、アンテナmで送信を行い、異なるアンテナnで受信をおこなった場合は、アンテナmとタグ7との距離をlm、アンテナnとタグとの距離をlnとした時、以下のように表すことができる。

Figure 0005611511

Figure 0005611511
・・・(9)
そして、回路による固有値であるθRの補正を、前記と同様に行い、その補正後の値をθANTmnとする。

Figure 0005611511
・・・(10)
ここで、タグ7への電波の送信をあるアンテナaから行い、その後方散乱波の遅延をアンテナ6aとアンテナ6bで得たとすれば、θANTa1−θANTa2により、タグ7−アンテナ6aの距離l1とタグ7−アンテナ6bの距離l2の差のd=l1−l2を得る事ができる(アンテナaはアンテナ6aもしくはアンテナ6bであっても構わない)。
Figure 0005611511
・・・(11)
この場合には、二組の直交検波回路を使用して同時にθANTa1とθANTa2の取得を行うこともできる。また、1つの直交検波回路とアンテナ切替回路を用いて、アンテナ6aにおいてθANTa1の測定を行った後で、アンテナ切替を行い、アンテナ6bにおいてθANTa2の取得を行ってもよい。
後者の手段を用いる場合は、θANTa1とθANTa2の測定を行う間にタグ7が移動すると、その差が誤差となるが、この場合、θANTa2の測定後に、再度θANTa1の測定を行い平均化することで、誤差を補正できる。 When transmission is performed with antenna m and reception is performed with different antenna n, when the distance between antenna m and tag 7 is 1 m and the distance between antenna n and tag is 1 n , Can be represented.
Figure 0005611511

Figure 0005611511
... (9)
Then, the correction of θ R , which is an eigenvalue by the circuit, is performed in the same manner as described above, and the corrected value is set to θ ANTmn .

Figure 0005611511
(10)
Here, if transmission of radio waves to the tag 7 is performed from an antenna a and the delay of the backscattered wave is obtained by the antenna 6a and the antenna 6b, the distance l between the tag 7 and the antenna 6a is obtained by θANTa1− θANTa2. It is possible to obtain d = l 1 −l 2 which is the difference between the distance l 2 between 1 and the tag 7 -antenna 6b (the antenna a may be the antenna 6a or the antenna 6b).
Figure 0005611511
(11)
In this case, θ ANTa1 and θ ANTa2 can be simultaneously acquired using two sets of quadrature detection circuits. Further, by using one of the quadrature detection circuit and the antenna switching circuit, after performing measurement of theta ANTa1 the antenna 6a, it performs the antenna switching may be performed to acquire theta ANTa2 the antenna 6b.
When using the latter means, the tag 7 is moved during the measurement of theta ANTa1 and theta ANTa2, but the difference becomes an error, in this case, after measurement of the theta ANTa2, average was measured again theta ANTa1 By making it, error can be corrected.

次に、図3を参照して距離差dからタグの方向を求める。
ここで、アンテナ6aとアンテナ6bが距離wだけ離して設置されているとし、アンテナ6aとアンテナ6bの中点を原点とし、アンテナ6aとアンテナ6bを結ぶ直線をx軸とする。このとき、アンテナ6aの座標は(w/2,0,0)、アンテナ6bの座標は(−w/2,0,0)と表せる。
さらに、タグ7がxy平面上に存在するようにz軸を定める。このとき、タグ7の位置は、(x,y,0)と表せる。
そして、アンテナ6a、アンテナ6b、タグ7のそれぞれの位置を頂点A1、A2、Tとする三角形を考える。
Next, referring to FIG. 3, the tag direction is determined from the distance difference d.
Here, it is assumed that the antenna 6a and the antenna 6b are installed at a distance w, the midpoint of the antenna 6a and the antenna 6b is an origin, and a straight line connecting the antenna 6a and the antenna 6b is an x-axis. At this time, the coordinates of the antenna 6a can be expressed as (w / 2, 0, 0), and the coordinates of the antenna 6b can be expressed as (−w / 2, 0, 0).
Further, the z axis is determined so that the tag 7 exists on the xy plane. At this time, the position of the tag 7 can be expressed as (x, y, 0).
Then, consider triangles having apexes A1, A2, and T as positions of the antenna 6a, the antenna 6b, and the tag 7, respectively.

d>0の場合、アンテナA2の位置からdだけ離れた辺T−A2上の点と、頂点A1を結ぶ直線αを引くと、辺T−A1を1つの等辺とする二等辺三角形が描ける。
この二等辺三角形の頂角を等分する直線βを引き、頂角を等分した角度をθa、等分した直線とy軸との角度をθbとする。この時、二等辺三角形の底辺とx軸の角度もθbと表せる。
頂点A2を通り、直線βと平行な直線を考え、この直線と直線αの交点Dと、頂点A2との距離をd’とする。
ここで、アンテナ間の距離wがlに比べて比較的小さいとすると、角θaも小さくなるため、

Figure 0005611511
・・・(12)
と考えることができる。そして、

Figure 0005611511
・・・(13)
からθbを得ることができる。ここで、直線αと直線βの交わる点をC、直線βとx軸の交わる点をB、点A1−点C間の距離をp、点A1−点B間の距離をqとすると、三角形A1−B−Cと、三角形A1−A2−Dは、相似の関係にあるため、

Figure 0005611511
・・・(14)
となる。このため、直線βは原点付近でx軸と交わるということができ、2つのアンテナの中点からみて角度θbの方向にタグがあると考えることができる。

In the case of d> 0, by drawing a straight line α connecting a point on the side T-A2 that is separated from the position of the antenna A2 by d and the vertex A1, an isosceles triangle having the side T-A1 as one equilateral side can be drawn.
A straight line β that equally divides the apex angle of the isosceles triangle is drawn, the angle obtained by equally dividing the apex angle is θ a , and the angle between the equally divided line and the y axis is θ b . At this time, the angle between the base of the isosceles triangle and the x axis can also be expressed as θ b .
A straight line passing through the vertex A2 and parallel to the straight line β is considered, and the distance between the intersection D of the straight line and the straight line α and the vertex A2 is d ′.
Here, if the distance w between the antennas is relatively small compared to l, the angle θ a is also small.

Figure 0005611511
(12)
Can be considered. And

Figure 0005611511
... (13)
Θ b can be obtained from Here, a point where the line α and the line β intersect is C, a point where the line β and the x axis intersect is B, a distance between the points A1 and C is p, and a distance between the points A1 and B is q. Since A1-B-C and the triangle A1-A2-D are in a similar relationship,

Figure 0005611511
(14)
It becomes. For this reason, it can be said that the straight line β intersects the x-axis near the origin, and it can be considered that there is a tag in the direction of the angle θ b when viewed from the midpoint of the two antennas.

また、d<0の場合も、同様に、2つのアンテナの中点からみて角度−θbの方向にタグがあると考えることができ、d=0であれば、タグはアンテナA1とアンテナA2のx軸と直交する中点上の直線にあるといえる。
dの測定においては、θの差分を使用するため、θが−π以下もしくは+π以上となった場合に、誤検知する可能性がある。これを防止するためには、以下のような方法で、dの取り得る範囲を制限する。
1.測定を行うアンテナ同士の距離を狭くする(dの最大値は、アンテナ間の距離であるため)。
2.無指向性のアンテナではなく、ある程度の指向性を持ったアンテナを使用し、dの大きくなる方向(上記例における、x軸方向)をタグとの通信範囲外とする。
Similarly, when d <0, it can be considered that there is a tag in the direction of the angle −θ b when viewed from the midpoint of the two antennas. If d = 0, the tags are the antenna A1 and the antenna A2. It can be said that it lies on a straight line on the midpoint perpendicular to the x axis.
Since the difference of θ is used in the measurement of d, there is a possibility of erroneous detection when θ is −π or less or + π or more. In order to prevent this, the possible range of d is limited by the following method.
1. The distance between the antennas to be measured is narrowed (because the maximum value of d is the distance between the antennas).
2. An antenna having a certain degree of directivity is used instead of an omnidirectional antenna, and the direction in which d increases (the x-axis direction in the above example) is out of the communication range with the tag.

また、送信アンテナを一つ、もしくは、受信アンテナを一つとし、受信・送信のいずれかのみを複数のアンテナで行うようにすることで、タグとの往復距離の差ではなく、タグから受信アンテナへの片道の距離差とすることができるため、より精度の高い識別が可能となる。
そして、各アンテナでの受信強度とアンテナの指向性特性を組み合わせ、θの差分の範囲を選択してもよい。
例えば、アンテナ1とアンテナ2を正面指向性を持つアンテナとし、θが−3π以下もしくは+3π以上の値とならない程度の間隔で配置する。この条件下で、アンテナ1とアンテナ2での受信強度に違いが無い場合には、θの差分は−π以上、+π以下の値であると判断できる。また、アンテナA1とアンテナA2の受信強度の差が大きい場合には、アンテナA1側の受信が大きければ+π以上+3π以下、アンテナA2側の受信が大きければ−π以下−3π以上であると判断する。
In addition, by using one transmission antenna or one reception antenna and performing only reception / transmission with multiple antennas, the difference between the round trip distance from the tag and the reception antenna can be reduced. Since it can be a one-way distance difference between the two, it is possible to identify with higher accuracy.
Then, the range of difference of θ may be selected by combining the reception intensity at each antenna and the directivity characteristic of the antenna.
For example, the antenna 1 and the antenna 2 are antennas having front directivity, and the antennas are arranged at intervals such that θ does not become a value of −3π or less or + 3π or more. If there is no difference in the received intensity between the antenna 1 and the antenna 2 under these conditions, it can be determined that the difference of θ is a value between −π and + π. Further, when the difference in reception strength between the antenna A1 and the antenna A2 is large, it is determined that if the reception on the antenna A1 side is large, + π or more and + 3π or less, and if the reception on the antenna A2 side is large, it is −π or less and −3π or more. .

即ち、本発明は、マイクロ波を利用して非接触情報記録媒体と通信を行うマイクロ波方式におけるリーダライタであり、リーダライタ50から送信した電波(マイクロ波)は、複数のアンテナ6a、6bから放射されてタグ7により変調されて反射波として夫々のアンテナ6a、6bにより受信される。このとき発信した電波と反射波との間には、距離に応じた遅延時間が生じる。本発明は、その時の各アンテナ6a、6bとタグ7との距離の差を演算手段により演算して求めることにより、タグ7が存在する方向を識別する。これにより、アンテナ6a、6bの指向性に依存せずに、タグ7の存在する方向を特定することができる。また、ベルトコンベア上を搬送される荷物の識別や、縦・横に並べられた荷物の識別、直線的な識別エリアの実現など、従来は狭指向性のアンテナが必須とされてきた用途にも、広指向性のアンテナを用いたシステムを適用することが可能となり、狭指向性の小型アンテナの実現が困難な帯域を利用したRFIDシステムにおいても、このような用途に使用することが容易となる。また、同様の用途に狭指向性のアンテナを使用した場合と比較して、柔軟に識別する範囲を設定することが可能となる。そして、広い範囲のタグ7を一括で読取るという動作と、その中の特定の範囲にあるタグを識別するという動作を同時に行うことも可能となる。   That is, the present invention is a microwave reader / writer that communicates with a non-contact information recording medium using microwaves, and radio waves (microwaves) transmitted from the reader / writer 50 are transmitted from a plurality of antennas 6a and 6b. It is radiated and modulated by the tag 7, and is received by the respective antennas 6a and 6b as reflected waves. At this time, a delay time corresponding to the distance occurs between the transmitted radio wave and the reflected wave. In the present invention, the direction in which the tag 7 exists is identified by calculating the difference in distance between the antennas 6a, 6b and the tag 7 at that time by calculating means. Thereby, the direction in which the tag 7 exists can be specified without depending on the directivity of the antennas 6a and 6b. Also, for applications where narrow-directional antennas have been required in the past, such as identification of luggage transported on a belt conveyor, identification of luggage arranged vertically and horizontally, and realization of a linear identification area. Therefore, it is possible to apply a system using a wide directivity antenna, and it is easy to use it in such an application even in an RFID system using a band where it is difficult to realize a small antenna with a narrow directivity. . In addition, it is possible to set a range to be identified more flexibly than when a narrow-directional antenna is used for the same purpose. Then, it is possible to simultaneously perform the operation of collectively reading the tags 7 in a wide range and the operation of identifying the tags in a specific range among them.

また、電波を利用したRFIDシステムでは、タグ7に与えた電波(CW波)の一部を、タグ7が変調を加えて戻す(振幅・位相を変化させて反射させる)ことにより、タグ7からリーダライタ50への通信を行っている。リーダライタ50には「自ら発信した電波の反射波(後方散乱波)」が戻ることとなるが、この後方散乱波は、タグ7とアンテナ6a、6bとの間の距離に比例した遅延を持った波である。これにより、2つのアンテナ6a、6bとタグ7との距離の差を演算手段により容易に演算することができる。
また、アンチコリジョンプロトコルにより通信する場合、複数のタグの中から特定のタグを指定することが可能となる。そこで本発明では、複数のタグの中から特定のタグを指定して、そのタグの存在する方向を識別する。これにより、複数のタグから選択した特定のタグの存在する方向を識別することができる。
Further, in the RFID system using radio waves, a part of the radio waves (CW waves) given to the tag 7 is modulated back by the tag 7 (reflected by changing the amplitude and phase), so that the tag 7 Communication with the reader / writer 50 is performed. The “reflected wave (backscattered wave) of the radio wave transmitted by itself” is returned to the reader / writer 50. This backscattered wave has a delay proportional to the distance between the tag 7 and the antennas 6a and 6b. It is a wave. Thereby, the difference of the distance between the two antennas 6a and 6b and the tag 7 can be easily calculated by the calculation means.
In addition, when communicating using the anti-collision protocol, a specific tag can be designated from a plurality of tags. Therefore, in the present invention, a specific tag is designated from a plurality of tags, and the direction in which the tag exists is identified. Thereby, the direction where the specific tag selected from the some tag exists can be identified.

また、最もタグ7と2つのアンテナ6a、6bの距離差dが小さいときは、2つのアンテナ6a、6bの中点にタグ7が存在する場合である。そこで、無指向性のアンテナではなく、ある程度の指向性を持ったアンテナを使用し、距離差dの大きくなる方向をタグ7との通信範囲外とする。これにより、中点から左右何れかの方向を通信範囲外とすることができ、タグ7とアンテナ6a、6bとの位置関係に制限を設けることができる。
また、例えば、アンテナ6aとアンテナ6bを正面指向性を持つアンテナとし、θが−3π以下もしくは+3π以上の値とならない程度の間隔で配置する。この条件下で、アンテナ6aとアンテナ6bでの受信強度に違いが無い場合には、θの差分は−π以上、+π以下の値であると判断できる。また、アンテナ6aとアンテナ6bの受信強度の差が大きい場合には、アンテナ6a側の受信が大きければ+π以上+3π以下、アンテナ6b側の受信が大きければ−π以下−3π以上であると判断する。これにより、受信強度から容易に各アンテナ6a、6bとタグ7との距離差を補正することができる。
また、送信アンテナを一つ、もしくは、受信アンテナを一つとし、受信・送信のいずれかのみを複数のアンテナで行うようにすることで、タグ7との往復距離の差ではなく、タグ7から受信アンテナへの片道の距離差とすることができるため、より精度の高い識別が可能となる。
また、以上の説明では、位相差から一意の方向を得られるように、アンテナの距離差dに制限を設けているが、この場合、位相取得時の誤差の影響が大きくなり、精度としては低下する。そこで、相対速度による通過検出と、方向検出を併用し、位相差が複数の方向性を示す条件でも、一意の方向を得られるようにすることで、精度を改善することができる。
The distance d between the tag 7 and the two antennas 6a and 6b is the smallest when the tag 7 exists at the midpoint between the two antennas 6a and 6b. Therefore, an antenna having a certain degree of directivity is used instead of an omnidirectional antenna, and the direction in which the distance difference d increases is out of the communication range with the tag 7. As a result, either the left or right direction from the midpoint can be out of the communication range, and the positional relationship between the tag 7 and the antennas 6a and 6b can be limited.
Further, for example, the antenna 6a and the antenna 6b are antennas having front directivity, and are arranged at intervals such that θ does not become a value of −3π or less or + 3π or more. Under these conditions, if there is no difference in the reception intensity between the antenna 6a and the antenna 6b, it can be determined that the difference in θ is a value between −π and + π. Further, when the difference in reception intensity between the antenna 6a and the antenna 6b is large, it is determined that if the reception on the antenna 6a side is large, + π or more and + 3π or less, and if the reception on the antenna 6b side is large, it is −π or less and −3π or more. . Thereby, the distance difference between each antenna 6a, 6b and the tag 7 can be easily corrected from the received intensity.
In addition, by using one transmission antenna or one reception antenna and performing only reception / transmission with a plurality of antennas, the difference from the round-trip distance with the tag 7 can be reduced. Since it can be a one-way distance difference to the receiving antenna, more accurate identification is possible.
In the above description, the antenna distance difference d is limited so that a unique direction can be obtained from the phase difference. However, in this case, the influence of the error at the time of phase acquisition becomes large and the accuracy decreases. To do. Therefore, accuracy can be improved by using both passage detection based on relative speed and direction detection so that a unique direction can be obtained even under a condition where the phase difference indicates a plurality of directions.

本実施形態では、2つのアンテナでの位相差により方向を得る際の、アンテナの間隔を広げる事により、位相差/方向差の比を高め、位相差測定時の誤差による影響を抑えるようにする。例えば、アンテナ正面方向全てを読取可能範囲とし、読取範囲180度を一意の位相で表すとすると、正面方向10度に割当てられる位相差は、20度以下となる。また、アンテナ正面方向30度を一意の位相で表すとすれば、その際の正面方向10度に割り当てられる位相差は、120度以下となる。この場合、位相誤差の影響は1/6に低下させることができる。
これにより、アンテナ正面方向30度以外の方向にあるタグを読取った場合には、位相差と方向との一意性が無くなるが、移動するタグにおいては、アンテナとタグとの距離の変化(相対速度)から、アンテナ正面付近で、相対速度(距離変化/時間)が0となることを利用して、タグのアンテナ正面の通過を検出する事ができる。これから、2つのアンテナの最接近の検出によりタグがアンテナ正面付近にあることを別途検出することで、タグが存在する方向を絞り込み、一意の方向を得る。
図4では、ANT(a)から発した電波のタグからの後方散乱波を、ANT(a)とANT(b)で受信し、その受信波の位相の差を得る事で、タグの存在する方向を知る事ができる。
アンテナの正面方向においては、d=位相差θ[度]×波長λ[m]とした時、式(13)のようにタグの存在する方向θbを得られる。
In this embodiment, by increasing the distance between the antennas when the direction is obtained by the phase difference between the two antennas, the ratio of the phase difference / direction difference is increased, and the influence of the error during the phase difference measurement is suppressed. . For example, if the entire antenna front direction is a readable range and the reading range of 180 degrees is represented by a unique phase, the phase difference assigned to the front direction of 10 degrees is 20 degrees or less. If the antenna front direction 30 degrees is represented by a unique phase, the phase difference assigned to the front direction 10 degrees at that time is 120 degrees or less. In this case, the influence of the phase error can be reduced to 1/6.
As a result, when a tag in a direction other than 30 degrees in the antenna front direction is read, the uniqueness between the phase difference and the direction is lost, but in the moving tag, the change in the distance between the antenna and the tag (relative speed). From the fact that the relative velocity (distance change / time) is 0 near the front of the antenna, the passage of the tag in front of the antenna can be detected. From this, by separately detecting that the tag is near the front of the antenna by detecting the closest approach of the two antennas, the direction in which the tag exists is narrowed down to obtain a unique direction.
In FIG. 4, the backscattered wave from the tag of the radio wave emitted from ANT (a) is received by ANT (a) and ANT (b), and the phase difference between the received waves is obtained, so that the tag exists. You can know the direction.
In the front direction of the antenna, when d = phase difference θ [degree] × wavelength λ [m], the direction θb in which the tag exists can be obtained as shown in Expression (13).

しかしながら、使用する電波の波長λに対しアンテナの間隔w[m]が、w>λとなっていると、同位相差となる方向が複数となり得るため、一意に定まらない。図4では、黒丸の点は、全て同位相差の点であり、少なくとも同じ位相差を持つ点が、三方向A、B、Cに存在しているといえる。
そこで、タグが存在しえる範囲30において、x−y間における位相差が一意の方向を示すようにアンテナを設置する。そして、タグとアンテナとの相対速度による通過検出を使用して、位相差の取得と同時にタグのANT(a)への最接近点α、ANT(b)への最接近点βを求める。タグがアンテナと直交するように移動する場合、αはx上の点であり、また、βはy上の点である。そして、x−y間では位相差は一意の方向を示すといえるため、α−β間では、位相差から、そのタグが存在すると考えられる方向を得ることができる。
これにより、w>λであっても、アンテナ正面付近については、位相差から一意の方向を求める事が可能となる。そして、位相取得時の誤差が一定であれば、wが大きいほど精度を高める事ができるため、より高精度な方向検出及び通過検出が可能となる。
However, if the antenna interval w [m] is w> λ with respect to the wavelength λ of the radio wave to be used, there may be a plurality of directions having the same phase difference, and therefore, it is not uniquely determined. In FIG. 4, the black circle points are all points having the same phase difference, and it can be said that points having at least the same phase difference exist in the three directions A, B, and C.
Therefore, in the range 30 where the tag can exist, the antenna is installed so that the phase difference between xy indicates a unique direction. Then, using the passage detection based on the relative speed between the tag and the antenna, the closest point α to the tag ANT (a) and the closest point β to the ANT (b) are obtained simultaneously with the acquisition of the phase difference. If the tag moves perpendicular to the antenna, α is a point on x and β is a point on y. Since it can be said that the phase difference indicates a unique direction between xy, the direction in which the tag is considered to be present can be obtained from the phase difference between α and β.
Thereby, even if w> λ, a unique direction can be obtained from the phase difference near the front of the antenna. And if the error at the time of phase acquisition is constant, the accuracy can be increased as w increases, so that more accurate direction detection and passage detection are possible.

また、α点、β点を基準としたタグ移動の予測、もしくは、タグの存在方向の補正を行う事で、x−y間で位相差が一意の方向を示すという条件も不要となり、より精度を上げることも可能である。例えば、α点とβ点の通過時刻から、アンテナ中間点の通過予測時刻を求め、その時刻での位相差がアンテナ中間点付近の方向を指し示しているという条件から、一意の方向を得る事ができる。
また、α点の位相差とβ点の位相差の差を求め、その中間付近では、アンテナ中間点付近の方向を指し示しているとして、一意の方向を得る事ができる。
さらに、タグの移動速度や、タグとの距離といった情報を与えることで、α点とβ点を基準とした、タグ移動の予測が可能となり、そこからタグがどのような方向にあるのかを推測し、その上で、一意の方向を得ることもできる。
In addition, by predicting tag movement based on α point and β point, or correcting the direction of tag presence, the condition that the phase difference between xy points in a unique direction becomes unnecessary, and more accuracy is achieved. It is also possible to raise. For example, it is possible to obtain the predicted passing time of the antenna intermediate point from the passing times of the α point and the β point, and obtain a unique direction from the condition that the phase difference at that time indicates the direction near the antenna intermediate point. it can.
Further, a difference between the phase difference at the α point and the phase difference at the β point is obtained, and a unique direction can be obtained in the vicinity of the middle, assuming that the direction near the antenna middle point is indicated.
Furthermore, by providing information such as the tag moving speed and the distance to the tag, tag movement can be predicted based on the α and β points, and the direction of the tag can be estimated from there. And then you can get a unique direction.

図5は、本発明の物品仕分システムの構成を示すブロック図である。同じ構成要素には図1と同じ参照番号を付して説明する。この物品仕分システム100は、図1に記載のリーダライタ50と、電波の送受信を仲介するアンテナ6a、6bと、図示しない搬送手段により搬送されてくる物品の通過を検知するセンサ(検知手段)21と、搬送手段により搬送された物品を仕分けする仕分機(仕分手段)22と、PC(制御手段)20と、を備え、PC20は、演算手段により演算された遅延時間の差分を測定することによりアンテナ6a、6bと物品との距離の変化を求めて、物品の並び順とアンテナ6a、6bからの移動方向を識別し、センサ21が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。
即ち、本実施形態は、移動する物品を識別して自動的に仕分する仕分システムに関する発明である。即ち、図1のリーダライタ50を備え、例えば、ベルトコンベアの近傍にアンテナ6a、6bを配置して、物品に取り付けられたタグ7と情報の授受を行い、その情報から物品の並び順とアンテナ6a、6bからの移動方向を識別する。また、それらの物品を仕分するために、物品が通過したことを検知するセンサ21と、実際に物品を仕分する仕分機22を備える。そして、PC20は、並び順と移動方向を記憶しておき、センサ21が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。これにより、読み取り領域内の物品が移動しても、正確にその並び順を把握して、正確に仕分けることができる。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the article sorting system of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals as in FIG. This article sorting system 100 includes a reader / writer 50 shown in FIG. 1, antennas 6a and 6b that mediate transmission / reception of radio waves, and a sensor (detection means) 21 that detects passage of articles conveyed by a conveyance means (not shown). And a sorting machine (sorting means) 22 for sorting the articles conveyed by the conveying means, and a PC (control means) 20, and the PC 20 measures the difference in delay time calculated by the calculating means. The change in the distance between the antennas 6a and 6b and the article is obtained, the arrangement order of the articles and the moving direction from the antennas 6a and 6b are identified, and when the sensor 21 detects the passage of the article, the top article in the arrangement order is It is determined that the product has passed, and sorting for the article is executed.
That is, this embodiment is an invention related to a sorting system that automatically identifies and sorts moving articles. That is, the reader / writer 50 shown in FIG. 1 is provided. For example, the antennas 6a and 6b are arranged in the vicinity of the belt conveyor to exchange information with the tag 7 attached to the article. The moving direction from 6a, 6b is identified. Moreover, in order to sort those articles | goods, the sensor 21 which detects that the articles | goods passed and the sorter 22 which actually sorts articles | goods are provided. Then, the PC 20 stores the arrangement order and the moving direction, and when the sensor 21 detects the passage of the article, the PC 20 determines that the top article in the arrangement order has passed, and executes sorting related to the article. Thereby, even if the articles in the reading area move, the arrangement order can be accurately grasped and sorted correctly.

図6は、本発明の仕分システムの動作の一例を説明するための模式図である。同じ構成要素には図1、及び図5と同じ参照番号を付して説明する。本実施形態では、説明を簡略化するために、ベルトコンベア23上には、物品a〜dが載置され、それぞれに当該物品に関する情報(タグID、ルート情報等)を記憶したタグ7が取り付けられている。また、物品の並び順は、先頭からa、b、c、dとする。また、ベルトコンベア23は矢印Aの方向に移動する。また、アンテナ6a、6bの読み取り可能領域は6cとする。   FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the sorting system of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 5. In the present embodiment, in order to simplify the description, articles a to d are placed on the belt conveyor 23, and tags 7 each storing information (tag ID, route information, etc.) relating to the article are attached. It has been. The order of the articles is a, b, c, d from the top. The belt conveyor 23 moves in the direction of arrow A. The readable area of the antennas 6a and 6b is 6c.

図7は、図6の仕分システムの動作を説明するフローチャートである。図6を参照して説明する。リーダライタ50は、読み取り可能領域6aにある物品a、b、cのタグ7の情報を一括して読み取る(S1)。PC20はリーダライタ50が読み取った情報から各タグの遅延時間を演算する(S2)。また、PC20は遅延時間の差分から各物品a、b、cまでの距離と方向を求める(S3)。この図では、物品aはアンテナ6から遠ざかる方向に移動しており、物品bはアンテナ6に最接近しており、物品cはアンテナ6に近づいてきていることを認識する。そして、これらの演算結果から、物品の並び順が先頭からa、b、cであることを認識する(S4)。この情報は、PC20内のメモリに記憶する(S5)(図8参照)。ここでセンサ21が物品を検出したかをチェックする(S6)。このチェックは何時発生するか分からないので、割り込み処理により行われるのが好ましい。ステップS6でセンサ21がOFF(S6でNO)のときは、ステップS1に戻って繰り返す。ステップS6でセンサ21がON(S6でYES)のときは、メモリに記憶されている先頭の物品名aから、ルート先を判別する(S7)。この例では、物品aのルート先はBであるので、仕分機22は物品aをルートBになるように仕分操作を行なう(S8)(図8(a)参照)。次に、仕分が完了した物品aのデータは必要ないので消去して、図8(b)にように次の物品bを先頭に繰り上げてS1に戻って繰り返す(S9)。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the sorting system of FIG. This will be described with reference to FIG. The reader / writer 50 collectively reads the information of the tags 7 of the articles a, b, and c in the readable area 6a (S1). The PC 20 calculates the delay time of each tag from the information read by the reader / writer 50 (S2). Further, the PC 20 obtains the distance and direction to each article a, b, c from the difference in delay time (S3). In this figure, it is recognized that the article a is moving away from the antenna 6, the article b is closest to the antenna 6, and the article c is approaching the antenna 6. Then, it is recognized from these calculation results that the order of the articles is a, b, c from the top (S4). This information is stored in the memory in the PC 20 (S5) (see FIG. 8). Here, it is checked whether the sensor 21 has detected an article (S6). Since it is not known when this check will occur, it is preferably performed by interrupt processing. When the sensor 21 is OFF in step S6 (NO in S6), the process returns to step S1 and is repeated. When the sensor 21 is ON in step S6 (YES in S6), the route destination is determined from the top article name a stored in the memory (S7). In this example, since the route destination of the article a is B, the sorting machine 22 performs a sorting operation so that the article a becomes the route B (S8) (see FIG. 8A). Next, since the data of the finished article a is not necessary, it is deleted, and the next article b is moved up to the head as shown in FIG. 8B, and the process returns to S1 and repeats (S9).

図8はPC内のメモリに記憶された物品の並び順を示す図である。このメモリには、例えば図5の場合の記憶内容である。図8(a)には、メモリの先頭アドレス(AA)には物品名24が「a」、ルート先25が「B」と記憶されている。アドレス(BB)には物品名24が「b」、ルート先25が「A」と記憶されている。アドレス(CC)には物品名24が「c」、ルート先25が「C」と記憶されている。次に、物品aの仕分が完了すると、図8(b)のように、アドレス(AA)に記憶されていた物品aが消去されて、アドレス「BB」に記憶されている物品bをアドレス「AA」に繰り上げて記憶する。以下、順次繰り上げて記憶する。これにより、新たに物品bが先頭にある物品となる。   FIG. 8 is a view showing the arrangement order of articles stored in the memory in the PC. In this memory, for example, the stored contents in the case of FIG. In FIG. 8A, the article name 24 is stored as “a” and the route destination 25 is stored as “B” at the start address (AA) of the memory. The address (BB) stores the article name 24 as “b” and the route destination 25 as “A”. In the address (CC), the article name 24 is stored as “c”, and the route destination 25 is stored as “C”. Next, when the sorting of the article a is completed, as shown in FIG. 8B, the article a stored at the address (AA) is deleted, and the article b stored at the address “BB” is changed to the address “ Move up to "AA" and store. Thereafter, the data are sequentially moved up and stored. As a result, the article b is newly placed at the head.

本発明の一実施形態に係るリーダライタのブロック図である。1 is a block diagram of a reader / writer according to an embodiment of the present invention. タグ7を取り付けた物品a、物品b、物品cが横に並べられた場合のアンテナとタグの距離との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the distance of an antenna and a tag when the goods a, the goods b, and the goods c to which the tag 7 is attached are arranged horizontally. 距離差dからタグの方向を求める図である。It is a figure which calculates | requires the direction of a tag from the distance difference d. アンテナ間隔を広げた場合のタグとアンテナの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between a tag and an antenna at the time of extending an antenna space | interval. 本発明の物品仕分システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the goods sorting system of this invention. 本発明の仕分システムの動作の一例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of operation | movement of the sorting system of this invention. 図5の仕分システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the sorting system of FIG. PC内のメモリに記憶された物品の並び順を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | sequence order of the articles | goods memorize | stored in the memory in PC.

符号の説明Explanation of symbols

1 PLL回路、2 VCO、3 変調器、4、8 増幅器、5サーキュレータ、6a、6b アンテナ、7 タグ、9、11 ミキサ、12、13 BPF、14、16 A/Dコンバータ、15 演算器、50 リーダライタ   1 PLL circuit, 2 VCO, 3 modulator, 4, 8 amplifier, 5 circulator, 6a, 6b antenna, 7 tag, 9, 11 mixer, 12, 13 BPF, 14, 16 A / D converter, 15 calculator, 50 Reader / writer

Claims (11)

電波を利用して非接触情報記録媒体に情報を読み書きするリーダライタであって、
前記非接触情報記録媒体に電波を変調し送信する送信手段と、該電波の一部を前記非接触情報記録媒体が変調した反射波を受信し復調する受信手段と、演算手段と、複数のアンテナと、制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との間で通信を行い、その時の前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との間の後方散乱波の位相差に応じた遅延時間から前記各アンテナと前記非接触記録媒体との間の距離の差を演算する前記演算手段の演算結果を用いて前記非接触情報記録媒体の存在する方向を判定することを特徴とするリーダライタ。
A reader / writer that reads and writes information on a non-contact information recording medium using radio waves,
Transmitting means for modulating and transmitting radio waves to the non-contact information recording medium, receiving means for receiving and demodulating a reflected wave modulated by the non-contact information recording medium, a part of the radio waves, arithmetic means, and a plurality of antennas And a control means,
The control means performs communication between each antenna and the non-contact information recording medium, and a delay time corresponding to a phase difference of a backscattered wave between each antenna and the non-contact information recording medium at that time A reader / writer for determining a direction in which the non-contact information recording medium exists by using a calculation result of the calculation means for calculating a difference in distance between each antenna and the non-contact recording medium.
前記制御手段は、2つのアンテナと前記非接触情報記録媒体との間で通信を行い、その時の前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との間の後方散乱波の位相差に応じた遅延時間から前記各アンテナと前記非接触記録媒体との間の距離の差を前記演算手段により演算し、演算された距離の差に基づいて前記2つのアンテナ間の距離の中点と前記非接触情報記録媒体とを結ぶ直線が成す角度を演算することにより、前記非接触情報記録媒体が存在する方向を判定することを特徴とする請求項1に記載のリーダライタ。 The control means performs communication between two antennas and the non-contact information recording medium, and a delay time corresponding to a phase difference of backscattered waves between the antennas and the non-contact information recording medium at that time To calculate the difference in distance between each antenna and the non-contact recording medium by the calculating means, and based on the calculated distance difference, the midpoint of the distance between the two antennas and the non-contact information recording 2. The reader / writer according to claim 1, wherein a direction in which the non-contact information recording medium exists is determined by calculating an angle formed by a straight line connecting to the medium. 前記演算手段が前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との距離の差を演算する場合、前記非接触情報記録媒体と前記アンテナとの間の距離に比例した遅延を有する反射波を用いて測定することを特徴とする請求項1又は2に記載のリーダライタ。   When the calculation means calculates a difference in distance between each antenna and the non-contact information recording medium, measurement is performed using a reflected wave having a delay proportional to the distance between the non-contact information recording medium and the antenna. The reader / writer according to claim 1, wherein: 検出範囲内の複数の非接触情報記録媒体を衝突なく検出するアンチコリジョンプロトコルにより通信する前記複数の非接触情報記録媒体の中から、特定の非接触情報記録媒体を指定して当該非接触情報記録媒体の存在する方向を判定することを特徴とする請求項1、2又は3に記載のリーダライタ。   A specific non-contact information recording medium is designated from the plurality of non-contact information recording media communicating by an anti-collision protocol for detecting a plurality of non-contact information recording media within a detection range without collision. 4. The reader / writer according to claim 1, wherein the direction in which the medium exists is determined. 前記2つアンテナと前記非接触情報記録媒体との距離の差を演算する場合、前記2つアンテナ間の距離の中点と前記非接触情報記録媒体とを結ぶ直線が成す角度が±90度以下になるように前記各アンテナ間の距離を可能な限り狭めて配置したことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のリーダライタ。   When calculating the difference in distance between the two antennas and the non-contact information recording medium, an angle formed by a straight line connecting the midpoint of the distance between the two antennas and the non-contact information recording medium is ± 90 degrees or less. The reader / writer according to any one of claims 1 to 4, wherein the distance between the antennas is arranged to be as narrow as possible. 前記各アンテナに所定の指向特性を持たせることにより、前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との距離差が大きくなる方向を該非接触情報記録媒体との通信範囲外とすることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のリーダライタ。   By giving each antenna a predetermined directivity characteristic, a direction in which a distance difference between each antenna and the non-contact information recording medium increases is outside a communication range with the non-contact information recording medium. The reader / writer according to any one of claims 1 to 5. 前記各アンテナが正面指向特性を有し、且つ所定の間隔に配置した条件下において、前記各アンテナの受信強度から、前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との距離差を補正することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のリーダライタ。   The distance difference between each antenna and the non-contact information recording medium is corrected from the reception intensity of each antenna under the condition that each antenna has a front directivity characteristic and is arranged at a predetermined interval. The reader / writer according to any one of claims 1 to 6. 前記制御手段は、前記演算手段により演算された位相差の差分を測定して前記アンテナと前記非接触情報記録媒体との距離の変化を求めることにより、前記非接触情報記録媒体が前記アンテナに最接近したタイミングを識別することを特徴とする請求項1又は2に記載のリーダライタ。   The control means measures the difference of the phase difference calculated by the calculation means and obtains a change in the distance between the antenna and the non-contact information recording medium, so that the non-contact information recording medium reaches the antenna. 3. The reader / writer according to claim 1, wherein the approach timing is identified. 前記非接触情報記録媒体が存在し得る範囲に、前記アンテナ間における後方散乱波の位相差が一意の方向を示すように2つのアンテナを配置し、前記制御手段は、前記各アンテナと前記非接触情報記録媒体との相対速度を演算する相対速度演算部を備え、該相対速度演算部による通過検出を使用して位相差を取得する共に、前記非接触情報記録媒体が前記各アンテナへ最接近する点を求めることにより、前記非接触情報記録媒体が存在する方向を取得して、該非接触情報記録媒体が前記アンテナ正面を通過したと判断することを特徴とする請求項1、2、3、4又は8に記載のリーダライタ。 Two antennas are arranged in a range where the non-contact information recording medium can exist so that the phase difference of the backscattered wave between the antennas indicates a unique direction, and the control means is configured to contact each antenna and the non-contact A relative speed calculation unit that calculates a relative speed with the information recording medium is provided, and a phase difference is obtained by using passage detection by the relative speed calculation unit, and the non-contact information recording medium is closest to each antenna. 2. The point in which the non-contact information recording medium exists is obtained by obtaining a point, and it is determined that the non-contact information recording medium has passed through the front of the antenna. Or the reader / writer of 8. 検出範囲内の複数の非接触情報記録媒体を衝突なく検出するアンチコリジョンプロトコルにより通信する前記複数の非接触情報記録媒体の中から、特定の非接触情報記録媒体が存在し得る範囲に、前記アンテナ間における後方散乱波の位相差が一意の方向を示すように2つのアンテナを配置し、前記制御手段は、前記各アンテナと前記特定の非接触情報記録媒体との相対速度を演算する相対速度演算部を備え、該相対速度演算部による通過検出を使用して位相差を取得する共に、前記特定の非接触情報記録媒体が前記各アンテナへ最接近する点を求めることにより、前記特定の非接触情報記録媒体が存在する方向を取得して、該特定の非接触情報記録媒体が前記アンテナ正面を通過したと判断することを特徴とする請求項1、2、3、4又は8に記載のリーダライタ。 The antenna is within a range in which a specific non-contact information recording medium can exist among the plurality of non-contact information recording media communicating by an anti-collision protocol that detects a plurality of non-contact information recording media within a detection range without collision. Two antennas are arranged so that the phase difference of backscattered waves between them indicates a unique direction, and the control means calculates a relative speed between each antenna and the specific non-contact information recording medium. And obtaining the phase difference using the passage detection by the relative velocity calculation unit, and obtaining the specific non-contact information recording medium by obtaining a point at which the specific non-contact information recording medium is closest to each antenna. The direction in which the information recording medium exists is acquired, and it is determined that the specific non-contact information recording medium has passed through the front of the antenna. Writer described. 請求項1乃至10の何れか一項に記載のリーダライタと、電波の送受信を仲介する複数のアンテナと、物品に係る情報を記録した非接触情報記録媒体を取り付けた物品と、該物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されてくる物品の通過を検知する検知手段と、前記搬送手段により搬送された物品を仕分けする仕分手段と、制御手段と、を備え、  An article to which the reader / writer according to any one of claims 1 to 10, a plurality of antennas that mediate transmission / reception of radio waves, a non-contact information recording medium that records information about the article, and the article are conveyed Conveying means, detecting means for detecting passage of articles conveyed by the conveying means, sorting means for sorting the articles conveyed by the conveying means, and control means,
前記制御手段は、前記演算手段により演算された遅延時間の差分を測定することにより前記各アンテナと前記物品との距離の変化を求めて、該物品の搬送順序と前記アンテナに対する移動方向を識別し、前記検知手段が該物品の通過を検知すると、先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行することを特徴とする物品仕分システム。  The control means obtains a change in the distance between each antenna and the article by measuring a difference in delay time computed by the computing means, and identifies a transport order of the article and a moving direction with respect to the antenna. When the detection means detects the passage of the article, it is determined that the leading article has passed, and the sorting of the article is executed.
JP2008146571A 2007-08-28 2008-06-04 Reader / writer and article sorting system Active JP5611511B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008146571A JP5611511B2 (en) 2007-08-28 2008-06-04 Reader / writer and article sorting system

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007221773 2007-08-28
JP2007221773 2007-08-28
JP2008146571A JP5611511B2 (en) 2007-08-28 2008-06-04 Reader / writer and article sorting system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009076048A JP2009076048A (en) 2009-04-09
JP5611511B2 true JP5611511B2 (en) 2014-10-22

Family

ID=40610913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008146571A Active JP5611511B2 (en) 2007-08-28 2008-06-04 Reader / writer and article sorting system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5611511B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2283474B1 (en) 2008-04-14 2016-12-14 Mojix, Inc. Radio frequency identification tag location estimation and tracking system and method
JP5442965B2 (en) * 2008-07-01 2014-03-19 日本信号株式会社 Article position detection system
KR101478170B1 (en) 2012-10-22 2015-01-06 (주)와이파이브 Sysem and method for position estimation using uplink access point
US9883337B2 (en) 2015-04-24 2018-01-30 Mijix, Inc. Location based services for RFID and sensor networks
CN111049553B (en) * 2019-12-11 2021-08-27 易兆微电子(杭州)股份有限公司 Low-power-consumption verification method for IEC14443 non-contact card
CN113945059A (en) * 2020-07-15 2022-01-18 海信(山东)冰箱有限公司 Refrigerator and positioning method based on RFID (radio frequency identification) tag

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3477403B2 (en) * 1999-08-18 2003-12-10 三菱重工業株式会社 Radio ranging method
JP5440893B2 (en) * 2005-03-09 2014-03-12 オムロン株式会社 Information processing apparatus, information processing method, reflector, and communication system
JP4670440B2 (en) * 2005-04-07 2011-04-13 オムロン株式会社 Management system, management system control method, information processing apparatus, management system control program, and recording medium recording management system control program
JP2007129688A (en) * 2005-10-06 2007-05-24 Aruze Corp Data reader and positioning system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009076048A (en) 2009-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5355936B2 (en) Reader / writer and article sorting system
JP5611511B2 (en) Reader / writer and article sorting system
US8188908B2 (en) System and method for measurement of distance to a tag by a modulated backscatter RFID reader
CN103984971A (en) Wireless positioning method and system based on antenna array phase difference direction-finding radio frequency identification (RFID)
JP5712680B2 (en) Communication processing device and distance measurement method in communication processing device
US10423812B2 (en) Tag reader calculating minimum distance between antenna and tag
US20120050016A1 (en) Method and System for Determining the Distance, Speed, and/or Direction of Movement of an RFID Transponder
US20120098643A1 (en) rfid reading apparatus and a reading and association method
WO2006026518A2 (en) Angle of position object location system and method
CN110276422B (en) Tag movement detection device and wireless tag reader
JP4670440B2 (en) Management system, management system control method, information processing apparatus, management system control program, and recording medium recording management system control program
JP5802097B2 (en) System and apparatus for detecting the position of an object
Buffi et al. The SARFID technique for discriminating tagged items moving through a UHF-RFID gate
WO1995014938A1 (en) Location apparatus and method
JP5518320B2 (en) Reader / writer system and article sorting system
JP5442965B2 (en) Article position detection system
JP2019159862A (en) Radio tag reader
US10958360B2 (en) Transceiver and method for distance measurement
Nepa et al. Location and tracking of UHF-RFID tags
US10935622B2 (en) Apparatus and method for determining a position of a transmitter
JP7155549B2 (en) Wireless tag movement detector
JP5474330B2 (en) Reader / writer system
JP4816320B2 (en) Wireless communication device
Maderböck et al. Multicarrier Communication for UHF RFID: Increased Reliability and Coverage for UHF RFID Systems
Mittra et al. TECHNIQUES FOR TRACKING THE DIRECTION OF MOTION AND VELOCITY OF AN RFID TAG

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110506

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121010

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121120

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130121

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130604

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130904

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20130911

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20131213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140728

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140903

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5611511

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150