リーダライタシステム、及び物品仕分システム
【課題】ＲＦＩＤタグが移動しているか停止しているかを判別することができるリーダライタを提供する。
【解決手段】リーダライタシステム１００は、アンテナ６ａ、６ｂを備えたリーダライタ５０と、ＰＣ６０により構成されている。また、ＰＣ（制御手段）６０は、リーダライタ５０と情報の授受を行なう通信部２０と、リーダライタ５０により演算された遅延時間に基づいてタグ７とアンテナとの相対速度を演算する相対速度演算手段２２と、各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との相対速度を比較する相対速度比較手段２３と、相対速度と最接近点からタグ７の通過及び通過方向を判定する判定部２４と、を備えて構成されている。
【解決手段】リーダライタシステム１００は、アンテナ６ａ、６ｂを備えたリーダライタ５０と、ＰＣ６０により構成されている。また、ＰＣ（制御手段）６０は、リーダライタ５０と情報の授受を行なう通信部２０と、リーダライタ５０により演算された遅延時間に基づいてタグ７とアンテナとの相対速度を演算する相対速度演算手段２２と、各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との相対速度を比較する相対速度比較手段２３と、相対速度と最接近点からタグ７の通過及び通過方向を判定する判定部２４と、を備えて構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーダライタシステム、及び物品仕分システムに関し、さらに詳しくは、アンテナと非接触情報記録媒体の相対速度から、当該非接触情報記録媒体の移動の有無を判定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電波を利用したＲＦＩＤシステムは、電源を持たないパッシブ型のＲＦＩＤタグに対しても、数十ｃｍ〜数ｍという長い交信可能距離を持つ。しかし、ＲＦＩＤタグとの交信可能距離は、ＲＦＩＤタグに搭載されたアンテナの特性により決定されるため、狭指向性の小型アンテナの実現が困難な帯域（１ＧＨｚ以下のＵＨＦ帯など）を利用したＲＦＩＤシステムにおいては、ＲＦＩＤタグが移動しているか否かを短時間に判別することは困難であった。即ち、ＲＦＩＤタグまでの距離の変化（ドップラー効果）の測定により、アンテナとＲＦＩＤタグとの相対速度を取得することは可能であったが、相対速度は絶対速度との相関を持たないため、この相対速度からＲＦＩＤタグが移動しているか停止しているかを、正確に判別することはできなかった。
特許文献１には、指向性の強い少数のアンテナで、通信不能部分の無い広い通信領域をカバーできるタグ通信用アンテナについて開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２００８３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
即ち、ベルトコンベア上の物品を識別する従来のシステムの場合、例えば、ベルトコンベアの近傍にＲＦＩＤタグを取り付けた物品が置かれているとき、移動している物品と停止している物品を判別できないため、不必要な物品の情報も併せて読んでしまうといった問題がある。
また、特許文献１に開示されている従来技術では、ＲＦＩＤリーダ／ライタに用いられるタグ通信用アンテナは、送信する電波のビームをスキャンできるビームスキャンアンテナであること、ビームはスキャン方向に指向性の強いビームであること、ビームのスキャンはスキャン方向を含む面が最も強い反射波の生じる反射面である床面と交わるように行われること、等の制約条件が多いため、場所によっては、アンテナを最適な位置に設置できないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、２つのアンテナを備え、リーダライタから発信された電波とＲＦＩＤタグから反射された電波の遅延時間に基づいて、夫々のアンテナとＲＤＩＤタグとの相対速度を求めることにより、ＲＦＩＤタグが移動しているか停止しているかを判別することができるリーダライタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、電波を利用して非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定するリーダライタシステムであって、前記非接触情報記録媒体に電波を送信する送信手段、該電波の一部を前記非接触情報記録媒体が変調することにより得た反射波を復調する復調手段、前記反射波の遅延時間を算出する演算手段、及び前記送信手段からの電波を前記非接触情報記録媒体に出力し、前記反射波を受信する固定された２つのアンテナ、を有するリーダライタと、前記リーダライタを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記演算手段により算出された遅延時間に基づいて前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を演算し、少なくとも何れか一方のアンテナにより受信された反射波に基づいて演算された相対速度に係る演算結果がゼロでない場合、該非接触情報記録媒体は移動していると判定することを特徴とする。
本発明は、マイクロ波を利用して非接触情報記録媒体と通信を行うマイクロ波方式におけるリーダライタであり、リーダライタから送信した電波（マイクロ波）は、２つのアンテナから放射されて非接触情報記録媒体により変調されて反射波として夫々のアンテナにより受信される。このとき発信した電波と反射波との間には、距離に応じた遅延時間が生じる。本発明は、その時の各アンテナと非接触情報記録媒体との遅延時間から相対速度を求めることにより、非接触情報記録媒体が移動しているか停止しているかを判定する。即ち、少なくとも何れか一方のアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度がゼロでなければ、非接触情報記録媒体が移動していると判定することができる。これにより、移動している非接触情報記録媒体を対象としたシステムにおいては、停止している非接触情報記録媒体を選別して除外することができる。また、実際に非接触情報記録媒体が移動していることを保証することができる。
【０００５】
請求項２は、前記制御手段は、前記リーダライタと情報の授受を行なう通信部と、前記リーダライタにより演算された遅延時間に基づいて前記相対速度を演算する相対速度演算手段と、前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を比較する相対速度比較手段と、前記相対速度比較手段の比較結果に基づいて前記非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定する判定部と、全体を同期制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。
リーダライタからは各アンテナと非接触情報記録媒体間の反射波の遅延時間が出力される。制御手段は、この遅延時間から各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を求める。そして求められた相対速度を相対速度比較手段により比較して、その結果に基づいて非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定する。これにより、簡単な演算結果から容易に非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定することができる。
【０００６】
請求項３は、前記制御手段は、前記演算手段により算出された遅延時間に基づいて前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を演算し、前記２つのアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度に係る演算結果が共にゼロである場合、該非接触情報記録媒体は停止していると判定することを特徴とする。
２つのアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度に係る演算結果が共にゼロである場合、非接触情報記録媒体は停止していると判定することができる。これにより、停止している非接触情報記録媒体を対象としたシステムにおいては、移動している非接触情報記録媒体を選別して除外することができる。また、実際に非接触情報記録媒体が停止していることを保証することができる。
請求項４は、前記制御手段は、前記非接触情報記録媒体の絶対速度がゼロではなく、且つ、前記２つのアンテナとの相対速度がゼロである時、該非接触情報記録媒体は、前記２つのアンテナを中心とし、該非接触情報記録媒体と該２つのアンテナ間の距離と直径が等しい球に沿って移動していると判定することを特徴とする。
タグの絶対速度が０ではなく、かつ、アンテナ６ａと６ｂとタグ７との相対速度が０(移動による距離の変化が無し)である時、タグ７は、アンテナ６ａと６ｂを中心とし、タグ７とアンテナ６ａと６ｂ間の距離と直径が等しい球に沿って移動しているといえる。
請求項５は、前記制御手段は、前記２つのアンテナを結ぶ直線上に前記非接触情報記録媒体が存在しない場合、前記２つのアンテナの相対速度がゼロでなければ、該非接触情報記録媒体は移動していると判定することを特徴とする。
【０００７】
請求項６は、請求項１乃至５の何れか一項に記載のリーダライタシステムと、物品に係る情報を記録した非接触情報記録媒体を取り付けた物品と、該物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されてくる物品の通過を検知する検知手段と、前記搬送手段により搬送された物品を仕分けする仕分手段と、仕分制御手段と、を備え、
前記仕分制御手段は、前記リーダライタシステムにより移動していると判定された非接触情報記録媒体を取り付けた最初の物品を前記検知手段が検知すると、当該物品に係る仕分けを実行することを特徴とする。
移動する物品を識別して自動的に仕分する仕分システムに関するものである。即ち、本発明のリーダライタを備え、例えば、ベルトコンベアの近傍にアンテナを配置して、物品に取り付けられた非接触情報記録媒体との情報の授受を行い、その情報から移動している物品の並び順を識別する。また、それらの物品を仕分するために、物品が通過したことを検知する検知手段と、実際に物品を仕分する仕分機を備える。そして、ＰＣ等から構成される制御手段は、並び順を記憶しておき、検知手段が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。これにより、読み取り領域内の移動する物品だけの並び順を把握して、正確に仕分けることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、各アンテナと非接触情報記録媒体との遅延時間から相対速度を求め、少なくとも何れか一方のアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度がゼロでなければ、非接触情報記録媒体が移動していると判定することができるので、移動している非接触情報記録媒体を対象としたシステムにおいては、停止している非接触情報記録媒体を選別して除外することができる。また、実際に非接触情報記録媒体が移動していることを保証することができる。
また、２つのアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度に係る演算結果が共にゼロである場合、非接触情報記録媒体は停止していると判定することができるので、停止している非接触情報記録媒体を対象としたシステムにおいては、移動している非接触情報記録媒体を選別して除外することができる。また、実際に非接触情報記録媒体が停止していることを保証することができる。
また、並び順を記憶しておき、検知手段が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行するので、読み取り領域内の移動する物品だけの並び順を把握して、正確に仕分けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の一実施形態に係るリーダライタのブロック図である。このリーダライタ５０は、ＶＣＯ２の出力信号の位相を、基準となる入力信号の位相に同期させるＰＬＬ回路１と、ＰＬＬ回路１の制御電圧に基づいて所定の周波数を発振するＶＣＯ２と、ＶＣＯ２から発信された信号をマイクロ波（電波）に変調する変調器３と、マイクロ波を増幅する増幅器４（ここまでが送信手段）と、マイクロ波の方向により向きを決定するサーキュレータ５と、マイクロ波を発信して非接触ＩＣタグ（非接触情報記録媒体）（以下、単にタグと呼ぶ）７からの反射波を受信するアンテナ６ａ、６ｂと、サーキュレータ５により合成された合成波を増幅する増幅器８と、ＶＣＯ２の信号と増幅器８により増幅された信号を加算重畳してｓｉｎ波を復調するミキサ９と、ＶＣＯ２の信号を９０°移相器１０により移相した信号と増幅器８により増幅された信号を加算重畳してｃｏｓ波を復調するミキサ１１と、ミキサ９の信号から所定の周波数成分のみを通過するＢＰＦ１２と、ミキサ１１の信号から所定の周波数成分のみを通過するＢＰＦ１３と、ＢＰＦ１２の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１４と、ＢＰＦ１３の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１６と（ここまでが復調手段）、Ａ／Ｄコンバータ１４とＡ／Ｄコンバータ１６から位相を演算する演算器１５（ここまでが演算手段）と、タグ７を同時に読取可能とするように配置された２つのアンテナ６ａ、６ｂと、を備えて構成されている。尚、図１では制御手段の図示を省略している。
【００１０】
電波を利用したＲＦＩＤシステムでは、タグ７に与えた電波（ＣＷ波）の一部を、タグ７が変調を加えて戻す（振幅・位相を変化させて反射させる）ことにより、タグ７からリーダライタ５０への通信を行っている。
リーダライタ５０には「自ら発信した電波の反射波（後方散乱波）」が戻ることとなるが、この後方散乱波は、タグ７とアンテナ６ａ、又は６ｂとの間を往復した波であるため、自ら発信した電波に対しタグ７とアンテナ６ａ、又は６ｂの距離の倍に比例した遅延を持った波であると考えることができる。
本実施形態では、複数のアンテナ６ａ、６ｂを使用して、タグ７からの後方散乱波の遅延の測定を行い、それぞれのアンテナ６ａ、６ｂとタグ７との相対速度を求めることで、タグ７の移動の有無を判定することができる。
本発明は、マイクロ波を利用してタグ７と通信を行うマイクロ波方式におけるリーダライタ５０であり、リーダライタ５０から送信した電波（マイクロ波）は、２つのアンテナ６ａ、６ｂから放射されてタグ７により変調されて反射波として夫々のアンテナ６ａ、６ｂにより受信される。このとき発信した電波と反射波との間には、距離に応じた遅延時間が生じる。本発明は、その時の各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との遅延時間から相対速度を求めることにより、タグ７が移動しているか停止しているかを判定する。即ち、少なくとも何れか一方のアンテナの相対速度がゼロでなければ、タグ７が移動していると判定することができる。これにより、移動しているタグを対象としたシステムにおいては、停止しているタグを選別して除外することができる。また、実際にタグ７が移動していることを保証することができる。
【００１１】
また、２つのアンテナ６ａ、６ｂでの相対速度に係る演算結果が共にゼロである場合、タグ７は停止していると判定することができる。これにより、停止しているタグを対象としたシステムにおいては、移動しているタグを選別して除外することができる。また、実際にタグ７が停止していることを保証することができる。
ここで、リーダライタ５０に接続されたアンテナ６ａ、６ｂから送信されるＣＷ波を
・・・（１）
とした時（ＡとθCは回路による決まる一定値）、同じアンテナで受信されるタグ７からの後方散乱波は、以下のように表せる。
・・・（２）
ｌ［ｍ］はタグ−アンテナ間の距離、ｃは電波の速度［ｍ／ｓ］、Ｂは空間やタグでの減衰を表す係数、θTはタグでの反射時の位相変化である。電波を利用するＲＦＩＤにおいては、タグ７からリーダライタ５０への通信を行う際、タグ７で加えられる変調により、このＢとθTが変化する。
ここで、タグ７→リーダライタ５０間における通信がＡＳＫ変調により行われる場合には、１を表すシンボルに同期して遅延時間の測定を行うとする。これにより、θTをタグ固有のある一定の値とする事ができる。
【００１２】
また、ＢＰＳＫ変調の場合では、１または０を表すシンボルに同期して遅延時間の測定を行うとする。これにより、θTをタグ固有のある一定値θT1、もしくは、θT2（＝θT1＋π）のどちらかの値とする事ができる。同様に、その他の位相変調においても、あるシンボルに同期して遅延時間を測定を行うとすることで、θTをタグ固有のある一定の値とする事ができる。
このように、タグ７との通信を行う際に、そのシンボルと同期して遅延時間を測定する事により、タグ７で反射される際の位相が安定し、θTを定数値とみなすことができる。
また、変調のかけられた後方散乱波を対象として測定を行う事で、変化を持たない後方散乱波（反射波）を、ＢＰＦにより除去することが可能となり、周囲の金属物や通信状態に無いタグからの反射等の影響を排除する事ができる。
さらに、タグ７からリーダライタ５０への通信を行う際に遅延時間を測定しているため、アンチコリジョン機能を持つプロトコルのもとでは、通信相手となるタグを一つに限定した条件の下で遅延時間の測定を行うことが可能となり、複数のタグが存在する環境においても、特定のタグの後方散乱波のみを選択して遅延時間を測定する事と、その通信で得られたデータ（ＩＤ）と遅延時間を関連付けて管理することが可能となる。
【００１３】
後方散乱波の遅延時間の測定は、ＣＷ波と共通の信号源から作成されるローカル信号
・・・（３）
を使用して、直交検波を行うことによって行う。
これにより、以下のＩＱ信号が得られる。
・・・（４）
・・・（５）
ここで、ＣとθRは、直交検波の操作により付加される変数であるが、Ｃは回路により決まる値であるため一定値と考える事ができる。また、ローカル信号とＣＷ波は、同じ信号源からの信号であるため、その位相差を回路により決まる一定値とみなすことができ、これにより、θRも回路により決まる一定値とみなすことができる。
ここで、θc・θT・θRはいずれも定数値とみなせるため、θrは以下のように表すことができる。
・・・（６）
【００１４】
ただし、θRは回路による固有値であるため、使用するアンテナによって、値が異なる場合がある。そこで、あらかじめそれぞれのアンテナを使用した際のθconstの値を得ておき、各アンテナにおいて測定されたθrから、固有のオフセット量θconstを減算することで補正を行うこととし、その補正後の値をθANTnとする。
・・・（７）
タグ７への電波の送信をアンテナ６ａとアンテナ６ｂからそれぞれ行い、その後方散乱波の遅延を同じアンテナで得たとする。この時、θANT1−θANT2により、タグ７−アンテナ６ａの距離ｌ1とタグ７−アンテナ６ｂの距離ｌ2の差のｄ＝ｌ1−ｌ2を得る事ができる。
・・・（８）
このとき、θANT1とθANT2の測定を行う間にタグ７が移動すると、その移動量が誤差となるが、この場合、θANT2の測定後に、再度θANT1の測定を行い平均化することで、誤差を補正できる。
【００１５】
また、アンテナｍで送信を行い、異なるアンテナｎで受信をおこなった場合は、アンテナｍとタグ７との距離をｌm、アンテナｎとタグとの距離をｌnとした時、以下のように表すことができる。
・・・（９）
そして、回路による固有値であるθRの補正を、前記と同様に行い、その補正後の値をθANTmnとする。
・・・（１０）
ここで、タグ７への電波の送信をあるアンテナａから行い、その後方散乱波の遅延をアンテナ６ａとアンテナ６ｂで得たとすれば、θANTa1−θANTa2により、タグ７−アンテナ６ａの距離ｌ1とタグ７−アンテナ６ｂの距離ｌ2の差のｄ＝ｌ1−ｌ2を得る事ができる（アンテナａはアンテナ６ａもしくはアンテナ６ｂであっても構わない）。
・・・（１１）
この場合には、二組の直交検波回路を使用して同時にθANTa1とθANTa2の取得を行うこともできる。また、１つの直交検波回路とアンテナ切替回路を用いて、アンテナ６ａにおいてθANTa1の測定を行った後で、アンテナ切替を行い、アンテナ６ｂにおいてθANTa2の取得を行ってもよい。
後者の手段を用いる場合は、θANTa1とθANTa2の測定を行う間にタグ７が移動すると、その差が誤差となるが、この場合、θANTa2の測定後に、再度θANTa1の測定を行い平均化することで、誤差を補正できる。
【００１６】
図２は本発明に係るリーダライタシステムの機能を表すブロック図である。リーダライタシステム１００は、アンテナ６ａ、６ｂを備えたリーダライタ５０と、ＰＣ６０により構成されている。また、ＰＣ（制御手段）６０は、リーダライタ５０と情報の授受を行なう通信部２０と、リーダライタ５０により演算された遅延時間に基づいてタグ７とアンテナとの相対速度を演算する相対速度演算手段２２と、各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との相対速度を比較する相対速度比較手段２３と、相対速度と最接近点からタグ７の通過及び通過方向を判定する判定部２４と、を備えて構成されている。
即ち、リーダライタ５０からは各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との遅延時間が出力される。ＰＣ６０は、この遅延時間から各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との相対速度を求める。そして各アンテナ６ａ、６ｂとの相対速度を相対速度比較手段２３により比較して、その結果に基づいてタグ７が移動しているか否かを判定する。これにより、簡単な演算結果から容易にタグ７が移動しているか否かを判定することができる。
【００１７】
次に、図３を参照して相対速度からタグの移動の有無を求める。
２つのアンテナ６ａと６ｂを用意し、読取対象とする領域を２つのアンテナの両方から読取可能なように設置する。２つのアンテナ６ａと６ｂを結ぶ直線を直線Ａとした時、直線Ａの方向を、それぞれのアンテナ６ａと６ｂにおいて指向性のヌル方向とし、その位置に存在するタグは読めないようにする。もしくは、物理的・システム的に、直線Ａ上にタグが位置する事がないようにする。図３でアンテナ６ａからタグ７までの等距離の円をＲ、アンテナ６ｂからタグ７までの等距離の円をＳとし、アンテナ６ａと６ｂの間は距離ｄだけ離間して設置している。ここで円Ｒ、円Ｓは各アンテナからタグ７までの距離であり、読取可能範囲を表しているのではない。従って、各円の外側でも読み取りが可能の場合もある。
それぞれのアンテナ６ａと６ｂで、タグ７との通信を行い、その際にアンテナ６ａと６ｂとタグ７の相対速度を取得する。アンテナ６ａと６ｂが移動しないとするならば、タグ７の絶対速度が0である時、相対速度も０である。また、タグ７とアンテナ６ａと６ｂとの相対速度が０ではない時、タグ７の絶対速度は０ではない。
【００１８】
タグの絶対速度が０ではなく、かつ、アンテナ６ａと６ｂとタグ７との相対速度が０(移動による距離の変化が無し)である時、タグ７は、アンテナ６ａと６ｂを中心とし、タグ７とアンテナ６ａと６ｂ間の距離と直径が等しい球に沿って移動しているといえる。また、逆に、タグ７がその球に沿って移動していなければ、絶対速度が０でない場合に、相対速度が０となる事はない。
それぞれのアンテナを中心とした任意の大きさの球を考えた場合、その球同士が接する面は、直線Ａ上にのみ存在する。このため、直線Ａ上にタグ７が存在しないといえれば、少なくともタグ７はどちらかのアンテナを中心とした球に沿った移動はしていないといえる。
ここで、タグ７が直線Ａ上になく絶対速度を持つならば、どちらかのアンテナではタグ７との相対速度が０にならないといえる。このため、少なくともどちらかのアンテナでの相対速度が０でなければ、そのタグは移動している(絶対速度が０ではない)といえる。
また、同様に、２つのアンテナで得た相対速度が共に０であれば、タグは停止している(絶対速度が０)といえる。即ち、移動している場合は、ａ１＝ａ２で且つｂ１≠ｂ２の場合、ａ１≠ａ２で且つｂ１＝ｂ２の場合、ａ１≠ａ２で且つｂ１≠ｂ２の場合である。また、停止している場合は、ａ１＝ａ２で且つｂ１＝ｂ２の場合である。
【００１９】
図４は制御手段がタグの移動の有無を判定する動作を説明するフローチャートである。先ずリーダライタ５０から得られた各アンテナ６ａ、６ｂに係る遅延時間から相対速度を演算する（Ｓ１）。演算の結果、アンテナ１（６ａ）の相対速度がゼロか否かを判定する（Ｓ２）。判定の結果、ゼロでなければ（Ｓ２でＮＯ）、タグが移動していると判定する（Ｓ４）。一方、ステップＳ２で相対速度がゼロであれば（Ｓ２でＹＥＳ）、次にアンテナ２（６ｂ）の相対速度がゼロか否かを判定する（Ｓ３）。判定の結果、ゼロでなければ（Ｓ３でＮＯ）、タグが移動していると判定する（Ｓ４）。一方、ステップＳ３で相対速度がゼロであれば（Ｓ３でＹＥＳ）、アンテナ１、２とも相対速度がゼロなので、タグが停止していると判定する（Ｓ５）。
【００２０】
図５は、本発明の物品仕分システムの構成を示すブロック図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。この物品仕分システム１００は、図１に記載のリーダライタ５０と、電波の送受信を仲介するアンテナ６ａ、６ｂと、図示しない搬送手段により搬送されてくる物品の通過を検知するセンサ（検知手段）２１と、搬送手段により搬送された物品を仕分けする仕分機（仕分手段）２２と、ＰＣ（仕分制御手段）２０と、を備え、ＰＣ２０は、リーダライタ５０により移動していると判定されたタグ７を取り付けた物品をセンサ２１が検知すると、先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。
即ち、本実施形態は、移動する物品を識別して自動的に仕分する仕分システムに関する発明である。即ち、図１のリーダライタ５０を備え、例えば、ベルトコンベア２３の近傍にアンテナ６ａ、６ｂを配置して、物品に取り付けられたタグ７と情報の授受を行い、その情報から物品の並び順を識別する。また、それらの物品を仕分するために、物品が通過したことを検知するセンサ２１と、実際に物品を仕分する仕分機２２を備える。そして、ＰＣ２０は、並び順を記憶しておき、センサ２１が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。これにより、読み取り領域内の移動する物品だけの並び順を把握して、正確に仕分けることができる。
移動する物品を識別して自動的に仕分する仕分システムに関するものである。即ち、本発明のリーダライタを備え、例えば、ベルトコンベアの近傍にアンテナを配置して、物品に取り付けられた非接触情報記録媒体との情報の授受を行い、その情報から移動している物品の並び順を識別する。また、それらの物品を仕分するために、物品が通過したことを検知する検知手段と、実際に物品を仕分する仕分機を備える。そして、ＰＣ等から構成される制御手段は、並び順を記憶しておき、検知手段が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。これにより、読み取り領域内の移動する物品だけの並び順を把握して、正確に仕分けることができる。
【００２１】
図６は、図５の仕分システムの動作を説明するフローチャートである。図５を参照して説明する。リーダライタ５０は、読み取り可能領域６ａにある物品ａ、ｂ、ｃのタグ７の情報を一括して読み取る（Ｓ１０）。リーダライタ５０は読み取った情報から各タグの遅延時間を演算する（Ｓ１１）。次に、ＰＣ２０は遅延時間から各物品ａ、ｂ、ｃとの相対速度を求める（Ｓ１２）。この図では、物品ａはアンテナ６から遠ざかる方向に移動しており、物品ｂはアンテナ６に最接近しており、物品ｃはアンテナ６に近づいてきていることを認識する。そして、これらの演算結果から、物品が移動しているか否かを判定する（Ｓ１３）。停止していれば（Ｓ１３でＮＯ）、停止しているタグ情報を消去して（Ｓ１４）、ステップＳ１０に戻って繰り返す。一方、ステップＳ１３で物品が移動していれば（Ｓ１３でＹＥＳ）、移動している物品の並び順が先頭からａ、ｂ、ｃであることを認識する（Ｓ１５）。この情報は、ＰＣ２０内のメモリに記憶する（Ｓ１６）。ここでセンサ２１が物品を検出したかをチェックする（Ｓ１７）。このチェックは何時、発生するか分からないので、割り込み処理により行われるのが好ましい。ステップＳ１７でセンサ２１がＯＦＦ（Ｓ１７でＮＯ）のときは、ステップＳ１０に戻って繰り返す。ステップＳ１７でセンサ２１がＯＮ（Ｓ１７でＹＥＳ）のときは、メモリに記憶されている先頭の物品名ａから、ルート先を判別する（Ｓ１８）。この例では、物品ａのルート先がＢであると仮定すると、仕分機２２は物品ａをルートＢになるように仕分操作を行なう（Ｓ１９）。次に、仕分が完了した物品ａのデータは必要ないので消去して、次の物品ｂを先頭に繰り上げてＳ１に戻って繰り返す（Ｓ２０）。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るリーダライタのブロック図である。
【図２】本発明に係るリーダライタシステムの機能を表すブロック図である。
【図３】相対速度からタグの移動の有無を求める図である。
【図４】制御手段がタグの移動の有無を判定する動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の物品仕分システムの構成を示すブロック図である。
【図６】図５の仕分システムの動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１ ＰＬＬ回路、２ ＶＣＯ、３ 変調器、４、８ 増幅器、５サーキュレータ、６ａ、６ｂ アンテナ、７ タグ、９、１１ ミキサ、１２、１３ ＢＰＦ、１４、１６ Ａ／Ｄコンバータ、１５ 演算器、２０ 通信部、２１ 制御部、２２ 相対速度演算手段、２３ 相対速度比較手段、２４ 判定部、５０ リーダライタ、６０ ＰＣ、１００ リーダライタシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーダライタシステム、及び物品仕分システムに関し、さらに詳しくは、アンテナと非接触情報記録媒体の相対速度から、当該非接触情報記録媒体の移動の有無を判定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電波を利用したＲＦＩＤシステムは、電源を持たないパッシブ型のＲＦＩＤタグに対しても、数十ｃｍ〜数ｍという長い交信可能距離を持つ。しかし、ＲＦＩＤタグとの交信可能距離は、ＲＦＩＤタグに搭載されたアンテナの特性により決定されるため、狭指向性の小型アンテナの実現が困難な帯域（１ＧＨｚ以下のＵＨＦ帯など）を利用したＲＦＩＤシステムにおいては、ＲＦＩＤタグが移動しているか否かを短時間に判別することは困難であった。即ち、ＲＦＩＤタグまでの距離の変化（ドップラー効果）の測定により、アンテナとＲＦＩＤタグとの相対速度を取得することは可能であったが、相対速度は絶対速度との相関を持たないため、この相対速度からＲＦＩＤタグが移動しているか停止しているかを、正確に判別することはできなかった。
特許文献１には、指向性の強い少数のアンテナで、通信不能部分の無い広い通信領域をカバーできるタグ通信用アンテナについて開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２００８３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
即ち、ベルトコンベア上の物品を識別する従来のシステムの場合、例えば、ベルトコンベアの近傍にＲＦＩＤタグを取り付けた物品が置かれているとき、移動している物品と停止している物品を判別できないため、不必要な物品の情報も併せて読んでしまうといった問題がある。
また、特許文献１に開示されている従来技術では、ＲＦＩＤリーダ／ライタに用いられるタグ通信用アンテナは、送信する電波のビームをスキャンできるビームスキャンアンテナであること、ビームはスキャン方向に指向性の強いビームであること、ビームのスキャンはスキャン方向を含む面が最も強い反射波の生じる反射面である床面と交わるように行われること、等の制約条件が多いため、場所によっては、アンテナを最適な位置に設置できないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、２つのアンテナを備え、リーダライタから発信された電波とＲＦＩＤタグから反射された電波の遅延時間に基づいて、夫々のアンテナとＲＤＩＤタグとの相対速度を求めることにより、ＲＦＩＤタグが移動しているか停止しているかを判別することができるリーダライタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、電波を利用して非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定するリーダライタシステムであって、前記非接触情報記録媒体に電波を送信する送信手段、該電波の一部を前記非接触情報記録媒体が変調することにより得た反射波を復調する復調手段、前記反射波の遅延時間を算出する演算手段、及び前記送信手段からの電波を前記非接触情報記録媒体に出力し、前記反射波を受信する固定された２つのアンテナ、を有するリーダライタと、前記リーダライタを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記演算手段により算出された遅延時間に基づいて前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を演算し、少なくとも何れか一方のアンテナにより受信された反射波に基づいて演算された相対速度に係る演算結果がゼロでない場合、該非接触情報記録媒体は移動していると判定することを特徴とする。
本発明は、マイクロ波を利用して非接触情報記録媒体と通信を行うマイクロ波方式におけるリーダライタであり、リーダライタから送信した電波（マイクロ波）は、２つのアンテナから放射されて非接触情報記録媒体により変調されて反射波として夫々のアンテナにより受信される。このとき発信した電波と反射波との間には、距離に応じた遅延時間が生じる。本発明は、その時の各アンテナと非接触情報記録媒体との遅延時間から相対速度を求めることにより、非接触情報記録媒体が移動しているか停止しているかを判定する。即ち、少なくとも何れか一方のアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度がゼロでなければ、非接触情報記録媒体が移動していると判定することができる。これにより、移動している非接触情報記録媒体を対象としたシステムにおいては、停止している非接触情報記録媒体を選別して除外することができる。また、実際に非接触情報記録媒体が移動していることを保証することができる。
【０００５】
請求項２は、前記制御手段は、前記リーダライタと情報の授受を行なう通信部と、前記リーダライタにより演算された遅延時間に基づいて前記相対速度を演算する相対速度演算手段と、前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を比較する相対速度比較手段と、前記相対速度比較手段の比較結果に基づいて前記非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定する判定部と、全体を同期制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。
リーダライタからは各アンテナと非接触情報記録媒体間の反射波の遅延時間が出力される。制御手段は、この遅延時間から各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を求める。そして求められた相対速度を相対速度比較手段により比較して、その結果に基づいて非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定する。これにより、簡単な演算結果から容易に非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定することができる。
【０００６】
請求項３は、前記制御手段は、前記演算手段により算出された遅延時間に基づいて前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を演算し、前記２つのアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度に係る演算結果が共にゼロである場合、該非接触情報記録媒体は停止していると判定することを特徴とする。
２つのアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度に係る演算結果が共にゼロである場合、非接触情報記録媒体は停止していると判定することができる。これにより、停止している非接触情報記録媒体を対象としたシステムにおいては、移動している非接触情報記録媒体を選別して除外することができる。また、実際に非接触情報記録媒体が停止していることを保証することができる。
請求項４は、前記制御手段は、前記非接触情報記録媒体の絶対速度がゼロではなく、且つ、前記２つのアンテナとの相対速度がゼロである時、該非接触情報記録媒体は、前記２つのアンテナを中心とし、該非接触情報記録媒体と該２つのアンテナ間の距離と直径が等しい球に沿って移動していると判定することを特徴とする。
タグの絶対速度が０ではなく、かつ、アンテナ６ａと６ｂとタグ７との相対速度が０(移動による距離の変化が無し)である時、タグ７は、アンテナ６ａと６ｂを中心とし、タグ７とアンテナ６ａと６ｂ間の距離と直径が等しい球に沿って移動しているといえる。
請求項５は、前記制御手段は、前記２つのアンテナを結ぶ直線上に前記非接触情報記録媒体が存在しない場合、前記２つのアンテナの相対速度がゼロでなければ、該非接触情報記録媒体は移動していると判定することを特徴とする。
【０００７】
請求項６は、請求項１乃至５の何れか一項に記載のリーダライタシステムと、物品に係る情報を記録した非接触情報記録媒体を取り付けた物品と、該物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されてくる物品の通過を検知する検知手段と、前記搬送手段により搬送された物品を仕分けする仕分手段と、仕分制御手段と、を備え、
前記仕分制御手段は、前記リーダライタシステムにより移動していると判定された非接触情報記録媒体を取り付けた最初の物品を前記検知手段が検知すると、当該物品に係る仕分けを実行することを特徴とする。
移動する物品を識別して自動的に仕分する仕分システムに関するものである。即ち、本発明のリーダライタを備え、例えば、ベルトコンベアの近傍にアンテナを配置して、物品に取り付けられた非接触情報記録媒体との情報の授受を行い、その情報から移動している物品の並び順を識別する。また、それらの物品を仕分するために、物品が通過したことを検知する検知手段と、実際に物品を仕分する仕分機を備える。そして、ＰＣ等から構成される制御手段は、並び順を記憶しておき、検知手段が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。これにより、読み取り領域内の移動する物品だけの並び順を把握して、正確に仕分けることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、各アンテナと非接触情報記録媒体との遅延時間から相対速度を求め、少なくとも何れか一方のアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度がゼロでなければ、非接触情報記録媒体が移動していると判定することができるので、移動している非接触情報記録媒体を対象としたシステムにおいては、停止している非接触情報記録媒体を選別して除外することができる。また、実際に非接触情報記録媒体が移動していることを保証することができる。
また、２つのアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度に係る演算結果が共にゼロである場合、非接触情報記録媒体は停止していると判定することができるので、停止している非接触情報記録媒体を対象としたシステムにおいては、移動している非接触情報記録媒体を選別して除外することができる。また、実際に非接触情報記録媒体が停止していることを保証することができる。
また、並び順を記憶しておき、検知手段が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行するので、読み取り領域内の移動する物品だけの並び順を把握して、正確に仕分けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の一実施形態に係るリーダライタのブロック図である。このリーダライタ５０は、ＶＣＯ２の出力信号の位相を、基準となる入力信号の位相に同期させるＰＬＬ回路１と、ＰＬＬ回路１の制御電圧に基づいて所定の周波数を発振するＶＣＯ２と、ＶＣＯ２から発信された信号をマイクロ波（電波）に変調する変調器３と、マイクロ波を増幅する増幅器４（ここまでが送信手段）と、マイクロ波の方向により向きを決定するサーキュレータ５と、マイクロ波を発信して非接触ＩＣタグ（非接触情報記録媒体）（以下、単にタグと呼ぶ）７からの反射波を受信するアンテナ６ａ、６ｂと、サーキュレータ５により合成された合成波を増幅する増幅器８と、ＶＣＯ２の信号と増幅器８により増幅された信号を加算重畳してｓｉｎ波を復調するミキサ９と、ＶＣＯ２の信号を９０°移相器１０により移相した信号と増幅器８により増幅された信号を加算重畳してｃｏｓ波を復調するミキサ１１と、ミキサ９の信号から所定の周波数成分のみを通過するＢＰＦ１２と、ミキサ１１の信号から所定の周波数成分のみを通過するＢＰＦ１３と、ＢＰＦ１２の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１４と、ＢＰＦ１３の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１６と（ここまでが復調手段）、Ａ／Ｄコンバータ１４とＡ／Ｄコンバータ１６から位相を演算する演算器１５（ここまでが演算手段）と、タグ７を同時に読取可能とするように配置された２つのアンテナ６ａ、６ｂと、を備えて構成されている。尚、図１では制御手段の図示を省略している。
【００１０】
電波を利用したＲＦＩＤシステムでは、タグ７に与えた電波（ＣＷ波）の一部を、タグ７が変調を加えて戻す（振幅・位相を変化させて反射させる）ことにより、タグ７からリーダライタ５０への通信を行っている。
リーダライタ５０には「自ら発信した電波の反射波（後方散乱波）」が戻ることとなるが、この後方散乱波は、タグ７とアンテナ６ａ、又は６ｂとの間を往復した波であるため、自ら発信した電波に対しタグ７とアンテナ６ａ、又は６ｂの距離の倍に比例した遅延を持った波であると考えることができる。
本実施形態では、複数のアンテナ６ａ、６ｂを使用して、タグ７からの後方散乱波の遅延の測定を行い、それぞれのアンテナ６ａ、６ｂとタグ７との相対速度を求めることで、タグ７の移動の有無を判定することができる。
本発明は、マイクロ波を利用してタグ７と通信を行うマイクロ波方式におけるリーダライタ５０であり、リーダライタ５０から送信した電波（マイクロ波）は、２つのアンテナ６ａ、６ｂから放射されてタグ７により変調されて反射波として夫々のアンテナ６ａ、６ｂにより受信される。このとき発信した電波と反射波との間には、距離に応じた遅延時間が生じる。本発明は、その時の各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との遅延時間から相対速度を求めることにより、タグ７が移動しているか停止しているかを判定する。即ち、少なくとも何れか一方のアンテナの相対速度がゼロでなければ、タグ７が移動していると判定することができる。これにより、移動しているタグを対象としたシステムにおいては、停止しているタグを選別して除外することができる。また、実際にタグ７が移動していることを保証することができる。
【００１１】
また、２つのアンテナ６ａ、６ｂでの相対速度に係る演算結果が共にゼロである場合、タグ７は停止していると判定することができる。これにより、停止しているタグを対象としたシステムにおいては、移動しているタグを選別して除外することができる。また、実際にタグ７が停止していることを保証することができる。
ここで、リーダライタ５０に接続されたアンテナ６ａ、６ｂから送信されるＣＷ波を
・・・（１）
とした時（ＡとθCは回路による決まる一定値）、同じアンテナで受信されるタグ７からの後方散乱波は、以下のように表せる。
・・・（２）
ｌ［ｍ］はタグ−アンテナ間の距離、ｃは電波の速度［ｍ／ｓ］、Ｂは空間やタグでの減衰を表す係数、θTはタグでの反射時の位相変化である。電波を利用するＲＦＩＤにおいては、タグ７からリーダライタ５０への通信を行う際、タグ７で加えられる変調により、このＢとθTが変化する。
ここで、タグ７→リーダライタ５０間における通信がＡＳＫ変調により行われる場合には、１を表すシンボルに同期して遅延時間の測定を行うとする。これにより、θTをタグ固有のある一定の値とする事ができる。
【００１２】
また、ＢＰＳＫ変調の場合では、１または０を表すシンボルに同期して遅延時間の測定を行うとする。これにより、θTをタグ固有のある一定値θT1、もしくは、θT2（＝θT1＋π）のどちらかの値とする事ができる。同様に、その他の位相変調においても、あるシンボルに同期して遅延時間を測定を行うとすることで、θTをタグ固有のある一定の値とする事ができる。
このように、タグ７との通信を行う際に、そのシンボルと同期して遅延時間を測定する事により、タグ７で反射される際の位相が安定し、θTを定数値とみなすことができる。
また、変調のかけられた後方散乱波を対象として測定を行う事で、変化を持たない後方散乱波（反射波）を、ＢＰＦにより除去することが可能となり、周囲の金属物や通信状態に無いタグからの反射等の影響を排除する事ができる。
さらに、タグ７からリーダライタ５０への通信を行う際に遅延時間を測定しているため、アンチコリジョン機能を持つプロトコルのもとでは、通信相手となるタグを一つに限定した条件の下で遅延時間の測定を行うことが可能となり、複数のタグが存在する環境においても、特定のタグの後方散乱波のみを選択して遅延時間を測定する事と、その通信で得られたデータ（ＩＤ）と遅延時間を関連付けて管理することが可能となる。
【００１３】
後方散乱波の遅延時間の測定は、ＣＷ波と共通の信号源から作成されるローカル信号
・・・（３）
を使用して、直交検波を行うことによって行う。
これにより、以下のＩＱ信号が得られる。
・・・（４）
・・・（５）
ここで、ＣとθRは、直交検波の操作により付加される変数であるが、Ｃは回路により決まる値であるため一定値と考える事ができる。また、ローカル信号とＣＷ波は、同じ信号源からの信号であるため、その位相差を回路により決まる一定値とみなすことができ、これにより、θRも回路により決まる一定値とみなすことができる。
ここで、θc・θT・θRはいずれも定数値とみなせるため、θrは以下のように表すことができる。
・・・（６）
【００１４】
ただし、θRは回路による固有値であるため、使用するアンテナによって、値が異なる場合がある。そこで、あらかじめそれぞれのアンテナを使用した際のθconstの値を得ておき、各アンテナにおいて測定されたθrから、固有のオフセット量θconstを減算することで補正を行うこととし、その補正後の値をθANTnとする。
・・・（７）
タグ７への電波の送信をアンテナ６ａとアンテナ６ｂからそれぞれ行い、その後方散乱波の遅延を同じアンテナで得たとする。この時、θANT1−θANT2により、タグ７−アンテナ６ａの距離ｌ1とタグ７−アンテナ６ｂの距離ｌ2の差のｄ＝ｌ1−ｌ2を得る事ができる。
・・・（８）
このとき、θANT1とθANT2の測定を行う間にタグ７が移動すると、その移動量が誤差となるが、この場合、θANT2の測定後に、再度θANT1の測定を行い平均化することで、誤差を補正できる。
【００１５】
また、アンテナｍで送信を行い、異なるアンテナｎで受信をおこなった場合は、アンテナｍとタグ７との距離をｌm、アンテナｎとタグとの距離をｌnとした時、以下のように表すことができる。
・・・（９）
そして、回路による固有値であるθRの補正を、前記と同様に行い、その補正後の値をθANTmnとする。
・・・（１０）
ここで、タグ７への電波の送信をあるアンテナａから行い、その後方散乱波の遅延をアンテナ６ａとアンテナ６ｂで得たとすれば、θANTa1−θANTa2により、タグ７−アンテナ６ａの距離ｌ1とタグ７−アンテナ６ｂの距離ｌ2の差のｄ＝ｌ1−ｌ2を得る事ができる（アンテナａはアンテナ６ａもしくはアンテナ６ｂであっても構わない）。
・・・（１１）
この場合には、二組の直交検波回路を使用して同時にθANTa1とθANTa2の取得を行うこともできる。また、１つの直交検波回路とアンテナ切替回路を用いて、アンテナ６ａにおいてθANTa1の測定を行った後で、アンテナ切替を行い、アンテナ６ｂにおいてθANTa2の取得を行ってもよい。
後者の手段を用いる場合は、θANTa1とθANTa2の測定を行う間にタグ７が移動すると、その差が誤差となるが、この場合、θANTa2の測定後に、再度θANTa1の測定を行い平均化することで、誤差を補正できる。
【００１６】
図２は本発明に係るリーダライタシステムの機能を表すブロック図である。リーダライタシステム１００は、アンテナ６ａ、６ｂを備えたリーダライタ５０と、ＰＣ６０により構成されている。また、ＰＣ（制御手段）６０は、リーダライタ５０と情報の授受を行なう通信部２０と、リーダライタ５０により演算された遅延時間に基づいてタグ７とアンテナとの相対速度を演算する相対速度演算手段２２と、各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との相対速度を比較する相対速度比較手段２３と、相対速度と最接近点からタグ７の通過及び通過方向を判定する判定部２４と、を備えて構成されている。
即ち、リーダライタ５０からは各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との遅延時間が出力される。ＰＣ６０は、この遅延時間から各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との相対速度を求める。そして各アンテナ６ａ、６ｂとの相対速度を相対速度比較手段２３により比較して、その結果に基づいてタグ７が移動しているか否かを判定する。これにより、簡単な演算結果から容易にタグ７が移動しているか否かを判定することができる。
【００１７】
次に、図３を参照して相対速度からタグの移動の有無を求める。
２つのアンテナ６ａと６ｂを用意し、読取対象とする領域を２つのアンテナの両方から読取可能なように設置する。２つのアンテナ６ａと６ｂを結ぶ直線を直線Ａとした時、直線Ａの方向を、それぞれのアンテナ６ａと６ｂにおいて指向性のヌル方向とし、その位置に存在するタグは読めないようにする。もしくは、物理的・システム的に、直線Ａ上にタグが位置する事がないようにする。図３でアンテナ６ａからタグ７までの等距離の円をＲ、アンテナ６ｂからタグ７までの等距離の円をＳとし、アンテナ６ａと６ｂの間は距離ｄだけ離間して設置している。ここで円Ｒ、円Ｓは各アンテナからタグ７までの距離であり、読取可能範囲を表しているのではない。従って、各円の外側でも読み取りが可能の場合もある。
それぞれのアンテナ６ａと６ｂで、タグ７との通信を行い、その際にアンテナ６ａと６ｂとタグ７の相対速度を取得する。アンテナ６ａと６ｂが移動しないとするならば、タグ７の絶対速度が0である時、相対速度も０である。また、タグ７とアンテナ６ａと６ｂとの相対速度が０ではない時、タグ７の絶対速度は０ではない。
【００１８】
タグの絶対速度が０ではなく、かつ、アンテナ６ａと６ｂとタグ７との相対速度が０(移動による距離の変化が無し)である時、タグ７は、アンテナ６ａと６ｂを中心とし、タグ７とアンテナ６ａと６ｂ間の距離と直径が等しい球に沿って移動しているといえる。また、逆に、タグ７がその球に沿って移動していなければ、絶対速度が０でない場合に、相対速度が０となる事はない。
それぞれのアンテナを中心とした任意の大きさの球を考えた場合、その球同士が接する面は、直線Ａ上にのみ存在する。このため、直線Ａ上にタグ７が存在しないといえれば、少なくともタグ７はどちらかのアンテナを中心とした球に沿った移動はしていないといえる。
ここで、タグ７が直線Ａ上になく絶対速度を持つならば、どちらかのアンテナではタグ７との相対速度が０にならないといえる。このため、少なくともどちらかのアンテナでの相対速度が０でなければ、そのタグは移動している(絶対速度が０ではない)といえる。
また、同様に、２つのアンテナで得た相対速度が共に０であれば、タグは停止している(絶対速度が０)といえる。即ち、移動している場合は、ａ１＝ａ２で且つｂ１≠ｂ２の場合、ａ１≠ａ２で且つｂ１＝ｂ２の場合、ａ１≠ａ２で且つｂ１≠ｂ２の場合である。また、停止している場合は、ａ１＝ａ２で且つｂ１＝ｂ２の場合である。
【００１９】
図４は制御手段がタグの移動の有無を判定する動作を説明するフローチャートである。先ずリーダライタ５０から得られた各アンテナ６ａ、６ｂに係る遅延時間から相対速度を演算する（Ｓ１）。演算の結果、アンテナ１（６ａ）の相対速度がゼロか否かを判定する（Ｓ２）。判定の結果、ゼロでなければ（Ｓ２でＮＯ）、タグが移動していると判定する（Ｓ４）。一方、ステップＳ２で相対速度がゼロであれば（Ｓ２でＹＥＳ）、次にアンテナ２（６ｂ）の相対速度がゼロか否かを判定する（Ｓ３）。判定の結果、ゼロでなければ（Ｓ３でＮＯ）、タグが移動していると判定する（Ｓ４）。一方、ステップＳ３で相対速度がゼロであれば（Ｓ３でＹＥＳ）、アンテナ１、２とも相対速度がゼロなので、タグが停止していると判定する（Ｓ５）。
【００２０】
図５は、本発明の物品仕分システムの構成を示すブロック図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。この物品仕分システム１００は、図１に記載のリーダライタ５０と、電波の送受信を仲介するアンテナ６ａ、６ｂと、図示しない搬送手段により搬送されてくる物品の通過を検知するセンサ（検知手段）２１と、搬送手段により搬送された物品を仕分けする仕分機（仕分手段）２２と、ＰＣ（仕分制御手段）２０と、を備え、ＰＣ２０は、リーダライタ５０により移動していると判定されたタグ７を取り付けた物品をセンサ２１が検知すると、先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。
即ち、本実施形態は、移動する物品を識別して自動的に仕分する仕分システムに関する発明である。即ち、図１のリーダライタ５０を備え、例えば、ベルトコンベア２３の近傍にアンテナ６ａ、６ｂを配置して、物品に取り付けられたタグ７と情報の授受を行い、その情報から物品の並び順を識別する。また、それらの物品を仕分するために、物品が通過したことを検知するセンサ２１と、実際に物品を仕分する仕分機２２を備える。そして、ＰＣ２０は、並び順を記憶しておき、センサ２１が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。これにより、読み取り領域内の移動する物品だけの並び順を把握して、正確に仕分けることができる。
移動する物品を識別して自動的に仕分する仕分システムに関するものである。即ち、本発明のリーダライタを備え、例えば、ベルトコンベアの近傍にアンテナを配置して、物品に取り付けられた非接触情報記録媒体との情報の授受を行い、その情報から移動している物品の並び順を識別する。また、それらの物品を仕分するために、物品が通過したことを検知する検知手段と、実際に物品を仕分する仕分機を備える。そして、ＰＣ等から構成される制御手段は、並び順を記憶しておき、検知手段が物品の通過を検知すると、並び順の最も先頭の物品が通過したと判断して、当該物品に係る仕分けを実行する。これにより、読み取り領域内の移動する物品だけの並び順を把握して、正確に仕分けることができる。
【００２１】
図６は、図５の仕分システムの動作を説明するフローチャートである。図５を参照して説明する。リーダライタ５０は、読み取り可能領域６ａにある物品ａ、ｂ、ｃのタグ７の情報を一括して読み取る（Ｓ１０）。リーダライタ５０は読み取った情報から各タグの遅延時間を演算する（Ｓ１１）。次に、ＰＣ２０は遅延時間から各物品ａ、ｂ、ｃとの相対速度を求める（Ｓ１２）。この図では、物品ａはアンテナ６から遠ざかる方向に移動しており、物品ｂはアンテナ６に最接近しており、物品ｃはアンテナ６に近づいてきていることを認識する。そして、これらの演算結果から、物品が移動しているか否かを判定する（Ｓ１３）。停止していれば（Ｓ１３でＮＯ）、停止しているタグ情報を消去して（Ｓ１４）、ステップＳ１０に戻って繰り返す。一方、ステップＳ１３で物品が移動していれば（Ｓ１３でＹＥＳ）、移動している物品の並び順が先頭からａ、ｂ、ｃであることを認識する（Ｓ１５）。この情報は、ＰＣ２０内のメモリに記憶する（Ｓ１６）。ここでセンサ２１が物品を検出したかをチェックする（Ｓ１７）。このチェックは何時、発生するか分からないので、割り込み処理により行われるのが好ましい。ステップＳ１７でセンサ２１がＯＦＦ（Ｓ１７でＮＯ）のときは、ステップＳ１０に戻って繰り返す。ステップＳ１７でセンサ２１がＯＮ（Ｓ１７でＹＥＳ）のときは、メモリに記憶されている先頭の物品名ａから、ルート先を判別する（Ｓ１８）。この例では、物品ａのルート先がＢであると仮定すると、仕分機２２は物品ａをルートＢになるように仕分操作を行なう（Ｓ１９）。次に、仕分が完了した物品ａのデータは必要ないので消去して、次の物品ｂを先頭に繰り上げてＳ１に戻って繰り返す（Ｓ２０）。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るリーダライタのブロック図である。
【図２】本発明に係るリーダライタシステムの機能を表すブロック図である。
【図３】相対速度からタグの移動の有無を求める図である。
【図４】制御手段がタグの移動の有無を判定する動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の物品仕分システムの構成を示すブロック図である。
【図６】図５の仕分システムの動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１ ＰＬＬ回路、２ ＶＣＯ、３ 変調器、４、８ 増幅器、５サーキュレータ、６ａ、６ｂ アンテナ、７ タグ、９、１１ ミキサ、１２、１３ ＢＰＦ、１４、１６ Ａ／Ｄコンバータ、１５ 演算器、２０ 通信部、２１ 制御部、２２ 相対速度演算手段、２３ 相対速度比較手段、２４ 判定部、５０ リーダライタ、６０ ＰＣ、１００ リーダライタシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を利用して非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定するリーダライタシステムであって、
前記非接触情報記録媒体に電波を送信する送信手段、該電波の一部を前記非接触情報記録媒体が変調することにより得た反射波を復調する復調手段、前記反射波の遅延時間を算出する演算手段、及び前記送信手段からの電波を前記非接触情報記録媒体に出力し、前記反射波を受信する固定された２つのアンテナ、を有するリーダライタと、
前記リーダライタを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記演算手段により算出された遅延時間に基づいて前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を演算し、少なくとも何れか一方のアンテナにより受信された反射波に基づいて演算された相対速度に係る演算結果がゼロでない場合、該非接触情報記録媒体は移動していると判定することを特徴とするリーダライタシステム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記リーダライタと情報の授受を行なう通信部と、前記リーダライタにより演算された遅延時間に基づいて前記相対速度を演算する相対速度演算手段と、前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を比較する相対速度比較手段と、前記相対速度比較手段の比較結果に基づいて前記非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定する判定部と、全体を同期制御する制御部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のリーダライタシステム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記演算手段により算出された遅延時間に基づいて前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を演算し、前記２つのアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度に係る演算結果が共にゼロである場合、該非接触情報記録媒体は停止していると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のリーダライタシステム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記非接触情報記録媒体の絶対速度がゼロではなく、且つ、前記２つのアンテナとの相対速度がゼロである時、該非接触情報記録媒体は、前記２つのアンテナを中心とし、該非接触情報記録媒体と該２つのアンテナ間の距離と直径が等しい球に沿って移動していると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のリーダライタシステム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記２つのアンテナを結ぶ直線上に前記非接触情報記録媒体が存在しない場合、前記２つのアンテナの相対速度がゼロでなければ、該非接触情報記録媒体は移動していると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のリーダライタシステム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のリーダライタシステムと、物品に係る情報を記録した非接触情報記録媒体を取り付けた物品と、該物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されてくる物品の通過を検知する検知手段と、前記搬送手段により搬送された物品を仕分けする仕分手段と、仕分制御手段と、を備え、
前記仕分制御手段は、前記リーダライタシステムにより移動していると判定された非接触情報記録媒体を取り付けた最初の物品を前記検知手段が検知すると、当該物品に係る仕分けを実行することを特徴とする物品仕分システム。
【請求項１】
電波を利用して非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定するリーダライタシステムであって、
前記非接触情報記録媒体に電波を送信する送信手段、該電波の一部を前記非接触情報記録媒体が変調することにより得た反射波を復調する復調手段、前記反射波の遅延時間を算出する演算手段、及び前記送信手段からの電波を前記非接触情報記録媒体に出力し、前記反射波を受信する固定された２つのアンテナ、を有するリーダライタと、
前記リーダライタを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記演算手段により算出された遅延時間に基づいて前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を演算し、少なくとも何れか一方のアンテナにより受信された反射波に基づいて演算された相対速度に係る演算結果がゼロでない場合、該非接触情報記録媒体は移動していると判定することを特徴とするリーダライタシステム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記リーダライタと情報の授受を行なう通信部と、前記リーダライタにより演算された遅延時間に基づいて前記相対速度を演算する相対速度演算手段と、前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を比較する相対速度比較手段と、前記相対速度比較手段の比較結果に基づいて前記非接触情報記録媒体が移動しているか否かを判定する判定部と、全体を同期制御する制御部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のリーダライタシステム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記演算手段により算出された遅延時間に基づいて前記各アンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対速度を演算し、前記２つのアンテナにより受信された反射波により演算された相対速度に係る演算結果が共にゼロである場合、該非接触情報記録媒体は停止していると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のリーダライタシステム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記非接触情報記録媒体の絶対速度がゼロではなく、且つ、前記２つのアンテナとの相対速度がゼロである時、該非接触情報記録媒体は、前記２つのアンテナを中心とし、該非接触情報記録媒体と該２つのアンテナ間の距離と直径が等しい球に沿って移動していると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のリーダライタシステム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記２つのアンテナを結ぶ直線上に前記非接触情報記録媒体が存在しない場合、前記２つのアンテナの相対速度がゼロでなければ、該非接触情報記録媒体は移動していると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のリーダライタシステム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のリーダライタシステムと、物品に係る情報を記録した非接触情報記録媒体を取り付けた物品と、該物品を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されてくる物品の通過を検知する検知手段と、前記搬送手段により搬送された物品を仕分けする仕分手段と、仕分制御手段と、を備え、
前記仕分制御手段は、前記リーダライタシステムにより移動していると判定された非接触情報記録媒体を取り付けた最初の物品を前記検知手段が検知すると、当該物品に係る仕分けを実行することを特徴とする物品仕分システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１１３６６９（Ｐ２０１０−１１３６６９Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８７９００（Ｐ２００８−２８７９００）
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１０日（２００８．１１．１０）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]