JP5653065B2

JP5653065B2 - 移動体の位置検出方法

Info

Publication number: JP5653065B2
Application number: JP2010097919A
Authority: JP
Inventors: 池田　英生; 英生池田; 毛笠　光容; 光容毛笠; 幸博大西
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2030-04-21
Also published as: JP2011226959A

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグ等を用いた移動体の位置検出方法に関するものである。

現在、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグを用いた物流管理システムの導入が、様々な場所で検討されている。この物流管理システムでは、管理対象物の一つ一つにＲＦＩＤタグを取り付け、そのタグを物流現場の任意の位置で検知することによって管理対象物の位置を検出する。
ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップ及びアンテナで構成される無線タグと、ＩＣチップに書き込まれたＩＤを非接触で読み書き可能な無線タグリーダ・ライタとから構成される。近年、ＵＨＦ帯無線を用いたＲＦＩＤタグの普及によって検知距離が数メートルにも及ぶようになり、作業者がリーダ装置を用いて手作業でＩＤタグの読み取りを行わずとも、リーダ装置の近傍をＲＦＩＤタグが取り付けられた管理対象物が通過するだけで、管理対象物を自動的に検知できるようになっている。このようなＲＦＩＤタグの用途が、ますます広がっている。

上述の物流管理システムの一例として、管理対象物が工場ラインを流れるような物流管理システムの場合、工場ライン上の所定の位置にリーダ装置が設置される。このため、管理対象物に取り付けられたＲＦＩＤタグがリーダ装置で読み込まれると、当該リーダ装置の設置位置近傍に管理対象物が存在することがわかり、工場ライン上での進捗状況を検知することができる。

また、フォークリフトやクレーンといった移動体で管理対象物を搬送するような物流管理システムの場合、管理対象物の位置を自動で管理するために、移動体に物流管理のリーダ装置を設置して、管理対象物に取り付けられたＲＦＩＤタグのＩＤ情報を読み取ると共に移動体の位置情報もあわせて得る。移動体の位置情報を得るためには、ＧＰＳを用いて位置情報を得る方法や、特許文献１に開示されるような床面に埋め込まれたＲＦＩＤタグを読み取る方法がある。

特許文献１に記載の位置検出システムでは、固有のＩＤ情報が書き込まれたＲＦＩＤタグが、倉庫の通路に基準マークとして配置されている。また、このＲＦＩＤタグには、固有のＩＤ情報と共に、通路の延在方向である通路方位角が書き込まれている。本位置検出システムでは、移動体は、ＲＦＩＤタグのＩＤ情報を読み取るためのリーダを有しており、読み取ったＲＦＩＤタグのＩＤ情報を基に、タグ位置の座標と通路方位角とをタグ情報記憶部から読み出して、ＲＦＩＤタグが配置されたタグ位置を移動体の現在位置とし、ＲＦＩＤタグが配置されたタグ位置における移動体の方位角を得ている。

特開２００８−９５３３号公報

工場や倉庫などの屋内や高い建物に囲まれたようなエリア内では、ＧＰＳは有効に機能せず、上述のＧＰＳを用いて位置情報を得る方法を採用することはできない。そこで、特許文献１に開示されるように、パッシブタグであるＲＦＩＤタグを床面に埋め込んで配置することが考えられる。
ところが、床面に埋め込まれたＲＦＩＤタグの信号は、コンクリート面の干渉を受けて大きく減衰するので、リーダ装置がＲＦＩＤタグを検知できる距離は、１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度となる。ＲＦＩＤタグが埋め込まれた位置に対する移動体の移動経路のずれ幅が上記タグの検知距離以下であれば、問題はないが、移動体の移動経路のずれ幅が大きい場合や、移動体が自由に移動する場合は、多数のＲＦＩＤタグを高い密度で埋め込む必要があり、特許文献１の技術を現実に実施するのは困難をともなう。

この問題を解決するための手段として、上述のパッシブ型ＲＦＩＤタグに換えて、電池式のアクティブタグと呼ばれる検知距離の長いタグを用いることが考えられる。しかし、このアクティブタグの単価は、数千円〜１万円と高価である。加えて、アクティブタグには電池交換の作業が必要となるため、多数のアクティブタグを床面に埋め込むことは、コスト面から見て、現実に実施するのは困難である。

また、物流現場では、フォークリフト等で任意の位置に移動させた管理対象物の位置を特定することが要求される。通常、管理対象物の位置は、該管理対象物が降ろされたときのフォークリフトの位置で置き換えられることが多い。
ところが、管理対象物はフォークリフトの前方位置に降ろされるため、降ろされた管理対象物の位置を正確に特定するには、そのときのフォークリフトの位置だけではなく向きを表す情報も得て、フォークリフトの前方位置を知ることが要求される。このような要求に対して、特許文献１の方法では、任意の位置におけるフォークリフトの向きを表す情報は得られず、電子コンパスやジャイロセンサを合わせて用いるなどの、ＲＦＩＤタグ以外のセンサを用いた工夫が必要となり、簡便な方法で管理対象物の位置を特定することができない。

本願は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、フォークリフトなどの移動体の位置及び向きを簡易に推定する方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明の移動体の位置検出方法は、複数の柱が平面視で格子状に配置された対象エリア内で移動する移動体の位置を検出するに際し、検出感度に指向性を有する複数のＩＤタグを、指向性の向きが該格子方向と一致するように前記複数の柱に配備しておき、前記移動体に、前記ＩＤタグを検出するＩＤタグリーダと、前記ＩＤタグと前記ＩＤタグリーダの間で電波の送受信を行うアンテナとを配備しておき、さらに、検出されるＩＤタグの前記対象エリア内における配置と前記移動体の対象エリア内における推定位置との関係を示す位置推定パターンを備えておき、前記複数の柱に配備されたＩＤタグを、前記アンテナから送受信される電波を介して、前記ＩＤタグリーダで１つ以上検出し、前記検出されたＩＤタグの前記対象エリア内における配置に対応する位置推定パターンを判別することで、前記移動体の位置を推定することを特徴とする。

ここで、複数の前記位置推定パターンを位置テーブルとして備えてもよい。
また、前記移動体に配備されたアンテナは指向性を有するものであり、前記位置推定パターンは、前記アンテナの指向性に基づいた前記移動体の向きを示す情報を備えていてもよい。
また、前記移動体のＩＤタグリーダでＩＤタグを１つ以上検出した後に、検出された複数のＩＤタグの検出信号強度又は応答回数の大小に基づいて、所定個数を上限としてＩＤタグを選出し、該選出されたＩＤタグの前記対象エリア内における配置に基づいて位置推定パターンを判別することで前記移動体の位置を推定してもよい。

さらに、前記移動体は、指向性を有するアンテナを複数備えるものであって、前記複数のアンテナ毎に、検出したＩＤタグに基づいて移動体の位置及び向きを表す情報を得、前記移動体の位置及び向きを表す複数の情報を用いて、前記移動体の位置を推定してもよい。
なお、本発明に係る移動体の位置検出方法の最も好ましい形態としては、複数の柱が平面視で格子状に配置された対象エリア内で移動する移動体の位置を検出するに際し、前記対象エリアを各柱の中心を結ぶ直線と、該柱間の中間地点を結ぶ直線とで区分けすることで複数の区分とし、検出感度に指向性を有する複数のＩＤタグを、指向性の向きが前記格子方向と一致するように前記複数の柱に配備しておき、前記移動体に、前記ＩＤタグを検出するＩＤタグリーダと、指向性を有し且つ前記ＩＤタグと前記ＩＤタグリーダの間で電波の送受信を行うアンテナとを配備しておき、さらに、前記アンテナの指向性に基づいた前記移動体の向きを示す情報を備えると共に、検出されたＩＤタグの位置と、前記移動体が位置する可能性のある前記区分である推定区分と、前記移動体の向きとを対応づけた位置推定パターンを備えておき、前記複数の柱に配備されたＩＤタグを、前記アンテナから送受信される電波を介して、前記ＩＤタグリーダで１つ以上検出し、検出されたＩＤタグが配置された柱を含む領域であって実際に前記移動体が位置すると推定される領域を実際の推定区分とし、前記実際の推定区分に前記位置推定パターンを当てはめることで、前記実際の推定区分内における移動体の位置と移動体の向きを推定することを特徴とする。

本発明に係る移動体の位置検出方法によれば、フォークリフトなどの移動体の位置及び向きを簡易に推定することができる。

本発明の第１実施形態による移動体の位置検出方法の実施態様を示す概略図であである。図１に一部を示した倉庫を天井側からみたときの、柱、ＲＦＩＤタグ、及びフォークリフトの配置を示す概略図である。１つの柱の側面に配置された１つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。（ａ）は、１つの柱の隣り合う側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図であり、（ｂ）は、１つの柱の互いに反対を向く側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、隣り合う２つの柱において、２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図であり、２つのＲＦＩＤタグは、（ａ）においては互いに向かい合う側面、（ｂ）においては互いに同じ向きの側面、（ｃ）においては互いに反対を向く側面にある。（ａ）〜（ｄ）は、隣り合う２つの柱において、２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図であり、２つのＲＦＩＤタグは、（ａ）においては互いに異なる向きの側面、（ｂ）においては互いに異なる向きの側面、（ｃ）においては互いに並列に同じ向きとなる側面、（ｄ）においては互いに並列に異なる向きとなる側面にある。（ａ）〜（ｃ）は、格子の斜め方向に隣り合う２つの柱において、２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図であり、２つのＲＦＩＤタグは、（ａ）においては互いに逆を向く側面、（ｂ）においては互いに同じ向きの側面、（ｃ）においては互いに逆を向く側面にある。（ａ）〜（ｃ）は、格子の斜め方向に隣り合う２つの柱において、２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図であり、２つのＲＦＩＤタグは、（ａ）〜（ｃ）において互いに異なる向きの側面にある。本発明の第２実施形態による推定リストを示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図を基に説明する。
（第１実施形態）
図面を参照しながら、以下に、本発明の第１実施形態について説明する。
まず、図１及び図２を参照して、図１は、本発明の第１実施形態による移動体の位置検出方法の実施態様を示す概略図であり、柱１、柱２、ＲＦＩＤタグ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ、及びフォークリフト５の配置を示す。図２は、図１でその一部を示した倉庫（対象エリア）を天井側からみたときの概略図である。

図１は、例えば製造業や物流業における倉庫の内部を表しており、床面から天井に向かってほぼ垂直に立つ複数の柱１，２と、床面を走行する移動体であるフォークリフト５を表している。フォークリフト５は、これら柱の間を自由に移動するものである。図１において柱は２本しか示されていないが、実際の倉庫内では、床面から天井に向かって多数の柱が配置されている。

倉庫に配置される複数の柱は、略四角柱の形状を有している。さらに複数の柱は、互いの側面を平行に対向させるようにして、例えば約１０〜２０メートルの間の所定の等間隔で格子状に配置されている。図１では、柱１の側面１０と柱２の側面２０とが平行に対向している。
ＲＦＩＤタグ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは、ＩＣチップ及びアンテナで構成される無線タグと、ＩＣチップに書き込まれたＩＤを非接触で読み書き可能な無線タグリーダ・ライタとから構成される金属対応長距離型パッシブＲＦＩＤタグである。これらＲＦＩＤタグは、無線通信に例えばＵＨＦ帯無線を用いるものであり、通信に指向性を有するものである。ＲＦＩＤタグは、後述するリーダ装置６（ＩＤタグリーダ）から発信されたＵＨＦ波を受信すると、これに応答して自身のＩＤをＵＨＦ波で発信する。リーダ装置６がこのＩＤを受信してＲＦＩＤタグ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを検知できる距離は、これらＲＦＩＤタグの前方約１０メートルの範囲である。

このようなＲＦＩＤタグは、図１において柱１，２の４つの側面それぞれに、床面から高さ約２メートルの位置に配置されている。よって、各ＲＦＩＤタグは、隣接する柱の対向する側面に配置されたＲＦＩＤタグと対向している。
フォークリフト５は、倉庫内で管理対象物となる資材や物品を移動させる一般的な輸送機器である。フォークリフト５は、ＵＨＦ波を発信すると共に柱に配置されたＲＦＩＤタグからのＵＨＦ波を受信する１本のアンテナ７と、ＲＦＩＤタグからのＵＨＦ波を受信することでＲＦＩＤタグを検知するリーダ装置６とを有している。アンテナ７は、ＵＨＦ電波の受発信に指向性を有しており、指向性の向きがフォークリフト５の前方に向けられている。よって、アンテナ７から発せられたＵＨＦ電波は、フォークリフト５の側方及び後方には伝播せず、フォークリフト５の前方に伝播する。

リーダ装置６は、アンテナ７を介して１秒間に数回〜数十回ＵＨＦ波を発信（ポーリング）し、発信したＵＨＦ波に応答したＲＦＩＤタグからのＵＨＦ波を受信する。
このような構成によって、フォークリフト５の位置を、リーダ装置６からのポーリングに応答したＲＦＩＤタグの付近であると推定することができる。また、管理対象物にもＲＦＩＤタグを付しておけば、このＲＦＩＤタグのＩＤもリーダ装置６で受信することができる。この管理対象物のＩＤと、ポーリングに応答したＲＦＩＤタグのＩＤとを関連づければ、同様に、管理対象物の位置も推定することができる。

図２を参照して、第１実施形態による移動体の位置検出方法について、さらに詳しく説明する。
図２は、紙面に向かって上方を、北方向として表されているので、北方向を向くＲＦＩＤタグには、柱に付された符号の先頭に方位を表す文字Ｎを添えた符号を与える。南方向を向くＲＦＩＤタグには、文字Ｓを添え、東方向を向くＲＦＩＤタグには、文字Ｅを添え、西方向を向くＲＦＩＤタグには、文字Ｗを添えて符号を与える。

これに従い、図２において、柱Ｃ１には、ＲＦＩＤタグＮＣ１、ＲＦＩＤタグＳＣ１、ＲＦＩＤタグＥＣ１、及びＲＦＩＤタグＷＣ１が配置されている。他のＲＦＩＤタグについても、同様の方法で、図２に示すように符号を与えている。
それぞれの柱に配置された各ＲＦＩＤタグは、柱側面の前方、つまり、隣接する柱に指向性の向きを向けている。そのため、ＲＦＩＤタグから発せられたＵＨＦ電波の伝播範囲（ＲＦＩＤタグの検知エリア）は、図２のＲＦＩＤタグの回りにグレースケールで示される範囲となる。

このような、ＲＦＩＤタグの指向性と、フォークリフト５のアンテナ７の指向性とを関連づけることにより、フォークリフト５の位置及び向きを検知（推定）することができる。
例えば、図２に示すように、柱Ｃ４、Ｃ５、Ｃ７、及びＣ８に囲まれた範囲にフォークリフト５が位置しているときに、フォークリフト５のリーダ装置６が、アンテナ７を介してＵＨＦ電波を発信したとする。

このとき、ＲＦＩＤタグＥＣ４が、発信されたＵＨＦ電波を受信して、自身のＩＤを示す情報をＵＨＦ電波で発信する。ＲＦＩＤタグＥＣ４から発せられたＵＨＦ電波を、リーダ装置６が受信する（ＲＦＩＤタグを検知する）と、フォークリフト５がＲＦＩＤタグＥＣ４の検知エリア内にいると判断することができる。
アンテナ７からのＵＨＦ電波は、フォークリフト５の前方に向けられて発せられているので、ＲＦＩＤタグＥＣ４は、フォークリフト５の前方にあると判断することができる。この判断に基づいて、フォークリフト５の位置はＲＦＩＤタグＥＣ４の検知エリア内であり、ＲＦＩＤタグＥＣ４にその前方を向けていると推定できる。

しかし、この場合において、フォークリフト５のアンテナ７が指向性を有していなければ、フォークリフト５の前方のみならず、左右方向及び後方に存在するＲＦＩＤタグもアンテナ７からのＵＨＦ電波を受信して、各々がＩＤを示す情報を発信する可能性がある。指向性のないアンテナがこれら全てのＲＦＩＤタグを検知すると、フォークリフト５の位置を判断することはできても、フォークリフト５の前方がいずれのＲＦＩＤタグを向いているのかを判断することはできない。

このような前提の下に、図２に示すように、上述の柱が配置された床面を、各柱の中心を結ぶ直線状の破線と、柱間の中間地点を結ぶ直線状の破線とで区分けして、各区分を区分Ａ１〜Ａ１６とする。この区分けと、上述のＲＦＩＤタグＥＣ４の検知エリアとを重ね合わせると、フォークリフト５は、区分Ａ５、区分Ａ６、区分Ａ９、及び区分Ａ１０内の何れかの位置でＲＦＩＤタグＥＣ４にその前方を向けていると判断することもできる。

このとき、ＲＦＩＤタグＥＣ４の検出強度が高ければ、ＲＦＩＤタグＥＣ４に近い位置、つまり、検知エリアのグレースケールの濃い領域にフォークリフト５が位置している確率が高いので、区分Ａ５及び区分Ａ９内の何れかの位置でＲＦＩＤタグＥＣ４にその前方を向けていると推定することができる。逆に、ＲＦＩＤタグＥＣ４の検出強度が低ければ、ＲＦＩＤタグＥＣ４から遠い位置、つまり、検知エリアのグレースケールの薄い領域にフォークリフト５が位置している確率が高いので、区分Ａ６及び区分Ａ１０内の何れかの位置でＲＦＩＤタグＥＣ４にその前方を向けていると推定することができる。

以上のように、検出されたＲＦＩＤタグの位置を基にして倉庫内におけるフォークリフト５の位置及び向きを推定することができるが、検出されるＲＦＩＤタグの数は、単数であるよりも複数であることの方が多い。フォークリフト５は、検出されたＲＦＩＤタグが配置された柱を含む複数の柱に囲まれた範囲に位置すると考えられるので、フォークリフト５が位置する区分と、検出されたＲＦＩＤタグが配置された柱の位置とを対応づけてパターン化しておくことができる。このパターンを位置推定パターンとして複数用意すれば、位置推定パターンを用いてフォークリフト５が位置する区分を容易に推定することができる。

この位置推定パターンについて、以下に詳しく説明する。
位置推定パターンとは、少なくとも１つのＲＦＩＤタグが検出されたときに、検出されたＲＦＩＤタグの位置を基にして、検出されたＲＦＩＤタグが配置された柱の位置と、フォークリフト５が位置する可能性のある区分とを対応づけたものである。
本実施形態においては、１つのＲＦＩＤタグが検出された場合と、２つのＲＦＩＤタグが検出された場合を考える。３つ以上のＲＦＩＤタグが検出された場合を考えることもできるが、その場合は、後述するようにＲＦＩＤタグの検出強度（検出信号強度）や検出確率（応答回数）などを基にして、その上位２つのＲＦＩＤタグを選出すればよい。

次に、図３〜図８を参照して、位置推定パターンを順に説明する。図３〜図８における、柱、ＲＦＩＤタグ、及び床面の区分の表記方法は、図２における表記方法に準拠している。図３〜図８では、検出されたＲＦＩＤタグを黒く塗りつぶして表し、フォークリフト５が位置していると推定される区分（推定区分）をグレースケールで表している。なお、図３〜図８のグレースケールは、濃淡を区別して示されているが、濃く示されたグレースケールは推定区分を示しており、薄く示されたグレースケールは、フォークリフト５が位置している確率が０ではないが、低いと考えられる区分を示している。

以下、それぞれの位置推定パターンについて、まず、無指向性アンテナでＲＦＩＤタグを検出した場合を説明し、次に、指向性アンテナでＲＦＩＤタグを検出した場合を説明する。
図３は、１つの柱の側面に配置された１つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。

１つの柱の１つのＲＦＩＤタグだけが検知された場合、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図３に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱と、検知されたＲＦＩＤタグに対向する柱との間の４つの区分となる。
図３の左側に示すように、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が濃いグレースケールで示す推定区分に位置していることしか推定できないが、図３の右側に示すように、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であり、指向性の向きをフォークリフト５の前方に向けていれば、矢印で示すように、フォークリフト５が、検出されたＲＦＩＤタグに前方を向けて位置していると推定することができる。

図３では、紙面に向かって右側を向くＲＦＩＤタグが検知された場合の位置推定パターンを示しているが、この位置推定パターンは、トポロジカルなパターンとして示されている。よって、当該位置推定パターンを回転させて得られる全てのパターンは、図３に示す位置推定パターンで代表される。以下、図４〜図８に示す位置推定パターンも、トポロジカルなパターンとして示される。

図４（ａ）は、１つの柱の隣り合う側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。
１つの柱の隣り合う側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図４（ａ）に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱と、該柱の右上に位置する柱と、当該ＲＦＩＤタグに対向する柱とに囲まれた４つの区分となる。

図４（ａ）の左側に示すように、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が濃いグレースケールで示す推定区分に位置しているとしか推定できないが、図４（ａ）の右側に示すように、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であり、指向性の向きをフォークリフト５の前方に向けていれば、矢印で示すように、フォークリフト５が、検出されたＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図４（ｂ）は、１つの柱の互いに反対を向く側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。
１つの柱の互いに反対を向く側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図４（ｂ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱周辺の４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、図４（ｂ）の右側に示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱と、該柱の右側又は左側に隣接する柱との間の４つの区分が推定区分となり、２通りの位置推定パターンを考えることができる。それぞれの位置推定パターンにおいて、フォークリフト５は、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図５（ａ）は、隣り合う２つの柱の互いに向かい合う側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。
隣り合う２つの柱の互いに向かい合う側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図５（ａ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された２つの柱の間の４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、図５（ａ）の右側に示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱と、該柱の右側又は左側に隣接する柱とで囲まれた４つの区分が推定区分となり、２通りの位置推定パターンを考えることができる。それぞれの位置推定パターンにおいて、フォークリフト５は、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図５（ｂ）は、隣り合う２つの柱の互いに同じ向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。
隣り合う２つの柱の互いに同じ向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図５（ｂ）左側に濃いグレースケールで示すように、検出された２つのＲＦＩＤタグのうち指向性の向きにおいて前方にあるのＲＦＩＤタグが配置された柱周辺の４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性である場合も、図５（ｂ）の右側に示すように、検出された２つのＲＦＩＤタグのうち指向性の向きにおいて前方にあるＲＦＩＤタグが配置された柱周辺の４つの区分が推定区分となる。このときフォークリフト５は、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図５（ｃ）は、隣り合う２つの柱の互いに反対を向く側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。
隣り合う２つの柱の互いに反対を向く側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図５（ｃ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された２つの柱の間の４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、図５（ｃ）の右側に示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱と、該柱の右側又は左側に隣接する柱とで囲まれた４つの区分が推定区分となり、２通りの位置推定パターンを考えることができる。それぞれの位置推定パターンにおいて、フォークリフト５は、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図６（ａ）は、隣り合う２つの柱の互いに異なる向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。
図６（ａ）に示すように、隣り合う２つの柱の互いに異なる向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図６（ａ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱と、該柱に隣接する柱とで囲まれた４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、フォークリフト５は、図６（ａ）の右側に示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱と、該柱に隣接する柱とで囲まれた推定区分において、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。
図６（ｂ）は、隣り合う２つの柱の互いに異なる向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された他の場合の位置推定パターンを示す図である。

図６（ｂ）に示すように、隣り合う２つの柱の互いに異なる向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図６（ｂ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知された２つのＲＦＩＤタグのうち、紙面上方を向くＲＦＩＤタグが配置された柱に対して、もう一方のＲＦＩＤタグが向く右側方向にある４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、フォークリフト５は、図６（ｂ）の右側に示すように、検知された２つのＲＦＩＤタグのうち、紙面上方を向くＲＦＩＤタグが配置された柱に対して、もう一方のＲＦＩＤタグが向く右側方向にある推定区分において、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図６（ｃ）は、隣り合う２つの柱の互いに並列に同じ向きとなる側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。
図６（ｃ）に示すように、隣り合う２つの柱の互いに並列に同じ向きとなる側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図６（ｃ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱と、該ＲＦＩＤタグの指向性の方向側で隣接する柱とで囲まれた４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、フォークリフト５は、図６（ｃ）の右側に示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱と、該柱に隣接する柱とで囲まれた推定区分において、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。
図６（ｄ）は、隣り合う２つの柱の互いに並列に異なる向きとなる側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。

隣り合う２つの柱の互いに並列に異なる向きとなる側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図６（ｄ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された２つの柱の間の４つの区分となる。
これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、図６（ｄ）の右側に示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された柱と、該柱の右側又は左側に隣接する柱とで囲まれた４つの区分が推定区分となり、２通りの位置推定パターンを考えることができる。それぞれの位置推定パターンにおいて、フォークリフト５は、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図７（ａ）は、格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに逆を向く側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。
格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに逆を向く側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図７（ａ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された２つの柱と、該柱にそれぞれ隣接する柱に囲まれた４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、図７（ａ）の右側に示すように、検知された２つのＲＦＩＤタグのうち、いずれか一方のＲＦＩＤタグの指向性の方向側で隣接する柱周辺の４つの区分となる。よって、２通りの位置推定パターンを考えることができる。それぞれの位置推定パターンにおいて、フォークリフト５は、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図７（ｂ）は、格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに同じ向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。
格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに同じ向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図７（ｂ）左側に濃いグレースケールで示すように、検出された２つのＲＦＩＤタグのうち指向性の向きにおいて前方にあるＲＦＩＤタグが配置された柱に対して、もう一方のＲＦＩＤタグが配置された柱側にある４つの区分となる。

フォークリフト５のアンテナ７が指向性である場合も、図７（ｂ）の右側に示すように、検出された２つのＲＦＩＤタグのうち指向性の向きにおいて前方にあるＲＦＩＤタグが配置された柱に隣接する４つの区分が推定区分となる。このときフォークリフト５は、矢印で示すように、指向性の向きにおいて後方にあるＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図７（ｃ）は、格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに逆を向く側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された他の場合の位置推定パターンを示す図である。
図７（ｃ）に示すように、格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに逆を向く側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図７（ｃ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された２つの柱と、該柱にそれぞれ隣接する柱に囲まれた４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、図７（ｃ）の右側に示すように、検知された２つのＲＦＩＤタグのうち、いずれか一方のＲＦＩＤタグの指向性の方向において反対側に隣接する柱周辺の４つの区分となる。よって、２通りの位置推定パターンを考えることができる。それぞれの位置推定パターンにおいて、フォークリフト５は、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図８（ａ）は、格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに異なる向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された場合の位置推定パターンを示す図である。
格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに異なる向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図８（ａ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された２つの柱と、該柱にそれぞれ隣接する柱に囲まれた４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、図８（ａ）の右側に示すように、検知された２つのＲＦＩＤタグの指向性の方向側で隣接する柱周辺の４つの区分が推定区分となる。このときフォークリフト５は、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。
図８（ｂ）は、格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに異なる向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出された他の場合の位置推定パターンを示す図である。

格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに異なる向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図８（ｂ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された２つの柱と、該柱にそれぞれ隣接する柱に囲まれた４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、図８（ｂ）の右側に示すように、検知された２つのＲＦＩＤタグが配置された２つの柱に共通に隣接する柱周辺の４つの区分が推定区分となる。よって、２通りの位置推定パターンを考えることができる。それぞれの位置推定パターンにおいて、フォークリフト５は、矢印で示すように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

図８（ｃ）は、格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに異なる向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検出されたさらに他の場合の位置推定パターンを示す図である。
図８（ｃ）に示すように、格子の斜め方向に隣り合う２つの柱の互いに異なる向きの側面に配置された２つのＲＦＩＤタグが検知された場合、フォークリフト５のアンテナが無指向性であれば、フォークリフト５が位置していると推定される推定区分は、図８（ｃ）左側に濃いグレースケールで示すように、検知されたＲＦＩＤタグが配置された２つの柱と、該柱にそれぞれ隣接する柱に囲まれた４つの区分となる。

これに対して、フォークリフト５のアンテナ７が指向性であれば、図８（ｃ）の右側に示すように、検知された２つのＲＦＩＤタグが配置された２つの柱に共通に隣接する柱のうち、該２つのＲＦＩＤタグの指向性の向きに対して左又は右側に隣接する柱周辺の４つの区分が推定区分となる。このときフォークリフト５は、矢印ですように、ＲＦＩＤタグが配置された柱方向に前方を向けて位置していると推定することができる。

以上、図３〜図８を参照してトポロジカルな位置推定パターンについて説明した。本実施形態においては、これら複数の位置推定パターンを位置テーブルとしてまとめて予め用意しておく。その上で、検出されたＲＦＩＤタグが１つであれば、図３に示す位置推定パターンを１つ選定し、検出されたＲＦＩＤタグが２つであれば、検出されたＲＦＩＤタグの相対的な位置関係を基に図４〜図８に示す位置推定パターンから１つ選定し、選定した位置推定パターンを実際の倉庫内の検出されたＲＦＩＤタグの位置に対応させる。そうすることで、倉庫内におけるフォークリフト５の位置を推定することができる。

なお、参照した図において、フォークリフト５の向きを矢印で示したが、この矢印は、フォークリフト５の向きを示す方向ベクトルであり、フォークリフト５は、推定区分内でこの矢印に平行な向きに前方を向けていると推定できる。本実施形態において、方向ベクトルの大きさは無視する。
（第２実施形態）
次に、図９を参照しながら、本発明の第２実施形態について説明する。

第１実施形態で説明した位置テーブルから、検出されたＲＦＩＤタグの相対的な位置関係に対応する位置推定パターンを選定して、選定した位置推定パターンを実際の倉庫内の検出されたＲＦＩＤタグの位置に対応させると、倉庫内におけるフォークリフト５の位置を推定することができる。
つまり、倉庫内で検出されたＲＦＩＤタグの組み合わせのそれぞれに対して位置推定パターンが決まるので、具体的なＲＦＩＤタグの組み合わせを決めれば、上述した位置推定パターンに基づいて、そのＲＦＩＤタグの組み合わせに対応した倉庫内における実際の推定区分と、フォークリフト５の向きが決まる。

これら、ＲＦＩＤタグの具体的な組み合わせと、それに対応する実際の推定区分と、フォークリフト５の向きとを予め図９に示すような推定リストとして保持しておけば、より簡便に、推定区分とフォークリフト５の向きを得ることができる。
図９は、その推定リストを示す図である。例えば、ＲＦＩＤタグＳＣ１が最も検出強度が高く、ＲＦＩＤタグＳＣ２が２番目に検出強度が高かった場合、第１タグＩＤはＳＣ１であり、第２タグＩＤはＳＣ２である。このときの推定区分は、図９より区分Ａ１，Ａ２，Ａ５，及びＡ６であり、フォークリフト５の向きは０°であると推定することができる。

このようなリストを用いることで、位置推定パターンを倉庫内の実際の位置に対応させる手間を省くことができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第１実施形態及び第２実施形態におけるフォークリフト５は、指向性を有するアンテナ７を、ルーフに１つだけ備えていた。本実施形態によるフォークリフト５は、図１に示すように、指向性を有するアンテナ７ａ，７ｂを、前進方向に対して左右両側に、ルーフの高さ付近に備える。これら２つのアンテナ７ａ，７ｂの指向性は、ともにフォークリフト５の前方に向けられている。

これら２つのアンテナ７ａ，７ｂがそれぞれ独立してＲＦＩＤタグを検出すると、それぞれのアンテナごとに対応する位置推定パターンを２つ得ることができる。これら２つの位置推定パターンを用いれば、より正確にフォークリフト５の位置を推定することができる。
例えば、得られた２つの位置推定パターンが同じものであれば、フォークリフト５は、ほぼ間違いなく位置推定パターンが示す推定区分に位置すると推定できる。

仮に、得られた２つの位置推定パターンが異なるものであれば、フォークリフト５は、互いの位置推定パターンにおいて共通する推定区分に位置すると推定できる。
ところで、一般的に、複数の事象の分布確率が得られた場合、それらの複合確率（条件付き確率）を求めることによって、両者が同時に得られる確率を求めることができる。上述した位置推定パターンの推定区分は、フォークリフト５がそこに存在する存在確率に基づいて作成されているものであるので、簡便には、各推定区分等に予め指標値を与えておき、得られた２つ位置推定パターンに示される推定区分の指標値を加算や乗算することによって、最もフォークリフト５の存在確率の高いを考えられる推定区分を求めることができる。

具体的には、図９の推定区分リストの区分ごとに確率指標値を割り振って、重み付けとして用いる。例えば、フォークリフト５が主として動くライン（動線）を含んでいてフォークリフト５の存在確率が高いと思われる推定区分には、大きな確率指標値として３、倉庫の端又は隅でフォークリフト５の動線から外れた推定区分には、小さな確率指標値として１、を割り振る。

このように確率指標値を割り振った上で、複数の推定区分が得られた場合には、区分毎の確率指標値を加算あるいは乗算し、その計算結果が最も大きな区分を推定区分とする、あるいは、得られた全ての位置推定パターンについて、各区分の座標を、確率指標値を重み付けとして加重平均をとる、といった方法が考えられる。
図中矢印で示した方向ベクトルについても、アンテナの指向性の向きから得られたフォークリフト５の向きについて、得られた推定位置パターンで示された方向ベクトルの平均を取るなどの方法でフォークリフト５の向きを計算する方法が考えられる。

ところで、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，２柱
３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂＲＦＩＤタグ
５フォークリフト
６リーダ装置
７，７ａ，７ｂアンテナ
１０，２０側面

Claims

複数の柱が平面視で格子状に配置された対象エリア内で移動する移動体の位置を検出するに際し、
前記対象エリアを各柱の中心を結ぶ直線と、該柱間の中間地点を結ぶ直線とで区分けすることで複数の区分とし、
検出感度に指向性を有する複数のＩＤタグを、指向性の向きが前記格子方向と一致するように前記複数の柱に配備しておき、
前記移動体に、前記ＩＤタグを検出するＩＤタグリーダと、指向性を有し且つ前記ＩＤタグと前記ＩＤタグリーダの間で電波の送受信を行うアンテナとを配備しておき、
さらに、前記アンテナの指向性に基づいた前記移動体の向きを示す情報を備えると共に、検出されたＩＤタグの位置と、前記移動体が位置する可能性のある前記区分である推定区分と、前記移動体の向きとを対応づけた位置推定パターンを備えておき、
前記複数の柱に配備されたＩＤタグを、前記アンテナから送受信される電波を介して、前記ＩＤタグリーダで１つ以上検出し、
検出されたＩＤタグが配置された柱を含む領域であって実際に前記移動体が位置すると推定される領域を実際の推定区分とし、
前記実際の推定区分に前記位置推定パターンを当てはめることで、前記実際の推定区分内における移動体の位置と移動体の向きを推定することを特徴とする移動体の位置検出方法。
複数の前記位置推定パターンを位置テーブルとして備えることを特徴とする請求項１に記載の移動体の位置検出方法。
前記移動体のＩＤタグリーダでＩＤタグを１つ以上検出した後に、
検出された複数のＩＤタグの検出信号強度又は応答回数の大小に基づいて、所定個数を上限としてＩＤタグを選出し、
該選出されたＩＤタグの前記対象エリア内における配置に基づいて位置推定パターンを判別することで前記移動体の位置を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体の位置検出方法。
前記移動体は、指向性を有するアンテナを複数備えるものであって、
前記複数のアンテナ毎に、検出したＩＤタグに基づいて移動体の位置及び向きを表す情報を得、
前記移動体の位置及び向きを表す複数の情報を用いて、前記移動体の位置を推定することを特徴とする請求項３に記載の移動体の位置検出方法。