KR101984191B1

KR101984191B1 - Rfid 태그 이동 식별 방법 및 rfid 태그 이동 식별 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체

Info

Publication number: KR101984191B1
Application number: KR1020147003171A
Authority: KR
Inventors: 하지메 가미야
Original assignee: 마이티 큐브 가부시키가이샤
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2019-09-03
Also published as: CN103907124B; EP2733644A4; US20140167920A1; EP2733644B1; CN103907124A; JP5665695B2; JP2013037663A; WO2013008886A1; US9460327B2; KR20140046016A; EP2733644A1

Abstract

일반적인 RFID 리더와 일반적인 안테나로부터 얻어지는 판독 RFID 태그의 전파 수신 강도, 위상이나 도플러 주파수의 시계열 데이터에 의해, 안테나 앞을 이동한 RFID 태그와 정지한 채의 RFID 태그를 식별하는 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램을 제공한다. RFID 리더에 의해 이동 RFID 태그 및 정지 RFID 태그를 포함하는 복수의 RFID 태그의 시계열 판독 데이터를 취득하고, 일정한 파라미터에 기초하는 정지 RFID 태그 필터에 의해, 판독한 복수의 RFID 태그 정보로부터 정지 RFID 태그를 특정한다. 정지 RFID 태그 필터는, 대강 읽기 필터, RSSI 절대값 필터, RSSI 비연속 상승 필터, RSSI 곡형 필터, 과도 판독 필터, 위상 진동 소 필터, 수직 방향 이동 필터 중 적어도 하나 이상의 개별 정지 RFID 태그 필터를 사용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하고, 이동 RFID 태그를 식별하는 RFID 태그 이동 식별 방법이다.

Description

RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{RFID TAG MOVEMENT DISTINGUISHING METHOD AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM RECORDING RFID TAG MOVEMENT DISTINGUISHING PROGRAM}

본 발명은 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 관한 것으로, 특히 일반적인 RFID 리더나 안테나를 사용한 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 관한 것이다.

최근, UHF대의 RFID(Radio Frequency Identification) 기술을 이용하여, 안테나로부터 10m 이상과 같은 원거리에 위치하는 다수의 RFID 태그를 일괄하여 순식간에 판독하는 것이 가능해졌다. RFID 태그 칩의 성능 향상 등에 의해 판독 가능 거리는 향후에 더 늘어날 것이라 예상되고 있다.

RFID 태그는, 창고·점포 등에서의 고속 입출하 검품이나 재고 정리, 도난 검지, 상품의 레지스터 정산과 같은 많은 용도로 사용이 확산되고 있다. 그러나, 안테나 주위에 진열된 상품에 부착된 RFID 태그 등, 원래 의도한 판독 대상 이외의 RFID 태그도 판독해버리는 문제가 있어, 실제로 안테나 앞을 이동한 RFID 태그만을 식별하는 기술이 필요로 되고 있다.

따라서, RFID 태그로부터의 수신 정보를 경시(經時) 정보에 관련지음과 함께, 이 수신 정보를 수신하였을 때의 스캔 안테나의 스캔 각과 경시 정보의 조를 복수개 생성하는 데이터 생성 수단과, 상기 데이터 생성 수단의 생성된 데이터를 이용하여, 상기 스캔 각과 상기 경시 정보 사이의 관계를 나타내는 선형 근사 직선을 구하고, 이 선형 근사 직선의 기울기로부터 상기 RFID 태그가 붙여진 이동체의 이동 방향을 검지하거나, 상기 이동체의 이동 궤적을 구함으로써 상기 RFID 태그가 붙여진 이동체의 이동 방향을 검지하고, 상기 RFID 태그가 붙여진 이동체의 이동 방향을 검지하는 기술이 알려져 있다(특허문헌 1).

또한, 반사체로부터, 서로 상이한 복수의 반송 주파수에 의해 송신된 반사 신호를 수신하는 처리를 행하는 거리 측정 장치에 있어서, 상기 반사체로부터 송신된 상기 반사 신호를 해석함으로써, 상기 반사체와 해당 거리 측정 장치의 거리를 산출하는 거리 산출부를 구비하고, 반사체와 거리 측정 장치의 거리를 보다 고정밀도로 산출하는 기술이 알려져 있다(특허문헌 2).

또한, 안테나를 RFID 태그의 이동 방향에 수평이 아니라 비스듬히 배치하거나 출력 전파의 방향이 왜곡된 특수 안테나를 사용한 기술이 알려져 있다(특허문헌 3).

일본 특허 공개 제2007-303935호 공보 일본 특허 공개 제2009-80133호 공보 US7817014B2 (도 17a, 도 18a 내지 18b)

그러나, 특허문헌 1의 기술은, 스캔 안테나라고 하는 특수한 안테나가 필요하게 된다. 그리고 그 구성이 복잡하기 때문에, 일반적인 RFID 리더와 일반적인 안테나를 사용한 범용적인 장치 구성에는 적용할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

또한 특허문헌 2의 기술은, 어떤 1개의 태그까지의 거리를 측정하기 위해서 2개의 서로 다른 주파수에서 전파 송신을 행하는 특수한 리더가 필요하게 된다.

또한 특허문헌 3의 기술은, 안테나를 RFID 태그의 이동 방향에 수평이 아니라 비스듬히 배치하거나 출력 전파의 방향이 왜곡된 특수 안테나를 사용할 필요가 있으며, 점포 내의 게이트와 같은 설치의 자유도가 적은 장소에 적합하지 않은 경우가 있다. 또한 RFID 태그로부터의 전파 수신 강도는 사람이나 물건이 안테나 앞을 이동한 것만으로도 변화해버리는 경우가 있기 때문에, 그 상승이나 하강에만 의해 이동이라 판정하는 방법에서는 오검지가 발생하는 경우가 있다.

전파 출력 강도나 안테나의 하드웨어 조정에 의해 판독 범위를 좁혀서 원하는 RFID 태그만을 판독하는 방법이 취해지는 경우가 있지만, 원거리·복수 태그 판독의 장점이 손상되어버린다. 또한, 전파의 멀티 패스 페이딩에 의해 예기치 않게 멀리 위치하는 RFID 태그까지 읽혀져 버리는 경우가 있다.

또한 안테나 2매를 이격된 장소에 설치하거나 각도를 부여하여 설치함으로써 각각의 안테나에서의 판독 시간 차가 일정값 이상 발생한 경우에 이동이라고 판정하는 방법이 취해지는 경우가 있지만, 안테나 간에 거리나 각도를 갖게 하기 위한 설치 스페이스가 필요하게 된다. 또한 사람이나 물건의 이동 등에 의한 전파의 난반사에 의해 2개의 안테나 간에 위치하는 태그 등이 잘못하여 이동이라 판정되어 버리는 경우가 있다.

이와 같이, 원거리·복수 RFID 태그 판독에 우수한 UHF대 RFID에는, 원하지 않는 RFID 태그도 읽어버리는 「과도 판독」의 문제가 있다. 출력 조정 등에 의해 판독 범위를 좁혀서 UHF대의 장점을 손상시키는 것이 아니라, 리더로부터 취득한 방대한 각종 무선 정보를 고속으로 처리하여 희망 태그(이동 태그)를 식별할 수 있는 기술이 요망되고 있다.

본 발명의 목적은, 기종 등에 의존하지 않고, 일반적인 RFID 리더와 일반적인 안테나로부터 얻어지는 판독 RFID 태그의 전파 수신 강도, 위상이나 도플러 주파수의 시계열 데이터에 의해, 안테나 앞을 이동한 RFID 태그와 정지한 채로의 RFID 태그를 사용 안테나가 1매인 경우에서도 식별하는 것이 가능한 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 컴퓨터 장치상 또는 RFID 리더상에서 동작하는 것이 가능한 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다른 어플리케이션에 식별 정보를 송신하는 미들웨어로서 컴퓨터 장치상 또는 RFID 리더상에서 동작하는 것이 가능한 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램을 제공하는 데 있다.

상기 과제는, 본 발명의 RFID 태그 이동 식별 방법에 의하면, 복수의 RFID 태그와, 상기 복수의 RFID 태그로부터의 전파를 수신하는 RFID 리더를 이용하여, 복수의 RFID 태그 중 이동 RFID 태그를 식별하는 RFID 태그 이동 식별 방법에 있어서, 상기 RFID 리더에 의해 이동 RFID 태그 및 정지 RFID 태그를 포함하는 복수의 RFID 태그의 시계열 판독 데이터를 취득하고, 일정한 파라미터에 기초하는 정지 RFID 태그 필터에 의해, 상기 판독한 복수의 RFID 태그의 정보로부터 상기 정지 RFID 태그를 특정하고, 상기 복수의 RFID 태그로부터 상기 이동 RFID 태그를 식별 가능하게 하는 것으로, 상기 정지 RFID 태그 필터는, 이하의 (1) 내지 (6)의 공정 중 어느 것인가로 이루어지는 개별 정지 RFID 태그 필터를 구비하고, 상기 정지 RFID 태그 필터는, 복수의 상기 개별 정지 RFID 태그 필터 중 적어도 하나 이상의 개별 정지 RFID 태그 필터를 사용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하고, 이동 RFID 태그를 식별하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 이동 식별 방법; (1) 판독 중의 태그 매수를 변수로 한 함수를 이용하여, 초간 판독 가능 횟수를 계산하고, 상기 RFID 리더에 의해 판독한 초간 판독 횟수와의 비교에 기초하여 식별하는 공정; (2) 전파 수신 강도의 시계열 분석에 의해, 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 공정; (3) 상기 RFID 리더로 판독된 RFID 태그의 전파 수신 강도 시계열 데이터가 곡형(谷型)으로 되는 경우, 즉 전파 수신 강도가 높은 점 발생 시에 소정의 시계열 데이터까지 소급하여, 다른 전파 수신 강도가 높은 점이 있는지를 판정하고, 높은 점이 있는 경우에 정지 RFID 태그라고 판별하는 공정; (4) 상기 RFID 태그의 전파 수신 강도 시계열 데이터가 나타내는 산형(山型) 전체, 산형의 오름 부분을 선형·비선형 곡선으로 하여 적합한 정도, 산형의 강도 최대값과 최소값의 차, 산형의 시계열에서 앞의 점으로부터 상승한 점의 비율 중 적어도 하나를 이용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 공정; (5) 상기 RFID 리더의 송신 반송파와 RFID 태그로부터의 반사로 반환된 반송파의 위상의 시계열 분석에 의해, 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 공정; (6) RFID 태그 응답의 위상 변곡점 또는 도플러 주파수 0 시점과 전파 수신 강도 산정(山頂) 발생 시점을 비교함으로써 이동 방향을 식별하는 공정으로 하는 것에 의해 해결된다.

본 발명의 RFID 태그 이동 식별 방법에서는, RFID 태그, RFID 안테나와 RFID 리더는, 기종 등에 의존하지 않고, 시계열 데이터를 판독하고, 식별하는 것이 가능해진다.

또한, 정지 RFID 태그 필터는, 복수의 상기 개별 정지 RFID 태그 필터 중 적어도 하나 이상의 개별 정지 RFID 태그 필터를 사용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하고, 이동 RFID 태그를 식별함으로써, 복수의 관점에서 정지 RFID 태그를 식별하는 것이 가능하게 되어, 고정밀도의 이동 RFID 태그의 식별이 가능해진다.

특히, 1개 이상의 개별 정지 RFID 태그 필터를 사용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하므로, 사람이나 물건, 특히 금속제의 카고 카트나 대차 등이 안테나 앞을 이동하는 것 등에 의한 전파의 난반사나 멀티 패스 페이딩, 특히 수분이 포함된 물건이나 사람이 안테나 앞을 이동함으로써 발생하는 전파 차폐에 의해 전파 수신 강도가 오르내리는 정지한 RFID 태그에 있어서도, 정지 RFID 태그라고 식별할 수 있다.

이때, 상기 (1)에서의 판독 중 태그 매수를 변수로 한 함수는, 판독 중 태그 매수를 독립 변수로 한 누승 곡선 함수 또는 다항식 함수이며, 이 함수를 이용하여 계산한 계산값에, 소정의 비율을 승산한 임계값을 판단 기준으로 하여, 상기 판단 기준보다 초간 판독 횟수가 적은 경우에 정지 태그라 식별 가능해진다.

또한, 상기 각종 RFID 태그 필터를 사용하고 안테나 근처의 수평 방향 이동만을 검지하여 먼 수평 방향 이동이나 수직 방향 이동은 검지하지 않는 것으로 함으로써, 보다 고정밀도의 이동 식별이나 이동 방향 판정을 행할 수 있도록 구성하면 바람직하다.

또한, 상기 (5)에서의 시계열 분석에 있어서, 위상의 표준 편차값에 임계값을 설정하는 것, 2항검정, 카이제곱검정, G검정 중 적어도 하나를 이용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 공정을 구비하도록 구성하면 바람직하다.

또한, 상기 일정한 파라미터는, 미리 시험적 RFID 태그를 이동한 후에, 이동 시의 개시점 및 종료점을 선택함으로써 상기 파라미터를 자동으로 계산하도록 구성하면 바람직하다. 이와 같이 구성하면, RFID 리더나 안테나, 태그, 이동 속도와 같은 환경의 차이를 흡수하여 최적의 파라미터가 자동 계산되므로, 파라미터 설정이 용이하게 된다.

상기 과제는, 본 발명의 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 의하면, 컴퓨터 장치에, 이동 RFID 태그 및 정지 RFID 태그를 포함하는 복수의 RFID 태그의 시계열 판독 데이터를, 일정한 파라미터에 기초하는 정지 RFID 태그 필터에 따라서, 복수의 상기 RFID 태그의 정보로부터 상기 정지 RFID 태그를 특정시키고, 상기 복수의 RFID 태그로부터 상기 이동 RFID 태그를 식별시키는 것으로, 정지 RFID 태그 필터로서, (1) 판독 중의 태그 매수를 변수로 한 함수를 이용하여 구해진 초간 판독 가능 횟수를 계산하고, 상기 RFID 리더에 의해 판독한 초간 판독 횟수와의 비교에 기초하여 식별하는 수순, (2) 전파 수신 강도의 시계열 분석에 의해, 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 수순, (3) 상기 RFID 리더로 판독된 RFID 태그의 전파 수신 강도 시계열 데이터가 곡형으로 되는 경우, 즉 전파 수신 강도의 높은 점 발생 시에 소정의 시계열 데이터까지 소급하여, 다른 전파 수신 강도가 높은 점이 있는지를 판정하고, 높은 점이 있는 경우에 정지 RFID 태그라고 판별하는 수순, (4) 상기 RFID 태그의 전파 수신 강도 시계열 데이터가 나타내는 산형 전체, 산형의 오름 부분을 선형·비선형 곡선으로 하여 적합한 정도, 산형의 강도 최대값과 최소값의 차, 산형의 시계열에서 앞의 점으로부터 상승한 점의 비율 중 적어도 하나를 이용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 수순, (5) 상기 RFID 리더의 송신 반송파와 RFID 태그로부터의 반사로 반환된 반송파의 위상의 시계열 분석에 의해, 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 수순, (6) RFID 태그 응답의 위상 변곡점 또는 도플러 주파수 0 시점과 전파 수신 강도 산정 발생 시점을 비교함으로써 이동 방향을 식별하는 수순 중 적어도 하나 이상의 수순으로 이루어지는 개별 정지 RFID 태그 필터를 임의의 순서로 컴퓨터 장치에 실행시킴으로써 해결된다.

본 발명의 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 의하면, 프로그램이 가동하는 장치이면, RFID 태그 이동 식별시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 의하면, 일반적인 RFID 리더와 일반적인 안테나로부터 얻어지는 판독 RFID 태그의 전파 수신 강도, 위상이나 도플러 주파수의 시계열 데이터에 의해, 안테나 앞을 이동한 RFID 태그와 정지한 채로의 RFID 태그를 식별하는 것이 가능해진다.

사람이나 물건, 특히 금속이 포함된 카고 카트나 대차 등이 안테나 앞을 이동하는 것에 의한 전파의 난반사나 멀티 패스 페이딩, 특히 수분이 포함된 물건이나 사람이 안테나 앞을 이동함으로써 발생하는 전파 차폐에 의해 전파 수신 강도가 일시적으로 하락하는 정지한 RFID 태그에 있어서도, 정지 RFID 태그라고 식별할 수 있다. 또한 복수의 정지 RFID 태그 필터를 사용함으로써, RFID 태그의 이동 방향을 식별할 수 있어, 고정밀도의 이동 식별이 가능해진다. 이와 같이, 이동 판정의 정밀도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 사용되는 구성의 개략 설명도이다.
도 2는 RFID 태그 이동 식별 방법의 설명도이다.
도 3은 이동 태그 및 정지 태그에 관한 전파 수신 강도와 시간과의 관계를 나타내는 그래프도이다.
도 4는 초간 판독 가능 횟수와 판독 중 태그 매수와의 관계를 나타내는 실측 데이터 및 회귀 곡선으로 나타낸 그래프도이다.
도 5는 안테나의 전파 방사 특성과 RFID 태그 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 6은 이동 RFID 태그 및 정지 RFID 태그에 관한 전파 수신 강도와 시간과의 관계를 설명하는 그래프도이다.
도 7은 정지 RFID 태그에 관한 전파 수신 강도와 시간과의 관계를 설명하는 그래프도이다.
도 8a는 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그의 위상과 시간과의 관계를 설명하는 그래프도이다.
도 8b는 정지 RFID 태그의 위상과 시간의 관계를 설명하는 그래프도이다.
도 8c는 정지 RFID 태그의 위상과 시간의 관계를 설명하는 그래프도이다.
도 9a는 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 사용되는 구성을 보다 구체적으로 한 설명도이다.
도 9b는 태그 정보 취득 스레드(프로그램)와 이동 태그 식별 스레드(프로그램)의 흐름도이다.
도 9c는 카이제곱검정의 흐름도이다.
도 10a는 판정 기초 데이터 계산의 흐름도이다.
도 10b는 이동 판정의 흐름도이다.
도 11a는 수평 방향 이동 태그의 RSSI(전파 수신 강도), 위상, 도플러 주파수의 그래프를 계측한 시계열 데이터를 나타내는 그래프도이다.
도 11b는 수직 방향 이동 태그의 RSSI, 위상, 도플러 주파수의 그래프를 계측한 시계열 데이터를 나타내는 그래프도이다.
도 12a는 이동 태그의 전파 수신 강도(상측 그래프)와 위상(하측 그래프)을 계측한 시계열 데이터를 나타내는 그래프도이다.
도 12b는 정지 태그의 전파 수신 강도(상측 그래프)와 위상(하측 그래프)을 계측한 시계열 데이터를 나타내는 그래프도이다.
도 12c는 위상의 진동의 수치화 예를 나타내는 도면이다.
도 13a는 이동 RFID 태그의 수평 방향과 수직 방향을 설명하는 설명도이다.
도 13b는 일반적 RFID 안테나의 전파 방사 패턴의 설명도이다.
도 13c는 수평 방향 이동과 수직 방향 이동에 관한 설명도이다.
도 14a는 이용 데이터 기간이나 전파 수신 강도 최대, 최소, 기간 전 최대값을 설명하는 그래프도이다.
도 14b는 과도 판독 필터의 설명도이다.
도 15a는 나카가미-라이스 분포의 각종 K 및 레일리 분포에서의 누적 확률 분포에 관한 것으로서, 누적 확률과 상대적 수신 전력과의 관계를 나타내는 그래프도이다.
도 15b는 레일리 페이딩 시뮬레이션이며, 상대적 수신 전력과 시행 횟수의 관계를 나타내는 그래프도이다.
도 16a는 RFID 태그의 이동 종별을 4종류로 나눈 개념도이다.
도 16b는 이동을 필터링하기 위한 판단기 정보나 필터명을 나타내는 도표이다.
도 16c는 안테나로부터의 거리 및 각도와 RSSI의 고저 관계를 나타내는 설명도이다.
도 16d는 수직 이동에 관한 도 13b와 마찬가지의 전파 방사 패턴의 설명도이다.
도 17a는 안테나에 대한 RFID 태그의 이동과 각도의 관계의 설명도이다.
도 17b는 RFID 태그의 이동에 수반하는 래디얼(動徑) 성분 속도의 변화를 나타내는 그래프도이다.
도 17c는 수직 방향 이동 시, 통상의 RFID 안테나의 방사 패턴에서의 RSSI 산정 발생 위치에 관한 설명도이다.
도 18은 파라미터 설정 화면이다.
도 19는 이동 RFID 태그 식별 파라미터 설정의 설명도이다.
도 20은 이동 RFID 태그 식별 파라미터 설정의 설명도이다.
도 21a는 이동 RFID 태그 식별 파라미터 설정의 설명도이다.
도 21b는 이동 RFID 태그 식별 파라미터 설정의 설명도이다.
도 22는 파라미터 변경 화면이다.
도 23은 이동 RFID 태그 식별 파라미터 변경 후의 화면의 설명도이다.
도 24는 이동 RFID 태그 식별 파라미터 설정 화면의 설명도이다.
도 25는 파라미터 변경 화면이다.
도 26은 안테나가 2개인 경우의 이동 RFID 태그 식별의 설정 화면의 설명도이다.
도 27은 RFID 태그의 EPC에 의해 사용 파라미터를 나누는 경우의 흐름도이다.
도 28은 파라미터 변경·설정의 흐름도이다.
도 29는 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 사용되는 구성의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 30은 창고 내 도난품 검지에 대한 응용예를 나타내는 설명도이다.
도 31은 창고 내 재고 정리에 대한 응용예를 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 부재, 배치 등은, 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 따라서 각종 개변할 수 있는 것은 물론이다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 있어서, RFID 리더에는, RFID 리더 라이터를 포함하는 것이다.

본 발명의 본질은, RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램이며, 기종에 의존하지 않는 일반적으로 이용되고 있는 RFID 리더(10)와, 기종에 의존하지 않는 일반적으로 이용되고 있는 안테나(20)에 의해 판독된 RFID 태그의 전파 수신 강도나 위상 및 도플러 주파수의 시계열 데이터에 기초하여, 안테나(20) 앞을 이동한 RFID 태그와 정지한 채의 RFID 태그를 식별하는 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 있다. RFID 리더(10)는 그 주위에 존재하는 RFID 태그와의 사이에 있어서 무선 전파를 송수신함으로써 RFID 태그를 탐색하여 RFID 태그의 정보(데이터)를 판독하는 것이다.

본 발명에 따른 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램은, RFID 리더(10)를 제어하는 컴퓨터 장치 C, 혹은 RFID 리더(10)의 동작을 제어함으로써 행해진다. 이것을 도 1 및 도 2를 이용하여 개념적으로 설명하면 RFID 리더(10)에 의해 판독된 모든 RFID 태그의 정보로부터 정지 RFID 태그라고 판단할 수 있는 것을, 정지 RFID 태그 필터 F로서의 개별 정지 RFID 태그 필터로 제외해 감으로써 이동 RFID 태그를 식별하는 것이다. 표 1은 RFID 태그 필터 일람이다.

공지된 컴퓨터 장치 C로서는, 도시하지 않은 CPU 및 메모리(ROM, RAM, HDD 등), Wi-Fi(등록상표), Wi-Fi(등록상표)와 접속된 입출력 안테나와, 전원 어댑터, I/O (입출력) 수단, I/O(입출력) 수단과 접속된 센서(광 센서), 스위치 등을 구비하고 있으며, 메모리에 저장된 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 기초하여, CPU에 의해 송신 출력, 혹은 안테나(20)를 제어하는 것이다. 본 실시 형태의 RFID 리더(10)는 컴퓨터 장치 C와 접속되어 있다.

본 실시 형태의 RFID 리더(10) 또는 컴퓨터 장치 C는, 안테나(20)에 대하여 사람이나 물품(상품)에 붙여진 RFID 태그가 이동한 경우에, 전파 수신 강도, 위상, 도플러 주파수가 시계열에서 시시각각 변화하는 것을 검지하여, 사람이나 물품(상품)에 붙여진 RFID 태그의 이동, 정지를 인식하도록 제어한다.

사람이나 물품(상품)에는, 그 개개를 식별 가능하게 하기 위한 상품 코드나 개별제품 ID 등이 기억되어 있는 RFID 태그가 부착되어 있다. 본 발명에 따른 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 의해, 이동 RFID 태그라고 식별된 것을, 상기 사람이나 물품(상품)의 이동, 구매, 관리 등에 이용할 수 있다. 또한, 상품의 선반 등의 경우에는, 선반의 각 단에, 그 선반 위치 및 그 위치 범위를 특정하기 위해서, 선반의 소정 위치(코너부 등)에는 RFID 태그가 부착되어 있다. 여기서, 1개의 선반(3차원 직육면체 영역)을 구성하는 소정의 부분(예를 들어 코너부)에는, 각각 RFID 태그가 배치되어 있으며, 이 RFID 태그에 의해 해당 선반의 위치 범위를 특정하도록 하고 있다.

일반적으로, RFID 리더(10)에 구비된 안테나(20)는 정지한 RFID 태그(32)에 대해서는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 판독이 항상 가능하지만, 안테나(20) 앞을, RFID 태그(30)를 가진 사람이나, RFID 태그(30)가 부착된 물건이 통과함으로써, 도 1에서 도시한 정지한 RFID 태그(31)의 위치에 있는 경우에는, 통과물의 그늘에 가려져서, 어떤 기간(시간) 동안, 판독되지 않는 경우가 있다. 또한 정지한 RFID 태그(31)로 나타내는 바와 같은 장소의 경우에는, 사람이나 물건에 반사된 전파에 의해 짧은 기간만큼 판독할 수 있는 경우가 있다(도 3을 참조). 이들을, 후술하는 정지한 RFID 태그라고 판단하는 정지 RFID 태그 필터 F에 의해, 식별하여, 정지한 RFID 태그를 제외하고, 이동하고 있는 RFID 태그를 특정하는 것이다.

이때, 정지 RFID 태그 필터 F로서, 일정 기간 중의 판독 횟수에 임계값을 설정하는 기술이 있다. RFID 태그를 계속해서 읽을 수 있는 경우의 RFID 태그 1매당 초간 판독 가능 횟수는, RFID 리더(10)의 무선 통신 파라미터에 의해, 예를 들어 판독 중 RFID 태그 매수를 독립 변수로 한 다항식 함수나 누승 곡선 함수에 의해 계산할 수 있다(도 4를 참조). 이 계산값에 일정 비율을 곱한 임계값보다 초간 판독 가능 횟수가 적은 경우에, 정지한 RFID 태그라고 판정할 수 있다. 예를 들어 어떤 시점의 RFID 태그 판독 매수가 20매인 경우의 임계값을 도 4에서 도시한 바와 같이 A로서 설정할 수 있다.

또한, 정지 RFID 태그 필터 F로서, RFID 태그로부터의 전파 수신 강도가 거리의 4승에 반비례하는 성질, 안테나(20)의 전파 방사 특성 등으로부터 이동한 RFID 태그의 전파 수신 강도 시계열 그래프는 통상 산형으로 되므로, 이 점을 이용하는 기술이 있다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같은 안테나(20) 앞을 이동한 RFID 태그 및 정지한 채로의 RFID 태그에서는, 그래프로 나타내면, 도 6과 같이, 이동 태그만이 산형이 되는 것이다. 산형 전체나 그 오름 부분을 선형·비선형 곡선과의 적합도 판정, 강도 최대값과 최소값의 차, 시계열에서 앞의 점으로부터 상승한 점의 비율과 같은 각종 산술적·통계적 방법에 의해 판정함으로써 정지한 RFID 태그를 특정하는 것이 가능해진다.

또한, 정지 RFID 태그 필터 F로서, 사람이나 물건, 특히 금속이 포함된 카고 카트나 대차 등이 안테나(20) 앞을 이동하는 것에 의한 전파의 난반사나 멀티 패스 페이딩, 상기한 도 1에서 도시한 바와 같은 정지한 RFID 태그(31)와 같은 장소의 경우와 같이, 그늘에 가려져 전파가 차폐되고 수신 강도가 일시적으로 하락할 때에는, 정지한 RFID 태그에 있어서도, 도 7에서 도시한 바와 같이, 예를 들어 시간축 점 6 이후와 같은 산형의 그래프로 되는 경우가 있다. 이 경우, 앞의 시간축 데이터까지 소급하여 전파 수신 강도가 높은 점이 있는지를 판정하는 것 등에 의해 도 7과 같은 곡형을 검출하는 기술에 의해, 정지한 RFID 태그라고 식별하는 것이 가능해진다.

또한, RFID 리더(10)의 송신 반송파와 RFID 태그로부터의 반사로 반환된 반송파를 RFID 리더(10) 내에서 합성한 강도와 RFID 태그의 전파 수신 강도를 비교하는 등의 기술에 의해, 정지한 RFID 태그를 특정하는 것이 가능하다. 즉, 2개의 반송파의 위상차를 0 내지 180° 또는 0 내지 360°의 범위에서 검지하는 것이 가능하다. 이 기능은, RFID 리더(10)의 기능으로서 구비되어 있는 경우가 있으며, 이것을 이용하는 것이 가능하다. 일반적으로, 안테나(20)와 RFID 태그 사이의 거리가 1/4 파장 또는 1/2 파장 변화할 때마다 위상이 1바퀴 돈다. 예를 들어, 주파수 953㎒의 경우에서 1/4 파장은 7.86㎝, 1/2 파장은 15.72㎝이다.

정지한 채로의 RFID 태그에서는 위상이 변화하지 않고, 이동한 RFID 태그는 변화를 계속하게 된다. 상기 주파수대와 같이 파장이 사람이나 물건의 이동 거리에 비교하여 작은 경우, 사람이 손을 흔드는 등의 약간의 이동에 의해 위상은 크게 변동하고, 이동 시의 위상은, 도 8a의 개념 그래프와 같이 연속적으로 변화하여 균일하게 분포하게 된다.

도 8a에 도시한 2개의 시계열 데이터의 차이를 표준 편차의 값에 임계값을 설정하는 것이나 2항검정, 카이제곱검정, G검정 등의 방법에 의해 정지한 RFID 태그를 식별하는 것이 가능해진다.

이때, 표준 편차는 데이터수가 적은 경우에, 변동이 커져 올바른 식별을 행할 수 없는 경우가 있다. 2항검정이나 카이제곱검정, G검정은, 데이터수가 적은 경우에 발생하는 식별 정밀도의 애매함을 확률로서 표현할 수 있기 때문에, 이동 시의 판독 횟수가 환경에 의해 수회 내지 수 100회 정도로 크게 변동하는 RFID 태그 판독의 경우에 보다 유효한 방법이다. 또한 2항검정, 카이제곱검정, G검정 등을 이용한 기술에 의해, RFID 태그를 식별할 수 있다.

도 9a는 RFID 태그 이동 식별 방법 및 RFID 태그 이동 식별 프로그램에 사용되는 구성을 보다 구체적으로 한 설명도이며, 컴퓨터 장치(PC) C와 RFID 리더(10)로 구성되며, 이들은 LLRP(저레벨의 리더 프로토콜)로 인터넷이나 인트라넷에서 사용되는 프로토콜(TCP/IP)을 이용하여 접속되어 있다. 이들 컴퓨터 장치(PC) C와 RFID 리더(10)는 범용의 것으로, 본 발명을 위해 특별히 형성된 것은 아니다. 또한 RFID 리더(10)는 범용 입출력(GPIO)에 의해 센서나 스위치, 패트라이트(Patlite: 등록상표) 등과 접속할 수 있다.

컴퓨터 장치 C에는, 식별 파라미터 설정 툴, 식별 파라미터 보존 파일, 상위에 위치하는 상위 어플리케이션(상위 어플리케이션: RFID 태그 데이터 표시나 보존을 행함), 미들웨어(나이스 미들), RFID 태그 식별 엔진 등이, OS 상에서 가동하도록 구성되어 있다. 도 9a의 예에서는, OS로서 WindowsXP(등록상표), Windows7(등록상표)을 이용한 예를 나타내고 있다.

도 9b는, 태그 정보 취득 스레드(프로그램)와 이동 태그 식별 스레드(프로그램)의 흐름도이다.

본 실시 형태에 있어서, 태그 정보 취득은 스텝 S10 내지 S15에서 행해지는 것으로, 컴퓨터 장치 C와 RFID 리더(10)의 접속 처리(S10)를 행하고, 이어서 안테나(20)로부터 전파를 송신하고, RFID 태그로부터 정보의 판독을 개시한다(스텝 S11). 스텝 S12 내지 스텝 S15는 루프로 되어 있으며, 스텝 S12에서, 판독한 RFID 태그의 정보를 취득하고, 판독한 RFID 태그의 정보를 메모리(기억 매체)인 하드디스크 등에 보존한다. 또한 스텝 S14에서는 메모리(기억 매체)인 RAM 등에 유지한다. 이 루프에 의해 RFID 태그의 매수와 각각의 판독 횟수를 곱한 수의 판독 정보가 취득된다. 여기서, RFID 태그 정보는, 판독 시각 이력, 판독 안테나 이력, 전파 수신 강도 이력, 위상 이력, 도플러 주파수 이력 등의 정보를 취득하는 것이다.

이들 RFID 태그 정보는, 다음 이동 태그 식별에 있어서의 스텝 S25의 판정 기초 데이터 계산에서 이용된다.

본 실시 형태에 있어서, 이동 태그 식별은 스텝 S21 내지 S32에서 행해지는 것으로, 스텝 S22 내지 S32, 스텝 S23 내지 S31, 스텝 S24 내지 S29는, 각각 루프로 되어 있으며, 스텝 S21에서 식별 파라미터 설정 파일을 판독하여 각종 파라미터를 RAM 등의 메모리에 저장하는 처리를 행한다.

스텝 S23에서는 개별 RFID 태그의 이동 판정 처리를 행한다. 이어서, 스텝 S24에서 이용 데이터 기간 중의 이동 판정 처리를 행한다. 다음으로 스텝 S25에서 판정 기초 데이터의 계산 처리를 행한다. 이때, 초간 판독 횟수, 최대 전파 수신 강도, 최대-최소 전파 수신 강도, 전파 수신 강도 상승 비율, 기간 중 최대 - 기간 전 최대 전파 수신 강도, 위상 변동 카이제곱편측 확률, 도플러 주파수 평균값 등이 계산된다. 이때의 스텝 S25의 처리는 후술한다.

이와 같이 하여 스텝 S25의 처리의 후에서, 스텝 S26에서 이동 판정 처리를 행한다. 이때의 스텝 S26의 처리는 후술한다. 다음으로, 이동 RFID 태그가 이동인지 여부를 판단한다(스텝 S27). 이동 RFID 태그의 경우(스텝 S27: "예"), 이동 태그로서 처리를 행한다(스텝 S28). 이에 의해 화면 표시, 상위 어플리케이션·서버에의 송신 처리 등을 행한다. 스텝 S28의 후에, 판정 대상 태그가 아직 있는 경우에는 스텝 S23 내지 S31의 루프 처리를 계속한다. 이동 RFID 태그가 아닌 경우(스텝 S27: "아니오"), 이용 데이터 기간을 0.1초 증가시켜 이동 판정 처리를 행한다(스텝 S24 내지 S29). 이동이라 판정할 수 없는 경우에는 이용 데이터 기간 상한에 도달할 때까지 스텝 S24 내지 S29의 루프를 계속한다. 정지하고 있다고 판정할 수 있는 경우에는, 스텝 S30에서 정지 RFID 태그로서 처리한다. 판정 대상 태그가 아직 있는 경우에는 스텝 S23 내지 S31의 루프 처리를 계속한다. 이상과 같이 하여, 스텝 S22부터 스텝 S32까지를 반복한다.

스텝 S25의 판정 기초 데이터 계산의 상세 흐름도가 도 10a이다. 계산 시에 이용되는 각종 파라미터(산정 기간 비율, 도플러 주파수 취득 기간 비율, 기간 전 데이터 취득 기간)는 스텝 S21(도 9b)에 있어서 설정 파일로부터 메모리 내에 판독된 것이다.

스텝 S70에 있어서 계산 과정에서 사용되는 각종 변수를 초기화한다. 수치의 카운트나 합계를 저장하는 변수는 초기값을 0이라 한다. RSSI가 취할 수 있는 값의 범위는 -100 내지 30 정도이기 때문에 최대값을 저장하는 변수에는 -999를, 최소값을 저장하는 변수에는 999를 초기값으로서 저장해 둠으로써, 후의 비교 연산의 첫회는 반드시 "예"로 되어 처리를 단순화할 수 있다.

스텝 S71, 스텝 S14에서 메모리 내에 유지된 이력 데이터 중, 대상 태그/대상 기간의 데이터 N개를 계산 대상이라 한다. 대상 기간의 전체 데이터를 주사하기 위해 스텝 S72에서 변수 i에 N-1을 초기값으로서 저장하고, 스텝 S73 내지 S84의 루프 처리에서 N-1 내지 0까지 i를 1씩 감산하면서 계산을 행하고, i가 마이너스가 된 시점에서 루프를 빠져나간다.

스텝 S74에 있어서, 산정 기간 비율 파라미터를 기초로 Read_time[i]가 산정 기간 내의 데이터인지 판정을 행한다. 산정 기간 내의 데이터이면(스텝 S74: "예"), RSSI[i]를 이용하여 기간 중 최대 전파 수신 강도 갱신 처리(스텝 S75, S76)를 행하고, 산정 기간 내의 데이터가 아니면(스텝 S74: "아니오"), 스텝 S77, S78에서 기간 중 최소 전파 수신 강도 갱신 처리를 행한다.

스텝 S79에서 RSSI[i]와 RSSI[i-1]을 비교하여, 과거의 전파 수신 강도 쪽이 낮거나 동등한 경우(스텝 S79: "예"), 스텝 S80에서 전파 수신 강도 상승 카운터를 1 증가시킨다. 또한, 이 비교는 i=0인 경우에는 행하지 않는다. 스텝 S81에 있어서, 도플러 주파수 취득 기간 비율 파라미터를 기초로 Read_time[i]가 도플러 주파수 취득 기간 내의 데이터인지 판정한다. 판정이 "예"인 경우에는, 후에 평균값을 계산하기 위해 값을 가산함과 함께, 카운터를 1 증가시킨다(스텝 S82). 스텝 S83에 있어서, 루프 종료 판정을 위해서 i를 1 감산함과 함께 데이터 카운터를 1 증가시킨다. 스텝 S85에 있어서, 기간 전 데이터 취득 기간 파라미터만큼 데이터를 소급하여 그 동안의 전파 수신 강도 최대값을 취득한다. 스텝 S86에 있어서 각종 이동 판정 기초 데이터가 계산된다. 이 중, 위상 변동 카이제곱검정 편측 확률의 계산 방법은 후술한다.

스텝 S26(도 9b)의 이동 판정의 상세 흐름도가 도 10b이다. 판정 기초 데이터D1 내지 D7은 스텝 S25에서 계산된 값이며, 식별 파라미터 P1 내지 P9는 스텝 S21에 있어서 설정 파일로부터 메모리 내에 판독된 것이다.

스텝 S60은 대강 판독 필터의 처리이며, 판독 중 RFID 태그 매수를 독립 변수로 한 함수로 계산된 초간 판독 가능 횟수와 P1의 곱과 D1을 비교하는 처리이다. 비교 판정이 "아니오"인 경우에는, 정지 태그라고 판정되고 이후의 처리는 행하지 않는다. "예"인 경우에는 다음 판정으로 진행한다. 이 분기는 이후의 처리에서 공통이다.

스텝 S61은 RSSI 절대값 필터의 처리이다. 스텝 S62 및 스텝 S63은 RSSI 비연속 상승 필터의 처리이다. 스텝 S64는 RSSI 곡형 필터의 처리이다. 스텝 S65는 위상 진동 소 필터의 처리이다. 스텝 S66에서 수직 방향 이동 필터 사용 유무를 판정하고, 판정이 "예"인 경우에는 수직 방향 이동 필터의 처리인 스텝 S67을 실행한다. 스텝 S67까지 모두 "예"인 경우 이동 태그라고 판정된다. 또한 스텝 S66의 판정이 "아니오"인 경우에는 스텝 S67을 실행하지 않고 이동 태그라고 판정된다.

또한, 수직 방향 이동이란, 도 13a에 도시된 바와 같이, 안테나의 전파 방사면에 수직인 방향, 수평 방향 이동이란 전파 방사면에 수평한 방향으로의 이동을 의미한다.

상기한 2항검정은 균등 분포인 확률을 상당히 정확하게 구할 수 있지만, 데이터수가 많은 경우에 계산량이 방대해져 버리는 결점이 있다. 카이제곱검정이나 G검정은 계산량이 적어 2항검정을 높은 정밀도로 근사할 수 있기 위해 유용한 방법이다. 그러나 어느 쪽의 방법도 도 8b와 같이 사람 등의 이동을 계기로 위상의 값이 전반·후반으로 2개의 그룹으로 나뉜 경우, 균등 분포라고 판정되어 이동 태그라 오식별되어 버리는 경우가 있다.

상기 상황과 같은 경우에 있어서도, 기간 중의 데이터를 전반·후반으로 나누어 각각 관측 빈도를 계산함으로써, 정지 태그라고 식별할 수 있도록 구성하는 것이 가능하다. 도 9c는, 이와 같이, 기간 중의 데이터를 전반·후반으로 나누어 관측 빈도의 계산을 행하는 경우를 설명하는 카이제곱검정의 흐름도이며, 도 9c의 흐름도에 기초하여 설명한다. 이 흐름도의 처리는, 각각의 RFID 태그의 이용 데이터 기간마다 행하는 것이다.

도 9c의 흐름도는, 도 9b에 있어서의 이동 태그 식별 스레드 내의 위상 변동 카이제곱검정 편측 확률을 구하기 위한 「판정 기초 데이터 계산」(스텝 S25)의 처리에 상당한다.

이 「판정 기초 데이터 계산」의 처리는 다음과 같이 행해진다.

스텝 S40에 있어서 대상 태그의 대상 기간 중 M개의 위상 이력 데이터를 메모리로부터 취득하는 처리를 행한다. 이 데이터는 도 9b에 있어서의 태그 정보 취득 스레드(프로그램) 처리의 스텝 S14에서 나타내는 「판독 태그 정보 메모리 유지」 처리에 의해 이미 얻어진 것이다. 이하, 예를 들어 위상이 0 내지 180°의 범위인 데이터가, RFID 리더(10)로부터 반환되는 케이스에 기초하여 설명을 한다. 위상 이력 데이터가 배열 Phase_angle[0] 내지 Phase_angle[M-1], 대응하는 판독 시각 이력 데이터가 배열 Read_time[0] 내지 Read_time[M-1]에 저장되어 있는 것이라 한다. 또한 이후에서 각도는 라디안이 아니라 [°]로 통일하여 기술한다. Cos, Sin의 인수나 Arctan의 반환값도 [°]로 계산되는 것으로 한다.

스텝 S41 내지 S45는, 후에 위상 평균값을 구하기 위한 전처리로서 위상 벡터 합을 계산하기 위한 루프이다. 위상은 180°의 주기 데이터이기 때문에 그 평균값을 산술 평균으로 구하면 바람직하지 않은 경우가 있다. 예를 들어 정지 RFID 태그가 바람 등에 의해 미소하게 흔들린 경우나 RFID 리더(10) 내부의 노이즈 등에 의해 도 8c와 같이 0°(=180°)를 사이에 둔 시계열 데이터로 된 경우, 그 평균값을 산술 평균으로 얻어지는 90°로 하게 되면 변동이 큰 데이터라고 간주되어 이동 RFID 태그로 오인식해버리는 경우가 있다. 이 경우의 평균은 0°로 한 편이 바람직하다. 우선, 기간 중의 전반인지 후반인지 다른 평균값으로 하기 위해 스텝 S42에서 기간 중의 전반인지 여부를 판단한다. 전반인 경우에는 스텝 S43의 처리를 행하고, 후반인 경우에는 스텝 S44의 처리를 행한다. 이들은 0 내지 180°의 원 데이터를 2배로 하여 0 내지 360°로 변환하여 그 각도를 xy 평면상에 갖는 단위 벡터 합을 계산하는 처리이다. 전반과 후반으로 다른 변수를 설정하고, 각각 이하의 식에 의해 계산한다. 스텝 S43은,

스텝 S44는,

이다.

스텝 S46에 있어서, 먼저 계산된 단위 벡터 합의 x, y 좌표로부터 그 각도를 이하의 식에 의해 계산함으로써 기간 전반·후반 각각의 위상 평균값을 구한다.

여기서 Atan2(y, x)는 이하를 나타내는 함수이다.

x>=0의 경우 Arctan(y/x)

x<=0의 경우 Sign(y)180+Arctan(y/x) (Sign(y)는 y의 부호)

스텝 S47 내지 S55는 후에 카이제곱검정값을 계산하기 위해 각 위상을, 평균값으로부터의 차가 90°미만인 데이터와 그 이외(90 내지 180°)로 나누어 각각의 관측 빈도를 카운트하기 위한 루프이다. 스텝 S48에서는, 기간 중의 전반인지 후반인지로 평균값에 대하여 다른 값을 이용하기 위해서, 기간 중의 전반인지 여부를 판단한다. 전반인 경우에는 스텝 S49에서 변수 Average_pa에 전반 위상 평균값을 저장하고, 후반인 경우에는 스텝 S50에서 변수 Average_pa에 후반 위상 평균값을 저장한다. 그리고, 예를 들어 10°와 170°의 각도차는 160°가 아니라 최단 거리인 20°로서 계산하기 위해서, 스텝 S51에서 이하의 식을 이용한다.

스텝 S51에서는, 각도차가 90°보다 작은 것인지 여부를 판단한다. 90°보다 작은 경우(스텝 S52: "예"), 스텝 S53의 처리를 행하고, 90°보다 큰 경우(스텝 S52: "아니오"), 스텝 S54의 처리를 행한다. 이에 의해, M개의 점을 2개의 그룹으로 나누어 각각의 관측 빈도를 카운트한다(스텝 S53, S54).

스텝 S47 내지 S55의 루프에 있어서, 만약 데이터가 균등 분포이면, 각각의 그룹의 발생 빈도 기대값은 M/2로 되고, 스텝 S56에서 그 값을 계산하는 처리를 행한다.

다음으로, 스텝 S57에서 기대값과 각 관측 빈도의 차의 제곱합을 기대값으로 나눈 카이제곱검정값(χ²)을 이하의 식으로 구한다.

또한, 스텝 S58에서 프로그램 기동 시에 메모리 내 배열 Chi_probability[]에 판독된 「자유도 1의 카이제곱검정 분포표」로부터 χ²에 결부된 값을 구한다. 배열 Chi_probability[]의 첨자는 0 이상의 정수이기 때문에 χ²의 값도 정수로 변환된다. 이것이 판정 기초 데이터의 「위상 변동 카이제곱검정 편측 확률」로 되고, 위상 시계열 데이터가 기간 전반에도 후반에도 치우침이 없는 균등 분포인 확률을 나타내게 되어, 이동 RFID 태그의 경우에는, 이 값이 높아진다.

즉, 대상 기간 중의 M개의 데이터의 위상 평균값을 구하는 처리를 행하고, 평균으로부터의 차에 의해 전체 데이터를 N개의 그룹으로 나누는 처리를 행한다. 상기한 예에서는 각도차에 의해 2개로 나누고 있지만, 그 이외의 N개의 그룹으로 나눌 수 있다. 균등 분포의 데이터이면 모든 그룹의 빈도의 기대값은 M/N이다. 또한, 각 그룹의 출현 빈도로부터 카이제곱검정 통계량(χ²)을 계산하는 처리를 행한다. 그리고, 자유도 N-1로 카이제곱검정 통계량(χ²)의 값이 발생하는 편측 확률(P)을 구하는 처리를 행한다. 이때, 프로그램 동작 시의 처리를 경감시키기 위해 미리 계산된 대표적인 값을 메모리에 저장해 두는 것이 가능하다. 그리고, 이 값은, 위상 데이터가 균등 분포인 확률이라 간주할 수 있다.

다음으로, 미리 설정된 임계값과, 구한 편측 확률(P)을 비교하여, 편측 확률이 임계값보다 큰지의 여부를 판정한다. 편측 확률(P)이 임계값보다 작은 경우, 정지 RFID 태그라고 판단하고, 큰 경우, 이동 RFID 태그라고 판단한다.

이와 같이 하여, 이동인지 정지인지 식별을 행할 수 있다. 또한, 실제로는 이동하고 있지 않은 경우에, 이동이라 판정하는 오검지를 없애는 것이 필요한 방범 게이트와 같은 응용에서는, 임계값의 값을 높게 설정함으로써 오검지를 저감시킬 수 있다.

그런데, 전술한 위상을 이용한 기술만으로는, 원래 검지하고 싶지 않은 안테나(20)로부터 멀리 이격된 장소나, 안테나(20)의 옆이나 안쪽에서의 이동에 대해서도 검지해버릴 가능성이 남게 된다. 또한 전파 수신 강도를 이용한 기술만으로는, 사람이나 물건이 장시간 전파를 차폐한 후에 이동함으로써 이동 오검지가 발생할 가능성이 남게 된다. 따라서, 오검지의 가능성을 적게 하기 위해서, 초간 판독 가능 횟수를 이용한 기술을 포함한, 복수의 기술에 의해, 개별 정지 RFID 태그 필터를 구성시키고, 이들을 조합하거나, 혹은 모든 기술로 구성되는 개별 정지 RFID 태그 필터를 사용함으로써, RFID 태그의 고정밀도의 이동 식별이 가능해진다.

도 12b는, 도 1에서 도시한 정지한 장소에 있는 RFID 태그(31)와 같은 경우를 상정하여, 실제로 RFID 태그(31)를 배치하고, RFID 태그를 갖지 않은 사람이 안테나(20) 앞에 장시간 서서 전파 차폐를 행한 후에 이격되었을 때에 있어서의 태그(31)의 전파 수신 강도(상측 그래프) 및 위상(하측 그래프: 0 내지 180°)을 계측한 시계열 데이터를 나타내는 그래프도이다. 상측 그래프의 직선으로 둘러싸인 기간 T1에 있어서, 일정 이상의 초간 판독 횟수에서의 전파 수신 강도 산형(산의 오름)을 검지하였지만, 그 기간 T1 중이나 기간 전후의 위상값은 균일하게 분포하고 있지 않기 때문에, 이와 같이 위상의 값이 균일하게 분포되어 있지 않은 경우에는, 정지한 RFID 태그라고 식별하는 것이 가능하다.

상기 위상의 변화의 기울기는, 안테나(20)에 접근하고 있는 경우와, 이격되어 있는 경우에 역방향으로 된다. 이 변곡점 발생시와 전파 수신 강도의 산정 발생 시점을 비교함으로써, RFID 태그가 안테나(20)와 수평 방향으로 이동했는지, 수직 방향으로 이동했는지를 식별하는 것이 가능해진다. 이로 인해, 시큐리티 게이트 등의 응용에 있어서 중요해지는 게이트 앞을 통과한 RFID 태그만을 검지하는 것이 가능해진다.

도 11a는 사람이 태그가 부착된 셔츠를 손에 들고 안테나 근처를 수평 방향으로 보행한 실제의 시계열 데이터이며, 상측으로부터 RSSI, 위상, 도플러 주파수의 그래프이다. x축의 단위는 초이며, 좌측으로 갈수록 과거의 데이터를 나타낸다. RSSI 그래프상의 2개의 수직선으로 둘러싸인 기간(-2.2 내지 -1.3초)의 데이터에서 이동이라고 식별하였다. 도면의 -1.5초 부근에 있어서 RSSI 산정점이 발생하고 있지만 이 부근에서 위상의 변곡점과 도플러 주파수 0점이 발생하고 있다.

위상은 식 (5)에서 나타낸 바와 같이 태그와 리더 안테나 래디얼 방향 거리의 함수이며 안테나에 근접하고 있을 때와 이격되어 있을 때에는 그 변화의 방향이 반전하고, 속도 0[m/s] 지점에서 그래프에 변곡점이 발생한다. 위상 변화의 정보를 얻기 위해서는 2점의 판독 데이터가 필요하지만, 그 판독점 간에 7.86㎝ 이상의 이동(주파수 953㎒이고 위상 0 내지 180°의 경우)이 발생한 경우에는 그 변화의 방향은 2가지가 있어 식별할 수 없다. 동시 판독 태그 매수나 태그 응답 데이터량이 많은 경우와 같이 판독점 간격이 비게 되면 올바른 변화의 방향을 검지할 수 없는 경우가 있다.

한편 식 (6)에서 표현되는 도플러 주파수는, 1점의 판독 데이터에서 정보를 얻을 수 있기 때문에 고속으로 이동한 경우에서도 그 부호에 따라 변화의 방향을 검지할 수 있다. 식 (6)을 변형한 식 (7)에 의해 태그의 래디얼 방향 이동 속도가 얻어진다.

도 11a 및 도 11b의 도플러 주파수 그래프 종축의 단위는 [㎐]이지만, 값에1.1을 곱함으로써 거의 시속 [㎞/h]로 환산할 수 있다.

도 11b는 도 11a와 동일한 환경에서 안테나 이면→ 표면 방향으로 보행을 행한 데이터이다. 위상의 그래프의 -1.0초 부근에 있어서 180°근처에서 0°근처인 점으로 천이하여 하향의 선이 그려져 있지만, 위상은 주기 데이터이기 때문에 이 기간의 변화의 기울기는 실제로는 정(正)이다. 그 후의 -0.9초 부근에서 멈춘 2점의 기울기는 부(負)이기 때문에 위상 변곡점은 -0.95초 부근에서 발생하고 있으며 그 부근의 도플러 주파수는 0에 가까워지고 있다. -0.3초 부근에 있어서 RSSI 산정점이 발생하고 있지만 이 부근에서 위상의 기울기는 부, 도플러 주파수는 마이너스의 값으로 되어 있다. 도플러 주파수 0점으로부터 RSSI 산정점 발생까지에는 0.65초 정도의 시간차가 발생하게 된다.

이상으로부터, RSSI 산정점 발생과 위상 변곡점 또는 도플러 주파수 0점 발생의 시간차가 발생한 경우에 수직 방향 이동이라고 식별 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 도 11a, 도 11b의 도플러 주파수 그래프는 진동이 발생하고 있지만, 이것은 사람의 손의 진동이나 상하 방향의 진동 등이 영향을 미치고 있다고 생각된다. 이 영향을 고려하고, 도 9b에서 나타내는 판정 기초 데이터 계산에서는 1점만의 값이 아니라 어느 정도의 기간 중에서의 도플러 주파수 평균값을 계산하고 있다.

도 12a는 이동 태그의 전파 수신 강도(상측 그래프)와 위상(하측 그래프)을 나타내는 그래프도이며, 이동 중인 RFID 태그의 위상은, 통상 이 도면과 같이 계속해서 변동한다. 또한 도 12b와 같이 정지한 상태의 RFID 태그는, 이 도면의 하측 그래프의 동그라미 부분과 같이 일정한 값을 계속해서 취한다. 안테나 앞에 사람이 장시간 머무른 뒤, 이동했기 때문에, 사람의 뒤에 가려져 있던 정지 태그에 전파 수신 강도 변화가 발생(직선으로 둘러싸인 부분)하여 이동 태그라고 오인식된 예이며, 이 기간의 위상의 진동은 상측의 진짜 이동 RFID 태그에 비하여 낮은 것을 알 수 있다.

또한, 도 12c는, 위상의 진동의 수치화 예를 나타내는 도면이며, 이 도 12c와 같이, 0 내지 100의 사이에서 수치화된다. 위상 진동 소 필터의 임계값으로 낮은 값을 설정하면, 보다 많은 RFID 태그가 이동 RFID 태그라고 식별된다. 0이라 설정함으로써 모든 RFID 태그가 이동 후보 RFID 태그로 되고(필터 무), 100이라 함으로써 모두가 정지 RFID 태그라 식별된다. 디폴트값은 5이지만, 식별 파라미터 설정 툴에 의해 적절히 조정 가능하다.

이상과 같이, 각종 정지 RFID 태그 필터 F는, 그 사용 유무, 임계값 등이, RFID 리더(10)의 전파 출력이나 성능, 사용 안테나(20), RFID 태그의 성능, 주위의 정지 RFID 태그의 상정 위치, RFID 태그의 매수 등의 환경에 의해 최적의 파라미터가 서로 다르게 된다. 이러한 최적의 파라미터가 상이하기 때문에, 실제의 판독 환경에 있어서, 미리 확인을 위해서, RFID 태그를 이동하고, 그 거동이나 데이터의 수집 등을 행하고, 이들을 기초로 환경의 차가 흡수된 최적의 파라미터를 구하는 것이 바람직하다.

본 발명의 응용 용도에 따라서는 RFID 태그의 안테나로부터의 거리나 이동 방향에 의해 이동 태그도 더 필터링하는 것이 필요한 경우가 있다. 예를 들어 입출하 게이트가 복수 존재하는 창고의 입출하 검품에서 본 발명이 이용되는 경우, 안테나가 설치된 게이트에서의 태그 이동만을 검지하고 인접하는 이격된 게이트에서의 이동은 검지하고 싶지 않은 경우가 있다. 또한, 도난 방지 게이트에 본 발명이 이용되는 경우에는 안테나 앞을 수평 방향으로 이동한 도난 가능성 물품만을 검지하고 상점 내에서의 쇼핑객의 이동에 상당하는 수직 방향 이동은 검지하고 싶지 않은 경우가 많다. 도 16a가 이동 종별을 4종류로 나눈 개념도이고, 도 16b가 각각의 이동을 필터링하기 위한 판단 기준 정보나 필터명이다.

안테나 멀리의 수평 방향 이동의 경우에는, 도 16c 상부의 파선 화살표와 같이 안테나 방사 패턴상은 RSSI가 높은 곳만에서의 이동으로 되고, 또한 안테나 래디얼 방향의 거리 감소가 작기 때문에 「RSSI 비연속 상승 필터」에 의해 배제할 수 있는 경우가 많다. 또한, 프리스 공식으로부터 거리가 이격된 장소에서의 RSSI는 낮아지고, 레일리 분포나 나카가미-라이스 분포로 나타낸 바와 같이 RSSI상 진동은 거의 발생하지 않기 때문에 「RSSI 절대값 필터」도 유효해진다. 또한, 멀리의 태그에는 충분한 전력이 공급되기 어려워 읽기 어렵기 때문에「대강 읽기 필터」도 유용하게 되는 경우가 있다. 반대로, 안테나 멀리의 이동도 검지하고 싶은 경우에는 이들 필터의 임계값을 여유있게 설정한다.

도 16d의 C 지점으로부터 D 지점과 같은 안테나 표면→ 이면 방향의 수직 방향 이동의 경우, 거리가 1/2이 됨으로써 RSSI가 +12㏈로 되지만 안테나 방사 패턴으로부터 -20㏈로 되어, 합계 -8㏈로 되고「RSSI 비연속 상승 필터」에서 필터링 가능하다.

한편, 도 16d의 E 지점으로부터 F 지점과 같은 안테나 이면→ 표면 방향의 수직 방향 이동의 경우에서는, 안테나 방사 패턴으로부터 RSSI 상승은 +30㏈ 이상으로도 되기 때문에 「RSSI 비연속 상승 필터」등에서 필터링하는 것은 어렵다. 따라서 수직 방향 이동의 경우에는 RSSI 산정점 발생 시에 래디얼 방향 속도가 0으로 되지 않는 점을 이용하여 필터를 행한다. 이하 그 방법에 대하여 설명한다.

도 17a와 같이 태그가 안테나로부터 A[m] 지점을 속도 v[m/s]에서 수평 방향으로 이동하는 경우, 안테나 중심을 향하는 래디얼 방향(도면의 점선) 성분의 속도는 v·cosθ로 부여되고, θ=90°로 되는 x=0[m] 지점에서는 0[m/s]가 된다. 도 17b는 속도 1.11[m/s](시속 4㎞)이고, 도 17a의 x를 -1.5[m] 내지 1.5[m]의 범위에서 이동한 경우의 래디얼 성분 속도의 변화이다. 안테나를 향하는 방향의 속도를 플러스, 이격된 방향의 속도를 마이너스라 하였다. 도 17a 중의 X점(x=0)에서 안테나 방사 패턴 및 직선 거리상에서 RSSI는 최대로 되지만 이 점에서의 래디얼 성분 속도는 0으로 된다.

한편, 도 17c에서 도시되는 수직 방향 이동의 경우, 수평 방향 이동시와 마찬가지로 x축상의 점에서 래디얼 성분 속도가 0[m/s]로 되지만, 안테나 이면이나 측면에의 전파 방사는 작다고 하는 통상의 RFID 안테나의 방사 패턴에 의해 RSSI 산정점은 x축상이 아니라 통상 X점과 같은 장소로 된다. 그 시점에서의 래디얼 성분 속도는 표면→ 이면 이동의 경우에는 플러스, 이면→ 표면 이동의 경우에는 마이너스로 된다.

다음에, 보다 구체적으로 설명한다.

컴퓨터 장치 C는, 공지의 구성으로 이루어지는 것으로, CPU, 기억 장치(외부 기억 장치를 포함하는 것으로, HDD, RAM, ROM, CD, DVD, BL, 플래시 메모리 등을 포함하는 그 밖의 메모리 등), 디스플레이, 입력부(키보드, 마우스, 터치 패널), 출력부(전파, 음파, 광, 기타 통신 수단과의 사이의 출력 관계를 포함함) 등을 구비하고 있다.

본 실시 형태에서는, 도 1에서 도시한 바와 같이, RFID 리더(10)와, 컴퓨터 장치 C는 접속되어 있다. 그리고, 안테나(20)에 의해 신호를 수신하고, 컴퓨터 장치 C는, RFID 리더(10)로부터의 정보를 수취하고, RFID 리더(10)를 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 이 실시 형태에서는, 컴퓨터 장치 C에 의해 RFID 리더(10)를 제어하도록 구성한 예를 나타내고 있지만, RFID 리더(10)에 컴퓨터 장치 C와 마찬가지의 구성을 탑재함으로써, RFID 리더(10)만으로, 제어하도록 구성할 수 있는 것은 물론이다.

본 실시 형태에 있어서의 RFID 태그 이동 식별 프로그램은, 이하의 3개의 모듈(소프트웨어: 프로그램)로 구성되어 있다.

1. 식별 파라미터 설정 툴

2. 이동 태그 식별 엔진

3. LLRP 미들웨어 「나이스 미들」(상표: 이하 동일함)

이들 모듈(소프트웨어: 프로그램)은 OS상에서 동작하는 것이며, 본 실시 형태에서는 WindowsXP(등록상표) 또는 Windows7(등록상표)에서 동작하도록 되어 있다.

그리고, 식별 파라미터 설정 툴로 환경을 설정하고, 다음으로 이동 태그 식별 엔진으로 식별하고, LLRP 미들웨어 「나이스 미들」에서, 이동 태그 식별 엔진의 프론트엔드로서 상위 어플리케이션과의 인터페이스(I/F) 기능을 제공한다. 이에 의해, 각각의 목적마다의 기능만을 탑재한 어플리케이션을 개발하도록 되어 있다. 어플리케이션으로서는, 예를 들어 RFID 태그를 이용한 입출하 검품, 재고 관리, 입퇴출 관리, 도난품 검지, 관객 관리, 상품 관리, 상품이나 서비스의 판매 관리, 그 밖의 많은 RFID 태그의 이동에 의해 발생하는 각종 관리 등을 행하는 어플리케이션을 구축하는 것이 가능해진다.

우선 판독 환경(안테나(20)의 구성·사용하는 RFID 태그·이동 속도·전파 출력 등)에 의해 최적의 식별 방법이나 파라미터가 서로 다르기 때문에, 실제 환경에 있어서 최적이 되도록 파라미터를 설정하는데, 상기한 「식별 파라미터 설정 툴」을 기동한다.

이 「식별 파라미터 설정 툴」에 의해, 소정의 RFID 태그를 이동시킨 후, 그 환경에 있어서의 판정 파라미터를 계산하여 설정할 수 있다. 설정 내용은 「식별 파라미터 보존 파일」에 보존되고, 「이동 태그 식별 엔진」에 있어서 사용되게 된다. 또한, 파라미터에 따라서는 「식별 파라미터 설정 툴」로만 사용되고, 「이동 태그 식별 엔진」으로 사용되지 않는 것도 존재한다(리더 IP 어드레스나 송신 출력 등, 설정 화면에서 청색 글자의 항목). 이들은 상위 어플리케이션으로부터 LLRP 미들웨어(나이스 미들)로 설정하도록 구성된다.

다음으로, 식별 파라미터 설정 툴의 사용 방법에 대하여, 화면 천이에 기초하여 설명한다.

우선, PickMovedTagsParamsAutoConfigTool.exe를 더블 클릭하여 식별 파라미터 설정 툴을 기동한다. 도 18에서 도시한 설정 화면에 있어서, 「이동 식별 파라미터」탭에서 접속하는 RFID 리더(10)의 설정을 행한다.

이 설정 화면에서는, 상기 RFID 리더(10) 설정 외에, 식별 옵션, 로그 출력, 이동 식별 파라미터, 식별 대상 EPC, EPC별의 이동 식별 파라미터 등을 설정한다. 여기서, EPC(Electric Product Code)란, IC 태그를 이용하여 제품 식별을 행하는 경우에 이용되는 코드이며, 상품 식별 코드, 수송용의 컨테이너 등의 식별 코드, 사업소 코드, 반환 가능한 자산의 식별 코드, 기업 내의 자산 관리 코드 등이 내장되어 있는 것이다.

RFID 리더 설정에서는, 리더 IP 어드레스, 송신 출력(전파 출력), 무선 채널, 안테나 번호 등을 특정할 수 있다.

식별 옵션(이동 식별)에서는, 수직 방향 이동 필터 사용의 유무, 이동 방향 표시의 유무, 안테나 그룹을 복수 설정 가능하게 되어 있으며, 각 그룹의 안테나(본 실시 형태에서는 그룹 A, B 모두 안테나 1 내지 4)를 지정 가능하게 되어 있다.

로그 출력에서는, 이동 식별 서머리 로그, 리플레이용 로그, 사용 파라미터 백업이 선택 가능하게 되어 있다.

「이동 식별 파라미터」에서는, 설정에 의해 이동 식별 대상으로 되는 EPC를 좁히는 것이 가능하다. 대상 외의 EPC에서는 OnMovedTagReport 이벤트가 발생하지 않게 된다.

이동 식별 파라미터에서는, 이용 데이터 기간, 초간 판독 횟수 필요 비율(％), 필요 RSSI(㏈m), 필요 RSSI차(㏈), RSSI 증가 발생 필요 비율(％), 기간 전 최대 RSSI로부터의 필요증분(㏈), 필요 위상 진동 등의 설정이 가능하게 되어 있다.

식별 대상 EPC와 EPC별 파라미터 설정에 대하여 설명하면 식별 대상 EPC는, 기입란이 마련되고, 이 기입란이 공란인 경우에는, 전체 EPC가 대상으로 된다. 기입의 경우에는, EPC 선두를 16진수로 기술하고, 복수 지정할 때에는 줄바꿔 기입한다. 또한, EPC마다 다른 이동 식별 파라미터를, 설정에서 4개까지 설정 가능하게 되어 있다. EPC별의 이동 식별 파라미터는, EPC 선두, 필요 RSSI(㏈m), 필요 RSSI차(㏈), 기간 전 최대 RSSI로부터의 필요증분(㏈)의 기입란이 마련되어 있다.

식별 대상 EPC 및 사용되는 파라미터는, 도 27에서 나타낸 흐름도와 같이 하여 결정된다. 즉, 스텝 S100에서 태그 판독(EPC=X)을 행한다. 이어서, 스텝 S101에서, 식별 대상 EPC가 공란인지 여부를 판단한다. 공란인 경우(스텝 S101: "예"), 스텝 S102에서, EPC별의 식별 파라미터에서, EPC 선두 중 어느 하나인지를 판단한다. 선두 중 어느 하나인 경우(스텝 S102: "예"), 스텝 S103에서 EPC별의 이동 식별 파라미터의 해당 파라미터를 사용하여 이동 식별 실시 처리를 행한다. 그리고, 스텝 S100으로 되돌아가서, 다음 판독 태그의 처리를 마찬가지로 행한다. 공란이 아닌 경우(스텝 S101: "아니오"), 스텝 S104에서 식별 대상 EPC 중 어느 하나인지 여부를 판단한다. 식별 대상 EPC 중 어느 하나가 아닌 경우(스텝 S104: "아니오"), 스텝 S100으로 되돌아가서, 다음의 판독 태그의 처리를 마찬가지로 행한다.

식별 대상 EPC 중 어느 하나인 경우(스텝 S104: "예"), 스텝 S102의 판단을 행한다. 스텝 S102에 있어서 EPC별의 식별 파라미터에서, EPC 선두 중 어느 하나인지를 판단하지만, 선두 중 어느 하나가 아닌 경우(스텝 S102: "아니오") 스텝 S105에서 이동 태그 식별 파라미터를 사용하여 이동 식별 실시 처리를 행한다. 그리고, 스텝 S100으로 되돌아가서, 다음의 판독 태그의 처리를 마찬가지로 행한다.

상기한 도 18에서 도시한 설정 화면에서, 파라미터를 설정한 경우에는, 보존 버튼을 누르고, 식별 파라미터 보존 파일에 보존한다.

다음으로, 도 19에서 도시한 이동 태그 식별을 하는 화면에서는, 상하 및 2단으로 분할된 화면에서, 상단측에는, 이동 태그의 란과, 정지 태그의 란, 하단에는, RFID 태그로부터의 데이터의 수신 기록의 시계열 그래프가 표시된다. 또한, 이 화면에는, 「오픈/클로즈」 버튼, 「스타트/스톱」 버튼, 「클리어」 버튼, 「리플레이」 버튼이 설정되어 있다. 「리플레이」 버튼은, 리플레이 기능을 행하는 것으로, 파라미터 변경 후의 동작 확인(설정 내용 확인)을 행할 수 있는 것이다.

그리고, 「오픈」 버튼을 누른 후, 「스타트」 버튼을 누름으로써 판독이 개시되고, 현재의 파라미터에서 이동이라고 식별된 RFID 태그가 「이동 태그」란에, 정지라고 식별된 것이 「정지 태그」란에 표시된다. 이동 태그는 이용 데이터 기간의 개시·종료점에 수직인 막대가 그래프 표시된다. 이 실시 형태에서는, 화면에 표시되는 RFID 태그의 총 수는 2048개까지로 되어 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.

RFID 태그가 이동하였음에도 불구하고, 정지한 RFID 태그라고 식별된 경우, 도 20에서 도시한 바와 같이, 이 RFID 태그(도 20의 경우에는 적색 셔츠 1)를 일람에서 선택하고, 마우스의 경우, 오른쪽 클릭으로 「이 태그를 "이동"이라고 식별시킨다」를 선택한다. 이와 같이 하면, 도 21a에 도시한 바와 같이, 해당하는 RFID 태그의 그래프만이, 하부에 표시된다. 그리고, 이동이라고 식별해야 할 기간의 개시점과 종료점을 선택한다. 선택은 마우스의 경우, 왼쪽 클릭으로 행한다. 이때, 도 21a, 도 21b에서 도시한 바와 같이, 「개시(종료)점을 선택해 주십시오」라고 하는 메시지의 하부에 수치가 표시되는 점을 선택할 수 있다. 이와 같이 하여, 안정적으로 판독이 행해지고 있는 범위의 전파 수신 강도 증가 개시점으로부터 종료점을 선택한다.

또한, 선택의 캔슬은, 그래프의 점이 없는 에리어를 더블 클릭함으로써 행한다.

상기한 바와 같이 선택한 범위의 데이터를 「이동」이라고 식별할 때에는, 도 22에서 도시한 바와 같이, 파라미터 변경의 화면이, 표시된다. 이 파라미터 변경 화면은, 「이 태그를 "이동"이라고 식별하기 위해서는 이하 청색란의 파라미터를 변경해 주십시오」라는 메시지와 함께, 이 RFID 태그의 값, "이동"으로 하기 위한 값, 청색란을 변경에 대한 란이 표시되어 있으며, 초간 판독 횟수 필요 비율(％), 최대 RSSI(㏈m), RSSI차(㏈), RSSI 증가 발생 필요 비율(％), 기간 전 최대 RSSI로부터의 필요증분(㏈), 이용 데이터 기간, 위상 진동에 대한 변경이 필요한 파라미터가 청색 글자로 표시된다. 본 실시 형태에서는, 「"이동"으로 하기 위한 값」의 개소로 변경하기 위한 값(본 실시 형태에서는 기간 전 최대 RSSI로부터의 증분을 「12.5 이하」)이 표시된다. 그리고, 청색란의 수치를 변경하고, 「보존」 버튼을 누른다.

또한, 파라미터 변경 후의 동작 확인을 행하기 위해서, 도 23에서 도시한 바와 같이, 「리플레이」 버튼을 누르고, 해당 리플레이용 로그를 선택함으로써, 파라미터 변경 후의 동작 확인을 행하는 것이 가능해진다. 본 실시 형태에서는, 「리플레이」 버튼의 하부에는, 로그 파일명이 표시된다. 또한 본 실시 형태에서는, 장기간(1분 이상)의 로그가 보존되어 있는 데이터의 리플레이에는 대응하지 않는 설정으로 되어 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 판독 시의 안테나 번호와 리플레이 시의 설정이 서로 다른 경우에는, 일람에서 선택한 RFID 태그의 그래프가 선택되지 않으므로, 설정을 맞춰서 사용하게 된다.

한편, 이동이라고 식별된 RFID 태그를 "정지"로 하기 위해서는, 도 24에서 도시한 바와 같이, 해당 RFID 태그를 오른쪽 클릭하여 「이 태그를 "정지"라고 식별시킨다」를 선택한다. 이에 의해, 도 25에서 도시한 바와 같이, 「이 태그를 "정지"라고 식별하기 위해서는 이하의 어느 하나의 파라미터를 변경해 주십시오」라는 메시지와 함께, 이 RFID 태그의 값, "정지"로 하기 위한 값, 어느 하나를 변경의 란에서, 초간 판독 횟수 필요 비율(％), 최대 RSSI(㏈m), RSSI차(㏈), RSSI 증가 발생 필요 비율(％), 기간 전 최대 RSSI로부터의 필요증분(㏈), 이용 데이터 기간, 위상 진동에 대한 변경 가능한 파라미터가 청색 글자로 표시된다. 본 실시 형태에서는, 이들 항목 중 변경하는 항목인 「어느 하나를 변경」의 란이 청색으로서 표시됨과 함께, "정지"로 하기 위한 값에 대한 가이던스가 표시된다.

따라서, 어느 하나 이상의 수치를 「"정지"로 하기 위한 값」으로 변경하고, 「보존」 버튼을 누른다.

안테나(20)가 복수매 설정되어 있는 경우에는, 각각의 안테나(20)에서 이동 식별이 행해진다. 도 26에서 도시한 예는, 동일한 RFID 태그가 안테나(20) (2개 있는 경우의 양쪽) 앞을 통과한 케이스이다. 또한, 이동 식별 파라미터 화면에서 안테나(20) 설정을 변경 후에는 「클로즈」, 다음으로 「오픈」 버튼을 누르고, RFID 리더(10)로 재접속을 행한다.

다음으로 로그 파일에 대하여 설명한다.

식별 파라미터 설정 툴에서는, 이동 식별 서머리 로그와, 리플레이용 로그와, 사용 파라미터 백업과, 에러 로그의 4개의 로그 파일이 출력된다. 이동 식별 서머리 로그, 리플레이용 로그와 사용 파라미터 백업의 출력 유무는 「이동 식별 파라미터」의 화면에서 설정 가능하게 되어 있다.

(1) 이동 식별 서머리 로그

「판독 상황 그래프 표시」의 화면에서 정지나 이동이라고 표시된 타이밍에서 태그 정보가 보존된다. 이동한 태그는 처음에 「정지」라고 출력된 후에 「이동」이 출력된다.

.￥LOG 디렉토리 관리 하에 시작 버튼을 누른 일자·시각의 파일명으로 작성된다.

파일명예: SUMMARY_2010_1217_1115_45.csv

출력 내용은 「태그 정보 표시 시 PC 시각, 정지·이동 종별, EPC, PCBits, ReaderIp, AntennaId, RSSI, (이동 태그의 경우에는 표 2의 6 이후의 정보)

출력예:

(2) 리플레이용 로그

본 실시 형태에서는, 리플레이 기능용에 전체 판독 데이터를 보존하고 있다. 장시간 판독 실시 시에는 출력을 OFF로 해 두는 것이 바람직하다.

파일명 예: 2010_1217_1115_45.csv

(3) 사용 파라미터 백업

사용한 식별 파라미터의 백업. 툴 기동 후 최초 및 파라미터 변경 발생 후의 시작 버튼을 누를 때에 작성된다.

파일명 예: 2011_0616_2118_27.xml

(4) 에러 로그

리더와의 접속 에러나 프로그램 에러 등이 출력된다.

파일명: PACT_debug.log

다음으로, 이동 태그 식별 엔진에 대하여 설명한다.

상기한 바와 같이, 식별 파라미터 설정 툴로 설정된 방법에 의해 이동 태그 식별을 행한다.

본 실시 형태에서 사용하는 미들웨어(나이스 미들)는 이동 태그 식별 엔진의 프론트엔드로서 상위 어플리케이션과의 인터페이스(I/F) 기능을 제공하는 것이다. 상위 어플리케이션 개발자가 이동 태그 식별 소프트의 다큐먼트와 나이스 미들의 유저 매뉴얼·헬프 파일·샘플 소스를 참조하여, 개발을 행한다.

본 실시 형태에서 사용하는 RFID 리더 라이터로서는, 예를 들어 Impinj Speedway: F/W version 3.2.4(LBT 무판), Impinj Speedway Revolution: F/W version 4.6.1 이후(LBT 무) 등을 이용할 수 있다.

본 실시 형태에서 동작하는 OS, 상위 어플리케이션의 개발 환경예는, 미들웨어 「나이스 미들」과 마찬가지로 WindowsXP(등록상표)나 Windows7(등록상표) OS이며 Microsoft VisualStudio(등록상표) 개발 환경이다. 보다 구체적인 구성 파일로서는,

(이동 태그 식별 엔진)

(식별 파라미터 보존 파일: 편집 불가)

(식별 파라미터 설정 툴)

(식별 파라미터 설정 툴 구성 파일)

(식별 파라미터 자동 설정 툴에서 이 파일 내의 EPC가 읽혀진 경우, 「명칭/시리얼」란에 명칭을 표시. 명칭, EPC의 CSV 포맷으로 기술. 변경 후는 툴의 재기동이 필요. 이 파일에 포함되지 않는 EPC는 하위 3바이트(EPC란의 우측 6문자)를 10진수로 「명칭/시리얼」란에 표시.)

(식별 파라미터 설정 툴로 에러 로그 출력 시에 사용되는 Apache log4net 라이브러리)

및

(식별 파라미터 설정 툴로 이동 태그를 식별한 경우에 울리는 소리 파일. 다른 WAVE 파일을 이 파일로 덮어씀으로써 소리를 변경하는 것이 가능.)

(식별 파라미터 설정 툴용 "일본어(일본)" 리소스 파일)

.￥LOG￥(로그 파일 저장 디렉토리)

기타(LLRP.dll, LLRP.Impinj.dll, LLRPNiceMW.dll, SET_READER_ CONFIG.xml)는 나이스 미들의 구성 파일

등이다.

본 실시 형태의 이동 식별 방법은, 기본적으로, 전체 판독 태그로부터 정지 태그를 배제하고 남은 것을 이동 태그라고 인식하는 것이다. 즉, 도 2에서 도시한 바와 같이, 모든 RFID 태그를 판독한 전체 판독 태그 데이터(이동하고 있는 RFID 태그와 정지하고 있는 RFID 태그의 양쪽)로부터 복수의 개별 정지 RFID 태그 필터를 사용하여, 정지한 RFID 태그를 특정하고, 제거하는 것이다. 예를 들어, 제1 개별 정지 태그 필터 F(1)에 의해, 이동 후보의 RFID 태그를 좁히고, 이 좁혀진 이동 후보의 RFID 태그로부터, 제2 개별 정지 RFID 태그 필터 F(2)에 의해, 더 범위를 좁혀 이동 후보의 RFID 태그를 특정한다. 그리고, 이어서 개별 정지 RFID 태그 필터에 의해, 좁히고, 더 정밀도를 향상시키기 위해서는, 제N의 개별 정지 RFID 태그 필터 F(N)…과 같이 복수의 개별 정지 RFID 태그 필터를 사용함으로써 최종적으로 이동하고 있는 RFID 태그를 이동 RFID 태그로서 특정하는 것이다.

다음으로 식별 파라미터 설정 툴에 대하여 설명한다.

이용 데이터 기간 중의 최대값은, 도 14a에서 도시한 바와 같이, 이용 데이터 기간 후반의 산정부로부터, 최소값은 전반의 산록부로부터 취득된다.

또한, 기간 전 최대값 취득 기간을 설정할 수 있고, 이 기간의 값을, 크게 함으로써, 이동 판정을 엄격하게 하는 것이 가능해진다. 즉, 도 14a에 도시한 바와 같이, 최대값은, 기간 전 최대값으로부터 소정의 증분으로 되는 것이 통상적이다.

본 실시 형태에 있어서의 개별 정지 태그 필터의 예로서는, 이하와 같은 것이 있다. 즉,

(1) 대강 읽기 필터(이용 데이터 기간 중에 초간 판독 횟수가 임계값 미만),

(2) RSSI 절대값 필터(최대 RSSI(최대 전파 수신 강도)가 임계값 미만),

(3) RSSI 비연속 상승 필터(「최대-최소 RSSI(전파 수신 강도)」가 임계값 미만), (RSSI(전파 수신 강도)(t) > 전파 수신 강도(t-1)인 점 또는 RSSI(전파 수신 강도)(t) < 전파 수신 강도(t+1)인 점의 발생 비율이 임계값 미만),

(4) RSSI 곡형 필터(RSSI(곡): 기간 전 최대 전파 수신 강도로부터의 증분이 임계값 미만),

(5) 과도 판독 필터(이동 후보 판정으로부터 X초 후에도 판독이 존재(이동 판정까지 +X초 필요)),

(6) 위상 진동 소 필터(기간 중의 위상의 변동으로부터 계산된 검정량이 임계값 미만)

이다.

상기 (1)의 대강 읽기 필터는, 이용 데이터 기간 중에 초간 판독 횟수가 임계값 미만이지만, 여기서, 초간 판독 횟수에 대하여 설명한다.

초간 판독 가능 횟수는, 예를 들어 어떤 RFID 태그의 무선 파라미터(ISO/IEC18000-6C 규격의 미러 서브 캐리어 방식에 의해 M=4, Tari=20[usec], BDR=320k)에 있어서, RFID 태그의 매수를 변화시켜서, 실제로 판독을 행하고, 1매당 초간 판독수를 계측한다. 이때의 그래프가, 도 4에서 도시한 실선이다. 이것은 태그 매수가 10매 이하인 경우에 점선으로 나타낸 다항식 곡선(y=0.236x²-5.3339x+46.974), 10매보다 위인 경우에 누승 곡선(y=133.34x^-0.8605)에 의해 결정 계수 0.9987, 0.9954로 높은 정밀도로 근사할 수 있다.

다른 무선 파라미터를 사용한 경우에서도 마찬가지로 근사 함수 f(x)를 구할 수 있으며, 사용중인 무선 파라미터와 판독 중 태그 매수에 의해 1매당 초간 판독 가능 횟수를 계산할 수 있다. 안테나를 1매 이상인 N매 사용하는 경우에는 f (x/N)/N으로 계산되는 수치를 초간 판독 가능 횟수로서 사용할 수 있다. 이 초간 판독 가능 횟수에 설정된 비율을 곱함으로써 초간 판독 횟수 임계값으로 할 수 있다.

상기 (2)의 RSSI 절대값 필터는, 최대 RSSI(최대 전파 수신 강도)가 임계값 미만이지만, 여기서, 전파 수신 강도에 대하여 설명한다.

전파 수신 강도는, RFID 리더(10)가 수신하는 RFID 태그로부터의 전파 수신 강도 이론값은 다음 식 (1)로 표현된다.

상기 식 (1)을 ㏈m으로 표기하면,

로 된다.

여기서, 안테나(20)로부터의 전파 방사 패턴은 통상, 도 13b와 같이 되고, 도 13b의 A 지점과 안테나(20) 앞의 B 지점을 비교하면, 직선 거리가 1/2이기 때문에 전파 수신 강도는 +12㏈로 된다. 이 도 13b와 같이, A 지점으로부터 B 지점까지 태그가 이동하면 전파 수신 강도는 log G_reader의 계수가 20이기 때문에 20㏈ 높아진다. 전술한 거리에 의한 값을 더하면 32㏈의 큰 차가 연속적으로 경향을 갖고 발생하게 된다.

한편, 안테나(20)-태그 간에는 직접파 이외에도 바닥이나 천장, 집기 등에서의 반사파·회절파가 존재하고 그들이 모두 서로 간섭하여 멀티 패스 페이딩이 발생한다. 멀티 패스 페이딩은 나카가미-라이스 분포(직접파의 강도가 반사파나 회절파에 비해 강한 경우)이나 레일리 분포(직접파의 강도가 약한 경우)에서 모델화 가능한 점이 알려져 있으며, 각각의 확률 밀도 함수는 이하의 식 (3), (4)에서 부여된다.

나카가미-라이스 분포:

여기에서 K=a²/2σ²는 직접파 평균 전력(a²/2)과 산란파 평균 전력(σ²)의 비를 부여한다. r은 신호 진폭이다.

레일리 분포:

나카가미-라이스 분포의 각종 K 및 레일리 분포에서의 누적 확률 분포는, 상기한 도 15a와 같이 된다.

안테나(20) 앞을 이동하는 RFID 태그는, 직접파가 지배적으로 되기 때문에 나카가미-라이스 분포(K=10이나 K=40)로 되고, 이 경우의 전파 수신 강도의 변동은 전술한 거리나 안테나 방사 패턴에 의해 발생하는 것에 비하여 상당히 작은 것으로 되는 것을 알 수 있다. 또한, 안테나 앞을 사람이나 물건이 통과함으로써 정지 태그에 페이딩이 발생한 경우의 수신 강도 변화를 레일리 분포에서 시뮬레이션한 그래프가 도 15b이며, 수신 강도의 큰 차는 발생하는 경우가 있지만 그 변화가 연속적으로 경향을 갖고 발생하는 것은 매우 드물다는 것을 알 수 있다.

이러한 점에서 멀티 패스 페이딩을 고려하여도 전술 방법(산형 전체나 그 오름 부분을 선형·비선형 곡선과의 적합도 판정이나 강도 최대값과 최소값의 차, 시계열에서 앞의 점으로부터 상승한 점의 비율과 같은 각종 산술적·통계적 방법)이 이동 태그 식별 방법으로서 유효하다는 것을 알 수 있다.

상기 (3)의 RSSI 비연속 상승 필터는, 「최대-최소 RSSI(전파 수신 강도)」가 임계값 미만, RSSI(전파 수신 강도)(t) > 전파 수신 강도(t-1)인 점 또는 RSSI(전파 수신 강도)(t) < 전파 수신 강도(t+1)인 점의 발생 비율이 임계값 미만이다.

상기 (4)의 RSSI 곡형 필터는, 기간 전 최대 RSSI(전파 수신 강도)로부터의 증분이 임계값 미만이다.

상기 (5)의 과도 판독 필터는, 이동 후보 판정으로부터 X초 후에도 판독이 존재(이동 판정까지 +X초 필요)한다. 도 14b는 이것을 설명하는 그래프도이다.

상기 (6)의 위상 진동 소 필터는, 기간 중의 위상 변동으로부터 계산된 검정량이 임계값 미만이지만, 여기서, 위상에 대하여 설명한다.

위상은 다음 식 (5)로 표현할 수 있다.

이 중 다음 3개의 항은 어떤 이동 판정 기간 동안 일정하다고 간주할 수 있다.

θ_T: 리더로부터의 전파 송신 시에 변화하는 위상

θ_R: 리더에서 태그 응답파 수신 시에 변화하는 위상

θ_TAG: 태그 응답 시 내부에서 변화하는 위상

파장(λ)은 사용 주파수에 의해 정해지므로, 위상 θ는 리더-태그 간 거리(r)만을 변수로 한 함수로 되고, 2π(360°)로 잉여를 취함으로써 주기 함수로 된다.

미들웨어를 이용한 예에 대하여, 보다 구체적으로 설명하면, 이동하는 RFID 태그의 정보를 수취하기 위해서는, IsPickMovedTag 및 SyncLocalTime을 true로 하고 MovedTagReportHandler를 설정한다. 또한, SessionOn 프로퍼티의 설정을 행하지 않도록 한다.

정지·이동의 구별 없이 읽혀진 RFID 태그의 전부를 수취하기 위해서는, 미들웨어(나이스 미들)의 TagReportHandler 델리게이트도 설정한다.

본 실시 형태의 델리케이트로서는, MovedTagReportHandler(MovedTagData)이며, LLRPAgent의 OnMovedTagReport 이벤트를 처리하는 방법을 나타낸다.

LLRPAgent급으로서는, 이벤트가 OnMovedTagReport라고 하는 이름의 경우, 델리케이트는 MovedTagReportHandler이며, 이동한 태그 정보가 MovedTagData형으로 전달된다.

퍼블릭 프로퍼티로서는, IsPickMovedTag와 SyncLocalTime이 있고, 미들웨어(나이스 미들)로부터 이동 태그 정보를 취득하는 경우 true로 설정한다.

퍼블릭 프로퍼티에 대하여, 이동하는 RFID 태그 정보(MovedTagData)와 미들웨어(나이스 미들)에서의 RFID 태그 정보(TagData)와의 차이를 근거로 하여 기술한다.

다음으로, 샘플 소스에 대하여 기술하면, 미들웨어의 소스 코드에 이하 볼드 표시한 글자의 행을 추가한다.

//→ 이동 태그 식별 엔진을 사용하기 위한 설정

llrpAgent . IsPickMovedTag = true ;

llrpAgent . SyncLocalTime = true ;

llrpAgent . OnMovedTagReport += new MovedTagReportHandler( llrpAgent _ OnMovedTagReport );

//← 이동 태그 식별 엔진을 사용하기 위한 설정

// OnMovedTagReport 이벤트의 처리 함수

void llrpAgent _OnMovedTagReport( MovedTagData tagData )

{

MessageBox.Show ("이 태그는 이동하였습니다: " + tagData.Epc)

}

이 밖에 도 29와 같이 RFID 리더 내의 Linux OS(상표) 상에서 「이동 태그 식별 엔진」을 동작시키는 한편, 「식별 파라미터 설정 툴」에 대해서는, 컴퓨터 장치 C에서 동작하는 형태도 있다. 이 경우 LLRP 미들웨어를 사용하지 않는 것으로 되고, 이동 태그 식별 엔진이 직접 RFID 리더의 SDK로부터 RFID 태그의 정보를 취득하게 된다.

이와 같이 RFID 리더 내의 Linux OS(상표) 상에서 「이동 태그 식별 엔진」을 동작시킬 수 있다.

다음으로, 식별 파라미터 설정 툴에서의 파라미터 조정 수순에 대하여, 도 28의 흐름도에 기초하여 설명한다.

우선 스텝 S109에서 정지 RFID 태그를 RFID 태그 리더의 주위에 배치한다. 이때 실제 환경에서 상정되는 위치에 RFID 태그를 배치한다. 예를 들어 판매 장소의 도난 방지 게이트로서 안테나가 설치되는 경우, 안테나의 가장 가까운 선반에 RFID 태그가 부착된 상품이 놓인 환경에서 설정 툴을 사용한다.

다음으로 스텝 S110에서, 도시하지 않은 조작 수단에 의해, 식별 파라미터 설정 툴을 기동하는 처리를 행한다. 다음으로, 스텝 S120에서, 컴퓨터 장치 C 등의 기억 장치에 저장되어 있는 식별 파라미터 보존 파일을 판독하고, 이동 태그 식별 엔진(및 미들웨어 「나이스 미들」)을 사용하여 RFID 태그의 판독을 개시하는 처리를 행한다.

스텝 S130에서는, 주위에 정지 태그를 배치한 환경에서 이동이라고 인식시키고 싶은 방법에 의해, RFID 태그를 이동시킨다.

여기서, 「주위에 정지 태그를 배치한 환경」이란, 실제의 환경에서 상정되는 위치에 RFID 태그를 배치하는 것을 의미한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 판매 장소의 도난 게이트로서 안테나(20)가 설치되는 경우에는, 안테나(20) 근처의 선반에 RFID 태그가 부착된 상품이 놓인 환경에서 설정 툴을 사용한다.

또한, 「이동이라고 식별시키고 싶은 경우」란, RFID 태그가 부착된 판독 대상물을 실제의 이동 방법(포크리프트 운전이나 사람의 보행)에 의해 안테나(20) 앞을 이동시킨다. 그 때에 판독 조건을 통상보다 엄격한 방법(안테나(20)에 가까운 장소를 고속 이동, 안테나(20)로부터 먼 장소를 저속 이동, RFID 태그에 포크의 블레이드가 닿아 가려지거나, 가방 안에 다수의 RFID 태그를 감추는 등)으로 이동시키고, 이러한 상태에 있어서 파라미터를 맞춤으로써 통상의 이동의 경우에 여유를 갖고 이동이라고 식별할 수 있는 파라미터가 된다.

이때, 스텝 S140에서, 정지한 RFID 태그를 이동하고 있는 RFID 태그라고 오검지가 있는지 여부를 판별한다. 오검지가 있다고 판단된 경우(스텝 S140: "예"), 스텝 S150에 있어서, 화면상에서 오인식 RFID 태그를 선택하고, 파라미터의 변경을 행한다. 그리고, 스텝 S160에서, 리플레이 기능을 기동하고, 오검지한 것이 해소 되어 있는지 여부를 확인한다. 그리고, 스텝 S130의 처리로 되돌아간다.

한편, 스텝 S140에서 오검지가 없다고 판단된 경우(스텝 S140: "아니오"), 스텝 S170에서, 이동 RFID 태그를 정지 RFID 태그로 오검지가 있는지 여부를 판단한다. 스텝 S170에서 오검지가 있다고 판단된 경우(스텝 S170: "예"), 스텝 S180에서, 화면상에서 오인식한 RFID 태그를 선택하고, 그래프 상에서 이동이라고 식별되어야 할 기간을 선택한다. 그리고 스텝 S190에서 툴로 계산된 범위의 값에 파라미터를 변경하는 처리를 행한다. 이 처리의 후에, 스텝 S210에서, 리플레이 기능을 기동하고, 오검지한 것이 해소되었는지 여부를 확인한다. 그리고, 스텝 S130의 처리로 되돌아간다.

또한, 스텝 S170에서, 오검지가 없다고 판단된 경우(스텝 S170: "아니오"), 스텝 S200에서 식별 파라미터 결정하고, 설정 파일에 보존하는 처리를 행한다.

다음으로, 본 발명의 응용예로서 창고나 점포에서의 입출하 검품, 점포에서의 도난 방지 게이트, 창고 내 도난품 검지, 창고 내 재고 정리에 대하여 설명한다. 각각의 용도의 목적이나 판독 환경에 따라 사용하는 필터나 그 파라미터 설정이 서로 달라진다. 다른 응용 용도로서는 공항이나 공장 등에서 컨베이어 위를 이동하는 태그가 부착된 짐이나 물품의 식별을 들 수 있다. 전파 수신 강도 변화 외에 위상이나 도플러 정보를 사용함으로써 1매의 안테나에서도 복수 컨베이어의 구별 판독이나 이동 방향, 속도의 검지를 행할 수 있다.

우선, 창고나 점포에서의 입출하 검품에의 응용예에 대하여 설명한다. 도 1과 같이 안테나 앞을 태그가 부착된 판독 대상물(양복이나 백과 같은 어패럴 제품이나 텔레비전·휴대 전화 등의 전기 제품이나 부품 등)을 대차나 포크리프트 등에 의해 통과시킴으로써 고속으로 대량의 검품을 행할 수 있다. 이 용도의 특징으로 해서는 태그가 겹치는 등에 의해 읽기 어려운(RSSI가 낮은 채의) 상황이 발생할 수 있는 점, 안테나의 부근에 대상 외 태그를 두지 않는다고 하는 환경 컨트롤이 비교적 용이한 점을 들 수 있다.

이러한 환경에서는 예를 들어 RSSI 절대값 필터를 사용하지 않고, 또한 RSSI 비연속 상승 필터의 파라미터를 여유있게 함으로써 읽기 어려운 태그도 이동이라 검지시키면서, 대강 읽기 필터나 위상 진동 소 필터에 의해 먼 정지 태그를 배제하는 것이 가능하다.

다음으로, 점포에서의 도난 방지 게이트에의 응용예에 대하여 설명한다. 도 13c와 같이 레지스터에서 계산을 마치지 않은 태그가 부착된 상품이 RFID 안테나 및 리더가 내장된 게이트 앞을 이동한 것을 검지하고 버저를 울리는 것이 가능해진다. 종래의 자계 방식의 게이트에서는 게이트 간 거리가 1m를 초과하면 검지가 어려워지지만, 전자계 방식의 UHF대 RFID를 사용함으로써 2m 이상의 게이트 폭에서도 검지 가능해진다. 또한, 장거리 통신의 특성을 살려 안테나를 천장이나 바닥 하부에 배치하는 것도 가능하다.

이 응용에서는, 게이트 주위의 태그를 읽어버려, 도난 행위를 하지 않은 사람이 통과했을 때에 버저가 울려버리면 손님의 감정을 해하고, 가게의 신용도를 떨어뜨려 버릴 위험성이 있다. 그로 인해 모든 이동 태그를 검지할 수 없어도 좋다고 하고, 각종 이동 필터의 임계값을 조금 높게 설정할 수 있다. 도 13c의 (A)와 같은 수평 방향 이동은 검지하면서 (B)와 같은 수직 방향 이동은 버저를 울리지 않도록 하기 위해서, 우선 식별 파라미터 설정 툴에서 수직 방향으로 이동한 경우의 데이터를 취득하고, 그것이 정지라고 식별할 수 있도록 [이동 식별 파라미터] 란의 조정을 행한다.

대부분의 경우 필터를 엄격하게 설정함으로써 수평 방향은 이동이라고 식별하면서 수직 방향을 정지라고 식별할 수 있다. 그러나, 특히 안테나 근처의 이면으로부터 표면에의 이동시, 수직 방향도 식별되어버리는 경우에는, [식별 옵션]의 「수직 방향 이동 필터」를 이용하는 것(체크를 ON)에 의해 해결하는 것이 가능하다.

또한, 창고 내 도난품 검지에의 응용예에 대하여 설명한다. 도 30에서 도시한 바와 같이 RFID 안테나(20)를 출입구 부근의 천장 등에 설치함으로써, 창고 내의 태그 부착 물품의 이동이 발생한 경우에 검지를 행할 수 있다.

도 30은 창고 4층에서, "녹색 화병"의 도난이 발생한 것을 지하의 중앙 감시실에서 검지한 예이다. 카메라나 적외선 센서로 감시하는 방법과 달리, 어둠 속에서도 검지할 수 있거나, 가방 안 등에 숨긴 경우에도 어느 물품이 도난당한 것인지를 알 수 있는 것이 큰 특징이다. 위상은 사람의 이동만으로도 흔들리는 경우가 있어 정지 태그를 이동이라 오검지해버릴 가능성이 있지만, 통상 사람들의 출입이 발생할 일이 없는 야간 등의 감시 시에는 위상 진동 소 필터만을 사용함으로써 RSSI 비연속 상승 필터 등의 사용시보다도 광범위한 진입 검지가 가능해진다. 진입 검지 후에 RSSI 비연속 상승 필터 등에서 물품의 특정을 행할 수 있다.

다음으로, 창고 내 재고 정리에의 응용예에 대하여 설명한다. 도 31에서 도시한 바와 같이, 창고(200)는 기존의 것이며, 물품(상품)의 높이 등에 따른 선반이 설치되어 있다. 이 선반에는 RFID 태그를 포함하는 로케이팅 태그(201)가 붙여져 있으며, 로케이팅 태그(201)가 나타내는 위치 정보가 얻어지게 된다. 한편, 선반에 저장되는 물품(상품)에도, 그 성질이나 수량 등을 포함하여 상품 정보가 기억된 RFID 태그를 포함하는 상품 태그(202)가 붙여져 있다. 안테나(20)와 RFID 리더(10)가 저장되어 있는 제어 장치(컴퓨터 장치 C)를 구비한 자동 판독 장치를 포크리프트(210)에 의해 이동시킴으로써, 정지한 안테나 앞을 태그가 이동한 것과 동일한 상태로 된다.

포크리프트 이동 중에 안테나 앞에 있는 태그의 RSSI만이 큰 산형으로 되는 것을 이용하여 RSSI 비연속 상승 필터의 파라미터를 적절하게 설정함으로써 정확하게 안테나 앞에 위치하는 로케이팅 태그 및 상품 태그만을 검지할 수 있다. 이에 의해, 어느 위치에 어느 상품이 있다는 재고 정리를 안전하면서 고속으로 행할 수 있다. 무선 회선을 통하여, 판독한 상품 정보, 위치 정보, 서로 연결된 상품 정보(유무 포함함)와 위치 정보를 리얼타임 전송한다. 장거리 판독에 우수한 UHF대RFID를 사용함으로써 동종의 장치로 바코드 기술을 사용하는 경우에 비하여 태그의 부착 위치를 자유롭게 배치할 수 있다. 또한, 상자 내측의 비가시 위치에 부착하는 것도 가능해진다.

10: RFID 리더
20: 안테나
30: RFID 태그
F: 정지 RFID 태그 필터
C: 컴퓨터 장치

Claims

복수의 RFID 태그와, 상기 복수의 RFID 태그로부터의 전파를 수신하는 RFID 리더를 이용하여, 복수의 RFID 태그 중 이동 RFID 태그를 식별하는 RFID 태그 이동 식별 방법에 있어서,
상기 RFID 리더에 의해 이동 RFID 태그 및 정지 RFID 태그를 포함하는 복수의 RFID 태그의 시계열 판독 데이터를 취득하고, 일정한 파라미터에 기초하는 정지 RFID 태그 필터에 의해, 상기 판독한 복수의 RFID 태그의 정보로부터 상기 정지 RFID 태그를 특정하고, 상기 복수의 RFID 태그로부터 상기 이동 RFID 태그를 식별 가능하게 하는 것으로,
상기 정지 RFID 태그 필터는, 이하의 (1) 내지 (6)의 공정, 즉,
(1) 판독 중의 태그 매수를 변수로 한 함수를 이용하여, 초간 판독 가능 횟수를 계산하고, 상기 RFID 리더에 의해 판독한 초간 판독 횟수와의 비교에 기초하여 식별하는 공정;
(2) 전파 수신 강도의 시계열 분석에 의해, 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 공정;
(3) 상기 RFID 리더로 판독된 RFID 태그의 전파 수신 강도 시계열 데이터가, 곡형(谷型)으로 되는 경우, 즉 전파 수신 강도의 최고점 발생 시에 소정의 시계열 데이터까지 소급하여, 다른 전파 수신 강도의 최고점이 있는지를 판정하고, 최고점이 있는 경우에 정지 RFID 태그라고 판별하는 공정;
(4) 상기 RFID 태그의 전파 수신 강도 시계열 데이터가 나타내는 산형(山型) 전체 또는 산형의 오름 부분의 선형·비선형 곡선과의 적합도, 산형의 각 강도 최대값과 최소값의 차, 산형의 시계열에서 앞의 점으로부터 상승한 점의 전파 수신 강도의 상승 비율 중 적어도 하나를 사용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 공정;
(5) 상기 RFID 리더의 송신 반송파와 RFID 태그로부터의 반사로 반환된 반송파의 위상의 시계열 분석에 의해, 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 공정;
(6) RFID 태그 응답의 위상 변곡점 또는 도플러 주파수 0 시점과 전파 수신 강도 산정(山頂) 발생 시점을 비교함으로써 이동 방향을 식별하는 공정
중 어느 공정을 포함하는 개별 정지 RFID 태그 필터를 구비하고,
상기 정지 RFID 태그 필터는, 복수의 상기 개별 정지 RFID 태그 필터 중 적어도 하나 이상의 개별 정지 RFID 태그 필터를 사용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하여, 이동 RFID 태그를 식별하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 이동 식별 방법.
제1항에 있어서,
상기 (1)에서의 판독 중 태그 매수를 변수로 한 함수는, 판독 중 태그 매수를 독립 변수로 한 누승 곡선 함수 또는 다항식 함수이며, 이 함수를 이용하여 계산한 계산값에, 소정의 비율을 승산한 임계값을 판단 기준으로 하여, 상기 판단 기준보다 초간 판독 횟수가 적은 경우에 정지 태그라고 식별하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 이동 식별 방법.
제1항에 있어서,
상기 개별 정지 RFID 태그 필터를 사용하여 안테나 근처의 수평 방향 이동만을 검지하고 먼 수평 방향 이동이나 수직 방향 이동은 검지하지 않는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 이동 식별 방법.
제1항에 있어서,
상기 (5)에서의 시계열 분석에 있어서, 위상의 표준 편차의 값에 임계값을 설정하는 것, 2항검정, 카이제곱검정, G검정 중 적어도 1개를 이용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 이동 식별 방법.
제1항에 있어서,
상기 일정한 파라미터는, 미리 시험적 RFID 태그를 이동한 후에, 이동 시의 개시점 및 종료점을 선택함으로써 RFID 리더나 안테나, 태그, 이동 속도와 같은 환경의 차이를 흡수한 상기 파라미터를 자동으로 계산하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 이동 식별 방법.
컴퓨터 장치에, 이동 RFID 태그 및 정지 RFID 태그를 포함하는 복수의 RFID 태그를 RFID 리더로 판독시킨 시계열 판독 데이터를, 일정한 파라미터에 기초하는 정지 RFID 태그 필터에 따라서, 복수의 상기 RFID 태그의 정보로부터 상기 정지 RFID 태그를 특정시키고, 상기 복수의 RFID 태그로부터 상기 이동 RFID 태그를 식별시키는 것으로, 정지 RFID 태그 필터로서,
(1) 판독 중의 태그 매수를 변수로 한 함수를 이용하여, 초간 판독 가능 횟수를 계산하고, 상기 RFID 리더에 의해 판독한 초간 판독 횟수와의 비교에 기초하여 식별하는 수순,
(2) 전파 수신 강도의 시계열 분석에 의해, 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 수순,
(3) 상기 RFID 리더로 판독된 RFID 태그의 전파 수신 강도 시계열 데이터가 곡형으로 되는 경우, 즉 전파 수신 강도의 최고점 발생 시에 소정의 시계열 데이터까지 소급하여, 다른 전파 수신 강도의 최고점이 있는지를 판정하고, 최고점이 있는 경우에 정지 RFID 태그라고 판별하는 수순,
(4) 상기 RFID 태그의 전파 수신 강도 시계열 데이터가 나타내는 산형 전체 또는 산형의 오름 부분의 선형·비선형 곡선과의 적합도, 산형의 각 강도 최대값과 최소값의 차, 산형의 시계열에서 앞의 점으로부터 상승한 점의 전파 수신 강도의 상승 비율 중 적어도 하나를 이용하여 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 수순,
(5) 상기 RFID 리더의 송신 반송파와 RFID 태그로부터의 반사로 반환된 반송파의 위상의 시계열 분석에 의해, 정지 RFID 태그와 이동 RFID 태그를 식별하는 수순,
(6) RFID 태그 응답의 위상 변곡점 또는 도플러 주파수 0 시점과 전파 수신 강도 산정 발생 시점을 비교함으로써 이동 방향을 식별하는 수순
중 적어도 하나 이상의 수순을 포함하는 개별 정지 RFID 태그 필터를 임의의 순서로 컴퓨터 장치에 실행시키기 위한 RFID 태그 이동 식별 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.