JP7205416B2 - 無線タグリーダ - Google Patents
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Description
位相値を検出する全角度範囲(0°~180°もしくは0゜~360゜)で位相値の取れた総数(N)を求め、位相値を検出する前記全角度範囲内の所定角度範囲(90゜もしくは全角度範囲の半値)毎に、各角度毎の位相値の取れた数の総和数(ni)を求めることで、最も多い総和数を求め、前記総数と前記最も多い総和数との比較で、前記最も多い総和数の前記所定角度範囲内に位相値が偏っているかを算出する位相の偏り算出手段(S154)と、
無線タグの移動量に対応する移動指標を算出する移動指標算出手段(S152)と、
無線タグの距離、速度、位相変化量、平均受信電力の少なくとも1つに応じて、前記位相の偏り及び前記移動指標の閾値を可変させる閾値可変手段(S110)と、
前記位相の偏りと、前記移動指標と、可変された前記閾値とに基づき、前記位相の偏りが低い、前記移動指標に対応する移動量が大きいの少なくとも1つでタグを移動タグと選別し、前記位相の偏りが高い、前記移動指標に対応する移動量が小さいの少なくとも1つでタグを停止タグと選別する選別手段(S156)と、を有することを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、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る。
以下、本発明の第1実施形態に係る無線タグリーダを備える搬送管理システムについて、図面を参照して説明する。
図1に示す搬送管理システム1は、製品等の搬送物Pに付されたRFタグ等の無線タグ30の移動状態を、無線タグリーダ10により検知することで、その無線タグ30が付された搬送物Pの移動状態等を管理するシステムとして構成されている。この搬送管理システム1は、図1に示すように、無線タグ30が付された搬送物Pが搬送される搬送経路中に配置されて無線タグ30を読み取る無線タグリーダ10と、この無線タグリーダ10による読み取り結果等を利用して搬送物Pに関する管理を行う管理装置20とを備えている。
図3に示すように、無線タグ30は、アンテナ31,電源回路32,復調回路33,制御回路34,メモリ35,変調回路36などによって構成されている。電源回路32は、アンテナ31を介して受信した無線タグリーダ10からの送信信号(キャリア信号)を整流、平滑して動作用電源を生成するものであり、その動作用電源を、制御回路34をはじめとする各構成要素に供給している。
管理装置20は、無線タグリーダ10から取得した各無線タグ30の読み取り結果や外部から取得した情報を利用して搬送物Pの搬送状態などを管理する装置として機能するものである。この管理装置20は、例えばコンピュータとして構成され、図4に示すように、CPU等からなる制御部21、液晶モニタ等として構成される表示部22、ROM、RAM、HDD等からなる記憶部23、マウスやキーボード等として構成される操作部24、無線タグリーダ10や上位機器等の外部機器との間でのデータ通信を行うための通信インタフェースとして構成される通信部25などを備えている。
第1実施形態に係る無線タグリーダ10は、低速で移動している無線タグ30であってもその無線タグ30の移動状態を正確に検知するため、無線タグ30からの応答波の位相差を利用して無線タグ30の移動状態(移動量に対応する移動指標)を検知する。具体的には、制御部11にてなされる測定処理により、通信処理部13を利用して、所定時間、測定した無線タグ30からの応答波の位相を、その測定時刻(受信時刻)に関連付けて記憶部12に記憶する。そして、制御部11にてなされるタグ検知処理では、記憶部12に記憶されている応答波の位相及びその測定時刻を読み出し、これらの位相に基づいて算出した位相差を累積加算した位相加算値に基づいて無線タグ30までの距離を測定する。なお、このように位相加算値に基づいて無線タグ30までの距離を測定する方法としては、例えば、特願2017-189510の明細書等に記載される方法を採用することができる。
停止タグ30cの位相変化量は大きく、停止タグ30dは位相変化量が中くらいで、散発的に読取が行われている。停止タグ30cの位相変化量が大きくなっている原因は、無線タグリーダ10(アンテナ14)の前をフォークリフト等の移動体Mが移動すると、この移動体Mによる電波の反射の影響により、停止タグ30bからの応答波が受信されてしまうためである。このような場合、移動体Mが移動するために停止タグ30c、停止タグ30dからの応答波の位相が変化するように測定されてしまうと、測定される距離が時間とともに変化してしまい、停止タグ30cが移動していると誤検知されてしまう可能性がある。また、周囲環境の影響等に起因して、停止タグ30cからの応答波を一時的に受信できない状態(ヌル状態)が生じる場合もあり、この状態も誤検知の一因となる可能性がある。
図17(A)は、8種類の閾値1~閾値8を内容を示す表で、図17(B)は、図17(A)中の距離の「近い」、「遠い」、速度の「遅い」、「速い」の内容を示す表で、距離1.5m未満を「近い」、距離1.5m以上を「遠い」、速度0.5m/s未満を「遅い」、速度0.5m/s以上を「速い」としている。
図17(A)に示されるように、距離が「近く」、速度が「速い」、箱種が「箱A」の場合、閾値1が設定される。距離が「近く」、速度が「速い」、箱種が「箱B」の場合、閾値2が設定される。
先ず、図10に示す読取のフローチャートで、読取が開始され、無線タグ情報が読み取られ(S102)、該無線タグの情報、ID別に位相値が蓄積される(S104)。ここでは、各無線タグID、位相、受信電力、読取時間等の情報が蓄積される。そして、図2(A)に示す測距センサ17を介して距離を検出し、速度センサ18を介して速度を検出し、更に、無線タグから読み取った箱種(「箱A」又は「箱B」)からなる環境情報を検出する(S106)。読み取りタグ数が所定以上(例えば5個以上)、且つ、読み取り回数が所定以上(例えば20回以上)かを判断する(S108)。読み取り回数が少量では判定ミスの原因となるため、一定数以上の情報で判定する。読み取り情報が一定以上になるまでは(S108:No)、S102に戻り、無線タグの読み取りを継続する。読み取り情報が一定以上になると(S108:Yes)、環境情報から閾値を決定する(S110)。例えば、図17(A)、図17(B)の表で距離が1.5m未満で「近い」、速度が0.5m/s以上で「速く」、箱種が「箱A」である場合、閾値1が決定される。そして、移動タグ/停止タグの判定処理が行われ(S112)、処理が終了する。
先ず、位相変化量が計算される(S152)。
図16は、位相変化量計算の説明図である。
I.移動加算値を各時間毎に記録しておく(図16(A)参照)。
II.位相変化量計算に必要な3つの変曲点と終点を見つける(図16(C)参照)。
(a),(b),(c)
III.下記計算をする
(1)=|始点 -b|
(2)=|b-a|
(3)=|a-c|
(4)=|c-終点|
位相変化量=(1)+(2)+(3)+(4)
位相変動情報が取得され位相変化量が計算される(S202:図16(A))。そのグラフが平滑化処理される(S204:図16(B))。平滑化処理の目的は、ブレによる無駄な変曲点を消去するためである。即ち、おおまかに変曲点を取るために行われる。グラフの変曲点を位相変化の傾きの変化により求める(S206:図16(C))。始点、終点、各変曲点の間のそれぞれの位相変化量が取得される(S208)。
(1)=|始点-b|
(2)=|b-a|
(3)=|a-c|
(4)=|c-終点|
位相変化量=(1)+(2)+(3)+(4)
として位相変化量が求められる(S210)。
S210の加算処理では、閾値以上の位相変動値を全て加算することが行われる。ここで、閾値以下を除外するのは、閾値以下の位相変動は反射による位相変動と区別するために除外する。位相加算値の要点は位相が大きく連続で変動したという情報を捉えることにある。ここで、閾値の例としては、例えば、90[deg]、180[deg]、位相取得可能範囲の半値等である。
(1)|a-b|=40[deg]
(2)|b-c|=340[deg]
(3)|c-d|=500[deg]
(4)|d-e|=600[deg]
(5)|e-f|=250[deg]
の場合、(1)の値は閾値以下のため除外され、
(2)+(3)+(4)+(5)=1690[deg]
として、位相変化量が算出される。
なお、位相加算量の取得は、特願2017-189510の明細書等に記載される方法を採用することができる。
図13は、位相偏り計算のサブルーチンを示す。
各タグに対して、図7(A)、図7(C)中に示された位相値に対して、図15(A)に示される位相値1°ずつのヒストグラムが作成される(S400)。ここで、0°~1°の範囲に頻度は2回あり、1°~2°の範囲に頻度は3回あり、これが、179°~180°まで求められる。図7(A)、図7(C)中に示された位相値は、模式的に図7(B)、図7(D)に示されたような位相値(θ)と頻度の表で表し得る。頻度総和(位相値を検出する全角度範囲(0-180°)で位相値の取れた総数)がNとされる(S402)。例えば、ここでは300回であったとされる。位相値iが0に初期化される(S404)。
図2(B)は、第2実施形態に係る無線タグリーダの電気的構成を例示するブロック図である。
第2実施形態の無線タグリーダ10では、搬送物の距離、速度を検出する代わりに、現在通過中もしくは過去に通過した全タグもしくはその内の数個のタグの位相変化量、平均受信電力の少なくとも1つから、位相変化量、平均受信電力の少なくとも1つの大小に応じて、閾値を可変させる。位相変化量、平均受信電力は、搬送物の距離、速度との相関性を有するため、搬送物の距離、速度の環境に対応させ、閾値を調整することができる。
14…アンテナ
30…無線タグ
30a…移動タグ
30b…停止タグ
M…フォークリフト
P…搬送物
Claims (10)
- 移動している移動タグと停止している停止タグとを無線タグからの応答波に基づき検出する無線タグリーダであって、
位相値を検出する全角度範囲で位相値の取れた総数を求め、位相値を検出する前記全角度範囲内の所定角度範囲毎に、各角度毎の位相値の取れた数の総和数を求めることで、最も多い総和数を求め、前記総数と前記最も多い総和数との比較で、前記最も多い総和数の前記所定角度範囲内に位相値が偏っているかを算出する位相の偏り算出手段と、
無線タグの移動量に対応する移動指標を算出する移動指標算出手段と、
無線タグの距離、速度、位相変化量、平均受信電力の少なくとも1つに応じて、前記位相の偏り及び前記移動指標の閾値を可変させる閾値可変手段と、
前記位相の偏りと、前記移動指標と、可変された前記閾値とに基づき、前記位相の偏りが低い、前記移動指標に対応する移動量が大きいの少なくとも1つでタグを移動タグと選別し、前記位相の偏りが高い、前記移動指標に対応する移動量が小さいの少なくとも1つでタグを停止タグと選別する選別手段と、を有することを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項1の無線タグリーダであって、
前記移動指標算出手段は、無線タグからの応答波の位相に基づき、前回の位相と今回の位相との差を累積加算して無線タグの移動量に対応する位相変化量を求めることを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項2の無線タグリーダであって、
前記移動指標算出手段は、前記累積加算した位相加算のグラフを平滑処理した後に変曲点を傾きの変化により取得し、始点と終点を含めた各変曲点間の位相変化量の和を元に前記位相変化量を算出することを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項2の無線タグリーダであって、
前記閾値可変手段は、
無線タグの距離が遠い場合、速度が速い場合の少なくとも1つで前記位相変化量の移動と判定する閾値を下げ、
無線タグの距離が近い場合、速度が遅い場合の少なくとも1つで前記位相変化量の移動と判定する閾値を上げることを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項1~請求項4のいずれか1の無線タグリーダであって、
前記閾値可変手段は、無線タグの貼られた製品、箱、パレットの少なくとも1つを検出し、予め紐付けした貼付け先に応じて前記閾値を可変させることを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項1~請求項5のいずれか1の無線タグリーダであって、
搬送物を検出する搬送物検出手段と備え、
前記閾値可変手段は、前記搬送物検出手段により検出された搬送物の種類に応じて前記閾値を可変させることを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項1~請求項6のいずれか1の無線タグリーダであって、
搬送物を搬送する搬送者を特定する搬送者特定手段と備え、
前記閾値可変手段は、前記搬送者特定手段により特定された搬送者に応じて前記閾値を可変させることを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項1~請求項7のいずれか1の無線タグリーダであって、
温度湿度を検出する温度湿度検出手段と備え、
前記閾値可変手段は、前記温度湿度検出手段により検出された温度湿度に応じて前記閾値を可変させることを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項1~請求項8のいずれか1の無線タグリーダであって、
前記閾値可変手段は、タグIDに紐付けられたタグ種に応じて前記閾値を可変させることを特徴とする無線タグリーダ。 - 請求項1の無線タグリーダであって、
前記閾値可変手段は、現在通過中もしくは過去に通過した全タグもしくはその内の数個のタグの位相変化量、平均受信電力の少なくとも1つから、位相変化量、平均受信電力の少なくとも1つの大小に応じて、前記閾値を可変させることを特徴とする無線タグリーダ。
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