JP5835577B2

JP5835577B2 - 接近検知システム

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Publication number: JP5835577B2
Application number: JP2012004316A
Authority: JP
Inventors: 澤田　喜久三; 喜久三澤田
Original assignee: YOSHIKAWAKOGYO CO.,LTD.
Current assignee: YOSHIKAWAKOGYO CO.,LTD.
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2032-01-12
Also published as: DE112013000561T5; JP2013142675A; US20140361903A1; CN104040375A; US9875635B2; CN104040375B; DE112013000561B4; WO2013105589A1

Description

本発明は、フォークリフトやブルドーザなどの作業車両が作業する現場において、作業者が作業車両に接近したこと、クレーンなどの作業機械において作業者が所定距離内に入ったことなどを検知し、警告灯、警告音で知らせたり、ブレーキの制動などを行う作業者接近検知システム、あるいは、作業車両同士が一定距離以内に近づいたことを検知し、警告、ブレーキの制動などを行う作業車両（機器）接近検知システムに関するものである。

なお、本発明において「機器」とは、作業車両やクレーンのように移動する機器のほか、移動しない機器を総称するものである。

フォークリフトや重機などの移動する機器（以下、移動機器と称する。）に作業者が近づきすぎたことを検知するシステムとしては、従来、特許文献１に開示されているように超音波と電波を用いて行う方法や、特許文献２に開示されているように赤外線センサーと距離センサーを用いる方法や、特許文献３に開示されているように２つの電波を用いる方法などがある。また、特許文献４には電磁誘導波と電波を用いる方法が開示されている。

特開平５−３２１３０３号公報特開２００６−３３７２１６号公報特開２００５−３４６２２８号公報特開平７−１６８９８５号公報

しかるに、超音波や赤外線は指向性があるため、移動機器に取り付けた際に、その位置検知装置では一方向しか検知できないという問題があった。更に、超音波は気圧や湿度の影響で検知距離が変動する。また、赤外線は、屋外で使用時は、太陽光などの外乱光の影響で受光部が首尾よく動作できないなどの問題がある。

そこで、特許文献３に示すように電波を用いた方法が提案されている。電波はアンテナの種類にもよるが、例えば、ダイポールアンテナやヘリカルアンテナを送信側のアンテナとして使用した場合、電波の指向性がなく、３６０°距離検知が可能である。

しかるに、電波を用いて距離検知を行う場合、電波の反射によって、周囲環境により、検知距離が大きく変動するという問題があった。例えば、電波方式を使った場合、周辺に遮蔽物のない屋外で４ｍの検知距離であったものが、屋内で、壁や設備機械などが１０ｍ以内にある場合は、検知距離が２ｍから８ｍにばらついてしまう。また、反射の影響により、短距離内であるにもかかわらず、コミュニケーションホール（局所的に通信ができない場所）ができるという問題がある。

特許文献４には、送信側からの周波数が長波又は中波（３０ｋＨｚ〜３ＭＨｚ）の電波を電磁誘導的な方法で受信し、距離検知を行う方法が開示されている。特許文献４にも開示されているように、波長よりはるかに近い検知距離においては、電磁波としてよりも、交流磁界としての減衰特性を示す。理論的には、波長より十分に短い距離（近傍界）では、磁界強度Ｈは距離の３乗に反比例して減衰する。これに対し波長より十分に長い距離（遠方界）では、電界Ｅは距離の２乗に反比例して減衰する。すなわち、近傍界での電磁誘導の方法を距離検知に使えば、より急峻な減衰特性の故、反射の影響を受けにくい。更に、長波や中波の周波数は水分による減衰はほとんどなく、人体による距離検知への影響を懸念する必要はない。これにより、検知距離は例えば４ｍの所望値に対し、バラツキを含めても３ｍ〜５ｍ程度と精度が向上する。

一方、移動機器と作業者の接近検知に関しては、作業者と移動機器との間の距離により、警報のレベルを変えたいというニーズがある。例えば、距離７ｍの時に最初の警報を行い、距離５ｍの時に、より危険性が高いという第二の警報を行い、距離３ｍの場合は、移動機器のブレーキの制動を行うということが考えられる。

しかるに、特許文献４には、警報レベルを距離に応じ変えたいというニーズに対しての装置構成や方法は開示されていない。

更には、警報を発する距離を、移動機器が作業する現場の状況に合わせて変更したいというニーズがある。この操作は、作業者に取り付ける装置ではなく、移動機器に設置する装置で行うことが便利である。接近検知システムにおいては一般的に、作業者に取り付ける装置の必要数の方が移動機器に設置する装置の必要数よりも大きく、設定を変更するのに手間がかかるためである。

しかるに、特許文献４には、検知距離の変更設定を移動機器に設置する装置で行う手段は開示されていない。

そこで、本発明の目的は、作業者と機器の距離により警報のレベルを変えることを可能とし、更に警報を発する距離を機器側で設定可能にする接近検知システムを提供することにある。

本発明の更なる目的は、機器に対し複数の作業者が接近した場合に、最も機器に接近している作業者を検知して警報を発しうる接近検知システムを提供することにある。

本発明は、距離検知制御装置と磁界検知機能付きＲＦＩＤタグとの間の距離を検知して接近警報を出力する接近検知システムであって、前記距離検知制御装置は、誘導磁界送信部と電波受信部と前記電波受信部及び前記磁界送信部を制御する第１の制御部とを備え、前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグは、前記誘導磁界送信部から送信される誘導磁界を検知する磁界センサー部と、磁界検知感度設定データに基づき前記磁界センサー部の磁界検知感度を設定すると共に前記磁界センサー部からの磁界検知信号を受信する第２の制御部と、前記第２の制御部から信号を受信して少なくとも前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグの固有識別番号、磁界検知データ及び磁界検知感度設定データを送信する電波送信部とを備え、前記磁界検知感度設定データは、少なくとも２段階の磁界検知感度を含むものであり、前記第１の制御部は、前記磁界検知データと前記磁界検知感度設定データを、前記電波受信部を介して受信し、前記磁界検知感度設定データに基づき複数レベルの接近警報を出力できるものであることを特徴とする。

本発明において、前記磁界センサー部は、前記第２の制御部から送信されてくる磁界検知感度設定データに基づき磁界検知感度を可変できるものであり、前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグは、前記少なくとも２段階の磁界検知感度に基づいて、磁界検知データ及び磁界検知感度設定データを間歇的に送信できるものとすることができる。

また、本発明の接近検知システムは、前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグを複数備えたものとすることができ、この場合、前記第１の制御部は、前記複数の磁界検知機能付きＲＦＩＤタグから、前記固有識別番号と前記磁界検知データと前記磁界検知感度設定データとを前記電波受信部を介して受信し、複数の前記磁界検知感度設定データに基づき、最も磁界検知感度が低い一つを選択して、接近警報を出力できるようにする。

更に、本発明において、前記距離検知制御装置は機器に取り付け、前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグは作業者に取り付けることができる。あるいは、前記距離検知制御装置は第１の機器に取り付け、前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグは第２の機器（前記第１の機器とは別種類の機器）に取り付けることもできる。なお、前記の第１の機器及び第２の機器のうち少なくとも一方は移動機器である。

本発明によれば、距離検知制御装置からの誘導磁界を検知する磁界検知機能付きＲＦＩＤタグの磁界検知感度を少なくとも２段階に設定するので、距離検知制御装置（機器）と磁界検知機能付きＲＦＩＤタグ（作業者）の距離により警報のレベルを変えることが可能となる。

また、警報を発する距離は距離検知装置側の第１の制御部で設定可能である。したがって、警報を発する距離を容易に設定、変更することができる。

更に、距離検知制御装置（機器）に対し複数の磁界検知機能付きＲＦＩＤタグ（作業者）が接近した場合に、最も機器に接近している作業者を検知して警報を発しうる。すなわち、より危険な位置にいる作業者に警報を発することができる。

本発明の第の実施例の接近検知システムのブロック図である。本発明の第１実施例における距離検知制御装置とＲＦＩＤタグの位置関係を例示し、本発明の機能動作の説明するものである。本発明の第１実施例のＲＦＩＤタグのブロック図である。本発明の第１実施例の磁界検知用ＩＣのブロック図である。本発明の第１実施例の距離検知制御装置のブロック図である。本発明の第１実施例の磁界検知機能付きＲＦＩＤタグの処理フロー図である。本発明の第１実施例のＲＦＩＤタグから距離検知制御装置への電波信号のデータ内容の一例を示すものである。本発明の第１実施例の距離検知制御装置の処理フロー図を示す。本発明の第２実施例の距離検知制御装置の処理フローを示す（前段部分）。本発明の第２実施例の距離検知制御装置の処理フローを示す（後段部分）。

以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施例の接近検知システムのブロックである。本発明の第１実施例の接近検知システム１は、少なくとも一つの距離検知制御装置１００と少なくとも一つの磁界検知機能付きＲＦＩＤタグ１１０からなる。

距離検知制御装置１００は、磁界送信部１０１と第１の制御部１０２と電波受信部１０３と電源部１０９から構成され、磁界検知機能付きＲＦＩＤタグ１１０は、磁界センサー部１１１と第２の制御部１１２と電波送信部１１３と電源部１１４から構成される。

距離検知制御装置１００は、例えば移動機器であるフォークリフトの天板部分に取り付けられ、フォークリフトが稼働中は磁界送信部１０１から長波帯周波数（例えば１２５ｋＨｚ）の交流誘導磁界１２０が送信される。そして、例えば、作業員のヘルメットに取り付けられた磁界検知機能付きＲＦＩＤタグ（以下、ＲＦＩＤタグとも称す。）１１０の磁界センサー部１１１は交流誘導磁界１２０を検知して磁界検知信号１１６を第２の制御部１１２に対して出力する。

ここで、磁界センサー部１１１は磁界検知感度設定データ１１５を第２の制御部１１２から受けて磁界検知感度を例えば８段階に可変できるようになっている。磁界検知感度を可変することにより、磁界検知範囲を例えば２ｍ〜８ｍの間で可変できる。

第２の制御部１１２は例えば８ビットＣＰＵからなり、磁界検知信号１１６を受けて、磁界検知データ、磁界検知感度設定データ及びＲＦＩＤタグ１１０のＩＤ（固有識別番号）を含む信号１１７を電波送信部１１３に対して出力する。電波送信部１１３は前記信号１１７を受けて、例えばＵＨＦ帯の電波へ変換し、電波信号１２１を出力する。すなわち、電波信号１２１には少なくともＲＦＩＤタグのＩＤ情報、磁界検知データ及び磁界検知感度設定データが含まれる。この電波信号１２１の電波の強さは、通信距離が少なくとも前記磁界検知範囲を上回るように、例えば１０ｍ〜２０ｍに設定する。

電波受信部１０３は電波信号１２１を受けて第１の制御部１０２に対して受信データ信号１０６を出力する。第１の制御部１０２は例えば８ビットＣＰＵからなり、受信データ信号１０６を受けて、磁界検知感度設定データと磁界検知データから、ＲＦＩＤタグ１１０が受信した交流誘導磁界１２０の磁界強度を計算でき、距離検知制御装置１００からの検知距離を導きだせる。

第１の制御部１０２は検知距離が所定の距離以内と判断した場合に、警報装置１３０に対して警報信号１０７を出力する。第１の制御部１０２が何メートルの検知距離で警報信号１０７を出力するかは第１の制御部１０２にて設定及び変更が可能である。また、電波信号１２１の磁界検知感度設定データは、少なくとも２段階の磁界検知感度を含むので、検知距離に応じて複数の警報出力１０７を出すことが可能である。

第１の制御部１０２には、フォークリフト等などの外部装置１３１からの信号を入出力する外部入出力信号線１０８が接続され、第１の制御部１０２は、外部入出力信号線１０８からの外部入出力信号や受信データ信号１０６を受けて、磁界送信部１０１に対して磁界送信制御信号１０４や、電波受信部１０３に対して電波受信制御信号１０５を出力する。

以上のように、本発明の第１実施例においては、ＲＦＩＤタグ１１０から送信される電波信号１２１にＲＦＩＤタグ１１０のＩＤ、磁界検知データ及び磁界検知感度設定データを含ませたことにより、作業者と移動機器の距離により警報のレベルを変えることを可能とし、更に警報を発する距離を距離検知装置側（第１の制御部１０２）で設定可能にした。

図２は、本発明の第１実施例における距離検知制御装置１００とＲＦＩＤタグ１１０の位置関係を例示し、本発明の機能動作を説明するものである。

図２において、移動機器１０に距離検知制御装置１００が搭載されており、複数の作業者１１、１２、１３、１４は各々ＲＦＩＤタグ１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４を持っている。図２において、２０、２１、２２は、距離検知制御装置１００から発せられた交流誘導磁界のそれぞれの所定磁界強度の限界域円を示す。

磁界強度は、換言すればＲＦＩＤタグの磁界検知感度を変更することにより、デジタル的に計測でき、２０は磁界検知感度設定が最大の場合であり距離に換算すると約７ｍである。２１は磁界検知感度設定が中程度の場合であり距離に換算すると約５ｍである。２２は磁界検知感度設定が最低の場合であり距離に換算すると約３ｍである。

ＲＦＩＤタグ１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４は、各々ＩＤ及び磁界検知データ及び磁界検知感度設定データを有する電波信号３１、３２、３３、３４を例えば０．１秒毎の間歇的に送信している。また、ＲＦＩＤタグ１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４は、その磁界検知感度を感度設定を変更することにより周期的に変化させており、磁界検出ができた感度設定及び磁界検出ができなくなった感度設定を電波信号として出力する。

換言すれば、作業者１１の位置では磁界検知感度を最大にしても磁界が検出できておらず、作業者１１は７ｍ以遠にいることが判る。また、作業者１２の位置では磁界検出感度を最大の場合は磁界検出ができており、磁界検出感度を中程度とした場合は磁界検出ができていない。このことから作業者１２は７ｍと５ｍの間にいることが判る。また、作業者１３の位置では磁界検出感度を最大の場合及び中程度の場合は磁界検出ができており、磁界検出感度を最低とした場合は磁界検出ができていない。このことから作業者１３は５ｍと３ｍの間にいることが判る。更に、作業者１４の位置では磁界検出感度を最大の場合及び中程度及び最低の場合で磁界検出ができており、作業者１４は３ｍ以内にいることが判る。

以上のように、本発明の第１実施例においては、作業者の移動機器からの距離をおおよその精度（例えば１〜２ｍの精度）で検出することが可能である。

図３は、本発明の第１実施例の磁界検知機能付きＲＦＩＤタグ１１０のブロック図である。

磁界検知機能付きＲＦＩＤタグ１１０は、磁界センサー部２０１、制御部２０２、電波送信部２４０、電源部２０３より構成される。磁界センサー部２０１は、磁界検知用ＩＣ２０４、及びコイル２０７とコンデンサ２０８からなる共振回路で構成される。共振回路の一端２０５は磁界検知用ＩＣ２０４のアナログ信号入力端子ＬＰ１Ｐに接続され、他端２０６は同じくアナログ信号入力端子ＬＰＮへ接続される。磁界検知用ＩＣ２０４からは、磁界検知信号２１０（ＩＲＱ）が出力され、制御部２０２のマイコン２１５の割り込み端子に接続される。磁界検知用ＩＣ２０４は、マイコン２１５とシリアルクロック入力信号２１１（ＳＣＬ）、シリアルデータ入力信号２１２（ＳＤＩ）、シリアルデータ出力２１３（ＳＤＯ）及びチップ選択信号２１４（ＣＳ）を送受信できるように接続されている。

磁界検知用ＩＣ２０４は、交流誘導磁界が共振回路により増幅され、所定の信号レベル以上で、所定の信号パターンがアナログ入力端子ＬＰ１Ｐ及びＬＰＮに入力されると、磁界検知信号２１０（ＩＲＱ）をアクティブ（例えば論理で‘１’、電圧でハイレベル）にする。前記の所定の信号レベルと所定の信号パターンは、制御部２０２のマイコン２１５からのシリアルクロック入力信号２１１（ＳＣＬ）、シリアルデータ入力信号２１２（ＳＤＩ）、シリアルデータ出力２１３（ＳＤＯ）を通じて設定、変更される。

マイコン２１５にはクロック発信子２１８が発振信号端子２１６、２１７を介して接続されている。マイコン２１５はまた電波送信部２４０のＲＦＩＣ２２１に対してイネーブル信号２１９（ＥＮ）及び送信データ信号２２０（ＤＡＴＡ）を出力する。

ＲＦＩＣ２２１には、クロック発信子２２４が発振信号端子２２３、２２２を介して接続されている。ＲＦＩＣ２２１は、マイコン２１５からの送信データ信号２２０（ＤＡＴＡ）を変調して送信ＲＦ信号２２５（ＰＡ）をフィルタ２２６に出力する。フィルタ２２６は送信ＲＦ信号２２５（ＰＡ）を受けて、フィルタ動作を行い、アンテナ２２７へ出力する。アンテナ２２７からは電波信号１２１（図１参照）が送信される。電波信号１２１の周波数は、例えば３１５ＭＨｚであり、例えば４２６ＭＨｚであり、例えば２．４５ＧＨｚである。

なお、マイコン２１５からＲＦＩＣ２２１への送信データ信号２２０（ＤＡＴＡ）は連続的である必要はなく、例えば０．１秒〜１０秒間隔で一回の信号時間が１０ミリ秒程度の間歇的な信号であってよい。

電源部２０３は、電池２３４及び電圧レギュレータ２３１で構成される。電池２３４は、例えばコイン電池で電圧が３．３Ｖ程度である。電圧レギュレータ２３１には、電池２３４が端子２３２及び２３３を介して接続され、電源電圧信号２３０（Ｖｄｄ）と接地電圧信号２０９（ＧＮＤ）を出力する。電源電圧信号２３０（Ｖｄｄ）は例えば２．０Ｖ〜２．５Ｖである。電源電圧信号２３０（Ｖｄｄ）及び接地電圧信号２０９（ＧＮＤ）は磁界検知用ＩＣ２０４、マイコン２１５、ＲＦＩＣ２２１の電源端子及び接地端子に接続される。

図４に本発明の第１実施例の磁界検知用ＩＣのブロック図を示す。

図４において、３０１（ＬＦ１Ｐ）、３０２（ＬＦ２Ｐ）、３０３（ＬＦ３Ｐ）、３０４（ＬＦＮ）はアナログ入力信号端子であり、外部に同調回路が接続される。ここで、３０１（ＬＦ１Ｐ）、３０２（ＬＦ２Ｐ）、３０３（ＬＦ３Ｐ）と３入力あるのは、同調回路を構成するコイルの向き（軸）を３方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に対応させるためであり、本ＩＣを実装したＲＦＩＤタグが全ての向きに対して磁界検知を行うためである。アナログ入力信号端子３０１（ＬＦ１Ｐ）、３０２（ＬＦ２Ｐ）、３０３（ＬＦ３Ｐ）は各々第１チャンネルアンプ３２０、第２チャンネルアンプ３２１、第３チャンネルアンプ３２２の入力に接続される。

第１チャンネルアンプ３２０、第２チャンネルアンプ３２１、第３チャンネルアンプ３２２は増幅器であるが、メインロジック回路３２６からの利得設定信号３４８により利得が複数の段階で調整可能である。第１チャンネルアンンプ３２０、第２チャンネルアンプ３２１、第３チャンネルアンプ３２２の増幅後の信号出力３４１、３４２、３４３は、チャンネル選択回路３２３に接続され、チャンネル選択回路３２３は、最も大きな信号電圧のチャンネル信号を一つ選択し、波形信号デコーダ３２７へ出力する。波形信号デコーダ３２７は、入力のアナログ信号を復調しデジタル信号へ変換し、比較回路３３０及びマンチェスターデコーダ３２８へ出力する。比較回路３３０は入力された信号が所定のパターンと一致しているかを比較し、一致していた場合は、ウェイクアップ回路３２４に対し比較信号を送る。ウェイクアップ回路３２４は、チャンネルアンプ出力及び比較信号を受けて、磁界検知信号３０７（ＩＲＱ）を出力する。換言すれば、比較回路３３０があることにより本磁界検知用ＩＣは磁界信号の有無とその強度だけでなく、信号のパターンの一致も判別をしている。

マンチェスターデコーダ３２８は、波形信号デコーダ３２７からの出力を受けて出力信号データ３１２（ＤＡＴ）及びデータクロック信号３１３（ＣＬ＿ＤＡＴ）を出力する。

メインロジック回路３２６はシリアル入出力回路３２９からの入力信号や、チャンネルアンプからの信号を受けて、利得設定値や信号パターン等をレジスタに記憶して必要な回路に信号を送る。また、メインロジック回路３２６のレジスタのデータはシリアル入出力回路３２９を通じて３１０（ＳＤＯ）を通じて外部へ転送することができる。

バイアス回路３２５は電源電圧信号３０５（ＶＣＣ）と接地電圧信号３０６（ＧＮＤ）を受けて、ＩＣ内部に必要なバイアス電圧を発生する。また、発振回路３３１は、ＩＣ内部に必要なクロックを内部発振回路で生成する。

図５は本発明の第１実施例の距離検知制御装置１００のブロック図を示す。

距離検知制御装置１００は電波受信部４０１と制御部４０２と磁界送信部４０３と電源部４０４から構成される。

電波受信部４０１は、受信アンテナ４０５、同調回路であるコンデンサ４０７とインダクタンス４０９、ＲＦ受信ＩＣ４００からなる。受信アンテナ４０５はＲＦＩＤタグ１１０からの電波信号を受け、これが同調回路を介してＲＦ受信ＩＣ４００のアナログ入力端子４１０（ＬＮＡＩＮ）に伝達される。ＲＦ受信ＩＣ４００には発振子４１５及び同調コンデンサ４１３、４１４が発振端子４１１、４１２に接続されている。ＲＦ受信ＩＣ４００は、アナログ入力端子４１０（ＬＮＡＩＮ）の入力信号を増幅し復調して受信データ出力信号４１８を出力する。

受信データ出力信号４１８は制御部４０２のマイコン４２８に入力される。マイコン４２８は受信データに含まれるタグＩＤや磁界検知データや磁界検知感度設定データに応じ、警報出力信号４３４を出力する。また、必要に応じ磁界信号発生回路４３２に対して信号４２２を送る。更に、外部装置と信号４３５を介してインターフェースを行う。マイコン４２８には発信子４２１が発振端子４１９、４２０に接続される。

磁界送信部４０３は、磁界信号発生回路４３２、駆動回路４２３、磁界送信アンテナ４２４から構成される。磁界信号発生回路４３２は、交流誘導磁界を発生するための信号４３３の生成を行う。信号４３３の周波数は例えば１２５ｋＨｚである。信号４３３は必ずしも連続的である必要はなく、例えば１００ミリ秒毎に信号幅１０ミリ秒の間歇信号であってもいい。なお、マイコン４２８からの入力信号４２２は磁界送信部４０３の動作に必須ではなく、磁界送信を受信データの値により制御する必要がある場合にのみ使用される。

信号４３３は駆動回路４２３に入力され、磁界送信アンテナ４２４の駆動に必要な電圧と電流に変換される。この時の電圧は例えば９〜１２Ｖで、電流は１〜２アンペアである。磁界送信アンテナ４２４は、交流誘導磁界を全方向に発生する。

電圧レギュレータ４２７は外部電源電圧入力４２６及び接地電圧入力４２５を受けて、電波受信部４０１、制御部４０２及び磁界信号発生回路４３２の電源電圧信号４３０（Ｖｄｄ）を発生する。また、駆動回路４２３の駆動電源４３１（Ｖｈｈ）をも発生する。ここで、外部電源電圧入力４２６の電圧値は例えば１２〜４８Ｖであり、電源電圧信号４３０（Ｖｄｄ）は例えば３〜５Ｖであり、駆動電源４３１（Ｖｈｈ）は例えば９〜１２Ｖである。

図６は本発明の第１実施例の磁界検知機能付きＲＦＩＤタグの処理フローを示す。

図３も参照しつつ説明すると、まず、ＲＦＩＤタグ（以下、タグとも称する。）の電源をオン（例えば電池をタグに挿入）すると動作が開始される（５０１，５０２）。最初にマイコン２１５が磁界検知感度を最大に設定し、磁界検知用ＩＣ２０４に送る（５０３）。

磁界検知用ＩＣ２０４が磁界検知をできたか否かの信号をマイコン２１５に送り、マイコン２１５はその信号を受け磁界検知ができたか否かを判断する（５０４，５０５）。

磁界検知ができた場合（５０６）、マイコン２１５は磁界検知フラグを‘０’→‘１’とし、タグＩＤと設定した磁界検知感度情報（即ち最大の磁界検知感度）をつけて、電波送信部２４０に送る。電波送信部２４０は、タグＩＤと磁界検知フラグと磁界検知感度情報を電波信号に変換し送信する（５０８）。

磁界検知ができなかった場合（５０７）、マイコン２１５は磁界検知フラグを‘０’のままとし、タグＩＤと設定した磁界検知感度情報（即ち最大の磁界検知感度）をつけて、電波送信部２４０に送る。電波送信部２４０は、タグＩＤと磁界検知フラグと磁界検知感度情報を電波信号に変換し送信する（５１２）。磁界検知ができなかった場合は、タグは１秒〜１０秒の待機状態に入り（５１４）、その後再度、磁界検知の判定の処理に戻る（５１５）。

磁界検知感度設定＝最大での磁界検知ができた場合は、次にマイコン２１５は磁界検知感度を中程度に設定し、磁界検知用ＩＣ２０４に送る（５１０）。磁界検知用ＩＣ２０４が磁界検知をできたか否かの信号をマイコン２１５に送り、マイコン２１５はその信号を受け磁界検知ができたか否かを判断する（５１６）。磁界検知ができた場合（５１７）、マイコン２１５は磁界検知フラグを‘０’→‘１’とし、タグＩＤと設定した磁界検知感度情報（即ち中程度の磁界検知感度）をつけて、電波送信部２４０に送る。電波送信部２４０は、タグＩＤと磁界検知フラグと磁界検知感度情報を電波信号に変換し送信する（５１９）。

磁界検知ができなかった場合（５１８）、マイコン２１５は磁界検知フラグを‘０’のままとし、タグＩＤと設定した磁界検知感度情報（即ち中程度の磁界検知感度）をつけて、電波送信部２４０に送る。電波送信部２４０は、タグＩＤと磁界検知フラグと磁界検知感度情報を電波信号に変換し送信する（５２３）。磁界検知ができなかった場合は、タグは再度磁界検知の判定の処理に戻る（５１５）。

磁界検知感度設定＝中程度での磁界検知ができた場合は、次にマイコン２１５は磁界検知感度を最低に設定し、磁界検知用ＩＣ２０４に送る（５２１）。磁界検知用ＩＣ２０４が磁界検知をできたか否かの信号をマイコン２１５に送り、マイコン２１５はその信号を受け磁界検知ができたか否かを判断する（５２３）。磁界検知ができた場合（５２４）、マイコン２１５は磁界検知フラグを‘０’→‘１’とし、タグＩＤと設定した磁界検知感度情報（即ち最低の磁界検知感度）をつけて、電波送信部２４０に送る。電波送信部２４０は、タグＩＤと磁界検知フラグと磁界検知感度情報を電波信号に変換し送信する（５２６）。その後、磁界検知感度設定＝最低のまま、再度磁界検知判断（５２３）に戻る（５２７）。

磁界検知ができなかった場合（５２５）、マイコン２１５は磁界検知フラグを‘０’のままとし、タグＩＤと設定した磁界検知感度情報（即ち最低の磁界検知感度）をつけて、電波送信部２４０に送る。電波送信部は、タグＩＤと磁界検知フラグと磁界検知感度情報を電波信号に変換し送信する（５２８）。磁界検知ができなかった場合は、タグは再度磁界検知の判定の処理に戻る（５１５）。

図６の処理フローにおいて、磁界検知感度＝最大で磁界検知ができかつ磁界検知感度＝中程度で磁界検知ができなかった場合は、そのＲＦＩＤタグが磁界検知感度＝最大と磁界検知感度＝中程度の間の位置にいると判断できる。同様に、磁界検知感度＝中程度で磁界検知ができかつ磁界検知感度＝最低で磁界検知ができなかった場合は、そのＲＦＩＤタグが磁界検知感度＝中程度と磁界検知感度＝最低の間の位置にいると判断できる。

上記のように、本ＲＦＩＤタグの処理フローにより、ＲＦＩＤタグの位置を確度よく検知することができる。また、磁界検知感度設定は必ずしも３段階である必要はなく、もっと多段階であれば、位置検出の精度が高くなるので好ましい。また、２段階であっても本処理フローの方式は成り立つ。

図７は、本発明の第１実施例のＲＦＩＤタグから距離検知制御装置への電波信号１２１のデータ内容の一例を示したものである。まず同期をとるための同期フレーム６０１が例えば８ビットあり、その後にＲＦＩＤタグの固有のタグＩＤ（固有識別番号）６０２の２４ビットが続く。更に、磁界検知データ（磁界検知フラグ）６０３の１ビットが続く。磁界検知フラグは、例えば’０’が磁界検知なしで’１’は磁界検知ありを示す。その後に、磁界検知感度設定データ６０４の３ビットが続く。磁界検知感度設定データは例えば’０００’は磁界検知感度設定＝最大を示し、’１００’は磁界検知感度設定＝中程度を示し、’１１１’は磁界検知感度設定＝最低を示す。

図８は本発明の第１実施例の距離検知制御装置の処理フローを示す。

図５も参照しつつ説明すると、まず、装置の電源をオンにすることにより（７０１、７０２）、磁界送信部４０３より交流誘導磁界送信が開始される（７０３）。磁界送信の一回当たりの時間は例えば１から２０ミリ秒であり、送信間隔は例えば１００ミリ秒から１秒である。また、図には記していないが、装置の電源をオンにすることにより電波受信部４０１や制御部４０２もオンになる。

ＲＦＩＤタグから電波信号が受け取れる通信範囲内（例えば１０〜２０ｍ）になると、電波信号を電波受信部４０１で受信できる。そこで、最初にタグＩＤが受信できたか否かを制御部４０２のマイコン４２８で判断し（７０５）、受信できた場合（７０６）は、磁界検知データ（フラグ）＝‘１’であるかどうかを判断する（７０８）。タグＩＤが受信できない場合（７０７）は、例えば待機時間１００ミリ秒から１秒をまって（７１９）、再度磁界送信を行い、タグＩＤの受信を待つ処理に戻る（７２０）。

磁界検知データ（フラグ）＝‘１’であった場合（７０９）は、磁界検知感度設定データ＝最大であるか否かを判断する（７１４）。磁界検知感度設定データ＝最大であった場合（７１５）は、警告基準処理を行った上で第１段階の警報信号を出力する。警報信号とは、例えば、回転灯や音声警報装置への制御信号のことである。

ここで、警告基準処理とは、例えば、距離検知制御装置において、あらかじめ磁界検知感度設定データがどの段階であれば警告を行うかを判断する処理などを含む。例えば、磁界検知感度設定データ＝最大であっても警報信号を出さず、磁界検知感度設定データ＝中程度で警報信号を出すという処理も含まれる。

磁界検知感度設定＝最大でなかった場合（７１６）は、磁界検知感度設定＝中程度であるか否かを判断（７２１）する。磁界検知感度設定データ＝中程度であった場合（７２２）は、警告基準処理を行った上で第２段階の警報信号を出力する。磁界検知感度設定＝中程度でなかった場合（７２３）は、磁界検知感度設定＝最低であるか否かを判断（７２４）する。磁界検知感度設定データ＝最低であった場合（７２５）は、警告基準処理を行った上で第３段階の警報信号を出力する。磁界検知感度設定＝最低でなかった場合（７２６）はエラー処理を行い（７３２）、電源オン直後のフローに戻る。

磁界検知データ＝１でなかった場合（７１０）は、磁界検知感度設定データ＝最大であるか否かを判断（７１１）する。磁界検知感度設定データ＝最大であった場合は、タグのＩＤは検出できるが磁界検出はできない範囲にタグがいることを意味するので、ＩＤ検知処理のみを行い（７１７）、電源オン後の処理ルーチンに戻る（７２０）。磁界検知データ＝１でなく、磁界検知感度設定データ＝最大でなかった場合（７１３）は、磁界検知感度設定＝中程度であるか否かの判断（７２１）に移る。

このように図８の距離検知制御装置の処理フローにより、ＲＦＩＤタグから送られてきた磁界検知データと磁界検知感度設定データにより、所望の検知距離で警報信号を発することができるし、検知距離に応じて警報信号を変えることもできる。

次に、図９Ａ及び図９Ｂに本発明の第２実施例である位置検知制御装置の処理フローを示す。なお、本フローはＲＦＩＤタグが２個検知範囲に存在する場合を例示している。

図５も参照しつつ説明すると、まず、装置の電源をオンにすることにより（８０１、８０２）、磁界送信部４０３より交流誘導磁界送信が開始される（８０３）。磁界送信の一回当たりの時間は例えば１〜２０ミリ秒であり、送信間隔は例えば１００ミリ秒〜１秒である。また、図には記していないが、装置の電源をオンにすることにより電波受信部４０１や制御部４０２もオンになる。

ＲＦＩＤタグから電波信号が受け取れる通信範囲内（例えば１０〜２０ｍ）になると、電波信号を電波受信部４０１で受信できる。そこで、最初にタグＩＤが受信できたか否かを制御部４０２のマイコン４２８で判断し（８０５）、受信できた場合（８０７）は、タグＩＤが２個あるかどうかを判断する。これは、例えば、１秒〜１０秒の間に何個のタグＩＤがマイコン４２８で認識できたかどうかで判断する。１個のタグＩＤしかない場合は、図８に示す本発明の第１実施例の処理フロー（８２１）と同じ処理を行う。

２個のタグＩＤがある場合（８０９）は、第１のタグの磁界検知データ＝１であるか否かを判断（８１１）する。磁界検知データ＝１であった場合（８１３）は、磁界検知感度設定＝最大であるか否かを判断（８１４）する。磁界検知感度設定＝最大であった場合は、警告基準処理を行い、第２のタグの処理（８４３）に移る。

第１のタグの磁界検知データ＝１でなかった場合（８１２）は、磁界検知感度設定データ＝最大であるか否かを判断（８１７）する。磁界検知感度設定データ＝最大であった場合は、第１のタグのＩＤは検出できるが磁界検出はできない範囲にタグがいることを意味するので、ＩＤ検知処理のみを行い（８２０）、電源オン後の処理ルーチンに戻る（８２３）。

第１のタグの磁界検知データ＝１でなく、磁界検知感度設定データ＝最大でなかった場合（８１８）は、磁界検知感度設定＝中程度であるか否かの判断（８２４）に移る。また、第１のタグの磁界検知データ＝１であって磁界検知感度設定＝最大でなかった場合（８１６）も、磁界検知感度設定＝中程度であるか否かを判断（８２４）する。磁界検知感度設定データ＝中程度であった場合（８３３）は、警告基準処理を行った上で第２のタグの処理（８４３）に移る。

磁界検知感度設定＝中程度でなかった場合（８２５）は、磁界検知感度設定＝最低であるか否かを判断（８２６）する。磁界検知感度設定データ＝最低であった場合（８２７）は、警告基準処理を行った上で第２のタグの処理（８４３）に移る。磁界検知感度設定＝最低でなかった場合（８２８）はエラー処理を行い（８３４）、電源オン直後のフローに戻る（８２３）。

次いで第２のタグの磁界検知データ＝１であるか否かを判断（８４４）する。磁界検知データ＝１であった場合（８４５）は、磁界検知感度設定＝最大であるか否かを判断（８５７）する。磁界検知感度設定＝最大であった場合は、警告基準処理を行い（８６２）、次いで選択処理を行い（８６７）、警報信号出力を行う（８６９）。ここで、選択処理（８６７）とは、第１のタグと第２のタグで磁界検知感度設定がより低いほうを選択する処理をいう。換言すれば、第１のタグと第２のタグで距離検知制御装置により近い距離にいるタグを選択する。

第２のタグの磁界検知データ＝１でなかった場合（８４６）は、磁界検知感度設定データ＝最大であるか否かを判断（８５０）する。磁界検知感度設定データ＝最大であった場合は、第２のタグのＩＤは検出できるが磁界検出はできない範囲にタグがいることを意味するので、ＩＤ検知処理のみを行い（８５３）、電源オン後の処理ルーチンに戻る（８２３）。

第２のタグの磁界検知データ＝１でなく、磁界検知感度設定データ＝最大でなかった場合（８５２）は、磁界検知感度設定＝中程度であるか否かの判断（８５４）に移る。第２のタグの磁界検知データ＝１であって磁界検知感度設定＝最大でなかった場合（８４９）も、磁界検知感度設定＝中程度であるか否かを判断（８５４）する。磁界検知感度設定データ＝中程度であった場合（８５５）は、警告基準処理を行い（８６２）、次いで選択処理を行い（８６７）、警報信号出力を行う（８６９）。

磁界検知感度設定＝中程度でなかった場合（８５６）は、磁界検知感度設定＝最低であるか否かを判断（８５９）する。磁界検知感度設定データ＝最低であった場合（８６０）は、警告基準処理を行い（８６２）、次いで選択処理を行い（８６７）、警報信号出力を行う（８６９）。磁界検知感度設定＝最低でなかった場合（８６１）はエラー処理を行い（８６６）、電源オン直後のフローに戻る（８２３）。

このように、本発明の第２実施例の検知制御装置の処理フローにおいては、第１のＲＦＩＤタグと第２のＲＦＩＤタグが磁界検知範囲に存在する場合、より距離検知制御装置に近いＲＦＩＤタグを選択して、警告を出力することが可能になる。また、第２実施例においては２個のＲＦＩＤタグにおいて処理フローを詳述したが、タグの個数が３個以上になっても同様な処理フローが適用可能であることは容易に類推できる。

なお、以上の実施例では、作業者と移動機器間の距離を検知するようにしたが、機器と移動機器間、あるいは移動機器間の距離を検知するようにすることもできる。

１：接近検知システム
１０：移動機器
１００：距離検知制御装置
１０１：磁界送信部
１０２：第１の制御部
１０３：電波受信部
１０４：磁界送信制御信号
１０５：電波受信制御信号
１０６：受信データ信号
１０７：警報信号
１０８：外部入出力信号
１１０：磁界検知機能付きＲＦＩＤタグ
１１１：磁界センサー部
１１２：第２の制御部
１１３：電波送信部
１１４：電源部
１１５：磁界検知感度設定データ信号
１１６：磁界検知信号
１２０：交流誘導磁界
１２１：電波信号
１３０：警報装置
１３１：外部装置

Claims

距離検知制御装置と磁界検知機能付きＲＦＩＤタグとの間の距離を検知して接近警報を出力する接近検知システムであって、
前記距離検知制御装置は、誘導磁界送信部と電波受信部と前記電波受信部及び前記磁界送信部を制御する第１の制御部とを備え、
前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグは、前記誘導磁界送信部から送信される誘導磁界を検知する磁界センサー部と、磁界検知感度設定データに基づき前記磁界センサー部の磁界検知感度を設定すると共に前記磁界センサー部からの磁界検知信号を受信する第２の制御部と、前記第２の制御部から信号を受信して少なくとも前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグの固有識別番号、磁界検知データ及び磁界検知感度設定データを送信する電波送信部とを備え、
前記磁界検知感度設定データは、少なくとも２段階の磁界検知感度を含むものであり、
前記第１の制御部は、前記磁界検知データと前記磁界検知感度設定データを、前記電波受信部を介して受信し、前記磁界検知感度設定データに基づき複数レベルの接近警報を出力できるものである接近検知システム。
前記磁界センサー部は、前記第２の制御部から送信されてくる磁界検知感度設定データに基づき磁界検知感度を可変できるものであり、
前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグは、前記少なくとも２段階の磁界検知感度に基づいて、磁界検知データ及び磁界検知感度設定データを間歇的に送信できるものである、請求項１に記載の接近検知システム。
前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグを複数備え、
前記第１の制御部は、前記複数の磁界検知機能付きＲＦＩＤタグから、前記固有識別番号と前記磁界検知データと前記磁界検知感度設定データとを前記電波受信部を介して受信し、複数の前記磁界検知感度設定データに基づき、最も磁界検知感度が低い一つを選択して、接近警報を出力できるものである、請求項１又は２に記載の接近検知システム。
前記距離検知制御装置が機器に取り付けられ、前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグが作業者に取り付けられる、請求項１〜３のいずれかに記載の接近検知システム。
前記距離検知制御装置が第１の機器に取り付けられ、前記磁界検知機能付きＲＦＩＤタグが第２の機器に取り付けられ、前記第１の機器及び第２の機器のうち少なくとも一方が移動機器である、請求項１〜３のいずれかに記載の接近検知システム。