JP6911429B2 - 無線タグ通過判断装置 - Google Patents

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Description

本発明は、無線タグの通過を判断する無線タグ通過判断装置に関する。
複数のタグリーダを備え、かつ、タグリーダごとにアンテナを備えた無線通信システムが開示されている。特許文献１では、３つのタグリーダがそれぞれアンテナを備えている。各タグリーダが備えるアンテナは、互いに重なりのない通信エリアを形成しており、各通信エリアは搬送路に沿って配列している。
特許第４２７０１８７号公報
一組のタグリーダとアンテナにより一つの通信エリアを形成し、複数の通信エリアを重なりのないように形成すれば、無線タグがどの通信エリアに存在しているかを常時判断することができる。
特許文献１では、３つの通信エリアを搬送路に沿って配列しているので、無線タグが３つの通信エリアを順番に通過していること、すなわち、無線タグが搬送路を通過していることを判断できる。しかし、特許文献１の技術では、通信エリアの数に等しいタグリーダが必要であるので、環境によっては、タグリーダを設置できない箇所が出ることも想定される。また、システムのコストが高いという問題がある。
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、タグリーダの数を少なくすることができる無線タグ通過判断装置を提供することにある。
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
上記目的を達成するための第１の開示は、
無線タグの通過を判断すべき通路の長手方向において通過判断地点の両側を含むように、複数の通信可能領域を通信不可能領域と交互に形成する１つのみのアンテナ（１１）と、
通信可能領域に存在する無線タグが送信してアンテナが受信した電波を表す信号に基づいて、無線タグが送信した信号が読み取れたか否かを判断するタグリーダ（１０）とを備えた無線タグ通過判断装置であって、
アンテナは、通路の長手方向に、通過判断地点を中心として非対称に通信可能領域を形成し、
タグリーダは、無線タグが、複数の通信可能領域のうちの１つの通信可能領域に存在する場合と他の通信可能領域に存在する場合とで、無線タグが送信した信号を区別せず、
時間経過に伴う、無線タグが送信した信号をタグリーダが読み取った読み取り有無のパターンに基づいて、無線タグが通過判断地点を通過したか否かを判断する通過判断部（２２、１２２）を備え、
通過判断部は、読み取り有無のパターンを、無線タグが通路を順方向に移動して通過判断地点を通過した場合のパターン、および、無線タグが通路を逆方向に移動して通過判断地点を通過した場合のパターンであって、無線タグが通路を順方向に移動して通過判断地点を通過した場合のパターンとは時間経過に伴う読み取り有無のパターンが異なるパターンと比較して、無線タグが通過判断地点を順方向に通過したか、逆方向に通過したかを判断する、無線タグ通過判断装置である。
上記目的を達成するための第２の開示は、
無線タグの通過を判断すべき通路の長手方向において通過判断地点の両側を含むように、複数の通信可能領域を通信不可能領域と交互に形成する１つのみのアンテナ（１１）と、
通信可能領域に存在する無線タグが送信してアンテナが受信した電波を表す信号に基づいて、無線タグが送信した信号が読み取れたか否かを判断するタグリーダ（１０）とを備えた無線タグ通過判断装置であって、
アンテナは、通路の長手方向に、通過判断地点を中心として非対称に通信可能領域を形成し、
タグリーダは、無線タグが、複数の通信可能領域のうちの１つの通信可能領域に存在する場合と他の通信可能領域に存在する場合とで、無線タグが送信した信号を区別せず、
時間経過に伴う、無線タグが送信した信号をタグリーダが読み取った読み取り有無のパターンに基づいて、無線タグが通過判断地点を通過したか否かを判断する通過判断部（２２、１２２）を備え、
通過判断部は、読み取り有無のパターンが、パターン全体を前半分と後半分に分けたときに、前半分のパターンと後半分のパターンが対称のパターンになった場合には、無線タグが通路の途中で引き返したと判断する、無線タグ通過判断装置である。
第１および第２の開示によると、アンテナは、無線タグの通過を判断すべき通路の長手方向に通過判断地点の両側を含むように複数の通信可能領域と通信不可能領域を交互に形成する。これにより、無線タグが通過判断地点を通過する場合には、タグリーダは無線タグが送信した信号を読み取ることができる時間と、読み取ることができない時間とが生じる。そのため、無線タグが通過判断地点を通過した場合、時間経過に伴う読み取り有無のパターンは、無線タグが通過判断地点を通過した場合に特有のパターンになる。よって、通過判断部は、時間経過に伴う読み取り有無のパターンに基づいて、無線タグが通過判断地点を通過したか否かを判断できる。
タグリーダは、無線タグが送信した信号が読み取れたか否かを判断すればよく、無線タグが複数の通信可能領域のいずれに存在しているかを判断する必要はないので、複数の通信可能領域別にタグリーダを設ける必要がない。よって、タグリーダの数を少なくすることができる。
また、無線タグが通路を一方から他方に通過する順方向に移動して通過判断地点を通過した場合と、逆方向に移動して通過判断地点を通過した場合とでは、時間経過に伴う読み取り有無のパターンが異なる。したがって、第１の開示によると、無線タグが通過判断地点を通過したことが判断できることに加えて、無線タグが順方向に移動したのか逆方向に移動したのかも判断できる。
また、通路の途中で引き返した場合には、読み取り有無のパターンは、パターン全体を前半分と後半分に分けたときに、前半分のパターンと後半分のパターンが対称のパターンになる可能性が高い。これに対して、無線タグが全部の通信可能領域を通過した場合には、時間経過に伴う読み取り有無のパターンの前半分と後半分が対称パターンになる可能性は低い。
したがって、第２の開示によると、無線タグが全部の通信可能領域を通過したのか、途中で引き返したのかを区別することができる。
通過判断装置は、好ましくは、
タグリーダは、通信可能領域に送信波を送信して、通信可能領域に無線タグが存在している場合に、送信波に応答して無線タグから送信されてアンテナが受信した電波である受信波を表す信号を取得して、無線タグが送信した信号が読み取れたか否かを判断し、
受信波を表す信号を取得して、受信波の位相を逐次算出する位相算出部（１２３）を備え、
通過判断部（１２２）は、位相算出部が算出した位相が前回算出した位相から変化してないときの、無線タグが送信した信号が読み取れたか否かの判断結果は用いずに、読み取り有無のパターンを作成する。
読み取り有無のパターンに、無線タグが移動していないときの読み取り有無の結果が含まれると、無線タグが通過判断地点を通過したとしても、無線タグが移動していない時間が変動することで、読み取り有無のパターンが変化してしまう。その結果、通過判断地点を通過したか否かの判断精度が低下する。
しかし、このようにすれば、無線タグが通過判断地点を通過したときの読み取り有無のパターンに、無線タグが移動していないときの読み取り有無の結果が含まれてしまうことが減少する。よって、無線タグが通過判断地点を通過したにも関わらず、無線タグが通過判断地点を通過していないと誤判断してしまうことを抑制できる。
タグリーダ１０の使用状態を示す図である。 タグリーダ１０の構成を示すブロック図である。 通信可能領域Ｃ、通信不可能領域Ｎ、読み取り有無、読み取り時間の関係を示す図である。 図３に示した通過時時系列コードを折れ線グラフ化した図である。 図２の通過判断部２２の処理を示すフローチャートである。 第２実施形態における通信可能領域Ｃを示す図である。 図６に示している読み取り時間と通過時時系列コードとの関係を折れ線グラフで示した図である。 無線タグ３が逆方向に移動した場合の読み取り時間と通過時時系列コードとの関係を折れ線グラフで示した図である。 第３実施形態における通信可能領域Ｃを示す図である。 無線タグ３が順方向に移動した場合の読み取り時間と通過時時系列コードとの関係を折れ線グラフで示した図である。 無線タグ３が逆方向に移動した場合の読み取り時間と通過時時系列コードとの関係を折れ線グラフで示した図である。 図１０に示したグラフの縦軸を読み取り回数としたグラフである。 図１１に示したグラフの縦軸を読み取り回数としたグラフである。 無線タグ３が引き返した場合の読み取り時間と読み取り有無の関係を示す図である。 図１４に示す読み取り時間と読み取り有無の結果との関係を折れ線グラフで示した図である。 図１５に示したグラフの縦軸を読み取り回数としたグラフである。 第３実施形態において通過判断部２２が実行する処理を示すフローチャートである。 非通過タグと判断する場合を示す図である。 第４実施形態のタグリーダ１００の構成を示すブロック図である。 図１９の通過判断部１２２が実行する処理を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
［使用状態の一例］
図１は、本発明の無線タグ通過判断装置としての機能を備えたタグリーダ１０の使用状態を示している。図１に示す使用例では、タグリーダ１０は、ゲート２の上部に設置されており、無線タグ３が、通路４を通ってゲート２の下の地点である通過判断地点５を通過したかどうかを判断する。
図１の例では、無線タグ３は荷箱６に貼り付けられており、荷箱６はフォークリフト７により運ばれている。図示の便宜上、無線タグ３は、一つの荷箱６にのみ貼り付けられているが、実際には、管理を必要とする荷箱６には無線タグ３が貼り付けられている。
なお、荷箱６以外の物品に無線タグ３が取り付けられていてもよい。また、無線タグ３が取り付けられる物品の搬送手段がフォークリフト７ではない搬送手段、たとえば、ベルトコンベアーラインでもよい。
タグリーダ１０は、通路４のゲート下付近に無線タグ読み取り用の電波である送信波を送信する。送信波の周波数は、法規上許可されている周波数であればよい。本実施形態では、ＵＨＦ帯の周波数を用いる。
無線タグ３はパッシブタグであり、送信波を受信したことで生じる電力で動作して、送信波に応答する信号を電波でタグリーダ１０に送信する。無線タグ３が送信する信号には、無線タグ３を識別するＩＤが含まれている。
タグリーダ１０は、無線タグ３が送信する電波を受信する。無線タグ３が送信し、タグリーダ１０が受信する電波を、以下、受信波とする。タグリーダ１０は、この受信波に基づいて、無線タグ３が通過判断地点５を通過したか否かを判断する。
［タグリーダ１０の構成］
図２にタグリーダ１０の構成図を示す。タグリーダ１０は、演算部２０の機能を除き、公知の構成である。タグリーダ１０は、アンテナ１１、送信機１２、カプラ１３、アンテナ共用器１４、直交復調器１５、バンドパスフィルタ１６ｉ、１６ｑ、ＡＤコンバータ１７ｉ、１７ｑ、演算部２０を備えている。
アンテナ１１は、無線タグ読み取り用の電波である送信波を送信するとともに、送信波に応答して無線タグ３が送信した電波を受信する。本実施形態のアンテナ１１は、アレイアンテナであり、通路４の長手方向において通過判断地点５の両側を含むように、複数の通信可能領域Ｃを形成する。具体的には、第１実施形態では、図３に示すように、通過判断地点５を挟んで通路４の長手方向に対称に、２つの通信可能領域Ｃ１、Ｃ２を形成する。通信可能領域Ｃは、無線タグ３と通信を行って無線タグ３が送信する信号を読み取ることができる領域である。
各通信可能領域Ｃは、隣接する通信可能領域Ｃとの間に通信不可能領域Ｎが存在することにより、隣接する通信可能領域Ｃと区別されている。よって、通信可能領域Ｃと通信不可能領域Ｎは交互に形成されていることになる。また、通信可能領域Ｃが少なくとも２つ存在するので、通信可能領域Ｃに挟まれる通信不可能領域Ｎは、最小数であれば１つとなる。
送信機１２は、通信可能領域Ｃに向けて送信する送信波を表す信号である送信信号を生成して出力する。この信号は、カプラ１３により分岐されて、アンテナ共用器１４および直交復調器１５に向かう。アンテナ共用器１４は、送信機１２からの信号はアンテナ１１に出力し、アンテナ１１が受信した受信波を表す受信信号は直交復調器１５に出力する。アンテナ１１は、送信波を空中に放射し、無線タグ３からの電波を受信する。
アンテナ１１が受信した受信波は、直交復調器１５に入力される。直交復調器１５は、移相器１５１と、２つのミキサ１５２ｉ、１５２ｑを備えている。移相器１５１には、カプラ１３で分岐した送信波を表す信号が入力される。一方のミキサ１５２ｉには、受信信号と送信信号とが入力される。受信信号と送信信号とがミキサ１５２ｉで混合されると、ベースバンド信号の同相成分であるＩ信号が得られる。他方のミキサ１５２ｑには、受信信号と、送信信号が移相器１５１により位相が９０度移相された信号が入力される。このミキサ１５２ｑからは、ベースバンド信号の直交成分であるＱ信号が得られる。
ミキサ１５２ｉで得られた信号はバンドパスフィルタ１６ｉ、ＡＤコンバータ１７ｉを介して演算部２０に入力され、ミキサ１５２ｑで得られた信号はバンドパスフィルタ１６ｑ、ＡＤコンバータ１７ｑを介して演算部２０に入力される。バンドパスフィルタ１６ｉ、１６ｑは、時間位相ωｔを持たない信号成分を選択的に通過させる。
演算部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータであり、ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭなどの記録媒体に記憶されているプログラムを実行することで、読み取り判断部２１および通過判断部２２として機能する。これらの機能を実行することは、プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。なお、演算部２０が備える機能ブロックの一部又は全部は、一つあるいは複数のＩＣ等を用いて（換言すればハードウェアとして）実現してもよい。また、演算部２０が備える機能の一部又は全部は、ＣＰＵによるソフトウェアの実行とハードウェア部材の組み合わせによって実現されてもよい。
読み取り判断部２１は、通信可能領域Ｃに存在する無線タグ３が送信してアンテナ１１が受信した電波を表す受信信号を取得して、無線タグ３が送信した信号が読み取れたか否かを判断する。この判断は、受信信号を復号して、ＩＤなど所定の情報を読み取ることができたか否かを判断する。読み取り判断部２１は、周期的に送信波を送信して、所定の情報を読み取ることができたか否かを判断する。そして、判断結果を、時刻、ＩＤとともにＲＡＭなどの予め定められた判断結果記憶部に一時的に記憶する。
通過判断部２２は、時間経過に伴う読み取り有無のパターンから、無線タグ３が通過判断地点５を通過したか否かを判断する。図３には、無線タグ３が一定速度で通路４に沿って通過判断地点５を通過するときの、読み取り有無と、読み取り時間の経過が例示されている。読み取り有無は、読み取りができた場合を１とし、読み取りができなかった場合を０として表している。図３に示した例では、各時刻ｔにおいてタグリーダ１０は送信波を送信している。
時刻ｔ１〜時刻ｔ６では無線タグ３は通信可能領域Ｃ１に存在しており、タグリーダ１０は無線タグ３が送信した信号が読み取れている。また、時刻ｔ１０〜時刻ｔ１５では、無線タグ３は通信可能領域Ｃ２に存在しており、タグリーダ１０は無線タグ３が送信した信号が読み取れている。一方、時刻ｔ７〜時刻ｔ９では無線タグ３は通信不可能領域Ｎに存在しているので、タグリーダ１０が送信波を送信しても、無線タグ３は信号を送信しない。よって、時刻ｔ７〜時刻ｔ９では、タグリーダ１０は、読み取り無し、つまり、無線タグ３からの信号の読み取りができなかったと判断している。
図３に示す、読み取り有無を「１」と「０」で示した時系列コードが通過時時系列コードである。通過時時系列コードは、無線タグ３が、通信可能領域Ｃ１において通過判断地点５から遠い側の端から、通信可能領域Ｃ２において通過判断地点５から遠い側の端まで移動する際の読み取り有無結果を時系列に並べた数字列である。この通過時時系列コードは、無線タグ３が、通過判断地点５を通過した場合に特有のコードである。なお、無線タグ３の移動速度は一定速度と仮定している。
アンテナ１１の指向性の調整などにより、通信可能領域Ｃは予め設定することができるので、通過時時系列コードは予め記憶しておくことができる。図４には、図３に示した通過時時系列コードを折れ線グラフ化した図を示している。
通過判断部２２は、読み取り判断部２１が逐次決定した読み取り有無の判断結果から、読み取り有無時系列コードを作成する。この読み取り有無時系列コードは、時間経過に伴う読み取り有無のパターンの一例である。
通過判断部２２は、作成した読み取り有無時系列コードと、通過時時系列コードとを比較して、無線タグ３が通過判断地点５を通過したか否かを判断する。比較の結果、読み取り有無時系列コードに、通過時時系列コード、あるいは、通過時時系列コードと読み取り有無の比率が同一比率のコードが含まれていれば、無線タグ３は通過判断地点５を通過したと判断する。
通過時時系列コードと読み取り有無の比率が同一比率のコードを、図３に示した通過時時系列コードを用いて具体的に説明する。図３に示した通過時時系列コードは、「１」が６個続いた後、「０」が３個続き、次いで「１」が６個続いている。つまり、「１」、「０」、「１」が２：１：２の比率になっている。
よって、図３に示した通過時時系列コードの場合、通過時時系列コードと読み取り有無の比率が同一比率のコードは、「１」、「０」、「１」が２：１：２の比率となっているコードを意味する。
読み取り有無時系列コードに、過時時系列コードと読み取り有無の比率が同一比率のコードが含まれている場合も、無線タグ３が通過判断地点５を通過したと判断する理由は、無線タグ３の移動速度の違いを考慮したためである。
無線タグ３の移動速度が異なると、通信可能領域Ｃ１、Ｃ２および通信不可能領域Ｎで無線タグ３とタグリーダ１０が通信できる回数が変化する。しかし、無線タグ３が一定速度で通信可能領域Ｃ１の通過判断地点５から遠い側の端から、通信可能領域Ｃ２の通過判断地点５から遠い側の端まで移動すれば、通過時時系列コードと読み取り有無の比率が同一比率のコードが含まれるはずである。そこで、読み取り有無時系列コードに、過時時系列コードと読み取り有無の比率が同一比率のコードが含まれている場合も、無線タグ３が通過判断地点５を通過したと判断するのである。
図５は、通過判断部２２の処理を示すフローチャートである。図５に示す処理は、送信波を送信するごとに実行する。ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１では、予め定められた過去一定時間分の読み取り判断部２１の判断結果を判断結果記憶部から取得して、無線タグ別に読み取り有無時系列コードを作成する。
続くＳ２では、Ｓ１で作成した読み取り有無時系列コードに、通過時時系列コードまたは通過時時系列コードと同一比率のコードが含まれているか否かを判断する。この判断がＹＥＳであればＳ３に進んで、無線タグ３は通過判断地点５を通過したとする。一方、Ｓ２の判断がＮＯであればＳ４に進み、無線タグ３は通過判断地点５を通過していない非通過タグであるとする。
［第１実施形態のまとめ］
以上、説明した第１実施形態では、アンテナ１１が、２つの通信可能領域Ｃ１、Ｃ２と、その間に存在する通信不可能領域Ｎを形成する。これら通信可能領域Ｃ１、Ｃ２、通信不可能領域Ｎは、通路４の長手方向に通過判断地点５の両側を含むように形成されている。
このように通信可能領域Ｃ１、Ｃ２、通信不可能領域Ｎが形成されているので、無線タグ３が通過判断地点５を通過する場合には、タグリーダ１０は無線タグ３が送信した信号を読み取ることができる時間と、読み取ることができない時間とが生じる。
そのため、無線タグ３が通過判断地点５を通過した場合、読み取り有無時系列コードは、無線タグ３が通過判断地点５を通過した場合に特有のコードとなる。この特有のコードを通過時時系列コードとして予め記憶しており、通過判断部２２は、読み取り有無時系列コードと通過時時系列コードとを比較して、無線タグ３が通過判断地点５を通過したか否かを判断している。
読み取り有無時系列コードを作成するためには、無線タグ３が送信した信号が読み取れたか否かを判断できればよく、無線タグ３が２つの通信可能領域Ｃ１、Ｃ２のいずれに存在しているかを判断する必要はない。したがって、２つの通信可能領域Ｃ１、Ｃ２に対してそれぞれタグリーダ１０を設ける必要がない。よって、タグリーダ１０の数を通信可能領域Ｃ１、Ｃ２の数よりも少ない１つにすることができる。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
図６には、第１実施形態とは異なる通信可能領域Ｃを示している。具体的には、図６には、２つの通信可能領域Ｃ１１、Ｃ１２が示している。第１実施形態の図３で示した２つの通信可能領域Ｃ１、Ｃ２は通過判断地点５を挟んで通路４の長手方向に対称に形成されていた。
これに対して、図６に示している２つの通信可能領域Ｃ１１、Ｃ１２は、通過判断地点５を中心として通路４の長手方向に非対称に形成されている。より詳しくは、通信可能領域Ｃ１１は通過判断地点５を含む領域となっている。もう一方の通信可能領域Ｃ１２は、通信可能領域Ｃ１１よりも長手方向の長さが短くなっている。これら２つの通信可能領域Ｃ１１、Ｃ１２の間には、通信不可能領域Ｎが存在する。
このように、２つの通信可能領域Ｃ１１、Ｃ１２が通過判断地点５を中心として通路４の長手方向に非対称に形成されていると、無線タグ３が通路４のどちらの方向から通過判断地点５を通過したのかも判断することができる。
この理由を図６、図７、図８を用いて説明する。図６において、無線タグ３が図左側から図右側に移動する方向を順方向ＦＤとし、図右側から図左側に移動する方向を逆方向ＢＤとする。図６に示す読み取り有無の結果は、無線タグ３が順方向に移動して通信可能領域Ｃ１の左端から通信可能領域Ｃ２右端まで移動した場合の通過時時系列コードである。図６に示している通過時時系列コードは「１１１１１１１１１１０００１１１」である。
図７は、図６に示している読み取り時間と通過時時系列コードとの関係を折れ線グラフで示した図である。一方、図８は、無線タグ３が逆方向に移動して通信可能領域Ｃ２の右端から通信可能領域Ｃ１の左端まで移動した場合における、読み取り時間と通過時時系列コードとの関係を折れ線グラフで示した図である。
図７のグラフと図８のグラフは相違している。このことから、通路４に沿って形成した複数の通信可能領域Ｃを通過判断地点５に対して非対称にすると、順方向の通過時時系列コードと逆方向の通過時時系列コードとが異なることが分かる。順方向と逆方向で通過時時系列コードが異なるので、読み取り有無時系列コードをこれら２つの通過時時系列コードと比較することで、無線タグ３が通路４のどちらの方向から通過判断地点５を通過したのかも判断することができるのである。
＜第３実施形態＞
第１実施形態、第２実施形態では通信可能領域Ｃの数は２つであった。第３実施形態では、図９に示すように４つの通信可能領域Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４が形成されており、かつ、これら４つの通信可能領域Ｃが通過判断地点５を中心として通路４の長手方向に非対称に形成されている。
４つの通信可能領域Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４は、この順番で順方向の上流側から下流側に向かって配置されている。なお、順方向は、無線タグ３が図左側から図右側に移動する方向である。また、各通信可能領域Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４に挟まれた領域は通信不可能領域Ｎになっている。
通信可能領域Ｃ２１と通信可能領域Ｃ２２の通路方向の長さは同じであり、通信可能領域２３の通路方向長さは通信可能領域Ｃ２１の４倍であり、通信可能領域Ｃ２４の通路方向長さは通信可能領域Ｃ２１の２倍に設定されている。
図９には、無線タグ３が順方向に移動したと仮定したときの各読み取り時間と、無線タグ３が逆方向に移動したと仮定したときの各読み取り時間、および、読み取り有無も示している。ｔｎ（ｎは１〜２４）が示されている位置および読み取り有無を意味する「１」「０」が示されている位置は、いずれも、通路４の長手方向位置に対応する。つまり、無線タグ３が順方向に移動したと仮定したときの各読み取り時間における無線タグ３の通路長手方向の位置はｔｎが示されている位置であり、そのときの読み取り有無の結果は、ｔｎの上に示されている数字が示す結果である。
読み取り有無の結果は通過時時系列コードであり、順方向に移動した場合の通過時時系列コードは、読み取り有無の結果を順方向上流側から並べた数字例になる。逆方向に移動した場合の通過時時系列コードは、読み取り有無の結果を逆方向の上流側から並べた数字列になる。
図１０は、無線タグ３が図９に示した通信可能領域Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４を順方向に移動した場合の読み取り時間と通過時時系列コードとの関係を折れ線グラフで示した図である。一方、図１１は、無線タグ３が図９に示した通信可能領域Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４を逆方向に移動した場合の読み取り時間と通過時時系列コードとの関係を折れ線グラフで示した図である。
図１０のグラフと図１１のグラフは相違しているので、この第３実施形態でも、無線タグ３が通過判断地点５を通過したか否かに加えて、無線タグ３が通路４のどちらの方向から通過判断地点５を通過したのかも判断できる。
図１２は、図１０に示したグラフの縦軸を読み取り回数としたグラフである。図１３は、図１１に示したグラフの縦軸を読み取り回数としたグラフである。当然、これら図１２、図１３に示したグラフも互いに相違する。実際の読み取り有無の結果から、読み取り時間に対する読み取り回数の変化を示すグラフを作成し、図１２、図１３に示す、読み取り回数の変化を示すグラフと比較することでも、無線タグ３が通過判断地点５を通過したか否か、および、順方向と逆方向のいずれから通過判断地点５を通過したのかを判断することができる。
この場合、実際の読み取り有無の結果から作成した、読み取り時間に対する読み取り回数の変化を示すグラフが、時間経過に伴う読み取り有無のパターンであり、図１２、図１３に示すグラフが、そのパターンと比較する通過時時系列パターンである。
また、実際の読み取り有無の結果から、読み取り時間に対する読み取り有無の変化を折れ線グラフで示し、図１０、図１１などに示す折れ線グラフと比較してもよい。この場合、実際の読み取り有無の結果から作成した折れ線グラフが、時間経過に伴う読み取り有無のパターンであり、図１０、図１１などに示す、予め作成しておいた折れ線グラフが、そのパターンと比較する通過時時系列パターンである。
複数の通信可能領域Ｃが通過判断地点５を中心として通路４の長手方向に非対称に形成されていると、無線タグ３が通路４の途中で引き返したか否かも判断することができる。
図１４には、無線タグ３が順方向に通過判断地点５まで進み、通過判断地点５で引き返した場合の読み取り時間と読み取り有無の関係を示している。図１５は、図１４に示している読み取り時間と読み取り有無の結果との関係を折れ線グラフで示した図である。また、図１６は、図１５に示したグラフの縦軸を読み取り回数としたグラフである。
図１５に示すグラフは、図１０、図１１に示したグラフと相違する。つまり、無線タグ３が通路４を途中で引き返した場合には、読み取り有無の判断結果から作成する読み取り有無時系列コードは、通過時時系列コードと一致しない。よって、無線タグ３が通路４を途中で引き返した場合を、無線タグ３が通過判断地点５を通過して通路４をそのまま進行したと誤判断してしまうことはない。
なお、本明細書において、特に言及しない限り、無線タグ３が通過判断地点５の付近で引き返した場合には、通過判断地点５の下を無線タグ３が通ったとしても通過には含めない。通過判断地点５の付近は、詳しくは、通信可能領域Ｃが存在している範囲である。
また、図１４において、同じ読み取り有無の判断結果に対して、読み取り時間が２つ並んでいることから分かるように、無線タグ３が途中で引き返した場合には、読み取り有無時系列コードは、引き返した時間の前後のコードが同じになると推定できる。
図１５に示すグラフでは、時刻ｔ１２までのグラフ形状と、時刻ｔ１３以降のグラフ形状が線対称図形になっている。図１６に示すグラフでは、時刻ｔ１２までのグラフ形状と、時刻ｔ１３以降のグラフ形状が点対称図形になっている。
よって、読み取り有無時系列コードが、コード全体を半分に分割したときに、前半分と後半分が対称コードになっていれば、無線タグ３が途中で引き返したと判断できる。なお、対称コードは、コードの並び順を反転させた場合に同一となるコードである。
図１７は、第３実施形態において通過判断部２２が実行する処理を示すフローチャートである。Ｓ１１は図５のＳ１と同じ処理であり、無線タグ別に読み取り有無時系列コードを作成する。
Ｓ１２は図５のＳ２と同じ処理であり、Ｓ１１で作成した読み取り有無時系列コードに、通過時時系列コードまたは通過時時系列コードと同一比率のコードが含まれているか否かを判断する。この判断がＹＥＳであればＳ１３に進む。
Ｓ１３では、Ｓ１２で通過時時系列コードに含まれていると判断したコードが、順方向の通過時時系列コードであるか否かを判断する。この判断がＹＥＳであればＳ１４に進み、無線タグ３は通過判断地点５を順方向に通過した順方向通過タグであるとする。Ｓ１３の判断がＮＯであればＳ１５に進み、無線タグ３は通過判断地点５を逆方向に通過した逆方向通過タグであるとする。
Ｓ１２の判断がＮＯであればＳ１６に進む。Ｓ１６では、Ｓ１１で作成した読み取り有無時系列コードが対称コードであるか否かを判断する。Ｓ１６の判断がＹＥＳであればＳ１７に進む。Ｓ１７では、無線タグ３は通路４を途中で引き返した引き返しタグであるとする。
Ｓ１６の判断がＮＯであればＳ１８に進む。Ｓ１８では、無線タグ３は通過判断地点５を通過していない非通過タグであるとする。図１８には、非通過タグと判断する場合を例示している。図１８（Ａ）は、タグリーダ１０の付近の通路４の鳥瞰図である。
図１８（Ａ）に示す無線タグ３ａは、矢印で示すように、楕円状に形成された通信可能領域Ｃ２２を長軸方向に沿って移動する。この場合、無線タグ３ａは通信可能領域Ｃ２２を通過するが、他の通信可能領域Ｃ２１、Ｃ２３、Ｃ２４は通過しない。
よって、図１７のＳ１１において、タグリーダ１０が無線タグ３ａに対して作成する読み取り有無時系列コードは、図１８（Ｂ）に示すように、１が連続しており、１の間に０は介在しないコードになる。したがって、通過判断地点５の付近を移動しているが、通過判断地点５を通過していない無線タグ３ａを、誤って通過タグとしてしまうことが防止される。
また、図１８（Ａ）に示す無線タグ３ｂは通信可能領域Ｃ２４で停止している。よって、図１７のＳ１１において、タグリーダ１０が無線タグ３ｂに対して作成する読み取り有無時系列コードも、図１８（Ｃ）に示すように、１が連続しており、１の間に０は介在しないコードになる。したがって、通過判断地点５の付近で停止している無線タグ３ｂを、誤って通過タグとしてしまうことも防止される。
＜第４実施形態＞
第４実施形態のタグリーダ１００は、図１９に示す構成を備えている。タグリーダ１００は、演算部１２０が実行する機能がこれまでの実施形態と相違する。演算部１２０は、図１９に示すように、読み取り判断部１２１、通過判断部１２２、位相算出部１２３を備える。
読み取り判断部１２１は、これまでの実施形態の読み取り判断部１２１と同じ内容である。通過判断部１２２は、図２０を用いて後に説明する。
位相算出部１２３は、受信波を表す信号を取得して、受信波の位相φｒを逐次算出する。受信波の位相φｒは式１から算出する。式１において、ＡＱはＱ信号の振幅であり、ＡＩはＩ信号の振幅である。式１は、受信波の波動関数から算出できる式である。
Figure 0006911429
受信波の位相φｒは、伝播距離Ｌで決まり、時間には依存しない。その理由を次に説明する。電磁波の波動関数は式２で表される。
Figure 0006911429
式２より、電磁波の位相φは式３で表される。式３で示す位相のうち、ωｔは時間位相、βＬは空間位相である。
Figure 0006911429
式４より、受信波の位相φｒは、空間位相βＬのみで表され、時間位相ωｔは消去されることが分かる。受信時間ｔｒと送信時間ｔｔはほぼ等しいからである。
Figure 0006911429
受信波の位相φｒが伝播距離Ｌで決まり、時間には依存しないことから、受信波の位相φｒが変化していない場合、無線タグ３は移動していないと推定できる。通過判断部１２２は、このことを利用して、無線タグ３が移動しているか否かを判断し、無線タグ３が移動していないと推定した状態で決定した読み取り有無の判断結果は除外して読み取り有無時系列コードを作成する。
図２０に通過判断部１２２が実行する処理を示す。通過判断部１２２は、この図２０に示す処理を、送信波を送信するごとに実行する。Ｓ２１では、位相算出部１２３が算出した受信波の位相φｒが、前回、位相算出部１２３が算出した受信波の位相φｒから変化しているか否かを判断する。Ｓ２１の判断は、無線タグ３が停止しているか移動しているかを判断していることになる。
Ｓ２１の判断がＮＯであればＳ２２へ進む。Ｓ２２では、今回、読み取り判断部１２１が判断した読み取り有無の判断結果と、読み取り時間を破棄する。これにより、読み取り時間は前回の読み取り時間から経過していないことになる。Ｓ２２を実行したら図２０の処理を終了する。この場合、次回、送信波を送信したときに図２０に示す処理を最初から実行することになる。Ｓ２１の判断がＹＥＳであればＳ２３に進む。
Ｓ２３では、無線タグ別に読み取り有無時系列コードを作成する。Ｓ２３の処理自体は図５のＳ１および図１７のＳ１１と同じである。しかし、Ｓ２１、Ｓ２２の処理があることにより、停止している無線タグ３から読み取った読み取り有無の判断結果が除外されて読み取り有無時系列コードが作成される。Ｓ２４以下は、図１７のＳ１２以下と同じ処理である。
この第４実施形態では、タグリーダ１００は位相算出部１２３を備えており、受信波の位相φｒの変化から、無線タグ３が移動しているか否かを判断する。そして、無線タグ３が移動していない状態での読み取り有無の判断結果を除外して読み取り有無時系列コードを作成する。これにより、無線タグ３が通過判断地点５を通過したときの読み取り有無時系列コードに、通過時時系列コードまたは同一比率コードが含まれていないことが少なくなる。よって、無線タグ３が通過判断地点５を通過したにも関わらず、通過していないと判断してしまうことを防止できる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
＜変形例１＞
前述の実施形態では、アンテナ１１は一つのアレイアンテナであった。しかし、複数のアンテナにより、複数の通信可能領域Ｃを形成してもよい。
＜変形例２＞
前述の実施形態では、通過判断部２２、１２２をタグリーダ１０、１００が備えていた。しかし、通過判断部２２、１２２は、タグリーダ１０、１００とは異なる装置、たとえば、タグリーダ１０、１００を制御するコントローラが備えていてもよい。また、位相算出部１２３も、タグリーダ１００とは異なる装置が備えていてもよい。
２：ゲート ３：無線タグ ４：通路 ５：通過判断地点 ６：荷箱 ７：フォークリフト １０：タグリーダ １１：アンテナ １２：送信機 １３：カプラ １４：アンテナ共用器 １５：直交復調器 １６ｉ：バンドパスフィルタ １６ｑ：バンドパスフィルタ １７ｉ：ＡＤコンバータ １７ｑ：ＡＤコンバータ ２０：演算部 ２１：読み取り判断部 ２２：通過判断部 ２３：通信可能領域 １００：タグリーダ １２０：演算部 １２１：読み取り判断部 １２２：通過判断部 １２３：位相算出部 １５１：移相器 １５２ｉ：ミキサ １５２ｑ：ミキサ ＢＤ：逆方向 Ｃ：通信可能領域 ＦＤ：順方向 Ｌ：伝播距離 Ｎ：通信不可能領域 φ：位相

Claims (4)

  1. 無線タグの通過を判断すべき通路の長手方向において通過判断地点の両側を含むように、複数の通信可能領域を通信不可能領域と交互に形成する１つのみのアンテナ（１１）と、
    前記通信可能領域に存在する前記無線タグが送信して前記アンテナが受信した電波を表す信号に基づいて、前記無線タグが送信した信号が読み取れたか否かを判断するタグリーダ（１０）とを備えた無線タグ通過判断装置であって、
    前記アンテナは、前記通路の長手方向に、前記通過判断地点を中心として非対称に前記通信可能領域を形成し、
    前記タグリーダは、前記無線タグが、複数の前記通信可能領域のうちの１つの前記通信可能領域に存在する場合と他の前記通信可能領域に存在する場合とで、前記無線タグが送信した信号を区別せず、
    時間経過に伴う、前記無線タグが送信した信号を前記タグリーダが読み取った読み取り有無のパターンに基づいて、前記無線タグが前記通過判断地点を通過したか否かを判断する通過判断部（２２、１２２）を備え、
    前記通過判断部は、前記読み取り有無のパターンを、前記無線タグが通路を順方向に移動して前記通過判断地点を通過した場合のパターン、および、前記無線タグが前記通路を逆方向に移動して前記通過判断地点を通過した場合のパターンであって、前記無線タグが通路を順方向に移動して前記通過判断地点を通過した場合のパターンとは時間経過に伴う読み取り有無のパターンが異なるパターンと比較して、前記無線タグが前記通過判断地点を順方向に通過したか、逆方向に通過したかを判断する、無線タグ通過判断装置。
  2. 無線タグの通過を判断すべき通路の長手方向において通過判断地点の両側を含むように、複数の通信可能領域を通信不可能領域と交互に形成する１つのみのアンテナ（１１）と、
    前記通信可能領域に存在する前記無線タグが送信して前記アンテナが受信した電波を表す信号に基づいて、前記無線タグが送信した信号が読み取れたか否かを判断するタグリーダ（１０）とを備えた無線タグ通過判断装置であって、
    前記アンテナは、前記通路の長手方向に、前記通過判断地点を中心として非対称に前記通信可能領域を形成し、
    前記タグリーダは、前記無線タグが、複数の前記通信可能領域のうちの１つの前記通信可能領域に存在する場合と他の前記通信可能領域に存在する場合とで、前記無線タグが送信した信号を区別せず、
    時間経過に伴う、前記無線タグが送信した信号を前記タグリーダが読み取った読み取り有無のパターンに基づいて、前記無線タグが前記通過判断地点を通過したか否かを判断する通過判断部（２２、１２２）を備え、
    前記通過判断部は、前記読み取り有無のパターンが、パターン全体を前半分と後半分に分けたときに、前半分のパターンと後半分のパターンが対称のパターンになった場合には、前記無線タグが通路の途中で引き返したと判断する、無線タグ通過判断装置。
  3. 請求項２において、
    前記通過判断部は、前記読み取り有無のパターンを、前記無線タグが通路を順方向に移動して前記通過判断地点を通過した場合のパターン、および、前記無線タグが前記通路を逆方向に移動して前記通過判断地点を通過した場合のパターンであって、前記無線タグが通路を順方向に移動して前記通過判断地点を通過した場合のパターンとは時間経過に伴う読み取り有無のパターンが異なるパターンと比較して、前記無線タグが前記通過判断地点を順方向に通過したか、逆方向に通過したかを判断する、無線タグ通過判断装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
    前記タグリーダは、前記通信可能領域に送信波を送信して、前記通信可能領域に前記無線タグが存在している場合に、前記送信波に応答して前記無線タグから送信されて前記アンテナが受信した電波である受信波を表す信号を取得して、前記無線タグが送信した信号が読み取れたか否かを判断し、
    前記受信波を表す信号を取得して、前記受信波の位相を逐次算出する位相算出部（１２３）を備え、
    前記通過判断部（１２２）は、前記位相算出部が算出した位相が前回算出した位相から変化してないときの、前記無線タグが送信した信号が読み取れたか否かの判断結果は用いずに、前記読み取り有無のパターンを作成する無線タグ通過判断装置。
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