冷凍倉庫の保管管理システム
【課題】フォークリフト運転手の記憶や動作に頼らずに、冷凍倉庫内の保管物の管理を行う。
【解決手段】フォークリフト車４が、フォーク２０上の収納籠２の電子タグ３のＩＤデータを読み取る電子タグリーダ装置と、当該ＩＤデータの検知から検知ＯＦＦあるいはその逆の状態に移行した時、同タイミングでフォーク２０の高さを検知するフォーク高さセンサから得た高さ情報と、車体本体の現在の位置検出手段から求めた位置情報をＩＤデータとともに送信する車載コントローラ１１とを備え、冷凍倉庫１外部の管理制御装置６は、それらを受信し、当該位置情報および高さ情報をＩＤデータごとにデータベースに格納する。これをフォークリフト車４が収納籠を納庫・出庫・移動する都度、行う。
【解決手段】フォークリフト車４が、フォーク２０上の収納籠２の電子タグ３のＩＤデータを読み取る電子タグリーダ装置と、当該ＩＤデータの検知から検知ＯＦＦあるいはその逆の状態に移行した時、同タイミングでフォーク２０の高さを検知するフォーク高さセンサから得た高さ情報と、車体本体の現在の位置検出手段から求めた位置情報をＩＤデータとともに送信する車載コントローラ１１とを備え、冷凍倉庫１外部の管理制御装置６は、それらを受信し、当該位置情報および高さ情報をＩＤデータごとにデータベースに格納する。これをフォークリフト車４が収納籠を納庫・出庫・移動する都度、行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍倉庫の保管物の保管管理を行うための冷凍倉庫の保管管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍倉庫、特に、冷凍マグロ等の保管に代表される超低温（マイナス５０℃以下）の冷凍倉庫では、倉庫の収容能力を最大限利用するために、保管物は籠に収納され、倉庫の奥から順に多段積みされて倉庫内に収納される。結果として、先に入れた保管物を取り出すときは、手前の保管物を移動しながら、取り出すことになる（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】日本超低温株式会社ホームページ、“事業案内”、“技術・品質・環境”、左側の写真、［online］、copyright 2008（２００９年４月１日更新）、日本超低温株式会社、［平成２１年１１月１３日検索］、インターネット＜URL: http://www.jsfw.co.jp/business/quality/index.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、これらの作業はフォークリフト運転手が判断し、作業・記録する場合が多い。庫内作業時間は限られており、作業しながら、あるいは、一連の作業後に、保管場所を記録するので、記入漏れや間違いが発生し、さらにその倉庫担当のフォークリフト運転手が不在だったりすると、品物の保管場所がまったく分らないことがあるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、冷凍倉庫においてフォークリフト運転手の記憶や動作に頼らずに、冷凍倉庫内の保管物の管理が可能な冷凍倉庫の保管管理システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、冷凍倉庫内に保管する保管物を収納する収納籠に取り付けられた電子タグと、前記収納籠を運搬するときに使うフォークリフト車がフォークで前記収納籠を保持している間、当該収納籠の前記電子タグのＩＤデータを読み取る電子タグリーダ装置と、前記フォークの高さを検知するフォーク高さセンサと、前記フォークリフト車体の現在位置を取得する現在位置認識手段と、前記電子タグリーダ装置による前記ＩＤデータの読み取りが検知状態から非検知状態あるいは非検知状態から検知状態に移行した時点で、前記現在位置認識手段により得られた前記フォークリフト車体の前記現在位置の情報と前記フォーク高さセンサにより検知された前記フォークの高さ情報とを前記ＩＤデータとともに送信するコントローラと、前記冷凍倉庫の外部に設置され、前記コントローラから送信されてきた、前記フォークリフト車体の現在位置の情報と、前記フォークの高さ情報と、前記ＩＤデータとを受信して、当該ＩＤデータごとに前記現在位置の情報と前記高さ情報とをデータベースに格納する管理制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍倉庫の保管管理システムである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、冷凍倉庫内に保管する保管物を収納する収納籠に取り付けられた電子タグと、前記収納籠を運搬するときに使うフォークリフト車がフォークで前記収納籠を保持している間、当該収納籠の前記電子タグのＩＤデータを読み取る電子タグリーダ装置と、前記フォークの高さを検知するフォーク高さセンサと、前記フォークリフト車体の現在位置を取得する現在位置認識手段と、前記電子タグリーダ装置による前記ＩＤデータの読み取りが検知状態から非検知状態あるいは非検知状態から検知状態に移行した時点で、前記現在位置認識手段により得られた前記フォークリフト車体の前記現在位置の情報と前記フォーク高さセンサにより検知された前記フォークの高さ情報とを前記ＩＤデータとともに送信するコントローラと、前記冷凍倉庫の外部に設置され、前記コントローラから送信されてきた、前記フォークリフト車体の現在位置の情報と、前記フォークの高さ情報と、前記ＩＤデータとを受信して、当該ＩＤデータごとに前記現在位置の情報と前記高さ情報とをデータベースに格納する管理制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍倉庫の保管管理システムであるので、冷凍倉庫へ収納籠を納庫する、あるいは、出庫や庫内で収納籠を移動する都度、自動的に収納籠の保管場所をデータベースに記憶することができるので、冷凍倉庫においてフォークリフト運転手の記憶や動作に頼らずに、冷凍倉庫内の保管物の管理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおける管理対象となる冷凍倉庫の内部の構成を模式的に記載した構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるフォークリフト車に搭載された各種機器を示した斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるフォークリフト車の内部構成を示した構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるジャイロ装置とパルスエンコーダとによる位置認識手段の具体的なアルゴリズムを示したフロー図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおける管理対象となる冷凍倉庫内の構成を示した平面模式図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるフォークリフト車に設けられた電子タグリーダアンテナ部の内部構成を示した構成図である。
【図７】従来の電子タグリーダアンテナの構成を示した構成図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるフォークリフト車に設けられた電子タグリーダアンテナ部の構成を示した断面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるフォークリフト車に設けられた電子タグリーダアンテナ部の構成を示した斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおける収納籠の位置と、フォークリフト車の車輪の位置と、フォークリフト車の車両角度との関係を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムについて説明する。図１は、本システムの管理対象となる冷凍倉庫の内部の構成を模式的に記載した図である。図２は、本システムで用いられるフォークリフト車に搭載された各種機器を示した図であり、図３は、フォークリフト車の内部構成を示したブロック図である。
【００１０】
図１〜３において、１は冷凍倉庫、２は収納籠、３は電子タグ、４はフォークリフト車、５は無線機、６は管理制御装置、７は表示操作パネル、８は電子タグリーダアンテナ部、９はフォーク高さセンサ、１０はパルスエンコーダ、１１は車載コントローラ、１２は無線通信装置、１３はジャイロ装置、１４は車両用バッテリー、１５は正弦波インバータ、１６はＤＣ電源装置、１７はBluetooth端末、１８はフォークリフト車側通過センサ、１９はフォークリフト車４の車輪、２０はフォークリフト車４のフォーク、２１は収納籠２のパレット部である。
【００１１】
図１に示すように、冷凍魚等の保管物は収納籠２に収納されて、冷凍倉庫１内に保管される。収納籠２は、一般に金属製で、多段積みできる構造のものである。多段積みしやすいように、収納籠２は、原則として、同じ大きさに形成されている。収納籠２は当然平置きしてもよいが、通常は、冷凍倉庫１の収納能力を最大限利用するために、冷凍倉庫１の奥から順に多段積みされて収納される。収納籠２の納庫及び出庫の作業は、フォークリフト車４により収納籠２をピックアップして、フォーク２０に収納籠２を載置した状態で運搬して行う。
【００１２】
また、図１に示すように、収納籠２は略々直方体形状を有しており、また、収納籠２の底部は板状のパレット部２１となっており、フォークリフト車４で収納籠２をピックアップする際には、収納籠２のパレット部２１をフォークリフト車４のフォーク２０（図２）ですくうようにして、ピックアップする。フォーク２０は、上下移動あるいはチルト可能なように設けられている。フォーク２０の上下移動距離は略々数メートルである。
フォークリフト車４が収納籠２を把持する要領は、フォーク２０の高さをパレット部２１のフォーク装入位置（図示せず）にあわせて前進し、少し上昇して収納籠２をフォーク２０上に定置する。
また、フォーク２０から降ろす場合は、荷降ろし予定位置上部で収納籠２の足部の位置あわせをしたあと、フォーク２０を下降させ、収納籠２が安定した状態で、フォーク２０がフリーになった状態を確認して、フォークリフト車４を後退させて離れる。
【００１３】
また、収納籠２には、図１に示すように、電子タグ３が取り付けられている。電子タグ３は、収納籠２のパレット部２１の上部のあたりに取り付けられている。電子タグ２内には、各収納籠２に付された（互いに重複しない）固有識別情報であるＩＤデータが記憶されている。このＩＤデータにより、各収納籠２を識別することができる。なお、電子タグ３内には、ＩＤデータの他、必要に応じて、種々のデータを記憶させることが可能である。
【００１４】
一方、フォークリフト車４には、図２に示すように、フォーク２０の付け根に、電子タグリーダアンテナ部８が取り付けられている。フォーク２０で収納籠２をすくった時点（あるいは、接近した時点）から収納籠２を降ろすまでの間、電子タグリーダアンテナ部８は、収納籠２に付された電子タグ３内のＩＤデータ等の情報を認識（センシング）し続ける。従って、電子タグリーダアンテナ部８が、収納籠２の電子タグ３内のＩＤデータを検知した場合は、収納籠２がフォーク２０でピックアップされた（あるいは、接近された）ことを示し、一方、収納籠２の電子タグ３内のＩＤデータを検知ＯＦＦ（検知の状態から非検知の状態に移行）した場合は、当該収納籠２がフォーク２０から降ろされたことを示す。電子タグリーダアンテナ部８は、フォーク２０が収納籠２をすくう（または、接近した）際の所定の距離範囲内（読み取り可能圏内）で電子タグ３内のＩＤデータが認識可能となるような大きさおよび能力を有したアンテナから構成される。
【００１５】
また、図２に示すように、フォークリフト車４には、運転手に知らせるための情報やメッセージを表示するとともに運転手からの操作の入力を受け付けるタッチパネル等から構成された表示操作パネル７が運転席付近に設けられている。また、表示操作パネル７には、音により運転手に確認や注意を促すためのブザー等の装置を設けるようにしてもよい。また、フォークリフト車４には、フォークリフト車４のフォーク２０の高さを計測するフォーク高さセンサ９が設けられている。フォークリフト車４には、さらに、上述の監視制御を行うための車載コントローラ１１、および、図１の冷凍倉庫１内の無線機５との間の無線通信を行うための無線通信装置１２が設けられている。
【００１６】
また、図３に示すように、フォークリフト車４には、その位置がわかる位置認識手段として、フォークリフト車４の車体の角度変化を計測するジャイロ装置１３（角速度計）と、フォークリフト車４の車輪１９の回転数を計測するための可逆エンコーダからなるパルスエンコーダ１０とが搭載されている。パルスエンコーダ１０は、車輪１９の回転数に比例したパルスを出力する。ジャイロ装置１３の信号と、パルスエンコーダ１０の信号から、車載コントローラ１１は常に演算処理しながらフォークリフト車４の位置をＸ，Ｙ座標を距離で得る。また、フォークリフト車４には、位置認識の基準点（０，０）（すなわち、位置検出のためのリセットポイント）として予め定められた冷凍倉庫１の入口を、フォークリフト車４が通過したことを検出するためのフォークリフト車側通過センサ１８が設けられている。さらに、フォークリフト車４には、フォークリフト車４を駆動するための、車両用バッテリー１４、車載コントローラ１１や無線通信装置１２の電源を供給する正弦波インバータ１５、および、ＤＣ電源装置１６が設けられている。
【００１７】
保管物を冷凍倉庫１内に納庫する場合は、フォークリフト車４が収納籠２をピックアップして冷凍倉庫１内に入り、保管場所に収納籠２を置いたときに、電子タグ３のＩＤデータが検知ＯＦＦとなるので、当該検知ＯＦＦとなったタイミングで、フォーク２０の高さを検出して、車載コントローラ１１に入力する。車載コントローラ１１は、フォークリフト車４の現在の位置座標の情報を、フォーク高さセンサ９により検出された高さ情報、収納籠２の電子タグ３のＩＤデータとともに、無線通信装置１２から、冷凍倉庫１内の無線機５に送信する。なお、当該位置座標の情報および高さ情報は、収納籠２の電子タグ３のＩＤデータが検知ＯＦＦされたタイミングで取得されたものであるため、すなわち、収納籠２の保管場所を示すデータとなっている。
【００１８】
図１に示すように、冷凍倉庫１の外部には、パソコン等の計算機（コンピュータ）から構成された管理制御装置６が設けられており、冷凍倉庫１内に設けられた無線機５を通じてフォークリフト車４の無線通信装置１２との間で無線通信を行う。当該無線通信は、例えば、特定小電力無線通信モデムを用いて行う。また、当該無線通信は、イベント発生ごとおよび数秒間隔等の所定の時間間隔で行われることが望ましい。図１の例では、管理制御装置６と無線機５とは有線接続されているが、この場合に限らず、これらの間も無線接続するようにしてもよい。但し、フォークリフト車４が移動する関係で、フォークリフト車４と無線機５との間は有線通信ではなく、無線通信である。
【００１９】
管理制御装置６の内部メモリには、収納籠２のＩＤデータと収納籠２の保管場所のデータを記憶したデータベースが格納されている。収納籠２の保管場所のデータは、フォークリフト車４から送信されてきた、上述の、冷凍倉庫１内の保管場所の位置座標情報（水平位置であるＸ座標，Ｙ座標）と高さ情報（垂直位置であるＺ座標（すなわち、多段積みの何段目かの情報））とから構成される。また、管理制御装置６には、当該データベース等を表示するためのディスプレイ装置や、文字入力や各種操作を行うためのキーボードやマウスといった入力装置、上位コンピュータとのＬＡＮ装置などが設けられている。
【００２０】
次に、動作について説明する。
保管物を冷凍倉庫１に納庫する場合は、フォークリフト車４が、収納籠２をフォーク２０により抱えて冷凍倉庫１内に入り、保管場所に収納籠２を置いたときに、その時点までは電子タグリーダアンテナ部８によりセンシングしていた電子タグ３が非認識状態となるので、そのタイミングで、フォークリフト車４の位置（Ｘ、Ｙ座標距離で与える。）情報を読み出し、フォーク高さセンサ９によりフォーク２０の高さ（Ｚ座標で与える。）を検出し、さらに、電子タグリーダアンテナ部８により電子タグ３のＩＤの記憶データを読み出して、それらの情報を、無線通信装置１２により発信し、冷凍倉庫１外に設置した管理制御装置６に無線機５を介して送信する。これにより、管理制御装置６は、その場所に保管物が置かれたと判断し、当該位置情報および高さ情報をＩＤデータごとに保管日時とともに内部メモリ等の記憶装置（図示せず）内のデータベースに格納する。データベースの一例を示す。
【００２１】
保管日時 ＩＤデータ Ｘ座標 Ｙ座標 Ｚ座標
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
2009/11/02 0005 00100 00100 0050
2009/11/02 0007 00200 00100 0050
2009/11/02 0010 00600 00300 0100
2009/11/02 0011 00600 00300 0200
2009/11/04 0020 00800 00100 0100
2009/11/04 0021 00800 00200 0100
2009/11/04 0022 00800 00300 0100
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【００２２】
なお、上記の例ではＸ，Ｙ，Ｚ座標のデータが格納されているが、冷凍倉庫１内が、例えば、図５のように、平面的に碁盤の目のように、収納籠２の配置箇所が決まっていて、かつ、収納籠２の大きさが全て同じである場合には、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標の値から、○○行、◇◇列、△△段目であるかが計算により求められるので、データベース内に「○○行、◇◇列、△△段目」というデータも格納するようにしておくと、さらに、分かりやすく、利便性が向上する。また、データベース内には、収納籠２内の保管物に関する他の情報（保管物の所有者の名称や、その固有識別コード、保管物の商品名（マグロ等）や分類コード）も記憶するようにしておけば、さらに、便利である。
【００２３】
保管物を出庫する場合は、管理者が、管理制御装置６に、冷凍倉庫１から出庫したい収納籠２のＩＤデータを入力する。これにより、冷凍倉庫１内に保管されている対象となる収納籠２のＩＤデータおよびそれの保管場所（Ｘ、Ｙ座標、および、高さ（Ｚ座標）など）が、管理制御装置６から、フォークリフト車４の車載コンローラ１１に、無線機５を介して無線で伝送され、表示操作パネル７に表示されてフォークリフト車４を運転している運転手に通知される。このとき、データベース内の、「○○行、◇◇列、△△段目」というデータも同時に表示する。運転手は、表示操作パネル７に表示されている収納籠２の保管場所と自車の位置（Ｘ、Ｙ座標）とに基づいて、対象となる収納籠２の保管場所まで移動し、対象となる収納籠２をフォーク２０によりピックアップする。これにより、対象とする収納籠２の電子タグ３のＩＤデータがフォークリフト車４の電子タグリーダアンテナ部８によりセンシングされる。このタイミングで、フォークリフト車４は、ジャイロ装置１３によりフォークリフト車４の位置（Ｘ、Ｙ座標距離で与える。）を検出し、フォーク高さセンサ９によりフォーク２０の高さ（Ｚ座標で与える。）を検出して、電子タグ３のＩＤデータとともに、それらの情報を無線通信装置１２から発信し、冷凍倉庫１外に設置した管理制御装置６に無線機５を介して送信する。管理制御装置６は、電子タグ３のＩＤデータがセンシングされたこと、且つ、フォークリフト車４の位置情報、および、フォーク２０の高さ情報で、フォークリフト車４がピックアップした収納籠２が、対象とする収納籠２であることを認識および確認する。その後、フォークリフト車４がその場を離れた（あるいは冷凍倉庫１外に出た）ことをフォークリフト車４の位置（Ｘ、Ｙ座標距離で与える。）から判断し、それにより、管理制御装置６は、当該収納籠２の保管情報を内部メモリのデータベースから消去（または出庫の記録情報を格納して更新）する。
【００２４】
なお、間違った収納籠２を出庫した場合は、車載コントローラ１１が、管理制御装置６から送信されてきた電子タグ３のＩＤ情報と現在センシングした収納籠２の電子タグ３のＩＤデータとを照合し、それらの不一致により、間違った収納籠２であると判定して、運転席の表示操作パネル７に表示するか、および／または、表示操作パネル７に取り付けられたアラーム装置によりブザーを鳴らするなどして、運転手に対して、間違っていることを通知する。運転手はこれにより間違いに気づき、間違えてピックアップした収納籠２を元に戻し、再度やり直して、正しい収納籠２をピックアップするようにする。
ただし、前述したように、奥にある収納籠２を取り出す場合は、手前の収納籠２を移動しなければならないので、指定されない収納籠２をピックアップしただけで、間違いにはならない。
【００２５】
また、フォークリフト車４が電子タグ３を検知／検知ＯＦＦしたときも、電子タグ３のＩＤデータの表示／非表示とブザー音とでそれぞれ知らせるようにしてもよい。すなわち、フォークリフト車４が電子タグ３を検知したときは、電子タグ３のＩＤデータを表示操作パネル７に表示するとともにブザー音でそれを運転手に知らせ、一方、フォークリフト車４が電子タグ３を検知しなくなったとき（非認識状態になったとき）は、それまで表示していた電子タグ３のＩＤデータを表示操作パネル７から消去するとともにブザー音でそれを運転手に知らせるようにする。
【００２６】
また、複数個の収納籠２を同時に出庫する場合は、データベースの情報から複数段になっていることを管理制御装置６が認識しているので（すなわち、Ｘ座標およびＹ座標が同じで、Ｚ座標のみが異なる場合、それらは多段積みされていると認識されるので）、管理制御装置６は、センシングした電子タグ３のＩＤデータとフォーク高さセンサ９からの高さ情報とに基づいて、複数個の収納籠２を同時に移動（出庫）したと判断し認識する。
【００２７】
たとえば、収納籠２が４段積みされている保管場所で３段目の収納籠２を認識したとき、管理制御装置６は、フォークリフト車４が３段目と４段目の２段の収納籠２を同時に運搬していると判断する。
【００２８】
一方、複数個の収納籠２を２段同時に搬入するときは、まず、収納籠２をフォークリフト車４にピックアップする際に、収納籠２の２段目に相当する高さで電子タグ３を検知した後にすぐに非検知状態（検知ＯＦＦ）となり、その後、その同じ位置で、１段目の収納籠２の電子タグ３を検知した状態で、その収納籠２を動かしたとき、２段同時搬入であると、管理制御装置６が判断する。また、フォークリフト車４が冷凍倉庫１内に侵入し、収納籠２の保管場所で、それまでセンシングされていた当該収納籠２の電子タグが、収納籠２の２段目に相当する高さで、非検知状態（検知ＯＦＦ）にされたときは、２段同時に搬入された２つの収納籠２が、それぞれ、２段目と３段目に保管されたものと、管理制御装置６は認識する。なお、上述の場合に限らず、運転手が２段重ねで収納籠２をピックアップしたときに、運転室の表示操作パネルのタッチパネルを操作して、２段同時搬入であることを管理制御装置６に知らせるようにしてもよい。
【００２９】
上記は、冷凍倉庫１に対する搬入／搬出について説明したが、保管物（収納籠２）を冷凍倉庫１内で移動させる場合も同様である。すなわち、センシングした収納籠２の電子タグ３のＩＤデータとフォークリフト車４の位置情報とに基づいて、保管されていた位置から電子タグが非認識状態になった場所の位置まで保管物（収納籠２）が移動したと、管理制御装置６が認識することになる。なお、収納籠２を複数個同時に移動する場合も同様に管理される。
【００３０】
正規に決まられた場所以外の、例えば、冷凍倉庫１の外部または内部の通路部に置かれるような場合は、位置座標データのほかに、フォークリフト車４の角度情報を管理制御装置６に送るのがよい。
【００３１】
このようなことは、フォークリフト車４の電子タグ３のアクセス等のイベント発生のたびに、フォークリフト車４が管理制御装置６とデータ通信することで実現可能となる。さらに、所定の時間間隔（例えば、数秒間隔）でデータ通信した場合は、フォークリフト車４の動きが管理制御装置６でトレンド表示することができる。
【００３２】
尚、本システムの基本単位は冷凍倉庫室１個ごとであるため、複数個の冷凍倉庫１がある場合は、それぞれに、同じような本システムを構築するようにする。但し、冷凍倉庫１外に設置する管理制御装置６は、それらに対して共通化することができる。
【００３３】
なお、図１の例は、同じ大きさの収納籠２を想定したが、異なる大きさの籠やパレットに保管物を保管する場合も、それらの大きさの情報を電子タグ３のＩＤデータに紐付けして管理制御装置６内に記憶しておけば、保管物をどこに保管したかの管理が可能となる。
【００３４】
一般に、冷凍倉庫１、特に、超低温倉庫の建屋は、鉄筋コンクリートや断熱材で覆われており、また、複数階になっていることが多い。よって、ＧＰＳによる位置検知が期待できない。本実施の形態１に係るフォークリフト車は、無人走行車ではないし、冷凍倉庫という劣悪な環境なので、床面にマーカーを置くことも適当ではない。
【００３５】
従って、本システムにおいては、位置認識手段として、フォークリフト車４の前車輪（非方向舵輪）である車輪１９に取り付けたパルスエンコーダ１０と、角速度検知のジャイロ装置１３とで構成する位置認識手段を用いる。
【００３６】
なお、このような、ジャイロ装置とパルスエンコーダとを組み合わせた位置認識手段は、多くの事例があるので、原理の詳細はここでは言及せず、既存のものでよいこととする。
【００３７】
本実施の形態で用いるジャイロ装置とパルスエンコーダとによる位置認識システムの具体的なアルゴリズムを図４に示す。
【００３８】
使用するジャイロ装置１３は、一般にレートジャイロと呼ばれ、回転角速度のみを出力するので、車両のどの場所に設置しても運動加速度の影響を受けない。ジャイロ装置１３のサンプリングタイムは１ｍｓｅｃで、１ｍｓｅｃごとの角度偏差を出力する。そのため、それを１００回積算（して後述のドリフト補正）することで、フォークリフト車４の１００ｍｓｅｃの変化角度を得る。それを前回値に加算することにより、フォークリフト車４の車体の現在の水平角度を算出する（ステップＳ１）。尚、ジャイロ装置１３にはドリフト誤差があり、例えば、静止状態が続いたときに、だんだん角度が増加（あるいは減少）する。したがって、必要に応じて、当該ドリフト誤差分を補正する（ステップＳ１−1）。このドリフト補正は、フォークリフト車４が静止状態の数秒間のジャイロ装置１３の出力積算量を測定して行う。角度は、小数点２桁で計算する。
【００３９】
一方、フォークリフト車４の車輪１９に取り付けたパルスエンコーダ１０は、車輪１９の回転を検出し、パルスで出力する（ステップＳ２）。当該出力パルスは、パルスエンコーダ１０のカウント値として、内部メモリ等の記憶装置に記憶される。１回転５００パルスの出力とすると、車輪１９の円周が１０００ｍｍとすれば、１パルスで２ｍｍ動いたことになる。この値は、実際には補正などの演算処理が入り、また積算処理されるので、０．１ｍｍの精度で計算する。
【００４０】
次に、１００ｍｓｅｃ分のパルスエンコーダ１０によるカウント値を読み込み、当該値に１カウント（１パルス）あたりの長さを乗算して、車輪１９の回転に基づくフォークリフト車４の移動距離を計算する（ステップＳ３）。
【００４１】
次に、ステップＳ１で求めた１００ｍｓｅｃごとの水平角度を読み出し、当該角度の正弦（ｓｉｎ）および余弦（ｃｏｓ）を算出して、それらの値に、それぞれ、ステップＳ３で求めた移動距離を乗算して、Ｘ，Ｙ座標成分に分解した移動値を計算する（ステップＳ４）。
【００４２】
次に、ステップＳ４で求めたＸ，Ｙ座標成分の移動値を、それらの前回値に加算していくことで、フォークリフト車４の１００ｍｓｅｃごとのフォークリフト車４の現在位置（Ｘ、Ｙ座標値）を得ることができる。
これらのデータを１００ｍｓｅｃごとに、あるいはもっと間引いてもよいが、データを保持すると、フォークリフト車４の軌跡を得ることができる。
【００４３】
なお、フォークリフト車４の現在位置（Ｘ、Ｙ座標値）を得る場合に、当然、これらのデータ処理の基準点（リセットポイント）が必要であるが、これについて、倉庫の入り口に通過センサ用反射板または投光器（図示せず）を設けて、そこをゼロ点とする。フォークリフト車４にフォークリフト車側通過センサ１８（投受光器一体型または、分離型）を設けておき、フォークリフト車４が、入り口を通過すると、入り口に設けられた通過センサ用反射板または投光器の光線をフォークリフト車側通過センサ１８が検知し、それにより、フォークリフト車４の基準点がリセットされ（ステップＳ０）、当該基準点からの移動距離が求められることになる。ここで、フォークリフト車４は入り口の中央部を通過するものとし、間口の範囲の誤差は無視する。
【００４４】
また、上述のステップＳ３において、車輪１９の１カウント（１パルス）あたりの長さを乗算すると述べたが、車輪１９の１回転あたりの移動距離は、車輪１９にかかる荷重によって変化する。この値は積算誤差となるので無視できない。一般に、冷凍倉庫には、前室が設けられているので、その前室入り口と、冷凍倉庫入り口（＝前室出口）間に通過センサの反射板または投光器を設置し、その間をフォークリフト車４が通過するときのパルスカウント値に基づいて、当該荷重による移動距離の誤差の補正を行う（ステップＳ３−１）。よって入室して、冷凍倉庫１内で最初に荷物を格納あるいは取り出しするまでの移動は、最新の補正データで、位置判断できる。この通過センサの反射板または投光器は、前室入り口に取り付け、冷凍倉庫入り口は上述のゼロ点通過センサの反射板または投光器を利用する。前室がない場合は、車輪円周長さ程度の距離で冷凍倉庫入り口手前に反射板または投光器を設置し、フォークリフト車４を直線進行させることで上述の補正ができる。
【００４５】
この方式によるフォークリフト車４の現在位置は、具体的には、パルスエンコーダ１０を取り付けた車輪１９の位置になる。たとえば、左前輪にパルスエンコーダ１０を取り付けて、その車輪１９を止めたまま、９０°直角に左回転することができるが、この場合も、ジャイロ装置１３を使った軌跡は、パルスエンコーダ１０の値がゼロなので、左車輪位置で、直角になるような軌跡を描く。よって、格納する収納籠２の位置は、車輪１９の位置と、フォークリフト車４の車両角度とから、図１０の関係で求められる。すなわち、パルスエンコーダ１０が設けられた車輪１９の位置座標をＸ，Ｙとし、Ｙ軸に対するフォークリフト車４の車両角度をαｄｅｇ（左回転方向をプラスとする）とし、格納する収納籠２のセンタ位置をＸｃ，Ｙｃとし、また、フォークリフト車４の進行方向に延びた車両の中心線をＡ線、収納籠２のセンタ位置を通り、Ａ線と垂直に交わる線をＢ線とし、車輪１９の位置座標（Ｘ，Ｙ）からのＡ線までの最短距離をＬ１、車輪１９の位置座標（Ｘ，Ｙ）からのＢ線までの最短距離をＬ２としたとき、収納籠２のセンタ位置（Ｘｃ，Ｙｃ）は、それぞれ、以下の式で求められる。
【００４６】
Ｘｃ＝Ｘ＋Ｌ１ｃｏｓα−Ｌ２ｓｉｎα
Ｙｃ＝Ｙ＋Ｌ１ｓｉｎα＋Ｌ２ｃｏｓα
【００４７】
また、収納籠２の位置座標（Ｘｃ，Ｙ）からのフォークリフト車４の位置補正についても、この関係で数値を逆演算することで求める。
【００４８】
ジャイロ装置１３による位置認識方式の欠点は、ジャイロ装置１３からの角度変化データを積算（累積加算）して角度を得る方式のため、角度誤差（ドリフト）が蓄積して、時間が経過するにつれ、位置の誤差が増大していく傾向にある。そのため、蓄積誤差補正手段等を設けるようにして、誤差を最小にとどめるようにすることが望ましい。
【００４９】
蓄積誤差の少ない位置認識手段の一例として、例えば、三菱電機（株）のＵＷＢ−ＩＲ（Ultra Wideband-Impulse Radio）測位システムを用いることを提案する。この場合には、位置認識手段を、ＵＷＢ−ＩＲ測位方式の位置認識装置から構成する。この方式では、位置誤差が１５ｃｍ程度で位置検知することが期待できるが、冷凍倉庫１内に通信用アンテナ装置を複数個取り付ける必要があり、また、アンテナ装置および配線材料への低温環境対策も必要となるので、特に既設の冷凍倉庫１の場合は、取付工事への制約が少なからず発生する。
【００５０】
蓄積誤差補正手段の一例について説明する。この方式は、冷凍倉庫１内がまったく空の状態のときは対応できないが、冷凍倉庫１内に保管物である収納籠２が１つでも存在する場合には（以下、この籠を収納籠２Ａと呼ぶ）、フォークリフト車４が別の収納籠２（以下、この籠を収納籠２Ｂと呼ぶ）を納庫あるいは出庫するとき、その収納籠２Ｂの電子タグ３を検知あるいは検知ＯＦＦしたタイミングのフォークリフト車４の位置情報を、冷凍倉庫１内にすでに保管されている収納籠２Ａの座標位置および収納籠２Ａまでの相対距離を基に補正を行うようにする。すなわち、収納籠２Ａの電子タグ３のＩＤデータを読み取り、それを冷凍倉庫１外に設置された管理制御装置６に送信することにより、収納籠２Ａの保管場所の情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ座標）を取得して、当該情報に基づいて、収納籠２Ｂの現在の位置情報に含まれている蓄積誤差を削除する補正を行う。
【００５１】
蓄積誤差補正手段の別の例について説明する。図５は、冷凍倉庫１内の平面模式図である。いま、図５に示すように、冷凍倉庫１内では平面的に碁盤の目のように収納籠２の配置箇所が決まっているとする。そこで、フォークリフト車４が収納籠２を置く（リリースする）、あるいは、ピックアップする時点で、その収納籠２の電子タグ３を検知（あるいは検知ＯＦＦ）することで、フォークリフト車４の位置認識手段による自身の位置が収納籠２の配置箇所から所定の範囲以内なら、フォークリフト車４の現在位置の値を、その収納籠２の配置箇所に（収納籠２の中心位置からフォークリフト車４の中心位置までの距離修正をして）強制補正する。このような補正を収納籠２の電子タグ３をアクセスする都度行うことで、誤差の蓄積をなくすことができる。また、この方式は、フォークリフト車４に、収納籠２の電子タグ３を読み取るための電子タグリーダアンテナ部８を取り付けるだけで実現でき、倉庫建屋に対する特別な加工や、機器の取り付け等が不要である。
【００５２】
電子タグ３の検知あるいは検知ＯＦＦの確認には、チャタリングのための確認タイムを置くか、あるいは、電子タグ３を検知するときはフォークリフト車４が前進してアクセスし、一方、電子タグ３を検知ＯＦＦするときはフォークリフト車４が後進しているので、この移動距離補正も行うようにすれば、さらに正確に精度高く現在位置を測定することができる。
【００５３】
さらに、管理制御装置６との間の通信時間のインターバル時間の補正も行うようにしてもよい。管理制御装置６との間の通信時間のインターバル時間の補正の場合は、フォークリフト車４の現在位置での補正となるので、電子タグ３のＩＤデータの検知あるいは非検知タイミングの場所との移動距離（座標）補正も行う。
【００５４】
なお、これまでの検証において、水分の多い環境においては、各種電子タグのうち、ＨＦタイプ（１３．５６ＭＨｚ）の電磁結合の電子タグが、一番強いことがわかった。また、これまでの検証結果で、低温環境、とりわけ、マイナス５０℃を超える超低温環境においても、ＨＦタイプの電子タグは動作することがわかっている。このような検証結果から、この発明による低温倉庫での電子タグ３の種類は、マイナス５０℃以下での動作を保障するＨＦタイプの電子タグを使うこととする。
【００５５】
電子タグ３は、収納籠２の中央位置で、かつ、フォークリフト車４がアクセスする側で、フォークリフト車４の電子タグリーダアンテナ部８の中心高さに合せて、パレット部２１の上部に取り付ける。したがって、フォークリフト車４が収納籠２をピックアップする際に収納籠２の向きを考慮しなくて済むように、例えば、収納籠２の前側と後側に電子タグ３を１個ずつ取り付けてもよい。電子タグ３を複数個取り付ける場合は、両方の電子タグのＩＤコードは同一番号とするように留意する。
【００５６】
また、フォークリフト車４に取り付ける電子タグリーダアンテナ部８およびフォーク高さセンサ９の取り付け場所は、上下あるいはチルトする可動部のフォーク２０の付け根に取り付ける必要がある。フォーク２０の上下移動距離は、数メートルにもなる。電子タグリーダアンテナ部８及びフォーク高さセンサ９と車載コントローラ１１とのデータ通信には、有線においては、一般にＵＳＢケーブルなどの特殊電線が使われている。マイナス５０℃にもなる温度に耐えるケーブルの手配あるいは上下するフォーク２０の付け根部に設置した装置とのフレキシブルな接続は困難であり、これまで低温環境での実現は例がない。この発明では、電源のみを油圧ホースに沿わせて耐寒性能のあるシリコンケーブルで滑車を使って給電し、電子タグリーダアンテナ部８およびフォーク高さセンサ９と車載コントローラ１１との間は、無線を使ってデータ通信することで、可動部であるフォーク２０への設置を可能にした。具体的には、電子タグリーダアンテナ部８およびフォーク高さセンサ９及び車載コントローラ１１に通信機能としてBluetooth端末１７を持たせて実現した。Bluetoothは、赤外線を用いた通信とは異なり、機器間の距離が１０ｍ以内であれば障害物があっても通信可能であることは知られている。また、Bluetoothは、小型のトランシーバを用いるため、消費電力が小さく、製造コストも低く抑えられる。また、同様の通信手段としてはZigBeeがある。ZigBeeを用いた場合も同様の効果が得られる。
【００５７】
また、この発明における電子タグ３の電子タグリーダアンテナ部８は、図６で示すように、ループアンテナ部（アンテナコイル）８ａと、変調部（発信部）８ｂと、アンプ部８ｃと、プロセッサ部８ｄと、コントーラ部８ｅと、電源８ｆとからなる。ループアンテナ部８ａと変調部８ｂとは一体化して構成され、変調部８ｂとアンプ部８ｃとは同軸ケーブルで接続され、アンプ部８ｃとプロセッサ部８ｄとは互いに近くになるように配置して多芯コネクタで接続され、また、プロセッサ部８ｄとコントローラ８ｅとはＵＳＢケーブルで接続されている。
【００５８】
ここで、この発明においては、低温環境に設置することから、一般的には一体化されるループアンテナ部８ａと変調部８ｂとをあえて分離させて、ループアンテナ部８ａのみをアンテナコイル部とし、変調部８ｂ、アンプ部８ｃ、および、プロセッサ部８ｄをプリント基板（図８参照）上に配置して電子機器部とした。さらに、ループアンテナ部８ａと当該プリント基板上の変調部８ｂとを背中合わせになるように配置し、ループアンテナ部８ａと変調部８ｂとの一体関係を保つようにした。さらに、低温環境に弱いプリント基板を耐寒材を施した収納ケース内に入れて防寒対策を施した。プリント基板上に設けられた変調部８ｂ、アンプ部８ｃ、および、プロセッサ部８ｄは電子機器で構成されているため、エナメル銅線のループアンテナ部８ａに比べて、低温環境に特に弱く、低温環境で使用すると誤動作したり故障の原因になったりすることが一般に知られている。
【００５９】
このように、この発明においては、一般的には一体化されるループアンテナ部８ａと変調部８ｂとを分離しながらも、それらを表裏の位置に配置することにより、ループアンテナ部８ａと変調部８ｂとの一体関係を保ち、また、低温環境に特に弱い電子機器を搭載したプリント基板を１つの収納ケースに収納して防寒対策を施すようにしたので、アンテナ性能を最大限に取り出せるとともに、低温環境でも動作保障することができる。
【００６０】
図７に一般的な従来のアンテナ構成、図８および図９にこの発明の実施の形態に係る構成例を示す。図７に示す従来のアンテナ構成においては、ループアンテナと変調部とが一体になってアンテナブロックを構成しており、また、アンプ部とプロセッサ部とが一体化して、それらとアンテナブロックとは比較的長い同軸ケーブルで接続されている構成である。図７の例は、低温環境で用いることを前提としていないので、アンプ部やプロセッサ部は、防寒対策のされた収納ケースには入っていない。
【００６１】
これに対して、この発明においては、図８および図９に示すように、低温環境に特に弱い電子機器はプリント基板に搭載して耐寒材を施した収納ケースに入れ、かつ、ループアンテナ部８とプリント基板上の変調部８ｂとを背中合わせの位置に配置することにより、それらの一体関係を保持する構成としたため、アンテナ性能を最大限に取り出せるとともに、低温環境においても使用可能な構造とすることができた。
【００６２】
なお、図８に示すように、電子タグリーダアンテナ部８が周囲の金属構造物の影響を受けないように、電波吸収体（フェライト磁性体シート）からなる電波吸収シートを、ループアンテナ部８ａの後方につけることが望ましい。検証の結果、１３．６５ＭＨｚ対応の４００ミクロンの電波吸収シートを２枚重ねて使用し、かつ、電波吸収シートとループアンテナ部８との間にスペース（実際には、発泡スチロール板を挿入）を設けた。従って、ループアンテナ部８ａとプリント基板との間には、電波吸収シートと上記スペースとが設けられていることになる。
【００６３】
また、冷凍倉庫１内の温度は、超低温倉庫においては、マイナス５０℃以下にもなる。車載コンロトーラ１１と管理制御装置６との間の通信として一般的な無線ＬＡＮがあるが、多数の金属容器（すなわち、収納籠２）や、鉄筋の柱などがある環境では、多数のアンテナを設置しなければならないことが想定される。また、マイナス５０℃にもなる環境でのアンテナの設置やケーブル敷設は非実現的な作業となる。そこで、この発明で使用する無線通信装置は、例えば、双葉電子製のＦＤＨ０１型を想定している。極超短波で障害物に比較的強いこと、ＳＳ拡散方式で通信信頼性が高いこと、免許不要であることなどの特徴があり、管理システム側の無線受信器は冷凍倉庫１の外に設置することができる。または、必要最低限のリピータを冷凍倉庫１内に設置してもよい。
【００６４】
以上のように、この発明によれば、保管物収納用の収納籠２またはパレット部２１に取り付けた電子タグ３と、収納籠２を冷凍倉庫１から出し入れする際に電子タグ３に記憶されたＩＤデータを読み取るとともに、自車の現在位置の位置情報およびフォーク２０の高さ情報を測定し、それらの情報をＩＤデータとともに送信するフォークリフト車４と、冷凍倉庫１外に設けられ、フォークリフト車４から送信されてきた情報をＩＤデータごとにデータベースに記憶する管理制御装置とを備えた冷凍倉庫の保管管理システムであるので、収納籠２の納庫の都度、自動的に収納籠２の保管場所の情報がフォークリフト車４から管理制御装置６へ送信され、当該保管場所の情報がデータベースに書き込まれ、また、収納籠２が出庫される場合も、出庫の都度、自動的に収納籠２の保管場所のデータがデータベースから自動的に削除されるので、当該データベースを参照することで保管物の保管場所が一意に分かるので、保管物を実際に保管したフォークリフト車の運転手の記憶や動作に頼らずに、冷凍倉庫１内の保管物の管理を容易にかつ確実に行うことができるという効果が得られる。
【００６５】
なお、自動倉庫においても、保管物の位置は自動管理できるが、しかしながら、自動倉庫設備は設備費が高く、且つ、スペースファクターが小さくなるという欠点がある。これに対して、この発明は、既存の倉庫設備で設置可能であり、保管物の収納籠やパレットに電子タグを取り付け、かつ、必要な機器を既存のフォークリフト車に追加取り付けることで実現可能となるので、低コストで、かつ、小規模な冷凍倉庫から大規模な冷凍倉庫に至るまで、幅広く適用できるというメリットがある。
【００６６】
なお、上記の説明においては、車載コントローラ１１がフォークリフト車４に搭載されている例について説明したが、その場合に限らず、例えば、冷凍倉庫１内に設置されていて、複数のフォークリフト車で共有するようにしてもよい。その場合には、フォーク高さセンサ９や電子タグリーダアンテナ部８だけでなく、ジャイロ装置１３とパルスエンコーダ１０からなる位置判別手段との間の通信も無線で行うようにする。この場合も、同様の効果が得られることはいうまでもない。また、上記の説明では、フォークリフト車４の現在位置を検知する手段として、フォークリフト車４に搭載したジャイロ装置１３およびパルスエンコーダ１０を用いる例について説明したが、フォークリフト車４の現在位置が検出できるものであれば、他の装置でもよく、また、必ずしもフォークリフト車４に搭載する必要もなく、例えば、冷凍倉庫１内の天井に設けられている装置によりフォークリフト車４の現在位置を検知するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１ 冷凍倉庫、２ 収納籠、３ 電子タグ、４ フォークリフト車、５ 無線機、６ 管理制御装置、７ 表示操作パネル、８ 電子タグリーダアンテナ部、８ａ ループアンテナ部、８ｂ 変調部、８ｃ アンプ部、８ｄ プロセッサ部、８ｅ コントローラ、８ｆ 電源、８ｇ 収納ケース、９ フォーク高さセンサ、１０ パルスエンコーダ、１１ 車載コントローラ、１２ 無線通信装置、１３ ジャイロ装置、１４ 車両用バッテリー、１５ 正弦波インバータ、１６ ＤＣ電源装置、１７ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ端末、１８ フォークリフト車側通過センサ、１９ 車輪、２０ フォーク、２１ パレット部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍倉庫の保管物の保管管理を行うための冷凍倉庫の保管管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍倉庫、特に、冷凍マグロ等の保管に代表される超低温（マイナス５０℃以下）の冷凍倉庫では、倉庫の収容能力を最大限利用するために、保管物は籠に収納され、倉庫の奥から順に多段積みされて倉庫内に収納される。結果として、先に入れた保管物を取り出すときは、手前の保管物を移動しながら、取り出すことになる（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】日本超低温株式会社ホームページ、“事業案内”、“技術・品質・環境”、左側の写真、［online］、copyright 2008（２００９年４月１日更新）、日本超低温株式会社、［平成２１年１１月１３日検索］、インターネット＜URL: http://www.jsfw.co.jp/business/quality/index.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、これらの作業はフォークリフト運転手が判断し、作業・記録する場合が多い。庫内作業時間は限られており、作業しながら、あるいは、一連の作業後に、保管場所を記録するので、記入漏れや間違いが発生し、さらにその倉庫担当のフォークリフト運転手が不在だったりすると、品物の保管場所がまったく分らないことがあるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、冷凍倉庫においてフォークリフト運転手の記憶や動作に頼らずに、冷凍倉庫内の保管物の管理が可能な冷凍倉庫の保管管理システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、冷凍倉庫内に保管する保管物を収納する収納籠に取り付けられた電子タグと、前記収納籠を運搬するときに使うフォークリフト車がフォークで前記収納籠を保持している間、当該収納籠の前記電子タグのＩＤデータを読み取る電子タグリーダ装置と、前記フォークの高さを検知するフォーク高さセンサと、前記フォークリフト車体の現在位置を取得する現在位置認識手段と、前記電子タグリーダ装置による前記ＩＤデータの読み取りが検知状態から非検知状態あるいは非検知状態から検知状態に移行した時点で、前記現在位置認識手段により得られた前記フォークリフト車体の前記現在位置の情報と前記フォーク高さセンサにより検知された前記フォークの高さ情報とを前記ＩＤデータとともに送信するコントローラと、前記冷凍倉庫の外部に設置され、前記コントローラから送信されてきた、前記フォークリフト車体の現在位置の情報と、前記フォークの高さ情報と、前記ＩＤデータとを受信して、当該ＩＤデータごとに前記現在位置の情報と前記高さ情報とをデータベースに格納する管理制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍倉庫の保管管理システムである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、冷凍倉庫内に保管する保管物を収納する収納籠に取り付けられた電子タグと、前記収納籠を運搬するときに使うフォークリフト車がフォークで前記収納籠を保持している間、当該収納籠の前記電子タグのＩＤデータを読み取る電子タグリーダ装置と、前記フォークの高さを検知するフォーク高さセンサと、前記フォークリフト車体の現在位置を取得する現在位置認識手段と、前記電子タグリーダ装置による前記ＩＤデータの読み取りが検知状態から非検知状態あるいは非検知状態から検知状態に移行した時点で、前記現在位置認識手段により得られた前記フォークリフト車体の前記現在位置の情報と前記フォーク高さセンサにより検知された前記フォークの高さ情報とを前記ＩＤデータとともに送信するコントローラと、前記冷凍倉庫の外部に設置され、前記コントローラから送信されてきた、前記フォークリフト車体の現在位置の情報と、前記フォークの高さ情報と、前記ＩＤデータとを受信して、当該ＩＤデータごとに前記現在位置の情報と前記高さ情報とをデータベースに格納する管理制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍倉庫の保管管理システムであるので、冷凍倉庫へ収納籠を納庫する、あるいは、出庫や庫内で収納籠を移動する都度、自動的に収納籠の保管場所をデータベースに記憶することができるので、冷凍倉庫においてフォークリフト運転手の記憶や動作に頼らずに、冷凍倉庫内の保管物の管理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおける管理対象となる冷凍倉庫の内部の構成を模式的に記載した構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるフォークリフト車に搭載された各種機器を示した斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるフォークリフト車の内部構成を示した構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるジャイロ装置とパルスエンコーダとによる位置認識手段の具体的なアルゴリズムを示したフロー図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおける管理対象となる冷凍倉庫内の構成を示した平面模式図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるフォークリフト車に設けられた電子タグリーダアンテナ部の内部構成を示した構成図である。
【図７】従来の電子タグリーダアンテナの構成を示した構成図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるフォークリフト車に設けられた電子タグリーダアンテナ部の構成を示した断面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおけるフォークリフト車に設けられた電子タグリーダアンテナ部の構成を示した斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムにおける収納籠の位置と、フォークリフト車の車輪の位置と、フォークリフト車の車両角度との関係を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る冷凍倉庫の保管管理システムについて説明する。図１は、本システムの管理対象となる冷凍倉庫の内部の構成を模式的に記載した図である。図２は、本システムで用いられるフォークリフト車に搭載された各種機器を示した図であり、図３は、フォークリフト車の内部構成を示したブロック図である。
【００１０】
図１〜３において、１は冷凍倉庫、２は収納籠、３は電子タグ、４はフォークリフト車、５は無線機、６は管理制御装置、７は表示操作パネル、８は電子タグリーダアンテナ部、９はフォーク高さセンサ、１０はパルスエンコーダ、１１は車載コントローラ、１２は無線通信装置、１３はジャイロ装置、１４は車両用バッテリー、１５は正弦波インバータ、１６はＤＣ電源装置、１７はBluetooth端末、１８はフォークリフト車側通過センサ、１９はフォークリフト車４の車輪、２０はフォークリフト車４のフォーク、２１は収納籠２のパレット部である。
【００１１】
図１に示すように、冷凍魚等の保管物は収納籠２に収納されて、冷凍倉庫１内に保管される。収納籠２は、一般に金属製で、多段積みできる構造のものである。多段積みしやすいように、収納籠２は、原則として、同じ大きさに形成されている。収納籠２は当然平置きしてもよいが、通常は、冷凍倉庫１の収納能力を最大限利用するために、冷凍倉庫１の奥から順に多段積みされて収納される。収納籠２の納庫及び出庫の作業は、フォークリフト車４により収納籠２をピックアップして、フォーク２０に収納籠２を載置した状態で運搬して行う。
【００１２】
また、図１に示すように、収納籠２は略々直方体形状を有しており、また、収納籠２の底部は板状のパレット部２１となっており、フォークリフト車４で収納籠２をピックアップする際には、収納籠２のパレット部２１をフォークリフト車４のフォーク２０（図２）ですくうようにして、ピックアップする。フォーク２０は、上下移動あるいはチルト可能なように設けられている。フォーク２０の上下移動距離は略々数メートルである。
フォークリフト車４が収納籠２を把持する要領は、フォーク２０の高さをパレット部２１のフォーク装入位置（図示せず）にあわせて前進し、少し上昇して収納籠２をフォーク２０上に定置する。
また、フォーク２０から降ろす場合は、荷降ろし予定位置上部で収納籠２の足部の位置あわせをしたあと、フォーク２０を下降させ、収納籠２が安定した状態で、フォーク２０がフリーになった状態を確認して、フォークリフト車４を後退させて離れる。
【００１３】
また、収納籠２には、図１に示すように、電子タグ３が取り付けられている。電子タグ３は、収納籠２のパレット部２１の上部のあたりに取り付けられている。電子タグ２内には、各収納籠２に付された（互いに重複しない）固有識別情報であるＩＤデータが記憶されている。このＩＤデータにより、各収納籠２を識別することができる。なお、電子タグ３内には、ＩＤデータの他、必要に応じて、種々のデータを記憶させることが可能である。
【００１４】
一方、フォークリフト車４には、図２に示すように、フォーク２０の付け根に、電子タグリーダアンテナ部８が取り付けられている。フォーク２０で収納籠２をすくった時点（あるいは、接近した時点）から収納籠２を降ろすまでの間、電子タグリーダアンテナ部８は、収納籠２に付された電子タグ３内のＩＤデータ等の情報を認識（センシング）し続ける。従って、電子タグリーダアンテナ部８が、収納籠２の電子タグ３内のＩＤデータを検知した場合は、収納籠２がフォーク２０でピックアップされた（あるいは、接近された）ことを示し、一方、収納籠２の電子タグ３内のＩＤデータを検知ＯＦＦ（検知の状態から非検知の状態に移行）した場合は、当該収納籠２がフォーク２０から降ろされたことを示す。電子タグリーダアンテナ部８は、フォーク２０が収納籠２をすくう（または、接近した）際の所定の距離範囲内（読み取り可能圏内）で電子タグ３内のＩＤデータが認識可能となるような大きさおよび能力を有したアンテナから構成される。
【００１５】
また、図２に示すように、フォークリフト車４には、運転手に知らせるための情報やメッセージを表示するとともに運転手からの操作の入力を受け付けるタッチパネル等から構成された表示操作パネル７が運転席付近に設けられている。また、表示操作パネル７には、音により運転手に確認や注意を促すためのブザー等の装置を設けるようにしてもよい。また、フォークリフト車４には、フォークリフト車４のフォーク２０の高さを計測するフォーク高さセンサ９が設けられている。フォークリフト車４には、さらに、上述の監視制御を行うための車載コントローラ１１、および、図１の冷凍倉庫１内の無線機５との間の無線通信を行うための無線通信装置１２が設けられている。
【００１６】
また、図３に示すように、フォークリフト車４には、その位置がわかる位置認識手段として、フォークリフト車４の車体の角度変化を計測するジャイロ装置１３（角速度計）と、フォークリフト車４の車輪１９の回転数を計測するための可逆エンコーダからなるパルスエンコーダ１０とが搭載されている。パルスエンコーダ１０は、車輪１９の回転数に比例したパルスを出力する。ジャイロ装置１３の信号と、パルスエンコーダ１０の信号から、車載コントローラ１１は常に演算処理しながらフォークリフト車４の位置をＸ，Ｙ座標を距離で得る。また、フォークリフト車４には、位置認識の基準点（０，０）（すなわち、位置検出のためのリセットポイント）として予め定められた冷凍倉庫１の入口を、フォークリフト車４が通過したことを検出するためのフォークリフト車側通過センサ１８が設けられている。さらに、フォークリフト車４には、フォークリフト車４を駆動するための、車両用バッテリー１４、車載コントローラ１１や無線通信装置１２の電源を供給する正弦波インバータ１５、および、ＤＣ電源装置１６が設けられている。
【００１７】
保管物を冷凍倉庫１内に納庫する場合は、フォークリフト車４が収納籠２をピックアップして冷凍倉庫１内に入り、保管場所に収納籠２を置いたときに、電子タグ３のＩＤデータが検知ＯＦＦとなるので、当該検知ＯＦＦとなったタイミングで、フォーク２０の高さを検出して、車載コントローラ１１に入力する。車載コントローラ１１は、フォークリフト車４の現在の位置座標の情報を、フォーク高さセンサ９により検出された高さ情報、収納籠２の電子タグ３のＩＤデータとともに、無線通信装置１２から、冷凍倉庫１内の無線機５に送信する。なお、当該位置座標の情報および高さ情報は、収納籠２の電子タグ３のＩＤデータが検知ＯＦＦされたタイミングで取得されたものであるため、すなわち、収納籠２の保管場所を示すデータとなっている。
【００１８】
図１に示すように、冷凍倉庫１の外部には、パソコン等の計算機（コンピュータ）から構成された管理制御装置６が設けられており、冷凍倉庫１内に設けられた無線機５を通じてフォークリフト車４の無線通信装置１２との間で無線通信を行う。当該無線通信は、例えば、特定小電力無線通信モデムを用いて行う。また、当該無線通信は、イベント発生ごとおよび数秒間隔等の所定の時間間隔で行われることが望ましい。図１の例では、管理制御装置６と無線機５とは有線接続されているが、この場合に限らず、これらの間も無線接続するようにしてもよい。但し、フォークリフト車４が移動する関係で、フォークリフト車４と無線機５との間は有線通信ではなく、無線通信である。
【００１９】
管理制御装置６の内部メモリには、収納籠２のＩＤデータと収納籠２の保管場所のデータを記憶したデータベースが格納されている。収納籠２の保管場所のデータは、フォークリフト車４から送信されてきた、上述の、冷凍倉庫１内の保管場所の位置座標情報（水平位置であるＸ座標，Ｙ座標）と高さ情報（垂直位置であるＺ座標（すなわち、多段積みの何段目かの情報））とから構成される。また、管理制御装置６には、当該データベース等を表示するためのディスプレイ装置や、文字入力や各種操作を行うためのキーボードやマウスといった入力装置、上位コンピュータとのＬＡＮ装置などが設けられている。
【００２０】
次に、動作について説明する。
保管物を冷凍倉庫１に納庫する場合は、フォークリフト車４が、収納籠２をフォーク２０により抱えて冷凍倉庫１内に入り、保管場所に収納籠２を置いたときに、その時点までは電子タグリーダアンテナ部８によりセンシングしていた電子タグ３が非認識状態となるので、そのタイミングで、フォークリフト車４の位置（Ｘ、Ｙ座標距離で与える。）情報を読み出し、フォーク高さセンサ９によりフォーク２０の高さ（Ｚ座標で与える。）を検出し、さらに、電子タグリーダアンテナ部８により電子タグ３のＩＤの記憶データを読み出して、それらの情報を、無線通信装置１２により発信し、冷凍倉庫１外に設置した管理制御装置６に無線機５を介して送信する。これにより、管理制御装置６は、その場所に保管物が置かれたと判断し、当該位置情報および高さ情報をＩＤデータごとに保管日時とともに内部メモリ等の記憶装置（図示せず）内のデータベースに格納する。データベースの一例を示す。
【００２１】
保管日時 ＩＤデータ Ｘ座標 Ｙ座標 Ｚ座標
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
2009/11/02 0005 00100 00100 0050
2009/11/02 0007 00200 00100 0050
2009/11/02 0010 00600 00300 0100
2009/11/02 0011 00600 00300 0200
2009/11/04 0020 00800 00100 0100
2009/11/04 0021 00800 00200 0100
2009/11/04 0022 00800 00300 0100
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【００２２】
なお、上記の例ではＸ，Ｙ，Ｚ座標のデータが格納されているが、冷凍倉庫１内が、例えば、図５のように、平面的に碁盤の目のように、収納籠２の配置箇所が決まっていて、かつ、収納籠２の大きさが全て同じである場合には、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標の値から、○○行、◇◇列、△△段目であるかが計算により求められるので、データベース内に「○○行、◇◇列、△△段目」というデータも格納するようにしておくと、さらに、分かりやすく、利便性が向上する。また、データベース内には、収納籠２内の保管物に関する他の情報（保管物の所有者の名称や、その固有識別コード、保管物の商品名（マグロ等）や分類コード）も記憶するようにしておけば、さらに、便利である。
【００２３】
保管物を出庫する場合は、管理者が、管理制御装置６に、冷凍倉庫１から出庫したい収納籠２のＩＤデータを入力する。これにより、冷凍倉庫１内に保管されている対象となる収納籠２のＩＤデータおよびそれの保管場所（Ｘ、Ｙ座標、および、高さ（Ｚ座標）など）が、管理制御装置６から、フォークリフト車４の車載コンローラ１１に、無線機５を介して無線で伝送され、表示操作パネル７に表示されてフォークリフト車４を運転している運転手に通知される。このとき、データベース内の、「○○行、◇◇列、△△段目」というデータも同時に表示する。運転手は、表示操作パネル７に表示されている収納籠２の保管場所と自車の位置（Ｘ、Ｙ座標）とに基づいて、対象となる収納籠２の保管場所まで移動し、対象となる収納籠２をフォーク２０によりピックアップする。これにより、対象とする収納籠２の電子タグ３のＩＤデータがフォークリフト車４の電子タグリーダアンテナ部８によりセンシングされる。このタイミングで、フォークリフト車４は、ジャイロ装置１３によりフォークリフト車４の位置（Ｘ、Ｙ座標距離で与える。）を検出し、フォーク高さセンサ９によりフォーク２０の高さ（Ｚ座標で与える。）を検出して、電子タグ３のＩＤデータとともに、それらの情報を無線通信装置１２から発信し、冷凍倉庫１外に設置した管理制御装置６に無線機５を介して送信する。管理制御装置６は、電子タグ３のＩＤデータがセンシングされたこと、且つ、フォークリフト車４の位置情報、および、フォーク２０の高さ情報で、フォークリフト車４がピックアップした収納籠２が、対象とする収納籠２であることを認識および確認する。その後、フォークリフト車４がその場を離れた（あるいは冷凍倉庫１外に出た）ことをフォークリフト車４の位置（Ｘ、Ｙ座標距離で与える。）から判断し、それにより、管理制御装置６は、当該収納籠２の保管情報を内部メモリのデータベースから消去（または出庫の記録情報を格納して更新）する。
【００２４】
なお、間違った収納籠２を出庫した場合は、車載コントローラ１１が、管理制御装置６から送信されてきた電子タグ３のＩＤ情報と現在センシングした収納籠２の電子タグ３のＩＤデータとを照合し、それらの不一致により、間違った収納籠２であると判定して、運転席の表示操作パネル７に表示するか、および／または、表示操作パネル７に取り付けられたアラーム装置によりブザーを鳴らするなどして、運転手に対して、間違っていることを通知する。運転手はこれにより間違いに気づき、間違えてピックアップした収納籠２を元に戻し、再度やり直して、正しい収納籠２をピックアップするようにする。
ただし、前述したように、奥にある収納籠２を取り出す場合は、手前の収納籠２を移動しなければならないので、指定されない収納籠２をピックアップしただけで、間違いにはならない。
【００２５】
また、フォークリフト車４が電子タグ３を検知／検知ＯＦＦしたときも、電子タグ３のＩＤデータの表示／非表示とブザー音とでそれぞれ知らせるようにしてもよい。すなわち、フォークリフト車４が電子タグ３を検知したときは、電子タグ３のＩＤデータを表示操作パネル７に表示するとともにブザー音でそれを運転手に知らせ、一方、フォークリフト車４が電子タグ３を検知しなくなったとき（非認識状態になったとき）は、それまで表示していた電子タグ３のＩＤデータを表示操作パネル７から消去するとともにブザー音でそれを運転手に知らせるようにする。
【００２６】
また、複数個の収納籠２を同時に出庫する場合は、データベースの情報から複数段になっていることを管理制御装置６が認識しているので（すなわち、Ｘ座標およびＹ座標が同じで、Ｚ座標のみが異なる場合、それらは多段積みされていると認識されるので）、管理制御装置６は、センシングした電子タグ３のＩＤデータとフォーク高さセンサ９からの高さ情報とに基づいて、複数個の収納籠２を同時に移動（出庫）したと判断し認識する。
【００２７】
たとえば、収納籠２が４段積みされている保管場所で３段目の収納籠２を認識したとき、管理制御装置６は、フォークリフト車４が３段目と４段目の２段の収納籠２を同時に運搬していると判断する。
【００２８】
一方、複数個の収納籠２を２段同時に搬入するときは、まず、収納籠２をフォークリフト車４にピックアップする際に、収納籠２の２段目に相当する高さで電子タグ３を検知した後にすぐに非検知状態（検知ＯＦＦ）となり、その後、その同じ位置で、１段目の収納籠２の電子タグ３を検知した状態で、その収納籠２を動かしたとき、２段同時搬入であると、管理制御装置６が判断する。また、フォークリフト車４が冷凍倉庫１内に侵入し、収納籠２の保管場所で、それまでセンシングされていた当該収納籠２の電子タグが、収納籠２の２段目に相当する高さで、非検知状態（検知ＯＦＦ）にされたときは、２段同時に搬入された２つの収納籠２が、それぞれ、２段目と３段目に保管されたものと、管理制御装置６は認識する。なお、上述の場合に限らず、運転手が２段重ねで収納籠２をピックアップしたときに、運転室の表示操作パネルのタッチパネルを操作して、２段同時搬入であることを管理制御装置６に知らせるようにしてもよい。
【００２９】
上記は、冷凍倉庫１に対する搬入／搬出について説明したが、保管物（収納籠２）を冷凍倉庫１内で移動させる場合も同様である。すなわち、センシングした収納籠２の電子タグ３のＩＤデータとフォークリフト車４の位置情報とに基づいて、保管されていた位置から電子タグが非認識状態になった場所の位置まで保管物（収納籠２）が移動したと、管理制御装置６が認識することになる。なお、収納籠２を複数個同時に移動する場合も同様に管理される。
【００３０】
正規に決まられた場所以外の、例えば、冷凍倉庫１の外部または内部の通路部に置かれるような場合は、位置座標データのほかに、フォークリフト車４の角度情報を管理制御装置６に送るのがよい。
【００３１】
このようなことは、フォークリフト車４の電子タグ３のアクセス等のイベント発生のたびに、フォークリフト車４が管理制御装置６とデータ通信することで実現可能となる。さらに、所定の時間間隔（例えば、数秒間隔）でデータ通信した場合は、フォークリフト車４の動きが管理制御装置６でトレンド表示することができる。
【００３２】
尚、本システムの基本単位は冷凍倉庫室１個ごとであるため、複数個の冷凍倉庫１がある場合は、それぞれに、同じような本システムを構築するようにする。但し、冷凍倉庫１外に設置する管理制御装置６は、それらに対して共通化することができる。
【００３３】
なお、図１の例は、同じ大きさの収納籠２を想定したが、異なる大きさの籠やパレットに保管物を保管する場合も、それらの大きさの情報を電子タグ３のＩＤデータに紐付けして管理制御装置６内に記憶しておけば、保管物をどこに保管したかの管理が可能となる。
【００３４】
一般に、冷凍倉庫１、特に、超低温倉庫の建屋は、鉄筋コンクリートや断熱材で覆われており、また、複数階になっていることが多い。よって、ＧＰＳによる位置検知が期待できない。本実施の形態１に係るフォークリフト車は、無人走行車ではないし、冷凍倉庫という劣悪な環境なので、床面にマーカーを置くことも適当ではない。
【００３５】
従って、本システムにおいては、位置認識手段として、フォークリフト車４の前車輪（非方向舵輪）である車輪１９に取り付けたパルスエンコーダ１０と、角速度検知のジャイロ装置１３とで構成する位置認識手段を用いる。
【００３６】
なお、このような、ジャイロ装置とパルスエンコーダとを組み合わせた位置認識手段は、多くの事例があるので、原理の詳細はここでは言及せず、既存のものでよいこととする。
【００３７】
本実施の形態で用いるジャイロ装置とパルスエンコーダとによる位置認識システムの具体的なアルゴリズムを図４に示す。
【００３８】
使用するジャイロ装置１３は、一般にレートジャイロと呼ばれ、回転角速度のみを出力するので、車両のどの場所に設置しても運動加速度の影響を受けない。ジャイロ装置１３のサンプリングタイムは１ｍｓｅｃで、１ｍｓｅｃごとの角度偏差を出力する。そのため、それを１００回積算（して後述のドリフト補正）することで、フォークリフト車４の１００ｍｓｅｃの変化角度を得る。それを前回値に加算することにより、フォークリフト車４の車体の現在の水平角度を算出する（ステップＳ１）。尚、ジャイロ装置１３にはドリフト誤差があり、例えば、静止状態が続いたときに、だんだん角度が増加（あるいは減少）する。したがって、必要に応じて、当該ドリフト誤差分を補正する（ステップＳ１−1）。このドリフト補正は、フォークリフト車４が静止状態の数秒間のジャイロ装置１３の出力積算量を測定して行う。角度は、小数点２桁で計算する。
【００３９】
一方、フォークリフト車４の車輪１９に取り付けたパルスエンコーダ１０は、車輪１９の回転を検出し、パルスで出力する（ステップＳ２）。当該出力パルスは、パルスエンコーダ１０のカウント値として、内部メモリ等の記憶装置に記憶される。１回転５００パルスの出力とすると、車輪１９の円周が１０００ｍｍとすれば、１パルスで２ｍｍ動いたことになる。この値は、実際には補正などの演算処理が入り、また積算処理されるので、０．１ｍｍの精度で計算する。
【００４０】
次に、１００ｍｓｅｃ分のパルスエンコーダ１０によるカウント値を読み込み、当該値に１カウント（１パルス）あたりの長さを乗算して、車輪１９の回転に基づくフォークリフト車４の移動距離を計算する（ステップＳ３）。
【００４１】
次に、ステップＳ１で求めた１００ｍｓｅｃごとの水平角度を読み出し、当該角度の正弦（ｓｉｎ）および余弦（ｃｏｓ）を算出して、それらの値に、それぞれ、ステップＳ３で求めた移動距離を乗算して、Ｘ，Ｙ座標成分に分解した移動値を計算する（ステップＳ４）。
【００４２】
次に、ステップＳ４で求めたＸ，Ｙ座標成分の移動値を、それらの前回値に加算していくことで、フォークリフト車４の１００ｍｓｅｃごとのフォークリフト車４の現在位置（Ｘ、Ｙ座標値）を得ることができる。
これらのデータを１００ｍｓｅｃごとに、あるいはもっと間引いてもよいが、データを保持すると、フォークリフト車４の軌跡を得ることができる。
【００４３】
なお、フォークリフト車４の現在位置（Ｘ、Ｙ座標値）を得る場合に、当然、これらのデータ処理の基準点（リセットポイント）が必要であるが、これについて、倉庫の入り口に通過センサ用反射板または投光器（図示せず）を設けて、そこをゼロ点とする。フォークリフト車４にフォークリフト車側通過センサ１８（投受光器一体型または、分離型）を設けておき、フォークリフト車４が、入り口を通過すると、入り口に設けられた通過センサ用反射板または投光器の光線をフォークリフト車側通過センサ１８が検知し、それにより、フォークリフト車４の基準点がリセットされ（ステップＳ０）、当該基準点からの移動距離が求められることになる。ここで、フォークリフト車４は入り口の中央部を通過するものとし、間口の範囲の誤差は無視する。
【００４４】
また、上述のステップＳ３において、車輪１９の１カウント（１パルス）あたりの長さを乗算すると述べたが、車輪１９の１回転あたりの移動距離は、車輪１９にかかる荷重によって変化する。この値は積算誤差となるので無視できない。一般に、冷凍倉庫には、前室が設けられているので、その前室入り口と、冷凍倉庫入り口（＝前室出口）間に通過センサの反射板または投光器を設置し、その間をフォークリフト車４が通過するときのパルスカウント値に基づいて、当該荷重による移動距離の誤差の補正を行う（ステップＳ３−１）。よって入室して、冷凍倉庫１内で最初に荷物を格納あるいは取り出しするまでの移動は、最新の補正データで、位置判断できる。この通過センサの反射板または投光器は、前室入り口に取り付け、冷凍倉庫入り口は上述のゼロ点通過センサの反射板または投光器を利用する。前室がない場合は、車輪円周長さ程度の距離で冷凍倉庫入り口手前に反射板または投光器を設置し、フォークリフト車４を直線進行させることで上述の補正ができる。
【００４５】
この方式によるフォークリフト車４の現在位置は、具体的には、パルスエンコーダ１０を取り付けた車輪１９の位置になる。たとえば、左前輪にパルスエンコーダ１０を取り付けて、その車輪１９を止めたまま、９０°直角に左回転することができるが、この場合も、ジャイロ装置１３を使った軌跡は、パルスエンコーダ１０の値がゼロなので、左車輪位置で、直角になるような軌跡を描く。よって、格納する収納籠２の位置は、車輪１９の位置と、フォークリフト車４の車両角度とから、図１０の関係で求められる。すなわち、パルスエンコーダ１０が設けられた車輪１９の位置座標をＸ，Ｙとし、Ｙ軸に対するフォークリフト車４の車両角度をαｄｅｇ（左回転方向をプラスとする）とし、格納する収納籠２のセンタ位置をＸｃ，Ｙｃとし、また、フォークリフト車４の進行方向に延びた車両の中心線をＡ線、収納籠２のセンタ位置を通り、Ａ線と垂直に交わる線をＢ線とし、車輪１９の位置座標（Ｘ，Ｙ）からのＡ線までの最短距離をＬ１、車輪１９の位置座標（Ｘ，Ｙ）からのＢ線までの最短距離をＬ２としたとき、収納籠２のセンタ位置（Ｘｃ，Ｙｃ）は、それぞれ、以下の式で求められる。
【００４６】
Ｘｃ＝Ｘ＋Ｌ１ｃｏｓα−Ｌ２ｓｉｎα
Ｙｃ＝Ｙ＋Ｌ１ｓｉｎα＋Ｌ２ｃｏｓα
【００４７】
また、収納籠２の位置座標（Ｘｃ，Ｙ）からのフォークリフト車４の位置補正についても、この関係で数値を逆演算することで求める。
【００４８】
ジャイロ装置１３による位置認識方式の欠点は、ジャイロ装置１３からの角度変化データを積算（累積加算）して角度を得る方式のため、角度誤差（ドリフト）が蓄積して、時間が経過するにつれ、位置の誤差が増大していく傾向にある。そのため、蓄積誤差補正手段等を設けるようにして、誤差を最小にとどめるようにすることが望ましい。
【００４９】
蓄積誤差の少ない位置認識手段の一例として、例えば、三菱電機（株）のＵＷＢ−ＩＲ（Ultra Wideband-Impulse Radio）測位システムを用いることを提案する。この場合には、位置認識手段を、ＵＷＢ−ＩＲ測位方式の位置認識装置から構成する。この方式では、位置誤差が１５ｃｍ程度で位置検知することが期待できるが、冷凍倉庫１内に通信用アンテナ装置を複数個取り付ける必要があり、また、アンテナ装置および配線材料への低温環境対策も必要となるので、特に既設の冷凍倉庫１の場合は、取付工事への制約が少なからず発生する。
【００５０】
蓄積誤差補正手段の一例について説明する。この方式は、冷凍倉庫１内がまったく空の状態のときは対応できないが、冷凍倉庫１内に保管物である収納籠２が１つでも存在する場合には（以下、この籠を収納籠２Ａと呼ぶ）、フォークリフト車４が別の収納籠２（以下、この籠を収納籠２Ｂと呼ぶ）を納庫あるいは出庫するとき、その収納籠２Ｂの電子タグ３を検知あるいは検知ＯＦＦしたタイミングのフォークリフト車４の位置情報を、冷凍倉庫１内にすでに保管されている収納籠２Ａの座標位置および収納籠２Ａまでの相対距離を基に補正を行うようにする。すなわち、収納籠２Ａの電子タグ３のＩＤデータを読み取り、それを冷凍倉庫１外に設置された管理制御装置６に送信することにより、収納籠２Ａの保管場所の情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ座標）を取得して、当該情報に基づいて、収納籠２Ｂの現在の位置情報に含まれている蓄積誤差を削除する補正を行う。
【００５１】
蓄積誤差補正手段の別の例について説明する。図５は、冷凍倉庫１内の平面模式図である。いま、図５に示すように、冷凍倉庫１内では平面的に碁盤の目のように収納籠２の配置箇所が決まっているとする。そこで、フォークリフト車４が収納籠２を置く（リリースする）、あるいは、ピックアップする時点で、その収納籠２の電子タグ３を検知（あるいは検知ＯＦＦ）することで、フォークリフト車４の位置認識手段による自身の位置が収納籠２の配置箇所から所定の範囲以内なら、フォークリフト車４の現在位置の値を、その収納籠２の配置箇所に（収納籠２の中心位置からフォークリフト車４の中心位置までの距離修正をして）強制補正する。このような補正を収納籠２の電子タグ３をアクセスする都度行うことで、誤差の蓄積をなくすことができる。また、この方式は、フォークリフト車４に、収納籠２の電子タグ３を読み取るための電子タグリーダアンテナ部８を取り付けるだけで実現でき、倉庫建屋に対する特別な加工や、機器の取り付け等が不要である。
【００５２】
電子タグ３の検知あるいは検知ＯＦＦの確認には、チャタリングのための確認タイムを置くか、あるいは、電子タグ３を検知するときはフォークリフト車４が前進してアクセスし、一方、電子タグ３を検知ＯＦＦするときはフォークリフト車４が後進しているので、この移動距離補正も行うようにすれば、さらに正確に精度高く現在位置を測定することができる。
【００５３】
さらに、管理制御装置６との間の通信時間のインターバル時間の補正も行うようにしてもよい。管理制御装置６との間の通信時間のインターバル時間の補正の場合は、フォークリフト車４の現在位置での補正となるので、電子タグ３のＩＤデータの検知あるいは非検知タイミングの場所との移動距離（座標）補正も行う。
【００５４】
なお、これまでの検証において、水分の多い環境においては、各種電子タグのうち、ＨＦタイプ（１３．５６ＭＨｚ）の電磁結合の電子タグが、一番強いことがわかった。また、これまでの検証結果で、低温環境、とりわけ、マイナス５０℃を超える超低温環境においても、ＨＦタイプの電子タグは動作することがわかっている。このような検証結果から、この発明による低温倉庫での電子タグ３の種類は、マイナス５０℃以下での動作を保障するＨＦタイプの電子タグを使うこととする。
【００５５】
電子タグ３は、収納籠２の中央位置で、かつ、フォークリフト車４がアクセスする側で、フォークリフト車４の電子タグリーダアンテナ部８の中心高さに合せて、パレット部２１の上部に取り付ける。したがって、フォークリフト車４が収納籠２をピックアップする際に収納籠２の向きを考慮しなくて済むように、例えば、収納籠２の前側と後側に電子タグ３を１個ずつ取り付けてもよい。電子タグ３を複数個取り付ける場合は、両方の電子タグのＩＤコードは同一番号とするように留意する。
【００５６】
また、フォークリフト車４に取り付ける電子タグリーダアンテナ部８およびフォーク高さセンサ９の取り付け場所は、上下あるいはチルトする可動部のフォーク２０の付け根に取り付ける必要がある。フォーク２０の上下移動距離は、数メートルにもなる。電子タグリーダアンテナ部８及びフォーク高さセンサ９と車載コントローラ１１とのデータ通信には、有線においては、一般にＵＳＢケーブルなどの特殊電線が使われている。マイナス５０℃にもなる温度に耐えるケーブルの手配あるいは上下するフォーク２０の付け根部に設置した装置とのフレキシブルな接続は困難であり、これまで低温環境での実現は例がない。この発明では、電源のみを油圧ホースに沿わせて耐寒性能のあるシリコンケーブルで滑車を使って給電し、電子タグリーダアンテナ部８およびフォーク高さセンサ９と車載コントローラ１１との間は、無線を使ってデータ通信することで、可動部であるフォーク２０への設置を可能にした。具体的には、電子タグリーダアンテナ部８およびフォーク高さセンサ９及び車載コントローラ１１に通信機能としてBluetooth端末１７を持たせて実現した。Bluetoothは、赤外線を用いた通信とは異なり、機器間の距離が１０ｍ以内であれば障害物があっても通信可能であることは知られている。また、Bluetoothは、小型のトランシーバを用いるため、消費電力が小さく、製造コストも低く抑えられる。また、同様の通信手段としてはZigBeeがある。ZigBeeを用いた場合も同様の効果が得られる。
【００５７】
また、この発明における電子タグ３の電子タグリーダアンテナ部８は、図６で示すように、ループアンテナ部（アンテナコイル）８ａと、変調部（発信部）８ｂと、アンプ部８ｃと、プロセッサ部８ｄと、コントーラ部８ｅと、電源８ｆとからなる。ループアンテナ部８ａと変調部８ｂとは一体化して構成され、変調部８ｂとアンプ部８ｃとは同軸ケーブルで接続され、アンプ部８ｃとプロセッサ部８ｄとは互いに近くになるように配置して多芯コネクタで接続され、また、プロセッサ部８ｄとコントローラ８ｅとはＵＳＢケーブルで接続されている。
【００５８】
ここで、この発明においては、低温環境に設置することから、一般的には一体化されるループアンテナ部８ａと変調部８ｂとをあえて分離させて、ループアンテナ部８ａのみをアンテナコイル部とし、変調部８ｂ、アンプ部８ｃ、および、プロセッサ部８ｄをプリント基板（図８参照）上に配置して電子機器部とした。さらに、ループアンテナ部８ａと当該プリント基板上の変調部８ｂとを背中合わせになるように配置し、ループアンテナ部８ａと変調部８ｂとの一体関係を保つようにした。さらに、低温環境に弱いプリント基板を耐寒材を施した収納ケース内に入れて防寒対策を施した。プリント基板上に設けられた変調部８ｂ、アンプ部８ｃ、および、プロセッサ部８ｄは電子機器で構成されているため、エナメル銅線のループアンテナ部８ａに比べて、低温環境に特に弱く、低温環境で使用すると誤動作したり故障の原因になったりすることが一般に知られている。
【００５９】
このように、この発明においては、一般的には一体化されるループアンテナ部８ａと変調部８ｂとを分離しながらも、それらを表裏の位置に配置することにより、ループアンテナ部８ａと変調部８ｂとの一体関係を保ち、また、低温環境に特に弱い電子機器を搭載したプリント基板を１つの収納ケースに収納して防寒対策を施すようにしたので、アンテナ性能を最大限に取り出せるとともに、低温環境でも動作保障することができる。
【００６０】
図７に一般的な従来のアンテナ構成、図８および図９にこの発明の実施の形態に係る構成例を示す。図７に示す従来のアンテナ構成においては、ループアンテナと変調部とが一体になってアンテナブロックを構成しており、また、アンプ部とプロセッサ部とが一体化して、それらとアンテナブロックとは比較的長い同軸ケーブルで接続されている構成である。図７の例は、低温環境で用いることを前提としていないので、アンプ部やプロセッサ部は、防寒対策のされた収納ケースには入っていない。
【００６１】
これに対して、この発明においては、図８および図９に示すように、低温環境に特に弱い電子機器はプリント基板に搭載して耐寒材を施した収納ケースに入れ、かつ、ループアンテナ部８とプリント基板上の変調部８ｂとを背中合わせの位置に配置することにより、それらの一体関係を保持する構成としたため、アンテナ性能を最大限に取り出せるとともに、低温環境においても使用可能な構造とすることができた。
【００６２】
なお、図８に示すように、電子タグリーダアンテナ部８が周囲の金属構造物の影響を受けないように、電波吸収体（フェライト磁性体シート）からなる電波吸収シートを、ループアンテナ部８ａの後方につけることが望ましい。検証の結果、１３．６５ＭＨｚ対応の４００ミクロンの電波吸収シートを２枚重ねて使用し、かつ、電波吸収シートとループアンテナ部８との間にスペース（実際には、発泡スチロール板を挿入）を設けた。従って、ループアンテナ部８ａとプリント基板との間には、電波吸収シートと上記スペースとが設けられていることになる。
【００６３】
また、冷凍倉庫１内の温度は、超低温倉庫においては、マイナス５０℃以下にもなる。車載コンロトーラ１１と管理制御装置６との間の通信として一般的な無線ＬＡＮがあるが、多数の金属容器（すなわち、収納籠２）や、鉄筋の柱などがある環境では、多数のアンテナを設置しなければならないことが想定される。また、マイナス５０℃にもなる環境でのアンテナの設置やケーブル敷設は非実現的な作業となる。そこで、この発明で使用する無線通信装置は、例えば、双葉電子製のＦＤＨ０１型を想定している。極超短波で障害物に比較的強いこと、ＳＳ拡散方式で通信信頼性が高いこと、免許不要であることなどの特徴があり、管理システム側の無線受信器は冷凍倉庫１の外に設置することができる。または、必要最低限のリピータを冷凍倉庫１内に設置してもよい。
【００６４】
以上のように、この発明によれば、保管物収納用の収納籠２またはパレット部２１に取り付けた電子タグ３と、収納籠２を冷凍倉庫１から出し入れする際に電子タグ３に記憶されたＩＤデータを読み取るとともに、自車の現在位置の位置情報およびフォーク２０の高さ情報を測定し、それらの情報をＩＤデータとともに送信するフォークリフト車４と、冷凍倉庫１外に設けられ、フォークリフト車４から送信されてきた情報をＩＤデータごとにデータベースに記憶する管理制御装置とを備えた冷凍倉庫の保管管理システムであるので、収納籠２の納庫の都度、自動的に収納籠２の保管場所の情報がフォークリフト車４から管理制御装置６へ送信され、当該保管場所の情報がデータベースに書き込まれ、また、収納籠２が出庫される場合も、出庫の都度、自動的に収納籠２の保管場所のデータがデータベースから自動的に削除されるので、当該データベースを参照することで保管物の保管場所が一意に分かるので、保管物を実際に保管したフォークリフト車の運転手の記憶や動作に頼らずに、冷凍倉庫１内の保管物の管理を容易にかつ確実に行うことができるという効果が得られる。
【００６５】
なお、自動倉庫においても、保管物の位置は自動管理できるが、しかしながら、自動倉庫設備は設備費が高く、且つ、スペースファクターが小さくなるという欠点がある。これに対して、この発明は、既存の倉庫設備で設置可能であり、保管物の収納籠やパレットに電子タグを取り付け、かつ、必要な機器を既存のフォークリフト車に追加取り付けることで実現可能となるので、低コストで、かつ、小規模な冷凍倉庫から大規模な冷凍倉庫に至るまで、幅広く適用できるというメリットがある。
【００６６】
なお、上記の説明においては、車載コントローラ１１がフォークリフト車４に搭載されている例について説明したが、その場合に限らず、例えば、冷凍倉庫１内に設置されていて、複数のフォークリフト車で共有するようにしてもよい。その場合には、フォーク高さセンサ９や電子タグリーダアンテナ部８だけでなく、ジャイロ装置１３とパルスエンコーダ１０からなる位置判別手段との間の通信も無線で行うようにする。この場合も、同様の効果が得られることはいうまでもない。また、上記の説明では、フォークリフト車４の現在位置を検知する手段として、フォークリフト車４に搭載したジャイロ装置１３およびパルスエンコーダ１０を用いる例について説明したが、フォークリフト車４の現在位置が検出できるものであれば、他の装置でもよく、また、必ずしもフォークリフト車４に搭載する必要もなく、例えば、冷凍倉庫１内の天井に設けられている装置によりフォークリフト車４の現在位置を検知するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１ 冷凍倉庫、２ 収納籠、３ 電子タグ、４ フォークリフト車、５ 無線機、６ 管理制御装置、７ 表示操作パネル、８ 電子タグリーダアンテナ部、８ａ ループアンテナ部、８ｂ 変調部、８ｃ アンプ部、８ｄ プロセッサ部、８ｅ コントローラ、８ｆ 電源、８ｇ 収納ケース、９ フォーク高さセンサ、１０ パルスエンコーダ、１１ 車載コントローラ、１２ 無線通信装置、１３ ジャイロ装置、１４ 車両用バッテリー、１５ 正弦波インバータ、１６ ＤＣ電源装置、１７ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ端末、１８ フォークリフト車側通過センサ、１９ 車輪、２０ フォーク、２１ パレット部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍倉庫内に保管する保管物を収納する収納籠に取り付けられた電子タグと、
前記収納籠を運搬するときに使うフォークリフト車がフォークで前記収納籠を保持している間、当該収納籠の前記電子タグのＩＤデータを読み取る電子タグリーダ装置と、
前記フォークの高さを検知するフォーク高さセンサと、
前記フォークリフト車体の現在位置を取得する現在位置認識手段と、
前記電子タグリーダ装置による前記ＩＤデータの読み取りが検知状態から非検知状態あるいは非検知状態から検知状態に移行した時点で、前記現在位置認識手段により得られた前記フォークリフト車体の前記現在位置の情報と前記フォーク高さセンサにより検知された前記フォークの高さ情報とを前記ＩＤデータとともに送信するコントローラと、
前記冷凍倉庫の外部に設置され、前記コントローラから送信されてきた、前記フォークリフト車体の現在位置の情報と、前記フォークの高さ情報と、前記ＩＤデータとを受信して、当該ＩＤデータごとに前記現在位置の情報と前記高さ情報とをデータベースに格納する管理制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項２】
前記現在位置認識手段は、
前記フォークリフト車体の角度変化を検出するジャイロ装置と、
前記フォークリフト車の車輪の回転数を検出するパルスエンコーダと、
前記ジャイロ装置および前記パルスエンコーダからの出力に基づいて、前記フォークリフト車体の現在位置を演算する現在位置演算手段と
から構成されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項３】
前記現在位置認識手段は、ＵＷＢ−ＩＲ測位方式の位置認識装置から構成されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項４】
前記現在位置認識手段により検知される前記現在位置の情報は、前回からの変化量が前回値に加算されて、現在位置の情報として出力されるものであって、
順次前回値に積算していくことによって発生し得る蓄積誤差分を補正するために、前記冷凍倉庫内に先に納庫されている他の収納籠に設けられた電子タグの情報からその収納籠の収納位置情報を取得し、当該収納位置情報に基づいて前記現在位置認識手段により出力される前記フォークリフト車の現在位置の情報の蓄積誤差分を補正する蓄積誤差補正手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項５】
前記電子タグリーダ装置および前記フォーク高さセンサは、前記フォークに取り付けられるものであって、
前記電子タグリーダ装置および前記フォーク高さセンサと前記コントローラとの間の通信は無線通信であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項６】
前記電子タグリーダ装置は、アンテナコイル部と電子機器部とを備えているものであって、
前記アンテナコイル部と前記電子機器部とを背中合わせになるように配置して一体関係を保ち、かつ、前記電子機器部を耐寒材を施した収納ケース内に配置して防寒対策を施したことを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項７】
前記コントローラと前記管理制御装置との間の通信は、イベント発生ごとおよび所定の時間間隔で行われることを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項１】
冷凍倉庫内に保管する保管物を収納する収納籠に取り付けられた電子タグと、
前記収納籠を運搬するときに使うフォークリフト車がフォークで前記収納籠を保持している間、当該収納籠の前記電子タグのＩＤデータを読み取る電子タグリーダ装置と、
前記フォークの高さを検知するフォーク高さセンサと、
前記フォークリフト車体の現在位置を取得する現在位置認識手段と、
前記電子タグリーダ装置による前記ＩＤデータの読み取りが検知状態から非検知状態あるいは非検知状態から検知状態に移行した時点で、前記現在位置認識手段により得られた前記フォークリフト車体の前記現在位置の情報と前記フォーク高さセンサにより検知された前記フォークの高さ情報とを前記ＩＤデータとともに送信するコントローラと、
前記冷凍倉庫の外部に設置され、前記コントローラから送信されてきた、前記フォークリフト車体の現在位置の情報と、前記フォークの高さ情報と、前記ＩＤデータとを受信して、当該ＩＤデータごとに前記現在位置の情報と前記高さ情報とをデータベースに格納する管理制御装置とを備えたことを特徴とする冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項２】
前記現在位置認識手段は、
前記フォークリフト車体の角度変化を検出するジャイロ装置と、
前記フォークリフト車の車輪の回転数を検出するパルスエンコーダと、
前記ジャイロ装置および前記パルスエンコーダからの出力に基づいて、前記フォークリフト車体の現在位置を演算する現在位置演算手段と
から構成されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項３】
前記現在位置認識手段は、ＵＷＢ−ＩＲ測位方式の位置認識装置から構成されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項４】
前記現在位置認識手段により検知される前記現在位置の情報は、前回からの変化量が前回値に加算されて、現在位置の情報として出力されるものであって、
順次前回値に積算していくことによって発生し得る蓄積誤差分を補正するために、前記冷凍倉庫内に先に納庫されている他の収納籠に設けられた電子タグの情報からその収納籠の収納位置情報を取得し、当該収納位置情報に基づいて前記現在位置認識手段により出力される前記フォークリフト車の現在位置の情報の蓄積誤差分を補正する蓄積誤差補正手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項５】
前記電子タグリーダ装置および前記フォーク高さセンサは、前記フォークに取り付けられるものであって、
前記電子タグリーダ装置および前記フォーク高さセンサと前記コントローラとの間の通信は無線通信であることを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項６】
前記電子タグリーダ装置は、アンテナコイル部と電子機器部とを備えているものであって、
前記アンテナコイル部と前記電子機器部とを背中合わせになるように配置して一体関係を保ち、かつ、前記電子機器部を耐寒材を施した収納ケース内に配置して防寒対策を施したことを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【請求項７】
前記コントローラと前記管理制御装置との間の通信は、イベント発生ごとおよび所定の時間間隔で行われることを特徴とする請求項１に記載の冷凍倉庫の保管管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１１１３２３（Ｐ２０１１−１１１３２３Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７２２４６（Ｐ２００９−２７２２４６）
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
２．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（５９９０４１６０６）三菱電機プラントエンジニアリング株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
２．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（５９９０４１６０６）三菱電機プラントエンジニアリング株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
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