作業システム

【課題】複数の作業機器がそれぞれ移動しながらＲＦＩＤタグが取り付けられた物品との間で通信を行っても干渉を起こしたり通信待ちの状態を生じることがない作業システムを提供する。
【解決手段】作業機器Ｐ１は作業エリアＡ２に予め設定された無線チャネルｃｈ１以外の無線チャネルｃｈ２〜ｃｈ９の微弱なダミー電波を自らに向けて発信し、この状態でキャリアセンスを開始する。微弱なダミー電波の存在により、無線チャネルｃｈ２〜ｃｈ９は選択されずに、作業エリアＡ２に予め設定された無線チャネルｃｈ１が選択され、この無線チャネルｃｈ１を用いて棚１に収容されている物品ＷのＲＦＩＤタグと無線通信を行うことにより、検品作業を行う。同様にして、他の作業機器Ｐ２〜Ｐ１０及びＰ１１も、自らの作業エリアに予め設定された無線チャネル以外の無線チャネルの微弱なダミー電波を自らに向けて発信し、この状態でキャリアセンスを行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、作業システムに係り、特に複数の作業機器がそれぞれ複数の作業エリア間を移動してＲＦＩＤタグが取り付けられた物品の検品を行うシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲＦＩＤタグを利用した物品の管理方法が提案されている。例えば、図８に示されるように、それぞれＲＦＩＤタグが取り付けられた物品Ｗを倉庫等の棚１及び２に収納し、ピッキングカートやフォークリフト等の作業機器Ｐ１〜Ｐ１１が所望の棚１及び２の収納場所の近傍に位置して物品ＷのＲＦＩＤタグとの間で無線通信を行うことにより検品を行い、物品をピッキングする等の作業が行われる。
【０００３】
このとき、個々の作業機器は、通信可能エリアを有し、この通信可能エリア内に位置するＲＦＩＤタグとの間で無線通信を行うので、倉庫等に配置された複数の作業機器Ｐ１〜Ｐ１１が同時にそれぞれ対応する物品ＷのＲＦＩＤタグとの間の通信を行う場合には、通信可能エリア内に配置された他の作業機器と干渉を引き起こさないように、互いに異なる無線チャネルを使用する必要がある。
【０００４】
そこで、高出力型のＲＦＩＤタグでは周波数９５２．２〜９５３．８ＭＨｚにおいて９個の無線チャネル、低出力型のＲＦＩＤタグでは周波数９５２．２〜９５４．８ＭＨｚにおいて１４個の無線チャネルを使用し、いわゆるキャリアセンスを行って他の作業機器と干渉を起こさない無線チャネルを使用することが薦められている。なお、キャリアセンスは、通信可能エリア内における無線チャネルの使用状況を調べるもので、受信信号の有無と受信信号の強度及び継続時間を測定して通信可能エリア内で使用可能な無線チャネルを判断する手法である。
【０００５】
複数の作業機器Ｐ１〜Ｐ１１は、それぞれキャリアセンスを行うことにより、他の作業機器と干渉しないような無線チャネルを選択してＲＦＩＤタグと通信を行うことが可能となる。
しかしながら、各作業機器Ｐ１〜Ｐ１１は、一般に、ピッキングした物品Ｗを入出荷ステーションに搬送したり、複数の物品Ｗを順次ピッキングする等により、それぞれ棚１及び２の周辺で移動する必要がある。このように、複数の作業機器Ｐ１〜Ｐ１１がそれぞれ移動しながらＲＦＩＤタグと通信を行う場合には、各作業機器の通信可能エリア内に他の作業機器が頻繁に出入りし、干渉を引き起こさないような無線チャネルを選択するためにキャリアセンスを何回も繰り返して通信待ちの状態が生じることがある。
【０００６】
また、同一の無線チャネルでなくても、上述した９個あるいは１４個の無線チャネルのうち隣接する無線チャネルで通信する他の作業機器が通信可能エリア内に存在すると、電波のかぶりを生じて干渉しやすくなる。例えば、図８において、無線チャネルｃｈ１で通信を行う作業機器Ｐ１の通信可能エリアＺ１内に隣接の無線チャネルｃｈ２で通信する作業機器Ｐ６が存在するため、これら作業機器Ｐ１とＰ６との間で干渉が起きやすくなる。同様に、図８の例では、無線チャネルｃｈ９で通信を行う作業機器Ｐ５とそれぞれ無線チャネルｃｈ８で通信する作業機器Ｐ９及びＰ１１との間、及び無線チャネルｃｈ８で通信を行う作業機器Ｐ９と無線チャネルｃｈ７で通信する作業機器Ｐ４との間で干渉が起きやすくなっている。
【０００７】
特許文献１には、複数の無線基地局と移動局から構成される無線通信システムにおいて、複数の無線基地局が自局で使用中の無線チャネルについての情報を互いに交換することにより、各無線基地局が自局を含む干渉エリア内で使用可能な無線チャネルを認識し、これに基づいて自局における無線チャネルの割り当てを行う方法が開示されている。この方法によれば、キャリアセンスによることなく効率よく無線チャネルの割り当て処理を行い、各移動局が無線基地局を経由して通信を行うことができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２０６９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の無線通信システムは、複数の無線基地局の位置が固定されたものである。したがって、図８に示したように、複数の作業機器Ｐ１〜Ｐ１１がそれぞれ移動しながらＲＦＩＤタグと通信を行う場合に特許文献１の方法を適用しても、干渉が起きやすくなったり、通信待ちの状態が生じるという問題を解消することはできない。
【００１０】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、複数の作業機器がそれぞれ移動しながらＲＦＩＤタグが取り付けられた物品との間で通信を行っても干渉を起こしたり通信待ちの状態を生じることがない作業システム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】
【００１１】
この発明に係る作業システムは、複数の作業機器がそれぞれ複数の作業エリア間を移動すると共に各作業エリア内でＲＦＩＤタグが取り付けられた物品との間で無線通信を行うことにより検品を行う作業システムにおいて、複数の作業エリアの位置関係に基づき各作業エリアに対して互いに干渉しにくい無線チャネルを予め設定し、各作業機器は、作業を行おうとする作業エリアに対して予め設定された無線チャネル以外の無線チャネルの微弱なダミー電波を自らに向けて発信し、この状態でキャリアセンスを行うことによりその作業エリアに対して予め設定された無線チャネルを選択して作業するものである。
なお、この明細書において「微弱な電波」とは、空中線電力が１０ｍＷ以下で、３２２ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数帯では無線設備から３ｍの距離における電界強度が３５μＶ／ｍ以下の電波のことをいい、電波法第４条のただし書に記載の「免許を要しない無線局」で扱われる電波に相当するものである。
【００１２】
好ましくは、各作業機器は、ＲＦＩＤ読取りアンテナとこのＲＦＩＤ読取りアンテナの近傍に配置されたダミー電波発信用アンテナとを備えている。
また、複数の作業機器による作業を管理する管理ステーションが、各作業機器の移動位置に対応して各作業機器に微弱なダミー電波を発信する無線チャネルを指示するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、複数の作業機器がそれぞれ移動しながらＲＦＩＤタグが取り付けられた物品との間で通信を行っても干渉を起こしたり通信待ちの状態を生じることなく作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に実施の形態に係る作業システムの全体構成を示す。それぞれＲＦＩＤタグが取り付けられた複数の物品Ｗが棚１及び２に収納されており、これらの物品Ｗに対応して棚１及び２の近傍に複数の作業エリアＡ１〜Ａ１１が設定されている。ピッキングカートやフォークリフト等の作業機器Ｐ１〜Ｐ１１は、図中矢印で示されるように、これらの作業エリアＡ１〜Ａ１１間を順次移動しつつ物品ＷのＲＦＩＤタグとの間で無線通信を行うことにより検品を行い、物品Ｗのピッキング作業等を行う。また、各作業機器Ｐ１〜Ｐ１１による作業を管理する管理ステーション３が配設されている。検品作業を行う毎に作業機器Ｐ１〜Ｐ１１から管理ステーション３に作業の報告が送信され、これにより管理ステーション３は各作業機器Ｐ１〜Ｐ１１の作業位置を把握することができる。
【００１５】
また、複数の作業エリアＡ１〜Ａ１１に対してそれぞれ次の表１に示されるように予め無線チャネルが設定されている。
【００１６】
【表１】

【００１７】
これらの無線チャネルは、作業エリアＡ１〜Ａ１１の位置関係に基づいて互いに干渉しにくいように決定されている。具体的には、各作業エリア内に位置する作業機器の通信可能エリアと重なる他の作業エリアが当該作業エリアの無線チャネルと同一あるいは隣接の無線チャネルを有しないように決定されている。
図１に例えば作業エリアＡ２に位置する作業機器Ｐ１の通信可能エリアＺ１が示されている。
【００１８】
各作業機器Ｐ１〜Ｐ１１は、物品Ｗに取り付けられたＲＦＩＤタグとの間で無線通信を行うために、図２に示されるようなＲＦＩＤ読取りアンテナ４を有すると共に、このＲＦＩＤ読取りアンテナ４の近傍に配置された８個のダミー電波発信用アンテナ５を有している。各ダミー電波発信用アンテナ５は、図３に示されるように、直方体状のケース６内に収容されたダイポールアンテナ７からなり、ＲＦＩＤ読取りアンテナ４に向けて微弱なダミー電波を発信するためのものである。
ここで、ダイポールアンテナ７は、ＲＦＩＤ読取りアンテナ４の読み取り効率を阻害しない程度に遮蔽され、出力調整されており、これにより、隣接する作業エリアに位置する作業機器のアンテナシステムに影響を与えることなく微弱なダミー電波を発信することができるように構成されている。
【００１９】
次に、図４のフローチャートを参照して、この実施の形態に係る作業システムの動作について説明する。作業機器Ｐ１〜Ｐ１１が、それぞれ作業エリアＡ１〜Ａ１１を移動しながら作業を行い、図１に示されるように、例えば作業機器Ｐ１が作業エリアＡ２に位置するものとする。管理ステーション３は、作業機器Ｐ１がこれから作業を行おうとする作業エリアＡ２に対して予め設定されている無線チャネルｃｈ１以外の無線チャネル、すなわち無線チャネルｃｈ２〜ｃｈ９を作業機器Ｐ１に指示する。この管理ステーション３からの指示を受けた作業機器Ｐ１は、図４のステップＳ１で作業エリアＡ２に予め設定された無線チャネルｃｈ１以外の無線チャネルｃｈ２〜ｃｈ９の微弱なダミー電波を自らに向けて発信する。このとき、無線チャネルｃｈ２〜ｃｈ９の微弱なダミー電波は、図２に示した８個のダミー電波発信用アンテナ５からそれぞれＲＦＩＤ読取りアンテナ４に向けて５〜１０ｍｓの期間にわたって発信され、ＲＦＩＤ読取りアンテナ４はこれらの微弱なダミー電波を−７４ｄＢｍを越える強度で受信するように設定されている。
【００２０】
作業機器Ｐ１は、ステップＳ２でキャリアセンスを開始し、９チャネルの無線チャネルｃｈ１〜ｃｈ９について順次受信信号の有無と受信信号の強度及び継続時間を測定する。すなわち、ステップＳ３で−７４ｄＢｍを越える受信信号が存在するか否かが判定され、存在する場合には、ステップＳ４に進んで無線チャネルを変更し、ステップＳ３に戻る。このとき、無線チャネルｃｈ２〜ｃｈ９に対しては、ＲＦＩＤ読取りアンテナ４が微弱なダミー電波を−７４ｄＢｍを越える強度で受信しているため、ステップＳ３による判定の結果、ステップＳ４に進むこととなる。
【００２１】
これに対し、無線チャネルｃｈ１については、ダミー電波発信用アンテナ５から微弱なダミー電波が発信されておらず、また、図１に示される作業機器Ｐ１の通信可能エリアＺ１内に無線チャネルｃｈ１を用いて通信している他の作業機器が存在しないため、ステップＳ３で−７４ｄＢｍを越える受信信号が存在しないと判定され、続くステップＳ５で５ｍｓ以上計測したと判定されるまでステップＳ３及びＳ５が繰り返される。
そして、ステップＳ５で５ｍｓ以上計測したことが判定されると、ステップＳ６でキャリアセンスを終了し、続くステップＳ７で該当無線チャネルｃｈ１を用いて棚１に収容されている物品ＷのＲＦＩＤタグと無線通信を行うことにより、検品作業が行われる。
【００２２】
このように、作業エリアＡ２に予め設定された無線チャネルｃｈ１以外の無線チャネルｃｈ２〜ｃｈ９の微弱なダミー電波を自らに向けて発信した状態でキャリアセンスを行うので、通信待ちの状態を生じることがなく作業時間を短縮することが可能となる。
また、作業機器Ｐ１の通信可能エリアＺ１内には、無線チャネルｃｈ１に隣接する無線チャネルｃｈ２を用いて通信している他の作業機器も存在しないため、干渉を引き起こすおそれはほとんどなく、信頼性の高い通信を行うことが可能となる。
【００２３】
同様にして、他の作業エリアＡ３〜Ａ１１及びＡ１に位置する作業機器Ｐ２〜Ｐ１０及びＰ１１に対しても、その作業エリアに予め設定された無線チャネル以外の無線チャネルの微弱なダミー電波が自らに向けて発信され、この状態でキャリアセンスが行われる。したがって、それぞれ通信待ちの状態を生じることなく、干渉を引き起こさないような無線チャネルを選択してＲＦＩＤタグとの無線通信を行うことができる。
【００２４】
なお、上記の実施の形態では、それぞれ一つのダイポールアンテナ７がケース６内に収容された８個のダミー電波発信用アンテナ５をＲＦＩＤ読取りアンテナ４の近傍に配置したが、図５に示されるように複数のダイポールアンテナ７が共通のケース８内に収容されたダミー電波発信用アンテナ９を、図６に示されるようにＲＦＩＤ読取りアンテナ４の近傍に配置してもよい。
さらに、図７に示されるように、ＲＦＩＤ読取りアンテナ４の周縁部にＬ字形状の８個のダミー電波発信用アンテナ１０をそれぞれ取り付けることもできる。
【００２５】
なお、上記の実施の形態では、無線チャネルｃｈ１〜ｃｈ９の９チャネルを使用する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば低出力型のＲＦＩＤタグに対して１４チャネルを使用してもよい。この場合には、各作業エリアに予め設定された無線チャネル以外の１３チャネルの無線チャネルのダミー電波を発信するために、ＲＦＩＤ読取りアンテナ４の近傍に１３個のダミー電波発信用アンテナを配置することが好ましい。
【００２６】
また、上記の実施の形態では、微弱なダミー電波を発信する無線チャネルが管理ステーション３から各作業機器Ｐ１〜Ｐ１１に指示されたが、これに限るものではなく、各作業機器Ｐ１〜Ｐ１１が自らの位置する作業エリアを把握し、表１に示したように、その作業エリアに対して予め設定されている無線チャネル以外の無線チャネルについて微弱なダミー電波を発信するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施の形態に係る作業システムの全体構成を示す図である。
【図２】各作業機器に搭載されたＲＦＩＤ読取りアンテナを示す斜視図である。
【図３】図２のＲＦＩＤ読取りアンテナに備えられたダミー電波発信用アンテナを示す斜視図である。
【図４】実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】他の実施の形態におけるダミー電波発信用アンテナを示す斜視図である。
【図６】図５のダミー電波発信用アンテナを備えたＲＦＩＤ読取りアンテナを示す斜視図である。
【図７】さらに他の実施の形態におけるＲＦＩＤ読取りアンテナを示す斜視図である。
【図８】従来の作業システムの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，２棚、３管理ステーション、４ＲＦＩＤ読取りアンテナ、５，９，１０ダミー電波発信用アンテナ、６，８ケース、７ダイポールアンテナ、Ｐ１〜Ｐ１１作業機器、Ａ１〜Ａ１１作業エリア、Ｗ物品、Ｚ１通信可能エリア。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の作業機器がそれぞれ複数の作業エリア間を移動すると共に各作業エリア内でＲＦＩＤタグが取り付けられた物品との間で無線通信を行うことにより検品を行う作業システムにおいて、
複数の作業エリアの位置関係に基づき各作業エリアに対して互いに干渉しにくい無線チャネルを予め設定し、
各作業機器は、作業を行おうとする作業エリアに対して予め設定された無線チャネル以外の無線チャネルの微弱なダミー電波を自らに向けて発信し、この状態でキャリアセンスを行うことによりその作業エリアに対して予め設定された無線チャネルを選択して作業することを特徴とする作業システム。
【請求項２】
各作業機器は、ＲＦＩＤ読取りアンテナと前記ＲＦＩＤ読取りアンテナの近傍に配置されたダミー電波発信用アンテナとを備えた請求項１に記載の作業システム。
【請求項３】
前記複数の作業機器による作業を管理する管理ステーションが、各作業機器の移動位置に対応して各作業機器に微弱なダミー電波を発信する無線チャネルを指示する請求項１または２に記載の作業システム。

【図１】